JP2017227134A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機付き内燃機関に適用される制御装置であって、目標過給圧に対する過給圧の追従性を向上させる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、二基の過給機を直列に備える内燃機関に適用される。制御装置は、過給系制御部と圧力検出部とを備える。過給系制御部は、圧力検出部によって検出される過給圧が規定値未満であり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）且つ、過給圧が「目標過給圧−α」以上である（Ｓ１０５：ＮＯ）ときには、排気バイパスバルブ（ＥＢＶ）を全閉として排気切換バルブ（ＥＣＶ）の開度を制御することによって過給系を制御する（Ｓ１０６）。一方で、過給系制御部は、過給圧が規定値未満であり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）且つ、過給圧が「目標過給圧−α」未満であるとき（Ｓ１０５：ＹＥＳ）には、排気バイパスバルブ（ＥＢＶ）を全閉とするとともに排気切換バルブ（ＥＣＶ）を全閉とする（Ｓ１０７）。【選択図】図２

Description

本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。

排気タービン式の第１過給機と第２過給機とを有し、第１過給機と第２過給機とが直列に配置された内燃機関が知られている。特許文献１には、こうした内燃機関の制御装置として、機関回転数と負荷との関係に基づいて内燃機関の運転領域を区分して、当該運転領域に対応する制御態様で第１過給機及び第２過給機を制御する制御装置が開示されている。

特開２０１５‐０４５２４８号公報

特許文献１に開示されている内燃機関の制御装置では、機関回転数が所定の値よりも高いときには、２つのタービンのうち、排気上流側に配設されているタービンへの排気の流入量を減らすように排気バイパス弁を開弁するようにしている。この場合、過給圧の上昇が要求されているときであっても、機関回転数が高ければ過給圧の上昇速度が抑制される方向に過給機が制御されることとなる。そのため、例えば、機関回転数が高いものの過給圧がそれほど高くない状況下において加速のためにアクセル踏込量が急激に増大した場合等には、機関回転数が高いがために排気バイパス弁が開弁されてしまい、上記タービンに流入する排気の量が少なくなってしまう。その結果、当該タービンを備える過給機では十分な過給が行われなくなり、過給圧を、要求されている過給圧まで上昇させるのに時間を要することがあった。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、吸気通路に吸気上流から順に第１コンプレッサと第２コンプレッサとが設けられているとともに、排気通路に排気上流から順に第２タービンと第１タービンとが設けられており、前記第１コンプレッサ及び前記第１タービンを有する第１過給機と、前記第２コンプレッサ及び前記第２タービンを有する第２過給機と、が直列に配設されており、前記第２タービンを迂回させて排気を流す排気切換通路と、該排気切換通路を流れる排気の流量を調節する排気切換バルブと、前記第１タービンを迂回させて排気を流す排気バイパス通路と、該排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節する排気バイパスバルブと、が前記排気通路に設けられている内燃機関に適用される。内燃機関の制御装置は、前記排気切換バルブ及び前記排気バイパスバルブを制御する過給系制御部と、燃焼室に流入する空気の圧力を過給圧として検出する圧力検出部と、を備える。前記過給系制御部は、前記圧力検出部によって検出される前記過給圧が規定値未満であり且つ、前記過給圧の制御目標値である目標過給圧から前記過給圧を減算した値が乖離判定値以下であるときには、前記排気バイパスバルブを全閉として前記排気切換バルブの開度を制御する一方で、前記過給圧が前記規定値未満であり且つ、前記目標過給圧から前記過給圧を減算した値が前記乖離判定値よりも大きいときには、前記排気バイパスバルブを全閉とするとともに前記排気切換バルブを全閉とする。

上記構成によれば、過給圧が規定値未満であるときには、過給圧が低いと判断できるため、排気バイパスバルブを全閉とすることで、排気の全量を第１タービンに流入させて第１過給機による過給を行うようにしている。

さらに、目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値以下であれば、排気切換バルブの開度を制御することにより第２過給機が制御される。一方で、目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値よりも大きいときには、排気バイパスバルブを全閉とすることに加えて、さらに排気切換バルブを全閉としている。これによって、排気が排気切換通路を通過することなく第２タービンに全量が流入する。そのため、第２過給機による過給がより積極的に行われる。

このように、過給圧が規定値未満であるときには、積極的に過給が行われるように各過給機が制御される。特に、過給圧が規定値未満であって、さらに目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値よりも大きいとき、換言すれば、過給圧の上昇が要求される状況において、目標過給圧と過給圧との乖離度合いが大きいときには、排気が迂回することなく第１タービン及び第２タービンに流入する。このため、過給圧の上昇速度を抑制することなく過給圧を速やかに上昇させることができる。すなわち、上昇する目標過給圧に対して過給圧を速やかに追従させることができる。

内燃機関の制御装置の一実施形態である制御装置と、当該制御装置の制御対象である内燃機関と、を示す模式図。 同制御装置において、過給系を制御するために実行するルーチンを示すフローチャート。 同制御装置が過給系を制御する際に用いられる乖離判定値と目標過給圧との関係を示す図。 同制御装置が過給系を制御する際のタイミングチャート。

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態である制御装置１０について、図１〜図４を参照して説明する。
図１を用いて、制御装置１０の制御対象である内燃機関２０について説明する。内燃機関２０は、シリンダブロックとシリンダヘッドから構成されている本体２１を備えている。本体２１には、複数の燃焼室が設けられており、各燃焼室には吸気通路３０を通じて空気がそれぞれ導入される。また、各燃焼室では、燃料噴射弁から噴射された燃料及び空気がそれぞれ燃焼される。そして、各燃焼室内で生じた排気が排気通路４０に排出される。このような内燃機関２０には、排気を利用して駆動する第１過給機５０と第２過給機６０とが直列に配設されている。

第１過給機５０は、第１タービン５２と、第１タービン５２の回転に伴って駆動される第１コンプレッサ５１とを備えている。第２過給機６０は、第２タービン６２と、第２タービン６２の回転に伴って駆動される第２コンプレッサ６１とを備えている。第１コンプレッサ５１は、吸気通路３０において第２コンプレッサ６１よりも上流側に配設されている。また、第１タービン５２は、排気通路４０において第２タービン６２よりも下流側に配設されている。なお、第１過給機５０は、第２過給機６０よりも大容量の過給機である。

吸気通路３０には、第２コンプレッサ６１を迂回する吸気切換通路３１が設けられている。さらに、吸気通路３０には、吸気切換通路３１を流れる空気の流量を調整すべく開閉する吸気切換バルブ３２（以下、「ＡＣＶ３２」という）が設けられている。ＡＣＶ３２の開度は、電動アクチュエータによって調節される。ＡＣＶ３２が全閉しているとき、すなわちＡＣＶ３２の開度が「０」であるときには、第１コンプレッサ５１を通過した空気が第２コンプレッサ６１に全て流入する。一方、ＡＣＶ３２が開いているときには、第１コンプレッサ５１を通過した空気が吸気切換通路３１を通過して吸気通路３０における第２コンプレッサ６１よりも下流側の部分に流入する。すなわち、ＡＣＶ３２の開度を調節することで、第２コンプレッサ６１に流入する空気の流量と、吸気切換通路３１を通過して第２コンプレッサ６１を迂回する空気の流量との割合を調節することができる。

本体２１のシリンダヘッドには、吸気通路３０内の空気を分配して各燃焼室に導入するインテークマニホールド３４が接続されている。このインテークマニホールド３４は、吸気通路３０の構成要素の一つである。そして、吸気通路３０における第２コンプレッサ６１とインテークマニホールド３４との間には、空気を冷却するインタークーラ３３が設けられている。

本体２１のシリンダヘッドには、各燃焼室から排出された排気を集合させるエキゾーストマニホールド４１が接続されている。このエキゾーストマニホールド４１は、排気通路４０の構成要素の一つである。そして、エキゾーストマニホールド４１を介して集合した排気が排気通路４０を通じて排出される。

排気通路４０におけるエキゾーストマニホールド４１よりも下流側には、第２過給機６０の第２タービン６２が配設されている。また、排気通路４０には、第２タービン６２を迂回する排気切換通路４２が設けられている。さらに、排気通路４０には、排気切換通路４２を流れる排気の量を調整すべく開閉する排気切換バルブ４３（以下、「ＥＣＶ４３」という）が設けられており、ＥＣＶ４３の開度は、電動アクチュエータによって調節される。そして、ＥＣＶ４３が全閉しているとき、すなわちＥＣＶ４３の開度が「０」であるときには、エキゾーストマニホールド４１を通過した排気が第２タービン６２に全て流入する。一方、ＥＣＶ４３が開いているときには、エキゾーストマニホールド４１を通過した排気が排気切換通路４２を通過して排気通路４０における第２タービン６２よりも下流側の部分に流入する。すなわち、ＥＣＶ４３の開度を調節することで、第２タービン６２に流入する排気の流量と、排気切換通路４２を通過して第２タービン６２を迂回する排気の流量との割合を調節することができる。

排気通路４０において第２タービン６２よりも下流側には、第１タービン５２を迂回する排気バイパス通路４４が設けられている。さらに排気通路４０には、排気バイパス通路４４を流れる排気の量を調整すべく開閉する排気バイパスバルブ４５（以下、「ＥＢＶ４５」という）が設けられており、ＥＢＶ４５の開度は電動アクチュエータによって制御される。ＥＢＶ４５が全閉しているとき、すなわちＥＢＶ４５の開度が「０」であるときには、第１タービン５２よりも上流側から流れてきた排気が第１タービン５２に全て流入する。一方、ＥＢＶ４５が開いているときには、排気通路４０における第１タービン５２よりも上流側から流れてきた排気が、排気バイパス通路４４を通過して排気通路４０における第１タービン５２よりも下流側の部分に流入する。すなわち、ＥＢＶ４５の開度を調節することで、第１タービン５２に流入する排気の流量と、排気バイパス通路４４を通過して第１タービン５２を迂回する排気の流量との割合を調節することができる。

内燃機関２０では、上記説明した第１過給機５０及び第２過給機６０、吸気切換通路３１及びＡＣＶ３２、排気切換通路４２及びＥＣＶ４３、並びに排気バイパス通路４４及びＥＢＶ４５によって、空気を過給する過給系が構成されている。

また、内燃機関２０は、内燃機関２０の運転状態を検出する各種センサを備えている。各種センサは、制御装置１０と接続されており、各種センサの検出信号は制御装置１０に入力される。このような各種センサとしては、内燃機関２０の出力軸の回転数を検出する機関回転数センサ９１と、過給系によって過給された空気の圧力である過給圧を検出する過給圧センサ９２と、吸入空気量を検出するエアフロメータ９３と、ＥＣＶ４３の開度を検出するＥＣＶ開度センサ９４とを挙げることができる。

さらに、制御装置１０には、制御装置１０及び内燃機関２０が搭載される車両に設けられているアクセル開度センサ９５からの検出信号が入力される。アクセル開度センサ９５は、アクセルペダルの踏込量を検出する。制御装置１０は、アクセル開度センサ９５からの検出信号に基づいて燃料噴射量Ｑを演算するとともに、燃料噴射量Ｑに基づく燃料噴射を実行するように内燃機関２０を制御する。

制御装置１０は、内燃機関２０の運転状態に応じて第１過給機５０と第２過給機６０の作動状態を切り換えることで過給圧を制御する過給系制御部１１を備えている。さらに、制御装置１０は、過給圧センサ９２からの検出信号に基づいて過給圧を算出する圧力検出部１２を備えている。

次に、制御装置１０の過給系制御部１１が行う過給系の制御について説明する。
過給系制御部１１は、機関回転数センサ９１によって検出される機関回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとに基づいて、過給圧の制御目標値としての目標過給圧を設定する。過給系制御部１１は、圧力検出部１２によって算出された過給圧を当該目標過給圧に近づけるために、ＡＣＶ３２とＥＣＶ４３とＥＢＶ４５の目標開度を演算する。そして過給系制御部１１は、ＡＣＶ３２とＥＣＶ４３とＥＢＶ４５について、各バルブ３２，４３，４５の開度が目標開度となるように、各バルブ３２，４３，４５の電動アクチュエータの駆動を個別に制御する。つまり、過給系制御部１１は、ＡＣＶ３２、ＥＣＶ４３、ＥＢＶ４５を制御することで第１過給機５０及び第２過給機６０の作動状態を切り換えている。

各バルブ３２，４３，４５の開度制御としては、バルブの開度を「０」にする全閉操作と、バルブの開度を最大にする全開操作と、過給系制御部１１に予め記憶されているベース開度に基づいてバルブを制御するベース開度制御がある。ベース開度は、機関回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとの関係に対応する開度として、開度「０」から最大までの範囲が設定されている。さらに、開度制御としては、過給圧の値をフィードバックしてバルブの開度を設定し、バルブの開度を制御するフィードバック制御（以下、「Ｆ／Ｂ制御」という）がある。過給系制御部１１は、内燃機関２０の運転状態に応じて、各バルブ３２，４３，４５に対する開度制御を切り換える。

図２を参照して、過給系制御部１１が行う処理を説明する。本処理は、所定の周期毎に繰り返し実行されるルーチンである。
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１において、過給系制御部１１は、圧力検出部１２によって算出された過給圧が規定値未満であるか否かを判定する。過給圧が規定値以上であるとき（Ｓ１０１：ＮＯ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０２に進める。

ステップＳ１０２では、過給系制御部１１は、ＥＣＶ開度センサ９４からの検出信号に基づいて検出されるＥＣＶ４３の開度が、ＥＣＶ開度閾値未満であるか否かを判定する。ＥＣＶ４３の開度がＥＣＶ開度閾値以上であるとき（Ｓ１０２：ＮＯ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０３に進める。ステップＳ１０３では、過給系制御部１１は、ＥＣＶ４３の全開操作を行い、ＥＢＶ４５のＦ／Ｂ制御を行い、ＡＣＶ３２の全開操作を行う。そして、過給系制御部１１は、本ルーチンを終了する。

一方、ＥＣＶ４３の開度がＥＣＶ開度閾値未満であるとき（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０４に進める。ステップＳ１０４では、過給系制御部１１は、ＥＣＶ４３のＦ／Ｂ制御を行い、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作を行う。そして、過給系制御部１１は、本ルーチンを終了する。

なお、規定値とは、過給圧を目標過給圧に追従させるためにＥＣＶ４３の開度制御としてＦ／Ｂ制御を行うか否かの判断基準として設定した値である。また、ＥＣＶ４３の開度がある程度大きくなると、開度をさらに大きくしても、過給圧がほとんど変化しなくなることがある。そこで、本実施形態では、過給圧を変化させることができない程度にＥＣＶ４３の開度が大きくなったか否かの判断基準として、ＥＣＶ開度閾値が設定されている。このため、過給圧が規定値以上であって（Ｓ１０１：ＮＯ）、ＥＣＶ４３の開度がＥＣＶ開度閾値以上であるとき（Ｓ１０２：ＮＯ）に実行されるステップＳ１０３の処理では、過給系制御部１１はＥＣＶ４３のＦ／Ｂ制御を行わず、ＥＣＶ４３の開度を最大にする。

一方、ステップＳ１０１において、過給圧が規定値未満であるとき（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０５に進める。
ステップＳ１０５では、過給系制御部１１は、圧力検出部１２によって算出された過給圧が、目標過給圧から乖離判定値αを減算した値未満であるか否かを判定する。以降では、「目標過給圧から乖離判定値αを減算した値」のことを「目標過給圧−α」と記載することもある。そして、過給圧が「目標過給圧−α」以上であるとき（Ｓ１０５：ＮＯ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０６に進める。ステップＳ１０６では、過給系制御部１１は、ＥＣＶ４３のベース開度制御を行い、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作を行う。そして、過給系制御部１１は、本ルーチンを終了する。

一方、過給圧が「目標過給圧−α」未満であるとき（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、過給系制御部１１は、処理をステップＳ１０７に進める。ステップＳ１０７では、過給系制御部１１は、ＥＣＶ４３とＥＢＶ４５とＡＣＶ３２との全閉操作を行う。そして、過給系制御部１１は、本ルーチンを終了する。

ここで、乖離判定値αとは、目標過給圧と過給圧との乖離度合いを示す指標である。すなわち、過給圧が「目標過給圧−α」以上である場合には、過給圧と目標過給圧とが大きく乖離していると判定することができる。このように判定できるということは、過給圧が大幅に不足していることを意味する。また、目標過給圧が大きい場合、目標過給圧と過給圧とのずれが、機関運転に影響を与えやすい。すなわち、目標過給圧が大きいほど、目標過給圧と過給圧との乖離は許容されない。そのため、本実施形態では、このような点を考慮して、乖離判定値αを目標過給圧に応じて可変させるようにしている。

具体的には、図３に示すように、目標過給圧が所定の値Ｐ１未満であるときには、目標過給圧が小さいと判断できるため、乖離判定値αは、比較的大きな値で保持される。一方、目標過給圧が所定の値Ｐ１以上であるときには、目標過給圧が大きいほど、乖離判定値αは小さい値に設定される。そして、目標過給圧が所定の値Ｐ２以上であるときには、乖離判定値αは「０」に設定される。

なお、ステップＳ１０５において、目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値α以下であるか否かを判定することによって、過給圧が目標過給圧から乖離しているか否かを判定することもできる。すなわち、目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値α以下であれば、目標過給圧と過給圧との乖離度合いが小さく、目標過給圧と過給圧とが乖離していないと判定することができる。目標過給圧から過給圧を減算した値が乖離判定値αよりも大きければ、目標過給圧と過給圧との乖離度合いが大きく、目標過給圧と過給圧とが乖離していると判定することができる。

次に、本実施形態にかかる制御装置１０の作用について説明する。なお、図４での説明において、目標過給圧を「目標過給圧ＸＴ」とし、過給圧センサ９２によって検出される過給圧を「過給圧Ｘ」として説明する。

図４では、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度が上昇している。そして、タイミングｔ１以降では、アクセル開度が一定値で保持されている。すると、タイミングｔ１においてアクセル開度が上昇したことに伴って、一点鎖線で示す目標過給圧ＸＴが大きくなる。タイミングｔ１では、実線で示す過給圧Ｘが規定値未満であり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、過給圧Ｘが二点鎖線で示す「目標過給圧ＸＴ−α」以上である（Ｓ１０５：ＮＯ）。このため、ＥＣＶ４３のベース開度制御が行われ、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作が行われる（Ｓ１０６）。この場合、第１過給機５０は積極的に過給を行うこととなる。このような過給系による過給の効果は、アクセルペダルの踏み込み操作の開始に伴う目標過給圧ＸＴの増大に対して少し遅れて表れる。すなわち、図４に示す例では、タイミングｔ２とタイミングｔ３との間の時期から、過給圧Ｘが上昇している。

そして、未だ過給圧Ｘが上昇していないタイミングｔ２で、目標過給圧ＸＴの上昇に起因して「目標過給圧ＸＴ−α」が過給圧Ｘ以上になる（Ｓ１０５：ＹＥＳ）。このため、タイミングｔ２以降では、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２だけではなく、ＥＣＶ４３に対しても全閉操作が行われるようになる（Ｓ１０７）。その結果、第１過給機５０及び第２過給機６０の双方を積極的に駆動させることができる。すなわち、過給系による過給効率を現時点における最大とすることができる。これにより、タイミングｔ３あたりで示されるように、過給圧Ｘが急上昇するようになる。

ここで、タイミングｔ３以前では、目標過給圧ＸＴが所定の値Ｐ１未満であるため、乖離判定値αは一定値で保持されている。そのため、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間では、「目標過給圧ＸＴ−α」の増加勾配は、目標過給圧ＸＴの増加勾配と同等である。しかし、タイミングｔ３に達すると、目標過給圧ＸＴが所定の値Ｐ１と等しくなる。そして、タイミングｔ３以降でも目標過給圧ＸＴが上昇しているため、乖離判定値αが徐々に小さくなる。このように乖離判定値αが徐々に減少している期間（図４に示す例では、タイミングｔ３からタイミングｔ７までの期間）においては、「目標過給圧ＸＴ−α」の増加勾配が、目標過給圧ＸＴの増加勾配よりも大きくなる。

また、このようにＥＣＶ４３、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作が行われていると、過給圧Ｘの増加勾配が目標過給圧ＸＴの増加勾配よりも大きくなる。そして、タイミングｔ４を過ぎると、過給圧Ｘが「目標過給圧ＸＴ−α」以上になる（Ｓ１０５：ＮＯ）。そのため、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作が依然として行われているものの、ＥＣＶ４３に対してはベース開度制御が行われるようになる（Ｓ１０６）。すなわち、第２過給機６０による過給効率が、タイミングｔ４以前よりも低下する。その結果、タイミングｔ４以降の過給圧Ｘの増加勾配が、タイミングｔ４以前の増加勾配よりも小さくなる。

そして、タイミングｔ５に達すると、さらに上昇した過給圧Ｘが規定値以上となる（Ｓ１０１：ＮＯ）。このタイミングｔ５では、ＥＣＶ４３の開度がＥＣＶ開度閾値未満である（Ｓ１０２：ＹＥＳ）ため、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉操作が行われ、ＥＣＶ４３のＦ／Ｂ制御が行われるようになる（Ｓ１０４）。すなわち、第２過給機６０の駆動を制御することにより、過給圧Ｘの調節が行われるようになる。

そして、このようにＦ／Ｂ制御が行われているＥＣＶ４３の開度が大きくなり、タイミングｔ６でＥＣＶ４３の開度がＥＣＶ開度閾値に達すると（Ｓ１０２：ＮＯ）、ＥＣＶ４３及びＡＣＶ３２の全開操作が行われ、ＥＢＶ４５のＦ／Ｂ制御が行われるようになる（Ｓ１０３）。タイミングｔ６では、過給圧Ｘが目標過給圧ＸＴにかなり近づいているとともに、ＥＣＶ４３の開度を調整して第２過給機６０の駆動を制御しても、過給圧Ｘの調節が行いにくい。そのため、ＥＣＶ４３及びＡＣＶ３２の双方を全開とし、第２過給機６０の過給効率を低くしている。また、このように第２過給機６０の過給効率を低くしているときには、ＥＢＶ４５の開度をＦ／Ｂ制御することで、過給圧Ｘが目標過給圧ＸＴに追随するようになる。

本実施形態にかかる制御装置１０によれば、以下の効果が得られる。
（１）過給圧Ｘが規定値未満であれば、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２を全閉することにより、排気の全量が第１タービン５２に流入し、且つ第１過給機５０によって過給された空気の全量が第２コンプレッサ６１に流入するようになる。これによって、過給圧Ｘが規定値未満であるとき、換言すれば過給圧Ｘが低いときには、第２過給機６０による過給が積極的に行われるようになる。このように過給圧Ｘが低いときに、小容量の過給機である第２過給機６０を積極的に用いることによって、過給圧Ｘを速やかに上昇させることができる。

（２）過給圧Ｘが規定値未満であって且つ、過給圧Ｘが「目標過給圧ＸＴ−α」未満であるとき、過給系を構成する全てのバルブ３２，４３，４５が全閉となる。これによって、第１タービン５２及び第２タービン６２には、排気の全量が流入する。さらに、空気の全量が第２コンプレッサ６１に流入する。これによって、過給圧Ｘが規定値未満であって且つ過給圧Ｘが「目標過給圧ＸＴ−α」未満であるとき、換言すれば過給圧Ｘの上昇が要求される状況において、目標過給圧ＸＴと過給圧Ｘとの乖離度合いが大きいときには、第２過給機６０による過給がより積極的に行われる。すなわち、過給圧Ｘの上昇速度を抑制することなく過給圧Ｘを速やかに上昇させることができる。

（３）全てのバルブ３２，４３，４５を全閉とすることで、過給圧Ｘが急上昇して過給圧Ｘが「目標過給圧ＸＴ−α」以上になると、ＥＢＶ４５及びＡＣＶ３２の全閉は維持されるものの、ＥＣＶ４３のベース開度制御が行われるようになる。すなわち、第２過給機６０の過給効率が、ＥＣＶ４３が全閉であったときよりも低下するようになる。そのため、過給圧Ｘの急上昇が継続されているときと比較して、過給圧Ｘが目標過給圧ＸＴよりも一気に大きくなることが抑制される。したがって、過給圧Ｘを目標過給圧ＸＴに追随させやすくなる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・制御装置１０が適用される内燃機関２０は、排気通路４０内の排気を吸気通路３０に還流させるＥＧＲ機構を有していてもよい。

・ステップＳ１０２の処理では、ＥＣＶ開度センサ９４からの検出信号に基づいて検出するＥＣＶ４３の開度ではなく、ステップＳ１０２の判定を行う時点で過給系制御部１１によって設定されているＥＣＶ４３の開度の制御目標値を用いてもよい。

・上記実施形態では、過給圧センサ９２からの検出信号に基づいて圧力検出部１２が過給圧を検出する構成を例示した。圧力検出部１２は、例えば、エアフロメータ９３によって検出される吸入空気量と過給系の制御態様とに基づいて、過給圧を推定することもできる。

・目標過給圧と過給圧との乖離度合いを示す指標である乖離判定値αは、図３に示した例では、目標過給圧が所定の値Ｐ２以上のときには「０」とした。つまり、乖離判定値αの最小値を「０」とした。しかし、これに限らず、乖離判定値αの最小値、すなわち目標過給圧が所定の値Ｐ２以上であるときの乖離判定値αを、「０」より大きい値としてもよい。

・図３に示した例では、目標過給圧が所定の値Ｐ１未満の領域では乖離判定値αを一定の値としたが、目標過給圧が所定の値Ｐ１未満の領域でも、目標過給圧が大きいほど乖離判定値αが大きくなるようにしてもよい。

・上記実施形態では、乖離判定値αを、目標過給圧に応じて変化する値として設定したが、これに限らず、乖離判定値αを、目標過給圧以外の検出値に基づいて設定することもできる。

例えば、アクセル開度の大きさから乖離判定値αを演算することができる。アクセル開度の大きさは、加速の要求度合いや、過給圧の要求度合いということもできる。すなわち、アクセル開度が大きいときほど加速や過給圧がより要求されるため、アクセル開度が大きいときには目標過給圧と過給圧との乖離が大きいことは好ましくない。したがって、アクセル開度が大きいほど小さくなるように乖離判定値αを設定すれば、当該乖離判定値αを、目標過給圧と過給圧との乖離度合いの指標として採用することができる。

また、アクセル開度に基づいて演算される燃料噴射量Ｑから乖離判定値αを演算することもできる。
・乖離判定値αを一定値に固定し、目標過給圧と過給圧との乖離度合いの指標としてもよい。乖離判定値αを実験等に基づいた値を設定しておけば、乖離判定値αを都度演算する必要が無くなるため、制御装置１０にかかる演算負荷を軽減することができる。

・上記実施形態では、ＡＣＶ３２の開度制御について、全開操作又は全閉操作を行うように構成した。ＡＣＶ３２についても、ＥＣＶ４３やＥＢＶ４５と同様に、ベース開度制御やＦ／Ｂ制御によって開度制御を行ってもよい。ただし、ＡＣＶ３２の開度が大きいほど第２コンプレッサ６１に流入する空気の量が減少するため、過給圧の上昇が抑制される。したがって、目標過給圧と過給圧との乖離が大きいときにはＡＣＶ３２の全閉操作を行うことが好ましい。

・過給系のバルブ開度制御に関して、ベース開度制御は必須の構成ではない。すなわち、ベース開度制御に替わってＦ／Ｂ制御を行うこともできる。

１０…制御装置、１１…過給系制御部、１２…圧力検出部、２０…内燃機関、２１…本体、３０…吸気通路、３１…吸気切換通路、３２…吸気切換バルブ（ＡＣＶ）、３３…インタークーラ、３４…インテークマニホールド、４０…排気通路、４１…エキゾーストマニホールド、４２…排気切換通路、４３…排気切換バルブ（ＥＣＶ）、４４…排気バイパス通路、４５…排気バイパスバルブ（ＥＢＶ）、５０…第１過給機、５１…第１コンプレッサ、５２…第１タービン、６０…第２過給機、６１…第２コンプレッサ、６２…第２タービン、９１…機関回転数センサ、９２…過給圧センサ、９３…エアフロメータ、９４…ＥＣＶ開度センサ、９５…アクセル開度センサ。

Claims (1)

1. 吸気通路に吸気上流から順に第１コンプレッサと第２コンプレッサとが設けられているとともに、排気通路に排気上流から順に第２タービンと第１タービンとが設けられており、前記第１コンプレッサ及び前記第１タービンを有する第１過給機と、前記第２コンプレッサ及び前記第２タービンを有する第２過給機と、が直列に配設されており、前記第２タービンを迂回させて排気を流す排気切換通路と、該排気切換通路を流れる排気の流量を調節する排気切換バルブと、前記第１タービンを迂回させて排気を流す排気バイパス通路と、該排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節する排気バイパスバルブと、が前記排気通路に設けられている内燃機関に適用され、
   前記排気切換バルブ及び前記排気バイパスバルブを制御する過給系制御部と、燃焼室に流入する空気の圧力を過給圧として検出する圧力検出部と、を備える内燃機関の制御装置であって、
   前記過給系制御部は、前記圧力検出部によって検出される前記過給圧が規定値未満であり且つ、前記過給圧の制御目標値である目標過給圧から前記過給圧を減算した値が乖離判定値以下であるときには、前記排気バイパスバルブを全閉として前記排気切換バルブの開度を制御する一方で、前記過給圧が前記規定値未満であり且つ、前記目標過給圧から前記過給圧を減算した値が前記乖離判定値よりも大きいときには、前記排気バイパスバルブを全閉とするとともに前記排気切換バルブを全閉とする内燃機関の制御装置。

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