JP2015021456A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、加速時にサージの発生を回避することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸入空気量変化率と目標排気還流弁開度を算出する。そして、車両が加速状態であり、可変翼開度が所定値よりも小さく、排気圧力が所定値より高く、実吸入空気量（質量流量）及び排気還流量が所定値より多く、目標排気還流弁開度が最小限界開度より大きく、そして、実吸入空気量が急減していると判定されると、第１付加係数と第２付加係数を算出する。そして、目標排気還流弁開度がサージ異音を抑制することのできる排気還流弁(31)の最小の開度である異音抑制最小開度より大きいと判定されると、サージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、排気還流弁(31)の開度がサージ異音用目標排気還流弁開度となるように排気還流弁(31)を制御する。【選択図】図１
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、加速時におけるコンプレッサのサージを回避するための技術に関する。
従来、ディーゼルエンジンは、出力及び燃費の向上や、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び黒鉛を主成分とする微粒子状物質（ＰＭ）等の化学物質の低減を目的として、排気の通路に開度変更可能なノズルを有し、車両の低速域から過給可能な可変ノズルターボチャージャが採用されている。
そして、このような可変ノズルターボチャージャが採用されたディーゼルエンジンでは、特許文献１のように、排気中の上記化学物質の低減や燃費の向上のために、可変ノズルターボチャージャのタービンの上流の排気通路の排気を、可変ノズルターボチャージャのコンプレッサの下流の吸気通路に導入する排気還流装置が設けられている。
そして、このような可変ノズルターボチャージャが採用されたディーゼルエンジンでは、特許文献１のように、排気中の上記化学物質の低減や燃費の向上のために、可変ノズルターボチャージャのタービンの上流の排気通路の排気を、可変ノズルターボチャージャのコンプレッサの下流の吸気通路に導入する排気還流装置が設けられている。
しかしながら、上記特許文献のディーゼルエンジンでは、例えば加速時等の可変ノズルターボチャージャが高過給圧で作動するような条件でエンジンが運転されている場合に、排気還流装置の排気還流弁を作動させると、可変ノズルターボチャージャの可変翼開度が小さく、排気圧力が高くなっていることから、排気が可変ノズルターボチャージャのコンプレッサの下流の吸気通路に導入されることとなる。
そして、高過給圧が残った状態で、排気が導入されると吸入空気量が急減し、吸入空気量が過給圧力に応じたコンプレッサを通過する空気流量の許容最小値を下回り、コンプレッサの上流から下流に吸入空気が間欠的に逆流するサージが発生することとなる。このように発生するサージは、異音の発生、或いは、圧力変動によるコンプレッサ翼の破損に繋がり好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、加速時にサージの発生を回避することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１の内燃機関の制御装置では、車両に搭載される内燃機関の排気通路に配設され排気通路面積を可変させて過給比を可変させる過給比可変手段を有するタービンと、吸気通路に配設され前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを含んで構成される流路可変過給手段と、前記排気通路と前記吸気通路との間に介装され、排気を前記コンプレッサの吸気流れ方向下流の前記吸気通路へ導入する排気還流路と、前記排気還流路を流れる前記排気の流量を制御する排気還流弁と、前記コンプレッサでのサージ音が発生する限界過給比が前記内燃機関の吸入空気量に応じて予め設定され、前記内燃機関の運転状態における前記限界過給比までの余裕度を算出する余裕度算出手段と、前記車両の加速中に、前記余裕度に応じて前記排気還流弁の開度を制御する排気還流弁制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、請求項２の内燃機関の制御装置では、請求項１において、前記排気還流弁制御手段は、前記余裕度が小さくなるにつれ、開度が小さくなるように前記排気還流弁の開度を制御することを特徴とする。
また、請求項３の内燃機関の制御装置では、請求項１又は２において、実過給圧を検出する実過給圧検出手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、を備え、前記排気還流弁制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射量と前記内燃機関の回転速度に基づいて目標排気還流弁開度を算出し、当該目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御し、前記車両の加速中には、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差と前記過給比可変手段の開度と前記余裕度とで、前記目標排気還流弁開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、当該サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御することを特徴とする。
また、請求項３の内燃機関の制御装置では、請求項１又は２において、実過給圧を検出する実過給圧検出手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、を備え、前記排気還流弁制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射量と前記内燃機関の回転速度に基づいて目標排気還流弁開度を算出し、当該目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御し、前記車両の加速中には、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差と前記過給比可変手段の開度と前記余裕度とで、前記目標排気還流弁開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、当該サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御することを特徴とする。
また、請求項４の内燃機関の制御装置では、請求項３において、前記排気還流弁制御手段は、前記余裕度が小さくなるにつれ、前記排気還流弁の開度が小さくなるように前記目標排気還流弁開度を補正して、前記サージ異音用目標排気還流弁開度を算出することを特徴とする。
また、請求項５の内燃機関の制御装置では、請求項１から４のいずれか１項において、前記排気還流弁制御手段は、前記タービンの上流の排気圧力が所定値以上の場合に、前記余裕度に応じた前記排気還流弁の開度の制御を実行することを特徴とする。
また、請求項５の内燃機関の制御装置では、請求項１から４のいずれか１項において、前記排気還流弁制御手段は、前記タービンの上流の排気圧力が所定値以上の場合に、前記余裕度に応じた前記排気還流弁の開度の制御を実行することを特徴とする。
また、請求項６の内燃機関の制御装置では、請求項５において、前記過給比可変手段の開度より前記排気圧力を推定することを特徴とする。
請求項１の発明によれば、車両の加速中に、内燃機関の運転状態における限界過給比までの余裕度に応じて排気還流弁の開度を制御しており、例えば、排気還流弁の開度が小さくなるように制御することで、内燃機関の運転状態が吸気流量が多く且つ高過給比であり、排気還流を行うことでサージ音の発生しやすいような場合であっても、排気還流路を介して排気通路から流路可変過給手段のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減して、吸入空気量の急減を抑制できるので、加速時にサージの発生を回避でき、サージ音の発生を抑制することができる。
また、請求項２の発明によれば、余裕度が小さくなるにつれ、開度が小さくなるように排気還流弁の開度を制御しており、内燃機関の運転状態が吸気流量が多く且つ高過給比であり、排気還流を行うことでサージ音の発生しやすいような場合であっても、排気還流路を介して排気通路から流路可変過給手段のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減して、吸入空気量の急減を抑制できるので、加速時にサージの発生を回避でき、サージ音の発生を抑制することができる。
また、請求項３の発明によれば、サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて排気還流弁の開度を制御することで、例えば、排気が吸気通路に導入されやすいような過給比可変手段の開度が小さく、実過給圧が目標過給圧よりも低い場合には、排気還流弁の開度が小さくなるように目標排気還流弁開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、更に余裕度が小さい場合には、排気還流弁の開度が小さくなるように目標排気還流弁開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出することで、排気還流路を介して排気通路から流路可変過給手段のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減することで、吸入空気量の急減を抑制でき、サージの発生を回避できるので、サージ音の発生を抑制することができる。
また、請求項４の発明によれば、余裕度が小さくなるにつれ、排気還流弁の開度が小さくなるように基本排気還流弁開度を補正して、補正基本排気還流弁開度を算出しており、排気還流路を介して排気通路から流路可変過給手段のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減することで、吸入空気量の急減を抑制でき、サージの発生を回避できるので、サージ音の発生を抑制することができる。
また、請求項５の発明によれば、加速中且つ排気圧力が所定値以上の場合に余裕度に応じた排気還流弁の開度制御を実行するため、サージ異音の発生をより確実に抑制することができる。さらに、排気圧力が低くサージ音が発生しにくい運転状態での不要な排気還流量の制限が行われないため、排気性能を確保することができる。
また、請求項６の発明によれば、排気圧力を過給比可変手段の開度より推定することで、排気圧力を検出するためのセンサを追加する必要がなく、既存の装置を用いることでコストを低減することができる。
また、請求項６の発明によれば、排気圧力を過給比可変手段の開度より推定することで、排気圧力を検出するためのセンサを追加する必要がなく、既存の装置を用いることでコストを低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、内燃機関の制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。図２は、内燃機関の制御装置が適用された電子コントロールユニットの概略構成図である。図３は、トルク演算ブロックの構成を示す制御ブロック図である。図４は、過給制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。また、図５は、スロットルバルブ制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。そして、図６は、排気還流弁制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。
図１は、内燃機関の制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。図２は、内燃機関の制御装置が適用された電子コントロールユニットの概略構成図である。図３は、トルク演算ブロックの構成を示す制御ブロック図である。図４は、過給制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。また、図５は、スロットルバルブ制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。そして、図６は、排気還流弁制御ブロックの構成を示す制御ブロック図である。
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、多気筒の筒内直接噴射式内燃機関（例えばコモンレール式ディーゼルエンジン）であり、詳しくは、コモンレールに蓄圧された高圧燃料を各気筒の燃料噴射ノズル２に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で当該燃料噴射ノズル２から各気筒の燃焼室３内に噴射可能な構成を成している。
エンジン１の各気筒には、上下摺動可能なピストン４が設けられている。そして、当該ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。また、クランクシャフト６の一端部には回転速度を検出するクランク角センサ７と図示しないフライホイールが設けられている。
エンジン１の各気筒には、上下摺動可能なピストン４が設けられている。そして、当該ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。また、クランクシャフト６の一端部には回転速度を検出するクランク角センサ７と図示しないフライホイールが設けられている。
燃焼室３には、インテークポート８とエキゾーストポート９とが連通されている。
インテークポート８には、燃焼室３と当該インテークポート８との連通と遮断を行うインテークバルブ１０が設けられている。また、エキゾーストポート９には、燃焼室３と当該エキゾーストポート９との連通と遮断とを行うエキゾーストバルブ１１が設けられている。
インテークポート８には、燃焼室３と当該インテークポート８との連通と遮断を行うインテークバルブ１０が設けられている。また、エキゾーストポート９には、燃焼室３と当該エキゾーストポート９との連通と遮断とを行うエキゾーストバルブ１１が設けられている。
インテークポート８の上流には、最上流から吸入した新気中のゴミを取り除くエアークリーナ１２、排気のエネルギを利用し吸入した新気を圧縮する可変ノズルターボチャージャ１３（流路可変過給手段）の図示しないコンプレッサハウジングと、圧縮され高温となった新気を冷却するインタークーラ１４と、新気の流量、所謂実吸入空気量を調整する電子制御スロットルバルブ１５と、吸入した空気を各気筒に分配するインテークマニフォールド（吸気通路）１６とが吸気管（吸気通路）１７を介してそれぞれ連通するように設けられている。そして、電子制御スロットルバルブ１５には、スロットルバルブの開き度合を検出するスロットルポジションセンサ１８が備えられている。
エアークリーナ１２の下流であり可変ノズルターボチャージャ１３のコンプレッサハウジングの上流には、燃焼室３に吸入される新気の量、所謂実吸入空気量（質量流量）を検出するエアフローセンサ１９が通路内に突出するように設けられている。また、燃焼室３に吸入される吸入空気の圧力、所謂実過給圧を検出するブーストセンサ（実過給圧検出手段）２０と、該吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２１とがインテークマニフォールド１６内に突出するように設けられている。
エキゾーストポート９の下流には、各気筒から排出される排気をまとめるエキゾーストマニフォールド（排気通路）２２と、可変ノズルターボチャージャ１３に排気を導入する図示しないタービンハウジングと、排気管（排気通路）２３とが連通するように設けられている。
可変ノズルターボチャージャ１３のタービンハウジング内には、排気通路の通路面積を可変させる図示しない可変翼（過給比可変手段）が備えられている。また、可変ノズルターボチャージャ１３には、可変翼を機械的に作動させるアクチュエータ（過給比可変手段）１３ａが備えられている。
可変ノズルターボチャージャ１３のタービンハウジング内には、排気通路の通路面積を可変させる図示しない可変翼（過給比可変手段）が備えられている。また、可変ノズルターボチャージャ１３には、可変翼を機械的に作動させるアクチュエータ（過給比可変手段）１３ａが備えられている。
排気管２３には、上流から順番に排気中の被酸化成分を酸化する酸化触媒２４と、排気中の黒鉛を主成分とする微粒子状物資を捕集し燃焼させるディーゼルパティキュレートフィルタ２５と、排気中のＮＯｘを吸蔵還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒２６とが連通するように設けられている。
ディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流の排気管２３には、ディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流との差圧を検出する差圧センサ２５ｂに接続される管が挿入されている。なお、ディーゼルパティキュレートフィルタ内のＰＭの堆積量は、差圧センサ２５ｂにて検出されるディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流との差圧より算出される。
ディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流の排気管２３には、ディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流との差圧を検出する差圧センサ２５ｂに接続される管が挿入されている。なお、ディーゼルパティキュレートフィルタ内のＰＭの堆積量は、差圧センサ２５ｂにて検出されるディーゼルパティキュレートフィルタ２５の上流と下流との差圧より算出される。
排気管２３の可変ノズルターボチャージャ１３の下流にあたり、酸化触媒２４の上流には、排気中に還元剤を添加する燃料添加弁２７が排気管２３内に突出するように設けられている。また、酸化触媒２４の上流及び下流の排気管２３と、ディーセルパティキュレートフィルタ２５の下流の排気管２３には、排気の温度を検出する排気温センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃが排気管２３内に突出するように設けられている。更に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２６には、排気の温度を検出する排気温センサ２８ｄがＮＯｘ吸蔵還元触媒２６内に突出するように設けられている。
排気管２３のＮＯｘ吸蔵還元触媒２６の下流には、排気中の酸素比率である酸素濃度、所謂Ｏ2濃度を検出するＡ／Ｆセンサ２９が通路内に突出するように設けられている。
インテークマニフォールド１６とエキゾーストマニフォールド２２には、それぞれが連通するように排気の一部を吸気へ戻す排気還流路３０が設けられている。また、排気還流路３０には、排気が吸気に戻る量、即ち排気還流量を調整する排気還流弁３１と、吸気へ戻す排気を冷却する排気還流クーラ３２とが設けられている。
インテークマニフォールド１６とエキゾーストマニフォールド２２には、それぞれが連通するように排気の一部を吸気へ戻す排気還流路３０が設けられている。また、排気還流路３０には、排気が吸気に戻る量、即ち排気還流量を調整する排気還流弁３１と、吸気へ戻す排気を冷却する排気還流クーラ３２とが設けられている。
そして、燃料噴射ノズル２、クランク角センサ７、アクチュエータ１３ａ、電子制御スロットルバルブ１５、スロットルポジションセンサ１８、エアフローセンサ１９、ブーストセンサ２０、吸気温センサ２１、燃料添加弁２７、排気温センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、Ａ／Ｆセンサ２９、排気還流弁３１、エンジン１が搭載される車両の運転者が操作するアクセルペダルの操作度合いを検出するアクセルポジションセンサ３３、大気圧を検出する大気圧センサ３４及び外気温を検出する外気温センサ３５等の各種装置や各種センサ類は、エンジン１の総合的な制御を行うための制御装置であって入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、タイマ及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される電子コントロールユニット（余裕度算出手段、排気還流弁制御手段、目標過給圧設定手段）４０と電気的に接続されており、当該電子コントロールユニット４０は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
電子コントロールユニット４０の入力側には、クランク角センサ７、スロットルポジションセンサ１８、エアフローセンサ１９、ブーストセンサ２０、吸気温センサ２１、排気温センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、Ａ／Ｆセンサ２９、アクセルポジションセンサ３３、大気圧センサ３４及び外気温センサ３５等のセンサ類が電気的に接続されており、これら各種装置及び各種センサ類からの検出情報が入力される。
一方、電子コントロールユニット４０の出力側には、燃料噴射ノズル２、アクチュエータ１３ａ、電子制御スロットルバルブ１５、燃料添加弁２７及び排気還流弁３１が電気的に接続されている。
これより、電子コントロールユニット４０は、各センサの検出値に基づき、燃料噴射ノズル２からの燃料噴射量及び噴射時期、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度、所謂可変翼開度、電子制御スロットルバルブ１５のスロットルバルブの開度、所謂スロットル開度、燃料添加弁２７からの還元剤の添加量、及び排気還流弁３１の開度を最適に制御するものである。また、電子コントロールユニット４０は、各センサの検出値に基づき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２６に燃料中に含まれる硫黄分による硫黄被毒の発生や、ディーゼルパティキュレートフィルタ２５に黒鉛の堆積が検出されるとＮＯｘ吸蔵還元触媒２６の硫黄被毒を解消するＳパージ処理やディーゼルパティキュレートフィルタ２５に堆積した黒鉛を燃焼させる再生処理等の後処理運転を行うように、燃料噴射ノズル２、可変ノズルターボチャージャ１３、電子制御スロットルバルブ１５，燃料添加弁２７及び排気還流弁３１の作動を制御するものである。
これより、電子コントロールユニット４０は、各センサの検出値に基づき、燃料噴射ノズル２からの燃料噴射量及び噴射時期、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度、所謂可変翼開度、電子制御スロットルバルブ１５のスロットルバルブの開度、所謂スロットル開度、燃料添加弁２７からの還元剤の添加量、及び排気還流弁３１の開度を最適に制御するものである。また、電子コントロールユニット４０は、各センサの検出値に基づき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２６に燃料中に含まれる硫黄分による硫黄被毒の発生や、ディーゼルパティキュレートフィルタ２５に黒鉛の堆積が検出されるとＮＯｘ吸蔵還元触媒２６の硫黄被毒を解消するＳパージ処理やディーゼルパティキュレートフィルタ２５に堆積した黒鉛を燃焼させる再生処理等の後処理運転を行うように、燃料噴射ノズル２、可変ノズルターボチャージャ１３、電子制御スロットルバルブ１５，燃料添加弁２７及び排気還流弁３１の作動を制御するものである。
また、図２に示すように、電子コントロールユニット４０は、トルク演算ブロック４１と、過給制御ブロック４２と、スロットルバルブ制御ブロック４３と、排気還流弁制御ブロック４４とを備えている。
図３に示すように、トルク演算ブロック４１は、目標トルク算出部４１ａと、目標トルク変化率算出部４１ｂと、運転者意思判定部４１ｃと、燃料噴射量算出部４１ｄとで構成されている。
図３に示すように、トルク演算ブロック４１は、目標トルク算出部４１ａと、目標トルク変化率算出部４１ｂと、運転者意思判定部４１ｃと、燃料噴射量算出部４１ｄとで構成されている。
目標トルク算出部４１ａには、アクセル開度とエンジン回転速度より目標トルクを算出するための目標トルクマップが記憶されている。そして、目標トルク算出部４１ａは、アクセルポジションセンサ３３にて検出されるアクセル開度と、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と、目標トルクマップとに基づき、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標トルクを算出する。そして、当該算出結果を目標トルク変化率算出部４１ｂと、燃料噴射量算出部４１ｄと、過給制御ブロック４２と、スロットルバルブ制御ブロック４３と、排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
目標トルク変化率算出部４１ｂは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクに基づいて、目標トルクの時間当たりの変化率である目標トルク変化率を算出する。そして、当該算出結果を運転者意思判定部４１ｃに供給する。
運転者意思判定部４１ｃは、目標トルク変化率算出部４１ｂにて算出される目標トルク変化率が第１所定値よりも大きければ、運転者が加速を要求していると判定する。また、目標トルク変化率が第１所定値よりも小さな値に設定される第２所定値よりも小さければ、運転者が減速を要求していると判定する。なお、当該第１所定値と第２所定値は、同一の数値であってもよい。そして、当該判定結果を意思判定結果として過給制御ブロック４２と、スロットルバルブ制御ブロック４３と、排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
運転者意思判定部４１ｃは、目標トルク変化率算出部４１ｂにて算出される目標トルク変化率が第１所定値よりも大きければ、運転者が加速を要求していると判定する。また、目標トルク変化率が第１所定値よりも小さな値に設定される第２所定値よりも小さければ、運転者が減速を要求していると判定する。なお、当該第１所定値と第２所定値は、同一の数値であってもよい。そして、当該判定結果を意思判定結果として過給制御ブロック４２と、スロットルバルブ制御ブロック４３と、排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
燃料噴射量算出部４１ｄには、目標トルクとエンジン回転速度より燃料噴射量を算出するための燃料噴射量マップが記憶されている。そして、燃料噴射量算出部４１ｄは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクと、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と燃料噴射量マップとに基づいて、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における燃料噴射量を算出する。そして、当該算出結果をＯ2濃度算出部４４ａと目標排気還流弁開度算出部４４ｃと排気還流量算出部４４ｄと目標スロットル開度算出部４３ｂとに供給する。
図４に示すように、過給制御ブロック４２は、目標過給圧算出部４２ａと、目標可変翼開度算出部４２ｂと、吸入空気量変換部４２ｃと、サージ異音限界算出部４２ｄと、過給偏差算出部４２ｅと、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆと、サージ異音発生判定部４２ｇと、可変翼開度制御部４２ｈとで構成されている。
目標過給圧算出部４２ａには、目標トルクとエンジン回転速度とに基づき、目標過給圧を算出するための目標過給圧マップが記憶されている。そして、目標過給圧算出部４２ａは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクと、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標過給圧マップとに基づいて、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標過給圧を算出する。そして、当該算出結果を過給偏差算出部４２ｅに供給する。
目標過給圧算出部４２ａには、目標トルクとエンジン回転速度とに基づき、目標過給圧を算出するための目標過給圧マップが記憶されている。そして、目標過給圧算出部４２ａは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクと、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標過給圧マップとに基づいて、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標過給圧を算出する。そして、当該算出結果を過給偏差算出部４２ｅに供給する。
目標可変翼開度算出部４２ｂには、エンジン１の通常運転時に目標トルクとエンジン回転速度より可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度である目標可変翼開度を算出するための目標可変翼開度マップと、エンジン１の後処理運転時に目標トルクとエンジン回転速度より可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度である目標可変翼開度を算出するための後処理運転時目標可変翼開度マップとが記憶されている。そして、目標可変翼開度算出部４２ｂは、後処理運転情報に基づきエンジン１が通常運転中であるときには、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクとクランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標可変翼開度マップとに基づいて、通常運転時の当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標可変翼開度を算出する。また、目標可変翼開度算出部４２ｂは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、目標トルクとエンジン回転速度と後処理運転時目標可変翼開度マップとに基づいて、後処理運転時の当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標可変翼開度を算出する。なお、エンジン１が通常運転中であってエンジン１の運転状態が所定条件を満たす場合には、過給偏差算出部４２ｅにて算出される過給偏差に基づいて、目標可変翼開度を算出する過給圧フィードバック制御を行う。そして、当該算出結果を可変翼開度制御部４２ｈに供給する。
吸入空気量変換部４２ｃは、エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）を吸気温センサ２１にて検出される吸入空気温度と大気圧センサ３４にて検出される大気圧と外気温センサ３５にて検出される外気温とで実吸入空気量（体積流量）に変換する。そして、当該変換結果をサージ異音限界算出部４２ｄに供給する。
サージ異音限界算出部４２ｄには、実吸入空気量（体積流量）に基づいて、サージによる異音が発生する限界の過給比である限界過給比を算出するための限界過給比マップが記憶されている。サージ異音限界算出部４２ｄは、ブーストセンサ２０にて検出される実過給圧と、大気圧センサ３４にて検出される大気圧とに基づき、実過給圧と大気圧との比である実過給比を算出する。また、サージ異音限界算出部４２ｄは、吸入空気量変換部４２ｃにて変換された実吸入空気量（体積流量）と限界過給比マップとに基づいて、実吸入空気量（体積流量）における限界過給比（本発明の内燃機関の運転状態における限界過給比に相当）を算出する。そして、サージ異音限界算出部４２ｄは、算出された限界過給比と実過給比とに基づいて、サージ異音発生までの余裕度であるサージ異音限界（本発明の余裕度に相当）を算出する。なお、サージ異音限界は、サージによる異音が発生するまでの余裕度を示すものであり、限界過給比より実過給比を減算して算出しても、限界過給比より実過給比を除算して算出してもどちらでもよい。また、サージ異音限界は、数値が小さくなるほどサージ異音の発生に対して余裕がなくなることを示す。そして、当該算出結果をサージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆとスロットルバルブ制御ブロック４３と排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
サージ異音限界算出部４２ｄには、実吸入空気量（体積流量）に基づいて、サージによる異音が発生する限界の過給比である限界過給比を算出するための限界過給比マップが記憶されている。サージ異音限界算出部４２ｄは、ブーストセンサ２０にて検出される実過給圧と、大気圧センサ３４にて検出される大気圧とに基づき、実過給圧と大気圧との比である実過給比を算出する。また、サージ異音限界算出部４２ｄは、吸入空気量変換部４２ｃにて変換された実吸入空気量（体積流量）と限界過給比マップとに基づいて、実吸入空気量（体積流量）における限界過給比（本発明の内燃機関の運転状態における限界過給比に相当）を算出する。そして、サージ異音限界算出部４２ｄは、算出された限界過給比と実過給比とに基づいて、サージ異音発生までの余裕度であるサージ異音限界（本発明の余裕度に相当）を算出する。なお、サージ異音限界は、サージによる異音が発生するまでの余裕度を示すものであり、限界過給比より実過給比を減算して算出しても、限界過給比より実過給比を除算して算出してもどちらでもよい。また、サージ異音限界は、数値が小さくなるほどサージ異音の発生に対して余裕がなくなることを示す。そして、当該算出結果をサージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆとスロットルバルブ制御ブロック４３と排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
過給偏差算出部４２ｅは、目標過給圧算出部４２ａにて算出される目標過給圧とブーストセンサ２０にて検出される実過給圧を減算して、過給偏差（実過給圧と目標過給圧との偏差に相当）を算出する。そして、当該算出結果を目標可変翼開度算出部４２ｂとサージ異音発生判定部４２ｇと排気還流弁制御ブロック４４とに供給する。
サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆには、エンジン１の通常運転時に過給偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度であるサージ異音用目標可変翼開度を算出するためのサージ異音用目標可変翼開度マップと、エンジン１の後処理運転時に吸入空気量偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度であるサージ異音用目標可変翼開度を算出するための後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップとが記憶されている。なお、サージ異音用目標可変翼開度マップと後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップは、サージ異音限界が小さくなるにつれ、サージ異音用目標可変翼開度が大きく、即ち過給比が小さくなるように設定されている。また、後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップは、後述する吸入空気量偏差（本発明の吸入空気量と目標吸入空気量との偏差に相当）が小さくなるにつれ、サージ異音用目標可変翼開度が大きくなるように設定されている。そして、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆは、後処理運転情報に基づきエンジン１が通常運転中であるときには、過給偏差算出部４２ｅにて算出される過給偏差と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界と、サージ異音用目標可変翼開度マップとに基づいて、通常運転時の当該過給偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標可変翼開度を算出する。また、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、後述する吸入空気量偏差算出部４３ｃにて算出される吸入空気量偏差と、サージ異音限界と、後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップとに基づいて、後処理運転時の当該吸入空気量偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標可変翼開度を算出する。そして、当該算出結果を可変翼開度制御部４２ｈに供給する。
サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆには、エンジン１の通常運転時に過給偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度であるサージ異音用目標可変翼開度を算出するためのサージ異音用目標可変翼開度マップと、エンジン１の後処理運転時に吸入空気量偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の目標開度であるサージ異音用目標可変翼開度を算出するための後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップとが記憶されている。なお、サージ異音用目標可変翼開度マップと後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップは、サージ異音限界が小さくなるにつれ、サージ異音用目標可変翼開度が大きく、即ち過給比が小さくなるように設定されている。また、後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップは、後述する吸入空気量偏差（本発明の吸入空気量と目標吸入空気量との偏差に相当）が小さくなるにつれ、サージ異音用目標可変翼開度が大きくなるように設定されている。そして、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆは、後処理運転情報に基づきエンジン１が通常運転中であるときには、過給偏差算出部４２ｅにて算出される過給偏差と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界と、サージ異音用目標可変翼開度マップとに基づいて、通常運転時の当該過給偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標可変翼開度を算出する。また、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、後述する吸入空気量偏差算出部４３ｃにて算出される吸入空気量偏差と、サージ異音限界と、後処理運転時サージ異音用目標可変翼開度マップとに基づいて、後処理運転時の当該吸入空気量偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標可変翼開度を算出する。そして、当該算出結果を可変翼開度制御部４２ｈに供給する。
サージ異音発生判定部４２ｇは、過給偏差算出部４２ｅにて算出される過給偏差と、運転者意思判定部４１ｃにて判定される意思判定結果と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界とに基づいて、サージ異音判定を行う。詳しくは、意思判定結果が減速、即ち運転者が減速を要求しており、過給偏差が所定値未満であり、サージ異音限界が所定値以下であると、サージ異音発生の虞ありと判定する。また、意思判定結果及び過給偏差がいずれにも当てはまらない場合には、サージ異音の発生の虞なしと判定する。そして、当該判定結果を可変翼開度制御部４２ｈに供給する。
可変翼開度制御部４２ｈは、目標可変翼開度算出部４２ｂにて算出される目標可変翼開度と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界と、サージ異音用目標可変翼開度算出部４２ｆにて算出されるサージ異音用目標可変翼開度と、サージ異音発生判定部４２ｇでの判定結果とに基づいて、目標可変翼開度、或いはサージ異音用目標可変翼開度となるようにアクチュエータ１３ａの作動を制御する。なお、目標可変翼開度がサージ異音用目標可変翼開度より大きい場合、即ちサージ異音用目標可変翼開度での過給比より目標可変翼開度での過給比の方が小さくなるような場合には、目標可変翼開度となるようにアクチュエータ１３ａの作動を制御する。そして、目標可変翼開度、或いはサージ異音用目標可変翼開度を可変翼開度として、排気還流弁制御ブロック４４に供給する。詳しくは、運転者意思判定部４１ｃでの判定結果が、サージ異音発生の虞ありと判定され、サージ異音限界が所定値以下であると、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度がサージによる異音を回避するように算出されるサージ異音用目標可変翼開度となるようにアクチュエータ１３ａの作動を制御する。そして、排気還流弁制御ブロック４４にサージ異音用目標可変翼開度を可変翼開度として供給する。また、サージ異音発生の虞なしと判定されるか、サージ異音限界が所定値より大きいと、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度がエンジン１の出力性能や排気性能が最適となるように算出される目標可変翼開度となるようにアクチュエータ１３ａの作動を制御する。そして、排気還流弁制御ブロック４４に目標可変翼開度を可変翼開度として供給する。また、目標可変翼開度がサージ異音用目標可変翼開度より大きい場合、即ちサージ異音用目標可変翼開度での過給比より目標可変翼開度での過給比の方が小さくなるような場合には、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度が目標可変翼開度となるようにアクチュエータ１３ａの作動を制御する。そして、排気還流弁制御ブロック４４に目標可変翼開度を可変翼開度として供給する。
図５に示すように、スロットルバルブ制御ブロック４３は、目標吸入空気量算出部４３ａと、目標スロットル開度算出部４３ｂと、吸入空気量偏差算出部４３ｃと、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄと、サージ異音発生判定部４３ｅと、スロットル開度制御部４３ｆとで構成されている。
目標吸入空気量算出部４３ａには、目標トルクとエンジン回転速度より目標吸入空気量を算出するための目標吸入空気量マップが記憶されている。そして、目標吸入空気量算出部４３ａは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクと、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標吸入空気量マップとに基づいて、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標吸入空気量を算出する。そして、当該算出結果を目標スロットル開度算出部４３ｂと吸入空気量偏差算出部４３ｃとに供給する。
目標吸入空気量算出部４３ａには、目標トルクとエンジン回転速度より目標吸入空気量を算出するための目標吸入空気量マップが記憶されている。そして、目標吸入空気量算出部４３ａは、目標トルク算出部４１ａにて算出される目標トルクと、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標吸入空気量マップとに基づいて、当該目標トルクと当該エンジン回転速度における目標吸入空気量を算出する。そして、当該算出結果を目標スロットル開度算出部４３ｂと吸入空気量偏差算出部４３ｃとに供給する。
目標スロットル開度算出部４３ｂには、燃料噴射量とエンジン回転速度より目標スロットル開度を算出するための目標スロットル開度マップが記憶されている。そして、目標スロットル開度算出部４３ｂは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）が目標吸入空気量算出部４３ａにて算出される目標吸入空気量となるように目標スロットル開度を算出する。即ち、エンジン１が後処理運転中であるときには、目標スロットル開度を実吸入空気量でフィードバック制御を行う。また、目標スロットル開度算出部４３ｂは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中でないときには、燃料噴射量算出部４１ｄにて算出される燃料噴射量と、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と、目標スロットル開度マップとに基づいて、当該燃料噴射量と当該エンジン回転速度における目標スロットル開度を算出する。そして、目標スロットル開度算出部４３ｂは、Ｏ2濃度算出部４４ａにて算出されるＯ2濃度がエンジン１の排気性能が最適となる所定値となるように目標スロットル開度を算出（補正）する。即ち、目標スロットル開度をＯ2濃度でフィードバック制御を行う。そして、当該算出結果をスロットル開度制御部４３ｆに供給する。
吸入空気量偏差算出部４３ｃは、目標吸入空気量算出部４３ａにて算出される目標吸入空気量よりエアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）を減算して、吸入空気量偏差を算出する。そして、当該算出結果をサージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄとサージ異音発生判定部４３ｅとに供給する。
サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄには、エンジン１の後処理運転時に吸入空気量偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する電子制御スロットルバルブ１５の目標開度であるサージ異音用目標スロットル開度を算出するためのサージ異音用目標スロットル開度マップが記憶されている。なお、サージ異音用目標スロットル開度マップは、サージ異音限界が小さくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度が大きく、即ち実吸入空気量が多くなるように設定されている。また、サージ異音用目標スロットル開度マップは、吸入空気量偏差が負側に大きく、即ち実吸入空気量（質量流量）が目標吸入空気量より大きくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度は大きく、そして、吸入空気量偏差が正側に大きく、即ち目標吸入空気量が実吸入空気量（質量流量）より大きくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度は小さくなるように設定されている。そして、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄは、後処理運転情報に基づきエンジン１が通常運転中であるときには、電子制御スロットルバルブ１５の全開位置をサージ異音用目標スロットル開度に設定する。また、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、吸入空気量偏差算出部４３ｃにて算出される吸入空気量偏差と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界と、サージ異音用目標スロットル開度マップとに基づいて、後処理運転時の当該吸入空気量偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標スロットル開度を算出する。そして、当該設定結果或いは算出結果をスロットル開度制御部４３ｆに供給する。
サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄには、エンジン１の後処理運転時に吸入空気量偏差とサージ異音限界よりサージによる異音を回避する電子制御スロットルバルブ１５の目標開度であるサージ異音用目標スロットル開度を算出するためのサージ異音用目標スロットル開度マップが記憶されている。なお、サージ異音用目標スロットル開度マップは、サージ異音限界が小さくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度が大きく、即ち実吸入空気量が多くなるように設定されている。また、サージ異音用目標スロットル開度マップは、吸入空気量偏差が負側に大きく、即ち実吸入空気量（質量流量）が目標吸入空気量より大きくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度は大きく、そして、吸入空気量偏差が正側に大きく、即ち目標吸入空気量が実吸入空気量（質量流量）より大きくなるにつれ、サージ異音用目標スロットル開度は小さくなるように設定されている。そして、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄは、後処理運転情報に基づきエンジン１が通常運転中であるときには、電子制御スロットルバルブ１５の全開位置をサージ異音用目標スロットル開度に設定する。また、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄは、後処理運転情報に基づきエンジン１が後処理運転中であるときには、吸入空気量偏差算出部４３ｃにて算出される吸入空気量偏差と、サージ異音限界算出部４２ｄにて算出されるサージ異音限界と、サージ異音用目標スロットル開度マップとに基づいて、後処理運転時の当該吸入空気量偏差と当該サージ異音限界におけるサージ異音用目標スロットル開度を算出する。そして、当該設定結果或いは算出結果をスロットル開度制御部４３ｆに供給する。
サージ異音発生判定部４３ｅは、吸入空気量偏差算出部４３ｃにて算出される吸入空気量偏差と、運転者意思判定部４１ｃにて判定される意思判定結果とに基づいて、サージ異音判定を行う。詳しくは、意思判定結果が減速、即ち運転者が減速を要求しており、吸入空気量偏差が所定値未満であると、サージ異音発生の虞ありと判定する。また、意思判定結果及び吸入空気量偏差がいずれにも当てはまらない場合には、サージ異音の発生の虞なしと判定する。そして、当該判定結果をスロットル開度制御部４３ｆに供給する。
スロットル開度制御部４３ｆは、目標スロットル開度算出部４３ｂにて算出される目標スロットル開度と、サージ異音用目標スロットル開度算出部４３ｄにて算出されるサージ異音用目標スロットル開度と、サージ異音発生判定部４３ｅでの判定結果とに基づいて、目標スロットル開度、或いはサージ異音用目標スロットル開度となるように電子制御スロットルバルブ１５の作動を制御する。詳しくは、サージ異音発生判定部４３ｅにてサージ異音発生の虞ありと判定されると、サージによる異音を回避するように算出されるサージ異音用目標スロットル開度となるように電子制御スロットルバルブ１５の作動を制御する。また、サージ異音発生の虞なしと判定されると、エンジン１の出力性能や排気性能が最適となるように算出される目標スロットル開度となるように電子制御スロットルバルブ１５の作動を制御する。
図６に示すように、排気還流弁制御ブロック４４は、Ｏ2濃度算出部４４ａと、吸入空気量変化率算出部４４ｂと、目標排気還流弁開度算出部４４ｃと、排気還流量算出部４４ｄと、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅと、サージ異音発生判定部４４ｆと、排気還流弁開度制御部４４ｇとで構成されている。
Ｏ2濃度算出部４４ａは、排気還流量算出部４４ｄにて算出される排気還流量と，エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）と、吸気温センサ２１にて検出される吸入空気温度と、ブーストセンサ２０にて検出される過給圧と、燃料噴射量算出部４１ｄで算出される燃料噴射量とに基づいて、エンジン１が運転中のＯ2濃度を算出する。そして、当該算出結果を目標排気還流弁開度算出部４４ｃと目標スロットル開度算出部４３ｂとに供給する。
Ｏ2濃度算出部４４ａは、排気還流量算出部４４ｄにて算出される排気還流量と，エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）と、吸気温センサ２１にて検出される吸入空気温度と、ブーストセンサ２０にて検出される過給圧と、燃料噴射量算出部４１ｄで算出される燃料噴射量とに基づいて、エンジン１が運転中のＯ2濃度を算出する。そして、当該算出結果を目標排気還流弁開度算出部４４ｃと目標スロットル開度算出部４３ｂとに供給する。
吸入空気量変化率算出部４４ｂは、エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）に基づいて、実吸入空気量（質量流量）の時間当たりの変化率である吸入空気量変化率を算出する。そして、当該算出結果をサージ異音発生判定部４４ｆに供給する。
目標排気還流弁開度算出部４４ｃには、燃料噴射量とエンジン回転速度より目標排気還流弁開度を算出するための目標排気還流弁開度マップが記憶されている。そして、目標排気還流弁開度算出部４４ｃは、燃料噴射量算出部４１ｄにて算出される燃料噴射量と、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標排気還流弁開度マップとに基づいて、当該燃料噴射量と当該エンジン回転速度における目標排気還流弁開度を算出する。更に、目標排気還流弁開度算出部４４ｃは、Ｏ2濃度算出部にて算出されるＯ2濃度がエンジン１の排気性能が最適となる所定値となるように目標排気還流弁開度を補正する。即ち、目標排気還流弁開度をＯ2濃度でフィードバック制御を行う。そして、当該算出結果をサージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅと排気還流弁開度制御部４４ｇとに供給する。
目標排気還流弁開度算出部４４ｃには、燃料噴射量とエンジン回転速度より目標排気還流弁開度を算出するための目標排気還流弁開度マップが記憶されている。そして、目標排気還流弁開度算出部４４ｃは、燃料噴射量算出部４１ｄにて算出される燃料噴射量と、クランク角センサ７にて検出されるエンジン回転速度と目標排気還流弁開度マップとに基づいて、当該燃料噴射量と当該エンジン回転速度における目標排気還流弁開度を算出する。更に、目標排気還流弁開度算出部４４ｃは、Ｏ2濃度算出部にて算出されるＯ2濃度がエンジン１の排気性能が最適となる所定値となるように目標排気還流弁開度を補正する。即ち、目標排気還流弁開度をＯ2濃度でフィードバック制御を行う。そして、当該算出結果をサージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅと排気還流弁開度制御部４４ｇとに供給する。
排気還流量算出部４４ｄは、燃料噴射量算出部４１ｄにて算出される燃料噴射量と、エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）と、吸気温センサ２１にて検出される吸入空気温度と、大気圧センサ３４にて検出される大気圧と、外気温センサ３５にて検出される外気温とに基づいて、排気還流量を算出する。そして、当該変算出結果をサージ異音発生判定部４４ｆとＯ2濃度算出部４４ａとに供給する。
サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅには、サージ異音限界より第１付加係数を算出するための第１付加係数マップと、可変翼開度と過給偏差より第２付加係数を算出するための第２付加係数マップとが記憶されている。なお、第１付加係数マップは、サージ異音限界が小さくなるほど、第１付加係数が小さくなるように設定されている。また、第２付加係数マップは、可変翼開度及び過給偏差が小さくなる（実過給圧が目標過給圧を超過する）ほど、第２付加係数が小さくなるように設定されている。サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅは、サージ異音限界算出部４２ｄで算出されるサージ異音限界と、第１付加係数マップとに基づいて、当該サージ異音限界における第１付加係数を算出する。また、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅは、可変翼開度制御部４２ｈより供給される可変翼開度と、過給偏差算出部４２ｅより供給される過給偏差と、第２付加係数マップとに基づいて、当該可変翼開度と、当該過給偏差における第２付加係数を算出する。そして、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅは、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて前回算出された目標排気還流弁開度に第１付加係数と第２付加係数とを乗算してサージ異音用目標可排気還流弁開度を算出する。即ち、サージ異音用目標排気還流弁開度は、サージ異音限界、可変翼開度、或いは過給偏差が小さくなるにつれ、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて前回算出された目標排気還流弁開度に対して開度が小さくなる。そして、当該算出結果を排気還流弁開度制御部４４ｇに供給する。
サージ異音発生判定部４４ｆは、エアフローセンサ１９にて検出される実吸入空気量（質量流量）と、可変翼開度制御部４２ｈより供給される可変翼開度と、吸入空気量変化率算出部４４ｂにて算出される吸入空気量変化率と、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度と、排気還流量算出部４４ｄにて算出される排気還流量と、運転者意思判定部４１ｃにて判定される意思判定結果とに基づいて、サージ異音判定を行う。詳しくは、運転者意思判定部４１ｃにて判定される意思判定結果が加速、即ち運転者が加速を要求しており、可変翼開度が所定値より小さく、実吸入空気量（質量流量）が所定値より多く、吸入空気量変化率が所定値より大きく、実吸入空気量が急減し、目標排気還流弁開度が排気還流弁３１の作動可能な最小の開度である最小限界開度より大きく、そして、排気還流量が所定値より多いと、サージ異音発生の虞ありと判定する。また、意思判定結果、実吸入空気量（質量流量）、吸入空気量変化率及び可変翼開度のいずれか一つでも当てはまらない場合には、サージ異音の発生の虞なしと判定する。そして、当該判定結果を排気還流弁開度制御部４４ｇに供給する。なお、可変翼開度は、排気圧力を推定するために用いており、例えば、排気圧センサを備えていれば、可変翼開度を用いる換わりに排気圧力を用いてもよい。
排気還流弁開度制御部４４ｇは、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度と、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて算出されるサージ異音用目標排気還流弁開度と、サージ異音発生判定部４４ｆでの判定結果とに基づいて、排気還流弁３１の開度が目標排気還流弁開度、或いはサージ異音用目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。詳しくは、サージ異音発生の虞ありと判定され、サージ異音用目標排気還流弁開度がサージ異音を抑制することのできる排気還流弁３１の最小の開度である異音抑制最小開度より大きく、サージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度より大きいと、排気還流弁３１の開度がサージによる異音を回避するように算出されたサージ異音用目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。また、サージ異音発生の虞なしと判定、或いは、サージ異音用目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度以下、或いは、サージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度以下であると、排気還流弁３１の開度がエンジン１の出力性能や排気性能が最適となるように算出される目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。
そして、電子コントロールユニット４０は、車両の加速時にサージによる異音が発生する虞があるような場合には、サージによる異音の発生を抑制する排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する加速時排気還流弁制御を行う。
次に電子コントロールユニット４０での加速時排気還流弁制御について説明する。
図７は、加速時排気還流弁制御のフローチャートである。また、図８は、可変ノズルターボチャージャ制御のフローチャートである。そして、図９は、スロットルバルブ制御のフローチャートである。
次に電子コントロールユニット４０での加速時排気還流弁制御について説明する。
図７は、加速時排気還流弁制御のフローチャートである。また、図８は、可変ノズルターボチャージャ制御のフローチャートである。そして、図９は、スロットルバルブ制御のフローチャートである。
まずは、加速時排気還流弁制御について説明する。
図７に示すように、ステップＳ１０では、吸入空気量変化率算出部４４ｂにて、吸入空気量変化率を算出する。そして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて目標排気還流弁開度を算出する。そして、ステップＳ１４に進む。
図７に示すように、ステップＳ１０では、吸入空気量変化率算出部４４ｂにて、吸入空気量変化率を算出する。そして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて目標排気還流弁開度を算出する。そして、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求しているが、或いは減速を要求しているか、運転者の意思判定を行う。そして、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、車両が加速状態であるか、否かを判別する。詳しくは、運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していると判定され、車両が加速状態であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していると判定され、車両が加速状態であれば、ステップＳ１８に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していないと判定され、車両が加速状態でなければ、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ１６では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、車両が加速状態であるか、否かを判別する。詳しくは、運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していると判定され、車両が加速状態であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していると判定され、車両が加速状態であれば、ステップＳ１８に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求していないと判定され、車両が加速状態でなければ、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ１８では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、可変翼開度制御部４２ｈより供給される可変翼開度が所定値より小さいか、否かを判別する。詳しくは、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度が所定値よりも小さく、排気圧力が所定値（本発明の所定値に相当）より高いか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度が所定値よりも小さく、排気圧力が所定値より高ければ、ステップＳ２０に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度が所定値以上で、排気圧力が所定値以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２０では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、実吸入空気量（質量流量）が所定値より多いか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で実吸入空気量（質量流量）が所定値より多ければ、ステップＳ２２に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で実吸入空気量（質量流量）が所定値以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２２では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、排気還流量算出部４４ｄにて算出される排気還流量が所定値より多いか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気還流量が所定値より多ければ、ステップＳ２４に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で排気還流量が所定値以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２２では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、排気還流量算出部４４ｄにて算出される排気還流量が所定値より多いか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気還流量が所定値より多ければ、ステップＳ２４に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で排気還流量が所定値以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２４では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度が最小限界開度より大きい、否かを判別する。詳しくは、目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度が排気還流弁３１の作動可能な最小の開度である最小限界開度より大きい、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で目標排気還流弁開度が最小限界開度より大きければ、ステップＳ２６に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で目標排気還流弁開度が最小限界開度以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２６では、サージ異音発生判定部４４ｆにて、実吸入空気量が急減したか、否かを判別する。詳しくは、吸入空気量変化率算出部４４ｂにて算出される吸入空気量変化率が所定値より大きく実吸入空気量が急減したか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で吸入空気量変化率が所定値より大きく実吸入空気量が急減していければ、ステップＳ２８に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で吸入空気量変化率が所定値以下で実吸入空気量が急減していなければ、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ２８では、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、第１付加係数を算出する。そして、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、第２付加係数を算出する。そして、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度より大きいか、否かを判別する。詳しくは、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度がサージ異音を抑制することのできる排気還流弁３１の最小の開度である異音抑制最小開度より大きいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度より大きければ、ステップＳ３４に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ３０では、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、第２付加係数を算出する。そして、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度より大きいか、否かを判別する。詳しくは、目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度がサージ異音を抑制することのできる排気還流弁３１の最小の開度である異音抑制最小開度より大きいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度より大きければ、ステップＳ３４に進む。判別結果が否（Ｎｏ）で目標排気還流弁開度が異音抑制最小開度以下であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ３４では、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、サージ異音用目標排気還流弁開度を算出する。そして、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて算出されるサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度より小さいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度より小さければ、ステップＳ３８に進む。判別結果が否（Ｎｏ）でサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度以上であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ３６では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて算出されるサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度算出部４４ｃにて算出される目標排気還流弁開度より小さいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度より小さければ、ステップＳ３８に進む。判別結果が否（Ｎｏ）でサージ異音用目標排気還流弁開度が目標排気還流弁開度以上であれば、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ３８では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、排気還流弁３１の開度がサージ異音用目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。そして、本ルーチンをリターンする。
一方、ステップＳ４０では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、排気還流弁３１の開度が目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。そして、本ルーチンをリターンする。
一方、ステップＳ４０では、排気還流弁開度制御部４４ｇにて、排気還流弁３１の開度が目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。そして、本ルーチンをリターンする。
このように本発明の内燃機関の制御装置では、吸入空気量変化率と目標排気還流弁開度とを算出する。そして、Ｏ2濃度算出部４４ａにて算出されるＯ2濃度がエンジン１の排気性能が最適となる所定値となるように目標排気還流弁開度を補正して目標排気還流弁開度を算出し、運転者の意思判定を行う。その後、サージ異音発生判定部４３ｅにて、車両が加速状態であり運転者意思判定部４１ｃにて運転者が加速を要求あり、可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼が所定値よりも小さく、排気圧力が所定値より高く、実吸入空気量（質量流量）が所定値より多く、排気還流量が所定値より多く、目標排気還流弁開度が最小限界開度より大きく、そして、吸入空気量変化率が所定値より大きく実吸入空気量が急減していると判定されると、サージ異音の発生の虞があるとしてサージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、第１付加係数と第２付加係数を算出する。排気還流弁開度制御部４４ｇにて、目標排気還流弁開度がサージ異音を抑制することのできる排気還流弁３１の最小の開度である異音抑制最小開度より大きいと判定されると、サージ異音用目標排気還流弁開度算出部４４ｅにて、サージ異音限界が小さくなるほど、第１付加係数が小さくなるように設定されている第１付加係数マップと、可変翼開度及び過給偏差が小さくなるほど、第２付加係数が小さくなるように設定されている第２付加係数マップと、サージ異音限界と、可変翼開度と、過給偏差とに基づいて、第１付加係数と第２付加係数とを算出する。そして、前回算出された目標排気還流弁開度から第１付加係数と第２付加係数とを乗算してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、排気還流弁３１の開度がサージ異音用目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御する。一方、サージ異音発生判定部４３ｅでのそれぞれの判定及び排気還流弁開度制御部４４ｇでの判定のいずれか一つでも該当せず、サージ異音の発生の虞がない場合には、排気還流弁３１の開度が目標排気還流弁開度となるように排気還流弁３１の作動を制御している。
したがって、車両の加速中、且つ可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼の開度が所定値より小さく排気圧力が所定値より高い場合に、目標スロットル開度に、サージ異音限界が小さくなるほど小さくなるように算出される第１付加係数と、可変翼開度と過給偏差より算出される第２付加係数とを乗算してサージ異音用目標可排気還流弁開度し、当該サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて、排気還流弁３１の開度を制御しており、排気還流弁３１の開度が小さくなるように、即ち、サージ異音限界が小さくなるほど、排気還流弁３１の開度が小さくなるように制御することで、エンジン１の運転状態が吸気流量が少なめで且つ高過給比で排気還流を行うことでサージ音の発生しやすいような場合であっても、排気還流路３０を介してエキゾーストマニフォールド２２から可変ノズルターボチャージャ１３のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減して、実吸入空気量の急減を抑制できるので、加速時にサージの発生を回避でき、サージ音の発生を抑制することができる。
また、燃料噴射量とエンジン回転速度とに基づいて、目標排気還流部開度を算出し、そして、車両の加速中、且つタービン上流の排気圧力が所定値より高い場合には、実過給圧と大気圧の比である実過給比とサージによる異音が発生する限界過給比を規定した限界過給比マップから算出されるサージ異音限界余裕度と過給偏差と可変翼開度とサージ異音限界とで、目標排気還流部開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて排気還流弁３１の開度を制御することで、例えば、排気がインテークマニフォールド１６に導入されやすいような可変翼開度が小さく、実過給圧が目標過給圧よりも低くなる過給偏差が負となる場合には、排気還流弁３１の開度が小さくなるように目標排気還流部開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、更にサージ異音限界が小さい場合には、排気還流弁３１の開度が小さくなるように目標排気還流部開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出することで、排気還流路３０を介してエキゾーストマニフォールド２２から可変ノズルターボチャージャ１３のコンプレッサの上流に導入される排気の流量を低減することで、実吸入空気量の急減を抑制でき、サージの発生を回避できるので、サージ音の発生を抑制することができる。
また、排気圧力を可変ノズルターボチャージャ１３の可変翼開度より推定することで、排気圧力を検出するためのセンサを追加する必要がなく、既存の装置を用いることでコストを低減することができる。
１ エンジン（内燃機関）
１３ 可変ノズルターボチャージャ（流路可変過給手段）
１３ａ アクチュエータ（過給比可変手段）
１６ インテークマニフォールド（吸気通路）
１７ 吸気管（吸気通路）
２０ ブーストセンサ（実過給圧検出手段）
２２ エキゾーストマニフォールド（排気通路）
２３ 排気管（排気通路）
３０ 排気還流路
３１ 排気還流弁
４０ 電子コントロールユニット（余裕度算出手段、排気還流弁制御手段、目標過給圧設定手段）
１３ 可変ノズルターボチャージャ（流路可変過給手段）
１３ａ アクチュエータ（過給比可変手段）
１６ インテークマニフォールド（吸気通路）
１７ 吸気管（吸気通路）
２０ ブーストセンサ（実過給圧検出手段）
２２ エキゾーストマニフォールド（排気通路）
２３ 排気管（排気通路）
３０ 排気還流路
３１ 排気還流弁
４０ 電子コントロールユニット（余裕度算出手段、排気還流弁制御手段、目標過給圧設定手段）
Claims (6)
- 車両に搭載される内燃機関の排気通路に配設され排気通路面積を可変させて過給比を可変させる過給比可変手段を有するタービンと、吸気通路に配設され前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを含んで構成される流路可変過給手段と、
前記排気通路と前記吸気通路との間に介装され、排気を前記コンプレッサの吸気流れ方向下流の前記吸気通路へ導入する排気還流路と、
前記排気還流路を流れる前記排気の流量を制御する排気還流弁と、
前記コンプレッサでのサージ音が発生する限界過給比が前記内燃機関の吸入空気量に応じて予め設定され、前記内燃機関の運転状態における前記限界過給比までの余裕度を算出する余裕度算出手段と、
前記車両の加速中に、前記余裕度に応じて前記排気還流弁の開度を制御する排気還流弁制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記排気還流弁制御手段は、前記余裕度が小さくなるにつれ、開度が小さくなるように前記排気還流弁の開度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
- 実過給圧を検出する実過給圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、を備え、
前記排気還流弁制御手段は、
前記内燃機関の燃料噴射量と前記内燃機関の回転速度に基づいて目標排気還流弁開度を算出し、当該目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御し、
前記車両の加速中に、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差と前記過給比可変手段の開度と前記余裕度とで、前記目標排気還流弁開度を補正してサージ異音用目標排気還流弁開度を算出し、当該サージ異音用目標排気還流弁開度に基づいて前記排気還流弁の開度を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気還流弁制御手段は、前記余裕度が小さくなるにつれ、前記排気還流弁の開度が小さくなるように前記目標排気還流弁開度を補正して、前記サージ異音用目標排気還流弁開度を算出することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記排気還流弁制御手段は、前記タービンの上流の排気圧力が所定値以上の場合に、前記余裕度に応じた前記排気還流弁の開度の制御を実行することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記過給比可変手段の開度より前記排気圧力を推定することを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
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