(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、過給機に設けられた可変機構の駆動制御を適切に行うことのできる過給機の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１では、排気浄化装置３０の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えが実施される。制御装置２５は、排気流入部の排気流路面積を変更可能な可変ノズル機構７１を備えるターボチャージャ６０について、その過給圧を目標過給圧にするべく可変ノズル機構７１の駆動を制御する。制御装置２５は、目標過給圧に基づいて可変ノズル機構７１の基本駆動量を設定するとともに、この基本駆動量を実際の過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて補正する。また、燃焼モードの切り替えにあわせてそのフィードバック補正量を変更する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気浄化触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えが実施される内燃機関に適用され、排気流入部の排気流路面積を変更可能な可変機構を備える過給機についてその過給圧を目標過給圧にするべく前記可変機構の駆動を制御する制御装置において、
前記目標過給圧に基づいて前記可変機構の基本駆動量を設定する設定手段と、
実際の過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて前記基本駆動量を補正するフィードバック制御手段と、
前記燃焼モードの切り替えにあわせて前記フィードバック補正量を変更する変更手段とを備える
ことを特徴とする過給機の制御装置。
【請求項２】
前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量する
請求項１に記載の過給機の制御装置。
【請求項３】
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される
請求項２に記載の過給機の制御装置。
【請求項４】
前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機の制御装置。
【請求項５】
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される
請求項４に記載の過給機の制御装置。
【請求項６】
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されるとともに、前記比例項は過給圧に応じて小さくされる
請求項４に記載の過給機の制御装置。
【請求項７】
前記比例項は、過給圧が低くなるほど小さくされる
請求項６に記載の過給機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給圧を可変制御する過給機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられる排気駆動式の過給機は、排気通路を流れる排気の流動力を利用して吸気通路内の空気を燃焼室へ強制的に導入する、すなわち吸気を過給することにより、吸入空気量の充填率を向上させるようにしている。
【０００３】
さらに近年、機関運転状態に応じて過給圧を可変制御することのできる過給機も実用化されている。例えば特許文献１に記載の過給機では、タービンホイールへの排気導入部に、排気の流路面積を変更するノズルベーンを設けるようにしている。そして、このノズルベーンの開度調整を通じて過給圧を制御するようにしている。
【０００４】
他方、内燃機関の排気通路には排気浄化触媒が配設されている。この排気浄化触媒は、周知のように、その温度がある程度高温になってはじめて浄化機能を発揮する。そのため、低負荷運転時などのように排気温度が低くなっているときには、排気の浄化を十分に行うことができないおそれがある。そこで、そのような低負荷運転時には、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられる。この昇温制御用の燃焼モードでは、スロットルバルブの開度減少による吸入空気量の減量や排気再循環量（いわゆるＥＧＲ）の減量等が実施され、これにより排気の温度が上昇して低負荷運転時における排気浄化機能が維持される。
【０００５】
また、一部の内燃機関の排気通路には、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するＮＯｘ浄化触媒（例えばＮＯｘ吸蔵還元型触媒など）が設けられている。このＮＯｘ浄化触媒は、燃料中の硫黄成分により被毒され、その被毒の程度が大きくなるとＮＯｘ浄化機能が低下してしまう。そこで、ＮＯｘ浄化触媒に硫黄成分がある程度蓄積すると、該触媒から硫黄成分を放出させる制御、いわゆる硫黄被毒回復制御が実行される。この硫黄被毒回復制御では、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられる。この硫黄被毒回復制御用の燃焼モードでは、スロットルバルブの開度減少による吸入空気量の減量や排気再循環量の制御等を通じた空燃比のリッチ化が図られるとともにＮＯｘ浄化触媒の昇温制御が行われ、これによりＮＯｘ浄化触媒から硫黄成分が放出される。すなわち、同触媒の硫黄被毒は回復され、もってそのＮＯｘ浄化機能も回復・維持される。
【０００６】
このように排気浄化触媒を備える内燃機関では、その触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えを行うことがある。
【特許文献１】特開平１０−７７８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、過給機の排気導入部における排気流路面積を変更してその過給圧を調整する場合には、同排気流路面積を過給圧に応じてフィードバック制御することが望ましい。例えば、目標過給圧に基づいてノズルベーンの基本開度を設定するとともに、実際の過給圧と目標過給圧との偏差に応じて算出されるフィードバック補正量にて同基本開度を補正するといったフィードバック制御等を行うことが望ましい。
【０００８】
ここで、上述したような燃焼モードの切り替えが行われる内燃機関に過給圧可変式の上記過給機を設け、上記ノズルベーンなどといった可変機構の駆動を過給圧に応じてフィードバック制御する場合には、以下のような不都合が生じるおそれがある。
【０００９】
例えば、燃焼モードが通常運転用のモードから前記昇温制御用のモードに切り替えられるときには、次のような不都合の発生が懸念される。
昇温制御用の燃焼モードに切り替えられるときには、機関の負荷状態が低負荷であり、過給圧自体が低くなっている。また、吸入吸気量も減量されており、過給効果もそれほど得られない。そのため、このようなときには排気流路面積を変更してもそれほど過給圧は変化せず、過給圧の制御感度は低くなっている。このように過給圧の制御感度が低くなっている状況では前記フィードバック補正量の誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
【００１０】
また、燃焼モードが通常運転用のモードから前記硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるときには、次のような不都合の発生が懸念される。
硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量や排気再循環量等は調整される。ここで、上記ノズルベーンなどの可変機構がフィードバック制御されると、排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、この背圧の変動が排気再循環量の調整に対する外乱となってしまい、同排気再循環量の制御性が悪化してしまう。
【００１１】
他方、機関負荷が高負荷から低負荷に変化すると、過給圧が小さくなるように排気流路面積は縮小される。このようなときに吸入空気量の減量を行う、すなわちスロットルバルブの開度が小さくされる上記各燃焼モード（昇温制御用の燃焼モードや硫黄被毒回復制御用の燃焼モード等）に切り替えられると、過給圧の低下過渡時において吸気通路にサージが発生することがある。
【００１２】
すなわち、過給機は機関燃焼室から排出された排気を利用して駆動されるため、機関負荷の低下に対して過給圧の低下は遅れる傾向にある。この過給圧の低下遅れが生じている状態で燃焼モードが上記各燃焼モードに切り替えられると、スロットルバルブの開度が小さくされるために過給された吸入空気は燃焼室に導入されにくくなり、過給機の吸気吸込側と吸気吐出側との圧力差が増大するようになる。このような圧力差の増大が起きると、吸気通路内の空気は吐出側から吸入側に逆流し、吸入空気の脈動現象、いわゆるサージが発生して異音の発生を招くこととなる。
【００１３】
特に、排気流路面積の可変制御を上述したようなフィードバック制御にて行う場合には、オープン制御にてそれを行う場合と比較して、排気流路面積の縮小時間が長くなる傾向にあるため、上記圧力差の発生時間も長くなり、サージは発生しやすくなる。
【００１４】
ちなみに、上記特許文献１に記載の過給機では、ノズルベーンを駆動するアクチュエータへの作動圧入力経路に絞りを設け、その絞り量の可変設定を通じてノズルベーンの開閉応答性を変更することにより、上記サージの発生を抑えるようにしている。しかし、このように絞りによって開閉応答性を調整すると、ノズルベーンの開閉駆動に際して上記フィードバック制御の応答性や制御性に悪影響を与えるおそれがある。
【００１５】
このように、排気浄化触媒の機能維持を図るべく燃焼モードの切り替えが行われる内燃機関に、排気導入部の排気流路面積を変更する可変機構を備えた過給機を設ける場合には、種々の不都合が発生するおそれがある。
【００１６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、過給機に設けられた可変機構の駆動制御を適切に行うことのできる過給機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】
【００１７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気浄化触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えが実施される内燃機関に適用され、排気流入部の排気流路面積を変更可能な可変機構を備える過給機についてその過給圧を目標過給圧にするべく前記可変機構の駆動を制御する制御装置において、前記目標過給圧に基づいて前記可変機構の基本駆動量を設定する設定手段と、実際の過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて前記基本駆動量を補正するフィードバック制御手段と、前記燃焼モードの切り替えにあわせて前記フィードバック補正量を変更する変更手段とを備えることをその要旨とする。
【００１８】
同構成では、過給機の排気流入部における排気流路面積を変更する可変機構についてその駆動をフィードバック制御するようにしており、目標過給圧に基づいて設定される可変機構の基本駆動量が、実際の過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量で補正される。ここで、同構成によれば、そのフィードバック補正量が機関の燃焼モードの切り替えにあわせて変更されるため、その燃焼モードの切替に応じて可変機構の駆動態様は変更される。従って、内燃機関の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、過給機に設けられた可変機構の駆動制御を適切に行うことができるようになる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機の制御装置において、前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量することをその要旨とする。
【００２０】
燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられるときには、過給圧の制御感度が低くなっているため、フィードバック補正量の誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
【００２１】
この点、同構成では、燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられるとフィードバック補正量が減量されるため、過給圧の過剰な上昇等を招く上記誤学習の発生を抑えることができるようになる。
【００２２】
また、過給圧の低下過渡時において、昇温制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、過給機の吸込側と吐出側との圧力差が増大して上記サージが発生しやすくなるが、同構成では吸入空気量の減量時にフィードバック補正量が減量される。従って、可変機構の駆動量設定に際しては上記基本駆動量に基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなる。そのため可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになり、排気流路面積の縮小がより速やかになされるようになって、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の過給機の制御装置において、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されることをその要旨とする。
【００２４】
上記フィードバック制御の一態様としては、ＰＩＤ制御が知られている。このＰＩＤ制御では、制御対象の操作量を補正するフィードバック補正量が、比例項（Ｐ）、積分項（Ｉ）、微分項（Ｄ）にて構成される。なお、比例項とは、制御対象の目標値と実値との偏差に応じた補正量に相当する値であり、積分項とは、同偏差の累積値に応じた補正量に相当する値であり、微分項とは同偏差の変化速度に応じた補正量に相当する値である。
【００２５】
同構成では、このようなＰＩＤ制御を可変機構の駆動制御に採用する場合にあって、フィードバック補正量を減量する際には、比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される。すなわち、実質的にはフィードバック補正量が「０」とされるため、フィードバック補正量を確実に減量することができる。また、このようにフィードバック補正量が「０」とされる場合の可変機構の駆動制御は、上記基本駆動量に基づくオープン制御となるため、上記誤学習やサージの発生を十分に抑制することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機の制御装置において、前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量することをその要旨とする。
【００２７】
燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量や排気再循環量等は調整される。ここで、可変機構がフィードバック制御されると排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、同排気再循環量の制御性が悪化してしまう。
【００２８】
この点、同構成では、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるとフィードバック補正量が減量される。従って、可変機構の駆動量設定に際しては上記基本駆動量に基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなり、同可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになる。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、これにより上記背圧の変動も抑えられるようになる。そのため、排気再循環量の制御性の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００２９】
また、過給圧の低下過渡時において、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、過給機の吸込側と吐出側との圧力差が増大して上記サージが発生しやすくなる。この点、同構成では吸入空気量の減量時にフィードバック補正量が減量されることにより、可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになるため、排気流路面積の縮小はより速やかになされるようになって、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の過給機の制御装置において、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されることをその要旨とする。
【００３１】
同構成では、上述したようなＰＩＤ制御を可変機構の駆動制御に採用する場合にあって、フィードバック補正量を減量する際には、積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量を構成する積分項及び微分項が実質的に「０」とされるため、フィードバック補正量を確実に減量することができる。また、このように積分項及び微分項が「０」とされる場合の可変機構の駆動制御は、上記基本駆動量に基づくオープン制御に一層近づくようになるため、上記排気再循環量の制御性悪化やサージの発生を十分に抑制することができるようになる。
【００３２】
ところで、上記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。ここで、個々の過給機における過給特性等のばらつきは上記比例項によって補償されるのであるが、可変機構の駆動制御をオープン制御のみで行うようにすると、比例項によるばらつき補償がなされなくなるため、過給圧を適切に制御することが困難になるといった悪影響が生じる。この点、同構成では、フィードバック補正量の減量を行う場合であっても、比例項による前記基本駆動量の補正は実施される。そのため、過給圧を調整する際の上記ばらつきによる悪影響を好適に抑えることができるようになる。
【００３３】
なお、上記ばらつきによる悪影響は、過給圧（目標過給圧、あるいは同目標過給圧に向けて調整される実際の過給圧）が低くなるほど小さくなる。そこで、請求項６に記載の発明によるように、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されるとともに、前記比例項は過給圧に応じて小さくされる、といった構成を採用することもできる。
【００３４】
そして、このような過給圧に応じた比例項の可変設定に際しては、請求項７に記載の発明によるように、前記比例項は過給圧が低くなるほど小さくされる、といった構成を採用することにより、同比例項を適切に設定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明にかかる過給機の制御装置を、ディーゼル機関に設けられる過給機の制御装置に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる過給機の制御装置を示す概略構成図である。
【００３６】
ディーゼル機関であるエンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には外気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００３７】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００３８】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７はサージタンク１２を介して吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁１６が設けられている。
【００３９】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）６０が設けられている。ターボチャージャ６０のコンプレッサホイール６４の出口とスロットル弁１６との間の吸気通路３には、インタークーラ１８が設けられている。ターボチャージャ６０の過給により温度上昇した吸入空気は、このインタークーラ１８によって冷却される。
【００４０】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ６０のタービンホイール６１の出口側には、排気成分を浄化する排気浄化装置３０が設けられている。この排気浄化装置３０の内部には直列に２つの触媒が配設されている。
【００４１】
これら２つの触媒のうち、排気上流側に設けられた１つ目の触媒は、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下、ＮＳＲ（NOx storage-reduction）触媒という）が担持されたＮＳＲ触媒３１である。
【００４２】
また、そのＮＳＲ触媒３１の排気下流側に設けられた２つ目の触媒は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタ機能付きのＮＯｘ浄化触媒、いわゆるＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction system）触媒３２である。このＤＰＮＲ触媒３２は多孔質セラミック構造体にＮＳＲ触媒を担持させたものであり、排気中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気の空燃比がリーンの場合、排気中のＮＯｘはＮＳＲ触媒に吸蔵され、同空燃比がリッチになると該ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘは、ＨＣやＣＯ等によって還元・放出される。
【００４３】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路（サージタンク１２）と排気通路（エキゾーストマニホールド８）とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、ＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５はその開度を調整することにより排気通路から吸気通路に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量を調整する。ＥＧＲクーラ１４はＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度を低下させる。またＥＧＲ弁１５にはＥＧＲ弁開度センサ２２が配設されており、このＥＧＲ弁開度センサ２２によりＥＧＲ弁１５の開度（ＥＧＲ弁開度ＥＡ）が検出される。
【００４４】
次に、上記ターボチャージャ６０について更に説明する。
このターボチャージャ６０は、排気通路２６を流れる排気によって回転するタービンホイール６１と、吸気通路３に配置され、且つロータシャフト６２を介してタービンホイール６１に一体回転可能に連結されたコンプレッサホイール（インペラ）６４とを備えている。このターボチャージャ６０では、タービンホイール６１に排気が吹き付けられて同ホイール６１が回転する。この回転は、ロータシャフト６２を介してコンプレッサホイール６４に伝達される。その結果、エンジン１では、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧により空気が燃焼室に送り込まれるだけでなく、その空気がターボチャージャ６０のコンプレッサホイール６４の回転によって強制的に燃焼室に送り込まれる（過給される）。このようにして、燃焼室への空気の充填効率が高められる。
【００４５】
また、ターボチャージャ６０には、タービンホイール６１の外周を囲うようにタービンホイール６１の回転方向に沿って排気流路が形成されている。このため、排気は排気流路を通過し、タービンホイール６１に向かって吹き付けられる。排気流路には、ターボチャージャ６０の排気流入部における排気流路面積を変更可能な可変ノズル機構７１が設けられている。この可変ノズル機構７１の開閉動作によって、排気流路における排気の流路面積は変更され、タービンホイール６１に吹き付けられる排気の流速が変更される。このように排気の流速を可変とすることで、タービンホイール６１の回転速度が調整され、ひいては燃焼室に強制的に送り込まれる空気の量が調整される。
【００４６】
図２に、可変ノズル機構７１の概略構造を示す。
図２（ａ）に可変ノズル機構７１の側断面構造を、図２（ｂ）に可変ノズル機構７１の正面構造を示す。図２（ａ）に示されるように、可変ノズル機構７１はリング形状をしたノズルバックプレート７２を備えている。このノズルバックプレート７２には、複数の軸７３がノズルバックプレート７２の円心を中心とした等角度ごとに設けられている。これら軸７３は、ノズルバックプレート７２をその厚さ方向に貫通して回動可能に支持されている。また、これら軸７３の一端（図２（ａ）中の左側端）には、ノズルベーン７４が固定されている。また、軸７３の他端には、同軸と直交してノズルバックプレート７２外縁方向に延びる開閉レバー７５が設けられている。この開閉レバー７５の先端は、二股に分岐した一対の狭持部７５ａが形成されている。
【００４７】
各開閉レバー７５とノズルバックプレート７２との間に狭持されるように、環状のリングプレート７６が設けられている。このリングプレート７６は、円心を中心として回転可能となっている。また、リングプレート７６にはその円心を中心として等角度ごとに複数のピン７７が設けられている。これらピン７７は、上記開閉レバー７５の狭持部７５ａの間に挟み込まれており、同開閉レバー７５を回動可能に支持している。
【００４８】
このリングプレート７６が先の図１に示すアクチュエータ６８によって円心を中心として回動されると、各ピン７７は狭持部７５ａをその回動方向へ押す。その結果、開閉レバー７５は軸７３を回動させることとなる。この軸７３の回動に伴い各ノズルベーン７４も同軸７３の軸線を中心として回動する。こうした機構により、各ノズルベーン７４をそれぞれ同期した状態で回動させることができる。また、こうしたノズルベーン７４の回動によって、隣り合うノズルベーン７４間の隙間の大きさが調整される。
【００４９】
そして、例えばノズルベーン７４間の隙間が狭められるほど、即ちノズルベーンのベーン開度が小さく設定されるほど、上記排気流路面積が縮小され、タービンホイール６１に吹き付けられる排気の流速は高くなる。このタービンホイール６１に吹き付けられる排気の流速が高いほど同タービンホイール６１の回転速度が高くなり、ターボチャージャ６０の過給圧は高くなる。また、例えばノズルベーン７４間の隙間が拡大されるほど、即ちベーン開度が大きく設定されるほど、上記排気の流路面積が拡大され、タービンホイール６１に吹き付けられる排気の流速は低くなる。このタービンホイール６１に吹き付けられる排気の流速が低いほど同タービンホイール６１の回転速度が低くなり、ターボチャージャ６０の過給圧は低くなる。このように可変ノズル機構７１は、ターボチャージャ６０の過給圧を調整・変更するための可変機構として機能している。
【００５０】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、前記コンプレッサホイール６４の吸気上流側に設けられたエアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。スロットル開度センサ２０はスロットル弁１６の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。ＮＳＲ触媒３１の排気下流側に設けられた第１排気温度センサ３３は、同ＮＳＲ触媒３１を通過した直後の排気の温度である第１排気温度Ｔａを測定する。ＤＰＮＲ触媒３２の排気下流側に設けられた第２排気温度センサ３４は、ＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｂを検出する。機関回転速度センサ２３はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２４はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。ＮＳＲ触媒３１の排気上流側に設けられた空燃比センサ２１は、排気の空燃比λを検出する。サージタンク１２に設けられた吸気圧センサ５０は、過給機の過給圧を検出する。
【００５１】
これら各種センサの出力は制御装置２５に入力される。この制御装置２５は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００５２】
そして、この制御装置２５により、例えば、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、スロットル弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御等が実行され、さらにＥＧＲ装置の制御、アクチュエータ６８の駆動制御を通じた過給圧制御等も実行される。
【００５３】
例えば、ＥＧＲ装置については、機関負荷（又は燃料噴射量）と機関回転速度とに基づいて設定される目標ＥＧＲ量に実際のＥＧＲ量を調整する制御などが行われる。さらに機関負荷（又は燃料噴射量）と機関回転速度とに基づいて設定される目標吸入空気量が得られるようにＥＧＲ量を調整する制御や、空燃比が所望の空燃比となるようにＥＧＲ量を調整する制御も行われる。これらＥＧＲ量の制御に際しては、目標とするＥＧＲ量に応じてＥＧＲ弁１５の開度が調節される。
【００５４】
また、アクチュエータ６８については、機関負荷（又は燃料噴射量）と機関回転速度とに基づいて設定される目標過給圧に実際の過給圧を調整するべくその駆動がフィードバック制御される。すなわち、前記排気流路面積が目標過給圧に応じた面積となるように前記ノズルベーン７４の開度がフィードバック制御される。
【００５５】
そして、制御装置２５は、次に説明する噴射ノズル５からの燃料添加制御も実行する。  この噴射ノズル５はシリンダヘッド２に設けられており、排気浄化装置３０、すなわちＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に添加剤としての燃料を供給する。噴射ノズル５と前記サプライポンプ１０とは燃料供給管２７によって接続されており、同噴射ノズル５からは第４気筒＃４の排気ポート６ｄ内に向けて燃料が噴射される。この噴射された燃料は、排気とともにＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に到達する。なお、噴射ノズル５の配設位置は、排気通路にあって排気浄化装置３０の排気上流側であれば適宜変更することができる。
【００５６】
ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に向けて燃料添加を行う理由を、以下、（Ａ）〜（Ｃ）にて説明する。
（Ａ）ディーゼルエンジンの場合、排気の空燃比は通常リーンであるため、ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２のＮＯｘ吸蔵量が限界に達する前に、排気の空燃比をリッチにしてＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に吸蔵されたＮＯｘを還元・放出させる必要がある。そこで、制御装置２５は機関運転状態等に基づいて推定されるＮＯｘ吸蔵量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じたＮＯｘ還元処理を実行する。このときに噴射される燃料はＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に到達すると、ＮＯｘ還元剤として作用する。また、同燃料がＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２で燃焼することにより酸素が消費され、排気の空燃比はリッチになる。このようなＮＯｘ還元処理により、ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２のＮＯｘ浄化機能は維持される。
【００５７】
（Ｂ）ＤＰＮＲ触媒３２に捕集されたＰＭの堆積量が多くなると同ＤＰＮＲ触媒３２での圧力損失が増大する。そのため、機関運転状態等に悪影響を与えるほど圧力損失が増大する前に堆積したＰＭを減少させる、いわゆるＤＰＮＲ触媒の再生処理を行う必要がある。そこで、制御装置２５は機関運転状態やＤＰＮＲ触媒３２の上流側排気圧及び下流側排気圧の差等に基づいて推定されるＰＭ堆積量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じたＤＰＮＲ触媒再生処理を実行する。このとき噴射される燃料はＤＰＮＲ触媒３２に到達すると燃焼され、これによりＰＭは着火されて最終的には焼失される。すなわちこの噴射燃料は、ＰＭの燃焼促進剤として作用する。このようなＤＰＮＲ触媒の再生処理により、ＤＰＮＲ触媒３２に堆積したＰＭの量が減少される。
【００５８】
（Ｃ）ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、燃料や潤滑油に由来する硫黄成分も吸収してしまう性質がある。ここで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の吸蔵量には限界があるため、この硫黄吸収量が増大すると吸蔵可能なＮＯｘ量が減少してしまい、いわゆる硫黄被毒によるＮＯｘ浄化機能の低下現象が生じる。一方、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸収された硫黄成分は、６００度近い高温の還元雰囲気下において、同触媒から還元された状態で放出されることが知られており、このような条件下ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸収された硫黄成分の量を減少させることができる。そこで制御装置２５は機関運転状態等に基づいて推定される硫黄吸収量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じた硫黄被毒回復制御を実行する。このとき噴射される燃料はＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２において燃焼され、その熱より各触媒の温度は高められる。しかも燃料の燃焼によって各触媒の周りの酸素が消費され、ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２の周りの酸素濃度も低くなり、高温及び還元雰囲気といった条件が満たされて、各触媒に吸収された硫黄成分は還元・放出される。なおこの燃料は硫黄成分の還元剤としても機能する。
【００５９】
上記（Ａ）〜（Ｃ）のような理由により、ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２には燃料添加が行われる。
ところで、上記ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２といった排気浄化触媒は、周知のように、その温度がある程度高温になってはじめて排気の浄化機能を発揮する。そのため、低負荷運転時などのように排気温度が低くなっているときには、排気の浄化を十分に行うことができないおそれがある。そこで、そのような低負荷運転時には、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられる。この昇温制御用の燃焼モードでは、スロットル弁１６の開度減少による吸入空気量の減量やＥＧＲ量の減量等が実施され、これにより排気の温度が上昇して低負荷運転時における排気浄化機能は維持される。なお、ＥＧＲ量の減量態様としては、吸入空気への排気導入量を「０」にする、いわばＥＧＲカットを行うことが望ましい。
【００６０】
また、上記硫黄被毒回復制御が実行されるときには、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられる。この硫黄被毒回復制御用の燃焼モードでは、スロットル弁１６の開度減少による吸入空気量の減量やＥＧＲ量の制御等を通じた空燃比のリッチ化が図られる。このような空燃比のリッチ化による還元雰囲気の形成と排気浄化触媒の昇温制御が行われることにより、ＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２からは硫黄成分が放出される。すなわち、各触媒の硫黄被毒は回復され、もってそのＮＯｘ浄化機能も回復・維持される。
【００６１】
このようにＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２を備えるエンジン１では、各触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えが行われる。
次に、制御装置２５によって行われるターボチャージャ６０の制御、より具体的には、吸気圧センサ５０によって検出される実過給圧を目標過給圧に調整するために実施される可変ノズル機構７１のノズルベーン開度制御について説明する。
【００６２】
図３に、ノズルベーン７４のベーン開度設定にかかる処理手順を示す。なお、本処理は制御装置２５によって所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、機関回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑとに基づいてノズルベーン７４のベース開度ＢＶＮが算出される（Ｓ１００）。このベース開度ＢＶＮは、実過給圧を上記設定される目標過給圧とするために必要であると想定される排気流路面積に対応する値であり、目標過給圧に基づいた可変ノズル機構７１の基本駆動量に相当する値である。
【００６３】
次に、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づき、ベース開度ＢＶＮに対するフィードバック補正量Ｆが算出される（Ｓ１１０）。ここでは、上記フィードバック制御としてＰＩＤ制御を想定しているため、上記偏差に基づいて比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄがそれぞれ算出され、各値の加算値がフィードバック補正量Ｆとして設定される。この比例項とは、制御対象の目標値と実値との偏差に応じた補正量に相当する値であり、積分項とは、同偏差の累積値に応じた補正量に相当する値であり、微分項とは同偏差の変化速度に応じた補正量に相当する値である。なお、このフィードバック補正量Ｆの詳細な算出態様については後述する。
【００６４】
こうしてフィードバック補正量Ｆが算出されると、その値が上記ベース開度ＢＶＮに加算されてノズルベーン７４のベーン開度ＦＶＮが算出される（Ｓ１２０）。
次に、算出されたベーン開度ＦＶＮに対して上限値及び下限値による制限が行われ（Ｓ１３０）、これによりベーン開度ＦＶＮは、エンジン１の信頼性や機関出力の観点等から許容し得る範囲内の値に設定される。ここでは、ベーン開度ＦＶＮが適宜設定される上限値よりも大きい場合、ベーン開度ＦＶＮの値は上限値の値に置き換えられる。また、ベーン開度ＦＶＮが適宜設定される下限値よりも小さい場合、ベーン開度ＦＶＮの値は下限値の値に置き換えられる。
【００６５】
こうして最終的なベーン開度ＦＶＮが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、ノズルベーン７４の開度がこの算出されたベーン開度ＦＶＮとなるようにアクチュエータ６８の駆動が制御される。
【００６６】
次に、フィードバック補正量Ｆの算出について説明する。
図４に、フィードバック補正量Ｆの算出にかかる処理手順を示す。なお、本処理も制御装置２５によって所定期間毎に繰り返し実行される。
【００６７】
本処理が開始されるとまず、フィードバック補正量修正フラグＦＦが「ＯＮ」となっているか否かが判断される（Ｓ２００）。このフィードバック補正量修正フラグＦＦは、機関の燃焼モードが上記昇温制御用のモードになっている場合、あるいは上記硫黄被毒回復制御用のモードになっている場合に「ＯＮ」とされるフラグであり、それ以外のモード、すなわち通常運転用のモードになっているときには「ＯＦＦ」とされる。
【００６８】
そして、フィードバック補正量修正フラグＦＦが「ＯＦＦ」となっている場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、次式（１）に基づいてフィードバック補正量Ｆが算出される（Ｓ２１０）。
【００６９】
フィードバック補正量Ｆ＝比例項Ｐ＋積分項Ｉ＋微分項Ｄ  …（１）
一方、フィードバック補正量修正フラグＦＦが「ＯＮ」となっている場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、次式（２）に基づいてフィードバック補正量Ｆが算出される（Ｓ２２０）。なお、比例項補正係数ＰＫ及び積分項補正係数ＩＫについては後述する。また、式（２）に示されるように、フィードバック補正量修正フラグＦＦが「ＯＮ」となっている場合には、微分項Ｄが実質的に「０」とされる。
【００７０】
フィードバック補正量Ｆ＝比例項Ｐ×比例項補正係数ＰＫ
＋積分項Ｉ×積分項補正係数ＩＫ  …（２）
ステップＳ２１０、あるいはステップＳ２２０にてフィードバック補正量Ｆが算出されると、その算出されたフィードバック補正量Ｆに対して上限値及び下限値による制限が行われ（Ｓ２３０）、これによりフィードバック補正量Ｆは、エンジン１の信頼性や機関出力の観点、あるいはフィードバック制御の応答性等から許容し得る範囲内の値に設定される。ここでは、フィードバック補正量Ｆが適宜設定される上限値よりも大きい場合、フィードバック補正量Ｆの値は上限値の値に置き換えられる。また、フィードバック補正量Ｆが適宜設定される下限値よりも小さい場合、フィードバック補正量Ｆの値は下限値の値に置き換えられる。
【００７１】
こうして最終的なフィードバック補正量Ｆが算出されると、本処理は一旦終了される。
次に、比例項補正係数ＰＫ及び積分項補正係数ＩＫの設定について説明する。
図５に、比例項補正係数ＰＫや積分項補正係数ＩＫといった補正係数の設定にかかる処理手順を示す。なお、本処理も制御装置２５によって所定期間毎に繰り返し実行される。
【００７２】
本処理が開始されるとまず、機関の燃焼モードが、上記昇温制御用の燃焼モードまたは上記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードであるか否かが判定される（Ｓ３００）。
そして、昇温制御用の燃焼モードまたは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードではない場合、すなわち通常運転用の燃焼モードである場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００７３】
一方、昇温制御用の燃焼モードまたは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードである場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、上記フィードバック補正量修正フラグＦＦが「ＯＮ」に設定される（Ｓ３１０）。
【００７４】
次に、燃焼モードが昇温制御用の燃焼モードであるか否かが判定される（Ｓ３２０）。そして、昇温制御用の燃焼モードである場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、比例項補正係数ＰＫ及び積分項補正係数ＩＫがともに「０」に設定されて（Ｓ３３０）、本処理は一旦終了される。
【００７５】
このように比例項補正係数ＰＫ及び積分項補正係数ＩＫがともに「０」に設定される場合には、上記式（２）の右辺が「０」になり、同式（２）から算出されるフィードバック補正量Ｆは、上記式（１）から算出されるフィードバック補正量Ｆよりも減量される。また、フィードバック補正量Ｆが「０」になると、比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止される、すなわちフィードバック補正量Ｆによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止されることになり、ベース開度ＢＶＮがそのままベーン開度ＦＶＮとなる。つまり、実質的にノズルベーン７４の開度制御はオープン制御となる。
【００７６】
一方、昇温制御用の燃焼モードではない場合、すなわち硫黄被毒回復制御用の燃焼モードである場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、比例項補正係数ＰＫが「１」に設定されるとともに積分項補正係数ＩＫは「０」に設定されて（Ｓ３４０）、本処理は一旦終了される。
【００７７】
このように比例項補正係数ＰＫが「１」、積分項補正係数ＩＫが「０」に設定される場合には、上記式（２）の右辺が比例項Ｐのみとなるため、同式（２）から算出されるフィードバック補正量Ｆは、上記式（１）から算出されるフィードバック補正量Ｆよりも減量される。また、比例項Ｐがそのままフィードバック補正量Ｆに設定され、積分項Ｉ及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正は禁止されることになるため、ノズルベーン７４の開度制御はオープン制御に近づくようになる。
【００７８】
次に、上記ベーン開度設定処理、フィードバック補正量算出処理、及び補正係数設定処理をそれぞれ実行することによる作用効果について説明する。
燃焼モードが通常運転用のモードから前記昇温制御用のモードに切り替えられるときには、機関の負荷状態が低負荷であり、過給圧自体が低くなっている。また、吸入吸気量も減量されており、過給効果もそれほど得られない。そのため、このようなときには排気流路面積を変更してもそれほど過給圧は変化せず、過給圧の制御感度は低くなっている。このように過給圧の制御感度が低くなっている状況ではフィードバック補正量Ｆの誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
【００７９】
この点、本実施形態では、上記フィードバック補正量算出処理及び補正係数設定処理を実行することにより、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Ｆは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構７１の駆動態様が変更される。従って、エンジン１の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ６０に設けられた可変ノズル機構７１の駆動制御を適切に行うことができる。
【００８０】
より詳しくは、燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられると、フィードバック補正量Ｆは減量される。従って、燃焼モードが前記昇温制御用のモードに切り替えられたときに生じやすい上記フィードバック補正量Ｆの誤学習についてその発生を抑えることができるようになる。
【００８１】
また、そのようにフィードバック補正量Ｆを減量する際には、同フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量Ｆが「０」にされるため、フィードバック補正量Ｆを確実に減量することができる。さらに、フィードバック補正量が「０」とされる場合の可変ノズル機構７１の駆動制御は、ベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御となるため、上記フィードバック補正量Ｆの誤学習を十分に抑制することができるようになる。
【００８２】
一方、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量やＥＧＲ量等は調整される。ここで、上記ノズルベーン７４の開度がフィードバック制御されると、排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、この背圧の変動がＥＧＲ量の調整に対する外乱となってしまい、ＥＧＲ量の制御性は悪化してしまう可能性がある。
【００８３】
この点、本実施形態では、上記フィードバック補正量算出処理及び補正係数設定処理を実行することにより、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Ｆは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構７１の駆動態様が変更される。従って、エンジン１の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ６０に設けられた可変ノズル機構７１の駆動制御を適切に行うことができる。
【００８４】
より詳しくは、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられると、フィードバック補正量Ｆは減量される。従って、可変ノズル機構７１の駆動量設定に際しては上記ベース開度ＢＶＮに基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなり、同可変ノズル機構７１の駆動制御態様は、フィードバック制御からオープン制御に近づくようになる。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、これにより上記背圧の変動も抑えられるようになる。そのため、上述したようなＥＧＲ量の制御性の悪化を抑制することができるようになる。
【００８５】
また、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときにフィードバック補正量Ｆを減量する際には、同フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄのうちの積分項Ｉ及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量Ｆを構成する積分項Ｉ及び微分項Ｄが「０」にされるため、フィードバック補正量Ｆを確実に減量することができる。また、このように積分項Ｉ及び微分項Ｄが「０」にされる場合には、同積分項Ｉ及び微分項Ｄを「０」よりも大きく「１」よりも小さい値に設定する場合と比較して、可変ノズル機構７１の駆動制御を上記ベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御に一層近づけることができる。従って、上記ＥＧＲ量の制御性悪化を十分に抑制することができるようになる。
【００８６】
ここで、前記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。ところで、個々の過給機における過給特性等のばらつきは上記比例項Ｐによって補償されるのであるが、可変ノズル機構７１の駆動制御をオープン制御のみで行うようにすると、比例項Ｐによるばらつき補償がなされなくなるため、過給圧を適切に制御することが困難になるといった悪影響が生じる。この点、本実施形態では、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときにフィードバック補正量Ｆを減量する際、比例項Ｐによるベース開度ＢＶＮの補正は実施される。そのため、過給圧を調整する際の上記ばらつきによる悪影響を抑えることができるようになる。
【００８７】
他方、機関負荷が高負荷から低負荷に変化すると、過給圧が小さくなるように排気流路面積は縮小される。このようなときに吸入空気量の減量を行う、すなわちスロットル弁１６の開度が小さくされる上記各燃焼モード（昇温制御用の燃焼モードや硫黄被毒回復制御用の燃焼モード）に切り替えられると、過給圧の低下過渡時において吸気通路にサージが発生することがある。
【００８８】
すなわち、ターボチャージャ６０は機関燃焼室から排出された排気を利用して駆動されるため、機関負荷の低下に対して過給圧の低下は遅れる傾向にある。この過給圧の低下遅れが生じている状態で燃焼モードが上記各燃焼モードに切り替えられると、スロットル弁１６の開度が小さくされるために、過給された吸入空気は燃焼室に導入されにくくなり、コンプレッサホイール６４の入口側（吸気吸込側）と出口側（吸気吐出側）との圧力差が増大するようになる。このような圧力差の増大が起きると、吸気通路内の空気は同コンプレッサホイール６４の出口側から入口側に逆流し、吸入空気の脈動現象、いわゆるサージが発生して異音の発生を招くこととなる。
【００８９】
特に、排気流路面積の可変制御を上述したようなフィードバック制御にて行う場合には、オープン制御にてそれを行う場合と比較して、排気流路面積の縮小時間が長くなる傾向にあるため、上記圧力差の発生時間も長くなり、サージは発生しやすくなる。
【００９０】
この点、本実施形態では、上述したように燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Ｆは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構７１の駆動態様が変更される。従って、エンジン１の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ６０に設けられた可変ノズル機構７１の駆動制御を適切に行うことができる。
【００９１】
より詳細には、通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モード、または前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、前述したようにフィードバック補正量Ｆは減量されるため、可変ノズル機構７１の駆動制御態様はフィードバック制御からオープン制御に近づくようになる。そのため、排気流路面積の縮小がより速やかになされるようになり、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。
【００９２】
なお、上述したように、通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モードに切り替えられると、フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止され、このときの可変ノズル機構７１の駆動制御はベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御になる。そのため、上記サージの発生を十分に抑制することができるようになる。また、通常運転用の燃焼モードから前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、フィードバック補正量Ｆを構成する積分項Ｉ及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正が禁止される。そのため、このときの可変ノズル機構７１の駆動制御は、フィードバック制御から上記ベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御に一層近づくようになり、上記サージの発生を十分に抑制することができるようになる。
【００９３】
このように本実施形態では、上記各処理の実行を通じて可変ノズル機構７１の駆動制御が適切に行われる。そのため、排気浄化触媒の機能維持を図るべく燃焼モードの切り替えが行われるエンジン１に可変ノズル機構７１を備えるターボチャージャ６０を設けることで生じやすくなる上記各種の不都合の発生を抑制することができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）排気浄化装置３０の排気浄化機能の維持を図るために燃焼モードの切り替えが実施されるエンジン１において、可変ノズル機構７１を備えるターボチャージャ６０の過給圧を制御するべく同可変ノズル機構７１の駆動をフィードバック制御するに際し、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Ｆを変更するようにしている。従って、エンジン１の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、可変ノズル機構７１の駆動制御を適切に行うことができるようになる。
【００９５】
（２）燃焼モードが通常運転用のモードからＥＧＲ量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられるときに、フィードバック補正量Ｆを減量するようにしている。従って、過給圧の過剰な上昇等を招くフィードバック補正量Ｆの誤学習の発生を抑えることができるようになる。また、過給圧の低下過渡時において、昇温制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、吸気通路にサージが発生しやすくなるが、本実施形態によればそのようなサージの発生を好適に抑えることもできるようになる。
【００９６】
（３）前記昇温制御用のモードに切り替えられるときのフィードバック補正量Ｆの減量に際しては、同フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正を禁止するようにしている。従って、フィードバック補正量Ｆを確実に減量することができる。また、この場合の可変ノズル機構７１の駆動制御は、ベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御となるため、上記誤学習やサージの発生を十分に抑制することができる。
【００９７】
（４）燃焼モードが通常運転用のモードからＥＧＲ量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、フィードバック補正量Ｆを減量するようにしている。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、もってＥＧＲ量の制御性の悪化を好適に抑制することができるようになる。また、過給圧の低下過渡時において、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、吸気通路にサージが発生しやすくなるが、本実施形態によればそのようなサージの発生も好適に抑えることができるようになる。
【００９８】
（５）前記硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるときのフィードバック補正量Ｆの減量に際しては、フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄのうちの積分項Ｉ及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正を禁止するようにしている。従って、フィードバック補正量Ｆを確実に減量することができる。また、この場合の可変ノズル機構７１の駆動制御は、ベース開度ＢＶＮに基づくオープン制御に一層近づくようになるため、上記ＥＧＲ量の制御性悪化やサージの発生を十分に抑制することができる。さらに、フィードバック補正量Ｆの減量を行う場合であっても、比例項Ｐによるベース開度ＢＶＮの補正は実施するようにしている。そのため、個々の過給機における過給特性等のばらつきが過給圧調整に対して与える悪影響を好適に抑えることができるようになる。
【００９９】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・通常運転用の燃焼モードから昇温制御用の燃焼モードに切り替えられたとき、あるいは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときのフィードバック補正量Ｆの減量に際して、比例項Ｐの補正係数、積分項Ｉの補正係数、及び微分項Ｄの補正係数の少なくとも１つを可変設定するようにしてもよい。
【０１００】
例えば、上記実施形態では硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときの比例項補正係数ＰＫを「１」に設定することで、過給圧制御に際しての個々の過給機における過給特性等のばらつきを補償するようにした。ここで、前述したように、また図６に示すように、前記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。他方、上記過給特性等のばらつきによる悪影響は、過給圧（目標過給圧、あるいは同目標過給圧に向けて調整される実際の過給圧）が低くなるほど小さくなる。そこで、通常運転用の燃焼モードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられる場合のフィードバック補正量Ｆの減量に際しては、フィードバック補正量Ｆを構成する比例項Ｐ、積分項Ｉ、及び微分項Ｄのうちの積分項Ｉ及び微分項Ｄによるベース開度ＢＶＮの補正を禁止するとともに、比例項Ｐを過給圧に応じて小さくするようにしてもよい。この場合には、機関負荷の低下に伴って過給圧が低くされるほど比例項Ｐが小さくなるように、例えば先の図６に示すように、過給圧が低くなるほど比例項補正係数ＰＫが小さくなるように同比例項補正係数ＰＫを可変設定することにより、比例項Ｐを適切に設定することができるようになる。
【０１０１】
・燃焼モードの切り替えに伴うフィードバック補正量Ｆの減量処理は、上記態様に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、燃焼モードが通常運転用のモードから上記各燃焼モードに切り替えられたときには、上記式（１）から算出されるフィードバック補正量Ｆを所定の減量係数にて直接補正するようにしてもよい。
【０１０２】
・通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モードに切り替えられたときだけ、フィードバック補正量Ｆの減量処理を行うようにしてもよい。また、通常運転用の燃焼モードから前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときだけ、フィードバック補正量Ｆの減量処理を行うようにしてもよい。
【０１０３】
・上記添加剤はエンジン１の燃料であったが、これと同様な作用が得られる添加剤であればどのようなものでもよい。
・上記ターボチャージャ６０は、ノズルベーン７４の開度調整を通じて過給圧の可変制御がなされるものであった。この他、ノズルベーン７４の開度調整以外の方法で排気流路面積を変更することにより過給圧の可変制御がなされる過給機にも本発明は同様に適用することができる。
【０１０４】
・上記実施形態における排気浄化装置３０には、２つの触媒が配設されていた。この他、１つの触媒が配設された排気浄化装置、あるいは３つ以上の触媒が配設された排気浄化装置であっても本発明は同様に適用することができる。
【０１０５】
・ＮＳＲ触媒３１は上述したようなＮＯｘ吸蔵還元型触媒に限定されない。要はＮＯｘを浄化することのできる触媒であればよい。また、各実施形態において、排気浄化装置に配設される触媒はＮＳＲ触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２であり、添加剤が供給される触媒であったが、排気浄化装置に配設される触媒はそのようなものに限定されるものではない。すなわち機関の燃焼モードが切り替えられることでその排気浄化機能の維持が図られる触媒であれば、本発明は同様に適用することができる。
【０１０６】
・本発明の適用対象となる内燃機関はディーゼル機関に限らない。例えば、ＮＯｘ浄化触媒を備えるガソリン機関にも本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明にかかる過給機の制御装置についてその一実施形態における構造を示す概略図。
【図２】（ａ）は、可変ノズル機構の側断面構造を示す概略図。（ｂ）は、可変ノズル機構の正面構造を示す概略図。
【図３】同実施形態におけるベーン開度設定処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態におけるフィードバック補正量算出処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態における補正係数設定処理の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態の変形例において、比例項補正係数の可変設定態様を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０８】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…噴射ノズル、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１２…サージタンク、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…スロットル弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…スロットル開度センサ、２１…空燃比センサ、２２…ＥＧＲ弁開度センサ、２３…機関回転速度センサ、２４…アクセルセンサ、２５…制御装置（設定手段、フィードバック制御手段、変更手段）、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…排気浄化装置、３１…ＮＳＲ触媒、３２…ＤＰＮＲ触媒、３３…第１排気温度センサ、３４…第２排気温度センサ、５０…吸気圧センサ、６０…ターボチャージャ、６１…タービンホイール、６２…ロータシャフト、６４…コンプレッサホイール、６８…アクチュエータ、７１…可変ノズル機構、７２…ノズルバックプレート、７３…軸、７４…ノズルベーン、７５…開閉レバー、７５ａ…狭持部、７６…リングプレート、７７…ピン。
【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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