JP3591317B2 - 内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に対して設けられる排気還流バルブ強制駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
精密な排気再循環制御を行うために、排気還流バルブの開度を精密に制御する排気再循環制御装置が知られている。この排気再循環制御装置に用いられる排気還流バルブにおいては、排気還流バルブの開度が常に全開位置まで開かれるとは限らず、長期にわたって限られた開度範囲しか開度が調節されない場合が存在する。
【０００３】
このような限られた範囲の開度調整が継続すると、排気還流バルブの弁体をアクチュエータ側に接続しているロッドにおいて、ロッドシール部を通過する部分が限られることになる。このためロッド表面の一部しか、ロッドシール部によるデポジットの除去がなされないことになり、他の部分ではデポジットが長期間剥がれずに存在することになる。このような状況が生じると、ロッドにデポジットが固着してロッドシール部が接触するようになっても簡単に剥がれなくなり、弁体移動の障害となって排気還流バルブ開度制御に支障を来すおそれが出てくる。
【０００４】
デポジットの固着を防止するために、内燃機関の運転中に排気還流バルブを全開まで強制駆動することが考えられるが、このような強制的駆動は燃焼悪化を招き、内燃機関の出力、エミッションあるいは燃費に悪影響を与えるので、内燃機関運転中では排気還流バルブの強制駆動によるデポジットの除去は困難と考えられる。
【０００５】
この問題を解決するために、内燃機関の運転停止時に排気還流バルブを全開状態と全閉状態との間で強制的に駆動させる装置が提案されている（特開平８−３０３３０７号公報）。すなわち、この機関停止時での排気還流バルブ強制駆動によって、ロッドの全摺動面に付着しているデポジットを剥がして、ロッドの固着を防止しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術は、内燃機関の停止タイミングにて排気還流バルブを全開状態と全閉状態との間で強制的に駆動しているので、内燃機関の停止後、直ちに再始動が行われた場合、排気還流バルブが大きく開いている状況での始動となってしまう。このような状態では十分な酸素がシリンダに供給されずに、始動不良を生じるおそれがあった。
【０００７】
この他に、イグニッションをオンした際に、排気還流バルブを最大力で全開にする装置（特開平７−２９３３５５号公報）も提案されているが、上述した従来技術と同様な問題が存在する。
【０００８】
本発明は、上述したごとくの内燃機関の始動への悪影響を生じることなく、内燃機関の運転中でも排気還流バルブを強制的に全開状態に駆動させてデポジットを取り除くことができる内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、内燃機関の排気の一部を吸気側に再循環させる排気還流経路と、前記排気還流経路に設けられて該排気還流経路の開度を調整する排気還流バルブと、前記排気還流バルブを駆動するアクチュエータと、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段にて検出された内燃機関の運転状態に基づいて前記排気還流バルブの要求開度を求める要求開度設定手段と、前記排気還流バルブの実開度が前記要求開度設定手段にて設定された要求開度となるように前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動制御手段とを備えた内燃機関の排気再循環制御装置に対して設けられる排気還流バルブ強制駆動装置であって、前記排気還流バルブに付着した異物を取り除くために、前記アクチュエータを作動させて、前記排気還流バルブを強制的に全開にする強制駆動手段と、前記要求開度設定手段にて求められた要求開度または前記排気還流バルブの実開度が強制駆動判定開度よりも大きい場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可する強制駆動許可手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
強制駆動許可手段は、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況下にあることが判明すると、内燃機関が運転されていても排気還流バルブの全開制御が内燃機関の燃焼に悪影響を与えることがないことから、強制駆動手段の作動を許可する。このことにより、作動が許可された強制駆動手段は、アクチュエータを作動させて、排気還流バルブを強制的に全開まで駆動させる。
【００１１】
こうして、排気還流バルブに付着した異物を、内燃機関の運転中においても取り除くことができる。しかも、排気還流バルブを全開にするのは内燃機関停止とは無関係なので従来技術におけるような始動不良を招くことはない。
【００１３】
ここで、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いほど、強制駆動手段の作動前後、すなわち排気還流バルブの強制的全開制御の前後で、排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。このことから、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定は、具体的には、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いことを判定するための強制駆動判定開度を定めて、要求開度設定手段にて求められた要求開度または排気還流バルブの実開度が上記強制駆動判定開度よりも大きい場合になすことができる。このようにして、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定を容易に行うことができる。
【００１４】
請求項２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段とを備えるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、前記負荷検出手段により検出された前記内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある場合、および前記回転数検出手段により検出された前記内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００１５】
この強制駆動許可手段においては、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある条件および内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。
【００１６】
このような強制駆動可能負荷範囲や強制駆動可能回転数範囲は、排気環流率の変動が少々大きくなっても内燃機関の燃焼に悪影響を与えることのない内燃機関運転状態を意味する。例えば、排気還流バルブの開度が大きくなる中負荷中回転数の特定の範囲である。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【００１７】
請求項３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項２記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷は、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量であることを特徴とする。
【００１８】
このように、具体的には、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量を、内燃機関の負荷として用いて前記請求項２の作用効果を適切に生じさせることができる。
【００１９】
請求項４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関は、少なくとも成層燃焼を含む複数の燃焼方式から前記内燃機関の運転状態に応じて燃焼方式を選択し燃焼制御を実行するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、前記成層燃焼が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００２０】
強制駆動許可手段において、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、成層燃焼が実行されている条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。成層燃焼は混合気中の燃料を希薄状態にする場合に実行される燃焼方式であり、吸入空気量を大きくするためにスロットルバルブは比較的大きく開かれる。このため排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【００２１】
請求項５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関は燃料を直接シリンダ内に噴射するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、燃料噴射が圧縮行程にて実行される燃料噴射制御が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００２２】
燃料噴射が圧縮行程にて実行されるのは、前述した成層燃焼を行うためであり、このように圧縮行程噴射を条件に加えることにより、請求項４にて述べた作用効果を生じる。
【００２３】
請求項６記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対して、前記内燃機関は、該内燃機関の運転状態に応じて強制的に吸入空気量を減少させ、かつ燃料濃度を濃くするように空燃比を制御するリッチスパイク制御を実行するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、請求項１〜５のいずれか記載の強制駆動許可手段の構成に加えて、更に、前記リッチスパイク制御が行われている場合には、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないことを特徴とする。
【００２４】
このようなリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。したがって強制的に全開にする影響が内燃機関の燃焼に大きく現れるおそれがあることから、強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【００２５】
請求項７記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項６記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記リッチスパイク制御が行われていない期間であっても前記リッチスパイクが実行された直後または実行される直前に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しない不許可期間を設けていることを特徴とする。
【００２６】
排気還流バルブの応答遅れ、あるいは吸入空気量制御の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前や出た直後では、吸気の少ない状態と排気還流バルブ開度の変化とが重なる場合もあり、これを防止するために不許可期間を設けることとして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【００２７】
請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜７のいずれか記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設定し、該作動禁止期間中は前記強制駆動手段の作動を許可しないことを特徴とする。
【００２８】
このように、強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設けることにより、強制駆動の回数を制御することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【００２９】
請求項９記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、前記強制駆動手段の作動後に前記内燃機関の運転が継続している期間であることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、強制駆動許可手段は、強制駆動手段が一旦作動した後において内燃機関の運転が継続している限りは、次の強制駆動手段の作動は許可しない。このようにアクチュエータの駆動頻度を制限することにより、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【００３１】
請求項１０記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、時間の長さで設定されていることを特徴とする。
【００３２】
このように作動禁止期間は、時間の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
請求項１１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記内燃機関は、自動車に搭載されて該自動車を駆動走行するためのものであり、前記作動禁止期間は、前記自動車の走行距離の長さで設定されていることを特徴とする。
【００３３】
このように作動禁止期間は、自動車の走行距離の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
請求項１２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１１のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動許可手段は、前記アクチュエータの作動を許可する条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００３４】
このように、各請求項における強制駆動許可手段において、各請求項において述べた条件が成立したら直ちに許可するのではなく、この条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に強制駆動手段によるアクチュエータの作動を許可するようにしてもよい。このことにより、強制駆動の回数を制限することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【００３５】
請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１２のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
このように強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に吸入空気量を増加させることにより、より一層、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少なくなり、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【００３７】
請求項１４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１３記載の構成に対して、前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることを特徴とする。
【００３８】
このように、スロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることができ、請求項１３に述べた作用効果を生じさせることができる。
【００３９】
請求項１５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１４のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を備えたことを特徴とする。
【００４０】
排気還流バルブが開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。したがって、強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に点火時期を進角させることにより、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関および排気再循環制御装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）の概略構成を表すブロック図である。
【００４２】
筒内噴射式内燃機関としてのガソリンエンジン１は、４つのシリンダ１ａを有している。図２〜図５にも示すごとく、各シリンダ１ａには、シリンダブロック２、シリンダブロック２内で往復動するピストン３、およびシリンダブロック２上に取り付けられたシリンダヘッド４にて区画された燃焼室５がそれぞれ形成されている。
【００４３】
そして各燃焼室５には、それぞれ第１吸気弁６ａ、第２吸気弁６ｂおよび一対の排気弁８が設けられている。この内、第１吸気弁６ａは第１吸気ポート７ａに接続され、第２吸気弁６ｂは第２吸気ポート７ｂに接続され、一対の排気弁８は一対の排気ポート９にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図２はシリンダヘッド４の平面断面図であって、図示されるように第１吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートであり、第２吸気ポート７ｂは略直線状に延びるストレート型吸気ポートである。また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、第１吸気弁６ａおよび第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４の内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置されている。
【００４５】
図３はピストン３における頂面の平面図、図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図２におけるＹ−Ｙ断面図であり、図示される様にピストン３の頂面上には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びる略円形の輪郭形状を有する浅皿部１２が形成され、浅皿部１２の中央部には、略半球形状をなす深皿部１３が形成され、点火プラグ下方の浅皿部１２と深皿部１３との接続部には略球形状をなす凹部１４が形成されている。
【００４６】
図１に示したごとく、各シリンダ１ａの第１吸気ポート７ａおよび第２吸気ポート７ｂはそれぞれ吸気マニホールド１５内に形成された第１吸気通路１５ａおよび第２吸気通路１５ｂを介してサージタンク１６に連結され、各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれ旋回流制御弁１７が配置されている。これらの旋回流制御弁１７は共通のシャフト１８を介してモータ１９（ＤＣモータまたはステップモータ）に連結されている。このモータ１９は電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３０の出力信号に基づいて制御される。
【００４７】
サージタンク１６は吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０内にはモータ２２（ＤＣモータまたはステップモータ）によって駆動されるスロットルバルブ２３が配置されている。このスロットルバルブ２３は基本的には後述する図８に示すごとくの開度制御がなされる。
【００４８】
また、各シリンダ１ａの各排気ポート９はそれぞれ排気通路９ａが設けられて第１三元触媒コンバータ９ｂに接続されている。この第１三元触媒コンバータ９ｂの下流側には排気マニホルド２４が連結され、更に排気マニホルド２４の下流側には第２三元触媒コンバータ２４ａが接続されている。なお、第１三元触媒コンバータ９ｂは通常タイプの三元触媒が用いられているが、第２三元触媒コンバータ２４ａは窒素酸化物吸蔵還元型三元触媒が用いられている。これは、希薄燃焼時に酸化雰囲気となって第１三元触媒コンバータ９ｂにより窒素酸化物が還元されなくても、第２三元触媒コンバータ２４ａが窒素酸化物を吸着し貯蔵することにより外部に窒素酸化物を放出しないようにするためである。ただし、第２三元触媒コンバータ２４ａでの吸蔵量が飽和状態に近づくと後述するリッチスパイク制御により一時的に空燃比が燃料濃度が濃い方に制御されて、第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵されている窒素酸化物が還元され、吸蔵量が削減されるようになっている。
【００４９】
また、排気マニホルド２４からは、排気の一部をサージタンク１６側に再循環させる排気還流経路２９ａが設けられ、排気還流経路２９ａの途中には排気還流バルブ（以下、ＥＧＲバルブと称する）２９が設けられている。
【００５０】
ガソリンエンジン１の燃焼制御やＥＧＲバルブ２９の開度制御等を行うＥＣＵ３０は、ディジタルコンピュータからなり、内部には双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、スタンバイＲＡＭ、入力ポート、出力ポート、ＡＤ変換器、各種駆動回路等を備えた構成とされている。
【００５１】
アクセルペダル２５にはアクセル開度センサ２６が接続され、アクセルペダル２５の踏込み量に比例した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。
【００５２】
上死点センサ２７は例えば１番シリンダ１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスがＥＣＵ３０の入力ポートに入力される。クランク角センサ２８は、例えば図示してないクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスがＥＣＵ３０の入力ポートに入力される。ＥＣＵ３０のＣＰＵでは上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ２８の出力パルスからエンジン回転数が計算される。
【００５３】
シャフト１８にはＳＣＶ開度センサ１９ａが設けられて、旋回流制御弁１７の開度に対応した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。サージタンク１６には、吸気圧センサ３９が設けられ、サージタンク１６内の吸気圧ＰＭ（吸気管圧力：絶対圧）に対応した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。排気マニホルド２４には空燃比センサ４１が設けられ、空燃比に応じた出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。
【００５４】
また、ＥＣＵ３０の入力ポートには走行距離計３２が接続されて自動車の走行距離データが入力されている。
ＥＣＵ３０の出力ポートは、駆動回路を介して各燃料噴射弁１１および各モータ１９，２２に接続されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ３０の別の出力ポートは、ＥＧＲバルブ２９用の駆動回路を介してＥＧＲバルブ２９に接続されている。ここで、電気制御式の流量制御弁として構成されているＥＧＲバルブ２９の構成の詳細を図６に示す。
【００５６】
ＥＧＲバルブ２９のハウジングは、コネクタ部５２ａとともにステッピングモータ５２を固定板５２ｂにて取り付けている上部ハウジング５４と、弁体５６を収容した下部ハウジング５８と、これら各ハウジング５４，５８を上下方向で連結する中間ハウジング６０とを備えて３分割で構成されている。これら各ハウジング５４，５８，６０および固定板５２ｂは、ボルト６２によって一体に組み立てられている。
【００５７】
下部ハウジング５８には、排気還流経路２９ａの内の排気通路９ａ側部分に接続される流入口６４と、排気還流経路２９ａの内のサージタンク１６側部分に接続される流出口６６とがそれぞれ形成され、これら流入口６４と流出口６６とは、下部ハウジング５８の軸方向（図示上下方向）に形成された弁体収容孔６８を介して接続されている。
【００５８】
弁体収容孔６８内には、弁体５６が軸方向に移動可能に配置されている。この弁体５６は、弁体収容孔６８内に軸方向に挿通された小径棒状の弁軸５６ａと、この弁軸５６ａの下端側に一体的に形成され下面にテーパ状のバルブフェース５６ｃを有する弁部５６ｂとを備えて、内開き式のポペット弁として構成されている。
【００５９】
弁軸５６ａは、中間ハウジング６０の弁軸貫通孔６０ｄに嵌装されたガスシール７０の貫通孔７０ａおよびストッパー７２の貫通孔７２ｂ内に、微小クリアランスを介して挿通されている。また弁部５６ｂのバルブフェース５６ｃは、弁体収容孔６８の下側に嵌着された弁座部材７４に軸方向上側から当接するように配置されている。
【００６０】
更に、中間ハウジング６０に形成されている空間部６０ａ内に達している弁軸５６ａの上端には、円盤状のバネ受け部材７６が固着され、このバネ受け部材７６と上部ハウジング５４の下面との間には、弁体５６を常時閉弁方向（下方向）へ付勢する弁バネ７８が配設されている。なお、バネ受け部材７６にはその縁部に突起７６ａが設けられて、空間部６０ａの内周面に上下方向に設けられた溝６０ｂに挿入されている。このことでバネ受け部材７６は上下方向に移動可能であるが軸方向に回転しないようにガイドされる。
【００６１】
上部ハウジング５４上に配置されているステッピングモータ５２は、弁軸５６ａと同軸に配設されたロータ８０と、このロータ８０の外周側に上下に離間して設けられた２個のステータ８２とを備えてステッピングモータとして構成されている。
【００６２】
ロータ８０は、略筒状のホルダ８０ａと、このホルダ８０ａの外周側に設けられた筒状の永久磁石８０ｂとを備え、この永久磁石８０ｂには、複数の磁極（Ｎ極，Ｓ極）が周方向に互い違いで着磁されている。そして、ホルダ８０ａの内周側にはロータ８０の中心にロータシャフト８６が取り付けられている。このロータシャフト８６は上部ハウジング５４の中心孔５４ａに取り付けられているベアリング８４にて回転可能に支持されている。すなわち、ロータ８０とロータシャフト８６とは一体で回転可能にベアリング８４を介して上部ハウジング５４に支持されている。
【００６３】
このロータシャフト８６の下部はスパイラル状の溝が形成された雄ネジ部８６ａを形成し、上部ハウジング５４の中心孔５４ａから、円筒状の貫通孔５４ｂ内を通過して、中間ハウジング６０の空間部６０ａへ貫通している。
【００６４】
貫通孔５４ｂ内には、雌ネジ部材８８の円筒状の雌ネジ部８８ａが上下方向に摺動可能に挿入されている。この雌ネジ部８８ａの内周面にはスパイラル状の溝が形成されていて、ロータシャフト８６の雄ネジ部８６ａが螺入されている。なお、雌ネジ部材８８はバネ受け部材７６に対してその脚部８８ｂにて係合しているため、バネ受け部材７６の突起７６ａと溝６０ｂとの作用により、ロータシャフト８６が回転しても雌ネジ部材８８は回転せず、上下動のみ可能となっている。また、バネ受け部材７６と雌ネジ部材８８との間には、バネ９０が配置されて、バネ受け部材７６と雌ネジ部材８８とが離間する方向に付勢力を与えている。このため、弁部５６ｂと弁座部材７４との間に異物が挟まれた場合にバネ９０が縮むことでステッピングモータ５２に大きな衝撃が生じることがなく、ステッピングモータ５２の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
一方、上下に離間してロータ８０の外周側に設けられた各ステータ８２の各巻線は、それぞれ例えば３個の独立巻線からなり、ターミナル９２にそれぞれ接続され、これら各ターミナル９２は、上部ハウジング５４に設けられたコネクタ部５２ａ内に延びている。
【００６６】
そして、このステッピングモータ５２は、ＥＣＵ３０からターミナル９２を介してパルス信号が印加されると、このパルス数に応じた分だけ正逆回転し、この回転力がロータシャフト８６と雌ネジ部材８８とによって、弁体５６の上下方向の直線運動に変換される。このことにより、弁体５６の開度制御を実行することができる。
【００６７】
前述したごとく、ガスシール７０の下側には、弁軸５６ａの外周側に位置して略円錐筒状のストッパー７２が設けられている。このストッパー７２は、弁部５６ｂ位置の上限を規定するとともに、弁軸５６ａに付着した異物を除去してガスシール７０や空間部６０ａ内への異物侵入を防止するためのものである。ストッパー７２は、例えばステンレス鋼板等の少なくとも耐熱性を備えた材料からなり、弁軸５６ａの外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する貫通孔７２ｂを有し、弁軸５６ａを貫通させている。そして、ストッパー７２の小径側の下端面７２ａが弁体５６の弁部５６ｂ側に対面するようにして配置されている。この下端面７２ａにおける貫通孔７２ｂの内縁部が、弁軸５６ａの移動時に弁軸５６ａに付着した異物を剥ぎ落とす作用を生じる。
【００６８】
なお、中間ハウジング６０からは２本のニップル９４（図６では２本のニップル９４が重なっているので１本しか示していない）が突出している。このニップル９４は、冷却水通路６０ｃを介して中間ハウジング６０の空間部６０ａ内に冷却水を循環させる。このことにより、中間ハウジング６０および弁体５６等を冷却して、排気温度がステッピングモータ５２に影響しないようにしている。
【００６９】
次に、ガソリンエンジン１に対してＥＣＵ３０が実行する燃焼制御について説明する。
本ガソリンエンジン１では、エンジン回転数ＮＥと、後述するリーン燃料噴射量ＱＬとに基づいて図７（Ａ）に示されるような４つのエンジン運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が定められており、各運転領域に対して目標空燃比および燃料噴射時期がそれぞれ定められている。すなわち、図７（Ｂ〉に示されるように運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３では目標空燃比が理論空燃比よりも燃料濃度が薄いリーン空燃比（第２三元触媒コンバータ２４ａへの窒素酸化物の吸蔵量に応じて後述するリッチスパイク制御されることもある）とされ、これに対し運転領域Ｒ４では目標空燃比が理論空燃比（あるいは運転状態により理論空燃比より燃料が濃いリッチ空燃比）とされる。なお、これら運転領域はエンジン回転数ＮＥおよびリーン燃料噴射量ＱＬとの関数として図７（Ａ）に示すマップの形で予めＥＣＵ３０内のＲＯＭ内に記憶されている。
【００７０】
次に、３つの運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３における制御方法について説明する。まず、初めに、スロットルバルブ２３の開度ＴＨＲＯＴを設定するためのテーブルを示す図８を参照すると、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが後述するしきい値ＡＣＣＰ３よりも小さい運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において、スロットル開度ＴＨＲＯＴは各運転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３毎に、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなると大きくされる。
【００７１】
一方、運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において旋回流制御弁１７の開度は小さくされるか、あるいは小さく維持される。したがって、目標空燃比がリーン空燃比である運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３には燃焼室５内に旋回流Ｓ（図２）が形成される。
【００７２】
図９は運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３における燃料噴射量であるリーン燃料噴射量ＱＬと燃料噴射時期とを示している。このリーン燃料噴射量ＱＬは、目標空燃比がリーン空燃比であるときに、空燃比を目標リーン空燃比とし、かつ出力トルクを要求トルクとするのに最適な燃料噴射量であって、予め実験により求められている値である。
【００７３】
図７（Ｂ）および図９を参照すると、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱｌよりも少なく、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰｌよりも小さい運転領域Ｒｌでは、圧縮行程末期に１回だけ燃料が噴射される。このときの燃料噴射量ＱＣは図９に示されるようにアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。この噴射燃料は深皿部１３の周壁面に衝突する。深皿部１３の周壁面に衝突した燃料は旋回流Ｓによって気化せしめられつつ拡散され、それによって凹部１４および深皿部１３内に混合気が形成される。このとき凹部１４および深皿部１３以外の燃焼室５内は空気で満たされている。そしてこの混合気が点火プラグ１０によって着火される。この圧縮行程での燃料噴射は成層燃焼となる。
【００７４】
一方、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱｌとしきい値ＱＱ２との間であり、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰｌとしきい値ＡＣＣＰ２との間である運転領域Ｒ２では、図７（Ｂ）および図９に示されるように、吸気行程に第１回目の燃料噴射が行われ、次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。すなわち、第１回目の噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室５内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室５内に均質な稀薄混合気が形成される。次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。このときには深皿部１３および浅皿部１２の双方に向けて燃料が噴射される。この噴射の結果、凹部１４および深皿部１３内には火種となる着火可能な空燃比の混合気が形成される。この混合気が点火プラグ１０によって着火され、この着火火炎によって燃焼室５内全体を占める稀薄混合気が燃焼される。この場合も圧縮行程での燃料噴射があるので成層燃焼となる。
【００７５】
ところで運転領域Ｒ２では、次に説明する運転領域Ｒ３に比べて燃料噴射量が少ないので、燃焼室５内全体を占める混合気はかなり稀薄となる。しかしながらこのとき旋回流制御弁１７の開度が小さく維持されるために燃焼室５内には強力な旋回流が発生する。このように運転領域Ｒ２では第１回目の燃料噴射により形成された燃焼室５内全体を占める混合気はかなり稀薄となるが強力な旋回流が発生するために、火炎が稀薄混合気中を急速に伝播する。したがって混合気が稀薄であっても良好な燃焼が得られることになる。なお、この場合、圧縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分であるのでアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰにかかわらずに圧縮行程末期に噴射される燃料噴射量ＱＣは一定に維持されている。これに対して吸気行程に噴射される燃料噴射量ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。
【００７６】
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ２としきい値ＱＱ３との間であり、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ２としきい値ＡＣＣＰ３との間である運転領域Ｒ３では図７（Ｂ）および図９に示されるように、吸気行程に１回だけ燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室５内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室５内には着火可能な均質混合気が形成される。すなわち、運転領域Ｒ３は均質燃焼領域となる。このときの燃料噴射量ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。
【００７７】
次に、目標空燃比が理論空燃比である運転領域Ｒ４における制御方法について説明する。
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ３よりも多く、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ３よりも大きい運転領域Ｒ４では図７（Ｂ）に示されるように、運転領域Ｒ３と同様に、吸気行程に１回だけ燃料噴射が行われ、この噴射燃料によって燃焼室５内に理論空燃比（場合により理論空燃比より燃料濃度が濃いリッチ空燃比）の均質混合気が形成される。すなわち、運転領域Ｒ４は均質燃焼領域となる。このときの燃料噴射量Ｑは、ＥＣＵ３０にて行われる燃料噴射量算出処理（図示していない）にて、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳや空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ等に基づいて算出される。なお、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳは図７（Ａ）に示される運転領域Ｒ４をカバーするように、サージタンク１６内の吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとの関数として図１０に示すマップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭ内に記憶されている。空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比を理論空燃比に一致させるためのものである。この空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ４１の出力信号に基づいて制御され、このとき空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、安定した状態では１．０を中心として変動する。
【００７８】
一方、再び図８を参照すると、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ３よりも大きい運転領域Ｒ４ではスロットル開度ＴＨＲＯＴはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて大きくされる。なお、スロットル開度ＴＨＲＯＴはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰの関数として図８に示されるテーブルの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭ内に記憶されている。
【００７９】
このように、運転領域Ｒ４ではリーン燃料噴射量ＱＬを用いることなく燃料噴射量Ｑが算出される。したがって、運転領域Ｒ４ではリーン燃料噴射量ＱＬを算出する必要はない。しかしながら、ここでは運転領域が図７（Ａ）に示されるいずれの運転領域にあるかを判断するために運転領域Ｒ４においてもリーン燃料噴射量ＱＬの算出が継続される。
【００８０】
図１１は、運転領域Ｒ４における旋回流制御弁１７の目標開度ＯＰを設定するためのマップを示している。このマップは図中で、大中小にて値の傾向を表しているごとく、エンジン負荷を表す吸気圧ＰＭが高くなるにつれて、あるいはエンジン回転数ＮＥが高くなるにつれて、旋回流制御弁の目標開度ＯＰが大きくなるように設定されている。なお、この大中小にて傾向を示している部分は、例えば３０％以下の小さい開度の範囲で調整されている。そして、ある程度、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとが高い領域Ｔで旋回流制御弁の目標開度ＯＰ＝１００％、すなわち旋回流制御弁１７が全開に制御される。その結果、高負荷高回転域では、多量の吸入空気量を確保することができ、ポンピングロスを低減することができる。このように旋回流制御弁１７は吸気制御弁としても作用する。
【００８１】
次に、本実施の形態において、ＥＣＵにより実行される制御のうち、ＥＧＲバルブ強制駆動処理について説明する。まず、図１２は、ＥＣＵ３０により実行されるＥＧＲバルブ強制駆動処理を示すフローチャートである。このルーチンは、予め設定された制御周期で割り込み実行される。なお各処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００８２】
処理が開始されると、まず、ＥＧＲバルブ２９における全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」に設定されているか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここで、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸは図示していないイグニッションスイッチによりＥＣＵ３０の電源がオンとなった際に、「ＯＦＦ」に初期設定されているものである。すなわち、ステップＳ１１０は、電源がオンされてガソリンエンジン１が継続的に運転されている期間（以下、ワントリップと称する）内において、以前に、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」となったか否かを判定するための処理である。
【００８３】
ワントリップ中において全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」である場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０による燃料噴射制御において燃料噴射弁１１から噴射される現在の燃料噴射量Ｑが、最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否かが判定される（Ｓ１２０）。この強制駆動可能負荷範囲（Ｑ１〜Ｑ２）は、排気環流率の変動が少々大きくなってもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響を与えることないエンジン運転状態を意味する。
【００８４】
現在の燃料噴射量Ｑが、強制駆動可能負荷範囲に存在する場合には（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、次にクランク角センサ２８の検出値から得られるガソリンエンジン１の現在の回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否かが判定される（Ｓ１３０）。この強制駆動可能回転数範囲（ＮＥＬ〜ＮＥＨ）は、排気環流率の変動が少々大きくなってもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響を与えることないエンジン運転状態を意味する。
【００８５】
現在の回転数ＮＥが、強制駆動可能回転数範囲に存在する場合には（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、次に図１３に示すＥＧＲバルブ２９開度を設定するためのマップにより、燃料噴射量Ｑと回転数ＮＥとに応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが、強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否かが判定される（Ｓ１４０）。この強制駆動判定開度ＴＥＧＲは、ＥＧＲバルブ２９の開度が全開に移行した場合に、この全開前後で排気環流率の変動を少なく抑えることができる、全開前のＥＧＲバルブ開度の下限値を示している。
【００８６】
ＥＧＲＲＡＴ≧ＴＥＧＲであれば（Ｓ１４０で「ＹＥＳ」）、次にＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣが許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上となったか否かが判定される（Ｓ１５０）。許可容認時間ＴＴｉｍｅは、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の全てにおいて肯定判定された状態が、一時的でなく確実に発生していると判断するために設けた猶予時間である。
【００８７】
なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のいずれか１つの条件でも「ＮＯ」と判定されると、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはゼロクリアされる（Ｓ１９０）。ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはＥＣＵ３０内のＣＰＵに備えられているタイマカウンタであり、電源がオンされている限り常にカウントアップしているが、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のすべてが満足されていない限り、「０」に絶えず戻され（Ｓ１９０）、カウントアップは阻止される。
【００８８】
ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のすべてが満足された状態が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続すると（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、次にＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸが設定される（Ｓ１６０）。このことにより、図１３に示したマップにて設定されるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの値に関わらず、ＥＣＵ３０よりＥＧＲバルブ２９のステッピングモータ５２へ駆動信号が出力されて、ＥＧＲバルブ２９が全開まで強制的に開かれる。
【００８９】
次に、このＥＧＲバルブ２９の開度変化をステッピングモータ５２への駆動信号の出力状態から判定して、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが最大開度ＥＧＲＭＡＸ以上となったか否かが判定される（Ｓ１７０）。ＥＧＲＮＯＷ＜ＥＧＲＭＡＸである限り（Ｓ１７０で「ＮＯ」）、ＥＧＲバルブ２９は全開へ移行する途中であることから、このまま一旦、ＥＧＲバルブ強制駆動処理を終了する。ＥＧＲＮＯＷ≧ＥＧＲＭＡＸとなれば（Ｓ１７０で「ＹＥＳ」）、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開まで開く処理が完了したので、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１８０）。
【００９０】
したがって、以後、ガソリンエンジン１の運転が継続している限り、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」である状態が継続するので、ステップＳ１１０では「ＮＯ」と判定されるようになる。したがって、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはゼロクリアされ（Ｓ１９０）、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求められる（Ｓ２２０）。このことにより、図１３に示したマップにて設定されるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの値に応じて、ＥＣＵ３０よりＥＧＲバルブ２９に存在するステッピングモータ５２へ駆動信号が出力されて、ＥＧＲバルブ２９がガソリンエンジン１の運転状態に応じた開度に制御される状態となる。
【００９１】
上述した実施の形態１においては、ステップＳ１６０，Ｓ１７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【００９２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定により、ＥＧＲバルブ２９を全開に移行した場合に、その前後で排気環流率の変動が少ないか否かを推定している。そして、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定が全て「ＹＥＳ」であった場合には、ＥＧＲバルブ２９が全開となるのを許可している。このことにより、図６に示す弁軸５６ａが一時的に上方の使用限界まで引き上げられ、ストッパー７２の下端面７２ａにおける貫通孔７２ｂの内縁部により、弁軸５６ａの表面に存在する付着物を取り除くことができる。
【００９３】
しかも、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定がすべて「ＹＥＳ」と判定されている場合は、ＥＧＲバルブ２９の全開作動の前後で排気環流率の変動が少ない状況に該当するので、ガソリンエンジン１が運転されていてもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響（出力トルク変動、出力トルク段差等）を与えることない状態である。したがって、ガソリンエンジン１の運転状態に影響することなくＥＧＲバルブ２９に付着したデポジット等の異物を取り除くことができる。
【００９４】
しかも、ＥＧＲバルブ２９を全開にするのはガソリンエンジン１の運転停止タイミングとは無関係なので従来技術で述べた始動不良を招くことはない。
（ロ）．ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが完全に最大開度ＥＧＲＭＡＸとなった後に、ステップＳ１８０にて全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸを「ＯＮ」に設定している。このことにより、ガソリンエンジン１の運転が継続している限り、以後の処理ではステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定されて、強制的な全開処理（Ｓ１６０，Ｓ１７０）は実行されない。
【００９５】
このようにＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御後に、強制的全開作動の禁止期間を設けることにより、ステッピングモータ５２等の強制的駆動の回数を制限できるので、必要以上に強制的全開制御が実行されることが抑制され、これに伴うガソリンエンジン１の燃焼変動が最小限にとどめられ、燃焼を良好に維持することができる。
【００９６】
［実施の形態２］
本実施の形態２におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１４のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１４の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ３３５における噴射タイミングの判定である。
【００９７】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ３１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ３２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ３３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ３４０）の４条件以外に、燃料噴射タイミングが圧縮行程噴射（前述した運転領域Ｒ１，Ｒ２）であるか否か（Ｓ３３５）が判定される。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、図１２のステップ番号に「２００」を加えたステップ番号の図１４における処理とは同じである。
【００９８】
圧縮行程噴射は、前記実施の形態１の図８，９にて述べたごとく、燃料噴射量の割にはスロットル開度ＴＨＲＯＴが大きくされ、希薄燃焼とされている。このため燃焼性を高めるために、図９に示したごとく圧縮行程噴射がなされて成層燃焼が実行されている。
【００９９】
本実施の形態２では、燃料噴射制御が上記圧縮行程噴射状態にある場合に限ってＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が許可される。
上述した実施の形態２においては、ステップＳ３６０，Ｓ３７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１００】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、強制全開実行条件に圧縮行程噴射（成層燃焼の実施を意味する）を加えているので、前述したごとく吸入空気量が大きい状態でＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にできる。このためＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動を更に抑制でき、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にする制御が内燃機関の燃焼に与える影響を一層小さいものとできる。
【０１０１】
（ハ）．更に、エンジン１の燃焼制御側ではヒステリシスにより、燃料噴射量Ｑやエンジン回転数ＮＥの判定が、ステップＳ３２０，Ｓ３３０の条件判断とはずれている場合があり、ステップＳ３２０，Ｓ３３０の条件判断のみでは強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にさせるには適切でないモードが生じている可能性がある。しかし、ステップＳ３３５にて圧縮行程噴射を条件とすることにより、より確実に、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にさせるに適切なモードが判定できる。
【０１０２】
［実施の形態３］
本実施の形態３におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１５のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１５の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ５３２におけるリッチスパイク制御未実行の判定と、ステップＳ５３４における短時間にリッチスパイク制御に入る可能性が低い状態の判定である。
【０１０３】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ５１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ５２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ５３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ５４０）の４条件以外に、次の２つの条件が判断される。
【０１０４】
まず、１つの条件として、リッチスパイク制御がなされていない状態か否かが判定される（Ｓ５３２）。この判定は、運転モードを示す状態値ＮＭＯＤＥが「０」（「０」はリッチスパイク制御を行っていない成層燃焼運転モード中を表す）か否かによりなされる。リッチスパイク制御は、ガソリンエンジン１の運転状態（ここでは希薄燃焼の程度とその継続時間）に応じて強制的に吸入空気量を減少させ、かつ燃料濃度を濃くするように空燃比を制御する空燃比制御である。実施の形態１にて述べたごとく第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵された窒素酸化物が飽和状態に近づいた場合に、第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵されている窒素酸化物を還元して減少させるために実行される。この処理のため、ＥＣＵ３０においては、実施の形態１にて述べたリーン空燃比を実行している領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３にある場合に、希薄の程度とその継続時間とに応じて第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵される窒素酸化物の量ＱＮＯＸＣＮＴが吸蔵量計算処理（図示していない）にて常に計算されている。そして、この吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴがリッチスパイク実行吸蔵量以上となった場合に、リッチスパイク制御が実行され、運転モードを示す状態値ＮＭＯＤＥは「０」以外の値に設定される。
【０１０５】
更に、他の１つの条件として、前記吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが前記リッチスパイク制御が実行される直前ではないか否かが判定される（Ｓ５３４）。この判定は、前記吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが判定値ＸＮＯＸ以下であるか否かで判定する。この判定値ＸＮＯＸは、前記リッチスパイク実行吸蔵量よりも少し小さい値である。このことにより、未だリッチスパイク制御に入っていない（Ｓ５３２で「ＹＥＳ」）が、吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが判定値ＸＮＯＸを越えていれば、リッチスパイク制御が開始される限度に近づいていることが判る。
【０１０６】
他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、図１２のステップ番号に「４００」を加えたステップ番号の図１５における処理とは同じである。
【０１０７】
このように燃料噴射制御がリッチスパイク制御を実行しておらず、短時間以内にリッチスパイク制御が行われる可能性もない期間に限ってＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が許可される。
【０１０８】
上述した実施の形態３においては、ステップＳ５６０，Ｓ５７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ５１０，Ｓ５２０，Ｓ５３０，Ｓ５３２，Ｓ５３４，Ｓ５４０，Ｓ５８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１０９】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．運転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に在ったとしてもリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、ＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。このため、強制全開実行条件にリッチスパイク制御の未実行の条件を加えて、ＥＧＲバルブ２９の開度変化の影響が大きくなる状態で、ＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御が行われることを未然に防止している。したがって、ＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動を一層確実に抑制でき、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にする制御がエンジン１の燃焼に与える影響を一層小さいものとできる。
【０１１０】
（ハ）．ＥＧＲバルブ２９の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前の領域では、吸気の少ない状態とＥＧＲバルブ２９の開度変化とが重なる場合があり、これを防止するために、強制全開実行条件にリッチスパイク制御に短時間内に入る可能性がない条件を加えている。すなわち、リッチスパイク制御の実行可能性が高い場合は、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にすることを許可しない不許可期間を設けている。このことによりＥＧＲバルブ２９の開度変化がエンジン１の燃焼に与える影響を、より一層小さいものとできる。
【０１１１】
［実施の形態４］
本実施の形態４におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１６のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１６の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ７０２，Ｓ７０４，Ｓ７０６の処理が、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」か否かの判定（Ｓ７１０）の前に実行されることと、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」を設定する処理（Ｓ７８０）の直後にエンジン駆動時間タイマＣＥＮＧをゼロクリアする処理（Ｓ７８２）が実行される点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「６００」を加えたステップ番号の図１６における処理とは同じである。
【０１１２】
まず、本処理が開始されると、エンジン１が運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する（Ｓ７０２）。ＸＳＴＥＦＩ＝「ＯＮ」でなければ（Ｓ７０２で「ＮＯ」）、ステップＳ７９０，Ｓ８２０（実施の形態１のステップＳ１９０，Ｓ２２０と同じ）の処理の後、処理を一旦終了する。
【０１１３】
エンジン１が運転中であれば（Ｓ７０２で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０内に設けられているスタンバイＲＡＭに設定されているカウンタＣＥＮＧを時間周期でカウントアップする割り込みルーチン（図示していない）を開始させる（Ｓ７０４）。このことにより、カウンタＣＥＮＧはスタンバイＲＡＭに設定されたタイマカウンタとしての動作を行う。したがってカウンタＣＥＮＧはエンジン１が運転中であればカウントアップし、電源がオフされてエンジン１が停止すると値を維持したまま待機する。このことでカウンタＣＥＮＧはエンジン１の運転時間を累積した値を記憶することができる。
【０１１４】
次に、カウンタＣＥＮＧの値が、作動禁止時間Ｔｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ７０６）。ＣＥＮＧ≧Ｔｘでなければ（Ｓ７０６で「ＮＯ」）、ステップＳ７９０，Ｓ８２０を実行して一旦、処理を終了する。
【０１１５】
ＣＥＮＧ≧Ｔｘであれば（Ｓ７０６で「ＹＥＳ」）、以後、ステップＳ７１０の処理に移行する。ステップＳ７１０〜Ｓ７８０までの処理は、実施の形態１のステップＳ１１０〜Ｓ１８０までの処理と同じであるので説明は省略する。なお、強制的にＥＧＲバルブ２９が全開制御されて（Ｓ７７０で「ＹＥＳ」）、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」に設定された（Ｓ７８０）直後には、カウンタＣＥＮＧはゼロクリアする処理（Ｓ７８２）が行われる。
【０１１６】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないか否か（Ｓ７１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ７２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ７３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ７４０）の４条件以外に、前回ＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御なされてから作動禁止時間Ｔｘ経過したか（Ｓ７０６）という条件が加えられている。
【０１１７】
上述した実施の形態４においては、ステップＳ７６０，Ｓ７７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ７０２，Ｓ７０４，Ｓ７０６，Ｓ７１０，Ｓ７２０，Ｓ７３０，Ｓ７４０，Ｓ７８０，Ｓ７８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１１８】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ワントリップにおいてＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御は最大１回に限るとともに、この強制的全開制御は、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行しないこととしている。このため、ＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が確実に十分な時間間隔で行われるよう制限できるので、エンジン１の始動が短時間に繰り返されてもＥＧＲバルブ２９が頻繁に全開制御されることが防止できる。
【０１１９】
［実施の形態５］
本実施の形態５におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１７のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１７の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ９０２，Ｓ９０４，Ｓ９０６の処理が、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」か否かの判定（Ｓ９１０）の前に実行されることと、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」を設定する処理（Ｓ９８０）の直後に走行距離カウンタＣＤＩＳをゼロクリアする処理（Ｓ９８２）が実行される点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「８００」を加えたステップ番号の図１７における処理とは同じである。
【０１２０】
まず、本処理が開始されると、エンジン１が運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する（Ｓ９０２）。ＸＳＴＥＦＩ＝「ＯＮ」でなければ（Ｓ９０２で「ＮＯ」）、ステップＳ９９０，Ｓ１０２０（実施の形態１のステップＳ１９０，Ｓ２２０と同じ）の処理の後、処理を一旦終了する。
【０１２１】
エンジン１が運転中であれば（Ｓ９０２で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０内に設けられているスタンバイＲＡＭに設定されている走行距離カウンタＣＤＩＳを走行距離計３２の走行距離値の増加に応じてカウントアップする割り込みルーチン（図示していない）を開始させる（Ｓ９０４）。このことにより、走行距離カウンタＣＤＩＳはスタンバイＲＡＭに設定された累積距離計としての動作を行う。したがって走行距離カウンタＣＤＩＳはエンジン１が運転中であれば走行距離をカウントアップし、電源がオフされてエンジン１が停止すると値を維持したまま待機する。このことで走行距離カウンタＣＤＩＳはエンジン運転中における走行距離を累積した値を記憶することができる。
【０１２２】
次に、走行距離カウンタＣＤＩＳの値が、作動禁止距離Ｄｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ９０６）。ＣＤＩＳ≧Ｄｘでなければ（Ｓ９０６で「ＮＯ」）、ステップＳ９９０，Ｓ１０２０を実行して一旦、処理を終了する。
【０１２３】
ＣＤＩＳ≧Ｄｘであれば（Ｓ９０６で「ＹＥＳ」）、以後、ステップＳ９１０の処理に移行する。ステップＳ９１０〜Ｓ９８０までの処理は、実施の形態１のステップＳ１１０〜Ｓ１８０までの処理と同じであるので説明は省略する。なお、強制的にＥＧＲバルブ２９が全開制御されて（Ｓ９７０で「ＹＥＳ」）、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」に設定された（Ｓ９８０）直後には、走行距離カウンタＣＤＩＳはゼロクリアされる（Ｓ９８２）。
【０１２４】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ９１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ９２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ９３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ９４０）の４条件以外に、前回ＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御されてから作動禁止距離Ｄｘ走行したか（Ｓ９０６）という条件が加えられている。
【０１２５】
上述した実施の形態５においては、ステップＳ９６０，Ｓ９７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ９０２，Ｓ９０４，Ｓ９０６，Ｓ９１０，Ｓ９２０，Ｓ９３０，Ｓ９４０，Ｓ９８０，Ｓ９８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１２６】
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御は最大１回に限るとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行しないこととしている。このため、ＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が確実に十分な走行距離間隔で行われるよう制限できるので、エンジン１の始動が短時間に繰り返されてもＥＧＲバルブ２９が頻繁に全開制御されることが防止できる。
【０１２７】
［実施の形態６］
本実施の形態６におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１８，１９のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１８，１９の処理において実施の形態１と異なる処理は、処理の最初に行われるエンジン運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する処理（Ｓ１１０２）、ステップＳ１１０２にて肯定判定された場合に行われる条件成立カウント処理（Ｓ１２００）、ステップＳ１２００の次に行われる条件成立カウント値Ｃｎ（スタンバイＲＡＭに設定されている）が強制作動許容回数Ｋｘ以上となったか否かを判定する処理（Ｓ１１０６）、およびステップＳ１１８０にて全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸを「ＯＮ」に設定した後に行われる条件成立カウント値Ｃｎをゼロクリアする処理（Ｓ１１８２）である。
【０１２８】
ステップＳ１１０２は前記実施の形態４のステップＳ７０２と同じく、エンジン１が運転中であるか否かを判定するためである。
ステップＳ１２００の条件成立カウント処理は、図１９に示す処理が実行される。まず、ここで、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０，Ｓ１１９０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１１０〜Ｓ１５０，Ｓ１９０とそれぞれ同じ処理であるのでこれらのステップの詳細な説明は省略する。
【０１２９】
この条件成立カウント処理（Ｓ１２００）では、条件成立カウント値Ｃｎをインクリメントする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないか否か（Ｓ１１１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ１１２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ１１３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ１１４０）の４条件がすべて満足されているか否かが判定される。この４条件は実施の形態１においてＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御するための条件と同じである。
【０１３０】
ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の条件の１つでも不成立であれば、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣをゼロクリアし（Ｓ１１９０）、条件成立フラグＸＣｎを「ＯＦＦ」に設定して（Ｓ１１９５）、一旦、条件成立カウント処理（Ｓ１２００）を抜け、図１８に示すごとく、条件成立カウント値Ｃｎが強制作動許容回数Ｋｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ１１０６）。Ｃｎ＜Ｋｘであれば（Ｓ１１０６で「ＮＯ」）、実施の形態１のステップＳ２２０と同様にＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが、図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行うことで求められる（Ｓ１２２０）。
【０１３１】
ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の条件が全て満足されると、実施の形態１と同じくステップＳ１１５０にてステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０のすべてが満足された状態が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続したか否かを判定する（Ｓ１１５０）。上記４つの条件成立が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続すると（Ｓ１１５０で「ＹＥＳ」）、条件成立フラグＸＣｎが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ１１５２）。前記４つの条件が成立した当初はＸＣｎ＝「ＯＦＦ」であることから（Ｓ１１５２で「ＹＥＳ」）、条件成立カウント値Ｃｎのインクリメントが行われ（Ｓ１１５４）、次に条件成立フラグＸＣｎが「ＯＮ」に設定される（Ｓ１１５６）。
【０１３２】
この後、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０の条件成立が継続しても、ＸＣｎ＝「ＯＮ」であることから（Ｓ１１５２で「ＮＯ」）、ステップＳ１１５４は実行されず、条件成立カウント値Ｃｎは増加しない。次に増加するのは、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の４条件のいずれかが成立しなくなり、ステップＳ１１９５にてＸＣｎ＝「ＯＦＦ」とされた後、再度、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０の条件のすべてが成立した場合である。このことにより、条件成立の回数がカウントされて条件成立カウント値Ｃｎに記憶される。
【０１３３】
上述のごとく条件成立カウント値Ｃｎが増加して、Ｃｎ≧Ｋｘとなると（Ｓ１１０６で「ＹＥＳ」）、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸが設定され（Ｓ１１６０：実施の形態１のステップＳ１６０と同じ処理）、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが最大開度ＥＧＲＭＡＸ以上となったか否かが判定される（Ｓ１１７０：実施の形態１のステップＳ１７０と同じ処理）。ＥＧＲＮＯＷ＜ＥＧＲＭＡＸである限り（Ｓ１１７０で「ＮＯ」）、このまま一旦、ＥＧＲバルブ強制駆動処理を終了する。ＥＧＲＮＯＷ≧ＥＧＲＭＡＸとなれば（Ｓ１１７０で「ＹＥＳ」）、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開までに開く処理が完了したので、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１１８０：実施の形態１のステップＳ１８０と同じ処理）。そして、条件成立カウント値Ｃｎがゼロクリアされる（Ｓ１１８２）。
【０１３４】
このようにＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御した後に、Ｃｎ＝０としているので、次に条件成立カウント値ＣｎがＫｘ以上となるまでＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御されることはない。
【０１３５】
上述した実施の形態６においては、ステップＳ１１６０，Ｓ１１７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１２００，Ｓ１１０６，Ｓ１１８０，Ｓ１１８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１３６】
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、強制全開実行条件としては、実施の形態１と同じ条件が強制作動許容回数Ｋｘだけ成立する必要があるので、ＥＧＲバルブ２９の全開制御の回数が制限され、ガソリンエンジン１の燃焼を一層良好に維持することができる。
【０１３７】
［実施の形態７］
本実施の形態７におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図２０のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図２０の処理において実施の形態１と異なる処理は、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸを設定する処理（Ｓ１３６０）の次にステップＳ１３６２の処理、およびＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱを図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求める処理（Ｓ１４２０）の次にステップＳ１４２２の処理が付加された点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「１２００」を加えたステップ番号の図２０における処理とは同じである。
【０１３８】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する条件は、実施の形態１と同じ条件であるが、これらの条件が成立した後の処理に、ステップＳ１３６２の処理が加わった点が実施の形態１と異なる。
【０１３９】
ステップＳ１３１０〜Ｓ１３５０の条件のいずれかが成立していない場合に実行されるステップＳ１４２２では、スロットルバルブ２３の要求開度ＴＲＴＲＥＱに、図８に示したテーブルから求められるスロットル開度ＴＨＲＯＴがそのまま設定されるが、ステップＳ１３１０〜Ｓ１３５０の条件がすべて成立している場合に実行されるステップＳ１３６２では、図８に示したテーブルから求められるスロットル開度ＴＨＲＯＴをα（α＞０）分増加補正されたものが設定される。
【０１４０】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時のスロットルバルブ２３の開度は、ＥＧＲバルブ２９に通常の制御をしている時の開度よりも大きくされ、吸入空気量が増量されることになる。
【０１４１】
上述した実施の形態７においては、ステップＳ１３６０，Ｓ１３７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１３１０，Ｓ１３２０，Ｓ１３３０，Ｓ１３４０，Ｓ１３８０が強制駆動許可手段としての処理に相当し、ステップＳ１３６２が吸入空気量増大手段としての処理に相当する。
【０１４２】
以上説明した本実施の形態７によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時に、吸入空気量を積極的に増大させているので、一層、強制的全開制御前後で排気環流率の変動が少なくなり、エンジン１の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１４３】
［実施の形態８］
本実施の形態８におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図２１のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図２１の処理において実施の形態１と異なる処理は、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸを設定する処理（Ｓ１５６０）の次にステップＳ１５６２の処理、およびＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱを図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求める処理（Ｓ１６２０）の次にステップＳ１６２２の処理が付加された点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「１４００」を加えたステップ番号の図２１における処理とは同じである。
【０１４４】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する条件は、実施の形態１と同じ条件であるが、これらの条件が成立した後の処理に、ステップＳ１５６２の処理が加わった点が実施の形態１と異なる。
【０１４５】
ステップＳ１５１０〜Ｓ１５５０の条件のいずれかが成立していない場合に実行されるステップＳ１６２２では、要求点火進角量ＳＡＲＥＱには、エンジン運転状態に応じて求められる通常の点火進角ＳＡに対して必要な補正Ｆｓ（）を行った進角値が設定されるが、ステップＳ１５１０〜Ｓ１５５０の条件のすべてが成立している場合に実行されるステップＳ１５６２では、要求点火進角量ＳＡＲＥＱに、通常の点火進角ＳＡに必要な補正Ｆｓ（）を行って得られた進角量Ｆｓ（ＳＡ）に更にβ（β＞０）分の進角補正を行った進角値が設定される。この進角補正量βはＥＧＲバルブ２９の全開に対応して適切な燃焼が行われるための進角値が予め設定されている。
【０１４６】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時の点火時期は、全開に対応して進角されることになる。
上述した実施の形態８においては、ステップＳ１５６０，Ｓ１５７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１５１０，Ｓ１５２０，Ｓ１５３０，Ｓ１５４０，Ｓ１５８０が強制駆動許可手段としての処理に相当し、ステップＳ１５６２が点火時期進角手段としての処理に相当する。
【０１４７】
以上説明した本実施の形態８によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．ＥＧＲバルブ２９が開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。このためＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時に、点火時期を積極的に進角させることにより、エンジン１の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１４８】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１のステップＳ１２０にては、エンジン１の負荷として燃料噴射量Ｑの大きさを判定したが、燃料噴射量Ｑの代用として、吸入空気量が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、スロットル開度が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、空燃比が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、あるいは吸気圧が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否かを判断するようにしてもよい。他の実施の形態においても同様である。
【０１４９】
・前記実施の形態１のステップＳ１４０にては、マップにより、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの大きさを判定したが、ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの代用として、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが強制駆動判定開度よりも大きいか否か、あるいはＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求められるＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが強制駆動判定開度よりも大きいか否かを判断するようにしてもよい。他の実施の形態においても同様である。
【０１５０】
・前記実施の形態３では、リッチスパイク制御の実行中とリッチスパイク制御に入る直前の状態を避けることを、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開とする処理の条件に加えたが、リッチスパイク制御に入る直前の状態の代わりに、あるいはこの条件に加えて、リッチスパイク制御から出た直後の状態を、リッチスパイク制御終了からの時間の長さで判断して、そのリッチスパイク制御終了直後の時間帯を避けることをＥＧＲバルブ２９を強制的に全開とする処理の条件に加えてもよい。
【０１５１】
・前記実施の形態４では、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御は最大１回に限られるとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行されないようにされていたが、ワントリップに最大１回の条件は無くして、単に、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行されないようにしてもよい。
【０１５２】
・前記実施の形態５では、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御は最大１回に限られるとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行されないようにされていたが、ワントリップに最大１回の条件は無くして、単に、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行されないようにしてもよい。
【０１５３】
・前記各実施の形態において、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないことを強制的全開制御の条件としていたが、これを条件から省いてもよい。また、現在の燃料噴射量Ｑが強制駆動可能負荷範囲に存在する条件と、現在のエンジン回転数ＮＥが強制駆動可能回転数範囲に存在する条件とを省いてもよい。
【０１５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実施形態を有するものであることを付記しておく。
【０１５５】
（１）．前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のアイドルスピードコントロールバルブを開くことにより、吸入空気量を増大させることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
【０１５６】
（２）．前記強制駆動許可手段は、前記排気還流バルブの要求開度を求める状態量の大きさに基づき、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
【０１５７】
【発明の効果】
請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、強制駆動許可手段は、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況下にあることが判明すると、内燃機関が運転されていても排気還流バルブの全開制御が内燃機関の燃焼に悪影響を与えることがないことから、強制駆動手段の作動を許可する。このことにより、作動が許可された強制駆動手段は、アクチュエータを作動させて、排気還流バルブを強制的に全開まで駆動させる。こうして、排気還流バルブに付着した異物を、内燃機関の運転中においても取り除くことができる。しかも、排気還流バルブを全開にするのは内燃機関停止とは無関係なので従来技術におけるような始動不良を招くことはない。
【０１５８】
ここで、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いほど、強制駆動手段の作動前後、すなわち排気還流バルブの強制的全開制御の前後で、排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。このことから、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定は、具体的には、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いことを判定するための強制駆動判定開度を定めて、要求開度設定手段にて求められた要求開度または排気還流バルブの実開度が上記強制駆動判定開度よりも大きい場合になすことができる。このようにして、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定を容易に行うことができる。
【０１５９】
請求項２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、強制駆動許可手段は、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある条件および内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。このような強制駆動可能負荷範囲や強制駆動可能回転数範囲は、排気環流率の変動が少々大きくなっても内燃機関の燃焼に悪影響を与えることのない内燃機関運転状態を意味する。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６０】
請求項３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項２記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷として、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量を挙げている。このような状態量を、内燃機関の負荷として用いて前記請求項２の作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６１】
請求項４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、強制駆動許可手段は、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、成層燃焼が実行されている条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。成層燃焼は混合気中の燃料を希薄状態にする場合に実行される燃焼方式であり、吸入空気量を大きくするためにスロットルバルブは比較的大きく開かれる。このため排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６２】
請求項５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、燃料噴射が圧縮行程にて実行される燃料噴射制御が実行されている条件を、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可する条件に加えている。燃料噴射が圧縮行程にて実行されるのは、前述した成層燃焼を行うためであり、このように圧縮行程噴射を条件に加えることにより、請求項４にて述べた作用効果を生じる。
【０１６３】
請求項６記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対して、リッチスパイク制御が行われている場合には、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととしている。このようなリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。したがって強制的に全開にする影響が内燃機関の燃焼に大きく現れるおそれがあることから、強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【０１６４】
請求項７記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項６記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記リッチスパイク制御が行われていない期間であっても前記リッチスパイクが実行された直後または実行される直前に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しない不許可期間を設けることとしている。排気還流バルブの応答遅れ、あるいは吸入空気量制御の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前や出た直後では、吸気の少ない状態と排気還流バルブ開度の変化とが重なる場合もあり、これを防止するために不許可期間を設けることとして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【０１６５】
請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜７のいずれか記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設定し、該作動禁止期間中は前記強制駆動手段の作動を許可しないこととしている。このように、強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設けることにより、強制駆動の回数を制御することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【０１６６】
請求項９記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、前記強制駆動手段の作動後に前記内燃機関の運転が継続している期間であることとしている。すなわち、強制駆動許可手段は、強制駆動手段が一旦作動した後において内燃機関の運転が継続している限りは、次の強制駆動手段の作動は許可しない。このようにアクチュエータの駆動頻度を制限することにより、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６７】
請求項１０記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、時間の長さで設定されていることとしている。このように作動禁止期間は、時間の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６８】
請求項１１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記内燃機関は、自動車に搭載されて該自動車を駆動走行するためのものであり、前記作動禁止期間は、前記自動車の走行距離の長さで設定されていることとしている。このように作動禁止期間は、自動車の走行距離の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６９】
請求項１２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１１のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動許可手段は、前記アクチュエータの作動を許可する条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することとしている。このように、各請求項における強制駆動許可手段において、各請求項において述べた条件が成立したら直ちに許可するのではなく、この条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に強制駆動手段によるアクチュエータの作動を許可するようにしてもよい。このことにより、強制駆動の回数を制限することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【０１７０】
請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１２のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段を備えている。このように強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に吸入空気量を増加させることにより、より一層、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少なくなり、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１７１】
請求項１４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１３記載の構成に対して、前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることとしている。このように、スロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることができ、請求項１３に述べた作用効果を生じさせることができる。
【０１７２】
請求項１５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１４のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を備えている。排気還流バルブが開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。したがって、強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に点火時期を進角させることにより、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関およびＥＧＲ装置の概略構成を表すブロック図。
【図２】前記筒内噴射式内燃機関のシリンダヘッドの平面断面図。
【図３】前記筒内噴射式内燃機関のピストン頂面の平面図。
【図４】図２におけるＸ−Ｘ断面図。
【図５】図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図６】実施の形態１におけるＥＧＲバルブの断面図。
【図７】実施の形態１における運転領域の説明図。
【図８】実施の形態１におけるスロットル開度ＴＨＲＯＴを設定するためのテーブルの説明図。
【図９】実施の形態１における運転領域毎の燃料噴射量および燃料噴射時期を示す説明図。
【図１０】実施の形態１における理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳを求めるためのマップの説明図。
【図１１】実施の形態１における運転領域Ｒ４にて旋回流制御弁の目標開度ＯＰを設定するためのマップの説明図。
【図１２】実施の形態１においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１３】実施の形態１において用いられるエンジン運転状態をパラメータとするＥＧＲバルブ開度のマップ説明図。
【図１４】実施の形態２においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１５】実施の形態３においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１６】実施の形態４においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１７】実施の形態５においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１８】実施の形態６においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１９】実施の形態６においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図２０】実施の形態７においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図２１】実施の形態８においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【符号の説明】
１…ガソリンエンジン、１ａ…シリンダ、２…シリンダブロック、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…燃焼室、６ａ…第１吸気弁、６ｂ…第２吸気弁、７ａ…第１吸気ポート、７ｂ…第２吸気ポート、８…排気弁、９…排気ポート、９ａ…排気通路、９ｂ…第１三元触媒コンバータ、１０…点火プラグ、１１…燃料噴射弁、１２…浅皿部、１３…深皿部、１４…凹部、１５…吸気マニホールド、１５ａ… 第１吸気通路、１５ｂ…第２吸気通路、１６…サージタンク、１７…旋回流制御弁、１８…シャフト、１９…モータ、１９ａ…ＳＣＶ開度センサ、２０…吸気ダクト、２１…エアクリーナ、２２…モータ、２３…スロットルバルブ、２４…排気マニホルド、２４ａ…第２三元触媒コンバータ、２５…アクセルペダル、２６…アクセル開度センサ、２７…上死点センサ、２８…クランク角センサ、２９…排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）、２９ａ…排気還流経路、３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３２…走行距離計、３９…吸気圧センサ、４１…空燃比センサ、５２…ステッピングモータ、５２ａ…コネクタ部、５２ｂ… 固定板、５４…上部ハウジング、５４ａ…中心孔、５４ｂ… 貫通孔、５６…弁体、５６ａ…弁軸、５６ｂ…弁部、５６ｃ…バルブフェース、５８…下部ハウジング、６０…中間ハウジング、６０ａ…空間部、６０ｂ…溝、６０ｃ…冷却水通路、６０ｄ…弁軸貫通孔、６２…ボルト、６４…流入口、６６…流出口、６８… 弁体収容孔、７０…ガスシール、７０ａ…貫通孔、７２…ストッパー、７２ａ…下端面、７２ｂ…貫通孔、７４…弁座部材、７６…バネ受け部材、７６ａ…突起、７８…弁バネ、８０…ロータ、８０ａ…ホルダ、８０ｂ…永久磁石、８２…ステータ、８４…ベアリング、８６…ロータシャフト、８６ａ…雄ネジ部、８８…雌ネジ部材、８８ａ…雌ネジ部、８８ｂ…脚部、９０…バネ、９２… ターミナル、９４…ニップル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に対して設けられる排気還流バルブ強制駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
精密な排気再循環制御を行うために、排気還流バルブの開度を精密に制御する排気再循環制御装置が知られている。この排気再循環制御装置に用いられる排気還流バルブにおいては、排気還流バルブの開度が常に全開位置まで開かれるとは限らず、長期にわたって限られた開度範囲しか開度が調節されない場合が存在する。
【０００３】
このような限られた範囲の開度調整が継続すると、排気還流バルブの弁体をアクチュエータ側に接続しているロッドにおいて、ロッドシール部を通過する部分が限られることになる。このためロッド表面の一部しか、ロッドシール部によるデポジットの除去がなされないことになり、他の部分ではデポジットが長期間剥がれずに存在することになる。このような状況が生じると、ロッドにデポジットが固着してロッドシール部が接触するようになっても簡単に剥がれなくなり、弁体移動の障害となって排気還流バルブ開度制御に支障を来すおそれが出てくる。
【０００４】
デポジットの固着を防止するために、内燃機関の運転中に排気還流バルブを全開まで強制駆動することが考えられるが、このような強制的駆動は燃焼悪化を招き、内燃機関の出力、エミッションあるいは燃費に悪影響を与えるので、内燃機関運転中では排気還流バルブの強制駆動によるデポジットの除去は困難と考えられる。
【０００５】
この問題を解決するために、内燃機関の運転停止時に排気還流バルブを全開状態と全閉状態との間で強制的に駆動させる装置が提案されている（特開平８−３０３３０７号公報）。すなわち、この機関停止時での排気還流バルブ強制駆動によって、ロッドの全摺動面に付着しているデポジットを剥がして、ロッドの固着を防止しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術は、内燃機関の停止タイミングにて排気還流バルブを全開状態と全閉状態との間で強制的に駆動しているので、内燃機関の停止後、直ちに再始動が行われた場合、排気還流バルブが大きく開いている状況での始動となってしまう。このような状態では十分な酸素がシリンダに供給されずに、始動不良を生じるおそれがあった。
【０００７】
この他に、イグニッションをオンした際に、排気還流バルブを最大力で全開にする装置（特開平７−２９３３５５号公報）も提案されているが、上述した従来技術と同様な問題が存在する。
【０００８】
本発明は、上述したごとくの内燃機関の始動への悪影響を生じることなく、内燃機関の運転中でも排気還流バルブを強制的に全開状態に駆動させてデポジットを取り除くことができる内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、内燃機関の排気の一部を吸気側に再循環させる排気還流経路と、前記排気還流経路に設けられて該排気還流経路の開度を調整する排気還流バルブと、前記排気還流バルブを駆動するアクチュエータと、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段にて検出された内燃機関の運転状態に基づいて前記排気還流バルブの要求開度を求める要求開度設定手段と、前記排気還流バルブの実開度が前記要求開度設定手段にて設定された要求開度となるように前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動制御手段とを備えた内燃機関の排気再循環制御装置に対して設けられる排気還流バルブ強制駆動装置であって、前記排気還流バルブに付着した異物を取り除くために、前記アクチュエータを作動させて、前記排気還流バルブを強制的に全開にする強制駆動手段と、前記要求開度設定手段にて求められた要求開度または前記排気還流バルブの実開度が強制駆動判定開度よりも大きい場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可する強制駆動許可手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
強制駆動許可手段は、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況下にあることが判明すると、内燃機関が運転されていても排気還流バルブの全開制御が内燃機関の燃焼に悪影響を与えることがないことから、強制駆動手段の作動を許可する。このことにより、作動が許可された強制駆動手段は、アクチュエータを作動させて、排気還流バルブを強制的に全開まで駆動させる。
【００１１】
こうして、排気還流バルブに付着した異物を、内燃機関の運転中においても取り除くことができる。しかも、排気還流バルブを全開にするのは内燃機関停止とは無関係なので従来技術におけるような始動不良を招くことはない。
【００１３】
ここで、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いほど、強制駆動手段の作動前後、すなわち排気還流バルブの強制的全開制御の前後で、排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。このことから、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定は、具体的には、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いことを判定するための強制駆動判定開度を定めて、要求開度設定手段にて求められた要求開度または排気還流バルブの実開度が上記強制駆動判定開度よりも大きい場合になすことができる。このようにして、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定を容易に行うことができる。
【００１４】
請求項２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段とを備えるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、前記負荷検出手段により検出された前記内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある場合、および前記回転数検出手段により検出された前記内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００１５】
この強制駆動許可手段においては、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある条件および内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。
【００１６】
このような強制駆動可能負荷範囲や強制駆動可能回転数範囲は、排気環流率の変動が少々大きくなっても内燃機関の燃焼に悪影響を与えることのない内燃機関運転状態を意味する。例えば、排気還流バルブの開度が大きくなる中負荷中回転数の特定の範囲である。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【００１７】
請求項３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項２記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷は、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量であることを特徴とする。
【００１８】
このように、具体的には、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量を、内燃機関の負荷として用いて前記請求項２の作用効果を適切に生じさせることができる。
【００１９】
請求項４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関は、少なくとも成層燃焼を含む複数の燃焼方式から前記内燃機関の運転状態に応じて燃焼方式を選択し燃焼制御を実行するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、前記成層燃焼が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００２０】
強制駆動許可手段において、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、成層燃焼が実行されている条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。成層燃焼は混合気中の燃料を希薄状態にする場合に実行される燃焼方式であり、吸入空気量を大きくするためにスロットルバルブは比較的大きく開かれる。このため排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【００２１】
請求項５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、前記内燃機関は燃料を直接シリンダ内に噴射するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、更に、燃料噴射が圧縮行程にて実行される燃料噴射制御が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００２２】
燃料噴射が圧縮行程にて実行されるのは、前述した成層燃焼を行うためであり、このように圧縮行程噴射を条件に加えることにより、請求項４にて述べた作用効果を生じる。
【００２３】
請求項６記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対して、前記内燃機関は、該内燃機関の運転状態に応じて強制的に吸入空気量を減少させ、かつ燃料濃度を濃くするように空燃比を制御するリッチスパイク制御を実行するタイプであるとともに、前記強制駆動許可手段は、請求項１〜５のいずれか記載の強制駆動許可手段の構成に加えて、更に、前記リッチスパイク制御が行われている場合には、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないことを特徴とする。
【００２４】
このようなリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。したがって強制的に全開にする影響が内燃機関の燃焼に大きく現れるおそれがあることから、強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【００２５】
請求項７記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項６記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記リッチスパイク制御が行われていない期間であっても前記リッチスパイクが実行された直後または実行される直前に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しない不許可期間を設けていることを特徴とする。
【００２６】
排気還流バルブの応答遅れ、あるいは吸入空気量制御の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前や出た直後では、吸気の少ない状態と排気還流バルブ開度の変化とが重なる場合もあり、これを防止するために不許可期間を設けることとして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【００２７】
請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜７のいずれか記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設定し、該作動禁止期間中は前記強制駆動手段の作動を許可しないことを特徴とする。
【００２８】
このように、強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設けることにより、強制駆動の回数を制御することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【００２９】
請求項９記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、前記強制駆動手段の作動後に前記内燃機関の運転が継続している期間であることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、強制駆動許可手段は、強制駆動手段が一旦作動した後において内燃機関の運転が継続している限りは、次の強制駆動手段の作動は許可しない。このようにアクチュエータの駆動頻度を制限することにより、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【００３１】
請求項１０記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、時間の長さで設定されていることを特徴とする。
【００３２】
このように作動禁止期間は、時間の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
請求項１１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記内燃機関は、自動車に搭載されて該自動車を駆動走行するためのものであり、前記作動禁止期間は、前記自動車の走行距離の長さで設定されていることを特徴とする。
【００３３】
このように作動禁止期間は、自動車の走行距離の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
請求項１２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１１のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動許可手段は、前記アクチュエータの作動を許可する条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする。
【００３４】
このように、各請求項における強制駆動許可手段において、各請求項において述べた条件が成立したら直ちに許可するのではなく、この条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に強制駆動手段によるアクチュエータの作動を許可するようにしてもよい。このことにより、強制駆動の回数を制限することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【００３５】
請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１２のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
このように強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に吸入空気量を増加させることにより、より一層、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少なくなり、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【００３７】
請求項１４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１３記載の構成に対して、前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることを特徴とする。
【００３８】
このように、スロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることができ、請求項１３に述べた作用効果を生じさせることができる。
【００３９】
請求項１５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１４のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を備えたことを特徴とする。
【００４０】
排気還流バルブが開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。したがって、強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に点火時期を進角させることにより、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関および排気再循環制御装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）の概略構成を表すブロック図である。
【００４２】
筒内噴射式内燃機関としてのガソリンエンジン１は、４つのシリンダ１ａを有している。図２〜図５にも示すごとく、各シリンダ１ａには、シリンダブロック２、シリンダブロック２内で往復動するピストン３、およびシリンダブロック２上に取り付けられたシリンダヘッド４にて区画された燃焼室５がそれぞれ形成されている。
【００４３】
そして各燃焼室５には、それぞれ第１吸気弁６ａ、第２吸気弁６ｂおよび一対の排気弁８が設けられている。この内、第１吸気弁６ａは第１吸気ポート７ａに接続され、第２吸気弁６ｂは第２吸気ポート７ｂに接続され、一対の排気弁８は一対の排気ポート９にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図２はシリンダヘッド４の平面断面図であって、図示されるように第１吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートであり、第２吸気ポート７ｂは略直線状に延びるストレート型吸気ポートである。また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、第１吸気弁６ａおよび第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４の内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置されている。
【００４５】
図３はピストン３における頂面の平面図、図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図２におけるＹ−Ｙ断面図であり、図示される様にピストン３の頂面上には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びる略円形の輪郭形状を有する浅皿部１２が形成され、浅皿部１２の中央部には、略半球形状をなす深皿部１３が形成され、点火プラグ下方の浅皿部１２と深皿部１３との接続部には略球形状をなす凹部１４が形成されている。
【００４６】
図１に示したごとく、各シリンダ１ａの第１吸気ポート７ａおよび第２吸気ポート７ｂはそれぞれ吸気マニホールド１５内に形成された第１吸気通路１５ａおよび第２吸気通路１５ｂを介してサージタンク１６に連結され、各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれ旋回流制御弁１７が配置されている。これらの旋回流制御弁１７は共通のシャフト１８を介してモータ１９（ＤＣモータまたはステップモータ）に連結されている。このモータ１９は電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３０の出力信号に基づいて制御される。
【００４７】
サージタンク１６は吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０内にはモータ２２（ＤＣモータまたはステップモータ）によって駆動されるスロットルバルブ２３が配置されている。このスロットルバルブ２３は基本的には後述する図８に示すごとくの開度制御がなされる。
【００４８】
また、各シリンダ１ａの各排気ポート９はそれぞれ排気通路９ａが設けられて第１三元触媒コンバータ９ｂに接続されている。この第１三元触媒コンバータ９ｂの下流側には排気マニホルド２４が連結され、更に排気マニホルド２４の下流側には第２三元触媒コンバータ２４ａが接続されている。なお、第１三元触媒コンバータ９ｂは通常タイプの三元触媒が用いられているが、第２三元触媒コンバータ２４ａは窒素酸化物吸蔵還元型三元触媒が用いられている。これは、希薄燃焼時に酸化雰囲気となって第１三元触媒コンバータ９ｂにより窒素酸化物が還元されなくても、第２三元触媒コンバータ２４ａが窒素酸化物を吸着し貯蔵することにより外部に窒素酸化物を放出しないようにするためである。ただし、第２三元触媒コンバータ２４ａでの吸蔵量が飽和状態に近づくと後述するリッチスパイク制御により一時的に空燃比が燃料濃度が濃い方に制御されて、第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵されている窒素酸化物が還元され、吸蔵量が削減されるようになっている。
【００４９】
また、排気マニホルド２４からは、排気の一部をサージタンク１６側に再循環させる排気還流経路２９ａが設けられ、排気還流経路２９ａの途中には排気還流バルブ（以下、ＥＧＲバルブと称する）２９が設けられている。
【００５０】
ガソリンエンジン１の燃焼制御やＥＧＲバルブ２９の開度制御等を行うＥＣＵ３０は、ディジタルコンピュータからなり、内部には双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、スタンバイＲＡＭ、入力ポート、出力ポート、ＡＤ変換器、各種駆動回路等を備えた構成とされている。
【００５１】
アクセルペダル２５にはアクセル開度センサ２６が接続され、アクセルペダル２５の踏込み量に比例した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。
【００５２】
上死点センサ２７は例えば１番シリンダ１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスがＥＣＵ３０の入力ポートに入力される。クランク角センサ２８は、例えば図示してないクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスがＥＣＵ３０の入力ポートに入力される。ＥＣＵ３０のＣＰＵでは上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ２８の出力パルスからエンジン回転数が計算される。
【００５３】
シャフト１８にはＳＣＶ開度センサ１９ａが設けられて、旋回流制御弁１７の開度に対応した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。サージタンク１６には、吸気圧センサ３９が設けられ、サージタンク１６内の吸気圧ＰＭ（吸気管圧力：絶対圧）に対応した出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。排気マニホルド２４には空燃比センサ４１が設けられ、空燃比に応じた出力電圧を、ＥＣＵ３０に対してＡＤ変換器を介して入力ポートに入力している。
【００５４】
また、ＥＣＵ３０の入力ポートには走行距離計３２が接続されて自動車の走行距離データが入力されている。
ＥＣＵ３０の出力ポートは、駆動回路を介して各燃料噴射弁１１および各モータ１９，２２に接続されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ３０の別の出力ポートは、ＥＧＲバルブ２９用の駆動回路を介してＥＧＲバルブ２９に接続されている。ここで、電気制御式の流量制御弁として構成されているＥＧＲバルブ２９の構成の詳細を図６に示す。
【００５６】
ＥＧＲバルブ２９のハウジングは、コネクタ部５２ａとともにステッピングモータ５２を固定板５２ｂにて取り付けている上部ハウジング５４と、弁体５６を収容した下部ハウジング５８と、これら各ハウジング５４，５８を上下方向で連結する中間ハウジング６０とを備えて３分割で構成されている。これら各ハウジング５４，５８，６０および固定板５２ｂは、ボルト６２によって一体に組み立てられている。
【００５７】
下部ハウジング５８には、排気還流経路２９ａの内の排気通路９ａ側部分に接続される流入口６４と、排気還流経路２９ａの内のサージタンク１６側部分に接続される流出口６６とがそれぞれ形成され、これら流入口６４と流出口６６とは、下部ハウジング５８の軸方向（図示上下方向）に形成された弁体収容孔６８を介して接続されている。
【００５８】
弁体収容孔６８内には、弁体５６が軸方向に移動可能に配置されている。この弁体５６は、弁体収容孔６８内に軸方向に挿通された小径棒状の弁軸５６ａと、この弁軸５６ａの下端側に一体的に形成され下面にテーパ状のバルブフェース５６ｃを有する弁部５６ｂとを備えて、内開き式のポペット弁として構成されている。
【００５９】
弁軸５６ａは、中間ハウジング６０の弁軸貫通孔６０ｄに嵌装されたガスシール７０の貫通孔７０ａおよびストッパー７２の貫通孔７２ｂ内に、微小クリアランスを介して挿通されている。また弁部５６ｂのバルブフェース５６ｃは、弁体収容孔６８の下側に嵌着された弁座部材７４に軸方向上側から当接するように配置されている。
【００６０】
更に、中間ハウジング６０に形成されている空間部６０ａ内に達している弁軸５６ａの上端には、円盤状のバネ受け部材７６が固着され、このバネ受け部材７６と上部ハウジング５４の下面との間には、弁体５６を常時閉弁方向（下方向）へ付勢する弁バネ７８が配設されている。なお、バネ受け部材７６にはその縁部に突起７６ａが設けられて、空間部６０ａの内周面に上下方向に設けられた溝６０ｂに挿入されている。このことでバネ受け部材７６は上下方向に移動可能であるが軸方向に回転しないようにガイドされる。
【００６１】
上部ハウジング５４上に配置されているステッピングモータ５２は、弁軸５６ａと同軸に配設されたロータ８０と、このロータ８０の外周側に上下に離間して設けられた２個のステータ８２とを備えてステッピングモータとして構成されている。
【００６２】
ロータ８０は、略筒状のホルダ８０ａと、このホルダ８０ａの外周側に設けられた筒状の永久磁石８０ｂとを備え、この永久磁石８０ｂには、複数の磁極（Ｎ極，Ｓ極）が周方向に互い違いで着磁されている。そして、ホルダ８０ａの内周側にはロータ８０の中心にロータシャフト８６が取り付けられている。このロータシャフト８６は上部ハウジング５４の中心孔５４ａに取り付けられているベアリング８４にて回転可能に支持されている。すなわち、ロータ８０とロータシャフト８６とは一体で回転可能にベアリング８４を介して上部ハウジング５４に支持されている。
【００６３】
このロータシャフト８６の下部はスパイラル状の溝が形成された雄ネジ部８６ａを形成し、上部ハウジング５４の中心孔５４ａから、円筒状の貫通孔５４ｂ内を通過して、中間ハウジング６０の空間部６０ａへ貫通している。
【００６４】
貫通孔５４ｂ内には、雌ネジ部材８８の円筒状の雌ネジ部８８ａが上下方向に摺動可能に挿入されている。この雌ネジ部８８ａの内周面にはスパイラル状の溝が形成されていて、ロータシャフト８６の雄ネジ部８６ａが螺入されている。なお、雌ネジ部材８８はバネ受け部材７６に対してその脚部８８ｂにて係合しているため、バネ受け部材７６の突起７６ａと溝６０ｂとの作用により、ロータシャフト８６が回転しても雌ネジ部材８８は回転せず、上下動のみ可能となっている。また、バネ受け部材７６と雌ネジ部材８８との間には、バネ９０が配置されて、バネ受け部材７６と雌ネジ部材８８とが離間する方向に付勢力を与えている。このため、弁部５６ｂと弁座部材７４との間に異物が挟まれた場合にバネ９０が縮むことでステッピングモータ５２に大きな衝撃が生じることがなく、ステッピングモータ５２の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
一方、上下に離間してロータ８０の外周側に設けられた各ステータ８２の各巻線は、それぞれ例えば３個の独立巻線からなり、ターミナル９２にそれぞれ接続され、これら各ターミナル９２は、上部ハウジング５４に設けられたコネクタ部５２ａ内に延びている。
【００６６】
そして、このステッピングモータ５２は、ＥＣＵ３０からターミナル９２を介してパルス信号が印加されると、このパルス数に応じた分だけ正逆回転し、この回転力がロータシャフト８６と雌ネジ部材８８とによって、弁体５６の上下方向の直線運動に変換される。このことにより、弁体５６の開度制御を実行することができる。
【００６７】
前述したごとく、ガスシール７０の下側には、弁軸５６ａの外周側に位置して略円錐筒状のストッパー７２が設けられている。このストッパー７２は、弁部５６ｂ位置の上限を規定するとともに、弁軸５６ａに付着した異物を除去してガスシール７０や空間部６０ａ内への異物侵入を防止するためのものである。ストッパー７２は、例えばステンレス鋼板等の少なくとも耐熱性を備えた材料からなり、弁軸５６ａの外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する貫通孔７２ｂを有し、弁軸５６ａを貫通させている。そして、ストッパー７２の小径側の下端面７２ａが弁体５６の弁部５６ｂ側に対面するようにして配置されている。この下端面７２ａにおける貫通孔７２ｂの内縁部が、弁軸５６ａの移動時に弁軸５６ａに付着した異物を剥ぎ落とす作用を生じる。
【００６８】
なお、中間ハウジング６０からは２本のニップル９４（図６では２本のニップル９４が重なっているので１本しか示していない）が突出している。このニップル９４は、冷却水通路６０ｃを介して中間ハウジング６０の空間部６０ａ内に冷却水を循環させる。このことにより、中間ハウジング６０および弁体５６等を冷却して、排気温度がステッピングモータ５２に影響しないようにしている。
【００６９】
次に、ガソリンエンジン１に対してＥＣＵ３０が実行する燃焼制御について説明する。
本ガソリンエンジン１では、エンジン回転数ＮＥと、後述するリーン燃料噴射量ＱＬとに基づいて図７（Ａ）に示されるような４つのエンジン運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が定められており、各運転領域に対して目標空燃比および燃料噴射時期がそれぞれ定められている。すなわち、図７（Ｂ〉に示されるように運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３では目標空燃比が理論空燃比よりも燃料濃度が薄いリーン空燃比（第２三元触媒コンバータ２４ａへの窒素酸化物の吸蔵量に応じて後述するリッチスパイク制御されることもある）とされ、これに対し運転領域Ｒ４では目標空燃比が理論空燃比（あるいは運転状態により理論空燃比より燃料が濃いリッチ空燃比）とされる。なお、これら運転領域はエンジン回転数ＮＥおよびリーン燃料噴射量ＱＬとの関数として図７（Ａ）に示すマップの形で予めＥＣＵ３０内のＲＯＭ内に記憶されている。
【００７０】
次に、３つの運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３における制御方法について説明する。まず、初めに、スロットルバルブ２３の開度ＴＨＲＯＴを設定するためのテーブルを示す図８を参照すると、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが後述するしきい値ＡＣＣＰ３よりも小さい運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において、スロットル開度ＴＨＲＯＴは各運転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３毎に、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなると大きくされる。
【００７１】
一方、運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において旋回流制御弁１７の開度は小さくされるか、あるいは小さく維持される。したがって、目標空燃比がリーン空燃比である運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３には燃焼室５内に旋回流Ｓ（図２）が形成される。
【００７２】
図９は運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３における燃料噴射量であるリーン燃料噴射量ＱＬと燃料噴射時期とを示している。このリーン燃料噴射量ＱＬは、目標空燃比がリーン空燃比であるときに、空燃比を目標リーン空燃比とし、かつ出力トルクを要求トルクとするのに最適な燃料噴射量であって、予め実験により求められている値である。
【００７３】
図７（Ｂ）および図９を参照すると、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱｌよりも少なく、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰｌよりも小さい運転領域Ｒｌでは、圧縮行程末期に１回だけ燃料が噴射される。このときの燃料噴射量ＱＣは図９に示されるようにアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。この噴射燃料は深皿部１３の周壁面に衝突する。深皿部１３の周壁面に衝突した燃料は旋回流Ｓによって気化せしめられつつ拡散され、それによって凹部１４および深皿部１３内に混合気が形成される。このとき凹部１４および深皿部１３以外の燃焼室５内は空気で満たされている。そしてこの混合気が点火プラグ１０によって着火される。この圧縮行程での燃料噴射は成層燃焼となる。
【００７４】
一方、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱｌとしきい値ＱＱ２との間であり、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰｌとしきい値ＡＣＣＰ２との間である運転領域Ｒ２では、図７（Ｂ）および図９に示されるように、吸気行程に第１回目の燃料噴射が行われ、次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。すなわち、第１回目の噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室５内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室５内に均質な稀薄混合気が形成される。次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行われる。このときには深皿部１３および浅皿部１２の双方に向けて燃料が噴射される。この噴射の結果、凹部１４および深皿部１３内には火種となる着火可能な空燃比の混合気が形成される。この混合気が点火プラグ１０によって着火され、この着火火炎によって燃焼室５内全体を占める稀薄混合気が燃焼される。この場合も圧縮行程での燃料噴射があるので成層燃焼となる。
【００７５】
ところで運転領域Ｒ２では、次に説明する運転領域Ｒ３に比べて燃料噴射量が少ないので、燃焼室５内全体を占める混合気はかなり稀薄となる。しかしながらこのとき旋回流制御弁１７の開度が小さく維持されるために燃焼室５内には強力な旋回流が発生する。このように運転領域Ｒ２では第１回目の燃料噴射により形成された燃焼室５内全体を占める混合気はかなり稀薄となるが強力な旋回流が発生するために、火炎が稀薄混合気中を急速に伝播する。したがって混合気が稀薄であっても良好な燃焼が得られることになる。なお、この場合、圧縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分であるのでアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰにかかわらずに圧縮行程末期に噴射される燃料噴射量ＱＣは一定に維持されている。これに対して吸気行程に噴射される燃料噴射量ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。
【００７６】
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ２としきい値ＱＱ３との間であり、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ２としきい値ＡＣＣＰ３との間である運転領域Ｒ３では図７（Ｂ）および図９に示されるように、吸気行程に１回だけ燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室５内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室５内には着火可能な均質混合気が形成される。すなわち、運転領域Ｒ３は均質燃焼領域となる。このときの燃料噴射量ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。
【００７７】
次に、目標空燃比が理論空燃比である運転領域Ｒ４における制御方法について説明する。
リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ３よりも多く、したがってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ３よりも大きい運転領域Ｒ４では図７（Ｂ）に示されるように、運転領域Ｒ３と同様に、吸気行程に１回だけ燃料噴射が行われ、この噴射燃料によって燃焼室５内に理論空燃比（場合により理論空燃比より燃料濃度が濃いリッチ空燃比）の均質混合気が形成される。すなわち、運転領域Ｒ４は均質燃焼領域となる。このときの燃料噴射量Ｑは、ＥＣＵ３０にて行われる燃料噴射量算出処理（図示していない）にて、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳや空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ等に基づいて算出される。なお、理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳは図７（Ａ）に示される運転領域Ｒ４をカバーするように、サージタンク１６内の吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとの関数として図１０に示すマップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭ内に記憶されている。空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比を理論空燃比に一致させるためのものである。この空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ４１の出力信号に基づいて制御され、このとき空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、安定した状態では１．０を中心として変動する。
【００７８】
一方、再び図８を参照すると、アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ３よりも大きい運転領域Ｒ４ではスロットル開度ＴＨＲＯＴはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて大きくされる。なお、スロットル開度ＴＨＲＯＴはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰの関数として図８に示されるテーブルの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭ内に記憶されている。
【００７９】
このように、運転領域Ｒ４ではリーン燃料噴射量ＱＬを用いることなく燃料噴射量Ｑが算出される。したがって、運転領域Ｒ４ではリーン燃料噴射量ＱＬを算出する必要はない。しかしながら、ここでは運転領域が図７（Ａ）に示されるいずれの運転領域にあるかを判断するために運転領域Ｒ４においてもリーン燃料噴射量ＱＬの算出が継続される。
【００８０】
図１１は、運転領域Ｒ４における旋回流制御弁１７の目標開度ＯＰを設定するためのマップを示している。このマップは図中で、大中小にて値の傾向を表しているごとく、エンジン負荷を表す吸気圧ＰＭが高くなるにつれて、あるいはエンジン回転数ＮＥが高くなるにつれて、旋回流制御弁の目標開度ＯＰが大きくなるように設定されている。なお、この大中小にて傾向を示している部分は、例えば３０％以下の小さい開度の範囲で調整されている。そして、ある程度、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとが高い領域Ｔで旋回流制御弁の目標開度ＯＰ＝１００％、すなわち旋回流制御弁１７が全開に制御される。その結果、高負荷高回転域では、多量の吸入空気量を確保することができ、ポンピングロスを低減することができる。このように旋回流制御弁１７は吸気制御弁としても作用する。
【００８１】
次に、本実施の形態において、ＥＣＵにより実行される制御のうち、ＥＧＲバルブ強制駆動処理について説明する。まず、図１２は、ＥＣＵ３０により実行されるＥＧＲバルブ強制駆動処理を示すフローチャートである。このルーチンは、予め設定された制御周期で割り込み実行される。なお各処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００８２】
処理が開始されると、まず、ＥＧＲバルブ２９における全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」に設定されているか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここで、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸは図示していないイグニッションスイッチによりＥＣＵ３０の電源がオンとなった際に、「ＯＦＦ」に初期設定されているものである。すなわち、ステップＳ１１０は、電源がオンされてガソリンエンジン１が継続的に運転されている期間（以下、ワントリップと称する）内において、以前に、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」となったか否かを判定するための処理である。
【００８３】
ワントリップ中において全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」である場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０による燃料噴射制御において燃料噴射弁１１から噴射される現在の燃料噴射量Ｑが、最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否かが判定される（Ｓ１２０）。この強制駆動可能負荷範囲（Ｑ１〜Ｑ２）は、排気環流率の変動が少々大きくなってもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響を与えることないエンジン運転状態を意味する。
【００８４】
現在の燃料噴射量Ｑが、強制駆動可能負荷範囲に存在する場合には（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、次にクランク角センサ２８の検出値から得られるガソリンエンジン１の現在の回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否かが判定される（Ｓ１３０）。この強制駆動可能回転数範囲（ＮＥＬ〜ＮＥＨ）は、排気環流率の変動が少々大きくなってもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響を与えることないエンジン運転状態を意味する。
【００８５】
現在の回転数ＮＥが、強制駆動可能回転数範囲に存在する場合には（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、次に図１３に示すＥＧＲバルブ２９開度を設定するためのマップにより、燃料噴射量Ｑと回転数ＮＥとに応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが、強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否かが判定される（Ｓ１４０）。この強制駆動判定開度ＴＥＧＲは、ＥＧＲバルブ２９の開度が全開に移行した場合に、この全開前後で排気環流率の変動を少なく抑えることができる、全開前のＥＧＲバルブ開度の下限値を示している。
【００８６】
ＥＧＲＲＡＴ≧ＴＥＧＲであれば（Ｓ１４０で「ＹＥＳ」）、次にＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣが許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上となったか否かが判定される（Ｓ１５０）。許可容認時間ＴＴｉｍｅは、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の全てにおいて肯定判定された状態が、一時的でなく確実に発生していると判断するために設けた猶予時間である。
【００８７】
なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のいずれか１つの条件でも「ＮＯ」と判定されると、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはゼロクリアされる（Ｓ１９０）。ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはＥＣＵ３０内のＣＰＵに備えられているタイマカウンタであり、電源がオンされている限り常にカウントアップしているが、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のすべてが満足されていない限り、「０」に絶えず戻され（Ｓ１９０）、カウントアップは阻止される。
【００８８】
ステップＳ１１０〜Ｓ１４０のすべてが満足された状態が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続すると（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、次にＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸが設定される（Ｓ１６０）。このことにより、図１３に示したマップにて設定されるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの値に関わらず、ＥＣＵ３０よりＥＧＲバルブ２９のステッピングモータ５２へ駆動信号が出力されて、ＥＧＲバルブ２９が全開まで強制的に開かれる。
【００８９】
次に、このＥＧＲバルブ２９の開度変化をステッピングモータ５２への駆動信号の出力状態から判定して、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが最大開度ＥＧＲＭＡＸ以上となったか否かが判定される（Ｓ１７０）。ＥＧＲＮＯＷ＜ＥＧＲＭＡＸである限り（Ｓ１７０で「ＮＯ」）、ＥＧＲバルブ２９は全開へ移行する途中であることから、このまま一旦、ＥＧＲバルブ強制駆動処理を終了する。ＥＧＲＮＯＷ≧ＥＧＲＭＡＸとなれば（Ｓ１７０で「ＹＥＳ」）、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開まで開く処理が完了したので、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１８０）。
【００９０】
したがって、以後、ガソリンエンジン１の運転が継続している限り、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」である状態が継続するので、ステップＳ１１０では「ＮＯ」と判定されるようになる。したがって、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣはゼロクリアされ（Ｓ１９０）、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求められる（Ｓ２２０）。このことにより、図１３に示したマップにて設定されるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの値に応じて、ＥＣＵ３０よりＥＧＲバルブ２９に存在するステッピングモータ５２へ駆動信号が出力されて、ＥＧＲバルブ２９がガソリンエンジン１の運転状態に応じた開度に制御される状態となる。
【００９１】
上述した実施の形態１においては、ステップＳ１６０，Ｓ１７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【００９２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定により、ＥＧＲバルブ２９を全開に移行した場合に、その前後で排気環流率の変動が少ないか否かを推定している。そして、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定が全て「ＹＥＳ」であった場合には、ＥＧＲバルブ２９が全開となるのを許可している。このことにより、図６に示す弁軸５６ａが一時的に上方の使用限界まで引き上げられ、ストッパー７２の下端面７２ａにおける貫通孔７２ｂの内縁部により、弁軸５６ａの表面に存在する付着物を取り除くことができる。
【００９３】
しかも、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の判定がすべて「ＹＥＳ」と判定されている場合は、ＥＧＲバルブ２９の全開作動の前後で排気環流率の変動が少ない状況に該当するので、ガソリンエンジン１が運転されていてもガソリンエンジン１の燃焼に悪影響（出力トルク変動、出力トルク段差等）を与えることない状態である。したがって、ガソリンエンジン１の運転状態に影響することなくＥＧＲバルブ２９に付着したデポジット等の異物を取り除くことができる。
【００９４】
しかも、ＥＧＲバルブ２９を全開にするのはガソリンエンジン１の運転停止タイミングとは無関係なので従来技術で述べた始動不良を招くことはない。
（ロ）．ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが完全に最大開度ＥＧＲＭＡＸとなった後に、ステップＳ１８０にて全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸを「ＯＮ」に設定している。このことにより、ガソリンエンジン１の運転が継続している限り、以後の処理ではステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定されて、強制的な全開処理（Ｓ１６０，Ｓ１７０）は実行されない。
【００９５】
このようにＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御後に、強制的全開作動の禁止期間を設けることにより、ステッピングモータ５２等の強制的駆動の回数を制限できるので、必要以上に強制的全開制御が実行されることが抑制され、これに伴うガソリンエンジン１の燃焼変動が最小限にとどめられ、燃焼を良好に維持することができる。
【００９６】
［実施の形態２］
本実施の形態２におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１４のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１４の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ３３５における噴射タイミングの判定である。
【００９７】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ３１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ３２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ３３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ３４０）の４条件以外に、燃料噴射タイミングが圧縮行程噴射（前述した運転領域Ｒ１，Ｒ２）であるか否か（Ｓ３３５）が判定される。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、図１２のステップ番号に「２００」を加えたステップ番号の図１４における処理とは同じである。
【００９８】
圧縮行程噴射は、前記実施の形態１の図８，９にて述べたごとく、燃料噴射量の割にはスロットル開度ＴＨＲＯＴが大きくされ、希薄燃焼とされている。このため燃焼性を高めるために、図９に示したごとく圧縮行程噴射がなされて成層燃焼が実行されている。
【００９９】
本実施の形態２では、燃料噴射制御が上記圧縮行程噴射状態にある場合に限ってＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が許可される。
上述した実施の形態２においては、ステップＳ３６０，Ｓ３７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３３５，Ｓ３４０，Ｓ３８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１００】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、強制全開実行条件に圧縮行程噴射（成層燃焼の実施を意味する）を加えているので、前述したごとく吸入空気量が大きい状態でＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にできる。このためＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動を更に抑制でき、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にする制御が内燃機関の燃焼に与える影響を一層小さいものとできる。
【０１０１】
（ハ）．更に、エンジン１の燃焼制御側ではヒステリシスにより、燃料噴射量Ｑやエンジン回転数ＮＥの判定が、ステップＳ３２０，Ｓ３３０の条件判断とはずれている場合があり、ステップＳ３２０，Ｓ３３０の条件判断のみでは強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にさせるには適切でないモードが生じている可能性がある。しかし、ステップＳ３３５にて圧縮行程噴射を条件とすることにより、より確実に、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にさせるに適切なモードが判定できる。
【０１０２】
［実施の形態３］
本実施の形態３におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１５のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１５の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ５３２におけるリッチスパイク制御未実行の判定と、ステップＳ５３４における短時間にリッチスパイク制御に入る可能性が低い状態の判定である。
【０１０３】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ５１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ５２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ５３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ５４０）の４条件以外に、次の２つの条件が判断される。
【０１０４】
まず、１つの条件として、リッチスパイク制御がなされていない状態か否かが判定される（Ｓ５３２）。この判定は、運転モードを示す状態値ＮＭＯＤＥが「０」（「０」はリッチスパイク制御を行っていない成層燃焼運転モード中を表す）か否かによりなされる。リッチスパイク制御は、ガソリンエンジン１の運転状態（ここでは希薄燃焼の程度とその継続時間）に応じて強制的に吸入空気量を減少させ、かつ燃料濃度を濃くするように空燃比を制御する空燃比制御である。実施の形態１にて述べたごとく第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵された窒素酸化物が飽和状態に近づいた場合に、第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵されている窒素酸化物を還元して減少させるために実行される。この処理のため、ＥＣＵ３０においては、実施の形態１にて述べたリーン空燃比を実行している領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３にある場合に、希薄の程度とその継続時間とに応じて第２三元触媒コンバータ２４ａに吸蔵される窒素酸化物の量ＱＮＯＸＣＮＴが吸蔵量計算処理（図示していない）にて常に計算されている。そして、この吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴがリッチスパイク実行吸蔵量以上となった場合に、リッチスパイク制御が実行され、運転モードを示す状態値ＮＭＯＤＥは「０」以外の値に設定される。
【０１０５】
更に、他の１つの条件として、前記吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが前記リッチスパイク制御が実行される直前ではないか否かが判定される（Ｓ５３４）。この判定は、前記吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが判定値ＸＮＯＸ以下であるか否かで判定する。この判定値ＸＮＯＸは、前記リッチスパイク実行吸蔵量よりも少し小さい値である。このことにより、未だリッチスパイク制御に入っていない（Ｓ５３２で「ＹＥＳ」）が、吸蔵量ＱＮＯＸＣＮＴが判定値ＸＮＯＸを越えていれば、リッチスパイク制御が開始される限度に近づいていることが判る。
【０１０６】
他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、図１２のステップ番号に「４００」を加えたステップ番号の図１５における処理とは同じである。
【０１０７】
このように燃料噴射制御がリッチスパイク制御を実行しておらず、短時間以内にリッチスパイク制御が行われる可能性もない期間に限ってＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が許可される。
【０１０８】
上述した実施の形態３においては、ステップＳ５６０，Ｓ５７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ５１０，Ｓ５２０，Ｓ５３０，Ｓ５３２，Ｓ５３４，Ｓ５４０，Ｓ５８０が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１０９】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．運転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に在ったとしてもリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、ＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。このため、強制全開実行条件にリッチスパイク制御の未実行の条件を加えて、ＥＧＲバルブ２９の開度変化の影響が大きくなる状態で、ＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御が行われることを未然に防止している。したがって、ＥＧＲバルブ２９の開度変化に対する排気環流率の変動を一層確実に抑制でき、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開にする制御がエンジン１の燃焼に与える影響を一層小さいものとできる。
【０１１０】
（ハ）．ＥＧＲバルブ２９の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前の領域では、吸気の少ない状態とＥＧＲバルブ２９の開度変化とが重なる場合があり、これを防止するために、強制全開実行条件にリッチスパイク制御に短時間内に入る可能性がない条件を加えている。すなわち、リッチスパイク制御の実行可能性が高い場合は、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にすることを許可しない不許可期間を設けている。このことによりＥＧＲバルブ２９の開度変化がエンジン１の燃焼に与える影響を、より一層小さいものとできる。
【０１１１】
［実施の形態４］
本実施の形態４におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１６のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１６の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ７０２，Ｓ７０４，Ｓ７０６の処理が、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」か否かの判定（Ｓ７１０）の前に実行されることと、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」を設定する処理（Ｓ７８０）の直後にエンジン駆動時間タイマＣＥＮＧをゼロクリアする処理（Ｓ７８２）が実行される点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「６００」を加えたステップ番号の図１６における処理とは同じである。
【０１１２】
まず、本処理が開始されると、エンジン１が運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する（Ｓ７０２）。ＸＳＴＥＦＩ＝「ＯＮ」でなければ（Ｓ７０２で「ＮＯ」）、ステップＳ７９０，Ｓ８２０（実施の形態１のステップＳ１９０，Ｓ２２０と同じ）の処理の後、処理を一旦終了する。
【０１１３】
エンジン１が運転中であれば（Ｓ７０２で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０内に設けられているスタンバイＲＡＭに設定されているカウンタＣＥＮＧを時間周期でカウントアップする割り込みルーチン（図示していない）を開始させる（Ｓ７０４）。このことにより、カウンタＣＥＮＧはスタンバイＲＡＭに設定されたタイマカウンタとしての動作を行う。したがってカウンタＣＥＮＧはエンジン１が運転中であればカウントアップし、電源がオフされてエンジン１が停止すると値を維持したまま待機する。このことでカウンタＣＥＮＧはエンジン１の運転時間を累積した値を記憶することができる。
【０１１４】
次に、カウンタＣＥＮＧの値が、作動禁止時間Ｔｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ７０６）。ＣＥＮＧ≧Ｔｘでなければ（Ｓ７０６で「ＮＯ」）、ステップＳ７９０，Ｓ８２０を実行して一旦、処理を終了する。
【０１１５】
ＣＥＮＧ≧Ｔｘであれば（Ｓ７０６で「ＹＥＳ」）、以後、ステップＳ７１０の処理に移行する。ステップＳ７１０〜Ｓ７８０までの処理は、実施の形態１のステップＳ１１０〜Ｓ１８０までの処理と同じであるので説明は省略する。なお、強制的にＥＧＲバルブ２９が全開制御されて（Ｓ７７０で「ＹＥＳ」）、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」に設定された（Ｓ７８０）直後には、カウンタＣＥＮＧはゼロクリアする処理（Ｓ７８２）が行われる。
【０１１６】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないか否か（Ｓ７１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ７２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ７３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ７４０）の４条件以外に、前回ＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御なされてから作動禁止時間Ｔｘ経過したか（Ｓ７０６）という条件が加えられている。
【０１１７】
上述した実施の形態４においては、ステップＳ７６０，Ｓ７７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ７０２，Ｓ７０４，Ｓ７０６，Ｓ７１０，Ｓ７２０，Ｓ７３０，Ｓ７４０，Ｓ７８０，Ｓ７８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１１８】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ワントリップにおいてＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御は最大１回に限るとともに、この強制的全開制御は、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行しないこととしている。このため、ＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が確実に十分な時間間隔で行われるよう制限できるので、エンジン１の始動が短時間に繰り返されてもＥＧＲバルブ２９が頻繁に全開制御されることが防止できる。
【０１１９】
［実施の形態５］
本実施の形態５におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１７のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１７の処理において実施の形態１と異なる処理は、ステップＳ９０２，Ｓ９０４，Ｓ９０６の処理が、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＦＦ」か否かの判定（Ｓ９１０）の前に実行されることと、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」を設定する処理（Ｓ９８０）の直後に走行距離カウンタＣＤＩＳをゼロクリアする処理（Ｓ９８２）が実行される点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「８００」を加えたステップ番号の図１７における処理とは同じである。
【０１２０】
まず、本処理が開始されると、エンジン１が運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する（Ｓ９０２）。ＸＳＴＥＦＩ＝「ＯＮ」でなければ（Ｓ９０２で「ＮＯ」）、ステップＳ９９０，Ｓ１０２０（実施の形態１のステップＳ１９０，Ｓ２２０と同じ）の処理の後、処理を一旦終了する。
【０１２１】
エンジン１が運転中であれば（Ｓ９０２で「ＹＥＳ」）、次にＥＣＵ３０内に設けられているスタンバイＲＡＭに設定されている走行距離カウンタＣＤＩＳを走行距離計３２の走行距離値の増加に応じてカウントアップする割り込みルーチン（図示していない）を開始させる（Ｓ９０４）。このことにより、走行距離カウンタＣＤＩＳはスタンバイＲＡＭに設定された累積距離計としての動作を行う。したがって走行距離カウンタＣＤＩＳはエンジン１が運転中であれば走行距離をカウントアップし、電源がオフされてエンジン１が停止すると値を維持したまま待機する。このことで走行距離カウンタＣＤＩＳはエンジン運転中における走行距離を累積した値を記憶することができる。
【０１２２】
次に、走行距離カウンタＣＤＩＳの値が、作動禁止距離Ｄｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ９０６）。ＣＤＩＳ≧Ｄｘでなければ（Ｓ９０６で「ＮＯ」）、ステップＳ９９０，Ｓ１０２０を実行して一旦、処理を終了する。
【０１２３】
ＣＤＩＳ≧Ｄｘであれば（Ｓ９０６で「ＹＥＳ」）、以後、ステップＳ９１０の処理に移行する。ステップＳ９１０〜Ｓ９８０までの処理は、実施の形態１のステップＳ１１０〜Ｓ１８０までの処理と同じであるので説明は省略する。なお、強制的にＥＧＲバルブ２９が全開制御されて（Ｓ９７０で「ＹＥＳ」）、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸが「ＯＮ」に設定された（Ｓ９８０）直後には、走行距離カウンタＣＤＩＳはゼロクリアされる（Ｓ９８２）。
【０１２４】
すなわち、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開にする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的に全開制御がなされていないか否か（Ｓ９１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ９２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ９３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ９４０）の４条件以外に、前回ＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御されてから作動禁止距離Ｄｘ走行したか（Ｓ９０６）という条件が加えられている。
【０１２５】
上述した実施の形態５においては、ステップＳ９６０，Ｓ９７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ９０２，Ｓ９０４，Ｓ９０６，Ｓ９１０，Ｓ９２０，Ｓ９３０，Ｓ９４０，Ｓ９８０，Ｓ９８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１２６】
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御は最大１回に限るとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行しないこととしている。このため、ＥＧＲバルブ２９の強制的全開制御が確実に十分な走行距離間隔で行われるよう制限できるので、エンジン１の始動が短時間に繰り返されてもＥＧＲバルブ２９が頻繁に全開制御されることが防止できる。
【０１２７】
［実施の形態６］
本実施の形態６におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図１８，１９のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図１８，１９の処理において実施の形態１と異なる処理は、処理の最初に行われるエンジン運転中であることを示すフラグＸＳＴＥＦＩが「ＯＮ」か否かを判定する処理（Ｓ１１０２）、ステップＳ１１０２にて肯定判定された場合に行われる条件成立カウント処理（Ｓ１２００）、ステップＳ１２００の次に行われる条件成立カウント値Ｃｎ（スタンバイＲＡＭに設定されている）が強制作動許容回数Ｋｘ以上となったか否かを判定する処理（Ｓ１１０６）、およびステップＳ１１８０にて全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸを「ＯＮ」に設定した後に行われる条件成立カウント値Ｃｎをゼロクリアする処理（Ｓ１１８２）である。
【０１２８】
ステップＳ１１０２は前記実施の形態４のステップＳ７０２と同じく、エンジン１が運転中であるか否かを判定するためである。
ステップＳ１２００の条件成立カウント処理は、図１９に示す処理が実行される。まず、ここで、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０，Ｓ１１９０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１１０〜Ｓ１５０，Ｓ１９０とそれぞれ同じ処理であるのでこれらのステップの詳細な説明は省略する。
【０１２９】
この条件成立カウント処理（Ｓ１２００）では、条件成立カウント値Ｃｎをインクリメントする条件として、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないか否か（Ｓ１１１０）、現在の燃料噴射量Ｑが最低量Ｑ１および最高量Ｑ２で表される強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か（Ｓ１１２０）、現在のエンジン回転数ＮＥが最低回転数ＮＥＬおよび最高回転数ＮＥＨで表される強制駆動可能回転数範囲に存在するか否か（Ｓ１１３０）、マップから得られているＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴが強制駆動判定開度ＴＥＧＲ以上か否か（Ｓ１１４０）の４条件がすべて満足されているか否かが判定される。この４条件は実施の形態１においてＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御するための条件と同じである。
【０１３０】
ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の条件の１つでも不成立であれば、ＥＧＲ全開許可領域カウンタＥＧＲＷＯＣをゼロクリアし（Ｓ１１９０）、条件成立フラグＸＣｎを「ＯＦＦ」に設定して（Ｓ１１９５）、一旦、条件成立カウント処理（Ｓ１２００）を抜け、図１８に示すごとく、条件成立カウント値Ｃｎが強制作動許容回数Ｋｘ以上となったか否かが判定される（Ｓ１１０６）。Ｃｎ＜Ｋｘであれば（Ｓ１１０６で「ＮＯ」）、実施の形態１のステップＳ２２０と同様にＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが、図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行うことで求められる（Ｓ１２２０）。
【０１３１】
ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の条件が全て満足されると、実施の形態１と同じくステップＳ１１５０にてステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０のすべてが満足された状態が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続したか否かを判定する（Ｓ１１５０）。上記４つの条件成立が許可容認時間ＴＴｉｍｅ以上継続すると（Ｓ１１５０で「ＹＥＳ」）、条件成立フラグＸＣｎが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ１１５２）。前記４つの条件が成立した当初はＸＣｎ＝「ＯＦＦ」であることから（Ｓ１１５２で「ＹＥＳ」）、条件成立カウント値Ｃｎのインクリメントが行われ（Ｓ１１５４）、次に条件成立フラグＸＣｎが「ＯＮ」に設定される（Ｓ１１５６）。
【０１３２】
この後、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０の条件成立が継続しても、ＸＣｎ＝「ＯＮ」であることから（Ｓ１１５２で「ＮＯ」）、ステップＳ１１５４は実行されず、条件成立カウント値Ｃｎは増加しない。次に増加するのは、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１４０の４条件のいずれかが成立しなくなり、ステップＳ１１９５にてＸＣｎ＝「ＯＦＦ」とされた後、再度、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０の条件のすべてが成立した場合である。このことにより、条件成立の回数がカウントされて条件成立カウント値Ｃｎに記憶される。
【０１３３】
上述のごとく条件成立カウント値Ｃｎが増加して、Ｃｎ≧Ｋｘとなると（Ｓ１１０６で「ＹＥＳ」）、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸが設定され（Ｓ１１６０：実施の形態１のステップＳ１６０と同じ処理）、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが最大開度ＥＧＲＭＡＸ以上となったか否かが判定される（Ｓ１１７０：実施の形態１のステップＳ１７０と同じ処理）。ＥＧＲＮＯＷ＜ＥＧＲＭＡＸである限り（Ｓ１１７０で「ＮＯ」）、このまま一旦、ＥＧＲバルブ強制駆動処理を終了する。ＥＧＲＮＯＷ≧ＥＧＲＭＡＸとなれば（Ｓ１１７０で「ＹＥＳ」）、強制的にＥＧＲバルブ２９を全開までに開く処理が完了したので、全開実行履歴フラグＸＥＧＲＦＯＥＸに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１１８０：実施の形態１のステップＳ１８０と同じ処理）。そして、条件成立カウント値Ｃｎがゼロクリアされる（Ｓ１１８２）。
【０１３４】
このようにＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御した後に、Ｃｎ＝０としているので、次に条件成立カウント値ＣｎがＫｘ以上となるまでＥＧＲバルブ２９が強制的に全開制御されることはない。
【０１３５】
上述した実施の形態６においては、ステップＳ１１６０，Ｓ１１７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１２００，Ｓ１１０６，Ｓ１１８０，Ｓ１１８２が強制駆動許可手段としての処理に相当する。
【０１３６】
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、強制全開実行条件としては、実施の形態１と同じ条件が強制作動許容回数Ｋｘだけ成立する必要があるので、ＥＧＲバルブ２９の全開制御の回数が制限され、ガソリンエンジン１の燃焼を一層良好に維持することができる。
【０１３７】
［実施の形態７］
本実施の形態７におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図２０のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図２０の処理において実施の形態１と異なる処理は、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸを設定する処理（Ｓ１３６０）の次にステップＳ１３６２の処理、およびＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱを図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求める処理（Ｓ１４２０）の次にステップＳ１４２２の処理が付加された点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「１２００」を加えたステップ番号の図２０における処理とは同じである。
【０１３８】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する条件は、実施の形態１と同じ条件であるが、これらの条件が成立した後の処理に、ステップＳ１３６２の処理が加わった点が実施の形態１と異なる。
【０１３９】
ステップＳ１３１０〜Ｓ１３５０の条件のいずれかが成立していない場合に実行されるステップＳ１４２２では、スロットルバルブ２３の要求開度ＴＲＴＲＥＱに、図８に示したテーブルから求められるスロットル開度ＴＨＲＯＴがそのまま設定されるが、ステップＳ１３１０〜Ｓ１３５０の条件がすべて成立している場合に実行されるステップＳ１３６２では、図８に示したテーブルから求められるスロットル開度ＴＨＲＯＴをα（α＞０）分増加補正されたものが設定される。
【０１４０】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時のスロットルバルブ２３の開度は、ＥＧＲバルブ２９に通常の制御をしている時の開度よりも大きくされ、吸入空気量が増量されることになる。
【０１４１】
上述した実施の形態７においては、ステップＳ１３６０，Ｓ１３７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１３１０，Ｓ１３２０，Ｓ１３３０，Ｓ１３４０，Ｓ１３８０が強制駆動許可手段としての処理に相当し、ステップＳ１３６２が吸入空気量増大手段としての処理に相当する。
【０１４２】
以上説明した本実施の形態７によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．更に、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時に、吸入空気量を積極的に増大させているので、一層、強制的全開制御前後で排気環流率の変動が少なくなり、エンジン１の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１４３】
［実施の形態８］
本実施の形態８におけるＥＧＲバルブ強制駆動処理を図２１のフローチャートに示す。他の構成は前記実施の形態１と同じである。図２１の処理において実施の形態１と異なる処理は、ＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱに全開を示す最大開度ＥＧＲＭＡＸを設定する処理（Ｓ１５６０）の次にステップＳ１５６２の処理、およびＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱを図１３のマップから運転状態に応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求める処理（Ｓ１６２０）の次にステップＳ１６２２の処理が付加された点である。他の処理については、実施の形態１と同じであり、実施の形態１の図１２に示した各処理と、このステップ番号に「１４００」を加えたステップ番号の図２１における処理とは同じである。
【０１４４】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する条件は、実施の形態１と同じ条件であるが、これらの条件が成立した後の処理に、ステップＳ１５６２の処理が加わった点が実施の形態１と異なる。
【０１４５】
ステップＳ１５１０〜Ｓ１５５０の条件のいずれかが成立していない場合に実行されるステップＳ１６２２では、要求点火進角量ＳＡＲＥＱには、エンジン運転状態に応じて求められる通常の点火進角ＳＡに対して必要な補正Ｆｓ（）を行った進角値が設定されるが、ステップＳ１５１０〜Ｓ１５５０の条件のすべてが成立している場合に実行されるステップＳ１５６２では、要求点火進角量ＳＡＲＥＱに、通常の点火進角ＳＡに必要な補正Ｆｓ（）を行って得られた進角量Ｆｓ（ＳＡ）に更にβ（β＞０）分の進角補正を行った進角値が設定される。この進角補正量βはＥＧＲバルブ２９の全開に対応して適切な燃焼が行われるための進角値が予め設定されている。
【０１４６】
したがって、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時の点火時期は、全開に対応して進角されることになる。
上述した実施の形態８においては、ステップＳ１５６０，Ｓ１５７０が強制駆動手段としての処理に相当し、ステップＳ１５１０，Ｓ１５２０，Ｓ１５３０，Ｓ１５４０，Ｓ１５８０が強制駆動許可手段としての処理に相当し、ステップＳ１５６２が点火時期進角手段としての処理に相当する。
【０１４７】
以上説明した本実施の形態８によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ効果が存在する。
（ロ）．ＥＧＲバルブ２９が開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。このためＥＧＲバルブ２９を強制的に全開制御する時に、点火時期を積極的に進角させることにより、エンジン１の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１４８】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１のステップＳ１２０にては、エンジン１の負荷として燃料噴射量Ｑの大きさを判定したが、燃料噴射量Ｑの代用として、吸入空気量が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、スロットル開度が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、空燃比が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否か、あるいは吸気圧が強制駆動可能負荷範囲に存在するか否かを判断するようにしてもよい。他の実施の形態においても同様である。
【０１４９】
・前記実施の形態１のステップＳ１４０にては、マップにより、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに応じて得られるＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの大きさを判定したが、ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴの代用として、ＥＧＲバルブ２９の実開度ＥＧＲＮＯＷが強制駆動判定開度よりも大きいか否か、あるいはＥＧＲバルブ開度ＥＧＲＲＡＴに補正Ｆｅ（）を行って求められるＥＧＲバルブ２９の要求開度ＥＧＲＲＥＱが強制駆動判定開度よりも大きいか否かを判断するようにしてもよい。他の実施の形態においても同様である。
【０１５０】
・前記実施の形態３では、リッチスパイク制御の実行中とリッチスパイク制御に入る直前の状態を避けることを、ＥＧＲバルブ２９を強制的に全開とする処理の条件に加えたが、リッチスパイク制御に入る直前の状態の代わりに、あるいはこの条件に加えて、リッチスパイク制御から出た直後の状態を、リッチスパイク制御終了からの時間の長さで判断して、そのリッチスパイク制御終了直後の時間帯を避けることをＥＧＲバルブ２９を強制的に全開とする処理の条件に加えてもよい。
【０１５１】
・前記実施の形態４では、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御は最大１回に限られるとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行されないようにされていたが、ワントリップに最大１回の条件は無くして、単に、少なくとも作動禁止時間Ｔｘ経過しないと実行されないようにしてもよい。
【０１５２】
・前記実施の形態５では、ワントリップにＥＧＲバルブ２９の強制的な全開制御は最大１回に限られるとともに、この全開制御は、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行されないようにされていたが、ワントリップに最大１回の条件は無くして、単に、少なくとも作動禁止距離Ｄｘ走行しないと実行されないようにしてもよい。
【０１５３】
・前記各実施の形態において、ワントリップ中に未だ１度も強制的全開制御がなされていないことを強制的全開制御の条件としていたが、これを条件から省いてもよい。また、現在の燃料噴射量Ｑが強制駆動可能負荷範囲に存在する条件と、現在のエンジン回転数ＮＥが強制駆動可能回転数範囲に存在する条件とを省いてもよい。
【０１５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実施形態を有するものであることを付記しておく。
【０１５５】
（１）．前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のアイドルスピードコントロールバルブを開くことにより、吸入空気量を増大させることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
【０１５６】
（２）．前記強制駆動許可手段は、前記排気還流バルブの要求開度を求める状態量の大きさに基づき、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
【０１５７】
【発明の効果】
請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、強制駆動許可手段は、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況下にあることが判明すると、内燃機関が運転されていても排気還流バルブの全開制御が内燃機関の燃焼に悪影響を与えることがないことから、強制駆動手段の作動を許可する。このことにより、作動が許可された強制駆動手段は、アクチュエータを作動させて、排気還流バルブを強制的に全開まで駆動させる。こうして、排気還流バルブに付着した異物を、内燃機関の運転中においても取り除くことができる。しかも、排気還流バルブを全開にするのは内燃機関停止とは無関係なので従来技術におけるような始動不良を招くことはない。
【０１５８】
ここで、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いほど、強制駆動手段の作動前後、すなわち排気還流バルブの強制的全開制御の前後で、排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。このことから、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定は、具体的には、排気還流バルブの要求開度または実開度が全開に近いことを判定するための強制駆動判定開度を定めて、要求開度設定手段にて求められた要求開度または排気還流バルブの実開度が上記強制駆動判定開度よりも大きい場合になすことができる。このようにして、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ないとの推定を容易に行うことができる。
【０１５９】
請求項２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、強制駆動許可手段は、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある条件および内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。このような強制駆動可能負荷範囲や強制駆動可能回転数範囲は、排気環流率の変動が少々大きくなっても内燃機関の燃焼に悪影響を与えることのない内燃機関運転状態を意味する。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６０】
請求項３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項２記載の構成に対して、前記内燃機関の負荷として、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量を挙げている。このような状態量を、内燃機関の負荷として用いて前記請求項２の作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６１】
請求項４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、強制駆動許可手段は、前記請求項１に記載した条件に加えて、更に、成層燃焼が実行されている条件を判定して、この条件も満足された場合に、アクチュエータの作動を許可している。成層燃焼は混合気中の燃料を希薄状態にする場合に実行される燃焼方式であり、吸入空気量を大きくするためにスロットルバルブは比較的大きく開かれる。このため排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が少なくなる傾向にある。したがって、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少ない状況を一層適切に判断でき、請求項１に述べた作用効果を適切に生じさせることができる。
【０１６２】
請求項５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１記載の構成に対して、燃料噴射が圧縮行程にて実行される燃料噴射制御が実行されている条件を、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可する条件に加えている。燃料噴射が圧縮行程にて実行されるのは、前述した成層燃焼を行うためであり、このように圧縮行程噴射を条件に加えることにより、請求項４にて述べた作用効果を生じる。
【０１６３】
請求項６記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対して、リッチスパイク制御が行われている場合には、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととしている。このようなリッチスパイク制御が行われている場合は、吸入空気量が少なくなって、排気還流バルブの開度変化に対する排気環流率の変動が大きくなる傾向にある。したがって強制的に全開にする影響が内燃機関の燃焼に大きく現れるおそれがあることから、強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないこととして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【０１６４】
請求項７記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項６記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記リッチスパイク制御が行われていない期間であっても前記リッチスパイクが実行された直後または実行される直前に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しない不許可期間を設けることとしている。排気還流バルブの応答遅れ、あるいは吸入空気量制御の応答遅れなどにより、リッチスパイク制御に入る直前や出た直後では、吸気の少ない状態と排気還流バルブ開度の変化とが重なる場合もあり、これを防止するために不許可期間を設けることとして、内燃機関の燃焼を良好に維持する。
【０１６５】
請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜７のいずれか記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設定し、該作動禁止期間中は前記強制駆動手段の作動を許可しないこととしている。このように、強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設けることにより、強制駆動の回数を制御することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【０１６６】
請求項９記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、前記強制駆動手段の作動後に前記内燃機関の運転が継続している期間であることとしている。すなわち、強制駆動許可手段は、強制駆動手段が一旦作動した後において内燃機関の運転が継続している限りは、次の強制駆動手段の作動は許可しない。このようにアクチュエータの駆動頻度を制限することにより、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６７】
請求項１０記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置は、請求項８記載の構成に対して、前記作動禁止期間は、時間の長さで設定されていることとしている。このように作動禁止期間は、時間の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６８】
請求項１１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項８記載の構成に対して、前記内燃機関は、自動車に搭載されて該自動車を駆動走行するためのものであり、前記作動禁止期間は、前記自動車の走行距離の長さで設定されていることとしている。このように作動禁止期間は、自動車の走行距離の長さで設定してもよく、必要以上に強制駆動が実行されるのを防止できる。
【０１６９】
請求項１２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１１のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動許可手段は、前記アクチュエータの作動を許可する条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することとしている。このように、各請求項における強制駆動許可手段において、各請求項において述べた条件が成立したら直ちに許可するのではなく、この条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に強制駆動手段によるアクチュエータの作動を許可するようにしてもよい。このことにより、強制駆動の回数を制限することができるので、必要以上に強制駆動が実行されることが抑制され、内燃機関の燃焼を良好に維持することができる。
【０１７０】
請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１２のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段を備えている。このように強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に吸入空気量を増加させることにより、より一層、強制駆動手段の作動前後で排気環流率の変動が少なくなり、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【０１７１】
請求項１４記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１３記載の構成に対して、前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることとしている。このように、スロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることができ、請求項１３に述べた作用効果を生じさせることができる。
【０１７２】
請求項１５記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置においては、請求項１〜１４のいずれか記載の構成に対して、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を備えている。排気還流バルブが開くと適切な点火時期は進角する傾向にある。したがって、強制駆動手段によるアクチュエータの作動実行時に、積極的に点火時期を進角させることにより、内燃機関の燃焼性を一層良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関およびＥＧＲ装置の概略構成を表すブロック図。
【図２】前記筒内噴射式内燃機関のシリンダヘッドの平面断面図。
【図３】前記筒内噴射式内燃機関のピストン頂面の平面図。
【図４】図２におけるＸ−Ｘ断面図。
【図５】図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図６】実施の形態１におけるＥＧＲバルブの断面図。
【図７】実施の形態１における運転領域の説明図。
【図８】実施の形態１におけるスロットル開度ＴＨＲＯＴを設定するためのテーブルの説明図。
【図９】実施の形態１における運転領域毎の燃料噴射量および燃料噴射時期を示す説明図。
【図１０】実施の形態１における理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳを求めるためのマップの説明図。
【図１１】実施の形態１における運転領域Ｒ４にて旋回流制御弁の目標開度ＯＰを設定するためのマップの説明図。
【図１２】実施の形態１においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１３】実施の形態１において用いられるエンジン運転状態をパラメータとするＥＧＲバルブ開度のマップ説明図。
【図１４】実施の形態２においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１５】実施の形態３においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１６】実施の形態４においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１７】実施の形態５においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１８】実施の形態６においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図１９】実施の形態６においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図２０】実施の形態７においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【図２１】実施の形態８においてＥＣＵが実行するＥＧＲバルブ強制駆動処理のフローチャート。
【符号の説明】
１…ガソリンエンジン、１ａ…シリンダ、２…シリンダブロック、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…燃焼室、６ａ…第１吸気弁、６ｂ…第２吸気弁、７ａ…第１吸気ポート、７ｂ…第２吸気ポート、８…排気弁、９…排気ポート、９ａ…排気通路、９ｂ…第１三元触媒コンバータ、１０…点火プラグ、１１…燃料噴射弁、１２…浅皿部、１３…深皿部、１４…凹部、１５…吸気マニホールド、１５ａ… 第１吸気通路、１５ｂ…第２吸気通路、１６…サージタンク、１７…旋回流制御弁、１８…シャフト、１９…モータ、１９ａ…ＳＣＶ開度センサ、２０…吸気ダクト、２１…エアクリーナ、２２…モータ、２３…スロットルバルブ、２４…排気マニホルド、２４ａ…第２三元触媒コンバータ、２５…アクセルペダル、２６…アクセル開度センサ、２７…上死点センサ、２８…クランク角センサ、２９…排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）、２９ａ…排気還流経路、３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３２…走行距離計、３９…吸気圧センサ、４１…空燃比センサ、５２…ステッピングモータ、５２ａ…コネクタ部、５２ｂ… 固定板、５４…上部ハウジング、５４ａ…中心孔、５４ｂ… 貫通孔、５６…弁体、５６ａ…弁軸、５６ｂ…弁部、５６ｃ…バルブフェース、５８…下部ハウジング、６０…中間ハウジング、６０ａ…空間部、６０ｂ…溝、６０ｃ…冷却水通路、６０ｄ…弁軸貫通孔、６２…ボルト、６４…流入口、６６…流出口、６８… 弁体収容孔、７０…ガスシール、７０ａ…貫通孔、７２…ストッパー、７２ａ…下端面、７２ｂ…貫通孔、７４…弁座部材、７６…バネ受け部材、７６ａ…突起、７８…弁バネ、８０…ロータ、８０ａ…ホルダ、８０ｂ…永久磁石、８２…ステータ、８４…ベアリング、８６…ロータシャフト、８６ａ…雄ネジ部、８８…雌ネジ部材、８８ａ…雌ネジ部、８８ｂ…脚部、９０…バネ、９２… ターミナル、９４…ニップル。
Claims (15)
- 内燃機関の排気の一部を吸気側に再循環させる排気還流経路と、前記排気還流経路に設けられて該排気還流経路の開度を調整する排気還流バルブと、前記排気還流バルブを駆動するアクチュエータと、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段にて検出された内燃機関の運転状態に基づいて前記排気還流バルブの要求開度を求める要求開度設定手段と、前記排気還流バルブの実開度が前記要求開度設定手段にて設定された要求開度となるように前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動制御手段とを備えた内燃機関の排気再循環制御装置に対して設けられる排気還流バルブ強制駆動装置であって、
前記排気還流バルブに付着した異物を取り除くために、前記アクチュエータを作動させて、前記排気還流バルブを強制的に全開にする強制駆動手段と、
前記要求開度設定手段にて求められた要求開度または前記排気還流バルブの実開度が強制駆動判定開度よりも大きい場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可する強制駆動許可手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
を備えるとともに、
前記強制駆動許可手段は、更に、前記負荷検出手段により検出された前記内燃機関の負荷が強制駆動可能負荷範囲にある場合、および前記回転数検出手段により検出された前記内燃機関の回転数が強制駆動可能回転数範囲にある場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記内燃機関の負荷は、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、空燃比および吸気管圧力から選ばれた１つ以上からなる状態量であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 前記内燃機関は、少なくとも成層燃焼を含む複数の燃焼方式から前記内燃機関の運転状態に応じて燃焼方式を選択し燃焼制御を実行するタイプであるとともに、
前記強制駆動許可手段は、更に、前記成層燃焼が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記内燃機関は、燃料を直接シリンダ内に噴射するタイプであるとともに、
前記強制駆動許可手段は、更に、燃料噴射が圧縮行程にて実行される燃料噴射制御が実行されている場合に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記内燃機関は、該内燃機関の運転状態に応じて強制的に吸入空気量を減少させ、かつ燃料濃度を濃くするように空燃比を制御するリッチスパイク制御を実行するタイプであるとともに、
前記強制駆動許可手段は、請求項１〜５のいずれか記載の強制駆動許可手段の構成に加えて、更に、前記リッチスパイク制御が行われている場合には、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 請求項６記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記リッチスパイク制御が行われていない期間であっても前記リッチスパイクが実行された直後または実行される直前に、前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可しない不許可期間を設けていることを特徴とする内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 請求項１〜７のいずれか記載の構成に加えて、前記強制駆動許可手段は、更に、前記強制駆動手段の作動後に作動禁止期間を設定し、該作動禁止期間中は前記 強制駆動手段の作動を許可しないことを特徴とする内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 前記作動禁止期間は、前記強制駆動手段の作動後に前記内燃機関の運転が継続している期間であることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 前記作動禁止期間は、時間の長さで設定されていることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 前記内燃機関は、自動車に搭載されて該自動車を駆動走行するためのものであり、
前記作動禁止期間は、前記自動車の走行距離の長さで設定されていることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記強制駆動許可手段は、前記アクチュエータの作動を許可する条件成立の回数が、強制作動許容回数より大きくなった場合にのみ、実際に前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動を許可することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 請求項１〜１２のいずれか記載の構成に対して、
前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。 - 前記吸入空気量増大手段は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度を増大させることにより、吸入空気量を増大させることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
- 請求項１〜１４のいずれか記載の構成に対して、
前記強制駆動手段による前記アクチュエータの作動が実行されるに伴い、前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置。
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