(57)【要約】【課題】ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避できると共に、可変ノズルの開度変化があってもＥＧＲを目標通りに制御でき、同様に、ＥＧＲバルブ７の開度変化があっても過給圧を目標通りに制御できること。【解決手段】ＥＣＵ３は、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響を算出するＥＧＲ干渉量コントローラＣ２と、ＥＧＲバルブ７の開度変化が過給圧に与える影響を算出する過給圧干渉量コントローラＣ３とで構成される統合制御部１６を有している。  これにより、ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避することができ、ＥＧＲコントローラＣ１及びＶＮＴコントローラＣ４を、それぞれ最適なＦ／Ｂゲインで適合できるので、ＥＧＲ（例えば新気量）及び過給圧をそれぞれ目標通りに制御することが可能となる。【選択図】図１
2005233033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気タービンの入口面積（絞り量）を可変する可変ノズルを有し、この可変ノズルの開度に応じて過給圧特性を変更できる可変容量型のターボ過給機と、
排気通路から吸気通路へ還流する排気還流量を調整するＥＧＲバルブと、
前記可変ノズルを駆動して過給圧を制御する過給圧制御手段と、
前記ＥＧＲバルブを駆動してＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、
前記可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響をＥＧＲ補正量として算出するＥＧＲ補正量算出手段とを備え、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記ＥＧＲ補正量により補正されたＥＧＲ制御量と、目標とするＥＧＲ制御量との偏差に応じて、前記ＥＧＲバルブをフィードバック制御することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項２】
排気タービンの入口面積（絞り量）を可変する可変ノズルを有し、この可変ノズルの開度に応じて過給圧特性を変更できる可変容量型のターボ過給機と、
排気通路から吸気通路へ還流する排気還流量を調整するＥＧＲバルブと、
前記可変ノズルを駆動して過給圧を制御する過給圧制御手段と、
前記ＥＧＲバルブを駆動してＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、
前記ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を過給圧補正量として算出する過給圧補正量算出手段とを備え、
前記過給圧制御手段は、前記過給圧補正量により補正された過給圧と、目標とする過給圧との偏差に応じて、前記可変ノズルをフィードバック制御することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項３】
排気タービンの入口面積（絞り量）を可変する可変ノズルを有し、この可変ノズルの開度に応じて過給圧特性を変更できる可変容量型のターボ過給機と、
排気通路から吸気通路へ還流する排気還流量を調整するＥＧＲバルブと、
前記可変ノズルを駆動して過給圧を制御する過給圧制御手段と、
前記ＥＧＲバルブを駆動してＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、
前記可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響をＥＧＲ補正量として算出するＥＧＲ補正量算出手段と、
前記ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を過給圧補正量として算出する過給圧補正量算出手段とを備え、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記ＥＧＲ補正量により補正されたＥＧＲ制御量と、目標とするＥＧＲ制御量との偏差に応じて、前記ＥＧＲバルブをフィードバック制御し、
前記過給圧制御手段は、前記過給圧補正量により補正された過給圧と、目標とする過給圧との偏差に応じて、前記可変ノズルをフィードバック制御することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、
前記ＥＧＲ制御手段に入力される偏差と、前記ＥＧＲバルブの操作量との関係式をＣ１、
前記ＥＧＲ補正量算出手段に入力される前記可変ノズルの開度変化と、算出されるＥＧＲ補正量との関係式をＣ２、
前記ＥＧＲバルブの開度変化によって生じるＥＧＲの変化量を示す式をＰ１、
前記可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの変化量を示す式をＰ２と設定した時に、
Ｃ２＝Ｐ２／（Ｃ１・Ｐ１）…………………（１）
前記ＥＧＲ補正量算出手段は、上記（１）式より前記ＥＧＲ補正量Ｃ２を算出することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、
前記過給圧補正量算出手段に入力される前記ＥＧＲバルブの開度変化と、算出される過給圧補正量との関係式をＣ３、
前記過給圧制御手段に入力される偏差と、前記可変ノズルの操作量との関係式をＣ４、  前記ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の変化量を示す式をＰ３、
前記可変ノズルの開度変化によって生じる過給圧の変化量を示す式をＰ４と設定した時に、
Ｃ３＝Ｐ３／（Ｃ４・Ｐ４）…………………（２）
前記過給圧補正量算出手段は、上記（２）式より前記過給圧補正量Ｃ３を算出することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、
前記ＥＧＲ補正量算出手段は、前記可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの時間的変化を無駄時間と１次遅れとで表される近似式として記憶し、その近似式より、前記可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの変化量を算出することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項７】
請求項２または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、
前記過給圧補正量算出手段は、前記ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の時間的変化を無駄時間と１次遅れとで表される近似式として記憶し、その近似式より、前記ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の変化量を算出することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項８】
請求項１、３、４、６に記載した何れかのディーゼル機関の制御装置において、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記ディーゼル機関の運転状態が定常と判定された時のみ、前記可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響を見込んで、前記ＥＧＲバルブの開度をフィードバック制御することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【請求項９】
請求項２、３、５、７に記載した何れかのディーゼル機関の制御装置において、
前記過給圧制御手段は、前記ディーゼル機関の運転状態が定常と判定された時のみ、前記ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を見込んで、前記可変ノズルの開度をフィードバック制御することを特徴とするディーゼル機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量型のターボ過給機とＥＧＲ装置とを備えるディーゼル機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変ノズルにより排気タービンの入口面積（ノズル開度）を調整して、過給圧特性を変更できる可変容量型のターボ過給機を備えるディーゼル機関では、排ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減する目的で、排ガスの一部を吸気中に戻すＥＧＲを実施するものが知られている。
ＥＧＲにより吸気中に還流する排ガス量（排気還流量）は、ＥＧＲバルブによって調整される。そのＥＧＲバルブは、例えば、ディーゼル機関の運転条件（機関回転数、噴射量など）を基に設定される目標新気量と、例えばエアフロメータで検出される実際の新気量とが一致する様に、両者の偏差に応じてフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御される。
【０００３】
ところが、ＥＧＲを実施している際に、ターボ過給機のノズル開度を変更する（例えば、ノズル開度を小さくする）と、排圧が上昇して、ＥＧＲバルブの前後差圧が高くなるため、同じＥＧＲバルブの開度に対して得られる排気還流率が増加する。その結果、排気還流量が多くなり、逆に新気量が減少するため、ＥＧＲ制御に影響を生じる。
一方、ガソリン機関と比べてＥＧＲ率が大きく制御される（例えば、ＥＧＲ量と新気量とが等量近くまでＥＧＲ率が高められる）ディーゼル機関では、ＥＧＲ率の変化に応じて排気還流量が大きく変化するため、排気タービンに作用する排気エネルギが変化し、延いては過給状態に大きな影響を与える。
【０００４】
上記の結果、ＥＧＲとターボ過給機とを、それぞれ単独で最適なＦ／Ｂゲインに適合して、同時にＦ／Ｂ制御を実施すると、互いの制御が干渉して、制御指標（新気量と過給圧）がハンチングするという問題が発生する。
このＥＧＲとターボ過給機との相互干渉を回避する公知技術として、例えば、特許文献１には、ＥＧＲを行う運転領域に対応してターボ過給機のＦ／Ｂ制御を禁止する禁止領域を設定し、その禁止領域において、ターボ過給機をオープン制御に切り換えることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、物理モデルを用いて排気圧を推定し、ターボ過給機の作動による排気圧変化がＥＧＲ量に及ぼす影響を見込んで、ＥＧＲバルブの操作量を決定することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１４０６５２号公報
【特許文献２】特開２００１−００３７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載された公知技術では、Ｆ／Ｂ禁止領域において、ターボ過給機をオープン制御に切り換えるため、ターボ過給機自体のモノのバラツキにより、過給圧にバラツキが発生する。このため、図６に示す様に、ＥＧＲ率にバラツキが発生し、結果として、ＮＯｘのバラツキが大きくなってしまう。また、ターボ過給機のＦ／Ｂ禁止領域では、可変ノズルを駆動するアクチュエータの動作性能を最大限に引き出すようなＦ／Ｂ適合を行うことができず、過給圧が目標値に収束するまでの定常偏差解消時間が長くなるか、もしくは定常偏差が解消されない状況になる。その結果、過給圧の応答が遅くなるか、もしくは目標通りの過給圧を実現できなくなり、ディーゼル機関においては、十分な空気を取り入れることができず、スモークを防止するために噴射量の最大値を制限する必要が出てくるため、加速性能を十分に引き出すことができないという問題を生じる。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された公知技術では、排気圧を推定するための物理モデルが複雑であり、マイコンの演算処理に掛かる負荷が大きくなるため、コスト面で不利である。  また、排気圧変化がＥＧＲ量に及ぼす影響を見込んでＥＧＲバルブの操作量を決定しているので、ＥＧＲの制御指標（新気量）は安定するが、ＥＧＲバルブの操作結果が過給圧に及ぼす影響を考慮していないため、過給圧の安定を得ることができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避できると共に、可変ノズルの開度変化があってもＥＧＲを目標通りに制御でき、同様に、ＥＧＲバルブの開度変化があっても過給圧を目標通りに制御できるディーゼル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】
【０００９】
（請求項１の発明）
本発明は、可変容量型のターボ過給機と、ＥＧＲバルブと、過給圧を制御する過給圧制御手段と、ＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響をＥＧＲ補正量として算出するＥＧＲ補正量算出手段とを備え、
ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲ補正量により補正されたＥＧＲ制御量と、目標とするＥＧＲ制御量との偏差に応じて、ＥＧＲバルブをフィードバック制御することを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響を見込んでＥＧＲバルブをフィードバック制御できるので、可変ノズルの開度変化があっても、ＥＧＲを目標通りに制御することが可能である。また、本発明によれば、ＥＧＲ制御領域にフィードバック禁止領域を設定する必要がないので、ＥＧＲバルブを駆動するアクチュエータの動作性能を最大限に引き出すようなフィードバック適合を行うことができる。これにより、ＥＧＲの応答が遅れることはなく、スモークの悪化やＮＯｘのバラツキを防止できる。
【００１１】
（請求項２の発明）
本発明は、可変容量型のターボ過給機と、ＥＧＲバルブと、過給圧を制御する過給圧制御手段と、ＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を過給圧補正量として算出する過給圧補正量算出手段とを備え、
過給圧制御手段は、過給圧補正量により補正された過給圧と、目標とする過給圧との偏差に応じて、可変ノズルをフィードバック制御することを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を見込んで可変ノズルをフィードバック制御できるので、ＥＧＲバルブの開度変化があっても、過給圧を目標通りに制御することが可能である。また、本発明によれば、過給圧制御領域にフィードバック禁止領域を設定する必要がないので、可変ノズルを駆動するアクチュエータの動作性能を最大限に引き出すようなフィードバック適合を行うことができる。これにより、過給圧の応答が遅れることはなく、エンジン出力（例えば加速性能）を十分に引き出すことが可能である。
【００１３】
（請求項３の発明）
本発明は、可変容量型のターボ過給機と、ＥＧＲバルブと、過給圧を制御する過給圧制御手段と、ＥＧＲ（新気量、空気過剰率、排気還流量、吸気Ｏ2 濃度、排気Ｏ2 濃度、ＥＧＲ率等）を制御するＥＧＲ制御手段と、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響をＥＧＲ補正量として算出するＥＧＲ補正量算出手段と、ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を過給圧補正量として算出する過給圧補正量算出手段とを備え、
ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲ補正量により補正されたＥＧＲ制御量と、目標とするＥＧＲ制御量との偏差に応じて、ＥＧＲバルブをフィードバック制御し、過給圧制御手段は、過給圧補正量により補正された過給圧と、目標とする過給圧との偏差に応じて、可変ノズルをフィードバック制御することを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避できると共に、可変ノズルの開度変化があってもＥＧＲを目標通りに制御でき、同様に、ＥＧＲバルブの開度変化があっても過給圧を目標通りに制御できる。また、ＥＧＲ制御領域および過給圧制御領域にそれぞれフィードバック禁止領域を設定する必要がないので、ＥＧＲバルブを駆動するアクチュエータおよび可変ノズルを駆動するアクチュエータの動作性能を最大限に引き出すようなフィードバック適合を行うことができる。
【００１５】
（請求項４の発明）
請求項１または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、ＥＧＲ制御手段に入力される偏差と、ＥＧＲバルブの操作量との関係式をＣ１、ＥＧＲ補正量算出手段に入力される可変ノズルの開度変化と、算出されるＥＧＲ補正量との関係式をＣ２、ＥＧＲバルブの開度変化によって生じるＥＧＲの変化量を示す式をＰ１、可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの変化量を示す式をＰ２と設定した時に、
Ｃ２＝Ｐ２／（Ｃ１・Ｐ１）…………………（１）
ＥＧＲ補正量算出手段は、上記（１）式よりＥＧＲ補正量Ｃ２を算出することを特徴とする。
【００１６】
（請求項５の発明）
請求項２または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、過給圧補正量算出手段に入力されるＥＧＲバルブの開度変化と、算出される過給圧補正量との関係式をＣ３、過給圧制御手段に入力される偏差と、可変ノズルの操作量との関係式をＣ４、ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の変化量を示す式をＰ３、可変ノズルの開度変化によって生じる過給圧の変化量を示す式をＰ４と設定した時に、
Ｃ３＝Ｐ３／（Ｃ４・Ｐ４）…………………（２）
過給圧補正量算出手段は、上記（２）式より過給圧補正量Ｃ３を算出することを特徴とする。
【００１７】
（請求項６の発明）
請求項１または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、ＥＧＲ補正量算出手段は、可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの時間的変化を無駄時間と１次遅れとで表される近似式として記憶し、その近似式より、可変ノズルの開度変化に応じて生じるＥＧＲの変化量を算出することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、図５（ａ）に示す様に、可変ノズルの開度変化（ＶＮＴ位置変化Δ）に対するＥＧＲ制御量（新気量、空気過剰率λなど）の時間的変化を予め実機にて測定しておき、その測定したＥＧＲ制御量の時間的変化を「無駄時間＋１次遅れ（応答時定数）」で表される近似式を用いることにより、複雑な物理モデルを使うことなく、可変ノズルの開度変化に応じて将来発生するＥＧＲ制御量の変化を、ディーゼル機関の運転条件から得られる情報を用いて簡単に推定できる。
【００１９】
（請求項７の発明）
請求項２または３に記載したディーゼル機関の制御装置において、過給圧補正量算出手段は、ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の時間的変化を無駄時間と１次遅れとで表される近似式として記憶し、その近似式より、ＥＧＲバルブの開度変化に応じて生じる過給圧の変化量を算出することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、図５（ｂ）に示す様に、ＥＧＲバルブの開度変化（Δ）に対する過給圧の時間的変化を予め実機にて測定しておき、その測定した過給圧の時間的変化を「無駄時間＋１次遅れ（応答時定数）」で表される近似式を用いることにより、複雑な物理モデルを使うことなく、ＥＧＲバルブの開度変化に応じて将来発生する過給圧の変化を、ディーゼル機関の運転条件から得られる情報を用いて簡単に推定できる。
【００２１】
（請求項８の発明）
請求項１、３、４、６に記載した何れかのディーゼル機関の制御装置において、ＥＧＲ制御手段は、ディーゼル機関の運転状態が定常と判定された時のみ、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響を見込んで、ＥＧＲバルブの開度をフィードバック制御することを特徴とする。
【００２２】
例えば、車両の加速時には、ＥＧＲバルブが全閉に制御されると共に、ターボ過給機の可変ノズルが過給側（閉側）に制御される。この場合、可変ノズルの開度変化に応じて発生するＥＧＲの変化を見込んでＥＧＲバルブをフィードバック制御していると、可変ノズルの閉弁動作により生じる新気量の減少を見込んでＥＧＲバルブをＦ／Ｂ制御することになるため、ＥＧＲの応答が遅くなる。このため、ディーゼル機関の過渡時には、ＥＧＲ補正量算出手段で算出されるＥＧＲ補正量を用いない方が、ＥＧＲの応答性が良くなる。従って、ＥＧＲ補正量算出手段の算出結果は、ディーゼル機関の運転状態が定常時のみ使用する。
【００２３】
（請求項９の発明）
請求項２、３、５、７に記載した何れかのディーゼル機関の制御装置において、過給圧制御手段は、ディーゼル機関の運転状態が定常と判定された時のみ、ＥＧＲバルブの開度変化が過給圧に与える影響を見込んで、可変ノズルの開度をフィードバック制御することを特徴とする。
【００２４】
例えば、車両の加速時には、ＥＧＲバルブが全閉に制御されると共に、ターボ過給機の可変ノズルが過給側（閉側）に制御される。この場合、ＥＧＲバルブの開度変化に応じて発生する過給圧の変化を見込んで可変ノズルをフィードバック制御していると、ＥＧＲバルブの閉弁動作により生じる過給圧の上昇を見込んで可変ノズルをＦ／Ｂ制御することになるため、過給圧の応答が遅くなる。このため、ディーゼル機関の過渡時には、過給圧補正量算出手段で算出される過給圧補正量を用いない方が、過給圧の応答性が良くなる。従って、過給圧補正量算出手段の算出結果は、ディーゼル機関の運転状態が定常時のみ使用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１はディーゼル機関のＥＧＲ及び過給圧を制御する制御装置のブロック図である。
実施例１に係るディーゼル機関は、図２に示す様に、各気筒１のシリンダヘッドにそれぞれインジェクタ２が取り付けられ、図示しないコモンレールより供給される高圧燃料がインジェクタ２より筒内の燃焼室１ａに噴射される。なお、インジェクタ２の噴射時期及び噴射量は、ディーゼル機関の回転数及び負荷（アクセル開度）等に基づき、電子制御装置（ＥＣＵ３と呼ぶ）により制御される。
【００２７】
このディーゼル機関は、排ガスの一部を吸気通路４へ還流させるＥＧＲ装置と、可変容量型のターボ過給機とを備えている。
ＥＧＲ装置は、排気通路５と吸気通路４とを連通するＥＧＲ通路６と、このＥＧＲ通路６に設けられるＥＧＲバルブ７とを有し、このＥＧＲバルブ７の開度（ＥＧＲ開度と呼ぶ）に応じて、吸気通路４へ還流する排ガス量（排気還流量）を調整することができる。なお、ＥＧＲ通路６の途中には、例えば、冷却水との熱交換によってＥＧＲガスを冷却する水冷式の冷却装置８が設けられている。
【００２８】
ターボ過給機は、ＥＧＲ通路６の入口より下流側の排気通路５に設けられる排気タービン９と、ＥＧＲ通路６の出口より上流側の吸気通路４に設けられるコンプレッサ１０とで構成され、ディーゼル機関の筒内より排出される排ガスのエネルギを受けて排気タービン９が回転すると、その排気タービン９と同軸に連結されたコンプレッサ１０が回転して吸入空気を加圧する。
このターボ過給機は、排気タービン９のスクロール入口に可変ノズル（図示せず）を有し、この可変ノズルの開度（ＶＮＴ開度と呼ぶ）に応じて過給圧特性を変更できる。
【００２９】
なお、吸気通路４には、コンプレッサ１０より上流側にエアフロメータ１１が設けられ、このエアフロメータ１１で計測される吸入空気量（新気量）がアナログ信号としてＥＣＵ３に出力される。また、コンプレッサ１０より下流側には、ＥＣＵ３により制御されるディーゼルスロットル１２が設けられ、更に、ディーゼルスロットル１２の下流側には、吸気圧（過給圧）を検出してＥＣＵ３に出力する過給圧センサ１３が取り付けられている。
【００３０】
ＥＣＵ３は、図１に示す様に、ＥＧＲバルブ７を駆動してＥＧＲを制御するＥＧＲ制御部１４と、可変ノズルを駆動して過給圧を制御するＶＮＴ制御部１５と、ＥＧＲ制御と過給圧制御との干渉を防止するための統合制御部１６とを有している。
ＥＧＲ制御部１４は、ディーゼル機関の運転条件（機関回転数、噴射量、新気量、ＶＮＴ開度等）に基づく最適なＦ／ＢゲインでＥＧＲバルブ７をコントロールするＥＧＲコントローラＣ１を有している。
【００３１】
ＶＮＴ制御部１５は、ディーゼル機関の運転条件（機関回転数、噴射量、過給圧、ＥＧＲ開度等）に基づく最適なＦ／Ｂゲインで可変ノズルをコントロールするＶＮＴコントローラＣ４を有している。
なお、ＥＧＲコントローラＣ１及びＶＮＴコントローラＣ４の一般的な設計手法は、図３に示す通りである。
【００３２】
統合制御部１６は、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響をＥＧＲ補正量として算出するＥＧＲ干渉量コントローラＣ２と、ＥＧＲバルブ７の開度変化が過給圧に与える影響を過給圧補正量として算出する過給圧干渉量コントローラＣ３とで構成される。
上記のＥＧＲ干渉量コントローラＣ２及び過給圧干渉量コントローラＣ３は、図４及び下記の［数１］、［数２］に示される設計手法により導かれる。
【００３３】
【数１】
2005233033.tif 000003
【００３４】
【数２】
2005233033.tif 000004
【００３５】
ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２の演算結果は、エアフロメータ１１で計測される新気量を補正して、ＥＧＲコントローラＣ１に与えられる。
ＥＧＲコントローラＣ１は、ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２の出力（演算結果）により補正されたＥＧＲ制御量（新気量あるいは空気過剰率λ等）と、目標とするＥＧＲ制御量との偏差に応じてＥＧＲバルブ７をフィードバック制御する。
過給圧干渉量コントローラＣ３の演算結果は、過給圧センサ１３で検出される過給圧を補正して、ＶＮＴコントローラＣ４に与えられる。
ＶＮＴコントローラＣ４は、過給圧干渉量コントローラＣ３の出力（演算結果）により補正された過給圧と目標過給圧との偏差に応じて可変ノズルをフィードバック制御する。  
【００３６】
なお、ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２及び過給圧干渉量コントローラＣ３の出力（演算結果）は、ディーゼル機関の定常運転時に限定して使用される。
例えば、車両の加速時には、ＥＧＲバルブ７が全閉に制御されると共に、ターボ過給機の可変ノズルが過給側（閉側）に制御される。ここで、可変ノズルの開度変化に応じて発生するＥＧＲの変化を見込んでＥＧＲバルブ７をフィードバック制御していると、可変ノズルの閉弁動作により生じる新気量の減少を見込んでＥＧＲバルブ７をＦ／Ｂ制御することになるため、ＥＧＲの応答が遅くなる。同様に、ＥＧＲバルブ７の開度変化に応じて発生する過給圧の変化を見込んで可変ノズルをフィードバック制御していると、ＥＧＲバルブ７の閉弁動作により生じる過給圧の上昇を見込んで可変ノズルをＦ／Ｂ制御することになるため、過給圧の応答が遅くなる。
【００３７】
従って、ディーゼル機関の過渡時には、ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２及び過給圧干渉量コントローラＣ３の出力（演算結果）を用いない方が、ＥＧＲ及び過給圧の応答性が良くなるので、ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２及び過給圧干渉量コントローラＣ３の出力は、ディーゼル機関の運転状態が定常時のみ使用する。
定常の判定方法としては、ＥＧＲよりも応答速度の遅い過給圧が、目標過給圧±αの範囲内にあれば定常、範囲外にあれば過渡とする（αは例えば５ｋＰａ）。
【００３８】
（実施例１の効果）
上記の実施例１によれば、ＥＧＲ干渉量コントローラＣ２の出力を用いてＥＧＲバルブ７の操作量を演算することにより、可変ノズルの開度変化がＥＧＲに与える影響を見込んでＥＧＲ開度を制御できる。同様に、過給圧干渉量コントローラＣ３の出力を用いて可変ノズルの操作量を演算することにより、ＥＧＲバルブ７の開度変化が過給圧に与える影響を見込んでＶＮＴ開度を制御できる。この結果、ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避することができ、ＥＧＲコントローラＣ１及びＶＮＴコントローラＣ４を、それぞれ最適なＦ／Ｂゲインで適合することができ、ＥＧＲ（例えば新気量）及び過給圧をそれぞれ目標通りに制御することが可能となる。
【００３９】
また、実施例１では、図４に示したプラントＰ２及びプラントＰ３を「無駄時間＋１次遅れ」で近似表現しているので、複雑な物理モデルを用いることなく、可変ノズルの開度変化に応じて発生するＥＧＲの変化、及び、ＥＧＲバルブ７の開度変化に応じて発生する過給圧の変化を簡単に推定できる。
【００４０】
更に、実施例１では、ＥＧＲ制御領域及び過給圧制御領域に、それぞれフィードバック禁止領域を設定しなくても、ＥＧＲ制御と過給圧制御との相互干渉を回避できるので、ＥＧＲバルブ７を駆動するアクチュエータ及び可変ノズルを駆動するアクチュエータの動作性能を最大限に引き出すようなフィードバック適合を行うことができる。その結果、スモークの悪化やＮＯｘのバラツキを防止でき、且つ、エンジン出力（例えば加速性能）を十分に引き出すことが可能である。
【００４１】
なお、実施例１では、ＥＧＲコントローラＣ１、ＶＮＴコントローラＣ４が、共にＰＩ制御でオープン項を持たない場合について説明したが、例えば、Ｄ項を持つ場合には、Ｄ項を加えて上記と同様に干渉量コントローラＣ２、Ｃ３を導くことができる。
実施例１では、オープン項を持つ場合であっても、干渉量コントローラＣ２、Ｃ３の演算結果を過給圧と目標過給圧の差がある程度小さくなってからしか反映しない様に構成されており、このような状況においては、オープン項によるＥＧＲバルブ７及びＶＮＴ位置の変化は小さくなるため、上記の様に、オープン項を勘案せずに、Ｐ項、Ｉ項に基づき、干渉量コントローラＣ２、Ｃ３を設計しても、狙い通りにＥＧＲ（例えば新気量）と過給圧との干渉を抑制する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＥＧＲ及び過給圧を制御するＥＣＵのブロック図である。
【図２】ディーゼル機関の空気系統を示す模式図である。
【図３】ＥＧＲコントローラ及びＶＮＴコントローラの設計手法を示す図である。
【図４】干渉量コントローラの設計方法に係わるブロック図である。
【図５】（ａ）ＶＮＴ位置変化に対するＥＧＲの時間的変化を表すモデル図、（ｂ）ＥＧＲ開度変化に対する過給圧の時間的変化を表すモデル図である。
【図６】ターボ過給機のオープン制御による問題点を開示する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  気筒（ディーゼル機関）
３  ＥＣＵ（制御装置）
４  吸気通路
５  排気通路
７  ＥＧＲバルブ
９  排気タービン（ターボ過給機）
１０  コンプレッサ（ターボ過給機）
１４  ＥＧＲ制御部（ＥＧＲ制御手段）
１５  ＶＮＴ制御部（過給圧制御手段）
１６  統合制御部（ＥＧＲ補正量算出手段、過給圧補正量算出手段）
【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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