JP2000002122A - 内燃機関の過給制御装置 - Google Patents

内燃機関の過給制御装置

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JP2000002122A JP10167175A JP16717598A JP2000002122A JP 2000002122 A JP2000002122 A JP 2000002122A JP 10167175 A JP10167175 A JP 10167175A JP 16717598 A JP16717598 A JP 16717598A JP 2000002122 A JP2000002122 A JP 2000002122A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ディーゼル機関等の目標ＥＧＲ補正に対応して
可変容量ターボ過給機の制御量を補正して適切な過給状
態に維持する。 【解決手段】機関回転速度Ｎと燃料噴射量Ｔｐとから算
出した目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭを水温により補正する第
１の補正量ＫＥＧＲ１を算出し（Ｓ31，Ｓ32) 、前記Ｅ
ＧＲ率補正による吸入空気量の基本補正量Ａと、体積効
率補正係数ＣＱＡＣＣを算出して、吸入空気量の補正値
Ｚを算出し（Ｓ33〜Ｓ35) 、該補正値Ｚに対応する過給
機のデューティ値補正量ＶＥＧＲを算出し（Ｓ36) 、該
補正量ＶＥＧＲに基づいて、補正後デューティ値ＤＵＴ
Ｂ２を算出する（Ｓ37) 。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量を可変に制御
する可変容量ターボ過給機を搭載すると共にＥＧＲ（排
気還流) 制御装置を備えた内燃機関、特に、ディーゼル
機関等において、ＥＧＲ制御時の過給機の制御技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】排気の流動エネルギによりタービン及び
該タービンに連結したコンプレッサを駆動し、吸気圧力
を加圧して過給する内燃機関のターボ過給機において、
タービンの入口面積を可変に制御できる可変容量ターボ
過給機が知られ、このものでは、機関の運転条件に応じ
てタービン入口面積の絞り量を制御することにより適切
な過給状態に制御できる（特開昭５８−１７６４１７号
公報等参照) 。
【０００３】一方、内燃機関から排出されるＮＯｘ（窒
素酸化物) を低減する目的で、排気の一部を吸気中に還
流させて燃焼温度を下げるＥＧＲ制御装置が知られてい
る（特開昭６０−２３０５５５号公報等参照) 。このＥ
ＧＲはＮＯｘの低減に有効であるが、ＥＧＲ量を運転状
態に応じて適量に制御しないと、燃焼が悪化して出力低
下するなど運転性が悪化する。
【０００４】このため、近年では高精度なＥＧＲ制御が
要求されている。例えば、ディーゼル機関の場合、機関
回転速度や負荷状態に基づいて設定されるＥＧＲ制御弁
の目標開度を機関の冷却水温等により補正し、この目標
開度となるようにステップモータ等によりＥＧＲ弁を高
精度に制御するような方式が提案されている。即ち、機
関の回転速度や負荷の状態が同一であっても、例えば始
動・暖機時と暖機完了後のように機関の温度状態が異な
ると、燃焼状態が異なるため、これら温度条件の相違を
考慮してＥＧＲ率を補正する。具体的には、冷却水温が
低いときには、ＮＯｘが発生しにくく、また、ＥＧＲに
より発生量が増大するカーボンによりシリンダ壁が摩耗
しやすくなるため、低温時にはＥＧＲを停止し、又はＥ
ＧＲ率を減少するなどの補正を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来前記可
変容量ターボ過給機の（タービン入口絞り量) の制御
が、ＥＧＲ制御に関連して行われたものはなく、ガソリ
ン機関のようにＥＧＲ率が十分小さく制御される場合に
は、過給状態がＥＧＲによってそれほど影響されること
はなかった。
【０００６】しかしながら、ディーゼル機関のようにＥ
ＧＲ率が大きく制御される（ＥＧＲ量と吸入空気量とが
等量近くまでＥＧＲ率が高められる) 機関では、ＥＧＲ
率の変化は、排気流量を変化させるため、過給機のター
ビンへの入力エネルギを変え引いては過給状態に大きな
影響を与える。例えば、ＥＧＲ率が大きく排気流量が減
少する場合には、過給機の絞り制御量を大きくして過給
圧を高める方向に制御する必要がある。
【０００７】一般に、機関の回転速度や負荷によって決
まる運転領域毎に目標ＥＧＲ率を設定するので、該運転
領域毎の目標ＥＧＲ率の変化については、運転領域毎に
目標ＥＧＲ率に応じた過給機の目標制御量を設定するこ
とで対応できる。しかしながら、例えばディーゼル機関
では、前記したように暖機前の低水温時には、ＥＧＲ率
を停止又は大きく減少補正する。この場合、暖機完了後
の高水温状態に応じた大きな目標ＥＧＲ率に合わせて過
給機の絞りを増大側に設定すると、実際のＥＧＲ率停止
又は減少による排気流量の増大により、過給圧が過剰に
増大し、機関に悪影響を与えてしまうおそれがあった。
このことは、定常運転状態でも問題であるが、特に過渡
運転時にはより厳しくなる。例えば、低温暖機前の加速
運転時には、ＥＧＲ領域でも目標ＥＧＲ率を大きく減少
補正しているが、暖機後の大きく設定された目標ＥＧＲ
率に対応して過給機の制御を行うと、ＥＧＲ領域で過給
機を必要以上に大きく絞り制御しているので、この間に
過給機の回転が上昇して過給圧が上昇し、加速とともに
ＥＧＲ領域から外れてＥＧＲを停止すべき状態のとき
に、過給機の絞りが大きいままだと、排気流量の増大に
よって更に急激に過給圧が上昇してしまう。なお、吸入
空気量や過給圧を目標値に近づけるように過給機をフィ
ードバック制御する方式が知られているが、ＥＧＲ領域
で過給機のフィードバック制御を行うと、ＥＧＲ制御と
過給機制御とが相互に干渉しあうために安定した制御を
行えなくなるので、実質的に非ＥＧＲ領域でのみ過給機
をフィードバック制御を行うこととなる。しかし、この
ように非ＥＧＲ領域で過給機をフィードバック制御する
方式を採用しても、上記のような過渡運転時に非ＥＧＲ
領域に入ってからフィードバック補正を開始したので
は、応答遅れが大きく、過給圧の急上昇を抑制できるも
のではない。
【０００８】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、ＥＧＲ制御に関連して可変容量ター
ボ過給機を制御することにより、常に適切な過給性能が
得られるようにした内燃機関の過給制御装置を提供する
ことを目的する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、過給状態を可変に制御する可変容量ターボ過
給機を搭載し、かつ、所定運転条件で排気の一部を吸気
系に還流するＥＧＲ制御装置を備えた内燃機関の過給制
御装置において、前記ＥＧＲ制御装置における目標ＥＧ
Ｒ率の補正に応じて前記過給機の制御量を補正すること
を特徴とする。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、図１に示す
ように、過給状態を可変に制御する可変容量ターボ過給
機を搭載し、かつ、所定運転条件で排気の一部を吸気系
に還流するＥＧＲ制御装置を備えた内燃機関の過給制御
装置において、機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、検出された機関の運転状態に基づいて、前記Ｅ
ＧＲ制御装置の目標ＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演
算手段と、検出された機関の運転状態に基づいて、前記
過給機の目標過給制御量を演算する目標過給制御量演算
手段と、前記目標ＥＧＲ率を補正する目標ＥＧＲ率補正
手段と、前記目標ＥＧＲ率補正手段による目標ＥＧＲ率
の補正に応じて前記過給機の目標過給制御量を補正する
目標過給制御量補正手段と、を含んで構成したことを特
徴とする。
【００１１】また、請求項３に係る発明は、前記目標Ｅ
ＧＲ率の補正に応じた過給機の制御量の補正は、フィー
ドフォワード制御量に対する補正として行うことを特徴
とする。また、請求項４に係る発明は、前記過給機の制
御は、所定の機関運転状態で、前記フィードフォワード
制御量と、過給状態の目標値と実際の検出値とに基づい
て設定されたフィードバック補正量と、によりフィード
バック制御を行うことを特徴とする。
【００１２】また、請求項５に係る発明は、前記ＥＧＲ
制御装置によるＥＧＲ制御時は、前記過給機のフィード
バック制御を禁止し、フィードフォワード量のみでオー
プン制御することを特徴とする。また、請求項６に係る
発明は、前記目標ＥＧＲ率の補正を、機関への吸入空気
量の補正量として演算し、該吸入空気量の補正量に対応
する過給機の制御補正量を演算し、該制御補正量によっ
て過給機の制御量を補正することを特徴とする。
【００１３】また、請求項７に係る発明は、前記目標Ｅ
ＧＲ率の補正は、機関の冷却水温度，大気圧，吸気温度
の少なくとも１つの変化に対応した補正であることを特
徴とする。
【００１４】
【発明の効果】請求項１に係る発明によると、ＥＧＲ制
御装置における目標ＥＧＲ率が補正されると、補正無し
の状態に比較して排気流量が変化するため、過給機のタ
ービンの入力エネルギが変化する。そこで、前記目標Ｅ
ＧＲ率の補正に応じて過給機の制御量（目標過給制御
量)を補正することにより、過給状態を適切に制御する
ことができる。具体的には、目標ＥＧＲ率が減少補正さ
れると、排気流量が増大するため、これに応じて過給機
のタービン入口面積を増大補正するように制御量を補正
することにより、過給圧の上昇を押さえて適切な過給状
態を維持することができる。
【００１５】請求項２に係る発明によると、運転状態検
出手段により検出される機関の回転速度，負荷等の運転
状態に基づいて目標ＥＧＲ率演算手段が目標ＥＧＲ率を
演算し、他の条件に基づいて目標ＥＧＲ率補正手段が目
標ＥＧＲ率を補正する。一方、運転状態検出手段により
検出される機関の回転速度，負荷等の運転状態に基づい
て目標過給制御量演算手段が過給機の目標過給制御量を
演算し、前記目標ＥＧＲ補正手段により目標ＥＧＲ率が
補正されたときは、目標過給制御量補正手段が該目標Ｅ
ＧＲ率の補正に応じて目標過給制御量を補正する。
【００１６】これにより、過給機のタービン入口面積が
補正され、適切な過給状態を維持することができる。請
求項３に係る発明によると、前記目標ＥＧＲ率の補正に
応じた過給機の制御量の補正を、フィードフォワード制
御量に対する補正として行うことにより、実際のＥＧＲ
率変化さらにはＥＧＲ率変化による過給状態の変化に先
立って応答良く過給制御量が補正制御され、以て過給状
態を速やかに安定状態に収束させることができ、応答遅
れによる運転性の悪化を未然に回避することができる。
【００１７】請求項４に係る発明によると、所定の機関
運転状態では、過給機を吸入空気量や過給圧を目標値と
実際の検出値とを比較しつつフィードバック制御するこ
とにより、過給状態を所望の目標値に高精度に制御する
ことができる。請求項５に係る発明によると、ＥＧＲ制
御時は、過給機をフィードフォワード量のみでオープン
制御することにより、ＥＧＲ制御と過給機の制御とが相
互に干渉しあってハンチングを発生したりすることを防
止でき、安定した過給機の制御を行える。そして、この
ようにフィードバック制御を禁止する条件でも、フィー
ドフォワード量に対して目標ＥＧＲ率の補正に応じた補
正を行うことにより、適切な過給状態に維持することが
でき、特に加速運転時にはＥＧＲ領域で補正を行ってお
くことにより、非ＥＧＲ領域に移行後の過給圧の急増を
回避できる。
【００１８】請求項６に係る発明によると、目標ＥＧＲ
率の補正に対して、まずＥＧＲ率補正に対応した吸入空
気量の補正量を求め、次いで該吸入空気量の補正量に対
応する過給機の制御補正量を求めることで、高精度に過
給機の制御を補正することができる。請求項７に係る発
明によると、目標ＥＧＲ率の補正を、機関の冷却水温度
の他、空気密度による吸入空気量変化の影響を考慮して
大気圧や吸気温度の変化に対応して行う場合、これら環
境変化に伴う目標ＥＧＲ率の変化に対応して過給機の制
御を補正することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図２は、可変容量ターボ過給機とＥ
ＧＲ制御装置とを備えた本発明に係るディーゼル機関の
概略構成を示す。図において、機関１の排気通路２にタ
ービン部４Ａを介在させ、吸気通路３にコンプレッサ部
４Ｂを介在させた可変容量ターボ過給機４が搭載されて
いる。該可変容量ターボ過給機４は、タービン部４Ａの
タービン入口面積を可変に絞る可動ベーンを備えてお
り、該可動ベーンの絞り量をアクチュエータ５によって
制御することにより、過給圧を増減制御できるようにな
っている。即ち、前記アクチュエータ５は、ダイアフラ
ム式の負圧アクチュエータによって構成され、真空ポン
プ６によって発生し、一方向弁７を介してリザーバタン
ク８内に蓄圧された負圧を、吸気通路３に装着されたエ
アクリーナ９からの大気圧によって希釈する割合をデュ
ーティ制御弁１０でデューティ制御することにより、前
記アクチュエータ５に供給される負圧を制御する。そし
て、前記デューティ制御弁１０の制御デューティ値を増
加すると、大気圧の導入割合が減少してアクチュエータ
５への供給負圧が増大し、過給機４の可動ベーンの絞り
量が増大（タービン入口面積が減少) して排気流速が増
大し過給圧が増大するようになっている。また、前記制
御デューティ値を減少すると、前記とは逆に大気圧の導
入割合が増大してアクチュエータ５への供給負圧が減少
し、可動ベーンの絞り量が減少して排気流速が減少し過
給圧が減少するようになっている。前記コンプレッサ４
Ｂで過給された吸気は、インタークーラ１１を介して冷
却されて機関１に吸入される。
【００２０】また、前記排気通路２と吸気通路３とが、
ＥＧＲ通路１２を介して接続されており、該ＥＧＲ通路
１２の途中にＥＧＲ弁１３が設けられている。該ＥＧＲ
弁13は、ステップモータ等で構成される図示しないアク
チュエータにより全閉位置から全開位置まで略連続的に
開度が制御される。前記過給機４制御用のデューティ制
御弁１０及びＥＧＲ弁１３を制御するコントロールユニ
ット１４は、入出力回路及びメモリを備えたマイクロコ
ンピュータによって構成され、本発明に係る各種演算手
段の機能を有している。コントロールユニット１４に
は、燃料噴射量や燃料噴射時期を決定するための基本的
な運転状態パラメータとして、機関回転速度Ｎ及び負荷
代表値としての燃料噴射量Ｔｐが入力されるが、これら
はデューティ制御弁１０の制御デューティ値つまり過給
機４の絞り制御量や目標ＥＧＲ率の決定及びその補正な
どにも用いられる。また、前記絞り制御量の補正のため
大気圧センサ１５からの大気圧Ｐａ、目標ＥＧＲ率の補
正のため水温センサ１６からの冷却水温度Ｔｗがそれぞ
れ入力され、さらに、吸入空気量（過給状態を含む) の
フィードバック制御のためにエアフロメータ１７からの
吸入空気量ＱＡＣが入力される。
【００２１】図３は、前記可変容量ターボ過給機４の制
御ブロック図を示す。概要を説明すると、デューティ制
御弁１０のフィードフォワード制御量を算出しする一
方、目標吸入空気量の算出と実際の吸入空気量の検出を
行い、フィードバック制御禁止領域では、前記フィード
フォワード制御量に基づいてデューティ制御弁１０のデ
ューティ制御したがって過給機４の絞り制御をオープン
制御とし、フィードバック制御領域では、前記目標吸入
空気量と実際の吸入空気量とを比較してフィードバック
補正量を算出し、フィードフォワード制御量とフィード
バック補正量とに基づいてフィードバック制御を行う。
ここで、大気圧による補正や過渡補正などを併用すると
共に、本発明に係る構成として、目標ＥＧＲ率の補正に
基づいて前記フィードフォワード制御量を補正し、か
つ、目標吸入空気量を補正する。
【００２２】次に、各ブロックの動作を、図４以下に示
すフローチャートに従って説明する。図４は、目標吸入
空気量演算ルーチンのフローを示す。ステップ（図では
Ｓと記す。以下同様) １では、機関回転速度Ｎと負荷代
表値としての燃料噴射量Ｔｐに基づいて、マップからの
検索等により目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ１を演算する。
ここで、該吸入空気量ＱＣＳＳＰ１は、同一の運転状態
で後述するように設定される目標ＥＧＲ率でＥＧＲ率を
行うことを考慮して設定される。
【００２３】ステップ２では、前記大気圧センサ１３に
よって検出された大気圧Ｐａと燃料噴射量Ｔｐとに基づ
いて、マップからの検索等により大気圧補正係数ＡＤＦ
１を演算する。該大気圧補正係数ＡＤＦ１は、高地等で
は大気圧の低下により空気密度が減少するため、同一の
目標吸入空気量では高負荷域での過給圧が増大し過ぎる
のでその補正のために設定される。
【００２４】ステップ３では、機関回転速度Ｎと基本燃
料噴射量Ｔｐとに基づいてマップからの検索等により、
目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭを演算する。ステップ４では、
前記水温センサ１４によって検出される冷却水温Ｔｗに
基づいて、前記目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭに対する第１補
正量ＫＥＧＲ１を演算する。該第１補正量ＫＥＧＲ１
は、一般に機関の低温条件ほどＮＯｘが発生しにくく、
また、ＥＧＲにより発生量が増大するカーボンによりシ
リンダ壁が摩耗しやすくなることを考慮してＥＧＲ量を
減少させる特性を持たせて設定される。この第１補正量
ＫＥＧＲ１としては、他に燃料噴射時期、大気圧による
補正などを算入するようにしてもよい。
【００２５】ステップ５では、前記第１補正量ＫＥＧＲ
１によるＥＧＲ率の変化に伴う吸入空気量の変化に対す
る補正を行うため、まず、シリンダへの総吸入ガス量
（吸入空気量＋ＥＧＲガス量) を一定とした条件で、吸
入空気量の変化率としての基本補正量Ａを、前記目標Ｅ
ＧＲ率ＭＥＧＲＭと第１補正量ＫＥＧＲ１とに基づいて
次式により算出する。但し、ＥＧＲ率の設定の相違に応
じて２通りに算出される。
【００２６】 ＥＧＲ率がＥＧＲガス量／吸入空気量
として設定される場合は、 Ａ＝（１＋ＭＥＧＲＭ) ／（ＫＥＧＲ１×ＭＥＧＲＭ＋
１) ＥＧＲ率がＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入空気
量) として設定される場合は、 Ａ＝（１−ＫＥＧＲ１×ＭＥＧＲＭ) ／（１−ＭＥＧＲ
Ｍ) 実際には、ＥＧＲ率が変化すると、シリンダへの総吸入
ガス量自体が変化するが少なくとも燃焼悪化等の無い範
囲でＥＧＲを用いている運転範囲では、ＥＧＲ率の変化
割合に対して一定の傾向を持つ。
【００２７】このため、ステップ６では、前記第１補正
量ＫＥＧＲ１に基づいて、ＥＧＲ率の変化に伴う体積効
率変化に応じた吸入空気量の補正係数（体積効率補正係
数)ＣＱＡＣＣを、マップからの検索等により演算す
る。ステップ７では、前記基本補正量Ａと体積効率補正
係数ＣＱＡＣＣとに基づいて、吸入空気量の補正量Ｚを
次式により演算する。
【００２８】Ｚ＝Ａ×ＣＱＡＣＣ ステップ８では、目標吸入空気量補正係数ＶＮＥＧＲ２
を、前記Ｚの関数ｆ（Ｚ) として演算する。ステップ９
では、前記目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ１を、ステップ８
で算出した目標吸入空気量補正係数ＶＮＥＧＲ２に基づ
いて、次式のように補正し、補正後の吸入空気量ＱＣＳ
ＳＰ１Ａを算出する。
【００２９】ＱＣＳＳＰ１Ａ＝ＱＣＳＳＰ１×ＡＤＦ１
×ＶＮＥＧＲ２ ステップ１０では、前記大気圧センサ１３によって検出
された大気圧Ｐａと機関回転速度Ｎとに基づいて、マッ
プからの検索等により目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡ
Ｘを演算する。該目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸ
は、高地等で大気圧の低下によりタービンの入口圧力と
出口圧力の差圧の減少によって過給機の回転が過剰に増
大することを制限するため設定される。
【００３０】ステップ１１では、前記ステップ９で演算
した補正後吸入空気量ＱＣＳＳＰ１Ａを、前記目標吸入
空気量制限値ＱＣＳＭＡＸで制限した最終的な最終目標
吸入空気量ＱＣＳＳＰ２を、補正後吸入空気量ＱＣＳＳ
Ｐ１Ａと目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸとの小さい
方を選択することにより求める。次に、過給機４の過給
制御用のデューティ制御弁８の基本デューティ値を演算
するルーチンを、図５，図６のフローチャートに従って
説明する。
【００３１】ステップ２１で機関回転速度Ｎの増大変化
量ΔＮ［＝（Ｎnew −Ｎold ) ］が設定値ＤＮ１以上か
を判定し、ステップ２２で吸入空気量の増大変化量ΔＱ
ＡＶＮＴ［＝（ＱＡＶＮＴnew −ＱＡＶＮＴold ) ］が
設定値ＤＱ１以上かを判定し、いずれかが不成立（Ｎ
Ｏ) の場合は、ステップ２３を経てステップ２４へ進
み、機関回転速度Ｎと燃料噴射量Ｔｐとに基づいてマッ
プからの検索等により、可変容量ターボ過給機（ＶＮ
Ｔ) ４の可動ベーンの基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１（＝デ
ューティ制御弁８の基本デューティ値) をｆ１（Ｎ，Ｔ
ｐ) として演算する。
【００３２】また、ステップ２１及びステップ２２の判
定がいずれも成立（ＹＥＳ) した場合、つまり機関回転
速度Ｎ，吸入空気量ＱＡＶＮＴ共に大きく増大中で過給
機４の回転が過度に増大して過給圧が過度に増大しやす
い条件のときは、ステップ２５へ進んで機関回転速度
Ｎ，燃料噴射量Ｔｐに基づいてマップからの検索等によ
り、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１をｆ２（Ｎ，Ｔｐ) とし
て演算する。ここで、該ｆ２（Ｎ，Ｔｐ) は、同一の
（Ｎ，Ｔｐ) 条件での前記ｆ１（Ｎ，Ｔｐ) の値より小
さい値に設定され、これにより、過給圧機４の可動ベー
ン開度を大きくして回転上昇を抑制し、過給圧の上昇を
抑制する。
【００３３】この状態から、ステップ２１又はステップ
２２の判定のいずれかが不成立に転じると、ステップ２
３で前回基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１がｆ２（Ｎ，Ｔｐ)
として演算されたか否かの判定によりステップ２６へ進
み、不成立に転じてからの経過時間Ｔｄが設定されたデ
ィレイ時間Ｔ１に達するまでは、ステップ２５へ進んで
基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１が２がｆ２（Ｎ，Ｔｐ) とし
て演算され続ける。
【００３４】前記経過時間Ｔｄがディレイ時間Ｔ１に達
すると、ステップ２７へ進み、Ｔ１に達してからの経過
時間ＴＬが設定されたランプ時間Ｔ２に達するまでは、
ステップ２８へ進んで基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１が次式
により演算される。 ＤＵＴＢ１＝ｆ２（Ｎ，Ｔｐ) ＋Ｌｄ×ＴＬ ここで、Ｌｄは経過時間ＴＬに乗じられるランプ係数で
あり、これにより、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１は経過時
間ＴＬの増大と共に所定の傾きで徐々に変化して同一
（Ｎ，Ｔｐ) 条件でのｆ１（Ｎ，Ｔｐ) に近づけられ
る。
【００３５】前記経過時間ＴＬがランプ時間Ｔ２に達し
た後は、ステップ２４へ進み、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ
１がｆ１（Ｎ，Ｔｐ) として演算される。即ち、基本Ｖ
ＮＴ開度ＤＵＴＢ１を、定常的な運転条件ではｆ１
（Ｎ，Ｔｐ)で設定し、過給圧が上昇しやすい過渡的な
条件になったときにｆ２（Ｎ，Ｔｐ)に切り換えて増大
補正して設定し、該過渡的な条件から外れた後も所定の
ディレイ時間Ｔｄはｆ２（Ｎ，Ｔｐ) による設定を継続
し、その後徐々に所定量Ｌｄずつ増加して設定しながら
（Ｌｄは正の値) 、ｆ１（Ｎ，Ｔｐ) での設定に戻すよ
うにするものであり、過渡条件での回転上昇防止操作は
応答性良く速やかに行うが、戻し操作は徐々に行うこと
によりハンチングを防止する。
【００３６】このようにして基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１
を演算した後、ステップ２９では、大気圧Ｐａに基づい
て、デューティ値の大気圧補正量ＡＤＦ２を演算する。
これは、前記大気圧補正係数ＡＤＦ１と同様の理由で高
地等で空気密度低下により過給圧が増大するのを抑制す
るため、過給機４のフィードフォワード制御量である基
本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を補正するものである。
【００３７】ステップ３０以降では、目標ＥＧＲ率の変
化に対する補正を行う。該補正も前記大気圧補正と同
様、フィードフォワード制御量である基本開度ＤＵＴＢ
１を補正するものである。ステップ３１〜ステップ３５
は、前記目標吸入空気量演算ルーチンにおけるステップ
３〜ステップ７と同様にして、目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ，
第１補正量ＫＥＧＲ１，基本補正量Ａ，体積効率補正係
数ＣＱＡＣＣ，吸入空気量補正量Ｚが順次演算される。
【００３８】そして、ステップ３６で、前記吸入空気量
補正量Ｚに応じた過給機４の制御補正量としてデューテ
ィ値補正量ＶＥＧＲ［＝ｆ２（Ｚ) ］を演算する。ステ
ップ３７では、前記基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を、前記
大気圧補正量ＡＤＦ２及びデューティ値補正量ＶＥＧＲ
によって次式のように補正して、補正後デューティ値Ｄ
ＵＴＢ２を演算する。
【００３９】 ＤＵＴＢ２＝ＤＵＴＢ１×ＡＤＦ２×ＶＥＧＲ 次に、最終出力デューティ値の演算ルーチンを、図７，
図８のフローチャートに従って説明する。ステップ４１
では、Ｐ（比例) 分、Ｉ（積分) 分を用いた過給機４の
フィードバック制御におけるデューティ補正量ＤＵＴＳ
を、前記最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２と、エアフロ
メータ１５により検出された実際の吸入空気量ＱＡＶＮ
Ｔとの偏差（＝ＱＣＳＳＰ２−ＱＡＶＮＴ) に基づいて
演算する。
【００４０】ステップ４２では、吸入空気量の増大変化
量ΔＱＡＶＮＴに基づいてＤＴ１制御デューティ補正量
ＤＵＴＤＴを演算する。これは、吸入空気量の増大変化
が大きいと過給圧が目標値より過度に上昇してしまうの
で、過給機４のベーン開度を増大補正するためのデュー
ティ値補正量として設定される。ステップ４３では、機
関回転速度Ｎの増大変化量ΔＮが設定値ＤＮ２以上かを
判定し、ステップ４４で吸入空気量の増大変化量ΔＱＡ
ＶＮＴが設定値ＤＱ２以上かを判定し、両判定共に成立
（ＹＥＳ) した場合は、過給機が過度に回転上昇しやす
い急加速運転状態であるため、ステップ４５へ進んで前
記ＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴを用いて、最
終的に出力されるデューティ値ＬＡＤＵＴＹを次式によ
うに演算する。
【００４１】ＬＡＤＵＴＹ＝ＤＵＴＢ２−ＤＵＴＤＴ 即ち、ＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴで過給機
４の開度を増大補正することより、過給機４の過度の回
転上昇を早めに抑制できる。この状態から、吸入空気量
の増大変化量ΔＱＡＶＮＴについては設定値ＤＱ２未満
になった場合は、ステップ４３からステップ４６へ進
み、吸入空気量ＱＡＶＮＴが目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ
２に対して所定レベルＱＣＳＳＰＡ未満の偏差となるま
で接近したかを判定し、接近した場合は、ステップ４７
へ進んで吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴが設定値
ＤＱ３（＜ＤＱ２) 以上あるかを判定し、設定値ＤＱ３
以上あると判定された場合は、ステップ４５へ進んでＤ
Ｔ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴによって過給機の
ベーン開度を増大する補正を行い、オーバーシュートを
抑制しつつ速やかに目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２に近づ
けるようにする。
【００４２】ステップ４３で機関回転速度Ｎの増大変化
量ΔＮ［＝（Ｎnew −Ｎold ) ］が設定値ＤＮ２未満に
なったと判定された場合、又は、ステップ４６，ステッ
プ４７のいずれかが不成立の場合は、ステップ４８へ進
み過給制御の吸入空気量検出に基づくフィードバックを
禁止する領域を判定するため、該禁止領域境界における
燃料噴射量Ｔｍを機関回転速度Ｎの関数ｆ（Ｎ) として
演算する。
【００４３】ステップ４９で、燃料噴射量Ｔｐが前記燃
料噴射量Ｔｍ以下であるフィードバック禁止領域である
かを判定する。そして、ステップ４９でフィードバック
禁止領域であると判定された場合は、ステップ５０へ進
み、前記基本デューティ値演算ルーチンで求めた補正後
デューティ値ＤＵＴＢ２を、そのまま最終出力デューテ
ィ値ＬＡＤＵＴＹとして出力する。
【００４４】また、ステップ４９でフィードバック禁止
領域でないと判定された場合は、ステップ５１へ進み、
前記補正後デューティ値ＤＵＴＢ２にステップ４１で求
めたフィードバック補正量としてのＰＩ制御デューティ
補正量ＤＵＴＳを加算した値を、最終出力デューティ値
ＬＡＤＵＴＹとして出力する。このようにすれば、目標
ＥＧＲ率の補正に応じたデューティ値補正量ＶＥＧＲを
算出し、該デューティ値補正量ＶＥＧＲによって過給機
４の制御量（制御デューティ値) をによって補正するこ
とにより、過給状態を常に適切に制御することができ
る。
【００４５】また、前記目標ＥＧＲ率の補正に応じた過
給機４の制御量の補正を、フィードフォワード制御量
（ＤＵＴＢ１) に対する補正として行うことにより、実
際の過給状態の変化に先立つ補正によって過給状態を速
やかに安定状態に収束させることができ、応答遅れによ
る運転性の悪化を未然に回避することができる。さら
に、ＥＧＲ制御時は、ＥＧＲ制御と過給機の制御とが相
互に干渉しあわないように過給機４をフィードフォワー
ド量のみでオープン制御しつつ、フィードフォワード量
に対して目標ＥＧＲ率の補正に応じた補正を行うことに
より、適切な過給状態に維持することができ、特に加速
運転時にはＥＧＲ領域で補正を行っておくことにより、
非ＥＧＲ領域に移行後の過給圧の急増を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態のシステム構成を示す
図。
【図３】同上の実施の形態の過給機の制御ブロック図。
【図４】同上の過給機制御における目標吸入空気量演算
ルーチンを示すフローチャート。
【図５】同じく基本デューティ値演算ルーチンの前段を
示すフローチャート。
【図６】同じく基本デューティ値演算ルーチンの後段を
示すフローチャート。
【図７】同じく最終出力デューティ値の演算ルーチンの
前段を示すフローチャート。
【図８】同じく最終出力デューティ値の演算ルーチンの
後段を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ディーゼル機関 ２ 排気通路 ３ 吸気通路 ４ 可変容量ターボ過給機 ５ アクチュエータ １０ デューティ制御弁 １２ ＥＧＲ通路 １３ ＥＧＲ弁 １４ コントロールユニット １６ 水温センサ １７ エアフロメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ ５７０ ５７０Ｐ Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA04 EA15 EA16 FA06 GA04 GB24 GC05 GC08 GE01 GE02 GE06 GE07 GE08 GE09 GE10 HA12 HA13 JA12 JA13 JA39 JA42 JA45 JB05 JB20 3G062 AA01 AA05 BA04 BA05 EA11 FA05 FA06 GA06 GA08 GA13 GA15 3G084 AA01 BA07 BA13 BA15 BA20 DA04 EB08 EB12 EB16 EC06 EC07 FA01 FA07 FA13 FA17 FA20 FA33

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】過給状態を可変に制御する可変容量ターボ
    過給機を搭載し、かつ、所定運転条件で排気の一部を吸
    気系に還流するＥＧＲ制御装置を備えた内燃機関の過給
    制御装置において、 前記ＥＧＲ制御装置における目標ＥＧＲ率の補正に応じ
    て前記過給機の制御量を補正することを特徴とする内燃
    機関の過給制御装置。
  2. 【請求項２】過給状態を可変に制御する可変容量ターボ
    過給機を搭載し、かつ、所定運転条件で排気の一部を吸
    気系に還流するＥＧＲ制御装置を備えた内燃機関の過給
    制御装置において、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 検出された機関の運転状態に基づいて、前記ＥＧＲ制御
    装置の目標ＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段
    と、 検出された機関の運転状態に基づいて、前記過給機の目
    標過給制御量を演算する目標過給制御量演算手段と、 前記目標ＥＧＲ率を補正する目標ＥＧＲ率補正手段と、 前記目標ＥＧＲ率補正手段による目標ＥＧＲ率の補正に
    応じて前記過給機の目標過給制御量を補正する目標過給
    制御量補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の過給制御
    装置。
  3. 【請求項３】前記目標ＥＧＲ率の補正に応じた過給機の
    制御量の補正は、フィードフォワード制御量に対する補
    正として行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に
    記載の内燃機関の過給制御装置。
  4. 【請求項４】前記過給機の制御は、所定の機関運転状態
    で、前記フィードフォワード制御量と、過給状態の目標
    値と実際の検出値とに基づいて設定されたフィードバッ
    ク補正量と、によりフィードバック制御を行うことを特
    徴とする請求項３に記載の内燃機関の過給制御装置。
  5. 【請求項５】前記ＥＧＲ制御装置によるＥＧＲ制御時
    は、前記過給機のフィードバック制御を禁止し、フィー
    ドフォワード量のみでオープン制御することを特徴とす
    る請求項４に記載の内燃機関の過給制御装置。
  6. 【請求項６】前記目標ＥＧＲ率の補正を、機関への吸入
    空気量の補正量として演算し、該吸入空気量の補正量に
    対応する過給機の制御補正量を演算し、該制御補正量に
    よって過給機の制御量を補正することを特徴とする請求
    項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の過給
    制御装置。
  7. 【請求項７】前記目標ＥＧＲ率の補正は、機関の冷却水
    温度，大気圧，吸気温度の少なくとも１つの変化に対応
    した補正であることを特徴とする請求項１〜請求項７の
    いずれか１つに記載の内燃機関の過給制御装置。
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