JP2010236447A - 内燃機関システム制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 過給モードの切り換えの際のトルク段差を可及的に抑制する。
【解決手段】 過給状態切換手段は、内燃機関の運転状態に応じて排気制御弁の動作を制御することで、第一過給機及び第二過給機による過給状態を、第一過給機及び第二過給機による二段過給と、主として第二過給機による単段過給と、の間で切り換える。ＥＧＲ制御手段は、過給状態切換手段による過給状態の切り換えのための排気制御弁の開弁動作前に、ＥＧＲ弁を全閉に設定する。あるいは、可変ノズル開度調整手段は、過給状態切換手段による過給状態の切り換えのための排気制御弁の開弁動作前に、第一過給機の排気入口に設けられた可変ノズルを全閉に設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関と、この内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装された第一過給機及び第二過給機と、を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置に関する。

この種の装置として、例えば、特開２００５−１４６９０６号公報、特開２００５−１５５３５６号公報、特開２００６−５７５７０号公報、特開２００８−１２８１２９号公報、特開２００８−１７５１１４号公報、等に開示されたものが知られている。これらの装置は、運転状態に応じて各過給機への排気の供給状態を調整することで、過給モードを切り換えるようになっている。

具体的には、例えば、特開２００５−１４６９０６号公報等に開示された装置は、高圧ターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス路と、このバイパス路の途中に設けられている開閉弁と、を備えている。かかる装置は、エンジンの回転数が所定回転数以上の領域では、前記開閉弁の閉弁状態を解除するようになっている。

かかる装置においては、前記開閉弁の開閉制御により、前記エンジンから前記高圧ターボチャージャの前記タービンを経て低圧ターボチャージャのタービンへと至る排気の流れと、前記エンジンから前記バイパス路を介して直接的に前記低圧ターボチャージャの前記タービンへと至る排気の流れと、が実現される。

この種の装置において、運転状態の変化に伴う過給モードの切り換えの際の、排気流を調整するための機構（例えば前記開閉弁）の作動により、排気圧力が変動する。これにより、トルク段差が発生する。かかるトルク段差の発生態様は、当該機構における個体差や作動ヒステリシス等の影響のため、ばらつきが大きなものとなり得る。よって、従来は、かかるトルク段差の抑制は必ずしも充分なものではなかった。

特に、この種の装置において、吸排気系統に、ＥＧＲステム（ＥＧＲは排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation）の略）が設けられる場合があり得る。あるいは、この種の装置において、可変ノズルを備えたいわゆる可変容量過給機が用いられる場合があり得る。これらの場合において、過給モードの切り換えの際にＥＧＲ率や可変ノズル開度が変動したり制御誤差が生じたりすると、過給圧も不用意に変動するため、上述のトルク段差を良好に抑制することは困難となる。

本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、過給モードの切り換えの際のトルク段差を、可及的に抑制することにある。

＜構成＞
本発明の適用対象である内燃機関システムは、内燃機関と、第一過給機と、第二過給機と、排気制御弁と、を備えている。

前記第一過給機及び前記第二過給機は、前記内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装されている。前記第一過給機の排気入口には、可変ノズルが設けられ得る。すなわち、前記第一過給機は、可変容量過給機として構成され得る。

また、前記第一過給機及び前記第二過給機は、直列に配置され得る。すなわち、前記第一過給機は、前記第二過給機よりも、排気の通流方向における上流側且つ吸気の通流方向における下流側に設けられ得る。具体的には、前記第一過給機におけるタービンが前記第二過給機におけるタービンよりも排気の通流方向における上流側に設けられ、且つ前記第一過給機におけるコンプレッサが前記第二過給機におけるコンプレッサよりも吸気の通流方向における下流側に設けられ得る。

前記排気制御弁は、前記排気通路に介装されている。この排気制御弁は、前記第一過給機をバイパスする排気の流量を調整することで、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態を制御するようになっている。具体的には、例えば、この排気制御弁は、バイパス通路に介装されている。このバイパス通路は、前記排気通路の一部であって、前記第一過給機をバイパスするように設けられている。

前記内燃機関システムは、ＥＧＲ弁を備え得る。このＥＧＲ弁は、前記吸気通路と前記排気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路に介装されている。そして、このＥＧＲ弁は、その開度に応じて、吸気に対する排気再循環状態（すなわちＥＧＲ率）を調整するようになっている。

本発明の内燃機関システム制御装置は、かかる内燃機関システムを制御するものであって、少なくとも過給状態切換手段を備えている。この過給状態切換手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気制御弁の動作を制御することで、前記第一過給機及び前記第二過給機による過給状態を、前記第一過給機及び前記第二過給機による二段過給と、主として前記第二過給機による単段過給と、の間で切り換えるようになっている。

前記第一過給機が前記可変ノズルを備えている場合、前記内燃機関システム制御装置は、さらに可変ノズル開度調整手段を備えている。この可変ノズル開度調整手段は、前記内燃機関の前記運転状態に応じて、前記第一過給機の前記排気入口に設けられた前記可変ノズルの開度を調整するようになっている。

前記内燃機関システムが前記ＥＧＲ弁を備えている場合、前記内燃機関システム制御装置は、さらにＥＧＲ制御手段を備えている。このＥＧＲ制御手段は、前記運転状態に応じて前記ＥＧＲ弁の動作を制御することで、吸気に対する排気再循環状態を調整するようになっている。

さらに、前記内燃機関システム制御装置は、補正手段を備え得る。この補正手段は、前記排気制御弁の開弁動作時における開度を補正するようになっている。

本発明の一側面における特徴は、前記ＥＧＲ制御手段が、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記ＥＧＲ弁を全閉に設定するようになっていることにある。

本発明の他の側面における特徴は、前記可変ノズル開度調整手段が、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記可変ノズルを全閉に設定するようになっていることにある。

＜作用＞
上述のような構成を備えた本発明の内燃機関システム制御装置においては、前記排気制御弁の動作によって前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態が切り換えられることで、過給モードが切り換えられる。この切り換えの際に、排気圧力が変動し、過給圧段差が生じる。

ここで、前記排気制御弁が全閉状態から開弁される場合や、全閉に近い微開状態にある場合に、当該排気制御弁の開度にバラツキ（誤差）が生じると、過給圧段差を目標値に抑えることが困難となる。特に、前記ＥＧＲ弁や前記可変ノズルの開度制御が同時に行われていると、これらの個体差やヒステリシス等による制御のバラツキ（誤差）の影響により、過給圧段差を目標値に抑えることがますます困難となる。

そこで、前記内燃機関システムが前記ＥＧＲ弁を備えている場合、本発明の内燃機関システム制御装置においては、前記ＥＧＲ制御手段は、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記ＥＧＲ弁を全閉に設定する。

具体的には、例えば、前記ＥＧＲ制御手段は、前記過給状態切換手段により、前記排気制御弁を全閉状態から開弁させることで前記過給状態を前記二段過給から前記単段過給に切り換える際に、前記排気制御弁の開弁動作前に前記ＥＧＲ弁を全閉に設定する。

あるいは、例えば、前記ＥＧＲ制御手段は、前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作の際の前記補正手段による前記排気制御弁の開度補正の開始前に、前記ＥＧＲ弁を全閉に設定する。

また、前記第一過給機が前記可変ノズルを備えている場合、本発明の内燃機関システム制御装置においては、前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記可変ノズルを全閉に設定する。

具体的には、例えば、前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態切換手段により、前記排気制御弁を全閉状態から開弁させることで前記過給状態を前記二段過給から前記単段過給に切り換える際に、前記排気制御弁の開弁動作前に前記可変ノズルを全閉に設定する。

あるいは、例えば、前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作の際の前記補正手段による前記排気制御弁の開度補正の開始前に、前記可変ノズルを全閉に設定する。

上述の構成を備えた本発明の内燃機関システム制御装置によれば、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作の際の、過給圧の変動あるいはバラツキ（誤差）が、可及的に抑制され得る。したがって、本発明によれば、過給モードの切り換えの際のトルク段差を、可及的に抑制することが可能になる。

本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムの全体構成を示す概略図である。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、ＥＧＲ制御処理の概略を示すフローチャートである。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、可変ベーンノズル開度制御処理の概略を示すフローチャートである。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、排気制御弁制御処理の一具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、排気制御弁制御処理の他の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、排気制御弁制御処理のさらに他の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている制御装置（ＥＣＵ）によって実行される、排気制御弁制御処理のさらに他の具体例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。

よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜実施形態に係る内燃機関システムの構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムＥＳの全体構成を示す概略図である。なお、図１において、インタークーラや触媒等の補機類で、本発明の主要部と関係がないものは、適宜図示が省略されているものとする。

図１を参照すると、この内燃機関システムＥＳは、内燃機関１と、吸気通路２と、排気通路３と、高圧ターボチャージャ４（高圧タービン４ａ及び高圧コンプレッサ４ｂを含む）と、低圧ターボチャージャ５（低圧タービン５ａ及び低圧コンプレッサ５ｂを含む）と、ＥＧＲシステム６と、制御装置７と、を備えている。

吸気通路２及び排気通路３は、内燃機関１に接続されている。高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５は、吸気通路２及び排気通路３に介装されている。本実施形態においては、高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５は、直列に配列されている。すなわち、高圧タービン４ａは、低圧タービン５ａよりも排気通流方向における上流側に配置されている。また、高圧コンプレッサ４ｂは、低圧コンプレッサ５ｂよりも吸気通流方向における下流側に配置されている。

本発明の内燃機関システム制御装置の一実施形態である制御装置７は、内燃機関１、吸気通路２、排気通路３、高圧ターボチャージャ４、低圧ターボチャージャ５、及びＥＧＲシステム６の各部の動作を制御するようになっている。以下、本実施形態に係る内燃機関システムＥＳの各部の構成について、より詳細に説明する。

本実施形態においては、内燃機関１には、複数（４つ）の気筒１１が、直列に配列形成されている。また、この内燃機関１には、各気筒１１内に燃料を供給するためのインジェクタ１２が、各気筒１１に対応してそれぞれ設けられている。

吸気通路２及び排気通路３は、二段過給モードと単段過給モードとの間で過給モードを切り換え可能に構成されている。ここで、二段過給モードは、排気が高圧タービン４ａを経て低圧タービン５ａに供給されることで低圧コンプレッサ５ｂ及び高圧コンプレッサ４ｂにより過給される過給モードである。これに対し、単段過給モードは、排気が高圧タービン４ａをバイパスして低圧タービン５ａに供給されることで主として低圧コンプレッサ５ｂにより過給される過給モードである。

具体的には、本実施形態の吸気通路２は、吸気マニホールド２１と、主吸気通路２２と、吸気バイパス通路２３と、吸気切換弁２４と、を備えている。主吸気通路２２は、吸気マニホールド２１と、高圧コンプレッサ４ｂと、低圧コンプレッサ５ｂと、を直列的に接続するように設けられている。

吸気バイパス通路２３は、主吸気通路２２における高圧コンプレッサ４ｂと低圧コンプレッサ５ｂとの間の位置と、高圧コンプレッサ４ｂよりも下流側の位置と、を接続することで、低圧コンプレッサ５ｂを経た吸気が高圧コンプレッサ４ｂをバイパスして吸気マニホールド２１に向かうように設けられている。この吸気バイパス通路２３には、吸気切換弁２４が介装されている。この吸気切換弁２４は、その開度に応じて、吸気バイパス通路２３における流路断面積を調整するようになっている。

本実施形態の排気通路３は、排気マニホールド３１と、主排気通路３２と、高圧側排気バイパス通路３３と、低圧側排気バイパス通路３４と、排気制御弁３５と、低圧タービンバイパス弁３６と、を備えている。主排気通路３２は、排気マニホールド３１と、高圧タービン４ａと、低圧タービン５ａと、を直列的に接続するように設けられている。

高圧側排気バイパス通路３３は、高圧タービン４ａをバイパスして排気マニホールド３１と低圧タービン５ａとを接続するように設けられている。

具体的には、高圧側排気バイパス通路３３は、主排気通路３２における高圧タービン４ａと低圧タービン５ａとの間の位置と、排気マニホールド３１と、を接続するように設けられている。すなわち、高圧側排気バイパス通路３３は、高圧ターボチャージャ４を迂回して低圧ターボチャージャ５に排気を供給し得るようになっている。

低圧側排気バイパス通路３４は、低圧タービン５ａをバイパスするように設けられている。具体的には、低圧側排気バイパス通路３４は、主排気通路３２における、高圧タービン４ａと低圧タービン５ａとの間の位置と、低圧タービン５ａよりも下流側の位置と、を接続するように設けられている。

高圧側排気バイパス通路３３には、排気制御弁３５が介装されている。排気制御弁３５は、その開度に応じて、高圧側排気バイパス通路３３における流路断面積を調整するようになっている。

すなわち、この排気制御弁３５は、その開度に応じて高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５に対する排気の供給状態を調整することで、過給モードを切り換えるようになっている。

低圧側排気バイパス通路３４には、低圧タービンバイパス弁３６が介装されている。この低圧タービンバイパス弁３６は、その開度に応じて低圧側排気バイパス通路３４における流路断面積を調整することで、高圧ターボチャージャ４及び低圧ターボチャージャ５に対する排気の供給状態を制御するようになっている。すなわち、この低圧タービンバイパス弁３６は、その開度に応じて、低圧ターボチャージャ５をバイパスする排気の流量を調整するようになっている。

上述の通り、高圧ターボチャージャ４は、排気によって回転駆動される高圧タービン４ａと、この高圧タービン４ａの回転によって回転駆動されることで給気を加圧する高圧コンプレッサ４ｂと、に加えて、可変ベーンノズル４１を備えている。すなわち、本実施形態においては、高圧ターボチャージャ４は、いわゆる可変容量ターボチャージャとして構成されている。可変ベーンノズル４１は、高圧ターボチャージャ４における高圧タービン４ａの排気入口に設けられていて、その開度に応じて、高圧タービン４ａにおけるＡ／Ｒ比を変更可能に構成されている。

低圧ターボチャージャ５は、高圧タービン４ａよりも排気通流方向における下流側にて通流する排気によって回転駆動される低圧タービン５ａと、かかる低圧タービン５ａの回転によって回転駆動されることで高圧コンプレッサ４ｂよりも給気通流方向における上流側にて給気を加圧する低圧コンプレッサ５ｂと、を備えている。

ＥＧＲシステム６は、外部ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ弁６２と、を備えている。外部ＥＧＲ通路６１は、吸気マニホールド２１と排気マニホールド３１とを接続するように設けられている。ＥＧＲ弁６２は、外部ＥＧＲ通路６１に介装されている。このＥＧＲ弁６２は、その開度に応じて、吸気に対する排気再循環状態（すなわちＥＧＲ率）を調整するようになっている。

＜＜制御装置＞＞
制御装置７は、本発明の過給状態切換手段、可変ノズル開度調整手段、ＥＧＲ制御手段、及び補正手段を構成する、電子コントロールユニット７０（以下、「ＥＣＵ７０」と略称する。）を備えている。

ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７０ａと、ＲＯＭ７０ｂと、ＲＡＭ７０ｃと、バックアップＲＡＭ７０ｄと、インターフェース７０ｅと、双方向バス７０ｆと、を備えている。ＣＰＵ７０ａ、ＲＯＭ７０ｂ、ＲＡＭ７０ｃ、バックアップＲＡＭ７０ｄ、及びインターフェース７０ｅは、双方向バス７０ｆによって互いに接続されている。

ＣＰＵ７０ａは、内燃機関システムＥＳにおける各部の動作を制御するためのルーチン（プログラム）を実行するように構成されている。ＲＯＭ７０ｂには、ＣＰＵ７０ａが実行するルーチン、及びこのルーチン実行の際に参照されるマップ等（マップの他、テーブルや関係式等を含む。以下同様。）やパラメータその他のデータが、予め格納されている。

ＲＡＭ７０ｃは、ＣＰＵ７０ａがルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ７０ｄは、電源が投入された状態でＣＰＵ７０ａがルーチンを実行する際にデータを適宜格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持するように構成されている。

インターフェース７０ｅは、後述の各種センサと電気的に接続されていて、これらのセンサからの検出信号をＣＰＵ７０ａに伝達するように構成されている。また、インターフェース７０ｅは、インジェクタ１２、吸気切換弁２４、排気制御弁３５、低圧タービンバイパス弁３６、可変ベーンノズル４１、ＥＧＲ弁６２、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ７０ａからこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。

すなわち、ＥＣＵ７０は、各種のセンサの出力信号に基づいて内燃機関１の運転状態を取得し、この運転状態に基づいて上述の動作部の動作状態を制御することで、燃料噴射量、燃料噴射時期、ＥＧＲ率、過給圧（可変ベーンノズル４１の開度を含む）、過給モード、等を制御するように構成されている。

吸入空気の単位時間あたりの質量流量（吸入空気流量Ｇａ）に対応する出力電圧を発生するエアフローメータ７１は、吸気通路２における低圧タービン５ａよりも上流側に設けられている。低圧コンプレッサ５ｂの出口での給気の圧力に対応する出力電圧を発生する低圧側過給圧センサ７２は、主吸気通路２２における低圧コンプレッサ５ｂの直後の位置に設けられている。最終的な吸気圧力すなわちシステム全体としての過給圧に対応する出力電圧を発生する高圧側過給圧センサ７３は、吸気マニホールド２１に装着されている。

＜動作の具体例＞
次に、上述の構成を備えた本実施形態の制御装置７の動作の具体例について説明する。なお、フローチャートを示す図面においては、「ステップ」は“Ｓ”と略称されているものとする。

＜＜ＥＧＲ制御＞＞
図２は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０すなわちＣＰＵ７０ａ）によって実行される、ＥＧＲ制御処理の概略を示すフローチャートである。ＣＰＵ７０ａは、図２に示されているＥＧＲ制御ルーチン２００を、所定タイミングで実行する。

ルーチン２００の処理が開始されると、まず、ステップ２１０にて、排気制御弁３５の開弁要求があるか否かが判定される（なお、「ＥＣＶ」は、排気制御弁３５を指すものである。以下同様。）。排気制御弁３５の開弁要求がない場合（ステップ２１０＝Ｎｏ）、処理がステップ２２０に進行し、通常のＥＧＲ制御が行われ、本ルーチンが一旦終了する。なお、通常のＥＧＲ制御の内容については周知であるので、その詳細な説明は本明細書では省略されている。

一方、排気制御弁３５の開弁要求がある場合（ステップ２１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ２３０に進行する。ステップ２３０においては、ＥＧＲ弁６２の開度が全閉に設定される。その後、本ルーチンが一旦終了する。

すなわち、本動作具体例においては、過給モードが二段過給モードから単段過給モードに切り換えられる際に、排気制御弁３５の開弁動作前（特にこの場合の排気制御弁３５の全閉状態からの開弁動作の際の開度学習補正の開始前）にＥＧＲ弁６２が全閉にされるように、ＥＧＲ弁６２の動作が制御される。

＜＜可変ベーンノズル制御＞＞
図３は、図１に示されている制御装置７によって実行される、可変ベーンノズル制御処理の概略を示すフローチャートである。ＣＰＵ７０ａは、図３に示されている可変ベーンノズル制御ルーチン３００を、所定タイミングで実行する。

ルーチン３００の処理が開始されると、まず、ステップ３１０にて、可変ベーンノズル４１のフィードバック制御条件が成立しているか否かが判定される。

可変ベーンノズル４１のフィードバック制御条件が成立している場合（ステップ３１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ３２０に進行し、通常のフィードバック制御が行われ、本ルーチンが一旦終了する。なお、かかる通常のフィードバック制御については、多数の公知の方法のうちの任意のものを用いることができる（例えば、特開２００５−１８０４０４号公報、特開２００５−１７１８９３号公報、特開２００９−１３８７３号公報、等参照。）。よって、その詳細な説明は本明細書では省略されている。

可変ベーンノズル４１のフィードバック制御条件が成立していない場合（ステップ３１０＝Ｎｏ）、処理がステップ３３０に進行する。ステップ３３０においては、図２のルーチン２００におけるステップ２１０と同様に、排気制御弁３５の開弁要求があるか否かが判定される。

排気制御弁３５の開弁要求がある場合（ステップ３３０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ３４０に進行する。ステップ３４０においては、ＥＧＲ弁６２の開度が全閉に設定される。その後、本ルーチンが一旦終了する。

すなわち、本動作具体例においては、過給モードが二段過給モードから単段過給モードに切り換えられる際に、排気制御弁３５の開弁動作前（特にこの場合の排気制御弁３５の全閉状態からの開弁動作の際の開度学習補正の開始前）に可変ベーンノズル４１が全閉にされるように、可変ベーンノズル４１の動作が制御される。

可変ベーンノズル４１のフィードバック制御条件が成立しておらず（ステップ３１０＝Ｎｏ）、且つ排気制御弁３５の開弁要求がない場合（ステップ３３０＝Ｎｏ）、処理がステップ３５０に進行する。ステップ３５０においては、可変ベーンノズル４１の開度が、運転条件及びマップ等に基づいて、所定の開度に設定される（例えば、特開２００９−１３８７３号公報等参照。）。その後、本ルーチンが一旦終了する。

＜＜ＥＣＶ制御＞＞
図４は、図１に示されている本実施形態の制御装置７によって実行される、排気制御弁３５の制御処理（排気制御弁３５の全閉状態からの開弁動作による二段過給モードから単段過給モードへの過給モード切り換え処理）の一具体例を示すフローチャートである。ＣＰＵ７０ａは、図４に示されているＥＣＶ開制御ルーチン４００を、過給モードを二段過給モードから単段過給モードに切り換える要求が発生した場合に実行する。

ルーチン４００の処理が開始されると、まず、ステップ４１０にて、ＥＧＲ弁６２が全開であるか否かが判定される。ＥＧＲ弁６２が全閉である場合（ステップ４１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ４１５に進行し、可変ベーンノズル４１が全閉であるか否かが判定される。可変ベーンノズル４１が全閉である場合（ステップ４１５＝Ｙｅｓ）、処理がステップ４２０ないし４８５に進行する。

ステップ４２０においては、過給圧段差目標値Δpim_tが、現在の運転状態に応じてマップ等に基づいて設定される。次に、ステップ４３０において、排気制御弁３５の開弁動作開始前の過給圧である開弁前過給圧pim1が、高圧側過給圧センサ７３の出力に基づいて取得される。

続いて、ステップ４４０において、今回の排気制御弁３５の開弁動作時における駆動電流であるＥＣＶ開弁時駆動電流Iecvが、バックアップＲＡＭ７０ｄから読み込まれる。その後、ステップ４５０にて、排気制御弁３５の開弁動作が開始する。続くステップ４６０にて、この開弁動作開始時の過給圧である開弁時過給圧pim2が、高圧側過給圧センサ７３の出力に基づいて取得される。

さらにその後、ステップ４７０にて、今回の排気制御弁３５の開弁動作時に発生した過給圧段差Δpimが、ステップ４３０にて取得された開弁前過給圧pim1及びステップ４６０にて取得された開弁時過給圧pim2に基づいて算出される。そして、この過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_tよりも小さいか否かが、続くステップ４７５にて判定される。

過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_tよりも小さい場合（ステップ４７５＝Ｙｅｓ）、処理がステップ４８０に進行し、ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecvに所定値ΔＩが加算され、バックアップＲＡＭ７０ｄに格納される。すなわち、次回の排気制御弁３５の開弁動作時における駆動電流が所定値ΔＩだけ上昇するように、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。

過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_t以上である場合（ステップ４７５＝Ｎｏ）、処理がステップ４８５に進行し、ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecvに所定値ΔＩが減算され、バックアップＲＡＭ７０ｄに格納される。すなわち、次回の排気制御弁３５の開弁動作時における駆動電流が所定値ΔＩだけ下降するように、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。

このように、本具体例においては、ＥＧＲ弁６２及び可変ベーンノズル４１が全閉とされた状態で、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。すなわち、開弁時に必要な駆動力（駆動電流）の個体差による、排気制御弁３５の全閉状態からの開き始めの領域あるいは微開領域における開度バラツキが、良好に学習補正される。この学習補正の終了後、本ルーチンが終了する。

一方、ＥＧＲ弁６２が全閉でない場合（ステップ４１０＝Ｎｏ）や、可変ベーンノズル４１が全閉でない場合（ステップ４１５＝Ｎｏ）、処理がステップ４９０に進行する。ステップ４９０においては、上述のような開度学習補正は行われず、排気制御弁３５の開弁動作が開始され、本ルーチンが終了する。

このように、本具体例においては、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される際に、ＥＧＲ弁６２及び可変ベーンノズル４１が全閉とされている。このため、過給モードの切り換えの際のトルク段差を抑制するための当該学習補正が、ＥＧＲ率やノズル開度の制御バラツキ（誤差）の影響を受けることなく、良好に行われる。したがって、本具体例によれば、過給モードの切り換えの際のトルク段差を、可及的に抑制することが可能になる。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。

もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、互いに複合的に適用され得る。

本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。

例えば、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数や気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）も、特に限定はない。

また、本発明は、上述の実施形態にて開示された具体的な制御態様に限定されるものではない。

例えば、上述のステップ４３０等における過給圧の取得は、センサ出力に基づくものではなく、他のエンジンパラメータ（回転数、スロットル開度、等）に基づくオンボード推定に基づくものであってもよい。

上述のステップ４９０における処理は、ＥＧＲ弁６２及び可変ベーンノズル４１が全閉とされるまで排気制御弁３５の開弁動作を待機する（あるいはこれらを全閉にするような指令信号を発生する）処理であってもよい。

ステップ４１０及び４１５のうちのいずれか一方は、省略され得る。すなわち、排気制御弁３５の開弁動作、あるいはその際の開度学習補正処理は、ＥＧＲ弁６２の全閉及び可変ベーンノズル４１の全閉のうちのいずれか一方を条件として行われてもよい。

図５は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０）によって実行される、排気制御弁制御処理の他の具体例を示すフローチャートである。この図５に示されているルーチン５００においては、図４のルーチン４００におけるステップ４１５が省略されている。

すなわち、ステップ５１０にて、ＥＧＲ弁６２が全開であるか否かが判定される。ＥＧＲ弁６２が全閉である場合（ステップ５１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ５２０ないし５８５に進行する。一方、ＥＧＲ弁６２が全閉でない場合（ステップ５１０＝Ｎｏ）、処理がステップ５９０に進行する。ステップ５２０ないし５９０は、上述のステップ４２０ないし４９０（図４参照）と同様である。

図６は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０）によって実行される、排気制御弁制御処理のさらに他の具体例を示すフローチャートである。この図６に示されているルーチン６００は、図５のルーチン５００における開度学習補正処理が異なる他は、図５のルーチン５００と同様である。

すなわち、ルーチン６００においては、ステップ６１０ないし６７５において、ルーチン５００におけるステップ５１０ないし５７５（図５参照）と同様の処理が行われる。

過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_tよりも小さい場合（ステップ６７５＝Ｙｅｓ）、処理がステップ６７７に進行し、過給圧段差Δpimがガード値Δpim_0よりも大きいか否かが判定される。過給圧段差Δpimがガード値Δpim_0よりも大きい場合（ステップ６７７＝Ｙｅｓ）、過給圧段差Δpimが所定の適切な範囲内にあるので、学習値の更新が行われず、本ルーチンが終了する。

過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_tよりも小さく（ステップ６７５＝Ｙｅｓ）、且つ過給圧段差Δpimがガード値Δpim_0以下である場合（ステップ６７７＝Ｎｏ）、ステップ６８０にて、ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecvに所定値ΔＩが加算され、バックアップＲＡＭ７０ｄに格納される。すなわち、次回の排気制御弁３５の開弁動作時における駆動電流が所定値ΔＩだけ上昇するように、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。

過給圧段差Δpimが過給圧段差目標値Δpim_t以上である場合（ステップ６７５＝Ｎｏ）、処理がステップ６８５に進行し、ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecvに所定値ΔＩが減算され、バックアップＲＡＭ７０ｄに格納される。すなわち、次回の排気制御弁３５の開弁動作時における駆動電流が所定値ΔＩだけ下降するように、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。

図７は、図１に示されている制御装置７（ＥＣＵ７０）によって実行される、排気制御弁制御処理のさらに他の具体例を示すフローチャートである。

ＣＰＵ７０ａは、図７に示されているＥＣＶ開制御ルーチン７００を、過給モードを二段過給モードから単段過給モードに切り換える要求が発生した場合に実行する。

ルーチン７００の処理が開始されると、まず、ステップ７０５にて、可変ベーンノズル４１のフィードバック制御が行われているか否かが判定される。可変ベーンノズル４１のフィードバック制御が行われていない場合（ステップ７０５＝Ｙｅｓ）、処理がステップ７０７に進行し、可変ベーンノズル４１が全閉に設定され、ステップ７２０ないし７８５に進行する。ステップ７２０ないし７８５の処理内容は、上述のルーチン４００におけるステップ４２０ないし４８５（図４参照）と同様である。

可変ベーンノズル４１のフィードバック制御が行われている場合（ステップ７０５＝Ｙｅｓ）、処理がステップ７０９に進行し、過給圧pimが目標過給圧pim_tに達しているか否か（すなわち過給圧pimが目標過給圧pim_tプラスマイナス所定範囲内か否か）が判定される。

過給圧pimが目標過給圧pim_tに達している場合（ステップ７０９＝Ｙｅｓ）、処理がステップ７２０ないし７８５に進行する。一方、過給圧pimが目標過給圧pim_tに達していない場合（ステップ７０９＝Ｎｏ）、処理がステップ７９０に進行する。ステップ７９０の処理内容は、上述のルーチン４００におけるステップ４９０（図４参照）と同様である。

このように、かかる具体例においては、可変ベーンノズル４１による過給圧フィードバック制御が良好に行われて過給圧が目標過給圧pim_tで安定しているか、あるいは、かかるフィードバック制御が行われない軽負荷低回転領域で可変ベーンノズル４１が全閉に固定されている状態で、排気制御弁３５の開弁動作時の開度（ＥＣＶ開弁時駆動電流Iecv）が学習補正される。したがって、かかる学習補正が、極めて良好に行われる。

なお、各フローチャートの判定ステップにおける不等号は、「イコール」を含む形に変更され得る（これにあわせて上述のフローチャートの説明もまた変更され得ることはいうまでもない。）。

その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。

さらに、本明細書にて引用した先行出願や公報の開示内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。

ＥＳ…内燃機関システム
１…内燃機関 １１…気筒 １２…インジェクタ
２…吸気通路 ２２…主吸気通路 ２３…吸気バイパス通路
３…排気通路 ３２…主排気通路 ３３…高圧側排気バイパス通路
３５…排気制御弁 ３６…低圧タービンバイパス弁
４…高圧ターボチャージャ ４ａ…高圧タービン ４１…可変ベーンノズル
５…低圧ターボチャージャ ５ａ…低圧タービン
６…ＥＧＲシステム ６１…外部ＥＧＲ通路 ６２…ＥＧＲ弁
７…制御システム ７０…ＥＣＵ ７０ａ…ＣＰＵ

特開２００５−１４６９０６号公報 特開２００５−１５５３５６号公報 特開２００６−５７５７０号公報 特開２００８−１２８１２９号公報 特開２００８−１７５１１４号公報

Claims (9)

1. 内燃機関と、
   この内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装された第一過給機及び第二過給機と、
   前記第一過給機をバイパスする排気の流量を調整することで、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態を制御するように、前記排気通路に介装された、排気制御弁と、
   前記吸気通路と前記排気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路に介装された、ＥＧＲ弁と、
   を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気制御弁の動作を制御することで、前記第一過給機及び前記第二過給機による過給状態を、前記第一過給機及び前記第二過給機による二段過給と、主として前記第二過給機による単段過給と、の間で切り換える、過給状態切換手段と、
   前記運転状態に応じて前記ＥＧＲ弁の動作を制御することで、吸気に対する排気再循環状態を調整する、ＥＧＲ制御手段と、
   を備え、
   前記ＥＧＲ制御手段は、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記ＥＧＲ弁を全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
2. 請求項１に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
   前記ＥＧＲ制御手段は、
   前記過給状態切換手段により、前記排気制御弁を全閉状態から開弁させることで前記過給状態を前記二段過給から前記単段過給に切り換える際に、前記排気制御弁の開弁動作前に前記ＥＧＲ弁を全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の、内燃機関システム制御装置において、
   前記内燃機関の前記運転状態に応じて、前記第一過給機の排気入口に設けられた可変ノズルの開度を調整する、可変ノズル開度調整手段をさらに備え、
   前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記可変ノズルを全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
4. 請求項３に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
   前記可変ノズル開度調整手段は、
   前記過給状態切換手段により、前記排気制御弁を全閉状態から開弁させることで前記過給状態を前記二段過給から前記単段過給に切り換える際に、前記排気制御弁の開弁動作前に前記可変ノズルを全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
5. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の、内燃機関システム制御装置において、
   前記排気制御弁の開弁動作時における開度を補正する、補正手段をさらに備え、
   前記ＥＧＲ制御手段は、前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作の際の前記補正手段による前記排気制御弁の開度補正の開始前に、前記ＥＧＲ弁を全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
6. 内燃機関と、
   この内燃機関の吸気通路及び排気通路に介装された第一過給機及び第二過給機と、
   前記第一過給機をバイパスする排気の流量を調整することで、前記第一過給機及び前記第二過給機に対する排気の供給状態を制御するように、前記排気通路に介装された、排気制御弁と、
   を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気制御弁の動作を制御することで、前記第一過給機及び前記第二過給機による過給状態を、前記第一過給機及び前記第二過給機による二段過給と、主として前記第二過給機による単段過給と、の間で切り換える、過給状態切換手段と、
   前記内燃機関の前記運転状態に応じて、前記第一過給機の排気入口に設けられた可変ノズルの開度を調整する、可変ノズル開度調整手段と、
   を備え、
   前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態切換手段による前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作前に、前記可変ノズルを全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
7. 請求項６に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
   前記可変ノズル開度調整手段は、
   前記過給状態切換手段により、前記排気制御弁を全閉状態から開弁させることで前記過給状態を前記二段過給から前記単段過給に切り換える際に、前記排気制御弁の開弁動作前に前記可変ノズルを全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載の、内燃機関システム制御装置において、
   前記排気制御弁の開弁動作時における開度を補正する、補正手段をさらに備え、
   前記可変ノズル開度調整手段は、前記過給状態の切り換えのための前記排気制御弁の開弁動作の際の前記補正手段による前記排気制御弁の開度補正の開始前に、前記可変ノズルを全閉に設定することを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１項に記載の、内燃機関システム制御装置であって、
   前記第一過給機は、前記第二過給機よりも、排気の通流方向における上流側に介装されたことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。

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