(57)【要約】【課題】ターボ過給機の作動個数を切替えた直後における、吸気中酸素濃度の目標に対する過渡的な変動を抑制可能な内燃機関の制御技術を提供する。【解決手段】内燃機関１０は、運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機６０と、運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機７０と、気筒からの排出ガスの一部を、第１ターボ過給機６０のタービン６４より下流側の排気通路から取り入れて、ＥＧＲガスとして第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２より上流側の吸気通路に導くことが可能なＥＧＲ装置９０とを備えている。ＥＣＵ１００は、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間が経過するまでは、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機６０の作動開始直前に比べて増大させることを禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機と、
内燃機関の運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機と、
気筒からの排出ガスの一部を、第１ターボ過給機のタービンより下流側の排気通路から取り入れて、ＥＧＲガスとして第１ターボ過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路に導くことが可能なＥＧＲ装置と、
を備えた内燃機関に用いられ、
第２ターボ過給機の作動／非作動状態と、ＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率に基づいて、気筒内に吸入される新気の流量である吸入新気量と、ＥＧＲ装置により吸気通路に導かれるＥＧＲガスの流量であるＥＧＲガス量のうち少なくとも一方を制御可能な内燃機関の制御装置であって、
第２ターボ過給機の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間が経過するまでは、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機の作動開始直前に比べて増大させることを禁止する
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、
第１ターボ過給機のみの作動に対応して設けられ、内燃機関の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が設定された第１目標ＥＧＲ率マップと、第１ターボ過給機と第２ターボ過給機との双方の作動に対応して設けられ、内燃機関の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が第１目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率に比べて高い値に設定された第２目標ＥＧＲ率マップと、を記憶する記憶手段と、
第１目標ＥＧＲ率マップと第２目標ＥＧＲ率マップとのうちいずれか一方に基づいて目標ＥＧＲ率を決定する目標ＥＧＲ率決定手段と、
を備え、
目標ＥＧＲ率決定手段は、
第２ターボ過給機の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間経過後に、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えて、目標ＥＧＲ率を増大させ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、複数のターボ過給機と、気筒からの排出ガスの一部をターボ過給機のタービンより下流側の排気通路から取り入れてＥＧＲガスとしてコンプレッサより上流側の吸気通路に導くことが可能なＥＧＲ装置とを備えた内燃機関の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機付き内燃機関においては、運転状態に応じてターボ過給機の作動個数を切替え可能に構成されたもの、いわゆる並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンが知られている。並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンは、通常、低負荷域では、１個のターボ過給機を作動させており、内燃機関の運転状態が所定の機関負荷に達するなど所定条件に達すると、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えることで、ターボラグの短縮及び出力性能の向上を図っている。なお、このような並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンには、例えば、下記の特許文献１，２に記載のものがある。
【０００３】
このようなターボ過給機付き内燃機関において、排出ガスの一部を、再び気筒内に流入させるＥＧＲ装置を適用する場合、ターボ過給機のタービンより下流側の排気通路から排出ガスを取り入れて、コンプレッサより上流側の吸気通路に流し込む、いわゆる低圧ループ（ＬＰＬ）式ＥＧＲ装置や、タービンより上流側の排気通路から排出ガスを取り入れて、コンプレッサの下流側に流し込む、いわゆる高圧ループ（ＨＰＬ）式ＥＧＲ装置を用いることが知られている。
【０００４】
低圧ループ式ＥＧＲ装置を用いた場合は、高圧ループ式ＥＧＲ装置を用いた場合に比べて、ＥＧＲガスの分だけタービン及びコンプレッサを流れるガス流量が増大するため、内燃機関の各運転状態においてタービン過給機を効率よく作動させることが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２５６１４７号公報
【特許文献２】特開平５−２８８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンに、低圧ループ式ＥＧＲ装置を適用した場合、高圧ループ式ＥＧＲ装置を適用した場合に比べて、ＥＧＲ通路が長いものとなる、すなわちＥＧＲガスの還流経路が長いものとなる。このため、低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンにおいては、気筒から排出された排出ガスの一部が、ＥＧＲ装置により排気通路から吸気通路に導かれ、再び気筒に流入するまで要する時間（以下、還流遅れ時間と記す）が、高圧ループ式ＥＧＲ装置を適用したものに比べて長くなる。
【０００７】
また、並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンにおいては、ターボ過給機の作動個数を切替えた前後において、過給圧が大きく変化するため、気筒内の空燃比（Ａ／Ｆ）や、排出ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）や酸素（Ｏ２）の濃度も大きく異なる。つまり、ターボ過給機の作動個数が１個の場合と２個の場合では、気筒ＥＧＲガスの成分が大きく異なることとなる。
【０００８】
このような低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンは、車両の加速行う場合など、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた直後においては、排気通路やＥＧＲ通路には、ターボ過給機の作動個数が１個のとき排出ガスが残留しており、この排出ガスは、ＥＧＲガスとして所定の還流遅れ時間を以って再び気筒内に流入する。このため、ターボ過給機の作動個数を切替えた直後においては、切替前の成分のＥＧＲガスが、切替後の運転状態の気筒内に流入してしまう。
【０００９】
したがって、低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンにおいて、ターボ過給機の作動個数を切替えた直後においては、新気及びＥＧＲガスを含む気筒内に吸入されるガス（以下、単に「吸気」と記す）に含まれる酸素の濃度（以下、吸気中酸素濃度と記す）が、目標に対して過渡的に変動することがある。吸気中の酸素濃度が目標に対して過渡的に変動した場合、例えば、酸素濃度が目標値より過濃であると、気筒内においてＮＯｘの発生が急激に増大する虞があり、一方、酸素濃度が目標値より希薄であると、気筒内における燃焼が不安定となり失火が生じる虞がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ターボ過給機の作動個数を切替えた直後における、吸気中酸素濃度の目標に対する過渡的な変動を抑制可能な内燃機関の制御技術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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機と、内燃機関の運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機と、気筒からの排出ガスの一部を、第１ターボ過給機のタービンより下流側の排気通路から取り入れて、ＥＧＲガスとして第１ターボ過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路に導くことが可能なＥＧＲ装置と、を備えた内燃機関に用いられ、第２ターボ過給機の作動／非作動状態と、ＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率に基づいて、気筒内に吸入される新気の流量である吸入新気量と、ＥＧＲ装置により吸気通路に導かれるＥＧＲガスの流量であるＥＧＲガス量のうち少なくとも一方を制御可能な内燃機関の制御装置であって、第２ターボ過給機の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間が経過するまでは、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機の作動開始直前に比べて増大させることを禁止することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、第１ターボ過給機のみの作動に対応して設けられ、内燃機関の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が設定された第１目標ＥＧＲ率マップと、第１ターボ過給機と第２ターボ過給機との双方の作動に対応して設けられ、内燃機関の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が第１目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率に比べて高い値に設定された第２目標ＥＧＲ率マップとを記憶する記憶手段と、第１目標ＥＧＲ率マップと第２目標ＥＧＲ率マップとのうちいずれか一方に基づいて目標ＥＧＲ率を決定する目標ＥＧＲ率決定手段と、を備え、目標ＥＧＲ率決定手段は、第２ターボ過給機の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間経過後に、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えて、目標ＥＧＲ率を増大させるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２ターボ過給機の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間が経過するまでは、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機の作動開始直前に比べて増大させることを禁止するものとしたので、第２ターボ過給機の作動開始直後においては、それまでに比べてＥＧＲガス量が増大することを抑制することができ、第２ターボ過給機の作動開始以前に気筒から排出された過濃（リッチ）な排出ガスが、ＥＧＲガスとして還流遅れ時間を以って第２ターボ過給機の作動開始直後に気筒内に流入しても、吸気中の酸素濃度が過渡的に低下することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１５】
まず、本実施例に係る内燃機関の構成について、図１を用いて説明する。図１は、内燃機関の概略構成を示す模式図である。なお、図１においては本発明に関連する要部のみを模式的に示している。
【００１６】
本実施例に係る内燃機関は、圧縮されて高温となった燃焼室内の雰囲気に、燃料を供給することで、燃料を自然着火させる圧縮自着火式の内燃機関すなわちディーゼル機関である。加えて、内燃機関は、ターボ過給機を２つ備えたツインターボエンジンであり、内燃機関の運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機と、運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機とを備えた、いわゆる並列式シーケンシャル・ターボエンジンである。内燃機関は、原動機として自動車に搭載されるものであり、自動車には、主に内燃機関を制御する制御手段として、電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）が設けられている。
【００１７】
図１に示すように、内燃機関１０には、気筒から排出される排出ガスの運動エネルギにより吸入空気を圧縮するターボ過給機として、内燃機関の運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機６０と、運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機７０とを備えている。また、内燃機関１０には、気筒から排出された排出ガスの一部を排気通路から取り入れて吸気通路に流し出す、いわゆる排出ガス再循環装置９０（以下、ＥＧＲ装置と記す）が設けられている。内燃機関１０を制御するために、車両システム１には、内燃機関１０用のＥＣＵ１００が設けられている。
【００１８】
内燃機関１０には、内部に気筒が形成される機関本体系の部品として、図示しないシリンダブロック、ピストン、コンロッド、クランク軸、及びシリンダヘッド２０が設けられている。シリンダブロックには、シリンダボアが形成されており、ピストンは、シリンダボアの内壁面（以下、シリンダ壁と記す）にピストンリング（図示せず）が摺接しており、シリンダボア内を往復運動する。
【００１９】
シリンダブロックには、ピストンの頂面に対向して、シリンダボアを塞ぐようにシリンダヘッド２０が結合されて、機関本体を構成している。これらシリンダボア、ピストン、及びシリンダヘッド２０により囲まれた空間が「気筒」となる。なお、本実施例に係る内燃機関１０の気筒配列は、直列６気筒となっている。
【００２０】
クランク軸が回転すると、ピストンが往復運動し、気筒には、空気が吸入される。さらに、気筒には、図示しない燃料噴射装置により燃料が供給される。供給された燃料は、気筒内に高温の雰囲気に曝されて着火する。燃料の着火・燃焼により生じるピストンの往復運動は、コンロッドを介して回転運動に変換されてクランク軸から出力される。クランク軸の近傍には、クランク軸の回転角位置（以下、クランク角と記す）を検出するクランク角センサ（図示せず）が設けられており、検出したクランク角に係る信号をＥＣＵ１００に送出している。
【００２１】
シリンダヘッド２０には、シリンダボアの軸心を挟んで、一方の側には、後述する吸気通路からの吸入空気を気筒に導く吸気ポート２４が形成されており、他方の側には、気筒からの排出ガスを後述する排気通路に排出する排気ポート２６が形成されている。
【００２２】
シリンダヘッド２０には、吸気ポート２４及び排気ポート２６の気筒側の開口に対応して、図示しない吸気弁及び排気弁が設けられている。これら吸気弁及び排気弁は、図示しないカムシャフトからの機械的動力を受けて駆動される。吸気弁及び排気弁は、クランク角に応じて所定のタイミングで開閉可能に構成されている。
【００２３】
吸気弁が開弁すると、吸気ポート２４と気筒内が連通し、内燃機関１０は、後述する吸気通路の空気を、吸気ポート２４から気筒内に吸入することが可能となっている。また、排気弁が開弁すると、排気ポート２６と気筒内が連通し、内燃機関１０は、気筒内にある排出ガスを、排気ポート２６から後述する排気通路に排出することが可能となっている。
【００２４】
また、内燃機関１０には、外気から気筒に空気を導く吸気系の部品として、外気から新気を導入する外気ダクト３１と、吸入した新気から塵芥を除去するエアクリーナ３２と、新気の流量を計測するエアフロメータ（図示せず）と、第１ターボ過給機６０及び第２ターボ過給機７０により圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、新気の流量を調整するスロットル弁３６と、新気とＥＧＲガスを含んだ吸気を各気筒に分配する分配管である吸気マニホールド４０が設けられている。なお、以下の説明において、新気の流動方向の上流側を、単に「上流側」と記し、新気の流動方向の下流側を、単に「下流側」と記す。
【００２５】
吸気マニホールド４０は、その下流側がシリンダヘッド２０に接続されており、ブランチ通路４０ａが吸気ポート２４に連通している。ブランチ通路４０ａより上流側には、これに連通するサージ室４０ｃが形成されている。
【００２６】
一方、吸気マニホールド４０のサージ室４０ｃの上流側には、吸気管３７を介してインタークーラ３５が接続されている。インタークーラ３５は、熱交換器として構成されており、後述する第１ターボ過給機６０及び第２ターボ過給機７０にそれぞれ設けられたコンプレッサ６２，７２により圧縮されて高温となった吸気の熱を放散させて冷却する。
【００２７】
また、インタークーラ３５の上流側には、吸気管３４を介して後述する第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２が接続されている。さらに、コンプレッサ６２の上流側には、吸気管３３を介してエアクリーナ３２が接続されており、エアクリーナ３２の上流側には、外気ダクト３１が接続されている。
【００２８】
吸気管３３の途中には、スロットル弁３６が設けられている。スロットル弁３６は、気筒に吸入される新気の流量（以下、新気量と記す）を調整する。スロットル弁３６の開度は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００２９】
また、エアクリーナ３２のエレメントの下流側には、図示しないエアフロメータが設けられている。エアフロメータは、外気ダクト３１から導入された新気量を検出し、検出した新気量に係る信号を、ＥＣＵ１００に送出している。
【００３０】
外気ダクト３１から導入された新気は、エアクリーナ３２を通過し、エアフロメータで流量が検出されて、排気管３３においてスロットル弁３６で流量が調整される。第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２で圧縮されて、高温となった新気は、インタークーラ３５で冷却されて、吸気マニホールド４８で各気筒に分配される。
【００３１】
このようにして外気ダクト３１から気筒に至る新気の経路を、以下に「メイン吸気経路」と記す。内燃機関１０の作動時において、外気ダクト３１から導入された新気は、常時、このメイン吸気経路を通って、気筒に流入する。
【００３２】
また、内燃機関１０には、メイン吸気経路とは別に、吸気管３３の途中から分岐して設けられ、第２ターボ過給機７０のコンプレッサ７２に接続する吸気管７１と、吸気管３４の途中から分岐して設けられ、コンプレッサ７２に接続する吸気管７３とを有している。吸気管７１は、吸気管３３を流れる新気を分流してコンプレッサ７２に導く。吸気管７３は、コンプレッサ７２で圧縮された新気を、吸気管３４の途中で合流させる。
【００３３】
このように、吸気管３３から吸気管７１に分岐して流れ、第２ターボ過給機７０のコンプレッサ７２を経て、吸気管７３から吸気管３４に合流する経路を、以下に「サブ吸気経路」と記す。
【００３４】
加えて、吸気管７３の途中には、吸気管７３においてサブ吸気経路を通る流れを遮断可能な遮断弁である吸気切替弁７５が設けられている。吸気切替弁７５が開弁すると、吸気管３３を流れる新気の一部は、サブ吸気経路を流れ、第２ターボ過給機７０のコンプレッサ７２により圧縮されて、吸気管３４に合流することができる。一方、吸気切替弁７５が閉弁すると、サブ吸気経路には新気が流れることはなく、吸気管３３に流入した新気は、全て、第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２を経て、気筒に向けて流れる。吸気切替弁７５の開閉弁は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００３５】
なお、「吸気通路」とは、前述の吸気系の部品により形成され、外気ダクト３１から導入された新気が気筒に流入するまでに通過する流路を意味している。本実施例において、吸気通路には、吸気管３３，３４内の通路や、吸気管７１，７３内の通路、コンプレッサ６２，７２内の流路、および吸気マニホールド４０内のサージ室４０ｃやシリンダヘッド２０の吸気ポート２４が含まれている。
【００３６】
また、内燃機関１０には、気筒からの排出ガスを外気に排出する排気系の部品として、各気筒からの排出ガスを合流させる排気マニホールド５０と、排出ガス中の窒素酸化物、及び粒子状物質を処理する排気後処理装置５５とを有している。なお、以下の説明において、排出ガスの流動方向の上流側を、単に「上流側」と記し、流動方向の下流側を、単に「下流側」と記す。
【００３７】
排気マニホールド５０は、その上流側がシリンダヘッド２０に接続されており、ブランチ通路５０ａが排気ポート２６に連通している。ブランチ通路５０ａの下流側には、各気筒からの排出ガスが合流する合流部５０ｃが設けられている。
【００３８】
排気マニホールド５０の合流部５０ｃの下流側には、排気管５２を介して後述する第１ターボ過給機６０のタービン６４が接続されている。タービン６４の下流側には、排気管５４を介して、排気後処理装置５５が接続されている。
【００３９】
気筒から排出された排出ガスは、排気マニホールド５０で合流して、排気管５２を通って第１ターボ過給機６０のタービン６４に流入する。タービン６４にてタービンホイールを回転駆動した排出ガスは、排気管５４内を通って排気後処理装置５５に流入する。排出ガスは、排気後処理装置５５で有害成分が低減されて外気に放出される。
【００４０】
このようにして、気筒から排気後処理装置５５に至る排出ガスの経路を、以下の説明において「メイン排気経路」と記す。内燃機関１０の作動時において、気筒から排出された排出ガスは、常時、このメイン排気経路を通って、排気後処理装置５５に流入する。
【００４１】
また、内燃機関１０には、メイン排気経路とは別に、排気管５２の途中から分岐して設けられ、第２ターボ過給機７０のタービン７４に接続する排気管７６と、排気管５４の途中から分岐して設けられ、タービン７４に接続する排気管７８とを有している。排気管７６は、排気管５２を流れる排出ガスを分流してタービン７４に導く。吸気管７８は、タービン７４を回転駆動した排出ガスを、排気管５４の途中で合流させる。
【００４２】
このように、排気管５２から排気管７６に分岐して流れ、第２ターボ過給機７０のタービン７４を経て、排気管７８から排気管５４に合流する経路を、以下に「サブ排気経路」と記す。
【００４３】
加えて、排気管７８の途中には、排気管７８においてサブ排気経路を通る流れを遮断可能な遮断弁である排気切替弁７９が設けられている。排気切替弁７９が開弁すると、排気管５２を流れる排出ガスは、一部が、サブ排気経路を流れ、第２ターボ過給機７０のタービン６４を経て、排気管５４に合流することができる。一方、排気切替弁７９が閉弁すると、サブ排気経路には排出ガスが流れることはなく、排気管５２に流入した排出ガスは、全て、第１ターボ過給機６０のタービン６４に流れて、第１ターボ過給機６０のみを作動させることとなる。排気切替弁７９の開閉弁は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００４４】
なお、「排気通路」とは、気筒から排出された排出ガスが、外気に放出されるまでに通過する流路を意味している。本実施例において、排気通路には、排気管５２，５４内の通路や、後述する排気管７６，７８内の通路、タービン６４，７４内の流路、及び排気マニホールド５０内のブランチ通路５０ａや合流部５０ｃが含まれている。
【００４５】
以上に説明したように内燃機関１０には、メイン吸気経路上にコンプレッサ６２が設けられ、メイン排気経路上にタービン６４が設けられた第１ターボ過給機６０と、サブ吸気経路上にコンプレッサ７２が設けられ、サブ排気経路上にタービン７４が設けられた第２ターボ過給機７０とを有している。
【００４６】
第１ターボ過給機６０は、吸気管３３と吸気管３４との間に介在して設けられたコンプレッサ６２と、排気管５２と排気管５４との間に介在して設けられたタービン６４とを有している。コンプレッサ６２のハウジング内には、回転することで空気を圧縮するコンプレッサホイール（図に破線で示す）が収容されており、タービン６４のハウジング内には、排出ガスの流れにより回転駆動されるタービンホイール（図に破線で示す）が収容されている。コンプレッサホイールとタービンホイールは一体に結合されている。
【００４７】
第１ターボ過給機６０は、排気マニホールド５０からタービン６４内に流入する排出ガス流の運動エネルギによりタービンホイール及びコンプレッサホイールが回転駆動されて、コンプレッサ６２内にある空気を圧縮してインタークーラ３５に給送することができる。このメイン排気経路には、内燃機関１０の作動時において、常時、排出ガスが流れるため、第１ターボ過給機６０は、内燃機関１０の作動時においては、後述する機関負荷や機関回転速度などの運転状態に拘らず、常時作動することとなる。
【００４８】
第２ターボ過給機７０は、吸気管７１と吸気管７３との間に介在して設けられたコンプレッサ７２と、排気管７６と排気管７８との間に介在して設けられたタービン７４とを有している。第１ターボ過給機６０と同様に、コンプレッサ７２のコンプレッサホイール（図に破線で示す）とタービン７４のタービンホイールは、一体に結合されている。
【００４９】
第２ターボ過給機７０は、ＥＣＵ１００が排気切替弁７９を閉弁させているときは、気筒からの排出ガスは、タービン７４を流れることがなく、作動しない。なお、このとき、吸気制御弁７５を閉弁させておくことで、第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２により圧縮された吸気が、サブ吸気経路を逆流してしまうことを防止している。
【００５０】
第２ターボ過給機７０は、ＥＣＵ１００が排気切替弁７９を開弁させており、且つ吸気切替弁７５を開弁させているときは、気筒からサブ排気経路に流れる排出ガスにより、タービン７４のタービンホイール及びコンプレッサ７２のコンプレッサホイールが回転駆動されて作動する。このとき、第１ターボ過給機６０も作動している。内燃機関１０は、第１ターボ過給機６０及び第２ターボ過給機７０の双方を用いて、外気ダクトからの吸入した新気を圧縮して気筒に向けて圧送することができる。
【００５１】
また、内燃機関１０には、気筒から排出された排出ガスの一部を、排気通路から取り入れて吸気通路に流す、いわゆる排出ガス再循環装置９０（以下、ＥＧＲ装置と記す）が設けられている。ＥＧＲ装置９０は、吸気管３３と排気管５４を接続するＥＧＲ配管９２と、ＥＧＲ配管９２の途中に設けられ、ＥＧＲ配管９２内を流れる排出ガス（以下、ＥＧＲガスと記す）の流量を調整するＥＧＲガス流量調整手段としてのＥＧＲ弁９４とを有している。
【００５２】
ＥＧＲ配管９２は、排気通路のうち、第１ターボ過給機６０のタービン６４を通った排出ガスと、第２ターボ過給機７０のタービン７４を通った排出ガスが合流する部位５４ａ（以下、排気合流部と記す）よりも下流側に、排出ガスの一部、すなわちＥＧＲガスを取り入れる取入口９１が設けられている。一方、ＥＧＲ配管９２は、吸気通路のうち、エアクリーナ３２からの新気が、第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２に向かう新気と第２ターボ過給機７０のコンプレッサ７２に向かう新気に分流する部位３３ａ（以下、吸気分流部と記す）よりも下流側であり、且つ第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２の上流側に、ＥＧＲガスを流し出す流出口９８が設けられており、ここからＥＧＲガスを流し込む。
【００５３】
ＥＧＲ弁９４は、流量を調整可能な電磁弁等で構成されており、ＥＧＲ配管９２内を流れるＥＧＲガスの流量を調整することが可能となっている。ＥＧＲ弁９４の開度、すなわちＥＧＲ配管９２内を流れるＥＧＲガスの流量は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００５４】
以上のように構成された内燃機関１０において、ＥＣＵ１００は、クランク角センサからのクランク軸の回転角位置に係る信号と、エアフロメータからの吸入空気量（新気量）に係る信号とを検出している。また、ＥＣＵ１００は、自動車に設けられたアクセルペダルポジションセンサ１０２から、運転者のアクセル操作量に係る信号を検出している。
【００５５】
これら信号に基づいて、ＥＣＵ１００は、各種制御変数を算出している。制御変数には、クランク軸の回転角位置（以下、クランク角と記す）、クランク軸の回転速度（以下、機関回転速度と記す）、内燃機関１０がクランク軸から出力している機械的動力（以下、機関負荷と記す）、アクセル操作量、吸入空気量等がある。
【００５６】
ＥＣＵ１００は、これら制御変数から把握される内燃機関１０の運転状態に応じて、図示しない燃料噴射装置の燃料噴射量と、スロットル弁３６の開度と、ＥＧＲ弁９４の開度を決定し、それぞれ制御することが可能となっている。つまり、ＥＣＵ１００は、気筒内に吸入される新気の流量（以下、吸入新気量と記す）と、ＥＧＲ装置９０により排気通路から吸気通路に導かれるＥＧＲガスの流量（以下、単に「ＥＧＲガス量」と記す）を調整することが可能となっている。
【００５７】
また、ＥＣＵ１００は、内燃機関１０の運転状態、例えば、機関負荷や機関回転速度に応じて、吸気切替弁７５及び排気切替弁７９の開閉弁を決定し、これらを制御する。ＥＣＵ１００は、吸気切替弁７５を開弁すると共に排気切替弁７９を開弁することで、メイン吸気経路及びメイン排気経路に加えて、コンプレッサ７２を通るサブ吸気経路と、タービン７４を通るサブ排気経路を流通可能にすることで、第２ターボ過給機７０を作動させることができる。
【００５８】
このようにしてＥＣＵ１００は、第２ターボ過給機７０の作動／非作動とを切替可能となっており、内燃機関１０の運転状態が予め設定された低負荷領域にある場合には、第１ターボ過給機６０のみを作動させて、所定の機関負荷に達して、運転状態が予め設定された高負荷領域となると、第１ターボ過給機６０及び第２ターボ過給機７０の双方を作動させることが可能となっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、内燃機関１０が所定の機関負荷に達すると、第２ターボ過給機７０の作動を開始して、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えることが可能となっている。
【００５９】
このように構成された内燃機関１０において、機関回転速度が同一の条件において機関負荷を増大させ、所定の機関負荷に達した時点（図にＴ１で示す）において、第２ターボ過給機７０の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させた場合の各制御パラメータの変化を、図１〜図７を用いて説明する。
【００６０】
図２は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入ガス量の変化を示す図である。図３は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、予め設定された目標ＥＧＲ率を示す図である。図４は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入新気量の変化を示す図である。図５は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、ＥＧＲガス量の変化を示す図である。図６は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、空燃比の変化を示す図である。図７は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸気中酸素濃度の変化と目標値を示す図である。
【００６１】
なお、図２〜図７には、第１ターボ過給機６０のみが作動する運転状態から機関負荷を増大させて、所定の機関負荷に達した時に、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１の前後において、目標ＥＧＲ率を増大させない場合の制御パラメータの変化を一点鎖線Ｐで示し、一方、時点Ｔ１の前後において目標ＥＧＲ率を増大させる場合の制御パラメータの変化を実線Ａで示している。なお、これら制御パラメータの変化は、内燃機関の機関回転速度に応じて異なるものとすることができる。
【００６２】
内燃機関１０の機関負荷が所定の値に達して、ＥＣＵ１００が第２ターボ過給機７０の作動を開始してターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えると、図２及び図４に一点鎖線Ｐで示すように、気筒に吸入されるガス流量（以下、吸入ガス量と記す）及び吸入新気量は、過給圧の増大により、ターボ過給機の作動個数を切替えた時点Ｔ１から、時間経過すなわち機関負荷が上昇する従って増大する。
【００６３】
なお、吸入ガス量とは、気筒に吸入されるガスの総流量であり、吸入新気量に加えて、気筒に吸入されるＥＧＲガスの流量（以下、ＥＧＲガス量と記す）が含まれている。
【００６４】
このとき、図３に一点鎖線Ｐで示すように、切替負荷に達した時点Ｔ１の前後において目標ＥＧＲ率を大きく変化させない場合、図５に一点鎖線Ｐで示すように、ＥＧＲガス量は、時点Ｔ１から所定の遅れ時間を以ってなだらかに増大する。これは、吸入ガス流量の増大に伴い、気筒から排出される排出ガスの流量が増大し、ＥＧＲガスが取入口９１から取り入れられて、ＥＧＲガス量が増大するまでに時間的に遅れが生じるためである。
【００６５】
なお、ＥＧＲ率とは、吸入ガス量に占めるＥＧＲガス量の割合である。つまり、ＥＧＲ率は、下記の式で求めることができる。
ＥＧＲ率＝ＥＧＲガス量／（吸入新気量＋ＥＧＲガス量）
目標ＥＧＲ率は、ＥＧＲ率の目標値であり、ＥＣＵ１００は、吸入新気量やＥＧＲガス量を調整することで、実際のＥＧＲ率を、所定の目標ＥＧＲ率に近づける又は一致させることが可能となっている。なお、目標ＥＧＲ率は、機関負荷及び機関回転速度に応じて、予め適合実験等により求められており、制御定数としてＥＣＵ１００のＲＯＭ（記憶手段）に記憶されている。
【００６６】
このとき、図６に一点鎖線Ｐで示すように、吸入新気量と燃料流量の比である空燃比（Ａ／Ｆ）は、切替負荷に達した時点Ｔ１から増大する。空燃比の増大に伴い、吸気中の酸素濃度（以下、吸気中酸素濃度と記す）も、図７に一点鎖線Ｐで示すように、時点Ｔ１から急速に増大することとなる。
【００６７】
吸気中酸素濃度は、ＥＧＲ率と、空燃比とを用いて下記の式で表すことができる。
（吸気中酸素濃度）＝２３．３×（１−ＥＧＲ率）／λ
なお、λは、空気過剰率であり、λ＝１は、理論空燃比を示している。
【００６８】
このように、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１の直後に、吸気中酸素濃度が急激に増大すると、窒素酸化物の発生が急激に増大するという問題が生じる。これは、気筒内で発生する窒素酸化物の濃度は、吸気中酸素濃度と正比例関係にあるためである。
【００６９】
したがって、窒素酸化物の発生を抑制するために、第２ターボ過給機７０の作動を開始してターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた時点Ｔ１の直後においては、吸気中酸素濃度の急激な変化を抑制することが求められており、例えば、図７に実線Ａａで示す目標値のように、吸気中酸素濃度を、時点Ｔ１の前後においてなだらかに変化させることが求められている。
【００７０】
そこで、図３に実線Ａで示すように、第２ターボ過給機７０の作動を開始して、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた時点Ｔ１の直後においては、時点Ｔ１の直前に比べて、不連続に目標ＥＧＲ率を増大させる。以下、これについて、図１〜図７を用いて説明する。
【００７１】
ＥＣＵ１００には、内燃機関１０の運転状態（機関負荷及び機関回転速度）対する目標ＥＧＲ率を規定する目標ＥＧＲ率マップが２つ設けられている。詳細には、第１ターボ過給機６０のみの作動に対応して設けられた第１目標ＥＧＲ率マップと、第１ターボ過給機６０及び第２ターボ過給機７０の双方の作動に対応して設けられた第２目標ＥＧＲ率マップである。
【００７２】
第１目標ＥＧＲ率マップは、内燃機関の運転状態、例えば、図３に一点鎖線Ｐで示すように、各機関負荷に対する目標ＥＧＲ率が設定されており、後述する第２目標ＥＧＲ率マップより、目標ＥＧＲ率が低くなるように設定されている。一方、第２目標ＥＧＲ率マップは、図３に実線Ａで示すように、例えば機関負荷に対する目標ＥＧＲ率が、第１目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率に比べて高く設定されている。これら第１目標ＥＧＲ率マップと、第２目標ＥＧＲ率マップは、予め適合実験等により求められており、ＥＣＵ１００のＲＯＭ（記憶手段）１０２に記憶されている。
【００７３】
ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップと第２目標ＥＧＲ率マップのうちいずれか一方を選択し、選択した目標ＥＧＲ率マップ及び内燃機関１０の運転状態（機関回転速度及び機関負荷）に基づいて目標ＥＧＲ率を決定する機能（目標ＥＧＲ率決定手段）を有している。ＥＣＵ１００は、決定された目標ＥＧＲ率に基づいて、スロットル弁３６を制御して吸入新気量を調整することや、ＥＧＲ弁９４を制御してＥＧＲガス量を調整することで、実際のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近づくように制御する。
【００７４】
図３に示すように、内燃機関１０の機関負荷が所定値に達し、第２ターボ過給機７０の作動を開始してターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた時点Ｔ１において、ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップ（一点鎖線Ｐ）から第２目標ＥＧＲ率マップ（実線Ａ）に切替えて、第２目標ＥＧＲ率マップ及び機関負荷に基づいて目標ＥＧＲ率を決定する。各機関負荷において、第２目標ＥＧＲ率マップを構成する目標ＥＧＲ率は、第１目標ＥＧＲ率を構成する目標ＥＧＲ率に比べて高く設定されているため、ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えることで、目標ＥＧＲ率を不連続に増大させることができる。
【００７５】
決定した目標ＥＧＲ率となるようＥＧＲ率を増大させるために、図４に実線Ａで示すように、スロットル弁時点Ｔ１の直後から吸入新気量を減少させる。その分、図５に実線Ａで示すように、時点Ｔ１の直後からＥＧＲガス量を、時点Ｔ１においてＥＧＲ率を増大させない場合（図に一点鎖線Ｐで示す）に比べて増大させる。すなわち、時点Ｔ１の直後からＥＧＲガス量が僅かに増大するようＥＧＲ弁９４の開度を制御する。このようにして、図２に実線Ａで示すように、吸入ガス量（吸入新気量＋ＥＧＲガス量）を変化させることなく、ＥＧＲ率を増大させる。すると、気筒内の空燃比（吸入新気量／燃料流量）は、時点Ｔ１以降において、ＥＧＲ率を増大させない場合（図に一点鎖線Ｐで示す）に比べて、吸入新気量が増大する分、上昇することとなる。
【００７６】
このように、第２ターボ過給機７０の作動を開始して、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた時点Ｔ１の直後において、目標ＥＧＲ率を時点Ｔ１の直前に比べて増大させた場合、吸気中の酸素濃度は、時点Ｔ１の直後において目標値（図７の実線Ａａを参照）に比べて低下することがある。
【００７７】
これは、上述のような低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた内燃機関１０の場合、第１及び第２ターボ過給機のタービンより上流側の排気通路から排出ガスの一部を取り入れて、第１及び第２ターボ過給機のコンプレッサより下流側の吸気通路に導く高圧ループ式ＥＧＲ装置を適用した内燃機関に比べて、気筒から排気通路に排出された排出ガスが、取入口９１からＥＧＲ配管９２を通って、流出口９８から吸気通路に流し込まれ、ＥＧＲガスとして再び吸気通路から気筒内に流入するまでの経路（以下、ＥＧＲガス還流経路と記す）が長いものとなっており、内燃機関１０において、気筒から排出された排出ガスの一部がＥＧＲガスとして、上述のＥＧＲガス還流経路を流れて、再び気筒に流入するまでに要する時間（以下、還流遅れ時間と記す）が、上述の高圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に比べて長いものとなっているからである。
【００７８】
このため、上述のような低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた内燃機関１０においては、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１直後の状態においては、気筒より下流側の排気通路やＥＧＲ配管９２内のＥＧＲ通路９２ａには、第２ターボ過給機７０が作動を開始する時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスが残留している。
【００７９】
この時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスは、第１ターボ過給機６０のみが作動していた状態における排出ガスであり、図６に示すように、時点Ｔ１以降の排出ガスに比べて空燃比が低い（リッチな）ものとなっている。この時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスが、ＥＧＲガスとして上述の還流遅れ時間を以って、時点Ｔ１以降に再び気筒内に流入すると、時点Ｔ１の直後において吸気中の酸素濃度が低下してしまうことがある（図１２に示す実線Ａｃを参照）。吸気中の酸素濃度が低下すると、失火が生じるという問題や、気筒内における燃焼が不安定になるという問題が生じる。
【００８０】
そこで、本実施例においては、第２ターボ過給機７０の作動を開始して、ターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えた時点Ｔ１から、予め設定された遅れ時間経過後において、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えることで目標ＥＧＲ率を増大させており、以下、図１、図６、図８〜図１２を用いて説明する。
【００８１】
図８は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入ガス量の変化を示す図である。図９は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、目標ＥＧＲ率の設定の態様を示す図である。図１０は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入新気量の変化を示す図である。図１１は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、ＥＧＲガス量の変化を示す図である。図１２は、第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸気中酸素濃度の変化を示す図である。
【００８２】
なお、図８〜図１２には、第１ターボ過給機６０のみが作動する運転状態から機関負荷を増大させて、所定の機関負荷に達した時に、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１の前後において、第２ターボ過給機７０の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合の制御パラメータの変化を実線Ａで示し、一方、第２ターボ過給機７０の作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合の制御パラメータの変化を二点鎖線Ｂで示している。なお、これら制御パラメータの変化は、内燃機関の機関回転速度に応じて異なるものとすることができる。
【００８３】
内燃機関１０の機関負荷が所定の値に達して、ＥＣＵ１００が第２ターボ過給機７０の作動を開始してターボ過給機の作動個数を１個から２個に切替えると、図８に実線Ａ及び二点鎖線Ｂで示すように、ターボ過給機の作動個数を切替えた時点Ｔ１から過給圧が増大して、吸入ガス量が増大する。
【００８４】
この時点Ｔ１の直後において、ＥＣＵ１００は、図９に二点鎖線Ｂで示すように、目標ＥＧＲ率を、時点Ｔ１の直前の値と略同一の値に維持している。すなわち、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機７０の作動開始直前（時点Ｔ１直前）に比べて増大させることを禁止している。第２ターボ過給機７０の作動開始時点Ｔ１の直後においても、第１ターボ過給機６０のみの作動に対応して設けられた第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えることなく、ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップに基づいて目標ＥＧＲ率を決定する。
【００８５】
この決定された目標ＥＧＲ率に基づいて、ＥＣＵ１００は、図１０に二点鎖線Ｂで示すように、吸入新気量を、時点Ｔ１において目標ＥＧＲ率を増大させる場合（図に実線Ａで示す）に比べて高くなるように制御している。加えて、ＥＣＵ１００は、図１１に二点鎖線Ｂで示すように、ＥＧＲガス量を、時点Ｔ１において目標ＥＧＲ率を増大させる場合（図に実線Ａで示す）に比べて低くなるように制御している。
【００８６】
第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１直前においては、図６に示すように、気筒内の空燃比は、時点Ｔ１以降に比べて低いすなわち過濃（リッチ）な空燃比であり、気筒からの排出ガスは、酸素濃度の低く、過濃（リッチ）なものとなっている。ＥＧＲ装置９０は、このような過濃（リッチ）な排出ガスの一部を、所定の遅れ時間を以って、ＥＧＲガスとして再び気筒に流入させる。
【００８７】
時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスは、ＥＧＲガスとして、時点Ｔ１以降に気筒に流入する。しかし、時点Ｔ１直後において、目標ＥＧＲ率は時点Ｔ１以前と略同一の値に設定されており（図９の二点鎖線Ｂ参照）、ＥＧＲガス量の時点Ｔ１以降の増大が抑制されているため、図１２に示すように、時点Ｔ１以降において気筒内に流入する過濃８リッチ）な排出ガスにより、時点Ｔ１以降における吸気中の酸素濃度が、時点Ｔ１以前に比べて低下してしまうことを抑制することができる。
【００８８】
そして、図９に示すように、時点Ｔ１から、予め設定された遅れ時間経過後Ｔｄの時点Ｔ２において、ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えて、目標ＥＧＲ率を決定する。第２目標ＥＧＲ率マップに設定された、機関負荷に対する目標ＥＧＲ率は、第１目標ＥＧＲ率マップのものに比べて高く設定されているため、ＥＣＵ１００は、時点Ｔ２以降において目標ＥＧＲ率を、時点Ｔ２以前に比べて不連続的に増大させる。この目標ＥＧＲ率に基づいて、ＥＣＵ１００は、図１０に示すように、時点Ｔ２から吸入新気量を減少させている。
【００８９】
第２ターボ過給機７０が作動を開始した時点Ｔ１と、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えて目標ＥＧＲ率を増大させる時点Ｔ２との時間間隔である遅れ時間Ｔｄは、第２ターボ過給機７０が作動を開始する時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスが、気筒より下流側の排気通路やＥＧＲ配管９２内のＥＧＲ通路９２ａに残留しなくなるよう時間間隔に設定されている。遅れ時間Ｔｄは、上述のＥＧＲガスの還流遅れ時間の数倍に設定されており、本実施例では２〜３秒に設定されている。なお、遅れ時間Ｔｄは、予め適合実験等により求められており、制御定数としてＥＣＵ１００のＲＯＭ（記憶手段）に記憶されている。
【００９０】
このように、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１直後から、予め設定された遅れ時間Ｔｄが経過した時点Ｔ２までにおいて、ＥＣＵ１００は、第１目標ＥＧＲ率マップに基づいて目標ＥＧＲ率を決定することで、目標ＥＧＲ率を時点Ｔ１の直前に比べて増大させることを禁止している。これにより、時点Ｔ１の直後において、それまでに比べてＥＧＲガス量が増大することを抑制することができ、時点Ｔ１以前に気筒から排出された過濃（リッチ）な排出ガスが、ＥＧＲガスとして還流遅れ時間を以って時点Ｔ１の直後に気筒内に流入して、吸気中の酸素濃度が過渡的に低下することを抑制することができる。
【００９１】
そして、時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスが排気通路やＥＧＲ通路９２ａに残留しなくなるような、遅れ時間Ｔｄ経過後の時点Ｔ２において、第１目標ＥＧＲ率マップから、第１及び第２ターボ過給機６０，７０の双方の作動に対応して設定された第２目標ＥＧＲ率マップに切替えることで、時点Ｔ２において目標ＥＧＲ率を増大させる。これにより、時点Ｔ１以前に気筒から排出された排出ガスが吸気中の酸素濃度に影響しない時点Ｔ２以降は、第１及び第２ターボ過給機６０，７０の双方の作動に対応して設定された第２目標ＥＧＲ率マップに基づいて目標ＥＧＲ率を決定して、吸入新気量及びＥＧＲガス量を運転状態に応じた適切な値にすることができる。
【００９２】
以上に説明したように本実施例に係る内燃機関１０の制御装置（ＥＣＵ）１００は、内燃機関１０の運転状態に拘らず作動する第１ターボ過給機６０と、内燃機関１０の運転状態に応じて作動／非作動を切替可能な第２ターボ過給機７０と、気筒からの排出ガスの一部を、第１ターボ過給機６０のタービン６４より下流側の排気通路から取り入れて、ＥＧＲガスとして第１ターボ過給機６０のコンプレッサ６２より上流側の吸気通路に導くことが可能なＥＧＲ装置９０とを備えた内燃機関１０に用いられ、第２ターボ過給機７０の作動／非作動状態と、ＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率に基づいて吸入新気量及びＥＧＲガス量のうち少なくとも一方を制御可能なものである。
【００９３】
第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１から、予め設定された遅れ時間Ｔｄが経過するまでは、目標ＥＧＲ率を第２ターボ過給機６０の作動開始直前に比べて増大させることを禁止するものとした。これにより時点Ｔ１の直後において、それまでに比べてＥＧＲガス量が増大することを抑制することができ、時点Ｔ１以前に気筒から排出された過濃（リッチ）な排出ガスが、ＥＧＲガスとして還流遅れ時間を以って時点Ｔ１の直後に気筒内に流入しても、吸気中の酸素濃度が過渡的に低下することを抑制することができる。
【００９４】
また、本実施例に係る制御装置（ＥＣＵ）１００は、第１ターボ過給機６０のみの作動に対応して設けられ、内燃機関１０の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が設定された第１目標ＥＧＲ率マップと、第１ターボ過給機６０と第２ターボ過給機７０との双方の作動に対応して設けられ、内燃機関１０の運転状態に対する目標ＥＧＲ率が、第１目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率に比べて高い値に設定された第２目標ＥＧＲ率マップとを記憶する記憶手段（ＲＯＭ）１０２と、第１目標ＥＧＲ率マップと第２目標ＥＧＲ率マップとのうちいずれか一方に基づいて目標ＥＧＲ率を決定する機能である目標ＥＧＲ率決定手段（ＥＣＵ１００）を備え、目標ＥＧＲ率決定手段は、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点から、予め設定された遅れ時間Ｔｄ経過後に、第１目標ＥＧＲ率マップから第２目標ＥＧＲ率マップに切替えて、目標ＥＧＲ率を増大させるものとした。これにより、第２ターボ過給機７０の作動を開始した時点Ｔ１から遅れ時間Ｔｄ経過後の時点Ｔ２において、目標ＥＧＲ率を不連続的に増大させることができる。これにより、時点Ｔ１以前の気筒から排出された排出ガスがＥＧＲガスとして流入しなくなった時点Ｔ２において、目標ＥＧＲ率を、第１及び第２ターボ過給機６０，７０の双方の作動に対応した適切な値にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、運転状態に応じてターボ過給機の作動個数を切替え可能に構成された並列式シーケンシャル・ツインターボエンジンに有用であり、特に、ターボ過給機のタービンより下流側の排気通路から排出ガスを取り入れて、コンプレッサより上流側の吸気通路に流し込む、低圧ループ（ＬＰＬ）式ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す模式図である。
【図２】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入ガス量の変化を示す図である。
【図３】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、予め設定された目標ＥＧＲ率を示す図である。
【図４】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入新気量の変化を示す図である。
【図５】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、ＥＧＲガス量の変化を示す図である。
【図６】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、空燃比の変化を示す図である。
【図７】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させない場合と目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸気中酸素濃度の変化と目標値を示す図である。
【図８】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入ガス量の変化を示す図である。
【図９】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、目標ＥＧＲ率の設定の態様を示す図である。
【図１０】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸入新気量の変化を示す図である。
【図１１】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、ＥＧＲガス量の変化を示す図である。
【図１２】第２ターボ過給機の作動開始と共に目標ＥＧＲ率を増大させる場合と、作動開始から遅れ時間経過後に目標ＥＧＲ率を増大させる場合における、吸気中酸素濃度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  内燃機関
２０  シリンダヘッド
２４  吸気ポート（吸気通路）
２６  排気ポート（排気通路）
３１  外気ダクト
３２  エアクリーナ
３３，３４，３７  吸気管
３５  インタークーラ
３６  スロットル弁
４０  吸気マニホールド
５０  排気マニホールド
５２，５４  排気管
５５  排気後処理装置
６０  第１ターボ過給機
６２  第１ターボ過給機のコンプレッサ
６４  第１ターボ過給機のタービン
７０  第２ターボ過給機
７１，７３  吸気管
７２  第２ターボ過給機のコンプレッサ
７４  第２ターボ過給機のタービン
７５  吸気切替弁
７６，７８  排気管
７９  排気切替弁
９０  ＥＧＲ装置
９１  取入口
９２  ＥＧＲ配管
９２ａ  ＥＧＲ通路
９８  流出口
１００  内燃機関用の電子制御装置（ＥＣＵ、目標ＥＧＲ率決定手段）
【図１】
2009114952.tif 000003
【図２】
2009114952.tif 000004
【図３】
2009114952.tif 000005
【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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