(57)【要約】【課題】ターボ過給機付き内燃機関において、過渡運転時の排気エミッションの悪化を抑制することのできる制御装置を提供する。【解決手段】温度センサ６０の信号からエンジンのインテークマニホールド内の実ガス温度Tbを算出する。過給圧センサ５４の信号からエンジンの実過給圧pimを算出する。実ガス温度Tbと実過給圧pimとに基づいて、エンジンの実筒内吸入空気量Gcylを算出する。実筒内吸入空気量Gcylと実ガス温度Tbとに基づいて、実筒内供給熱量Hを算出する。エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて、定常運転時に筒内へ供給される熱量である定常筒内供給熱量Hstを算出する。定常筒内供給熱量Hstと実筒内供給熱量Hとの熱量差ΔHに応じて、エンジンから系外へ排気される排気量を制御する。好ましくは、熱量差ΔHが大きいほど排気量が抑制されるように、目標ＥＧＲ率または目標過給圧を設定する。【選択図】図２
2014152689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関に吸入されるガス温度と過給圧とに基づいて、前記内燃機関の実筒内吸入空気量を算出する手段と、
前記実筒内吸入空気量と前記ガス温度とに基づいて、実筒内供給熱量を算出する手段と、
機関回転数と燃料噴射量とに基づいて、定常運転時に筒内へ供給される熱量である定常筒内供給熱量を算出する手段と、
前記定常筒内供給熱量と前記実筒内供給熱量との熱量差に応じて、前記内燃機関から排気される排気量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするターボ過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は排気通路から吸気通路へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備える内燃機関であって、
前記制御手段は、
前記熱量差に応じて目標ＥＧＲ率を算出する目標ＥＧＲ率算出手段と、
実ＥＧＲ率を前記目標ＥＧＲ率に近づけるようにフィードバック制御によって前記ＥＧＲ装置を操作する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のターボ過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記目標ＥＧＲ率算出手段は、
排気ガス中の未浄化成分の濃度の指標となる係数を前記熱量差に基づいて算出する手段と、
前記係数と前記内燃機関へ吸入される新気量の実値である実新気量とに基づいて、前記新気量の目標値である目標新気量を算出する手段と、
前記実筒内吸入空気量と前記目標新気量とに基づいて、前記目標ＥＧＲ率を算出する手段と、
を含むことを特徴とする請求項２記載のターボ過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は過給圧を制御するためのアクチュエータを備え、
前記制御手段は、
前記熱量差に応じて目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
実過給圧を前記目標過給圧に近づけるようにフィードバック制御によって前記アクチュエータを操作する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のターボ過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記目標過給圧算出手段は、
排気ガス中の未浄化成分の濃度の指標となる係数を前記熱量差に基づいて算出する手段と、
前記係数と前記内燃機関へ吸入される新気量の実値である実新気量とに基づいて、前記新気量の目標値である目標新気量を算出する手段と、
前記目標新気量に基づいて目標筒内吸入空気量を算出する手段と、
前記目標筒内吸入空気量と前記ガス温度とに基づいて、前記目標過給圧を算出する手段と、
を含むことを特徴とする請求項４記載のターボ過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関は排気通路から吸気通路へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備える内燃機関であって、
前記目標過給圧算出手段は、実ＥＧＲ率と前記目標新気量に基づいて前記目標筒内吸入空気量を算出する手段を含むことを特徴とする請求項５記載のターボ過給機付き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、ターボ過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００７−１９８１４２号公報には、ディーゼルエンジンのＥＧＲ制御に関する技術が開示されている。この公報に記載の技術によれば、燃料噴射量および機関回転数に基づいてＥＧＲ開度についての制御目標値が算出され、この目標ＥＧＲ開度と実際のＥＧＲ開度とが一致するようにＥＧＲ弁の作動が制御される。また、上記公報の技術では、内燃機関の運転領域がＥＧＲ停止領域からＥＧＲ実行領域になった直後の過渡時において、ＥＧＲ開度が機関運転状態に見合う開度まで徐々に大きくなるように制御される。より詳しくは、機関運転領域がＥＧＲ停止領域からＥＧＲ実行領域になった直後の所定機関にわたり、基準新気量に対する実新気量の不足分が多いほどＥＧＲ量が少なくなるように、ＥＧＲ弁の作動が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８１４２号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の公報では、排気性状悪化を抑制するための技術として、過渡時のＥＧＲ量を制限して実新気量の過度の減少を抑制する方法を開示している。しかしながら、過渡時における排気性状の悪化の要因は新気量の減少だけではない。例えばエンジンの筒内へ供給される筒内供給熱量の低下も、過渡時における排気性状の悪化要因の一つである。一般的に過渡時の筒内供給熱量の実際値は定常性能を前提とした値よりも低い値となる。筒内供給熱量が低下すると混合気形成過程で噴霧が取り組むガス温度が低下し、これにより燃料の気化が阻害される。この場合、筒内ガスの混合状態が悪化してＨＣ、ＣＯやスモーク等の排気成分の濃度が高くなり、その結果排気性状が悪化する。上記公報に記載の技術では、過渡時の筒内供給熱量の低下による排気成分の濃度の悪化に対しては何ら対策が施されていない。このため、上記公報に記載の技術は、過渡時における排気性状悪化を抑制するための装置としては不十分であり、未だ改善の余地が残されている。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ターボ過給機付き内燃機関において、過渡時の排気性状の悪化を有効に抑制することのできる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、ターボ過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関に吸入されるガス温度と過給圧とに基づいて、前記内燃機関の実筒内吸入空気量を算出する手段と、
前記実筒内吸入空気量と前記ガス温度とに基づいて、実筒内供給熱量を算出する手段と、
機関回転数と燃料噴射量とに基づいて、定常運転時に筒内へ供給される熱量である定常筒内供給熱量を算出する手段と、
前記定常筒内供給熱量と前記実筒内供給熱量との熱量差に応じて、前記内燃機関から排気される排気量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関は排気通路から吸気通路へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備える内燃機関であって、
前記制御手段は、
前記熱量差に応じて目標ＥＧＲ率を算出する目標ＥＧＲ率算出手段と、
実ＥＧＲ率を前記目標ＥＧＲ率に近づけるようにフィードバック制御によって前記ＥＧＲ装置を操作する手段と、
を含むことを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、
前記目標ＥＧＲ率算出手段は、
排気ガス中の未浄化成分の濃度の指標となる係数を前記熱量差に基づいて算出する手段と、
前記係数と前記内燃機関へ吸入される新気量の実値である実新気量とに基づいて、前記新気量の目標値である目標新気量を算出する手段と、
前記実筒内吸入空気量と前記目標新気量とに基づいて、前記目標ＥＧＲ率を算出する手段と、
を含むことを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関は過給圧を制御するためのアクチュエータを備え、
前記制御手段は、
前記熱量差に応じて目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
実過給圧を前記目標過給圧に近づけるようにフィードバック制御によって前記アクチュエータを操作する手段と、
を含むことを特徴としている。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、
前記目標過給圧算出手段は、
排気ガス中の未浄化成分の濃度の指標となる係数を前記熱量差に基づいて算出する手段と、
前記係数と前記内燃機関へ吸入される新気量の実値である実新気量とに基づいて、前記新気量の目標値である目標新気量を算出する手段と、
前記目標新気量に基づいて目標筒内吸入空気量を算出する手段と、
前記目標筒内吸入空気量と前記ガス温度とに基づいて、前記目標過給圧を算出する手段と、
を含むことを特徴としている。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、
前記内燃機関は排気通路から吸気通路へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備える内燃機関であって、
前記目標過給圧算出手段は、実ＥＧＲ率と前記目標新気量に基づいて前記目標筒内吸入空気量を算出する手段を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、定常運転時に筒内へ供給される熱量（定常筒内供給熱量）と筒内へ供給される実際の熱量（実筒内供給熱量）との熱量差が算出され、当該熱量差に応じて内燃機関（エンジン）から系外へ排気される排気量が制御される。過渡運転時においては、実筒内供給熱量が定常筒内供給熱量よりも低下するため、排気中の未燃成分の濃度が定常運転時のそれよりも悪化する。本発明によれば、熱量差に応じて排気量を制御することができるので、排気成分濃度の悪化に応じた排気量制御を適切に行うことにより排気性状の悪化を有効に抑制することが可能となる。
【００１３】
第２の発明によれば、ＥＧＲ装置が排気量を制御するためのアクチュエータとして使用される。筒内吸入空気量が一定の状況下では、ＥＧＲ率が高いほど排気ガスの還流量が増えるので、結果としてエンジン系外への排気量は少量となる。本発明によれば、熱量差に基づいて目標ＥＧＲ率を算出し、実ＥＧＲ率が当該目標ＥＧＲ率に近づくようにＥＧＲ装置が操作されるので、排気成分濃度の悪化に応じて排気量を適切に制御することが可能となる。
【００１４】
第３の発明によれば、熱量差に基づいて排気成分濃度の指標となる係数が算出される。そして、当該係数と実新気量とに基づいて目標新気量が算出され、当該目標新気量を実現するための目標ＥＧＲ率が算出される。筒内吸入空気量が一定の状況下では、新気量が少量であるほどＥＧＲ率が高い値として算出され、結果的に系外への排気量が少量となる。このため、本発明によれば、排気成分濃度の悪化に応じた適切な目標ＥＧＲ率を設定することが可能となる。
【００１５】
第４の発明によれば、過給圧を制御するためのアクチュエータが排気量を制御するためのアクチュエータとして使用される。過給圧が低いほど排気ガスの筒内吸入空気量が減るので、結果としてエンジン系外への排気量は少量となる。本発明によれば、熱量差に基づいて目標過給圧を算出し、実過給圧が当該目標過給圧に近づくようにアクチュエータが操作されるので、排気成分濃度の悪化に応じて排気量を適切に制御することが可能となる。
【００１６】
第５の発明によれば、熱量差に基づいて排気成分濃度の指標となる係数が算出される。そして、当該係数と実新気量とに基づいて目標新気量が算出され、当該目標新気量を実現するための目標過給圧が算出される。このため、本発明によれば、熱量差の影響が反映された目標過給圧を有効に算出することができる。
【００１７】
第６の発明によれば、ＥＧＲ装置を備えるエンジンであっても、実ＥＧＲ率を考慮することにより目標新気量を実現するための目標筒内吸入空気量を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御装置により実行されるＥＧＲ制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の制御装置により実行される過給圧制御のためのルーチン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】
【００１９】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施の形態に係る内燃機関は、ターボ過給機付きのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）である。エンジンの本体２には４つの気筒が直列に備えられ、気筒ごとにインジェクタ８が設けられている。エンジン本体２にはインテークマニホールド４とエキゾーストマニホールド６が取り付けられている。インテークマニホールド４にはエアクリーナ２０から取り込まれた新気が流れる吸気通路１０が接続されている。吸気通路１０にはターボ過給機のコンプレッサ１４が取り付けられている。吸気通路１０においてコンプレッサ１４の下流にはディーゼルスロットル２４が設けられている。吸気通路１０においてコンプレッサ１４とディーゼルスロットル２４との間にはインタークーラ２２が備えられている。エキゾーストマニホールド６にはエンジン本体２から出た排気ガスを大気中に放出するための排気通路１２が接続されている。排気通路１２にはターボ過給機のタービン１６が取り付けられている。ターボ過給機は可変容量型であって、タービン１６には可変ノズル１８が備えられている。排気通路１２においてタービン１６の下流には排気ガスを浄化するための触媒装置２６が設けられている。
【００２１】
本実施の形態に係るエンジンは、排気系から吸気系へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備えている。ＥＧＲ装置は、吸気通路１０におけるディーゼルスロットル２４の下流の位置とエキゾーストマニホールド６とをＥＧＲ通路３０によって接続している。ＥＧＲ通路３０にはＥＧＲ弁３２が設けられている。ＥＧＲ通路３０においてＥＧＲ弁３２の排気側にはＥＧＲクーラ３４が備えられている。ＥＧＲ通路３０にはＥＧＲクーラ３４をバイパスするバイパス通路３６が設けられている。ＥＧＲ通路３０から分岐したバイパス通路３６が再びＥＧＲ通路３０に合流する箇所には、排気ガスが流れる方向を切り替えるバイパス弁３８が設けられている。
【００２２】
本実施の形態に係るエンジンシステムはＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備える。ＥＣＵ５０は、エンジンシステムの全体を総合制御する制御装置であって、本発明に係る制御装置はＥＣＵ５０の一つの機能として具現化されている。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、エンジンシステムが備えるセンサの信号を取り込み処理する。センサはエンジンシステムの各所に取り付けられている。吸気通路１０には、エアクリーナ２０の下流にエアフローメータ５８が取り付けられ、ディーゼルスロットル２４の下流には過給圧センサ５４が取り付けられ、インテークマニホールド４には温度センサ６０が取り付けられている。また、エキゾーストマニホールド６には排気圧センサ５６が取り付けられている。さらに、クランク軸の回転を検出する回転数センサ５２や、アクセルペダルの開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ６２なども取り付けられている。ＥＣＵ５０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ５０によって操作されるアクチュエータには、可変ノズル１８、インジェクタ８、ＥＧＲ弁３２、ディーゼルスロットル２４などが含まれている。なお、ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００２４】
ＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御には過給圧制御とＥＧＲ制御とが含まれる。本実施の形態の過給圧制御では、過給圧センサ５４の信号から算出された実過給圧が目標過給圧になるようにフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御によって可変ノズル１８が操作される。ＥＧＲ制御では、各種センサの信号から算出された実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるようにフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御によってＥＧＲ弁３２が操作される。本発明の実施にあたっては、過給圧制御におけるフィードフォワード制御及びフィードバック制御の具体的な方法に関する限定はない。同様に、ＥＧＲ制御におけるフィードフォワード制御及びフィードバック制御の具体的な方法に関する限定もない。
【００２５】
本実施の形態で実行されるＥＧＲ制御は目標ＥＧＲ率の決定方法に特徴を有している。従来の過給圧制御やＥＧＲ制御では、エンジンが定常運転下にある場合を前提として、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて制御目標値を決定する方法が一般的である。しかしながら、エンジンの定常状態を前提として制御目標値を一律に決定することとすると、加速時や減速時のような過渡運転時に、筒内の燃焼状態が定常状態での想定と異なるものになってしまう。すなわち、エンジンの過渡状態では、吸気によって筒内に供給される筒内供給熱量の実際値である実筒内供給熱量が定常性能を前提とした筒内供給熱量である定常筒内供給熱量よりも低いものとなる。筒内供給熱量が低下すると混合気形成過程で噴霧が取り組むガス温度が低下し、これにより燃料の気化が阻害される。このため、エンジンの過渡状態では、筒内ガスの混合状態が悪くなり、ＨＣ、ＣＯやスモーク等の排気成分濃度が悪化するおそれがある。
【００２６】
そこで、本実施の形態で実行されるエンジン制御では、排気成分濃度が悪化する過渡運転時においてＥＧＲ率を高めて排気還流量を増大させることにより、エンジン系外への排気量を抑制する制御を実行する。より詳しくは、定常筒内供給熱量と実筒内供給熱量との熱量差をＥＧＲ率の目標値に反映させることで、排気成分濃度の悪化に応じた排気量抑制制御を実現する。このようなＥＧＲ制御によれば、排気成分濃度が悪化する過渡運転時において排気量を抑制することができるので、排気性状が悪化する事態を有効に抑制することが可能となる。以下、このＥＧＲ制御についてフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００２７】
図２は、本実施の形態でＥＣＵ５０により実行されるルーチンを示すフローチャートである。尚、図２のフローチャートは、ＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御の中のＥＧＲ制御に関する制御ルーチンを示すものであるが、本実施の形態に係るエンジンシステムでは、実過給圧を目標過給圧に近づける過給圧制御も他の制御ルーチンによって並行して行われているものとする。
【００２８】
図２に示すルーチンのステップＳ１では、回転数センサ５２の信号からエンジン回転数が計測される。ステップＳ２では、アクセル開度センサ６２の信号から得られたアクセル開度に応じて燃料噴射量が算出される。ステップＳ３では、温度センサ６０の信号からインテークマニホールド４内のガスの温度Tbが算出される。ステップＳ４では、過給圧センサ５４の信号からＥＧＲ弁３２の下流の圧力である実過給圧pimが算出される。以上のステップの処理は、後述するステップでの処理に必要なデータを得るための処理である。したがって、各ステップの順番は適宜変更することもできる。
【００２９】
次のステップＳ５−Ｓ８では、現時点でのＥＧＲ率の実際値（以下、「実ＥＧＲ率」と称する）egrを算出する処理が行われる。より詳しくは、ステップＳ５では筒内吸入空気量の実際値（以下、「実筒内吸入空気量」と称する）Gcylが算出される。実筒内吸入空気量Gcylは、実過給圧pimとインテークマニホールドガス温度Tbとを用いた以下の関数で表すことができる。尚、次式（１）においてT，a，bはそれぞれ定数である。
Gcyl＝（T／Tb）＊（a＊pim+ｂ）  ・・・（１）
【００３０】
次に、ステップＳ６では、エアフローメータ５８の信号から実新気量Gnが算出される。なお、ここでいう実新気量とは現時点で実際に気筒内に吸入される新気の量である。ステップＳ７では、ステップＳ５−Ｓ６で取得された実筒内吸入空気量Gcylおよび実新気量Gnに応じて実ＥＧＲ率egrが算出される。なお、実ＥＧＲ率egrは実筒内吸入空気量Gcylおよび実新気量Gnとを用いた以下の式を用いて算出することができる。
egr＝（Gcyl−Gn）／Gcyl  ・・・（２）
【００３１】
次のステップＳ８−Ｓ１３では、過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkの算出が行われる。過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkは、本実施の形態で実行されるＥＧＲ制御におけるＥＧＲ率の目標値であって、過渡運転時にも対応した目標値として算出されるものである。過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkは、定常筒内供給熱量と実筒内供給熱量との熱量差に応じて算出される。より詳しくは、ステップＳ８では、ステップＳ１−Ｓ２にて取得されたエンジン回転数および燃料噴射量に応じて、定常性能を前提とした定常筒内供給熱量Hstと新気量Gstが算出される。ＥＣＵ５０には、定常筒内供給熱量Hstおよび新気量Gstをエンジン回転数と燃料噴射量とに関連付けて記憶したマップがそれぞれ記憶されている。ここでは、これらのマップを用いて現運転条件に対応する定常筒内供給熱量Hstおよび新気量Gstが算出される。
【００３２】
次に、ステップＳ９では、ステップＳ２およびＳ５で取得されたインテークマニホールドガス温度Tbおよび筒内吸入空気量Gcylに応じて、実筒内供給熱量Hが算出される。実筒内供給熱量Hは気筒内に吸入される熱量の実際値を意味しており、インテークマニホールドガス温度Tbと筒内吸入空気量Gcylとを用いた以下の式を用いて算出される。
H＝Gcyl＊Tb  ・・・（３）
【００３３】
次に、ステップＳ１０では、定常筒内供給熱量Hstと実筒内供給熱量Hとの熱量差ΔHを用いて排気成分濃度悪化係数K1が算出される。排気成分濃度悪化係数K1は排気成分濃度の悪化度合を表す指標となる係数である。ＥＣＵ５０には排気成分濃度悪化係数K1が熱量差ΔHに関連付けられて記憶されている。より詳しくは、排気成分濃度悪化係数K1は、熱量差ΔHが０の場合をK1＝１とし、熱量差ΔHが大きくなるほど大きな値となるように記憶されている。ここでは、このマップを用いて熱量差ΔHに対応する排気成分濃度悪化係数K1が算出される。次のステップＳ１１では、ステップＳ１０において算出された排気成分濃度悪化係数K1を用いた以下の式（４）を用いて、排気流量低減係数K2が算出される。次式（４）によれば、排気流量低減係数K2は０＜K2≦１の範囲において熱量差ΔHが大きな値であるほど小さな値となるように算出される。
K2＝１／K1  （K1≧１，０＜K2≦１）・・・（４）
【００３４】
図２に示すルーチンのステップＳ１２では、ステップＳ１１において算出された排気流量低減係数Ｋ２を用いて、過渡目標新気量Gkが算出される。過渡目標新気量Gkとは、エンジンの過渡運転時における新気量の目標値であって、排気流量低減係数K2を用いた次式（５）によって算出される。次式（５）によれば、過渡目標新気量GkはΔHが大きな値であるほど定常性能を前提とした新気量Gstよりも小さな値として算出される。
Gk＝Gst＊K2  ・・・（５）
【００３５】
次に、ステップＳ１３では、過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkが算出される。過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkは、ステップＳ５およびＳ１２にて算出された実筒内吸入空気量Gcylおよび過渡目標新気量Gkを用いた次式（６）によって算出される。上述したとおり、過渡目標新気量GkはΔHが大きな値であるほど、定常性能を前提とした新気量Gstよりも小さな値として算出される。このため、次式（６）によれば、過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkはΔHが大きな値であるほど大きな値として算出される。
egrtrgk＝（Gcyl−Gk）／Gcyl  ・・・（６）
【００３６】
ステップＳ１４では、実ＥＧＲ率egrが過渡目標ＥＧＲ率egrtrgkとなるように、ＥＧＲ弁３２の開度のフィードフォワード値（Ｆ／Ｆ値）とフィードバック値（Ｆ／Ｂ値）とが算出される。ＥＣＵ５０は、算出されたＦ／Ｆ値とＦ／Ｂ値を用いてＥＧＲ弁３２を制御する。
【００３７】
以上説明したルーチンに従ってＥＧＲ制御を行うことにより、熱量差が発生する過渡運転時において排気還流量（ＥＧＲ量）を増大させることができるので、排気成分濃度の悪化時の排気量を抑制して排気性状の悪化を有効に抑制することができる。
【００３８】
また、本実施の形態のエンジン制御によれば、過渡運転時の排気量抑制のメカニズムに則して制御目標であるＥＧＲ率に過渡要求を集約することができるので、適合の複雑化を防ぐことが可能となる。
【００３９】
ところで、本発明は上述の実施の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して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００４０】
上述の実施の形態では、ＥＧＲ制御の制御目標値としてＥＧＲ率の目標値を算出し、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにＥＧＲ弁を制御することとしているが、ＥＧＲ制御の制御目標値としてＥＧＲ量の目標値を算出し、実ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量となるようにＥＧＲ弁を制御することとしてもよい。尚、本発明のＥＧＲ制御における制御目標値としてアクチュエータの操作量（つまりＥＧＲ弁の開度）を直接用いることは好ましくない。ＥＧＲ弁に機差バラツキ等の外乱要素がある場合にＥＧＲ量を高精度に制御することができないからである。この点、制御目標値としてＥＧＲ率或いはＥＧＲ量を用いることとすれば、ＥＧＲ弁の機差バラツキを吸収することができるので、制御対象であるＥＧＲ量を高精度に制御することが可能となる。
【００４１】
また、上述の実施の形態では、本発明に係る制御装置をディーゼルエンジンに適用しているが、本発明に係る制御装置はガソリンエンジンのような火花点火式エンジンにも適用することができる。また、上述の実施の形態では、温度センサ６０の信号からインテークマニホールド４内のガスの温度Tbを算出することとしているが、ガスの温度Tbの算出方法はセンサにより直接検出する方法に限らず、他の公知の手法を用いて推定することとしてもよい。同様に、上述の実施の形態では、過給圧センサ５４の信号から実過給圧pimを算出することとしているが、実過給圧pimの算出方法はセンサにより直接検出する方法に限らず、他の公知の手法を用いて推定することとしてもよい。
【００４２】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明に係る実施の形態２は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図３に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４３】
上述した実施の形態１のエンジン制御では、定常筒内供給熱量と実筒内供給熱量との熱量差に応じた目標ＥＧＲ率を設定することにより、排気成分濃度の悪化に応じて排気量を抑制することを可能としている。これに対して、本実施の形態で実行されるエンジン制御では、排気成分濃度が悪化する過渡運転時において過給圧を下げて筒内吸入空気量を減らすことにより、エンジン系外への排気量を抑制する。より詳しくは、定常筒内供給熱量と実筒内供給熱量との熱量差を過給圧の目標値に反映させることで、排気成分濃度の悪化に応じた排気量抑制制御を実現する。このような過給圧制御によれば、排気成分濃度が悪化する過渡運転時において排気量を抑制することができるので、排気性状が悪化する事態を有効に抑制することが可能となる。以下、この過給圧制御についてフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００４４】
図３は、本実施の形態でＥＣＵ５０により実行されるルーチンを示すフローチャートである。尚、図３のフローチャートは、ＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御の中の過給圧制御に関する制御ルーチンを示すものであるが、本実施の形態に係るエンジンシステムでは、実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近づけるＥＧＲ制御も他の制御ルーチンによって並行して行われているものとする。
【００４５】
図３に示すルーチンのステップＳ１−Ｓ１２では、図２に示すルーチンのステップＳ１−Ｓ１２と同様の処理が実行される。次のステップＳ２１では、過渡目標筒内吸入空気量Gcylkが算出される。過渡目標筒内吸入空気量Gcylkは、本実施の形態で実行される過給圧制御における筒内吸入空気量の目標値であって、ステップＳ７およびＳ１２にて算出された実ＥＧＲ率egrおよび過渡目標新気量Gkを用いた次式（７）によって算出される。なお、過渡目標新気量GkはΔHが大きな値であるほど定常性能を前提とした新気量Gstよりも小さな値として算出される。このため、次式（７）によれば、過渡目標筒内吸入空気量GcylkはΔHが大きな値であるほど小さな値として算出される。
Gcylk＝Gk／（１−egr）  ・・・（７）
【００４６】
次のステップＳ２２では、過渡目標過給圧pimtrgkが算出される。過渡目標過給圧pimtrgkは、本実施の形態で実行される過給圧制御における過給圧の目標値であって、過渡運転時にも対応した目標値として算出されるものである。過渡目標過給圧pimtrgkは、ステップＳ３およびＳ２１にて算出されたインテークマニホールドガス温度Tbと過渡目標筒内吸入空気量Gcylkとを用いた以下の関数で表すことができる。尚、次式（８）においてT，a，bはそれぞれ定数である。上述したとおり、過渡目標筒内吸入空気量GcylkはΔHが大きな値であるほど小さな値として算出される。このため、次式（８）によれば、過渡目標過給圧pimtrgkはΔHが大きな値であるほど小さな値として算出される。
pimtrgk＝（１／a）＊（（Gcylk＊Tb／T）−ｂ）  ・・・（８）
【００４７】
ステップＳ２３では、実過給圧pimが過渡目標過給圧pimtrgkとなるように、可変ノズル１８の開度のフィードフォワード値（Ｆ／Ｆ値）とフィードバック値（Ｆ／Ｂ値）とが算出される。ＥＣＵ５０は、算出されたＦ／Ｆ値とＦ／Ｂ値を用いて可変ノズル１８を制御する。
【００４８】
以上説明したルーチンに従って過給圧制御を行うことにより、熱量差が発生する過渡運転時において過給圧を低下させて筒内吸入空気量を減少させることができるので、排気成分濃度の悪化時の排気性状の悪化を有効に回避することができる。
【００４９】
また、本実施の形態のエンジン制御によれば、過渡運転時の排気量抑制のメカニズムに則して制御目標である過給圧に過渡要求を集約することができるので、適合の複雑化を防ぐことが可能となる。
【００５０】
ところで、本発明は上述の実施の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して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００５１】
上述の実施の形態では、過給圧制御の制御目標値として過給圧の目標値を算出し、実過給圧が目標過給圧となるように可変ノズルを制御することとしているが、過給圧制御用のアクチュエータとしては、可変ノズルの他にもウエストゲートバルブを用いることができる。ただし、その場合のウエストゲートバルブは、開度を連続的或いは多段階に変化させることが可能なものであることが望ましい。尚、本発明の過給圧制御における制御目標値としてアクチュエータの操作量（つまり可変ノズルの開度）を直接用いることは好ましくない。可変ノズルに機差バラツキ等の外乱要素がある場合に過給圧を高精度に制御することができないからである。この点、制御目標値として過給圧を用いることとすれば、可変ノズルの機差バラツキを吸収することができるので、制御対象である過給圧を高精度に制御することが可能となる。
【００５２】
また、上述の実施の形態では、本発明に係る制御装置をディーゼルエンジンに適用しているが、本発明に係る制御装置はガソリンエンジンのような火花点火式エンジンにも適用することができる。また、上述の実施の形態では、ＥＧＲ装置を備えるエンジンにおいて過渡時の排気量抑制のための過給圧制御を行うこととしているが、ＥＧＲ装置を備えないエンジンにおいて上述した過給圧制御を行うこととしてもよい。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、温度センサ６０の信号からインテークマニホールド４内のガスの温度Tbを算出することとしているが、ガスの温度Tbの算出方法はセンサにより直接検出する方法に限らず、他の公知の手法を用いて推定することとしてもよい。同様に、上述の実施の形態では、過給圧センサ５４の信号から実過給圧pimを算出することとしているが、実過給圧pimの算出方法はセンサにより直接検出する方法に限らず、他の公知の手法を用いて推定することとしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
２  エンジン本体
４  インテークマニホールド
６  エキゾーストマニホールド
１８  可変ノズル
３０  ＥＧＲ通路
３２  ＥＧＲ弁
５０  ＥＣＵ
５２  回転数センサ
５４  過給圧センサ
５６  排気圧センサ
６０  温度センサ
６２  アクセル開度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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