JP2022094005A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ弁の開度調整を行う際の失火やドラビリ悪化を抑制することを課題とする。【解決手段】内燃機関の制御装置は、排気通路に配置されたタービンの上流側に一端が接続され、吸気通路に他端が接続されたＥＧＲ通路を備えた内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲ通路の一端が接続された位置における排気圧の推定値を取得する推定値取得部と、前記ＥＧＲ通路の開通状態を変更するＥＧＲ弁の開度を前記推定値取得部によって取得された前記推定値に基づいて指示する開度指示部と、前記内燃機関が前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であるか否かを判定する誤差発生判定部と、前記誤差発生判定部が、前記内燃機関は前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であると判定した場合に、前記開度指示部によって指示される前記ＥＧＲ弁の開度にかかわらず、前記ＥＧＲ弁を閉弁する閉弁制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

ターボ過給機とＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation；排気ガス再循環）装置を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関において、ノックの発生を抑制することを目的として点火時期遅角が行われることがある。点火時期遅角が行われると、排気圧が上昇し、排気圧と過給圧との差圧が変化してＥＧＲガス量が増加することがある。ＥＧＲガス量が過大に増加すると燃焼の悪化を招き、トルク変動を起こす。このような現象を抑制するため、ＥＧＲ弁が開いている状態で点火時期遅角を行う場合に、予め、ＥＧＲ弁を閉側に操作し、続いて、排気圧と過給圧との差に応じてＥＧＲ弁の開度を調整することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにＥＧＲ弁の開度を調節するとき、排気圧の値が参照されるが、内燃機関によっては、排気圧センサを装備していない場合もある。

この場合、内燃機関が備える他のセンサ等から取得した各種パラメータに基づいて排気圧の推定値を取得し、これをＥＧＲ弁の開度の調節に用いる。従来、このような排気圧の推定値を取得する提案もされている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示された内燃機関の制御装置は、ターボ過給機を備えた内燃機関に適用することができ、排気圧、すなわち、ターボ過給機が備えるタービンの上流側の圧力の推定値を得ることができる。

特開２０１０－２６１４２０号公報 特開２０１８－１１９４６９号公報

上述のように、ＥＧＲ弁の開度の制御に排気圧の推定値を用いることができる。そして、その推定値が適切であれば、ＥＧＲガス量の増加を抑制し、失火の発生、ドライバビリティ（以下、単に「ドラビリ」という）の悪化を回避することができる。しかしながら、排気圧の推定精度が低く、例えば、推定値が実際の排気圧よりも低かった場合には、ＥＧＲ弁が開弁状態に維持されることがある。この結果、従来の提案では、ＥＧＲガス量が過多となり、失火、ドラビリの悪化を招く可能性がある。

そこで、本明細書開示の内燃機関の制御装置は、ＥＧＲ弁の開度調整を行う際の失火やドラビリ悪化を抑制することを課題とする。

本明細書開示の内燃機関の制御装置は、排気通路に配置されたタービンの上流側に一端が接続され、吸気通路に他端が接続されたＥＧＲ通路を備えた内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲ通路の一端が接続された位置における排気圧の推定値を取得する推定値取得部と、前記ＥＧＲ通路の開通状態を変更するＥＧＲ弁の開度を前記推定値取得部によって取得された前記推定値に基づいて指示する開度指示部と、前記内燃機関が前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であるか否かを判定する誤差発生判定部と、前記誤差発生判定部が前記内燃機関は前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であると判定した場合に、前記開度指示部によって指示される前記ＥＧＲ弁の開度にかかわらず、前記ＥＧＲ弁を閉弁する閉弁制御部と、を備える。

本明細書に開示された内燃機関の制御装置は、ＥＧＲ弁の開度調整を行う際の失火やドラビリ悪化を抑制することができる。

図１は第１実施形態の内燃機関の制御装置を備えたエンジンシステムを示す模式図である。 図２は第１実施形態の内燃機関の運転状態の領域を例示する図である。 図３は第１実施形態のエンジンシステムが備えるＥＣＵが実行する制御を例示するフローチャートである。 図４は第２実施形態における制御を例示するフローチャートである。 図５は第３実施形態における制御を例示するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

（第１実施形態）
[エンジンシステムの構成]
まず、図１を参照して、実施形態のエンジンシステム１００の概略構成について説明する。エンジンシステム１００は、ガソリンを燃料とする内燃機関１と制御装置を有する。制御装置は、エアフロメータ１３、インマニ圧センサ１９、ＥＧＲ弁３１、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０、アクチュエータ６２、アクセルペダル開度センサ７０、ギアポジションセンサ７１等を含む。内燃機関１は、ターボ過給機１４とＥＧＲ通路３０を備えている。なお、内燃機関１は、ガソリンに替えて、エタノールや天然ガス等の従来公知のガソリン代替燃料を用いることができる。また、内燃機関は、ディーゼル機関であってもよい。

内燃機関１は、シリンダブロック内に複数のシリンダ２を備える（図１では１つのシリンダ２のみを図示）。各シリンダ２内には、ピストン３が摺動可能に収容されており、ピストン３は、シリンダブロックの上側に配置されたシリンダヘッドとの間に燃焼室２ａを形成している。ピストン３は、コンロッド４を介してクランクシャフト５と接続されている。燃焼室２ａには、筒内に燃料を噴射するインジェクタ６と点火プラグ７が設けられている。インジェクタ６から噴射された燃料は、燃焼室２ａ内で混合気とされ、点火プラグ７によって点火される。点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン３を押し下げる。押し下げられたピストン３は、その爆発力を、コンロッド４を介してクランクシャフト５に伝達し、クランクシャフト５を回転させる。なお、インジェクタ６は、燃焼室２ａ近傍の吸気管１０に設けるようにしてもよい。

内燃機関１には、燃焼室２ａに臨むように吸気ポート８と排気ポート９が設けられており、吸気ポート８には、吸気通路を形成する吸気管１０が接続され、排気ポート９には排気通路を形成する排気管１１が接続されている。

吸気管１０には、吸気の流れの上流側から順にエアクリーナ１２、エアフロメータ１３、ターボ過給機１４のコンプレッサ１４ａ、インタークーラ１５、過給圧センサ１６、スロットル弁１７及び吸気マニホールド１８が設けられている。スロットル弁１７には、スロットル開度センサ１７ａが設けられている。エアフロメータ１３は、吸気管１０内を流れる空気の量を検出する。過給圧センサ１６は、燃焼室２ａ内に送り込まれる空気の圧力（吸気圧）を検出する。吸気圧は、燃焼室２ａ内に送り込まれる空気の量を正確に算出したり、燃料噴射量を算出したりするために用いられる。スロットル弁１７は、燃焼室２ａ内へ送り込まれる空気の量を調整する。スロットル開度センサ１７ａはスロットル弁１７の開度を検出する。吸気管１０には、コンプレッサ１４ａをバイパスする吸気バイパス通路５０が設けられている。吸気バイパス通路５０には、吸気バイパス通路５０の開閉を行うエアバイパスバルブ（以下、「ＡＢＶ」という）５１が設けられている。ＡＢＶ５１は、過給圧が高すぎる場合に開弁し、吸気を逃がす。

吸気管１０は、吸気マニホールド１８で分岐され、各気筒の吸気ポート８に接続されている。吸気マニホールド１８には、インマニ圧センサ１９が設けられている。インマニ圧センサ１９は、吸気マニホールド１８内の圧力、すなわち、燃焼室２ａ内の直前の吸気の圧力（インマニ圧Ｐｉｍ）を検出する。

排気管１１には、排気の流れの上流側から順に排気マニホールド２０、ターボ過給機１４のタービン１４ｂ、触媒２１が設けられている。タービン１４ｂは、コンプレッサ１４ａと回転軸によって接続されており、排気ポート９を通じて燃焼室２ａから排出されたガスによって回転する。タービン１４ｂが回転することでコンプレッサ１４ａが回転し、吸気を過給する。触媒２１は、排気を浄化する。排気管１１には、タービン１４ｂをバイパスする排気バイパス通路６０が設けられている。排気バイパス通路６０には、排気バイパス通路６０の開閉を行うウエストゲートバルブ（以下、「ＷＧＶ」という）６１が設けられている。ＷＧＶ６１は負圧を発生させるバキュームポンプ６３と接続されたアクチュエータ６２によって開閉駆動される。ＷＧＶ６１は、ターボ過給機１４による過給圧を調節する。具体的に、ＷＧＶ６１は、過給が求められるときに閉弁して排気バイパス通路６０を閉じ、排気をタービン１４ｂへ導く。

内燃機関１は、吸気ポート８を開閉する吸気弁２３と、排気ポート９を開閉する排気弁２４を備えている。吸気弁２３及び排気弁２４は、クランクシャフト５と駆動連結された図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの回転に伴って開閉動作する。これにより、吸気弁２３及び排気弁２４は、クランクシャフト５の回転に同期し、各ピストン３の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。内燃機関１は、吸気弁２３の開閉時期であるバルブタイミングを可変設定する可変動弁機構である吸気ＶＶＴ機構２５と、排気弁２４の開閉時期であるバルブタイミングを可変設定する可変動弁機構である排気ＶＶＴ機構２６を備える。

内燃機関１は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路３０を備える。ＥＧＲ通路３０の一端は、排気マニホールド２０、すなわち、排気通路を形成する排気管１１に配置されたタービン１４ｂの上流側に接続されている。また、ＥＧＲ通路３０の他端は、吸気通路の一部である吸気マニホールド１８に接続されている。ＥＧＲ通路３０には、排気マニホールド２０に近い側にＥＧＲ弁３１が設けられている。ＥＧＲ弁３１は、ＥＧＲ通路３０に流入するＥＧＲガス量を調節する。つまり、ＥＧＲ通路３０は、ＥＧＲ弁３１によって開通状態と閉鎖状態とが切り替えられる。ＥＧＲ弁３１には、そのリフト量を検出するリフトセンサ３１ａが設けられており、リフトセンサ３１ａの検出値に基づいて、ＥＧＲ弁３１の開閉状態、ひいては、ＥＧＲ通路３０が開通しているか否かを判定することができる。ＥＧＲ通路３０には、ＥＧＲ弁３１よりも吸気マニホールド１８に近い側にＥＧＲクーラ３２が配設されている。ＥＧＲクーラ３２は、ＥＧＲ通路３０を通過するＥＧＲガスを冷却する。

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより内燃機関１を制御する。ＥＣＵ４０は、エアフロメータ１３、過給圧センサ１６、スロットル開度センサ１７ａ、インマニ圧センサ１９及びリフトセンサ３１ａと電気的に接続され、これらのセンサ類から信号を受信する。また、ＥＣＵ４０は、スロットル弁１７、吸気ＶＶＴ機構２５、排気ＶＶＴ機構２６、ＥＧＲ弁３１及びアクチュエータ６２と電気的に接続され、これらに対して信号を送信し、これらの動作を制御する。ＥＣＵ４０には、これら以外にもエンジンシステム１００を制御するための各種センサ類が電気的に接続されている。例えば、ＥＣＵ４０は、アクセルペダル開度センサ７０やギアポジションセンサ７１と電気的に接続されており、これらから信号を受信する。ＥＣＵ４０は、これらの各種センサ類によって取得された信号に基づき、ＥＧＲ弁３１の制御をはじめ、エンジンシステム１００に含まれる各部の制御を行うが、ここではＥＧＲ弁３１に関する制御についてのみ説明する。

ＥＣＵ４０は、推定値取得部、開度指示部、誤差発生判定部及び閉弁制御部として機能する。推定値取得部として機能するＥＣＵ４０は、ＥＧＲ通路３０の一端が接続された位置における排気圧、具体的に、排気マニホールド２０内の圧力であり、排気ポート９からタービン１４ｂの前側までの領域の圧力（タービン前側排気圧Ｐ４）の推定値を取得する。開度指示部として機能するＥＣＵ４０は、ＥＧＲ通路３０の開通状態を変更するＥＧＲ弁３１の開度を推定値取得部によって取得された推定値に基づいて指示する。誤差発生判定部として機能するＥＣＵ４０は、内燃機関１が、推定値に誤差を生じさせる運転状態であるか否かを判定する。閉弁制御部として機能するＥＣＵ４０は、誤差発生判定部が、実排気圧に対する推定値の誤差が許容範囲を超えると判定した場合に、開度指示部によって指示されるＥＧＲ弁３１の開度にかかわらず、ＥＧＲ弁を閉弁する。

[ＥＧＲ弁の通常制御]
つぎに、エンジンシステム１００において行われるＥＧＲ弁３１の通常制御について説明する。ＥＣＵ４０は、タービン前側排気圧Ｐ４とインマニ圧Ｐｉｍとの差圧に基づいてＥＧＲ弁３１の開閉制御を行う。ここで、本実施形態の内燃機関１は、タービン前側排気圧Ｐ４を計測するためのエキマニ圧センサを備えていない。これは、高温の排気ガスが流れる環境下において、圧力センサが高い応答性を維持することが困難であることを考慮したものである。このため、本実施形態では、推定値取得部としてのＥＣＵ４０によって、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値を取得する。本実施形態において推定値としてのタービン前側排気圧Ｐ４は、以下の式（１）に基づいて算出する。なお、式（１）は、ベルヌーイの定理に基づいて構築されており、本願出願人を出願人とする特開２０１８－１１９４６９号公報（特許文献１）に詳細に開示されているため、ここでは、その概要についてのみ説明する。

式（１）

Ｇｃｙｌ ：筒内ガス量[ｇ／ｓ] Ｐｉｍ：インマニ圧力[Ｐａ]
Ｇｆ ：燃料噴射量[ｇ／ｓ] Ｐ６ ：触媒前圧力[Ｐａ]
Ｔ４ ：ガス温度[Ｋ] Ｒ ：気体定数
ａ～ｄ ：係数
μＡｅｇｒ：ＥＧＲ弁有効開口面積[ｍｍ^２]
μＡｔｂ ：ターボ有効開口面積[ｍｍ^２]

筒内ガス量Ｇｃｙｌは、エアフロメータ１３によって計測された新気量とＥＧＲガス量Ｇｅｇｒの和として算出される。ここで、ＥＧＲガス量Ｇｅｇｒは、前回の算出タイミングで推定されたタービン前側排気圧Ｐ４とインマニ圧センサ１９によって計測されたインマニ圧力Ｐｉｍの差圧に基づいて算出される。なお、筒内ガス量Ｇｃｙｌは、吸気マニホールド１８に温度センサを設置しておき、この温度センサによって検出されたインマニ温度Ｔｉｍとインマニ圧力Ｐｉｍに基づいて算出するようにしてもよい。

インマニ圧力Ｐｉｍは、インマニ圧センサ１９によって計測される。燃料噴射量Ｇｆは、エアフロメータ１３で検出した新気量をもとに算出される。燃料噴射量Ｇｆは、インジェクタ６の駆動時間から算出するようにしてもよい。

触媒前圧力Ｐ６は、排気管１１におけるタービン１４ｂの下流側の圧力、より詳しくは、タービン１４ｂと触媒２１との間の領域の圧力である。触媒前圧力Ｐ６は、予めエアフロメータ１３によって検出した空気量と、触媒前圧力Ｐ６との関係をマップ化しておき、このマップに基づいて取得される。なお、該当領域に圧力センサを装着し、この圧力センサによって触媒前圧力Ｐ６を取得するようにしてもよい。

ガス温度Ｔ４は、タービン１４ｂの上流側、すなわち、タービン前側排気圧Ｐ４が作用する領域のガス温度である。ガス温度Ｔ４は、エンジン回転数×噴射量（エンジン負荷）のマップからベースのガス温度を算出し，点火遅角量により温度補正することによって算出される。ガス温度Ｔ４は、排気マニホールド２０に温度センサを装着し、この温度センサによってガス温度Ｔ４を取得するようにしてもよい。

式（１）における係数ａと係数ｂは、ノズルの圧力比特性を直線近似した場合の傾きと切片である。係数ａ、ｂの値は、インマニ圧力Ｐｉｍとタービン前側排気圧Ｐ４の前回値との圧力比の区分毎に定められている。この圧力比の計算では、インマニ圧力Ｐｉｍには今回値（今回の計算タイミングで計算された値）が用いられるが、タービン前側排気圧Ｐ４には前回値（前回の計算タイミングで計算された値）が用いられる。式１における係数ｃと係数ｄも、ノズルの圧力比特性を直線近似した場合の傾きと切片である。係数ｃ、ｄの値は、触媒前圧力Ｐ６とタービン前側排気圧Ｐ４の前回値との圧力比の区分毎に定められている。この圧力比の計算では、触媒前圧力Ｐ６には今回値が用いられるが、タービン前側排気圧Ｐ４には前回値が用いられる。係数ａ、ｂ及び係数ｃ、ｄを決定する方法については、特開２０１６－０６５４８４号公報に記載されている方法を用いることができる。

ＥＧＲ弁有効開口面積μＡｅｇｒは、ＥＧＲ弁３１を含むＥＧＲ装置の全体を一つのノズルに見立てた場合の有効開口面積と定義することができ、以下の式（２）に基づいて算出することができる。

式（２）

ここで、

κ：比熱比
である。

なお、ＥＧＲ弁有効開口面積μＡｅｇｒは、ＥＧＲ弁３１を通過するガスの流量、すなわち、ＥＧＲガス量ＧｅｇｒとＥＧＲ弁３１の開度とをパラメータとする二次元マップを準備しておき、この二次元マップに基づいて取得してもよい。

ターボ有効開口面積μＡｔｂは、過給システムの全体を一つのノズルに見立てた場合の有効開口面積と定義することができ、内燃機関１の運転状態に対応させて予め準備したマップによって取得することができる。内燃機関１の運転状態は、図２に示すように、エンジン回転数×噴射量（エンジン負荷）に応じて領域１と領域２が設定されており、これらの領域毎にＷＧＶ６１の開度が調整され、過給圧がコントロールされている。実際の内燃機関１では、その運転状態の領域をさらに細かく分割し、領域毎にＷＧＶ６１の開度が調整されるが、ここでは、説明を分かりやすくするために、領域１と領域２の二つの領域が設定されているものとして説明する。また、実際には、領域毎にＡＢＶ５１の開度も調節されるが、ここでは、説明を簡単にするため、ＡＢＶ５１の開度については、考慮しないものとする。

領域１では、ＷＧＶ６１は、全閉状態とされ、排気ガスがタービン１４ｂ側を通過し、タービン１４ｂが駆動される。一方、領域２では、ＷＧＶ６１は、中間開度に設定され、排気ガスの一部が排気バイパス通路６０側へ流され、タービン１４ｂ側へ流れる排気ガスの量が制御されている。

ＥＣＵ４０は、ターボ有効開口面積μＡｔｂを算出するためのマップとして、内燃機関１の運転状態が領域１のときに用いられる第一マップと、内燃機関１の運転状態が領域２のときに用いられる第二マップの２種類のマップを備えている。内燃機関１の運転状態が領域１のとき、ＥＣＵ４０は、第一マップを用い、ＷＧＶ６１の開度（０％）とターボ通過流量に基づいてターボ有効開口面積μＡｔｂを算出する。一方、内燃機関１の運転状態が領域２のとき、ＥＣＵ４０は、第二マップを用い、ＷＧＶ６１の開度とターボ通過流量とに基づいてターボ有効開口面積μＡｔｂを算出する。

ここで、ＷＧＶ６１の開度について、説明する。本実施形態におけるＷＧＶ６１は、バキュームポンプ６３を駆動源とする負圧式の弁であり、その開度を検出するための開度センサを備えていない。このため、ＥＣＵ４０がＷＧＶ６１を駆動するために指示する印加圧力に基づいてＷＧＶ６１の開度の値を得て、これを第一マップや第二マップに当て嵌める。しかしながら、負圧式のＷＧＶ６１では、その構造上、指示された印加圧力の値と、ＷＧＶ６１の開度とが、正確に１対１の関係にならないことがある。この結果、ターボ有効開口面積μＡｔｂの値にバラツキが生じ、ひいては、推定値であるタービン前側排気圧Ｐ４の精度が低下することがある。

推定精度の低いタービン前側排気圧Ｐ４の推定値を用いてＥＧＲ弁３１の開閉制御が行われると、ＥＧＲガス量が過多となり、失火、ドラビリの悪化を招く可能性がある。推定値の精度の向上を図るために、マップを用いて取得したタービン前側排気圧Ｐ４の推定値に実際にタービン前側排気圧Ｐ４が変化するまでの無反応時間（輸送遅れ）を考慮して、時定数をかけることも考えられる。しかしながら、ＷＧＶ６１の正確な開度がわからない状態では、その精度の向上には、一定の限界がある。また、例えば、ＷＧＶ６１の開度を計測するセンサを装備したとしても、タービン前側排気圧Ｐ４の推定は、ガス温度Ｔ４や触媒前圧力Ｐ６の推定に伴う誤差や、マップ作成時に生じる誤差等の影響を受けると考えられる。これらの誤差もタービン前側排気圧Ｐ４の正確な推定値の取得を困難なものとしている。

そこで、本実施形態では、内燃機関の運転状態に基づいて、実排気圧に対する推定値の誤差が許容範囲内であるか否かを判定する。そして、その誤差が許容範囲を超えると判定した場合に、通常制御において指示されるＥＧＲ弁３１の開度にかかわらず、ＥＧＲ弁３１を閉弁するＥＧＲ弁３１の開弁禁止制御を優先させる。

[ＥＧＲ弁の開弁禁止制御]
内燃機関１において、実排気圧に対する推定の誤差が生じる原因は、ＷＧＶ６１が作動し、その開度を正確に把握することができないことである。そこで、本実施形態では、内燃機関１の運転状態がＷＧＶ６１を作動させる状態となっていると判定された場合に、推定値に誤差が生じると判定する。そして、推定値に誤差が生じると判定した場合に、ＥＧＲ弁３１の開弁を禁止し、ＥＧＲ弁３１を閉弁状態とする。

以下、図３を参照して、ＥＧＲ弁３１の開弁禁止制御の一例について説明する。まず、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１において目標過給圧を取得する。また、ステップＳ２において、ＥＣＵ４０は、実過給圧を取得する。ステップＳ１とステップＳ２は、これらの工程に引き続いて行われるステップＳ３が実行されるまでに目標過給圧と実過給圧の双方が取得されているように実行されればよい。ただし、制御の精度を向上させるために、ステップＳ１とステップＳ２は、できるだけ同じタイミングで実行されるのが望ましい。

ステップＳ１における目標過給圧の取得は、以下の要領で行われる。ＥＣＵ４０は、まず、アクセルペダル開度センサ７０からアクセルペダルの開度に関する情報を取得し、さらに、ギアポジションセンサ７１からギアのポジションに関する情報や、その他、内燃機関１の運転状態を判定するための情報を取得する。そして、ＥＣＵ４０は、これらの情報に基づいて目標トルクを算出し、目標トルクを実現するための吸気ＶＶＴ機構２５の目標値、排気ＶＶＴ機構２６の目標値、目標エンジン負荷率を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、これらに応じた目標過給圧の値を算出する。

一方、ステップＳ２における実過給圧は過給圧センサ１６の計測値として取得される。

ステップＳ３では、ＥＣＵ４０は、目標過給圧－実過給圧≧αが成立するか否かを判定する。ここで、αは、実過給圧が目標過給圧よりも低く、過給をするためにタービン１４ｂを回転させ、コンプレッサ１４ａを駆動するか否かを判定するための値であり、通常α＝０に設定される。ただし、実験結果や実機への適合等を考慮して、αを０以外の値に設定してもよい。

このように、目標過給圧－実過給圧≧αが成立するか否かを判定することで、ＷＧＶ６１の作動が求められている状態であるか否かを判定することができる。上述のように、ＷＧＶ６１が作動する際に、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値と実排気圧との誤差が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、目標過給圧－実過給圧≧αが成立する場合に、推定値の誤差が許容範囲を超えると判定する。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ３において、肯定判定（Ｙｅｓ判定）をした場合、ステップＳ４において、ＥＧＲ弁３１を閉弁する。つまり、ＥＣＵ４０は、ＥＧＲ弁３１の開弁禁止制御を実行する。そして、ＥＣＵ４０は、引き続いて行うステップＳ５において、所定時間待機した後、ステップＳ１からの工程を繰り返す。また、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３において、否定判定（Ｎｏ判定）をした場合には、ステップＳ４を経ることなく、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、所定時間待機するのは、タービン前側排気圧Ｐ４の変動が収まるのを待つためである。ステップＳ５における所定時間は、実機に適合するように適宜設定することができる。

これにより、仮に、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値の精度が悪く、推定値と実排気圧との誤差が大きい場合であっても、ＥＧＲガス量が過多となることが回避される。この結果、ノックの発生、ドラビリ悪化が抑制される。

（第２実施形）
つぎに、図４を参照して、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、目標過給圧と実過給圧とを比較した。これに対し、第２実施形態では、ΔＷＧＶ印加圧力に基づいて推定値と実排気圧とに誤差が生じるか否かを判定する。ここで、ΔＷＧＶ印加圧力は、目標過給圧から算出されるＷＧＶ印加圧力の指示値の偏差である。

まず、ステップＳ１１においてΔＷＧＶ印加圧力を取得する。ＥＣＵ４０は、ΔＷＧＶ印加圧力を取得するために、図３に示したフローチャートにおけるステップＳ１と同様に目標過給圧を算出し、この目標過給圧に基づいてＷＧＶ印加圧力の指示値を算出する。ＷＧＶ印加圧力は、エンジン回転数、目標流量及びＷＧＶ印加圧力の不図示の３次元マップから算出される。そして、その偏差であるΔＷＧＶ印加圧力を算出する。ＷＧＶ印加圧力は、所定の周期で算出されており、ΔＷＧＶ印加圧力は、前回算出されたＷＧＶ印加圧力（前回ＷＧＶ印加圧力）から今回算出されたＷＧＶ印加圧力（今回ＷＧＶ印加圧力）を差し引いた値として算出される。すなわちΔＷＧＶ印加圧力は、ΔＷＧＶ印加圧力＝前回ＷＧＶ印加圧力－今回ＷＧＶ印加圧力によって算出される。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１に引き続いて行うステップＳ１２において、ΔＷＧＶ印加圧力＞βが成立するか否かを判定する。ここで、βは、ＷＧＶ印加圧力がＷＧＶ６１に作用しているか否かを判定するための値であり、おおよそβ＝０に設定される。ただし、実験結果や実機への適合等を考慮して、βを０以外の値に設定してもよい。

このように、ΔＷＧＶ印加圧力＞βが成立するか否かを判定することで、ＷＧＶ６１の作動が求められているか否かを判定することができる。上述のように、ＷＧＶ６１が作動する際に、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値と実排気圧との誤差が生じる可能性がある。そこで、第２実施形態では、ΔＷＧＶ印加圧力＞βが成立する場合に、推定値の誤差が許容範囲を超えると判定する。

ステップＳ１２に引き続いて行われるステップＳ４及びステップＳ５については、図３に示した第１実施形態のフローチャートの場合と共通するため、ここでは、その説明を省略する。

このような第２実施形態であっても、ＥＧＲガス量が過多となることを回避し、ノックの発生、ドラビリ悪化を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、図３で示した第１実施形態のフローチャートと図４で示した第２実施形態のフローチャートを組み合わせた形態である。第３実施形態では、ステップＳ１、ステップＳ２と並んでステップＳ１１を行った後、ステップＳ３及びステップＳ１２を行う。そして、これらの工程の後に、ステップＳ４及びステップＳ５を行う。各ステップは、それぞれの形態において既に説明しているので、ここでは、その説明を省略する。

第３実施形態では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３においてＷＧＶ６１の閉弁要求がされたか否かを判定し、ステップＳ１２においてタービン前側排気圧Ｐ４の推定値の誤差がより大きくなる運転状態であるか否かを判定する。これにより、より適切に、ＥＧＲガス量が過多となることを回避し、ノックの発生、ドラビリ悪化を抑制することができる。

（他の実施形態）
なお、本実施形態では、ＷＧＶ６１に開度センサが装着されておらず、この結果、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値に誤差が生じる可能性が高まっていると考えられる。しかしながら、仮に、ＷＧＶ６１に開度センサを装備した場合であっても、負圧を駆動源とするＷＧＶ６１の開度は安定し難いことから、タービン前側排気圧Ｐ４の推定値に誤差が生じる可能性がある。そのため、ＷＧＶ６１に開度センサが装着されている場合であっても、ＥＧＲ弁３１の開弁禁止制御を実行することで、ＥＧＲガス量が過多となることを回避し、ノックの発生、ドラビリ悪化を抑制することができる。ＷＧＶ６１に開度センサが装着されている場合には、例えば、ＷＧＶ６１の開度であるΔＷＧＶ開度＞γが満たされているか否かを判定することで、誤差が生じているか否かの判定とすることができる。ここで、γは、ＷＧＶ６１が実際に作動したか否かを判定するための値であり、基本的にγ＝０に設定される。ただし、実験結果や実機への適合等を考慮して、γを０以外の値に設定してもよい。γに関する判定と併せて、図３に示すフローチャートに沿った判定を行うことで、より適切に、ＥＧＲガス量が過多となることを回避し、ノックの発生、ドラビリ悪化を抑制することができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１ 内燃機関 ８ 吸気ポート
９ 排気ポート １０ 吸気管
１１ 排気管 １４ ターボ過給機
１４ａ コンプレッサ １４ｂ タービン
１８ 吸気マニホールド １９ インマニ圧センサ
２０ 排気マニホールド ２１ 触媒
２３ 吸気弁 ２４ 排気弁
２５ 吸気ＶＶＴ機構 ２６ 排気ＶＶＴ機構
３０ ＥＧＲ通路 ３１ ＥＧＲ弁
３１ａ リフトセンサ ４０ ＥＣＵ
６０ 排気バイパス通路 ６１ ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）
６２ アクチュエータ ６３ バキュームポンプ
７０ アクセルペダル開度センサ ７１ ギアポジションセンサ
１００ エンジンシステム

Claims (1)

1. 排気通路に配置されたタービンの上流側に一端が接続され、吸気通路に他端が接続されたＥＧＲ通路を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記ＥＧＲ通路の一端が接続された位置における排気圧の推定値を取得する推定値取得部と、
   前記ＥＧＲ通路の開通状態を変更するＥＧＲ弁の開度を前記推定値取得部によって取得された前記推定値に基づいて指示する開度指示部と、
   前記内燃機関が前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であるか否かを判定する誤差発生判定部と、
   前記誤発生判定部が前記内燃機関は前記推定値に誤差を生じさせる運転状態であると判定した場合に、前記開度指示部によって指示される前記ＥＧＲ弁の開度にかかわらず、前記ＥＧＲ弁を閉弁する閉弁制御部と、
   を備えた内燃機関の制御装置。

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