CN105464792A - 发动机的排气控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供发动机的排气控制装置，其目的是分别根据高压EGR区域以及低压EGR区域适当地控制涡轮增压器的片阀开度。根据本发明的一种形态的发动机的排气控制装置具有：具备压缩机、涡轮和可动式片阀的涡轮增压器；使排气从涡轮的上游侧的排气通路向压缩机的下游侧的进气通路回流的高压EGR装置；使排气从涡轮的下游侧的排气通路向压缩机的上游侧的进气通路回流的低压EGR装置；和控制涡轮增压器的片阀的开度的ECU；ECU在高压EGR装置工作时，将片阀开度固定为规定的开度，并且在低压EGR装置工作时，将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度。

Description

发动机的排气控制装置

技术领域

本发明涉及发动机的排气控制装置，尤其涉及具有涡轮增压器以及EGR装置的发动机的排气控制装置。

背景技术

以往，已知有从改善发动机的排放性能等目的考虑而使排气通路内的一部分排气回流至进气通路内的EGR（exhaustgasrecirculation；排气再循环）装置。又，已知有使用两种EGR装置的技术（例如参照专利文献1），所述两种EGR装置是使排气从涡轮增压器的涡轮的上游侧的排气通路向涡轮增压器的压缩机的下游侧的进气通路回流的高压EGR装置、以及使排气从涡轮增压器的涡轮的下游侧的排气通路向涡轮增压器的压缩机的上游侧的进气通路回流的低压EGR装置。

一般而言，在使用这样的两种EGR装置的情况下，在设定于低负荷·低转速侧的发动机运行区域中，使高压EGR装置运行，在设定于与使该高压EGR装置运行的区域相比高负荷·高转速侧的发动机的运行区域中，使低压EGR装置运行。另外，以下，将使高压GER装置运行的发动机的运行区域适当称为“高压EGR区域”，将使低压EGR装置的发动机的运行区域适当称为“低压EGR区域”。

另一方面，以往，作为涡轮增压器，已知有将可动式的多个片阀（flap）（换而言之是可动叶片或喷嘴叶片（nozzlevane））配设在涡轮的周围的可变截面涡轮增压器（variablegeometryturbocharger；VGT）。专利文献2中记载有在使用这样的涡轮增压器和EGR装置的系统中，在通过EGR装置使排气回流时，将片阀开度机械地固定为规定开度的技术。

专利文献1：日本特开2007-303380号公报；

专利文献2：日本特开平9-280119号公报。

发明内容

然而，在高压EGR区域中，为了改善发动机的点火性和排放性能等，理想的是将由高压EGR装置进行的排气回流的控制性放在最优先位置，并且对涡轮增压器的片阀开度进行控制。具体而言，在高压EGR区域中，不理想的是因涡轮增压器的动作而使排气压变化；

另一方面，在低压EGR区域中，理想的是以确保由低压EGR装置进行的排气回流的控制性的同时使涡轮增压器做一定程度的功的形式控制涡轮增压器的片阀开度。尤其是，因由低压EGR装置进行的排气回流的路径较长，因此考虑到由低压EGR装置进行的排气回流的响应性存在延迟这一点，应控制片阀开度；

由上所述，理想的是分别根据高压EGR区域以及低压EGR区域控制涡轮增压器的片阀开度。在上述专利文献1以及专利文献2中均未公开有根据这样的EGR区域控制片阀开度的情况。

本发明是为了解决上述现有技术的问题点而形成，其目的是提供一种能够分别根据高压EGR区域以及低压EGR区域适当地控制涡轮增压器的片阀开度的发动机的排气控制装置。

为了实现上述目的，本发明是发动机的排气控制装置，具有：具备设置于排气通路的涡轮和设置于进气通路的压缩机，并且通过排气使涡轮旋转以此驱动压缩机而对进气进行增压，还具备能够调节增压压力的可动式片阀的涡轮增压器；在设定于发动机的低负荷且低转速侧的规定的第一运行区域中，使排气从涡轮增压器的涡轮的上游侧的排气通路向涡轮增压器的压缩机的下游侧的进气通路回流的高压EGR装置；在设定于与第一运行区域相比高负荷且高转速侧的第二运行区域中，使排气从涡轮增压器的涡轮的下游侧的排气通路向涡轮增压器的压缩机的上游侧的进气通路回流的低压EGR装置；和控制涡轮增压器的片阀的开度、即片阀开度的片阀控制部；片阀控制部在由高压EGR装置回流排气时，将片阀开度固定为规定的开度，在由低压EGR装置回流排气时，将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度；

在这样构成的本发明中，在使高压EGR装置运行的情况下，将片阀开度（VGT开度）固定为规定的开度，因此可抑制排气压的变化，有效地确保由高压EGR装置进行的排气回流的控制性，可以改善发动机的点火性和排放性能等。又，根据本发明，在使低压EGR装置运行时，执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制（具体而言前馈控制、换而言之开回路控制），通过缓慢的片阀开度变化对排气压进行控制，因此由涡轮增压器做的功的变化缓慢，可以适当地确保由低压EGR装置进行的排气回流的控制性。其结果是，可以适当地实现达到需求喷射量所需的氧浓度，可以使为了抑制发动机的黑烟而设定的燃料喷射量的限度有余量，并且可以改善燃料消耗量和排放性能等。

在本发明中，优选的是在从由低压EGR装置回流排气的状态过渡至高压EGR装置和低压EGR装置中任一个都不回流排气的状态时，片阀控制部执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制，在该控制后，以将实际增压压力设定为与发动机的运行状态相对应的目标增压压力的形式控制片阀开度；

在形成为这样的结构的本发明中，在从低压EGR装置运行的状态过渡至高压EGR装置和低压EGR装置中任一个都不运行的状态时，不立即执行根据目标增压压力动态地改变片阀开度的控制（增压压力反馈控制），而是执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制（前馈控制），因此可以确保涡轮增压器的可靠性，且可以实现线性加速感以及燃料消耗量的改善。

在本发明中，优选的是片阀控制部在由低压EGR装置进行的排气的回流停止后，继续执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制，直至实际增压压力与目标增压压力之差达到规定值以下为止，在实际增压压力与目标增压压力之差达到规定值以下后，以使实际增压压力被设定为目标增压压力的形式控制片阀开度；

在形成为这样的结构的本发明中，在停止低压EGR装置的运行后继续执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制（前馈控制）直至实际增压压力与目标增压压力之差达到规定值以下为止，因此可以有效地确保涡轮增压器的可靠性，并且可以有效地实现线性加速感以及燃料消耗量的改善。

在本发明中，优选的是片阀控制部在由低压EGR装置回流排气时，将片阀开度的变化速度限制在规定值以下，并且控制片阀开度；

在形成为这样的结构的本发明中，在使低压EGR装置运行时，在执行将片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制时，对片阀开度的变化速度进行限制，因此可慢慢地改变片阀开度，从而有效地确保由低压EGR装置进行的排气回流的控制性。

根据本发明的发动机的排气控制装置，可以分别根据高压EGR区域以及低压EGR区域适当地控制涡轮增压器的片阀开度。

附图说明

图1是将根据本发明实施形态的发动机的排气控制装置进行应用的发动机系统的概略结构图；

图2是将根据本发明的实施形态的涡轮增压器的涡轮室进行放大的纵向剖视图；

图3是根据本发明的实施形态的高压EGR区域、低压EGR区域以及非EGR区域的说明图；

图4是示出根据本发明的实施形态的基本控制的流程图；

图5是示出根据本发明的实施形态的VGT开度控制流程的流程图；

符号说明：

1进气通路；

5涡轮增压器；

5a压缩机；

5b涡轮；

5c片阀；

41排气通路；

43高压EGR装置；

43b高压EGR阀；

48低压EGR装置；

48c低压EGR阀；

60ECU；

200发动机系统；

E发动机。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的实施形态的发动机排气控制装置。

＜系统结构＞

首先，参照图1说明将根据本发明的实施形态的发动机排气控制装置进行应用的发动机系统。图1是将根据本发明的实施形态的发动机的排气控制装置进行应用的发动机系统的概略结构图。

如图1所示，发动机系统200主要具有：作为柴油发动机的发动机E；向发动机E供给进气的进气系统IN；用于向发动机E供给燃料的燃料供给系统FS；排出发动机E的排气的排气系统EX；检测与发动机系统200相关的各种状态的传感器99～122；和控制发动机系统200的ECU（electroniccontrolunit；电子控制单元）60。

首先，进气系统IN具有使进气通过的进气通路1，在该进气通路1上从上游侧依次设置有：净化从外部导入的空气的空气滤清器3；压缩通过的进气而使进气压上升的涡轮增压器5的压缩机5a；调节通过的进气流量的进气节流阀（shuttervalve）7；使用流通的冷却水对进气进行冷却的水冷式中冷器8；控制向中冷器8流通的冷却水的流量的电动水泵9；连接中冷器8和电动水泵9，且作为使冷却水在其间循环的通路的冷却水通路10；和暂时储存向发动机E供给的进气的缓冲罐12；

又，在进气系统IN中，在紧邻空气滤清器3的下游侧的进气通路1上设置有检测吸入空气量的空气流量传感器101和检测进气温度的进气温度传感器102，在涡轮增压器5的压缩机5a上设置有检测该压缩机5a的转速的涡轮转速传感器103，在进气节流阀7上设置有检测该进气节流阀7的开度的进气节流阀位置传感器105，在紧邻中冷器8的下游侧的进气通路1上设置有检测进气温度的进气温度传感器106和检测进气压的进气压传感器107，在缓冲罐12上设置有进气歧管温度传感器108。这些设置于进气系统IN的各种传感器101～108分别向ECU60输出与检测的参数相对应的检测信号S101～S108。

其次，发动机E具有：将从进气通路1（详细而言是进气歧管）供给的进气导入至燃烧室17内的进气门15；向燃烧室17喷射燃料的燃料喷射阀20；作为确保起动时等的点火的辅助热源的火花塞21；通过燃烧室17内的混合气的燃烧进行往复运动的活塞23；通过活塞23的往复运动进行旋转的曲轴25；和将因燃烧室17内的混合气的燃烧而产生的排气向排气通路41排出的排气门27。此外，在发动机E中设置有利用该发动机E的输出进行发电的交流发电机26；

又，在发动机E中设置有：检测对发动机E等进行冷却的冷却水的温度的冷却水温度传感器109；检测曲轴25的曲轴角的曲轴角传感器110；检测油压和/或油温的油压/油温传感器111；和检测油位的光学式油位传感器112。这些设置于发动机E的各种传感器109～112分别向ECU60输出与所检测的参数相对应的检测信号S109～S112。

其次，燃料供给系统FS具有：贮藏燃料的燃料箱30；和用于从燃料箱30向燃料喷射阀20供给燃料的燃料供给通路38。在燃料供给通路38上从上游侧依次设置有低压燃料泵31、高压燃料泵33和共轨35。又，在低压燃料泵31上设置有燃料加热器（warmer）32，在高压燃料泵33上设置有燃料压调节器34，在共轨35上设置有共轨减压阀36；

又，在燃料供给系统FS中，在高压燃料泵33上设置有检测燃料温度的燃料温度传感器114，在共轨35上设置有检测燃料压的燃料压传感器115。这些设置于燃料供给系统FS的各种传感器114、115分别向ECU60输出与所检测的参数相对应的检测信号S114、S115。

接着，排气系统EX具有使排气通过的排气通路41，在该排气通路41上从上游侧依次设置有因通过的排气而旋转且通过该旋转如上所述驱动压缩机5a的涡轮增压器5的涡轮5b；具有排气净化功能的柴油机氧化催化器（dieseloxidationcatalyst；DOC）45以及柴油机颗粒过滤器（dieselparticulatefilter；DPF）46；和调节通过的排气流量的排气节流阀49。DOC45是使用排气中的氧使碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等进行氧化而转化成水和二氧化碳的催化器，DPF46是捕集排气中的颗粒状物质（particulatematter；PM）的过滤器；

又，在排气系统EX中，在涡轮增压器5的涡轮5b的上游侧的排气通路41上设置有检测排气压的排气压传感器116和检测排气温度的排气温度传感器117，在紧邻DOC45的上游侧以及在DOC45和DPF46之间分别设置有检测排气温度的排气温度传感器118、119，在DPF46上设置有检测该DPF46的上游侧和下游侧之间的排气压力差的DPF压差传感器120，在紧邻DPF46的下游侧的排气通路41上设置有检测氧浓度的线性O2传感器121和检测排气温度的排气温度传感器122。这些设置于排气系统EX的各种传感器116～122分别向ECU60输出与所检测的参数相对应的检测信号S116～S122。

此外，在本实施形态中，涡轮增压器5形成为小型的结构以在排气能量较低的低速旋转时也能够高效地进行增压，并且形成为以包围涡轮5b的全周的形式设置有多个可动式的片阀5c且通过这些片阀5c改变向涡轮5b的排气的流通截面积（喷嘴截面积）的可变截面涡轮增压器（variablegeometryturbocharger；VGT）。例如，片阀5c通过电磁阀调节作用于膜片的负压的大小，并且通过执行器转动。又，设置有根据这样的执行器的位置检测片阀5c的开度（片阀开度，以下适当称为“VGT开度”）的VGT开度传感器104。该VGT开度传感器104向ECU60输出与所检测的VGT开度相对应的检测信号S104。

在这里，参照图2具体地说明根据本发明实施形态的涡轮增压器5的片阀5c。图2示意性地示出对涡轮增压器5的涡轮室进行放大的纵截面的结构；

如图2所示，在形成于涡轮壳体153内的涡轮室内，以在配置于大致其中央部的涡轮5b的周围围绕的形式配设有多个可动式片阀5c、5c、…，各片阀5c可转动地支持于贯通涡轮室的一侧侧壁的支轴5d。各片阀5c分别绕着支轴5d向图2的顺时针方向转动，以相互靠近的形式倾斜时，形成于各片阀5c的相互之间的喷嘴155、155、…的开度（喷嘴截面积）收拢得较小，即使在排气流量较少时也可以得到较高的增压效率。另一方面，如果使各片阀5c向与上述相反的一侧转动，以相互背离的形式倾斜，则喷嘴截面积增大，因此即使在排气流量较多时也可以减少通气阻力，从而提高增压效率；

又，环构件157通过连杆机构158与执行器的杆163驱动链接，通过该执行器的运行，各片阀5c借助于环构件157转动。即，连杆机构158由一端部与环构件157可转动地连接的连接销158a；一端部与该连接销158a的另一端部可转动地连接的连接板构件158b；与该连接板构件158b的另一端部连接且贯通涡轮壳体153的外壁的柱状构件158c；和一端部与该柱状构件158c的向涡轮壳体153外突出的突出端部连接的连接板构件158d构成，该连接板构件158d的另一端部通过连接销（未图示）与执行器的杆163可转动地连接。

返回至图1，根据本实施形态的发动机系统200还具有高压EGR装置43以及低压EGR装置48。高压EGR装置43具有：将涡轮增压器5的涡轮5b的上游侧的排气通路41和涡轮增压器5的压缩机5a的下游侧（详细而言中冷器8的下游侧）的进气通路1进行连接的高压EGR通路43a；和调节通过高压EGR通路43a的排气的流量的高压EGR阀43b。低压EGR装置48具有：将涡轮增压器5的涡轮5b的下游侧（详细而言DPF46的下游侧且排气节流阀49的上游侧）的排气通路41和涡轮增压器5的压缩机5a的上游侧的进气通路1进行连接的低压EGR通路48a；对通过低压EGR通路48a的排气进行冷却的低压EGR冷却器48b；调节通过低压EGR通路48a的排气的流量的低压EGR阀48c；和低压EGR过滤器48d。

通过高压EGR装置43回流至进气系统IN中的排气量（以下称为“高压EGR气体量”），根据涡轮增压器5的涡轮5b上游侧的排气压、由进气节流阀7的开度生成的进气压、和高压EGR阀43b的开度大致决定。又，通过低压EGR装置48回流至进气系统IN中的排气量（以下称为“低压EGR气体量”），根据涡轮增压器5的压缩机5a上游侧的进气压、由排气节流阀49的开度生成的排气压、和低压EGR阀48c的开度大致决定。

在这里，参照图3说明本发明的实施形态中使高压EGR装置43运行的发动机E的运行区域（高压EGR区域）以及使低压EGR装置48运行的发动机E的运行区域（低压EGR区域）。图3中，横轴表示发动机转速，纵轴表示燃料喷射量（相当于发动机负荷），并且示意性地示出高压EGR区域以及低压EGR区域；

如图3所示，设定于低负荷·低转速侧的发动机E的运行区域R1（相当于第一运行区域）为使高压EGR装置43运行的高压EGR区域，设定于与该高压EGR区域R1相比高负荷·高转速侧的发动机E的运行区域R2（相当于第二运行区域）为使低压EGR装置48运行的低压EGR区域。更详细而言，在低压EGR区域R2内的一部分区域（与高压EGR区域R1的边界附近的区域）中，不仅低压EGR装置48运行，连高压EGR装置43也运行，即，成为高压EGR装置43以及低压EGR装置48的并用区域。又，设定于与低压EGR区域R2相比更高负荷·高转速侧的发动机E的运行区域R3为高压EGR装置43以及低压EGR装置48都不运行的区域（以下适当称为“非EGR区域”）。

返回至图1，根据本实施形态的ECU60，除了上述各种传感器101～122的检测信号S101～S122以外，还基于分别由检测外气温度的外气温度传感器98、检测大气压的大气压传感器99以及检测加速器踏板95的开度（加速器开度）的加速器开度传感器100输出的检测信号S98～S100，执行针对发动机系统200内的构成要素的控制。具体而言，ECU60为了控制涡轮增压器5的涡轮5b中的片阀5c的开度（VGT开度），而向驱动该片阀5c的执行器（未图示）输出控制信号S130。又，ECU60为了控制进气节流阀7的开度，而向驱动进气节流阀7的执行器（未图示）输出控制信号S131。又，ECU60为了控制向中冷器8供给的冷却水的流量，而向电动水泵9输出控制信号S132。又，ECU60为了控制发动机E的燃料喷射量等，而向燃料喷射阀20输出控制信号S133。又，ECU60为了控制交流发电机26、燃料加热器32、燃料压调节器34以及共轨减压阀36，而分别向它们输出控制信号S134、S135、S136、S137。又，ECU60为了控制高压EGR阀43b的开度，而向驱动高压EGR阀43b的执行器（未图示）输出控制信号S138。又，ECU60为了控制低压EGR阀48c的开度，而向驱动低压EGR阀48c的执行器（未图示）输出控制信号S139。又，ECU60为了控制排气节流阀49的开度，而向驱动排气节流阀49的执行器（未图示）输出控制信号S140。

＜基本控制＞

接着，参照图4说明在根据本发明的实施形态的发动机系统200中实施的基本控制。图4是示出根据本发明的实施形态的基本控制的流程图。在该流程中，用于实现与需求喷射量等相对应的目标氧浓度以及目标进气温度的控制被执行。又，该流程通过ECU60以规定的周期重复执行。

首先，在步骤S11中，ECU60获取由上述各种传感器98～122输出的检测信号S98～S122中的至少一个以上；

接着，在步骤S12中，ECU60基于加速器开度传感器100检测的加速器开度（与检测信号S100相对应），设定应从发动机E输出的目标转矩；

接着，在步骤S13中，ECU60基于在步骤S12中设定的目标转矩和发动机转速，设定应从燃料喷射阀20喷射的需求喷射量；

接着，在步骤S14中，ECU60基于在步骤S13中设定的需求喷射量和发动机转速，设定燃料的喷射模式、燃料压、目标氧浓度、目标进气温度和EGR控制模式（使高压EGR装置43以及低压EGR装置48两者或一方运行的模式、或者高压EGR装置43以及低压EGR装置48都不运行的模式）；

接着，在步骤S15中，ECU60设定实现步骤S14中设定的目标氧浓度以及目标进气温度的状态量。例如，该状态量包括通过高压EGR装置43回流至进气系统IN的排气量（高压EGR气体量）、和通过低压EGR装置48回流至进气系统IN的排气量（低压EGR气体量）、和由涡轮增压器5产生的增压压力等；

接着，在步骤S16中，ECU60基于在步骤S15中设定的状态量，控制分别驱动发动机系统200的各构成要素的各执行器。在该情况下，ECU60设定与状态量相对应的限制值和限制范围等，并且设定使状态值遵守限制值和限制范围等的限制的各执行器的控制量，并执行控制。

＜VGT开度控制＞

以下说明根据本发明的实施形态的VGT开度控制。

最先，说明根据本发明的实施形态的VGT开度控制的概要。在本实施形态中，ECU60在使高压EGR装置43运行时（高压EGR区域R1）、在使低压EGR装置48运行时（低压EGR区域R2）、和在高压EGR装置43以及低压EGR装置48均不运行时（非EGR区域R3），以不同的形态控制涡轮增压器5的片阀5c的开度（VGT开度）。另外，ECU60相当于本发明中的“片阀控制部”。

具体而言，ECU60在使高压EGR装置43运行的情况下，将VGT开度固定于规定的开度，即不改变VGT开度而固定为一定的开度。如此一来，排气压不会变动，从而确保通过高压EGR装置43进行的排气回流的控制性（意味着用于控制高压EGR阀43b和进气节流阀7等从而实现所期望的高压EGR气体量的控制性能）。另外，在像这样控制VGT开度的情况下，涡轮增压器5仅仅发挥排气阻力物的作用，基本上不进行增压。又，该情况下的排气阻力大致保持一定。

另一方面，ECU60在不运行高压EGR装置43而仅运行低压EGR装置48时，执行将VGT开度设定为与发动机E的运行状态相对应的开度的控制。具体而言，ECU60参照发动机转速以及燃料喷射量与应设定的VGT开度相对应的映射图，设定为与当前的发动机转速以及燃料喷射量相对应的VGT开度。在该情况下，ECU60根据发动机转速以及燃料喷射量设定VGT开度，而不会根据目标增压压力改变VGT开度。即，ECU60基于发动机转速以及燃料喷射量，通过F/F控制（前馈控制、换而言之是开放控制）改变VGT开度，而不会通过将实际增压压力设定为目标增压压力的增压压力F/B控制（反馈控制）动态地改变VGT开度。此外，ECU60执行将VGT开度的变化速度限制为规定值以下，从而改变VGT开度的控制；

根据这样的VGT开度控制，可以慢慢地改变VGT开度并控制排气压。因此，可确保涡轮增压器5的动作（由涡轮增压器5进行的增压），同时使由涡轮增压器5做的功的变化缓慢，即，使排气压的变化缓慢，从而可以适当地确保由低压EGR装置48进行的排气回流的控制性（意味着用于控制低压EGR阀48c和排气节流阀49等从而实现所期望的低压EGR气体量的控制性能）。低压EGR装置48排气回流的路径较长，因此具有响应性差的特性，但是在如上述那样控制VGT开度的情况下，由涡轮增压器5做的功的变化缓慢，因此可以适当地确保低压EGR装置48的控制性。其结果是，可以将所期望的量的氧适当地供给至发动机E，具体而言，可以适当地实现应用需求喷射量所需的氧浓度，可以使为了抑制发动机E的黑烟而设定的燃料喷射量的限度有余量，并且可以改善燃料消耗量和排放性能等。

另一方面，ECU60在高压EGR装置43以及低压EGR装置48都不运行的情况下，使用用于将实际增压压力设定为目标增压压力的增压压力F/B控制对VGT开度进行控制。具体而言，ECU60将由进气压传感器107检测的进气压作为实际增压压力使用，并且在监控该实际增压压力的同时执行动态地改变VGT开度的控制以将实际增压压力维持为目标增压压力。如此一来，可使实际增压压力适当地追踪目标增压压力。

此外，在本实施形态中，从使低压EGR装置48运行的状态过渡至低压EGR装置48的运行停止且高压EGR装置43以及低压EGR装置48都不运行的状态时，即，从低压EGR区域R2过渡至非EGR区域R3时，ECU60首先执行与使上述低压EGR装置48运行的情况相同的VGT开度控制。具体而言，ECU60在从低压EGR区域R2过渡至非EGR区域R3时，参照发动机转速以及燃料喷射量与应设定的VGT开度相对应的映射图，设定为与当前的发动机转速以及燃料喷射量相对应的VGT开度（即，通过F/F控制改变VGT开度），而不会立即执行基于目标增压压力动态地改变VGT开度的增压压力F/B控制。藉此，可对立即执行增压压力F/B控制时增压压力的急剧变化（这一点在小型涡轮增压器5中尤其明显）所导致的涡轮增压器5的可靠性降低、急加速以及燃料消耗量的恶化进行抑制；

更详细而言，ECU60在停止低压EGR装置48的运行后继续执行通过这样的F/F控制进行的VGT开度的控制，直至由进气压传感器107检测的实际增压压力和目标增压压力之差达到规定值以下为止。然后，ECU60在实际增压压力与目标增压压力之差达到规定值以下后，执行如上所述的动态地改变VGT开度的增压压力F/B控制以将实际增压压力维持为目标增压压力。

接着，参照图5具体说明根据本发明实施形态的VGT开度控制的所有流程。图5是示出根据本发明实施形态的VGT开度控制流程的流程图。该VGT开度控制流程由ECU60以规定的周期重复执行。又，在发动机E的运行状态为高压EGR装置43以及低压EGR装置48的运行被允许的状态时，执行VGT开度控制流程。

首先，在步骤S21中，ECU60判定高压EGR装置43是否在运行中。在一个示例中，ECU60基于当前的发动机转速以及燃料喷射量，判定当前的发动机E的运行状态是否包含在图3所示的高压EGR区域R1（严格来说还包括高压EGR装置43以及低压EGR装置48并用的低压EGR区域R2内的一部分区域）的范围内，以此执行步骤S21的判定。在另一示例中，ECU60判定高压EGR装置43的高压EGR阀43b是否打开，以此执行步骤S21的判定。

这样的判定结果是，在判定为高压EGR装置43处于运行中的情况下（步骤S21：“是”），处理进入步骤S22，ECU60将VGT开度设定为规定的开度。例如，ECU60将VGT开度设定为预先设定的关闭侧的规定的开度。在该情况下，ECU60以在监控由VGT开度传感器104检测的VGT开度的同时将实际的VGT开度固定为规定的开度的形式，执行对驱动涡轮增压器5的片阀5c的执行器的控制。另外，不限于将VGT开度严格地设定为作为点的规定的开度，也可以将VGT开度设定为以该规定的开度为基准的某微小范围内的开度。

另一方面，在判定为高压EGR装置43处于运行中的情况下（步骤S21：“否”），处理进入步骤S23，ECU60判定低压EGR装置48是否在运行中。在一个示例中，ECU60基于当前的发动机转速以及燃料喷射量判定当前的发动机E的运行状态是否包含在图3所示的低压EGR区域R2（严格来说，从低压EGR区域R2中去除高压EGR装置43以及低压EGR装置48的并用区域的区域）的范围内，以此执行步骤S23的判定。在另一示例中，ECU60判定高压EGR装置43的高压EGR阀43b是否关闭，以及低压EGR装置48的低压EGR阀48c是否打开，以此执行步骤S23的判定。

这样的判定结果是，在判定为低压EGR装置48处于运行中的情况下（步骤S23：“是”），处理进入步骤S24，ECU60通过F/F控制对VGT开度进行控制。具体而言，ECU60参照发动机转速以及燃料喷射量与应设定的VGT开度相对应的映射图，设定为与当前的发动机转速以及燃料喷射量对应的VGT开度。在该情况下，也同样地ECU60以在监控由VGT开度传感器104检测的VGT开度的同时将实际的VGT开度设定为与当前的发动机转速以及燃料喷射量相对应的VGT开度的形式，执行对驱动涡轮增压器5的片阀5c的执行器的控制。又，上述映射图是基于实验和规定的计算式等预先制作而成，在不恶化燃料消耗量的情况下能得到接近目标增压压力的增压压力、且不会引起涡轮增压器5的涡轮5b的过旋转的VGT开度，与每个发动机转速以及燃料喷射量相对应。例如，在该映射图中，设定了某范围内的VGT开度，并且将由F/F控制设定的VGT开度限制在该范围内；

此外，ECU60像这样在通过F/F控制对VGT进行控制时，对VGT开度的变化速度进行限制。具体而言，ECU60将VGT开度的变化速度限制为规定值以下，从而慢慢地改变VGT开度。这是由于通过低压EGR装置48使排气回流的路径较长，因此相对于VGT开度变化的响应性较差，因而试图对VGT开度的变化速度进行限制，以此应对这样的响应性。

另一方面，在未判定为低压EGR装置48处于运行中的情况下（步骤S23：“否”），即，在高压EGR装置43以及低压EGR装置48都不运行的情况下，处理进入步骤S25，ECU60判定是否满足增压压力F/B控制的允许条件。具体而言，ECU60使用：（1）由进气压传感器107检测的实际增压压力和目标增压压力之差（绝对值）为规定值以下；（2）由进气压传感器107检测的实际增压压力的变化量为规定值以下；（3）加速器踏板95的操作量（具体而言，由加速器开度传感器100检测的加速器开度的变化量）为规定值以下中的任意一个条件作为增压压力F/B控制的允许条件。

这样的判定结果是，在判定为增压压力F/B控制的允许条件已满足的情况下（步骤S25：“是”），处理进入步骤S26，ECU60通过增压压力F/B控制对VGT开度进行控制。具体而言，ECU60以在监控由进气压传感器107检测的实际增压压力的同时将该实际增压压力维持为目标增压压力的形式，执行动态地改变VGT开度的控制。在该情况下，ECU60基于发动机转速和燃料喷射量等设定目标增压压力，并且以实线该目标增压压力的形式对VGT开度进行F/B控制。

另一方面，在未判定为已满足增压压力F/B控制的允许条件的情况下（步骤S25：“否”），处理进入步骤S27，ECU60不执行增压压力F/B控制，而通过F/F控制对VGT开度进行控制。具体而言，ECU60参照发动机转速以及燃料喷射量与应设定的VGT开度相对应的映射图，设定为与当前的发动机转速以及燃料喷射量相对应的VGT开度。该映射图是根据实验和规定的计算式等预先制作而成，与上述步骤S24中在低压EGR装置48的运行中所使用的映射图不同，在不恶化燃料消耗量的情况下能得到线性加速感的（换而言之不会发生急加速那样的）VGT开度，与每个发动机转速以及燃料喷射量相对应；

另外，ECU60在步骤S27中通过F/F控制对VGT开度进行控制的情况下，也可以与步骤S24中通过F/F控制对VGT开度进行控制的情况相同，对VGT开度的变化速度进行限制，并且慢慢地改变VGT开度。

＜作用效果＞

接着，说明根据本发明实施形态的发动机的排气控制装置的作用效果。

根据本实施形态，在使高压EGR装置43运行的情况下，将VGT开度固定为规定的开度，因此可抑制排气压的变化，确保由高压EGR装置43进行的排气回流的控制性，可以改善发动机E的点火性和排放性能等。又，根据本实施形态，在使低压EGR装置48运行的情况下，执行将VGT开度设定为与发动机E的运行状态相对应的开度的F/F控制，通过缓慢的VGT开度的变化对排气压进行控制，因此可以确保由涡轮增压器5进行的增压，同时使由涡轮增压器5进行的功的变化缓慢，从而可以确保由低压EGR装置48进行的排气回流的控制性。其结果是，可以适当地实现应用需求喷射量所需的氧浓度，可以使为了抑制发动机E的黑烟而设定的燃料喷射量的限度有余量（借助于此能够将需求喷射量确实地供给至发动机E），且可以改善燃料消耗量和排放性能等。除此以外，还可以使用为防止涡轮增压器5的涡轮5b的过旋转而规定的映射图控制VGT开度，以此可以适当地防止这样的涡轮5b的过旋转；

尤其是，在本实施形态中，在通过F/F控制对VGT开度进行控制时，对VGT开度的变化速度进行限制，因此可以慢慢地改变VGT开度，可以有效地确保由低压EGR装置48进行的排气回流的控制性。

此外，根据本实施形态，在从低压EGR区域R2过渡至非EGR区域R3时，并非立即执行增压压力F/B控制，而是执行将VGT开度设定为与发动机E的运行状态相对应的开度的F/F控制，因此可对立即执行增压压力F/B控制时增压压力急剧变化所导致的涡轮增压器5的可靠性降低（涡轮增压器5的破损等）、急加速以及燃料消耗量的恶化进行抑制。即，根据本实施形态，可以确保涡轮增压器5的可靠性且实现线性加速感以及燃料消耗量的改善；

尤其是，在本实施形态中，在停止低压EGR装置48的运行后继续执行由F/F控制进行的VGT开度的控制直至实际增压压力与目标增压压力之差为规定值以下，因此可以确实地得到这样的效果。

＜变形例＞

在上述实施形态中，在VGT开度的F/F控制中，基于发动机转速以及燃料喷射量设定VGT开度，但是也可以根据外气温度、大气压和发动机水温等修正像这样设定的VGT开度。

又，在上述实施形态中示出基于图3所示的映射图切换所执行的VGT开度控制的示例，即示出了根据发动机E的运行状态属于高压EGR区域、低压EGR区域以及非EGR区域中的哪一个区域来切换VGT开度控制的示例，但是不限于此。例如，与图3所示的映射图无关地，从低压EGR装置48的可靠性的观点考虑，存在不允许使用低压EGR装置48的情况，即，存在即便发动机E的运行区域为低压EGR区域也不会使低压EGR装置48运行的情况，在该情况下，优选的不是F/F控制而是通过增压压力F/B控制对VGT开度进行控制。

Claims (4)

1.一种发动机的排气控制装置，其特征在于，具有：

具备设置于排气通路的涡轮和设置于进气通路的压缩机，并且通过排气使所述涡轮旋转以此驱动所述压缩机而对进气进行增压，还具备能够调节增压压力的可动式片阀的涡轮增压器；

在设定于发动机的低负荷且低转速侧的规定的第一运行区域中，使排气从所述涡轮增压器的涡轮的上游侧的排气通路向所述涡轮增压器的压缩机的下游侧的进气通路回流的高压EGR装置；

在设定于与所述第一运行区域相比高负荷且高转速侧的第二运行区域中，使排气从所述涡轮增压器的涡轮的下游侧的排气通路向所述涡轮增压器的压缩机的上游侧的进气通路回流的低压EGR装置；和

控制所述涡轮增压器的片阀的开度、即片阀开度的片阀控制部；

所述片阀控制部在由所述高压EGR装置回流排气时，将所述片阀开度固定为规定的开度，在由所述低压EGR装置回流排气时，将所述片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度。

2.根据权利要求1所述的发动机的排气控制装置，其特征在于，

在从由所述低压EGR装置回流排气的状态过渡至所述高压EGR装置和所述低压EGR装置中任一个都不回流排气的状态时，所述片阀控制部执行将所述片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制，在该控制后，以将实际增压压力设定为与发动机的运行状态相对应的目标增压压力的形式控制所述片阀开度。

3.根据权利要求2所述的发动机的排气控制装置，其特征在于，

所述片阀控制部在由所述低压EGR装置进行的排气的回流停止后，继续执行将所述片阀开度设定为与发动机的运行状态相对应的开度的控制，直至所述实际增压压力与所述目标增压压力之差达到规定值以下为止，在所述实际增压压力与所述目标增压压力之差达到所述规定值以下后，以使所述实际增压压力被设定为所述目标增压压力的形式控制所述片阀开度。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的发动机的排气控制装置，其特征在于，

所述片阀控制部在由所述低压EGR装置回流排气时，将所述片阀开度的变化速度限制在规定值以下，并且控制所述片阀开度。