(57)【要約】【課題】二つのＥＧＲ量のバランスを保ちながら、インマニ圧Ｆ／Ｂ制御とＥＧＲ制御とを適切に実施する。【解決手段】ＶＧターボ３０のタービン３２の上流側とＶＧターボ３０のコンプレッサ３１の下流側とを連通する第一通路４１を流れる排気量を調整する第一調整手段４５，１４を有する第一還流システム４０と、タービン３２の下流側とコンプレッサ３１の上流側とを連通する第二通路５１を流れる排気量を調整する第二調整手段５５，１３を有する第二還流システム５０と、調整手段４５，１４，５５，１３を制御し、第一還流システム４０又は第二還流システム５０を使用する単独使用と両方を使用する併用とを切り替える還流制御手段６３と、ベーン３３の開度を調整して吸気系圧力をＦ／Ｂ制御する圧力制御手段６４とを備える。圧力制御手段６４は、単独使用から併用へ切替られてから所定期間の間、Ｆ／Ｂ制御を禁止して吸気系圧力をＦ／Ｆ制御する。【選択図】図１
2014118886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置されるタービンと吸気通路に配置されるコンプレッサと流量調整用のベーンとを有する可変容量ターボチャージャと、
前記タービンの上流側と前記コンプレッサの下流側とを連通する第一通路を流通する排気の流量を調整する第一調整手段を有する第一還流システムと、
前記タービンの下流側と前記コンプレッサの上流側とを連通する第二通路を流通する排気の流量を調整する第二調整手段を有する第二還流システムと、を備えたエンジンの制御装置であって、
車両の運転状態に応じて前記第一調整手段及び前記第二調整手段を制御し、前記第一還流システム及び前記第二還流システムの何れか一方を使用する単独使用と両方を使用する併用とを切り替える還流制御手段と、
前記運転状態に応じて前記ベーンの開度を調整することで前記コンプレッサの下流側の吸気系圧力をフィードバック制御する圧力制御手段と、を備え、
前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられてから所定期間の間、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御する
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記吸気系圧力を検出する圧力センサと、
前記運転状態に応じて前記吸気系圧力の目標圧力を演算する演算手段と、を備え、
前記圧力制御手段は、前記圧力センサで検出された前記吸気系圧力と前記演算手段で演算された前記目標圧力との差の絶対値が所定値以下となったときに前記フィードバック制御を再開する
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられたときに前記エンジンの負荷が所定負荷以上変化した場合に、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記圧力制御手段は、前記フィードフォワード制御では、前記運転状態に応じて予め設定された前記吸気系圧力の目標圧力に対応する目標ベーン開度となるように、前記ベーンの開度を調整する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気を吸気系に還流させる排気再循環システムと可変容量ターボチャージャとを備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気性能の向上を目的とした技術の一つとして、エンジンから排出された排気の一部を吸気系へ還流させる排気再循環システム（以下、ＥＧＲシステムという）が知られている。ＥＧＲシステムとは、排気の一部を吸気に混合させ、混合気の燃焼温度を低下させることにより、窒素酸化物（NOx）の排出量を抑制するものである。ＥＧＲシステムは、エンジンの排気系と吸気系とを連通する通路と、この通路を流通する排気の流量（以下、ＥＧＲ量という）を調整するバルブとを有して構成され、バルブの開度はコントローラによって制御される。
【０００３】
また、エンジンの出力トルクを高めることを目的として、排気のエネルギをタービンで利用し、同軸上のコンプレッサを駆動してシリンダ内に高圧空気を過給するターボチャージャが設けられたエンジンが活用されている。近年では、ターボチャージャのタービン側に可変ベーンと呼ばれる流量調整機構を備えた可変容量ターボチャージャが普及しつつある。可変容量ターボチャージャは、可変ベーンの開度によってタービンに当たる排気の流速を制御することで過給圧を制御可能な過給機の一種である。可変容量ターボチャージャを備えたエンジンでは、運転状態に応じて、エンジンのインテークマニホールド内の圧力（以下、インマニ圧という）を目標の圧力に保つように可変ベーンの開度を調整して、インマニ圧フィードバック制御が実施される。
【０００４】
ＥＧＲシステムには、タービンの上流側の排気系からコンプレッサの下流側の吸気系へと排気を還流させる高圧ＥＧＲと呼ばれるものと、タービンの下流側の排気系からコンプレッサの上流側の吸気系に排気を還流させる低圧ＥＧＲと呼ばれるものの二種類が知られている。このような高圧ＥＧＲ及び低圧ＥＧＲを共に備えたＥＧＲシステムは、特にデュアルループＥＧＲシステムと呼ばれ、排気中に含まれるNOxを低減させるのに非常に有効であるとされている。
【０００５】
このようなデュアルループＥＧＲシステムを備え、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲシステムを使い分ける技術が提案されている。例えば、エンジンの負荷が大きい高負荷領域では低圧ＥＧＲのみを用いる低圧ＥＧＲ領域を選択し、エンジンの負荷が比較的小さい低中負荷領域では高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲとを併用する併用領域を選択することで、エミッションを抑制するものである（例えば、特許文献１参照）。また、デュアルループＥＧＲシステムでは、高圧ＥＧＲのＥＧＲ量と低圧ＥＧＲのＥＧＲ量とを合計した全ＥＧＲ量を運転状態に応じて調整するＥＧＲ制御が実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の特許文献１では、過給圧を調整可能なターボ過給機が設けられているものの、インマニ圧フィードバック制御は実施されておらず、ＥＧＲ制御のみを行っているため、制御内容が常に適切であるかどうかを判断することができない。つまり、想定外の外乱により予期しない制御になる可能性がある。これに対して、インマニ圧フィードバック制御であれば、制御結果を制御内容に反映させることができるため、外乱に対応可能となる。
【０００８】
しかしながら、可変容量ターボチャージャとデュアルループＥＧＲシステムの両方を備えたエンジンの場合、インマニ圧フィードバック制御とＥＧＲ制御とを並行して実施すると、二つの制御が干渉するおそれがある。すなわち、インマニ圧フィードバック制御によりインマニ圧が目標の圧力に達し、ＥＧＲ制御により全ＥＧＲ量が目標のＥＧＲ量に達したとしても、高圧ＥＧＲのＥＧＲ量（高圧ＥＧＲ量）と低圧ＥＧＲのＥＧＲ量（低圧ＥＧＲ量）の割合（バランス）が所望のものではなく、可変ベーンの開度も適合時と異なる開度であるにも関わらず、インマニ圧及び全ＥＧＲ量がそれぞれ目標に達して安定してしまうという課題がある。
【０００９】
高圧ＥＧＲ量が変化すると、タービンを通過する排気流量が変化するため、タービンの回転速度が変わってインマニ圧も変化する。特に、高圧ＥＧＲ量が想定以上に変化すると、可変ベーンの開度調整によるインマニ圧の変化よりも早くインマニ圧が変化してしまうため、インマニ圧フィードバック制御が適切に行われない。つまり、インマニ圧フィードバック制御を実施中に高圧ＥＧＲ量が想定以上に変化した場合は、可変ベーンの開度が不適合な状態にも関わらずインマニ圧が変化して目標の圧力に達してしまうことがある。
【００１０】
また、ＥＧＲ制御では、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とを合計した全ＥＧＲ量が目標値となるように制御されるため、高圧ＥＧＲ量が想定以上に変化した場合は、その分低圧ＥＧＲ量が少ない状態に制御される。つまり、インマニ圧フィードバック制御と並行してＥＧＲ制御を実施中に高圧ＥＧＲ量が大きく変化した場合、可変ベーンの開度は不適合な状態となり、且つ、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とのバランスも崩れた状態で、インマニ圧と全ＥＧＲ量とがそれぞれ目標値に達することがある。
【００１１】
なお、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とのバランスを監視しながらＥＧＲ制御を実施することでこのような課題を回避したとしても、制御構成が複雑化し、コストアップは避けられない。また、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とのバランスが崩れると、吸気の温度が排気性能の向上を見込んだ温度とは異なる温度になってしまうため、排気性能が低下するおそれが生じる。
【００１２】
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、可変容量ターボチャージャとデュアルループＥＧＲシステムとを備えたエンジンにおいて、二つのＥＧＲ量のバランスを保ちながら吸気系圧力のフィードバック制御とＥＧＲ制御とを適切に実施することができるようにした、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、排気通路に配置されるタービンと吸気通路に配置されるコンプレッサと流量調整用のベーンとを有する可変容量ターボチャージャと、前記タービンの上流側と前記コンプレッサの下流側とを連通する第一通路を流通する排気の流量を調整する第一調整手段を有する第一還流システムと、前記タービンの下流側と前記コンプレッサの上流側とを連通する第二通路を流通する排気の流量を調整する第二調整手段を有する第二還流システムと、を備えたエンジンの制御装置である。
【００１４】
車両の運転状態に応じて前記第一調整手段及び前記第二調整手段を制御し、前記第一還流システム及び前記第二還流システムの何れか一方を使用する単独使用と両方を使用する併用とを切り替える還流制御手段を備える。また、前記運転状態に応じて前記ベーンの開度を調整することで前記コンプレッサの下流側の吸気系圧力をフィードバック制御する圧力制御手段と、を備える。さらに、前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられてから所定期間の間、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御することを特徴としている。
なお、前記コンプレッサの下流側の吸気系圧力は、前記エンジンのインテークマニホールド内の圧力（いわゆるインマニ圧）であることが好ましい。
【００１５】
（２）前記吸気系圧力を検出する圧力センサと、前記運転状態に応じて前記吸気系圧力の目標圧力を演算する演算手段と、を備えることが好ましい。この場合、前記圧力制御手段は、前記圧力センサで検出された前記吸気系圧力と前記演算手段で演算された前記目標圧力との差の絶対値が所定値以下となったときに前記フィードバック制御を再開することが好ましい。つまり、前記圧力センサで検出された前記吸気系圧力と前記目標圧力との差の絶対値が前記所定値以下となったときに、前記圧力制御手段は前記フィードフォワード制御から前記フィードバック制御に切り替えて、前記フィードバック制御を実施することが好ましい。
【００１６】
（３）また、前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられたときに前記エンジンの負荷が所定負荷以上変化した場合に、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御することが好ましい。
【００１７】
（４）また、前記圧力制御手段は、前記フィードフォワード制御では、前記運転状態に応じて予め設定された前記吸気系圧力の目標圧力に対応する目標ベーン開度となるように、前記ベーンの開度を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
開示のエンジンの制御装置によれば、二つの還流システムを単独使用から併用に切り替えてから所定期間の間、吸気系圧力のフィードバック制御が禁止されるため、この期間における第一調節手段及び第二調節手段の制御（ＥＧＲ制御）と、吸気系圧力のフィードバック制御との干渉を防ぐことができる。また、二つの還流システムを単独使用から併用に切り替えられてから所定期間の間は吸気系圧力の制御がフィードフォワード制御とされるため、吸気系圧力を速やかに目標値に近づけることができる。
【００１９】
一方で、ＥＧＲ制御は継続して実施されるため第一還流通路及び第二還流通路を流通する排気流量（ＥＧＲ量）のバランスを適切な状態に保つことができる。つまり、第一還流通路を流通する排気と第二還流通路を流通する排気のバランスを保ちながら、吸気系圧力のフィードバック制御とＥＧＲ制御とを適切に実施することができる。なお、第一還流通路及び第二還流通路を流通する排気流量（ＥＧＲ量）のバランスを適切な状態とすることで、吸気の温度を排気性能の向上が望める温度とすることができ、排気性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図である。
【図２】ＥＧＲ使用領域及びインマニ圧制御領域を示すマップである。
【図３】図１の制御装置による制御手順を例示するフローチャートである。
【図４】図１の制御装置の制御作用を説明するためのタイムチャートであり、ＥＧＲシステムを低圧単独使用から併用へ切り替えたときを示す。
【図５】図１の制御装置の制御作用を説明するためのタイムチャートであり、ＥＧＲシステムを高圧単独使用から併用へ切り替えたときを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．装置構成］
本実施形態のエンジンの制御装置は、図１に示す車載のディーゼルエンジン１（以下、エンジンという）に適用される。このエンジン１は多気筒直噴式であり、図１では複数気筒のうち１気筒のみ示している。エンジン１のシリンダブロック１Ｂ内には複数のシリンダ２が形成され、各シリンダ２内には、図中上下方向に往復摺動するピストン３が設けられる。ピストン３は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続される。ピストン３には、その頂面に燃焼室となるキャビティ３ａが形成されている。なお、複数のシリンダ２は、図１の紙面と直交する方向に併設されており、何れのシリンダ２も同様の構成となっている。
【００２２】
シリンダ２上部のシリンダヘッド１Ｈには、インジェクタ４とグロープラグ５とが装備されている。インジェクタ４は、その先端部がシリンダ２の筒内空間に突出して設けられ、シリンダ２内に直接燃料を噴射する。インジェクタ４から噴射される燃料の噴射方向は、ピストン３のキャビティ３ａに向かう方向に設定される。また、インジェクタ４の基端部には燃料配管が接続され、この燃料配管から加圧された燃料がインジェクタ４に供給される。グロープラグ５はエンジン１の冷態運転時の燃焼改善を図るように駆動制御される。
【００２３】
シリンダヘッド１Ｈには、シリンダ２の筒内空間と連通する吸気ポート６及び排気ポート７が設けられ、これらの各ポート６，７を開閉するための吸気弁８及び排気弁９が設けられる。吸気ポート６の上流側には、インテークマニホールド１６（以下、インマニという）を介して、吸気通路１１に種々の機器が付設された吸気系統１０が接続される。また、排気ポート７の下流側には、エキゾーストマニホールド２２（以下、エキマニという）を介して、排気通路２１に種々の機器が付設された排気系統２０が接続される。
【００２４】
インマニ１６には、吸気ポート６へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク１５が設けられる。サージタンク１５よりも下流側のインマニ１６は、複数のシリンダ２の吸気ポート６に向かって分岐するように形成され、サージタンク１５はその分岐点に位置する。サージタンク１５は、各々のシリンダ２で発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。エキマニ２２は、複数のシリンダ２の排気ポート７に各上流端が接続され、下流端の集合部に排気通路２１が接続される。
【００２５】
本エンジン１には、その吸排気系統１０，２０にターボチャージャ３０，高圧ＥＧＲループ（第一還流システム）４０及び低圧ＥＧＲループ（第二還流システム）５０が装備されている。
ターボチャージャ３０は、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ３１と、排気通路２１に配置されたタービン３２と、タービン３２の周囲に設けられた複数の可変ベーン３３とを有する可変容量ターボチャージャ（以下、ＶＧターボ３０という）である。ＶＧターボ３０は、排気のエネルギを利用してタービン３２を回転させ、タービン３２と同軸上に設けられたコンプレッサ３１で空気を圧縮して、高圧の空気をシリンダ２へ送り込むものであり、可変ベーン３３の開度（以下、ベーン開度という）を調整することで過給圧を制御可能である。ベーン開度は、後述するＥＣＵ６０によって制御される。
【００２６】
高圧ＥＧＲループ４０及び低圧ＥＧＲループ５０は、何れもエンジン１のシリンダ２から排出された排気を吸気系へ還流させる排気再循環システム（Exhaust Gas Recirculation System）である。つまりエンジン１は、これら二つの排気再循環システム（すなわちデュアルループＥＧＲシステム）を備えている。以下、高圧ＥＧＲループ４０及び低圧ＥＧＲループ５０を総称してＥＧＲシステムという。
【００２７】
高圧ＥＧＲループ４０は、ＶＧターボ３０のタービン３２よりも上流側の排気通路２１と、ＶＧターボ３０のコンプレッサ３１よりも下流側の吸気通路１１とを連通する高圧ＥＧＲ通路（第一通路）４１を有する。高圧ＥＧＲ通路４１の中間部には、高圧ＥＧＲバルブ（第一調整手段）４５が介装される。なお、高圧ＥＧＲ通路４１は、排気通路２１に代えてエキマニ２２に接続されていてもよく、吸気通路１１に代えてサージタンク１５に接続されていてもよい。
【００２８】
低圧ＥＧＲループ５０は、タービン３２よりも下流側の排気通路２１と、コンプレッサ３１よりも上流側の吸気通路１１とを連通する低圧ＥＧＲ通路（第二通路）５１を有する。低圧ＥＧＲ通路５１の中間部には、ＥＧＲクーラ５４及び低圧ＥＧＲバルブ（第二調整手段）５５が介装される。
【００２９】
エンジン１の吸気系統１０を説明すると、吸気通路１１には、上流側から、エアクリーナ１２，低圧スロットル弁（第二調整手段）１３，低圧ＥＧＲ通路５１の出口５３，ＶＧターボ３０のコンプレッサ３１，インタークーラ１７，高圧スロットル弁（第一調整手段）１４，高圧ＥＧＲ通路４１の出口４３が順に設けられる。
【００３０】
低圧スロットル弁１３は、その開度に応じて吸気通路１１を流通する空気の流量を調整する吸気絞り弁として機能するとともに、その開度に応じて低圧ＥＧＲ通路５１を流通する排気の流量（以下、低圧ＥＧＲ量という）を調整するＥＧＲ量調整手段として機能する。つまり、低圧ＥＧＲバルブ５５が全閉の場合は、低圧スロットル弁１３の開度に応じて、吸気通路１１の低圧スロットル弁１３が設けられた部分を流通する空気の流量が変化する。一方、低圧ＥＧＲバルブ５５が全閉でない場合は、低圧ＥＧＲバルブ５５の開度と低圧スロットル弁１３の開度とに応じて低圧ＥＧＲ量が変化する。低圧ＥＧＲバルブ５５及び低圧スロットル弁１３の各開度は、ＥＣＵ６０によって制御される。
【００３１】
高圧スロットル弁１４は、その開度に応じてインマニ１６側へと流れる空気の流量を調整する吸気絞り弁として機能するとともに、その開度に応じて高圧ＥＧＲ通路４１を流通する排気の流量（以下、高圧ＥＧＲ量という）を調整するＥＧＲ量調整手段として機能する。つまり、高圧ＥＧＲバルブ４５が全閉の場合は、高圧スロットル弁１４の開度に応じて、インマニ１６側へと流れる空気の流量が変化する。一方、高圧ＥＧＲバルブ４５が全閉でない場合は、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度と高圧スロットル弁１４の開度とに応じて高圧ＥＧＲ量が変化する。高圧ＥＧＲバルブ４５及び高圧スロットル弁１４の各開度は、ＥＣＵ６０によって制御される。
【００３２】
排気系統２０を説明すると、排気通路２１には、上流側から、高圧ＥＧＲ通路４１の入口４２，ＶＧターボ３０のタービン３２，触媒装置２３，低圧ＥＧＲ通路５１の入口５２が順に設けられる。触媒装置２３には、上流側から酸化触媒２３ａ，ディーゼルパティキュレートフィルタ２３ｂが装備されている。なお、入口５２の下流側に、例えばNOxトラップ触媒を備えた触媒装置がさらに装備されていてもよい。
【００３３】
サージタンク１５内には、実インマニ圧P（サージタンク１５内の圧力に対応するインテークマニホールド圧力）を検出する圧力センサ６５が設けられる。ここで取得された実インマニ圧P（吸気系圧力）の情報はＥＣＵ６０に伝達される。
また、車両には、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量A）を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）６６が設けられる。アクセル操作量Aは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメータであり、言い換えるとエンジン１の負荷（エンジン１に対する出力要求）に相関するパラメータである。アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセル操作量Aの情報はＥＣＵ６０に伝達される。
【００３４】
クランクシャフトには、その回転角θを検出するエンジン回転速度センサ６７が設けられる。回転角θの単位時間あたりの変化量（角速度ω）はエンジン１の実回転速度Ne（単位時間あたりの実回転数）に比例する。したがって、エンジン回転速度センサ６７は、エンジン１の実回転速度Neを取得する機能を持つ。ここで取得された実回転速度Neの情報は、ＥＣＵ６０に伝達される。なお、エンジン回転速度センサ６７で検出された回転角θに基づき、ＥＣＵ６０の内部で実回転速度Neを演算する構成としてもよい。
【００３５】
車両には、エンジン１を制御するＥＣＵ６０（電子制御装置；Electronic Control Unit）が設けられる。ＥＣＵ６０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ，その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ，ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ，外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。ＥＣＵ６０の入力側には、圧力センサ６５，アクセルポジションセンサ６６及びエンジン回転速度センサ６７が接続される。また、ＥＣＵ６０の出力側には、可変ベーン３３，低圧スロットル弁１３，高圧スロットル弁１４，高圧ＥＧＲバルブ４５及び低圧ＥＧＲバルブ５５が接続される。
【００３６】
［２．制御構成］
［２−１．制御の概要］
ＥＣＵ６０では、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とを合計した全ＥＧＲ量を運転状態に応じて調整するＥＧＲ制御と、ベーン開度を調整することで実インマニ圧Pを制御するインマニ圧制御とが実施される。
【００３７】
ＥＧＲ制御は、高圧ＥＧＲループ４０及び低圧ＥＧＲループ５０の何れか一方又は両方を用いて、排気の一部を吸気系に還流させるものである。これにより、混合気の燃焼温度を低下させ、排気中に含まれる窒素酸化物（NOx）を低減させる。ここでは、運転状態に応じて、高圧ＥＧＲループ４０のみを使用する高圧単独使用と、低圧ＥＧＲループ５０のみを使用する低圧単独使用と、高圧ＥＧＲループ４０及び低圧ＥＧＲループ５０の両方を使用する併用の三つの使用方法に切り替えられる。
【００３８】
インマニ圧制御には、運転状態に基づいて目標とするインマニ圧（目標圧力，以下、目標インマニ圧という）PTGTを設定し、実インマニ圧Pを目標インマニ圧PTGTに近づけるフィードバック制御と、ベーン開度を所定開度（以下、目標ベーン開度という）に制御するフィードフォワード制御とがある。インマニ圧フィードバック制御は、ＶＧターボ３０の個体差などによる実インマニ圧Pのばらつきを抑制するために実施されるものである。インマニ圧フィードフォワード制御は、所定条件の成立時にインマニ圧フィードバック制御に代えて実施されるものである。
【００３９】
［２−２．制御ブロック構成］
ＥＣＵ６０は、上記のＥＧＲ制御及びインマニ圧制御を実施するために、判定部６１としての機能要素と、演算部６２としての機能要素と、ＥＧＲ制御部６３としての機能要素と、圧力制御部６４としての機能要素とを有する。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
【００４０】
判定部６１は、ＥＧＲ制御に関する判定と、インマニ圧制御に関する判定とを実施するものである。まずＥＧＲ制御に関する判定について説明すると、判定部６１は車両の運転状態に応じて、ＥＧＲシステムの使用方法を判定する。つまり、高圧ＥＧＲループ４０，低圧ＥＧＲループ５０のどちらかを単独で使用するのか（高圧単独使用又は低圧単独使用か）、あるいは両方を使用するのか（併用か）を判定する。この判定は、例えば図２に示すようなマップを用いて行う。
【００４１】
図２は、エンジン１の実回転速度Neと負荷とに応じてＥＧＲシステムの使用方法を三つの領域R1，R2，R3に分けて設定したマップであり、予めＥＣＵ６０に記憶されている。領域R1は低圧ＥＧＲループ５０を単独で使用する低圧単独領域であり、領域R2は低圧ＥＧＲループ５０及び高圧ＥＧＲループ４０を両方使用する併用領域であり、領域R3は高圧ＥＧＲループ４０を単独で使用する高圧単独領域である。判定部６１は、エンジン回転速度センサ６７及びアクセルポジションセンサ６６から取得した実回転速度Ne及び負荷の情報を図２のマップに適用し、領域R1，R2，R3の何れに該当するのかを判定する。なお、三つの領域R1，R2，R3の何れにも該当しない場合には、ＥＧＲシステムを使用しないと判定する。
【００４２】
ここで図２のマップについて補足すると、排気中に含まれるNOxは、インマニ１６での吸気温度が低いほど減少するため、排気温度が比較的低温な低圧ＥＧＲループ５０を用いる方がNOxの排出量の低減という観点からは好ましい。しかしながら、低負荷では吸気温度が低すぎると燃焼が不安定になりやすく、炭化水素（HC）等の未燃物質の排出量が増大してしまうという別の課題が生じる。そのため、低負荷では排気温度が比較的高温な高圧ＥＧＲループ４０を用いる方が燃焼安定性及び未燃物質の排出量の抑制という観点からは好ましい。図２に示すマップは、このように排気性能の向上と燃焼安定性とを考慮して設定される。なお、図２のマップに示す三つの領域R1，R2，R3は一例であり、エンジン１や触媒装置２３の性能等に応じて各領域の形状は適宜変更可能である。
【００４３】
また、判定部６１は、実回転速度Neや負荷の変化に応じてＥＧＲシステムの使用方法を切り替える必要があるか否かを判定し、切り替え後のＥＧＲシステムの使用が併用であるか否かを判定する。つまり判定部６１は、図２のマップにおいて、低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3から併用領域R2へ変化したか否かを判定する。これらの判定結果は、ＥＧＲ制御部６３及び圧力制御部６４へ伝達される。
【００４４】
次にインマニ圧制御に関する判定について説明すると、判定部６１は車両の運転状態に応じて、実インマニ圧Pのフィードバック制御を実施するか、あるいはフィードフォワード制御を実施するかを判定する。この判定も、ここでは図２のマップを用いて行う。図２のマップには、上記の三つの領域R1，R2，R3に加えて、エンジン１の実回転速度Neと負荷とに応じて、インマニ圧フィードバック制御を実施するF/B領域と、インマニ圧フィードフォワード制御を実施するF/F領域とが設定されている。判定部６１は、エンジン回転速度センサ６７及びアクセルポジションセンサ６６から取得した実回転速度Ne及び負荷の情報を図２のマップに適用し、F/B領域に該当するか、あるいはF/F領域に該当するのかを判定する。
【００４５】
図２に示すように、インマニ圧フィードバック制御は低負荷時を除いて実施される。これは、低負荷では実インマニ圧Pが違っても排気性能にあまり影響がなく、さらに低負荷時ではベーン開度を変化させても実インマニ圧Pの変化する感度が低いためである。つまり、低負荷ではインマニ圧フィードバック制御を行わず、ベーン開度は予め設定された位置に制御されるフィードフォワード制御が実施される。
【００４６】
なお、図２のマップに示す領域は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、図２のマップでは、F/B領域とF/F領域との境界が併用領域R2と高圧単独領域R3との境界よりも低負荷に設定されているが、F/B領域とF/F領域との境界は排気への影響や実インマニ圧Pのコントロール性を考慮して設定可能である。また、ここでは図２のマップにＥＧＲ制御で用いる三つの領域R1，R2，R3と、インマニ圧制御で用いるF/B領域，F/F領域とが設定されているが、これらが別のマップにそれぞれ設定されていてもよい。この判定結果は、圧力制御部６４へ伝達される。
【００４７】
演算部（演算手段）６２は、ＥＧＲ制御に関する演算と、インマニ圧制御に関する演算とを実施するものである。まずＥＧＲ制御に関する演算について説明すると、演算部６２は車両の運転状態に基づいて低圧ＥＧＲ量と高圧ＥＧＲ量とを合計した全ＥＧＲ量の目標値（目標全ＥＧＲ量）を演算する。ＥＣＵ６０には、例えば実回転速度Neごとに負荷に応じて目標全ＥＧＲ量が変化するような特性がマップ，数式等で予め設定されている。演算部６２は、これらのマップ，数式等を用いて目標全ＥＧＲ量を演算する。なお、目標全ＥＧＲ量の演算手法は任意であり、例えば実回転速度Neや負荷によるマップ，数式等で求めた目標インマニ酸素濃度から目標全ＥＧＲ量を演算するなど、別の方法を適用可能である。この演算結果は、ＥＧＲ制御部６３に伝達される。
【００４８】
次にインマニ圧制御に関する演算について説明すると、演算部６２は車両の運転状態に基づいて実インマニ圧Pの目標値（目標インマニ圧）PTGTを演算する。ＥＣＵ６０には、例えば実回転速度Neごとに負荷が大きいほど目標インマニ圧PTGTが増大するような特性がマップ，数式等で予め設定されている。演算部６２は、これらのマップ，数式等を用いて目標インマニ圧PTGTを演算する。なお、目標インマニ圧PTGTの演算手法も任意であり、周知の方法を適用可能である。この演算結果は、圧力制御部６４に伝達される。
【００４９】
ＥＧＲ制御部（還流制御手段）６３は、判定部６１からの判定結果及び演算部６２からの演算結果に基づいて、低圧スロットル弁１３，低圧ＥＧＲバルブ５５，高圧スロットル弁１４及び高圧ＥＧＲバルブ４５の各開度を制御することでＥＧＲ制御を実施するものである。ここでは、低圧ＥＧＲ量は低圧スロットル弁１３の開度により微調整され、高圧ＥＧＲ量は高圧スロットル弁１４の開度又は高圧ＥＧＲバルブ４５の開度により微調整される。以下、ＥＧＲ制御部６３により開度調整される低圧スロットル弁１３，低圧ＥＧＲバルブ５５，高圧スロットル弁１４及び高圧ＥＧＲバルブ４５の四つのバルブを併せてＥＧＲ系アクチュエータとも呼ぶ。
【００５０】
ＥＧＲ制御部６３は、判定部６１で低圧単独領域R1に該当すると判定されると、高圧スロットル弁１４の開度を全開に設定するとともに、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度を全閉に設定する。これにより、高圧ＥＧＲ量はゼロとなる。さらに、低圧ＥＧＲバルブ５５の開度を全開に設定するとともに、低圧スロットル弁１３の開度を演算部６２で演算された目標全ＥＧＲ量に基づいてフィードバック制御する。つまり、低圧ＥＧＲループ５０では、実回転速度Ne，負荷及び低圧スロットル弁１３の開度から低圧ＥＧＲ量を推定し、この推定された低圧ＥＧＲ量が目標全ＥＧＲ量となるように低圧スロットル弁１３の開度が制御される。なお、低圧スロットル弁１３の開度が絞り側になるほど低圧ＥＧＲ量は増大し、開き側になるほど低圧ＥＧＲ量は減少する。
【００５１】
ＥＧＲ制御部６３は、判定部６１で高圧単独領域R3に該当すると判定されると、低圧スロットル弁１３の開度を全開に設定するとともに、低圧ＥＧＲバルブ５５の開度を全閉に設定する。これにより、低圧ＥＧＲ量はゼロとなる。さらに、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度を全開に設定するとともに、高圧スロットル弁１４の開度を所定開度に設定する。この所定開度は、演算部６２で演算された目標全ＥＧＲ量に基づいて設定される。なお、ここでいう目標全ＥＧＲ量は高圧ＥＧＲ量の目標値である。
【００５２】
例えば、ＥＣＵ６０に実回転速度Neと負荷とに応じて所定開度が変化するような特性がマップ，数式等で予め設定されており、このマップ，数式等を用いて所定開度が設定される。つまり、ＥＧＲ制御部６３は、高圧単独領域R3では、高圧スロットル弁１４の開度を予め与えられた所定開度に制御するフィードフォワード制御を実施する。なお、高圧スロットル弁１４の開度が絞り側になるほど高圧ＥＧＲ量は増大し、開き側になるほど高圧ＥＧＲ量は減少する。
【００５３】
ＥＧＲ制御部６３は、判定部６１で併用領域R2に該当すると判定されると、低圧ＥＧＲループ５０では、低圧ＥＧＲバルブ５５の開度を全開に設定するとともに、低圧スロットル弁１３の開度を上記の低圧単独領域R1と同様に演算部６２で演算された目標全ＥＧＲ量に基づいてフィードバック制御する。一方、高圧ＥＧＲループ４０では、高圧スロットル弁１４の開度を全開に設定するとともに、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度を所定開度に設定する。この所定開度は、目標全ＥＧＲ量から低圧ＥＧＲ量を減算した残りのＥＧＲ量（すなわち、高圧ＥＧＲ量の目標値）に対応するものであり、上記の高圧単独領域R3と同様にマップ等を用いて設定される。なお、ここでは高圧ＥＧＲループ４０は、高圧単独領域R3と併用領域R2とでフィードフォワード制御する対象が異なっているが、フィードフォワード制御の対象を同一としてもよい。
【００５４】
つまり、併用領域R2に該当すると判定された場合は、ＥＧＲ制御部６３は、低圧ＥＧＲバルブ５５及び高圧スロットル弁１４の各開度を全開にするとともに、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度をフィードフォワード制御し、さらに低圧スロットル弁１３の開度をフィードバック制御することで、目標全ＥＧＲ量を確保する。
【００５５】
なお、高圧単独領域R3及び併用領域R2において、高圧ＥＧＲループ４０側をフィードフォワード制御するのは、高圧ＥＧＲループ４０は、後述するベーン開度によるインマニ圧制御に影響を及ぼし合い、フィードバック制御を実施したのでは目標値（すなわち目標全ＥＧＲ量）に収束するまでに時間がかかるためである。すなわち、ここでは速やかに高圧ＥＧＲ量を確保すべくフィードフォワード制御を行っているが、高圧ＥＧＲループ４０を低圧ＥＧＲループ５０と同様にフィードバック制御とすることも可能である。
【００５６】
また、ＥＧＲ制御部６３は、判定部６１からＥＧＲシステムの使用方法を切り替える必要があるという判定結果が伝達されたときは、切替後の使用方法に対応する各開度にＥＧＲ系アクチュエータを速やかに制御し、ＥＧＲシステムを切り替える。ＥＧＲ制御部６３は、ＥＧＲシステムを切り替えた場合は、ＥＧＲシステムの使用方法を切り替えたことを圧力制御部６４に伝達する。
以上の低圧単独領域R1，併用領域R2及び高圧単独領域R3におけるＥＧＲ制御部６３でのＥＧＲ系アクチュエータの制御内容を、以下の表１に示す。
【００５７】
【表１】
2014118886.tif 000003
【００５８】
圧力制御部（圧力制御手段）６４は、判定部６１からの判定結果，演算部６２からの演算結果及びＥＧＲ制御部６３からの情報に基づいて、ＶＧターボ３０の可変ベーン３３の開度を調整することによりインマニ圧制御を実施するものである。
【００５９】
圧力制御部６４は、判定部６１でF/F領域に該当すると判定されると、インマニ圧フィードフォワード制御を実施する。つまり、演算部６２で演算された目標インマニ圧PTGTに対応する目標ベーン開度を取得し、ベーン開度を目標ベーン開度に制御する。ＥＣＵ６０には、目標インマニ圧PTGTに対するベーン開度が予めマップ，数式等で設定されており、圧力制御部６４はこれらマップ，数式等から目標ベーン開度を取得する。
【００６０】
また、圧力制御部６４は、判定部６１でF/B領域に該当すると判定されると、ある特定の場合を除き、インマニ圧フィードバック制御を実施する。インマニ圧フィードバック制御とは、圧力センサ６５で検出された実インマニ圧Pを演算部６２で演算された目標インマニ圧PTGTに保つようにベーン開度を調整する制御である。判定部６１でF/B領域に該当すると判定された場合は、インマニ圧フィードバック制御を実施すべきと判断されたことになるため、圧力制御部６４は基本的にはインマニ圧フィードバック制御を実施する。
【００６１】
ただし、以下の特定の場合は、インマニ圧フィードバック制御を禁止してインマニ圧フィードフォワード制御を実施する。この特定の場合とは、ＥＧＲ制御とインマニ圧フィードバック制御とが干渉するおそれが高い場合である。二つの制御が干渉するとは、ＥＧＲ制御部６３によりＥＧＲ系アクチュエータが制御されている状態で圧力制御部６４によりインマニ圧フィードバック制御が実施されたときに、所望のベーン開度に制御されていないにも関わらず、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTに達し、さらに全ＥＧＲ量も目標全ＥＧＲ量に達する状態をいう。つまり、不安定な状態で二つの制御がそれぞれ目標に達してしまい、所望の状態にならないことを意味する。
【００６２】
このような二つの制御の干渉は、インマニ圧フィードバック制御を実施中に、ＥＧＲシステムが単独使用から併用に切り替えられたときに生じうる。そもそも、ＥＧＲシステムが切り替えられるときは、エンジン１の負荷又は実回転速度Neが変化したときであるため、この場合は目標インマニ圧PTGTも変化し、これに伴ってベーン開度も調整される。つまり、ＥＧＲシステムが切り替えられたときには、ＥＧＲ系アクチュエータと可変ベーン３３とがそれぞれ制御される。
【００６３】
ここで、ＥＧＲシステムのうち高圧ＥＧＲループ４０は、コンプレッサ３１よりも下流側であってタービン３２よりも上流側に位置するため、実インマニ圧Pに影響を及ぼす。つまり、高圧ＥＧＲ量が増大すれば、タービン３２の回転が落ちて過給圧が低下するため実インマニ圧Pは低下する。反対に、高圧ＥＧＲ量が減少すれば、タービン３２の回転が上がり過給圧が上昇するため実インマニ圧Pは上昇する。言い換えると、実インマニ圧Pは、ベーン開度だけでなく高圧ＥＧＲ量によっても変化する。そのため、ＥＧＲシステムを低圧単独使用又は高圧単独使用から併用に切り替えた場合、高圧ＥＧＲ量が変化するため実インマニ圧Pが変化し、ベーン開度によるインマニ圧フィードバック制御が意図した制御とならないことがある。
【００６４】
そのため、圧力制御部６４は、ＥＧＲシステムが低圧単独使用又は高圧単独使用から併用に切り替えられてから所定期間の間を特定の場合として、インマニ圧フィードバック制御を禁止する。そして、インマニ圧フィードバック制御に代えて、インマニ圧フィードフォワード制御を実施する。具体的には、判定部６１において低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3から併用領域R2へ変化したと判定された時から、所定条件が成立するまでの間（所定期間）を、インマニ圧フィードバック制御の禁止期間とする。なお、ここではＥＧＲシステムが低圧単独使用又は高圧単独使用から併用に切り替えられた瞬間（切替時）を所定期間の始まりとし、所定期間の経過後は本来のインマニ圧フィードバック制御に切り替えられる。
【００６５】
ここで、所定条件とは、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとの差の絶対値が所定値P0以下（｜PTGT−P｜≦P0）となることである。所定値P0は予め設定されたゼロ以上の値であり、ここでは所定値P0がゼロに設定されている場合を説明する。つまり、圧力制御部６４は、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTと等しくなるまでの間はフィードバック制御を禁止し、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTと等しくなった時にインマニ圧フィードバック制御を実施（再開）する。
【００６６】
［３．フローチャート］
次に、図３を用いてＥＣＵ６０で実行されるＥＧＲ制御及びインマニ圧制御の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期で繰り返し実施される。
図３に示すように、ステップＳ１０では、判定部６１によりＥＧＲシステムの使用領域が低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3であるか否かが判定される。低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3であればステップＳ２０へ進み、低圧単独領域R1及び高圧単独領域R3のどちらでもなければステップＳ３０へ進む。
【００６７】
ステップＳ２０では、判定部６１によりインマニ圧フィードバック制御を実施するF/B領域であるか否かが判定される。このとき、F/B領域でなければステップＳ４０へ進んで、演算部６２により目標インマニ圧PTGTが演算されるとともに、圧力制御部６４によりベーン開度が所定開度に設定されてインマニ圧フィードフォワード制御が実施される（F/F制御実施）。そして、ステップＳ６０へ進む。
【００６８】
一方、F/B領域であればステップＳ５０へ進んで、演算部６２により目標インマニ圧PTGTが演算されるとともに、圧力制御部６４によりベーン開度が調整されてインマニ圧フィードバック制御が実施される（F/B制御実施）。そして、ステップＳ６０へ進む。続くステップＳ６０では、ＥＧＲ制御部６３によりＥＧＲシステムの使用領域R1又はR3に対応するＥＧＲ系アクチュエータが制御されて、ＥＧＲ制御が実施される。そして、このフローをリターンする。
【００６９】
ステップＳ３０では、判定部６１によりＥＧＲシステムの使用領域が併用領域R2であるか否かが判定され、併用領域R2であればステップＳ７０へ進む。ステップＳ７０では、判定部６１によりＥＧＲシステムの使用領域が領域R1又はR3から領域R2へ変化したか否かが判定される。ＥＧＲシステムの使用領域が領域R1又はR3から領域R2へ変化していない場合（すなわち、ＥＧＲシステムの使用方法が併用のままの場合）は、ステップＳ１４０へ進む。
【００７０】
一方、ステップＳ７０において、ＥＧＲシステムの使用領域が領域R1又はR3から領域R2へ変化した場合（すなわち、ＥＧＲシステムの使用方法が単独使用から併用へ切り替えられた場合）は、ステップＳ８０へ進む。この場合は、ＥＧＲ制御部６３によって領域R2に対応するＥＧＲ系アクチュエータが制御される。つまり、ステップＳ７０の判定でＹＥＳルートへ進むということは、上記の「インマニ圧フィードバック制御の禁止期間」の始まりを意味する。続くステップＳ９０では、圧力制御部６４によりインマニ圧フィードバック制御は禁止され、インマニ圧フィードフォワード制御が実施される。
【００７１】
すなわちステップＳ９０では、演算部６２により目標インマニ圧PTGTが演算されるとともに、圧力制御部６４によりベーン開度が所定開度に設定されてインマニ圧フィードフォワード制御が実施される。続くステップＳ１００では、フラグＺがＺ＝１に設定され、ステップＳ１１０へ進む。ここで、フラグＺはインマニ圧フィードバック制御が禁止されているか否かをチェックするための変数であり、Ｚ＝０はインマニ圧フィードバック制御が許容されている（禁止されていない）状態に対応し、Ｚ＝１はインマニ圧フィードバック制御が禁止されている状態に対応する。
【００７２】
ステップＳ１１０では、圧力制御部６４において実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとの差の絶対値が所定値P0以下（｜PTGT−P｜≦P0）であるか否かが判定される。この判定は、インマニ圧フィードバック制御の禁止期間が終了したか否かの判定である。実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとの差の絶対値が所定値P0よりも大きい場合はこのフローをリターンする。この場合、ＥＧＲシステムの使用領域は領域R2となっているため、ステップＳ１０からステップＳ３０を経由してステップＳ７０へ進み、領域R1又はR3から領域R2へ変化したか否かの判定がされ、ＮＯルートからステップＳ１４０へ進む。
【００７３】
ステップＳ１４０ではフラグＺがＺ＝０であるか否かが判定される。この場合は、前周期のステップＳ１００でフラグＺがＺ＝１に設定されているため、ステップＳ８０へ進む。つまり、ステップＳ１１０の判定が成立するまで、ステップＳ１０，Ｓ３０，Ｓ７０，Ｓ１４０，Ｓ８０〜Ｓ１１０のフローが繰り返し実施される。なお、これらのフローが繰り返し実施されている時間が上記の「所定期間」に相当する。
【００７４】
ステップＳ１１０において、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとの差の絶対値が所定値P0未満であると判定されると、インマニ圧フィードバック制御の禁止期間が終了したこと意味するため、ステップＳ１２０に進んでインマニ圧フィードバック制御が実施（再開）される。そして、ステップＳ１３０においてフラグＺがＺ＝０にリセットされて、フローをリターンする。
【００７５】
ＥＧＲシステムの使用領域が領域R2であり、フラグＺがＺ＝０であるときは、ステップＳ１０，Ｓ３０，Ｓ７０を経て、ステップＳ１４０からステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、判定部６１によりインマニ圧フィードバック制御を実施するF/B領域であるか否かが判定され、F/B領域であればステップＳ１７０へ進み、F/B領域でなければステップＳ１８０へ進む。
【００７６】
そして、ステップＳ１７０では、演算部６２により目標インマニ圧PTGTが演算されるとともに、圧力制御部６４によりベーン開度が調整されてインマニ圧フィードバック制御が実施され（F/B制御実施）、このフローをリターンする。一方、ステップＳ１８０では、演算部６２により目標インマニ圧PTGTが演算されるとともに、圧力制御部６４によりベーン開度が所定開度に設定されてインマニ圧フィードフォワード制御が実施され（F/F制御実施）、このフローをリターンする。
【００７７】
なお、ＥＧＲシステムの三つの使用領域R1，R2，R3の何れの領域にも該当しない場合は、ステップＳ３０からステップＳ１６０へ進み、インマニ圧フィードバック制御を実施するか否かの判定が実施され、判定結果に応じて圧力制御部６４によりインマニ圧制御が実施される。
【００７８】
［４．作用］
次に、図４及び図５を用いて、本制御装置によってＥＧＲ制御とインマニ圧フィードバック制御とを並行して実施した場合の作用を説明する。図４はＥＧＲシステムを低圧単独使用から併用に切り替えたときのタイムチャートであり、図５はＥＧＲシステムを高圧単独使用から併用に切り替えたときのタイムチャートである。また、図４及び図５中の細実線は目標値を示し、太実線は本制御装置の制御内容又は制御結果を示し、二点鎖線は従来の制御装置による制御結果を示す。太実線と重なる部分は太実線で示す。
【００７９】
まず、インマニ圧フィードバック制御の実施中に、ＥＧＲシステムを低圧単独使用から併用へ切り替える場合を説明する。図４に示すように、時刻ｔ1までの低圧単独使用では、高圧ＥＧＲバルブ４５は全閉に制御され、高圧スロットル弁１４は全開に制御されることで高圧ＥＧＲ量がゼロとされる。また、低圧ＥＧＲバルブ５５は全開に制御されるとともに、低圧スロットル弁１３は全ＥＧＲ量（すなわち低圧ＥＧＲ量）が目標全ＥＧＲ量となるようにフィードバック制御される。また、時刻ｔ1までの低圧単独使用では、圧力制御部６４によって実インマニ圧Pを目標インマニ圧PTGTに保つようにベーン開度が調整され、インマニ圧のフィードバック制御が実施される。
【００８０】
時刻ｔ1において、エンジン１の負荷又は実回転速度Neが変化し、ＥＧＲシステムが低圧単独使用から併用へ切り替えられると、高圧ＥＧＲバルブ４５が所定の開度に開弁されて高圧ＥＧＲ量が増大する。また、これに伴い低圧スロットル弁１３の開度が開き側に制御されて、低圧ＥＧＲ量が減少する。また、目標インマニ圧PTGTは、エンジン１の負荷又は実回転速度Neの変化に伴って低下する。
【００８１】
このとき、従来の制御装置では、二点鎖線で示すように、インマニ圧フィードバック制御の実施が継続されているため、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTとなるように、ベーン開度が緩やかに開き側に制御される。しかし、時刻ｔ1まではベーン開度が絞り側に制御されていて、エキマニ２２が高圧状態となっていたため、時刻ｔ1において高圧ＥＧＲバルブ４５が開弁されると、開弁と同時に大量の排気が高圧ＥＧＲ通路４１を流通して吸気通路１１に導入されてしまう。そのため、実インマニ圧Pは高圧ＥＧＲ量の増大により低下し、ベーン開度が所望の開度に制御されていないにも関わらず、目標インマニ圧PTGTに到達する。
【００８２】
また、低圧スロットル弁１３は、全ＥＧＲ量が目標全ＥＧＲ量となるようにフィードバック制御される。従来の制御装置では、時刻ｔ1後に全ＥＧＲ量が目標全ＥＧＲ量を超えて吸気系に導入されている。これは、高圧ＥＧＲ量の増大に伴うものであり、ＥＧＲ制御部６３は全ＥＧＲ量を目標全ＥＧＲ量に近づけるため、低圧ＥＧＲ量を少なくすべく、低圧スロットル弁１３の開度を開き側に制御する。
【００８３】
つまり、インマニ圧フィードバック制御とＥＧＲ制御とを並行して行った場合、全ＥＧＲ量と目標全ＥＧＲ量とが略等しい状態に制御されていても、実際には高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との割合（バランス）が崩れた状態となってしまう。また、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとが略等しい状態に制御されていても、実際には適合時とは異なるベーン開度で安定してしまう。
【００８４】
これに対して、本制御装置では、時刻ｔ1においてＥＧＲシステムが低圧単独使用から併用に切り替えられた時に、インマニ圧フィードバック制御を禁止して、フィードフォワード制御を実施する。つまり、圧力制御部６４は、時刻ｔ1にベーン開度を予め設定された所定の開度（図中の点Ｖ1の位置）に制御し、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTと略等しくなる時刻ｔ2まで所定の開度を保持する。つまり本制御装置では、二点鎖線で示す従来の装置に比べて、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの間、ベーン開度が一定の開度に保持される。そして、時刻ｔ2以降では、再びインマニ圧フィードバック制御が実施される。なお、ＥＧＲ系アクチュエータの制御は従来の制御装置と同様に行う。
【００８５】
このように、一時的にインマニ圧フィードバック制御を禁止してベーン開度を素早く開き側に制御することで、高圧ＥＧＲバルブ４５の開弁時に大量の排気が高圧ＥＧＲ通路４１を流通することを防ぐ。これにより、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との割合を適切に保ちながら全ＥＧＲ量を目標全ＥＧＲ量とする。また、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとが略等しくなる時刻ｔ2からインマニ圧フィードバック制御が実施されるため、ベーン開度は点Ｖ2の位置からインマニ圧フィードバック制御が開始される。そのため、時刻ｔ2以降のインマニ圧フィードバック制御が高精度に実施される。
【００８６】
次に、インマニ圧フィードバック制御の実施中に、ＥＧＲシステムを高圧単独使用から併用へ切り替える場合を説明する。図５に示すように、時刻ｔ3までの高圧単独使用では、低圧ＥＧＲバルブ５５は全閉に制御され、低圧スロットル弁１３は全開に制御されることで低圧ＥＧＲ量がゼロとされる。また、高圧ＥＧＲバルブ４５は全開に制御されるとともに、高圧スロットル弁１４は全ＥＧＲ量（すなわち高圧ＥＧＲ量）が目標全ＥＧＲ量となるような開度に設定されてフィードフォワード制御される。また、時刻ｔ3までの高圧単独使用では、圧力制御部６４によって実インマニ圧Pを目標インマニ圧PTGTに保つようにベーン開度が調整され、インマニ圧のフィードバック制御が実施される。
【００８７】
時刻ｔ3において、エンジン１の負荷又は実回転速度Neが変化し、ＥＧＲシステムが高圧単独使用から併用へ切り替えられると、高圧スロットル弁１４が全開に制御されるとともに高圧ＥＧＲバルブ４５が絞り側に制御されて高圧ＥＧＲ量が減少する。また、低圧ＥＧＲバルブ５５が全開に制御されるとともに、低圧スロットル弁１３の開度が絞り側に制御されて、低圧ＥＧＲ量が増大する。また、目標インマニ圧PTGTは、エンジン１の負荷又は実回転速度Neの変化に伴って上昇する。
【００８８】
このとき、従来の制御装置では、二点鎖線で示すように、インマニ圧フィードバック制御の実施が継続されているため、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTとなるように、ベーン開度が緩やかに絞り側に制御される。しかし、時刻ｔ3まではベーン開度が開き側に制御されていて、エキマニ２２が比較的低い状態となっていたため、時刻ｔ3において高圧ＥＧＲバルブ４５が絞り側に制御されると、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する排気の流量が減少しすぎてしまい、吸気通路１１に導入される高圧ＥＧＲ量が所望の量よりも少なくなってしまう。そのため、実インマニ圧Pは高圧ＥＧＲ量の減少により上昇し、ベーン開度が所望の開度に制御されていないにも関わらず、目標インマニ圧PTGTに到達する。
【００８９】
また、低圧スロットル弁１３は、全ＥＧＲ量が目標全ＥＧＲ量となるようにフィードバック制御される。従来の制御装置では、時刻ｔ3後に全ＥＧＲ量が目標全ＥＧＲ量に比べて少量しか吸気系に導入されていない。これは、高圧ＥＧＲ量の減少に伴うものであり、ＥＧＲ制御部６３は全ＥＧＲ量を目標全ＥＧＲ量に近づけるため、低圧ＥＧＲ量を増大させるべく、低圧スロットル弁１３の開度を絞り側に制御する。
【００９０】
つまり、インマニ圧フィードバック制御とＥＧＲ制御とを並行して行った場合、高圧単独使用から併用に切り替えたときも低圧単独使用から併用に切り替えた場合と同様、全ＥＧＲ量と目標全ＥＧＲ量とが略等しい状態に制御されていても、実際には高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との割合（バランス）が崩れた状態となってしまう。また、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとが略等しい状態に制御されていても、実際には適合時とは異なるベーン開度で安定してしまう。
【００９１】
これに対して、本制御装置では、時刻ｔ3においてＥＧＲシステムが高圧単独使用から併用に切り替えられた時に、インマニ圧フィードバック制御を禁止して、フィードフォワード制御を実施する。つまり、圧力制御部６４は、時刻ｔ3にベーン開度を予め設定された所定の開度（図中の点Ｖ3の位置）に制御し、実インマニ圧Pが目標インマニ圧PTGTと略等しくなる時刻ｔ4まで所定の開度を保持する。つまり本制御装置では、二点鎖線で示す従来の装置に比べて、時刻ｔ3から時刻ｔ4までの間、ベーン開度が一定の開度に保持される。そして、時刻ｔ4以降では、再びインマニ圧フィードバック制御が実施される。なお、ＥＧＲ系アクチュエータの制御は従来の制御装置と同様に行う。
【００９２】
このように、一時的にインマニ圧フィードバック制御を禁止してベーン開度を素早く絞り側に制御することで、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度を絞った時に高圧ＥＧＲ通路４１を流通する排気の流量が減少しすぎることを防ぐ。これにより、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との割合を適切に保ちながら全ＥＧＲ量を目標全ＥＧＲ量とする。また、実インマニ圧Pと目標インマニ圧PTGTとが略等しくなる時刻ｔ4からインマニ圧フィードバック制御が実施されるため、ベーン開度は点Ｖ4の位置からインマニ圧フィードバック制御が開始される。そのため、時刻ｔ4以降のインマニ圧フィードバック制御が高精度に実施される。
【００９３】
［５．効果］
したがって、本実施形態に係るエンジン１の制御装置によれば、二つのＥＧＲシステム４０，５０を単独使用から併用に切り替えてから所定期間の間、インマニ圧フィードバック制御が禁止されるため、この期間におけるＥＧＲ制御とインマニ圧フィードバック制御との干渉を防ぐことができる。また、単独使用から併用に切り替えてから所定期間の間はインマニ圧制御がフィードフォワード制御とされるため、実インマニ圧Pを速やかに目標インマニ圧PTGTに近づけることができる。
【００９４】
一方で、ＥＧＲ制御は継続して実施されるため、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とのバランスを適切な状態に保つことができる。つまり、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する排気と低圧ＥＧＲ通路５１を流通する排気のバランスを保ちながら、インマニ圧フィードバック制御とＥＧＲ制御とを適切に実施することができる。なお、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量とのバランスを適切な状態とすることで、吸気の温度を排気性能の向上が望める温度とすることができ、排気性能を高めることができる。
【００９５】
また、圧力センサ６５で検出された実インマニ圧Pと、演算部６２で演算された目標インマニ圧PTGTとの差の絶対値が所定値P0以下となったら、インマニ圧フィードバック制御を再開するため、その後のフィードバック制御を精度良くに実施することができる。
【００９６】
またここでは、インマニ圧フィードバック制御の禁止期間に実施されるインマニ圧フィードフォワード制御では、予め設定された目標インマニ圧PTGTに対応する目標ベーン開度になるように、可変ベーン３３の開度が調整される。これにより、簡素な制御構成で、単独使用から併用へ切り替えた後、速やかに実インマニ圧Pを目標インマニ圧PTGTに到達させることができる。
【００９７】
なお、本制御装置は、ＥＧＲシステムを単独使用から併用へ切り替えてから所定期間の間だけ、一時的にインマニ圧フィードバック制御を禁止するだけなので、ＥＧＲ制御はこの所定期間においても実施を継続することができ、排気性能を高めることができる。また、この所定期間以外では、運転状態に応じてＥＧＲ制御とインマニ圧フィードバック制御とを並行して実施可能であるため、排気性能の向上及びエンジンの出力トルクの向上を両立させることができる。
【００９８】
［６．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上記実施形態では、ＥＧＲシステムが単独使用から併用へ切り替えられた時がインマニ圧フィードバック制御の禁止期間の始まりとされているが、禁止期間の始まりの条件に、「切替時にエンジン１の負荷が所定負荷以上変化すること」を追加してもよい。つまり、ＥＧＲシステムの単独使用から併用への切替時に、負荷が大きく変化したときだけインマニ圧フィードバック制御を禁止して、インマニ圧フィードフォワード制御を実施する構成としてもよい。
【００９９】
エンジン１の負荷の変化が大きい場合は、目標インマニ圧PTGTの値と、フィードフォワード制御での目標ベーン開度の値が大きく変化する可能性が高く、二つの還流システム４０，５０のバランスが崩れ易くなる。つまりこの場合は、高圧ＥＧＲ量が想定以上に変化する可能性が高い。そのため、この場合だけインマニ圧フィードバック制御を禁止することで、過剰なインマニ圧フィードバック制御の禁止を抑制することができる。
【０１００】
また、上記実施形態では、ＥＧＲシステムが単独使用から併用へ切り替えられた切替時（瞬間）がインマニ圧フィードバック制御の禁止期間の始まりとされているが、切り替えられた時からではなく、併用領域に入って少し遅れてからインマニ圧フィードバック制御を禁止してもよい。つまり、切替時からインマニ圧フィードバック制御の禁止までに時間差が設けられていてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態のフィードフォワード制御では、目標ベーン開度が目標インマニ圧PTGTに対応する一定値に設定されており、図４及び図５に示すように直線状に制御されているが、フィードフォワード制御での目標値（目標ベーン開度）の与え方はこれに限られず、一定値でなくてもよい。少なくとも、切替時から所定期間の間、インマニ圧フィードバック制御を禁止するとともに、何らかの目標値を与え、その目標値となるようにベーン開度が制御されればよい。
【０１０２】
また、インマニ圧フィードフォワード制御を終了し、インマニ圧フィードバック制御に切り替える条件は上記したものに限られず、例えばタイマにより切替時からの時間を計測し、所定時間経過したらインマニ圧フィードバック制御に切り替えるような構成としてもよい。また、上記実施形態では、所定値P0がゼロに設定されている場合を例示したが、所定値P0はゼロ以上の値であればよい。また、目標インマニ圧PTGTと実インマニ圧Pとの差をとるのではなく、これら二つを直接比較してもよい。
【０１０３】
また、ＥＧＲ系アクチュエータの作動方法は上記したものに限られず、例えば低圧スロットル弁１３の開度をフィードバック制御するのではなく、低圧ＥＧＲバルブ５５の開度を制御して低圧ＥＧＲ量を調整してもよく、低圧ＥＧＲバルブ５５と低圧スロットル弁１３の両方の開度で低圧ＥＧＲ量を調整してもよい。同様に、高圧スロットル弁１４の開度をフィードフォワード制御するのではなく、高圧ＥＧＲバルブ４５の開度を制御して高圧ＥＧＲ量を調整してもよく、高圧ＥＧＲバルブ４５と高圧スロットル弁１４の両方の開度で高圧ＥＧＲ量を調整してもよい。また、高圧ＥＧＲ量をフィードバック制御し、低圧ＥＧＲ量をフィードフォワード制御としてもよい。
【０１０４】
また、可変容量ターボチャージャ３０は、タービン３２の周囲に可変ベーン３３が設けられたものに限られず、コンプレッサ３１の流量を可変にしたＶＧ／ＶＤターボであってもよい。
また、上記実施形態では、吸気系圧力としてインマニ圧を用いた場合を説明したが、インマニ圧に代えてコンプレッサ３１よりも下流側の吸気系の圧力を用いてもよい。つまり、圧力センサ６５がサージタンク１５ではなく、サージタンク１５の上流側の吸気通路１１に配置されていてもよい。
また、実回転速度Ne及び負荷に応じてＥＧＲシステムの使用方法やインマニ圧フィードバック制御の実施等を判定したが、実回転速度Neに代えてクランクシャフトの回転角θや回転角θの単位時間あたりの変化量（角速度ω）を用いてもよく、負荷に代えてアクセル操作量Aを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ディーゼルエンジン（エンジン）
１１  吸気通路
１３  低圧スロットル弁（第二調整手段）
１４  高圧スロットル弁（第一調整手段）
１６  インマニ（インテークマニホールド）
２１  排気通路
３０  ＶＧターボ（可変容量ターボチャージャ）
３１  コンプレッサ
３２  タービン
３３  可変ベーン（ベーン）
４０  高圧ＥＧＲループ（第一還流システム）
４１  高圧ＥＧＲ通路（第一通路）
４５  高圧ＥＧＲバルブ（第一調整手段）
５０  低圧ＥＧＲループ（第二還流システム）
５１  低圧ＥＧＲ通路（第二通路）
５５  低圧ＥＧＲバルブ（第二調整手段）
６０  ＥＣＵ（電子制御装置）
６１  判定部
６２  演算部（演算手段）
６３  ＥＧＲ制御部（還流制御手段）
６４  圧力制御部（圧力制御手段）
６５  圧力センサ
【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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