(57)【要約】【課題】この発明は、ツインエントリターボの効果を十分に発揮させ、ＥＧＲ量の確保や過給時の応答性向上を実現することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、２つの気筒群の排気側にそれぞれ接続された排気通路２０Ａ，２０Ｂと、ツインエントリ型の過給機２６とを備える。また、内燃機関１０は、連通路３８、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂ、ＥＧＲ通路４４およびＥＧＲ弁４６を備える。そして、低回転・中間負荷領域では、排気通路２０Ａ，２０Ｂの間を遮断すると共に、片方の排気通路２０Ａから吸気系に排気ガスを還流させる。この制御によれば、過給機２６をツインエントリターボとして機能させつつ、排気ガスの一部を吸気系に還流させてＥＧＲを行うことができる。これにより、低回転・中間負荷領域において、排気脈動を利用したＥＧＲ量の確保と、過給時の応答性とを両立させることができる。【選択図】図１
2010248969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数気筒を２群に分けた第１，第２の気筒群の排気側にそれぞれ接続され、該各気筒群の排気ガスが個別に流れる第１，第２の排気通路と、
前記第１，第２の排気通路を流れる排気ガスにより駆動される排気タービンと当該排気タービンにより駆動されて吸入空気を過給するコンプレッサとを有するツインエントリ型の過給機と、
前記第１の排気通路と前記第２の排気通路との間を連通，遮断する連通切換手段と、
前記第１，第２の排気通路のうち少なくとも片方の排気通路から内燃機関の吸気系に排気ガスを還流させる機能と当該還流動作を停止させる機能とを有するＥＧＲ手段と、
内燃機関の機関回転数が所定の回転判定値よりも小さく、かつ内燃機関の状態に対応する負荷パラメータが所定の中間負荷範囲内であるときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を遮断すると共に、前記ＥＧＲ手段により片方の排気通路から吸気系に排気ガスを還流させる低回転・中間負荷領域片側ＥＧＲ手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記機関回転数が前記回転判定値以上のときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を連通させる高回転領域通路連通手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記機関回転数が前記回転判定値以上で、かつ当該機関回転数が前記回転判定値よりも大きな所定の上側回転判定値未満であり、更に前記負荷パラメータが前記中間負荷範囲内であるときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を連通させると共に、前記ＥＧＲ手段により前記第１，第２の排気通路の両方から吸気系に排気ガスを還流させる高回転・中負荷領域両側ＥＧＲ手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記機関回転数が前記回転判定値よりも小さく、かつ前記負荷パラメータが前記中間負荷範囲よりも大きいときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を遮断すると共に、前記ＥＧＲ手段により排気ガスの還流動作を停止させる低回転・高負荷領域制御手段を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記連通切換手段は、前記第１，第２の排気通路間に接続された連通路と、前記第１の排気通路に対して前記連通路を開，閉する第１の通路遮断弁と、前記第２の排気通路に対して前記連通路を開，閉する第２の通路遮断弁と、を備え、
前記ＥＧＲ手段は、前記連通路と内燃機関の吸気通路との間に接続されたＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開，閉するＥＧＲ弁と、を備え、
前記低回転・中間負荷領域片側ＥＧＲ手段は、前記第１，第２の通路遮断弁のうち一方の通路遮断弁を閉弁し、他方の通路遮断弁と前記ＥＧＲ弁とを開弁させる構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ツインエントリ型のターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００４−１２４７４９号公報）に開示されているように、ツインエントリ型のターボチャージャ（ツインエントリターボ）を備えた内燃機関の制御装置が知られている。この従来技術では、２つの気筒群に対して排気通路がそれぞれ個別に接続されており、これら２本の排気通路の下流側には、ターボチャージャの排気タービンがそれぞれ設けられている。ツインエントリターボによれば、気筒群ごとに生じる大きな排気脈動を利用して、排気タービンを効率よく駆動することができる。
【０００３】
また、上述した２つの排気通路には、これらの排気通路間を連通する連通路と、連通路を開，閉する通路遮断弁と、連通路から吸気系に排気ガスを還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を開，閉するＥＧＲ弁とが設けられている。そして、従来技術では、内燃機関の運転領域を３つの領域（低回転・高負荷領域、低回転・低負荷領域および高回転領域）に区分し、個々の運転領域に応じて通路遮断弁とＥＧＲ弁とを開，閉制御する。これにより、従来技術では、運転領域に応じてＥＧＲ量を確保したり、あるいはＥＧＲ量を抑えて燃費性能を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２４７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、低回転・低負荷領域と高回転領域とにおいて、通路遮断弁を開弁させる構成としている。しかしながら、これらの領域内でも、運転状態によっては通路遮断弁を閉じた方が有効な領域がある。特に、ツインエントリターボにおいては、通路遮断弁を必要以上に開弁させると、排気脈動を利用した効果を十分に活用できないことになる。従来技術では、上述した運転領域において通路遮断弁が適切に制御されていないため、ＥＧＲ量の確保が不十分であったり、過給時の応答性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、運転状態に応じて連通切換手段をきめ細かく制御することにより、ツインエントリターボの効果を十分に発揮させ、ＥＧＲ量の確保や過給時の応答性向上を実現することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の複数気筒を２群に分けた第１，第２の気筒群の排気側にそれぞれ接続され、該各気筒群の排気ガスが個別に流れる第１，第２の排気通路と、
前記第１，第２の排気通路を流れる排気ガスにより駆動される排気タービンと当該排気タービンにより駆動されて吸入空気を過給するコンプレッサとを有するツインエントリ型の過給機と、
前記第１の排気通路と前記第２の排気通路との間を連通，遮断する連通切換手段と、
前記第１，第２の排気通路のうち少なくとも片方の排気通路から内燃機関の吸気系に排気ガスを還流させる機能と当該還流動作を停止させる機能とを有するＥＧＲ手段と、
内燃機関の機関回転数が所定の回転判定値よりも小さく、かつ内燃機関の状態に対応する負荷パラメータが所定の中間負荷範囲内であるときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を遮断すると共に、前記ＥＧＲ手段により片方の排気通路から吸気系に排気ガスを還流させる低回転・中間負荷領域片側ＥＧＲ手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記機関回転数が前記回転判定値以上のときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を連通させる高回転領域通路連通手段を備える構成としている。
【０００９】
第３の発明は、前記機関回転数が前記回転判定値以上で、かつ当該機関回転数が前記回転判定値よりも大きな所定の上側回転判定値未満であり、更に前記負荷パラメータが前記中間負荷範囲内であるときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を連通させると共に、前記ＥＧＲ手段により前記第１，第２の排気通路の両方から吸気系に排気ガスを還流させる高回転・中負荷領域両側ＥＧＲ手段を備える構成としている。
【００１０】
第４の発明は、前記機関回転数が前記回転判定値よりも小さく、かつ前記負荷パラメータが前記中間負荷範囲よりも大きいときに、前記連通切換手段により前記第１，第２の排気通路間を遮断すると共に、前記ＥＧＲ手段により排気ガスの還流動作を停止させる低回転・高負荷領域制御手段を備える構成としている。
【００１１】
第５の発明によると、前記連通切換手段は、前記第１，第２の排気通路間に接続された連通路と、前記第１の排気通路に対して前記連通路を開，閉する第１の通路遮断弁と、前記第２の排気通路に対して前記連通路を開，閉する第２の通路遮断弁と、を備え、
前記ＥＧＲ手段は、前記連通路と内燃機関の吸気通路との間に接続されたＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開，閉するＥＧＲ弁と、を備え、
前記低回転・中間負荷領域片側ＥＧＲ手段は、前記第１，第２の通路遮断弁のうち一方の通路遮断弁を閉弁し、他方の通路遮断弁と前記ＥＧＲ弁とを開弁させる構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、低回転・中間負荷領域では、過給機をツインエントリターボとして機能させつつ、排気ガスの一部を吸気系に還流させることができる。これにより、ＥＧＲ量の確保と過給時の応答性を両立させることができる。また、ＥＧＲガスは、片方の排気通路から吸気系に還流されるので、排気通路内に生じる排気脈動によりＥＧＲガスを効率よく還流させることができ、ＥＧＲ量を容易に増大させることができる。従って、背圧と吸気圧との圧力差が小さいために排気ガスを還流させにくい高負荷状態においても、ツインエントリターボの排気脈動を利用して、ＥＧＲ量を十分に確保することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、高回転領域では、連通切換手段により第１，第２の排気通路間を連通させることができ、過給機をシングルエントリターボとして機能させることができる。これにより、高回転領域では、背圧を抑制して燃焼室内の残留ガスを低減することができ、機関出力を向上させることができる。また、背圧を減少させることにより、λ＝１となる運転領域（ストイキ運転領域）を拡大することができ、燃費や排気エミッションを向上させることができる。
【００１４】
第３の発明によれば、吸入空気量が比較的多い中間回転・中間負荷領域では、過給機をシングルエントリターボとして機能させ、この領域に適さないツインエントリターボの使用を回避することができる。また、この領域では、背圧と吸気圧との圧力差が比較的大きいので、シングルエントリターボとすることにより、背圧を下げて燃焼室内の残留ガスを低減することができる。これにより、第２の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
第４の発明によれば、低回転・高負荷領域では、過給機をツインエントリターボとして機能させることができる。これにより、ターボラグを減少させ、過給応答性を向上させることができる。従って、低回転・高負荷領域において、大きな発進加速や高い出力応答性を得ることができる。
【００１６】
第５の発明によれば、例えば低回転・高負荷領域のように、過給機をツインエントリターボとする領域では、第１，第２の通路遮断弁を両方とも閉弁することができる。これにより、連通路やＥＧＲ通路の通路容積に関係なく、排気通路の容積を最小限に減少させることができるから、ターボラグの減少や過給応答性の向上を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】制御の切換を行う運転領域の区分を示す特性線図である。
【図３】個々の運転領域で行われる制御の内容を示す説明図である。
【図４】ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、排気ボリュームとターボラグとの関係を示す特性線図である。
【図５】ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、内燃機関の負荷と背圧、Ａ／Ｆとの関係を示す特性線図である。
【図６】ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、背圧と吸気圧の圧力差に対するＥＧＲ率の変化を示す特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図７を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、多気筒エンジンからなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１２を備えており、吸気通路１２には、エアクリーナ１４、インタークーラ１６、スロットルバルブ１８等が設けられている。スロットルバルブ１８は、アクセル開度等に基いて吸気通路１２を開，閉し、その開度に応じて吸入空気量を増減させる。
【００１９】
また、内燃機関１０の排気通路は、第１，第２の排気通路２０Ａ，２０Ｂと、共通排気通路２０Ｃとにより構成されている。第１の排気通路２０Ａは、第１の気筒群（例えば、＃１気筒と＃４気筒）の排気側に接続され、第２の排気通路２０Ｂは、第２の気筒群（例えば、＃２気筒と＃３気筒）の排気側に接続されている。これら２つの気筒群は、排気干渉が生じない気筒同士をグループ化することにより構成されている。一方、共通排気通路２０Ｃは、２つの排気通路２０Ａ，２０Ｂが下流側で合流することにより形成されている。共通排気通路２０Ｃには、触媒２２、マフラ２４等が設けられている。
【００２０】
また、内燃機関１０は、ツインエントリ型のターボチャージャ（ツインエントリターボ）からなる過給機２６を搭載している。過給機２６は、排気通路２０Ａ，２０Ｂの下流側にそれぞれ配置された２つの排気タービン２８（１つにまとめて図示）と、吸気通路１２に配置されたコンプレッサ３０とを備えている。２つの各排気タービン２８は、排気通路２０Ａ，２０Ｂを流れる排気ガスの圧力によりそれぞれ個別に駆動される。また、コンプレッサ３０は、これらの排気タービン２８によって駆動され、吸入空気を各気筒に向けて過給する。一方、排気通路２０には、排気タービン２８をバイパスして排気通路２０Ａ，２０Ｂと共通排気通路２０Ｃとを接続する２つのバイパス通路３２と、各バイパス通路３２をそれぞれ開，閉するウェイストゲートバルブ３４とが設けられている。
【００２１】
ここで、ツインエントリターボの効果について述べると、例えば単一の排気通路を流れる排気ガスにより作動するシングルエントリ型のターボチャージャ（シングルエントリターボ）では、個々の気筒で生じる排気脈動が気筒間の排気干渉により減衰される。これに対し、ツインエントリターボは、排気干渉が生じないようにグループ化された２つの気筒群の排気圧により、２つの排気タービン２８をそれぞれ個別に駆動する。従って、ツインエントリターボによれば、個々の排気通路２０Ａ（２０Ｂ）内に生じる大きな排気脈動を利用して、排気タービン２８を効率よく駆動することができ、ターボラグを減少させて過給応答性を高めることができる。
【００２２】
また、内燃機関１０は、排気通路２０Ａと排気通路２０Ｂとの間を連通，遮断する連通切換手段としての連通切換機構３６を備えている。連通切換機構３６は、排気通路２０Ａと排気通路２０Ｂとの間に接続された連通路３８と、第１，第２の通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂとにより構成されている。ここで、第１の通路遮断弁４０Ａは、第１の排気通路２０Ａに対して連通路３８を開，閉するものであり、第２の通路遮断弁４０Ｂは、第２の排気通路２０Ｂに対して連通路３８を開，閉するものである。
【００２３】
これら２つの通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを開弁した状態では、排気通路２０Ａ，２０Ｂが連通路３８を介して連通されるので、過給機２６は、シングルエントリターボとほぼ同様の構成となる。このため、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂは、後述のように、例えばツインエントリターボの効果が余り得られない運転領域等において、ＥＧＲ量を確保するために開弁される。
【００２４】
また、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁した状態では、ツインエントリターボの効果（過給応答性の高さ等）を十分に発揮させるために、排気通路２０Ａ，２０Ｂから余分な容積を出来るだけ排除するのが好ましい。何故なら、排気通路２０Ａ，２０Ｂに接続された余分な容積は、サージタンク等のように排気脈動を減衰させる要因となる。このため、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂの取付位置は、連通路３８の途中ではなく、連通路３８の両端部（排気通路２０Ａ，２０Ｂと連通路３８との接続部）に設定されている。これにより、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂの閉弁時には、連通路３８、ＥＧＲ通路４４等の通路容積に関係なく、排気通路２０Ａ，２０Ｂの容積を最小限に減少させることができる。
【００２５】
一方、内燃機関１０は、排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ手段としてのＥＧＲ機構４２を備えている。ＥＧＲ機構４２は、連通路３８と吸気通路１２との間に接続されたＥＧＲ通路４４と、ＥＧＲ通路４４を開，閉するＥＧＲ弁４６とにより構成されている。ＥＧＲ弁４６は、その開度に応じて吸気系に還流される排気ガスの量（ＥＧＲ量）を調整したり、排気ガスの還流動作を停止させることが可能となっている。また、ＥＧＲ通路４４には、ＥＧＲ触媒４８、ＥＧＲクーラ５０等が設けられている。
【００２６】
さらに、本実施の形態のシステムは、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサにより構成されたセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５２とを備えている。センサ系統には、例えば吸入空気量を検出するエアフロメータ、内燃機関の出力回転数（機関回転数）を検出するための回転センサ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５２の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５２の出力側には、各種のアクチュエータが接続されている。このアクチュエータには、各気筒に設けられた燃料噴射弁や点火プラグの他に、ウェイストゲートバルブ３４、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂ、ＥＧＲ弁４６等が含まれている。
【００２７】
そして、ＥＣＵ５２は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等が設定され、これらの設定内容に応じてアクチュエータが駆動される。また、ＥＣＵ５２は、機関回転数と負荷率とにより定まる運転領域に応じて、通路遮断弁４０Ａ，４０ＢとＥＧＲ弁４６をそれぞれ開，閉制御する。なお、負荷率とは、一般的に知られているように、吸入空気量と機関回転数とに基いて算出されるもので、内燃機関の負荷状態に応じて変化する負荷パラメータの一例である。
【００２８】
次に、図２及び図３を参照しつつ、運転領域毎に実施される制御について説明する。まず、図２は、制御の切換を行う運転領域の区分を示す特性線図である。また、図３は、個々の運転領域で行われる制御の内容を示す説明図である。なお、図２及び図３中に示す「遮断弁Ａ」，「遮断弁Ｂ」とは、それぞれ通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを表している。
【００２９】
（低回転・高負荷領域）
この制御領域は、図２中に示す領域（１）に対応している。領域（１）は、機関回転数Ｎeが所定の回転判定値Ｎe1よりも小さく、かつ負荷率が中間負荷範囲よりも大きい領域として定義されている。ここで、回転判定値Ｎe1は、例えば２０００〜３０００ｒｐｍ程度の比較的低い回転数に設定するのが好ましいが、本発明は、この数値に限定されるものではない。また、中間負荷範囲とは、負荷率ＫＬが所定の下側負荷判定値ＫＬ1以上となり、かつ負荷率ＫＬが所定の上側負荷判定値ＫＬ2以下となる範囲（ＫＬ2≧ＫＬ≧ＫＬ1）として定義されている。よって、負荷率が中間負荷範囲よりも大きいとは、ＫＬ＞ＫＬ2が成立することである。
【００３０】
領域（１）は、大きな発進加速や高い出力応答性が要求される低回転の全開領域である。従って、この領域では、ターボラグが小さく、高出力が得られるツインエントリターボの効果を最大限に発揮したい。このため、領域（１）では、図３に示すように、２つの通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁して排気通路２０Ａ，２０Ｂの間を遮断し、過給機２６をツインエントリターボとして機能させると共に、排気通路２０Ａ，２０Ｂの容積を最小限に減少させる。また、ＥＧＲ弁４６を閉弁して排気ガスの還流動作を停止させる。なお、本実施の形態では、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁するだけでもＥＧＲが停止されるので、ＥＧＲ弁４６を必ずしも閉弁する必要はない。
【００３１】
この制御によれば、領域（１）では、低回転・高負荷での運転状態に対応して、過給機２６をツインエントリターボとして機能させることができる。しかも、２つの通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁することにより、連通路３８やＥＧＲ通路４４の通路容積に関係なく、排気通路２０Ａ，２０Ｂの容積を最小限に減少させることができる。これにより、ターボラグを確実に減少させ、過給応答性を向上させることができる。従って、低回転・高負荷領域において、大きな発進加速や高い出力応答性を得ることができる。
【００３２】
（高回転・高負荷領域、低負荷領域および高回転領域）
この制御領域は、図２中に示す領域（２）に対応している。領域（２）は、機関回転数Ｎeが前述の回転判定値Ｎe1以上であり、かつ後述の領域（４）を除いた領域として定義されている。領域（２）は、高回転の全開領域、低負荷領域および高回転領域を含んでおり、これらの領域は、ツインエントリターボが不要であるか、これが適さない運転領域である。このため、領域（２）では、図３に示すように、２つの通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを開弁して排気通路２０Ａ，２０Ｂの間を連通し、過給機２６をシングルエントリターボとして機能させる。また、領域（２）は、ＥＧＲも適さない領域なので、ＥＧＲ弁４６を閉弁し、排気ガスの還流動作を停止させる。
【００３３】
一般に、機関回転数が比較的低く、吸入空気量が少ない領域では、前述した理由によりツインエントリターボが有効である。しかし、吸入空気量が増大すると、２つの排気タービン２８を有するツインエントリターボの欠点が目立つようになる。即ち、吸入空気量が多い領域でツインエントリターボを作動させると、タービンの効率が低下し、同じ過給圧を得るための背圧が高くなるため、内部ＥＧＲやポンプ損失が増大したり、耐ノッキング性が低下し易くなる。一方、低負荷領域でも、ターボが必要ない上に、背圧を無駄に上昇させたくないので、ツインエントリターボを作動させない方が好ましい。このため、領域（２）では、過給機２６をシングルエントリターボとして使用する。
【００３４】
この制御によれば、領域（２）では、シングルエントリターボとすることにより、排気脈動を低減することができ、ターボ効率を向上させることができる。また、シングルエントリターボでは、背圧を抑制することができるので、これにより燃焼室内の残留ガスを低減し、機関出力を向上させることができる。さらに、後述の図５に示すように、背圧が減少することによりλ＝１となる運転領域（ストイキ運転領域）を拡大することができ、燃費や排気エミッションを向上させることができる。
【００３５】
（低回転・中間負荷領域）
この制御領域は、図２中に示す領域（３）に対応している。領域（３）は、機関回転数Ｎeが前述の回転判定値Ｎe1よりも小さく、かつ負荷率ＫＬが前述した中間負荷範囲内（ＫＬ2≧ＫＬ≧ＫＬ1）である領域として定義されている。領域（３）は、低回転・中間負荷領域であるから、全開負荷ではないにしても、ツインエントリターボにより過給時のレスポンス（過給応答性）を向上させたい。また、この領域では、ＥＧＲを行うことにより燃費や排気エミッションを適切なレベルに保持するのが好ましい。
【００３６】
このため、領域（３）では、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂのうち一方の遮断弁４０Ａを開弁すると共に、他方の遮断弁４０Ｂを閉弁し、ＥＧＲ弁４６を開弁する。この状態では、排気通路２０Ａ，２０Ｂの間が遮断弁４０Ｂにより遮断されているので、過給機２６は、基本的にツインエントリターボとして機能する。しかし、第１の排気通路２０Ａを流れる排気ガスは、その一部が排気タービン２８を駆動し、残りのガスがＥＧＲガスとして吸気系に還流されるようになる。なお、この場合には、一方の遮断弁４０Ｂを閉弁して他方の遮断弁４０Ｂを開弁しても、同様の効果が得られるのは勿論である。
【００３７】
上記制御によれば、過給機２６をツインエントリターボとして機能させつつ、排気ガスの一部を吸気系に還流させてＥＧＲを行うことができる。これにより、低回転・中間負荷領域（３）において、ＥＧＲ量の確保と過給時の応答性を両立させることができる。また、ＥＧＲガスは、片方の排気通路２０Ａから吸気系に還流されるので、排気通路２０Ａ内に生じる排気脈動によりＥＧＲガスを効率よく還流させることができる。即ち、シングルエントリターボの場合と比較して、ＥＧＲ量を容易に増大させることができる。従って、背圧と吸気圧との圧力差が小さいために排気ガスを還流させにくい高負荷状態においても、ＥＧＲ量を十分に確保することができる。
【００３８】
（中間回転・中間負荷領域）
この制御領域は、図２中に示す領域（４）に対応している。領域（４）は、機関回転数が前述の回転判定値Ｎe1以上で、かつ所定の上側回転判定値Ｎe2未満であり（Ｎe2＞Ｎe≧Ｎe1）、更に負荷率ＫＬが中間負荷範囲内（ＫＬ2≧ＫＬ≧ＫＬ1）である領域として定義されている。ここで、上側回転判定値Ｎe2は、回転判定値Ｎe1よりも高い回転数であり、例えば４０００〜５０００ｒｐｍ程度に設定するのが好ましいが、本発明は、この数値に限定されるものではない。また、前述した回転判定値Ｎe1，Ｎe2は、図２に示すように、例えば負荷率ＫＬに応じて変化する可変の判定値でもよい。また、負荷判定値ＫＬ1，ＫＬ2も同様に、例えば機関回転数Ｎeに応じて可変に設定する構成としてもよい。
【００３９】
領域（４）では、領域（３）と比較して吸入空気量が増大し、これに伴って機関出力も十分に上昇している。このため、ツインエントリターボの効果が得られなくても、ターボのレスポンスには余り影響がない。また、この領域でもＥＧＲを行うのが好ましいが、吸入空気量が大きく、排気圧が高いので、排気脈動を利用しなくても、ＥＧＲ量は十分に確保することができる。このため、領域（４）では、図３に示すように、両方の通路遮断弁４０Ａ，４０ＢとＥＧＲ弁４６とを開弁させる。
【００４０】
これにより、吸入空気量が比較的多い領域（４）では、過給機２６をシングルエントリターボとして機能させ、この領域に適さないツインエントリターボの使用を回避することができる。また、両方の通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを開弁することにより、ＥＧＲ通路４４の通路径を実質的に広げることができ、ＥＧＲ量を容易に確保することができる。また、領域（４）では、背圧と吸気圧との圧力差が比較的大きいので、シングルエントリターボとすることにより、背圧を下げて燃焼室内の残留ガスを低減することができる。これにより、耐ノッキング性を高めることができる。また、燃焼室からの排気ガスの押出し損失を低減し、燃費を向上させることができる。
【００４１】
次に、図４乃至図６を参照して、上述した各領域における制御の効果について説明する。まず、図４は、ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、排気ボリュームとターボラグとの関係を示す特性線図である。ここで、排気ボリュームとは、排気通路２０Ａ，２０Ｂだけでなく、これと連通する全ての通路の容積を含んでいる。また、図４中の●印は、前述の領域（１）に対応しており、◎印は領域（３）、○印は領域（２），（４）にそれぞれ対応している。
【００４２】
図４に示すように、領域（１）では、両方の通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁しているから、各運転領域のうちで排気ボリュームが最小となっている。しかも、ツインエントリターボの排気脈動により排気タービンを効率よく駆動することができる。よって、領域（１）では、ターボラグを最小限に抑えることができる。また、領域（３）では、片方の通路遮断弁４０Ａを開弁しているので、連通路３８及びＥＧＲ通路４４の分だけ排気ボリュームが増大し、ターボラグは領域（１）よりも大きくなる。しかし、領域（３）でも、ツインエントリターボの排気脈動を利用するので、シングルエントリターボとなる領域（２），（４）と比較して、ターボラグを十分に小さくすることができる。
【００４３】
次に、図５は、ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、内燃機関の負荷と背圧、Ａ／Ｆとの関係を示す特性線図である。図５に示すように、両方の通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを閉弁した状態では、排気ボリュームが減少することにより背圧が上昇し易い。一方、通路遮断弁４０Ａ，４０Ｂを開弁した状態、即ち、領域（２），（４）では、閉弁時と同一の負荷条件でも背圧が低下する。よって、これらの領域では、ノッキング対策の燃料増量等を抑制または停止することができ、その分だけλ＝１（理論空燃比）となる運転領域を拡大することができる。
【００４４】
次に、図６は、ツインエントリターボとシングルエントリターボのそれぞれについて、背圧と吸気圧の圧力差に対するＥＧＲ率の変化を示す特性線図である。低負荷領域では、吸気圧が負圧となるので、背圧が低い状態でも、背圧と吸気圧との圧力差が大きくなり易い。このため、低負荷領域では、図６に示すように、背圧と吸気圧との圧力差によりＥＧＲガスを容易に還流させることができる。一方、高負荷領域では、前記圧力差が徐々に小さくなり、その分だけＥＧＲガスが還流し難くなる。これに対し、本実施の形態では、領域（１），（３）の高負荷時には、ツインエントリターボの排気脈動を利用してＥＧＲ率を高めることができる。また、領域（２），（４）では、過給機２６をシングルエントリターボとすることにより、排気通路の実質的な通路径を広げてＥＧＲガスを還流し易くすることができる。
【００４５】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図７は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。図７に示すルーチンでは、まず、センサ系統の信号に基いて、機関回転数Ｎeと負荷率ＫＬとを算出する（ステップ１００）。次に、機関回転数Ｎeと負荷率ＫＬとに基いて、前述した判定値Ｎe1，Ｎe2，ＫＬ1，ＫＬ2による判定処理を行うことにより、現在の運転領域が領域（１）〜（４）の何れに該当するかを判定する（ステップ１０２，１０４，１０６，１０８）。そして、これらの判定結果に応じて、通路遮断弁４０Ａ，４０ＢとＥＧＲ弁４６とを開，閉制御する（ステップ１１０，１１２，１１４，１１６）。
【００４６】
上述したように、本実施の形態によれば、内燃機関の運転領域（１）〜（４）に応じて、連通切換機構３６とＥＧＲ機構４２とをきめ細かく制御することができる。これにより、ツインエントリターボの効果を十分に発揮させ、排気脈動を利用したＥＧＲ量の確保と、過給応答性の向上とを両立させることができる。また、運転領域に応じてツインエントリターボとシングルエントリターボの利点を的確に使い分けることができる。
【００４７】
実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態１とほぼ同様に構成されているものの、通路遮断弁を１つだけ搭載する構成としており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４８】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態では、実施の形態１における通路遮断弁４０Ｂを廃止しており、連通路３８と排気通路２０Ｂとは、常時連通した状態に保持されている。このため、通路遮断弁４０ＡとＥＧＲ弁４６とは、前述した領域（１），（２），（４）において、実施の形態１と同様の開，閉状態に保持されるものの、領域（３）では、通路遮断弁４０Ｂに代えて通路遮断弁４０Ａが閉弁される。
【００４９】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。より詳しく述べると、本実施の形態では、領域（１）における排気通路２０Ｂの容積が実施の形態１と比較して増大する。しかし、この領域では、ツインエントリターボの効果が得られるので、低速トルク（レスポンスやターボラグ）は、それほど悪化しない。その一方で、本実施の形態は、１つの通路遮断弁４０Ａを搭載するだけで済むから、部品点数を削減し、システムの簡素化やコストダウンを図ることができる。
【００５０】
なお、前記実施の形態１では、図７中のステップ１１４が低回転・中間負荷領域片側ＥＧＲ手段の具体例を示している。また、ステップ１１２，１１６は、高回転領域通路連通手段の具体例を示し、このうちステップ１１６は、高回転・中負荷領域両側ＥＧＲ手段の具体例を示している。さらに、ステップ１１０は、低回転・高負荷領域制御手段の具体例を示している。
【００５１】
また、実施の形態では、４気筒の内燃機関１０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、多気筒型の内燃機関であれば、３気筒以下または５気筒以上の内燃機関にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１８  スロットルバルブ
２０Ａ，２０Ｂ  排気通路
２０Ｃ  共通排気通路
２６  過給機
２８  排気タービン
３０  コンプレッサ
３２  バイパス通路
３４  ウェイストゲートバルブ
３６  連通切換機構（連通切換手段）
３８  連通路
４０Ａ，４０Ｂ  通路遮断弁
４２  ＥＧＲ機構（ＥＧＲ手段）
４４  ＥＧＲ通路
４６  ＥＧＲ弁
５２  ＥＣＵ
Ｎe1  回転判定値
Ｎe2  上側回転判定値
ＫＬ1，ＫＬ2  負荷判定値
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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