(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたタービンと、
吸気通路に配置され、前記タービンに駆動されるコンプレッサと、
前記吸気通路において前記コンプレッサより下流に設けられたスロットル弁と、
前記吸気通路における前記コンプレッサより上流の部位と前記スロットル弁より下流の部位とを連通させる新気導入通路と、
前記新気導入通路に設けられた新気導入弁と、
前記排気通路における前記タービンより下流の部位から、前記吸気通路における前記新気導入通路の入口と前記コンプレッサとの間の部位へ排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置と、を有する内燃機関を制御する制御装置において、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記新気導入弁の目標開度を決定する目標開度決定手段と、
前記新気導入弁の閉弁時に前記新気導入弁の下流側から上流側へ漏れ出たガスの漏洩ガス量を推定する漏洩ガス量推定手段と、
前記新気導入弁を開くときに前記漏洩ガス量が所定値以上である場合、前記新気導入弁を前記目標開度よりも大きい開度に開く開度補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記開度補正手段は、前記目標開度に補正開度を加えた開度に前記新気導入弁を開き、漏洩ガスに占める排気の割合が大きいほど、前記補正開度をより大きくするように構成されてい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】
前記開度補正手段は、前記漏洩ガス量が多いほど前記目標開度に前記補正開度を加える時間をより長くし、前記補正開度が大きいほど前記目標開度に前記補正開度を加える時間をより短くするように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記漏洩ガス量推定手段は、前記新気導入弁の下流側の圧力が上流側の圧力よりも高い場合に前記新気導入弁の下流側から上流側へ流入する単位時間当たりのガス量と、前記新気導入弁の上流側の圧力が下流側の圧力よりも高い場合に前記新気導入弁の上流側から下流側へ流出する単位時間当たりのガス量とをそれぞれ計算し、それらを積算していくことによって、前記漏洩ガス量を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記新気導入弁の閉弁時において、前記漏洩ガス量が所定値以上であり、且つ、前記新気導入弁の上流側の圧力が下流側の圧力よりも高い場合、前記新気導入弁を開いて前記漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気と一緒に前記スロットル弁より下流の前記吸気通路に流すことを行うとともに、トルク低減効果を有するアクチュエータ操作によって、前記新気導入通路から前記吸気通路への新気の導入がもたらすトルク増大効果を相殺することを行う第１掃気制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記新気導入弁の閉弁時において、前記漏洩ガス量が所定値以上であり、前記新気導入弁の下流側の圧力が上流側の圧力よりも高く、且つ、前記ＥＧＲ装置による排気の再循環が行われていない場合、前記新気導入弁を開いて前記漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気と一緒に前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に流すことを行うとともに、トルク増大効果を有するアクチュエータ操作によって、前記吸気通路から前記新気導入通路への新気の逆流がもたらすトルク低減効果を相殺することを行う第２掃気制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記内燃機関を停止させる要求があった場合、前記新気導入弁を開いて前記漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気とともに前記スロットル弁より下流の前記吸気通路に流すことを行うとともに、トルク低減効果を有するアクチュエータ操作によって、前記新気導入通路から前記吸気通路への新気の導入がもたらすトルク増大効果を相殺することを行う第３掃気制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１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、新気導入装置とＥＧＲ装置とを備えたターボチャージャ付き内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１２−０５７５８２号公報には、コンプレッサをバイパスしてコンプレッサの上流からスロットル弁の下流に新気を導入する新気導入通路（新気バイパス通路）と、新気導入通路を開閉する新気導入弁（新気バイパス弁）とを備えたターボチャージャ付き内燃機関が開示されている。このターボチャージャ付き内燃機関には、排気通路におけるタービンより下流の部位と、吸気通路における新気導入通路の入口とコンプレッサとの間の部位とをＥＧＲ通路で接続した低圧ループ式のＥＧＲ装置が設けられている。このターボチャージャ付き内燃機関を制御するＥＣＵは、サージタンク内が負圧である場合に新気導入弁を開き、サージタンク内が正圧である場合に新気導入弁を閉じることによって、再循環された排気が新気導入通路を逆流することを抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０５７５８２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、現実には、新気導入弁を全閉にしたとしても、新気導入弁が有する製造公差の範囲内でのガスの漏洩は発生する。つまり、サージタンク内が正圧のときには、新気導入弁の下流側から上流側へのガスの漏洩が発生する。このため、ＥＧＲ装置による排気の再循環が行なわれている場合には、排気を含む漏洩ガスが新気導入弁の上流側に充満していくことになる。このような状態で新気導入弁による新気の導入を行う場合、充満した漏洩ガスの分だけ新気の導入量に不足が生じる。新気導入量の不足は減速失火を招き、また、エンジントルクや空燃比の制御性の悪化を生じさせる。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、新気導入弁の閉弁時に下流側から上流側へ漏れ出た排気を含む漏洩ガスの影響によって、新気導入弁を開いたときの新気の導入量の精度が低下することを抑制することのできる内燃機関の制御装置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】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、新気導入装置とＥＧＲ装置とを備えるターボチャージャ付き内燃機関を制御する制御装置である。新気導入装置は、吸気通路におけるコンプレッサより上流の部位とスロットル弁より下流の部位とを連通させる新気導入通路と、新気導入通路に設けられた新気導入弁とを含んで構成される。ＥＧＲ装置は、排気通路におけるタービンより下流の部位から、吸気通路における新気導入通路の入口とコンプレッサとの間の部位へ、排気の一部を再循環させるように構成されている。
【０００７】
本制御装置は、少なくとも目標開度決定処理、漏洩ガス量推定処理、開度補正処理を行うように構成される。目標開度決定処理では、本制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて新気導入弁の目標開度を決定することを行う。漏洩ガス量推定処理では、本制御装置は、新気導入弁の閉弁時に新気導入弁の下流側から上流側へ漏れ出たガスの漏洩ガス量を推定することを行う。そして、開度補正処理では、本制御装置は、新気導入弁を開くときに漏洩ガス量が所定値以上である場合、新気導入弁を目標開度よりも大きい開度に開くことを行う。
【０００８】
このような構成によれば、排気を含む漏洩ガスを速やかに吸気通路に流し出しながら、必要な量の新気を吸気通路に導入することができる。
【０００９】
開度補正処理では、本制御装置は、目標開度に補正開度を加えた開度に新気導入弁を開き、漏洩ガスに占める排気の割合、すなわち、漏洩ガスの排気濃度が大きいほど、補正開度をより大きくすることを行ってもよい。漏洩ガスの排気濃度が大きい場合と小さい場合とを比較すると、新気導入弁の開度が同じであるなら、漏洩ガスの排気濃度が大きい場合のほうが新気導入弁を通過する新気（漏洩ガス中の新気も含む）の流量は小さくなる。ゆえに、前記のごとく、漏洩ガスに占める排気の割合に応じて補正開度を調整することで、新気導入弁を通過する新気の流量が漏洩ガスの排気濃度によってばらつくことを抑えることができる。
【００１０】
さらには、開度補正処理では、本制御装置は、漏洩ガス量が多いほど目標開度に補正開度を加える時間をより長くし、補正開度が大きいほど目標開度に補正開度を加える時間をより短くすることを行ってもよい。補正開度を加える時間が長いほど、また、補正開度が大きいほど、新気導入弁を通過して吸気通路に流れ出すガス量は増える。ゆえに、前記のごとく、漏洩ガス量と補正開度とに応じて補正開度を加える時間を調整することで、漏洩ガスが新気導入通路に残存することや過剰な新気が吸気通路に流れることを抑えることができる。
【００１１】
漏洩ガス量推定処理では、本制御装置は、新気導入弁の下流側の圧力が上流側の圧力よりも高い場合に新気導入弁の下流側から上流側へ流入する単位時間当たりのガス量と、新気導入弁の上流側の圧力が下流側の圧力よりも高い場合に新気導入弁の上流側から下流側へ流出する単位時間当たりのガス量とをそれぞれ計算し、それらを積算していくことによって、漏洩ガス量を推定することを行ってもよい。これによれば、漏洩ガス量を精度良く推定することができる。
【００１２】
本制御装置は、さらに、以下の第１、第２、第３の掃気制御処理の何れか一つ或いは複数を行うように構成されてもよい。
【００１３】
第１掃気制御処理は、新気導入弁の閉弁時において、漏洩ガス量が所定値以上であり、且つ、新気導入弁の上流側の圧力が下流側の圧力よりも高い場合に行われる掃気制御処理である。第１掃気制御処理では、本制御装置は、前記の条件が満たされた場合、新気導入弁を開いて漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気と一緒にスロットル弁より下流の吸気通路に流すことを行うとともに、トルク低減効果を有するアクチュエータ操作によって、新気導入通路から吸気通路への新気の導入がもたらすトルク増大効果を相殺することを行う。
【００１４】
第２掃気制御処理は、新気導入弁の閉弁時において、漏洩ガス量が所定値以上であり、新気導入弁の下流側の圧力が上流側の圧力よりも高く、且つ、ＥＧＲ装置による排気の再循環が行われていない場合に行われる掃気制御処理である。第２掃気制御処理では、本制御装置は、前記の条件が満たされた場合、新気導入弁を開いて漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気と一緒に前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に流すことを行うとともに、トルク増大効果を有するアクチュエータ操作によって、吸気通路から新気導入通路への新気の逆流がもたらすトルク低減効果を相殺することを行う。
【００１５】
第３掃気制御処理は、内燃機関を停止させる要求があった場合に行われる掃気制御処理である。第３掃気制御処理では、本制御装置は、前記の条件が満たされた場合、新気導入弁を開いて漏洩ガス量相当の漏洩ガスを新気とともにスロットル弁より下流の吸気通路に流すことを行うとともに、トルク低減効果を有するアクチュエータ操作によって、新気導入通路から吸気通路への新気の導入がもたらすトルク増大効果を相殺することを行う。
【００１６】
第１、第２、第３の掃気制御処理によれば、トルクの変動を抑えながら新気導入通路に充満した漏洩ガスを吸気通路に流し出すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、排気を含む漏洩ガスを速やかに吸気通路に流し出しながら、必要な量の新気を吸気通路に導入することができるので、新気導入弁の閉弁時に下流側から上流側へ漏れ出た排気を含む漏洩ガスの影響によって、新気導入弁を開いたときの新気の導入量の精度が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の内燃機関のシステム構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御装置が備える機能を示す図である。
【図３】新気導入弁の基本制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】漏洩ガス量及び平均ＥＧＲ率の演算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】エアフローメータにより計測される新気流量ＧＡから新気導入通路の新気取出し部の圧力Ｐ１を推定するためのマップのイメージを示す図である。
【図６】新気導入弁の上流側から下流側へ漏洩するガスの流量と、新気導入弁の上流側と下流側の各圧力Ｐ１，Ｐ２と、新気導入通路の新気取出し部の温度Ｔ１との関係を示す図である。
【図７】新気導入弁の下流側から上流側へ漏洩するガスの流量と、新気導入弁の上流側と下流側の各圧力Ｐ１，Ｐ２と、新気導入通路の新気導入部の温度Ｔ２との関係を示す図である。
【図８】補正開度の演算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】新気導入弁通過ガス量の補正量の決め方を説明する図である。
【図１０】補正量から補正開度を決定するためのマップのイメージを示す図である。
【図１１】新気導入弁の目標開度に対する補正開度の設定を説明する図である。
【図１２】掃気制御の処理の流れ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】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２０】
１．内燃機関の構成
図１は、本発明の実施の形態の内燃機関のシステム構成を示す概略図である。この実施の形態に係る内燃機関（以下、単にエンジンと表記する）２は、自動車に搭載される火花点火式の４ストロークレシプロエンジンとして構成されたエンジン本体４を備える。エンジン本体４には、図示しない複数のシリンダが形成されている。また、エンジン本体４には、何れも図示しない、吸気弁とそれを駆動する可変動弁機構、排気弁とそれを駆動する可変動弁機構、点火プラグ、燃料噴射弁など、多数の装置及びアクチュエータが取り付けられている。
【００２１】
エンジン本体４には、各気筒の吸気口につながる吸気マニホールド１２が接続されている。吸気マニホールド１２は、サージタンク１４を介して吸気通路１０に接続されている。吸気通路１０には、その上流からエンジン本体４に向けて、コンプレッサ５２、スロットル弁２４、インタークーラ２６がこの順で配置されている。吸気通路１０の入口には、吸気通路１０に吸入された新気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が取り付けられている。吸気通路１０におけるコンプレッサ５２より上流の部位とサージタンク１４には、それぞれ圧力センサ２２，１６と温度センサ２１，１８が取り付けられている。ただし、コンプレッサ５２より上流の部位に圧力センサ２２を取り付けることは、本実施の形態において必ずしも必要な構成ではない。
【００２２】
エンジン本体４には、各気筒の排気口につながる排気マニホールド３２が接続されている。排気マニホールド３２は、排気通路３０に接続されている。排気通路３０には、エンジン本体４から下流に向けて、コンプレッサ５２とともにターボチャージャ５０を構成するタービン５８、触媒装置４０がこの順で配置されている。
【００２３】
エンジン２は、排気通路３０から吸気通路１０へ排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置６０を備える。ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ通路６２、ＥＧＲクーラ６４、ＥＧＲ弁６６、及びミキサ６８を含む。ＥＧＲ通路６２は、触媒装置４０よりも下流の排気通路３０とコンプレッサ５２よりも上流の吸気通路１０とを連通させる。すなわち、ＥＧＲ装置６０は、いわゆる低圧ループ式のＥＧＲ装置として構成されている。ミキサ６８は、吸気通路１０とＥＧＲ通路６２との接続部に設けられて、吸気通路１０を流れる新気とＥＧＲ通路６２から導入される排気（ＥＧＲガス）との混合を促進する。ＥＧＲクーラ６４は、ＥＧＲ通路６２に設けられて、ＥＧＲ通路６２を流れるＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲ弁６６は、ＥＧＲガスの流れの方向においてＥＧＲクーラ６４よりも下流のＥＧＲ通路６２に設けられている。
【００２４】
エンジン２は、コンプレッサ５２をバイパスしてコンプレッサ５２の上流からスロットル弁２４の下流に新気を導入する新気導入装置７０を備える。新気導入装置７０は、新気導入通路７２と新気導入弁７４とを含む。新気導入通路７２は、ミキサ６８よりも上流の吸気通路１０とサージタンク１４とを連通させる。新気導入弁７４は、新気導入通路７２に設けられている。新気導入弁７４としては、ステップバルブ、ロータリバルブ、ＤＣバルブ等の様々な種類のバルブを用いることができる。新気導入通路７２における新気導入弁７４よりも上流の部位には、ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサ７６が取り付けられている。ただし、新気導入通路７２に酸素センサ７６を取り付けることは、本実施の形態において必ずしも必要な構成ではない。
【００２５】
エンジン２の運転は、制御装置１００によって制御される。制御装置１００には、エアフローメータ２０、圧力センサ２２，１６、温度センサ２１，１８、酸素センサ７６の他にも図示しないアクセル開度センサやクランク角度センサ等の種々のセンサが接続されている。制御装置１００は、これらのセンサで得られた情報に基づき、エンジン２が備える様々な装置及びアクチュエータを操作することにより、エンジン２の運転を制御する。制御装置１００は、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＲＯＭ、少なくとも１つのＲＡＭを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。ただし、制御装置１００は、複数のＥＣＵから構成されていてもよい。制御装置１００では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、エンジン制御に係る様々な機能が実現される。
【００２６】
２．制御装置が備える機能
図２は、制御装置１００が備える種々の機能のうち、特に、新気導入装置７０の制御に係る機能を抽出してブロックで表現した図である。制御装置１００はその他にも様々な機能を備えているが、それらについての図示は省略されている。図２では、機能ごとに演算ユニット１０１−１０４が割当てられている。ただし、各演算ユニット１０１−１０４はハードウェアとして存在するものではなく、ＲＯＭに記憶されたソフトウェアがＣＰＵで実行されたときに仮想的に実現される。
【００２７】
２−１．新気導入弁の基本制御
演算ユニット１０１は、新気導入弁７４の基本制御に係る処理を行うように構成される。請求項との関係では、演算ユニット１０１が備える機能には、目標開度決定手段としての機能が含まれる。図３は、演算ユニット１０１による新気導入弁７４の基本制御の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図３を用いて、演算ユニット１０１が行う処理の詳細について説明する。
【００２８】
図３のフローチャートにおけるステップＳ１では、演算ユニット１０１は、運転状態が所定の減速条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、アクセル操作量の時間微分値が負の値であって、且つ、その絶対値が適合によって決定された閾値を下回っているか否かを判定する。つまり、燃料カットが行われない程度の緩やかな減速状態であることが、新気導入装置７０による新気の導入を行うことの一つの条件とされている。新気導入通路７２経由で新気を導入することによって、吸気通路１０から筒内に吸入されるガスのＥＧＲ率を低下させ、失火や燃焼の不安定を抑えることができる。運転状態が減速条件を満たしていない場合、演算ユニット１０１は、ステップＳ７の処理を選択し、新気導入弁７４を閉弁している状態を維持する。
【００２９】
運転状態が減速条件を満たしている場合、演算ユニット１０１は、続けてステップＳ２の判定を行う。ステップＳ２では、演算ユニット１０１は、新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧である否かを判定する。つまり、新気導入弁７４の上流側の圧力よりも下流側の圧力が低くなっていることが、新気導入装置７０による新気の導入を行うことのもう一つの条件とされている。この判定は、具体的には、圧力センサ１６によりサージタンク１４内の圧力を計測し、サージタンク１４内の圧力が負圧であるか否かを判定することによって行われる。新気導入弁７４の下流側の圧力が正圧である場合、演算ユニット１０１は、ステップＳ７の処理を選択し、新気導入弁７４を閉弁している状態を維持する。
【００３０】
新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧の場合、演算ユニット１０１は、ステップＳ３の処理を行う。ステップＳ３では、演算ユニット１０１は、圧力センサ１６により計測されるサージタンク１４内の圧力とエンジン回転速度とに基づいて、新気導入弁７４の目標開度Ｂを決定する。目標開度Ｂの決定には、目標開度をサージタンク内圧力とエンジン回転速度とに関連付けるマップが用いられる。
【００３１】
さらに、ステップＳ４では、演算ユニット１０１は、アクセル操作量の時間微分値に基づいて、新気導入弁７４の開弁時間ｔ２を決定する。開弁時間ｔ２の決定には、開弁時間をアクセル操作量の時間微分値に関連付けるマップが用いられる。
【００３２】
ステップＳ５では、演算ユニット１０１は、ステップＳ３で決定した目標開度Ｂにしたがって新気導入弁７４を開弁する。なお、詳細については後述するが、新気導入弁７４が開弁されたとき、目標開度Ｂに対して補正開度が加算される場合がある。新気導入弁７４の開度補正は、後述する演算ユニット１０３によって行われる。
【００３３】
ステップＳ６では、演算ユニット１０１は、新気導入弁７４の開弁から、ステップＳ４で決定した開弁時間ｔ２が経過したか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。開弁時間ｔ２が経過するまで、演算ユニット１０１は、ステップＳ５の処理を選択し、新気導入弁７４を開弁している状態を維持する。
【００３４】
そして、開弁時間ｔ２が経過したとき、演算ユニット１０１は、ステップＳ７において新気導入弁７４を閉弁する。これにより、新気導入弁７４を開くことによる新気の導入は終了する。なお、新気導入弁７４を開いて新気を導入する目的がＥＧＲ率を低下させることにあることから、吸気マニホールド１２内のＥＧＲ率を推定し、その推定ＥＧＲ率がある閾値を下回ったら新気導入弁７４を閉弁することもできる。
【００３５】
２−２．漏洩ガス量及び漏洩ガスの平均ＥＧＲ率の演算
演算ユニット１０２は、新気導入弁７４の閉弁時に新気導入弁７４の下流側から上流側へ漏れ出たガスの漏洩ガス量を推算するとともに、漏洩ガスの平均ＥＧＲ率を推算するように構成される。請求項との関係では、演算ユニット１０２が備える機能には、漏洩ガス量推定手段としての機能が含まれる。図４は、演算ユニット１０２による漏洩ガス量及び平均ＥＧＲ率の演算の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図４及びそれと関係する図５〜図７を用いて、演算ユニット１０２が行う処理の詳細について説明する。
【００３６】
図４のフローチャートにおけるステップＳ１０１では、演算ユニット１０２は、新気導入装置７０が吸気通路１０から新気を取り出す部分、つまり、新気導入通路７２が吸気通路１０から分岐する部分における圧力Ｐ１を算出する。この計算には、図５にイメージが示されるマップが用いられる。このマップには、エアフローメータ２０により計測される新気の流量ＧＡと新気取出し部の圧力Ｐ１とが関連付けられている。新気流量ＧＡが多くなるにつれて吸気通路１０内の圧力損失が大きくなるので、新気流量ＧＡが多いほど新気取出し部の圧力Ｐ１は小さくなる。演算ユニット１０２は、このマップを用いて新気流量ＧＡから新気取出し部の圧力Ｐ１を算出する。ただし、吸気通路１０におけるコンプレッサ５２の上流に圧力センサ２２が取り付けられている場合には、圧力センサ２２によって新気取出し部の圧力Ｐ１を測定してもよい。
【００３７】
図４に戻ってステップＳ１０２について説明する。ステップＳ１０２では、演算ユニット１０２は、新気導入装置７０が吸気通路１０に新気を導入する部分、つまり、新気導入通路７２が吸気通路１０に合流する部分における圧力Ｐ２を測定する。この測定には、サージタンク１４に取り付けられた圧力センサ１６が用いられる。なお、圧力センサ１６により測定される新気導入部の圧力Ｐ２は絶対圧であり、ステップＳ１０１で算出される新気取出し部の圧力Ｐ１も絶対圧である。
【００３８】
ステップＳ１０３では、演算ユニット１０２は、ステップＳ１０１で得た新気取出し部の圧力Ｐ１と、ステップＳ１０２で得た新気導入部の圧力Ｐ２とを比較する。圧力Ｐ１が圧力Ｐ２以上である場合、演算ユニット１０２は、後述するステップＳ１０４及びＳ１０５の処理を実施する。一方、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２未満である場合、演算ユニット１０２は、後述するステップＳ１０６及びＳ１０７の処理を実施する。
【００３９】
圧力Ｐ１が圧力Ｐ２以上である場合に選択されるステップＳ１０４では、演算ユニット１０２は、新気導入弁７４の上流側から下流側へ漏洩する演算周期あたりのガス量ｍ１を算出する。ここで、上流側から下流側への漏洩ガスの流量をｍｆ、新気取出し部の温度をＴ１とすると、漏洩ガス流量ｍｆと、新気導入弁７４の上流側と下流側の各圧力Ｐ１，Ｐ２と新気取出し部の温度Ｔ１との間には、以下の絞りの式で表される物理的関係が成り立つ。ただし、Ｂ０は新気導入弁７４の閉弁時の流量係数であり、実験により確認された値（固定値）が用いられる。Ｒは気体定数である。
【数１】
0006315028.tif 000002
【００４０】
上記の式により算出される漏洩ガス流量ｍｆを演算周期あたりのガス量に換算することで、漏洩ガス量ｍ１が得られる。漏洩ガス量ｍ１の計算は、具体的には、図６にイメージが示されるマップを用いて行われる。このマップには、漏洩ガス量ｍ１と、上記の式におけるＰ１＊Φ（Ｐ２／Ｐ１）と、新気取出し部温度Ｔ１との関係が規定されている。新気取出し部温度Ｔ１には、温度センサ２１により測定された温度を用いることができる。ステップＳ１０１及びＳ１０２で得られた各圧力Ｐ１，Ｐ２からＰ１＊Φ（Ｐ２／Ｐ１）を計算し、その計算値と新気取出し部温度Ｔ１とを図６に示すマップに当てはめることにより、新気導入弁７４の上流側から下流側へ漏洩する漏洩ガス量ｍ１が算出される。なお、新気取出し部温度Ｔ１の温度幅を考慮すると、新気取出し部温度Ｔ１が漏洩ガス量ｍ１に与える影響は、各圧力Ｐ１，Ｐ２が与える影響に比べれば小さい。ゆえに、新気取出し部温度Ｔ１が一定であると仮定した簡素化されたマップを用いて、漏洩ガス量ｍ１を算出するようにしてもよい。
【００４１】
図４に戻って次にステップＳ１０５について説明する。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出された漏洩ガス量ｍ１の値に−１が乗算される。これは、新気導入弁７４の上流側から下流側へ漏洩するガスの量だけ、新気導入弁７４の上流側に溜まった漏洩ガスの量は減少するからである。
【００４２】
フローチャートによれば、ステップＳ１０５の処理に続いてステップＳ１０８の処理が行われる。ステップＳ１０８では、演算ユニット１０２は、現在までに新気導入弁７４の上流側に溜まった漏洩ガスの量（以下、積算漏洩ガス量という）Ｍの更新を行う。ステップＳ１０８では、積算漏洩ガス量Ｍの前回値ｍ０にステップＳ１０５で得られた漏洩ガス量ｍ１を加算することによって、積算漏洩ガス量Ｍが更新される。次回の演算では、今回更新された積算漏洩ガス量Ｍの値が前回値ｍ０に置換えられる。ステップＳ１０５で得られる漏洩ガス量ｍ１は負の値であるので、ステップＳ１０８の更新処理によって積算漏洩ガス量Ｍは減少する。
【００４３】
一方、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２未満である場合に選択されるステップＳ１０６では、演算ユニット１０２は、新気導入弁７４の下流側から上流側へ漏洩する演算周期あたりのガス量ｍ１を算出する。ここで、下流側から上流側への漏洩ガスの流量をｍｂ、新気導入部の温度をＴ２とすると、漏洩ガス流量ｍｆと、新気導入弁７４の上流側と下流側の各圧力Ｐ１，Ｐ２と新気導入部の温度Ｔ２との間には、以下の絞りの式で表される物理的関係が成り立つ。
【数２】
0006315028.tif 000003
【００４４】
上記の式により算出される漏洩ガス流量ｍｂを演算周期あたりのガス量に換算することで、漏洩ガス量ｍ１が得られる。漏洩ガス量ｍ１の計算は、具体的には、図７にイメージが示されるマップを用いて行われる。このマップには、漏洩ガス量ｍ１と、上記の式におけるＰ２＊Φ（Ｐ１／Ｐ２）と、新気導入部温度Ｔ２との関係が規定されている。新気導入部温度Ｔ２には、温度センサ１８により測定された温度を用いることができる。ステップＳ１０１及びＳ１０２で得られた各圧力Ｐ１，Ｐ２からＰ２＊Φ（Ｐ１／Ｐ２）を計算し、その計算値と新気導入部温度Ｔ２とを図７に示すマップに当てはめることにより、新気導入弁７４の下流側から上流側へ漏洩する漏洩ガス量ｍ１が算出される。なお、新気導入部温度Ｔ２の温度幅を考慮すると、新気導入部温度Ｔ２が漏洩ガス量ｍ１に与える影響は、各圧力Ｐ１，Ｐ２が与える影響に比べれば小さい。ゆえに、新気導入部温度Ｔ２が一定であると仮定した簡素化されたマップを用いて、漏洩ガス量ｍ１を算出するようにしてもよい。
【００４５】
図４に戻って次にステップＳ１０７について説明する。ステップＳ１０７では、演算ユニット１０２は、ステップＳ１０６の計算を行なった時点での漏洩ガスのＥＧＲ率Ｅ１を記憶する。漏洩ガスのＥＧＲ率は、吸気通路１０を流れているガスのＥＧＲ率と等しいとみなしてよい。ＥＧＲ率は、演算ユニット１０２とは異なる図示しない演算ユニットにおいて、ＥＧＲ弁６６の開度、ＥＧＲ弁６６の上流圧力と下流圧力との差圧、及び新気の流量に基づいて計算されている。なお、ＥＧＲ弁６６の差圧は差圧センサによって計測してもよいし、上流圧力と下流圧力の各計測値から算出してもよいし、エンジン２の運転状態から推定してもよい。
【００４６】
フローチャートによれば、ステップＳ１０７の処理に続いてステップＳ１０８の処理が行われる。ステップＳ１０８では、演算ユニット１０２は、現在までに新気導入弁７４の上流側に溜まった漏洩ガスの量（以下、積算漏洩ガス量という）Ｍの更新を行う。ステップＳ１０８では、積算漏洩ガス量Ｍの前回値ｍ０にステップＳ１０６で得られた漏洩ガス量ｍ１を加算することによって、積算漏洩ガス量Ｍが更新される。ステップＳ１０６で得られる漏洩ガス量ｍ１は正の値であるので、ステップＳ１０８の更新処理によって積算漏洩ガス量Ｍは増加する。
【００４７】
ステップＳ１０９では、演算ユニット１０２は、漏洩ガス量ｍ１がゼロより大きいか否かを判定する。漏洩ガス量ｍ１の算出がステップＳ１０４で行われている場合、漏洩ガス量ｍ１は正の値をとり、漏洩ガス量ｍ１の算出がステップＳ１０６で行われている場合、漏洩ガス量ｍ１は負の値をとる。
【００４８】
漏洩ガス量ｍ１がゼロより大きい場合、演算ユニット１０２は、ステップＳ１１０の処理を行う。ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７で記憶したＥＧＲ率Ｅ１を用いて、以下の式により新気導入弁７４の上流側に溜まっている漏洩ガスの平均ＥＧＲ率Ｅを更新する。ただし、下記の式において、Ｅ０は平均ＥＧＲ率Ｅの前回値である。次回の演算では、今回更新された平均ＥＧＲ率Ｅの値が前回値Ｅ０に置換えられる。漏洩ガス量ｍ１がゼロ以下の場合、ステップＳ１１０の処理はスキップされて平均ＥＧＲ率Ｅの値は保持される。
【数３】
0006315028.tif 000004
【００４９】
なお、平均ＥＧＲ率Ｅの求め方には上記以外の方法もある。例えば、新気導入通路７２における新気導入弁７４の下流側に酸素センサ７６が取り付けられているのであれば、酸素センサ７６により計測できる酸素濃度から平均ＥＧＲ率Ｅを求めることもできる。
【００５０】
演算ユニット１０２は、以上の処理を行うことによって、漏洩ガス量（積算漏洩ガス量）と漏洩ガスの平均ＥＧＲ率を演算周期ごとに算出する。演算ユニット１０２で算出された漏洩ガス量は、演算周期ごとに演算ユニット１０３と演算ユニット１０４に与えられる。また、演算ユニット１０２で算出された漏洩ガスの平均ＥＧＲ率は、演算周期ごとに演算ユニット１０３に与えられる。
【００５１】
２−３．新気導入弁の開度補正
演算ユニット１０３は、新気導入弁７４の開度補正に係る処理、詳しくは、新気導入弁７４の目標開度に加える補正開度とその補正期間を演算するように構成される。請求項との関係では、演算ユニット１０３が備える機能には、開度補正手段としての機能が含まれる。図８は、演算ユニット１０３による補正開度の演算の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図８及びそれと関係する図９〜図１１を用いて、演算ユニット１０３が行う処理の詳細について説明する。
【００５２】
図８のフローチャートにおけるステップＳ２０１では、演算ユニット１０３は、演算ユニット１０１で算出された積算漏洩ガス量Ｍを取得する。ステップＳ２０２では、取得した積算漏洩ガス量Ｍが予め定められた第１閾値以上か否かを判定する。この第１閾値は、漏洩ガスの蓄積がエンジン２に与える影響を考慮して決定される。例えば、漏洩ガスには排気成分が多く含まれるため、新気導入弁７４の周辺では凝縮水が発生しやすい。この凝縮水は酸性であるため、凝縮水の付着により新気導入弁７４は腐食するおそれがある。また、新気導入通路７２を凝縮水が逆流した場合には、凝縮水がコンプレッサ５２に流れこむことによるエロージョンやインペラの破損が生じるおそれもある。上記第１閾値は、これらの影響によるエンジン２の破損や劣化が起きる可能性の低い値に設定されている。
【００５３】
積算漏洩ガス量Ｍが第１閾値以上である場合、演算ユニット１０３は、続けてステップＳ２０３の判定を行う。ステップＳ２０３では、演算ユニット１０３は、演算ユニット１０１から与えられる信号に基づいて新気導入弁７４を開く要求の有無を判定する。新気導入弁７４を開く要求がない場合、或いは、積算漏洩ガス量Ｍが第１閾値未満である場合、演算ユニット１０３は、次のステップ１０４の処理に進むこと無く、ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理、或いは、ステップＳ２０１からステップＳ２０２までの処理を演算周期ごとに繰り返す。
【００５４】
積算漏洩ガス量Ｍが第１閾値以上であって、新気導入弁７４を開く要求がある場合、演算ユニット１０３は、ステップＳ２０４からステップＳ２０８までの処理を行う。ここで行われる処理は、新気導入弁７４の補正開度の設定であり、演算ユニット１０３は、演算ユニット１０１で決定された目標開度Ｂに加えるべき補正開度の大きさと補正時間とを算出する。
【００５５】
まず、演算ユニット１０３は、ステップＳ２０４において、新気導入弁７４の目標開度Ｂに加えるべき補正開度を算出する。以下、図９及び図１０を用いて、演算ユニット１０３が採る補正開度の算出方法について説明する。
【００５６】
新気導入弁７４の目標開度Ｂは、新気導入弁７４を介して導入することが要求される新気量に合わせて決められている。しかし、新気導入弁７４の閉弁時に新気導入弁７４の上流側に漏洩ガスが溜まってしまった場合、新気導入弁７４を目標開度Ｂまで開くことで実現される新気の導入量は、要求新気量には満たない。つまり、図９に示すように、新気導入弁７４を開くことで下流に流れる漏洩ガスの分だけ、新気量に不足が生じる。要求新気量を満たすためには、新気と一緒に漏洩ガスも新気導入弁７４を通過することを見越して、新気導入弁７４を通過させるガス量を要求新気量よりも増大させる必要がある。演算ユニット１０３は、要求新気量が満たされた場合に新気導入弁７４を通過することになる漏洩ガス量を、新気導入弁７４を通過させるガス量の補正量αとして算出する。
【００５７】
補正量（詳しくは、単位時間当たりの補正量）αは、目標開度Ｂのもとで得られる単位時間当たりのガス量、つまり、要求新気量をＡとした場合、演算ユニット１０１から与えられる漏洩ガスの平均ＥＧＲ率Ｅを用いて以下の式で表される。ステップＳ２０４では、まず、以下の式による補正量αの計算が行われる。
【数４】
0006315028.tif 000005
【００５８】
演算ユニット１０３は、次に、補正量αに基づいて新気導入弁７４の目標開度Ｂに対する補正開度βを算出する。補正開度βの算出は、図１０にイメージが示されるマップを用いて行われる。このマップでは、例えば、補正量αと補正開度βとの関係が線形で規定されている。上記の式に示すとおり、補正量αは漏洩ガスの平均ＥＧＲ率Ｅの関数であるから、図１０に示す関係によれば、漏洩ガスの平均ＥＧＲ率Ｅが高いほど、より大きい値の補正開度βが算出される。これにより、新気導入弁７４に溜まっている漏洩ガスの排気濃度が高いほど、新気導入弁７４は大きく開かれる。また、新気導入弁７４の下流側へ漏洩が生じていたとしても、ＥＧＲガスが含まれていないのであれば、補正量αはゼロとなるので、新気導入弁７４の開度補正は行われない。
【００５９】
図８に戻って次にステップＳ２０５について説明する。ステップＳ２０５では、演算ユニット１０３は、ステップＳ２０４で算出した補正開度βを新気導入弁７４の目標開度Ｂに加算することを行う。
【００６０】
演算ユニット１０３は、次に、ステップＳ２０６において、新気導入弁７４の開度補正を行う補正時間を決定する。新気導入弁７４の開度補正を行う場合、演算ユニット１０３は、図１１に示すように、新気導入弁７４の開弁に合わせて、目標開度Ｂに補正開度βを加算した開度を新気導入弁７４に与える。補正開度βの加算を続ける時間ｔ１が補正時間である。補正時間ｔ１が短すぎると新気導入弁７４の上流に漏洩ガスが残留してしまい、補正時間ｔ１が長すぎると過剰な新気が下流に流れてしまう。そこで、演算ユニット１０３は、積算漏洩ガス量Ｍを補正量αで除算して得られる時間を補正時間ｔ１として算出する。なお、補正時間ｔ１は、必ず新気導入弁７４の開弁時間ｔ２以下である。演算ユニット１０３は、算出した補正時間ｔ１が開弁時間ｔ２を超えることがあれば、補正時間ｔ１を開弁時間ｔ２以下に修正することを行う。
【００６１】
再び図８に戻って次にステップＳ２０７について説明する。ステップＳ２０７では、演算ユニット１０３は、新気導入弁７４の開度補正の開始から、ステップＳ２０６で決定した補正時間ｔ１が経過したか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。
【００６２】
そして、補正時間ｔ１が経過したとき、演算ユニット１０３は、ステップＳ２０８において新気導入弁７４の目標開度Ｂに加算していた補正開度βをゼロにする。これにより、新気導入弁７４の開度補正は完了する。
【００６３】
新気導入弁７４の開弁時、以上の手順で新気導入弁７４の開度補正が行われることで、排気を含む漏洩ガスを速やかに吸気通路１０に流し出しながら、必要な量の新気を吸気通路１０に導入することができる。ゆえに、この実施の形態によれば、新気導入弁７４の閉弁時に下流側から上流側へ漏れ出た排気を含む漏洩ガスの影響によって、新気導入弁７４を開いたときの新気の導入量の精度が低下することを抑制することができる。
【００６４】
なお、新気導入弁７４の開度補正が完了した場合、演算ユニット１０３から演算ユニット１０２にその旨が報告される。開度補正の完了の報告を受けて、演算ユニット１０２は、積算漏洩ガス量Ｍのリセットを行い、積算漏洩ガス量Ｍの値をゼロにする。ただし、補正時間ｔ１の修正により漏洩ガスの全てを流しきれなかった場合には、演算ユニット１０２は、積算漏洩ガス量Ｍと補正時間ｔ１と補正量αとに基づいて残留している漏洩ガスの量を計算し、積算漏洩ガス量Ｍの値を残留漏洩ガス量に書き換えることを行う。
【００６５】
２−４．掃気制御
新気導入弁７４の基本制御に組み合わせて開度補正が行われることで、新気導入弁７４の上流側に溜まった排気を含む漏洩ガスを新気導入弁７４の開弁時に新気と一緒に吸気通路１０に流し出すことができる。しかし、漏洩ガス量が過大な場合、新気導入弁７４の一度の開弁では、漏洩ガスを流し出しきれない場合がある。そこで、制御装置１００は、新気導入弁７４の基本制御における開弁条件、つまり、前述のステップＳ１及びＳ２の条件が満たされない場合でも、漏洩ガス量が一定値に達した場合には、新気導入弁７４を開弁して漏洩ガスを吸気通路１０に流し出すことを行う。この制御を本明細書では掃気制御と呼ぶ。掃気制御は、詳しくは、実施されるステージの異なる３つの掃気制御、すなわち、第１掃気制御、第２掃気制御、及び、第３掃気制御からなる。
【００６６】
演算ユニット１０４は、掃気制御に係る処理を行うように構成される。請求項との関係では、演算ユニット１０４が備える機能には、第１掃気制御手段、第２掃気制御手段、及び、第３掃気制御手段としての機能が含まれる。図１２は、演算ユニット１０４による掃気制御の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図１２を用いて、演算ユニット１０４が行う処理の詳細について説明する。
【００６７】
図１２のフローチャートにおけるステップＳ３０１では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４が開かれているか否かを判定する。新気導入弁７４が開かれているのであれば、掃気制御を行う必要はないため以降の処理はスキップされる。
【００６８】
新気導入弁７４が開かれていない場合、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２において、演算ユニット１０２で算出された積算漏洩ガス量Ｍを取得する。続くステップＳ３０３では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０３で取得した積算漏洩ガス量Ｍがゼロではないかどうか、つまり、新気導入弁７４の上流側に漏洩ガスが溜まっているか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。積算漏洩ガス量Ｍがゼロでなくなるまで、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２の処理を選択し、演算ユニット１０２からの積算漏洩ガス量Ｍの取得を続ける。
【００６９】
積算漏洩ガス量Ｍがゼロでない場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３０４の判定を行う。ステップＳ３０４では、演算ユニット１０４は、エンジン停止要求の有無を判定する。例えば、ドライバによりエンジン停止スイッチが操作されたこと、アイドルストップ車両においてエンジン停止条件が成立したこと、或いは、ハイブリッド車両においてエンジン停止条件が成立したこと等が検知された場合、エンジン停止要求があったものと判断する。
【００７０】
エンジン停止要求が有る場合、演算ユニット１０４は、第３掃気制御に係るステップＳ３１８からステップＳ３２１までの処理を実施する。第３掃気制御の内容については、後述する。
【００７１】
エンジン停止要求が無い場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３０５の判定を行う。ステップＳ３０５では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２で取得した積算漏洩ガス量Ｍが予め定められた第２閾値以上か否かを判定する。この第２閾値は、前述の第１閾値（図８のフローチャートのステップＳ２０２で用いられる閾値）よりも大きい値に設定されている。より詳しくは、新気導入弁７４の基本制御における最小開弁時間に基づき、最小開弁時間内で流しきることが可能な量以上の漏洩ガスが溜まらないように、第２閾値は設定されている。積算漏洩ガス量Ｍが第２閾値未満である場合、掃気制御を行うにはまだ早いため以降の処理はスキップされる。
【００７２】
積算漏洩ガス量Ｍが第２閾値以上の場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３０６の判定を行う。ステップＳ３０６では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧である否かを判定する。
【００７３】
新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧である場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３０７の判定を行う。ステップＳ３０７では、演算ユニット１０４は、トルクを減らす操作が可能であるかどうかを判定する。ここでいうトルクを減らす操作とは、トルク低減効果を有するアクチュエータ操作を意味する。例えば、スロットル弁２４の開度を小さくすること、ターボチャージャ５０がウエストゲートバルブを備える場合にはウエストゲートバルブの開度を大きくすること、エンジン本体４が可変動弁装置を備える場合には吸気弁の閉じ時期を遅角すること等による新気量を減少させる操作の他、点火時期の遅角によって効率を低下させる操作や、補機によるトルク消費を増大させる操作が、そのようなアクチュエータ操作に含まれる。
【００７４】
新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧の状態で新気導入弁７４を開いた場合、新気導入弁７４の上流側から下流側への順方向の新気の流れが生じ、新気導入通路７２から吸気通路１０へ新気が導入される。これによる新気の増大はトルクの増大をもたらし、要求トルクに対する実現トルクの過剰を生じさせることになる。上記のトルクを減らす操作は、新気導入通路７２から吸気通路１０への新気の導入がもたらすトルク増大効果を相殺し、実現トルクの要求トルクからの乖離を抑えるために行われる操作である。ゆえに、例えば、最速での減速中であるときのように、これ以上はトルクを減らすことができない状況にある場合や、アイドル運転時のように調整可能なトルクの幅が小さい場合には、掃気制御を行うことはできないため以降の処理はスキップされる。
【００７５】
トルクを減らす操作が可能である場合、演算ユニット１０４は、第１掃気制御に係るステップＳ３０８からステップＳ３１１までの処理を実施する。ステップＳ３０８では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を所定開度に開くとともに、トルクを減らす操作による等トルク制御を実施する。新気導入弁７４が開かれることで、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスは、新気と一緒にスロットル弁２４より下流の吸気通路１０に流れ出していく。また、トルクを減らす操作が並行して行われることで、新気導入通路７２から吸気通路１０への新気の導入がもたらすトルク増大効果は相殺され、新気導入弁７４の開弁による新気の導入中も等トルクが維持される。
【００７６】
ステップＳ３０９では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２で取得した積算漏洩ガス量Ｍを初期値として残留漏洩ガス量を算出する。具体的には、新気導入弁７４の下流側の圧力と上流側の圧力、及び、新気導入弁７４の開度から新気導入弁７４を通過するガスの流量を算出し、そのガス流量に基づいて演算周期ごとに残留漏洩ガス量を減算していくことを行う。
【００７７】
ステップＳ３１０では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０９で算出した残留漏洩ガス量がゼロであるか否か、つまり、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスが無くなったか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。残留漏洩ガス量がゼロになるまで、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０９の処理を選択し、残留漏洩ガス量の更新を続ける。
【００７８】
そして、残留漏洩ガス量がゼロになった場合、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１１の処理を行う。ステップＳ３１１では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を閉じるとともに、トルクを減らす操作の終了による等トルク制御を実施する。新気導入弁７４が閉じられことで、新気導入通路７２から吸気通路１０への新気の導入がもたらすトルク増大効果は無くなる。このためトルクを減らす操作も終了し、それにより新気の導入の終了後も等トルクが維持されるようにする。
【００７９】
以上の処理による第１掃気制御が行われることで、トルクの変動を抑えながら、新気導入通路７２に充満した漏洩ガスをスロットル弁２４より下流の吸気通路１０に流し出すことができる。
【００８０】
また、第１掃気制御が完了した場合、演算ユニット１０４から演算ユニット１０２にその旨が報告される。第１掃気制御の完了の報告を受けて、演算ユニット１０２は、積算漏洩ガス量Ｍのリセットを行い、積算漏洩ガス量Ｍの値をゼロにする。
【００８１】
なお、第１掃気制御が行われた場合、導入される新気によって吸気通路１０からシリンダに吸入されるガスのＥＧＲ率は低下する。ゆえに、シリンダに吸入されるガスのＥＧＲ率を推定し、ＥＧＲ率を制御用の情報として使用する他の演算ユニット（演算装置１０１−１０４以外の図示しない演算ユニット）に対して反映させてもよい。新気導入弁７４が開かれているときにシリンダに吸入されるガスのＥＧＲ率は、エアフローメータ２０により計測される新気量、目標ＥＧＲ率、積算漏洩ガス量Ｍ、漏洩ガスの平均ＥＧＲ率Ｅ、新気導入弁７４を通過するガス量等の情報に基づいて推定することができる。
【００８２】
また、燃費性能が最優先される場合のようにＥＧＲ率を低下させることができない状況では、第１掃気制御が行われないようにしてもよい。そのためには、ステップＳ３０６の判定において、新気導入弁７４の下流側の圧力が負圧であることに加えて、ＥＧＲ装置６０による排気の再循環が行われていないことも条件として、両者の論理積を判定すればよい。
【００８３】
一方、ステップＳ３０６の条件が満たされない場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３１２の判定を行う。ステップＳ３１２では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４の下流側の圧力が正圧であり、且つ、サージタンク１４内のガスのＥＧＲ率がゼロである否かを判定する。ＥＧＲ弁６６を閉じてからサージタンク１４内のガスのＥＧＲ率がゼロになるまでには応答遅れがある。演算ユニット１０４は、この応答遅れを考慮したモデルによってＥＧＲ率を推定する。なお、サージタンク１４に酸素センサが取り付けられているのであれば、その酸素濃度センサにより計測される酸素濃度に基づいてＥＧＲ率を求めてもよい。条件が満たされない場合、掃気制御を行うことはできないため以降の処理はスキップされる。
【００８４】
一方、ステップＳ３１２の条件が満たされた場合、演算ユニット１０４は、続けてステップＳ３１３の判定を行う。ステップＳ３１３では、演算ユニット１０４は、トルクを増やす操作が可能であるかどうかを判定する。ここでいうトルクを増やす操作とは、トルク増大効果を有するアクチュエータ操作を意味する。例えば、スロットル弁２４の開度を大きくすること、ターボチャージャ５０がウエストゲートバルブを備える場合にはウエストゲートバルブの開度を小さくすること、エンジン本体４が可変動弁装置を備える場合には吸気弁の閉じ時期を進角すること等による新気量を減少させる操作の他、補機によるトルク消費を減少させる操作が、そのようなアクチュエータ操作に含まれる。
【００８５】
新気導入弁７４の下流側の圧力が正圧の状態で新気導入弁７４を開いた場合、新気導入弁７４の下流側から上流側への逆方向への新気の流れが生じ、吸気通路１０から新気導入通路７２へ新気が逆流する。これによる新気の減少はトルクの減少をもたらし、要求トルクに対する実現トルクの不足を生じさせることになる。上記のトルクを増やす操作は、吸気通路１０から新気導入通路７２への新気の逆流がもたらすトルク低減効果を相殺し、実現トルクの要求トルクからの乖離を抑えるために行われる操作である。ゆえに、例えば、ＷＯＴでの運転中のように、これ以上はトルクを増やすことができない状況にある場合や、アイドル運転時のように調整可能なトルクの幅が小さい場合には、掃気制御を行うことはできないため以降の処理はスキップされる。
【００８６】
トルクを増やす操作が可能である場合、演算ユニット１０４は、第２掃気制御に係るステップＳ３１４からステップＳ３１７までの処理を実施する。ステップＳ３１４では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を所定開度に開くとともに、トルクを増やす操作による等トルク制御を実施する。新気導入弁７４が開かれることで、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスは、新気と一緒にコンプレッサより上流の吸気通路１０に流れ出していく。また、トルクを増やす操作が並行して行われることで、吸気通路１０から新気導入通路７２への新気の逆流がもたらすトルク低減効果は相殺され、新気導入弁７４の開弁による新気の逆流中も等トルクが維持される。
【００８７】
ステップＳ３１５では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２で取得した積算漏洩ガス量Ｍを初期値として残留漏洩ガス量を算出する。具体的には、新気導入弁７４の下流側の圧力と上流側の圧力、及び、新気導入弁７４の開度から新気導入弁７４を通過するガスの流量を算出する。新気導入弁７４の下流側に溜まった漏洩ガスは、新気導入弁７４を通過するガスによってコンプレッサより上流の吸気通路１０に押し流されるので、算出したガス流量に基づいて演算周期ごとに残留漏洩ガス量を減算していくことで、残留漏洩ガス量を推定することができる。
【００８８】
ステップＳ３１６では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１５で算出した残留漏洩ガス量がゼロであるか否か、つまり、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスが無くなったか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。残留漏洩ガス量がゼロになるまで、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１５の処理を選択し、残留漏洩ガス量の更新を続ける。
【００８９】
そして、残留漏洩ガス量がゼロになった場合、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１７の処理を行う。ステップＳ３１７では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を閉じるとともに、トルクを増やす操作の終了による等トルク制御を実施する。新気導入弁７４が閉じられことで、吸気通路１０から新気導入通路７２への新気の逆流がもたらすトルク低減効果は無くなる。このためトルクを増やす操作も終了し、それにより新気の導入の終了後も等トルクが維持されるようにする。
【００９０】
以上の処理による第２掃気制御が行われることで、トルクの変動を抑えながら、新気導入通路７２に充満した漏洩ガスをコンプレッサ５２より上流の吸気通路１０に押し流すことができる。
【００９１】
また、第２掃気制御が完了した場合、演算ユニット１０４から演算ユニット１０２にその旨が報告される。第２掃気制御の完了の報告を受けて、演算ユニット１０２は、積算漏洩ガス量Ｍのリセットを行い、積算漏洩ガス量Ｍの値をゼロにする。
【００９２】
次に、第３掃気制御について説明する。ステップＳ３０４の判定の結果、エンジン停止要求があった場合、演算ユニット１０４は、第３掃気制御に係るステップＳ３１８からステップＳ３２１までの処理を実施する。ステップＳ３１８では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を開くとともに、トルクを減らす操作による等トルク制御を実施する。つまり、第３掃気制御は、積算漏洩ガス量Ｍの大小に関係なく、漏洩ガスが存在する場合には必ず実施される。また、第３掃気制御を実施している間はエンジン２を停止できないため、これを最速で完了させるべく、新気導入弁７４の開度は、トルクを減らす操作の併用によって要求トルクを満足させることができる範囲の最大開度に設定される。第３掃気制御で実施が可能なトルクを減らす操作には、例えば、スロットル弁２４の開度を小さくすること、エンジン本体４が可変動弁装置を備える場合には吸気弁の閉じ時期を遅角すること等による新気量を減少させる操作の他、点火時期の遅角によって効率を低下させる操作や、補機によるトルク消費を増大させる操作が含まれる。
【００９３】
新気導入弁７４が要求トルクを満足できる最大開度まで開かれることで、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスは、新気と一緒にスロットル弁２４より下流の吸気通路１０に流れ出していく。また、トルクを減らす操作が並行して行われることで、新気導入通路７２から吸気通路１０への新気の導入がもたらすトルク増大効果は相殺され、新気導入弁７４の開弁による新気の導入中も等トルクが維持される。
【００９４】
ステップＳ３１９では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３０２で取得した積算漏洩ガス量Ｍを初期値として残留漏洩ガス量を算出する。具体的には、新気導入弁７４の下流側の圧力と上流側の圧力、及び、新気導入弁７４の開度から新気導入弁７４を通過するガスの流量を算出し、そのガス流量に基づいて演算周期ごとに残留漏洩ガス量を減算していくことを行う。
【００９５】
ステップＳ３２０では、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１９で算出した残留漏洩ガス量がゼロであるか否か、つまり、新気導入弁７４の上流側に溜まっていた漏洩ガスが無くなったか否かを判定する。この判定は演算周期ごとに行われる。残留漏洩ガス量がゼロになるまで、演算ユニット１０４は、ステップＳ３１９の処理を選択し、残留漏洩ガス量の更新を続ける。
【００９６】
そして、残留漏洩ガス量がゼロになった場合、演算ユニット１０４は、ステップＳ３２１の処理を行う。ステップＳ３２１では、演算ユニット１０４は、新気導入弁７４を閉じるとともに、トルクを減らす操作の終了による等トルク制御を実施する。新気導入弁７４が閉じられことで、新気導入通路７２から吸気通路１０への新気の導入がもたらすトルク増大効果は無くなる。このためトルクを減らす操作も終了し、それにより新気の導入の終了後も等トルクが維持されるようにする。
【００９７】
以上の処理による第３掃気制御が行われることで、トルクの変動を抑えながら、新気導入通路７２に充満した漏洩ガスをスロットル弁２４より下流の吸気通路１０に流し出すことができる。そして、第３掃気制御が完了した時点で、演算ユニット１０４は、エンジン２を停止させるエンジン停止処理を実行する。これにより、新気導入通路７２に漏洩ガスが残留した状態でエンジン２が停止することは避けられる。
【００９８】
また、第３掃気制御が完了した場合、演算ユニット１０４から演算ユニット１０２にその旨が報告される。第３掃気制御の完了の報告を受けて、演算ユニット１０２は、積算漏洩ガス量Ｍのリセットを行い、積算漏洩ガス量Ｍの値をゼロにする。
【符号の説明】
【００９９】
２  エンジン
４  エンジン本体
１０  吸気通路
１４  サージタンク
２４  スロットル
３０  排気通路
４０  触媒装置
５０  ターボチャージャ
５２  コンプレッサ
５８  タービン
６０  ＥＧＲ装置
６２  ＥＧＲ通路
６６  ＥＧＲ弁
７０  新気導入装置
７２  新気導入通路
７４  新気導入弁
１００  制御装置
【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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