(57)【要約】【課題】過給圧が目標値から逸脱するのを抑制しつつ、ＥＧＲガスの逆流を抑制する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、コンプレッサ５ｃと可変ノズル５ｎ付きタービン５ｔとを備えた排気過給器５、排気制御管２５、排気制御弁２６、ＥＧＲ管３０、ＥＧＲ制御弁３１、及び電子制御ユニット５０を備える。電子制御ユニットは、過給圧が目標値になるように排気制御弁の開度を全閉に維持しつつ可変ノズルの開度を制御するか、又は、過給圧が目標値になるように可変ノズルの開度を全開に維持しつつ排気制御弁の開度を制御し、更に、ＥＧＲ管が逆流状態にあるか否かを判別し、ＥＧＲ管が逆流状態にあると判別されたときには、過給圧が目標値になるように、かつ、ＥＧＲ管が順流状態になるように、可変ノズルの開度及び排気制御弁の開度をそれぞれ中間開度において制御する。【選択図】図１
2018184901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関吸気通路内に配置されたコンプレッサと、機関排気通路内に配置された可変ノズル付きタービンとを備えた排気過給器と、
前記タービンを迂回して前記タービン上流の機関排気通路と前記タービン下流の機関排気通路とを互いに連結する排気制御通路と、
前記排気制御通路内に配置された排気制御弁と、
前記コンプレッサ下流の機関吸気通路と前記タービン上流の機関排気通路とを互いに連結するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内に配置されたＥＧＲ制御弁と、
過給圧が目標値になるように前記排気制御弁の開度を全閉に維持しつつ前記可変ノズルの開度を制御するか、又は、前記過給圧が前記目標値になるように前記可変ノズルの開度を全開に維持しつつ前記排気制御弁の開度を制御する、ように構成されている電子制御ユニットと、
を備えた、内燃機関の制御装置であって、
前記電子制御ユニットは更に、
前記ＥＧＲ通路が逆流状態にあるか否かを判別し、
前記ＥＧＲ通路が逆流状態にあると判別されたときには、過給圧が前記目標値になるように、かつ、前記ＥＧＲ通路が順流状態になるように、前記可変ノズルの開度及び前記排気制御弁の開度をそれぞれ中間開度において制御する、
ように構成されている、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関吸気通路内に配置されたコンプレッサと、機関排気通路内に配置された可変ノズル付きタービンとを備えた排気過給器と、コンプレッサ下流の機関吸気通路とタービン上流の機関排気通路とを互いに連結するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ内に配置されたＥＧＲ制御弁と、を備え、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路内を機関吸気通路から機関排気通路に向けて逆流するときには、可変ノズルの開度を小さくする、内燃機関の制御装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。可変ノズルの開度が小さくされると、タービン上流の機関排気通路内の圧力、すなわち機関背圧が上昇され、したがってＥＧＲガスが順流に戻される。特許文献１では更に、ＥＧＲガスが順流になるまで可変ノズルの開度が小さくされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−００３６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、可変ノズルの開度が変更されると、タービンを駆動する排気ガスの流速が変更され、それによりコンプレッサ下流の機関吸気通路内の圧力、すなわち過給圧が変更されるおそれがある。このため、過給圧が目標値から逸脱するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、機関吸気通路内に配置されたコンプレッサと、機関排気通路内に配置された可変ノズル付きタービンとを備えた排気過給器と、前記タービンを迂回して前記タービン上流の機関排気通路と前記タービン下流の機関排気通路とを互いに連結する排気制御通路と、前記排気制御通路内に配置された排気制御弁と、前記コンプレッサ下流の機関吸気通路と前記タービン上流の機関排気通路とを互いに連結するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路内に配置されたＥＧＲ制御弁と、過給圧が目標値になるように前記排気制御弁の開度を全閉に維持しつつ前記可変ノズルの開度を制御するか、又は、前記過給圧が前記目標値になるように前記可変ノズルの開度を全開に維持しつつ前記排気制御弁の開度を制御する、ように構成されている電子制御ユニットと、を備えた、内燃機関の制御装置であって、前記電子制御ユニットは更に、前記ＥＧＲ通路が逆流状態にあるか否かを判別し、前記ＥＧＲ通路が逆流状態にあると判別されたときには、過給圧が前記目標値になるように、かつ、前記ＥＧＲ通路が順流状態になるように、前記可変ノズルの開度及び前記排気制御弁の開度をそれぞれ中間開度において制御する、ように構成されている、内燃機関の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
過給圧が目標値から逸脱するのを抑制しつつ、ＥＧＲガスの逆流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】第１のタービンの部分断面図である。
【図３】本発明による実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明による実施例の過給制御の制御構造を示す図である。
【図５】（Ａ）可変ノズルの開度のフィードフォワード項の一例及び（Ｂ）排気制御弁の開度のフィードフォワード項の一例を示す線図である。
【図６】本発明による実施例の過給モード決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明による実施例の過給モード決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本発明による実施例の過給モード決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明による実施例の過給モード決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】（Ａ）可変ノズルの開度のフィードフォワード項の一例、（Ｂ）排気制御弁の開度のフィードフォワード項の一例、及び、（Ｃ）排気バイパス弁の開度のフィードフォワード項の一例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、内燃機関１は機関本体２を備え、機関本体２は複数、例えば４つの気筒３を備える。気筒３には電子制御式の燃料噴射弁４がそれぞれ設けられる。図１に示される例では内燃機関１は圧縮着火内燃機関から構成される。この場合、燃料噴射弁４から燃料として例えば軽油が噴射される。別の実施例（図示しない）では内燃機関１は火花点火内燃機関から構成される。この場合、燃料として例えばガソリンが用いられる。また、本発明による実施例では、内燃機関１は２つの排気駆動式過給器５，６を備える。第１の過給器５は第１のコンプレッサ５ｃ及び第１のタービン５ｔを備える。第２の過給器６は第２のコンプレッサ６ｃ及び第２のタービン６ｔを備える。
【０００９】
気筒３は吸気マニホルド１０及び第１の吸気管１１を介して第１のコンプレッサ５ｃの出口に連結される。第１のコンプレッサ５ｃの入口は第２の吸気管１２を介して第２のコンプレッサ６ｃの出口に連結される。第２のコンプレッサ６ｃの入口は第３の吸気管１３を介してエアクリーナ１４に連結される。第１の吸気管１１内には、電子制御式のスロットル弁１５及びインタークーラ１６が配置される。スロットル弁１５は第１の吸気管１１内を流れる吸気ガスの量を制御するように構成されている。インタークーラ１６は第１の吸気管１１内を流れる吸気ガスを冷却するように構成されている。スロットル弁１５上流の第１の吸気管１１と第２の吸気管１２とは、第１のコンプレッサ５ｃを迂回する吸気制御管１７によって互いに連結される。吸気制御管１７内には、電子制御式の吸気制御弁１８が配置される。吸気制御弁１８は吸気制御管１７内を流れる吸気ガスの量を制御するように構成されている。本発明による実施例では、吸気制御弁１８は通常は全閉にされる。
【００１０】
また、気筒３は排気マニホルド２０及び第１の排気管２１を介して第１のタービン５ｔの入口に連結される。第１のタービンを５ｔの出口は第２の排気管２２を介して第２のタービン６ｔの入口に連結される。第２のタービン６ｔの出口は第３の排気管２３を介して触媒２４に連結される。第１の排気管２１と第２の排気管２２とは、第１のタービン５ｔを迂回する排気制御管２５によって互いに連結される。排気制御管２５内には、電子制御式の排気制御弁（ＥＣＶ）２６が配置される。排気制御弁２６は排気制御管２５内を流れる排気ガスの量を制御するように構成されている。また、本発明による実施例では、第２の排気管２２と第３の排気管２３とは、第２のタービン６ｔを迂回する排気バイパス管２７によって互いに連結される。排気バイパス管２７内には、電子制御式の排気バイパス弁（ＥＢＶ）２８が配置される。排気バイパス弁２８は排気バイパス管２７内を流れる排気ガスの量を制御するように構成されている。本発明による実施例では、排気バイパス弁２８は通常は全閉にされる。
【００１１】
別の実施例（図示しない）では第２の過給器６が省略される。この例では、排気バイパス管２７及び排気バイパス弁２８も省略される。
【００１２】
スロットル弁１５下流の第１の吸気管と第１のタービン５ｔ上流の第１の排気管２１とは、ＥＧＲ（排気ガス再循環）管３０によって互いに連結される。ＥＧＲ管３０内には、電子制御式のＥＧＲ制御弁３１及びＥＧＲクーラ３２が配置される。ＥＧＲ制御弁３１はＥＧＲ管３０内を流れるＥＧＲガスの量を制御するように構成されている。ＥＧＲクーラ３２はＥＧＲ管３０内を流れるＥＧＲガスを冷却するように構成されている。
【００１３】
図１に示されるように、本発明による実施例では、エアクリーナ１４にエアフロメータ４０が組み込まれる。エアフロメータ４０は新気の量を検出するように構成されている。また、スロットル弁１５上流の第１の吸気管１１には圧力センサ４１が取り付けられる。圧力センサ４１はスロットル弁１５と第１のコンプレッサ５ｃとの間の圧力を検出するように構成されている。吸気マニホルド１０には圧力センサ４２が取り付けられる。圧力センサ４２は吸気マニホルド１０内の圧力を検出するように構成されている。排気マニホルド２０には圧力センサ４３が取り付けられる。圧力センサ４３は排気マニホルド２０内の圧力を検出するように構成されている。第１の排気管２１には圧力センサ４４が取り付けられる。圧力センサ４４は第１の排気管２１内の圧力を検出するように構成されている。
【００１４】
更に、第３の排気管２３には空燃比センサ４５が取り付けられる。空燃比センサ４５は空燃比を検出するように構成されている。更に、第１の吸気管１１とＥＧＲクーラ３２との間のＥＧＲ管３０には温度センサ４６が取り付けられる。温度センサ４６は第１の吸気管１１とＥＧＲクーラ３２との間のＥＧＲ管３０内のＥＧＲガスの温度を検出するように構成されている。第１の排気管２１とＥＧＲクーラ３２との間のＥＧＲ管３０には温度センサ４７が取り付けられる。温度センサ４７は第１の排気管２１とＥＧＲクーラ３２との間のＥＧＲ管３０内のＥＧＲガスの温度を検出するように構成されている。
【００１５】
第１のタービン５ｔは可変ノズル（ＶＮ）５ｎを備えたタービンから構成される。可変ノズル５ｎは図２に示されるように、第１のタービン５ｔのタービンインペラ７０に向かう排気ガス流路７１内に配置された複数のベーン７２を備える。これらベーン７２はそれぞれ対応する回動軸７３回りに回動可能であり、共通のアクチュエータ７４によって同一の角度位置に制御される。ベーン７２の角度位置が変更されると、互いに隣接するベーン７２同士の間に形成されるノズル７５の流路面積が変更され、それにより過給圧が変更される。例えば、図２において実線で示される位置から破線で示される位置にベーン７２が回動されると、ノズル７５の流路面積が小さくされる。その結果、ノズル７５を流れる排気ガスの流速が高められ、したがって過給圧が高められる。
【００１６】
電子制御ユニット５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５及び出力ポート５６を具備する。エアフロメータ４０、圧力センサ４１，４２，４３，４４、空燃比センサ４５、及び温度センサ４６，４７の出力電圧はそれぞれ対応するＡ／Ｄ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。更に、アクセルペダル５９にはアクセルペダル５９の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ６０が接続され、負荷センサ６０の出力電圧は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。更に、クランク角ＣＡを検出するためのクランク角センサ６１が入力ポート５５に接続される。ＣＰＵ５４ではクランク角センサ６１からの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート５６はそれぞれ対応する駆動回路５８を介して、燃料噴射弁４、スロットル弁１５、吸気制御弁１８、排気制御弁２６、排気バイパス弁２８、ＥＧＲ制御弁３１、及び可変ノズル５ｎのアクチュエータ７４（図２）にそれぞれ接続される。
【００１７】
次に、本発明による実施例のＥＧＲ制御を説明する。図３は本発明による実施例のＥＧＲ制御を実行するためのルーチンを示している。図３に示されるルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。図３を参照すると、ステップ１００では、ＥＧＲ制御弁３１が開弁しているか否かが判別される。ＥＧＲ制御弁３１が開弁しているときには次いでステップ１０１に進み、ＥＧＲ管３０内を流れるＥＧＲガス量ＱＥＧＲがゼロよりも多いか否かが判別される。本発明による実施例では、温度センサ４６により検出されるＥＧＲガスの温度が、温度センサ４７により検出される排気ガスの温度よりも低いときにＱＥＧＲ＞０であると判別され、それ以外はＱＥＧＲ≦０であると判別される。別の実施例（図示しない）では、計算モデルを用いてＥＧＲガス量ＱＥＧＲが推定される。一例では、スロットル弁１５下流の吸気管の圧力及び温度等に基づき算出された筒内ガス量から、エアフロメータ４０により検出された新気量を減算することにより、ＥＧＲガス量ＱＥＧＲが算出される。ＱＥＧＲ＞０であると判別されたときには次いでステップ１０２に進み、ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判定される。続くステップ１０３ではＥＧＲ制御弁３１の通常制御が行われる。すなわち、例えば、機関に供給されるＥＧＲガス量が機関運転状態（例えば、機関負荷及び機関回転数）に応じて定まる目標量になるように、ＥＧＲ制御弁３１の開度が制御される。
【００１８】
これに対し、ステップ１０１においてＱＥＧＲ≦０のときには次いでステップ１０４に進み、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあると判定される。続くステップ１０５ではＥＧＲ制御弁３１が全閉にされる。
【００１９】
一方、ステップ１００においてＥＧＲ制御弁３１が全閉のときにはステップ１０６に進み、ＥＧＲ制御弁３１前後の差圧ｄＰがあらかじめ定められた適合値ｄＰＸよりも大きいか否かが判別される。この差圧ｄＰは、例えば、排気マニホルド２０内の圧力、第１の排気管２１内の圧力、及び、ＥＧＲ制御弁３１よりも第１の排気管２１側のＥＧＲ管３０内の圧力のうちの一つから、吸気マニホルド１０内の圧力、スロットル弁１５下流の第１の吸気管１１内の圧力、及び、ＥＧＲ制御弁３１よりも第１の吸気管１１側のＥＧＲ管３０内の圧力のうちの一つを引き算することによって算出される。適合値ｄＰＸは、ＥＧＲガスが第１の排気管２１から第１の吸気管１１に向けて良好に流れるのに必要な差圧であって、一例では２ｋＰａである。別の例では５ｋＰａである。ｄＰ＞ｄＰＸであると判別されたときには、次いでステップ１０４に進んでＥＧＲ管３０が逆流状態にあると判定され、続くステップ１０５においてＥＧＲ制御弁３１が全閉にされる。これに対し、ｄＰ≦ｄＰＸであると判別されたときには次いでステップ１０２に進んでＥＧＲ管３０が順流状態にあると判定され、続くステップ１０３においてＥＧＲ制御弁３１の通常制御が行われる。
【００２０】
その結果、ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判別されたときに良好なＥＧＲガス供給作用が確保され、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあると判別されたときに、ＥＧＲガスがＥＧＲ管３０内を第１の吸気管１１から第１の排気管２１に向かう流れ、すなわちＥＧＲガスの逆流が阻止される。なお、別の実施例（図示しない）では、ＥＧＲ制御弁３１が開弁しているか否かに関わらず、ＥＧＲ制御弁３１前後の差圧ｄＰに応じて、ＥＧＲ管３０が順流状態にあるか逆流状態にあるかが判別される。
【００２１】
次に、本発明による実施例の過給制御を説明する。図４は本発明による実施例の過給制御の制御構造を示している。図４を参照すると、ブロックＢ１で示されるように過給モードが決定される。過給モードについては後述する。次いで、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項及び排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項がそれぞれ算出される。
【００２２】
図５（Ａ）には可変ノズル５ｎ（ＶＮ）の開度のフィードフォワード項の一例が、図５（Ｂ）には排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項の一例が、それぞれ示される。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される例では、機関負荷を表す燃料噴射量Ｑ及び機関回転数Ｎｅにより定まる機関運転状態領域があらかじめ定められた区画線Ｌ１によって、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２に区画されている。第１の領域Ｒ１は低負荷・低回転側に位置する。第２の領域Ｒ２は高負荷・高回転側に位置する。
【００２３】
可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードフォワード項は図５（Ａ）に示されるように、機関運転状態が第１の領域Ｒ１内に属するときには、低負荷・低回転側から高負荷・高回転側に向かうにつれて大きくなり、機関運転状態が第２の領域Ｒ２内に属するときには全開とされる。一方、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項は図５（Ｂ）に示されるように、機関運転状態が第１の領域Ｒ１内に属するときには全閉とされ、機関運転状態が第２の領域Ｒ２内に属するときには低負荷・低回転側から高負荷・高回転側に向かうにつれて大きくなる。本発明による実施例では、可変ノズル５ｎ（ＶＮ）の開度のフィードフォワード項及び排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項は、機関本体２から排出されるＮＯｘの量が目標ＮＯｘ量となり、かつ、単位出力トルクあたりのＮＯｘ量（ｋｇ／ｋｗｈ）が最小となる開度であり、機関運転状態の関数として図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるマップの形であらかじめＲＯＭ５２内に記憶されている。別の実施例（図示しない）では、可変ノズル５ｎ（ＶＮ）の開度のフィードフォワード項及び排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項は計算モデルを用いて算出される。
【００２４】
再び図４を参照すると、決定された過給モードにおいて、可変ノズル（ＶＮ）５ｎによる過給圧のフィードバック制御が行われるときには、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項が算出される。あるいは、決定された過給モードにおいて、排気制御弁（ＥＣＶ）２６による過給圧のフィードバック制御が行われるときには、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項が算出される。本発明による実施例では、過給圧は、圧力センサ４１により検出されるスロットル弁１５と第１のコンプレッサ５ｃとの間の圧力により表される。可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項、及び、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項はそれぞれ、過給圧を目標値にするためのものであり、本発明による実施例では圧力センサ４１により検出される圧力に基づいて算出される。別の実施例（図示しない）では、過給圧は、圧力センサ４２により検出される吸気マニホルド１０内の圧力により表される。更に別の実施例（図示しない）では、過給圧は、圧力センサ４４により検出される第１の排気２１内の圧力により表される。なお、過給圧の目標値は、例えば機関運転状態の関数としてあらかじめＲＯＭ５２内に記憶されている。
【００２５】
一方、背圧、膨張比、過給器回転数などに対する制約から定まる、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの制約補償開度及び排気制御弁（ＥＣＶ）２６の制約補償開度がそれぞれ算出される。次いで、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項、又は、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項と可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項の合計と、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの制約補償開度とのうち小さいほうが、可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度の指令値として出力されるとともに、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項、又は、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項と排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）項の合計と、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の制約補償開度とのうち小さいほうが、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度の指令値として出力される。
【００２６】
次に、本発明による実施例の過給モードの決定作用を説明する。図６から図９は本発明による実施例の過給モード決定作用を実行するためのルーチンを示している。図６から図９に示されるルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。図６から図９を参照すると、ステップ２００では、過給圧のフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）が許可されているか否かが判別される。本発明による実施例では、次の２つの条件が満たされているときに過給圧のフィードバック制御が許可されていると判別され、それ以外は過給圧のフィードバック制御が許可されていないと判別される。すなわち、第１の条件は、圧力センサ４１により検出されるスロットル弁１５と第１のコンプレッサ５ｃとの間の圧力、すなわち過給圧があらかじめ定められた設定値以上であることである。フィードバック制御を正確に行うには、可変ノズル５ｎや排気制御弁２６などの開度が変更されたときに過給圧に有意な変化が表れることが必要だからである。別の実施例（図示しない）では、第１の条件は、燃料噴射量Ｑが表すあらかじめ定められた設定量以上でありかつ機関回転数Ｎｅがあらかじめ定められた設定値以上であることである。一方、第２の条件は、可変ノズル５ｎ、排気制御弁２６、圧力センサ４１といったフィードバック制御に必要な要素が正常に機能していることである。
【００２７】
ステップ２００において過給圧のフィードバック制御が許可されていると判別されたときには次いでステップ２０１に進み、ＥＧＲ管３０が順流状態にあるか否かが判別される。本発明による実施例では、ＥＧＲ管３０が順流状態にあるか否かは、上述した図３に示されるルーチンにおいて判別される。ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判別されたときには次いでステップ２０２に進み、前回のルーチンにおいて可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）又はフィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ）が行われたか否かが判別される。前回のルーチンにおいて可変ノズル５ｎによるフィードバック制御又はフィードフォワード制御が行われたと判別されたときには、次いでステップ２０３に進み、前回のルーチンにおける可変ノズル（ＶＮ）５ｎの指令値が全開であるか否かが判別される。前回のルーチンにおける可変ノズル５ｎの指令値が全開であると判別されたときには、次いでステップ２０４に進み、過給モードが排気制御弁（ＥＣＶ）２６によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに移行される。これに対し、前回のルーチンにおける可変ノズル５ｎの指令値が全開でないと判別されたときには、次いでステップ２０５に進み、過給モードが可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに維持される。
【００２８】
これに対し、ステップ２０２において、前回のルーチンにおいて可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）及びフィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ）が行われていないと判別されたときには、次いでステップ２０６に進み、前回のルーチンにおける排気制御弁（ＥＣＶ）２６の指令値が全閉であるか否かが判別される。前回のルーチンにおける排気制御弁２６の指令値が全閉であると判別されたときには、次いでステップ２０７に進み、過給モードが可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに移行される。これに対し、前回のルーチンにおける排気制御弁２６の指令値が全閉でないと判別されたときには、次いでステップ２０８に進み、過給モードが排気制御弁（ＥＣＶ）２６によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに維持される。
【００２９】
すなわち、過給圧のフィードバック制御が許可されていると判別され、かつ、ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判別され、かつ、機関運転状態が第１の領域Ｒ１（図５）に属するときには、過給モードが可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに決定される。この可変ノズル（ＶＮ）５ｎによるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードでは、過給圧が目標値になるように、排気制御弁２６が全閉に維持されつつ可変ノズル５ｎの開度がフィードバック制御される。この場合、可変ノズル５ｎの開度の指令値はフィードフォワード項及びフィードバック項を用いて算出され、排気制御弁２６の開度の指令値はフィードバック項を用いることなくフィードフォワード項を用いて算出される。
【００３０】
また、過給圧のフィードバック制御が許可されていると判別され、かつ、ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判別され、かつ、機関運転状態が第２の領域Ｒ２（図５）に属するときには、過給モードが排気制御弁（ＥＣＶ）２６によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードに決定される。この排気制御弁（ＥＣＶ）２６によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）モードでは、過給圧が目標値になるように、可変ノズル５ｎが全開に維持されつつ排気制御弁２６の開度がフィードバック制御される。この場合、排気制御弁２６の開度の指令値はフィードフォワード項及びフィードバック項を用いて算出され、可変ノズル５ｎの開度の指令値はフィードバック項を用いることなくフィードフォワード項を用いて算出される。
【００３１】
一方、ステップ２０１においてＥＧＲ管３０が順流状態にないと判別されたときには、次いでステップ２０９に進み、過給モードが第１の逆流回避モードに決定される。すなわち、過給圧のフィードバック制御が許可されていると判別され、かつ、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあると判別されたときには、過給モードが第１の逆流回避モードに決定される。第１の逆流回避モードでは、過給圧が目標値になるように、かつ、ＥＧＲ管３０が順流状態になるように、可変ノズル５ｎの開度及び排気制御弁２６の開度がそれぞれ中間開度（全閉よりも大きく全開よりも小さい開度）において制御される。本発明による実施例では、可変ノズル５ｎの開度があらかじめ定められた中間開度にされつつ、排気制御弁２６の開度が中間開度においてフィードバック制御される。この場合、可変ノズル５ｎの開度の指令値は、フィードバック項を用いることなく、図５（Ａ）に示されるものとは異なるフィードフォワード項を用いて算出される。一方、排気制御弁２６の開度の指令値は、図５（Ｂ）に示されるものとは異なるフィードフォワード項及びフィードバック項を用いて算出される。この場合の可変ノズル５ｎの開度のフィードフォワード項及び排気制御弁２６の開度のフィードフォワード項は、定常運転時において、過給圧が目標値になるように、かつ、ＥＧＲ管３０が順流状態になるようにするためのものであり、機関運転状態の関数としてあらかじめＲＯＭ５２内に記憶されている。
【００３２】
本発明による別の実施例（図示しない）では、第１の逆流回避モードにおいて、排気制御弁２６の開度が中間開度にされつつ可変ノズル５ｎの開度が中間開度においてフィードバック制御される。ただし、このようにすると、過給制御が発散するおそれがある。すなわち、可変ノズル５ｎの開度が例えば小さくされたときに、新規が可変ノズル５ｎを通過しにくくなって過給圧が低下するおそれがある。この現象は、可変ノズル５ｎと過給圧との通常の関係と異なるものであり、その結果フィードバック制御が発散するおそれがある。本発明による実施例では、可変ノズル５ｎの開度が固定されつつ排気制御弁２６の開度がフィードバック制御されるので、安定した過給制御が得られる。
【００３３】
第１の逆流回避モードでは、例えば、可変ノズル５ｎの開度が小さくされ、それにより機関背圧又は第１の排気管２１内の圧力が高められる。その結果、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあるのが阻止される。ところが、可変ノズル５ｎの開度が小さくされると、第１のタービン５ｔに流入する排気ガスの流速が高められ、過給圧が目標値よりも高くなるおそれがある。そこで、過給圧が目標値になるように排気制御弁２６の開度が大きくされる。あるいは、例えば、排気制御弁２６の開度が小さくされ、それにより第１の排気管２１内の圧力が高められ、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあるのが阻止される。この場合、第１のタービン５ｔに流入する排気ガスの量が増えるので、過給圧が目標値よりも高くなるおそれがある。そこで、過給圧が目標値になるように可変ノズル５ｎの開度が大きくされる。したがって、第１の逆流回避モードにより、過給圧が目標値から逸脱するのを抑制しつつ、ＥＧＲガスの逆流を抑制することができる。その結果、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００３４】
一方、ステップ２００において過給圧のフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）が許可されないと判別されたときには、次いでステップ２１０に進み、ＥＧＲ管３０が順流状態にあるか否かが判別される。ＥＧＲ管３０が順流状態にあると判別されたときには次いでステップ２１１に進み、過給モードがフィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ）モードに決定される。フィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ）モードでは、可変ノズル５ｎの開度の指令値がフィードバック項を用いることなくフィードフォワード項を用いて算出されるとともに、排気制御弁２６の開度の指令値がフィードバック項を用いることなくフィードフォワード項を用いて算出される。
【００３５】
これに対し、ステップ２１０においてＥＧＲ管３０が順流状態にないと判別されたときには、次いでステップ２１２に進み、過給モードが第２の逆流回避モードに決定される。すなわち、過給圧のフィードバック制御が許可されないと判別され、かつ、ＥＧＲ管３０が逆流状態にあると判別されたときには、過給モードが第２の逆流回避モードに決定される。第２の逆流回避モードでは、可変ノズル５ｎの開度の指令値は、フィードバック項を用いることなく、第１の逆流回避モードにおけるのと同一のフィードフォワード項を用いて算出される。一方、排気制御弁２６の開度の指令値は、フィードバック項を用いることなく、第１の逆流回避モードにおけるのと同一のフィードフォワード項を用いて算出される。
【００３６】
したがって、概念的に表現すると、電子制御ユニット５０は、過給圧が目標値になるように排気制御弁２６の開度を全閉に維持しつつ可変ノズル５ｎの開度を制御するか、又は、過給圧が目標値になるように可変ノズル５ｎの開度を全開に維持しつつ排気制御弁２６の開度を制御する、ように構成されており、更に、ＥＧＲ通路が逆流状態にあるか否かを判別し、ＥＧＲ通路が逆流状態にあると判別されたときには、過給圧が目標値になるように、かつ、ＥＧＲ通路が順流状態になるように、可変ノズル５ｎの開度及び排気制御弁２６の開度をそれぞれ中間開度において制御する、ように構成されている。
【００３７】
これまで述べてきた実施例では、過給圧が可変ノズル５ｎ及び排気制御弁２６により制御される。本発明による別の実施例では、過給圧が可変ノズル５ｎ、排気制御弁２６、及び排気バイパス弁２８により制御される。
【００３８】
図１０（Ａ）には可変ノズル５ｎ（ＶＮ）の開度のフィードフォワード項の一例が、図１０（Ｂ）には排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項の一例が、図１０（Ｃ）には排気バイパス弁（ＥＢＶ）２８の開度のフィードフォワード項の一例が、それぞれ示される。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、及び図１０（Ｃ）に示される例では、機関負荷を表す燃料噴射量Ｑ及び機関回転数Ｎｅにより定まる機関運転状態領域があらかじめ定められた区画線Ｌ１，Ｌ２によって、第１の領域Ｒ１、第２の領域Ｒ２、及び第３の領域Ｒ３に区画されている。第１の区画線Ｌ１は低負荷・低回転側に位置し、第２の区画線Ｌ２は高負荷・高回転側に位置する。第１の領域Ｒ１は第１の区画線Ｌ１により区画され、低負荷・低回転側に位置する。第３の領域Ｒ３は第２の区画線Ｌ２により区画され、高負荷・高回転側に位置する。第２の領域Ｒ２は第１の区画線Ｌ１及び第２の区画線Ｌ２により区画され、第１の領域Ｒ１と第３の領域Ｒ３との間に位置する。
【００３９】
可変ノズル（ＶＮ）５ｎの開度のフィードフォワード項は図１０（Ａ）に示されるように、機関運転状態が第１の領域Ｒ１内に属するときには、低負荷・低回転側から高負荷・高回転側に向かうにつれて大きくなり、機関運転状態が第２の領域Ｒ２内及び第３の領域Ｒ３内に属するときには全開とされる。一方、排気制御弁（ＥＣＶ）２６の開度のフィードフォワード項は図１０（Ｂ）に示されるように、機関運転状態が第１の領域Ｒ１内に属するときには全閉とされ、機関運転状態が第２の領域Ｒ２内に属するときには低負荷・低回転側から高負荷・高回転側に向かうにつれて大きくなり、機関運転状態が第３の領域Ｒ３内に属するときには全開とされる。排気バイパス弁（ＥＢＶ）２８の開度のフィードフォワード項は図１０（Ｃ）に示されるように、機関運転状態が第１の領域Ｒ１内及び第２の領域Ｒ２内に属するときには全閉とされ、機関運転状態が第３の領域Ｒ３内に属するときには低負荷・低回転側から高負荷・高回転側に向かうにつれて大きくなる。このようにすると、より広い機関運転状態領域にわたり、過給圧を正確に制御することができる。本発明による別の実施例のその他の構成および作用は上述した本発明による実施例と同様であるので説明を省略する。
【符号の説明】
【００４０】
１    内燃機関
２    機関本体
５    第１の過給器
５ｃ    第１のコンプレッサ
５ｎ    可変ノズル
５ｔ    第１のタービン
１０    吸気マニホルド
１１，１２，１３    吸気管
２０    排気マニホルド
２１，２２，２３    排気管
２５    排気制御管
２６    排気制御弁
４４    圧力センサ
３０    ＥＧＲ管
３１    ＥＧＲ制御弁
【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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