(57)【要約】      （修正有）【課題】  過給遅れを適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  ベーン開度制御手段は、加速時であり、且つ、吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量が所定量以上であるときに、過給圧が背圧よりも高くなるようにベーン開度を制御する。ベーン開度制御手段は、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高くなるように制御を行う。過給圧が背圧よりも高い状態にすることにより、ガスは吸気側から排気側に流れるため、吸気側から排気側へのガスの流れを促進させることができる。したがって、制御手段によれば、内燃機関に効果的に吸気を取り入れることができると共に、排気ガスを即座に排出することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンによって過給圧を調整可能に構成されたターボ過給機と、
前記ベーンのベーン開度を制御するベーン開度制御手段と、を備え、
前記ベーン開度制御手段は、加速時で、且つ、気筒に設けられた吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量が所定量以上であるときに、過給圧が背圧よりも高くなるように前記ベーン開度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ベーン開度制御手段は、内燃機関の運転状態に基づいたベーン開度に設定した状態から、前記ベーン開度の制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ベーン開度が開き側の上限に達した場合に、前記オーバーラップ量を減少させるオーバーラップ量制御手段を備え、
前記ベーン開度制御手段は、前記ベーン開度が前記開き側の上限に達した場合に、当該ベーン開度を閉じ側に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気ポートに設けられた、圧力センサ、温度センサ、及び酸素センサの少なくともいずれかが検出した値に基づいて、前記過給圧と前記背圧との大小関係を推測する第１の推測手段を備え、
前記ベーン開度制御手段は、前記第１の推測手段によって推測された大小関係に基づいて、前記ベーン開度を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気の体積効率を算出し、前記体積効率に基づいて、前記過給圧と前記背圧との大小関係を推測する第２の推測手段を備え、
前記ベーン開度制御手段は、前記第２の推測手段によって推測された大小関係に基づいて、前記ベーン開度を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一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、ターボ過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機を備える内燃機関においては、低速からの加速初期に過給遅れが生じることによって、十分な加速を行えない場合がある。このような過給遅れを改善するために、種々の技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、加速時において、過給圧が背圧未満となって吸気充填効率が低下してしまうことを防止するため、吸排気弁のオーバーラップ量を減らす技術が記載されている。また、特許文献２には、吸気圧及び排気圧をセンサによって検出し、吸気圧が排気圧よりも大きい場合にオーバーラップ量を増やすことによって、吸気側から排気側への吸気流れ効果を利用する技術が記載されている。
【０００４】
ところで、加速初期において、排気ガスが吸気側に逆流する、所謂「吹き返し」が発生する場合があることが知られている。特許文献３には、吸気ポートに流速センサを設けて、このような吹き返しを検出する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１８００１号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０３６１号公報
【特許文献３】特開２００３−８３１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、十分に過給遅れを改善することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、過給圧が背圧よりも高くなるような制御を行うことにより、吸気側から排気側へのガスの流れを促進することによって、過給遅れを適切に抑制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】
【０００８】
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、ベーンによって過給圧を調整可能に構成されたターボ過給機と、前記ベーンのベーン開度を制御するベーン開度制御手段と、を備え、前記ベーン開度制御手段は、加速時で、且つ、気筒に設けられた吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量が所定量以上であるときに、過給圧が背圧よりも高くなるように前記ベーン開度を制御する。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置は、ベーンによって過給圧を調整可能に構成されたターボ過給機と、前記ベーンのベーン開度を制御するベーン開度制御手段とを有する。詳しくは、ベーン開度制御手段は、加速時（例えば、車両が加速過渡状態にあるときなど）であり、且つ、気筒に設けられた吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量が所定量以上であるときに、過給圧が背圧よりも高くなるようにベーン開度を制御する。例えば、ベーン開度制御手段は、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高くなるように制御を行う。過給圧が背圧よりも高い状態にすることにより、ガスは吸気側から排気側に流れる。これにより、吸気側から排気側へのガスの流れを促進させることができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関に効果的に吸気を取り入れることができると共に、排気ガスを即座に排出することができるため、加速の過渡時における過給遅れを低減することが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記ベーン開度制御手段は、内燃機関の運転状態に基づいたベーン開度に設定した状態から、前記ベーン開度の制御を開始する。
【００１１】
この態様では、ベーン開度制御手段は、内燃機関の運転状態に基づいたベーン開度に設定し、この状態からベーン開度の制御を開始する。即ち、ベーン開度制御手段は、ベーン開度の制御を開始する際に、運転状態に適したベーン開度に設定する。こうするのは、内燃機関の回転数や負荷などに応じて、内燃機関が設定されるべき適切なベーン開度が変化するためである。よって、上記の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の運転状態に影響を受けることなく、過給圧が背圧よりも高くなるように、適切にベーン開度を制御することができる。
【００１２】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記ベーン開度が開き側の上限に達した場合に、前記オーバーラップ量を減少させるオーバーラップ量制御手段を備え、前記ベーン開度制御手段は、前記ベーン開度が前記開き側の上限に達した場合に、当該ベーン開度を閉じ側に制御する。
【００１３】
この態様では、ベーン開度が開き側の上限に達した場合に、オーバーラップ量制御手段は、オーバーラップ量を減少させる制御を行い、ベーン開度制御手段は、ベーン開度を閉じ側に制御する。こうするのは、ベーン開度が開き側の上限に達した場合、過給圧の上昇が遅くなり、過給圧が即座に背圧よりも高くならない場合があるためである。即ち、このような場合には、ベーン開度を更に開いて密度の低い吸気を導入するよりも、ベーン開度を閉じて密度の高い吸気を導入するほうが、全体としてより多くの質量の吸気を導入することができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置は、ベーン開度が開き側の上限に達した場合に、ベーン開度を開く代わりに、ベーン開度を閉じる制御を行う。これにより、加速の過渡時における過給遅れを適切に改善することが可能となる。
【００１４】
好適には、吸気ポートに設けられた、圧力センサ、温度センサ、及び酸素センサの少なくともいずれかが検出した値に基づいて、前記過給圧と前記背圧との大小関係を推測する第１の推測手段を備え、前記ベーン開度制御手段は、前記第１の推測手段によって推測された大小関係に基づいて、前記ベーン開度を制御する。
【００１５】
具体的には、第１の推測手段は、吸気ポートに設けられた、圧力センサ、温度センサ、及び酸素センサの少なくともいずれかが検出した値に基づいて、過給圧と背圧との大小関係を推測する。排気側から吸気側へガスの吹き返しが生じている場合には、吸気ポートにおいて、圧力又は温度の上昇、或いは酸素濃度の低下が生じる。したがって、吸気ポートの圧力変化、温度変化、酸素濃度変化のいずれかを測定することにより、吹き返しの有無を推測することができる、即ち過給圧と背圧との大小関係を推定することができる。一方、ベーン開度制御手段は、第１の推測手段によって推測された大小関係に基づいてベーン開度を制御する。詳しくは、ベーン開度制御手段は、過給圧が背圧よりも低いと推定された場合に、過給圧が背圧よりも高くなるようにベーン開度を制御する。
【００１６】
更に好適には、吸気の体積効率を算出し、前記体積効率に基づいて、前記過給圧と前記背圧との大小関係を推測する第２の推測手段を備え、前記ベーン開度制御手段は、前記第２の推測手段によって推測された大小関係に基づいて、前記ベーン開度を制御する。
【００１７】
具体的には、第２の推測手段は、吸気の体積効率を算出し、算出した体積効率に基づいて過給圧と背圧との大小関係を推測する。排気側から吸気側へガスの吹き返しが生じている場合には、排気側から吸気側にガスが逆流するため、体積効率は低下する。したがって、体積効率の変化に基づいて、吹き返しの有無を推測することができる、即ち過給圧と背圧との大小関係を推定することができる。一方、ベーン開度制御手段は、第２の推測手段によって推測された大小関係に基づいてベーン開度を制御する。詳しくは、ベーン開度制御手段は、過給圧が背圧よりも低いと推定された場合に、過給圧が背圧よりも高くなるようにベーン開度を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２０】
（車両の構成）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された、車両の全体構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスなどの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００２１】
車両は、主に、エアクリーナ１と、エアフロメータ２と、吸気通路３と、ターボ過給機４と、インタークーラ５と、スロットルバルブ６と、サージタンク７と、吸気ポート８と、内燃機関９と、排気ポート１０と、排気通路１１ａ、１１ｂと、吸気ポート圧力センサ１２と、排気ポート圧力センサ１３と、可変動弁制御部１４と、可変ノズル１５と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２０と、を備える。なお、排気ポート圧力センサ１３は、排気通路１１ａ、１１ｂに対応する排気ポート１０ごとに設けられているが、図１では、説明の便宜上、省略している。
【００２２】
エアクリーナ１は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。エアフロメータ２は、吸気通路３を通過する吸気の流量を検出する。吸気通路３中には、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気はコンプレッサ４ａの回転によって圧縮される（過給される）。また、吸気通路３中には、吸気を冷却するインタークーラ５と、内燃機関９に供給する吸気量を調整するスロットルバルブ６が設けられている。
【００２３】
スロットルバルブ６を通過した吸気は、サージタンク７に一旦貯蔵された後、内燃機関９の気筒（シリンダ）９ａ内に流入する。内燃機関９は、４つの気筒９ａを有する直列４気筒型エンジンである。また、内燃機関９は、ガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどとして構成することができる。
【００２４】
それぞれの気筒９ａには、気筒９ａ内に吸気を導入するための吸気弁（不図示）と、気筒９ａ内のガス（排気ガス）を排出するための排気弁（不図示）が設けられている。吸気弁及び排気弁は、それぞれカムシャフト（不図示）に接続されており、カムシャフトは、可変動弁制御部１４に接続されている。可変動弁制御部１４は、図示しないカムシャフトを介して吸気弁及び排気弁の開閉を行う。可変動弁制御部１４は、弁の開閉のタイミング（バルブタイミング）を可変制御することが可能な装置であり、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ４によって制御される。例えば、可変動弁制御部１４は、吸気弁と排気弁が同時に開いている期間（オーバーラップ量）などを調整することができる。オーバーラップ量が大きい場合には、吸気側と排気側との間で、圧力差に応じた方向へのガスの流れが発生する。
【００２５】
吸気ポート８には、吸気ポート８内の圧力（以下、「吸気ポート圧」とも呼ぶ。）を検出する吸気ポート圧力センサ１２が設けられている。吸気ポート圧力センサ１２が検出した吸気ポート圧は検出信号Ｓ１２として、ＥＣＵ２０に出力される。また、排気ポート１０には、排気ポート１０内の圧力（以下、「排気ポート圧」とも呼ぶ。）を検出する排気ポート圧力センサ１３が設けられている。排気ポート圧力センサ１３が検出した排気ポート圧は、検出信号Ｓ３としてＥＣＵ２０に出力される。なお、吸気ポート圧は過給圧に対応し、排気ポート圧は背圧に対応する。
【００２６】
内燃機関９内における燃焼により生成した排気ガスは、排気通路１１ａ、１１ｂに排出される。詳しくは、図１の右から順に第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒とすると、排気通路１１ａは第１気筒と第４気筒に接続されており、排気通路１１ｂは第２気筒と第３気筒に接続されている。このように排気通路１１ａ、１１ｂを構成することにより、第１気筒及び第４気筒と、第２気筒及び第３気筒との間において、ブローダウン（排気行程初期の高圧ガスの排出のことをいう。）などによる影響が互いに生じない。即ち、排気行程終期に、他の排出通路に接続された気筒のブローダウンによって、もう一方の排気通路に接続された気筒内の排気ガスが排出されないという問題が発生しない。
【００２７】
更に、排気通路１１ａ及び排気通路１１ｂは、それぞれターボ過給機４に接続されている。これにより、排気通路１１ａ、１１ｂを通過した排気ガスが、ターボ過給機４内のタービン４ｂを回転させる。このようなタービン４ｂの回転トルクが、過給機４内のコンプレッサホイールに伝達されてコンプレッサ４ａが回転することによって、ターボ過給機４を通過する吸気が圧縮される。このように、ターボ過給機４は、ツインエントリー型に構成されている。
【００２８】
また、ターボ過給機４には、可変ノズル１５が設けられている。可変ノズル１５は、ベーンによって構成され、ターボ過給機に供給される排気ガスを絞ることができる。これにより、ターボ過給機４に供給される排気ガスの流量（流速）が調整され、過給圧を変化させることができる。具体的には、可変ノズル１５を閉じていくと排気ガスが絞られるため、過給圧が上昇する傾向にある。逆に、可変ノズル１５を開いていくと排気ガスへの絞りが緩められるため、過給圧は低下する傾向にある。なお、可変ノズル１５は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ５によって開度が制御される。また、可変ノズル１５は、排気通路１１ａから供給される排気ガス、及び排気通路１１ｂから供給される排気ガスの各々の量を調整可能に構成されている。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ２０は、上記した各種センサから供給される出力に基づいて、車両内の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧及び排気ポート圧に基づいて、可変ノズル１５の開度（ベーン開度）と、オーバーラップ量の制御を行う。即ち、ＥＣＵ２０は、ベーン開度制御手段、及びオーバーラップ量制御手段として機能する。
【００３０】
（可変ノズルの制御方法）
次に、第１実施形態に係る可変ノズル１５の制御方法について具体的に説明する。
【００３１】
（１）第１の例
まず、第１実施形態の第１の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００３２】
第１の例では、車両が加速過渡状態で、且つオーバーラップ量が十分にあるときに、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高くなるように、可変ノズル１５の開度を制御する。このような制御を行うのは、吸気ポート圧を排気ポート圧よりも高い状態にすることによって、吸気側から排気側へのガスの流れを促進させて、加速の過渡時（加速初期）における過給遅れを改善するためである。
【００３３】
図２は、第１の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００３４】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２０は、車両の運転状態が加速過渡状態であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ２０は、アクセル開度や燃料噴射量などに基づいて、加速の要求があるか否かを判定する。詳しくは、ＥＣＵ２０は、過給圧の条件が要求出力に達しているか否かを判定する。加速過渡状態である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には処理はステップＳ１０２に進み、加速過渡状態でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には処理は当該フローを抜ける。
【００３５】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２０は、オーバーラップ量が十分にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、クランクアングルなどを取得して現在のオーバーラップ量を割り出し、基準オーバーラップ量（オーバーラップ量を判定する際に用いる「所定量」に対応する。）と現在のオーバーラップ量とを比較することによって判定を行う。基準オーバーラップ量は、内燃機関９の運転状態によって規定されるマップを用いて決定される。このマップによれば、内燃機関の回転数が大きく、且つ負荷が小さい場合、大きな基準オーバーラップ量が決定される。逆に、内燃機関の回転数が小さく、且つ負荷が大きい場合、小さな基準オーバーラップ量が決定される。
【００３６】
現在のオーバーラップ量が基準オーバーラップ量以上である場合、即ちオーバーラップ量が十分にある場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１０４に進む。この場合には、吸気側と排気側との間のガスの流れが発生しやすい。一方、現在のオーバーラップ量が基準オーバーラップ量未満である場合、即ちオーバーラップ量が十分にない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）には、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、吸気側と排気側との間のガスの流れは発生しにくい。
【００３７】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２０は、通常の可変ノズル制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、現在の過給圧が目標過給圧となるように、可変ノズル１５を閉じていく制御を実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００３８】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５を大きく閉じる。以降の処理で可変ノズル１５を徐々に開いていく制御を実行するために、最初に可変ノズル１５を大きく閉じる。この処理が終了すると、処理はステップＳ１０５に進む。
【００３９】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも大きいか否かを判定する。吸気ポート圧が排気ポート圧よりも大きい場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１０７に進む。この場合には、可変ノズル１５を変えなくても、現在の開度に設定した状態で、吸気側から排気側へのガスの流れが生じる。一方、吸気ポート圧が排気ポート圧以下である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）には、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、吸気側から排気側へのガスの流れが生じない。そのため、ステップＳ１０６で、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧を排気ポート圧よりも大きくするために可変ノズル１５を開く。具体的には、ＥＣＵ２０は、所定量だけ可変ノズル１５を開く。そして、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４０】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５の制御を継続するか否かを判定する。通常の可変ノズル制御においても可変ノズル１５の制御を継続するか否かの判定が行われるが、ステップＳ１０７においても、この通常の可変ノズル制御で行われる判定と同様の判定が行われる。例えば、現在の過給圧が目標過給圧に達したか否かなどの判定が行われる。制御を継続する場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１０５に戻り、再度判定を行う。一方、制御を継続しない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、処理は当該フローを抜ける。
【００４１】
以上の処理を実行することによって、吸気ポート圧を排気ポート圧よりも高い状態に設定することができ、吸気側から排気側へのガスの流れを促進させることができる。これにより、内燃機関９に吸気を効果的に取り入れることができると共に、排気ガスを即座に排出することができるため、加速の過渡時における過給遅れを低減することが可能となる。
【００４２】
（２）第２の例
次に、第１実施形態の第２の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００４３】
第２の例では、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて可変ノズル１５の開度の制御を行う点で、前述した第１の例とは異なる。
【００４４】
図３は、第２の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理及びステップＳ２０７の処理は、前述した第１の例に係るステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理及びステップＳ１０７の処理と同様であるため、これらの処理の説明を省略する。第２の例に係る可変ノズル制御処理では、第１の例に係るステップＳ１０６の代わりに、ステップＳ２０６の処理を行う。よって、ここでは、ステップＳ２０６の処理について説明する。
【００４６】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて、可変ノズル１５を開く。具体的には、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて、現在の可変ノズル１５の開度（以下、「現開度」と呼ぶ。）に対して開く開度（以下、この開度を「開き開度」と呼ぶ。）を決定する。
【００４７】
例えば、ＥＣＵ２０は、図４に示すようなマップを用いて開き開度を決定する。図４は、横軸に吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧（絶対値によって示している。）を示し、縦軸に開き開度を示す。このマップによれば、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧が大きいほど、開き開度として大きな開度が決定され、差圧が小さいほど、開き開度として小さな開度が決定される。ＥＣＵ２０は、このようにして決定された開き開度を、現在の可変ノズル１５の開度に対して加算した開度を可変ノズル１５に対して設定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０７に進み、可変ノズル１５を開く制御を継続するか否かの判定を行う。
【００４８】
以上の処理を実行することより、排気ポート圧が吸気ポート圧よりもかなり高いときに、可変ノズル１５を大きく開くことができるため、即座に、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態に設定することが可能となる。これにより、過渡時の過給遅れを即座に改善することが可能となる。
【００４９】
（３）第３の例
次に、第１実施形態の第３の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００５０】
第３の例では、可変ノズル１５を開く制御を開始する前に設定する開度（以下、この開度を「基本開度」と呼ぶ、）を、内燃機関９の状態に応じて変化させる点で、前述した第１の例及び第２の例とは異なる。このように基本開度を変更するのは、内燃機関９の状態に応じて最適な基本開度が変化するためである。
【００５１】
図５は、第３の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００５２】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理及びステップＳ３０５〜Ｓ３０７の処理は、前述した第１の例に係るステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理及びステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理と同様であるため、これらの処理の説明を省略する。第３の例に係る可変ノズル制御処理では、第１の例に係るステップＳ１０４の代わりに、ステップＳ３０４の処理を行う。よって、ここでは、ステップＳ３０４の処理について説明する。
【００５３】
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ２０は、内燃機関９の運転状態に基づいて可変ノズル１５を閉じる。この場合、ＥＣＵ２０は、内燃機関９の運転状態に応じて、可変ノズル１５を閉じる際に用いる基本開度を変更する。そして、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて決定される開度（以下、この開度を「変化開度」と呼ぶ。）を用いて、基本開度を変化させた開度に可変ノズル１５を設定する。即ち、ＥＣＵ２０は、基本開度に対して変化開度を加算した開度に可変ノズル１５を設定する。なお、変化開度は、処理を繰り返す過程において、前述した開き開度を加算していった値に相当する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ３０５に進み、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高いか否かの判定が行われる。
【００５４】
ここで、基本開度を決定する方法の具体例について、図６を用いて説明する。図６は、基本開度を決定する際に用いるマップを示している。図６は、横軸に内燃機関９の回転数を示し、縦軸に内燃機関９の負荷（噴射量などによって決定される）を示している。このマップによれば、回転数が高く、且つ負荷が大きい場合には、閉じ側の開度に基本開度が設定され、回転数が低く、且つ負荷が小さい場合には、開き側の開度に基本開度が設定される。
【００５５】
なお、前述した基本開度を設定する処理は、吸気ポート圧を排気ポート圧よりも高くするための処理（ステップＳ３０５〜Ｓ３０７）を行うたびに実行される。具体的には、ステップＳ３０７において可変ノズル１５の制御を継続すると判定された場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ３０４に戻り、再度ステップＳ３０４の処理が行われる。
【００５６】
このように、第３の例に係る可変ノズル制御処理によれば、内燃機関９の運転状態に応じて基本開度を設定する処理を繰り返し実行するため、内燃機関９の運転状態に影響を受けることなく、適切に可変ノズル１５を開く制御を行うことができる。これにより、過渡時の過給遅れを適切に低減することが可能となる。
【００５７】
なお、ステップＳ３０４の処理を行うたびに変化開度を更新（クリア）することに限定はされず、ステップＳ３０４〜Ｓ３０７の処理の終了後に決定された変化開度を記憶して、記憶された変化開度を次回のステップＳ３０４の処理における初期値として用いても良い。即ち、変化開度を学習させても良い。これによっても、迅速に過給遅れを改善することが可能となる。
【００５８】
また、第３の例に係るステップＳ３０６の処理においても、第２の例で示したステップＳ２０６の処理と同様に、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて決定される開き開度を用いて可変ノズル１５を開く制御を行っても良い。
【００５９】
（４）第４の例
次に、第１実施形態の第４の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００６０】
第４の例では、可変ノズル１５の開度が開き側の上限値（以下、「限界開度」と呼ぶ。）に達したか否かを考慮に入れて制御を行う点で、前述した第１の例〜第３の例とは異なる。具体的には、可変ノズル１５の開度が限界開度となった場合には、オーバーラップ量を減らし、且つ可変ノズル１５を閉じる制御を行う。こうするのは、可変ノズル１５を限界開度まで開いた状態においては、吸気ポート圧の上昇が遅くなり、吸気ポート圧が即座に排気ポート圧よりも高くならない場合があるためである。このような場合には、可変ノズル１５を更に開いて密度の低い吸気を導入するよりも、可変ノズル１５を閉じて密度の高い吸気を導入するほうが、全体としてより多くの質量の吸気を導入することができる。
【００６１】
図７は、第４の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００６２】
ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０６、Ｓ４０７、及びＳ４０９の処理は、それぞれ、前述した第１の例に係るＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７、及びＳ１０３の処理と同様であるため、これらの処理の説明を省略する。ここでは、可変ノズル１５を開く処理（ステップＳ４０６）の前に行うステップＳ４０５の処理と、Ｓ４０５の処理後に行うステップＳ４０８の処理について説明する。
【００６３】
ステップＳ４０５では、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５を開いても良いか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ２０は、現在の可変ノズル１５の開度が限界開度を超えているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、内燃機関９の運転状態によって規定されるマップを用いて限界開度を決定する。
【００６４】
図８は、限界開度を決定する際に用いるマップの例を示している。図８は、横軸に内燃機関９の回転数を示し、縦軸に限界開度を示している。このマップによれば、回転数が高いほど小さな限界開度が決定され、逆に、回転数が低いほど大きな限界開度が決定される。
【００６５】
図７に戻って、ステップＳ４０５の処理の説明を行う。可変ノズル１５の開度が限界開度を超えている場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）には、処理はステップＳ４０８に進む。この場合、可変ノズル１５を更に開いても、吸気ポート圧の上昇が遅く、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高くならない場合がある。よって、可変ノズル１５をこれ以上開くことは好ましくない。一方、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えていない場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ４０６に進む。この場合には、可変ノズル１５を開いても問題は生じないため、言い換えると可変ノズル１５を開いたほうが吸気ポート圧を上昇させることができるため、ステップＳ４０６において可変ノズル１５を開く処理を行う。
【００６６】
ステップＳ４０８では、ＥＣＵ２０は、オーバーラップ量を減らす処理を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、可変動弁制御部１４を制御することによって、オーバーラップ量を減らす。そして、処理はステップＳ４０９に進み、ＥＣＵ２０は、通常の可変ノズル制御を実行する。即ち、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５を限界開度から閉じこんでいく制御を実行する。これにより、可変ノズル１５を開く制御を続行する場合と比較して、吸気ポート圧を早期に高めることができる。こうなるのは、可変ノズル１５を開く制御を続行する場合には密度の低い吸気が導入されるが、可変ノズル１５を閉じた場合には密度の高い吸気が導入されるため、結果的に多くの質量の吸気を導入されることとなるためである。
【００６７】
以上の処理を実行することにより、無駄に可変ノズル１５を開く制御が実行されることを防止して、過渡時の過給遅れを適切に改善することができる。
【００６８】
なお、第４の例に係るステップＳ４０３の処理においても、前述した第３の例で示したステップＳ３０４の処理と同様に、車両の運転状態から決定される基本開度を用いて可変ノズル１５を閉じる処理を行っても良い。更に、ステップＳ４０６の処理においても、前述した第２の例で示したステップＳ２０６の処理と同様に、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて決定される開き開度を用いて可変ノズル１５を開いても良い。
【００６９】
（５）第５の例
次に、第１実施形態の第５の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００７０】
第５の例では、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高いときに、可変ノズル１５を閉じても吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態を維持できる場合には、可変ノズル１５を閉じる処理を行う点で、前述した第１の例〜第４の例とは異なる。可変ノズル１５を閉じても吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態を維持できるような状況においては、可変ノズル１５を閉じることによって過給圧（吸気通路３の内圧）を上昇させるための制御を行っても、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも低くなることはない。したがって、第５の例では、このような状況において、可変ノズル１５を開く制御を行う代わりに閉じる制御を行うことによって、過給圧の上昇を図る。
【００７１】
図９は、第５の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００７２】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０７の処理は、前述した第１の例に係るステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理と同様であるため、説明を省略する。第５の例では、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い場合（ステップＳ５０５；Ｙｅｓ）に、可変ノズル１５の制御を継続するか否かの判定を行う代わりに、ステップＳ５０８及びステップ５０９の処理を行う。よって、ここでは、ステップＳ５０８及びステップ５０９の処理について説明を行う。
【００７３】
ステップＳ５０８では、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５を閉じても良いか否かの判定を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかに該当する場合には、可変ノズル１５を閉じても良いと判定する。
【００７４】
（ａ）ステップＳ５０５〜Ｓ５０９の処理を繰り返し実行した場合において、ステップＳ５０６の可変ノズル１５を開く処理を一度も行っていない場合
（ｂ）吸気ポート圧が排気ポート圧よりもかなり高い場合
（ｃ）吸気ポート圧が所定圧よりも低い場合
上記の（ａ）及び（ｂ）に該当する場合には、可変ノズル１５を閉じても、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも低くなることはない、即ち吸気ポート圧と排気ポート圧との圧力の関係が逆転することはない。一方、（ｃ）に該当する場合には、ステップＳ５０４において可変ノズル１５を閉じ足りなかった場合に該当する。例えば、可変ノズル１５における経年変化やヒスなどが原因で、所望の開度にまで閉じられなかった場合などに、このような状況が生じる。（ｃ）に該当する場合にも、可変ノズル１５を閉じても、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも低くなることはない。
【００７５】
可変ノズル１５を閉じても良いと判定された場合（ステップＳ５０８；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ５０９に進む。ステップＳ５０９では、ＥＣＵ２０は、可変ノズル１５を閉じる処理を行う。一方、可変ノズル１５を閉じても良いと判定されなかった場合（ステップＳ５０８；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ５０７に進む。この場合、可変ノズル１５の開度を変化させることなく、ステップＳ５０９で可変ノズル１５の制御を継続するか否かの判定が行われる。
【００７６】
このように、第５の例に係る可変ノズル制御処理では、可変ノズル１５を閉じても吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態を維持できる場合（上記した（ａ）〜（ｃ）のいずれかの条件を満たした場合）に、可変ノズル１５を開く代わりに可変ノズル１５を閉じる制御を行う。これにより、過給圧を効果的に上昇させることができるため、加速の過渡時における過給遅れを改善することが可能となる。
【００７７】
なお、第５の例に係るステップＳ５０４の処理においても、前述した第３の例で示したステップＳ３０４の処理と同様に、車両の運転状態から決定される基本開度を用いて可変ノズル１５を閉じる処理を行っても良い。更に、ステップＳ５０６の処理においても、前述した第２の例で示したステップＳ２０６の処理と同様に、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて決定される開き開度を用いて可変ノズル１５を開いても良い。
【００７８】
また、ステップＳ５０５とステップＳ５０６の処理の間に、前述した第４の例で示したステップＳ４０５の処理と同様に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えているか否かの判定を行っても良い。更に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えている場合には、前述した第４の例で示したステップＳ４０８の処理と同様に、オーバーラップ量を減らす処理を行うことも可能である。
【００７９】
（６）第６の例
次に、第１実施形態の第６の例に係る可変ノズル１５の制御方法について説明する。
【００８０】
第６の例も、可変ノズル１５を閉じても吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態を維持できると判断された場合に、可変ノズル１５を閉じる処理を行う点で、前述した第５の例と同様である。しかし、第６の例では、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて可変ノズル１５を閉じる制御を行う点で、第５の例とは異なる。差圧に基づいて可変ノズル１５を閉じる制御を行うことにより、差圧が大きい場合には、可変ノズル１５を大きく閉め込むことができ、即座に可変ノズル１５の開度を目標開度に設定することができる。逆に、差圧が小さい場合には、可変ノズル１５を無駄に大きく閉め込むことを防止して、適切な開度によって閉め込むことができる。したがって、第６の例に係る可変ノズル１５の制御方法によれば、可変ノズル１５の開度を適切に目標開度に設定することが可能となる。
【００８１】
図１０は、第６の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理も、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００８２】
ステップＳ６０１〜Ｓ６０８の処理は、前述した第５の例に係るステップＳ５０１〜Ｓ５０８の処理と同様であるため、説明を省略する。第６の例では、第５の例のステップＳ５０９の代わりにステップＳ６０９の処理を行う。よって、ここでは、ステップＳ６０９の処理について説明する。
【００８３】
ステップＳ６０９では、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて、可変ノズル１５を閉じる。具体的には、ＥＣＵ２０は、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて、現在の可変ノズル１５の開度（現開度）に対して閉じ込む開度（以下、この開度を「閉じ込み開度」と呼ぶ。）を決定する。
【００８４】
例えば、ＥＣＵ２０は、図１１に示すようなマップを用いて閉じ込み開度を決定する。図１１は、横軸に吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧（絶対値によって示している。）を示し、縦軸に閉じ込み開度を示す。このマップによれば、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧が大きいほど閉じ込み開度として大きな開度が決定され、差圧が小さいほど閉じ込み開度として小さな開度が決定される。即ち、差圧が大きいほど可変ノズル１５は大きく閉じられ、差圧が小さいほど可変ノズル１５は小さく閉じられる。ＥＣＵ２０は、このようにして決定された閉じ込み開度を、現在の可変ノズル１５の開度に対して減算した開度に可変ノズル１５を設定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ６０７に進み、可変ノズル１５の制御を継続するか否かの判定を行う。
【００８５】
このように、第６の例に係る可変ノズル制御処理によれば、可変ノズル１５を閉じても吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高い状態を維持できると判断された場合に、目標開度まで即座に可変ノズル１５を閉じることができる。これにより、過給圧を効果的に向上させることができるため、加速の過渡時における過給遅れを改善することが可能となる。
【００８６】
なお、第６の例に係るステップＳ６０４の処理においても、前述した第３の例で示したステップＳ３０４の処理と同様に、車両の運転状態から決定される基本開度を用いて可変ノズル１５を閉じる処理を行っても良い。更に、ステップＳ６０６の処理においても、前述した第２の例で示したステップＳ２０６の処理と同様に、吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて決定される開き開度を用いて可変ノズル１５を開いても良い。
【００８７】
また、ステップＳ６０５とステップＳ６０６の処理の間に、前述した第４の例で示したステップＳ４０５の処理と同様に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えているか否かの判定を行っても良い。更に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えている場合には、前述した第４の例で示したステップＳ４０８の処理と同様に、オーバーラップ量を減らす処理を行うことも可能である。
【００８８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００８９】
（車両の構成）
図１２は、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された、車両の全体構成を示す概略図である。なお、図１２では、実線矢印がガスなどの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００９０】
第２実施形態に係る車両は、筒内圧センサ１６と、排気温度センサ１７と、吸気温度センサ１８と、吸気ポート温度センサ２５と、酸素濃度センサ２６とを備え、ＥＣＵ２０の代わりにＥＣＵ２１を有する点で、前述した第１実施形態に係る車両とは異なる。また、第２実施形態に係る車両は、排気ポート圧力センサ１３を有していない。第１実施形態に係る車両と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９１】
なお、筒内圧センサ１６は複数の気筒９ａごとに各々設けられているが、図１２では、説明の便宜上省略している。また、排気温度センサ１７も排気通路１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられているが、図１２では、説明の便宜上省略している。
【００９２】
筒内圧センサ１６は、気筒９ａの内圧を検出し、検出した圧力を検出信号Ｓ６としてＥＣＵ２１に出力する。排気温度センサ１７は、排気ガスの温度を検出し、検出した温度を検出信号Ｓ７としてＥＣＵ２１に出力する。吸気温度センサ１８は、インテークマニホールドの吸気の温度を検出し、検出した温度を検出信号Ｓ８としてＥＣＵ２１に出力する。
【００９３】
また、吸気ポート温度センサ２５は、吸気ポート８の温度を検出し、検出した温度を検出信号Ｓ２５としてＥＣＵ２１に出力する。酸素濃度センサ２６は、吸気ポート８内の酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度を検出信号Ｓ２６としてＥＣＵ２１に出力する。更に、エアフロメータ２は、吸気通路３を通過する吸気の流量（以下、「吸入空気量」とも呼ぶ。）を検出し、検出した吸入空気量を検出信号Ｓ２７としてＥＣＵ２１に出力する。
【００９４】
ＥＣＵ２１は、車両内の各種センサから検出信号を取得し、これらに基づいて可変ノズル１５の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２１は、上記したセンサの少なくともいずれかの検出信号に基づいて排気側から吸気側への吹き返しの有無を推測し、この推測結果に基づいて可変ノズル１５の開度の制御を行う。言い換えると、ＥＣＵ２１は、吸気ポート圧と排気ポート圧との大小関係を推測し、この推定結果に基づいて可変ノズル１５の開度を制御する。このように、第２実施形態に係るＥＣＵ２１は、第１の推測手段及び第２推測手段として機能する。
【００９５】
（可変ノズルの制御方法）
次に、第２実施形態に係る可変ノズル１５の制御方法について、図１３を用いて説明する。
【００９６】
図１３は、第２実施形態に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２１によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００９７】
第２実施形態に係る可変ノズル制御処理は、吸気ポート圧力センサ１２が検出した吸気ポート圧と排気ポート圧力センサ１３が検出した排気ポート圧との大小関係を比較する代わりに、他のセンサの出力に基づいて排気側から吸気側への吹き返しの有無を推測する、即ち吸気ポート圧と排気ポート圧との大小関係を推測する点で、前述した第１実施形態に係る可変ノズル制御処理とは異なる。詳しくは、第２実施形態に係る可変ノズル制御処理では、排気ポート圧を直接検出せずに、吸気ポート圧と排気ポート圧との大小関係を推測する。
【００９８】
具体的には、第２実施形態に係る可変ノズル制御処理では、前述したステップＳ１０５やステップＳ２０５などの判定の代わりに、ステップＳ９０５の判定を行う。ステップＳ９０１〜Ｓ９０４の処理はステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同様であり、ステップＳ９０６〜Ｓ９０７の処理はステップＳ１０６〜Ｓ１０７の処理と同様であるため、これらの説明を省略し、ここではステップＳ９０５の処理についてのみ説明を行う。
【００９９】
ステップＳ９０５では、ＥＣＵ２１は、排気側から吸気側へのガスの吹き返しの有無を判定する。具体的には、ＥＣＵ２１は、車両内のセンサからの検出信号に基づいて、吸気ポート圧と排気ポート圧との大小関係を推測することによって、吹き返しの有無を判定する。吸気ポート圧が排気ポート圧よりも高いと推測された場合、即ち吹き返しが生じていないと推測された場合には（ステップＳ９０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０７に進む。ステップＳ９０７では、可変ノズル１５の制御を継続するか否かの判定が行われる。一方、吸気ポート圧が排気ポート圧よりも低いと推測された場合、即ち吹き返しが生じていると推測された場合には（ステップＳ９０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６では、ＥＣＵ２１は、可変ノズル１５を開く制御を行う。
【０１００】
このように、第２の実施形態では、排気ポート圧力センサを用いることなく、吹き返しを推測して可変ノズル１５の制御を行う。これにより、高応答な排気ポート圧力センサを設ける必要がないので、装置の構成を簡略化することができると共に、コストを低減することが可能となる。また、排気ポート圧力センサの耐久性や搭載性などにおける不具合の発生も抑制することができる。
【０１０１】
なお、第２実施形態に係るステップＳ９０４の処理においても、前述した第１実施形態で示したステップＳ３０４の処理と同様に、車両の運転状態から決定される基本開度を用いて可変ノズル１５を閉じる処理を行っても良い。更に、ステップＳ９０６の処理においても、第１実施形態で示したステップＳ２０６の処理と同様に、推測された吸気ポート圧と排気ポート圧との差圧に基づいて開き開度を決定し、決定された開き開度を用いて可変ノズル１５を開いても良い。
【０１０２】
また、ステップＳ９０５とステップＳ９０６の処理の間に、前述した第１実施形態で示したステップＳ４０５の処理と同様に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えているか否かの判定を行っても良い。更に、可変ノズル１５の開度が限界開度を超えている場合には、第１実施形態で示したステップＳ４０８の処理と同様に、オーバーラップ量を減らす処理を行うことも可能である。
【０１０３】
（推測方法）
次に、吸気ポート圧と排気ポート圧との大小関係を推測する方法の具体例について説明する。
【０１０４】
なお、図１２に示した車両は、以下で説明する推測方法において用いるセンサを全て具備しているものを示しているが、以下の推測方法のいずれかのみを用いる場合には、車両は、その推測方法に用いるセンサのみを有すれば良い。
【０１０５】
（１）第１の例
まず、第２実施形態の第１の例に係る推測方法について、図１４を用いて説明する。
【０１０６】
図１４は、吸気ポート圧変化を示す図であり、横軸にクランク角を示し、縦軸に吸気ポート圧を示している。具体的には、クランク角ｔ１において吸気弁を開き、クランク角ｔ２において排気弁を閉じている。また、クランク角ｔ１とクランク角ｔ２との間は、吸気弁及び排気弁の両方が開いているオーバーラップ期間に対応する。なお、吸気ポート圧は、吸気ポート圧力センサ１２によって検出された圧力である。
【０１０７】
図１４では、実線が吹き返しが無い場合の吸気ポート圧変化を示し、破線が吹き返しが有る場合の吸気ポート圧変化を示している。これより、吹き返しが有る場合には、吹き返しが無い場合と比較して、吸気弁を開いた直後に吸気ポート圧が上昇していることがわかる。このような吸気ポート圧の上昇は、排気側から吸気側にガスが逆流したために生じている。したがって、ＥＣＵ２１は、吸気弁を開いた直後の吸気ポート圧の上昇率を測定することによって、吹き返しの有無を判定することができる。
【０１０８】
（２）第２の例
次に、第２実施形態の第２の例に係る推測方法について説明する。
【０１０９】
第２の例は、第１の例とは異なり、吸気ポート圧変化の代わりに吸気ポート温度変化に基づいて、吹き返しの有無を推測する。この吸気ポート温度は、吸気ポート温度センサ２５によって検出された温度である。
【０１１０】
吸気ポート温度変化を用いることによっても、前述した第１の例と同様に、吹き返しの有無を推測することができる。具体的には、吹き返しが有る場合には、吸気弁を開いた直後に吸気ポート温度が上昇する。このような吸気ポート温度の上昇は、比較的高温である燃焼後のガス（排気ガス）が、排気側から吸気側に逆流した場合に生じる。以上より、ＥＣＵ２１は、吸気弁を開いた直後の吸気ポート温度の上昇率を測定することによって、吹き返しの有無を判定することができる。
【０１１１】
（３）第３の例
次に、第２実施形態の第３の例に係る推測方法について説明する。第３の例では、吸気ポート８における酸素濃度に基づいて吹き返しの有無を推測する点で、前述した第１の例及び第２の例とは異なる。
【０１１２】
図１５は、酸素濃度変化を示す図であり、横軸にクランク角を示し、縦軸に酸素濃度を示している。具体的には、クランク角ｔ１において吸気弁を開き、クランク角ｔ２において排気弁を閉じている。また、クランク角ｔ１とクランク角ｔ２との間は、吸気弁及び排気弁の両方が開いているオーバーラップ期間に対応する。なお、酸素濃度は、酸素濃度センサ２６によって検出された圧力である。
【０１１３】
図１５では、実線が吹き返しが無い場合の酸素濃度変化を示し、破線が吹き返しが有る場合の酸素濃度変化を示している。これより、吹き返しが有る場合には、吹き返しが無い場合と比較して、吸気弁を開いた直後に酸素濃度が低下していることがわかる。このような酸素濃度の低下は、燃焼後のガスが排気側から吸気側に逆流したために生じている。したがって、ＥＣＵ２１は、吸気弁を開いた直後の酸素濃度の低下率を測定することによって、吹き返しの有無を判定することができる。
【０１１４】
（４）第４の例
次に、第２実施形態の第４の例に係る推測方法について説明する。
【０１１５】
第４の例では、吸気弁を開いたときの、吸気ポート圧と筒内圧に基づいて吹き返しを推測する点で、前述した第１の例〜第３の例とは異なる。吸気ポート圧は吸気ポート圧力センサ１２が検出した圧力であり、筒内圧は筒内圧センサ１６によって検出された圧力である。
【０１１６】
上記の第１の例〜第３の例に係る推測方法を用いた場合には、オーバーラップのタイミングにおいて、吸気脈動によって正圧波が伝わってきた場合、吹き返しの有無を正確に判定することができない場合がある。これは、オーバーラップのタイミングで吸気脈動が生じた場合には、吸気ポート圧又は吸気ポート温度の上昇が発生する可能性があるからである。よって、第４の例では、判定精度を向上させるために、吸気ポート圧だけでなく筒内圧も用いることによって、吹き返しの有無を判定する。こうするのは、筒内圧は吸気脈動の影響をほとんど受けないためである。
【０１１７】
具体的には、ＥＣＵ２１は、吸気ポート圧が筒内圧未満である場合に、吹き返し有りと判定する。このように、第４の例に係る推測方法によれば、吸気ポート圧と気筒９ａの筒内圧を用いるため、吸気脈動による影響を受けることなく、精度良く吹き返しの有無の判定を行うことができる。
【０１１８】
（５）第５の例
次に、第２実施形態の第５の例に係る推測方法について説明する。
【０１１９】
第５の例では、予測した排気ポート圧を用いて吹き返しの有無を判定する点で、第１の例〜第４の例とは異なる。このように予測された排気ポート圧を用いるのは、予測された排気ポート圧も吸気脈動の影響をほとんど受けないためである。
【０１２０】
具体的には、第５の例では、吸入空気量及び排気温度によって規定されるマップなどを参照して、排気ポート圧を推測する。このマップは、吸入空気量と排気温度と排気ポート圧との関係を、予め実験などによって求めることにより作成される。また、マップを参照する際に用いる吸入空気量及び排気温度は、それぞれエアフロメータ２及び排気温度センサ１７から取得される。
【０１２１】
ＥＣＵ２１は、吸気ポート圧力センサ１２によって検出された吸気ポート圧が、上記のようにして推測された排気ポート圧よりも低い場合に、吹き返し有りと判定する。以上のような判定を行うことにより、吸気脈動による影響を受けることなく、精度良く吹き返しの有無の判定を行うことができる。このように、第５の例に係る推測方法によれば、予測された排気ポート圧を用いるため、吸気脈動による影響を受けることなく、精度良く吹き返しの有無の判定を行うことができる。
【０１２２】
（６）第６の例
次に、第２実施形態の第６の例に係る推測方法について説明する。
【０１２３】
第６の例では、体積効率（行程容積に対して、１サイクル当たりに吸入される空気の容積の比率）の変化に基づいて吹き返しの有無を判定する点で、第１の例〜第５の例とは異なる。この体積効率は、吸入空気量、吸気温度、及び吸気ポート圧に基づいて計算される。この場合、吸入空気量はエアフロメータ２によって検出され、吸気温度は吸気温度センサ１８によって検出され、吸気ポート圧は吸気ポート圧力センサ１２によって検出される。
【０１２４】
通常、排気圧力が上昇して吹き返しが発生した場合には、排気側から吸気側にガスが逆流するため、体積効率は低下する。したがって、ＥＣＵ２１は、体積効率の低下率を計算することによって、吹き返しの有無を推測する。
【０１２５】
このように、第６の例に係る推測方法によっても、体積効率を用いるため、吸気脈動による影響を受けることなく、精度良く吹き返しの有無の判定を行うことができる。更に、第６の例では、吸気弁の開弁タイミングにおける圧力や温度などを判定に用いないため、前述した第１の例〜第５の例と比較して、高応答のセンサを用いる必要がない。よって、第６の例によれば、コストを低減することができる。
【０１２６】
［変形例］
本発明は、直列４気筒エンジンに適用は限定されず、Ｖ型６気筒エンジンなどにも適用することができる。この場合には、それぞれのバンクに対してターボ過給機と可変ノズルが設けられているため、ターボ過給機と排気通路とをツインエントリー型に構成する必要はない。
【０１２７】
また、本発明は、ベーンで構成された可変ノズル１５を用いて過給圧を制御することに限定はされない。他の例では、可変ノズル１５の代わりにウエストゲート弁を用いて、過給圧が背圧よりも高くなるような制御を行うことができる。この場合には、ベーン開度の代わりに、ウエストゲート弁のオン／オフのタイミングなどを制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の第１の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の第２の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図４】開き開度を決定するために用いるマップを示す図である。
【図５】第１実施形態の第３の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図６】基本開度を決定するために用いるマップを示す図である。
【図７】第１実施形態の第４の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図８】限界開度を決定するために用いるマップを示す図である。
【図９】第１実施形態の第５の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の第６の例に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】閉じ込み開度を決定するために用いるマップを示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成を示す模式図である。
【図１３】第２実施形態に係る可変ノズル制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態の第１の例に係る推定方法を説明するための図である。
【図１５】第２実施形態の第３の例に係る推定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２  エアフロメータ
３  吸気通路
４  ターボ過給機
８  吸気ポート
９  内燃機関
９ａ  気筒
１０  排気ポート
１１ａ、１１ｂ  排気通路
１２  吸気ポート圧力センサ
１３  排気ポート圧力センサ
１４  可変動弁制御部
１５  可変ノズル
１６  筒内圧センサ
１７  排気温度センサ
１８  吸気温度センサ
２５  吸気ポート温度センサ
２６  酸素濃度センサ
２０、２１  ＥＣＵ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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