(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される吸気を加圧するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールに連結されるとともに前記内燃機関から排出される排気により回転駆動されるタービンホイールとを有するターボチャージャと、
前記コンプレッサホイール通過後の吸気流量を取得する吸気流量取得手段と、
前記内燃機関の制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記タービンホイール通過前と通過後の排気圧の比率を表す膨張比の変化に対する前記タービンホイール通過前の排気流量の変化の特性が定められるとともに、前記特性が複数の膨張比区間ごとに分割された複数の一次式に近似されたタービンホイール特性式が記憶され、
前記吸気流量取得手段により取得された前記吸気流量と、前記複数の一次式のそれぞれの係数とに基づいて、前記それぞれの係数に応じた前記タービンホイール通過前の排気圧候補値を算出し、
前記タービンホイール通過前の排気圧として算出された前記排気圧候補値に基づいて膨張比候補値を算出し、
算出された前記膨張比候補値のうち、前記膨張比候補値に対応する前記一次式の前記膨張比区間内に当該膨張比候補値が含まれるものを抽出し、抽出された前記膨張比候補値を算出する際に用いた前記排気圧候補値を前記タービンホイール通過前の排気圧として定め、
前記定められた排気圧に基づいて前記内燃機関の制御を行うことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
大気圧を測定する大気圧センサを備え、
前記制御部は、算出された前記排気圧候補値と、前記大気圧センサから取得した大気圧の測定値とに基づいて前記膨張比候補値を算出する、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、前記吸気流量と前記複数の一次式の係数に加えて前記タービンホイール通過前の排気温度に基づいて前記排気圧候補値を算出し、
前記排気温度は８００℃以上９００℃以下の温度に設定されることを特徴とす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し、特に内燃機関から排出された排気の圧力に応じて内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の吸気及び排気の流量や圧力に基づいて当該内燃機関の制御を行う制御技術が知られている。例えば内燃機関の燃焼室における燃焼温度を制御するために、内燃機関から排出された排気の一部を吸気側に戻す排気再循環（ＥＧＲ、Exhaust Gas Recirculation）と呼ばれる制御が行われている。吸気における還流排気の混合率（以下、これをＥＧＲ率と呼ぶ）には目標値（以下、これを目標ＥＧＲ率と呼ぶ）が定められており、吸気のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率とするために還流排気量を調整する。
【０００３】
一般的に、還流排気量ＱEGRは排気圧ＰEXHと吸気圧ＰINとの差（ＰEXH−ＰIN）と、還流排気が流れる経路上に設けられたＥＧＲバルブの開度ＡEGRとの積に比例している。つまり、これらのパラメータは下記数式１のような関係を有している。
【０００４】
【数１】
0005684668.tif 000002
【０００５】
ここで、ＥＧＲバルブの開度ＡEGRはＥＧＲバルブの開度を検知するＥＧＲバルブポジションセンサから取得することが可能であり、また、吸気圧ＰINは吸気管に設けられた吸気圧センサから取得することが可能である。つまり、ＥＧＲバルブの開度ＡEGR及び吸気圧ＰINは実測により取得することが可能である。
【０００６】
一方、実測による排気圧ＰEXHの取得は困難となる場合がある。例えば排気圧センサによって排気圧ＰEXHを測定する場合、排気圧センサのバイパス管（細管）を排気管に繋いで排気の一部を取り込む。ここで、排気には粒子状物質（すす）が含まれており、この粒子状物質がバイパス管に付着してバイパス管の目詰まりの原因となる場合がある。バイパス管の目詰まりが起こると排気圧を求めることが困難となる。
【０００７】
そこで例えば特許文献１においては実測により排気圧ＰEXHを求める代わりにモデル式を立てて当該モデル式によって排気圧ＰEXHを推定している。具体的には、下記数式２で示されるような排気圧ＰEXH、排気量ＱEXH及び排気温度ＴEXHの関係式を用いて排気圧ＰEXHの推定値を求める。
【０００８】
【数２】
0005684668.tif 000003
【０００９】
ここで、ＱEGR_n-1は前回の制御ステップにおける還流排気量を表している。また、排気温度ＴEXHは燃料噴射量から求められた基礎排気温度ＴEXHBと補正係数ｋ２との積で求められる（ＴEXH＝ＴEXHB×ｋ２）。さらに補正係数ｋ２は前回の制御ステップにおけるＰEXH_n-1に基づいて求められる（ｋ２∝ＰEXH_n-1)。このように、特許文献１によれば、前回の制御ステップの値ＱEGR_n-1及びＰEXH_n-1を用いて排気圧の推定値を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２５１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前回の制御ステップｎ−１の値を用いて今回の制御ステップｎにおける排気圧を推定するような繰り返し演算においては１つ前の制御ステップｎ−１と今回の制御ステップｎとの時間間隔が離れすぎると誤差が大きくなることから、制御ステップ同士の間隔を短くする必要がある。しかし、制御ステップ同士の間隔が短くなると演算負荷が増加するという別の問題が生じる。そこで本発明は演算負荷軽減のため、繰り返し演算を行うことなく排気圧を求めることの可能な手段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】
【００１２】
本発明は内燃機関の制御装置に関するものである。当該制御装置は、内燃機関に吸入される吸気を加圧するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールに連結されるとともに前記内燃機関から排出される排気により回転駆動されるタービンホイールとを有するターボチャージャと、前記コンプレッサホイール通過後の吸気流量を取得する吸気流量取得手段と、前記内燃機関の制御を行う制御部と、を備える。さらに前記制御部は、前記タービンホイール通過前と通過後の排気圧の比率を表す膨張比の変化に対する前記タービンホイール通過前の排気流量の変化の特性が定められるとともに、前記特性が複数の膨張比区間ごとに分割された複数の一次式に近似されたタービンホイール特性式が記憶されている。さらに前記制御部は、前記吸気流量取得手段により取得された前記吸気流量と、前記複数の一次式のそれぞれの係数とに基づいて、前記それぞれの係数に応じた前記タービンホイール通過前の排気圧候補値を算出する。さらに、前記制御部は、前記タービンホイール通過前の排気圧として算出された前記排気圧候補値に基づいて膨張比候補値を算出し、算出された前記膨張比候補値のうち、前記膨張比候補値に対応する前記一次式の前記膨張比区間内に当該膨張比候補値が含まれるものを抽出し、抽出された前記膨張比候補値を算出する際に用いた前記排気圧候補値を前記タービンホイール通過前の排気圧として定め、前記定められた排気圧に基づいて前記内燃機関の制御を行う。
【００１３】
また、上記発明において、前記制御部は、前記吸気流量と前記複数の一次式の係数に加えて前記タービンホイール通過前の排気温度に基づいて前記排気圧候補値を算出し、前記排気温度は８００℃以上９００℃以下の温度に設定されることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、繰り返し演算を行うことなく排気圧を求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の制御装置を例示する図である。
【図２】タービン特性図を例示する図である。
【図３】タービン特性線に対する線形近似処理を説明する図である。
【図４】排気圧の算出フローを説明する図である。
【図５】排気圧の算出フローを説明する図である。
【図６】設定排気温度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に本実施形態に係る内燃機関の制御装置１０を例示する。制御装置１０は、ターボチャージャ１２と、タービンホイール回転数センサ１３と、吸気流量センサ１４と、吸気圧センサ１６と、大気圧センサ１７と、制御部２０を含んで構成される。さらに制御装置１０は、ＥＧＲバルブ２２と、ＥＧＲバルブポジションセンサ２４と、スロットルバルブ２６と、スロットルバルブポジションセンサ２８と、ウェイストゲートバルブ３０と、ウェイストゲートバルブポジションセンサ３２を含んで構成される。なお、本実施形態に係る制御装置１０は例えば内燃機関３３を駆動源とする車両に搭載される。
【００１７】
ターボチャージャ１２はいわゆる過給機であって、内燃機関３３に送る吸気を圧縮する機能を有する。ターボチャージャ１２はコンプレッサホイール３４と、タービンホイール３６と、両者を接続するシャフト３８とを含んで構成されている。コンプレッサホイール３４が回転駆動されることによって吸気が加圧される。コンプレッサホイール３４は吸気の流路上に設けられており、例えば本実施形態では吸気管３９のうち、エアクリーナー４０とインタークーラー４２の間に設けられている。
【００１８】
また、タービンホイール３６は排気によって回転駆動される。タービンホイール３６の回転運動がシャフト３８を介してコンプレッサホイール３４に伝達され、これによりコンプレッサホイール３４が回転する。コンプレッサホイール３４は排気の流路上に設けられており、例えば本実施形態では排気管４４のうち、排気還流管４６と触媒器４８との間に設けられている。
【００１９】
タービンホイール回転数センサ１３はタービンホイール３６の回転数を測定可能となっている。タービンホイール回転数センサ１３は接触または非接触にてタービンホイール３６の回転数Ｎｔを測定することが可能となっており、例えば本実施形態では光センサによって非接触にてタービンホイール３６の回転数を測定している。タービンホイール回転数センサ１３により測定されたタービンホイール３６の回転数Ｎｔは制御部２０に送信される。
【００２０】
吸気流量センサ１４は、コンプレッサホイール３４を通過して加圧された吸気の流量ＱＩ２を測定する吸気流量測定手段として機能する。吸気流量センサ１４は加圧吸気の流路上に設けられており、例えば本実施形態ではインタークーラー４２と吸気圧センサ１６の間に設けられている。吸気流量センサ１４は例えばホットワイヤー式のエアフローメータから構成され、吸気管３９にバイパス管を繋いで吸気の一部を取り込むことで吸気流量を測定する。測定された吸気流量ＱＩ２は制御部２０に送信される。
【００２１】
吸気圧センサ１６はコンプレッサホイール３４を通過して加圧された吸気の圧力ＰＩ２を測定可能となっている。吸気圧センサ１６は加圧吸気の流路上に設けられており、例えば本実施形態では吸気流量センサ１４とスロットルバルブ２６の間に設けられている。吸気流量センサ１４は例えばバキュームセンサから構成され、吸気管３９にバイパス管を繋いで吸気の一部を取り込むことで吸気圧を測定する。測定された吸気圧ＰＩ２は制御部２０に送信される。
【００２２】
ＥＧＲバルブ２２は内燃機関３３から排出された排気の一部を吸気側に還流する還流排気量を調整可能な弁体を含んで構成され、例えばニードルバルブから構成される。ＥＧＲバルブ２２はモータ５０等の駆動手段によって駆動され、この駆動に応じてＥＧＲバルブ２２の開度ＡＥＧＲが変化する。この開度変化に応じてＥＧＲバルブ２２を通過する還流排気量ＱＥＧＲが調整される。また、ＥＧＲバルブ２２は還流排気の流路上に設けられており、例えば本実施形態では排気還流管４６のうち、ＥＧＲクーラー４３より下流側（吸気管側）にＥＧＲバルブ２２が設けられている。
【００２３】
また、排気還流管４６は排気管４４と吸気管３９とを接続している。例えば本実施形態では排気還流管４６は排気管４４のタービンホイール３６よりも上流に接続されるとともに吸気管３９のスロットルバルブ２６よりも下流に接続されている。
【００２４】
また、ＥＧＲバルブポジションセンサ２４はＥＧＲバルブ２２の開度ＡＥＧＲを測定して制御部２０に送信する。ＥＧＲバルブポジションセンサ２４は例えばモータ５０の回転数を測定して当該回転数からＥＧＲバルブ２２の開度を算出して制御部２０に開度ＡＥＧＲを送信する。
【００２５】
スロットルバルブ２６は内燃機関３３に供給する吸気（新気）の流量を調整可能な弁体を含んで構成され、例えばバタフライバルブから構成される。スロットルバルブ２６はモータ５２等の駆動手段によって駆動され、この駆動に応じてスロットルバルブ２６の開度が変化する。この開度変化に応じてスロットルバルブ２６を通過する吸気量が調整される。また、スロットルバルブ２６は吸気の流路上に設けられており、例えば本実施形態では吸気管３９の吸気圧センサ１６より下流に設けられている。
【００２６】
また、スロットルバルブポジションセンサ２８はスロットルバルブ２６の開度を測定して制御部２０に送信する。スロットルバルブポジションセンサ２８は例えばモータ５２の回転数を測定して当該回転数からスロットルバルブ２６の開度を算出して制御部２０に開度を送信する。
【００２７】
ウェイストゲートバルブ３０はバイパス排気の流量ＱＯ３を調整可能な弁体を含んで構成され、例えばニードルバルブから構成される。バイパス排気とは排気の一部を分流させてタービンホイール３６を介さずに大気に排出される排気を指している。バイパス排気を流すことでタービンホイール３６を通過する前の排気圧ＰＯ１と通過後の排気圧ＰＯ２との比である膨脹比Ｐｒを調整することが可能となる。膨脹比Ｐｒを調整することで後述するようにターボチャージャ１２の効率を高水準に維持することが可能となる。
【００２８】
ウェイストゲートバルブ３０はモータ５４等の駆動手段によって駆動され、この駆動に応じてウェイストゲートバルブ３０の開度が変化する。この開度変化に応じてウェイストゲートバルブ３０を通過するバイパス排気量ＱＯ３が調整される。また、ウェイストゲートバルブ３０はバイパス排気の流路上に設けられており、例えば本実施形態ではバイパス管５６に設けられている。
【００２９】
ウェイストゲートバルブポジションセンサ３２はウェイストゲートバルブ３０の開度を測定して制御部２０に送信する。ウェイストゲートバルブポジションセンサ３２は例えばモータ５４の回転数を測定して当該回転数からウェイストゲートバルブ３０の開度を算出して制御部２０に開度を送信する。
【００３０】
大気圧センサ１７は車両外の気圧を測定可能となっており、例えば車両のフロントグリル近傍に設けられている。大気圧センサ１７によって測定された大気圧ＰＡは制御部２０に送信される。
【００３１】
制御部２０は情報を演算するための演算部や情報を記憶するための記憶部を備えている。制御部２０は情報演算や情報の記憶や読み出しが可能な機器から構成され、例えば本実施形態ではマイクロコンピュータを含んで構成される。このマイクロコンピュータは例えば車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）から構成することが可能である。
【００３２】
制御部２０は演算部の演算結果に基づいてＥＧＲバルブ２２、スロットルバルブ２６、ウェイストゲートバルブ３０の開度を決定し、これに応じた開度指令を各バルブを作動させるモータ５０、５２、５４に送信する。各バルブの開度が制御されることで内燃機関３３の燃焼温度や出力が制御される。
【００３３】
また、制御部２０には吸気流量センサ１４、吸気圧センサ１６、大気圧センサ１７からそれぞれ吸気流量ＱＩ２、吸気圧ＰＩ２、大気圧ＰＡ、が送信される。また、ＥＧＲバルブポジションセンサ２４、スロットルバルブポジションセンサ２８、ウェイストゲートバルブポジションセンサ３２から各バルブの開度が送信される。また、タービンホイール回転数センサ１３からタービンホイール３６の回転数Ｎｔが送信される。さらに、アクセルペダル５８の踏み込み量を測定するアクセルポジションセンサ６０から当該踏み込み量が制御部２０に送信される。
【００３４】
また、制御部２０の演算部は、制御部２０が受信した各種の測定値等と後述する排気圧算出式とに基づいてタービンホイール３６を通過する前の排気圧ＰＯ１を算出する。
【００３５】
また、制御部２０の記憶部には排気圧算出式やタービン特性、また後述する修正流量の算出式等が記憶されている。タービン特性はタービンマップまたはタービン性能線図とも呼ばれ、ターボチャージャ１２の効率を表す関数、表、またはマップであって、ターボチャージャ１２の制御や本実施形態においては排気圧ＰＯ１の推定にも用いられている。
【００３６】
タービン特性を図２に例示する。タービン特性はタービンホイール通過前の排気の圧力ＰＯ１と通過後の圧力ＰＯ２の比である膨脹率Ｐｒ（＝ＰＯ１／ＰＯ２）と、タービンホイール通過前の排気流量ＱＯ１を軸に取る線図であって、タービンホイール３６の回転数Ｎｔごとに特性線７０Ａ〜７０Ｄが定められている。またタービンホイール３６の稼動領域の上限を示すチョークラインＣＬと稼動領域の下限を示すサージラインＳＬが定められている。さらに、特性線７０Ａ〜７０Ｄがプロットされた座標平面上に破線で示すように効率Ｂ１％〜Ｂ４％が定められている。この効率は断熱効率とも呼ばれ、排気が膨脹する際に当該排気のエンタルピをどの程度タービンホイール３６の動力エネルギーとして回収できるかを示す指標である。
【００３７】
ターボチャージャ１２を高効率にて運転するためにこのタービン特性が用いられる。例えば効率を高効率領域のＢ１％とするように膨脹比Ｐrを調整する。具体的にはウェイストゲートバルブ３０の開度を調整してバイパス排気の流量ＱO3を加減することで膨脹比Ｐrを調整する。なお、タービン特性は予め実測により求められる。例えばタービンホイール通過前の排気流量ＱO1及び排気圧ＰO1と、タービンホイール通過後の排気圧ＰO2と測定する流量センサ及び圧力センサをそれぞれ設けた実験用の装置を構成し、各センサから得られた値とタービンホイール３６の効率との関係をプロットする。このプロットをタービンホイール３６の回転数Ｎtごとに分けるとともに回転数ごとの特性線を求める。
【００３８】
なお、記憶部は特性線７０Ａ〜７０Ｄのそれぞれを図３のような区分線形処理によって複数の一次関数の組として記憶している。すなわち、曲線の軌跡を有する特性線を複数の膨張比の区間（膨張比区間）で分割して各区間における軌跡を一次関数に近似する。図３では特性線を求める際に取得した膨張比Ｐｒと排気流量ＱＯ１との実測値がプロットされ、さらに[１≦Ｐr＜１．１]、[１．１≦Ｐr＜１．３]、[１．３≦Ｐr＜１．６]の３つの膨張比区間に分けて線形近似を行っている。特性線７０Ａ〜７０Ｄをそれぞれｋ個の区間に分割し、区間の閾値をｃで表すと、特性線７０Ａ〜７０Ｄはタービン特性式として下記（数式１）のように表すことができる。
【００３９】
【数３】
0005684668.tif 000004
【００４０】
さらに、記憶部には吸気量に対応するスロットルバルブ２６の開度や、還流排気量に対応するＥＧＲバルブ２２の開度等がマップ（テーブル、表）または関数として記憶されている。さらに記憶部には内燃機関３３に対する駆動モード（エコモード、パワーモード等）に対応する空燃比α及び目標ＥＧＲ率や、後述する内燃機関の出力制御を実行する上での数式等が記憶されている。記憶部はこれらの情報を記憶可能な機器であればよく、例えばＲＯＭやＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ハードディスク装置等の１つまたは複数の組み合わせから構成することができる。
【００４１】
次に、制御部２０によるＥＧＲバルブ２２の制御について説明する。制御部２０はコンプレッサホイール３４通過後の吸気圧ＰＩ２、タービンホイール通過前の排気圧ＰＯ１、及び目標還流排気量に基づいてＥＧＲバルブ２２の開度ＡＥＧＲを調整する。吸気圧ＰＩ２、排気圧ＰＯ１、還流排気量ＱＥＧＲ、開度ＡＥＧＲの関係は下記（数式２）のように表すことができる。
【００４２】
【数４】
0005684668.tif 000005
【００４３】
すなわち、還流排気量ＱEGRはＥＧＲバルブ開度ＡEGRと吸気圧ＰI2、排気圧ＰO1の関数として表すことができる。また、（数式２）は上述した区分線形処理によって下記数式３のような複数の一次関数の組に分けることができる。
【００４４】
【数５】
0005684668.tif 000006
【００４５】
ここで、ｄ１、ｆ１、γは任意の係数であり、予め実測等で求めることができる。
【００４６】
制御部２０は（数式２）または（数式３）に基づいてＥＧＲバルブ２２の開度調整を行う。まず制御部２０は吸気流量センサ１４からコンプレッサホイール３４通過後の吸気流量ＱＩ２を取得する。さらに制御部２０は車両の走行状態に応じた目標ＥＧＲ率を記憶部から呼び出す。制御部２０は吸気流量ＱＩ２と目標ＥＧＲ率から目標還流排気量ＱＥＧＲを求める。
【００４７】
さらに制御部２０は吸気圧センサ１６からコンプレッサホイール３４通過後の吸気圧ＰＩ２を取得する。さらに制御部２０は後述するようにタービンホイール通過前の排気圧ＰＯ１を算出する。目標還流排気量ＱＥＧＲ、吸気圧ＰＩ２、排気圧ＰＯ１を（数式２）または（数式３）に入力することで目標ＥＧＲバルブ開度ＡＥＧＲ-ＲＥＦが求められる。また、ＥＧＲバルブポジションセンサ２４からＥＧＲバルブ２２の現在時ｔの開度ＡＥＧＲ-tを取得する。現在時の開度ＡＥＧＲ-tと目標開度ＡＥＧＲ-ＲＥＦとの差ΔＡＥＧＲがＥＧＲバルブ２２に対する操作量として設定される。ＥＧＲバルブ２２が当該操作量に沿って開閉されることで目標ＥＧＲ率に応じた還流排気量を得ることができる。これにより、内燃機関３３の燃焼温度や出力等を制御することができる。
【００４８】
次に、制御部２０による排気圧ＰＯ１の算出過程を説明する。図４、５には排気圧ＰＯ１の算出過程を示すフローチャートが例示されている。まず制御部２０はタービンホイール回転数センサ１３からタービン回転数Ｎｔを取得する（Ｓ１）。さらに制御部２０は記憶部に記憶された特性線７０Ａ〜７０Ｄのうち、回転数センサ１３から取得したタービン回転数Ｎｔに対応する特性線を呼び出す（Ｓ２）。
【００４９】
次に制御部２０は車両の走行状態に基づく空燃比αを記憶部から呼び出すとともに、吸気流量センサ１４から吸気流量ＱＩ２を取得する（Ｓ３）。さらに制御部２０は、吸気流量ＱＩ２と空燃比αから燃料噴射量及び吸気と燃流とが混合された混合気の流量ＱＩ３を求める（Ｓ４）。具体的には記憶部に記憶された下記（数式４）に基づいて混合気流量ＱＩ３を算出する。
【００５０】
【数６】
0005684668.tif 000007
【００５１】
次に制御部２０は混合気流量ＱI3を、排気圧ＰO1を推定する排気圧推定式に入力する。この排気圧推定式について説明する。本実施形態においては、上述したタービン特性式（数式１）とタービンホイール通過前の排気流量ＱO1を求める数式とに基づいて排気圧推定式を導いている。
【００５２】
タービンホイール通過前の排気流量ＱＯ１は修正流量とも呼ばれ、混合気流量ＱＩ３、タービンホイール３６通過前の排気圧ＰＯ１及び排気温度ＴＯ１に基づいて下記（数式５）から求めることができる。
【００５３】
【数７】
0005684668.tif 000008
【００５４】
さらに（数式１）と（数式５）からタービンホイール通過前の排気圧ＰＯ１を算出する排気圧推定式として下記（数式６）を導くことができる。
【００５５】
【数８】
0005684668.tif 000009
【００５６】
ここで、タービンホイール通過後の排気圧ＰＯ２は大気圧ＰＡに近似することができる（ＰＯ２≒ＰＡ）。そこで制御部２０は（数式６）において排気圧ＰＯ２として大気圧センサ１７が取得した大気圧ＰＡを入力する。さらに、（数式４）で求めた混合気流量ＱＩ３を（数式６）に入力する。また、タービンホイール３６通過前の排気温度ＴＯ１として後述する設定排気温度ＴＯＳを入力する。次に係数ａｉ、ｂｉについて、ａ１、ｂ１からａｋ、ｂｋまで順次代入してそれぞれの係数に対応するタービンホイール通過前の排気圧の候補値ＰＯ１＿１・・・ＰＯ１＿ｋを取得する（図５のＳ５）。
【００５７】
次に、制御部２０は排気圧候補値ＰＯ１＿１・・・ＰＯ１＿ｋのいずれが排気圧として妥当であるかを求める。まず、制御部２０は大気圧センサ１７が取得した大気圧ＰＡ（≒ＰＯ２）と（数式６）から得られた排気圧候補値ＰＯ１＿１・・・ＰＯ１＿ｋから膨張比候補値Ｐｒ＿１・・・Ｐｒ＿ｋを算出する。（Ｓ６）。次に、制御部２０は膨張比候補値Ｐｒ＿１・・・Ｐｒ＿ｋに対応するタービン特性の一次式を呼び出す。つまり、膨張比候補値Ｐｒ＿iの算出に用いた排気圧候補値ＰＯ１＿iをもとに、排気圧候補値ＰＯ１＿iの算出に用いたタービン特性の一次式Ｑ０１＝ａiＰr＋ｂiを呼び出す。
【００５８】
さらに制御部２０は一次式Ｑ０１＝ａiＰr＋ｂiに対して定められた膨張比区間[ｃi-1≦Ｐr＜ｃi]を呼び出し、膨張比候補値Ｐｒ＿ｉが当該膨張比区間内に含まれる（ｃi-1≦Ｐr＿ｉ＜ｃi）か否かを判定する（Ｓ７）。例えば、ｉ＝１から判定を開始し、膨張比候補値Ｐｒ＿１が膨張比区間[ｃ０，ｃ１）内に含まれる（ｃ０≦Ｐr＿１＜ｃ１）か否かを判定し、含まれない場合はｉ＝２として（インクリメントして）上記判定を行う。以下膨張比区間内に含まれる膨張比候補値Ｐｒ＿ｉが出るまで繰り返す。
【００５９】
さらに制御部２０は膨張比区間内に含まれる膨張比候補値Ｐｒ＿ｉを抽出し、抽出された膨張比候補値Ｐｒ＿ｉの算出に用いられた排気圧候補値ＰＯ１＿ｉを取得してこれを最終的なタービンホイール通過前の排気圧ＰＯ１として設定する（Ｓ８）。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、タービンホイール通過前の排気圧ＰＯ１の推定に当たり、基本的には前回の制御ステップの値を用いなくても排気圧ＰＯ１の推定を実行することが可能となる。
【００６１】
次に、（数式５）、（数式６）における設定排気温度ＴＯＳについて説明する。排気圧を実測するのが困難であるのと同様に、例えば検知面に排気の粒子状物質（すす）が付着するおそれがある等の理由により排気温度ＴＯ１を実測することにも困難が伴う。そこで本実施形態においては予め実験等により排気温度ＴＯ１として適切な値を求めておき、これを（数式５）、（数式６）に入力する。
【００６２】
図６に示すグラフは、排気温度ＴＯ１として様々な数値を（数式６）に入力したときの計算上の排気圧ＰＯ１と、実測による排気圧ＰＯ１との誤差を膨張比Ｐｒごとに表した様子が示されている。ここで、中抜き白丸プロット（○）は排気温度ＴＯ１を実測によって求めてこれを（数式６）に入力したときに得られる排気圧ＰＯ１と実測による排気圧ＰＯ１との誤差を表している。なお、排気温度ＴＯ１と排気圧ＰＯ１の実測に当たり、例えば定期的に実験装置を停止させて検知面や排気管４４に接続するバイパス管を洗浄するなどの洗浄処理を行って測定値の精度を維持している。
【００６３】
図６では、排気温度ＴＯ１として入力する設定排気温度ＴＯＳをそれぞれ７００℃、８００℃、９００℃としたときの計算上の排気圧ＰＯ１と実測による排気圧ＰＯ１との誤差が示されている。これによると、８００℃（下向き塗りつぶし三角▼）及び９００℃（塗りつぶし四角■）を設定排気温度としたときの計算上の排気圧ＰＯ１と実測による排気圧ＰＯ１との誤差は、実測による排気温度ＴＯ１を設定排気温度としたときの計算上の排気圧ＰＯ１と実測による排気圧ＰＯ１との誤差と同等かまたはそれよりも小さくなる。このことから、排気温度ＴＯ１の実測値を使用した時と少なくとも同等の精度を保障する８００℃以上９００℃以下の温度を設定排気温度ＴＯＳとすることが好適である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  制御装置、１２  ターボチャージャ、１３  タービンホイール回転数センサ、１４  吸気流量センサ、１６  吸気圧センサ、１７  大気圧センサ、２０  制御部、２２  ＥＧＲバルブ、２４  ＥＧＲバルブポジションセンサ、２６  スロットルバルブ、２８  スロットルバルブポジションセンサ、３０  ウェイストゲートバルブ、３２  ウェイストゲートバルブポジションセンサ、３３  内燃機関、３４  コンプレッサホイール、３６  タービンホイール、３８  シャフト、３９  吸気管、４０  エアクリーナー、４２  インタークーラー、４３  ＥＧＲクーラー、４４  排気管、４６  排気還流管、４８  触媒器、５０  ＥＧＲバルブ用モータ、５２  スロットルバルブ用モータ、５４  ウェイストゲートバルブ用モータ、５６  バイパス管、５８  アクセルペダル、６０  アクセルポジションセンサ、７０Ａ〜７０Ｄ  特性線。
【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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