エンジンの制御装置
【課題】アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるエンジンにおいて、その再始動のときに混合気の燃焼を好適に生じさせて排気改善を図る。
【解決手段】本発明に係るエンジンの制御装置は、ＥＧＲ通路４２に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁４６および下流側ＥＧＲ弁４８、並びにこれらのＥＧＲ弁４６、４８のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置４０を備える。ＥＧＲ弁制御手段は、エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを吸気通路２８に導入し、かつ、燃料噴射弁１４から再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、複数のＥＧＲ弁４６、４８の作動を制御する。
【解決手段】本発明に係るエンジンの制御装置は、ＥＧＲ通路４２に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁４６および下流側ＥＧＲ弁４８、並びにこれらのＥＧＲ弁４６、４８のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置４０を備える。ＥＧＲ弁制御手段は、エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを吸気通路２８に導入し、かつ、燃料噴射弁１４から再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、複数のＥＧＲ弁４６、４８の作動を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを自動的に停止してその後同エンジンを自動的に再始動させる、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が一時的に停止してエンジンをアイドリングする場合に、排気低減および燃費向上などの要請により、できるだけエンジンを止めることが望まれている。これに対して、そのようなときにエンジンの停止および再始動を自動的に行う制御つまりアイドルストップ制御が開発されている。そのような制御の一例が特許文献１に開示されていて、特許文献１は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に始動させる制御を開示する。
【０００３】
他方、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量低減および燃費向上を図るために、排気の一部を還流させる排気還流（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置をエンジンに組み込むことが従来、行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６５１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＧＲ装置を備えたエンジンの中には、アイドリング時にＥＧＲガスを吸気系に導入するものがある。このようなエンジンでは特に、上記アイドルストップ制御を行う場合であっても、ＥＧＲガスを適切に導入してＮＯｘ排出を抑制することが望まれる。しかし、そのようなエンジンで、単にアイドルストップ制御を行うと、再始動時における吸気マニホールド内でのＥＧＲガスの分布にむらが生じたり、または、再始動時のスタータ起動により吸気マニホールド内の吸気が掃気される結果、一時的に吸気マニホールド内のＥＧＲガスの量が急激に低下したりすることが考えられる。このような場合には、燃焼室から排気通路へのＮＯｘ排出量が増える可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるエンジンにおいて、その再始動のときに混合気の燃焼を好適に生じさせて排気改善を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、前記所定の停止条件の成立後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるシステムを備えたエンジンの制御装置において、燃料を吸気通路または気筒内に噴射する燃料噴射弁と該燃料噴射弁の作動を制御する燃料噴射制御手段とを備える燃料噴射装置と、排気通路と前記吸気通路とをつなぐＥＧＲ通路、該ＥＧＲ通路に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁および該上流側ＥＧＲ弁よりも下流側に位置づけられた下流側ＥＧＲ弁を含む複数のＥＧＲ弁、並びに該複数のＥＧＲ弁のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲ弁制御手段は、該エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを前記吸気通路に導入し、かつ、前記燃料噴射弁から前記再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、ＥＧＲ装置とを備えた、エンジンの制御装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する。
【０００９】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記上流側ＥＧＲ弁を閉じた状態に維持したまま前記下流側ＥＧＲ弁を開くように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御するとよい。
【００１０】
前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続部よりも前記吸気通路の上流側に設けられた吸気絞り弁と、該吸気絞り弁の作動を制御する吸気絞り弁制御手段であって前記所定の停止条件の成立により前記吸気絞り弁を閉じる吸気絞り弁制御手段とをさらに備え、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気絞り弁よりも下流側の吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。
【００１１】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記吸気通路の温度を検出するための吸気温度検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。あるいは、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記ＥＧＲ通路の圧力を検出するためのＥＧＲ圧力検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。
【００１２】
代わりに、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に少なくとも前記下流側ＥＧＲ弁を開けるように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御し、前記燃料噴射制御手段は、前記第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、前記所定の始動条件の成立後の最初の燃料噴射が行われるように前記燃料噴射弁を制御するとよい。この場合、前記第１所定時期と前記第２所定時期とは、前記第１所定時期での前記下流側ＥＧＲ弁の開弁により前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスを含むガスに前記第２所定時期に前記燃料噴射弁から噴射された燃料を合流させるように関係付けられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態を説明するための制御フローである。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図４】図４は、第２実施形態を説明するための制御フローである。
【図５】図５は、第２実施形態に関するグラフであり、エンジンを一旦停止したときにＥＧＲ弁を開いた場合の、ＥＧＲ通路から吸気通路へのＥＧＲガスの流量と、吸気圧と、ＥＧＲ圧との関係を概念的に表したグラフである。
【図６】図６（ａ）は図４に基づく制御によるＥＧＲガスの流量の変化を時間に対して表したグラフであり、図６（ｂ）は同制御によって吸気通路へ導入されたＥＧＲガスの量の変化を時間に対して表したグラフである。
【図７】図７は、第３実施形態を説明するための制御フローである。
【図８】図８は、第３実施形態に関するグラフであり、所定の始動条件の成立によるスタータの起動開始時以後に燃焼室へ流れるガスの流量の変化を概念的に表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施形態について、以下に詳細に説明する。
【００１５】
まず、第１実施形態が適用された内燃機関（エンジン）１０について図１に基づいて説明する。エンジン１０は車両に搭載されている。エンジン１０は、ディーゼルエンジンであり、気筒１２の内部に燃料噴射弁１４から燃料を直接噴射する構成を有する。各気筒１２のそれぞれに対して燃料噴射弁１４が設けられている。
【００１６】
各気筒１２に吸気を分配して供給するように各気筒１２の吸気ポートに接続された吸気マニホールド１６が、ターボチャージャ１８におけるコンプレッサー２０につながっている。このコンプレッサー２０と吸気マニホールド１６との間の吸気通路２２に、加圧されて温度の上昇した吸気を冷却するためのインタークーラ２４と、吸気量を制御する吸気絞り弁２６とが設けられている。その吸気絞り弁２６は、モータなどのアクチュエータによって電気的に制御できるように構成されている。これら吸気ポート、吸気マニホールド１６、コンプレッサー２０はそれぞれ吸気通路２８の一部を区画形成する。なお、吸気通路２８の上流端側には、吸気通路２８に導かれる空気中の塵埃などを除去するべくエアクリーナ３０が設けられている。
【００１７】
他方、各気筒１２の排気ポートに接続された排気マニホールド３２が、ターボチャージャ１８における排気タービン３４につながれている。さらにこのタービン３４が、排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ３６に連通されている。なお、排気ポート、排気マニホールド３２、排気タービン３４、触媒コンバータ３６はそれぞれ排気通路３８の一部を区画形成する。
【００１８】
各気筒１２の燃焼室から排気通路３８に排出された排気の一部を吸気通路２８に導くようにＥＧＲ装置４０が設けられている。ＥＧＲ装置４０は、排気通路３８と吸気通路２８とをつなぐＥＧＲ通路４２を区画形成するＥＧＲ管４４と、ＥＧＲ通路４２に直列的に設けられた、排気側に配置された排気側ＥＧＲ弁４６および吸気側に配置された吸気側ＥＧＲ弁４８とを備えている。排気側ＥＧＲ弁４６は吸気側ＥＧＲ弁４８よりも上流側に設けられているので吸気側ＥＧＲ弁４８に対して上流側ＥＧＲ弁であり、この場合吸気側ＥＧＲ弁４８は排気側ＥＧＲ弁４６に対して下流側ＥＧＲ弁である。これらの複数のＥＧＲ弁４６、４８の作動がそれぞれ独立に制御可能であるように、これらの複数のＥＧＲ弁４６、４８のそれぞれにアクチュエータが設けられている。ただし、ＥＧＲ通路４２は、吸気絞り弁２６よりも下流側の吸気通路（下流側吸気通路）２８ｄとタービン３４よりも上流側の排気通路（上流側排気通路）３８ｕとに連通する。そして、さらに、ＥＧＲ通路４２にはＥＧＲクーラ５０が設けられている。ただし、ここでは、ＥＧＲクーラ５０は排気側ＥＧＲ弁４６よりも排気側に設けられているが、他の箇所に設けられることができる。なお、ＥＧＲ装置４０は上記２つのＥＧＲ弁４６、４８を備えるが、さらに別のＥＧＲ弁が備えられてもよい。
【００１９】
また、エンジン１０は、始動時には外力によって完爆回転速度まで強制的に回転させる必要があり、そのための回転駆動機構としてスタータ（不図示）が設けられている。このスタータは適宜の構成のものを採用することができる。
【００２０】
このような構成を有するエンジン１０は、エンジン１０の制御装置または制御手段としての機能を実質的に担う電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭのような記憶装置、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース並びに出力インタフェース等を含む。記憶装置には、種々の制御プログラムおよびデータが記憶されている。入力インタフェースには、後述されるセンサを含む各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラム（データを含む。）にしたがって円滑なエンジン１０等の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵ６０は出力インタフェースから電気的に作動信号（駆動信号）を出力する。こうして、燃料噴射弁１４の作動、吸気絞り弁２６、排気側ＥＧＲ弁４６、吸気側ＥＧＲ弁４８の各開度、スタータの作動などが制御される。ただし、ＥＣＵ６０は、吸気絞り弁２６、排気側ＥＧＲ弁４６、吸気側ＥＧＲ弁４８の各開度を制御するため、それぞれに対応するアクチュエータに作動信号を出力する。
【００２１】
エンジン１０は、ＥＣＵ６０に、各種値を検出する（推定することを含む）ための信号を電気的に出力する各種センサ類を備えている。ここで、その内のいくつかを具体的に述べる。吸入空気量を検出するためのエアフローメータ６２が吸気通路２８に備えられている。また、吸気通路２８、特にここでは吸気マニホールド１６内の圧力を検出するための吸気圧センサ６４が設けられている。また、吸気通路２８、特にここでは吸気マニホールド１６内の温度を検出するための吸気温センサ６６が設けられている。また運転者によって操作されるアクセルペダル（不図示）の踏み込み量に対応する位置、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ６８が備えられている。また、ピストンが往復動する、シリンダブロック（あるいはその近傍）には、連接棒を介してピストンが連結されているクランクシャフトのクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ７０が取り付けられている。ここでは、このクランクポジションセンサ７０はエンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサとしても利用される。また、エンジン１０が搭載された車両の速度（車速）を検出するための車速センサ７２も備えられている。さらに、ブレーキペダル（不図示）の操作状態に応じた信号を出力するストップランプスイッチ７４が設けられていて、このストップランプスイッチ７４はブレーキペダルが踏まれることでＯＮになる。
【００２２】
なお、ここでは、燃料噴射装置は、燃料噴射弁１４と、該燃料噴射弁１４の作動を制御する燃料噴射制御手段としての機能を担うＥＣＵ６０の一部とを含んで構成される。そして、ＥＧＲ装置４０は、排気側および吸気側ＥＧＲ弁４６、４８の作動をそれぞれ制御するＥＧＲ弁制御手段としての機能を担うＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。アイドルストップ制御における所定の停止条件の成立を判定する停止条件成立判定手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、アイドルストップ制御における所定の始動条件の成立を判定する始動条件成立判定手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、ＥＣＵ６０の一部は、吸気絞り弁２６の作動を制御する吸気絞り弁制御手段としての機能を担う。これらの手段は、相互に、直接的にまたは間接的につなげられている。そして、これらの手段により、例えば、走行中、交通信号灯の停止表示などに基づいて一時的に車両が停止してエンジン１０がアイドリング状態になったときに、所定のタイミングでエンジン１０を一時的に自動的に停止させ、その後、所定のタイミングでエンジン１０を再始動させるシステムが実質的に構成されている。したがって、エンジン１０では、上記所謂アイドルストップ制御が実現され得る。
【００２３】
具体的には、このようなアイドルストップ制御におけるエンジン１０の一時的な停止は、所定の停止条件が満たされたときに、ＥＣＵ６０により実行される。ここでは、所定の停止条件として、停車中でかつ制動操作中という所定の条件が定められている。停車中か否かは車速センサ７２からの出力に基づいて判定され、この判定は車速が零か否かの判定に相当する。また、制動操作中か否かは、制動操作検出手段としてのストップランプスイッチ７４からの出力に基づいて判定され、具体的にはこの判定はストップランプスイッチ７４がＯＮであるか否かに相当する。ここではさらに、加速要求検出手段であるアクセル開度センサ６８からの出力に基づいてアクセルペダルが踏まれていないと判定されたときに制動操作中と判定される。なお、所定の停止条件は種々定められることができる。
【００２４】
これに対して、エンジン１０のそのような停止後のエンジン１０の始動つまり再始動は、所定の始動条件が満たされたときに、ＥＣＵ６０により実行される。ここでは、所定の始動条件として、上記停止条件のうちの少なくともいずれかの条件が満たされなくなったこという所定の条件が定められている。例えば、ブレーキ操作が解除されたとき、つまり、ストップランプスイッチ７２がＯＮからＯＦＦになったとき、所定の始動条件が成立したと判定される。
【００２５】
また、ＥＧＲ装置４０におけるＥＧＲ制御は、基本的には、エンジン回転速度およびエンジン負荷に基づいて実行される。エンジン運転状態がＥＧＲ実行領域にあるとき、ＥＣＵ６０はＥＧＲガスの導入を実行すべきと判断し、ＥＧＲ弁４６、４８を共に開弁する。例えば、エンジン１０がアイドリング状態にあるときは、ＥＧＲ実行領域に含まれる。他方、エンジン運転状態がＥＧＲ非実行領域にあるとき、ＥＣＵ６０はＥＧＲガスの導入を実行すべきでないと判断し、ＥＧＲ弁４６、４８を全閉とする。なお、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲガスの導入を実行すべきでないと判断したとき、ＥＧＲ弁４６、４８のうちの少なくともいずれか一方を全閉としてもよい。ＥＧＲを実行すべきと判断したとき、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度およびエンジン負荷などのエンジンパラメータに基づいて目標ＥＧＲ率（目標ＥＧＲ割合）を決定する。そしてこの決定した目標ＥＧＲ率が実際に実現されるように、ＥＧＲ弁４６、４８の開度が制御され得る。なお、アイドルストップ制御時に上記したようにエンジン１０が停止されるときには基本的にはＥＧＲ弁４６、４８は閉じられるが、燃料噴射弁１４から再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するようにＥＧＲ弁４６、４８の作動は後述するようにＥＣＵ６０により制御される。
【００２６】
そして、ＥＣＵ６０は、燃料噴射制御を行う。エンジン１０では、エンジン負荷およびエンジン回転速度等によるエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量（燃料量）、燃料噴射時期が設定される。そして、それら燃料噴射量、燃料噴射時期に基づいて、燃料噴射弁１４からの燃料の噴射が行われる。この燃料噴射制御は、上記ＥＧＲ制御に応じて、実行される。なお、アイドルストップ制御により上記したようにエンジン１０が停止状態になるまたはあるときには燃料噴射弁１４からの燃料噴射は停止され、再始動のときに燃料噴射弁１４からの燃料噴射は再開される。
【００２７】
また、吸気絞り弁２６の開度は、通常は、アクセル開度に応じて制御される。そして、アイドルストップ制御時に上記したようにエンジン１０が停止されるまたはされているときには吸気絞り弁２６は閉じられ、ここでは特に全閉にされる。
【００２８】
さて、上記したようにアイドリング状態で所定の停止条件が成立したときエンジン１０が一旦停止されて、その後、所定の始動条件が成立したときにエンジン１０が再始動される。このような再始動時の排気を改善するべく、ここでは所定の停止条件が成立したときに吸気系へのＥＧＲガスの導入が図られる。このような所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御に関して図２のフローチャートにしたがって説明する。なお、図２のフローチャートには、本第１実施形態における一時的なエンジン１０の停止時に関するＥＧＲ制御が簡単に表されている。
【００２９】
まず、ステップＳ２０１では、停止フラグが１つまりＯＮであるか否かを判定する。初期状態では、停止フラグは０つまりＯＦＦにされている。
【００３０】
ステップＳ２０１で否定判定されると、ステップＳ２０３で、所定の停止条件が成立しているか否かが判定される。所定の停止条件は上記した通りであり、ここでは、車速が零であり、ブレーキが踏まれていて、アクセルペダルが踏まれていないことが要求される。これらの条件が全て満たされたとき、所定の停止条件が満たされたと判定される。
【００３１】
なお、所定の停止条件が満たされたときは、上記したように、図２とは異なる別のフローにしたがって、排気側ＥＧＲ弁４６および吸気側ＥＧＲ弁４８は共に閉じた状態にされる。また、所定の停止条件が満たされたときは、図２とは異なる別のフローにしたがって、吸気絞り弁２６は全閉にされる。
【００３２】
所定の停止条件が満たされているのでステップＳ２０３で肯定判定されたとき、ステップＳ２０５で上記停止フラグが１にされる。そして、ステップＳ２０７で後述されるようにして目標吸気圧が算出されて、ステップＳ２０９で吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。ここでは、吸気側ＥＧＲ弁４８は全開にされる。ただし、ステップＳ２０９で吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれるとき、排気側ＥＧＲ弁４６は閉じた状態に維持される。これにより、エンジン１０の停止時にＥＧＲ弁４６、４８間のＥＧＲ通路に閉じ込められていた排気つまりＥＧＲガスが吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄに導入される。なお、所定の停止条件が満たされてＥＧＲ弁４６、４８が閉じられたときの排気側ＥＧＲ弁４６と吸気側ＥＧＲ弁４８との間のガスの圧力は吸気絞り弁２６下流側の吸気通路２８ｄの吸気つまりガスの圧力よりも概して高いので、ステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁によりＥＧＲガスは好適に吸気通路２８に導入される。
【００３３】
ただし、ここでは、ステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁はエンジン１０が完全に停止した後に実行される。これは当該ＥＧＲ制御により吸気通路２８に導入されたＥＧＲガスをより好適に吸気通路２８に保つためである。具体的には、所定の停止条件の成立から所定時間経過後にステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁を行うことで、そのようなエンジン停止状態が確保され得る。なお、所定時間の計測は、ＥＣＵ６０に備えられる時間計測手段により実行され得る。
【００３４】
ただし、このように所定時間経過するのを待つ代わりに、例えば、ステップＳ２０３とステップＳ２０９との間に、エンジン１０が停止したか否かを判定するためのステップが設けられることができる。この場合、エンジン回転速度が零であるときに、エンジン１０が停止したと判断され得る。このエンジン停止判定は、ＥＣＵ６０の一部により担われ得るエンジン停止判定手段により行われ得る。
【００３５】
ステップＳ２０７での目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇの算出について以下に説明する。目標吸気圧の算出は、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、そしてここではさらにエンジン１０が停止状態にあるときの、吸気圧ｐｉｍａおよび吸気温度ｔｉｍａに基づいて実行される。吸気圧ｐｉｍａは吸気圧力検出手段である吸気圧センサ６４からの出力に基づき、吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の圧力として求められる。吸気温度ｔｉｍａは吸気温度検出手段である吸気温センサ６６からの出力に基づき、吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の温度として求められる。そして、さらに、検出された吸気温度ｔｉｍａに基づいて予め記憶装置に記憶するデータを検索することで、ステップＳ２０９でのＥＧＲ弁４８の開弁によりＥＧＲガスを吸気系に導入した後の吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の温度である吸気温度ｔｉｍｍが求められる。なお、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときのＥＧＲ通路４２の温度に基づいてＥＧＲガス導入後の上記吸気温度ｔｉｍｍが求められてもよい。この場合、ＥＧＲ通路４２の温度を検出するために、ＥＧＲ管４４に温度センサ（ＥＧＲ温度検出手段）が設けられることができる。なお、このような吸気温度ｔｉｍｍの導出または検出に際しては、外気温および外気圧の少なくとも一方に基づく補正が適用されるとよい。
【００３６】
そして、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、吸気圧ｐｉｍａおよび吸気温度ｔｉｍａ、並びに、ＥＧＲガス導入後の吸気温度ｔｉｍｍを用いて、以下の（１）式および（２）式に基づいて導出された（３）式に基づいて目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇが求められる。なお、ｍａはステップＳ２０９でＥＧＲ弁４８を開く前の吸気通路のガスつまり概ね空気の量（または質量）であり、ｍｍはＥＧＲガス導入後の吸気通路２８ｄのガスの量（または質量）であり、ｐｉｍｍは同様にＥＧＲガス導入後の吸気通路２８ｄの圧力である。ＥＧＲガス導入後の吸気圧ｐｉｍｍは目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇに相当するので、（１）式および（２）式から（３）式が導出される。ただし、ＥＧＲｔｒｇは目標ＥＧＲ率であり、所定の始動条件が成立してエンジン１０が最始動されるときに排気を改善するために適した所定ＥＧＲ率（所定ＥＧＲ割合）であり、ここでは固定値として予め設定されて記憶装置に記憶されている。ただし、目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇは可変とされてもよく、例えば、外気温、外気圧、エンジン冷却水温などのエンジンの状態に関する種々のパラメータに基づいて可変とされ得る。
（ｐｉｍｍ／ｐｉｍａ）＝（ｍｍ／ｍａ）（ｔｉｍｍ／ｔｉｍａ） （１）
ＥＧＲｔｒｇ＝（ｍｍ−ｍａ）／ｍｍ （２）
ｐｉｍｔｒｇ＝ｐｉｍａ／（ｔｉｍｍ／ｔｉｍａ）／（１−ＥＧＲｔｒｇ） （３）
【００３７】
次回以降のルーチンのステップＳ２０１では、停止フラグが１であるので、肯定判定される。そして、ステップＳ２１１で、都度、吸気圧センサ６４からの出力に基づいて検出される吸気圧ｐｉｍｍがステップＳ２０７で算出された目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ未満か否かが判定される。このステップＳ２１１での判定は、上記説明から明らかなように、吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である上記目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達したか否かの判定に相当する。ステップＳ２１１で、吸気圧ｐｉｍｍが目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ未満と判定されると、未だ吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率に達していないので、つまり吸気通路２８の下流側吸気通路２８ｄへのＥＧＲガスの導入量が所定量に達していないので、該ルーチンは終了する。
【００３８】
そして、次回以降のルーチンのステップＳ２１１で吸気圧ｐｉｍｍが目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ以上であるので否定判定されると、ステップＳ２１３で吸気側ＥＧＲ弁４８が全閉にされる。これにより、次ぐステップＳ２１５で停止フラグが０にされて、該ルーチンは終了する。
【００３９】
このように所定の停止条件が成立したときに吸気通路２８におけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達するまで、つまり、吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するまで、吸気通路２８にＥＧＲガスが導入される。この結果、下流側吸気通路２８ｄのＥＧＲガスの分布状態は略均一になり、吸気マニホールド１６内のＥＧＲガスの分布は略均一になる。そして、この状態で、その後、所定の始動条件が成立したとき、このＥＧＲガスを含む吸気が各燃焼室に分配されると共にこの吸気に対して各気筒１２で燃料噴射弁１４から燃料が噴射される。したがって、アイドルストップ制御における再始動時に適切にＮＯｘの排出を抑制できる。
【００４０】
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態が適用されたエンジン１００は、上記第１実施形態のエンジン１０と概ね同じ構成を備えるが、エンジン１０における上記制御に対して、所定の停止条件成立時にＥＧＲガスを導入する制御およびそのための構成に関して相違点を有する。そこで、以下では、エンジン１００の構成に関してはエンジン１０の構成に対する相違点を主に説明し、既に説明した構成要素に対応する構成要素には、上記説明で用いた符号を同様に付して、それらの重複する説明を省略する。
【００４１】
エンジン１００の概略構成図が図３に表されている。エンジン１００において、ＥＧＲ装置４０のＥＧＲ通路４２には、ＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの温度を検出するためのＥＧＲ温度センサ８０が設けられている。また、ＥＧＲ通路４２には、ＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの圧力を検出するためのＥＧＲ圧力センサ８２が設けられている。そして、これらセンサ８０、８２からの出力信号がＥＣＵ６０に送られるようにこれらセンサ８０、８２とＥＣＵ６０とは電気的に接続されている。なお、ＥＧＲ温度センサ８０はＥＧＲ温度検出手段であり、ＥＧＲ圧力センサ８２はＥＧＲ圧力検出手段である。
【００４２】
第２実施形態のエンジン１００でも、上記所定の停止条件が成立したときに吸気系へＥＧＲガスの導入が実行される。この所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御に関して図４のフローチャートにしたがって説明する。なお、図４のフローチャートには、所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御の流れが簡単に表されている。ただし、図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０５、Ｓ４０９、Ｓ４１５、Ｓ４１７は、それぞれ、図２の上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ２０９、Ｓ２１３、Ｓ２１５に相当するので、これらの重複する詳細な説明は以下省略される。
【００４３】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ４０３で上記所定の停止条件が成立していると肯定判定して、ステップＳ４０５で上記停止フラグを１にすると、ステップＳ４０７で後述するようにして目標ＥＧＲ量を算出して、ステップＳ４０９で吸気側ＥＧＲ弁４８を開く。
【００４４】
ステップＳ４０７での目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇの算出について以下に説明する。目標ＥＧＲ量は図４のフローにしたがって吸気系に導入されるＥＧＲガスの総量（または総質量）である。目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇの算出は、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、そしてここではさらにエンジン１０が停止状態にあるときの、下流側吸気通路２８ｄのガス量（または質量）ｍａに基づいて実行される。吸気通路のガス量ｍａは、吸気温センサ６６からの出力信号に基づいて求められる吸気マニホールド１６内のガス温度つまり吸気温度ｔｉｍａおよび吸気圧センサ６４からの出力信号に基づいて求められる吸気マニホールド１６内のガス圧つまり吸気圧ｐｉｍに基づいて予め記憶装置に記憶されているデータを検索することで求められる。そして、求められたガス量ｍａに基づいて以下の（４）式の演算をすることで目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇが求められる。（４）式の関係は、（５）式を展開することで求められる。ただし、ＥＧＲｔｒｇは上記したのと同様に目標ＥＧＲ率であり、ここでは固定値として予め設定されて記憶装置に記憶されている。ただし、目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇは上記したように可変とされてもよい。
ｍｅｔｒｇ＝ｍａ×ＥＧＲｔｒｇ／（１−ＥＧＲｔｒｇ） （４）
ＥＧＲｔｒｇ＝ｍｅｔｒｇ／（ｍａ＋ｍｅｔｒｇ） （５）
【００４５】
次回以降のルーチンのステップＳ４０１では、停止フラグが１であるので、肯定判定される。そして、ステップＳ４１１で、都度、後述するようにして、下流側吸気通路２８ｄに導入されたＥＧＲガス量（導入ＥＧＲガス量）が求められる。この求められた導入ＥＧＲガス量が上記ステップＳ４０７で算出された目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇとステップＳ４１３で比較される。ステップＳ４１３では、具体的には、ステップＳ４１１で算出された導入ＥＧＲ量がステップＳ４０７で算出された目標ＥＧＲ量未満か否かが判定される。このステップＳ４１１での判定は、上記説明から明らかなように、吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である上記目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達したか否かの判定に相当する。そして、ステップＳ４１３で導入ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量以上になって肯定判定されるようになると、ステップＳ４１５で吸気側ＥＧＲ弁４８が全閉にされる。これにより、次ぐステップＳ４１７で停止フラグが０にされる。
【００４６】
ステップＳ４１１での導入ＥＧＲ量の算出について以下に説明する。その時々でのＥＧＲ通路４２から吸気通路２８へのＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ流量）Ｇｅｇｒは、吸気圧ｐｉｍとＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの圧力（ＥＧＲ圧）ｐｅｇｒとに対して、図５のグラフに表したような関係を有する。ただし、図５のグラフは、吸気側ＥＧＲ弁４８を所定開度に一定とした場合の関係を表している。図５の横軸には吸気圧ｐｉｍをＥＧＲ圧ｐｅｇｒで除した値（吸気圧ｐｉｍ／ＥＧＲ圧ｐｅｇｒ）をとり、図５の縦軸にはＥＧＲ流量ＧｅｇｒとＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの温度（ＥＧＲ温度）ｔｅｇｒの１／２乗との積をＥＧＲ圧ｐｅｇｒで除した値（Ｇｅｇｒ×ｔｅｇｒ１／２／ｐｅｇｒ）をとり、それらの関係が表されている。この図５に表したような実験結果に基づいて、次の（６）式の関係が導き出される。この（６）式から求められるＥＧＲ流量Ｇｅｇｒを時間で積分することで、その時々での導入ＥＧＲ量が算出される。
Ｇｅｇｒ＝ｐｅｇｒ／ｔｅｇｒ１／２×ｆ（ｐｉｍ／ｐｅｇｒ） （６）
【００４７】
ここで、ステップＳ４０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁時（図６の時刻ｔ＝０に相当）からのＥＧＲ流量Ｇｅｇｒの変化例と、吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁後にＥＧＲ通路４２から吸気通路２８へ導入される導入ＥＧＲ量の変化例とが図６に表される。図６（ａ）はＥＧＲ流量Ｇｅｇｒの変化を時間ｔに対して表したグラフであり、図６（ｂ）は導入ＥＧＲ量の変化を時間ｔに対して表したグラフである。なお、図６の横軸において零の時刻はステップＳ４０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁時に相当し、図６の横軸において時刻ｔｓはステップＳ４１５での吸気側ＥＧＲ弁４８の閉弁時に相当する。
【００４８】
このように所定の停止条件が成立したときに吸気通路２８に導入されたＥＧＲガスの量が所定量である目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇになるまで、つまり吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇになるまで吸気通路２８にＥＧＲガスが導入される。導入から再始動までに時間があり、ＥＧＲガスと空気の混合がこの間に進むので、下流側吸気通路２８ｄのＥＧＲガスの分布状態は略均一になり、吸気マニホールド１６内のＥＧＲガスの分布は略均一になる。そして、この状態で、その後、所定の始動条件が成立したとき、このＥＧＲガスを含む吸気が各燃焼室に分配されると共にこの吸気に対して燃料噴射弁１４から燃料が噴射される。したがって、アイドルストップ制御における再始動時に適切にＮＯｘの排出を抑制できる。
【００４９】
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。第３実施形態が適用されたエンジンは、上記第１実施形態のエンジン１０と概ね同じ構成を備える。そこで、以下では、既に説明した構成要素に対応する構成要素に上記説明で用いた符号を同様に付すことで、第３実施形態のエンジンの構成要素の説明は省略される。しかし、上記第１および第２実施形態では所定の停止条件の成立後であって所定の始動条件の成立前に吸気系にＥＧＲガスを導入する上記制御を行ったのに対して、第３実施形態では、所定の始動条件が成立したときに吸気系にＥＧＲガスを導入する制御が実行される。以下では、所定の始動条件が成立したときに実行される吸気系へのＥＧＲガスの導入に関する制御に関して図７のフローチャートにしたがって説明する。
【００５０】
アイドルストップ制御によりエンジン１０が停止状態になった後の制御が図７に簡単に表されている。図７のステップＳ７０１ではスタータが起動されたか否かが判定される。所定の始動条件が成立してエンジン１０のスタータが起動されると、ステップ７０１で肯定判定される。ステップＳ７０１で肯定判定されると、ステップＳ７０３で測定時間ｔが０を越えたか否かが判定される。ステップＳ７０３での判定対象となる測定時間は初期状態（リセット状態）では零であるので、最初に至ったステップＳ７０３では否定判定される。その結果、ステップＳ７０５で、時間測定が開始される。なお、このような時間測定はＥＣＵ６０に内蔵された時間計測手段により実行される。
【００５１】
時間測定が開始されると、次のルーチンのステップＳ７０３では肯定判定されて、ステップＳ７０７で測定時間ｔが所定の燃料噴射開始時期ｔｆの所定微小時間Δｔ前の時間（ｔｆ−Δｔ）以上か否かが判定される。ステップＳ７０７で肯定判定されるようになると、ステップＳ７０９で測定時間ｔが所定燃料噴射開始時期（時間）ｔｆ（＞ｔｆ−Δｔ）未満か否かが判定される。ステップＳ７０９に最初に至ったときなどには、ステップＳ７０９で肯定判定される。これによりステップＳ７１１でそれまで閉状態にあった吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。こうして所定の始動条件成立時以降の第１所定時期に吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。これにより、ＥＧＲ弁４６、４８間に閉じ込められていたＥＧＲガスが好適に吸気通路２８に流れることが可能になる。なお、ここではステップＳ７１１でそれまで閉状態にあった排気側ＥＧＲ弁４６も開かれるが、該ＥＧＲ弁４６はＥＧＲ弁４８の開弁からわずかな時間差をもってつまり所定時間経過後に開かれてもよい。
【００５２】
そして、ステップＳ７０９で測定時間ｔが所定燃料噴射開始時期ｔｆになって否定判定されると、ステップＳ７１３でスタータの停止、燃料噴射弁１４からの燃料噴射の開始、時間計測の終了（リセット）が行われる。こうして所定の始動条件成立時以降の第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、所定の始動条件成立後の最初の燃料噴射が行われる。
【００５３】
ここで、所定の始動条件の成立による上記スタータの起動開始時以後に燃焼室へ流れるガスの流量の変化を図８に模式的に表す。上記所定燃料噴射開始時期ｔｆは予め定められている時期または時間である。そして、上記所定微小時間Δｔは、スタータ起動により吸気通路から掃気される吸気の量、吸気側ＥＧＲ弁４８の開き遅れおよびＥＧＲ通路４２から吸気通路へのＥＧＲガスの流入遅れを考慮して定められている。具体的には、所定微小時間Δｔは、所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に吸気側ＥＧＲ弁４８を開弁することによって吸気通路２８に導入されるＥＧＲガスを含むガスに、所定の始動条件の成立後の第２所定時期である所定燃料噴射開始時期ｔｆに燃料噴射弁１４から噴射された燃料を合流させるように関係付けられている。そして、特に、所定微小時間Δｔは、第２所定時期である所定燃料噴射開始時期ｔｆに燃料噴射弁１４から噴射された燃料が混ざる吸気中のＥＧＲガスの量が所定量になるように、つまり当該吸気のＥＧＲガスの割合が目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇになるように予め定められている。
【００５４】
このような制御により、所定の始動条件の成立後、吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁によるＥＧＲガスを含むガスに燃料噴射弁１４から最初に噴射された燃料を適切に合流させて、該燃料を適切に燃焼させることができる。したがって、再始動時の排気を改善することができる。
【００５５】
なお、スタータ起動により吸気通路から排気通路へ掃気される吸気の量が吸気マニホールド１６内の容積量に等しくなるように吸気マニホールド１６は設計されるとよい。この場合、スタータ起動と同時に吸気側ＥＧＲ弁４８を開くだけでＥＧＲガスを遅れなく導入できる。
【００５６】
以上、本発明を複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明は、上記複数の実施形態およびそれらの変形例の矛盾しない範囲での任意の種々の組み合わせを許容する。本発明は、燃料や空気の供給およびその停止、または点火のオン・オフなどによって自動停止および自動的な再始動の可能な内燃機関に適用され得、ディーゼルエンジン以外にも、ガソリンエンジンあるいはガスを燃料としたエンジンなどに適用され得る。また、本発明が適用されるエンジンの気筒数、気筒配列形式などは如何なるものであってもよい。
【００５７】
以上、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。本発明の実施態様は上述の態様のみに限らず、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含む。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１００ エンジン
１４ 燃料噴射弁
２６ 吸気絞り弁
２８ 吸気通路
３８ 排気通路
４０ ＥＧＲ装置
４２ ＥＧＲ通路
４６ 排気側ＥＧＲ弁（上流側ＥＧＲ弁）
４８ 吸気側ＥＧＲ弁（下流側ＥＧＲ弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを自動的に停止してその後同エンジンを自動的に再始動させる、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が一時的に停止してエンジンをアイドリングする場合に、排気低減および燃費向上などの要請により、できるだけエンジンを止めることが望まれている。これに対して、そのようなときにエンジンの停止および再始動を自動的に行う制御つまりアイドルストップ制御が開発されている。そのような制御の一例が特許文献１に開示されていて、特許文献１は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に始動させる制御を開示する。
【０００３】
他方、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量低減および燃費向上を図るために、排気の一部を還流させる排気還流（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置をエンジンに組み込むことが従来、行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６５１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＧＲ装置を備えたエンジンの中には、アイドリング時にＥＧＲガスを吸気系に導入するものがある。このようなエンジンでは特に、上記アイドルストップ制御を行う場合であっても、ＥＧＲガスを適切に導入してＮＯｘ排出を抑制することが望まれる。しかし、そのようなエンジンで、単にアイドルストップ制御を行うと、再始動時における吸気マニホールド内でのＥＧＲガスの分布にむらが生じたり、または、再始動時のスタータ起動により吸気マニホールド内の吸気が掃気される結果、一時的に吸気マニホールド内のＥＧＲガスの量が急激に低下したりすることが考えられる。このような場合には、燃焼室から排気通路へのＮＯｘ排出量が増える可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるエンジンにおいて、その再始動のときに混合気の燃焼を好適に生じさせて排気改善を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、前記所定の停止条件の成立後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるシステムを備えたエンジンの制御装置において、燃料を吸気通路または気筒内に噴射する燃料噴射弁と該燃料噴射弁の作動を制御する燃料噴射制御手段とを備える燃料噴射装置と、排気通路と前記吸気通路とをつなぐＥＧＲ通路、該ＥＧＲ通路に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁および該上流側ＥＧＲ弁よりも下流側に位置づけられた下流側ＥＧＲ弁を含む複数のＥＧＲ弁、並びに該複数のＥＧＲ弁のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲ弁制御手段は、該エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを前記吸気通路に導入し、かつ、前記燃料噴射弁から前記再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、ＥＧＲ装置とを備えた、エンジンの制御装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する。
【０００９】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記上流側ＥＧＲ弁を閉じた状態に維持したまま前記下流側ＥＧＲ弁を開くように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御するとよい。
【００１０】
前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続部よりも前記吸気通路の上流側に設けられた吸気絞り弁と、該吸気絞り弁の作動を制御する吸気絞り弁制御手段であって前記所定の停止条件の成立により前記吸気絞り弁を閉じる吸気絞り弁制御手段とをさらに備え、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気絞り弁よりも下流側の吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。
【００１１】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記吸気通路の温度を検出するための吸気温度検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。あるいは、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記ＥＧＲ通路の圧力を検出するためのＥＧＲ圧力検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御するとよい。
【００１２】
代わりに、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に少なくとも前記下流側ＥＧＲ弁を開けるように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御し、前記燃料噴射制御手段は、前記第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、前記所定の始動条件の成立後の最初の燃料噴射が行われるように前記燃料噴射弁を制御するとよい。この場合、前記第１所定時期と前記第２所定時期とは、前記第１所定時期での前記下流側ＥＧＲ弁の開弁により前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスを含むガスに前記第２所定時期に前記燃料噴射弁から噴射された燃料を合流させるように関係付けられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態を説明するための制御フローである。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図４】図４は、第２実施形態を説明するための制御フローである。
【図５】図５は、第２実施形態に関するグラフであり、エンジンを一旦停止したときにＥＧＲ弁を開いた場合の、ＥＧＲ通路から吸気通路へのＥＧＲガスの流量と、吸気圧と、ＥＧＲ圧との関係を概念的に表したグラフである。
【図６】図６（ａ）は図４に基づく制御によるＥＧＲガスの流量の変化を時間に対して表したグラフであり、図６（ｂ）は同制御によって吸気通路へ導入されたＥＧＲガスの量の変化を時間に対して表したグラフである。
【図７】図７は、第３実施形態を説明するための制御フローである。
【図８】図８は、第３実施形態に関するグラフであり、所定の始動条件の成立によるスタータの起動開始時以後に燃焼室へ流れるガスの流量の変化を概念的に表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施形態について、以下に詳細に説明する。
【００１５】
まず、第１実施形態が適用された内燃機関（エンジン）１０について図１に基づいて説明する。エンジン１０は車両に搭載されている。エンジン１０は、ディーゼルエンジンであり、気筒１２の内部に燃料噴射弁１４から燃料を直接噴射する構成を有する。各気筒１２のそれぞれに対して燃料噴射弁１４が設けられている。
【００１６】
各気筒１２に吸気を分配して供給するように各気筒１２の吸気ポートに接続された吸気マニホールド１６が、ターボチャージャ１８におけるコンプレッサー２０につながっている。このコンプレッサー２０と吸気マニホールド１６との間の吸気通路２２に、加圧されて温度の上昇した吸気を冷却するためのインタークーラ２４と、吸気量を制御する吸気絞り弁２６とが設けられている。その吸気絞り弁２６は、モータなどのアクチュエータによって電気的に制御できるように構成されている。これら吸気ポート、吸気マニホールド１６、コンプレッサー２０はそれぞれ吸気通路２８の一部を区画形成する。なお、吸気通路２８の上流端側には、吸気通路２８に導かれる空気中の塵埃などを除去するべくエアクリーナ３０が設けられている。
【００１７】
他方、各気筒１２の排気ポートに接続された排気マニホールド３２が、ターボチャージャ１８における排気タービン３４につながれている。さらにこのタービン３４が、排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ３６に連通されている。なお、排気ポート、排気マニホールド３２、排気タービン３４、触媒コンバータ３６はそれぞれ排気通路３８の一部を区画形成する。
【００１８】
各気筒１２の燃焼室から排気通路３８に排出された排気の一部を吸気通路２８に導くようにＥＧＲ装置４０が設けられている。ＥＧＲ装置４０は、排気通路３８と吸気通路２８とをつなぐＥＧＲ通路４２を区画形成するＥＧＲ管４４と、ＥＧＲ通路４２に直列的に設けられた、排気側に配置された排気側ＥＧＲ弁４６および吸気側に配置された吸気側ＥＧＲ弁４８とを備えている。排気側ＥＧＲ弁４６は吸気側ＥＧＲ弁４８よりも上流側に設けられているので吸気側ＥＧＲ弁４８に対して上流側ＥＧＲ弁であり、この場合吸気側ＥＧＲ弁４８は排気側ＥＧＲ弁４６に対して下流側ＥＧＲ弁である。これらの複数のＥＧＲ弁４６、４８の作動がそれぞれ独立に制御可能であるように、これらの複数のＥＧＲ弁４６、４８のそれぞれにアクチュエータが設けられている。ただし、ＥＧＲ通路４２は、吸気絞り弁２６よりも下流側の吸気通路（下流側吸気通路）２８ｄとタービン３４よりも上流側の排気通路（上流側排気通路）３８ｕとに連通する。そして、さらに、ＥＧＲ通路４２にはＥＧＲクーラ５０が設けられている。ただし、ここでは、ＥＧＲクーラ５０は排気側ＥＧＲ弁４６よりも排気側に設けられているが、他の箇所に設けられることができる。なお、ＥＧＲ装置４０は上記２つのＥＧＲ弁４６、４８を備えるが、さらに別のＥＧＲ弁が備えられてもよい。
【００１９】
また、エンジン１０は、始動時には外力によって完爆回転速度まで強制的に回転させる必要があり、そのための回転駆動機構としてスタータ（不図示）が設けられている。このスタータは適宜の構成のものを採用することができる。
【００２０】
このような構成を有するエンジン１０は、エンジン１０の制御装置または制御手段としての機能を実質的に担う電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭのような記憶装置、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース並びに出力インタフェース等を含む。記憶装置には、種々の制御プログラムおよびデータが記憶されている。入力インタフェースには、後述されるセンサを含む各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラム（データを含む。）にしたがって円滑なエンジン１０等の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵ６０は出力インタフェースから電気的に作動信号（駆動信号）を出力する。こうして、燃料噴射弁１４の作動、吸気絞り弁２６、排気側ＥＧＲ弁４６、吸気側ＥＧＲ弁４８の各開度、スタータの作動などが制御される。ただし、ＥＣＵ６０は、吸気絞り弁２６、排気側ＥＧＲ弁４６、吸気側ＥＧＲ弁４８の各開度を制御するため、それぞれに対応するアクチュエータに作動信号を出力する。
【００２１】
エンジン１０は、ＥＣＵ６０に、各種値を検出する（推定することを含む）ための信号を電気的に出力する各種センサ類を備えている。ここで、その内のいくつかを具体的に述べる。吸入空気量を検出するためのエアフローメータ６２が吸気通路２８に備えられている。また、吸気通路２８、特にここでは吸気マニホールド１６内の圧力を検出するための吸気圧センサ６４が設けられている。また、吸気通路２８、特にここでは吸気マニホールド１６内の温度を検出するための吸気温センサ６６が設けられている。また運転者によって操作されるアクセルペダル（不図示）の踏み込み量に対応する位置、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ６８が備えられている。また、ピストンが往復動する、シリンダブロック（あるいはその近傍）には、連接棒を介してピストンが連結されているクランクシャフトのクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ７０が取り付けられている。ここでは、このクランクポジションセンサ７０はエンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサとしても利用される。また、エンジン１０が搭載された車両の速度（車速）を検出するための車速センサ７２も備えられている。さらに、ブレーキペダル（不図示）の操作状態に応じた信号を出力するストップランプスイッチ７４が設けられていて、このストップランプスイッチ７４はブレーキペダルが踏まれることでＯＮになる。
【００２２】
なお、ここでは、燃料噴射装置は、燃料噴射弁１４と、該燃料噴射弁１４の作動を制御する燃料噴射制御手段としての機能を担うＥＣＵ６０の一部とを含んで構成される。そして、ＥＧＲ装置４０は、排気側および吸気側ＥＧＲ弁４６、４８の作動をそれぞれ制御するＥＧＲ弁制御手段としての機能を担うＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。アイドルストップ制御における所定の停止条件の成立を判定する停止条件成立判定手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、アイドルストップ制御における所定の始動条件の成立を判定する始動条件成立判定手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、ＥＣＵ６０の一部は、吸気絞り弁２６の作動を制御する吸気絞り弁制御手段としての機能を担う。これらの手段は、相互に、直接的にまたは間接的につなげられている。そして、これらの手段により、例えば、走行中、交通信号灯の停止表示などに基づいて一時的に車両が停止してエンジン１０がアイドリング状態になったときに、所定のタイミングでエンジン１０を一時的に自動的に停止させ、その後、所定のタイミングでエンジン１０を再始動させるシステムが実質的に構成されている。したがって、エンジン１０では、上記所謂アイドルストップ制御が実現され得る。
【００２３】
具体的には、このようなアイドルストップ制御におけるエンジン１０の一時的な停止は、所定の停止条件が満たされたときに、ＥＣＵ６０により実行される。ここでは、所定の停止条件として、停車中でかつ制動操作中という所定の条件が定められている。停車中か否かは車速センサ７２からの出力に基づいて判定され、この判定は車速が零か否かの判定に相当する。また、制動操作中か否かは、制動操作検出手段としてのストップランプスイッチ７４からの出力に基づいて判定され、具体的にはこの判定はストップランプスイッチ７４がＯＮであるか否かに相当する。ここではさらに、加速要求検出手段であるアクセル開度センサ６８からの出力に基づいてアクセルペダルが踏まれていないと判定されたときに制動操作中と判定される。なお、所定の停止条件は種々定められることができる。
【００２４】
これに対して、エンジン１０のそのような停止後のエンジン１０の始動つまり再始動は、所定の始動条件が満たされたときに、ＥＣＵ６０により実行される。ここでは、所定の始動条件として、上記停止条件のうちの少なくともいずれかの条件が満たされなくなったこという所定の条件が定められている。例えば、ブレーキ操作が解除されたとき、つまり、ストップランプスイッチ７２がＯＮからＯＦＦになったとき、所定の始動条件が成立したと判定される。
【００２５】
また、ＥＧＲ装置４０におけるＥＧＲ制御は、基本的には、エンジン回転速度およびエンジン負荷に基づいて実行される。エンジン運転状態がＥＧＲ実行領域にあるとき、ＥＣＵ６０はＥＧＲガスの導入を実行すべきと判断し、ＥＧＲ弁４６、４８を共に開弁する。例えば、エンジン１０がアイドリング状態にあるときは、ＥＧＲ実行領域に含まれる。他方、エンジン運転状態がＥＧＲ非実行領域にあるとき、ＥＣＵ６０はＥＧＲガスの導入を実行すべきでないと判断し、ＥＧＲ弁４６、４８を全閉とする。なお、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲガスの導入を実行すべきでないと判断したとき、ＥＧＲ弁４６、４８のうちの少なくともいずれか一方を全閉としてもよい。ＥＧＲを実行すべきと判断したとき、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度およびエンジン負荷などのエンジンパラメータに基づいて目標ＥＧＲ率（目標ＥＧＲ割合）を決定する。そしてこの決定した目標ＥＧＲ率が実際に実現されるように、ＥＧＲ弁４６、４８の開度が制御され得る。なお、アイドルストップ制御時に上記したようにエンジン１０が停止されるときには基本的にはＥＧＲ弁４６、４８は閉じられるが、燃料噴射弁１４から再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するようにＥＧＲ弁４６、４８の作動は後述するようにＥＣＵ６０により制御される。
【００２６】
そして、ＥＣＵ６０は、燃料噴射制御を行う。エンジン１０では、エンジン負荷およびエンジン回転速度等によるエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量（燃料量）、燃料噴射時期が設定される。そして、それら燃料噴射量、燃料噴射時期に基づいて、燃料噴射弁１４からの燃料の噴射が行われる。この燃料噴射制御は、上記ＥＧＲ制御に応じて、実行される。なお、アイドルストップ制御により上記したようにエンジン１０が停止状態になるまたはあるときには燃料噴射弁１４からの燃料噴射は停止され、再始動のときに燃料噴射弁１４からの燃料噴射は再開される。
【００２７】
また、吸気絞り弁２６の開度は、通常は、アクセル開度に応じて制御される。そして、アイドルストップ制御時に上記したようにエンジン１０が停止されるまたはされているときには吸気絞り弁２６は閉じられ、ここでは特に全閉にされる。
【００２８】
さて、上記したようにアイドリング状態で所定の停止条件が成立したときエンジン１０が一旦停止されて、その後、所定の始動条件が成立したときにエンジン１０が再始動される。このような再始動時の排気を改善するべく、ここでは所定の停止条件が成立したときに吸気系へのＥＧＲガスの導入が図られる。このような所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御に関して図２のフローチャートにしたがって説明する。なお、図２のフローチャートには、本第１実施形態における一時的なエンジン１０の停止時に関するＥＧＲ制御が簡単に表されている。
【００２９】
まず、ステップＳ２０１では、停止フラグが１つまりＯＮであるか否かを判定する。初期状態では、停止フラグは０つまりＯＦＦにされている。
【００３０】
ステップＳ２０１で否定判定されると、ステップＳ２０３で、所定の停止条件が成立しているか否かが判定される。所定の停止条件は上記した通りであり、ここでは、車速が零であり、ブレーキが踏まれていて、アクセルペダルが踏まれていないことが要求される。これらの条件が全て満たされたとき、所定の停止条件が満たされたと判定される。
【００３１】
なお、所定の停止条件が満たされたときは、上記したように、図２とは異なる別のフローにしたがって、排気側ＥＧＲ弁４６および吸気側ＥＧＲ弁４８は共に閉じた状態にされる。また、所定の停止条件が満たされたときは、図２とは異なる別のフローにしたがって、吸気絞り弁２６は全閉にされる。
【００３２】
所定の停止条件が満たされているのでステップＳ２０３で肯定判定されたとき、ステップＳ２０５で上記停止フラグが１にされる。そして、ステップＳ２０７で後述されるようにして目標吸気圧が算出されて、ステップＳ２０９で吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。ここでは、吸気側ＥＧＲ弁４８は全開にされる。ただし、ステップＳ２０９で吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれるとき、排気側ＥＧＲ弁４６は閉じた状態に維持される。これにより、エンジン１０の停止時にＥＧＲ弁４６、４８間のＥＧＲ通路に閉じ込められていた排気つまりＥＧＲガスが吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄに導入される。なお、所定の停止条件が満たされてＥＧＲ弁４６、４８が閉じられたときの排気側ＥＧＲ弁４６と吸気側ＥＧＲ弁４８との間のガスの圧力は吸気絞り弁２６下流側の吸気通路２８ｄの吸気つまりガスの圧力よりも概して高いので、ステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁によりＥＧＲガスは好適に吸気通路２８に導入される。
【００３３】
ただし、ここでは、ステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁はエンジン１０が完全に停止した後に実行される。これは当該ＥＧＲ制御により吸気通路２８に導入されたＥＧＲガスをより好適に吸気通路２８に保つためである。具体的には、所定の停止条件の成立から所定時間経過後にステップＳ２０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁を行うことで、そのようなエンジン停止状態が確保され得る。なお、所定時間の計測は、ＥＣＵ６０に備えられる時間計測手段により実行され得る。
【００３４】
ただし、このように所定時間経過するのを待つ代わりに、例えば、ステップＳ２０３とステップＳ２０９との間に、エンジン１０が停止したか否かを判定するためのステップが設けられることができる。この場合、エンジン回転速度が零であるときに、エンジン１０が停止したと判断され得る。このエンジン停止判定は、ＥＣＵ６０の一部により担われ得るエンジン停止判定手段により行われ得る。
【００３５】
ステップＳ２０７での目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇの算出について以下に説明する。目標吸気圧の算出は、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、そしてここではさらにエンジン１０が停止状態にあるときの、吸気圧ｐｉｍａおよび吸気温度ｔｉｍａに基づいて実行される。吸気圧ｐｉｍａは吸気圧力検出手段である吸気圧センサ６４からの出力に基づき、吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の圧力として求められる。吸気温度ｔｉｍａは吸気温度検出手段である吸気温センサ６６からの出力に基づき、吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の温度として求められる。そして、さらに、検出された吸気温度ｔｉｍａに基づいて予め記憶装置に記憶するデータを検索することで、ステップＳ２０９でのＥＧＲ弁４８の開弁によりＥＧＲガスを吸気系に導入した後の吸気通路、特に吸気マニホールド１６内の温度である吸気温度ｔｉｍｍが求められる。なお、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときのＥＧＲ通路４２の温度に基づいてＥＧＲガス導入後の上記吸気温度ｔｉｍｍが求められてもよい。この場合、ＥＧＲ通路４２の温度を検出するために、ＥＧＲ管４４に温度センサ（ＥＧＲ温度検出手段）が設けられることができる。なお、このような吸気温度ｔｉｍｍの導出または検出に際しては、外気温および外気圧の少なくとも一方に基づく補正が適用されるとよい。
【００３６】
そして、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、吸気圧ｐｉｍａおよび吸気温度ｔｉｍａ、並びに、ＥＧＲガス導入後の吸気温度ｔｉｍｍを用いて、以下の（１）式および（２）式に基づいて導出された（３）式に基づいて目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇが求められる。なお、ｍａはステップＳ２０９でＥＧＲ弁４８を開く前の吸気通路のガスつまり概ね空気の量（または質量）であり、ｍｍはＥＧＲガス導入後の吸気通路２８ｄのガスの量（または質量）であり、ｐｉｍｍは同様にＥＧＲガス導入後の吸気通路２８ｄの圧力である。ＥＧＲガス導入後の吸気圧ｐｉｍｍは目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇに相当するので、（１）式および（２）式から（３）式が導出される。ただし、ＥＧＲｔｒｇは目標ＥＧＲ率であり、所定の始動条件が成立してエンジン１０が最始動されるときに排気を改善するために適した所定ＥＧＲ率（所定ＥＧＲ割合）であり、ここでは固定値として予め設定されて記憶装置に記憶されている。ただし、目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇは可変とされてもよく、例えば、外気温、外気圧、エンジン冷却水温などのエンジンの状態に関する種々のパラメータに基づいて可変とされ得る。
（ｐｉｍｍ／ｐｉｍａ）＝（ｍｍ／ｍａ）（ｔｉｍｍ／ｔｉｍａ） （１）
ＥＧＲｔｒｇ＝（ｍｍ−ｍａ）／ｍｍ （２）
ｐｉｍｔｒｇ＝ｐｉｍａ／（ｔｉｍｍ／ｔｉｍａ）／（１−ＥＧＲｔｒｇ） （３）
【００３７】
次回以降のルーチンのステップＳ２０１では、停止フラグが１であるので、肯定判定される。そして、ステップＳ２１１で、都度、吸気圧センサ６４からの出力に基づいて検出される吸気圧ｐｉｍｍがステップＳ２０７で算出された目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ未満か否かが判定される。このステップＳ２１１での判定は、上記説明から明らかなように、吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である上記目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達したか否かの判定に相当する。ステップＳ２１１で、吸気圧ｐｉｍｍが目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ未満と判定されると、未だ吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率に達していないので、つまり吸気通路２８の下流側吸気通路２８ｄへのＥＧＲガスの導入量が所定量に達していないので、該ルーチンは終了する。
【００３８】
そして、次回以降のルーチンのステップＳ２１１で吸気圧ｐｉｍｍが目標吸気圧ｐｉｍｔｒｇ以上であるので否定判定されると、ステップＳ２１３で吸気側ＥＧＲ弁４８が全閉にされる。これにより、次ぐステップＳ２１５で停止フラグが０にされて、該ルーチンは終了する。
【００３９】
このように所定の停止条件が成立したときに吸気通路２８におけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達するまで、つまり、吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するまで、吸気通路２８にＥＧＲガスが導入される。この結果、下流側吸気通路２８ｄのＥＧＲガスの分布状態は略均一になり、吸気マニホールド１６内のＥＧＲガスの分布は略均一になる。そして、この状態で、その後、所定の始動条件が成立したとき、このＥＧＲガスを含む吸気が各燃焼室に分配されると共にこの吸気に対して各気筒１２で燃料噴射弁１４から燃料が噴射される。したがって、アイドルストップ制御における再始動時に適切にＮＯｘの排出を抑制できる。
【００４０】
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態が適用されたエンジン１００は、上記第１実施形態のエンジン１０と概ね同じ構成を備えるが、エンジン１０における上記制御に対して、所定の停止条件成立時にＥＧＲガスを導入する制御およびそのための構成に関して相違点を有する。そこで、以下では、エンジン１００の構成に関してはエンジン１０の構成に対する相違点を主に説明し、既に説明した構成要素に対応する構成要素には、上記説明で用いた符号を同様に付して、それらの重複する説明を省略する。
【００４１】
エンジン１００の概略構成図が図３に表されている。エンジン１００において、ＥＧＲ装置４０のＥＧＲ通路４２には、ＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの温度を検出するためのＥＧＲ温度センサ８０が設けられている。また、ＥＧＲ通路４２には、ＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの圧力を検出するためのＥＧＲ圧力センサ８２が設けられている。そして、これらセンサ８０、８２からの出力信号がＥＣＵ６０に送られるようにこれらセンサ８０、８２とＥＣＵ６０とは電気的に接続されている。なお、ＥＧＲ温度センサ８０はＥＧＲ温度検出手段であり、ＥＧＲ圧力センサ８２はＥＧＲ圧力検出手段である。
【００４２】
第２実施形態のエンジン１００でも、上記所定の停止条件が成立したときに吸気系へＥＧＲガスの導入が実行される。この所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御に関して図４のフローチャートにしたがって説明する。なお、図４のフローチャートには、所定の停止条件が成立したときのＥＧＲ制御の流れが簡単に表されている。ただし、図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０５、Ｓ４０９、Ｓ４１５、Ｓ４１７は、それぞれ、図２の上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ２０９、Ｓ２１３、Ｓ２１５に相当するので、これらの重複する詳細な説明は以下省略される。
【００４３】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ４０３で上記所定の停止条件が成立していると肯定判定して、ステップＳ４０５で上記停止フラグを１にすると、ステップＳ４０７で後述するようにして目標ＥＧＲ量を算出して、ステップＳ４０９で吸気側ＥＧＲ弁４８を開く。
【００４４】
ステップＳ４０７での目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇの算出について以下に説明する。目標ＥＧＲ量は図４のフローにしたがって吸気系に導入されるＥＧＲガスの総量（または総質量）である。目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇの算出は、所定の停止条件が成立してＥＧＲ弁４６、４８が閉じられた状態にあるときの、そしてここではさらにエンジン１０が停止状態にあるときの、下流側吸気通路２８ｄのガス量（または質量）ｍａに基づいて実行される。吸気通路のガス量ｍａは、吸気温センサ６６からの出力信号に基づいて求められる吸気マニホールド１６内のガス温度つまり吸気温度ｔｉｍａおよび吸気圧センサ６４からの出力信号に基づいて求められる吸気マニホールド１６内のガス圧つまり吸気圧ｐｉｍに基づいて予め記憶装置に記憶されているデータを検索することで求められる。そして、求められたガス量ｍａに基づいて以下の（４）式の演算をすることで目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇが求められる。（４）式の関係は、（５）式を展開することで求められる。ただし、ＥＧＲｔｒｇは上記したのと同様に目標ＥＧＲ率であり、ここでは固定値として予め設定されて記憶装置に記憶されている。ただし、目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇは上記したように可変とされてもよい。
ｍｅｔｒｇ＝ｍａ×ＥＧＲｔｒｇ／（１−ＥＧＲｔｒｇ） （４）
ＥＧＲｔｒｇ＝ｍｅｔｒｇ／（ｍａ＋ｍｅｔｒｇ） （５）
【００４５】
次回以降のルーチンのステップＳ４０１では、停止フラグが１であるので、肯定判定される。そして、ステップＳ４１１で、都度、後述するようにして、下流側吸気通路２８ｄに導入されたＥＧＲガス量（導入ＥＧＲガス量）が求められる。この求められた導入ＥＧＲガス量が上記ステップＳ４０７で算出された目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇとステップＳ４１３で比較される。ステップＳ４１３では、具体的には、ステップＳ４１１で算出された導入ＥＧＲ量がステップＳ４０７で算出された目標ＥＧＲ量未満か否かが判定される。このステップＳ４１１での判定は、上記説明から明らかなように、吸気通路２８、特に下流側吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である上記目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇに達したか否かの判定に相当する。そして、ステップＳ４１３で導入ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量以上になって肯定判定されるようになると、ステップＳ４１５で吸気側ＥＧＲ弁４８が全閉にされる。これにより、次ぐステップＳ４１７で停止フラグが０にされる。
【００４６】
ステップＳ４１１での導入ＥＧＲ量の算出について以下に説明する。その時々でのＥＧＲ通路４２から吸気通路２８へのＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ流量）Ｇｅｇｒは、吸気圧ｐｉｍとＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの圧力（ＥＧＲ圧）ｐｅｇｒとに対して、図５のグラフに表したような関係を有する。ただし、図５のグラフは、吸気側ＥＧＲ弁４８を所定開度に一定とした場合の関係を表している。図５の横軸には吸気圧ｐｉｍをＥＧＲ圧ｐｅｇｒで除した値（吸気圧ｐｉｍ／ＥＧＲ圧ｐｅｇｒ）をとり、図５の縦軸にはＥＧＲ流量ＧｅｇｒとＥＧＲ通路４２のＥＧＲガスの温度（ＥＧＲ温度）ｔｅｇｒの１／２乗との積をＥＧＲ圧ｐｅｇｒで除した値（Ｇｅｇｒ×ｔｅｇｒ１／２／ｐｅｇｒ）をとり、それらの関係が表されている。この図５に表したような実験結果に基づいて、次の（６）式の関係が導き出される。この（６）式から求められるＥＧＲ流量Ｇｅｇｒを時間で積分することで、その時々での導入ＥＧＲ量が算出される。
Ｇｅｇｒ＝ｐｅｇｒ／ｔｅｇｒ１／２×ｆ（ｐｉｍ／ｐｅｇｒ） （６）
【００４７】
ここで、ステップＳ４０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁時（図６の時刻ｔ＝０に相当）からのＥＧＲ流量Ｇｅｇｒの変化例と、吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁後にＥＧＲ通路４２から吸気通路２８へ導入される導入ＥＧＲ量の変化例とが図６に表される。図６（ａ）はＥＧＲ流量Ｇｅｇｒの変化を時間ｔに対して表したグラフであり、図６（ｂ）は導入ＥＧＲ量の変化を時間ｔに対して表したグラフである。なお、図６の横軸において零の時刻はステップＳ４０９での吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁時に相当し、図６の横軸において時刻ｔｓはステップＳ４１５での吸気側ＥＧＲ弁４８の閉弁時に相当する。
【００４８】
このように所定の停止条件が成立したときに吸気通路２８に導入されたＥＧＲガスの量が所定量である目標ＥＧＲ量ｍｅｔｒｇになるまで、つまり吸気通路２８ｄにおけるＥＧＲガスの割合が所定割合である目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇになるまで吸気通路２８にＥＧＲガスが導入される。導入から再始動までに時間があり、ＥＧＲガスと空気の混合がこの間に進むので、下流側吸気通路２８ｄのＥＧＲガスの分布状態は略均一になり、吸気マニホールド１６内のＥＧＲガスの分布は略均一になる。そして、この状態で、その後、所定の始動条件が成立したとき、このＥＧＲガスを含む吸気が各燃焼室に分配されると共にこの吸気に対して燃料噴射弁１４から燃料が噴射される。したがって、アイドルストップ制御における再始動時に適切にＮＯｘの排出を抑制できる。
【００４９】
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。第３実施形態が適用されたエンジンは、上記第１実施形態のエンジン１０と概ね同じ構成を備える。そこで、以下では、既に説明した構成要素に対応する構成要素に上記説明で用いた符号を同様に付すことで、第３実施形態のエンジンの構成要素の説明は省略される。しかし、上記第１および第２実施形態では所定の停止条件の成立後であって所定の始動条件の成立前に吸気系にＥＧＲガスを導入する上記制御を行ったのに対して、第３実施形態では、所定の始動条件が成立したときに吸気系にＥＧＲガスを導入する制御が実行される。以下では、所定の始動条件が成立したときに実行される吸気系へのＥＧＲガスの導入に関する制御に関して図７のフローチャートにしたがって説明する。
【００５０】
アイドルストップ制御によりエンジン１０が停止状態になった後の制御が図７に簡単に表されている。図７のステップＳ７０１ではスタータが起動されたか否かが判定される。所定の始動条件が成立してエンジン１０のスタータが起動されると、ステップ７０１で肯定判定される。ステップＳ７０１で肯定判定されると、ステップＳ７０３で測定時間ｔが０を越えたか否かが判定される。ステップＳ７０３での判定対象となる測定時間は初期状態（リセット状態）では零であるので、最初に至ったステップＳ７０３では否定判定される。その結果、ステップＳ７０５で、時間測定が開始される。なお、このような時間測定はＥＣＵ６０に内蔵された時間計測手段により実行される。
【００５１】
時間測定が開始されると、次のルーチンのステップＳ７０３では肯定判定されて、ステップＳ７０７で測定時間ｔが所定の燃料噴射開始時期ｔｆの所定微小時間Δｔ前の時間（ｔｆ−Δｔ）以上か否かが判定される。ステップＳ７０７で肯定判定されるようになると、ステップＳ７０９で測定時間ｔが所定燃料噴射開始時期（時間）ｔｆ（＞ｔｆ−Δｔ）未満か否かが判定される。ステップＳ７０９に最初に至ったときなどには、ステップＳ７０９で肯定判定される。これによりステップＳ７１１でそれまで閉状態にあった吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。こうして所定の始動条件成立時以降の第１所定時期に吸気側ＥＧＲ弁４８が開かれる。これにより、ＥＧＲ弁４６、４８間に閉じ込められていたＥＧＲガスが好適に吸気通路２８に流れることが可能になる。なお、ここではステップＳ７１１でそれまで閉状態にあった排気側ＥＧＲ弁４６も開かれるが、該ＥＧＲ弁４６はＥＧＲ弁４８の開弁からわずかな時間差をもってつまり所定時間経過後に開かれてもよい。
【００５２】
そして、ステップＳ７０９で測定時間ｔが所定燃料噴射開始時期ｔｆになって否定判定されると、ステップＳ７１３でスタータの停止、燃料噴射弁１４からの燃料噴射の開始、時間計測の終了（リセット）が行われる。こうして所定の始動条件成立時以降の第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、所定の始動条件成立後の最初の燃料噴射が行われる。
【００５３】
ここで、所定の始動条件の成立による上記スタータの起動開始時以後に燃焼室へ流れるガスの流量の変化を図８に模式的に表す。上記所定燃料噴射開始時期ｔｆは予め定められている時期または時間である。そして、上記所定微小時間Δｔは、スタータ起動により吸気通路から掃気される吸気の量、吸気側ＥＧＲ弁４８の開き遅れおよびＥＧＲ通路４２から吸気通路へのＥＧＲガスの流入遅れを考慮して定められている。具体的には、所定微小時間Δｔは、所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に吸気側ＥＧＲ弁４８を開弁することによって吸気通路２８に導入されるＥＧＲガスを含むガスに、所定の始動条件の成立後の第２所定時期である所定燃料噴射開始時期ｔｆに燃料噴射弁１４から噴射された燃料を合流させるように関係付けられている。そして、特に、所定微小時間Δｔは、第２所定時期である所定燃料噴射開始時期ｔｆに燃料噴射弁１４から噴射された燃料が混ざる吸気中のＥＧＲガスの量が所定量になるように、つまり当該吸気のＥＧＲガスの割合が目標ＥＧＲ率ＥＧＲｔｒｇになるように予め定められている。
【００５４】
このような制御により、所定の始動条件の成立後、吸気側ＥＧＲ弁４８の開弁によるＥＧＲガスを含むガスに燃料噴射弁１４から最初に噴射された燃料を適切に合流させて、該燃料を適切に燃焼させることができる。したがって、再始動時の排気を改善することができる。
【００５５】
なお、スタータ起動により吸気通路から排気通路へ掃気される吸気の量が吸気マニホールド１６内の容積量に等しくなるように吸気マニホールド１６は設計されるとよい。この場合、スタータ起動と同時に吸気側ＥＧＲ弁４８を開くだけでＥＧＲガスを遅れなく導入できる。
【００５６】
以上、本発明を複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明は、上記複数の実施形態およびそれらの変形例の矛盾しない範囲での任意の種々の組み合わせを許容する。本発明は、燃料や空気の供給およびその停止、または点火のオン・オフなどによって自動停止および自動的な再始動の可能な内燃機関に適用され得、ディーゼルエンジン以外にも、ガソリンエンジンあるいはガスを燃料としたエンジンなどに適用され得る。また、本発明が適用されるエンジンの気筒数、気筒配列形式などは如何なるものであってもよい。
【００５７】
以上、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。本発明の実施態様は上述の態様のみに限らず、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含む。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１００ エンジン
１４ 燃料噴射弁
２６ 吸気絞り弁
２８ 吸気通路
３８ 排気通路
４０ ＥＧＲ装置
４２ ＥＧＲ通路
４６ 排気側ＥＧＲ弁（上流側ＥＧＲ弁）
４８ 吸気側ＥＧＲ弁（下流側ＥＧＲ弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、前記所定の停止条件の成立後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるシステムを備えたエンジンの制御装置において、
燃料を吸気通路または気筒内に噴射する燃料噴射弁と該燃料噴射弁の作動を制御する燃料噴射制御手段とを備える燃料噴射装置と、
排気通路と前記吸気通路とをつなぐＥＧＲ通路、該ＥＧＲ通路に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁および該上流側ＥＧＲ弁よりも下流側に位置づけられた下流側ＥＧＲ弁を含む複数のＥＧＲ弁、並びに該複数のＥＧＲ弁のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲ弁制御手段は、該エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを前記吸気通路に導入し、かつ、前記燃料噴射弁から前記再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、ＥＧＲ装置と
を備えた、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記上流側ＥＧＲ弁を閉じた状態に維持したまま前記下流側ＥＧＲ弁を開くように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続部よりも前記吸気通路の上流側に設けられた吸気絞り弁と、該吸気絞り弁の作動を制御する吸気絞り弁制御手段であって前記所定の停止条件の成立により前記吸気絞り弁を閉じる吸気絞り弁制御手段とをさらに備え、
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気絞り弁よりも下流側の吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記吸気通路の温度を検出するための吸気温度検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記ＥＧＲ通路の圧力を検出するためのＥＧＲ圧力検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に少なくとも前記下流側ＥＧＲ弁を開けるように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御し、
前記燃料噴射制御手段は、前記第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、前記所定の始動条件の成立後の最初の燃料噴射が行われるように前記燃料噴射弁を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記第１所定時期と前記第２所定時期とは、前記第１所定時期での前記下流側ＥＧＲ弁の開弁により前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスを含むガスに前記第２所定時期に前記燃料噴射弁から噴射された燃料を合流させるように関係付けられている、請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
アイドリング状態で所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、前記所定の停止条件の成立後に所定の始動条件が成立したときに同エンジンを自動的に再始動させるシステムを備えたエンジンの制御装置において、
燃料を吸気通路または気筒内に噴射する燃料噴射弁と該燃料噴射弁の作動を制御する燃料噴射制御手段とを備える燃料噴射装置と、
排気通路と前記吸気通路とをつなぐＥＧＲ通路、該ＥＧＲ通路に直列的に設けられた上流側ＥＧＲ弁および該上流側ＥＧＲ弁よりも下流側に位置づけられた下流側ＥＧＲ弁を含む複数のＥＧＲ弁、並びに該複数のＥＧＲ弁のそれぞれの作動を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えるＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲ弁制御手段は、該エンジンがアイドリング状態にあるときにＥＧＲガスを前記吸気通路に導入し、かつ、前記燃料噴射弁から前記再始動のときに噴射される燃料が混ざるガスにＥＧＲガスを導入するように、前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、ＥＧＲ装置と
を備えた、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気通路に所定量のＥＧＲガスを導入するように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記上流側ＥＧＲ弁を閉じた状態に維持したまま前記下流側ＥＧＲ弁を開くように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御する、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続部よりも前記吸気通路の上流側に設けられた吸気絞り弁と、該吸気絞り弁の作動を制御する吸気絞り弁制御手段であって前記所定の停止条件の成立により前記吸気絞り弁を閉じる吸気絞り弁制御手段とをさらに備え、
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに前記吸気絞り弁よりも下流側の吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記吸気通路の温度を検出するための吸気温度検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記吸気通路の圧力を検出するための吸気圧力検出手段および前記ＥＧＲ通路の圧力を検出するためのＥＧＲ圧力検出手段のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、前記所定の停止条件の成立により前記エンジンが停止されたときに、前記吸気通路におけるＥＧＲガスの量が前記所定量になるように前記下流側ＥＧＲ弁を開閉制御する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記所定の停止条件の成立により前記複数のＥＧＲ弁を閉じた状態にし、前記所定の始動条件の成立時以後の第１所定時期に少なくとも前記下流側ＥＧＲ弁を開けるように前記複数のＥＧＲ弁の作動を制御し、
前記燃料噴射制御手段は、前記第１所定時期よりも遅い第２所定時期に、前記所定の始動条件の成立後の最初の燃料噴射が行われるように前記燃料噴射弁を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記第１所定時期と前記第２所定時期とは、前記第１所定時期での前記下流側ＥＧＲ弁の開弁により前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスを含むガスに前記第２所定時期に前記燃料噴射弁から噴射された燃料を合流させるように関係付けられている、請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８４７１１（Ｐ２０１２−１８４７１１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８２７１（Ｐ２０１１−４８２７１）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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