(57)【要約】【課題】  過給圧制御の影響による実ＥＧＲ率の目標ＥＧＲ率に対する不足の発生を可及的に抑制する。【解決手段】  過給圧制御手段（７０）は、排気制御弁（３５）及び第一過給機（４）の排気入口に設けられた可変ノズル（４１）の開度を調整することで、過給圧を制御する。ＥＧＲ制御手段（７０）は、ＥＧＲ弁（６２）及び排気制御弁（３５）の開度を調整することで、吸気に対する排気再循環状態を制御する。【選択図】  図１
2010270632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
この内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装された第一過給機及び第二過給機と、
前記第一過給機をバイパスする排気の流量を調整することで、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態を制御するように、前記排気通路に介装された、排気制御弁と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路に介装された、ＥＧＲ弁と、
を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置であって、
前記排気制御弁及び前記第一過給機の排気入口に設けられた可変ノズルの開度を調整することで、過給圧を制御する、過給圧制御手段と、
前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開度を調整することで、吸気に対する排気再循環状態を制御する、ＥＧＲ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
前記ＥＧＲ制御手段は、
前記排気制御弁の開度の調整を行わないと実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する第一運転領域においては、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開度を調整することで、吸気に対する排気再循環状態を制御する一方、
前記排気制御弁の開度の調整を行わなくても前記実ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率と一致する第二運転領域においては、前記排気制御弁の開度を調整することなく、吸気に対する排気再循環状態を制御する
ことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記第一運転領域においては、前記排気制御弁の開度を開弁側に調整し、
前記過給圧制御手段は、前記第二運転領域においては、低機関回転数領域にて前記排気制御弁を全閉としつつ前記可変ノズルの開度の調整により過給圧を制御する一方、前記可変ノズルが全開に達した場合は前記排気制御弁の開度の調整により過給圧を制御し、前記第一運転領域においては、前記ＥＧＲ制御手段による前記排気制御弁の開度の開弁側への調整に伴って前記可変ノズルの開度を閉弁側に調整する
ことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
前記排気制御弁の開度は、実過給圧及び前記実ＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧及び前記目標ＥＧＲ率と一致する範囲における最小の開度に設定されることを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
前記第一過給機は、前記第二過給機における第二タービンよりも排気通流方向における上流側に配置された第一タービンを備え、
前記排気通路は、前記第一タービンをバイパスするように設けられたバイパス通路を備え、
前記排気制御弁は、前記バイパス通路に介装されたことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装された第一過給機及び第二過給機を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、特開平４−１７７４３号公報、特開２００５−１４６９０６号公報、特開２００５−３１５１６３号公報、特開２００５−３３０８１１号公報、等に開示されたものが知られている。
【０００３】
かかる装置は、運転状態に応じて各過給機への排気の供給状態を調整することで、過給モードを切り換えるようになっている。具体的には、例えば、特開２００５−１４６９０６号公報等に開示された装置は、高圧ターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス路と、このバイパス路の途中に設けられている開閉弁と、を備えている。
【０００４】
かかる装置においては、エンジンの回転数が所定回転数以上の領域では、前記開閉弁の閉弁状態が解除される。このような開閉制御により、前記エンジンから前記高圧ターボチャージャの前記タービンを経て低圧ターボチャージャのタービンへと至る排気の流れと、前記エンジンから前記バイパス路を介して直接的に前記低圧ターボチャージャの前記タービンへと至る排気の流れと、が実現される。
【発明の概要】
【０００５】
この種の装置における吸排気系統には、ＥＧＲシステム（ＥＧＲは排気ガス再循環（Exhaust  Gas  Recirculation）の略）が設けられることがあり得る。かかるＥＧＲシステムを備えたこの種の装置においては、前記開閉弁の開閉状態による過給圧制御の影響で、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する場合が生じ得る。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。
【０００６】
本発明の適用対象である内燃機関システムは、内燃機関と、第一過給機と、第二過給機と、排気制御弁と、ＥＧＲ弁と、を備えている。
【０００７】
前記第一過給機及び前記第二過給機は、前記内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装されている。前記第一過給機の排気入口には、可変ノズルが設けられている。すなわち、前記第一過給機は、可変容量型過給機として構成されている。
【０００８】
なお、前記第一過給機及び前記第二過給機は、直列に配置され得る。すなわち、前記第一過給機は、前記第二過給機よりも、排気通流方向における上流側且つ吸気通流方向における下流側に設けられ得る。具体的には、前記第一過給機における第一タービンが前記第二過給機における第二タービンよりも排気通流方向における上流側に設けられ得る。
【０００９】
前記排気制御弁は、前記排気通路に介装されている。この排気制御弁は、前記第一過給機をバイパスする排気の流量を調整することで、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態を制御するようになっている。具体的には、例えば、この排気制御弁は、バイパス通路に介装されている。このバイパス通路は、前記排気通路の一部であって、前記第一過給機（前記第一タービン）をバイパスするように設けられている。
【００１０】
前記ＥＧＲ弁は、前記吸気通路と前記排気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路に介装されている。このＥＧＲ弁は、その開度に応じて、吸気に対する排気再循環状態（すなわちＥＧＲ率：ＥＧＲ率は、気筒内に吸気されるガス全体に対する、再循環排気（ＥＧＲガス）の割合である。）を調整するようになっている。
【００１１】
本発明の内燃機関システム制御装置は、かかる内燃機関システムを制御するものであって、過給圧制御手段と、ＥＧＲ制御手段と、を備えている。
【００１２】
前記過給圧制御手段は、前記排気制御弁及び前記可変ノズルの開度を調整することで、過給圧を制御するようになっている。前記ＥＧＲ制御手段は、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開度を調整することで、ＥＧＲ率を制御するようになっている。
【００１３】
上述のような構成を備えた本発明の内燃機関システム制御装置においては、前記排気制御弁の動作によって、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態が制御される。また、前記可変ノズルの動作によって、前記第一過給機に供給される（前記第一タービンに吹き付けられる）排気の流速が調整される。これらにより、過給圧が制御される。
【００１４】
かかる過給圧制御の状態に応じて、排気圧が変動し得る。この排気圧の変動は、実ＥＧＲ率（実際のＥＧＲ率：実際に気筒内に吸入されたガス中のＥＧＲガスの割合）に影響を与える。
【００１５】
すなわち、過給圧が同じ条件では、前記排気制御弁の開度が小さいほど、排気圧が低下する。その結果、燃費が向上する反面、ＥＧＲ実施中はＥＧＲガスが吸気に入りにくくなる。逆に、過給圧が同じ条件では、前記排気制御弁の開度が大きいほど、排気圧が上昇する。その結果、排気圧と吸気圧との差が大きくなることで、ＥＧＲガスが吸気に入りやすくなる。
【００１６】
そこで、本発明の内燃機関システム制御装置は、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開度を調整（具体的には前記排気制御弁の開度の調整を行わないと実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する場合に前記排気制御弁の開度を開弁側に調整）することでＥＧＲ率を制御しつつ、前記排気制御弁及び前記可変ノズルの開度を調整することで過給圧を制御する。これにより、過給圧とＥＧＲ率とが、ともに良好に制御され得る。
【００１７】
例えば、前記過給圧制御手段及び前記ＥＧＲ制御手段は、以下のように動作し得る。
【００１８】
少なくとも、前記排気制御弁の開度の調整を行わないと実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する第一運転領域にて、ＥＧＲ率の制御が、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開度を調整することによって行われる。一方、前記排気制御弁の開度の調整を行わなくても前記実ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率と一致する第二運転領域においては、前記排気制御弁の開度を調整することなく、ＥＧＲ率の制御が行われ得る。
【００１９】
前記ＥＧＲ制御手段は、前記第一運転領域においては、前記排気制御弁の開度を開弁側に調整（補正）する。これにより、排気圧が上昇し、実ＥＧＲ率がより良好に目標ＥＧＲ率に対して追従し得るようになる。このとき、前記過給圧制御手段は、前記ＥＧＲ制御手段による前記排気制御弁の開度の開弁側への調整（過給圧制御のために一旦設定された開度からの開弁側への補正）に伴って、前記可変ノズルの開度を閉弁側に調整する。これにより、実過給圧が目標過給圧と一致するように、過給圧が良好に制御される。
【００２０】
前記第二運転領域においては、前記過給圧制御手段は、低機関回転数領域にて、前記排気制御弁を全閉（閉弁側上限）としつつ、前記可変ノズルの開度の調整により過給圧を制御し得る。一方、（機関回転数の上昇に伴って）前記可変ノズルが全開（開放側上限）に達した場合、前記過給圧制御手段は、前記可変ノズルを全開に維持しつつ、前記排気制御弁の開度の調整により過給圧を制御し得る。
【００２１】
なお、前記排気制御弁の開度は、実過給圧及び前記実ＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧及び前記目標ＥＧＲ率と一致する範囲における最小の開度に設定されることが好ましい。これにより、過給圧及びＥＧＲ率の良好な制御が、可及的に低燃費で達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される過給圧制御に用いられるマップである。
【図３】図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される過給圧制御に用いられるマップである。
【図４】図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、過給圧制御処理の一具体例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、ＥＧＲ実施時過給圧制御処理の一具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。
【００２４】
よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００２５】
＜構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムＥＳの全体構成を示す概略図である。なお、図１において、インタークーラ等の補機類で、本発明の主要部と関係がないものは、適宜図示が省略されているものとする。
【００２６】
図１を参照すると、内燃機関システムＥＳは、内燃機関１と、吸気通路２と、排気通路３と、高圧ターボチャージャ４（高圧タービン４ａ及び高圧コンプレッサ４ｂを含む）と、低圧ターボチャージャ５（低圧タービン５ａ及び低圧コンプレッサ５ｂを含む）と、ＥＧＲシステム６と、制御装置７と、を備えている。
【００２７】
吸気通路２及び排気通路３は、内燃機関１に接続されている。高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５は、吸気通路２及び排気通路３に介装されている。本実施形態においては、高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５は、直列に配列されている。すなわち、高圧タービン４ａは、低圧タービン５ａよりも排気通流方向における上流側に配置されている。また、高圧コンプレッサ４ｂは、低圧コンプレッサ５ｂよりも吸気通流方向における下流側に配置されている。
【００２８】
本発明の内燃機関システム制御装置の一実施形態である制御装置７は、内燃機関１、吸気通路２、排気通路３、高圧ターボチャージャ４、低圧ターボチャージャ５、及びＥＧＲシステム６の各部の動作を制御するようになっている。以下、本実施形態に係る内燃機関システムＥＳの各部の構成について、より詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態においては、内燃機関１には、複数（４つ）の気筒１１が、直列に配列形成されている。また、この内燃機関１には、各気筒１１内に燃料を供給するためのインジェクタ１２が、各気筒１１に対応してそれぞれ設けられている。
【００３０】
吸気通路２及び排気通路３は、二段過給モードと単段過給モードとの間で過給モードを切り換え可能に構成されている。ここで、二段過給モードは、排気が高圧タービン４ａを経て低圧タービン５ａに供給されることで低圧コンプレッサ５ｂ及び高圧コンプレッサ４ｂにより過給される過給モードである。これに対し、単段過給モードは、排気が高圧タービン４ａをバイパスして低圧タービン５ａに供給されることで主として低圧コンプレッサ５ｂにより過給される過給モードである。
【００３１】
具体的には、本実施形態の吸気通路２は、吸気マニホールド２１と、主吸気通路２２と、吸気バイパス通路２３と、吸気切換弁２４と、を備えている。主吸気通路２２は、吸気マニホールド２１と、高圧コンプレッサ４ｂと、低圧コンプレッサ５ｂと、を直列的に接続するように設けられている。
【００３２】
吸気バイパス通路２３は、主吸気通路２２における高圧コンプレッサ４ｂと低圧コンプレッサ５ｂとの間の位置と、高圧コンプレッサ４ｂよりも下流側の位置と、を接続することで、低圧コンプレッサ５ｂを経た吸気が高圧コンプレッサ４ｂをバイパスして吸気マニホールド２１に向かうように設けられている。この吸気バイパス通路２３には、吸気切換弁２４が介装されている。この吸気切換弁２４は、その開度に応じて、吸気バイパス通路２３における流路断面積を調整するようになっている。
【００３３】
本実施形態の排気通路３は、排気マニホールド３１と、主排気通路３２と、高圧側排気バイパス通路３３と、低圧側排気バイパス通路３４と、排気制御弁３５と、低圧タービンバイパス弁３６と、を備えている。主排気通路３２は、排気マニホールド３１と、高圧タービン４ａと、低圧タービン５ａと、を直列的に接続するように設けられている。
【００３４】
高圧側排気バイパス通路３３は、高圧タービン４ａをバイパスして排気マニホールド３１と低圧タービン５ａとを接続するように設けられている。具体的には、高圧側排気バイパス通路３３は、主排気通路３２における高圧タービン４ａと低圧タービン５ａとの間の位置と、排気マニホールド３１と、を接続するように設けられている。すなわち、高圧側排気バイパス通路３３は、高圧ターボチャージャ４をバイパスして低圧ターボチャージャ５に排気を供給し得るようになっている。
【００３５】
低圧側排気バイパス通路３４は、低圧タービン５ａをバイパスするように設けられている。具体的には、低圧側排気バイパス通路３４は、主排気通路３２における、高圧タービン４ａと低圧タービン５ａとの間の位置と、低圧タービン５ａよりも下流側の位置と、を接続するように設けられている。
【００３６】
高圧側排気バイパス通路３３には、排気制御弁３５が介装されている。排気制御弁３５は、その開度に応じて、高圧側排気バイパス通路３３における流路断面積を調整するようになっている。すなわち、この排気制御弁３５は、その開度に応じて高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５に対する排気の供給状態を調整することで、過給モードを切り換える（過給状態を調整する）ようになっている。
【００３７】
低圧側排気バイパス通路３４には、低圧タービンバイパス弁３６が介装されている。この低圧タービンバイパス弁３６は、その開度に応じて低圧側排気バイパス通路３４における流路断面積を調整することで、高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５に対する排気の供給状態を制御するようになっている。すなわち、この低圧タービンバイパス弁３６は、その開度に応じて、低圧ターボチャージャ５をバイパスする排気の流量を調整するようになっている。
【００３８】
主排気通路３２には、また、排気浄化触媒３７が介装されている。排気浄化触媒３７は、低圧側排気バイパス通路３４の排気通流方向における下流側の端部と主排気通路３２とが合流する部分、及び、低圧タービン５ａよりも、排気通流方向における下流側に設けられている。
【００３９】
本実施形態においては、高圧ターボチャージャ４は、いわゆる可変容量ターボチャージャとして構成されている。すなわち、高圧ターボチャージャ４は、排気によって回転駆動される高圧タービン４ａと、この高圧タービン４ａの回転によって回転駆動されることで給気を加圧する高圧コンプレッサ４ｂと、に加えて、可変ベーンノズル４１を備えている。可変ベーンノズル４１は、高圧ターボチャージャ４における高圧タービン４ａの排気入口に設けられていて、その開度に応じて、高圧タービン４ａにおけるＡ／Ｒ比を変更可能に構成されている。
【００４０】
低圧ターボチャージャ５は、高圧タービン４ａよりも排気通流方向における下流側にて通流する排気によって回転駆動される低圧タービン５ａと、かかる低圧タービン５ａの回転によって回転駆動されることで高圧コンプレッサ４ｂよりも給気通流方向における上流側にて給気を加圧する低圧コンプレッサ５ｂと、を備えている。
【００４１】
ＥＧＲシステム６は、外部ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ弁６２と、を備えている。外部ＥＧＲ通路６１は、吸気マニホールド２１と排気マニホールド３１とを接続するように設けられている。ＥＧＲ弁６２は、外部ＥＧＲ通路６１に介装されている。このＥＧＲ弁６２は、その開度に応じて、吸気に対する排気再循環状態（すなわちＥＧＲ率）を調整するようになっている。
【００４２】
＜＜制御装置＞＞
制御装置７は、本発明の過給圧制御手段及びＥＧＲ制御手段を構成する、電子コントロールユニット７０（以下、「ＥＣＵ７０」と略称する。）を備えている。
【００４３】
ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７０ａと、ＲＯＭ７０ｂと、ＲＡＭ７０ｃと、バックアップＲＡＭ７０ｄと、インターフェース７０ｅと、双方向バス７０ｆと、を備えている。ＣＰＵ７０ａ、ＲＯＭ７０ｂ、ＲＡＭ７０ｃ、バックアップＲＡＭ７０ｄ、及びインターフェース７０ｅは、双方向バス７０ｆによって互いに接続されている。
【００４４】
ＣＰＵ７０ａは、内燃機関システムＥＳにおける各部の動作を制御するためのルーチン（プログラム）を実行するように構成されている。ＲＯＭ７０ｂには、ＣＰＵ７０ａが実行するルーチン、及びこのルーチン実行の際に参照されるマップ等（マップの他、テーブルや関係式等を含む。以下同様。）やパラメータその他のデータが、予め格納されている。
【００４５】
ＲＡＭ７０ｃは、ＣＰＵ７０ａがルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ７０ｄは、電源が投入された状態でＣＰＵ７０ａがルーチンを実行する際にデータを適宜格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持するように構成されている。
【００４６】
インターフェース７０ｅは、後述の各種センサと電気的に接続されていて、これらのセンサからの検出信号をＣＰＵ７０ａに伝達するように構成されている。また、インターフェース７０ｅは、インジェクタ１２、吸気切換弁２４、排気制御弁３５、低圧タービンバイパス弁３６、可変ベーンノズル４１、ＥＧＲ弁６２、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ７０ａからこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。
【００４７】
すなわち、ＥＣＵ７０は、各種のセンサの出力信号に基づいて内燃機関１の運転状態を取得し、この運転状態に基づいて上述の動作部の動作状態を制御することで、燃料噴射量、燃料噴射時期、ＥＧＲ率、過給圧、過給モード、等を制御するように構成されている。
【００４８】
アクセル開度センサ７１は、運転者によって操作されるアクセルペダル７１ａの操作量を表す信号（アクセルペダル操作量Accp）を出力するようになっている。クランクポジションセンサ７２は、内燃機関１の内部に設けられた図示しないクランクシャフトの回転角度に応じた波形の信号を出力することでＣＰＵ７０ａによって機関回転数Ｎｅが取得されるように、内燃機関１に装着されている。
【００４９】
吸入空気の単位時間あたりの質量流量（吸入空気流量Ｇａ）に応じた出力電圧を発生するエアフローメータ７３は、吸気通路２における低圧タービン５ａよりも上流側に設けられている。吸気圧力すなわち過給圧を検出する過給圧センサ７４は、吸気マニホールド２１に装着されている。
【００５０】
外部ＥＧＲ通路６１には、ＥＧＲ温度センサ７５及びＥＧＲ圧力センサ７６が介装されている。ＥＧＲ温度センサ７５は、外部ＥＧＲ通路６１を通流するＥＧＲガスの温度に応じた出力を生じるように構成されている。ＥＧＲ圧力センサ７６は、外部ＥＧＲ通路６１内のＥＧＲガスの圧力に応じた出力を生じるように構成されている。
【００５１】
主排気通路３２には、空燃比センサ７７が介装されている。空燃比センサ７７は、排気浄化触媒３７よりも、排気通流方向における下流側に設けられている。この空燃比センサ７７は、通流する排気の空燃比（酸素濃度）に応じた出力を生じるように構成されている。
【００５２】
＜動作＞
次に、上述の構成を備えた本実施形態の制御装置７の動作の具体例について説明する。図２は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０すなわちＣＰＵ７０ａ）によって実行される過給圧制御に用いられるマップである。かかるマップは、実験や計算機シミュレーションによって予め作成され、ＲＯＭ７０ｂに格納されている。なお、図中、Ｑは燃料噴射量を示すものとする。また、「ＶＮ」は可変ベーンノズル４１を、「ＥＣＶ」は排気制御弁３５を、それぞれ示すものとする（他の図においても同様である）。
【００５３】
基本的には、ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ弁６２の開度を調整することで、ＥＧＲ率を制御する。具体的には、ＥＣＵ７０は、各種センサの出力とＲＯＭ７０ｂに格納された各種マップ等とに基づいて目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率とを取得し、取得された目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との偏差に基づいてＥＧＲ弁６２の開度を制御する（通常のＥＧＲ制御の詳細については、周知あるいは公知であって、例えば、特開平１１−３０１５５号公報等参照。）。
【００５４】
また、図２に示されているように、ＥＣＵ７０は、機関負荷（燃料噴射量Ｑ）及び機関回転数Ｎｅに応じて排気制御弁３５及び可変ベーンノズル４１の開度を調整することで、過給圧を制御する。
【００５５】
具体的には、低機関回転数領域（図中一点鎖線よりも左側の領域）においては、ＥＣＵ７０は、排気制御弁３５を全閉としつつ、可変ベーンノズル４１の開度の調整により過給圧を制御する。一方、機関回転数の上昇に伴って可変ベーンノズル４１が全開に達した場合（運転状態が図中一点鎖線よりも右側の領域に入った場合）、ＥＣＵ７０は、可変ベーンノズル４１を全開に維持しつつ、排気制御弁３５の開度の調整により過給圧を制御する。
【００５６】
このように、本実施形態においては、機関回転数の上昇に伴う過給状態の推移に関し、まず排気制御弁３５が全閉に固定されつつ可変ベーンノズル４１の開度が調整され、可変ベーンノズル４１が全開に達した後に排気制御弁３５の開度が調整される。
【００５７】
ここで、図中斜線ハッチングの部分は、ＥＧＲが実施される運転領域を示している。このＥＧＲ実施領域において、通常の過給圧制御によって設定された排気制御弁３５の開度のままでは実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する事態が生じ得る（図中黒塗りの領域参照）。かかる事態は、特に、排気制御弁３５が全閉あるいは開度が小さく、且つ目標ＥＧＲ率が高い場合に顕著に生じ得る。
【００５８】
過給圧が同じ条件では、排気制御弁３５の開度が大きいほど、排気圧が上昇する。その結果、排気圧と吸気圧との差が大きくなり、ＥＧＲガスが吸気に入りやすくなる。そこで、本実施形態においては、上述のような、通常の過給圧制御によって設定された排気制御弁３５の開度のままでは実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して不足する運転領域（図中黒塗りの領域：本発明の第一運転領域に対応する）においては、ＥＣＵ７０は、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するようにするために、排気制御弁３５の開度を開弁側に調整（補正）する。
【００５９】
具体的には、低機関回転数領域においては、本来、排気制御弁３５は全閉とされる。これに対し、低機関回転数領域内の第一運転領域（図中左側の黒塗りの領域参照）においては、排気制御弁３５の開度が、全閉から若干開弁側に調整（補正）される。また、低機関回転数領域外の第一運転領域（図中右側の黒塗りの領域参照）においては、排気制御弁３５の開度が、通常の過給圧制御によって定められた値から若干開弁側に調整（補正）される。
【００６０】
これにより、実ＥＧＲ率がより良好に目標ＥＧＲ率に対して追従し得るようになる。特に、目標ＥＧＲ率が高い場合であっても、過給状態による影響を受けることなく、目標ＥＧＲ率が良好に達成され得るようになる。
【００６１】
このとき、ＥＣＵ７０は、上述のような排気制御弁３５の開度の開弁側への調整に伴って、可変ベーンノズル４１の開度を閉弁側に調整（補正）する。これにより、実過給圧が目標過給圧と一致するように、過給圧が良好に制御される。
【００６２】
以上のように、ＥＣＵ７０は、上述の第一運転領域において、ＥＧＲ弁６２に加えて排気制御弁３５の開度を調整することで実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するようにＥＧＲ率を制御するとともに、かかる排気制御弁３５の開度の調整に対応して可変ベーンノズル４１の開度を調整することで実過給圧が目標過給圧と一致するように過給圧を制御する。したがって、本実施形態の構成によれば、過給圧とＥＧＲ率とが、ともに良好に制御され得る。
【００６３】
ここで、排気制御弁３５の開度は、以下に詳述するように、実過給圧及び実ＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧及び目標ＥＧＲ率と一致する範囲における最小の開度に設定されることが好ましい。
【００６４】
図３は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０すなわちＣＰＵ７０ａ）によって実行される過給圧制御に用いられるマップである。かかるマップは、実験や計算機シミュレーションによって予め作成され、ＲＯＭ７０ｂに格納されている。
【００６５】
図中、二点鎖線で示されている曲線は、排気制御弁３５の開度が一定の条件下で、実過給圧が目標過給圧と一致するような、可変ベーンノズル４１の開度と目標ＥＧＲ率との関係を示している。最も左側の二点鎖線の曲線は、排気制御弁３５が全閉の場合に相当し、最も右側の二点鎖線の曲線は、排気制御弁３５が全開（開度が上限値）の場合に相当する。よって、図中ドットで塗りつぶされている領域は、目標過給圧及び目標ＥＧＲ率がともに達成された場合（実過給圧及び前記実ＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧及び前記目標ＥＧＲ率と一致する場合）にとり得る排気制御弁３５及び可変ベーンノズル４１の開度範囲を示すものとなる。
【００６６】
本実施形態においては、最小の排気制御弁３５の開度で目標過給圧及び目標ＥＧＲ率をともに達成できる、排気制御弁３５及び可変ベーンノズル４１の開度の組み合わせ（図中太い点線参照）が用いられる。これにより、過給圧及びＥＧＲ率の良好な制御が、可及的に低燃費で達成され得る。
【００６７】
なお、上述の第一運転領域とは異なる運転領域（本発明の第二運転領域に対応する）においては、ＥＣＵ７０は、通常のＥＧＲ制御及び過給圧制御を行う（通常の過給圧制御の詳細については、公知であって、例えば、特開２００５−１４６９０６号公報、特開２００５−３１５１６３号公報、等参照。）。
【００６８】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
【００６９】
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。
【００７０】
もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、互いに複合的に適用され得る。
【００７１】
本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【００７２】
例えば、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、燃料供給方式も、特に限定はない。
【００７３】
また、本発明は、上述の実施形態にて開示された具体的な制御態様に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、図２及び図３に示されているマップを用いる代わりに、図４及び図５に示されたフローチャートが実行されても良い。なお、フローチャートを示す図面においては、「ステップ」は“Ｓ”と略称されているものとする。
【００７５】
図４は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０すなわちＣＰＵ７０ａ）によって実行される、過給圧制御処理の一具体例を示すフローチャートである。
【００７６】
ＣＰＵ７０ａは、図４に示されている過給圧制御ルーチン４００を、所定タイミングで実行する。ルーチン４００の処理が開始されると、まず、ステップ４１０にて、ＥＧＲが実施中であるか（すなわちＥＧＲ弁６２が開弁しているか）否かが判定される。
【００７７】
ＥＧＲが実施中でない場合（すなわちＥＧＲ弁６２が全閉である場合：ステップ４１０＝Ｎｏ）、処理がステップ４２０に進行し、通常の過給圧フィードバック制御が行われ、本ルーチンが一旦終了する。一方、ＥＧＲが実施中である場合（ステップ４１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ４３０に進行し、図５に示されているＥＧＲ実施時過給圧制御が実行される。
【００７８】
図５に示されているＥＧＲ実施時過給圧制御においては、まず、ステップ５１０にて、実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgtよりも高いか否かが判定される。なお、本例においては、実過給圧Ｐimは、過給圧センサ７４の出力に基づいて取得されたものである。
【００７９】
実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgtよりも高い場合（ステップ５１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ５２０に進行し、可変ベーンノズル４１が全開であるか否かが判定される。可変ベーンノズル４１が全開でない場合（ステップ５２０＝Ｎｏ）、処理がステップ５３０に進行して可変ベーンノズル４１が一段階開かれた後、本ルーチンが一旦終了する。可変ベーンノズル４１が全開に達した場合（ステップ５２０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ５４０に進行して排気制御弁３５が一段階開かれた後、本ルーチンが一旦終了する。
【００８０】
実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgt以下である場合（ステップ５１０＝Ｎｏ）、処理がステップ５５０に進行し、実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgtよりも低いか否かが判定される。実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgtよりも低い場合（ステップ５５０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ５６０に進行して可変ベーンノズル４１が一段階閉じられた後、本ルーチンが一旦終了する。
【００８１】
実過給圧Ｐimが目標過給圧Ｐim_tgtと等しい場合（ステップ５１０＝Ｎｏ、ステップ５５０＝Ｎｏ）、処理がステップ５７０に進行し、実ＥＧＲ率EGRrが目標ＥＧＲ率EGRr_tgtよりも低いか否かが判定される。なお、目標ＥＧＲ率EGRr_tgtは、アクセル開度センサ７１の出力（アクセルペダル操作量Accp）及びクランクポジションセンサ７２の出力（機関回転数Ｎｅ）をパラメータとして、マップに基づいて決定される。また、実ＥＧＲ率EGRrは、クランクポジションセンサ７２、エアフローメータ７３、及び空燃比センサ７７の出力に基づいて取得される。
【００８２】
実ＥＧＲ率EGRrが目標ＥＧＲ率EGRr_tgtよりも低い場合（ステップ５７０＝Ｙｅｓ）、現在の運転領域が上述の第一運転領域であって、実ＥＧＲ率EGRrが目標ＥＧＲ率EGRr_tgtに対して不足する事態が生じていることとなる。よって、この場合、処理がステップ５８０に進行する。
【００８３】
ステップ５８０においては、ＥＧＲガスが吸気に入りやすくなるように、排気制御弁３５が一段階開かれるとともに、これに伴う実過給圧Ｐimの目標過給圧Ｐim_tgtからのずれを補償するために、可変ベーンノズル４１の開度が閉側に補正される。その後、本ルーチンが一旦終了する。
【００８４】
一方、実ＥＧＲ率EGRrが目標ＥＧＲ率EGRr_tgtに達している場合（ステップ５７０＝Ｎｏ）、処理がステップ５９０に進行し、可変ベーンノズル４１及び排気制御弁３５の開度の組み合わせが決定され、これがベース開度として設定された後、本ルーチンが一旦終了する。
【００８５】
なお、上述のフローチャートの処理は、適宜変更され得る。例えば、実ＥＧＲ率EGRrは、ＥＧＲ温度センサ７５及びＥＧＲ圧力センサ７６の出力に基づいて取得され得る。
【００８６】
その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。
【００８７】
さらに、本明細書にて引用した先行出願や公報の開示内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。
【符号の説明】
【００８８】
ＥＳ…内燃機関システム
１…内燃機関                ２…吸気通路                  ３…排気通路
３３…高圧側排気バイパス通路（バイパス通路）              ３５…排気制御弁
４…高圧ターボチャージャ（第一過給機）  ４ａ…高圧タービン（第一タービン）
４１…可変ベーンノズル（可変ノズル）
５…低圧ターボチャージャ（第二過給機）  ５ａ…低圧タービン（第二タービン）
６…ＥＧＲシステム          ６１…外部ＥＧＲ通路          ６２…ＥＧＲ弁
７…制御システム            ７０…ＥＣＵ（過給圧制御手段・ＥＧＲ制御手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開平４−１７７４３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４６９０６号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５１６３号公報
【特許文献４】特開２００５−３３０８１１号公報
【図１】
2010270632.tif 000003
【図２】
2010270632.tif 000004
【図３】
2010270632.tif 000005
【図４】
2010270632.tif 000006
【図５】
2010270632.tif 000007