(57)【要約】【課題】低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置を有する場合、両ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率に適した過給圧が得られ、それにより、良好なドライバビリティを確保することができる内燃機関の過給圧制御装置を提供する。【解決手段】この内燃機関３の過給圧制御装置１は、検出された内燃機関３の運転状態ＮＥ，ＱＩＮＪに応じて設定された過給圧制御弁７ｃの開度Ａ＿ＣＭＤに基づき、過給圧ＰＢＳＴを制御する。また、設定された過給圧制御弁の開度を制限するための下限値ＬＭＴＬを設定するとともに、高圧ＥＧＲ装置１１による排ガスの還流量ＱＥＧＲＨに対する低圧ＥＧＲ装置１０による排ガスの還流量ＱＥＧＲＬの比率パラメータＲＥＧＲＬを算出する。そして、算出された比率パラメータが大きいほど、設定された下限値ＬＭＴＬを増大側に補正する。【選択図】図６
2010127116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ、前記タービンと一体に回転するコンプレッサと、
前記排気通路に設けられた過給圧制御弁と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記過給圧制御弁の開度を設定する過給圧制御弁開度設定手段と、
当該設定された開度に基づき、前記過給圧制御弁を駆動することによって、前記タービンに吹き付けられる排ガスの量を変更し、過給圧を制御する過給圧制御手段と、
前記設定された過給圧制御弁の開度を制限するための下限値を設定する下限値設定手段と、
前記排気通路に排出された排ガスの一部を、前記タービンの下流側から前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側に還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
排ガスの一部を、前記タービンの上流側から前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側に還流させる高圧ＥＧＲ装置と、
当該高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量に対する前記低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率を表す比率パラメータを算出する比率パラメータ算出手段と、
当該算出された比率パラメータが大きいほど、前記設定された下限値を増大側に補正する下限値補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の過給圧制御装置。
【請求項２】
前記過給圧制御弁は、前記排気通路の通路面積を変更可能な可変ベーン、および前記タービンを迂回するように前記排気通路に接続されたバイパス通路の通路面積を変更するウェイストゲート弁のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の過給圧制御装置。
【請求項３】
前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の運転状態として、当該内燃機関の回転数および前記内燃機関に供給される燃料供給量の少なくとも一方を検出し、
当該検出された前記内燃機関の回転数が所定回転数よりも小さいとき、および／または前記燃料供給量が所定量よりも小さいときに、前記下限値補正手段による前記下限値の補正を禁止する下限値補正禁止手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の過給圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給圧を制御する内燃機関の過給圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の内燃機関の過給圧制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関には、過給機、低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置が設けられている。この過給機は、内燃機関の排気管に設けられたタービンと、吸気管に設けられ、タービンと一体に回転するコンプレッサと、複数の可変ベーンなどで構成されている。この過給機では、可変ベーンの開度が小さいほど、タービンに吹き付けられる排ガスの量が多くなることによって、過給圧が大きくなる。また、低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置はいずれも、排ガスの一部を吸気管に還流させるものである。低圧ＥＧＲ装置は、排気管のタービンよりも下流側と吸気管のコンプレッサよりも上流側に接続された低圧ＥＧＲ通路と、この低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ制御弁で構成されている。また、高圧ＥＧＲ装置は、排気管のタービンよりも上流側と吸気管のコンプレッサよりも下流側に接続された高圧ＥＧＲ通路と、この高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ制御弁で構成されている。この過給圧制御装置では、内燃機関の回転数および負荷に基づいて、可変ベーン、低圧ＥＧＲ制御弁および高圧ＥＧＲ制御弁の開度を制御する。
【０００３】
しかし、可変ベーンなどの過給圧制御弁を有する過給機では一般に、過給圧のオーバーシュートやアンダーシュートに起因するもたつきや振動によるドライバビリティの悪化や、過度の過給による過給機の故障を防止するために、過給圧制御弁の開度が制限されている。これに対し、従来の過給圧制御装置では、内燃機関の回転数および負荷に基づいて、可変ベーンの開度を制御するだけなので、可変ベーンの開度を適切に制限することができない。
【０００４】
例えば、低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率が大きく、また可変ベーンの開度が小さいときには、タービンにより多くの排ガスが吹き付けられ、タービンが過回転することによって、過給圧が過大になり、過給機が故障したり、ドライバビリティが低下したりする。このような不具合を回避するために、可変ベーンの開度の下限値を大きくした場合には、高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率が大きいときに、過給圧を十分に得られないことがあり、その場合には、ドライバビリティが低下する。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置を有する場合、両ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率に適した過給圧が得られ、それにより、良好なドライバビリティを確保することができる内燃機関の過給圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９１９７４号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る内燃機関３の過給圧制御装置１は、内燃機関３の排気通路６に設けられたタービン（実施形態における（以下、本項において同じ）タービンブレード７ｂ）と、内燃機関３の吸気通路５に設けられ、タービンと一体に回転するコンプレッサ（コンプレッサブレード７ａ）と、排気通路６に設けられた過給圧制御弁（可変ベーン７ｃ）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２７、ＥＣＵ２）と、検出された内燃機関の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量ＱＩＮＪ）に応じて、過給圧制御弁の開度（目標開度Ａ＿ＣＭＤ）を設定する過給圧制御弁開度設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ５）と、設定された開度に基づき、過給圧制御弁を駆動することによって、タービンに吹き付けられる排ガスの量を変更し、過給圧ＰＢＳＴを制御する過給圧制御手段（ベーンアクチュエータ７ｄ、ＥＣＵ２）と、設定された過給圧制御弁の開度を制限するための下限値ＬＭＴＬを設定する下限値設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３）と、排気通路６に排出された排ガスの一部を、タービンの下流側から吸気通路５のコンプレッサよりも上流側に還流させる低圧ＥＧＲ装置１０と、排ガスの一部を、タービンの上流側から吸気通路５のコンプレッサよりも下流側に還流させる高圧ＥＧＲ装置１１と、高圧ＥＧＲ装置１１による排ガスの還流量（高圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＨ）に対する低圧ＥＧＲ装置１０による排ガスの還流量（低圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＬ）の比率を表す比率パラメータ（低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬ）を算出する比率パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ５４）と、算出された比率パラメータが大きいほど、設定された下限値ＬＭＴＬを増大側に補正する下限値補正手段（ＥＣＵ２、図６のステップ４６）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の過給圧制御装置によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、排気通路に設けられた過給圧制御弁の開度が設定され、この開度に基づき、過給圧制御弁を駆動することによって、タービンに吹き付けられる排ガスの量が変更され、これと一体に回転するコンプレッサの回転力を変更することで、過給圧を制御する。また、下限値設定手段によって、過給圧制御弁の開度を制限するための下限値が設定され、この下限値によって過給圧制御弁の開度の下限値が制限される。さらに、低圧ＥＧＲ装置によって、排気通路に排出された排ガスの一部を、タービンの下流側から吸気通路のコンプレッサよりも上流側に還流させ、高圧ＥＧＲ装置によって、排ガスの一部を、タービンの上流側から吸気通路のコンプレッサよりも下流側に還流させる。また、設定された下限値は、算出された、高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量に対する低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率パラメータが大きいほど、増大側に補正される。
【０００９】
低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率が大きくなると、タービンを通過する排ガスの量が増大する。このため、その場合には、可変ベーンの開度が同じでも、タービンに吹き付けられる排ガスの量が増大し、過給圧が過大になることがある。本発明によれば、低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率が大きいほど、設定された下限値を増大側に補正するので、タービンを通過する排ガスの量がより多くなるような状況では、過給圧制御弁の開度が増大側に制限され、それに伴い、過給圧は減少側に制御される。その結果、低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率に適した過給圧が得られ、それにより、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の過給圧制御装置１において、過給圧制御弁は、排気通路６の通路面積を変更可能な可変ベーン７ｃ、およびタービンを迂回するように排気通路６に接続されたバイパス通路の通路面積を変更するウェイストゲート弁のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、排気通路の通路面積を可変ベーンで変更するか、またはタービンを迂回するバイパス通路の通路面積をウェイストゲート弁で変更することによって、タービンに吹き付けられる排ガスの量を変更し、過給圧を制御する。このため、可変ベーンまたはウェイストゲート弁のいずれを用いる場合でも、低圧ＥＧＲ装置および高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量の比率に適した過給圧が得られる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の過給圧制御装置１において、運転状態検出手段は、内燃機関３の運転状態として、内燃機関の回転数（エンジン回転数ＮＥ）および内燃機関３に供給される燃料供給量（燃料噴射量ＱＩＮＪ）の少なくとも一方を検出し、検出された内燃機関の回転数が所定回転数ＮＥＲＥＦよりも小さいとき、および／または燃料供給量が所定量ＱＩＮＪＲＥＦよりも小さいときに、下限値補正手段による下限値ＬＭＴＬの補正を禁止する下限値補正禁止手段（ＥＣＵ２、図６のステップ４１，４２）をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、内燃機関の回転数が所定回転数よりも小さいとき、および／または燃料供給量が所定量よりも小さいときには、設定された下限値の補正を禁止する。内燃機関の回転数が低いときや燃料供給量が少ないときには、排ガスの流量およびエネルギが比較的小さいため、過給圧が過大になることはない。したがって、その場合には、下限値の補正を禁止し、下限値設定手段で設定された下限値をそのまま用いて過給圧制御弁の開度を制限することによって、適切な過給圧を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図２に示すように、本実施形態による過給圧制御装置１は、過給圧を制御するためのＥＣＵ２を備えており、図１に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３に適用される。エンジン３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば直列４気筒型のディーゼルエンジンであり、ターボチャージャ７、低圧ＥＧＲ装置１０および高圧ＥＧＲ装置１１などを備えている。
【００１５】
エンジン３のシリンダヘッド３ａには、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が、燃焼室３ｂに臨むように取り付けられている。このインジェクタ４の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射時期ＴＩＮＪが制御される。
【００１６】
ターボチャージャ７は、吸気通路５に設けられたコンプレッサブレード７ａと、排気通路６に設けられ、コンプレッサブレード７ａと一体に回転するタービンブレード７ｂと、複数の可変ベーン７ｃ（２つのみ図示）と、可変ベーン７ｃを駆動するベーンアクチュエータ７ｄなどを備えている。
【００１７】
このターボチャージャ７では、排気通路６を流れる排ガスによってタービンブレード７ｂが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサブレード７ａも同時に回転することによって、吸気を過給する過給動作が行われる。
【００１８】
可変ベーン７ｃは、タービンブレード７ｂを収容するハウジング（図示せず）の壁部に回動自在に取り付けられており、ベーンアクチュエータ７ｄに機械的に連結されている。可変ベーン７ｃの開度は、ＥＣＵ２により、ベーンアクチュエータ７ｄを介して制御される。これにより、排気通路６の通路面積が変化し、タービンブレード７ｂに吹き付けられる排ガスの量が変化するのに伴い、タービンブレード７ｂおよびコンプレッサブレード７ａの回転速度が変化することによって、過給圧が制御される。より具体的には、過給圧は、可変ベーン７ｃの開度が小さいほど、タービンブレード７ｂに吹き付けられる排ガスの量が多くなることで、より大きくなるとともに、可変ベーン７ｃが全開状態のときに、ほぼ値０（無過給状態）になる。
【００１９】
また、吸気通路５には、上流側から順に、エアフローセンサ２１、スロットル弁機構８および過給圧センサ２２が設けられている。エアフローセンサ２１は、コンプレッサブレード７ａよりも上流側に設けられており、エンジン３に吸入される吸入空気量ＱＡを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。過給圧センサ２２は、コンプレッサブレード７ａのすぐ下流側に設けられており、過給圧ＰＢＳＴを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２０】
スロットル弁機構８は、スロットル弁８ａおよびこれを駆動するＴＨアクチュエータ８ｂなどを備えている。スロットル弁８ａは、吸気通路５内に回動自在に設けられている。ＴＨアクチュエータ８ｂは、モータと減速ギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものである。スロットル弁８ａの開度は、ＥＣＵ２により、ＴＨアクチュエータ８ｂを介して制御され、それにより、スロットル弁８ａを通過する吸入空気量が制御される。
【００２１】
排気通路６には、タービンブレード７ｂよりも下流側にＤＰＦ９が設けられている。このＤＰＦ９は、排ガス中の煤などのパティキュレートを捕集することによって、排ガスを浄化する。
【００２２】
前述した低圧ＥＧＲ装置１０および高圧ＥＧＲ装置１１はいずれも、排気通路６に排出された排ガスの一部を吸気通路５に還流させるものである。
【００２３】
低圧ＥＧＲ装置１０は、吸気通路５のコンプレッサブレード７ａよりも上流側と排気通路６のタービンブレード７ｂよりも下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路１０ａと、この低圧ＥＧＲ通路１０ａを開閉する低圧ＥＧＲ制御弁１０ｂなどで構成されている。
【００２４】
低圧ＥＧＲ制御弁１０ｂは、そのリフトが最大値と最小値の間で連続的に変化する電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、低圧ＥＧＲ制御弁１０ｂを介して、低圧ＥＧＲ通路１０ａの開度を変化させることにより、低圧ＥＧＲ通路１０ａを介して還流する排ガスの還流量（以下「低圧ＥＧＲ量」という）を制御する。
【００２５】
また、低圧ＥＧＲ通路１０ａには、低圧ＥＧＲ圧センサ２３および低圧ＥＧＲ温センサ２４が設けられている。低圧ＥＧＲ圧センサ２３は、低圧ＥＧＲ通路１０ａ内の圧力（以下「低圧ＥＧＲ圧」という）ＰＥＧＲＬを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。低圧ＥＧＲ温センサ２４は、低圧ＥＧＲ通路１０ａ内の温度（以下「低圧ＥＧＲ温」という）ＴＥＧＲＬを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
高圧ＥＧＲ装置１１は、吸気通路５のコンプレッサブレード７ａよりも下流側と排気通路６のタービンブレード７ｂよりも上流側に接続された高圧ＥＧＲ通路１１ａと、この高圧ＥＧＲ通路１１ａを開閉する高圧ＥＧＲ制御弁１１ｂなどで構成されている。
【００２７】
高圧ＥＧＲ制御弁１１ｂは、そのリフトが最大値と最小値の間で連続的に変化する電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、高圧ＥＧＲ制御弁１１ｂを介して、高圧ＥＧＲ通路１１ａの開度を変化させることにより、高圧ＥＧＲ通路１１ａを介して還流する排ガスの還流量（以下「高圧ＥＧＲ量」という）を制御する。
【００２８】
また、高圧ＥＧＲ通路１１ａには、高圧ＥＧＲ圧センサ２５および高圧ＥＧＲ温センサ２６が設けられている。高圧ＥＧＲ圧センサ２５は、高圧ＥＧＲ通路１１ａ内の圧力（以下「高圧ＥＧＲ圧」という）ＰＥＧＲＨを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。高圧ＥＧＲ温センサ２６は、高圧ＥＧＲ通路１１ａ内の温度（以下「高圧ＥＧＲ温」という）ＴＥＧＲＨを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２９】
また、エンジン３には、クランク角センサ２７が設けられている。このクランク角センサ２７は、マグネットロータ２７ａおよびＭＲＥピックアップ２７ｂで構成されており、クランクシャフト３ｃの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３０】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００３１】
さらに、ＥＣＵ２には、大気圧センサ２８から大気圧ＰＡを表す検出信号が、外気温センサ２９から外気温ＴＡを表す検出信号が、アクセル開度センサ３０から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００３２】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜３０の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを含む燃料噴射制御処理やターボチャージャ７による過給圧の制御処理などの各種の制御処理を実行する。
【００３３】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、運転状態検出手段、過給圧制御弁開度設定手段、過給圧制御手段、下限値設定手段、比率パラメータ算出手段、下限値補正手段および下限値補正禁止手段に相当する。
【００３４】
図３は、ＥＣＵ２によって実行される過給圧制御処理のメインフローを示している。本処理は、所定の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、可変ベーン７ｃの基本目標開度Ａ＿ＣＭＤ＿ＢＡＳＥを算出する。
【００３５】
図４は、この算出処理のサブルーチンを示している。まずステップ２１では、検出された大気圧ＰＡおよび外気温ＴＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、基本目標開度の環境補正値Ａ＿ＥＮＶを算出する。次に、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、基本目標開度マップ（図示せず）を検索することによって、マップ値Ａ＿ＭＡＰを算出する（ステップ２２）。そして、算出したマップ値Ａ＿ＭＡＰに、ステップ２１で算出した環境補正値Ａ＿ＥＮＶを加算することによって、基本目標開度Ａ＿ＣＭＤ＿ＢＡＳＥを算出し（ステップ２３）、本処理を終了する。
【００３６】
図３に戻り、前記ステップ１に続くステップ２では、ステップ１で算出した基本目標開度Ａ＿ＣＭＤ＿ＢＡＳＥを補正するためのフィードバック補正値Ａ＿ＦＢを算出する。
【００３７】
図５は、この算出処理のサブルーチンを示している。まずステップ３１では、フィードバック制御フラグＦ＿ＦＢが「１」であるか否かを判別する。このフィードバック制御フラグＦ＿ＦＢは、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪがそれぞれの所定の範囲にあるときに、過給圧のフィードバック制御の実行条件が成立しているとして、「１」にセットされるものである。
【００３８】
このステップ３１の判別結果がＮＯで、フィードバック制御の実行条件が成立していないときには、フィードバック補正値Ａ＿ＦＢを０に設定し（ステップ３２）、本処理を終了する。
【００３９】
一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳのときには、大気圧ＰＡおよび外気温ＴＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標過給圧の環境補正値Ｐ＿ＥＮＶを算出する（ステップ３３）。
【００４０】
次に、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、目標過給圧マップ（図示せず）を検索することによって、マップ値Ｐ＿ＭＡＰを算出する（ステップ３４）。そして、算出したマップ値Ｐ＿ＭＡＰに、ステップ３３で算出した環境補正値Ｐ＿ＥＮＶを加算することによって、目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤを算出する（ステップ３５）。
【００４１】
次いで、算出された目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤに対して、リミット処理を行う（ステップ３６）。このリミット処理は、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、所定のマップ（図示せず）から、過給圧の上限値Ｐ＿ＬＭＴＨを検索するとともに、算出した目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤが上限値Ｐ＿ＬＭＴＨよりも大きいときに、目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤを上限値Ｐ＿ＬＭＴＨに設定することによって、行われる。
【００４２】
次に、上述したようにして算出した目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤと、過給圧センサ２２で検出された過給圧ＰＢＳＴに応じ、可変ベーン７ｃの目標開度のフィードバック補正値Ａ＿ＦＢを算出し（ステップ３７）、本処理を終了する。このフィードバック補正値Ａ＿ＦＢの算出は、過給圧ＰＢＳＴが目標過給圧Ｐ＿ＣＭＤに収束するよう、例えばＰＩＤフィードバック制御によって行われる。
【００４３】
図３に戻り、前記ステップ２に続くステップ３では、可変ベーン７ｃの目標開度を制限するための下限値ＬＭＴＬを算出する。
【００４４】
図６は、この算出処理のサブルーチンを示している。まずステップ４１では、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＲＥＦよりも小さく、かつ燃料噴射量ＱＩＮＪが所定量ＱＩＮＪＲＥＦよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬを算出する（ステップ４３）。この低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬは、低圧ＥＧＲ装置１０および高圧ＥＧＲ装置１１による排ガスの総還流量（以下「総ＥＧＲ量」という）に対する低圧ＥＧＲ装置１０による低圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＬの比率である。
【００４５】
図７は、この算出処理のサブルーチンを示している。まずステップ５１では、低圧ＥＧＲ圧センサ２３および低圧ＥＧＲ温センサ２４でそれぞれ検出された低圧ＥＧＲ圧ＰＥＧＲＬおよび低圧ＥＧＲ温ＴＥＧＲＬを用い、気体の状態方程式に基づき、低圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＬを算出する。
【００４６】
次に、高圧ＥＧＲ圧センサ２５および高圧ＥＧＲ温センサ２６でそれぞれ検出された高圧ＥＧＲ圧ＰＥＧＲＨおよび高圧ＥＧＲ温ＴＥＧＲＨを用い、気体の状態方程式に基づき、高圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＨを算出する（ステップ５２）。次いで、高圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＨを、低圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＬと高圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＨとの和で除算する（＝ＱＥＧＲＨ／（ＱＥＧＲＬ＋ＱＥＧＲＨ））ことによって、総ＥＧＲ量に対する高圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＨの比率である高圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＨを算出する（ステップ５３）。
【００４７】
次いで、高圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＨを値１から減算する（＝１−ＲＥＧＲＨ）ことによって、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬを算出し（ステップ５４）、本処理を終了する。
【００４８】
図６に戻り、前記ステップ４３に続くステップ４４では、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬを算出する。この低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬは、高圧ＥＧＲ装置１１を用いず、低圧ＥＧＲ装置１０のみを用いて排ガスを還流させたときに適用されるものである。このマップでは、下限値Ｌ＿ＬＭＴＬは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが多いほど、排ガスの流量およびエネルギが大きくなり、過給圧が過大になりやすいため、それを回避すべく、制限を厳しくするよう、より大きな値に設定されている。
【００４９】
次に、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、高圧ＥＧＲ時用の下限値Ｈ＿ＬＭＴＬを算出する（ステップ４５）。この高圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＨは、低圧ＥＧＲ装置１０を用いず、高圧ＥＧＲ装置１１のみを用いて排ガスを還流させたときに適用されるものである。このマップでは、下限値Ｈ＿ＬＭＴＬは、低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬと同じ理由から、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが多いほど、より大きな値に設定されている。また、この下限値Ｈ＿ＬＭＴＬは、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの全領域において、低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬよりも小さな値に設定されている。これは、可変ベーン７ｃの開度が同じでも、高圧ＥＧＲ装置１１により排ガスを還流させる場合には、低圧ＥＧＲ装置１０による場合よりも、タービンブレード７ｂを通過する排ガスの流量が減少し、過給圧が不足しやすくなるためである。
【００５０】
次いで、ステップ４３〜４５で算出した低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬと、低圧ＥＧＲ時用および高圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬ，Ｈ＿ＬＭＴＬを用い、次式（１）に従って、下限値ＬＭＴＬを算出し（ステップ４６）、本処理を終了する。
ＬＭＴＬ＝Ｈ＿ＬＭＴＬ＋（Ｌ＿ＬＭＴＬ−Ｈ＿ＬＭＴＬ）×ＲＥＧＲＬ  …（１）
この式（１）から明らかなように、下限値ＬＭＴＬは、高圧ＥＧＲ時用の下限値Ｈ＿ＬＭＴＬと低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＬとの間で、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬに応じて補間演算され、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬが大きいほど、より大きな値に算出される。
【００５１】
一方、前記ステップ４１の判別結果がＹＥＳで、ＮＥ＜ＮＥＲＥＦかつＱＩＮＪ＜ＱＩＮＪＲＥＦのときには、エンジン３から排気通路６に排出される排ガスの流量およびエネルギが比較的小さく、下限値ＬＭＴＬの補正を行う必要がないとして、下限値ＬＭＴＬを所定値ＬＭＴＬＲＥＦに設定した（ステップ４２）後、本処理を終了する。
【００５２】
図３に戻り、前記ステップ３に続くステップ４では、可変ベーン７ｃの目標開度を制限するための上限値ＬＭＴＨを算出する。
【００５３】
図８は、この算出処理のサブルーチンを示している。まず、ステップ６１では、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪのそれぞれが、前述した所定回転数ＮＥＲＥＦおよび所定量ＱＩＮＪＲＥＦよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、上限値ＬＭＴＨの補正を行う必要がないとして、上限値ＬＭＴＨを所定値ＬＭＴＨＲＥＦに設定し（ステップ６２）、本処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップ６１の判別結果がＮＯのときには、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、低圧ＥＧＲ時用の上限値Ｌ＿ＬＭＴＨを算出する（ステップ６３）。この低圧ＥＧＲ時用の上限値Ｌ＿ＬＭＴＨは、低圧ＥＧＲ装置１０のみを用いて排ガスを還流させたときに適用されるものである。このマップでは、上限値Ｌ＿ＬＭＴＨは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが多いほど、より大きな値に設定されている。
【００５５】
次に、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、高圧ＥＧＲ時用の上限値Ｈ＿ＬＭＴＨを算出する（ステップ６４）。この高圧ＥＧＲ時用の上限値Ｈ＿ＬＭＴＨは、高圧ＥＧＲ装置１１のみを用いて排ガスを還流させたときに適用されるものである。このマップでは、上限値Ｈ＿ＬＭＴＨは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また燃料噴射量ＱＩＮＪが多いほど、より大きな値に設定されている。また、この上限値Ｈ＿ＬＭＴＨは、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの全領域において、上述した低圧ＥＧＲ時用の上限値Ｌ＿ＬＭＴＨよりも小さな値に設定されている。これは、可変ベーン７ｃの開度が同じでも、高圧ＥＧＲ装置１１により排ガスを還流させる場合には、低圧ＥＧＲ装置１０による場合よりも、タービンブレード７ｂを通過する排ガスの流量が減少し、過給圧が不足しやすくなるためである。
【００５６】
次いで、前記ステップ４３で算出した低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬと、ステップ６３および６４で算出した上限値Ｌ＿ＬＭＴＨ，Ｈ＿ＬＭＴＨを用い、次式（２）に従って、上限値ＬＭＴＨを算出し（ステップ６５）、本処理を終了する。
ＬＭＴＨ＝Ｈ＿ＬＭＴＨ＋（Ｌ＿ＬＭＴＨ−Ｈ＿ＬＭＴＨ）×ＲＥＧＲＬ  …（２）
この式（２）から明らかなように、上限値ＬＭＴＨは、高圧ＥＧＲ時用の上限値Ｈ＿ＬＭＴＨと低圧ＥＧＲ時用の下限値Ｌ＿ＬＭＴＨとの間で、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬに応じて補間演算され、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬが大きいほど、より大きな値に算出される。
【００５７】
図３に戻り、前記ステップ４に続くステップ５では、可変ベーン７ｃの最終的な目標開度Ａ＿ＣＭＤを算出した後、本処理を終了する。
【００５８】
図９は、この算出処理のサブルーチンを示している。まずステップ７１では、前記ステップ１で算出した基本目標開度Ａ＿ＣＭＤ＿ＢＡＳＥに、前記ステップ２で算出したフィードバック補正値Ａ＿ＦＢを加算することによって、可変ベーン７ｃの目標開度Ａ＿ＣＭＤを算出する。
【００５９】
次に、ステップ７２以降において、算出された目標開度Ａ＿ＣＭＤに対するリミット処理を行う。具体的には、目標開度Ａ＿ＣＭＤが、前記ステップ４２またはステップ４６で算出した下限値ＬＭＴＬよりも小さいか否かを判別する（ステップ７２）。この判別結果がＹＥＳで、Ａ＿ＣＭＤ＜ＬＭＴＬのときには、目標開度Ａ＿ＣＭＤを下限値ＬＭＴＬに設定する（ステップ７３）。
【００６０】
前記ステップ７２の判別結果がＮＯのときには、目標開度Ａ＿ＣＭＤが、前記ステップ６２またはステップ６５で算出した上限値ＬＭＴＨよりも大きいか否かを判別する（ステップ７４）。この判別結果がＹＥＳで、Ａ＿ＣＭＤ＞ＬＭＴＨのときには、目標開度Ａ＿ＣＭＤを上限値ＬＭＴＨに設定し（ステップ７５）、本処理を終了する。一方、ステップ６４の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、総ＥＧＲ量に対する低圧ＥＧＲ量ＱＥＧＲＬの比率である低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬを算出する（図７のステップ５４）とともに、この低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬが大きいほど、可変ベーン７ｃの開度を制限するための下限値ＬＭＴＬを増大側に補正し、それにより、過給圧ＰＢＳＴを減少側に制御する。したがって、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬおよび高圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＨに適した過給圧ＰＢＳＴが得られ、それにより、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００６２】
また、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＲＥＦよりも小さく、かつ燃料噴射量ＱＩＮＪが所定量ＱＩＮＪＲＥＦよりも小さいときには、下限値ＬＭＴＬの補正を行わないので、適切な過給圧ＰＢＳＴを得ることができる。
【００６３】
さらに、可変ベーン７ｃの開度を制限するための上限値ＬＭＴＨを設定するとともに、この上限値ＬＭＴＨを低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬに応じて補正するので、可変ベーン７ｃの開度が過大になりすぎることはない。このため、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬおよび高圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＨに適した十分な過給圧ＰＢＳＴが得られ、それにより、良好なドライバビリティおよび排ガス特性を確保することができる。また、可変ベーン７ｃの開度が上限値ＬＭＴＨ側から下限値側ＬＭＴＬ側に大きく減少されるような状況においても、ベーンアクチュエータ７ｄによる応答遅れの影響を最小限に留めることができるので、良好なドライバビリティおよび排ガス特性を確保することができる。
【００６４】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、過給圧を変化させるための過給圧制御弁として、排気通路６の通路面積を変更する可変ベーン７ｃを用いているが、これに限らず、タービンブレード７ｂを迂回するように排気通路に接続されたバイパス通路の通路面積を変更するウェイストゲート弁を用いてもよい。この場合にも、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬが大きいほど、ウェイストゲート弁の開度の下限値をより増大側に補正することによって、過給圧が減少側に制御されるので、前述した可変ベーン７ｃの場合と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、実施形態では、下限値ＬＭＴＬを補正するための比率パラメータとして、低圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＬを用いているが、これに代えて、例えば、高圧ＥＧＲ率ＲＥＧＲＨを用いてもよく、また、高圧ＥＧＲ量に対する低圧ＥＧＲ量の比などを用いてもよい。
【００６６】
さらに、実施形態では、下限値ＬＭＴＬの補正を、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＲＥＦよりも小さいという条件、および燃料噴射量ＱＩＮＪが所定量ＱＩＮＪＲＥＦよりも小さいという条件の両方が成立したときに禁止しているが、これに限らず、これらの一方の条件が成立したときに禁止してもよい。また、燃料噴射量ＱＩＮＪに代えて、エンジン３の負荷を表す他の適当なパラメータ、例えば吸入空気量や要求トルクなどを用いてもよい。
【００６７】
また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を適用した内燃機関の構成を概略的に示す図である。
【図２】過給圧制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】過給圧制御処理を示すメインフローである。
【図４】基本目標開度の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】フィードバック補正値の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】下限値の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】定圧ＥＧＲ率の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】上限値の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】目標開度の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１  過給圧制御装置
２  ＥＣＵ（運転状態検出手段、過給圧制御弁開度設定手段、過給圧制御手段、下限値
設定手段、比率パラメータ算出手段、下限値補正手段および下限値補正禁止手段）
３  エンジン
５  吸気通路
６  排気通路
７ａ  コンプレッサブレード（コンプレッサ）
７ｂ  タービンブレード（タービン）
７ｃ  可変ベーン（過給圧制御弁）
７ｄ  ベーンアクチュエータ（過給圧制御手段）
１０  低圧ＥＧＲ装置
１１  高圧ＥＧＲ装置
２７  クランク角センサ（運転状態検出手段）
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態および内燃機関の回転数）
ＱＩＮＪ  燃料噴射量（内燃機関の運転状態および燃料供給量）
Ａ＿ＣＭＤ  目標開度（過給圧制御弁の開度）
ＰＢＳＴ  過給圧
ＬＭＴＬ  下限値
ＱＥＧＲＨ  高圧ＥＧＲ量（高圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量）
ＱＥＧＲＬ  低圧ＥＧＲ量（低圧ＥＧＲ装置による排ガスの還流量）
ＲＥＧＲＬ  低圧ＥＧＲ率（比率パラメータ）
ＮＥＲＥＦ  所定回転数
ＱＩＮＪＲＥＦ  所定量
【図１】
2010127116.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010127116.tif 000008
【図７】
2010127116.tif 000009
【図８】
2010127116.tif 000010
【図９】
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