CN104428511B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置，在加速开始时的涡轮的旋转状态因各种原因而变动的情况下，抑制加速开始后的加速特性的变动，该内燃机的控制装置具备废气旁通阀，该废气旁通阀构成为通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回，能够控制所述涡轮从排放气体接受的功率，该内燃机的控制装置包括：开度控制部，其在内燃机的增压区域中，按照要求转矩控制所述废气旁通阀的开度；和开度校正部，其在内燃机加速时，在加速开始时的涡轮的转速处于减小状态的情况下，将由开度控制部控制的废气旁通阀的开度向开放侧校正。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术
以往，已知适当切换使废气旁通阀(waste gate valve)一样地开放(开启)的废气旁通阀开放控制方式和通常的增压压力控制方式而进行运转(也称为“运行”)的带增压器的内燃机的控制技术(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-343273号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，存在如下问题：在加速开始时的涡轮的旋转状态因各种原因而发生了变动的情况下，加速开始后的加速特性(acceleration profile，也称为“加速分布图”或“加速分布”)显著变动。
用于解决课题的手段
内燃机的控制装置具备废气旁通阀，该废气旁通阀构成为通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回，能够控制涡轮从排放气体接受的功率，该内燃机的控制装置的特征在于，包括：开度控制部，其在内燃机的增压区域中，按照要求转矩控制废气旁通阀的开度；和开度校正部，其在内燃机加速时，在加速开始时的涡轮的转速处于减小状态的情况下，将由开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度向开放侧校正。
内燃机的控制装置具备废气旁通阀，该废气旁通阀构成为通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回， 能够控制涡轮从排放气体接受的功率，该内燃机的控制装置的特征在于：具备开度控制部，在从内燃机的相同转速和相同负载起利用相同加速操作量进行加速时，加速开始时的废气旁通阀的开度越大，所述开度控制部越向关闭侧控制加速期间中的废气旁通阀的开度。
发明的效果
根据本发明，内燃机加速时，在加速开始时的涡轮的转速处于减小状态的情况下，将废气旁通阀的开度向开放侧校正，因此在从相同转速和负载条件起利用相同加速踏板踩踏量的加速条件下，能够实现一样的加速特性。
附图说明
图1是本发明的实施方式的发动机控制装置的系统整体的概要结构图。
图2是说明加速开始时的废气旁通阀的状态不同时，对内燃机的全开加速动作造成的影响的图。
图3是说明第一实施方式的ECU的功能的框图。
图4是表示目标节流阀开度映射图和目标废气旁通阀开度映射图的一例的图。
图5是表示加速开始时的涡轮转速的时间变化量与加速期间中的废气旁通阀的开度的校正量的关系的图。
图6是说明本实施方式的加速控制的时序图。
图7是表示第一和第二实施方式的、车辆正在减速时驾驶员进行了加速的情况下的加速控制的时序图。
图8是表示第一和第二实施方式的、车辆正在加速时驾驶员进一步进行了加速的情况下的加速控制的时序图。
图9是说明第一和第二实施方式的动作的流程图。
图10是说明比较例的加速控制的时序图。
图11是说明第二实施方式的ECU的功能的框图。
图12是表示加速开始时的涡轮转速与基准涡轮转速之差、与加速期间中的废气旁通阀的开度的校正量的关系的图。
图13是说明第三实施方式中通过节流阀与废气旁通阀的协调控制 进行的内燃机的运转模式的切换控制的图。
图14是说明第三实施方式的ECU的功能的框图。
图15是表示第三实施方式中的加速控制的时序图。
图16是说明第三实施方式的动作的流程图。
图17是表示在第四实施方式中，具备Cooled-EGR(冷却废气再循环)系统的内燃机的转速和充气效率(也称为“填充效率”)的二维映射图的一例的图。
图18是表示导入Cooled-EGR系统后的废气旁通阀的开度、节流阀的下游压力和涡轮转速分别与充气效率的关系的图。
图19是说明第四实施方式的ECU的功能的框图。
图20是表示第四实施方式中的加速控制的时序图。
图21是说明第四实施方式的动作的流程图。
具体实施方式
-第一实施方式-
参照附图，说明本发明的第一实施方式的内燃机的控制装置。
图1是发动机控制装置100的系统整体的概要结构图。发动机控制装置100具备：内燃机1、进气温度传感器(也称为“吸气温度传感器”)2、涡轮增压器3、空气旁通阀4、中冷器(intercooler，也称为“中间冷却器”)5、增压温度传感器6、节流阀7、进气歧管(manifold)8、增压压力传感器9、流动强化阀10、进气阀11、排气阀13、燃料喷射阀15、火花塞16、爆燃传感器17、曲柄角度传感器18、废气旁通阀19、空燃比传感器20、排气净化催化剂21、EGR(Exhausted Gas Recirculation，废气再循环)管22、EGR冷却器23、EGR阀24、温度传感器25、差压传感器26和ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)27。
进气流路以及排气流路与内燃机1连通。在进气流路安装有空气流量传感器和内置在空气流量传感器中的进气温度传感器2。涡轮增压器3由压缩机3a和涡轮3b构成，压缩机3a与进气流路连接，涡轮3b与排气流路连接。涡轮增压器3的涡轮3b将来自内燃机1的排放气体所具有的能量转换为涡轮叶片的旋转能量。涡轮增压器3的压缩机3a 通过与涡轮叶片连结的压缩机叶片的旋转，对从吸入流路(即，进气流路)流入的吸入空气进行压缩。
中冷器5设置在涡轮增压器3的压缩机3a的下游，使被压缩机3a绝热压缩而上升的吸入空气的进气温度冷却。增压温度传感器6安装在中冷器5的下游，测量被中冷器5冷却后的吸入空气的温度(增压温度)。节流阀7设置在增压温度传感器6的下游，使吸入流路节流(即，使吸入流路的截面积缩小)，控制流入内燃机1的气缸的吸入空气量。节流阀7由能够与驾驶员的加速踏板踩踏量独立地进行阀开度的控制的电子控制式蝶阀构成。安装有增压压力传感器9的进气歧管(即，吸气歧管)8与节流阀7的下游连通。
此外，也可以采用如下结构：使在节流阀7的下游设置的进气歧管8与中冷器5一体化。该情况下，能够减小从压缩机3a的下游至气缸的容积，因此能够提高加减速的响应性能。
流动强化阀10配置在进气歧管8的下游，通过使吸入空气产生偏流，从而强化气缸内部的气流的紊乱。内燃机1具备进气阀11和排气阀13。进气阀11和排气阀13分别具有使阀开闭的相位(即，“阀开闭的程度”)连续地可变的可变阀机构。进气阀11和排气阀13的可变阀机构中分别安装有用于检测阀的开闭相位的传感器12和14。在内燃机1的气缸套部，设置有对气缸内直接喷射燃料的直喷式的燃料喷射阀15。此外，燃料喷射阀15也可以是对进气口内喷射燃料的进气口喷射方式。
在内燃机1的气缸盖部，安装有使电极部在气缸内露出，利用火花引燃可燃混合气体的火花塞16。爆燃传感器17设置在气缸体，检测燃烧室内有无发生爆燃(即，爆震)。曲柄角度传感器18安装在曲轴上，按每个燃烧周期对后述的ECU27输出与曲轴的旋转角度相应的信号作为表示曲轴的转速的信号。
空燃比传感器20设置在涡轮增压器3的涡轮3b的下游，对ECU27输出表示检测出的氧浓度即空燃比的信号。在空燃比传感器20的下游设置有排气(即，排放气体)净化催化剂21，通过催化剂反应将排放气体中的一氧化碳、氮化物和未燃烧烃等有害排放气体成分净化。
在涡轮增压器3设置有空气旁通阀4和废气旁通阀19。空气旁通 阀4为了防止从压缩机3a的下游至节流阀7的上游部为止的压力过剩地上升，配置在连结压缩机3a的上游与下游的旁通流路上。在增压状态下节流阀7被急剧地关闭的情况下，按照ECU27的控制打开空气旁通阀4，由此使得压缩机3a的下游部的压缩后的吸入空气通过旁通流路向压缩机3a的上游部逆流(即，倒流)。结果，能够降低增压压力。
废气旁通阀19配置在连结涡轮3b的上游与下游的旁通流路上。废气旁通阀19是通过ECU27的控制，能够对于增压压力自由地控制阀开度的电动式阀。当基于由增压压力传感器9检测出的增压压力通过ECU27调整废气旁通阀19的开度时，排放气体的一部分通过旁通流路，从而能够减少排放气体对涡轮3b施加的功。结果，能够将增压压力保持为目标压力。此外，对于废气旁通阀19的开度控制的详情，在后文说明。
EGR管22将排气净化催化剂21的下游部的排气流路、和压缩机3a的上游部的进气流路连通，从排气净化催化剂21的下游使排放气体分流，向压缩机3a的上游部回流。在EGR管22设置的EGR冷却器23将排放气体冷却。EGR阀24设置在EGR冷却器23的下游，对排放气体的流量进行控制。在EGR管22设置有：对EGR阀24的上游部的排放气体的温度进行检测的温度传感器25；和对EGR阀24的上游与下游的压差进行检测的压差传感器26。
ECU27是具有CPU、ROM、RAM等，对发动机控制装置100的各构成要素进行控制、和/或执行各种数据处理的运算电路。在ECU27连接有上述的各种传感器和各种致动器。ECU27对节流阀7、燃料喷射阀11、带可变阀机构的进排气阀12和14、以及EGR阀24等的致动器的动作进行控制。此外，ECU27基于从各种传感器输入的信号，检测内燃机1的运转状态，在按照运转状态决定的时刻使火花塞16点火。
以下，对在涡轮增压器3设置的废气旁通阀19的开度对内燃机1的加速动作(也称为“加速特性”)造成的影响进行说明。
图2是说明在涡轮增压器3中设置了废气旁通阀19的情况下，加速开始时的废气旁通阀19的状态、即开度不同时，对内燃机1的加速动作施加的影响的图。图2(a)表示加速踏板踩踏量与时间的关系， 图2(b)表示节流阀7的开度与时间的关系。图2(c)表示废气旁通阀19与时间的关系，图2(d)表示目标充气效率与时间的关系。图2(e)表示涡轮转速与时间的关系，图2(f)表示节流阀7的前后压差与时间的关系。其中，在图2(b)～(f)中，将加速开始前废气旁通阀19关闭的情况作为条件1用实线表示，将加速开始前废气旁通阀19打开的情况作为条件2用虚线表示。
图2(a)表示在时刻t1～时刻t2之间，驾驶员使加速踏板踩踏量增加的情况。如图2(b)所示，在时刻t1开始加速前，条件1时的节流阀7与条件2时相比，设定在关闭侧。并且，在时刻t1开始加速后，判断为要求转矩位于增压区域时，节流阀7设定为成为全开。
如图2(c)所示，在时刻t1开始加速时，废气旁通阀19无论在条件1的情况或是条件2的情况下，都设定为成为全闭。通过在加速开始后将废气旁通阀19设定为全闭，如图2(d)所示，从车辆成为加速状态起充气效率增加。该情况下，如图2(e)所示，条件1的情况与条件2的情况相比，涡轮3b的转速变大。这起因于如下情况：即使时刻t1之后车辆成为加速状态，时刻t1之前的涡轮3b的转速的差异也不会立刻减少，因此特别是条件2这样在时刻t1之前废气旁通阀19为全开的情况下，增压功的增加延迟。因为涡轮3b的转速的差异不会减少，所以如图2(d)所示，在条件1的情况下在时刻t3达到目标充气效率，而在条件2的情况下在比时刻t3晚的时刻t4达到目标充气效率。因此，条件2的情况与条件1的情况相比充气效率的增加延迟，因此达到目标充气效率、即目标要求转矩需要时间。换言之，在条件2的情况下加速性能恶化。
如图2(f)所示，在条件1的情况下，与条件2的情况相比，在时刻t1开始加速前的节流阀7的前后压差表现为较大的值。这样的节流阀7的前后压差成为对内燃机1进排气时的能量损失、即泵损失(pump loss，泵气损失)的主要原因，对涡轮3b的转速的增加也造成影响。
本实施方式的发动机控制装置100，为了防止上述加速性能的恶化和泵损失等，在加速时对废气旁通阀19的开度进行控制。该情况下，发动机控制装置100对于通过废气旁通阀19进行增压区域的转矩控制 的内燃机1，即使从内燃机1的相同转速和负载条件起用相同加速踏板踩踏量加速的情况下，也实现一样的加速特性。即，发动机控制装置100的ECU27基于涡轮3b的转速的时间变化量，考虑因内燃机1的瞬态而产生的涡轮增压器3的状态的变动量，对节流阀7和废气旁通阀19进行控制。以下，详细说明ECU27进行的处理。
图3是示意性地说明ECU27的功能的功能框图。如图3所示，ECU27在功能上具备：要求转矩运算部701、目标充气效率运算部702、目标节流阀开度运算部703、排放气体总能量运算部704、目标W/G比率运算部705、目标涡轮功运算部706、目标压缩机功运算部707、涡轮转速瞬态动作运算部(也称为“涡轮转速瞬态特性运算部”)708、目标W/G开度运算部709、目标稳定增压压力运算部710和PID稳定校正量运算部711。
要求转矩运算部701基于内燃机1的转速和驾驶员的加速踏板踩踏量，通过映射图检索和插值(interpolation)计算内燃机1要求的转矩(以下称为要求转矩)。其中，对预先通过拟合求出的内燃机1的要求转矩，在以内燃机1的转速和加速踏板踩踏量为轴的二维映射图上表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
目标充气效率运算部702基于内燃机1的转速和用要求转矩运算部701计算出的要求转矩，通过映射图检索和插值计算内燃机1的目标充气效率(也称为“目标填充效率”)。其中，预先通过拟合(適合)求得的内燃机1的目标充气效率，在以内燃机1的转速和要求转矩为轴的二维映射图上被表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
目标节流阀开度运算部703基于内燃机1的转速和由目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值计算作为目标的节流阀7的开度(以下称为目标节流阀开度)。而且，目标节流阀开度运算部703输出指示信号(节流阀开度指令值)，以使得节流阀7的开度成为计算出的目标节流阀开度。其中，预先通过拟合求得的目标节流阀开度，在以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图上被表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
图4(a)示意地表示设定目标节流阀开度时的映射图。表示：在图4(a)的虚线表示的节流阀目标开度等高线上，由内燃机1的转速 和充气效率决定的节流阀7的开度相等。设定为：在非增压区域的情况、即内燃机1的内部为大气压以下的情况下，越是内燃机1的转速增加、并且充气效率增加，节流阀7的开度越大。设定为：在增压区域的情况、即内燃机1内部超过大气压的情况下，节流阀7为全开。
图3所示的排放气体总能量运算部704，基于内燃机1的转速和由目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，计算从气缸排出的排放气体具有的总能量。该情况下，首先，排放气体总能量运算部704使用内燃机1的转速、计算出的目标充气效率和目标空燃比，计算从气缸排出的排放气体的质量流量。接着，排放气体总能量运算部704基于内燃机1的转速和计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来运算排放气体温度。而且，排放气体总能量运算部704以计算出的排放气体的质量流量、排放气体温度和排放气体的比热(也称为“比热容”)为参数，用以下的式(1)计算排放气体的总能量。其中，预先通过拟合求得的从气缸排出的排放气体的温度，在以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图上被表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
排放气体总能量＝比热×排放气体温度×排放气体质量流量……(1)
目标W/G比率运算部705，基于内燃机1的转速和由目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来计算作为目标的废气旁通比率(目标废气旁通比率)。废气旁通比率是从气缸排出的排放气体中、未通过涡轮3b而迂回到设置有废气旁通阀19的旁通流路的气体的质量比例，用0～1的值表示。目标W/G比率运算部705，按照使得在内燃机1在增压区域中为相同转速的情况下，目标充气效率越大、废气旁通比率越小的方式设定值。另一方面，目标W/G比率运算部705在非增压区域中与目标充气效率无关地将废气旁通比率设定为最大值即1，使废气旁通阀19成为全开状态。其中，预先通过拟合求得的目标废气旁通比率，在以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图上被表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
目标涡轮功运算部706，基于由排放气体总能量运算部704计算出的排放气体总能量、和由目标W/G比率运算部705计算出的目标废气 旁通比率，使用以下的式(2)计算目标涡轮功。
目标涡轮功＝目标废气旁通比率×排放气体总能量……(2)
目标压缩机功运算部707基于由目标涡轮功运算部706计算出的目标涡轮功，通过映射图检索和插值来运算目标压缩机功。其中，使用以目标涡轮功为轴的表(table)来表示预先通过拟合求得的目标压缩机功，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
涡轮转速瞬态动作运算部708基于涡轮叶片的惯性矩、涡轮旋转摩擦功、计算出的目标涡轮功和计算出的目标压缩机功，用以下的式(3)运算涡轮3b的转速的时间变化率。而且，涡轮转速瞬态动作运算部708，通过对计算出的涡轮3b的转速的时间变化率进行时间积分，运算涡轮3b的转速的瞬态动作(transient behavior，也称为“过渡动作”)。
涡轮转速的时间变化率＝(目标涡轮功-目标压缩机功-涡轮旋转摩擦功)/惯性矩……(3)
目标W/G开度运算部709基于内燃机1的转速和由目标涡轮功运算部706计算出的目标涡轮功，通过映射图检索和插值来运算废气旁通阀19的目标基准开度(以下，称为目标废气旁通阀基准开度)。其中，用以内燃机1的转速和目标涡轮功为轴的表来表示预先通过拟合求得的目标废气旁通阀基准开度，该映射图(map)预先记录在规定的记录区域中。
图4(b)示意地表示设定目标废气旁通阀基准开度时的映射图。在图4(b)的虚线表示的废气旁通阀目标开度等高线上，表示由内燃机1的转速和充气效率决定的废气旁通阀19的开度相等。在排气流量为由等流量线表示的流量以下的情况下，设定为废气旁通阀19成为全开。在排气流量超过等流量线表示的流量的情况下，越是内燃机1的转速减少、并且充气效率增加，越将废气旁通阀19设定在关闭侧。
进而，图3的目标W/G开度运算部709，基于由涡轮转速瞬态动作运算部708计算出的瞬态动作(也称为“瞬态特性”)中的涡轮3b的转速的时间变化率，计算目标废气旁通阀开度量。该情况下，目标W/G开度运算部709在加速开始时瞬态动作中的涡轮3b的转速的时间变化率是正的值的情况下，将目标废气旁通阀基准开度向关闭侧校正， 计算目标废气旁通阀开度量。另一方面，目标W/G开度运算部709在加速开始时瞬态动作中的涡轮3b的转速的时间变化率是负的值的情况下，将目标废气旁通阀基准开度向开放侧(即，打开侧)校正，计算目标废气旁通阀开度量。
图5是表示加速开始时的涡轮3b的转速的时间变化率与加速期间中的废气旁通阀19的开度的校正量的关系的图。加速开始时的涡轮转速的时间变化率是正的值的情况，表示涡轮3b的旋转是旋转不足的状态。从而，为了使涡轮3b的转速增加，将废气旁通阀19向关闭侧校正。另一方面，加速开始时的涡轮3b的转速的时间变化率是负的值的情况，表示涡轮3b的旋转是旋转过剩的状态。从而，为了使涡轮3b的转速减少，将废气旁通阀19向开放侧校正。
图3的目标稳定增压压力运算部710，基于内燃机1的转速和有目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来运算目标稳定增压压力。其中，利用以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的表来表示预先通过拟合求得的目标稳定增压压力，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
PID稳定校正量运算部711基于当前的增压压力与目标稳定增压压力的差，通过运算基于PID控制的反馈控制量，对由目标W/G开度运算部709计算出的目标废气旁通阀开度量进行稳定校正。而且，PID稳定校正量运算部711将进行稳定校正而得到的目标废气旁通阀开度量作为W/G阀开度指令值向废气旁通阀19输出，控制废气旁通阀19的开度。结果，抑制加速开始时的涡轮转速的旋转不足或旋转过剩引起的加速特性的变动，通过控制废气旁通阀19的开度来实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性(转矩轮廓)。
此外，不限于由排放气体总能量运算部704、目标W/G比率运算部705、目标涡轮功运算部706、目标压缩机功运算部707和涡轮转速瞬态动作运算部708运算涡轮3b的转速。即，设置涡轮转速传感器、直接检测涡轮3b的转速的结构也可以得到同样的效果。
图6表示通过由ECU27进行上述处理而执行的加速控制。图6(a)表示在不同的3个条件下的加速踏板踩踏量与时间的关系，图6(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7的开度与时间的关系。图6(c) 表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图6(d)表示通过与加速踏板踩踏量相应地控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。在图6中，将3个条件中加速踏板踩踏量最大的情况作为条件1用实线表示，将加速踏板踩踏量是中间的情况作为条件2用虚线表示，将加速踏板踩踏量最小的情况作为条件3用点划线表示。
图6(a)表示在时刻t1～t2之间加速踏板踩踏量增加、即进行了加速的情况。伴随加速踏板踩踏量的增加，如图6(b)所示，使节流阀7成为全开状态。另一方面，如图6(c)所示，在加速踏板踩踏量最大的条件1的情况下，将废气旁通阀19的开度设定在3个条件中最关闭侧(即，最接近关闭侧)。在加速踏板踩踏量最小的条件3的情况下，废气旁通阀19的开度设定在3个条件中最开放侧(即，最接近开放侧)。在加速踏板踩踏量是中间的条件2的情况下，废气旁通阀19的开度设定为3个条件中的中间的开度。即，加速踏板踩踏量越大，越设定为使加速结束时(时刻t2)的废气旁通阀19的开度处于关闭侧。
如上所述地控制节流阀7和废气旁通阀19时，充气效率上升，达到基于加速踏板踩踏量决定的目标充气效率。如图6(d)所示，在条件1的情况下在时刻t3、条件2在时刻t4、条件3在时刻t5分别达到目标充气效率。即，加速踏板踩踏量越大、换言之越将废气旁通阀19的开度设定在关闭侧，达到目标充气效率所需的时间越短。而且，在达到目标充气效率的时刻，控制废气旁通阀19的开度，以使充气效率保持为目标状态。如图6(c)所示，在条件1的情况下在时刻t3、条件2在时刻t4、条件3在时刻t5，将废气旁通阀19的开度设定在开放侧。结果，在稳定状态下消除涡轮增压器3的无用功，实现燃耗降低，在加速状态下实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性。
图7是表示ECU27考虑因内燃机1的瞬态(即，过渡)而产生的涡轮增压器3的增加变动量、即车辆正在减速时驾驶员进行了加速的情况、而控制节流阀7和废气旁通阀19的开度的情况下的加速控制的时序图。图7(a)表示加速踏板踩踏量与时间的关系，图7(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7的开度与时间的关系。图7(c)表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图7 (d)表示涡轮转速与时间的关系。图7(e)表示节流阀7的下游压力与时间的关系，图7(f)表示按照加速踏板踩踏量控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。在图7(c)～(f)中，将3个条件中的基准加速条件作为条件1用实线表示，将未对废气旁通阀19实施瞬态校正的情况作为条件2用虚线表示，将对废气旁通阀19实施了瞬态校正的情况作为条件3用点划线表示。
图7(a)表示在时刻t1～t2之间加速踏板踩踏量增加、即进行了加速。当判断为要求转矩在增压区域时，如图7(b)所示，伴随加速踏板踩踏量的增加，节流阀7成为全开状态。如图7(c)所示，在条件1和条件2的情况下，加速结束时(时刻t2)的废气旁通阀19的开度被设定在关闭侧，以使得成为实质上相同的开度。与此相对，在条件3的情况下，时刻t2的废气旁通阀19的开度与条件1和条件2的情况相比设定在开放侧。因此，如图7(d)所示，未进行瞬态校正的条件2的情况下的涡轮转速的增加特性(即，增加轮廓)，与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮3b的转速的增加特性相比，显著地在增加侧推移。进而，如图7(e)所示，在条件2的情况下，节流阀7的下游压力与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性相比，显著在增加侧推移。结果，如图7(f)所示，条件2的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性相比在增加侧推移，在比条件1下成为目标充气效率的时刻t4更早的时刻t3达到目标充气效率。
与如上所述未进行瞬态校正的情况(条件2)相比，进行了瞬态校正的条件3的情况下的涡轮3b的转速，如图7(d)所示，成为与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮3b的转速的增加特性接近的特性。进而，如图7(e)所示，在条件3的情况下，节流阀7的下游压力与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性大致一致。结果，如图7(f)所示，因为条件3的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性大致一致，所以在条件1和条件3，在时刻t4达到目标充气效率。
图8是表示ECU27考虑因内燃机1的瞬态而产生的涡轮增压器3的减少变动量、即车辆正在加速时驾驶员进一步进行了加速的情况、 而控制节流阀7和废气旁通阀19的开度的情况下的加速控制的时序图。图8(a)表示加速踏板踩踏量与时间的关系，图8(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7的开度与时间的关系。图8(c)表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图8(d)表示涡轮转速与时间的关系。图8(e)表示节流阀7的下游压力与时间的关系，图8(f)表示按照加速踏板踩踏量控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。其中，在图8(c)～(f)中，将3个条件中的基准加速条件作为条件1用实线表示，将未对废气旁通阀19实施瞬态校正的情况作为条件2用虚线表示，将对废气旁通阀19实施了瞬态校正的情况作为条件3用点划线表示。
图8(a)表示在时刻t1～t2之间加速踏板踩踏量增加、即进行了加速。当前的转矩和要求转矩处于增压区域的情况下，如图8(b)所示，在加速踏板踩踏量被增加后也将节流阀7保持为全开状态。如图8(c)所示，在条件1和条件2的情况下，加速结束时(时刻t2)的废气旁通阀19的开度被设定在关闭侧，以使得成为实质上相同的开度。与此相对，在条件3的情况下，时刻t2的废气旁通阀19的开度与条件1和条件2的情况相比设定在关闭侧。因此，如图8(d)所示，未进行瞬态校正的条件2的情况下的涡轮3b的转速的增加特性，与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮3b的转速的增加特性相比，显著在减少侧推移。进而，如图8(e)所示，在条件2的情况下，节流阀7的下游压力与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性相比，显著在减少侧推移。结果，如图8(f)所示，条件2的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性相比在减少侧推移，在比条件1下成为目标充气效率的时刻t3迟的时刻t4达到目标充气效率。
与如上所述未进行瞬态校正的情况(条件2)相比，进行了瞬态校正的条件3的情况下的涡轮3b的转速，如图8(d)所示，成为与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮3b的转速的增加特性接近的特性。进而，如图8(e)所示，在条件3的情况下，节流阀7的下游压力成为与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性接近的特性(profile，也称为“轮廓”或“轮廓线”)。结果，如图8(f)所示， 因为条件3的情况下的充气效率成为与条件1的情况下的充气效率的增加特性接近的特性，所以在条件1和条件3下，在时刻t3达到目标充气效率。
从而，无论在图7中所示的在车辆正在减速时进行加速的情况、还是图8中所示的在车辆正在加速时进一步进行加速的情况下，都能够抑制加速开始时的涡轮3b的转速的转速过剩引起的加速特性的变动。结果，通过控制废气旁通阀19的开度，能够实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性(torque profile，也称为“转矩轮廓”或“转矩轮廓线”)。
用图9的流程图说明第一实施方式的ECU27进行的加速控制处理。图9的流程图中所示的各处理由ECU27执行程序而进行。该程序存储在存储器(未图示)中，打开点火开关(ignition switch)时由ECU27启动并执行。
在步骤S601中，基于驾驶员的加速踏板踩踏量和内燃机1的转速，计算要求转矩并前进至步骤S602。在步骤S602中，基于要求转矩的时间变化率进行加速判断。在要求转矩按照时间变化增加(即，在要求转矩随着时间变化增加)的情况下、即正在加速的情况下，在步骤S602作出肯定判断并前进至步骤S603。在要求转矩按照时间变化减少的情况下、即不是正在加速的情况下，在步骤S602作出否定判断并结束处理。
在步骤S603中，判断计算出的要求转矩是否在增压区域内。在要求转矩在增压区域内的情况下，在步骤S603作出肯定判断并前进至步骤S604。在要求转矩不在增压区域内的情况下，在步骤S603作出否定判断并结束处理。在步骤S604中，使节流阀7的开度全开并前进至步骤S605。在步骤S605中，如上所述地计算目标废气旁通阀基准开度并前进至步骤S606。在步骤S606中，检测涡轮3b的转速并前进至步骤S607。
在步骤S607中，计算由内燃机1的当前的转速和转矩决定的涡轮转速稳定收敛值作为基准值，对加速开始时的涡轮3b的转速与基准值进行比较，判断加速开始时的涡轮3b的转速是否不足。在涡轮3b的转速不足的情况下、即加速开始时的涡轮3b的转速不到基准值的情况 下，在步骤S607中作出肯定判断并前进至步骤S608。在步骤S608中，对于在步骤S605中计算出的目标废气旁通阀基准开度进行关闭侧的校正而计算目标废气旁通阀开度量，结束处理。
在涡轮3b的转速没有不足的情况下、即加速开始时的涡轮转速在基准值以上的情况下，在步骤S607中作出否定判断并前进至步骤S609。在步骤S609中，判断涡轮3b的转速是否过剩。在涡轮3b的转速过剩的情况下、即加速开始时的涡轮3b的转速超过基准值的情况下，在步骤S609中作出肯定判断并前进至步骤S610。在步骤S610中，对于在步骤S605中计算出的目标废气旁通阀基准开度进行开放侧的校正而计算目标废气旁通阀开度量，结束处理。在涡轮3b的转速不是过剩的情况下、即加速开始时的涡轮3b的转速与基准值相等的情况下，在步骤S609作出否定判断，对于在步骤S605中计算出的目标废气旁通阀基准开度不进行校正地结束处理。
根据上述第一实施方式的发动机控制装置100，能够得到以下的作用效果。
(1)发动机控制装置100对具备废气旁通阀19的内燃机1进行控制，该废气旁通阀19构成为：通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回而能够控制涡轮从排放气体接受的功率。发动机控制装置100的ECU27按照如下方式进行控制：在从内燃机1的相同转速和相同负载起利用相同加速踏板操作量进行加速时，加速开始时的废气旁通阀19的开度越大，越向关闭侧控制加速期间中的废气旁通阀19的开度。
进而，ECU27在从内燃机1的相同转速和相同负载起利用相同加速踏板操作量进行加速时，在加速开始时的废气旁通阀19的开度相同的情况下，在增压区域中转速越大且负载越小，在非增压区域中转速越大且负载越大，越将加速期间中的废气旁通阀19的开度向关闭侧控制。更具体而言，ECU27在功能上具备：在内燃机1的增压区域中，按照要求转矩(即，与要求转矩相应地)控制废气旁通阀19的开度的PID稳定校正量运算部711；和在内燃机1加速时，在加速开始时的涡轮3b的转速是减小状态的情况下，将废气旁通阀19的开度向开放侧校正的目标W/G开度运算部709。结果，能够防止在使涡轮3b在旋转 过剩的状态下加速的情况下产生的过剩的加速。从而，在从内燃机1的相同转速和相同负载起利用相同加速踏板踩踏量加速的条件下，通过控制废气旁通阀19的开度，能够对于充气效率实现一样的加速特性。
在现有技术中，在增压区域中在驾驶员增加加速踏板踩踏量的同时使节流阀成为全开状态，使废气旁通阀成为全闭状态。图10中表示以现有技术作为比较例的情况下的加速控制。图10(a)表示不同的3个条件下的加速踏板踩踏量与时间的关系，图10(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7的开度与时间的关系。图10(c)表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图10(d)表示按照加速踏板踩踏量控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。其中，在图10中，将3个条件中加速踏板踩踏量最大的情况作为条件1用实线表示，将加速踏板踩踏量是中间的情况作为条件2用虚线表示，将加速踏板踩踏量最小的情况作为条件3用点划线表示。
如图10(a)所示，在时刻t1～t2之间加速踏板踩踏量增加、即进行加速时，伴随加速踏板踩踏量的增加，如图10(b)所示，使节流阀7成为全开状态。另一方面，如图10(c)所示，在所有条件1～3的情况下，在时刻t2，废气旁通阀19的开度设定为实质上相同的开度、即全闭状态。
如上所述地控制节流阀7和废气旁通阀19时，充气效率上升，达到基于加速踏板踩踏量决定的目标充气效率。如图10(d)所示，在条件1的情况下在时刻t3、条件2在时刻t4、条件3在时刻t5分别达到目标充气效率。在达到了目标充气效率的时刻、即条件1在时刻t3、条件2在时刻t4、条件3在时刻t5，控制废气旁通阀19的开度，以使得保持为目标状态。该情况下，在稳定状态下能够消除涡轮增压器的无用功，并且在加速状态下可以发挥涡轮增压器具有的最大限度的响应性能。但是，如图10(d)所示，在直至达到目标充气效率为止的期间，在所有条件1～3的情况下，即，即使在加速踏板踩踏量不同的情况下，充气效率也经过相同的特性曲线(profile)。所以，直至达到目标充气效率为止，不能进行与加速踏板踩踏量相应的转矩调整，因此驾驶员对于加速性能会感到不协调。
相对于上述比较例，在本实施方式的发动机控制装置100中，考虑由加速开始时的废气旁通阀19的开度的不同引起的加速特性的变动地控制加速期间中的废气旁通阀19的开度，因此充气效率经过图7(f)、图8(f)所示的特性曲线。结果，如图5所示，在稳定状态下能够消除涡轮增压器3的无用功，并且在加速时能够与驾驶员的加速踏板踩踏量相应地实现转矩特性(也称为“转矩特性曲线”)。
(2)目标W/G开度运算部709，在内燃机1加速时，在加速开始时的涡轮3b的转速处于增加状态的情况下，将废气旁通阀19的开度向关闭侧校正。结果，能够防止在涡轮3b的转速不足的状态下进行加速的情况下产生的加速不足。从而，在从内燃机1的相同转速和相同负载起用相同加速踏板踩踏量进行了加速的条件下，通过控制废气旁通阀19的开度，能够对于充气效率实现一样的加速特性(acceleration profile，也称为“加速特性曲线”)。
(3)ECU27在功能上具备计算加速开始时的涡轮3b的转速的涡轮转速瞬态动作运算部708。目标W/G开度运算部709，在通过涡轮旋转加速度瞬态动作运算部708推断出加速开始时的涡轮3b的转速处于减小状态的情况下，将废气旁通阀19的开度向开放侧校正。结果，能够防止在涡轮3b的旋转过剩的状态下进行了加速的情况下产生的过剩的加速。从而，在从内燃机1的相同转速和相同负载起用相同加速踏板踩踏量进行了加速的条件下，通过控制废气旁通阀19的开度，能够对于充气效率实现一样的加速特性。
-第二实施方式-
参照附图，说明第二实施方式的发动机控制装置。在以下说明中，对于与第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记，主要说明不同点。不特别说明的方面与第一实施方式相同。在本实施方式中，基于加速开始时的涡轮转速与稳定涡轮转速的比较，检测因内燃机的瞬态而产生的涡轮增压器的状态的增加变动量或减少变动量，这一点与第一实施方式不同。
图11是示意地说明第二实施方式的发动机控制装置100具有的ECU27的功能的功能框图。图11的ECU27在功能上除了具备第一实施方式的ECU27具有的功能之外，还具备稳定涡轮转速运算部801和 目标涡轮旋转特性运算部802。
稳定涡轮转速运算部801基于内燃机1的转速和由目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来计算稳定涡轮转速。其中，预先通过拟合求得的稳定涡轮转速，被利用以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图来进行表示，该映射图预先记录在规定的记录区域中。目标涡轮旋转特性运算部802输入由稳定涡轮转速运算部801计算出的目标涡轮转速时，基于一阶滞后传递函数(first order transferfunction)计算目标涡轮旋转特性(profile，曲线)。
目标W/G开度运算部709与第一实施方式的情况同样地计算目标废气旁通阀基准开度。进而，目标W/G开度运算部709对涡轮转速(即，涡轮旋转速度)与目标涡轮旋转特性进行比较，计算目标废气旁通阀开度量。该情况下，目标W/G开度运算部709在加速开始时的涡轮3b的转速大于目标涡轮旋转特性的值的情况下，将目标废气旁通阀基准开度向开放侧校正，计算目标废气旁通阀开度量。另一方面，目标W/G开度运算部709在加速开始时的涡轮3b的转速小于目标涡轮旋转特性的值的情况下，将目标废气旁通阀基准开度向关闭侧校正，计算目标废气旁通阀开度量。
图12表示加速开始时的涡轮3b的转速与基准涡轮转速之差、与加速期间中的废气旁通阀19的开度的校正量的关系。在加速开始时的涡轮3b的转速与基准涡轮转速之差是正的值的情况下，由于涡轮3b的旋转处于旋转过剩的状态，因此为了使涡轮的转速减少而将废气旁通阀19的开度向开放侧校正。在加速开始时的涡轮3b的转速与基准涡轮转速之差是负的值的情况下，涡轮3b的旋转是旋转不足的状态，即涡轮3b的旋转是瞬态状态。从而，为了使涡轮3b的转速增加，将废气旁通阀19向关闭侧校正。
其中，在第二实施方式中，也不限于由排放气体总能量运算部704、目标涡轮功运算部706、目标压缩机功运算部707、涡轮转速瞬态动作运算部708和目标W/G比率运算部709运算涡轮3b的转速。即，设置涡轮转速传感器、直接检测涡轮3b的转速的结构也可以得到同样的效果。
在第二实施方式中，具有上述结构的ECU27通过进行第一实施方式中说明的图9的流程图所示的处理，能够抑制由加速开始时的涡轮3b的旋转不足或旋转过剩引起的加速特性的变动，通过废气旁通阀19能够实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性。结果，第二实施方式的发动机控制装置100，与第一实施方式的发动机控制装置100同样地实现图8和图9的时序图所示的加速控制。
根据上述第二实施方式的发动机控制装置100，不仅获得通过第一实施方式得到的作用效果，还得到以下的作用效果。
ECU27在功能上具备基于内燃机1的转速和负载计算基准涡轮转速的稳定涡轮转速运算部801。而且，加速开始时的涡轮3b的转速越大于计算出的基准涡轮转速，目标W/G开度运算部709越向更开放侧控制废气旁通阀19的开度。结果，能够抑制由加速开始时的涡轮3b的转速的旋转不足或旋转过剩引起的加速特性的变动，实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性。进而，能够将涡轮旋转特性作为设计参数，进行对于加速踏板踩踏量的加速的调整。
-第三实施方式-
参照图13～图16，说明第三实施方式的发动机控制装置。在以下的说明中，对于与第二实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记，主要说明不同点。不特别说明的方面与第一和第二实施方式相同。在本实施方式中，构成为：通过节流阀和废气旁通阀的协调控制，内燃机的运转模式(也称为“运行模式”)能够在加速性能重视模式与燃料费(也称为“耗油量”)性能重视模式之间切换。考虑因上述切换控制而产生的加速开始时的涡轮增压器的状态的变动、进而控制节流阀和废气旁通阀的开度这一点，与第一和第二实施方式不同。
首先，用图13说明通过节流阀7和废气旁通阀19的协调控制进行的加速性能重视模式和燃料费性能重视模式的切换控制。图13(a)是说明燃料费性能与加速性能之间的此消彼长(trade-off，也称为“取舍)”的关系的图。如图13(a)所示，在加速性能重视模式的情况下，虽然加速性能提高，但是燃料费性能恶化，即涡轮3b的转速和泵损失增加。此外，在燃料费性能重视模式的情况下，燃料费性能提高，但是加速性能恶化，即涡轮3b的转速和泵损失减少。切换具有上述的此 消彼长的关系的加速性能重视模式和燃料费性能重视模式时，在相同的内燃机1的转速和负载条件下，使节流阀7与废气旁通阀19的各开度的组合变化。结果，能够沿着图13(a)的虚线所示的线使加速性能和燃料费性能变化。
图13(b)是表示相对于加速性能重视模式和燃料费性能重视模式的目标节流阀开度的关系的图。如图13(b)所示，越重视燃料费性能，越将节流阀7的开度设定在开放侧。越重视加速性能，越将节流阀7的开度设定在关闭侧。图13(c)是表示相对于加速性能重视模式和燃料费性能重视模式的目标废气旁通阀开度量的关系的图。如图13(c)所示，越重视燃料费性能越将废气旁通阀19的开度设定在开放侧。越重视加速性能越将废气旁通阀19的开度设定在关闭侧。在本实施方式中，通过考虑图13(b)和图13(c)表示的关系、以及图4所示的目标节流阀开度映射图和目标废气旁通阀开度映射图表示的关系，将内燃机1的运转模式在加速性能重视模式与燃料费性能重视模式之间切换。以下详细地进行说明。
图14是示意地说明第三实施方式的ECU27的功能的框图。图14的ECU27除了具备第二实施方式的ECU27具有的功能之外，在功能上还具备燃料费重视/加速重视运转模式切换部901。
燃料费重视/加速重视运转模式切换部901基于内燃机1的转速、利用要求转矩运算部701计算出的要求转矩、和变速器(即，变速机)的设定状态，在燃料费重视模式和加速性能重视模式之间，切换内燃机1的运转模式。燃料费重视/加速重视运转模式切换部901在切换运转模式时，例如使用内燃机1的瞬态频度(也称为“瞬态频率”)作为运转模式的选择基准。燃料费重视/加速重视运转模式切换部901在判断为瞬态频度小的情况下，将运转模式切换至燃料费性能重视模式，在判断为瞬态频度大的情况下，将运转模式切换至加速性能重视模式。
目标节流阀开度运算部703，与第一和第二实施方式的情况同样地计算目标节流阀开度。目标节流阀开度运算部703按照由燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，对计算出的目标节流阀开度进行校正。该情况下，目标节流阀开度运算部703基于图13(b)对计算出的目标节流阀开度进行校正。而且，目标节流阀开度运算部 703输出校正后的目标节流阀开度作为节流阀开度指令值。
目标W/G比率运算部705，与第一和第二实施方式的情况同样地计算目标废气旁通比率。而且，目标W/G比率运算部705按照由燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，对计算出的目标废气旁通比率进行校正。换言之，目标W/G比率运算部705对计算出的目标废气旁通比率基于图13(c)进行校正。而且，目标W/G比率运算部705将校正后的目标废气旁通比率向目标涡轮功运算部706输入。
稳定涡轮转速运算部801与第二实施方式的情况同样地计算稳定涡轮转速。而且，稳定涡轮转速运算部801按照通过燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，将计算出的稳定涡轮转速加以校正，向目标涡轮旋转特性运算部802输出。目标涡轮旋转特性运算部802与第二实施方式的情况同样地计算目标涡轮旋转特性。而且，目标涡轮旋转特性运算部802按照通过燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，对计算出的目标涡轮旋转特性进行校正。该情况下，目标涡轮旋转特性运算部802在计算目标涡轮旋转特性时使用的一阶滞后传递函数中，越重视加速性能，越将时间常数设定在更小一侧。目标稳定增压压力运算部710与第一和第二实施方式的情况同样地计算目标稳定增压压力，并按照由燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，对计算出的目标稳定增压压力进行校正。
图15是表示第三实施方式的ECU27考虑因通过协调控制对内燃机1的运转模式进行切换控制而引起的加速开始时的涡轮增压器3的状态的变动、进而控制节流阀7和废气旁通阀19的开度的情况下的加速控制的时序图。图15(a)表示加速踏板踩踏量与时间的关系，图15(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7的开度与时间的关系。图15(c)表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图15(d)表示涡轮转速与时间的关系。图15(e)表示节流阀7的下游压力与时间的关系，图15(f)表示按照加速踏板踩踏量控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。其中，在图15(c)～(f)中，将3个条件中的基准加速条件作为条 件1用实线表示，将未对废气旁通阀19实施瞬态校正的情况作为条件2用虚线表示，将对废气旁通阀19实施了瞬态校正的情况作为条件3用点划线表示。
图15(a)表示在时刻t1～t2的期间加速踏板踩踏量增加、即进行了加速的情况。当判断为要求转矩处于增压区域时，如图15(b)所示，按照加速踏板踩踏量使节流阀7成为全开状态。如图15(c)所示，在条件1和条件2的情况下，加速结束时(时刻t2)的废气旁通阀19的开度以使得实质上成为相同的开度的方式被设定在关闭侧。与此相对，在条件3的情况下，时刻t2的废气旁通阀19的开度与条件1和条件2的情况相比设定在开放侧。因此，如图15(d)所示，未进行瞬态校正的条件2的情况下的涡轮转速的增加特性，与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮转速的增加特性相比，显著在增加侧推移(即，变迁)。进而，如图15(e)所示，在条件2的情况下，节流阀7的下游压力的增加特性，与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性(也称为“增加轮廓线”或“增加曲线”)相比，显著在增加侧推移。结果，如图15(f)所示，条件2的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性相比在增加侧推移，在比条件1下成为目标充气效率的时刻t4更早的时刻t3达到目标充气效率。
与如上所述未进行瞬态校正的情况(条件2)相比，进行了瞬态校正的条件3的情况下的涡轮的转速，如图15(d)所示，成为与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮的转速的增加特性接近的特性(profile，也称为“轮廓线”或“曲线”)。进而，如图15(e)所示，在条件3的情况下，节流阀7的下游压力与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性大致一致。结果，如图15(f)所示，因为条件3的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性大致一致，所以在条件1和条件3下，在时刻t4达到目标充气效率。
用图16的流程图说明第三实施方式的ECU27进行的加速控制处理。图16的流程图所示的各处理通过ECU27执行程序而进行。该程序保存在存储器(未图示)中，由ECU27启动并执行。
步骤S801(计算要求转矩)是与图9的步骤S601(计算要求转矩)相同的处理。在步骤S802中，基于要求转矩的时间变化履历和变速器 的状态等信息，将内燃机1的运转模式在燃料费性能重视模式与加速性能重视模式之间切换并前进至步骤S803。从步骤S803(加速判断)至步骤S811(废气旁通阀开放侧校正)的各处理，与图9的从步骤S602(加速判断)至步骤S610(废气旁通阀开放侧校正)为止的各处理相同。
根据上述第三实施方式的发动机控制装置100，除了获得通过第一和第二实施方式得到的作用效果之外，还可以得到以下的作用效果。
ECU72在功能上具备：通过节流阀7的开度与废气旁通阀19的开度的组合，将内燃机1的运转模式在重视加速性能的模式和重视燃料费性能的模式之间切换的燃料费重视/加速重视运转模式切换部901。目标W/G开度运算部709基于通过燃料费重视/加速重视运转模式切换部901切换的运转模式，对废气旁通阀19的目标废气旁通阀开度量进行校正。结果，在从内燃机1的相同转速和相同负载条件起利用相同加速踏板踩踏量的中间加速条件下实现一样的加速特性的情况下，能够设定与运转模式相应的中间加速特性。
能够使上述第三实施方式的发动机控制装置100如下所述地变形。
燃料费重视/加速重视运转模式切换部901进行的内燃机1的运转模式的切换，不限于基于内燃机1的转速、要求转矩和变速器的设定状态进行的方式。例如，燃料费重视/加速重视运转模式切换部901也可以按照驾驶员的开关操作切换内燃机1的运转模式。此外，在车辆具有相机等外界识别系统的情况下，燃料费重视/加速重视运转模式切换部901也可以基于来自外界识别系统的输出推断是否需要内燃机1的瞬态频度，按照推测结果切换内燃机1的运转模式。即，如上所述，燃料费重视/加速重视运转模式切换部901在推断(也称为“推测”)瞬态频度小时设定燃料费性能重视模式，在推断瞬态频度大时设定加速性能重视模式即可。进而，在车辆具备导航装置的情况下，燃料费重视/加速重视运转模式切换部901也可以应用导航装置具有的地图信息推断是否需要瞬态频度，按照推断结果切换内燃机1的运转模式。
-第四实施方式-
参照图17～图21，说明第四实施方式的发动机控制装置。在以下说明中，对于与第二实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记， 主要说明不同点。不特别说明的方面与第一和第二实施方式相同。在本实施方式中，内燃机具备Cooled-EGR系统，考虑因Cooled-EGR量的不同而产生的加速开始时的涡轮增压器的状态的变动地控制节流阀和废气旁通阀的开度，这一点与第一和第二实施方式不同。
用图17说明具备Cooled-EGR系统的内燃机1采用Cooled-EGR的运转区域。图17是内燃机1的转速和充气效率的二维映射图。在本实施方式中，在图17中被虚线围绕的区域、即增压区域和非增压区域的较高负载区域中，代替以往在该区域实施的浓稠控制(richcontrol)，采用Cooled-EGR，进行化学计量(stoiciometry)燃烧(即，完全燃烧或理论空燃比燃烧)。结果，消除了燃料消耗的浪费，通过减少爆燃和排气温度控制防止了涡轮3b的破损。
图18是表示如上所述地采用Cooled-EGR系统的情况下的、废气旁通阀19的开度、节流阀7的下游压力和涡轮3b的转速各自与充气效率的关系的图。图18(a)表示使内燃机1的转速和负载为一定条件时采用了Cooled-EGR的情况下的废气旁通阀19的开度与充气效率的关系。在图18(a)中，用实线表示采用了Cooled-EGR的情况，用虚线表示未采用Cooled-EGR的情况。如图18(a)所示，越增大Cooled-EGR的采用比率，越需要将废气旁通阀19向关闭侧校正。
图18(b)表示使内燃机1的转速和负载为一定条件时采用了Cooled-EGR的情况下的节流阀7的下游压力与充气效率的关系。在图18(b)中，用实线表示采用了Cooled-EGR的情况，用虚线表示未采用Cooled-EGR的情况。如图18(b)所示，越增大Cooled-EGR的采用比率，节流阀7的下游压力越增加。图18(c)表示使内燃机1的转速和负载为一定条件时采用了Cooled-EGR的情况下的涡轮3b的转速与充气效率的关系。在图18(c)中，用实线表示采用了Cooled-EGR的情况，用虚线表示未采用Cooled-EGR的情况。如图18(c)所示，越增大Cooled-EGR的采用比率，涡轮3b的转速越增加。在本实施方式中，通过考虑图4中所示的稳定目标映射图表示的关系、和上述图18所示的采用Cooled-EGR系统带来的影响，配合Cooled-EGR系统。
图19是示意地说明第四实施方式的ECU27的功能的框图。图19的ECU27除了具备第二实施方式的ECU27具有的功能之外，在功能 上还具备目标EGR率运算部1001和目标EGR阀开度运算部1002。目标EGR率运算部1001基于内燃机1的转速和由目标充气效率运算部702计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来计算目标EGR率。而且，目标EGR率运算部1001基于根据内燃机1的冷却水温决定的状态判断结果，对计算出的目标EGR率进行校正。其中，在以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图上表示预先通过拟合求得的目标EGR率，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
目标EGR阀开度运算部1002基于内燃机1的转速和计算出的目标充气效率，通过映射图检索和插值来计算目标EGR阀开度。而且，目标EGR阀开度运算部1002基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率，对计算出的目标EGR阀开度进行校正。目标EGR阀开度运算部1002将校正后的目标EGR阀开度作为EGR阀开度指令值向EGR阀24输出，控制EGR阀24的开度。其中，在以内燃机1的转速和目标充气效率为轴的二维映射图上表示预先通过拟合求得的目标EGR阀开度，该映射图预先记录在规定的记录区域中。
目标节流阀开度运算部703与第一和第二实施方式的情况同样地计算目标节流阀开度。而且，目标节流阀开度运算部703基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率，将计算出的目标节流阀开度进行校正，并作为节流阀开度指令值对节流阀7输出。排放气体总能量运算部704对与第一和第二实施方式的情况同样地计算出的排放气体具有的总能量，基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率进行校正。
目标W/G比率运算部705对与第一和第二实施方式的情况同样地计算出的目标废气旁通比率，基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率进行校正。稳定涡轮转速运算部801对与第二实施方式的情况同样地计算出的稳定涡轮转速，基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率进行校正。目标稳定增压压力运算部710对与第二实施方式的情况同样地计算出的目标稳定增压压力，基于由目标EGR率运算部1001计算出的目标EGR率进行校正。
图20是表示第四实施方式的ECU27考虑因Cooled-EGR量的不同而产生的加速开始时的涡轮增压器3的状态的变动，控制节流阀7和 废气旁通阀19的开度的情况下的加速控制的时序图。图20(a)表示加速踏板踩踏量与时间的关系，图20(b)表示与加速踏板踩踏量相应的节流阀7以及EGR阀24的开度与时间的关系。图20(c)表示与加速踏板踩踏量相应的废气旁通阀19的开度与时间的关系，图20(d)表示涡轮转速与时间的关系。图20(e)表示节流阀7的下游压力与时间的关系，图20(f)表示按照加速踏板踩踏量控制节流阀7和废气旁通阀19的开度而得到的充气效率与时间的关系。图20(g)表示与EGR阀24的开度相应的EGR率的变化与时间的关系。其中，在图20(b)～(f)中，将3个条件中的基准加速条件作为条件1用实线表示，将未对废气旁通阀19实施瞬态校正的情况作为条件2用虚线表示，将对废气旁通阀19实施了瞬态校正的情况作为条件3用点划线表示。
图20(a)表示在时刻t1～t2的期间加速踏板踩踏量增加、即进行了加速的情况。当判断为要求转矩是增压区域时，如图20(b)所示，按照加速踏板踩踏量使节流阀7成为全开状态。进而为了在加速条件下停止EGR的采用，使EGR阀24成为全闭状态。结果，如图20(g)所示，EGR率在时刻t2成为目标EGR率。如图20(c)所示，在条件1和条件2的情况下，加速结束时(时刻t2)的废气旁通阀19的开度以使得实质上成为相同的开度的方式被设定在关闭侧。与此相对，在条件3的情况下，时刻t2的废气旁通阀19的开度与条件1和条件2的情况相比被设定在更开放侧。因此，如图20(d)所示，未进行瞬态校正的条件2的情况下的涡轮转速的增加特性，与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮转速的增加特性相比，显著在增加侧推移。进而，如图20(e)所示，在条件2的情况下，节流阀7的下游压力的增加特性与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性相比，显著在增加侧推移。结果，如图20(f)所示，条件2的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性相比在增加侧推移，在比条件1下成为目标充气效率的时刻t4更早的时刻t3达到目标充气效率。
与如上所述地未进行瞬态校正的情况(条件2)相比，进行了瞬态校正的条件3的情况下的涡轮转速，如图20(d)所示，成为与作为基准加速条件的条件1的情况下的涡轮转速的增加特性接近的特性。进 而，如图20(e)所示，在条件3的情况下，节流阀7的下游压力与条件1的情况下的节流阀7的下游压力的增加特性大致一致。结果，如图20(f)所示，因为条件3的情况下的充气效率与条件1的情况下的充气效率的增加特性大致一致，所以在条件1和条件3下，在时刻t4达到目标充气效率。
用图21的流程图说明第三实施方式的ECU27进行的加速控制处理。图21的流程图中所示的各处理由ECU27执行程序而进行。该程序保存在存储器(未图示)中，由ECU17启动并执行。
步骤S901(计算要求转矩)是与图9的步骤S601(计算要求转矩)相同的处理。在步骤S902中，基于内燃机1的冷却水温等信息判断内燃机1的状态并前进至步骤S903。从步骤S903(加速判断)至步骤S905(节流阀全开的设定)的各处理与图9的从步骤S602(加速判断)至步骤S604(节流阀全开的设定)的各处理相同。
在步骤S906中，控制EGR阀24的开度，以使得成为按照内燃机1的转速和要求转矩设定的EGR率，并前进至步骤S907。从步骤S907(废气旁通阀基准开度运算)至步骤S912(废气旁通阀开放侧校正)的各处理与图9的从步骤S605(废气旁通阀基准开度运算)至步骤S610(废气旁通阀开放侧校正)的各处理相同。
根据以上说明的第四实施方式的发动机控制装置，除了获得通过第一和第二实施方式得到的作用效果之外，还得到以下的作用效果。
ECU27将内燃机1的运转模式在采用EGR的模式和禁止采用EGR的模式之间切换。目标W/G开度运算部709基于是否采用EGR，对废气旁通阀19的开度进行校正。结果，能够抑制EGR的采用引起的加速开始时的涡轮3b的转速的旋转过剩所伴随的加速特性的变动，通过废气旁通阀19实现与驾驶员的加速要求相应的转矩特性。
只要不损害本发明的特征，本发明就不限于上述实施方式，在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包括在本发明的范围内。
附图标记说明
1 内燃机， 2 进气温度传感器，
3 涡轮增压器， 3a 压缩机，
3b 涡轮， 4 空气旁通阀，
5 中冷器， 6 温度传感器，
7 节流阀， 8 进气歧管，
9 压力(即，压强)传感器， 10 流动强化阀
11 进气(也称为“吸气”)可变阀机构，
12 进气可变阀位置传感器，
13 排气可变阀机构， 14 排气可变阀位置传感器，
15 燃料喷射阀， 16 火花塞，
17 爆燃传感器(Knock Sensor，又称“爆震传感器”)
18 曲柄角度传感器，
19 废气旁通阀， 20 空燃比传感器，
21 排气净化催化剂， 22 EGR管，
23 EGR冷却器， 24 EGR阀，
25 温度传感器， 26 压差传感器，
27 ECU， 100 发动机控制装置，
701 要求转矩运算部， 702 目标充气效率运算部，
703 目标节流阀开度运算部， 704 排放气体总能量运算部，
705 目标W/G比率运算部， 706 目标涡轮功运算部，
707 目标压缩机功运算部，
708 涡轮转速瞬态动作运算部，
709 目标W/G开度运算部，
710 目标稳定增压压力运算部，
711 PID稳定校正量运算部， 801 稳定涡轮转速运算部，
802 目标涡轮旋转特性运算部，
901 燃料费重视/加速重视运转模式切换部，
1001 目标EGR率运算部， 1002 目标EGR阀开度运算部

Claims (8)

1.一种具备废气旁通阀的内燃机的控制装置，该废气旁通阀通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回，能够控制所述涡轮从排放气体接受的功率，该内燃机的控制装置的特征在于，包括：
开度控制部，其在所述内燃机的增压区域中按照要求转矩控制所述废气旁通阀的开度；和
开度校正部，其在所述内燃机加速时，在加速开始时的所述涡轮的转速处于减小状态的情况下，将由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度向开放侧校正。
2.一种具备废气旁通阀的内燃机的控制装置，该废气旁通阀通过使排放气体的一部分从涡轮的上游部向下游部迂回，能够控制所述涡轮从排放气体接受的功率，该内燃机的控制装置的特征在于，包括：
开度控制部，其在所述内燃机的增压区域中按照要求转矩控制所述废气旁通阀的开度；和
开度校正部，其在所述内燃机加速时，在加速开始时的所述涡轮的转速处于增加状态的情况下，将由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度向关闭侧校正。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
还包括取得加速开始时的所述涡轮的转速的取得部，
所述开度校正部，在由所述取得部取得的加速开始时的所述涡轮的转速处于减小状态的情况下，将由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度向开放侧校正。
4.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
还包括基于所述内燃机的转速和负载计算基准涡轮转速的计算部，
加速开始时的所述涡轮的转速与由所述计算部计算出的基准涡轮转速的转速差越大，所述开度校正部将由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度越向开放侧控制。
5.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
还包括第一切换部，其通过节流阀的开度与所述废气旁通阀的开度的组合，将所述内燃机的运转模式在重视加速性能的模式与重视燃料费性能的模式之间切换，
所述开度校正部，基于由所述第一切换部切换的所述运转模式，对由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度进行校正。
6.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
还包括第二切换部，其将所述内燃机的运转模式在采用EGR的模式与禁止采用EGR的模式之间切换，
所述开度校正部，基于由所述第二切换部切换的所述运转模式，对由所述开度控制部控制的所述废气旁通阀的开度进行校正。
7.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在从所述内燃机的相同转速和相同负载起利用相同加速操作量进行加速时，加速开始时的所述废气旁通阀的开度越大，所述开度控制部将加速期间中的废气旁通阀的开度越向关闭侧控制。
8.如权利要求7所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在从所述内燃机的相同转速和相同负载起利用相同加速操作量进行加速时，在加速开始时的所述废气旁通阀的开度相同的情况下，在增压区域中转速越大且负载越小，在非增压区域中转速越大且负载越大，所述开度控制部将加速期间中的所述废气旁通阀的开度越向关闭侧控制。
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