JP2015074989A - 可変容量型ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲガスの導入態様に応じてターボチャージャの回転速度の過上昇を的確に抑えることのできる可変容量型ターボチャージャの制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に設けられて、複数のノズルベーンを有する可変ノズル機構が取り付けられた可変容量型ターボチャージャに適用される。上限ガード値Ｌｒｌによって、ノズルベーンの開度の閉じ側への変更を制限する。上限ガード値Ｌｒｌを、ＥＧＲ率が低いときほどノズルベーン開度の制限の度合いが大きくなる態様で設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、可変容量型ターボチャージャの制御装置に関するものである。

内燃機関の吸排気系に設けられるターボチャージャとして可変容量型のものが知られている（特許文献１参照）。こうしたターボチャージャには例えば、タービンホイールに吹き付けられる直前の排気が通過する排気経路に、複数のノズルベーンを有する可変ノズル機構が取り付けられている。そして、ノズルベーンの開度を変更することにより、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速が調節され、ターボチャージャ（詳しくはタービンホイール）の回転速度、ひいては内燃機関の吸気圧（いわゆる過給圧）が調整される。

特許文献１には、ノズルベーン開度の閉じ側の限界開度（制限値）を定め、同制限値によってノズルベーン開度の変更を制限することが提案されている。この装置によれば、機ターボチャージャの回転速度の過上昇が抑えられる。

また、内燃機関に排気再循環（ＥＧＲ）装置を設けることが多用されている。ＥＧＲ装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備え、同ＥＧＲ通路を介して排気通路内の排気の一部を吸気通路に戻して再循環させる。これにより、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減が図られる。

特開２００６−１６９７５号公報

ここで、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、吸気通路に再循環される排気（いわゆるＥＧＲガス）の量を減少させると、その分だけタービンホイールに吹き付けられる排気の量が増加するため、ターボチャージャの回転速度や過給圧が高くなる。特許文献１の装置では、ノズルベーン開度の制限値が設定されてターボチャージャの回転速度の上昇が抑えられるとはいえ、同制限値が、そうしたＥＧＲ量の減少による影響を十分に考慮して設定されているとは云えない。そのため、例えば排気の再循環が停止されるときなど、ＥＧＲガスの量がごく少ない量に変更されるときに、タービンホイールに吹き付けられる排気の量が急増してターボチャージャの回転速度の過上昇を招くおそれがある。こうしたターボチャージャの回転速度の過上昇は、同ターボチャージャの耐久性能の低下を招く一因になるため好ましくない。

なお、こうしたターボチャージャの回転速度が過上昇する現象は、上述した可変ノズル機構が取り付けられたターボチャージャに限らず、上記現象の発生を抑えるべく開弁されるウェイストゲートバルブが設けられるターボチャージャにおいても同様に生じる。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲガスの導入態様に応じてターボチャージャの回転速度の過上昇を的確に抑えることのできる可変容量型ターボチャージャの制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための可変容量型ターボチャージャの制御装置は、排気通路内の排気を吸気通路に再循環させる排気再循環装置を備えた内燃機関に設けられて、過給量を変更可能な変更装置を備えた可変容量型ターボチャージャに適用され、前記過給量の最大量が所定量以下になる態様で前記変更装置の作動範囲を制限する制限値の範囲内にて前記変更装置を制御する。この制御装置は、前記排気再循環装置による排気の再循環量が少ないときほど前記過給量の最大量が少なくなる態様で前記制限値を設定する。

上記制御装置では、排気再循環（ＥＧＲ）装置による排気の再循環量（ＥＧＲ量）が少ないときには、ターボチャージャを通過する排気の量が多いため、同ターボチャージャの回転速度の過上昇を抑えるためには、過給量増大の制限の度合いが大きくなるように変更装置の作動を制御することが望ましい。これに対して、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量が多いときには、ターボチャージャを通過する排気の量が少ないために、過給量増大の制限の度合いを小さくしても、ターボチャージャの回転速度の過上昇を抑えることが可能である。

上記制御装置によれば、ターボチャージャの過給量の増大を制限するための制限値がＥＧＲ量に基づき設定されるため、そうしたＥＧＲ量と同ＥＧＲ量に適した過給量増大の制限の度合いとの関係を満たすように上記制限値を設定することができる。したがって、ＥＧＲガスの導入態様に応じてターボチャージャの回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

上記制御装置において、前記変更装置を、タービンホイールに吹き付けられる排気が通過する排気経路に複数のノズルベーンを有する可変ノズル機構とすることができる。また、前記制限値によって前記ノズルベーンの開度の閉じ側への変更を制限することができる。さらに、前記排気の再循環量が少ないときほど前記開度の制限の度合いが大きくなる態様で前記制限値を設定することができる。

上記制御装置では、ＥＧＲ量が少ないときには、タービンホイールに吹き付けられる排気の量が多いため、ターボチャージャの回転速度の過上昇を抑えるためには、ノズルベーン開度の制限度合いが大きくなるように同開度を開き側の開度で制限することが望ましい。これに対して、ＥＧＲ量が多いときには、タービンホイールに吹き付けられる排気の量が少ないために、ノズルベーン開度の制限度合いを小さくして同開度を閉じ側の開度で制限しても、ターボチャージャの回転速度の過上昇を抑えることが可能である。

上記制御装置によれば、ノズルベーン開度を制限するための制限値がＥＧＲ量に基づき設定されるため、そうしたＥＧＲ量と同ＥＧＲ量に適したノズルベーン開度の制限度合いとの関係を満たすように上記制限値を設定することができる。したがって、ＥＧＲガスの導入態様に応じてターボチャージャの回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

上記制御装置において、前記制限値の設定に用いる設定パラメータとして、ＥＧＲ量そのものの他、ＥＧＲ量を内燃機関の気筒内に吸入される全ガス量（ＥＧＲ量に吸入空気量を加算した量）で除算した値である排気再循環率（ＥＧＲ率）を用いることができる。

上記制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づき排気再循環率の制御目標値を算出するとともに同制御目標値に基づき前記排気再循環装置の作動制御を実行し、前記排気再循環率の制御目標値に基づき前記制限値を設定することができる。

上記制御装置によれば、ＥＧＲ率の制御目標値に応じて、言い換えればＥＧＲ装置の作動制御の実行を通じて実現が見込まれるＥＧＲ率に応じてノズルベーンの開度を制限することができる。そのため、ターボチャージャの回転速度の過上昇を抑えるための制限値を、予め見込んだ設定態様で適正に設定することができる。

上記装置では、前記ＥＧＲ率の制御目標値を、機関負荷および機関回転速度に基づき算出することができる。
上記制御装置において、前記排気再循環率の実値を検出するとともに、同実値に基づき前記制限値を設定することができる。

上記制御装置によれば、実際のＥＧＲ率に応じてノズルベーンの開度を制限することができる。そのため、ＥＧＲ装置の経時的な変化などによって実際のＥＧＲ率が変化した場合に、その変化したＥＧＲ率に適した設定態様で前記制限値を設定することができる。

上記制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づき排気再循環率の制御目標値を算出するとともに同制御目標値に基づき前記排気再循環装置の作動制御を実行して、前記排気再循環率の実値を検出し、前記制御目標値および前記実値の小さいほうの値に基づいて前記制限値を設定することができる。

上記制御装置によれば、ＥＧＲ率の制御目標値が実値より小さいときには、制御目標値が実値と比較して上記タービンホイールに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値になっているとして、同制御目標値に応じて予め見込んだ設定態様で前記制限値を設定することができる。しかも、ＥＧＲ率の実値が制御目標値より小さいときには、実値が制御目標値と比較してタービンホイールに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値になっているとして、実際のＥＧＲ率に適した設定態様で前記制限値を設定することができる。このように上記制御装置によれば、ＥＧＲ率の制御目標値および実値のうちの上記タービンホイールに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値を選択するとともに、その選択した値に基づき前記制限値を設定することができるため、この制限値に基づいてターボチャージャの回転速度の過上昇を適正に抑えることができる。

上記制御装置において、前記内燃機関の気筒内に吸入される空気の圧力を検出する吸気圧センサと前記吸気通路を通過する空気の量を検出する流量センサとを設けて、前記吸気圧センサおよび流量センサの検出値によって前記実値を検出することができる。

上記制御装置では、吸気圧センサによって内燃機関の気筒内に吸入される全ガス量（ＥＧＲ量と吸入空気量とを加算した量）を検出することができ、流量センサによって内燃機関の気筒内に吸入される空気量を検出することができる。そして、この空気量を全ガス量から減算した量を同全ガス量で除算した値（＝［全ガス量−空気量］／全ガス量）が実際のＥＧＲ率になる。このように上記制御装置によれば、吸気圧センサの検出値と流量センサの検出値とに基づいて排気再循環率の実値を検出することができる。

可変容量型ターボチャージャの制御装置の一実施形態の概略構成を示す略図。 ターボチャージャのタービンの断面構造を示す断面図。 タービンホイールと各ノズルベーンとの位置関係を示す略図。 ＥＧＲ制御処理の実行手順を示すフローチャート。 ＶＮ制御処理の実行手順を示すフローチャート。 機関回転速度、燃料噴射量および過給圧が一定に保たれる状況でのＥＧＲ率とノズル開度との関係を示すグラフ。 上限ガード値設定処理の実行手順を示すフローチャート。 補間係数と選択ＥＧＲ比との関係の一例を示すグラフ。 上限ガード値と各設定パラメータとの関係を示すグラフ。 他の実施形態の上限ガード値と各設定パラメータとの関係を示すグラフ。 他の実施形態の上限ガード値の設定態様を示すグラフ。

以下、可変容量型ターボチャージャの制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、吸気流れ方向上流側から順に、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１、インタークーラ１２、吸気絞り弁１３が取り付けられている。内燃機関１０の排気通路１４には、排気流れ方向上流側から順に、ターボチャージャ２０のタービン２２、排気浄化装置１５が取り付けられている。

上記ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１の内部に設けられたコンプレッサホイール２１Ａとタービン２２の内部に設けられたタービンホイール２２Ａとが連結された排気駆動型のものであり、且つ同ターボチャージャ２０によって回収する排気エネルギー量を変更可能なタイプのものである。詳しくは、ターボチャージャ２０はタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の流速を調整するための可変ノズル機構２３を備えている。この可変ノズル機構２３の作動制御を通じて内燃機関１０の気筒（図示略）内に強制的に送り込まれるガス（吸入空気と排気再循環［ＥＧＲ］ガスとの混合ガス）の量（ガス圧送量）と機関運転状態との関係が変更される。以下、そうした関係の変更態様について説明する。

図２に示すように、タービン２２の内部には渦巻き形状をなすスクロール通路２４が設けられている。このスクロール通路２４は内燃機関１０の排気通路１４（図１参照）の一部を構成しており、同スクロール通路２４の内部には内燃機関１０の排気が送り込まれる。また、タービン２２の内部にはスクロール通路２４内に送り込まれた排気をタービンホイール２２Ａへ向けて吹き付けるための環状通路２５が、同スクロール通路２４に沿って設けられている。そして、内燃機関１０の排気は、環状通路２５の通過に際してその流速を高められつつタービンホイール２２Ａに吹き付けられる。この環状通路２５には、互いに同期した状態で開閉動作する複数のノズルベーン２６が設けられている。このノズルベーン２６は可変ノズル機構２３の一部を構成している。

図３に示すように、各ノズルベーン２６はタービンホイール２２Ａの回転軸Ｌ１周りにおいて所定間隔おきに配設されている。そして、可変ノズル機構２３の作動制御を通じて各ノズルベーン２６を一斉に開閉駆動して隣り合うノズルベーン２６同士の間隔を変更することにより、スクロール通路２４からタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の流速が変更される。これにより、タービンホイール２２Ａの回転速度が調整され、ひいてはガス圧送量が調節される。

図１に示すように、内燃機関１０には、排気通路１４内の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路１１に戻すためのＥＧＲ装置３０が取り付けられている。このＥＧＲ装置３０は、排気通路１４におけるタービンホイール２２Ａより排気流れ方向上流側の部分と吸気通路１１における吸気絞り弁１３より吸気流れ方向下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路３１を介して、ＥＧＲガスを再循環させる。ＥＧＲ通路３１には、その通路断面積を変更するためのＥＧＲ弁３２が取り付けられている。このＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて、ＥＧＲ通路３１を通過するＥＧＲガスの量、すなわちＥＧＲ装置３０によって吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）が調節される。

内燃機関１０には、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置４０が設けられている。この電子制御装置４０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁（図示略）や、吸気絞り弁１３、可変ノズル機構２３、ＥＧＲ弁３２の作動制御など、内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。

各種センサとしては、例えば内燃機関１０の出力軸１７の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための速度センサ４１や、吸気通路１１に設けられて同吸気通路１１を通過する空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための流量センサ４２、吸気絞り弁１３の開度（絞り弁開度）を検出するための絞り弁開度センサ４３を備える。その他、ＥＧＲ弁３２の開度（ＥＧＲ開度ＶＲ）を検出するためのＥＧＲ開度センサ４４や、ノズルベーン２６の開度（ノズル開度ＶＮ）を検出するためのノズル開度センサ４５、吸気通路１１における吸気絞り弁１３より吸気流れ方向下流側に設けられて吸入空気の圧力（過給圧Ｐ）を検出するための吸気圧センサ４６を備える。

本実施形態では、ＥＧＲ量を調節するためのＥＧＲ制御において、吸気絞り弁１３の作動制御とＥＧＲ弁３２の作動制御とが実行される。
以下、ＥＧＲ制御にかかる処理（ＥＧＲ制御処理）について説明する。

図４は上記ＥＧＲ制御処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置４０により実行される。

図４に示すように、この処理では先ず、機関回転速度ＮＥ、通路吸気量ＧＡおよび過給圧Ｐに基づいて、実吸入空気量Ｒｇｎと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとがそれぞれ算出される（ステップＳ１０１）。実吸入空気量Ｒｇｎは、内燃機関１０の気筒内に吸入される空気の量（吸入空気量）についての検出値である。実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、内燃機関１０の気筒内に吸入される全ガス（吸入空気とＥＧＲガスとを含むガス）の量のうちのＥＧＲ量が占める割合（ＥＧＲ率）についての検出値である。

なお、ＥＧＲ率の実値や吸入空気量は、次のような考えのもとに検出することが可能である。先ず、吸入空気量は通路吸気量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて検出することができる。また、過給圧Ｐおよび機関回転速度ＮＥに基づいて内燃機関１０の気筒内に吸入される全ガス量（ＥＧＲ量と吸入空気量とを加算した量）を検出することができる。そして、上記全ガス量から吸入空気量を減じた量（＝全ガス量−吸入空気量）を実際のＥＧＲ量に相当する量として検出することができ、同量と全ガス量とから実際のＥＧＲ率（＝「全ガス量−吸入空気量」／全ガス量）を検出することができる。

本実施形態では、機関回転速度ＮＥ、通路吸気量ＧＡおよび過給圧Ｐにより定まる機関運転状態と同機関運転状態に見合う実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置４０に記憶されている。また、上記機関運転状態と同機関運転状態に見合う実吸入空気量Ｒｇｎとの関係についても同様に実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置４０に記憶されている。そして、ステップＳ１０１の処理では、それら関係に基づいて実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒと実吸入空気量Ｒｇｎとがそれぞれ算出される。

その後、内燃機関１０の運転状態（具体的には、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量）に基づいて、ＥＧＲ率の制御目標値（目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ）と吸入空気量の制御目標値（目標吸入空気量Ｔｇｎ）とがそれぞれ設定される（ステップＳ１０２）。

なお本実施形態では、内燃機関１０の運転状態と目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒとの関係や同運転状態と目標吸入空気量Ｔｇｎとの関係が演算用のマップとして電子制御装置４０に予め記憶されており、それらマップをもとに目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと目標吸入空気量Ｔｇｎがそれぞれ設定される。それら演算用のマップには、標準的な作動特性を有する装置において燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて設定されている。

その後、上記目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに基づいてＥＧＲ開度ＶＲの制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ）と吸気絞り弁１３の開度の制御目標値（目標絞り弁開度Ｔｓｌ）とが設定される（ステップＳ１０３）。本実施形態では、標準的な作動特性を有する装置において目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと実際のＥＧＲ率とを一致させることが可能になる目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒとの関係や、同目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと目標絞り弁開度Ｔｓｌとの関係が、実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置４０に記憶されている。ステップＳ１０３の処理では、そうした関係に基づいて目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒおよび目標絞り弁開度Ｔｓｌが設定される。

そして、上記目標絞り弁開度Ｔｓｌ、前記目標吸入空気量Ｔｇｎ、および実吸入空気量Ｒｇｎに基づいて吸気絞り弁１３の作動制御が実行される（ステップＳ１０４）。詳しくは、吸気絞り弁１３の作動制御として、目標絞り弁開度Ｔｓｌを見込み制御量とする見込み制御と、目標吸入空気量Ｔｇｎおよび実吸入空気量Ｒｇｎの偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。

その後、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ、および実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいてＥＧＲ弁３２の作動制御が実行される（ステップＳ１０５）。詳しくはＥＧＲ弁３２の作動制御として、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒを見込み制御量とする見込み制御と、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。

本実施形態の装置では、排気通路１４から吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環が、吸気通路１１内の圧力と排気通路１４内の圧力との差を利用して行われる。そして、ＥＧＲ量の調節は、吸気絞り弁１３の作動制御を通じて吸気通路１１の通路断面積を変更することによって吸気通路１１と排気通路１４との圧力差（具体的には、過給圧Ｐ）を調節しつつ、ＥＧＲ弁３２の作動制御を通じてＥＧＲ通路３１の通路断面積を変更するといったように行われる。

本実施形態では、基本的に、可変ノズル機構２３の作動制御にかかる処理（ＶＮ制御処理）が以下のように実行される。
図５は上記ＶＮ制御処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置４０により実行される。

図５に示すように、この処理では先ず、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて過給圧Ｐの制御目標値（目標過給圧ＴＰ）が算出されるとともに（ステップＳ２０１）、同目標過給圧ＴＰと過給圧Ｐとの偏差に基づいてフィードバック補正項ＫＶＮが算出される（ステップＳ２０２）。このフィードバック補正項ＫＶＮとしては、周知のＰＩＤ制御の補正項を想定しており、上記偏差に基づいて各別に算出した比例項、積分項、および微分項を加算した値が算出される。

また、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて可変ノズル機構２３のノズルベーン２６の開度の制御目標値（ベース開度ＶＮｂ）が算出される（ステップＳ２０３）。なお本実施形態では、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる内燃機関１０の運転状態と同運転状態に適したベース開度ＶＮｂとの関係が演算用のマップとして電子制御装置４０に予め記憶されており、同マップをもとにベース開度ＶＮｂが設定される。このマップには、標準的な作動特性を有する装置において燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる関係が各種の実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて設定されている。なお本実施形態の装置では、ノズル開度ＶＮが小さい値であるときほど隣り合うノズルベーン２６の間隔が大きく同ノズルベーン２６が開き側の開度である状態を示し、目標開度ＴＶＮが小さい値であるほどノズルベーン２６の開度を開き側の開度に調節する値になる。

そして、上記ベース開度ＶＮｂにフィードバック補正項ＫＶＮを加算した値（ＶＮｂ＋ＫＶＮ）が最終的な制御目標値（目標開度ＴＶＮ）として算出される（ステップＳ２０４）。さらに、下限ガード値による目標開度ＴＶＮの下限ガード処理（ステップＳ２０５，ステップＳ２０６）と、制限値としての上限ガード値Ｌｒｌによる目標開度ＴＶＮの上限ガード処理（ステップＳ２０７〜ステップＳ２０９）とが実行された後、本処理は一旦終了される。

下限ガード処理は、目標開度ＴＶＮが下限ガード値未満である場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）同下限ガード値を目標開度ＴＶＮに設定する一方（ステップＳ２０６）、目標開度ＴＶＮが下限ガード値以上である場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ）ステップＳ２０６の処理をジャンプするといったように実行される。なお本実施形態の装置では、下限ガード値が機関回転速度ＮＥに基づき設定される。具体的には、機関回転速度ＮＥが比較的高い中回転領域や高回転領域では、可変ノズル機構２３の構造により定まるノズルベーン２６の開き側の限界開度を規定する一定値が下限ガード値として設定される。また、機関回転速度ＮＥが低い低回転領域では、上記一定値よりも閉じ側の開度に相当する値が設定される。

上限ガード処理では、先ず上限ガード値Ｌｒｌを設定する処理（上限ガード値設定処理）が実行される（ステップＳ２０７）。この上限ガード値設定処理の実行手順については後に詳述する。そして、目標開度ＴＶＮが上限ガード値Ｌｒｌより大きい場合には（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）同上限ガード値Ｌｒｌを目標開度ＴＶＮに設定する一方（ステップＳ２０９）、目標開度ＴＶＮが上限ガード値Ｌｒｌ以下である場合には（ステップＳ２０８：ＮＯ）ステップＳ２０９の処理をジャンプするといったように実行される。この上限ガード処理を通じて、ターボチャージャ２０の過給量の最大量が所定量以下になる態様で、可変ノズル機構２３の作動範囲を制限する上限ガード値Ｌｒｌの範囲内にて同可変ノズル機構２３の作動が制御される。なお、上記所定量は、ターボチャージャ２０（詳しくは、タービンホイール２２Ａ）の回転速度（ターボ回転速度）の過上昇が的確に抑えられるようになる過給量の設定範囲における上限値に相当する量である。この上限ガード処理は、ターボ回転速度や過給圧Ｐが過度に高くなることを抑えるために実行される。

そして、この目標開度ＴＶＮと実際のノズルベーン２６の開度（ノズル開度ＶＮ）とが一致するように可変ノズル機構２３の作動制御が実行される。このように本実施形態では、可変ノズル機構２３の作動制御において、ベース開度ＶＮｂを見込み制御量とする見込み制御と目標過給圧ＴＰおよび過給圧Ｐの偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。

ここで、内燃機関１０の吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を減少させると、その分だけタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が増加するため、ターボ回転速度や過給圧Ｐが高くなる。本実施形態の可変ノズル機構２３の作動制御では、ターボ回転速度や過給圧Ｐの過上昇を抑えるために、上限ガード値Ｌｒｌによってノズル開度ＶＮの閉じ側への変更を制限するようにしている。そのため、上限ガード値Ｌｒｌを上述したＥＧＲ量の減少による影響を十分に考慮して設定しないと、ターボ回転速度や過給圧Ｐの上昇を適正に抑えることができなくなるおそれがある。具体的には、例えば吸気通路１１への排気再循環が停止されるときなど、ＥＧＲ量がごく少ない量に変更されるときに、タービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が急増してターボ回転速度の過上昇を招くおそれがある。こうしたターボ回転速度の過上昇は、ターボチャージャ２０の耐久性能の低下を招く一因になるため好ましくない。

この点をふまえて本実施形態では、上限ガード処理における上限ガード値Ｌｒｌを、ＥＧＲ率が低いときほどノズル開度ＶＮの制限の度合いが大きくなる態様で設定するようにしている。これにより、ＥＧＲ率が低いときほどターボチャージャ２０の過給量の最大量が少なくなる態様で上限ガード値Ｌｒｌが設定される。以下、このようにして上限ガード値Ｌｒｌを設定することによる作用について説明する。

図６に、発明者が行った各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係であって、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量、および過給圧Ｐがそれぞれ一定に保たれる状況でのＥＧＲ率とノズル開度ＶＮとの関係を示す。なお図６中の各線は、それぞれ異なる条件下において得られた関係を示している。

図６の各線に示すように、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量、および過給圧Ｐが一定に保たれる状況では、ＥＧＲ率が低くなるに連れてノズル開度ＶＮが小さくなって開き側の開度になる。これは、次のような理由による。機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量が一定の条件の下では、ＥＧＲ率が低くＥＧＲ量が少ないときほどタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が多くなるため、ノズル開度ＶＮを閉じ側への変更の制限度合いが大きくなるように小さい開度（開き側の開度）で制限することにより、ターボ回転速度や過給圧Ｐの過上昇が抑えられるようになる。

このことから、ＥＧＲ率が低くＥＧＲ量が少ないときにターボ回転速度の過上昇を抑えるためには、ノズル開度ＶＮの閉じ側への変更の制限度合いが大きくなるように上限ガード値Ｌｒｌによって同ノズル開度ＶＮを小さい開度で制限することが望ましい。その一方で、ＥＧＲ率が高くＥＧＲ量が多いときには、上限ガード値Ｌｒｌによるノズル開度ＶＮの制限度合いを小さくして同ノズル開度ＶＮを大きい開度で制限しても、ターボ回転速度の過上昇を抑えることが可能になると云える。

本実施形態では、上限ガード値Ｌｒｌが、ＥＧＲ率が低いときほどノズル開度ＶＮの閉じ側への変更の制限度合いが大きくなる態様で同ＥＧＲ率に基づき設定される。そのため、上述したＥＧＲ率と同ＥＧＲ率に適したノズル開度ＶＮの制限度合いとの関係を満たすように上限ガード値Ｌｒｌを設定することができる。したがって、そうした上限ガード値Ｌｒｌによってノズル開度ＶＮの閉じ側への変更を制限することにより、ＥＧＲガスの導入態様に応じたかたちでターボ回転速度の過上昇が的確に抑えられるようになる。

なお、上限ガード値Ｌｒｌを、ＥＧＲ率に基づき設定することに限らず、ＥＧＲ弁３２の開度に基づき設定することも考えられる。ＥＧＲ量やＥＧＲ率は、ＥＧＲ弁３２の開度が一定であっても、排気通路１４の内部圧力（排気圧力）と吸気通路１１の内部圧力（過給圧Ｐ）との差に応じて異なる。そのため、ＥＧＲ弁３２が開弁されていても、過給圧Ｐと排気圧力との差が生じていなければ、排気通路１４から吸気通路１１への排気の再循環はなされない。こうしたことから、ＥＧＲ弁３２の開度に基づき上限ガード値を設定して、同上限ガード値に応じてノズル開度ＶＮの閉じ側への変更を制限しても、ＥＧＲ量やＥＧＲ率に応じたかたちでノズル開度ＶＮの変更を制限することはできず、ターボ回転速度の過上昇を的確に抑えることはできない。この点、本実施形態の装置では、ＥＧＲ率に応じて上限ガード値が設定されるために、同ＥＧＲ率に応じたかたちでノズル開度ＶＮの変更を適正に制限することができ、ターボ回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

また本実施形態の装置では、上限ガード値ＬｒｌがＥＧＲ率に基づき設定されるために、ＥＧＲ率の変化に合わせてノズル開度ＶＮの閉じ側への変更を制限することができる。そのため、過給圧Ｐや排気圧力が変化する内燃機関１０の過渡運転時においても、そのときどきのＥＧＲ率に応じたかたちで上限ガード値Ｌｒｌを設定してノズル開度ＶＮを制限することができ、ターボ回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

ここで、そうした上限ガード値Ｌｒｌの設定に際して、設定パラメータとして目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒを用いると、同目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに応じて、言い換えればＥＧＲ制御の実行を通じて実現が見込まれるＥＧＲ率に応じてノズル開度ＶＮを制限することが可能になる。そのため、この場合にはターボ回転速度の過上昇を抑えるための上限ガード値Ｌｒｌを、予め見込んだ設定態様で適正に設定することができるようになる。

一方、設定パラメータとして実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを用いて上限ガード値Ｌｒｌを設定することにより、実際のＥＧＲ率に応じてノズル開度ＶＮを制限することが可能になる。そのため、ＥＧＲ通路３１の内壁に煤が付着してＥＧＲ量が減少するなど、ＥＧＲ装置３０の経時的な変化によって実際のＥＧＲ率が変化した場合に、その変化したＥＧＲ率に適した態様で上限ガード値Ｌｒｌを設定することができる。

これらをふまえて本実施形態の装置では、上限ガード値Ｌｒｌの設定に際して、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ（詳しくは、後述する目標ＥＧＲ比）および実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ（詳しくは、後述する実ＥＧＲ比）の小さいほうの値が選択され、その選択した値（選択ＥＧＲ比）に基づいて上限ガード値Ｌｒｌが設定される。

目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒが実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒより小さいときには、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒが実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒと比較して上記タービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値になっていると判断される。そして、そうした判断のもと、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちノズル開度ＶＮの制限度合いが大きくなるほうの値である目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに応じて上限ガード値Ｌｒｌが設定され、同上限ガード値Ｌｒｌに基づきノズル開度ＶＮの閉じ側への変更が制限される。これにより、ターボ回転速度の過上昇を好適に抑えることができる。しかも、この場合にはターボ回転速度の過上昇を抑えるための上限ガード値Ｌｒｌを、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに基づいて、予め見込んだ設定態様で適正に設定することができる。

一方、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒより小さいときには、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと比較してタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値になっていると判断される。そして、そうした判断のもと、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちノズル開度ＶＮの制限度合いが大きくなるほうの値である実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに応じて上限ガード値Ｌｒｌが設定され、同上限ガード値Ｌｒｌに基づきノズル開度ＶＮの閉じ側への変更が制限される。これにより、ターボ回転速度の過上昇を好適に抑えることができる。しかも、ＥＧＲ装置３０の経時的な変化によって実際のＥＧＲ率が変化した場合であっても、その変化したＥＧＲ率に適した設定態様で上限ガード値Ｌｒｌを設定することができる。

このように本実施形態によれば、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちタービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値を選択するとともに、その選択した値に基づき上限ガード値Ｌｒｌを設定することができるため、同上限ガード値Ｌｒｌに基づいてターボ回転速度の過上昇を適正に抑えることができる。

以下、上限ガード値Ｌｒｌを設定する処理（上限ガード値設定処理）の具体的な実行手順について図７を参照しつつ説明する。なお、図７のフローチャートに示す一連の処理は、前記ＶＮ制御処理（図５）のステップＳ２０７の処理である。

図７に示すように、上限ガード値設定処理では、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて演算用のマップから補正開始目標ＥＧＲ率Ｔｔｂが算出される（ステップＳ３０１）。ここでは、補正開始目標ＥＧＲ率Ｔｔｂとして、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態において設定される目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒのうちの最大値（図６の各線における右端に対応する値）が算出される。その後、このときの目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒが読み込まれるとともに、同目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒを上記補正開始目標ＥＧＲ率Ｔｔｂで除算した値（Ｔｅｇｒ／Ｔｔｂ）が目標ＥＧＲ比として算出される（ステップＳ３０２）。

また、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて演算用のマップから補正開始実ＥＧＲ率Ｔｒｂが算出される（ステップＳ３０３）。ここでは、補正開始実ＥＧＲ率Ｔｒｂとして、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態において実現が見込まれる実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちの最大値（図６の各線における右端に対応する値）が算出される。その後、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが読み込まれるとともに、同実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを上記補正開始実ＥＧＲ率Ｔｒｂで除算した値（Ｒｅｇｒ／Ｔｒｂ）が実ＥＧＲ比として算出される（ステップＳ３０４）。

その後、目標ＥＧＲ比および実ＥＧＲ比のうちの小さいほうが選択され、その選択された値（選択ＥＧＲ比）に基づき演算用のＡマップから補間係数Ｋｌｉｍが算出される（ステップＳ３０５）。なお本実施形態では、上記選択ＥＧＲ比（目標ＥＧＲ比または実ＥＧＲ比）と同選択ＥＧＲ比に適した補間係数Ｋｌｉｍとの関係が、各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係（図６に示す関係）をもとに予め求められ、Ａマップとして電子制御装置４０に記憶されている。

図８に、Ａマップに定められた補間係数Ｋｌｉｍと選択ＥＧＲ比との関係を示す。同図８に示すように、Ａマップには、以下の（条件１）〜（条件３）を満たす関係が定められている。
（条件１）選択ＥＧＲ比が「０」のときは補間係数Ｋｌｉｍとして「０」が算出される。
（条件２）補間係数Ｋｌｉｍとして、「０」以上の値であり、「１．０」以下の値が算出される。
（条件３）選択ＥＧＲ比が高くなるに連れて補間係数Ｋｌｉｍが大きくなる。

その後、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて、演算用のＢマップから、ＥＧＲ率が最大になる状況に適した上限ガード値（開時上限ガード値Ｌｏｐ）が算出される（ステップＳ３０６）。ここでは、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態においてＥＧＲ率が最大になったときに、ターボ回転速度が所定速度になる場合のノズル開度ＶＮに相当する値が、開時上限ガード値Ｌｏｐとして算出される。なお本実施形態では、上記所定速度として、ターボチャージャ２０の耐久性能の低下を抑えるべく定められた同ターボチャージャ２０の回転速度の上限、あるいは同上限より若干低い速度が採用される。また本実施形態では、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態と同運転状態に適した開時上限ガード値Ｌｏｐとの関係が、発明者による各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係（図６に示す関係）をもとに予め求められて、Ｂマップとして電子制御装置４０に記憶されている。

また、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づいて、演算用のＣマップから、ＥＧＲ弁３２が閉弁される状況に適した上限ガード値（閉時上限ガード値Ｌｃｌ）が算出される（ステップＳ３０７）。ここでは、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態においてＥＧＲ弁３２が閉じられたときに（ＥＧＲ率＝０）、ターボ回転速度が上記所定速度になる場合のノズル開度ＶＮに相当する値が、閉時上限ガード値Ｌｃｌとして算出される。本実施形態では、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量により定まる機関運転状態と同運転状態に適した閉時上限ガード値Ｌｃｌとの関係が、発明者による各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係（図６に示す関係）をもとに予め求められて、Ｃマップとして電子制御装置４０に記憶されている。

そして、このようにして開時上限ガード値Ｌｏｐと閉時上限ガード値Ｌｃｌとが算出された後、以下の関係式を満たすように、開時上限ガード値Ｌｏｐと閉時上限ガード値Ｌｃｌとを補間係数Ｋｌｉｍによって補間する態様で上限ガード値Ｌｒｌが算出される（ステップＳ３０８）。

Ｌｒｌ＝Ｌｃｌ＋（Ｌｏｐ−Ｌｃｌ）Ｋｌｉｍ

なお、上述したように演算用のＡマップ、ＢマップおよびＣマップはいずれも、発明者による各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係（図６に示す関係）をもとに定められる。具体的には、図６に示す線のうちの一つ（特定線）を前記所定速度が定まる関係と仮定した場合、特定線におけるＥＧＲ率が「０」のときのノズル開度ＶＮが閉時上限ガード値Ｌｃｌになり、特定線の右端におけるノズル開度ＶＮが開時上限ガード値Ｌｏｐになり、それらガード値Ｌｃｌ，Ｌｏｐを補間係数Ｋｌｉｍによって補間することにより算出された上限ガード値Ｌｒｌが特定線上の値（あるいは、同値にごく近い値）になるように、Ａマップ、ＢマップおよびＣマップは定められている。

図９に、上限ガード値設定処理によって算出される上限ガード値Ｌｒｌと設定パラメータとの関係を示す。
図９に示すように、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒまたは実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが「０」であるために、選択ＥＧＲ比が「０」になるときには、上限ガード値Ｌｒｌとして、ＥＧＲ率が「０」になるときに適した値（閉時上限ガード値Ｌｃｌ）が算出される。また、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒが最大値（補正開始目標ＥＧＲ率Ｔｔｂ）であり、且つ実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが最大値（補正開始実ＥＧＲ率Ｔｒｂ）であるため、選択ＥＧＲ比が「１．０」になるときには、上限ガード値Ｌｒｌとして、ＥＧＲ率が最大になる状況に適した値（開時上限ガード値Ｌｏｐ）が算出される。さらに、図９中に一点鎖線で示すように、選択ＥＧＲ比が「０」および「１．０」のいずれでもないときには、同選択ＥＧＲ比に基づき算出される補間係数Ｋｌｉｍによって閉時上限ガード値Ｌｃｌと開時上限ガード値Ｌｏｐとを補間した値が上限ガード値Ｌｒｌとして算出される。

このように本実施形態によれば、発明者による各種の実験やシミュレーションの結果得られた関係（図６に示す関係）に即したかたちで上限ガード値Ｌｒｌを算出することができる。そして、この上限ガード値Ｌｒｌによってノズル開度ＶＮの閉じ側への変更を制限することにより、ターボ回転速度が前記所定速度を超えて過度に高くなることを的確に抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）上限ガード処理における上限ガード値Ｌｒｌを、ＥＧＲ率が低いときほどノズル開度ＶＮの制限の度合いが大きくなる態様で設定した。そのため、ＥＧＲガスの導入態様に応じたかたちでターボ回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

（２）目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに基づいて上限ガード値Ｌｒｌを設定するようにした。そのため、ターボ回転速度の過上昇を抑えるための上限ガード値Ｌｒｌを、予め見込んだ設定態様で適正に設定することができる。

（３）実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいて上限ガード値Ｌｒｌを設定するようにした。そのため、ＥＧＲ装置３０の経時的な変化によって実際のＥＧＲ率が変化した場合に、その変化したＥＧＲ率に適した設定態様で上限ガード値Ｌｒｌを設定することができる。

（４）目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの小さいほうの値に基づいて上限ガード値Ｌｒｌを設定した。これにより、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちの上記タービンホイール２２Ａに吹き付けられる排気の量が多くなる状況を示す値を選択するとともに、その選択した値に基づき上限ガード値Ｌｒｌを設定することができるため、この上限ガード値Ｌｒｌに基づいてターボ回転速度の過上昇を適正に抑えることができる。

（５）吸気圧センサ４６により検出される過給圧Ｐと流量センサ４２により検出される通路吸気量ＧＡとに基づいて実際のＥＧＲ率を検出することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・各処理における各種制御値の算出や設定に用いるパラメータとして、燃料噴射量を採用することに限らず、燃料噴射量を機関回転速度ＮＥで除算した値や、実吸入空気量Ｒｇｎ、同実吸入空気量Ｒｇｎを機関回転速度ＮＥで除算した値などを用いることができる。要は、機関負荷に相当する値であれば、燃料噴射量に代えて、任意の値を上記パラメータとして用いることができる。

・補間係数Ｋｌｉｍを、マップ演算により算出することに代えて、演算式を用いた演算によって算出するようにしてもよい。
・補間係数Ｋｌｉｍを、目標ＥＧＲ比と実ＥＧＲ比との大小関係によることなく、目標ＥＧＲ比に基づき設定するようにしてもよい。

・補間係数Ｋｌｉｍを、目標ＥＧＲ比と実ＥＧＲ比との大小関係によることなく、実ＥＧＲ比に基づき設定するようにしてもよい。
・目標ＥＧＲ比および実ＥＧＲ比のうちの小さい値（選択ＥＧＲ比）に基づき補間係数Ｋｌｉｍを算出することに限らず、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒおよび実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒのうちの小さい値（選択ＥＧＲ率）に基づき補間係数Ｋｌｉｍ１を算出するようにしてもよい。この場合、補正開始目標ＥＧＲ率Ｔｔｂを算出する処理や補正開始実ＥＧＲ率Ｔｒｂを算出する処理を省略することができる。また、この場合には以下のようにして上限ガード値Ｌｒｌを設定することができる。

図１０に上記装置における上限ガード値Ｌｒｌと設定パラメータとの関係を示す。図１０に示すように、開時上限ガード値Ｌｏｐに代えて、ＥＧＲ率が前記最大値より大きい所定比率（例えば４０％）になったと仮定した状況に適した上限ガード値Ｌｍａｘを、機関回転速度ＮＥおよび燃料噴射量に基づき算出する。また、選択ＥＧＲ率に基づいて補間係数Ｋｌｉｍ１を算出する。そして、関係式（Ｌｒｌ＝Ｌｃｌ＋［Ｌｍａｘ−Ｌｃｌ］×Ｋｌｉｍ１）を満たすように、上限ガード値Ｌｍａｘと閉時上限ガード値Ｌｃｌとを補間係数Ｋｌｉｍ１によって補間する態様で上限ガード値Ｌｒｌを設定する。

・閉時上限ガード値Ｌｃｌや開時上限ガード値Ｌｏｐを算出することなく、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量、およびＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒや実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ）に基づいて、上限ガード値Ｌｒｌを算出することもできる。こうした装置は、機関回転速度ＮＥと燃料噴射量とＥＧＲ率と上限ガード値Ｌｒｌとの関係を定めた演算マップや演算式を予め電子制御装置４０に記憶させておくことによって実現することができる。

・上限ガード値Ｌｒｌの設定に用いる設定パラメータとして、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒや実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを採用することに代えて、ＥＧＲ量を採用してもよい。このＥＧＲ量は、内燃機関１０の気筒内に吸入される全ガス量から吸入空気量を減算することにより精度良く検出することができる。その他、内燃機関１０の気筒内に吸入される全ガス量からＥＧＲ量を減算した量である吸入空気量や、同吸入空気量を全ガス量で除算した値（吸入空気量／全ガス量）である吸入空気率を、上記設定パラメータとして用いることもできる。

・上限ガード値Ｌｒｌの設定に用いる設定パラメータとして、ＥＧＲ量の指標となる値（ＥＧＲ量そのものや、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ、吸入空気量、吸入空気率など）に加えて、機関回転速度ＮＥの指標となる値（機関回転速度ＮＥそのものや、単位時間当りの内燃機関の各行程の総数など）を採用することができる。こうした装置では、上限ガード値Ｌｒｌを、ＥＧＲ量の指標値Ａを機関回転速度ＮＥの指標値Ｂによって除算した値（Ａ／Ｂ）に基づき設定したり、ＥＧＲ量の指標値Ａに機関回転速度ＮＥの指標値Ｂを乗算した値（Ａ×Ｂ）に基づき設定したりすることができる。こうした装置によれば、機関回転速度ＮＥに応じて異なる過給圧の変化速度に応じたかたちで上限ガード値を設定することが可能になるため、ターボ回転速度の過上昇をより的確に抑えることができる。

図１１に、上記装置の一例として、ＥＧＲ量を機関回転速度ＮＥで除算した値（＝ＥＧＲ量／ＮＥ）に基づき上限ガード値Ｌを設定する装置における同値（ＥＧＲ量／ＮＥ）と上限ガード値Ｌとの関係を示す。図１１に示す装置では、上記値（ＥＧＲ量／ＮＥ）が「０」であるときには、上限ガード値Ｌとして、ＥＧＲ量が「０」になるときに適した値（閉時上限ガード値Ｌｃｌ）が算出される。また、上記値（ＥＧＲ量／ＮＥ）がその最大値であるときには、上限ガード値Ｌとして、ＥＧＲ量および機関回転速度ＮＥが共に最大になる状況に適した値（最大時上限ガード値Ｌｍ）が算出される。さらに、図１１中に一点鎖線で示すように、上記値（ＥＧＲ量／ＮＥ）が「０」および「最大値」のいずれでもないときには、同値（ＥＧＲ量／ＮＥ）に基づき補間係数Ｋｌｉｍ２が算出されるとともに、同補間係数Ｋｌｉｍ２によって閉時上限ガード値Ｌｃｌと最大時上限ガード値Ｌｍとを補間した値が上限ガード値Ｌとして算出される。

・上記実施形態の制御装置は、タービンホイールを迂回して延びる迂回通路と同迂回通路に設けられたウェイストゲートバルブとを備えるタイプのターボチャージャにも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。この装置では、ウェイストゲートバルブが変更装置として機能する。ここで、ＥＧＲ量が少ないときには、ターボチャージャを通過する排気の量が多いため、ターボ回転速度の過上昇を抑えるためには、ＥＧＲ量が多いときと比較して過給圧が低い状態でウェイストゲートバルブが開弁されることが望ましい。これに対して、ＥＧＲ量が多いときには、ターボチャージャを通過する排気の量が少ないために、比較的過給圧が高い状態でウェイストゲートバルブを開弁しても、ターボ回転速度の過上昇を抑えることが可能である。ウェイストゲートバルブが設けられるタイプのターボチャージャでは、過給圧が制限値以上になったときにウェイストゲートバルブが開弁される。こうしたターボチャージャにおいて、ターボ回転速度の過上昇を抑えるためには、上記制限値を、ＥＧＲ量が少ないときほど過給圧が低い状態でウェイストゲートバルブが開弁されるように、ＥＧＲ量に基づき設定すればよい。これにより、上述したＥＧＲ量と同ＥＧＲ量に適したウェイストゲートバルブの開弁条件との関係を満たすように制限値を設定することができるため、この制限値をもとにウェイストゲートバルブの作動制御を実行することにより、ＥＧＲガスの導入態様に応じたかたちでターボ回転速度の過上昇を的確に抑えることができる。

１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…インタークーラ、１３…吸気絞り弁、１４…排気通路、１５…排気浄化装置、１７…出力軸、２０…ターボチャージャ、２１…コンプレッサ、２１Ａ…コンプレッサホイール、２２…タービン、２２Ａ…タービンホイール、２３…可変ノズル機構（変更装置）、２４…スクロール通路、２５…環状通路（排気経路）、２６…ノズルベーン、３０…ＥＧＲ装置（排気再循環装置）、３１…ＥＧＲ通路、３２…ＥＧＲ弁、４０…電子制御装置、４１…速度センサ、４２…流量センサ、４３…絞り弁開度センサ、４４…ＥＧＲ開度センサ、４５…ノズル開度センサ、４６…吸気圧センサ。

Claims (8)

1. 排気通路内の排気を吸気通路に再循環させる排気再循環装置を備えた内燃機関に設けられて、過給量を変更可能な変更装置を備えた可変容量型ターボチャージャに適用され、前記過給量の最大量が所定量以下になる態様で前記変更装置の作動範囲を制限する制限値の範囲内にて前記変更装置を制御する可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、前記排気再循環装置による排気の再循環量が少ないときほど前記過給量の最大量が少なくなる態様で前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
2. 請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   前記変更装置は、タービンホイールに吹き付けられる排気が通過する排気経路に複数のノズルベーンを有する可変ノズル機構であり、
   前記制御装置は、
   前記制限値によって前記ノズルベーンの開度の閉じ側への変更を制限し、
   前記排気の再循環量が少ないときほど前記開度の制限の度合いが大きくなる態様で前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
3. 請求項１または２に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、前記排気の再循環量を前記内燃機関の気筒内に吸入される全ガス量で除算した値である排気再循環率に基づいて前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
4. 請求項３に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、
   前記内燃機関の運転状態に基づき排気再循環率の制御目標値を算出するとともに同制御目標値に基づき前記排気再循環装置の作動制御を実行し、
   前記排気再循環率の制御目標値に基づき前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
5. 請求項４に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、機関負荷および機関回転速度に基づき前記制御目標値を算出する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
6. 請求項３に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、前記排気再循環率の実値を検出するとともに、同実値に基づき前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
7. 請求項３に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、
   前記内燃機関の運転状態に基づき排気再循環率の制御目標値を算出するとともに同制御目標値に基づき前記排気再循環装置の作動制御を実行し、
   前記排気再循環率の実値を検出し、
   前記制御目標値および前記実値の小さいほうの値に基づいて前記制限値を設定する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。
8. 請求項６または７に記載の可変容量型ターボチャージャの制御装置において、
   当該制御装置は、前記内燃機関の気筒内に吸入される空気の圧力を検出する吸気圧センサと前記吸気通路を通過する空気の量を検出する流量センサとを備え、前記吸気圧センサおよび流量センサの検出値によって前記実値を検出する
   ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャの制御装置。