JPWO2011161980A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

内燃機関が減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給される吸気の量を適切に制御できることによって、内燃機関の失火の回避と、良好なドライバビリティの確保を達成することができる内燃機関の制御装置を提供する。制御装置では、補助吸気量のみを燃焼室に供給することにより内燃機関の失火を回避するのに必要な目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤと、燃焼室に供給される吸気の量の目標値である目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが、内燃機関の運転状態ＮＥ，ＡＰに応じて算出され（ステップ７、８、１）、内燃機関が減速運転状態にあり、かつ失火すると判定されたときに、補助吸気量が目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように、補助吸気量制御弁を開弁方向に制御するとともに、燃焼室に供給される吸気の量が目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるように、スロットル弁を閉弁方向に制御する失火回避制御が実行される（ステップ９〜１１）。

Description

本発明は、排ガスの一部を吸気通路に還流させる外部ＥＧＲ装置が設けられた内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の外部ＥＧＲ装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この外部ＥＧＲ装置は、いわゆる低圧式のものであり、ＥＧＲ通路およびＥＧＲ制御弁を有していて、ターボ式の過給機とともに内燃機関に設けられている。このＥＧＲ通路は、排気通路における過給機のタービンよりも下流側と、吸気通路におけるスロットル弁よりも下流側で、かつ過給機のコンプレッサよりも上流側に接続されており、ＥＧＲ通路を介して、排ガスの一部がＥＧＲガスとして吸気通路に還流する。また、吸気通路に還流するＥＧＲガスの量が、ＥＧＲ制御弁によって制御される。

さらに、特許文献２に開示された内燃機関の吸気通路には、バイパス通路が、スロットル弁をバイパスするように接続されている。このバイパス通路には、これを介して内燃機関の燃焼室に供給される新気の量を制御するための補助吸気量制御弁が設けられている。また、特許文献２では、内燃機関が減速運転状態にあり、かつ、燃料カットを実行せずに燃焼運転を行うときには、制御装置によって、スロットル弁が全閉状態に制御されるとともに、補助吸気量制御弁の開度が、所定の目標補助空気量に応じた開度に制御される。この目標補助空気量は、スロットル弁の全閉制御によって新気の量が不足することによる内燃機関の失火を回避できるような値に、設定されている。

特開２００７−１２７０３７号公報 特許第３７６０５９１号公報

しかし、特許文献１に開示された低圧式の外部ＥＧＲ装置を、特許文献２に開示された内燃機関に適用した場合には、次のような問題がある。一般に、ＥＧＲガスは、内燃機関の燃焼に伴って生成されるＮＯｘの量を減少させる上で効果的ではあるものの、内燃機関の燃焼の不安定化の原因になる。また、外部ＥＧＲ装置では、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流し、燃焼室に供給されるため、燃焼室に実際に供給されるＥＧＲガスの量は、ＥＧＲ制御弁による制御に対して、遅れをもって変化する。このため、例えば、内燃機関の減速運転に伴ってＥＧＲガスの量を減少させるようにＥＧＲ制御弁を制御しても、燃焼室に実際に供給されるＥＧＲガスの量は、すぐには減少せず、減少するのに遅れを伴う。これに対し、特許文献２では、内燃機関が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、補助吸気量制御弁の開度を上述した目標補助空気量に応じて制御するにすぎないので、上記のように遅れをもって減少するＥＧＲガスの影響によって、内燃機関が失火するおそれがある。

また、上述した低圧式の外部ＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路が前述したように吸気通路のコンプレッサよりも上流側に接続されている。このため、低圧式の外部ＥＧＲ装置では、いわゆる高圧式の外部ＥＧＲ装置、すなわち、ＥＧＲ通路が吸気通路のコンプレッサよりも下流側に接続された外部ＥＧＲ装置と比較して、ＥＧＲガスと新気が混合した吸気（混合ガス）が流れる吸気通路の部分が大きく、それにより、ＥＧＲガスの応答遅れはより大きくなる。したがって、低圧式の外部ＥＧＲ装置が設けられた内燃機関では、上記のような不具合はより顕著になる。

さらに、特許文献１では、スロットル弁は、吸気通路のＥＧＲ通路との接続部よりも上流側で、燃焼室から離れた部位に設けられている。このため、燃焼室に実際に供給される新気の量は、スロットル弁を全閉状態に制御しても、すぐには値０にならず、値０になるのに遅れを伴う。これに対し、特許文献２では、内燃機関が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、スロットル弁を全閉状態に制御するとともに、補助吸気量制御弁を上述したように制御するにすぎないので、上記のように遅れをもって減少する新気の影響により、燃焼室に実際に供給される新気の量が過大になり、内燃機関の出力が過大になる結果、ドライバビリティが悪化するおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関が減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給される吸気の量を適切に制御することができ、それにより、内燃機関の失火を回避することができるとともに、良好なドライバビリティを得ることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸気通路４と排気通路５とに接続されたＥＧＲ通路１１ａを有し、排気通路５に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路１１ａを介して吸気通路４に還流させるためのＥＧＲ装置１１が設けられた内燃機関３の制御装置１であって、吸気通路４のＥＧＲ通路１１ａとの接続部よりも下流側に設けられ、吸気通路４を流れる吸気の量を制御するためのスロットル弁６と、吸気通路４のＥＧＲ通路１１ａとの接続部よりも上流側と、吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側とに接続されたバイパス通路１３と、バイパス通路１３に設けられ、バイパス通路１３を介して内燃機関３の燃焼室に供給される新気の量である補助吸気量を制御するための補助吸気量制御弁１４と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク角センサ２６、アクセル開度センサ２７、ＥＣＵ２）と、補助吸気量のみを燃焼室に供給することによって内燃機関３の失火を回避するのに必要な目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤを、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ）に応じて算出する目標補助吸気量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ７、８）と、燃焼室に供給される吸気の量の目標値である目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）に応じて算出する目標吸気量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１）と、内燃機関３が失火するか否かを判定する失火判定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３３）と、内燃機関３が減速運転状態にあり、かつ内燃機関３が失火すると判定されたとき（図４のステップ２７：ＹＥＳ、ステップ３３：ＹＥＳ）に、補助吸気量が算出された目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように、補助吸気量制御弁１４を開弁方向に制御するとともに、燃焼室に供給される吸気の量が算出された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるように、スロットル弁６を閉弁方向に制御する失火回避制御を実行する制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９〜１１）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関では、排気通路に排出された排ガスの一部がＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流する。また、上述した構成によれば、スロットル弁が吸気通路のＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に設けられており、このスロットル弁によって、吸気通路を流れる新気およびＥＧＲガスを含む吸気の量が制御される。さらに、吸気通路のＥＧＲ通路との接続部よりも上流側と、吸気通路のスロットル弁よりも下流側とに、バイパス通路が接続されている。このため、このバイパス通路には、ＥＧＲガスがほとんど流れず、ほぼ新気のみが流れる。また、バイパス通路を介して燃焼室に供給される新気の量である補助吸気量が、補助吸気量制御弁によって制御される。

さらに、検出された内燃機関の運転状態に応じ、補助吸気量のみを燃焼室に供給することによって内燃機関の失火を回避するのに必要な目標補助吸気量が、目標補助吸気量算出手段によって算出されるとともに、燃焼室に供給される吸気の量の目標値である目標吸気量が、目標吸気量算出手段によって算出される。また、内燃機関が失火するか否かが、失火判定手段によって判定される。さらに、内燃機関が減速運転状態にあり、かつ内燃機関が失火すると判定されたときに、制御手段により、失火回避制御が実行されることによって、補助吸気量が算出された目標補助吸気量になるように、補助吸気量制御弁が開弁方向に制御されるとともに、燃焼室に供給される吸気の量が算出された目標吸気量になるように、スロットル弁が閉弁方向に制御される。

このように、内燃機関が減速運転状態にあり、かつ内燃機関が失火すると判定されたときに、上記のようにスロットル弁を閉弁方向に制御するので、燃焼室に供給される吸気の量が減少するとともに、それと並行して、燃焼室に供給されるＥＧＲガスの量も減少する。スロットル弁は、前述したＥＧＲ制御弁と異なり、ＥＧＲ通路ではなく、燃焼室により近い吸気通路に設けられているので、スロットル弁による制御に対する、燃焼室に実際に供給されるＥＧＲガスの量の応答遅れは、ＥＧＲ制御弁による制御の場合よりも小さい。したがって、上記のスロットル弁の制御により、燃焼室に供給されるＥＧＲガスの量を迅速に減少させることができる。

また、この場合、バイパス通路を介して燃焼室に供給される新気の量である補助吸気量が目標補助吸気量になるように、補助吸気量制御弁が開弁方向に制御されるとともに、この目標補助吸気量が、そのときの内燃機関の運転状態に応じて、補助吸気量のみを燃焼室に供給することによって内燃機関の失火を回避するのに必要な量に算出される。さらに、バイパス通路は、吸気通路のスロットル弁よりも上流側と下流側に接続されているので、上述した補助吸気量の制御を、スロットル弁による吸気の制御の影響をほとんど受けずに行うことができる。以上により、内燃機関が減速運転状態にあるときに、新気を十分に確保することができるとともに、上述したＥＧＲガスの量の減少と相まって、内燃機関の失火を回避することができる。

また、内燃機関が減速運転状態にあり、かつ内燃機関が失火すると判定されたときに、燃焼室に供給される吸気の量、すなわち、スロットル弁を通過する新気およびＥＧＲガスを含む吸気と、バイパス通路を通過する新気とを合わせた吸気の総量が、目標吸気量になるように、スロットル弁が制御されるとともに、この目標吸気量が、そのときの内燃機関の運転状態に応じて算出される。さらに、スロットル弁が、前述した従来の場合と異なり、吸気通路のＥＧＲ通路との接続部よりも下流側で、燃焼室により近い部位に設けられているので、このスロットル弁の制御に対する、燃焼室に実際に供給される吸気の量の応答遅れは、従来よりも小さい。以上により、内燃機関が減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給される吸気の量を適切に制御でき、ひいては、良好なドライバビリティを得ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、制御手段は、失火回避制御の実行中、スロットル弁６の閉弁方向への制御を、目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じて行う（図３のステップ１０、１１）ことを特徴とする。

この構成によれば、請求項１の説明で述べた失火回避制御の実行中、燃焼室に供給される吸気の量が目標吸気量になるようにスロットル弁を閉弁方向に制御するに際し、当該制御が、目標吸気量に加え、目標補助吸気量に応じて行われる。これにより、スロットル弁を通過する吸気の量を、補助吸気量を合わせた吸気の総量が目標吸気量になるように適切に制御することができるので、燃焼室に供給される吸気の総量をより適切に制御でき、ひいては、良好なドライバビリティを確実に得ることができる。また、この場合、目標補助吸気量への補助吸気量の制御を、スロットル弁を通過する吸気の量よりも優先して行うことができるので、請求項１の説明で述べた効果、すなわち新気を十分に確保できるという効果を、有効に得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の制御装置１において、制御手段は、失火回避制御の実行中、スロットル弁６を全閉状態にならないように制御する（図３のステップ１１）ことを特徴とする。

請求項１の説明で述べた吸気通路におけるＥＧＲ通路およびスロットル弁の位置関係から明らかなように、内燃機関が減速運転状態にあるときに、失火回避制御の実行によって、スロットル弁を全閉状態に制御すると、吸気通路のスロットル弁よりも上流側にＥＧＲガスが滞留するとともに、滞留したＥＧＲガス中のデポジットや水分が吸気通路に付着するようになり、その結果、吸気通路の機能が低下する可能性がある。また、内燃機関の減速運転からの復帰時、全閉状態のスロットル弁が開弁されると、それまで吸気通路に滞留していたＥＧＲガスが燃焼室に急に流入することによって、内燃機関が失火する可能性がある。上述した構成によれば、失火回避制御の実行中、スロットル弁を、全閉状態にならないように制御するので、上述した不具合を回避することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関３の制御装置１において、吸気通路４には、上流側から順に、吸気を過給するための過給機（過給装置１０）のコンプレッサ（コンプレッサブレード１０ａ）と、吸気を冷却するためのインタークーラ１２が、設けられるとともに、インタークーラ１２は、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に設けられており、ＥＧＲ通路１１ａは、吸気通路４のコンプレッサよりも上流側に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、吸気通路には、上流側から順に、過給機のコンプレッサとインタークーラが設けられており、インタークーラは、吸気通路のスロットル弁よりも上流側に設けられている。また、ＥＧＲ通路は、吸気通路のコンプレッサよりも上流側に接続されている。この構成から明らかなように、ＥＧＲ装置は、いわゆる低圧式のものである。前述したように、低圧式のＥＧＲ装置が設けられた内燃機関では、ＥＧＲガスの応答遅れが大きく、それにより、内燃機関が減速運転状態にあるときに、ＥＧＲガスの影響により内燃機関が失火する可能性が高い。上述した構成によれば、そのような低圧式のＥＧＲ装置が設けられた内燃機関において、請求項１の説明で述べた効果、すなわち内燃機関が減速運転状態にあるときに失火を回避することができるという効果を、より有効に得ることができる。

また、請求項３の説明で述べたように、内燃機関が減速運転状態にあるときにスロットル弁の全閉制御によりＥＧＲガスが吸気通路に滞留した場合、上述した吸気通路におけるＥＧＲ通路、コンプレッサ、インタークーラおよびスロットル弁の配置関係から、滞留したＥＧＲガスは、インタークーラによって冷却される。これにより、ＥＧＲガスが凝縮される結果、吸気通路やインタークーラに付着する水分が、より多くなる。したがって、上述した構成において、請求項３の説明で述べたスロットル弁の制御を行うことにより、吸気通路の機能を維持できるという効果を、より有効に得ることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関３の制御装置１において、失火回避制御の実行中、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に残留している残留吸気の量に対するＥＧＲガスの量の比率である残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴを推定する残留ＥＧＲ率推定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ４７）と、失火回避制御の実行中、残留吸気のみが燃焼室に供給されたときに内燃機関３が失火するか否かを、推定された残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴに応じて判定する判定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ４９）と、制御手段は、失火回避制御の実行中、判定手段によって内燃機関３が失火すると判定されているときに、失火回避制御を継続して実行し（図５のステップ５０）、判定手段によって内燃機関３が失火しないと判定されたときに、失火回避制御を終了する（図５のステップ５１）ことを特徴とする。

前述した失火回避制御の実行中、吸気通路のＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に設けられたスロットル弁が閉弁方向に制御されるので、吸気通路のスロットル弁よりも上流側には、新気およびＥＧＲガスを含む吸気が残留する。上述した構成によれば、失火回避制御の実行中、吸気通路のスロットル弁よりも上流側に残留している残留吸気の量に対するＥＧＲガスの量の比率が、残留ＥＧＲ率推定手段によって推定される。

また、失火回避制御の実行中、残留吸気のみが燃焼室に供給されたと仮定したときに内燃機関が失火するか否かが、推定された残留ＥＧＲ率に応じ、判定手段によって判定される。この場合、内燃機関が失火すると判定されているときには、失火回避制御が継続して実行される一方、失火しないと判定されたときには、失火回避制御が終了される。これにより、残留吸気に含まれるＥＧＲガスの影響によって内燃機関が失火するのを確実に回避することができる。また、このＥＧＲガスの影響によって内燃機関が失火しなくなった時点で、失火回避制御を終了し、スロットル弁を用いた通常の吸気制御に復帰できるので、この復帰直後における内燃機関の良好なドライバビリティを確保することができる。

本実施形態による制御装置を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。 ＥＣＵによって実行される、内燃機関の燃焼室に供給される吸気を制御するための処理を示すフローチャートである。 ＥＣＵによって実行される、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しているか否かを判定する処理を示すフローチャートである。 ＥＣＵによって実行される、失火回避用の吸気制御を終了するか否かを判定する処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３は、＃１〜＃４の４つの気筒３ａを有する４サイクルタイプのガソリンエンジンである。このエンジン３のシリンダヘッド（図示せず）には、各気筒３ａの燃焼室（図示せず）に吸気を導入するための吸気通路４と、燃焼室から排出された排ガスを外部に放出するための排気通路５が接続されている。また、エンジン３には、ターボ式の過給装置１０と、ＥＧＲ装置１１が設けられている。なお、本実施形態において、「吸気」は、後述するＥＧＲガスが吸気通路４に還流しているときには、新気とＥＧＲガスを含む混合ガスを意味し、還流していないときには、新気を意味する。

この過給装置１０は、吸気通路４に設けられた回転自在のコンプレッサブレード１０ａと、排気通路５に設けられ、コンプレッサブレード１０ａと一体に回転するタービンブレード１０ｂと、複数の可変ベーン１０ｃ（２つのみ図示）と、可変ベーン１０ｃを駆動するベーンアクチュエータ１０ｄを有している。過給装置１０では、排気通路５を流れる排ガスによってタービンブレード１０ｂが駆動されると、これと一体のコンプレッサブレード１０ａも同時に回転することによって、吸気通路４内の吸気を加圧する過給動作が行われる。

可変ベーン１０ｃは、タービンブレード１０ｂを収容するハウジング（図示せず）の壁部に回動自在に取り付けられており、ベーンアクチュエータ１０ｄに連結されている。可変ベーン１０ｃの開度は、制御装置１の後述するＥＣＵ２からの制御入力信号がベーンアクチュエータ１０ｄに入力されることによって、制御される。これにより、タービンブレード１０ｂに吹き付けられる排ガスの量が変更されるのに伴い、タービンブレード１０ｂおよびコンプレッサブレード１０ａの回転速度が変化することによって、吸気の過給圧が制御される。

また、吸気通路４には、上流側から順に、エアフローセンサ２１、ＥＧＲ装置１１の第１ＥＧＲ制御弁１１ｂ、吸気圧センサ２２、前記コンプレッサブレード１０ａ、過給圧センサ２３、インタークーラ１２、およびスロットル弁６が、設けられている。エアフローセンサ２１は、例えば熱線式のものであり、エンジン３の燃焼室に吸入される新気の量（以下「新気量」という）ＧＡＩＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、吸気圧センサ２２は、コンプレッサブレード１０ａと第１ＥＧＲ制御弁１１ｂとの間における吸気通路４内の圧力を、吸気圧ＰＩＮとして検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。過給圧センサ２３は、コンプレッサブレード１０ａのすぐ下流側における吸気通路４内の圧力を、過給圧ＰＢＳＴとして検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、インタークーラ１２は、過給装置１０の過給動作により吸気の温度が上昇したときなどに、吸気を冷却するものである。スロットル弁６は、例えばバタフライ弁で構成され、吸気通路４の吸気マニホルド４ａよりも上流側に配置されており、吸気通路４内に回動自在に設けられている。スロットル弁６には、例えばＤＣモータで構成されたＴＨアクチュエータ６ａ（図２参照）が連結されている。スロットル弁６の開度（以下「スロットル弁開度」という）は、ＥＣＵ２からの制御入力信号がＴＨアクチュエータ６ａに入力されることによって、変更され、それにより吸気通路４を流れる吸気の量が制御される。また、スロットル弁開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ２４によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

さらに、排気通路５のタービンブレード１０ｂよりも下流側には、触媒７が設けられている。この触媒７は、例えば三元触媒で構成されており、排気通路５を流れる排ガス中のＨＣやＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元させることによって、排ガスを浄化する。

また、前記ＥＧＲ装置１１は、排気通路５を流れる排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路４に還流させるためのものであり、ＥＧＲ通路１１ａ、第１ＥＧＲ制御弁１１ｂおよび第２ＥＧＲ制御弁１１ｃを有している。ＥＧＲ通路１１ａは、吸気通路４の吸気圧センサ２２およびコンプレッサブレード１０ａの間と、排気通路５の触媒７よりも下流側とに接続されている。

さらに、第１ＥＧＲ制御弁１１ｂは、吸気通路４のエアフローセンサ２１とＥＧＲ通路１１ａの接続部との間に設けられており、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されることによって、その開度が制御される。第２ＥＧＲ制御弁１１ｃは、ＥＧＲ通路１１ａに設けられており、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されることによって、その開度が制御される。

以上の構成のＥＧＲ装置１１によれば、第１ＥＧＲ制御弁１１ｂの開度を制御することによって、排ガスの還流に必要な吸気通路４と排気通路５の間の差圧が確保されるとともに、第２ＥＧＲ制御弁１１ｃの開度を制御することによって、ＥＧＲ通路１１ａを介して吸気通路４に還流するＥＧＲガスの量が制御される。

また、吸気通路４には、バイパス通路１３が、エアフローセンサ２１および第１ＥＧＲ制御弁１１ｂの間と、スロットル弁６よりも下流側とに接続されている。バイパス通路１３には、補助吸気量制御弁１４が設けられており、この補助吸気量制御弁１４は、例えばバタフライ弁とＤＣモータの組合せで構成されている。補助吸気量制御弁１４の開度（以下「補助吸気量制御弁開度」という）は、ＥＣＵ２からの制御入力信号が補助吸気量制御弁１４に入力されることによって、制御される。

以上の構成により、補助吸気量制御弁１４が開弁しているときには、新気が、バイパス通路１３を介して、第１ＥＧＲ制御弁１１ｂの上流側からコンプレッサブレード１０ａやスロットル弁６をバイパスし、さらに吸気通路４を介してエンジン３の燃焼室に供給される。また、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴを制御することによって、バイパス通路１３を介して燃焼室に供給される新気の量（以下「補助吸気量」という）が制御される。また、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴは、補助制御弁開度センサ２５によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、エンジン３には、クランク角センサ２６が設けられている。このクランク角センサ２６は、エンジン３のクランク軸（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン（図示せず）が吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプのエンジン３では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ２７から、車両のアクセルペダル（いずれも図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上述した各種のセンサ２１〜２７からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＥＣＵ２は、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、各種の処理を実行する。

次に、図３を参照しながら、エンジン３の燃焼室に供給される吸気の量を制御するための吸気制御処理について説明する。本処理は、所定周期で繰り返し実行される。まず、図３のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、算出されたエンジン回転数ＮＥと、検出されたアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを算出する。この目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤは、燃焼室に供給される吸気の量の目標値である。

次いで、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。この補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲは、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しているときに「１」にセットされるものであり、エンジン３の始動時に「０」にリセットされる。補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲの詳細については後述する。また、失火回避用の吸気制御は、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するのを回避するために行われるものである。

上記ステップ２の答がＮＯ（Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲ＝０）で、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないときには、次のステップ３以降において、通常用の吸気制御を実行する。まず、ステップ３では、エンジン回転数ＮＥと、検出された新気量ＧＡＩＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤを算出する。この目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤは、ＥＧＲ率の目標値であり、ＥＧＲ率は、吸気（新気＋ＥＧＲガス）の量に対するＥＧＲガスの量の比率である。この場合、エンジン３が減速運転状態にあるときには、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤは値０に算出される。また、ステップ３の実行に伴い、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤに基づく制御入力信号が第１および第２ＥＧＲ制御弁１１ｂ，１１ｃに入力されることにより、第１および第２ＥＧＲ制御弁１１ｂ，１１ｃの開度が制御されることによって、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤになるように制御される。

次いで、目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤを値０に設定する（ステップ４）。この目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤは、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴの目標値である。また、このステップ４の実行に伴い、目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤに基づく制御入力信号が補助吸気量制御弁１４に入力されることにより、補助吸気量制御弁１４が全閉状態に制御されることによって、補助吸気量（バイパス通路１３を介して燃焼室に供給される新気の量）が値０になるように制御される。

次に、前記ステップ１で算出された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤに設定し（ステップ５）、後述するステップ１１に進む。この目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤは、スロットル弁６を通過する吸気の量（以下「スロットル弁通過吸気量」という）の目標値である。

一方、前記ステップ２の答がＹＥＳ（Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲ＝１）で、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しているときには、次のステップ６以降において、失火回避用の吸気制御を実行する。まず、ステップ６では、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤを値０に設定する。このステップ６の実行に伴い、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤに基づく制御入力信号が第２ＥＧＲ制御弁１１ｃに入力されることにより、第２ＥＧＲ制御弁１１ｃが全閉状態に制御されることによって、吸気通路４に還流するＥＧＲガスの量が値０になるように制御される。

次いで、エンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、限界負荷ＰＢＡＬＭＴを算出する（ステップ７）。この限界負荷ＰＢＡＬＭＴは、そのときのエンジン回転数ＮＥに対して、エンジン３が失火しない最小の負荷に相当する。次に、エンジン回転数ＮＥと、算出された限界負荷ＰＢＡＬＭＴに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤを算出する（ステップ８）。この目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤは、補助吸気量の目標値であり、上記ステップ７および８の実行によって、補助吸気量のみを燃焼室に供給することによってエンジン３の失火を回避できるような値に、算出される。

次いで、エンジン回転数ＮＥと、算出された目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤを算出する（ステップ９）。このステップ９の実行に伴い、目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤに基づく制御入力信号が補助吸気量制御弁１４に入力されることにより、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴが制御されることによって、補助吸気量が目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように制御される。

次に、前記ステップ１で算出された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤから、ステップ８で算出された目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤを減算することによって、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤを算出し（ステップ１０）、ステップ１１に進む。このステップ１０では、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤは、常に、値０よりも大きな値に算出される。

また、ステップ１１では、エンジン回転数ＮＥと、前記ステップ５または１０で求められた目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを算出する。次いで、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤを、その前回値ＥＧＲＣＭＤＺにシフトし（ステップ１２）、本処理を終了する。この目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤは、スロットル弁開度ＴＨの目標値である。また、このステップ１１の実行に伴い、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに基づく制御入力信号がＴＨアクチュエータ６ａに入力されることにより、スロットル弁開度ＴＨが制御されることによって、スロットル弁通過吸気量が、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤになるように制御される。

以上のように、通常用の吸気制御では、補助吸気量制御弁１４が全閉状態に制御されることによって、バイパス通路１３を介したエンジン３の燃焼室への新気の供給が停止される。また、燃焼室に供給される吸気が、スロットル弁６を介して制御される。

さらに、失火回避用の吸気制御では、目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤが目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じて算出されるとともに、算出された目標補助吸気量制御弁開度ＢＶＣＭＤに応じて、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴが制御される。これにより、補助吸気量制御弁１４は、補助吸気量が目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように、通常用の吸気制御の場合よりも開弁方向に制御される。

また、失火回避用の吸気制御では、燃焼室には、スロットル弁６を通過する吸気に加え、バイパス通路１３を通過する新気が供給される。これに対し、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤが目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤから目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤを減算することによって算出されるとともに、算出された目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤに応じて、スロットル弁開度ＴＨが制御される。これにより、スロットル弁通過吸気量が上記のように算出された目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤになるように制御されることと、上述したように補助吸気量が目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように制御されることによって、スロットル弁通過吸気量と、補助吸気量とを合わせた吸気の総量が、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるように制御される。

また、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤは、通常用の吸気制御では、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに設定されるのに対し、失火回避用の吸気制御では、上記の算出手法から明らかなように目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤよりも小さな値に算出される。これにより、失火回避用の吸気制御では、スロットル弁６は、通常用の吸気制御の場合よりも閉弁方向に制御される。さらに、失火回避用の吸気制御では、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤは、値０よりも大きな値に算出されるので、スロットル弁６は、全閉状態にならないように制御される。

次に、図４を参照しながら、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しているか否かを判定する処理について説明する。本処理は、図３に示す処理と同様、所定周期で繰り返し実行される。まず、図４のステップ２１では、そのときに得られている補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲを、その前回値Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲＺにシフトする。

次いで、設定された補助吸気フラグの前回値Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲＺが「０」であるか否かを判別する（ステップ２２）。この答がＮＯのときには、アクセル開度ＡＰをその前回値ＡＰＺにシフトし（ステップ２３）、本処理を終了する。一方、ステップ２２の答がＹＥＳ（Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲＺ＝０）で、前回時に失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していなかったときには、フューエルカットフラグＦ＿Ｆ／Ｃが「０」であるか否かを判別する（ステップ２４）。

このフューエルカットフラグＦ＿Ｆ／Ｃは、エンジン３の減速運転中や、エンジン３の高速運転中にエンジン３への燃料の供給を停止するフューエルカットが実行されているときに、「１」に設定されるものである。このステップ２４の答がＮＯで、フューエルカットの実行中であるときには、エンジン３で燃焼運転が行われていないため、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないとして、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲを「０」に設定する（ステップ２５）とともに、前記ステップ２３を実行し、本処理を終了する。

一方、ステップ２４の答えがＹＥＳ（Ｆ＿Ｆ／Ｃ＝０）で、フューエルカットの実行中でなく、エンジン３の燃焼運転中であるときには、検出されたアクセル開度の今回値ＡＰから、その前回値ＡＰＺを減算することによって、アクセル開度変化量ΔＡＰを算出する（ステップ２６）。

次いで、算出されたアクセル開度変化量ΔＡＰが値０よりも小さく、かつ、アクセル開度変化量の絶対値｜ΔＡＰ｜が所定値ΔＡＰＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ２７）。この答がＮＯのとき、すなわち、アクセル開度変化量ΔＡＰが値０以上のとき、または、アクセル開度変化量の絶対値｜ΔＡＰ｜が所定値ΔＡＰＲＥＦ以下のときには、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないとして、前記ステップ２５以降を実行し、本処理を終了する。

上記ステップ２７の答がＮＯのときに、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないとみなすのは、次の理由による。すなわち、アクセル開度変化量ΔＡＰが値０以上のときには、エンジン３が減速運転状態にないことから、失火回避用の吸気制御を実行する必要がないためである。また、アクセル開度変化量ΔＡＰが値０よりも小さく、エンジン３が減速運転状態にあっても、アクセル開度変化量の絶対値｜ΔＡＰ｜が比較的小さいときには、エンジン３の減速度合が小さく、その運転状態が比較的安定しているため、ＥＧＲガスの影響により失火する可能性が低いためである。

一方、ステップ２７の答がＹＥＳのとき、すなわち、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあり、かつ、その減速度合が比較的大きいときには、残留ＥＧＲフラグＦ＿ＥＧＲＳＴＡＹが「１」であるか否かを判別する（ステップ２８）。この残留ＥＧＲフラグＦ＿ＥＧＲＳＴＡＹは、吸気通路４のスロットル弁６とＥＧＲ通路１１ａの接続部との間の部分と、ＥＧＲ通路１１ａの第２ＥＧＲ制御弁１１ｃよりも下流側の部分とに、ＥＧＲガスが残留していることを「１」で表すものである。また、残留ＥＧＲフラグＦ＿ＥＧＲＳＴＡＹは、ステップ２７の答がＹＥＳになる直前、すなわち、エンジン３の減速運転が開始される直前における目標ＥＧＲ率ＥＧＲＣＭＤに基づいて設定される。以下、吸気通路４のスロットル弁６とＥＧＲ通路１１ａの接続部との間の部分、および、ＥＧＲ通路１１ａの第２ＥＧＲ制御弁１１ｃよりも下流側の部分を総称して、「新気ＥＧＲガス混合部位」という。

上記ステップ２８の答がＮＯ（Ｆ＿ＥＧＲＳＴＡＹ＝０）のとき、すなわち、ＥＧＲガスが新気ＥＧＲガス混合部位に残留していないときには、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないとして、前記ステップ２５以降を実行し、本処理を終了する。これは、ＥＧＲガスが新気ＥＧＲガス混合部位に残留していないときには、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがないことから、失火回避用の吸気制御を実行する必要がないためである。

一方、ステップ２８の答がＹＥＳのとき、すなわち、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあり、その減速度合が比較的大きく、かつ、ＥＧＲガスが新気ＥＧＲガス混合部位に残留しているときには、エンジン回転数ＮＥおよび新気量ＧＡＩＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、失火判定用の目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤを算出する（ステップ２９）。

次いで、アクセル開度ＡＰに、前記ステップ２６で算出されたアクセル開度変化量ΔＡＰを加算することによって、予測アクセル開度ＰＲＥＡＰを算出する（ステップ３０）。この予測アクセル開度ＰＲＥＡＰは、アクセル開度ＡＰの予測値である。次に、エンジン回転数ＮＥと、算出された予測アクセル開度ＰＲＥＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、予測新気量ＰＲＥＧＡＩＲを算出する（ステップ３１）。この予測新気量ＰＲＥＧＡＩＲは、新気量ＧＡＩＲの予測値である。

次いで、エンジン回転数ＮＥと、算出された予測新気量ＰＲＥＧＡＩＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴを算出する（ステップ３２）。この予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴは、エンジン回転数ＮＥおよび予測新気量ＰＲＥＧＡＩＲで表されるエンジン３の運転状態において、エンジン３が失火しないＥＧＲ率の最大値に相当する。すなわち、予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴは、エンジン３が失火しないＥＧＲ率の予測値の最大値に相当する。上記のマップでは、予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、予測新気量ＰＲＥＧＡＩＲが大きいほど、より大きな値に設定されている。

次に、上記ステップ２９で算出された目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤが、ステップ３２で算出された予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ３３）。この答がＮＯのときには、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがないとみなし、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立していないとして、前記ステップ２５以降を実行し、本処理を終了する。

一方、上記ステップ３３の答がＹＥＳで、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤが予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴよりも大きいときには、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがあるとみなし、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しているとして、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲを「１」に設定する（ステップ３４）とともに、前記ステップ２３を実行し、本処理を終了する。

このように、そのときの目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤと予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴとの比較結果に基づいて、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがあると判定するのは、次の理由による。すなわち、ＥＧＲガスは、遅れをもってエンジン３の燃焼室に流入することから、そのときのエンジン回転数ＮＥおよび新気量ＧＡＩＲに応じて算出された目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤは、次回以降に燃焼室に流入する吸気のＥＧＲ率に相当する。また、予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴは、エンジン３が失火しないＥＧＲ率の予測値の最大値であり、次回以降においてエンジン３が失火しないＥＧＲ率の最大値に相当する。以上から、目標ＥＧＲ率ＥＧＲＭＦＣＭＤと予測限界ＥＧＲ率ＰＲＥＥＧＲＬＭＴの比較結果に基づいて、次回以降においてＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するか否かを適切に判定（予測）できるためである。

また、失火回避用の吸気制御は、一旦、その実行条件が成立する（図４のステップ３４）ことによって開始される（図３のステップ６〜１１）と、その後、図５に示す終了判定処理によって、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがないと判定されるまで、継続して実行される。以下、この終了判定処理について説明する。本処理は、図３および図４に示す処理と同様、所定周期で繰り返し実行される。

まず、図５のステップ４１では、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する一方、ＹＥＳのとき、すなわち、失火回避用の吸気制御の実行条件が成立しており、その実行中であるときには、そのときに得られている残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴを、その前回値ＥＧＲＡＣＴＺにシフトする（ステップ４２）。

ここで、この残留ＥＧＲ率について説明する。前述したように、失火回避用の吸気制御が開始されると、スロットル弁６が閉弁方向に制御されることによって、吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側に吸気が流れにくくなり、それにより、失火回避用の吸気制御の開始以後、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に吸気が残留する。残留ＥＧＲ率は、この残留している吸気のＥＧＲ率に相当する。

上記ステップ４２に続くステップ４３では、図４のステップ２１で設定された補助吸気フラグの前回値Ｆ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲＺが「０」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳのとき、すなわち、今回が失火回避用の吸気制御を開始した直後のループであるときには、目標ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＣＭＤＺを、残留ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＡＣＴＺとして設定し（ステップ４４）、後述するステップ４５に進む。一方、ステップ４３の答がＮＯで、今回が失火回避用の吸気制御を開始した直後のループでないときには、ステップ４４をスキップし、ステップ４５に進む。

上記のように、今回が失火回避用の吸気制御を開始した直後のループであるときに、目標ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＣＭＤＺを、残留ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＡＣＴＺとして設定するのは、この目標ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＣＭＤＺが、失火回避用の吸気制御を開始する直前における実際のＥＧＲ率に相当するためである。

また、ステップ４５では、新気量ＧＡＩＲと、検出されたスロットル弁開度ＴＨおよび補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴとに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、流入吸気量ＩＮＧＡＳを算出する。この流入吸気量ＩＮＧＡＳは、本処理の今回の処理サイクルにおいて、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に流入した吸気の量に相当する。

次いで、新気量ＧＡＩＲ、スロットル弁開度ＴＨおよび補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、流出吸気量ＯＵＴＧＡＳを算出する（ステップ４６）。この流出吸気量ＯＵＴＧＡＳは、本処理の今回の処理サイクルにおいて、吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側に流出した吸気の量に相当する。

前述したように、バイパス通路１３は、吸気通路４のエアフローセンサ２１よりも下流側に接続されているので、エアフローセンサ２１で検出された新気量ＧＡＩＲは、それよりも下流側の吸気通路４を流れる吸気の量と、バイパス通路１３を流れる吸気の量との和に相当する。また、スロットル弁開度ＴＨはスロットル弁通過吸気量と、補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴはバイパス通路１３を流れる吸気の量と、それぞれ密接な相関関係にある。したがって、新気量ＧＡＩＲ、スロットル弁開度ＴＨおよび補助吸気量制御弁開度ＢＶＡＣＴに応じ、流入吸気量ＩＮＧＡＳを吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に流入した吸気の量として、流出吸気量ＯＵＴＧＡＳを吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側に流出した吸気の量として、それぞれ適切に算出することができる。

また、ステップ４６に続くステップ４７では、前記ステップ４２または４４で設定された残留ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＡＣＴＺと、ステップ４５および４６でそれぞれ算出された流入吸気量ＩＮＧＡＳおよび流出吸気量ＯＵＴＧＡＳとに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、残留ＥＧＲ率の今回値ＥＧＲＡＣＴを算出する。

前述したように、失火回避用の吸気制御の実行中には、図３のステップ６により吸気通路４へのＥＧＲガスの還流が停止されるため、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側には、ＥＧＲガスは流入せず、新気のみが流入する。これにより、残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴ、すなわち吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に残留している吸気のＥＧＲ率は、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に吸気（新気）が流入することと、下流側に吸気が流出することによって減少する。したがって、残留ＥＧＲ率の前回値ＥＧＲＡＣＴＺと、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に流入した吸気の量である流入吸気量ＩＮＧＡＳと、下流側に流出した吸気の量である流出吸気量ＯＵＴＧＡＳとに応じて、残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴを適切に算出することができる。

また、ステップ４７に続くステップ４８では、エンジン回転数ＮＥおよび新気量ＧＡＩＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴを算出する。この限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴは、エンジン回転数ＮＥおよび新気量ＧＡＩＲで表されるエンジン３の運転状態において、エンジン３が失火しないＥＧＲ率の最大値に相当する。

次いで、上記ステップ４７で算出された残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴが、ステップ４８で算出された限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ以下であるか否かを判別する（ステップ４９）。この答がＮＯのときには、失火回避用の吸気制御を終了することによって、バイパス通路１３を介した燃焼室への新気の供給を終了し、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に残留している吸気のみを燃焼室に供給すると、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがあると判定する。そして、この判定結果に応じて、エンジン３の失火を回避すべく、失火回避用の吸気制御を継続して実行するために、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲを「１」に保持し（ステップ５０）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ４９の答がＹＥＳで、残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴが限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ以下のときには、失火回避用の吸気制御を終了することによって、バイパス通路１３を介した燃焼室への新気の供給を終了しても、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火するおそれがないと判定する。そして、この判定結果に応じて、失火回避用の吸気制御を終了し、通常用の吸気制御に復帰するために、補助吸気フラグＦ＿ＳＥＣＯＮＤＡＩＲを「０」にリセットし（ステップ５１）、本処理を終了する。

また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における運転状態検出手段、目標補助吸気量算出手段、目標吸気量算出手段、失火判定手段、制御手段、残留ＥＧＲ率推定手段、および判定手段に相当する。また、本実施形態における過給装置１０およびコンプレッサブレード１０ａが、本発明における過給機およびコンプレッサにそれぞれ相当する。さらに、本実施形態におけるクランク角センサ２６およびアクセル開度センサ２７が、本発明における運転状態検出手段に相当する。また、本実施形態におけるエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰが、本発明における内燃機関の運転状態に相当する。

以上のように、本実施形態によれば、スロットル弁６が吸気通路４のＥＧＲ通路１１ａとの接続部よりも下流側に設けられており、このスロットル弁６によって、吸気通路４を流れる新気およびＥＧＲガスを含む吸気の量が制御される。また、吸気通路４のＥＧＲ通路１１ａとの接続部よりも上流側と、吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側とに、バイパス通路１３が接続されている。このため、このバイパス通路１３には、ＥＧＲガスがほとんど流れず、ほぼ新気のみが流れる。さらに、バイパス通路１３を介して燃焼室に供給される新気の量である補助吸気量が、補助吸気量制御弁１４によって制御される。

また、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあり、かつエンジン３が失火すると判定されたとき（図４のステップ２４：ＹＥＳ、ステップ２７：ＹＥＳ、ステップ３３：ＹＥＳ）に、失火回避用の吸気制御が実行される。さらに、この失火回避用の吸気制御の実行中、補助吸気量のみを燃焼室に供給することによってエンジン３の失火を回避するのに必要な目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤが、エンジン回転数ＮＥに応じて算出される（図３のステップ７、８）とともに、燃焼室に供給される吸気の量の目標値である目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて算出される（図３のステップ１）。また、補助吸気量が算出された目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤになるように、補助吸気量制御弁１４が開弁方向に制御される（図３のステップ９）とともに、燃焼室に供給される吸気の量が算出された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるように、スロットル弁６が閉弁方向に制御される（ステップ１０、１１）。

以上により、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給されるＥＧＲガスの量を迅速に減少させることができるとともに、新気を十分に確保することができ、したがって、エンジン３の失火を回避することができる。それに加え、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給される吸気の量を適切に制御でき、ひいては、良好なドライバビリティを得ることができる。

また、失火回避用の吸気制御の実行中、燃焼室に供給される吸気の量が目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるようにスロットル弁６を閉弁方向に制御するに際し、当該制御が、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに加え、目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じて行われる（図３のステップ１０、１１）。これにより、スロットル弁通過吸気量を、補助吸気量を合わせた吸気の総量が目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤになるように適切に制御することができるので、燃焼室に供給される吸気の総量をより適切に制御でき、ひいては、良好なドライバビリティを確実に得ることができる。さらに、この場合、目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤへの補助吸気量の制御を、スロットル弁通過吸気量よりも優先して行うことができるので、上述した効果、すなわち新気を十分に確保できるという効果を、有効に得ることができる。

また、吸気通路４におけるＥＧＲ通路１１ａおよびスロットル弁６の位置関係から明らかなように、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、スロットル弁６を全閉状態に制御すると、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側にＥＧＲガスが滞留するとともに、滞留したＥＧＲガス中のデポジットや水分が吸気通路４に付着するようになり、その結果、吸気通路４の機能が低下する可能性がある。この場合、滞留したＥＧＲガスがインタークーラ１２による冷却により凝縮されることによって、吸気通路４やインタークーラ１２に付着する水分が、より多くなる。さらに、エンジン３の減速運転からの復帰時、全閉状態のスロットル弁６が開弁されると、それまで吸気通路４に滞留していたＥＧＲガスが燃焼室に急に流入することによって、エンジン３が失火する可能性がある。本実施形態によれば、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときにおける失火回避用の吸気制御の実行中、スロットル弁６を、全閉状態にならないように制御するので、上述した不具合を回避することができる。

また、ＥＧＲ装置１１は、いわゆる低圧式のものであり、このＥＧＲ装置１１が設けられたエンジン３では、ＥＧＲガスの応答遅れが大きく、それにより、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３が失火する可能性が高い。本実施形態によれば、そのようなエンジン３において、上述した効果、すなわち、エンジン３が燃焼を伴う減速運転状態にあるときに失火を回避することができるという効果を、より有効に得ることができる。

さらに、失火回避用の吸気制御の実行中、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に残留している吸気のみが燃焼室に供給されたと仮定したときにエンジン３が失火するか否かが、残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴに応じて判定される（図５のステップ４９）。この場合、エンジン３が失火すると判定されているとき（ステップ４９：ＮＯ）には、失火回避用の吸気制御が継続して実行される（ステップ５０）一方、失火しないと判定されたときには、失火回避用の吸気制御が終了される（ステップ５１）。これにより、吸気通路４のスロットル弁６よりも上流側に残留する吸気に含まれるＥＧＲガスの影響によってエンジン３が失火するのを、確実に回避することができる。また、このＥＧＲガスの影響によってエンジン３が失火しなくなった時点で、失火回避用の吸気制御を終了し、スロットル弁６を用いた通常用の吸気制御に復帰できるので、この復帰直後におけるエンジン３の良好なドライバビリティを確保することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態で示した吸気通路４に対するバイパス通路１３の下流側の部分の接続位置は、あくまで例示であり、吸気通路４のスロットル弁６よりも下流側であれば、任意である。例えば、バイパス通路１３を、吸気通路４の吸気マニホルド４ａや、吸気通路４の吸気ポートに接続してもよい。また、実施形態では、失火回避用の吸気制御の実行中、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じて、一旦、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤを算出し、さらに目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤに応じて目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを算出しているが、目標スロットル弁通過吸気量ＧＴＨＡＩＲＣＭＤを算出せずに、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標補助吸気量ＳＡＩＲＣＭＤに応じて算出してもよい。

さらに、実施形態では、残留ＥＧＲ率ＥＧＲＡＣＴを、マップ検索によって算出しているが、所定の演算式によって算出してもよい。また、実施形態は、制御装置１を、過給装置１０およびインタークーラ１２が設けられたエンジン３に適用した例であるが、両者１０，１２が省略された内燃機関に適用可能である。さらに、ディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジン、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、産業用の各種の内燃機関に適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関が減速運転状態にあるときに、燃焼室に供給される吸気の量を適切に制御することにより、内燃機関の失火を回避するとともに、良好なドライバビリティを得る上で、極めて有用である。

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（運転状態検出手段、目標補助吸気量算出手段、
目標吸気量算出手段、失火判定手段、制御手段、
残留ＥＧＲ率推定手段、判定手段）
３ エンジン
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ スロットル弁
１０ 過給装置（過給機）
１０ａ コンプレッサブレード（コンプレッサ）
１１ ＥＧＲ装置
１１ａ ＥＧＲ通路
１２ インタークーラ
１３ バイパス通路
１４ 補助吸気量制御弁
２６ クランク角センサ（運転状態検出手段）
２７ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＡＰ アクセル開度（内燃機関の運転状態）
ＳＡＩＲＣＭＤ 目標補助吸気量
ＧＡＩＲＣＭＤ 目標吸気量
ＥＧＲＡＣＴ 残留ＥＧＲ率

Claims (5)

1. 吸気通路と排気通路とに接続されたＥＧＲ通路を有し、前記排気通路に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして、前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路に還流させるためのＥＧＲ装置が設けられた内燃機関の制御装置であって、
   前記吸気通路の前記ＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に設けられ、前記吸気通路を流れる吸気の量を制御するためのスロットル弁と、
   前記吸気通路の前記ＥＧＲ通路との接続部よりも上流側と、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側とに接続されたバイパス通路と、
   当該バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を介して前記内燃機関の燃焼室に供給される新気の量である補助吸気量を制御するための補助吸気量制御弁と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記補助吸気量のみを前記燃焼室に供給することによって前記内燃機関の失火を回避するのに必要な目標補助吸気量を、前記検出された内燃機関の運転状態に応じて算出する目標補助吸気量算出手段と、
   前記燃焼室に供給される吸気の量の目標値である目標吸気量を、前記内燃機関の運転状態に応じて算出する目標吸気量算出手段と、
   前記内燃機関が失火するか否かを判定する失火判定手段と、
   前記内燃機関が減速運転状態にあり、かつ前記内燃機関が失火すると判定されたときに、前記補助吸気量が前記算出された目標補助吸気量になるように、前記補助吸気量制御弁を開弁方向に制御するとともに、前記燃焼室に供給される吸気の量が前記算出された目標吸気量になるように、前記スロットル弁を閉弁方向に制御する失火回避制御を実行する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記失火回避制御の実行中、前記スロットル弁の前記閉弁方向への制御を、前記目標補助吸気量に応じて行うことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記失火回避制御の実行中、前記スロットル弁を全閉状態にならないように制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吸気通路には、上流側から順に、吸気を過給するための過給機のコンプレッサと、吸気を冷却するためのインタークーラが、設けられるとともに、当該インタークーラは、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも上流側に設けられており、
   前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側に接続されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記失火回避制御の実行中、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも上流側に残留している残留吸気の量に対するＥＧＲガスの量の比率である残留ＥＧＲ率を推定する残留ＥＧＲ率推定手段と、
   前記失火回避制御の実行中、前記残留吸気のみが前記燃焼室に供給されたときに前記内燃機関が失火するか否かを、前記推定された残留ＥＧＲ率に応じて判定する判定手段と、
   前記制御手段は、前記失火回避制御の実行中、前記判定手段によって前記内燃機関が失火すると判定されているときに、前記失火回避制御を継続して実行し、前記判定手段によって前記内燃機関が失火しないと判定されたときに、前記失火回避制御を終了することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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