JP2016200027A - 過給機付き内燃機関の制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実現象と物理モデルとのずれに対するロバスト性が高く、過給圧が目標過給圧となるように制御することが可能な過給機付き内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ターボチャージャー（３）付きエンジン（２）の物理モデルに基づいて、排気流量調整バルブ（３２１ａ、３２１ｂ、３２２ａ）の開度を変化させて、エンジン（２）に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御する過給圧制御部１１０と、排気流量調整バルブ（３２１ａ、３２１ｂ、３２２ａ）の開度が全閉状態で実過給圧が目標過給圧以上であるか否かを判断する過給圧状態判断部（１３０ａ）と、排気流量調整バルブ（３２１ａ、３２１ｂ、３２２ａ）の開度が全閉状態で実過給圧が目標過給圧以上である場合には、排気流量調整バルブ（３２１ａ、３２１ｂ、３２２ａ）の開度を全閉状態から開方向に変化させるバルブ開度開放部（１５０）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両等に搭載される過給機付き内燃機関の制御装置およびその制御方法に関する。

内燃機関の熱効率の向上を図るため、いわゆるターボチャージャー方式の過給機が広く用いられている。このようなターボチャージャー方式の過給機では、過給圧を制御するため、タービンに流れる排気ガスを迂回させるウエストゲートバルブ、タービンの排気ガス通過面積を変化させる可変ノズルターボバルブなどが排気経路に設けられ、これらバルブの開度に応じてタービンの仕事量を変化させている。

例えば、特許文献１には、実過給圧をフィードバックして目標過給圧との差分が０になるように、過給機の物理式（物理モデル）に基づいて各種バルブの開度を変化させることにより、過給圧を制御することが記載されている。

特表２００５−５０４２１０号公報

上記特許文献１に記載された過給システムなど、物理モデルに基づいた過給圧制御（以下、モデルベース過給圧制御という）では、中央諸元のハードウェアでは精度よく過給圧を制御できる。しかし、実際には、製造上の個体差やばらつきによって、実現象と物理モデルとにずれが生じるため、モデルベース過給圧制御では、過給圧が、目標過給圧を超えて、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートする場合がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、過給機付き内燃機関において、実現象と物理モデルとのずれに対するロバスト性が高く、過給圧を目標過給圧に制御することが可能な過給機付き内燃機関の制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上述した従来の課題を解決するため、本発明は、以下の手段を有する。

本発明の第１態様は、内燃機関の排気経路を流れる排気ガスによりタービンを駆動し、該タービンに連結されたコンプレッサによって吸気経路に流れる空気を内燃機関に過給する過給機付き内燃機関の制御装置であって、前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて、前記排気経路を流れる排気ガス流量を調整する排気流量調整バルブの開度を変化させて、前記内燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御する過給圧制御部と、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断する過給圧状態判断部と、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させるバルブ開度開放部と、を備えることを特徴とする。

上記態様によれば、排気流量調整バルブの開度が全閉で実過給圧が目標過給圧以上である場合には、排気流量調整バルブを全閉状態にしないと過給圧が目標過給圧に到達できな
いことを物理モデルに基づき誤認識したものとして、排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることにより、過給圧が、ハードウェアが故障する虞がある程大きくオーバーシュートすることを回避できる。つまり、過給機付き内燃機関において、実現象と物理モデルとにずれが生じてもハードウェア故障を回避するなど、高いロバスト性を実現しつつ、過給圧を目標過給圧に制御することができる。

また、上記第１態様において、前記過給圧状態判断部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧が上昇する上昇速度が閾値を超えているか否かを判断し、前記バルブ開度開放部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧の単位時間当たりの上昇速度が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることが好ましい。

また、上記第１態様において、前記過給圧状態判断部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えているか否かを判断し、前記バルブ開度開放部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させてもよい。

また、上記第１態様において、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えているか否かを判断する内燃機関状態判断部をさらに備え、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上である場合であって、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させてもよい。

また、本発明の第２態様は、内燃機関の排気経路を流れる排気ガスにより高圧段タービンを駆動して該高圧段タービンに連結された高圧段コンプレッサにより吸気経路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する高圧段過給機と、前記高圧段タービンよりも下流の排気経路に設けられた低圧段タービンを駆動して該低圧段タービンに連結された低圧段コンプレッサによって前記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する低圧段過給機と、前記高圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた高圧段ウエストゲートバルブと、前記低圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた低圧段ウエストゲートバルブとを有する過給機付き内燃機関の制御装置であって、前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を全閉に固定して前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させることにより前記高圧段及び低圧段タービンを駆動する２ステージモードと、前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を全開に固定して前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させて前記低圧段タービンを駆動する１ステージモードとのうち、前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて一の動作モードを選択して、前記内燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御する過給圧制御部と、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断する過給圧状態判断部と、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせる動作モード切替部と、を備えることを特徴とする。

上記態様によれば、２ステージモードで制御している実過給圧が目標過給圧以上である場合には、高圧段過給機に仕事をさせなければ過給圧を目標過給圧まで到達できないと物理モデルから誤認識したものとして、２ステージモードから１ステージモードに強制的に切り替え、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避できる。つまり、過給機付き内燃機関において、実現象と物理モデルとにずれが
生じてもハードウェア故障を回避するなど、高いロバスト性を実現しつつ、過給圧を目標過給圧に制御することができる。

また、上記第２態様において、前記過給圧状態判断部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧が上昇する上昇速度が閾値を超えているか否かを判断し、前記動作モード切替部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧の上昇速度が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせてもよい。

また、上記第２態様において、前記過給圧状態判断部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えているか否かを判断し、前記バルブ開度開放部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせてもよい。

また、上記第２態様において、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えているか否かを判断する内燃機関状態判断部をさらに備え、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上場合であって、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせてもよい。

以上のような本発明は、過給機付き内燃機関の制御方法として捉えることも可能である。

本発明によれば、過過給機付き内燃機関において、実現象と物理モデルとのずれに対するロバスト性が高く、過給圧を目標過給圧に制御することができる。

本発明を適用した過給機付き内燃機関の制御装置が組み込まれたエンジン制御系の全体構成を示す図である。 第１実施形態に係るエンジン制御ユニットを構成する処理部について説明するための図である。 第１実施形態に係るエンジン制御ユニットにより実行される処理フローを説明するためのフローチャートである。 ステップＳ３０６を行うことなく過給圧制御部１１０により過給圧を制御した比較例について、各種時間応答を示した図である。 図３に示す処理によって行われた実施例について、各種時間応答を示した図である。 第２実施形態に係るエンジン制御ユニットを構成する処理部について説明するための図である。 第２実施形態に係るエンジン制御ユニットにより実行される処理フローを説明するためのフローチャートである。 ステップＳ７０６を行うことなく過給圧制御部１１０により過給圧を制御した比較例について、各種時間応答を示した図である。 図７に示す処理によって行われた実施例について、各種時間応答を示した図である。

本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という。）について具体例を示して説明する。本実施形態は、車両等に搭載される過給機付き内燃機関の制御装置に関する。具体的に、当該制御装置は、例えば図１に示すような、エンジン制御系１に組み込まれるものである。以下では、図１を参照して、エンジンに過給する空気の過給圧を制御する過給圧制御に着目して、エンジン制御系１の構成及びその動作について説明する。

１．エンジン制御系
エンジン制御系１は、図１に示すように、エンジン２と、ターボチャージャー３と、エンジンコントロールユニット１００（以下、ＥＣＵ１００という。）とを備える。

エンジン２は、本発明に係る内燃機関であって、例えばディーゼル燃料を動力源とするディーゼルエンジン、ガソリン燃料を動力源とするガソリンエンジンなどのレシプロエンジンである。具体的に、エンジン２は、外気取込口と繋がった吸気経路である吸気管２ａから外気（空気）を吸入し、燃料を燃焼させることにより動力を発生させ、燃焼後の排気ガスを排気経路である排気管２ｂに排気する。以下では、エンジン２はディーゼルエンジンであるものとして説明する。

ターボチャージャー３は、エンジン２に空気を過給する過給機であって、例えば図１に示すような高圧段ターボチャージャー３ａと低圧段ターボチャージャー３ｂとが直列接続された２ステージターボチャージャーである。具体的に、ターボチャージャー３は、吸気管２ａの上流から下流（エンジン２側）に、低圧段コンプレッサ３１１と、高圧段コンプレッサ３１２と、インタークーラー３１３と、スロットルバルブ３１４と、過給圧センサ３１５と、温度センサ３１６と、を備える。また、ターボチャージャー３は、排気管２ｂの上流（エンジン２側）から下流に、高圧段タービン３２１と、低圧段タービン３２２とを備える。

また、エンジン制御系１には、排気ガス中のＮＯｘ等の低減のため、排気再循環（ＥＧＲ）経路３３０が設けられている。具体的に、ＥＧＲ経路３３０は、エンジン２の排気口からエンジン２の吸気口へ排気ガスを還流させる経路であり、排気ガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ３３１が設けられている。

高圧段コンプレッサ３１２と高圧段タービン３２１とは、同一回転軸上で支持するベアリング部３４１を介して機械的に結合され、高圧段タービン３２１の回転エネルギによって高圧段コンプレッサ３１２を回転させてエンジン２に空気を過給する高圧段ターボチャージャー３ａを構成する。ここで、高圧段コンプレッサ３１２には、当該コンプレッサの迂回経路に流れる空気量を調整するコンプレッサバイパスバルブ３１２ａが設けられている。また、高圧段タービン３２１には、当該タービンの排気ガス通過面積を変化させる可変ノズルターボバルブ３２１ａと、当該タービンの迂回経路に流れる排気流量を調整する高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂとが設けられている。

低圧段コンプレッサ３１１と低圧段タービン３２２とは、同一回転軸上で支持するベアリング部３４２を介して機械的に結合され、低圧段タービン３２２の回転エネルギにより低圧側コンプレッサ３１１を回転させてエンジン２に空気を過給する低圧段ターボチャージャー３ｂを構成する。ここで、低圧段タービン３２２には、当該低圧段タービン３２２の迂回経路に流れる排気流量を調整する低圧側ウエストゲートバルブ３２２ａが設けられている。

過給圧センサ３１５は、高圧段コンプレッサ３１２からエンジン２までの吸気経路に設けられた圧力センサであって、エンジン２に過給される空気の圧力（過給圧）を検出して
、検出した過給圧（実過給圧）をＥＣＵ１００に通知する。

温度センサ３１６は、高圧段コンプレッサ３１２からエンジン２までの吸気経路に設けられた温度センサであって、エンジン２に過給される空気の温度を検出して、検出した温度をＥＣＵ１００に通知する。

以上のような構成からなるターボチャージャー３では、高圧段ターボチャージャー３ａと低圧段ターボチャージャー３ｂとがそれぞれ仕事をすることで、エンジン２により多くの空気を送り込むことができる。

ＥＣＵ１００は、入出力装置と、各種演算処理を行う演算装置と、演算処理データを一時記憶するメインメモリと、演算プログラムを記憶する記憶装置とからなるマイクロコンピュータであって、当該記憶装置にエンジン制御系１を制御する制御用プログラムをインストールすることで、次のような処理を実現する。すなわち、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションなどの運転手による操作情報および各種センサからの検出情報に基づいて、エンジン２に噴射する燃料噴射量、ターボチャージャー３が備える各種バルブ及びスロットルの開度を調整することにより、エンジン２及びターボチャージャー３の動作を制御する。つまり、本発明が適用される過給機付き内燃機関の制御装置は、ＥＣＵ１００の一機能として実現される。

なお、ＥＣＵ１００は、上述したマイクロプロセッサに限らず、例えばプログラマブルロジックデバイスなど、エンジン制御系１を制御するために設計された専用ハードウェアであってもよい。

２．過給機付き内燃機関の制御装置
２−１．第１実施形態
次に、第１実施形態に係るＥＣＵ１００（他の実施形態と区別するためＥＣＵ１００ａという。）の内部構成について図２を参照して具体的に説明する。

ＥＣＵ１００は、エンジン２に過給する空気圧（過給圧）を制御する過給圧制御部１１０と、エンジン２に噴射する燃料噴射量および噴射タイミングを制御する燃料噴射制御部１２０と、過給圧の変動状態について判断する過給圧状態判断部１３０ａと、エンジン状態判断部１４０ａと、バルブ開度開放部１５０と、を備える。

過給圧制御部１１０は、排気経路を流れる排気ガスの流量を調整する排気流量調整バルブの開度を変化させることにより、過給圧が目標過給圧になるように制御する。ここで、排気流量調整バルブとは、上述したターボチャージャー３において、可変ノズルターボバルブ３２１ａと高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂと低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａに該当する。

過給圧制御部１１０は、アクセルポジションセンサ２０２からのアクセルポジション情報、燃料噴射制御部１２０による燃料噴射量、エンジン回転数センサ２０１からの回転数などの情報に基づいて過給圧の目標値（目標過給圧）を設定する。そして、実過給圧と目標過給圧との差分が０に収束するように、バルブの絞り式、タービンとコンプレッサとの変換効率式などの物理式に基づいて、排気流量調整バルブの開度を調整して過給圧を制御する。

より具体的には、過給圧制御部１１０は、上述した３つの排気流量調整バルブのうち、エンジン２の負荷（回転数）により区分けした３種類の負荷領域に応じて、２つの排気流量調整バルブの開度を全開または全閉に固定にした状態で残りの一の排気流量調整バルブ
（以下、開度可変対象バルブともいう。）の開度を変化させる。

まず、排気ガスが少ない低負荷領域において、過給圧制御部１１０は、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂと低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａとを全閉に固定した状態で、可変ノズルターボバルブ３２１ａを開度可変対象バルブとして開度を変化させることにより、過給圧を制御する。続いてエンジン２の回転数が上昇して排気ガスが低負荷領域より多くなる中負荷領域において、過給圧制御部１１０は、可変ノズルターボバルブ３２１ａの開度を全開に固定し、低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａを全閉に固定した状態で、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを開度可変対象バルブとして開度を変化させることにより、過給圧を制御する。さらにエンジン２の回転数が上昇して排気ガスが中負荷領域よりもさらに多くなる高負荷領域において、過給圧制御部１１０は、可変ノズルターボバルブ３２１ａ及び高圧側ウエストゲートバルブの開度を全開に固定した状態で、低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａを開度可変対象バルブとして開度を変化させることにより、過給圧を制御する。上記のようにして、低負荷領域から中負荷領域までは、高圧段タービン３２１及び低圧段タービン３２２の両方に排気ガスを導入して回転させる動作モード（以下、２ステージモードという。）で、過給圧を制御する。これに対して、高負荷領域では、高圧段タービン３２１に仕事をさせず、低圧段タービン３２２に排気ガスを導入して仕事をさせる動作モード（以下、１ステージモードという。）で、過給圧を制御する。

また、各負荷領域において過給圧の応答性の向上を図るため、過給圧制御部１１０は、物理モデルに基づいて可変対象バルブを全閉にしないと過給圧を目標過給圧まで即座に到達できないと判断した場合に、可変対象バルブを強制的に全閉し続ける機能を有する。上述した中負荷領域を一例として挙げると、過給圧制御部１１０は、物理モデルに基づいて推測した高圧段タービン３２１の回転数（モデル値）が目標値よりも低く、その偏差が閾値を超えると、開度可変対象バルブである高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉しないと過給圧を目標過給圧まで即座に到達できないと判断して、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを強制的に全閉し続ける。

燃料噴射制御部１２０は、エンジン回転数センサ２０１から検出したエンジン回転数、アクセルポジションセンサ２０２から検出したアクセルポジションなどの情報に応じて、エンジン２に噴射する燃料噴射量およびタイミングを制御する。

過給圧状態判断部１３０ａは、過給圧制御部１１０が開度可変対象バルブの開度を強制的に全閉し続けている場合に、実過給圧およびその変動具合について所定の条件を満たすか否かを判断する。

エンジン状態判断部１４０ａは、過給圧制御部１１０が開度可変対象バルブの開度を強制的に全閉し続けている場合に、エンジン２の回転数および燃料噴射量の両方の値が閾値を超えているか否かを判断する。なお、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうち少なくとも一方が閾値を超えているか否かを判断してもよい。

バルブ開度開放部１５０は、過給圧状態判断部１３０ａおよびエンジン状態判断部１４０ａの判断結果に応じて、過給圧制御部１１０が強制的に全閉し続けている開度可変対象バルブを全閉状態から開方向に変化させることにより、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避する。このようにして開度可変対象バルブを全閉状態から開方向に変化させることで、以下の実施例から明らかなように、例えば製造上の個体差やばらつきなどに起因して、実現象と物理モデルとにずれが生じてもハードウェア故障を回避するなど高いロバスト性を実現しつつ、過給圧が目標過給圧となるように制御することができる。

次に、上記構成からなるＥＣＵ１００ａで行う処理について、図３に示すフローチャートに従って説明する。なお、本処理の前提として、過給圧制御部１１０は、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを開度可変対象バルブとして開度を変化させて過給圧を制御しているものとする。

ステップＳ３０１において、過給圧状態判断部１３０ａは、過給圧制御部１１０が高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度を強制的に全閉し続けているか否かを判断する。高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂが全閉である場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）にはステップＳ３０２に進み、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂが全閉ではない場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）には図３に示す処理を終了する。

ステップＳ３０２において、過給圧状態判断部１３０ａは、実過給圧、すなわち過給圧センサ３１５の測定値が、過給圧制御部１１０により設定した目標過給圧以上であるか否かを判断する。実過給圧が目標過給圧以上の場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）には、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉にしないと過給圧を目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識した虞があるものとして、ステップＳ３０３に進む。一方、実過給圧が目標過給圧以上ではない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）には図３に示す処理を終了する。

ステップＳ３０３において、過給圧状態判断部１３０ａは、実過給圧が単位時間（例えば１秒）当たりに上昇する上昇速度[ｈＰａ／ｓ]が、閾値を超えているか否かを判断する。過給圧の上昇速度が閾値を超えている場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）には、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉にしないと過給圧を目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識したものとしてステップＳ３０５に進む。一方、過給圧の上昇速度が閾値を超えていない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）にはステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４において、過給圧状態判断部１３０ａは、実過給圧が目標過給圧よりも高く、その偏差が閾値を超えているか否かを判断する。実過給圧と目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）には、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉にしないと過給圧を目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識したものとしてステップＳ３０５に進む。一方、実過給圧と目標過給圧との偏差が閾値を超えていない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）には、図３に示す処理を終了する。

ステップＳ３０５において、エンジン状態判断部１４０ａは、エンジン２の回転数と燃料噴射量とが閾値を超えているか否かを判断する。エンジン２の回転数と燃料噴射量との両方が閾値を超えている場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）には、特に過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートしやすい状態であるものとして、ステップＳ３０６に進む。一方、エンジン２の回転数と燃料噴射量とのいずれか一方又は両方が閾値を超えていない場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）には図３に示す処理を終了する。

ステップＳ３０６において、バルブ開度開放部１５０は、過給圧制御部１１０が強制的に全閉し続けている開度可変対象バルブを全閉状態から開方向に変化させることにより、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避して、図３に示す処理を終了する。

上記図３に示す処理によれば、ステップＳ３０２乃至Ｓ３０４の判断処理により、排気流量調整バルブを全閉にしないと過給圧が目標過給圧に到達できないと過給圧制御部が物理モデルに基づいて誤認識したことを判断して、ステップＳ３０５に進む。さらにステップＳ３０５において所定の条件を満たす場合にはステップＳ３０６に進み、排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることで、例えばステップＳ３０６を行わない下記の比較例と比べて、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバ
ーシュートすることを回避できる。

図４は、ステップＳ３０６を行うことなく過給圧制御部１１０により過給圧を制御した比較例について、各種時間応答を示した図である。具体的に、図４（Ａ）はアクセルポジションの時間応答を示し、縦軸上側が、アクセル開度が大きいことを表している。また、図４（Ｂ）は目標過給圧（破線）と実過給圧（実線）との時間応答を示し、縦軸上側が、過給圧が高いことを表している。また、図４（Ｃ）は高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度の時間応答を示し、縦軸上側がバルブの閉まり側を表している。また、図４（Ｄ）は、物理モデルに基づく高圧段タービン３２１の回転数（モデル値）とその目標値との偏差（実線）と、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを強制的に全閉するための判断に関する閾値（破線）と、の時間応答を示している。

図４に示したように、比較例では、アクセルポジションの変化（加速を指示するポジション）に応答して、過給圧制御部１１０が、物理モデルに基づいて推測した高圧段タービン３２１の回転数（モデル値）がその目標値よりも低く、その偏差が閾値を超えていると判断して、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉にし続ける。ここで、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉にしないと過給圧が目標過給圧に到達できないと過給圧制御部１１０が物理モデルに基づいて誤認識しているため、過給圧は、目標過給圧を超えて、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートしてしまうことになる。つまり、高圧段タービン３２１上流の排気圧が上昇してハードウェア上の許容値を超え、ハードウェアが故障する虞があり望ましくない。

一方、上記図３に示す処理によって行われた実施例について、その時間応答を図５を参照して説明する。具体的に、図５（Ａ）はアクセルポジションの時間応答を示し、縦軸上側が、アクセル開度が大きいことを表している。また、図５（Ｂ）は目標過給圧（破線）と実過給圧（実線）との時間応答を示し、縦軸上側が、過給圧が高いことを表している。また、図５（Ｃ）は高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度の時間応答を示し、縦軸上側がバルブの閉まり側を表している。また、図５（Ｄ）は、物理モデルに基づく高圧段タービン３２１の回転数（モデル値）とその目標値との偏差（実線）と、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを強制的に全閉するための判断に関する閾値（破線）と、の時間応答を示している。

図５に示したように、加速を指示するアクセルポジションの立ち上がりから過給圧が目標過給圧に到達するまでの期間Ｔ１１において、実施例では、上述した比較例と同様に過給圧制御部１１０が物理モデルに基づいて高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを強制的に全閉し続ける。その後、過給圧が目標過給圧に到達して上昇する期間Ｔ１２になると、実施例では、排気流量調整バルブを全閉にしないと過給圧が目標過給圧に到達できないと過給圧制御部が物理モデルに基づいて誤認識したことを判断してウエストゲートバルブ３２１ｂを全閉から開方向に変化させる。このようなウエストゲートバルブ３２１ｂの開放によって、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避して、過給圧を制御することができる。

実施例では、過給圧制御部１１０が、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂを開度可変対象バルブとして開度を変化させて過給圧を制御しているものとしたが、これに限らず、例えば可変ノズルターボバルブ３２１ａ又は低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａが開度可変対象バルブであっても適用可能である。つまり、可変ノズルターボバルブ３２１ａ又は低圧段ウエストゲートバルブ３２２ａが開度可変対象バルブとして強制的に全閉し続けていても上述したステップＳ３０１乃至Ｓ３０５の判断に応じて全閉状態から開放してもよい。また、実過給圧は、上述した過給圧センサ３１５に限らず、エンジン制御系１に設けられた各種センサの値から推定した値を用いてもよい。さらに、第１実施形態に係るＥ
ＣＵ１００ａは、上述したような２ステージターボチャージャー３に限らず、１基の過給機であっても適用可能である。

以上のように、ＥＣＵ１００ａでは、排気流量調整バルブの開度が全閉で実過給圧が目標過給圧以上である場合には、排気流量調整バルブを全閉状態にしないと過給圧が目標過給圧に到達できないことを物理モデルに基づき誤認識したものとして、排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させ、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避できる。つまり、実現象と物理モデルとのずれに対するロバスト性が高く、過給圧が目標過給圧となるように制御することができる。

なお、図３に示した処理のうち、ステップＳ３０２から、ステップＳ３０３乃至ステップＳ３０５を行わずに直接ステップＳ３０６に進んでもよい。特にステップＳ３０３乃至ステップＳ３０４における判断処理を行うことにより、排気流量調整バルブを全閉状態にしないと過給圧が目標過給圧に到達できないことを物理モデルに基づき誤認識したか否かを正確に判断することができ、不要にバルブの開閉が繰り返されたり（バルブのばたつき）、過給圧の応答速度が遅くなったりするなど、制御性が悪くなる事態を防止できる点で好ましい。また、ステップＳ３０５における判断処理を行うことにより、特にハードウェアが故障するおそれのある程の大きなオーバーシュートが発生しやすい動作状態のみバルブを開放することができ、制御性が悪くなる事態、具体的には、バルブのばたつきが発生したり、目標過給圧に対する過給圧の追従性が悪くなる事態を防止できる点で好ましい。

また、ステップＳ３０５を、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうちの少なくとも一方が閾値を超えているか否かを判断する処理に代えてもよい。つまり、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうちの少なくとも一方が閾値を超えている場合には、ステップＳ３０６に進んで開度可変対象バルブを全閉状態から開方向に変化させてもよい。

２−２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るＥＣＵ１００（他の実施形態と区別するためＥＣＵ１００ｂという。）の内部構成について図６を参照して具体的に説明する。

ＥＵＣ１００ｂは、エンジン２に空気を過給する過給圧を制御する過給圧制御部１１０と、エンジン２に噴射する燃料噴射量および噴射タイミングを制御する燃料噴射制御部１２０と、過給圧の変動状態について判断する過給圧状態判断部１３０ｂと、エンジン状態判断部１４０ｂと、動作ステージ切替部１６０と、を備える。ＥＣＵ１００ｂが備える構成のうち、第１実施形態に係るＥＣＵ１００ａと同様の構成については同様の符号を付して、その説明を省略する。

過給圧状態判断部１３０ｂは、過給圧制御部１１０が２ステージモードで制御している実過給圧について、変動具合について所定の条件を満たすか否かを判断する。

エンジン状態判断部１４０ｂは、過給圧制御部１１０が２ステージモードで過給圧を制御している場合に、エンジン回転数センサ２０１が検出したエンジン２の回転数および燃料噴射量制御部による燃料噴射量がそれぞれ閾値を超えているか否かを判断する。なお、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうち一方が閾値を超えているか否かを判断してもよい。

動作ステージ切替部１６０は、過給圧状態判断部１３０ｂおよびエンジン状態判断部１４０ｂの判断結果に応じて、過給圧制御部１１０に指示して、２ステージモードから１ステージモードに切り替えさせる。このようにして２ステージモードから１ステージモードに切り替えさせることで、以下の実施例から明らかなように、例えば製造上の個体差やば
らつきなどに起因して、実現象と物理モデルとにずれが生じても、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避して、過給圧が目標過給圧となるように制御することができる。

次に、ＥＣＵ１００ｂで行う処理について、図７に示すフローチャートに従って説明する。

ステップＳ７０１において、過給圧状態判断部１３０ｂは、過給圧制御部１１０の動作モードが２ステージモードであるか否かを判断する。過給圧制御部１１０の動作モードが２ステージモードである場合（Ｓ７０１：Ｙｅｓ）にはステップＳ７０２に進む。一方、過給圧制御部１１０の動作モードが２ステージモードではなく１ステージモードである場合（Ｓ７０２：Ｎｏ）には図７に示す処理を終了する。

ステップＳ７０２において、過給圧状態判断部１３０ｂは、実過給圧、すなわち過給圧センサ３１５の測定値が、過給圧制御部１１０により設定した目標過給圧以上であるか否かを判断する。実過給圧が目標過給圧以上の場合（Ｓ７０２：Ｙｅｓ）には、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識した虞があるものとして、ステップＳ７０３に進む。一方、実過給圧が目標過給圧以上ではない場合（Ｓ７０２：Ｎｏ）には図７に示す処理を終了する。

ステップＳ７０３において、過給圧状態判断部１３０ｂは、実過給圧が単位時間（例えば１秒）当たりに上昇する上昇速度が閾値を超えているか否かを判断する。過給圧の上昇速度が閾値を超えている場合（Ｓ７０３：Ｙｅｓ）には、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識したものとして、ステップＳ７０５に進む。一方、過給圧の上昇速度が閾値を超えていない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）にはステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４において、過給圧状態判断部１３０ｂは、実過給圧が目標過給圧よりも高く、その偏差が閾値を超えているか否かを判断する。実過給圧と目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合（Ｓ７０４：Ｙｅｓ）には、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識したものとしてステップＳ７０５に進む。一方、実過給圧と目標過給圧との偏差が閾値を超えていない場合（Ｓ７０４：Ｎｏ）には、図７に示す処理を終了する。

ステップＳ７０５において、エンジン状態判断部１４０ｂは、エンジン２の回転数と燃料噴射量とが閾値を超えているか否かを判断する。エンジン２の回転数と燃料噴射量との両方が閾値を超えている場合（Ｓ７０５：Ｙｅｓ）には、特に過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程に大きくオーバーシュートしやすい状態であるものとしてステップＳ７０６に進む。一方、エンジン２の回転数と燃料噴射量とのいずれか一方又は両方が閾値を超えていない場合（Ｓ７０５：Ｎｏ）には図７に示す処理を終了する。

ステップＳ７０６において、動作ステージ切替部１６０は、過給圧制御部１１０に指示して、２ステージモードから１ステージモードに切り替えさせ、図７に示す処理を終了する。

上記図７に示す処理によれば、ステップＳ７０２乃至Ｓ７０４の判断処理により、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと過給圧制御部が物理モデルに基づいて誤認識したことを判断して、ステップＳ７０５に進む。さらにステップＳ７０５において所定の条件を満たす場合にはステップＳ７０６に進み、過給圧制御部１１０に対して２ステージモードから１ステージモードに切り替えるよう
に指示することで、例えばステップＳ７０６を行わない下記の比較例と比べて、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避できる。

図８は、ステップＳ７０６を行うことなく過給圧制御部１１０により過給圧を制御した比較例の各種時間応答を示した図である。具体的に、図８（Ａ）はアクセルポジションの時間応答を示し、縦軸上側が、アクセル開度が大きいことを表している。また、図８（Ｂ）は目標過給圧（破線）と実過給圧（実線）との時間応答を示し、縦軸上側が、過給圧が高いことを表している。また、図８（Ｃ）は高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度の時間応答を示し、縦軸上側がバルブの閉まり側を表している。また、図８（Ｄ）は、物理モデルに基づく動作モードの判断指標値（実線）と、その閾値（破線）との時間応答を示している。

図８に示したように、比較例では、アクセルポジションの変化（加速を指示するポジション）に応答して、過給圧制御部１１０が、物理モデルに高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと誤認識し、２ステージモードから１ステージモードに変更せず、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度を閉め側に維持し続ける。この結果、過給圧は、目標過給圧を超えて、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートしてしまうことになる。つまり、高圧段タービン３２１上流の排気圧が上昇してハードウェア上の許容値を超え、ハードウェアが故障する虞があり望ましくない。

一方、上記図７に示す処理によって行われる実施例について、その時間応答を図９を参照して説明する。具体的に、図９（Ａ）はアクセルポジションの時間応答を示し、縦軸上側が、アクセル開度が大きいことを表している。また、図９（Ｂ）は目標過給圧（破線）と実過給圧（実線）との時間応答を示し、縦軸上側が、過給圧が高いことを表している。また、図９（Ｃ）は高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度の時間応答を示し、縦軸上側がバルブの閉まり側を表している。また、図９（Ｄ）は、物理モデルに基づく動作モードの判断指標値（実線）と、その閾値（破線）との時間応答を示している。

図９に示したように、加速を指示するアクセルポジションの立ち上がりから過給圧が目標過給圧に到達するまでの期間Ｔ２１において、実施例では、上述した第１比較例と同様に過給圧制御部１１０が物理モデルに基づいて２ステージモードで動作し、高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度を閉め側に維持し続ける。その後、過給圧が目標過給圧に到達して上昇する期間Ｔ２２になると、実施例では、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧が目標過給圧に到達できないと物理モデルから誤認識したことを判断して高圧段ウエストゲートバルブ３２１ｂの開度を全開に変化させ、過給圧制御部１１０に指示して２ステージモードから１ステージモードに切り替えさせる。このような動作モードの切替により過給圧がハードウェアが故障するおそれのある程大きくオーバーシュートすることを回避することができる。このため、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）を比較すれば明らかな通り、例えば製造上の個体差やばらつきなどに起因して、実現象と物理モデルとにずれが生じても、過給圧について、ハードウェアが故障するおそれのある程の大きなオーバーシュートを回避することができる。

以上のように、ＥＣＵ１００ｂでは、２ステージモードで制御している実過給圧が目標過給圧以上である場合には、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧を目標過給圧まで到達できないと物理モデルから誤認識したものとして、２ステージモードから１ステージモードに強制的に切り替え、過給圧が、ハードウェアが故障する虞のある程大きくオーバーシュートすることを回避することができる。つまり、実現象と物理モデルとのずれに対するロバスト性が高く、過給圧が目標過給圧となるように制御することができる。

なお、図７に示した処理のうち、ステップＳ７０２から、ステップＳ７０３乃至ステップＳ７０５を行わずに直接ステップＳ７０６に進んでもよい。特にステップＳ７０３乃至ステップＳ７０４における判断処理を行うことにより、高圧段ターボチャージャー３ａに仕事をさせなければ過給圧を目標過給圧まで到達できないと物理モデルから誤認識したか否かを正確に判断することができ、不要にバルブの開閉が繰り返されたり（バルブのばたつき）、過給圧の応答速度が遅くなったりするなど、制御性が悪くなる事態を防止できる点で好ましい。また、ステップＳ７０５における判断処理を行うことにより、特にハードウェアが故障するおそれのある程の大きなオーバーシュートが発生しやすい動作状態のみ２ステージモードから１ステージモードに切り替えることができ、不要に動作モードが切り替わることで制御性が悪くなる事態、具体的には、バルブのばたつきが発生したり、目標過給圧に対する過給圧の追従性が悪くなる事態を防止できる点で好ましい。

また、ステップＳ７０５を、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうちの少なくとも一方が閾値を超えているか否かを判断する処理に代えてもよい。つまり、エンジン２の回転数および燃料噴射量のうちの少なくとも一方が閾値を超えている場合には、ステップＳ７０６に進んで２ステージモードから１ステージモードに切り替えさせてもよい。

３．その他
実過給圧は、上述した過給圧センサ３１５に限らず、エンジン制御系１に設けられた各種センサの値から推定した値を用いてもよい。

さらに、本発明は、上記の実施形態の機能を実現するエンジン制御用プログラムが記録された非一時的な記録媒体をＥＣＵに提供し、当該ＥＣＵの演算処理装置（ＣＰＵ、ＭＰＵ）に対して、当該記録媒体に記録されたエンジン制御用プログラムを読み出して実行させることによって実現してもよい。

この場合、当該非一時的な記録媒体から読み出されたエンジン制御用プログラムは、上述の実施形態の機能を実現する。したがって、当該エンジン制御用プログラム及びこのプログラムが記録された非一時的な記録媒体も、本発明の一態様である。

当該エンジン制御用プログラムを提供する非一時的な記録媒体は、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどの光ディスク、磁気テープ、不揮発性メモリカード、及びＲＯＭを含む。或いは、当該プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロード可能であってもよい。

典型的な実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、ここに開示する典型的な態様に限定されないことはもちろんである。特許請求の範囲は、このような変更と、同等の構造及び機能とをすべてを含むように最も広く解釈することが可能である。

２ エンジン
３２１ａ 可変ノズルターボバルブ
３２１ｂ 高圧段ウエストゲートバルブ
３２２ａ 低圧段ウエストゲートバルブ
１１０ 過給圧制御部
１３０ａ、１３０ｂ 過給圧状態判断部
１５０ バルブ開度開放部
１６０ 動作ステージ切替部

Claims (10)

1. 内燃機関の排気経路を流れる排気ガスによりタービンを駆動し、該タービンに連結されたコンプレッサによって吸気経路に流れる空気を内燃機関に過給する過給機付き内燃機関の制御装置において、
   前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて、前記排気経路を流れる排気ガス流量を調整する排気流量調整バルブの開度を変化させて、前記内燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御する過給圧制御部と、
   前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断する過給圧状態判断部と、
   前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させるバルブ開度開放部と、を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
2. 前記過給圧状態判断部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧が上昇する上昇速度が閾値を超えているか否かを判断し、
   前記バルブ開度開放部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧の上昇速度が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
3. 前記過給圧状態判断部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えているか否かを判断し、
   前記バルブ開度開放部は、前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えているか否かを判断する内燃機関状態判断部をさらに備え、
   前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上である場合であって、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えている場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関の排気経路を流れる排気ガスにより高圧段タービンを駆動して該高圧段タービンに連結された高圧段コンプレッサにより吸気経路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する高圧段過給機と、前記高圧段タービンよりも下流の排気経路に設けられた低圧段タービンを駆動して該低圧段タービンに連結された低圧段コンプレッサによって前記高圧段コンプレッサよりも上流の吸気通路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する低圧段過給機と、前記高圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた高圧段ウエストゲートバルブと、前記低圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた低圧段ウエストゲートバルブとを有する過給機付き内燃機関の制御装置において、
   前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を全閉に固定して前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させることにより前記高圧段及び低圧段タービンを駆動する２ステージモードと、前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を全開に固定して前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させて前記低圧段タービンを駆動する１ステージモードとのうち、前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて一の動作モードを選択して、前記内
   燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御する過給圧制御部と、
   前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断する過給圧状態判断部と、
   前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせる動作モード切替部と、を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
6. 前記過給圧状態判断部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧が上昇する上昇速度が閾値を超えているか否かを判断し、
   前記動作モード切替部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧の上昇速度が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせることを特徴とする請求項５記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
7. 前記過給圧状態判断部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えているか否かを判断し、
   前記バルブ開度開放部は、前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であり、かつ、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせることを特徴とする請求項５記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
8. 前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えているか否かを判断する内燃機関状態判断部をさらに備え、
   前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上である場合であって、前記内燃機関の回転数および燃料噴射量が閾値を超えている場合には、前記過給圧制御部に指示して、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えさせることを特徴とする請求項５乃至７のうち何れか１項記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
9. 内燃機関の排気経路を流れる排気ガスによりタービンを駆動し、該タービンに連結されたコンプレッサによって吸気経路に流れる空気を内燃機関に過給する過給機付き内燃機関の制御方法において、
   前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて、前記排気経路を流れる排気ガス流量を調整する排気流量調整バルブの開度を変化させて、前記内燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御するステップと、
   前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断するステップと、
   前記排気流量調整バルブの開度が全閉状態で前記実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記排気流量調整バルブの開度を全閉状態から開方向に変化させるステップと、を有することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御方法。
10. 内燃機関の排気経路を流れる排気ガスにより高圧段タービンを駆動して該高圧段タービンに連結された高圧段コンプレッサにより吸気経路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する高圧段過給機と、前記高圧段タービンよりも下流の排気経路に設けられた低圧段タービンを駆動して該低圧段タービンに連結された低圧段コンプレッサによって前記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に流れる空気を前記内燃機関へ過給する低圧段過給機と、前記高圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた高圧段ウエストゲートバルブと、前記低圧段タービンに流れる排気ガスの迂回経路に設けられた低圧段ウエストゲ
    ートバルブとを有する過給機付き内燃機関の制御方法において、
    前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を全閉に固定して前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させることにより前記高圧段及び低圧段タービンを駆動する２ステージモードと、前記高圧段ウエストゲートバルブの開度を全開に固定して前記低圧段ウエストゲートバルブの開度を変化させて前記低圧段タービンを駆動する１ステージモードとのうち、前記過給機付き内燃機関の物理モデルに基づいて一の動作モードを選択して、前記内燃機関に空気を過給する過給圧が目標過給圧になるように制御するステップと、
    前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上であるか否かを判断するステップと、
    前記２ステージモードで制御している実過給圧が前記目標過給圧以上である場合には、前記２ステージモードから前記１ステージモードに切り替えて過給圧が前記目標過給圧となるように制御するステップと、を有することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御方法。

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