(57)【要約】【課題】双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制する。【解決手段】制御装置（以下「ＥＣＵ」という）は、可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する左右の吸排気系統を備えたエンジンを制御する。エンジンは、左右の排気通路を連通する連通路内に設けられた切替弁と、連通路と吸気通路とに接続されたＥＧＲ通路内に設けられたＥＧＲ弁とを備える。ＥＣＵは、ＥＧＲ弁を閉じたまま切替弁を開く連通制御を行ない（Ｓ１６）、左右の可変ノズルの少なくとも一方の開度を変化させ（Ｓ１８）、連通路内の温度センサあるいは圧力センサの出力を用いて特定される連通路内の排気流量が所定値未満である時の可変ノズルの開度を記憶する（Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１）。【選択図】図６
2015017532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する２つの吸排気系統を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンは、
双方の系統の排気通路を互いに連通する連通路と、
前記連通路と吸気通路とに接続された還流路と、
前記還流路内に設けられ、前記連通路から前記吸気通路に還流される排気の流量を調整可能な還流弁と、
前記連通路内に設けられ、双方の排気通路の連通および遮断を切替可能な切替弁と、
前記連通路内に設けられ、前記連通路内の流量を検出可能なセンサとを備え、
前記制御装置は、前記還流弁を閉じ前記切替弁を開く連通制御を行ない、前記連通制御中に少なくとも一方の排気通路内のノズル開度を変化させ、前記センサによって検出される前記連通路内の流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する、開度学習を行なう、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記双方の排気通路内には、燃料添加装置および空燃比センサがそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記開度学習を行なう際、前記連通制御を行なう前に、前記還流弁および前記切替弁の双方を閉じるとともに前記双方の排気経路内にそれぞれ所定量の燃料を各前記燃料添加装置から添加させる遮断噴射制御を行ない、
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記連通制御に移行した時の前記連通路内の排気の流れ方向である連通方向を推定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、開度を変化させるノズルが前記連通方向の上流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが前記連通方向の下流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力を比較し、空燃比がリーンな方の排気通路から空燃比がリッチな方の排気通路に向かう方向が前記連通方向であると推定する、請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中に各前記空燃比センサの出力を記憶し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力を比較し、開度を変化させるノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記遮断噴射制御中の各前記排気通路内の流量をそれぞれ特定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断噴射制御中の各前記排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記双方の排気通路内には、排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方がそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記開度学習を行なう際、前記連通制御を行なう前に、前記還流弁および前記切替弁の双方を閉じる遮断制御を行ない、
前記制御装置は、前記遮断制御中の各前記排気通路内の前記排気温センサおよび前記排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記遮断制御中の各前記排気通路内の前記排気温センサおよび前記排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記遮断制御中の各前記排気通路内の流量をそれぞれ特定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断制御中の各前記排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項７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、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２２８０８号公報（特許文献１）には、各々がターボチャージャを有する左右の吸排気系統を備えた多気筒エンジンに、双方の系統の排気通路を連通する連通路と、連通路の排気を吸気通路に還流させるためのＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路とを設け、さらに、排気の還流量を調整可能なＥＧＲ弁をＥＧＲ通路内に設け、左右の排気通路間の連通および遮断を切替可能な切替弁を連通路内に設ける点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２８０８号公報
【特許文献２】特開平７−２２４７２７号公報
【特許文献３】特開２００８−３０９００４号公報
【特許文献４】特開２０００−２４８９５２号公報
【特許文献５】特開２０００−２４０４８８号公報
【特許文献６】特開２００７−１６２５０２号公報
【特許文献７】特開２０１２−０８２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたエンジンにおいて、排気の還流を遮断する必要がある場合には、ＥＧＲ弁および切替弁の双方を閉じる制御が行なわれる。これにより、ＥＧＲ弁によって吸気通路が左右の排気通路と遮断されるため吸気通路に排気は還流しない。さらに、切替弁によって左右の排気通路間も互いに遮断される。
【０００５】
しかしながら、切替弁を正常に閉じることができない異常が生じると、切替弁が開いたままとなり左右の排気通路間は互いに連通された状態となる。この状態では、一方の排気通路から他方の排気通路へ排気が流れ得る。これにより、左右のターボチャージャ間の過給圧差（ターボサージ）が生じることなどが懸念される。しかしながら、特許文献１には、このような問題およびその対策について何ら言及されていない。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る制御装置は、可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する２つの吸排気系統を備えたエンジンを制御する。エンジンは、双方の系統の排気通路を互いに連通する連通路と、連通路と吸気通路とに接続された還流路と、還流路内に設けられ、連通路から吸気通路に還流される排気の流量を調整可能な還流弁と、連通路内に設けられ、双方の排気通路の連通および遮断を切替可能な切替弁と、連通路内に設けられ、連通路内の流量を検出可能なセンサとを備える。制御装置は、還流弁を閉じ切替弁を開く連通制御を行ない、連通制御中に少なくとも一方の排気通路内のノズル開度を変化させ、センサによって検出される連通路内の流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する、開度学習を行なう。
【０００８】
好ましくは、双方の排気通路内には、燃料添加装置および空燃比センサがそれぞれ設けられる。制御装置は、開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、還流弁および切替弁の双方を閉じるとともに双方の排気経路内にそれぞれ所定量の燃料を各燃料添加装置から添加させる遮断噴射制御を行なう。制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、連通制御に移行した時の連通路内の排気の流れ方向である連通方向を推定する。制御装置は、連通制御中に、開度を変化させるノズルが連通方向の上流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが連通方向の下流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、空燃比がリーンな方の排気通路から空燃比がリッチな方の排気通路に向かう方向が連通方向であると推定する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中に各空燃比センサの出力を記憶する。制御装置は、連通制御中に、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、開度を変化させるノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、遮断噴射制御中の各排気通路内の流量をそれぞれ特定する。制御装置は、連通制御中に、遮断噴射制御中の各排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
【００１３】
好ましくは、双方の排気通路内には、排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方がそれぞれ設けられる。制御装置は、開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、還流弁および切替弁の双方を閉じる遮断制御を行なう。制御装置は、遮断制御中の各排気通路内の排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、遮断制御中の各排気通路内の排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、遮断制御中の各排気通路内の流量をそれぞれ特定する。制御装置は、連通制御中に、遮断制御中の各排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エンジンの全体構成を示す図（その１）である。
【図２】エンジンの全体構成を示す図（その２）である。
【図３】エンジン運転領域とＥＧＲ弁および切替弁の制御との関係を例示的に示した図である。
【図４】連通方向を推定する手法を説明するための図である。
【図５】ＶＮ学習方向を決定する手法を説明するための図である。
【図６】ＶＮ開度学習の処理手順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】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１８】
図１、２は、本実施の形態によるエンジンの全体構成を示す図である。このエンジンは、車両に搭載され、車両を走行させるための駆動力を発生する。
【００１９】
このエンジンは、いわゆるＶ型８気筒のエンジンである。このエンジンには、８つの気筒が４つずつ２群に分けられてそれぞれ左バンク１ａおよび右バンク１ｂに配列される。
【００２０】
このエンジンには、左バンク１ａに対応した吸排気系統２ａと、右バンク１ｂに対応した吸排気系統２ｂとが備えられる。吸排気系統２ａ，２ｂには、それぞれ可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を調整することによって過給圧の調整が可能な可変ノズル式のターボチャージャ３ａ，３ｂが備えられる。
【００２１】
エンジン本体における燃焼に必要な空気は、エアクリーナ９でろ過された後、左右のターボチャージャ３ａ，３ｂのコンプレッサ７ａ，７ｂに供給される。コンプレッサ７ａ，７ｂで圧縮された空気は、インタクーラ１０ａ，１０ｂでそれぞれ冷却された後、吸気マニホルド１１に集められる。吸気マニホルド１１から各気筒に空気が分配される。吸入空気流量は、スロットルバルブ１７ａ，１７ｂによって調節される。また、吸入空気流量は、エアフローメータ８によって検出される。
【００２２】
左バンク１ａの各気筒で発生する排気は、排気マニホルド５ａに集められる。排気マニホルド５ａに集められた排気は、ターボチャージャ３ａのタービン４ａに通された後、後処理システム（排気浄化システム）６ａで浄化されて車外に排出される。
【００２３】
同様に、右バンク１ｂの各気筒で発生する排気は、排気マニホルド５ｂに集められる。排気マニホルド５ｂに集められた排気は、ターボチャージャ３ｂのタービン４ｂに通された後、後処理システム６ｂで浄化されて車外に排出される。
【００２４】
ターボチャージャ３ａ，３ｂのタービン４ａ，４ｂは、通過される排気によって回転せしめられる。コンプレッサ７ａ，７ｂは、タービン４ａ，４ｂとともに回転して吸入空気を圧縮し、過給作用を奏する。
【００２５】
タービン４ａ，４ｂには、それぞれ可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂが設けられる。可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度は、それぞれアクチュエータ２０ａ，２０ｂによって調節される。可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を調整することによって、タービン４ａ，４ｂを通過する排気の流量が調整される。これにより、ターボチャージャ３ａ，３ｂによる過給度合い（過給圧）が調整される。
【００２６】
左バンクの後処理システム６ａには、触媒６１ａ、排気温センサ６２ａ、排気圧センサ６３ａ、および空燃比センサ６４ａが備えられる。排気温センサ６２ａ、排気圧センサ６３ａ、空燃比センサ６４ａは、後処理システム６ａ内の排気の温度ＴＨａ、圧力、空燃比ＡＦａをそれぞれ検出する。
【００２７】
同様に、右バンクの後処理システム６ｂには、それぞれ触媒６１ｂ、排気温センサ６２ｂ、排気圧センサ６３ｂ、および空燃比センサ６４ｂが備えられる。排気温センサ６２ｂ、排気圧センサ６３ｂ、空燃比センサ６４ｂは、後処理システム６ｂ内の排気の温度ＴＨｂ、圧力、空燃比ＡＦｂをそれぞれ検出する。
【００２８】
触媒６１ａ，６１ｂは、リーン状態（空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態）でＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵する。触媒６１ａ，６１ｂに吸蔵されたＮＯｘは、瞬間的なリッチ状態（空燃比が理論空燃比よりもリッチな状態）で還元浄化される。
【００２９】
左右の排気マニホルド５ａ，５ｂには、燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）３０ａ，３０ｂが設けられる。燃料添加ノズル３０ａ，３０ｂは、触媒６１ａ，６１ｂに吸蔵されたＮＯｘを浄化するために必要な還元雰囲気（リッチ状態）を作り出すために、燃料を排気マニホルド５ａ，５ｂ内にそれぞれ添加可能に構成される。
【００３０】
左右の排気マニホルド５ａ，５ｂは、連通路１２によって連通される。さらに、連通路１２と吸気マニホルド１１とは、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路１４によって連通される。
【００３１】
ＥＧＲ通路１４上には、吸気マニホルド１１に還流される排気流量を調整するためのＥＧＲ弁１５と、還流される排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１６とが備えられる。ＥＧＲ弁１５が開かれると連通路１２と吸気マニホルド１１とが連通され、ＥＧＲ弁１５が閉じられると連通路１２と吸気マニホルド１１とが遮断される。
【００３２】
連通路１２およびＥＧＲ通路１４の接続部分と右バンクの排気マニホルド５ｂとの間の連通路１２上には、切替弁１３が備えられる。切替弁１３が開かれると、右バンクの排気マニホルド５ｂがＥＧＲ通路１４および左バンクの排気マニホルド５ａと連通される。切替弁１３が閉じられると、右バンクの排気マニホルド５ｂがＥＧＲ通路１４および左バンクの排気マニホルド５ａから遮断される。
【００３３】
連通路１２には、連通路１２内の温度および圧力をそれぞれ検出する温度センサ１８および圧力センサ１９が設けられる。なお、連通路１２内を流れる排気流量が多いほど、連通路１２内の温度および圧力は上昇する関係にある。したがって、連通路１２内を流れる排気流量は、温度センサ１８および圧力センサ１９の少なくとも一方の出力を用いて特定（検出）することが可能である。
【００３４】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報および各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行し、その結果に基づいてエンジンの出力（具体的にはスロットル開度、燃料噴射、点火時期等）を制御する。切替弁１３、ＥＧＲ弁、可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂは、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００３５】
図１には、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方が開かれた状態が示されている。この状態では、吸気マニホルド１１、左バンクの排気マニホルド５ａ、右バンクの排気マニホルド５ｂが互いに連通される。そのため、吸気マニホルド１１内の負圧の作用によって、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂの双方から吸気マニホルド１１に排気が還流される。
【００３６】
図２には、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方が閉じられた状態が示されている。この状態では、吸気マニホルド１１、左バンクの排気マニホルド５ａ、右バンクの排気マニホルド５ｂが互いに遮断される。すなわち、吸気マニホルド１１がＥＧＲ弁１５によって左右の排気マニホルド５ａ，５ｂの双方と遮断されるため、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂのどちらからも排気は還流しない。さらに、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂ間も切替弁１３によって遮断されるため、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂの一方から他方へ排気が流れることも抑制される。
【００３７】
図３は、エンジン運転領域とＥＧＲ弁１５および切替弁１３の制御との関係を例示的に示した図である。図３では、エンジンの回転速度および負荷（たとえば燃料噴射量）をパラメータとして、エンジン運転領域が示されている。
【００３８】
境界ラインＬ１よりも負荷が高い領域が、排気の還流を遮断する必要がある閉領域Ｒ１である。境界ラインＬ２よりも負荷が低い領域は、排気を還流させる必要がある開領域Ｒ２である。閉領域Ｒ１および開領域Ｒ２のどちらにも含まれない領域は、排気を還流してもしなくてもどちらでもよい開閉可能領域Ｒ３である。
【００３９】
エンジン運転領域が開領域Ｒ２である場合（排気を還流させる場合）、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方に開指令を出力する。これにより、エンジンは図１に示す状態に制御される。一方、エンジン運転領域が閉領域Ｒ１である場合（排気を還流させない場合）、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方に閉指令を出力する。これにより、エンジンは図２に示す状態に制御される。なお、エンジン運転領域が開閉可能領域Ｒ３に変化しても、後述するＶＮ開度学習を行なう場合を除いて、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の状態を特には変更しない。したがって、通常運転中は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３は、図１に示す状態（ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を開いた状態）あるいは図２に示す状態（ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を閉じた状態）のどちらかに制御される。
【００４０】
以上のような構成を有するエンジンにおいて、たとえば、切替弁１３が開いた状態で固着してしまう異常（以下「開固着異常」ともいう）が生じると、切替弁１３を正常に閉じることができなくなるため次のような問題が生じる。
【００４１】
エンジン運転領域が図３に示す閉領域Ｒ１にある場合、ＥＣＵ１００は、上述したようにＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方に閉指令を出力する。しかしながら、切替弁１３の開固着異常が生じた場合には、ＥＧＲ弁１５のみが閉じられ切替弁１３は開いたままとなる。この状態では、吸気マニホルド１１は左右の排気マニホルド５ａ，５ｂと遮断されるが、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂ間は互いに連通される。したがって、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂの圧力差が生じたときには、連通路１２を通って、一方（圧力が高い方）の排気マニホルドから他方（圧力が低い方）の排気マニホルドへ排気が流れ得る。これにより、左右のターボチャージャ３ａ，３ｂ間の過給圧差（ターボサージ）が生じたり、高温の排気が左右の排気マニホルド５ａ，５ｂ間で流れることによる部品故障（熱害）が生じたりすることが懸念される。
【００４２】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、切替弁１３が開いたままの状態であっても一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制可能な可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を学習して記憶する制御（以下、「ＶＮ開度学習」ともいう）を行なう。そして、ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習後において、ＶＮ開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を制御する。
【００４３】
以下、ＶＮ開度学習について詳細に説明する。ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習の前提条件（後述）が成立した場合に、ＶＮ開度学習を開始する。
【００４４】
ＶＮ開度学習を開始した後、ＥＣＵ１００は、まず、「遮断噴射制御」を行なう。遮断噴射制御とは、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を閉じる（すなわち吸気マニホルド１１、左バンクの排気マニホルド５ａ、右バンクの排気マニホルド５ｂの三者間をそれぞれ遮断する）とともに、左右の燃料添加ノズル３０ａ，３０ｂから同じ所定量の燃料をそれぞれ噴射させる制御である。そして、ＥＣＵ１００は、遮断噴射制御中の各空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力に基づいて、後述の「連通制御」に移行した時（すなわちＥＧＲ弁１５を閉じたまま切替弁１３を開いた時）の連通路１２内の排気の流れ方向を推定する。なお、以下では、連通制御に移行した時の連通路１２内の排気の流れ方向を、単に「連通方向」ともいう。
【００４５】
図４は、遮断噴射制御中の各空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力に基づいて連通方向を推定する手法を説明するための図である。図４に示すように、遮断噴射制御中は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方が閉じられる。そのため、左右バンクの排気経路は互いに独立している。すなわち、左バンク１ａで発生する排気はすべて後処理システム６ａに流れ、右バンク１ｂで発生する排気はすべて後処理システム６ｂに流れる。なお、遮断噴射制御中は、左右バンクの可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂはそれぞれ互いに同じ所定開度（たとえば５０パーセントの開度）に制御される。
【００４６】
図４には、遮断噴射制御中において、右バンクの後処理システム６ｂを流れる排気流量（以下、「後処理流量Ｅｂ」ともいう）が、左バンクの後処理システム６ａを流れる排気流量（以下、「後処理流量Ｅａ」ともいう）よりも多い場合が例示されている。この場合、右バンクの排気マニホルド５ｂ内の圧力は左バンクの排気マニホルド５ａ内の圧力よりも高いと推定される。そのため、切替弁１３を開いた場合には、連通路１２内には、圧力の高い方の右バンクの排気マニホルド５ｂから圧力の低い方の左バンクの排気マニホルド５ａに向けて排気が流れるものと推定される。
【００４７】
一方、左右バンクの燃料添加ノズル３０ａ，３０ｂからは同量の燃料をそれぞれ添加している。そのため、流量の多い方の右バンクの空燃比ＡＦｂは、流量の少ない左バンクの空燃比ＡＦａよりもリーンな値になる。
【００４８】
そこで、ＥＣＵ１００は、空燃比ＡＦａ，ＡＦｂ比較し、空燃比がリーンな方のバンクからリッチな方のバンクに向かう方向（図４に示す場合では、右バンクから左バンクに向かう方向）が、「連通方向」であると推定する。
【００４９】
連通方向を推定した後、ＥＣＵ１００は、遮断噴射制御に代えて「連通制御」を行なう。連通制御とは、ＥＧＲ弁１５を閉じたまま切替弁１３を開く（すなわち吸気マニホルド１１と左右の排気マニホルド５ａ，５ｂとを遮断しつつ、左右の排気マニホルド５ａ，５ｂ間を連通させる）制御である。なお、連通制御に移行した後は、燃料添加ノズル３０ａ，３０ｂからの燃料添加は停止される。
【００５０】
ＥＣＵ１００は、連通制御中に、可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの少なくとも一方の開度を変化させるとともに、連通路１２に設けられた温度センサ１８あるいは圧力センサ１９の出力を用いて連通路１２内の排気流量（以下、単に「連通流量」ともいう）を特定する。そして、ＥＣＵ１００は、連通流量が所定値未満である時（すなわち連通路１２内に排気がほとんど流れなくなった時）の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を記憶する。
【００５１】
図５は、遮断噴射制御中に推定された連通方向に基づいて、連通制御中におけるノズル開度の変化方向（以下「ＶＮ学習方向」ともいう）を決定する手法を説明するための図である。なお、図５には、推定された連通方向の上流側が右バンク、下流側が左バンクである場合が例示されている。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、開度を変化させる対象となる可変ノズル（以下「学習対象ノズル」ともいう）が連通方向の上流側にある場合、ＶＮ学習方向を「開き方向」（流体抵抗が低下する方向）に決定する。一方、ＥＣＵ１００は、学習対象ノズルが連通方向の下流側にある場合、ＶＮ学習方向を「閉じ方向」（流体抵抗が増加する方向）に決定する。そして、ＥＣＵ１００は、連通制御中において、学習対象ノズルの開度を、決定されたＶＮ学習方向に変化させる。なお、学習対象ノズルは、左バンクの可変ノズルＶＮａであっても、右バンクの可変ノズルＶＮｂであっても、双方の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂであってもよい。
【００５３】
図５に例示するケースで説明すると、ＥＣＵ１００は、推定された連通方向の上流側にある右バンクの可変ノズルＶＮｂが学習対象ノズルである場合には、右バンクの可変ノズルＶＮｂの開度を「開き方向」に変化させる。これにより、可変ノズルＶＮｂよりも排気上流側にある排気マニホルド５ｂ内の圧力が低下し、左バンクの排気マニホルド５ａ内の圧力に近づく。一方、推定された連通方向の下流側にある左バンクの可変ノズルＶＮａが学習対象ノズルである場合には、左バンクの可変ノズルＶＮａの開度を「閉じ方向」に変化させる。これにより、可変ノズルＶＮａよりも排気上流側にある排気マニホルド５ａ内の圧力が増加し、右バンクの排気マニホルド５ｂ内の圧力に近づく。
【００５４】
そして、ＥＣＵ１００は、連通流量が所定値未満となるまで学習対象ノズルの開度を上述のＶＮ学習方向に所定量ずつ変化させ、連通流量が所定値未満となった時の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を記憶する。
【００５５】
本実施の形態においては、温度センサ１８あるいは圧力センサ１９の出力を用いて連通流量を特定するが、これらのセンサでは流れ方向までは特定できない。そのため、これらのセンサの出力を用いても、学習対象ノズルの開度を変化させ始めた当初においては、適正なＶＮ学習方向（連通流量が減少する方向）を特定することができない。この点に鑑み、本実施の形態においては、遮断噴射制御中に予め連通方向を推定しておき、連通制御に移行した後に、推定された連通方向に基づいて適正なＶＮ学習方向を決定し、決定された適正なＶＮ学習方向に学習対象ノズルの開度を変化させ始める。すなわち、学習対象ノズルの開度を変化させ始める当初から、学習対象ノズルの開度を適正なＶＮ学習方向に変化させる。そのため、学習に必要な時間を短縮することができる。
【００５６】
図６は、ＥＣＵ１００がＶＮ開度学習を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。
【００５７】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す場合がある）１０にて、ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習を行なうための前提条件が成立したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、下記の第１〜第３条件のすべてが成立した場合に前提条件が成立したと判定する。
【００５８】
（第１条件）  エンジン運転領域が開閉可能領域Ｒ３（図３参照）に含まれる、あるいは車両減速中（エンジンのフューエルカット中）である。
【００５９】
（第２条件）  エンジン水温、大気圧などがＶＮ開度学習に適した範囲にそれぞれ含まれる。
【００６０】
（第３条件）  空燃比センサ６４ａ，６４ｂが稼働中である。
なお、前提条件は必ずしも第１〜第３条件には限定されるものではない。たとえば、必要に応じて第１〜第３条件の一部を省略してもよいし、他の条件を追加してもよい。
【００６１】
前提条件が成立した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１１にて、上述した「遮断噴射制御」を行なう。すなわち、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を閉じるとともに、左右の燃料添加ノズル３０ａ，３０ｂから同じ所定量の燃料をそれぞれ噴射させる。なお、遮断噴射制御中は、上述したように、左右バンクの可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂは互いに同じ所定開度に制御される。
【００６２】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、左右の空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力に基づいて、上述した「連通方向」（連通制御に移行した時の連通路１２内の排気の流れ方向）を推定する。
【００６３】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ１００は、左右の空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力に基づいて左右の後処理流量Ｅａ，Ｅｂをそれぞれ検出する。Ｓ１４にて、ＥＣＵ１００は、左右の後処理流量差が所定値未満であるか否かを判定する。
【００６４】
左右の後処理流量差が所定値未満である場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１５にて、左右の空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力が互いに略等しくなるように左右の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を調整する。この調整により、左右の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度は、遮断噴射制御中であっても一時的にオフセットされる（互いに異なる値になる）。その後、ＥＣＵ１００は、オフセット量（左右の可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度）を記憶して処理を終了する。
【００６５】
Ｓ１３〜Ｓ１５の処理は、連通制御に移行した時に温度センサ１８あるいは圧力センサ１９で検出可能な量の排気が連通路１２内に流れるか否かを予測し、検出可能な量の排気が連通路１２内に流れないと予測される場合には、連通制御によるＶＮ開度学習までは必要ないと判定するための処理である。
【００６６】
すなわち、左右の後処理流量差が所定値未満である場合は、左右の排気マニホルド内の圧力差が小さく、連通制御に移行しても検出可能な量の排気が連通路１２内に流れないと予測される。この場合には、左右の空燃比センサの出力が互いに略等しくなるように左右の可変ノズルの開度をわずかに調整することで、連通制御を行なわずにＶＮ開度学習を行なうことを担保することができる。なお、Ｓ１３〜Ｓ１５の処理は省略するようにして、Ｓ１２からＳ１６に進んでもよい。
【００６７】
一方、左右の後処理流量差が所定値以上である場合（Ｓ１４にてＮＯ）、連通制御に移行した時に検出可能な量の排気が連通路１２内に流れると予測されるため、ＥＣＵ１００は、Ｓ１５の処理を行なうことなく、処理をＳ１６に進める。
【００６８】
Ｓ１６にて、ＥＣＵ１００は、遮断噴射制御に代えて、上述した「連通制御」を行なう。すなわち、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５を閉じたまま切替弁１３を開く。
【００６９】
Ｓ１７にて、ＥＣＵ１００は、遮断噴射制御中のＳ１２の処理で推定された連通方向に基づいて、ＶＮ学習方向を決定する。
【００７０】
Ｓ１８にて、ＥＣＵ１００は、ＶＮ学習対象ノズルの開度を、Ｓ１７で決定されたＶＮ学習方向に所定量変化させる。
【００７１】
Ｓ１９にて、ＥＣＵ１００は、連通路内１２の温度センサ１８あるいは圧力センサ１９の出力を用いて、連通流量を特定（検出）する。
【００７２】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１００は、連通流量が所定値未満であるか否かを判定する。連通流量が所定値未満でない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１８に戻す。
【００７３】
連通流量が所定値未満である場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１にて、可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を記憶する。
【００７４】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習を終了し、通常制御に戻す。
ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習が終了した後において、ＶＮ開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を制御する。たとえば、エンジン運転領域が図３に示す閉領域Ｒ１にある場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方に閉指令を出力する。この際、ＥＣＵ１００は、可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を、ＶＮ開度学習で得られた開度にする。これにより、仮に切替弁１３が開固着異常となり切替弁１３が開いたままの状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、ＥＧＲ弁１５を閉じ切替弁１３を開く連通制御を行ない、連通制御中に学習対象ノズルの開度を変化させ、連通路１２内のセンサ（温度センサ１８あるいは圧力センサ１９）によって検出される連通流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する「ＶＮ開度学習」を行なう。そして、ＥＣＵ１００は、ＶＮ開度学習後において、ＶＮ開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルＶＮａ，ＶＮｂの開度を制御する。これにより、仮に切替弁１３が開いたままであっても、一方の排気通路からの排気が連通路１２を通って他方の排気通路に流れることが抑制される。そのため、ターボサージや熱害が抑制される。
【００７６】
特に、本実施の形態においては、ＶＮ開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を閉じるとともに左右の燃料添加装置から同量の燃料を噴射する遮断噴射制御を行なう。そして、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいてＶＮ学習方向を決定する。これにより、学習対象ノズルの開度を変化させ始める当初から、学習対象ノズルの開度を適正なＶＮ学習方向（連通流量が減少する方向）に変化させることができる。そのため、学習に必要な時間を短縮することができる。
【００７７】
＜変形例＞
上述の実施の形態では、遮断噴射制御中において、各空燃比センサ６４ａ，６４ｂの出力に基づいて連通方向を推定した。これに対し、各排気温センサ６２ａ，６２ｂあるいは各排気圧センサ６３ａ，６３ｂの出力に基づいて連通方向を推定してもよい。すなわち、連通制御を行なう前に、ＥＧＲ弁１５および切替弁１３の双方を閉じる制御（以下「遮断制御」ともいう）を行ない、各排気温センサあるいは各排気圧センサの出力に基づいて遮断制御中の後処理流量Ｅａ，Ｅｂを特定し、後処理流量の多い方の排気マニホルドから後処理流量の少ない方の排気マニホルドに向かう向きを「連通方向」と推定してもよい。
【００７８】
また、上述の実施の形態では、連通方向を推定し、その推定結果を用いてＶＮ学習方向を決定していた。これに対し、連通方向を推定することなくＶＮ学習方向を決定するようにしてもよい。たとえば、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、学習対象ノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を開き方向に変化させ、学習対象ノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を閉じ方向に変化させるようにしてもよい。また、各排気温センサあるいは各排気圧センサの出力に基づいて遮断制御中の後処理流量Ｅａ，Ｅｂを特定し、学習対象ノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を開き方向に変化させ、学習対象ノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を閉じ方向に変化させるようにしてもよい。
【００７９】
なお、上述の実施の形態および変形例は、技術的に矛盾が生じない範囲で、適宜組合せることも可能である。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８１】
１ａ  左バンク、１ｂ  右バンク、２ａ，２ｂ  吸排気系統、３ａ，３ｂ  ターボチャージャ、４ａ，４ｂ  タービン、５ａ，５ｂ  排気マニホルド、６ａ，６ｂ  後処理システム、７ａ，７ｂ  コンプレッサ、８  エアフローメータ、９  エアクリーナ、１０ａ，１０ｂ  インタクーラ、１１  吸気マニホルド、１２  連通路、１３  切替弁、１４  ＥＧＲ通路、１５  ＥＧＲ弁、１６  ＥＧＲクーラ、１７ａ，１７ｂ  スロットルバルブ、１８  温度センサ、１９  圧力センサ、２０ａ，２０ｂ  アクチュエータ、３０ａ，３０ｂ  燃料添加ノズル、６１ａ，６１ｂ  触媒、６２ａ，６２ｂ  排気温センサ、６３ａ，６３ｂ  排気圧センサ、６４ａ，６４ｂ  空燃比センサ、１００  ＥＣＵ、ＶＮａ，ＶＮｂ  可変ノズル。
【図１】
2015017532.tif 000003
【図２】
2015017532.tif 000004
【図３】
2015017532.tif 000005
【図４】
2015017532.tif 000006
【図５】
2015017532.tif 000007
【図６】
2015017532.tif 000008