(57)【要約】【課題】この発明は、加速運転時に排気圧のオーバーシュートを抑制しつつ、過給圧を速やかに上昇させることを目的とする。【解決手段】エンジン１０は、排気バルブ３０の位相を可変に設定するＶＶＴ３２と、可変容量型の過給機３４とを備える。ＥＣＵ６０は、加速運転が開始されたときに、排気圧が加速運転前の状態から閾値まで上昇するのに要した加速所要時間ｔを計測する。そして、加速所要時間ｔが短いほど、排気バルブ３０の開弁時期を遅らせる。これにより、排気圧のオーバーシュートが抑制されるので、ＥＣＵ６０は、加速運転時に過給機３４のノズル開度を減少させ、過給圧を速やかに上昇させる。従って、排気圧の上昇を適度に抑制しつつ、過給効率を高め、加速性能を向上させることができる。【選択図】図４
2012041852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気バルブの少なくとも開弁時期を可変に設定する可変動弁機構と、
排気圧を受けるタービン、前記タービンより駆動されて吸入空気を過給するコンプレッサ及び前記タービンに付設された可変ノズルを有し、前記可変ノズルの開度が大きいほど前記タービンの開口面積が増加する可変容量型の過給機と、
加速運転が開始されたときに、排気圧が加速運転前の状態から所定の閾値まで上昇するのに要した時間を加速所要時間として計測する加速所要時間計測手段と、
加速運転が行われるときに、前記可変動弁機構により前記排気バルブの開弁時期を遅らせる手段であって、前記開弁時期を定常運転時よりも遅らせる量である遅角補正量を、前記加速所要時間が短いほど増加させる排気遅角補正手段と、
前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正するときに、前記過給機の可変ノズルの開度を前記開弁時期の非補正時と比較して減少させるノズル開度制御手段と、
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】
前記ノズル開度制御手段は、排気圧が所定の基準値以上となった場合に、前記可変ノズルの開度を増加させる構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
ポンプ損失が許容限度以下に抑制される範囲で前記排気バルブの開弁時期を最も遅らせる遅角補正量である最遅角補正量を、内燃機関の運転状態に基いて算出する最遅角補正量算出手段と、
前記排気遅角補正手段により設定される開弁時期が前記最遅角補正量に対応する開弁時期よりも早くなるように、前記遅角補正量を制限する遅角制限手段と、
を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気遅角補正手段により前記排気バルブの開弁時期を補正した後に、排気圧が定常運転時の排気圧よりも高い場合に、補正後の排気圧と定常運転時の排気圧との差分が大きいほど、前記遅角補正量を増加させる補正後排気圧制御手段を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正する前の排気圧と、前記開弁時期を補正した後の排気圧とをそれぞれ取得する排気圧取得手段と、
前記補正前の排気圧と前記補正後の排気圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習する学習手段と、
を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正する前と、前記開弁時期を補正した後のそれぞれにおいて、前記開弁時期での筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記補正前の筒内圧と前記補正後の筒内圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習する学習手段と、
を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の機関回転数と燃料噴射量とに基いて前記閾値を設定する閾値設定手段を備えてなる請求項１乃至６のうち何れか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、過給機付きのディーゼルエンジン等に好適に用いられ、特に、可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００８−２１５３２７号公報）に開示されているように、過給機と可変動弁機構とを備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、過給機の作動時に、吸気バルブの開弁時期を進角させると共に閉弁時期を遅角させ、かつ、排気バルブの開弁時期を進角させる構成としている。これにより、従来技術では、過給機の作動時に排気圧を上昇させ、過給応答性を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１５３２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５１０４号公報
【特許文献３】特開２００７−１９２１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、過給応答性を高めるために、バルブタイミングを制御し、排気圧を上昇させる構成としている。しかしながら、過給機の作動時には、まず、排気圧が上昇してから、これに追従して過給圧が上昇するので、過給圧の上昇には応答遅れが伴う。このため、従来技術では、加速運転時に過給圧を目標圧力まで速やかに上昇させようとすると、これに先立って排気圧を定常運転時の圧力以上に大きく上昇（オーバーシュート）させる必要がある。このオーバーシュートを回避しようとすると、場合によっては過給圧の応答性や上昇速度が制限されるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、加速運転時に排気圧のオーバーシュートを抑制しつつ、過給圧を速やかに上昇させることが可能な内燃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】
【０００６】
第１の発明は、排気バルブの少なくとも開弁時期を可変に設定する可変動弁機構と、
排気圧を受けるタービン、前記タービンより駆動されて吸入空気を過給するコンプレッサ及び前記タービンに付設された可変ノズルを有し、前記可変ノズルの開度が大きいほど前記タービンの開口面積が増加する可変容量型の過給機と、
加速運転が開始されたときに、排気圧が加速運転前の状態から所定の閾値まで上昇するのに要した時間を加速所要時間として計測する加速所要時間計測手段と、
加速運転が行われるときに、前記可変動弁機構により前記排気バルブの開弁時期を遅らせる手段であって、前記開弁時期を定常運転時よりも遅らせる量である遅角補正量を、前記加速所要時間が短いほど増加させる排気遅角補正手段と、
前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正するときに、前記過給機の可変ノズルの開度を前記開弁時期の非補正時と比較して減少させるノズル開度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明によると、前記ノズル開度制御手段は、排気圧が所定の基準値以上となった場合に、前記可変ノズルの開度を増加させる構成としている。
【０００８】
第３の発明は、ポンプ損失が許容限度以下に抑制される範囲で前記排気バルブの開弁時期を最も遅らせる遅角補正量である最遅角補正量を、内燃機関の運転状態に基いて算出する最遅角補正量算出手段と、
前記排気遅角補正手段により設定される開弁時期が前記最遅角補正量に対応する開弁時期よりも早くなるように、前記遅角補正量を制限する遅角制限手段と、を備える。
【０００９】
第４の発明は、前記排気遅角補正手段により前記排気バルブの開弁時期を補正した後に、排気圧が定常運転時の排気圧よりも高い場合に、補正後の排気圧と定常運転時の排気圧との差分が大きいほど、前記遅角補正量を増加させる補正後排気圧制御手段を備える。
【００１０】
第５の発明は、前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正する前の排気圧と、前記開弁時期を補正した後の排気圧とをそれぞれ取得する排気圧取得手段と、
前記補正前の排気圧と前記補正後の排気圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習する学習手段と、を備える。
【００１１】
第６の発明は、前記排気遅角補正手段により前記開弁時期を補正する前と、前記開弁時期を補正した後のそれぞれにおいて、前記開弁時期での筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記補正前の筒内圧と前記補正後の筒内圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習する学習手段と、を備える。
【００１２】
第７の発明は、内燃機関の機関回転数と燃料噴射量とに基いて前記閾値を設定する閾値設定手段を備える。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、排気遅角補正手段は、加速運転が行われるときに、加速所要時間が短いほど、即ち、排気圧の上昇速度が大きいほど、排気バルブの閉弁時期（ＥＶＯ）の遅角補正量を増加させることができる。これにより、特に急加速時に生じ易い排気圧のオーバーシュートを抑制することができる。また、このように排気圧の上昇を抑制することにより、ノズル開度制御手段は、過給機の可変ノズルを従来技術よりも閉じ側に駆動し、過給圧を速やかに上昇させることができる。従って、加速運転時には、排気圧のオーバーシュートを抑制しつつ、過給効率を高め、加速性能を向上させることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、ノズル開度制御手段は、排気圧がある程度のレベルまで上昇した後に、可変ノズルを開いて過給圧の上昇を適度に抑制し、過給圧のオーバーシュート（オーバー過給）を防止することができる。従って、オーバー過給に対処するために燃料噴射量や過給量を減少させる制御が不要となり、加速運転中の減速感や飛び出し感を防止することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、最遅角補正量算出手段は、ポンプ損失が許容限度以下に抑制される最遅角補正量を算出し、遅角制限手段は、この最遅角補正量により遅角補正量を制限することができる。従って、排気遅角補正手段によりＥＶＯが過度に遅角されるのを防止することができ、ＥＶＯの遅角効果を発揮しつつ、運転性を確保することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、補正後排気圧制御手段は、排気遅角補正手段によりＥＶＯを補正した後の排気圧が定常状態から高圧側に乖離しているほど、ＥＶＯを遅角して排気圧を低下させることができる。これにより、排気圧を速やかに定常状態に収束させることができる。
【００１７】
第５の発明によれば、学習手段は、排気遅角補正手段によりＥＶＯを補正する前の排気圧と、補正後の排気圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習することができる。これにより、内燃機関の個体差や経時変化を吸収し、加速所要時間に基いて算出される遅角補正量を最適化することができる。従って、排気遅角補正手段により排気圧を正確に制御することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、学習手段は、排気遅角補正手段によるＥＶＯ補正前の筒内圧と補正後の筒内圧との圧力差を算出し、当該圧力差と前記遅角補正量との関係を学習することができる。これにより、内燃機関の個体差や経時変化を吸収し、第５の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
第７の発明によれば、閾値設定手段は、内燃機関の機関回転数と燃料噴射量とに基いて閾値を算出することにより、閾値の大きさを定常運転時の排気圧に対して適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】加速所要時間ｔに基いて遅角補正量ＥＶＯhを決定するためのマップデータである。
【図３】ＥＶＯ補正後の排気圧と定常排気圧との差圧に基いて遅角補正量ＥＶＯhを決定するためのマップデータである。
【図４】本発明の実施の形態１により実現されるエンジンの制御状態を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１及び２において、学習制御の内容を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図５を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２はクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各気筒から排気ガスを排出する排気通路２０とを備えている。吸気通路１８には、アクセル開度等に基いて吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２と、吸入空気を冷却するインタークーラ２４とが設けられている。また、各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、吸気通路１８を筒内に対して開，閉する吸気バルブ２８と、排気通路２０を筒内に対して開，閉する排気バルブ３０とが設けられている。
【００２２】
また、エンジン１０は、排気バルブ３０の位相（少なくとも開弁時期）を可変に設定するＶＶＴ（Variable Valve Timing system）３２を備えている。ＶＶＴ３２は、例えば特開２０００−８７７６９号公報に開示されているような公知の構成を有し、本実施の形態の可変動弁機構を構成している。簡単に説明すると、まず、排気バルブ３０の動弁系統は、排気カムが設けられたカムシャフトと、このカムシャフトに設けられたタイミングプーリとを備えている。エンジンの運転中には、クランク軸１６の回転がタイミングチェーンを介してタイミングプーリに伝達され、タイミングプーリによりカムシャフト（排気カム）が回転駆動される。これにより、排気カムの作用力がロッカーアームを介して排気バルブ３０に伝達され、排気バルブ３０が所定のタイミングで開閉するようになっている。この動弁系統において、ＶＶＴ３２は、カムシャフトとタイミングプーリとを相対回転させるアクチュエータを備えており、両者の相対回転角に応じて排気バルブ３０の位相を変化させるように構成されている。
【００２３】
また、エンジン１０は、排気圧を利用して吸入空気を過給する可変容量型の過給機３４を備えている。過給機３４は、公知の構成を有するもので、排気通路２０に設けられたタービン３６と、吸気通路１８に設けられたコンプレッサ３８と、タービン３６に付設された可変ノズル４０と、可変ノズル４０の開度（ノズル開度）を変化させるアクチュエータ４２とを備えている。過給機３４の作動時には、タービン３６が排気圧を受けてコンプレッサ３８を駆動し、コンプレッサ３８が吸入空気を過給する。また、過給機３４は、可変ノズル４０を開いてノズル開度を増加させると、タービン３６の開口面積が増加し、可変ノズル４０を閉じ側に駆動してノズル開度を減少させると、タービン３６の開口面積が減少するように構成されている。これにより、ノズル開度を減少させた場合には、排気圧が上昇して過給効率が向上し、ノズル開度を増加させた場合には、排気圧が低下する。
【００２４】
さらに、本実施の形態のシステムは、車両やエンジンの制御に必要なセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、センサ系統は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力するクランク角センサ４４と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ４６と、筒内の圧力を検出する筒内圧センサ４８と、吸入空気の圧力（過給圧）を検出する吸気圧センサ５０と、排気圧を検出する排気圧センサ５２と、エンジンのアクセル操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５４とを含んでいる。
【００２５】
また、センサ系統には、上記センサ４４〜５４に加えて、例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等が含まれており、これらのセンサは、ＥＣＵ６０の入力側に接続されている。ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルバルブ２２、燃料噴射弁２６、ＶＶＴ３２、過給機３４のアクチュエータ４２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００２６】
そして、ＥＣＵ６０は、エンジンの運転情報をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４４の出力に基いてエンジン回転数（機関回転数）及びクランク角を検出し、エアフローセンサ４６により検出した吸入空気量と、前記エンジン回転数とに基いて燃料噴射量を算出する。また、クランク角に基いて燃料噴射時期を決定し、燃料噴射弁２６を駆動する。さらに、ＥＣＵ６０は、エンジンの運転状態に応じてＶＶＴ３２を駆動し、排気バルブ３０のバルブタイミング制御を行うと共に、過給機３４のアクチュエータ４２を駆動し、過給圧及び排気圧の制御を実行する。
【００２７】
[実施の形態１の特徴]
過給機付きのエンジンでは、加速運転が行われるときに、まず、排気圧が上昇し、これによりタービン３６の回転数（ターボ回転数）が増加してから、過給圧が上昇する。このため、従来技術では、過給圧を目標圧力まで速やかに上昇させようとすると、その応答遅れを考慮して排気圧を定常運転時の圧力以上に大きく上昇させる必要が生じ、排気圧のオーバーシュートが生じ易い。このオーバーシュートを回避しようとすると、過給圧の応答性や上昇速度が制限されることになり、加速感が悪化する。また、排気圧が大きく上昇した場合には、過給圧にもオーバーシュート（オーバー過給）が生じる。このため、従来技術では、オーバー過給の発生時に、吸気系等の信頼性を確保するために燃料噴射量や過給量を減少させる制御を行うことがある。しかし、燃料噴射量を減少させた場合には、加速運転中に減速感が生じ易い。また、過給量を減少させた場合には、最初に排気圧が低下してからターボ回転数、過給圧が順次低下するので、排気圧のみが低下するタイミングでポンプ損失が一時的に減少してトルクが相対的に増加し、アクセル操作に関係のない加速感（飛び出し感）が生じ易い。
【００２８】
このため、本実施の形態では、加速運転が行われるときに、ＥＶＯ遅角補正制御により排気圧の上昇速度に応じて排気バルブ３０の閉弁時期（ＥＶＯ）を遅らせ、排気圧のオーバーシュートを抑制する。また、ＥＶＯ遅角補正制御と並行して、ノズル開度制御により過給機３４のノズル開度を減少させ、加速性能を向上させるようにしている。以下、ＥＶＯ遅角補正制御とノズル開度制御について説明する。
【００２９】
（ＥＶＯ遅角補正制御）
この制御は、加速運転時に排気圧の上昇速度が大きいほど、ＥＶＯを定常運転時の開弁時期に対して大きく遅らせる（遅角させる）ものである。排気圧の上昇速度は、排気圧が加速運転前の状態から所定の閾値まで上昇するのに要した時間（以下、加速所要時間ｔと称す）により計測される。なお、閾値の設定については後述する。一般に、ＥＶＯを遅角させると、その分だけＥＶＯが爆発上死点から離れるので、筒内から排気通路へのブローダウンが減少し、排気圧の上昇が抑制される。
【００３０】
このため、ＥＶＯ遅角補正制御では、図２に示すように、加速所要時間ｔが短いほど、即ち、排気圧の上昇速度が大きいほど、ＥＶＯを定常運転時の開弁時期に対して遅角させる量（以下、遅角補正量ＥＶＯhと称す）を増加させ、この遅角補正量ＥＶＯhに応じて排気圧の上昇を抑制する。ここで、図２は、加速所要時間ｔに基いて遅角補正量ＥＶＯhを決定するためのマップデータであり、ＥＣＵ６０に予め記憶されている。ＥＶＯ遅角補正制御によれば、排気圧の上昇速度が大きい場合には、ＥＶＯを遅角側に大きく補正し、特に急加速時に生じ易い排気圧のオーバーシュートを抑制することができる。また、排気圧の上昇速度が比較的小さい場合には、遅角補正量ＥＶＯhを減少させ、排気圧が必要以上に抑制されるのを回避することができる。従って、排気圧の上昇速度に応じてＥＶＯを適切に制御し、排気圧をオーバーシュートしない範囲で速やかに上昇させることができる。
【００３１】
なお、上述した閾値は、定常運転時の排気圧（以下、定常排気圧と称す）を基準として、ＥＣＵ６０により設定される。定常運転時とは、加速運転が開始直後の過渡状態から定常状態に移行した時点である。本実施の形態では、閾値を、例えば定常排気圧の９０％程度の値に設定している。また、定常排気圧は、加速運転が開始されたときのエンジン回転数と燃料噴射量とに基いて算出される。定常排気圧は、エンジン回転数が高いほど、また、燃料噴射量が多いほど高くなる特性を有し、ＥＣＵ６０には、エンジン回転数と燃料噴射量とに基いて定常排気圧を算出するためのマップデータが予め記憶されている。従って、エンジンの運転状態に応じて適切な閾値を設定することができる。
【００３２】
一方、ＥＶＯを遅角し過ぎると、ポンプ損失が増大してトルクが低下し、運転性が悪化する。このため、ＥＶＯ遅角補正制御では、ポンプ損失が許容限度以下に抑制される範囲でＥＶＯを最も遅らせる遅角補正量である最遅角補正量ＥＶＯhmaxを算出する。そして、ＥＶＯを実際に補正する前に、補正後のＥＶＯが最遅角補正量ＥＶＯhmaxに対応する開弁時期よりも早くなるように、遅角補正量ＥＶＯhを制限する。ポンプ損失が許容限度以下となる範囲で最も遅い開弁時期は、エンジンの運転状態（例えばエンジン回転数、吸入空気量等）に応じて変化するので、ＥＣＵ６０には、エンジン回転数、吸入空気量、現在のＥＶＯ等に基いて最遅角補正量ＥＶＯhmaxを算出するためのマップデータが予め記憶されている。このデータは、実機での計測等により容易に求めることができる。
【００３３】
ＥＣＵ６０は、上記マップデータに基いて最遅角補正量ＥＶＯhmaxを算出し、この最遅角補正量ＥＶＯhmaxと、加速所要時間ｔに基いて算出した遅角補正量ＥＶＯhのうち小さい方を最終的な遅角補正量として用いる。なお、本実施の形態において、ＥＶＯの値は、遅角方向を正方向として定義され、遅らせるほど大きくなるように設定されている。また、ポンプ損失が許容限度以下となるＥＶＯの範囲は、ポンプ損失により生じるトルクの低下が実用上無視できる程度に小さくなる範囲として定義される。上記制御によれば、ＥＶＯ遅角補正制御によりＥＶＯが過度に遅角されるのを防止し、同制御の効果を発揮しつつ、運転性を確保することができる。
【００３４】
さらに、ＥＶＯ遅角補正制御の実行後には、排気圧を速やかに定常排気圧に収束させるために、補正後ＥＶＯ制御を実行する。具体的に述べると、補正後ＥＶＯ制御では、ＥＶＯを補正した後の排気圧（補正後排気圧）が定常排気圧よりも高い場合に、補正後排気圧と定常排気圧との差圧が大きいほど、遅角補正量ＥＶＯhを増加させる。この処理は、図３のマップデータを用いて実行される。図３は、ＥＶＯ補正後の排気圧と定常排気圧との差圧に基いて遅角補正量ＥＶＯhを決定するためのマップデータである。補正後ＥＶＯ制御によれば、ＥＶＯ遅角補正制御の実行後には、補正後排気圧が定常排気圧から高圧側に乖離しているほど、ＥＶＯを遅角して排気圧を低下させることができ、排気圧を速やかに定常状態に収束させることができる。
【００３５】
（ノズル開度制御）
この制御は、ＥＶＯ遅角補正制御によりＥＶＯを補正するときに、過給機３４のノズル開度をＥＶＯの非補正時（従来技術）と比較して減少させるものである。従来技術では、加速運転時に可変ノズルを早めに開くことで、オーバーシュートし易い排気圧を設計上の上限基準値（クライテリア）以下に抑制する必要があり、その結果として過給圧の上昇速度や車両の加速性能が制限される。これに対し、本実施の形態では、ＥＶＯ遅角補正制御により排気圧のオーバーシュートを抑制するので、ノズル開度制御では、可変ノズル４０を従来技術よりも閉じ側で駆動することができる。これにより、過給圧を速やかに上昇させることができ、過給効率を高め、加速性能を向上させることができる。
【００３６】
また、ノズル開度制御では、排気圧が所定の基準値（例えば、前述の閾値）未満の場合に、上述のようにノズル開度を減少状態に保持する。そして、排気圧が基準値以上となった場合には、可変ノズル４０を開き側に駆動し、排気圧が基準値未満の場合と比較してノズル開度を増加させる。ここで、基準値は、過給圧の応答遅れ等を考慮して、オーバー過給の抑制動作を開始するのに適した圧力値に設定される。なお、基準値としては、必ずしも前記閾値を用いる必要はない。この制御によれば、排気圧がある程度のレベルまで上昇した後には、可変ノズル４０を開いて過給圧の上昇を適度に抑制し、オーバー過給を防止することができる。従って、オーバー過給に対処するために燃料噴射量や過給量を減少させる制御が不要となり、加速運転中の減速感や飛び出し感を防止することができる。
【００３７】
（遅角補正量の学習制御）
さらに、本実施の形態では、ＥＶＯの補正量（遅角補正量ＥＶＯh）に対する排気圧の変化量を学習する構成としている。この学習制御では、ＥＶＯ遅角補正制御によりＥＶＯを補正する前の排気圧（補正前排気圧）と、補正後排気圧との圧力差である排気圧力差ΔＰを算出し、この排気圧力差ΔＰと遅角補正量ＥＶＯhとの関係を学習する（後述の図６参照）。そして、学習制御の結果は、加速所要時間ｔに基いて遅角補正量ＥＶＯhを決定する図２のマップデータに反映される。この反映方法の一例を挙げると、任意の加速所要時間ｔ1において遅角補正量ＥＶＯh1を算出し、この算出値に基いてＥＶＯを補正したにも拘らず、排気圧力差ΔＰが目標値よりも小さかった場合には、同一の加速所要時間ｔ1に対して遅角補正量ＥＶＯh1が増加するように前記マップデータの特性を変更する。上記学習制御によれば、エンジンの個体差や経時変化を吸収し、加速所要時間ｔに基いて算出される遅角補正量ＥＶＯhを最適化することができる。従って、ＥＶＯ遅角補正制御により排気圧を正確に制御することができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、上記各制御を実行した場合の作用効果について説明する。図４は、本発明の実施の形態１により実現されるエンジンの制御状態を示すタイミングチャートである。この図では、本実施の形態による特性線を実線で示し、従来技術の特性線を点線で示している。まず、図４中の時点（ａ）において、加速運転が開始されると、排気圧が上昇し始め、ＥＶＯ遅角補正制御により加速所要時間ｔの計測が開始される。また、ＥＣＵ６０により過給圧制御が実行され、この制御により設定される目標過給圧（二点鎖線で図示）が徐々に高くなる。このとき、過給機３４のノズル開度は、排気圧が閾値に到達する時点（ｂ）よりも前に、ノズル開度制御によって従来技術よりも減少した状態に保持され、ＥＶＯ遅角補正制御を行う前提で過給効率が高く設定される。
【００３９】
次に、時点（ｂ）において、排気圧が閾値に到達すると、ＥＶＯ遅角補正制御によるＥＶＯの補正が開始され、加速所要時間ｔに基いてＥＶＯが遅角される。これにより、排気圧は、上限基準値以下の範囲内でオーバーシュートすることなく上昇する。このとき、過給機のノズル開度は、ノズル開度制御により小さく設定されているので、排気圧の上昇速度は、従来技術と比較して速くなる。この結果、過給圧も速やかに上昇するが、これに伴ってノズル開度制御によりノズル開度が徐々に増加されるので、過給圧は、オーバーシュートすることなく、従来技術よりも早い時点で（ｃ）で目標過給圧に到達する。また、時点（ｃ）から加速が終了する時点（ｄ）までの間には、ノズル開度が大きい状態に保持され、過給圧が抑制される。
【００４０】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図５を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図５に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、アクセル開度等に基いて加速運転が開始されたか否かを判定する。
【００４１】
加速運転が開始された場合に、ステップ１０２では、前述したように、エンジン回転数と燃料噴射量とに基いて定常排気圧Ｐsを算出し、ステップ１０４では、定常排気圧Ｐsに基いて排気圧の閾値を算出する。また、ステップ１０６では、排気圧センサ５２により検出した現在の排気圧Ｐ1を読込み、ステップ１０８では、排気圧Ｐ1が閾値未満であるか否かを判定する。この判定が成立した場合には、まだ、排気圧Ｐ1が閾値に達していないので、ＥＣＵ６０に内蔵された時間計測用のカウンタを用いて、加速所要時間ｔの計測を開始（続行）する。また、ステップ１１２では、前述したノズル開度制御を実行し、過給機３４のノズル開度を減少側に設定する。次に、ステップ１１４では、加速運転が継続中であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ１０２に戻る。また、ステップ１１４の判定が不成立の場合には、ステップ１１６において、時間計測用のカウンタをクリアして終了する。
【００４２】
一方、ステップ１０８の判定が成立した場合には、排気圧Ｐ1が閾値以上となり、加速所要時間ｔが確定したので、ステップ１１８に移行する。ステップ１１８では、前述のように、ノズル開度制御によりノズル開度を徐々に増加させる。次に、ステップ１２０では、加速所要時間ｔに基いて図２のマップデータを参照し、遅角補正量ＥＶＯhを算出し、ステップ１２２では、前述のように最遅角補正量ＥＶＯhmaxを算出する。次に、ステップ１２４では、遅角補正量ＥＶＯhが最遅角補正量ＥＶＯhmax未満であるか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ１２６においてＶＶＴ３２を駆動し、遅角補正量ＥＶＯhによりＥＶＯを補正する。また、ステップ１２４の判定が不成立の場合には、ステップ１２８において、最遅角補正量ＥＶＯhmaxによりＥＶＯを補正する。
【００４３】
次に、ステップ１３０では、ＥＶＯを補正した後の排気圧Ｐ2を読込む。そして、ステップ１３２では、補正前後の排気圧力差ΔＰ（＝Ｐ2−Ｐ1）を算出し、この排気圧力差ΔＰと、ＥＶＯの補正に使用した実際の遅角補正量（ＥＶＯhまたはＥＶＯhmax）との関係を学習する。そして、学習結果に基いて図２のマップデータを更新する。
【００４４】
次に、ステップ１３４では、補正後排気圧Ｐ2が定常排気圧Ｐsよりも高いか否かを判定し、この判定が不成立の場合には、ステップ１１６に移行して制御を終了する。また、ステップ１３４の判定が成立した場合には、ステップ１３６において、補正後排気圧Ｐ2と定常排気圧Ｐsとの差圧（Ｐ2−Ｐs）を算出する。そして、ステップ１３８では、前述した補正後ＥＶＯ制御を実行し、差圧（Ｐ2−Ｐs）に基いてＥＶＯを補正する。さらに、ステップ１４０では、補正後排気圧Ｐ2を再び読込み、ステップ１３４に戻る。これにより、ステップ１３４〜１４０による補正後ＥＶＯ制御は、補正後排気圧Ｐ2が定常排気圧Ｐs以下となるまで繰返し実行される。
【００４５】
なお、前記実施の形態１では、図５中に示すステップ１１０が請求項１における加速所要時間計測手段の具体例を示し、ステップ１２０が排気遅角補正手段の具体例を示し、ステップ１１２，１１８が請求項１，２におけるノズル開度制御手段の具体例を示している。また、ステップ１２２は、請求項３における最遅角補正量算出手段を示し、ステップ１２４〜１２８は、遅角制限手段の具体例を示している。さらに、ステップ１３４〜１４０は、請求項４における補正後排気圧制御手段の具体例、ステップ１０６，１３０は、請求項５における排気圧取得手段の具体例、ステップ１３２は、学習手段具体例、ステップ１０４は、請求項７における閾値設定手段の具体例をそれぞれ示している。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１〜図３）において、排気圧力差に代えて筒内圧力差により学習制御を行うことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４７】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態では、ＥＶＯ遅角補正制御によりＥＶＯを補正する前と、ＥＶＯを補正した後のそれぞれにおいて、筒内圧センサ４８によりＥＶＯでの筒内圧を検出する。そして、補正前のＥＶＯにおける筒内圧と、補正後のＥＶＯにおける筒内圧との圧力差である筒内圧力差ΔＰcを算出する。そして、学習制御では、図６に示すように、筒内圧力差ΔＰcと遅角補正量ＥＶＯhとの関係を学習する。
【００４８】
図６は、学習制御の内容を説明するための説明図である。この図に示すように、遅角補正量ＥＶＯhと筒内圧力差ΔＰc（または排気圧力差ΔＰ）との間には、エンジンの設計時等に所定の中央特性（基準特性）が設定されている。この中央特性は、遅角補正量ＥＶＯhの大きさに対する筒内圧（排気圧）の変化量を与えるものであり、前述した図２のマップデータは、設計時の中央特性が維持されることを前提として設定されている。しかし、エンジンの個体差（ハードばらつき）や経時劣化の影響が大きい場合には、中央特性のずれが生じることがある。このため、学習制御では、筒内圧力差ΔＰc（排気圧力差ΔＰ）と遅角補正量ＥＶＯhとの関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を学習し、遅角補正量ＥＶＯhを更新する構成としている。なお、前述した実施の形態１における学習制御の内容は、排気圧力差ΔＰを用いる点を除いて、実施の形態２とほぼ同様である。
【００４９】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図７は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図７に示すルーチンでは、まず、ステップ２００〜２２０において、実施の形態１（図５）のステップ１００〜１２０と同様の処理を実行し、ステップ２２２では、筒内圧センサ４８により検出した補正前ＥＶＯでの筒内圧を読込む。また、ステップ２２４〜２３２では、図５中のステップ１２２〜１３０と同様の処理を実行する。次に、ステップ２３４では、補正後ＥＶＯでの筒内圧を読込む。そして、ステップ２３６では、補正前後の筒内圧力差ΔＰcを算出し、この筒内圧力差ΔＰcと遅角補正量ＥＶＯhとの関係を学習すると共に、学習結果を図２のマップデータに反映させる。また、ステップ２３８〜２４４では、図５中のステップ１３４〜１４０と同様の処理を実行する。
【００５０】
上述したように、実施の形態２によれば、排気圧力差ΔＰに代えて筒内圧力差ΔＰcにより学習制御を行うことができ、これにより実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。なお、前記実施の形態２では、図７中のステップ２０６，２３２が請求項６における排気圧取得手段の具体例を示し、ステップ２２２，２３４が筒内圧取得手段の具体例を示し、ステップ２３６が請求項６における学習手段の具体例を示している。また、図７中における他の手段の具体例については、図５中に示すものと同様である。
【００５１】
また、実施の形態１，２では、排気圧や筒内圧をセンサ４８，５２により検出する構成とした。しかし、本発明では、これらのセンサを用いずに、エンジンの運転情報（エンジン回転数、吸入空気量、クランク角、点火時期、バルブタイミング等）に基いて排気圧や筒内圧を推定的に取得する構成としてもよい。
【００５２】
また、本発明は、過給機付きのディーゼルエンジンに限定されるものではなく、ガソリンエンジンにも適用し得るものである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  クランク軸
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  スロットルバルブ
２４  インタークーラ
２６  燃料噴射弁
２８  吸気バルブ
３０  排気バルブ
３２  ＶＶＴ（可変動弁機構）
３４  過給機
３６  タービン
３８  コンプレッサ
４０  可変ノズル
４２  アクチュエータ
４４  クランク角センサ
４６  エアフローセンサ
４８  筒内圧センサ
５０  吸気圧センサ
５２  排気圧センサ
５４  アクセル開度センサ
６０  ＥＣＵ
【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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