JP6486524B1 - エンジンシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ弁の異常を解消するタイミングで、必要な開度へＥＧＲ弁を開弁させる時間を短縮し、異常を解消するための動作性を向上させること。
【解決手段】エンジンシステムは、インジェクタ２５と、エンジン１の排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジン１へ還流させるＥＧＲ装置１０（ステップモータ３４を有するＥＧＲ弁１８を含む）と、エンジン１の運転状態に基づきインジェクタ２５及びＥＧＲ弁１８等を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）５０とを備える。ＥＣＵ５０は、エンジン減速時に、検出される吸気圧力に基づきＥＧＲ弁１８の異物噛み込み異常と噛み込み異物径を診断するように構成され、その異常が有ることと異物径が判定されたときは、インジェクタ２５によるエンジン１への燃料カット前に、ＥＧＲ弁１８を、異物を除去するのに必要な第２開度より小さい第１開度に保持すべくステップモータ３４を制御する。
【選択図】 図１

Description

この明細書に開示される技術は、エンジンの排気の一部を排気還流ガスとしてエンジンへ還流させる排気還流装置（排気還流弁を含む）を備え、エンジンの運転状態に応じて排気還流弁を制御するように構成したエンジンシステムに関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「内燃機関の制御装置」が知られている。この技術は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁とを含むＥＧＲ装置と、ＥＧＲ弁を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）とを備える。ＥＧＲ弁は、弁体をステップモータにより開閉するように構成される。ＥＣＵは、ＥＧＲ弁の弁体の開度を制御するために、所要の目標開度に見合ったステップ数のパルス信号をステップモータへ出力（指令）するようになっている。

ここで、ＥＧＲ弁のステップモータが脱調すると、ステップモータに与えられたパルス信号（ステップ数）に追従した動きを弁体がしなくなる。そのため、ＥＧＲ弁において、ＥＣＵが指令したステップ数に応じた目標開度と実際の開度との間に乖離が生じる。一方、ＥＣＵがＥＧＲ弁を全閉に制御するとき、弁体と弁座との間に異物が噛み込まれる場合も同様の乖離が生じる。このように目標開度と実際の開度がずれると、ＥＧＲ弁により調節されるＥＧＲガス流量に誤差が生じ、正確なＥＧＲ制御を実行することが困難になる。

そこで、特許文献１の技術では、ＥＣＵが認識している現在のＥＧＲ弁の開度（ＥＧＲ開度）、スロットル弁の開度（スロットル開度）及びエンジン回転数に基づいて予想される吸気圧力と、吸気圧センサで検出される実際の吸気圧力とを比較する。そして、両者の差が所定の閾値以上である場合に、ＥＣＵは、ＥＧＲ弁に噛み込まれた異物を除去するために、エンジンの燃料カット運転中にＥＧＲ弁の開度を一旦拡大させる信号をＥＧＲ弁に与え（異物除去制御）、続いてＥＣＵが認識している現在のＥＧＲ開度よりも大きく開度を縮小させるような信号をＥＧＲ弁に与える（イニシャライズ（初期化）する）ようになっている。これにより、ＥＧＲ弁において、目標開度と実際の開度との乖離を、その原因が脱調であっても異物噛み込みであっても適切に解消できるようにしている。

図１１に、エンジンの吸気圧力と、ＥＣＵからＥＧＲ弁のステップモータへ出力されるステップ数（指令値）との関係をタイムチャートにより示す。図１１において（ａ）は吸気圧力を、（ｂ）はステップ数を示す。図１１（ａ）において、太線ｐｍ１は、ステップモータが脱調していない正常な場合を、太線ｐｍ２は、ステップモータが脱調している場合であって途中で脱調が解除される場合を、実線ｐｍ３は、ＥＧＲ弁が途中で異物を噛み込んだ場合を、太破線ｐｍ４は、ステップモータが脱調している場合であって途中で脱調が解除されない場合をそれぞれ示す。図１１（ｂ）において、太線ｓ１は、ステップモータが脱調していない場合を、太線ｓ２は、ステップモータが脱調している場合であって途中で脱調が解除される場合を、太破線ｓ３は、ステップモータが脱調していない場合であって途中で異物を噛み込んだ場合を、太破線ｓ４は、ステップモータが脱調していない場合であって途中で初期化を行わない場合を、太破線ｓ５は、ステップモータが脱調している場合であって途中で脱調が解除されない場合をそれぞれ示す。図１１（ｂ）において、時刻ｔ１からＥＧＲ弁が全閉へ向けて閉弁するとき、ステップモータが脱調している場合は、本来は時刻ｔ５でＥＧＲ弁が全閉（ステップ数＝０）になるところ（太線ｓ１）、全閉が時刻ｔ６へ遅れる（太線ｓ２）。このため、図１１（ａ）において、太線ｐｍ１と太線ｐｍ２で示すように、ステップモータが脱調している場合は、減速開始の比較的初期の段階（例えば、時刻ｔ２）で、脱調している場合と脱調していない場合とで吸気圧力に変化（差）が現れる。この変化（差）から、ステップモータの脱調を判定することができる。一方、異物を噛み込んでいる場合は、実線ｐｍ３で示すように、ステップ数が小さくなった段階（例えば、時刻ｔ４）であっても吸気圧力が太線ｐｍ１と比べて十分に低下しないことから、異物噛み込み異常を判定することができる。また、脱調判定時には、図１１（ｂ）に示すように、ステップモータのロータをメカ原点まで回すことで初期化（イニシャライズ）することができ、脱調から復帰することができる。

特開２０１６−１７６４２０号公報

ところが、特許文献１の技術では、エンジンの燃料カット運転中に、ＥＧＲ弁の開度を一旦拡大させる信号をＥＧＲ弁に与えて異物除去制御（ＥＧＲ弁の異常を解消するための制御）を実行するようになっている。そのため、エンジンの減速時には、燃料カットを待ってＥＧＲ弁の開度が拡大されるので、ＥＧＲ弁の開度拡大が完了するまでに時間がかかり、その間にＥＧＲ弁から漏れるＥＧＲガスがエンジンへ流れてしまい、エンジンで燃焼悪化を招くおそれがある。

また、特許文献１の技術では、ＥＧＲ弁のステップモータが開き側（目標開度よりも開度が大きい側）に脱調している場合は、異物除去のために開度を拡大すると、弁体が必要以上に開いてしまい、ＥＧＲガスが必要以上にエンジンへ流れるおそれがある。一方、ステップモータが閉じ側（目標開度よりも開度が小さい側）に脱調している場合は、異物除去のために開度を拡大しても、弁体が必要な開度に到達しなかったり、到達に時間がかかったりするおそれがある。また、異物除去後に弁体を拡大させた開度から急激に閉弁させると、エンジンの燃焼が急激に改善されてトルクが急上昇し、ドライバビリティが悪化するおそれがある。

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流弁の異常を解消するタイミングで、必要な開度へ排気還流弁を開弁させる時間を短縮し、異常を解消するための動作性を向上させることを可能としたエンジンシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、エンジンと、エンジンへ吸気を導入するための吸気通路と、エンジンから排気を導出するための排気通路と、エンジンに燃料を供給するための燃料供給手段と、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるための排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガス流量を調節するための排気還流弁とを含む排気還流装置と、排気還流弁は、弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を駆動するためのステップモータとを含むことと、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、検出されるエンジンの運転状態に基づき、少なくとも燃料供給手段及び排気還流弁のステップモータを制御するための制御手段とを備えたエンジンシステムにおいて、制御手段は、エンジンの減速時に、検出される運転状態に基づき、排気還流弁における弁座と弁体との間の開閉に係る異常と異常の程度を診断するように構成され、異常が有ることと異常の程度が判定されたときであって、燃料供給手段によるエンジンへの燃料の供給が遮断される前に、排気還流弁を、判定された異常を解消するために必要な第２開度より所定値だけ小さく、かつ前記エンジンの減速開始以降であって前記異常が有ることが判定される前の最小の制御開度より大きい第１開度に保持すべくステップモータを制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、エンジンの減速時に、検出される運転状態に基づき、排気還流弁における弁座と弁体との間の開閉に係る異常と異常の程度が診断される。そして、異常が有ることと異常の程度が判定されたときであって、エンジンへの燃料の供給が遮断される（燃料カット）前に、排気還流弁が、異常を解消するために必要な第２開度より小さい第１開度に保持される。従って、エンジンに対し燃料カットされる前は、排気還流弁が、必要な第２開度に開弁される前に、予め第２開度より小さい第１開度に保持されるので、その後に第２開度へ開弁する時間が短くなる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、制御手段は、排気還流弁を第１開度に保持した後であって、燃料供給手段によるエンジンへの燃料の供給が遮断されてから、異常を解消するために、排気還流弁を第２開度へ開弁すべくステップモータを制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、排気還流弁は、第１開度に保持された後、エンジンで燃料カットされてから、異常を解消するために第２開度へ開弁される。従って、異常を解消するときは、エンジンで排気還流ガスによる燃焼悪化がない条件下で排気還流弁が第１開度から第２開度へ開弁される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１又は２に記載の技術において、運転状態検出手段は、エンジンの吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段を含み、制御手段は、排気還流弁を第１開度に保持した後であって、検出される吸気圧力が大気圧力に近くなったときに、異常を解消するために、排気還流弁を第２開度へ開弁すべくステップモータを制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１又は２に記載の技術の作用に加え、排気還流は、第１開度に保持された後、吸気圧力が大気圧力に近くなったときに、異常を解消するために第２開度へ開弁される。従って、異常を解消するときは、吸気圧力が大気圧力に近いので、排気還流弁から吸気通路への排気還流ガスの漏れが少ない状況で、異常の解消を速やかに行うことが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、制御手段は、検出される運転状態に基づきステップモータの脱調の有無を診断するように構成され、脱調していると判定された場合は、エンジンの減速時にステップモータに対する制御の指令を初期化し、異常が有ると判定されている場合は、初期化の後に異常を解消するために、排気還流弁を第１開度に保持してから第２開度へ開弁すべくステップモータを制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の作用に加え、検出される運転状態に基づきステップモータの脱調の有無が診断される。そして、脱調していると判定された場合は、エンジンの減速時にステップモータに対する制御の指令が初期化され、異常が有ると判定されている場合は、初期化の後に異常を解消するために、排気還流弁が第１開度に保持されてから第２開度へ開弁される。従って、排気還流弁の異常を解消する場合は、ステップモータが脱調していても、ステップモータへの制御の指令が初期化されてから排気還流弁が第１開度及び第２開度に開弁される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項２又は３に記載の技術において、エンジンの出力を調節するための出力調節手段を更に備え、制御手段は、エンストを回避するために、判定された異常の程度に応じて出力調節手段を制御し、出力調節手段の制御後であって、異常を解消するために排気還流弁を第１開度に保持してから第２開度へ開弁した後に、排気還流弁を、通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁すべくステップモータを制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項２又は３に記載の技術の作用に加え、エンストを回避するために、出力調節手段が排気還流弁の異常の程度に応じて制御され、排気還流弁の異常によるエンジンの出力低下（燃焼悪化）が補われる。そして、出力調節手段の制御後であって、異常を解消するために排気還流弁が第１開度から第２開度に開弁された後は、排気還流弁が通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁される。従って、排気還流弁からの排気還流ガスの漏れが緩やかに低減される。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の技術は、請求項５に記載の技術において、制御手段は、排気還流弁を緩やかに閉弁すべくステップモータを制御した後、排気還流弁の開閉に係る異常の有無を再診断するように構成され、異常が無いと判定されたときのみ、エンストを回避するための出力調節手段の制御を解除することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項５に記載の技術の作用に加え、排気還流弁が緩やかに閉弁された後、排気還流弁の開閉に係る異常の有無が再診断される。そして、その異常が無いと判定されたときのみ、エンストを回避するための出力調節手段の制御が解除される。従って、排気還流弁に異常がないことが改めて確かめられたときだけ、エンストを回避するためのエンジンの出力調節が無くなる。

請求項１に記載の技術によれば、排気還流弁の異常を解消するタイミングで、必要な第２開度へ排気還流弁を開弁させる時間を短縮することができ、異常を解消するための動作性を向上させることができる。

請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、エンジンに排気還流ガスが流れても、燃焼悪化が無いときに速やかに排気還流弁の異常を解消することができる。

請求項３に記載の技術によれば、請求項１又は２に記載の技術の効果に加え、排気還流弁の異常解消の際に、更なる燃焼悪化を招くことを抑制することができる。

請求項４に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の効果に加え、ステップモータが脱調していても、排気還流弁を適切に第１開度及び第２開度に開弁することができる。

請求項５に記載の技術によれば、請求項２又は３に記載の技術の効果に加え、エンスト回避するためにエンジンの出力をアップしたときの、エンジンにおける急激な燃焼良化（トルク上昇）を抑制することができ、ドライバビリティを改善することができる。

請求項６に記載の技術によれば、請求項５に記載の技術の効果に加え、排気還流弁の異常を再診断することで、異常の未解消によるエンストを回避することができると共に、異常が解消された後に出力調節手段の制御を速やかに通常の制御へ戻すことができる。

一実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。 一実施形態に係り、ＥＧＲ弁の構成を示す断面図。 一実施形態に係り、ＥＧＲ弁の一部を示す拡大断面図。 一実施形態に係り、異物噛み込み診断制御の内容を示すフローチャート。 一実施形態に係り、エンジン回転数とエンジン負荷に応じた減速時の全閉基準吸気圧力を求めるために参照される全閉基準吸気圧力マップ。 一実施形態に係り、アイドルアップ制御、異物除去制御、脱調の診断と解消の制御の内容を示すフローチャート。 一実施形態に係り、噛み込み異物径に応じたアイドルアップ回転数を求めるために参照されるアイドルアップ回転数マップ。 一実施形態に係り、減速後経過時間に応じた目標アイドル回転数の変化を示すグラフ。 一実施形態に係り、噛み込み異物径に応じた第１開度及び第２開度を求めるために参照される制御開度マップ。 一実施形態に係り、上記各種制御の実行時における各種パラメータの挙動を示すタイムチャート。 従来例に係り、エンジンの吸気圧力と、ＥＣＵからＥＧＲ弁のステップモータへ出力されるステップ数（指令値）との関係を示すタイムチャート。

以下、エンジンシステムをガソリンエンジンシステムに具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

[エンジンシステムの概要について]
図１に、この実施形態におけるガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」という。）を概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。

吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられ、サージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電子スロットル装置１４が設けられる。電子スロットル装置１４は、スロットル弁２１と、スロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてＤＣモータ２２が駆動することで、スロットル弁２１の開度が調節されるようになっている。電子スロットル装置１４は、この開示技術における出力調節手段の一例に相当する。排気通路５には、排気を浄化するための触媒コンバータ１５が設けられる。

エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。インジェクタ２５は、この開示技術における燃料供給手段の一例に相当する。また、エンジン１には、燃焼室１６にて形成された燃料と吸気との混合気を点火するための点火装置２９が設けられる。

このエンジンシステムには、高圧ループ式の排気還流装置（ＥＧＲ装置）１０が設けられる。このＥＧＲ装置１０は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として燃焼室１６へ還流するための装置であり、ＥＧＲガスを排気通路５から吸気通路３へ流すための排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流量を調節するために同通路１７に設けられる排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ通路１７は、排気通路５と、吸気通路３のサージタンク３ａとの間に設けられる。すなわち、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａは、電子スロットル装置１４より下流にてサージタンク３ａに接続される。ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より上流の排気通路５に接続される。

ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられ、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。

[ＥＧＲ弁の構成について]
図２に、ＥＧＲ弁１８の構成を断面図により示す。図３に、ＥＧＲ弁１８の一部を拡大断面図により示す。図２に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット式の電動弁により構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ハウジング３１と、ハウジング３１の中に設けられる弁座３２と、ハウジング３１の中で弁座３２に対して着座可能かつ移動可能に設けられる弁体３３と、弁体３３をストローク運動させるためのステップモータ３４とを備える。ハウジング３１は、排気通路５の側（排気側）よりＥＧＲガスが導入される導入口３１ａと、吸気通路３の側（吸気側）へＥＧＲガスを導出する導出口３１ｂと、導入口３１ａと導出口３１ｂとを連通する連通路３１ｃとを含む。弁座３２は、連通路３１ｃの中間に設けられる。

ステップモータ３４は、直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３５を備え、その出力軸３５の先端に弁体３３が固定される。出力軸３５はハウジング３１に設けられる軸受３６を介してハウジング３１に対しストローク運動可能に支持される。出力軸３５の上端部には、雄ねじ部３７が形成される。出力軸３５の中間（雄ねじ部３７の下端付近）には、スプリング受け３８が設けられる。スプリング受け３８は、下面が圧縮スプリング３９の受け面となっており、上面にはストッパ４０が形成される。

弁体３３は円錐形状をなし、その円錐面が弁座３２に対して当接又は離間するようになっている。弁体３３が弁座３２に当接することにより、弁体３３が全閉となり、弁体３３が弁座３２から離間することにより、弁体３３が開弁するようになっている。弁体３３は、スプリング受け３８とハウジング３１との間に設けられた圧縮スプリング３９によりステップモータ３４の側へ、すなわち弁座３２に着座する閉弁方向へ、付勢されるようになっている。そして、全閉状態の弁体３３が、ステップモータ３４の出力軸３５により、圧縮スプリング３９の付勢力に抗して、ストローク運動することにより、弁体３３が弁座３２から離間（開弁）する。この開弁時には、弁体３３は、ＥＧＲ通路１７の上流側（排気側）へ向けて移動する。このように、このＥＧＲ弁１８は、弁体３３が弁座３２に着座した全閉状態から、エンジン１の排気圧力又は吸気圧力に抗してＥＧＲ通路１７の上流側へ移動することで、弁体３３が弁座３２から離れて開弁する。一方、開弁状態から、弁体３３を、ステップモータ３４の出力軸３５により圧縮スプリング３９の付勢方向へ移動させることで、弁体３３が弁座３２に近付いて閉弁する。この閉弁時には、弁体３３は、ＥＧＲ通路１７の下流側（吸気側）へ向けて移動する。

この実施形態では、ステップモータ３４の出力軸３５をストローク運動させることにより、弁座３２に対する弁体３３の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３５は、弁体３３が弁座３２に着座する全閉状態から、弁体３３が弁座３２から最大限離間する全開状態までの間で所定のストロークだけストローク運動可能に設けられる。

ステップモータ３４は、コイル４１、マグネットロータ４２及び変換機構４３を含む。ステップモータ３４は、コイル４１が通電により励磁されることで、マグネットロータ４２を所定のモータステップ数だけ回転させ、変換機構４３によりマグネットロータ４２の回転運動を出力軸３５のストローク運動に変換するようになっている。この出力軸３５のストローク運動に伴って、弁体３３が弁座３２に対しストローク運動するようになっている。

マグネットロータ４２は、樹脂製のロータ本体４４と、円環状のプラスチックマグネット４５とを含む。ロータ本体４４の中心には、出力軸３５の雄ねじ部３７に螺合する雌ねじ部４６が形成される。ロータ本体４４の雌ねじ部４６と出力軸３５の雄ねじ部３７とが螺合した状態で、ロータ本体４４が回転することで、その回転運動が出力軸３５のストローク運動に変換される。ここで、雄ねじ部３７と雌ねじ部４６により、上記した変換機構４３が構成される。ロータ本体４４の下部には、スプリング受け３８のストッパ４０が当接する当接部４４ａが形成される。ＥＧＲ弁１８の全閉時には、ストッパ４０の端面が、当接部４４ａの端面に面接触し、出力軸３５の初期位置が規制されるようになっている。

この実施形態では、ステップモータ３４のモータステップ数を段階的に変えることにより、ＥＧＲ弁１８の弁体３３の開度を、全閉から全開までの間で段階的に微少に調節するようになっている。

[エンジンシステムの電気的構成について]
この実施形態のエンジンシステムは、図１に示すように、各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）５０を備える。ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じて、インジェクタ２５、点火装置２９、電子スロットル装置１４（ＤＣモータ２２）及びＥＧＲ弁１８（ステップモータ３４）をそれぞれ制御するようになっている。ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８及び電子スロットル装置１４を制御するために、所定の指令信号を各モータ３４，２２へ出力するようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ＥＣＵ５０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。外部出力回路には、インジェクタ２５、点火装置２９、電子スロットル装置１４（ＤＣモータ２２）及びＥＧＲ弁１８（ステップモータ３４）が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための各種センサ２７，５１〜５５が接続される。各種センサ２３，２７，５１〜５５は、この開示技術における運転状態検出手段の一例に相当する。

ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転数センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出信号を出力するようになっている。吸気圧センサ５１は、電子スロットル装置１４より下流のサージタンク３ａにおける圧力を吸気圧力ＰＭとして検出し、その検出信号を出力するようになっている。回転数センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角度（クランク角度）を検出すると共に、そのクランク角度の変化（クランク角速度）をエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥとして検出し、その検出信号を出力するようになっている。水温センサ５３は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度を冷却水温度ＴＨＷとして検出し、その検出信号を出力するようになっている。エアフローメータ５４は、エアクリーナ６の直下流にて吸気通路３を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出信号を出力するようになっている。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５にて、排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出し、その検出信号を出力するようになっている。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ制御を実行するために、ＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。一方、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時であって、エンジン１への燃料の供給が遮断されるとき（減速燃料カット時）には、ＥＧＲの流れを遮断するために、ＥＧＲ弁１８を全閉に制御するようになっている。

ここで、ＥＧＲ弁１８では、図３に示すように、弁座３２と弁体３３との間でデポジット等の異物ＦＢの噛み込みや付着が問題になることがある。そこで、この実施形態では、ＥＣＵ５０は、異物ＦＢの噛み込みを含む「ＥＧＲ弁１８の開閉に係る異常」を診断するために「異物噛み込み診断制御」を実行するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、この異物噛み込み診断結果を受け、ＥＧＲ弁１８に異物ＦＢの噛み込みが有る場合は、エンジン１の減速時に、ＥＧＲ弁１８から漏れ流れたＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストを回避するためのアイドルアップ制御と、異物ＦＢを除去するための異物除去制御を実行するようになっている。更に、ＥＧＲ弁１８を構成するステップモータ３４が脱調することがある。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁１８の異物噛み込み診断に関連付けて、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４の脱調の診断と脱調を解消するための制御を実行するようになっている。

[異物噛み込み診断制御について]
先ずＥＧＲ弁１８の「異物噛み込み診断制御」について説明する。図４に、この制御内容の一例をフローチャートにより示す。このフローチャートは、エンジン１の減速時であってＥＧＲ弁１８を全閉に制御するとき又は閉弁制御するときに、ＥＧＲ弁１８の異物噛み込み異常の有無を診断するための処理内容を示す。

処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を示す各種信号を各種センサ等２３，５１，５２，５４から取り込む。すなわち、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、スロットル開度ＴＡ、吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭと、ＥＧＲ弁１８の開度に対応するステップモータ３４のモータステップ数ＳＴｅｇｒとをそれぞれ取り込む。ここで、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡ又は吸気圧力ＰＭに基づきエンジン負荷ＫＬを求めることができる。また、モータステップ数ＳＴｅｇｒは、ＥＧＲ弁１８の開度（ＥＧＲ開度）、すなわち弁座３２に対する弁体３３の開度に比例する関係を有する。

次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態が異物噛み込み検出範囲内か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、例えば、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬとの関係から規定される範囲が、異物噛み込み検出に適した所定の検出範囲内であるかを判断することができる。この所定の検出範囲内として、エンジン１の減速運転又は定常運転が含まれる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻す。

ステップ１２０では、ＥＣＵ５０は、モータステップ数ＳＴｅｇｒが「８ステップ」より小さいか否かを判断する。「８ステップ」は、一例であり、ＥＧＲ弁１８の微小開度に対応する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻す。

ステップ１３０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた減速時の全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０を取り込む。ＥＣＵ５０は、例えば、図５に示すように予め設定された全閉基準吸気圧力マップを参照することにより、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた減速時の全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０を求めることができる。この全閉基準吸気圧力マップは、ＥＧＲ弁１８の弁体３３の開度（ＥＧＲ開度）が「０」、すなわち全閉時における、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに対する全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０の関係が予め設定されたマップである。ここで、一般に、エンジン１の減速時の吸気圧力ＰＭは、ＥＧＲ弁１８における異物の噛み込みの有無にかかわらずエンジン負荷ＫＬと相関を有し、両者はほぼ比例する。ただし、吸気圧力ＰＭは、エンジン回転数ＮＥに応じて変化するので、図５では、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに対して全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０が設定される。

次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥに応じた圧力上昇代αを取り込む。ＥＣＵ５０は、予め設定された所定のマップを参照することにより、この圧力上昇代αを求めることができる。この圧力上昇代αは、後述する判定時に誤差等を許容するために全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０に加算される。

次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭが、全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０と圧力上昇代αとの加算結果より大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ１７０へ移行する。

ステップ１６０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が、異物噛み込み異常である、すなわち、ＥＧＲ弁１８が、開弁異常であると判定し、その判定結果をメモリに記憶する。また、ＥＣＵ５０は、そのときのＥＧＲ弁１８（ステップモータ３４）のモータステップ数ＳＴｅｇｒを「噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ」としてメモリに記憶する。この他、ＥＣＵ５０は、開弁異常の判定結果を受けて所定の異常報知制御を実行することができる。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１００へ戻す。

一方、ステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が全閉に閉弁して正常（閉弁正常）であると判定し、処理をステップ１００へ戻す。

上記した「異物噛み込み診断制御」によれば、ＥＣＵ５０は、検出されるエンジン１の運転状態（吸気圧力ＰＭ）に基づき、ＥＧＲ弁１８の開閉に係る異常（異物噛み込み異常）を診断するように構成される。そして、ＥＣＵ５０は、その異常が有ると判定されたときに、検出される吸気圧力ＰＭに基づき異常の程度（弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれた異物ＦＢの径（噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ））を算出するようになっている。

また、この「異物噛み込み診断制御」によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時であってＥＣＵ５０がＥＧＲ弁１８を全閉に制御するとき又は閉弁制御するときに、全閉基準吸気圧力マップを参照することにより、ＥＧＲ開度、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じた全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０を求める。そして、ＥＣＵ５０は、その全閉基準吸気圧力ＰＭｅｇｒ０と検出される吸気圧力ＰＭとを比較することにより、ＥＧＲ弁１８の開閉に係る異常（異物噛み込み異常）の有無を診断するようになっている。

[アイドルアップ制御、異物除去制御、脱調の診断と解消の制御について]
次に、上記した「異物噛み込み診断制御」に関連して実行されるＥＧＲ弁１８の「アイドルアップ制御、異物除去制御、脱調の診断と解消の制御」について説明する。図６に、その制御内容の一例をフローチャートにより示す。

処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、吸気圧センサ５１の検出値に基づき吸気圧力ＰＭを取り込むと共に、ＥＧＲ弁１８の目標開度としてステップモータ３４へ指令した指令ステップ数Ｖｓｔを取り込む。

次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭから、ＥＧＲ弁１８の実際の開度（実開度）に本来対応すべきステップモータ３４の推定ステップ数Ｗｓｔを算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、所定の推定ステップ数マップ（図示略）を参照することにより、吸気圧力ＰＭに応じた推定ステップ数Ｗｓｔを求めることができる。

次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、指令ステップ数Ｖｓｔから推定ステップ数Ｗｓｔを減算することにより、ステップモータ３４に関する脱調値ＶＷｓｔを算出する。ここで、ステップモータ３４を構成するマグネットロータ４２の回転運動が指令ステップ数Ｖｓｔに正しく追従している場合（脱調していない場合）は、脱調値ＶＷｓｔは「０」となる。一方、マグネットロータ４２の回転運動が指令ステップ数Ｖｓｔに正しく追従していない場合（脱調している場合）であって、推定ステップ数Ｗｓｔが指令ステップ数Ｖｓｔより大きい場合は、脱調値ＶＷｓｔはマイナスの値となり、推定ステップ数Ｗｓｔが指令ステップ数Ｖｓｔより小さい場合は、脱調値ＶＷｓｔはプラスの値となる。

次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転が減速又はアイドルであるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断を、例えば、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥに基づいて行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３７０へ移行する。

ステップ２４０では、ＥＣＵ５０は、脱調値ＶＷｓｔが所定の基準値Ｃ１よりも小さいか否かを判断する。この基準値Ｃ１は、ステップモータ３４が脱調していることを示す値である。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合（ステップモータ３４が脱調している場合）は、処理をステップ４１０へ移行する。一方、ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合（ステップモータ３４が脱調していない場合）は、処理をステップ２５０へ移行する。

ステップ４１０では、ＥＣＵ５０は、脱調を解消するために、ステップモータ３４の指令をイニシャライズした後、処理をステップ２００へ戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４の脱調の有無を診断し、脱調しているとエンジン１の減速時又はアイドル時に判定された場合は、ステップモータ３４に対する制御の指令を初期化する。

一方、ステップ２５０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が異物噛み込みか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、上記した「異物噛み込み診断制御」の結果に基づいてこの判断を行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４００へ移行する。

ステップ２６０では、ＥＣＵ５０は、異物除去フラグＸＲＭが「０」か否かを判断する。このフラグＸＲＭは、後述するように、ＥＧＲ弁１８に対する異物除去制御が実行された場合に「１」に、その制御が未実行の場合に「０」に設定される。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合（異物除去制御未実行）は処理をステップ２７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合（異物除去制御既実行）は処理をステップ４２０へ移行する。

ステップ２７０では、異物除去制御未実行であることから、ＥＣＵ５０は、「異物噛み込み診断制御」で記憶された噛み込み異物径ＫΦＸＯＰを取り込む。

次に、ステップ２８０で、ＥＣＵ５０は、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０は、所定の基本アイドル回転数ＫｉｄＮＥ（固定値）に対し噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じたアイドルアップ回転数ＫｅｕＮＥを加算することにより、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥを求める。

ここで、ＥＣＵ５０は、図７に示すようなアイドルアップ回転数マップを参照することにより、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じたアイドルアップ回転数ＫｅｕＮＥを求めることができる。図７において、実線（太線）は、エンスト回避のための第１増量値Ｋ１を示し、破線は、アイドル維持又は減速性改善のための第２増量値Ｋ２を示す。また、ＥＣＵ５０は、図８にグラフで示すように、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥを、減速と判断してからの減速後経過時間に応じて変化させるようになっている。すなわち、ＥＣＵ５０は、図８に示すように、減速開始の時刻ｔ０から所定時間が経過する時刻ｔａまでの間では、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥを、エンストを回避するための所定の第１設定値ＳＶ１とし、所定時間が経過した後、すなわち時刻ｔａ以降は、第１設定値ＳＶ１よりも低い第２設定値ＳＶ２へ向けて移行するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、減速開始の時刻ｔ０から時刻ｔａまでの間では、第１設定値ＳＶ１を一定とし、時刻ｔｂ（ｔｂ＞ｔａ）以降は第２設定値ＳＶ２を一定とし、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの間では、第１設定値ＳＶ１を第２設定値ＳＶ２へ向けて減少させるようになっている。ここで、ＥＣＵ５０は、第１設定値ＳＶ１を第１増量値Ｋ１に基づいて求め、第２設定値ＳＶ２を第２増量値Ｋ２に基づいて求めるようになっている。上記した時刻ｔａ，ｔｂは、任意の値とすることができる。

ここで、第１設定値ＳＶ１は、エンストを十分に回避できる設定値ではあるが、エンジン１の減速を必要以上に制限しないように設定されている。また、第２設定値ＳＶ２は、アイドル維持又は減速性改善のための設定値であり、エンストを回避できる設定値でもある。また、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥ（第１設定値ＳＶ１及び第２設定値ＳＶ２）を構成する基本アイドル回転数ＫｉｄＮＥは、それのみではエンストを回避できる値にはなっていない。

次に、ステップ２９０で、ＥＣＵ５０は、減速フラグＸＤＲが「０」か否かを判断する。このフラグＸＤＲは、後述するように、今回以前にエンジン１が減速又はアイドルと判断された場合に「１」に設定され、その判断がなされていない場合に「０」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理を４７０へ移行するようになっている。

ステップ３００では、ＥＣＵ５０は、今回、減速又はアイドルであると判断されたことから、減速フラグＸＤＲを「１」に設定する。

次に、ステップ３１０では、ＥＣＵ５０は、回転数センサ５２の検出値に基づきエンジン回転数ＮＥを取り込む。

次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれたエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥよりも高いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３５０へ移行する。

ステップ３３０では、ＥＣＵ５０は、実際のエンジン回転数ＮＥに対する目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥの差を回転数差ΔＮＥとして算出する。この場合、回転数差ΔＮＥはプラスの値となる。

次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ５０は、回転数差ΔＮＥに応じて電子スロットル装置１４を閉弁制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥへ向けて低減するために電子スロットル装置１４を閉弁制御する。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２００へ戻す。

一方、ステップ３５０では、ＥＣＵ５０は、実際のエンジン回転数ＮＥに対する目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥの差を回転数差ΔＮＥとして算出する。この場合、回転数差ΔＮＥはマイナスの値となる。

次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、回転数差ΔＮＥに応じて電子スロットル装置１４を開弁制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥへ向けて増大するために電子スロットル装置１４を開弁制御する。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２００へ戻す。

一方、ステップ２３０から移行してステップ３７０では、ＥＣＵ５０は、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰが指令ステップ数Ｖｓｔより大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３９０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。

ステップ３８０では、ＥＣＵ５０は、異物除去制御が未実行であることから、異物除去フラグＸＲＭを「０」に設定し、処理をステップ３１０へ移行する。

ステップ３９０では、ＥＣＵ５０は、減速又はアイドルであると判断されないことか、減速フラグＸＤＲを「０」に設定し、処理をステップ３１０へ移行する。

また、ステップ２５０から移行してステップ４００では、ＥＧＲ弁１８が異物噛み込みでないことから、ＥＣＵ５０は、基本アイドル回転数ＫｉｄＮＥを目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥとして求め、処理をステップ３１０へ移行する。この目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥは、アイドルアップ回転数ＫｅｕＮＥを含まないことから、異物噛み込みが有る場合の目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥに比べて低くなり、アイドルアップには寄与しない値、すなわちアイドルアップを解除する値となる。

一方、ステップ２６０から移行してステップ４２０では、ＥＣＵ５０は、「異物噛み込み診断制御」で記憶された噛み込み異物径ＫΦＸＯＰを取り込む。

次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ５０は、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第１開度ΦＸｓｔ１までＥＧＲ弁１８を急閉弁制御する、すなわち急激に閉弁させる。ここで、ＥＣＵ５０は、図９に示すような制御開度マップを参照することにより、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第１開度ΦＸｓｔ１を求めることができる。図９において、実線（太線）は第１開度ΦＸｓｔ１を示し、破線は後述する第２開度ΦＸｓｔ２を示す。第２開度ΦＸｓｔ２は、第１開度ΦＸｓｔ１より高く設定されている。

続いて、ステップ４４０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を通常の閉弁速度よりも遅い速度で徐閉弁制御する、すなわち緩やかに閉弁させる。そのためにＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御する。

次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が全閉であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４４０へ戻し、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４６０へ移行する。ここで、ステップ４３０〜ステップ４５０の処理では、ＥＧＲ弁１８は、一旦急閉弁制御された後、全閉となるまで緩やかに閉弁されることになる。

そして、ステップ４６０で、ＥＣＵ５０は、異物除去制御を実行していないことから、異物除去フラグＸＲＭを「０」に設定し、処理をステップ２００へ戻す。

一方、ステップ２９０から移行してステップ４７０では、ＥＣＵ５０は、「異物噛み込み診断制御」で記憶された噛み込み異物径ＫΦＸＯＰを取り込む。

次に、ステップ４８０では、ＥＣＵ５０は、エンジン１が燃料カット（Ｆ／Ｃ）中であるか否か、すなわち、減速に伴ってインジェクタ２５からの燃料噴射を中断しているか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４９０へ移行する。

ステップ４９０では、ＥＣＵ５０は、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第１開度ΦＸｓｔ１でＥＧＲ弁１８を保持制御する、すなわち、ＥＧＲ弁１８を、異物ＦＢを除去するために必要な第２開度ΦＸｓｔ２より所定値だけ小さい第１開度ΦＸｓｔ１に保持する。ここで、ＥＣＵ５０は、図９に示すような制御開度マップを参照することにより、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第１開度ΦＸｓｔ１を求めることができる。

次に、ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、吸気圧力ＰＭが所定の基準値Ｐ１よりも低いか否かを判断する。この基準値Ｐ１として、例えば「９５（ｋＰａ）」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる（吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡより低い）場合は処理をそのままステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定となる（吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡ以上となる）場合は処理をステップ５１０へ移行する

ステップ４８０又はステップ５００から移行してステップ５１０では、ＥＣＵ５０は、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第２開度ΦＸｓｔ２でＥＧＲ弁１８の異物除去制御を実行する。ここで、ステップ５００から移行した場合は、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持した後であって、吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡに近くなったときに、ＥＧＲ弁１８から異物を除去するために、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１から第２開度ΦＸｓｔ２に開弁するためにステップモータ３４を制御する。一方、ステップ４８０から移行した場合は、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持した後であって、エンジン１に対し燃料カットされているときに、ＥＧＲ弁１８から異物を除去するために、ＥＧＲ弁１８を第２開度ΦＸｓｔ２に開弁するためにステップモータ３４を制御する。これらの場合、弁座３２と弁体３３との間における異物ＦＢの噛み込みが解除され、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流れにより弁座３２又は弁体３３から異物ＦＢが引き剥がされたり、吹き飛ばされたりすることになる。ここで、ＥＣＵ５０は、図９に示すような制御開度マップを参照することにより、噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じた第２開度ΦＸｓｔ２を求めることができる。

次に、ステップ５２０で、ＥＣＵ５０は、異物除去制御を実行したことから、異物除去フラグＸＲＭを「１」に設定し、処理をステップ３１０へ移行する。

上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジンの減速時に、ＥＧＲ弁１８に開閉に係る異常（異物噛み込み異常）が有ることと、その異常の程度（噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ）が判定されたときであって、インジェクタ２５によるエンジン１への燃料の供給が遮断（燃料カット）される前に、ＥＧＲ弁１８を、判定された異常を解消（異物ＦＢを除去）するために必要な第２開度ΦＸｓｔ２より所定値だけ小さい第１開度ΦＸｓｔ１に保持するためにステップモータ３４を制御するようになっている。

上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持した後であって、エンジン１への燃料カットされてから、ＥＧＲ弁１８から異物ＦＢを除去するために、ＥＧＲ弁１８を第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁するためにステップモータ３４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持した後であって、検出される吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡに近くなったときに、異物ＦＢを除去するために、ＥＧＲ弁１８を第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁するためにステップモータ３４を制御するようになっている。

また、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、検出される運転状態（吸気圧力ＰＭ）に基づきステップモータ３４の脱調の有無を診断するように構成される。そして、ＥＣＵ５０は、脱調していると判定された場合は、エンジン１の減速時にステップモータ３４に対する制御の指令を初期化（イニシャライズ）し、異物噛み込み異常が有ると判定されている場合は、初期化の後に異物ＦＢを除去するために、ＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持してから第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁すべくステップモータ３４を制御するようになっている。

更に、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンストを回避するために、判定された噛み込み異物径ＫΦＸＯＰに応じて出力調節手段（電子スロットル装置１４）を制御し、その制御後であって、異物ＦＢを除去するためにＥＧＲ弁１８を第１開度ΦＸｓｔ１に保持してから第２開度ΦＸｓｔ２に開弁した後に、ＥＧＲ弁１８を、通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁すべくステップモータ３４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を緩やかに閉弁すべくステップモータ３４を制御した後、ＥＧＲ弁１８の開閉に係る異常（異物噛み込み異常）の有無を再診断するように構成され、異常が無いと判定されたときのみ、エンストを回避するための電子スロットル装置１４の制御を解除するようになっている。

ここで、図１０に、上記各種制御の実行時における各種パラメータの挙動をタイムチャートにより示す。図１０において、（ａ）はエンジン回転数ＮＥを、（ｂ）はアクセル開度ＡＣＣとスロットル開度ＴＡを、（ｃ）は異物除去フラグＸＲＭを、（ｄ）はＥＧＲ開度を、（ｅ）はＥＧＲ率を、（ｆ）は噛み込み異物径ＫΦＸＯＰを、（ｇ）は吸気圧力ＰＭをそれぞれ示す。

図１０（ａ）において、太線ｎｅ１は、異物噛み込みが有るときに本制御のアイドルアップを実行した場合を、太破線ｎｅ２は、異物除去後にＥＧＲ弁１８が急閉弁してフィードバック制御が間に合わずにエンジン回転数が変動した場合を、破線ｎｅ３は、異物噛み込みが無いときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合を、実線ｎｅ４は、異物噛み込みが有るときの目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥをそれぞれ示す。

図１０（ｂ）において、実線は、アクセル開度ＡＣＣを、太線ｔａ１は、異物噛み込みが有るときに本制御のアイドルアップを実行し、かつ異物除去制御後にＥＧＲ弁１８を緩やかに閉弁制御した場合のスロットル開度を、太破線ｔａ２は、ＥＧＲ弁１８が異物除去制御後に急閉弁してフィードバック制御が間に合わなかった場合のスロットル開度を、破線ｔａ３は、異物噛み込みが無いときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合のスロットル開度をそれぞれ示す。

図１０（ｄ）において、太線ｅａ１は、ＥＧＲ弁１８が異物を噛み込んだ場合であって、予開弁（第１開度ΦＸｓｔ１に保持）制御し、かつ異物除去制御後にＥＧＲ弁１８を緩やかに閉弁制御した場合を（実際の開度でもあり制御開度（指令値）でもある。）、太破線ｅａ２は、異物除去後にＥＧＲ弁１８が急閉弁した場合を、実線ｅａ３は、異物噛み込みが無いときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合を、破線ｅａ４は、ＥＧＲ弁１８に異物噛み込みがある場合を、実線ｅａ５は、ＥＧＲ弁１８が脱調している場合を、太線ｅａ６は、脱調をイニシャライズした場合をそれぞれ示す。

図１０（ｅ）において、太線ｒａ１は、異物噛み込みが有るときに本制御のアイドルアップを実行した場合を、太破線ｒａ２は、異物除去後にＥＧＲ弁１８を急閉弁した場合を、破線ｒａ３は、異物噛み込みが無いときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合を、破線ｒａ４は、異物除去制御をしても異物ＦＢが除去されなかった場合をそれぞれ示す。

図１０（ｆ）において、破線ｐ１は、異物噛み込みがある場合を、太線ｐ２は、異物噛み込みがない場合を、太破線ｐ３は、異物除去制御をしても異物ＦＢが除去されなかった場合をそれぞれ示す。

図１０（ｇ）において、太線ｐｍ１は、異物噛み込みが有るときに本制御のアイドルアップ及び異物除去制御を実行した場合を、太破線ｐｍ２は、ＥＧＲ弁１８が異物除去後に急閉弁してフィードバック制御が間に合わなかった場合を、太破線ｐｍ３は、異物噛み込みが無いときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合を、太破線ｐｍ４は、異物噛み込みが有るときに本制御のアイドルアップを実行しなかった場合を、実線ｐｍ５は、ＥＧＲ弁１８が脱調した場合を、太線ｐｍ６は、脱調をイニシャライズした場合をそれぞれ示す。

図１０において、時刻ｔ１で（ｂ）のアクセル開度ＡＣＣが減少し始める（減速要求が入る）と、少し遅れた時刻ｔ２で（ｂ）のスロットル開度ＴＡと（ｄ）のＥＧＲ開度がそれぞれ減少し始める。すなわち、電子スロットル装置１４とＥＧＲ弁１８がそれぞれ閉弁し始める。その後、時刻ｔ３では、（ｂ）のスロットル開度ＴＡが所定の減速開度（基本アイドル開度ＴｉｄＴＡ）に達するが、（ｄ）のＥＧＲ開度は脱調により全閉にならず、時刻ｔ３の直前でＥＧＲ弁１８に異物噛み込みがある場合（三角印）は、（ｄ）に破線ｅａ３で示すように、ＥＧＲ開度はある開度で開弁したままとなる。

その後、時刻ｔ４で（ｆ）に破線ｐ１で示すようにＥＧＲ弁１８に異物噛み込みが有ると判定されると、本制御によりアイドルアップが実行され、（ａ）に実線ｎｅ４で示すように目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥが第１設定値ＳＶ１となる。これにより、時刻ｔ５で（ａ）に太線ｎｅ１で示すように実際のエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥを過ぎると、（ｂ）に太線ｔａ２で示すように、それ以降のスロットル開度ＴＡが制御され、（ａ）に太線ｎｅ１で示すようにエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥに収束するように制御される。これにより、（ｇ）に太線ｐｍ１で示すように、時刻ｔ３以降に低下し始めた吸気圧力ＰＭは、アイドルアップにより上昇し、その後、時刻ｔ６まで緩やかに増加して大気圧力ＰＡに達する。ここで、吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡに達するのは、ＥＧＲ弁１８における噛み込み異物径ＫΦＸＯＰが大きいことによる吸気圧力ＰＭの増加と、エンスト回避のためのアイドルアップによる吸気圧力ＰＭの増加（噛み込み異物径ＫΦＸＯＰが大きいほど増加は大きい）との双方の影響によるものと考えられる。これに伴い、（ｅ）に太線ｒａ１で示すように、時刻ｔ３以降一旦増加したＥＧＲ率は減少し、時刻ｔ６までほぼ一定となる。このようにエンジン１の減速時にＥＧＲ率の上昇が抑えられることから、エンジン１のエンストを回避することができる。

一方、時刻ｔ３でＥＧＲ弁１８に脱調が有ると判定されると、（ｄ）に実線ｅａ４及び太線ｅａ５に示すように、ＥＧＲ弁１８の制御がイニシャライズされる。一方、太線ｅａ１に示すように、ＥＧＲ開度の指令値は、時刻ｔ３以降、時刻ｔ６まで第１開度ΦＸｓｔ１に開弁されて保持され、その後、時刻ｔ７では、異物ＦＢを除去するために第１開度ΦＸｓｔ１から第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁され、（ｃ）に示すように、異物除去フラグＸＲＭが「１」となる。これにより、ＥＧＲ弁１８から異物ＦＢが除去される。その後、（ｄ）に太線ｅａ１で示すように、ＥＧＲ弁１８は、第２開度ΦＸｓｔ２から第１開度ΦＸｓｔ１へ戻されるが、時刻ｔ８から時刻ｔ１０の間では、通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁され、（ｃ）に示すように、時刻ｔ１０で異物除去フラグＸＲＭが「０」に戻される。これにより、（ｅ）に太線ｒａ１で示すように、時刻ｔ８以降でＥＧＲ率が「０」へ向けて減少すると共に、（ｇ）に太線ｐｍ１で示すように、時刻ｔ８以降で吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡから正常値へ向けて減少する。

以上説明したこの実施形態におけるエンジンシステムによれば、エンジン１の減速時に、検出される吸気圧力ＰＭ（運転状態）に基づき、ＥＧＲ弁１８における異物噛み込み異常（弁座３２と弁体３３との間の開閉に係る異常）とその噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ（異常の程度）が診断される。そして、異物噛み込み異常が有ることと噛み込み異物径ＫΦＸＯＰが判定されたときであって、エンジン１への燃料カット（燃料の供給が遮断）される前に、ＥＧＲ弁１８が、異物ＦＢを除去（異常を解消）するために必要な第２開度ΦＸｓｔ２より小さい第１開度ΦＸｓｔ１に保持される。従って、エンジン１に対し燃料カットされる前は、ＥＧＲ弁１８が、必要な第２開度ΦＸｓｔ２に開弁される前に、予め第２開度ΦＸｓｔ２より小さい第１開度ΦＸｓｔ１に保持されるので、その後に第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁する時間が短くなる。このため、ＥＧＲ弁１８から異物ＦＢを除去するタイミングで、必要な第２開度ΦＸｓｔ２へＥＧＲ弁１８を開弁させる時間を短縮することができ、異物ＦＢを除去するための動作性を向上させることができる。

この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁１８は、第１開度ΦＸｓｔ１に保持された後、エンジン１への燃料カットされてから、異物ＦＢを除去するために第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁される。従って、異物ＦＢを除去するときは、エンジン１でＥＧＲガスによる燃焼悪化がない条件下でＥＧＲ弁１８が第１開度ΦＸｓｔ１から第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁される。このため、エンジン１にＥＧＲガスが流れても、燃焼悪化が無いときに速やかにＥＧＲ弁１８から異物ＦＢを除去することができる。

この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁１８は、第１開度ΦＸｓｔ１に保持された後、吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡに近くなったときに、異物ＦＢを除去（異常を解消）するために第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁される。従って、ＥＧＲ弁１８から異物ＦＢを除去するときは、吸気圧力ＰＭが大気圧力ＰＡに近いので、ＥＧＲ弁１８から吸気通路３へのＥＧＲガスの漏れが少ない状況で、異物ＦＢの除去を速やかに行うことが可能となる。このため、ＥＧＲ弁１８の異常解消（異物除去）の際に、更なる燃焼悪化を招くことを抑制することができる。

この実施形態の構成によれば、検出される吸気圧力ＰＭ（運転状態）に基づきステップモータ３４の脱調の有無が診断される。そして、脱調していると判定された場合は、エンジン１の減速時にステップモータ３４に対する制御の指令が初期化（イニシャライズ）され、異物噛み込み異常が有ると判定されている場合は、初期化の後に異物ＦＢを除去（異常を解消）するために、ＥＧＲ弁１８が第１開度ΦＸｓｔ１に保持されてから第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁される。従って、ＥＧＲ弁１８から異物ＦＢを除去する場合は、ステップモータ３４が脱調していても、ステップモータ３４への制御の指令が初期化されてからＥＧＲ弁１８が第１開度ΦＸｓｔ１及び第２開度ΦＸｓｔ２に開弁される。このため、ステップモータ３４が脱調していても、ＥＧＲ弁１８を適切に第１開度ΦＸｓｔ１及び第２開度ΦＸｓｔ２に開弁することができる。

この実施形態の構成によれば、エンストを回避するために、電子スロットル装置１４（出力調節手段）がＥＧＲ弁１８の噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ（異常の程度）に応じて制御され、ＥＧＲ弁１８の異常によるエンジン１の出力低下（燃焼悪化）が補われる。そして、電子スロットル装置１４の制御後であって、異物ＦＢを除去（異常を解消）するためにＥＧＲ弁１８が第１開度ΦＸｓｔ１から第２開度ΦＸｓｔ２へ開弁された後は、ＥＧＲ弁１８が通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁される。従って、ＥＧＲ弁１８からのＥＧＲガスの漏れが緩やかに低減される。このため、エンストを回避するためにエンジン１の出力をアップしたときの、エンジン１における急激な燃焼良化（トルク上昇）を抑制することができ、ドライバビリティを改善することができる。

この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁１８が緩やかに閉弁された後、ＥＧＲ弁１８の異物噛み込み異常（開閉に係る異常）の有無が再診断される。そして、その異常が無いと判定されたときのみ、エンストを回避するための電子スロットル装置１４（出力調節手段）の制御が解除される。従って、ＥＧＲ弁１８に異常がないことが改めて確かめられたときだけ、エンストを回避するためのエンジン１のアイドルアップが無くなる。このため、ＥＧＲ弁１８の異常を再診断することで、異物ＦＢの残留（異常の未解消）によるエンストを回避することができると共に、異物ＦＢが除去（異常が解消）された後に電子スロットル装置１４の制御を速やかに通常の制御へ戻すことができる。

この実施形態の構成によれば、エンジン１の減速時には、エンジン１をアイドルアップするために、検出されるエンジン回転数ＮＥが所定の目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥになるように電子スロットル装置１４がフィードバック制御される。ここで、減速開始から所定時間が経過するまでの間は、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥが、エンストを回避するための所定の第１設定値ＳＶ１となるので、例えば、ＥＧＲ弁１８が異物ＦＢの噛み込み等により完全に全閉とならず、ＥＧＲガスが吸気へ漏れ流れても、エンジン１がエンストを回避するための第１設定値ＳＶ１までアイドルアップされてエンストが回避される。また、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥが第１設定値ＳＶ１となってから所定時間が経過すると、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥが第１設定値ＳＶ１よりも低い第２設定値ＳＶ２へ移行するので、アイドルアップのレベルが一段低減される。このため、エンジン１の減速時において、ＥＧＲ弁１８が異物噛み込み等により完全に全閉とならない場合には、減速初期にアイドルアップによる吸気増大遅れを回避することができ、エンストを回避することができる。

この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁１８に異常が有ると判定されたときは、その異常の程度（噛み込み異物径ＫΦＸＯＰ）に基づき目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥに係る第２設定値ＳＶ２が算出される。従って、ＥＧＲ弁１８に異常（異物噛み込み異常）が有り、ＥＧＲガスが吸気へ漏れ流れようとする場合は、目標アイドル回転数ＴｉｄＮＥが第１設定値ＳＶ１となってから、異物ＦＢの径に応じた第２設定値ＳＶ２へ移行するので、アイドルアップが必要十分なレベルへ一段低減される。このため、エンジン１の減速中後期には、エンストを回避しながらエンジン１の空走感（運転者の要求通りに減速しない違和感）発生を防止することができる。

この実施形態では、ＥＧＲ弁１８の開閉に係る異常として、異物ＦＢの噛み込みによる全閉異常を想定したが、異物ＦＢの噛み込みに限らず、弁体３３が固着等により全閉にならない異常を想定することもできる。

また、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁１８に異常が有ると判定されたときは、異物除去制御により、異物ＦＢの径に相当する開度より大きい開度（第２開度ΦＸｓｔ２）でＥＧＲ弁１８が開弁され、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれた異物ＦＢが除去される。このため、ＥＧＲ弁１８を、異物噛み込み異常から正常状態へ速やかに戻すことができ、この意味でもエンジン１の失火やエンストの発生を回避することができる。

なお、この開示技術は前記実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

（１）前記実施形態では、ＥＧＲ装置１０を、過給機を備えないガソリンエンジンシステムにおける、いわゆる「高圧ループ式」のＥＧＲ装置に具体化したが、過給機を備えたガソリンエンジンシステムにおける、いわゆる「高圧ループ式」及び「低圧ループ式」のＥＧＲ装置に具体化することもできる。

（２）前記実施形態では、電子スロットル装置１４を出力調節手段とし、その装置１４によるアイドルアップ制御をエンストを回避するための制御とした。これに対し、点火装置２９を出力調節手段とし、その装置２９による点火時期進角制御をエンストを回避するための制御としたり、インジェクタ２５を出力調節手段とし、そのインジェクタ２５による燃料増量制御をエンストを回避するための制御としたりすることができる。

（３）前記実施形態では、この開示技術をガソリンエンジンシステムに適用したが、この開示技術をディーゼルエンジンシステムに適用することもできる。

この開示技術は、ＥＧＲ装置を備えたガソリンエンジンシステムやディーゼルエンジンシステムに適用できる。

１ エンジン
３ 吸気通路
５ 排気通路
１０ ＥＧＲ装置（排気還流装置）
１４ 電子スロットル装置（出力調節手段）
１７ ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１８ ＥＧＲ弁（排気還流弁）
２３ スロットルセンサ（運転状態検出手段）
２５ インジェクタ（燃料供給手段、出力調節手段）
２７ アクセルセンサ（運転状態検出手段）
２９ 点火装置（出力調節手段）
３２ 弁座
３３ 弁体
３４ ステップモータ
５０ ＥＣＵ（制御手段）
５１ 吸気圧センサ（運転状態検出手段、吸気圧力検出手段）
５２ 回転数センサ（運転状態検出手段）
５３ 水温センサ（運転状態検出手段）
５４ エアフローメータ（運転状態検出手段）
５５ 空燃比センサ（運転状態検出手段）
ＰＭ 吸気圧力
ＫΦＸＯＰ 噛み込み異物径
ΦＸｓｔ１ 第１開度
ΦＸｓｔ２ 第２開度

Claims (6)

1. エンジンと、
   前記エンジンへ吸気を導入するための吸気通路と、
   前記エンジンから排気を導出するための排気通路と、
   前記エンジンに燃料を供給するための燃料供給手段と、
   前記エンジンから前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるための排気還流通路と、前記排気還流通路における排気還流ガス流量を調節するための排気還流弁とを含む排気還流装置と、
   前記排気還流弁は、弁座と、前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動するためのステップモータとを含むことと、
   前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
   検出される前記エンジンの運転状態に基づき、少なくとも前記燃料供給手段及び前記排気還流弁の前記ステップモータを制御するための制御手段と
   を備えたエンジンシステムにおいて、
   前記制御手段は、前記エンジンの減速時に、検出される前記運転状態に基づき、前記排気還流弁における前記弁座と前記弁体との間の開閉に係る異常と異常の程度を診断するように構成され、前記異常が有ることと前記異常の程度が判定されたときであって、前記燃料供給手段による前記エンジンへの前記燃料の供給が遮断される前に、前記排気還流弁を、判定された前記異常を解消するために必要な第２開度より所定値だけ小さく、かつ前記エンジンの減速開始以降であって前記異常が有ることが判定される前の最小の制御開度より大きい第１開度に保持すべく前記ステップモータを制御する
   ことを特徴とするエンジンシステム。
2. 請求項１に記載のエンジンシステムにおいて、
   前記制御手段は、前記排気還流弁を前記第１開度に保持した後であって、前記燃料供給手段による前記エンジンへの前記燃料の供給が遮断されてから、前記異常を解消するために、前記排気還流弁を前記第２開度へ開弁すべく前記ステップモータを制御する
   ことを特徴とするエンジンシステム。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンシステムにおいて、
   前記運転状態検出手段は、前記エンジンの吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記排気還流弁を前記第１開度に保持した後であって、検出される前記吸気圧力が大気圧力に近くなったときに、前記異常を解消するために、前記排気還流弁を前記第２開度へ開弁すべく前記ステップモータを制御する
   ことを特徴とするエンジンシステム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンシステムにおいて、
   前記制御手段は、検出される前記運転状態に基づき前記ステップモータの脱調の有無を診断するように構成され、前記脱調していると判定された場合は、前記エンジンの減速時に前記ステップモータに対する制御の指令を初期化し、前記異常が有ると判定されている場合は、前記初期化の後に前記異常を解消するために、前記排気還流弁を前記第１開度に保持してから前記第２開度へ開弁すべく前記ステップモータを制御する
   ことを特徴とするエンジンシステム。
5. 請求項２又は３に記載のエンジンシステムにおいて、
   前記エンジンの出力を調節するための出力調節手段を更に備え、
   前記制御手段は、エンストを回避するために、判定された前記異常の程度に応じて前記出力調節手段を制御し、前記出力調節手段の制御後であって、前記異常を解消するために前記排気還流弁を前記第１開度に保持してから前記第２開度へ開弁した後に、前記排気還流弁を、通常の閉弁速度よりも遅い速度で緩やかに閉弁すべく前記ステップモータを制御する
   ことを特徴とするエンジンシステム。
6. 請求項５に記載のエンジンシステムにおいて、
   前記制御手段は、前記排気還流弁を緩やかに閉弁すべく前記ステップモータを制御した後、前記排気還流弁の前記開閉に係る異常の有無を再診断するように構成され、前記異常が無いと判定されたときのみ、前記エンストを回避するための前記出力調節手段の制御を解除する
   ことを特徴とするエンジンシステム。

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