(57)【要約】【課題】過給圧の極端な変化などを適切に抑制して、高圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流から低圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流へ切り替える。【解決手段】内燃機関の制御装置は、高圧ターボチャージャ及び低圧ターボチャージャと、高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置とを有するシステムに対して制御を行う。具体的には、制御手段は、高圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流から低圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流への切り替え時に、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御することで、吸気系に還流された全ＥＧＲガス量に対して低圧ＥＧＲ装置によって還流されたＥＧＲガス量が占める比率を増加させる速度の制御を行う。これにより、当該切り替え時に発生し得る過給圧の極端な変化などを適切に抑制することが可能となる。【選択図】図２
2009209887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路にコンプレッサが配置され、排気通路にタービンが配置された高圧ターボチャージャと、前記高圧ターボチャージャのコンプレッサの上流側の吸気通路にコンプレッサが配置され、前記高圧ターボチャージャのタービンの下流側の排気通路にコンプレッサが配置された低圧ターボチャージャと、前記高圧ターボチャージャのタービンより上流側の排気通路から前記高圧ターボチャージャのコンプレッサより下流側の吸気通路へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲ装置と、前記低圧ターボチャージのタービンより下流側の排気通路から前記低圧ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記高圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流から前記低圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流への切り替え時に、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御することで、吸気系に還流された全ＥＧＲガス量に対して前記低圧ＥＧＲ装置によって還流されたＥＧＲガス量が占める比率を増加させる速度の制御を行う制御手段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】
前記制御手段は、前記切り替え時において前記フィードバック制御を行う際に、前記高圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガス流量を調整するバルブに対して用いるフィードバックゲインを、前記高圧ＥＧＲ装置のみを用いたＥＧＲガスの還流を行う際に前記バルブに対して用いるフィードバックゲインよりも大きくする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記高圧ターボチャージャの使用域において、前記比率を増加させる速度の制御を行う請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記高圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガスの流量を調整するバルブ、及び前記低圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガスの流量を調整するバルブのうちの少なくともいずれかを制御することで、前記比率を増加させる速度の制御を行う請求項１乃至３のいずれか一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、多段ターボチャージャと高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置とを有するシステムに対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、互いに容量が異なる高圧ターボチャージャと低圧ターボチャージャとを直列に配置したシステム（多段過給システム）が知られている。例えば、特許文献１には、多段過給システムにおいて、高圧ターボチャージャと低圧ターボチャージャとの性能差によってフィードバック領域を切り替える技術が提案されている。この技術では、ＥＧＲ率を考慮したフィードバック制御を行うことで、広い運転領域に亘った吸入効率の向上を図っている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、排気通路から排気ガスの一部を吸気通路へ戻すＥＧＲ装置（排気再循環装置）が知られている。例えば、ターボチャージャのタービンより上流側の排気通路からコンプレッサより下流側の吸気通路へ排気ガスを還流させるＥＧＲ装置（以下、「高圧ＥＧＲ装置」と呼ぶ。）、及びターボチャージのタービンより下流側の排気通路からコンプレッサより上流側の吸気通路へ排気ガスを還流させるＥＧＲ装置（以下、「低圧ＥＧＲ装置」と呼ぶ。）を用いた技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような多段ターボチャージャと高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置とを有するシステムにおいて、高圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流から低圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流へ切り替えた場合、以下のような不具合が発生することが考えられる。当該切り替えを高圧ターボチャージャの使用域において行った場合、タービンへの流入ガス量が急に増加することが考えられる。これにより、ターボチャージャがチョークし、過給圧が大きく変化して、ドライバビリティやＥＧＲ制御性が悪化することが考えられる。なお、上記した特許文献１には、このような不具合に対処する方法などについて記載されていない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、過給圧の極端な変化などを適切に抑制して、高圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流から低圧ＥＧＲ装置を用いた排気ガスの還流へ切り替えることが可能な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】
【０００７】
本発明の１つの観点では、吸気通路にコンプレッサが配置され、排気通路にタービンが配置された高圧ターボチャージャと、前記高圧ターボチャージャのコンプレッサの上流側の吸気通路にコンプレッサが配置され、前記高圧ターボチャージャのタービンの下流側の排気通路にコンプレッサが配置された低圧ターボチャージャと、前記高圧ターボチャージャのタービンより上流側の排気通路から前記高圧ターボチャージャのコンプレッサより下流側の吸気通路へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲ装置と、前記低圧ターボチャージのタービンより下流側の排気通路から前記低圧ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、を有する内燃機関の制御装置は、前記高圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流から前記低圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流への切り替え時に、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御することで、吸気系に還流された全ＥＧＲガス量に対して前記低圧ＥＧＲ装置によって還流されたＥＧＲガス量が占める比率を増加させる速度の制御を行う制御手段を備える。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置は、高圧ターボチャージャ及び低圧ターボチャージャと、高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置とを有するシステムに対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、制御手段は、高圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流から低圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流への切り替え時に、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御することで、吸気系に還流された全ＥＧＲガス量に対して低圧ＥＧＲ装置によって還流されたＥＧＲガス量が占める比率を増加させる速度の制御を行う。これにより、当該切り替え時に発生し得る過給圧の極端な変化などを適切に抑制することが可能となる。よって、ドライバビリティやＥＧＲ制御性の悪化を抑制する可能となる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記切り替え時において前記フィードバック制御を行う際に、前記高圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガス流量を調整するバルブに対して用いるフィードバックゲインを、前記高圧ＥＧＲ装置のみを用いたＥＧＲガスの還流を行う際に前記バルブに対して用いるフィードバックゲインよりも大きくする。これにより、当該切り替え時に、高圧ＥＧＲ装置におけるバルブの応答速度を上げることができる。よって、過給圧に基づいてバルブを適切に制御することができ、過給圧の極端な変化などを効果的に抑制して切り替えを行うことが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記制御手段は、前記高圧ターボチャージャの使用域において、前記比率を増加させる速度の制御を行う。
【００１１】
また、好適な実施例では、前記制御手段は、前記高圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガスの流量を調整するバルブ、及び前記低圧ＥＧＲ装置によって還流させるＥＧＲガスの流量を調整するバルブのうちの少なくともいずれかを制御することで、前記比率を増加させる速度の制御を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両１００の構成を示す概略図である。図１では、実線矢印がガスの流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００１４】
車両１００は、主に、スロットルバルブ１ａ、１ｂと、吸気通路２と、高圧ターボチャージャ３と、低圧ターボチャージャ４と、インタークーラ５と、吸気マニホールド６と、内燃機関７と、排気マニホールド８と、排気通路９と、バイパス通路１２と、バイパス弁１３と、排気浄化触媒１４と、過給圧センサ１９と、高圧ＥＧＲ装置２０と、低圧ＥＧＲ装置２１と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１５】
吸気通路２には、上流側から順に、吸気量を調整するスロットルバルブ１ａ、吸気を過給する低圧ターボチャージャ４のコンプレッサ４ａ、吸気を過給する高圧ターボチャージャ３のコンプレッサ３ａ、吸気を冷却するインタークーラ５、吸気量を調整するスロットルバルブ１ａが設けられており、吸気通路２は吸気マニホールド６に接続されている。吸気マニホールド６には、過給圧を検出可能に構成された過給圧センサ１９が設けられている。過給圧センサ１９は、検出した過給圧に対応する検出信号Ｓ１９をＥＣＵ５０に供給する。なお、過給圧センサ１９を設ける位置は、図１に示した位置に限定はされない。
【００１６】
車両１００は、高圧ターボチャージャ３及び低圧ターボチャージャ４を用いることで、多段過給方式（２段過給方式）にて過給を行っている。高圧ターボチャージャ３は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成されており、低圧ターボチャージャ４は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。具体的には、高圧ターボチャージャ３は、吸気通路２にコンプレッサ３ａが配置され、排気通路９にタービン３ｂが配置されている。また、低圧ターボチャージャ４は、高圧ターボチャージャ３のコンプレッサ３ａの上流側の吸気通路２にコンプレッサ４ａが配置され、高圧ターボチャージャ３のタービン３ｂの下流側の排気通路９にコンプレッサ４ｂが配置されている。このように高圧ターボチャージャ３及び低圧ターボチャージャ４を配置することで、高圧ターボチャージャ３にて過給された吸気を低圧ターボチャージャ４によって更に過給することができる。なお、基本的には、低中速域では、主に高圧ターボチャージャ３により過給が行われ、中高速域では、主に低圧ターボチャージャ４により過給が行われる。
【００１７】
内燃機関７は、吸気マニホールド６を介して吸気通路２より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する。内燃機関７は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。内燃機関７は、燃焼により発生した排気ガスを、排気マニホールド８を介して排気通路９へ排出する。
【００１８】
排気通路９には、上流側から順に、高圧ターボチャージャ３のタービン３ｂ、低圧ターボチャージャ４のタービン４ｂ、排気ガスを浄化可能に構成された排気浄化触媒１４が設けられている。排気浄化触媒１４は、例えばＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）などによって構成される。なお、排気浄化触媒１４の下流側の排気通路９上に、更に触媒を設けても良い。
【００１９】
また、排気通路９には、高圧ターボチャージャ３のタービン３ｂをバイパスさせて排気ガスを流すことが可能に構成されたバイパス通路１２が設けられている。具体的には、バイパス通路１２は、高圧ターボチャージャ３のタービン３ｂの上流側と、タービン３ｂの下流側とを連結している。また、バイパス通路１２には、バイパス通路１２を流れる排気ガスの流量を調整可能なバイパス弁１３が設けられている。
【００２０】
更に、車両１００は、高圧ターボチャージャ３のタービン３ｂより上流側の排気通路９から高圧ターボチャージャ３のコンプレッサ３ａより下流側の吸気通路２へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲ装置２０と、低圧ターボチャージ４のタービン４ｂより下流側の排気通路９から低圧ターボチャージャ４のコンプレッサ４ａより上流側の吸気通路２へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置２１とが設けられている。高圧ＥＧＲ装置２０は、排気通路９のタービン３ｂの上流位置と吸気通路２のコンプレッサ３ａの下流位置とを接続する高圧ＥＧＲ通路１０と、高圧ＥＧＲ通路１０を通過するＥＧＲガスの流量を調整可能な高圧ＥＧＲバルブ１１と、を有する。なお、高圧ＥＧＲ通路１０上に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを設けても良い。一方、低圧ＥＧＲ装置２１は、排気通路９のタービン４ｂ及び排気浄化触媒１４の下流位置と吸気通路２のコンプレッサ４ａの上流位置とを接続する低圧ＥＧＲ通路１５と、低圧ＥＧＲ通路１５を通過するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１６と、低圧ＥＧＲ通路１５を通過するＥＧＲガスの流量を調整可能な低圧ＥＧＲバルブ１７と、を有する。
【００２１】
高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７は、それぞれＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１１、Ｓ１７によって、開度などが制御される。具体的には、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７を制御することによって、吸気系に排気ガスを還流させる制御（ＥＧＲ制御）を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲ装置２０のみを用いてＥＧＲガスを還流させるモード（以下、「高圧ＥＧＲモード」と呼ぶ。）や、低圧ＥＧＲ装置２１のみを用いてＥＧＲガスを還流させるモード（以下、「低圧ＥＧＲモード」と呼ぶ。）や、高圧ＥＧＲ装置２０及び低圧ＥＧＲ装置２１の両方を用いてＥＧＲガスを還流させるモードなどの切り替えを行う。例えば、軽負荷時には高圧ＥＧＲモードに設定され、高負荷時には低圧ＥＧＲモードに設定される。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ５０は、車両１００内に設けられた各種センサから検出信号などを取得し、車両１００内の構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段として機能する。なお、ＥＣＵ５０が行う制御の詳細は後述する。
【００２３】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態においてＥＣＵ５０が行う制御について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、過給圧の極端な変化などを適切に抑制しつつ、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへ切り替わるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、当該切り替え時に、過給圧の変化速度（変化幅）が所定値以下となるようにフィードバック制御することで、吸気系に還流された全ＥＧＲガス量に対して低圧ＥＧＲ装置２１によって還流されたＥＧＲガス量が占める比率（以下、「低圧ＥＧＲ比率」と呼ぶ。）を増加させる速度の制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１及び／又は低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を調整することによって、このような制御を実行する。
【００２４】
このような制御を行う理由は以下の通りである。高圧ＥＧＲモードでは、ＥＧＲガスが高圧ＥＧＲ通路１０へ流れるため、タービン３ｂ、４ｂへの流入ガス量（以下、単に「タービン流入ガス量」と呼ぶ。）は新気量分のみとなる。これに対して、低圧ＥＧＲモードでは、ＥＧＲガスがタービン３ｂ、４ｂへも流れるため、タービン流入ガス量は新気量とＥＧＲガス量とを加えたガス量となる。そのため、特に高圧ターボチャージャ３の使用域において高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへ切り替えた場合、高圧ターボチャージャ３がチョークする（つまり過給圧が大きく変化する）ことが考えられる。これは、当該切り替え時にタービン流入ガス量が大幅に増加したこと、及び高圧ターボチャージャ３が大排気流量に対して余裕が無いことに起因すると考えられる。このように過給圧が大きく変化した場合には、ドライバビリティが悪化することが考えられる。
【００２５】
更に、高圧ターボチャージャ３はタービン容量が比較的小さいため、つまりタービン通過面積が比較的小さいため、上記のように高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に排気流量が増加した場合には、排圧が上昇する傾向にあると言える。高圧ＥＧＲ装置２０によって還流されるＥＧＲガス量は吸気圧と排圧との差圧及び高圧ＥＧＲバルブ１１の開度で決まるため、このように排圧が上昇した場合には、高圧ＥＧＲ装置２０によるＥＧＲガス量が増加することが考えられる。そのため、ＥＧＲ制御性が悪化することが考えられる。
【００２６】
したがって、第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、このような不具合の発生を適切に防止するために、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時において、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御しながら低圧ＥＧＲ比率を増加させる速度（以下、「低圧ＥＧＲ比率増加速度」と呼ぶ。）を制御する。これにより、過給圧の極端な変化などを適切に抑制して、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへ切り替えることが可能となる。
【００２７】
図２は、第１実施形態に係る制御を行った場合の結果の一例を示す。図２には、比較のために、比較例に係る制御を行った場合の結果も示している。具体的には、図２（ａ）は、横軸に時間を示し、縦軸に低圧ＥＧＲ比率及び負荷を示しており、図２（ｂ）は、横軸に時間を示し、縦軸に過給圧及び負荷を示している。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、実線Ａ１１、Ａ１２は第１実施形態に係る制御を行った場合の結果を示し、破線Ａ２１、Ａ２２は比較例に係る制御を行った場合の結果を示している。前述したように、第１実施形態に係る制御は、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバックしながら低圧ＥＧＲ比率増加速度を制御することで、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを行うものである。これに対して、比較例に係る制御は、過給圧の変化速度などを考慮せずに、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを行うものである。なお、時刻ｔ１１で、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えが開始されたものとする。例えば、内燃機関７の負荷が軽負荷から高負荷へ変化したことに起因して、当該切り替えが開始される。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る制御を行った場合の過給圧の時間変化Δｐｉｍ１は、比較例に係る制御を行った場合の過給圧の時間変化Δｐｉｍ２よりも小さいことがわかる。つまり、第１実施形態に係る制御を行った場合には、比較例に係る制御を行った場合と比較して過給圧の変化速度が緩やかであると言える。詳しくは、第１実施形態における時間変化Δｐｉｍ１は、過給圧の変化速度が所定値以下となるように過給圧をフィードバックした結果によるものであり、比較例における時間変化Δｐｉｍ２は、当該フィードバックを行わなかった結果によるものである。
【００２９】
このような第１実施形態に係る制御を行った場合には、図２（ｂ）中の破線領域Ｂ１、Ｂ２に示すように、比較例に係る制御と比較して過給圧の変化が小さいことがわかる。また、図２（ａ）に示すように、第１実施形態に係る制御を行った場合には、比較例に係る制御と比較して低圧ＥＧＲ比率が緩やかに変化していることがわかる。
【００３０】
図３は、第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。また、当該処理は、内燃機関７の負荷が軽負荷から高負荷へ変化した際（例えば加速指示が出された場合）などに実行される。
【００３１】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを開始する。具体的には、ＥＣＵ５０は、低圧ＥＧＲ比率が増加するように、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、予め設定された速度（初期速度）にて低圧ＥＧＲ比率が増加するように、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を調整する。基本的には、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１が最終的に閉となるように開度を調整すると共に、低圧ＥＧＲバルブ１７が最終的に開となるように開度を調整することで、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを行う。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。なお、ＥＣＵ５０は、低圧ＥＧＲ比率を監視しながら、低圧ＥＧＲ比率を増加させる制御を行うことができる。この場合、ＥＣＵ５０は、センサなどから低圧ＥＧＲ比率を直接取得したり、空燃比や吸気温や吸気圧から低圧ＥＧＲ比率を算出したりする。
【００３２】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、過給圧の変化速度が所定値を超えているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、過給圧センサ１９より取得された過給圧（検出信号Ｓ１９に対応）に基づいて当該判定を行う。このような判定は、過給圧の変化速度が所定値以下となるように過給圧をフィードバックするために行っている。なお、判定に用いる所定値は、例えば、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時において、ドライバビリティやＥＧＲ制御性の悪化がほとんど生じないような過給圧の変化速度に設定される。
【００３３】
過給圧の変化速度が所定値を超えている場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、現在の低圧ＥＧＲ比率増加速度を減少させる。具体的には、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を調整することによって、過給圧の変化速度が所定値以下となるように低圧ＥＧＲ比率増加速度を減少させる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。これに対して、過給圧の変化速度が所定値以下である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、現在の低圧ＥＧＲ比率増加速度を維持する。
【００３４】
以上の第１実施形態によれば、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に発生し得る過給圧の極端な変化などを、適切に抑制することが可能となる。よって、当該切り替え時において、ドライバビリティやＥＧＲ制御性の悪化を効果的に抑制する可能となる。
【００３５】
なお、上記では、高圧ターボチャージャ３の使用域か否かに関わらずに、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバックしながら低圧ＥＧＲ比率増加速度を制御する例を示したが（図３参照）、高圧ターボチャージャ３の使用域である場合にのみ、当該制御を行うようにしても良い。
【００３６】
また、上記では、過給圧を過給圧センサ１９によって検出する例を示したが、この代わりに、過給圧を推定しても良い。つまり、車両１００の運転状態などに基づいて過給圧を推定しても良い。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態においてＥＣＵ５０が行う制御について説明する。第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様に、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバック制御しながら低圧ＥＧＲ比率増加速度を制御する。しかしながら、第２実施形態では、ＥＣＵ５０は、当該切り替え時におけるフィードバック制御時に高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを、高圧ＥＧＲモードの設定時において高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインよりも大きくする。具体的には、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時において高圧ＥＧＲバルブ１１の応答性が向上するように、高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを大きな値に設定する。
【００３８】
このような制御を行う理由は以下の通りである。高圧ターボチャージャ３はタービン容量が比較的小さいため、つまりタービン通過面積が比較的小さいため、前述したように高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時において排気流量が増加した場合には、排圧が上昇する傾向にあると言える。高圧ＥＧＲ装置２０によって還流されるＥＧＲガス量は吸気圧と排圧との差圧及び高圧ＥＧＲバルブ１１の開度で決まるため、このように排圧が上昇した場合には、高圧ＥＧＲバルブ１１の開度に対するＥＧＲガス量の感度が高くなるものと考えられる。したがって、この場合には、高圧ＥＧＲバルブ１１の制御性が悪化すると言える。
【００３９】
ここで、図４を参照して、タービン流量（タービン流入ガス量）と排圧との関係について、具体的に説明する。図４は、タービン流量（横軸）と排圧（縦軸）との関係の一例を示した図である。図４では、実線Ｃ１は高圧ターボチャージャ３のグラフを示し、破線Ｃ２は低圧ターボチャージャ４のグラフを示している。なお、これらのグラフは、高圧ＥＧＲバルブ１１を同一の開度に維持した状態で得られた結果の一例を示している。
【００４０】
図４の矢印Ｄで示すように、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへ切り替えた場合、高圧ターボチャージャ３における排圧が大きく上昇することがわかる。そのため、高圧ＥＧＲバルブ１１が同一の開度に設定されている場合には、高圧ＥＧＲ装置２０によって還流されるＥＧＲガス量が増加することが考えられる。よって、この場合には、ＥＧＲ制御性が悪化すると言える。
【００４１】
以上より、第２実施形態では、このような制御性の悪化を抑制するために、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に、高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを排圧に応じて補正する。具体的には、ＥＣＵ５０は、当該切り替え時において高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを、高圧ＥＧＲモードの設定時に用いるフィードバックゲインよりも大きな値に補正する。これにより、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に、高圧ＥＧＲバルブ１１の応答速度を上げることができる。
【００４２】
図５は、第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。また、当該処理は、内燃機関７の負荷が軽負荷から高負荷へ変化した際（例えば加速指示が出された場合）などに実行される。
【００４３】
まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを開始する。具体的には、ＥＣＵ５０は、低圧ＥＧＲ比率が増加するように、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、予め設定された速度（初期速度）にて低圧ＥＧＲ比率が増加するように、高圧ＥＧＲバルブ１１及び低圧ＥＧＲバルブ１７の開度を調整する。基本的には、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１が最終的に閉となるように開度を調整すると共に、低圧ＥＧＲバルブ１７が最終的に開となるように開度を調整することで、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替えを行う。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０２に進む。なお、ＥＣＵ５０は、低圧ＥＧＲ比率を監視しながら、低圧ＥＧＲ比率を増加させる制御を行うことができる。この場合、ＥＣＵ５０は、センサなどから低圧ＥＧＲ比率を直接取得したり、空燃比や吸気温や吸気圧から低圧ＥＧＲ比率を算出したりする。
【００４４】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ５０は、高圧ターボチャージャ３の使用域であるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、内燃機関７の負荷に基づいて当該判定を行う。高圧ターボチャージャ３の使用域である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進む。これに対して、高圧ターボチャージャ３の使用域でない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを補正しない。
【００４５】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ５０は、高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを補正する。具体的には、ＥＣＵ５０は、切り替え時において高圧ＥＧＲバルブ１１に対して用いるフィードバックゲインを、高圧ＥＧＲモードの設定時に用いるフィードバックゲインよりも大きくする。詳しくは、高圧ＥＧＲバルブ１１の応答速度が上昇するように、排圧に応じてフィードバックゲインを大きな値に補正する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。この後、ＥＣＵ５０は、前述したように、過給圧の変化速度が所定値以下となるようにフィードバックしながら低圧ＥＧＲ比率増加速度を制御する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図３に示したステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理と同様の処理を行う。
【００４６】
以上の第２実施形態によれば、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時に、高圧ＥＧＲバルブ１１の応答速度を上げることができる。よって、過給圧に基づいて高圧ＥＧＲバルブ１１を適切に制御することができ、過給圧の極端な変化などを効果的に抑制して当該切り替えを行うことが可能となる。
【００４７】
なお、上記では、高圧ターボチャージャ３の使用域である場合にのみ、高圧ＥＧＲバルブ１１のフィードバックゲインを補正する例を示したが（図５参照）、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時には、高圧ターボチャージャ３の使用域か否かに関わらず、高圧ＥＧＲバルブ１１のフィードバックゲインを補正するようにしても良い。
【００４８】
［変形例］
本発明は、高圧ターボチャージャ３及び低圧ターボチャージャ４の２つのターボチャージャを有するシステム（つまり多段過給システム）への適用に限定はされない。本発明は、レスポンスが良好な小容量の低速型のターボチャージャを１つのみ有するシステムに対しても、同様に適用することができる。このようなシステムにおいても、高圧ＥＧＲモードから低圧ＥＧＲモードへの切り替え時において過給圧の急変が生じる場合があるため、前述したような本発明に係る制御を行うことでこのような不具合を解消することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図２】第１実施形態に係る制御を行った場合の結果の一例を示す。
【図３】第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【図４】タービン流量と排圧との関係の一例を示す。
【図５】第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
２  吸気通路
３  高圧ターボチャージャ
４  低圧ターボチャージャ
７  内燃機関
９  排気通路
１１  高圧ＥＧＲバルブ
１７  低圧ＥＧＲバルブ
１９  過給圧センサ
２０  高圧ＥＧＲ装置
２１  低圧ＥＧＲ装置
５０  ＥＣＵ
１００  車両
【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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