JP3608463B2

JP3608463B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3608463B2
Application number: JP2000026297A
Authority: JP
Inventors: 靖久北原; 学三浦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: JP2001214749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの制御装置、特にエンジン本体とターボチャージャの排気タービンとのあいだの排気通路に触媒を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン排気中の有害成分を浄化する触媒として、白金、ロジウム、パラジウム等の触媒物質を使用した三元触媒や酸化触媒がある。これらの触媒は、触媒物質の性質から所定の温度（約２００〜３００℃）以上でその触媒機能を発揮し始めるため、触媒が冷えている場合（たとえばエンジンの冷間始動時や低負荷の連続運転中）には触媒が本来有する触媒機能が発揮されず、排気中の有害成分を十分に浄化することができない。
【０００３】
そこで、エンジン本体とターボチャージャの排気タービンとのあいだの排気通路に触媒を設けることにより、触媒の昇温をなるべく早めて触媒機能を活性化させるようにした技術が開示されている（特開平１１−１３２０３６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の触媒にＨＣ吸着機能を持たせたとき、上記の従来技術では、冷間始動直後の低負荷状態で加速を行ったとき、一定の無駄時間のあと過給圧が急に立ち上がり、この急激な過給圧の立ち上がりによって吸排気系部品の耐久性が悪くなるほか、運転者が意図しない急加速が生じて運転性が悪くなることがわかった。
【０００５】
また、触媒上流と吸気コンプレッサ下流とをＥＧＲ通路で連通し、この通路を流れるＥＧＲ量を排気圧（タービン入口圧）と吸気圧（コンプレッサ出口圧）との差圧に応じて制御するエンジンでは急激な触媒出口の排気圧の上昇によってＥＧＲ量が目標値より少なくなる側にずれ、ＮＯｘ排出量が多くなる可能性がある。
【０００６】
こうした過給圧の急激な立ち上がりが生じる原因を解析したところ次のような事実が判明した。これを図５０を参照して説明すると、低温始動直後の低負荷状態での加速により触媒の非活性温度域（低負荷域）から活性温度域（中〜高負荷域）へと移行したとき、当初は触媒入口温度より触媒出口温度のほうが低く、しばらくしたあとに触媒出口温度が触媒入口温度より離れて一時的に急上昇している。この場合、低負荷状態が長く続いて触媒に吸着されているＨＣ（以下単に「吸着ＨＣ」という）の量が大きい場合のほうが、低負荷状態が短く吸着ＨＣ量が小さい場合より触媒出口温度の一時的急上昇の程度が大きくなっている。加速直後しばらくのあいだ触媒出口温度の上昇が抑制されるのは一定の熱容量を有する触媒担体の昇温に排気熱が奪われるためであると思われる。また、しばらく後に触媒出口温度が触媒入口温度より離れて一時的に急上昇するのは、吸着ＨＣと触媒との酸化反応によって吸着ＨＣが燃焼して触媒内部で排気が加熱され、これによって触媒出口温度と触媒入口温度との間に大きな差が生じたものと思われる。
【０００７】
なお、担体に付着する層状の部分をウォッシュコート層といい、このウォッシュコート層はアルミナを主成分とする基剤に触媒金属を混ぜ合わせて焼成したものである。ＨＣ吸着機能を有しない触媒（一般的な触媒）のウォッシュコート層にも微細な細孔があり、この細孔に排気中のＨＣが捕集（吸着）される。「ＨＣ吸着機能を有する」とは、ＨＣ吸着機能を有しない触媒に対して、ウォッシュコート層の細孔の数を増やすとか細孔の径を使用燃料のＨＣ種に合わせて使用燃料のＨＣ種が効率よく捕集されるようにしたことをいうので、ＨＣ吸着機能を有しない一般的な触媒でも、ＨＣ吸着期間が長引いた後の始動直後や低負荷状態が長引いた後に加速を行ったときには、ＨＣ吸着機能を有する触媒と同様の問題が生ずる。このように、図５０に示した現象はＨＣ吸着機能を有する触媒に固有のものではなく、ＨＣ吸着機能を有しない一般的な触媒にも生じる。
【０００８】
そこで本発明は、吸着ＨＣに対する触媒の酸化活性の立ち上がりがもたらす過給圧の急激な立ち上がりを抑制することにより、運転性能や排気性能の悪化を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図５１に示すように排気エネルギーにより排気タービン８１ａを駆動し、排気タービン８１ａと同軸の吸気コンプレッサ８１ｂにより過給を行うターボチャージャと、前記排気タービン８１ａによる過給圧を制御可能な手段８２と、前記排気タービン８１ａ上流の排気通路に配置される触媒８３とを備え、低負荷状態からの加速により触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したかどうかを判定する手段８４と、この判定結果より触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したとき触媒８３出口の排気エネルギーの増加量を演算する手段８５と、この増加量が許容値を超えるとき前記過給圧制御手段８２を介して過給圧を低下させる側に補正する手段８６とを設けた。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において前記排気エネルギーが排気圧または排気温度である。
【００１１】
第３の発明では、第１または第２の発明において前記過給圧を低下させる側への補正量を過給圧が補正前後で同じになるように設定する。
【００１２】
第４の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記低負荷状態からの加速により触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、この活性温度域での連続滞在期間（たとえば連続滞在時間）が所定値未満のとき前記補正を行わない。
【００１３】
第５の発明では、第１から第４までのいずれか一つの発明において前記触媒８３がＨＣ吸着機能を有する。
【００１４】
第６の発明では、第１の発明において前記触媒がＨＣ吸着機能を有し、吸着ＨＣ量を検出する手段を備え、この検出手段により検出された吸着ＨＣ量に応じて前記排気エネルギーの増加量を演算する。
【００１５】
第７の発明は、図５２に示すように排気エネルギーにより排気タービン８１ａを駆動し、排気タービン８１ａと同軸の吸気コンプレッサ８１ｂにより過給を行うターボチャージャ８１と、前記排気タービン８１ａ上流の排気通路に配置される触媒８３と、この触媒８３上流と前記吸気コンプレッサ８１ｂ下流とを連通するＥＧＲ通路９１と、この通路９１を流れるＥＧＲ量を前記排気タービン８１ａの入口圧Ｐｅｘｈと前記吸気コンプレッサ８１ｂの出口圧との差圧に応じて制御する手段９２とを備え、低負荷状態からの加速により触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したかどうかを判定する手段８４と、この判定結果より触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したとき触媒８３出口の排気エネルギーの増加量を演算する手段８５と、この増加量が許容値を超えるとき前記ＥＧＲ量制御手段９２を介してＥＧＲ量を増量する側に補正する手段９３とを設けた。
【００１６】
第８の発明では、第７の発明において前記排気エネルギーが排気圧または排気温度である。
【００１７】
第９の発明では、第７または第８の発明において前記ＥＧＲ量を増量する側への補正量をＥＧＲ量が補正前後で同じになるように設定する。
【００１８】
第１０の発明では、第７から第９までのいずれか一つの発明において前記低負荷状態からの加速により触媒８３の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、この活性温度域での連続滞在期間（たとえば連続滞在時間）が所定値未満のときは前記補正を行わない。
【００１９】
第１１の発明では、第７から第１０までのいずれか一つの発明において前記触媒がＨＣ吸着機能を有する。
【００２０】
第１２の発明では、第１１の発明において前記触媒がＨＣ吸着機能を有し、吸着ＨＣ量を検出する手段を備え、この検出手段により検出された吸着ＨＣ量に応じて前記排気エネルギーの増加量を演算する。
【００２１】
【発明の効果】
低負荷状態が長かったために吸着ＨＣが多く存在している状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼して触媒出口温度が上昇し、この温度上昇によって触媒出口（タービン入口）の排気エネルギーが増加する。このとき、第１の発明によれば触媒出口（タービン入口）の排気エネルギーの増加量を、また第２の発明によれば触媒出口の排気圧や排気温度の増加量を演算し、これら増加量が許容値を超えると、過給圧制御手段を介して過給圧を低下させる側に補正するので、低負荷状態から加速を行っても過給圧が急激に立ち上がることがない。第３の発明によればさらに補正前後で過給圧が変わらないようにすることができる。
【００２２】
低負荷状態での加速により触媒の非活性温度域から活性温度域へと移行したとき、加速直後しばらくのあいだは一定の熱容量を有する触媒担体の昇温に排気熱が奪われるため触媒出口温度の上昇が抑制される。この期間でも過給圧を低下させる側への補正を行ったのでは過給圧の低下により望みの出力が得られなかったり、またＥＧＲ量の補正を行ったのでは、ＥＧＲ量の増加により燃焼状態の悪化を招いたりしてしまうことになるが、第４、第１０の発明によればこうした事態を避けることができる。
【００２３】
第５、第１１の発明によれば、エンジンから排出されるＨＣを触媒の非活性温度域で吸着させることで、排気浄化性能を向上させることができる。
【００２４】
第６、第１２の発明は、吸着ＨＣ量が多くなるほど触媒出口温度の上昇代が大きくなり、触媒出口の排気エネルギーの増加量が大きくなることに対応するもので、第６、第１２の発明によれば、吸着ＨＣ量の大小に拘わらず触媒出口の排気エネルギーの増加量を精度よく演算することができる。
【００２５】
一方、低負荷状態が長かったために吸着ＨＣが多く存在している状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼して触媒出口温度が上昇し、この温度上昇によって触媒出口の排気エネルギーが増加すると、ＥＧＲ量制御手段ではこの影響を受けてＥＧＲ量を減少させてしまう。このとき、第７の発明によれば触媒出口の排気エネルギーの増加量を、また第８の発明によれば触媒出口の排気圧や排気温度の増加量を演算し、これら増加量が許容値を超えるとＥＧＲ量制御手段を介してＥＧＲ量を増加する側に補正するので、低負荷状態から加速を行ってもＥＧＲ量が減少することがなく、これによってＮＯｘ排出量への影響を回避できる。第９の発明によればさらに補正前後でＥＧＲ量が変わらないようにすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１において、エンジンには公知のコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。
【００２７】
これを図２により概説すると（詳細は特開昭９−１１２２５１号公報参照）、この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク１１、燃料供給通路１２、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられる燃料噴射弁１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は燃料供給通路１５を介してコモンレール１６にいったん蓄えられたあと、コモンレール１６の高圧燃料が気筒数分の燃料噴射弁１７に分配される。
【００２８】
噴射ノズル１７は、針弁１８、ノズル室１９、ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２１、油圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下方）に付勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン２２への燃料供給通路２４、この通路２４に介装される三方弁（電磁弁）２５などからなり、バルブボディ内の通路２０と２４が連通して油圧ピストン２２上部とノズル室１９にともに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦＦ時（ポートＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）には、油圧ピストン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積より大きいことから、針弁１８が着座状態にあるが、三方弁２５がＯＮ状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢとＣが連通）になると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻し通路２８を介して燃料タンク１１に戻され、油圧ピストン２２に作用する燃料圧力が低下する。これによって針弁１８が上昇して噴射弁先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁２５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧ピストン２２に蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了する。つまり、三方弁２５のＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２６は逆止弁、２７はオリフィスである。
【００２９】
この燃料噴射装置１０にはさらに、コモンレール圧力を制御するため、サプライポンプ１４から吐出された燃料を戻す通路１３に圧力制御弁３１を備える。この圧力制御弁３１はコントロールユニット４１からのデューティ信号に応じて通路１３の流路面積を変えるためのもので、コモンレール１６への燃料吐出量を調整することによりコモンレール圧力を制御する。コモンレール１６の燃料圧力によっても燃料噴射量は変化し、三方弁２５のＯＮ時間が同じであれば、コモンレール１６の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００３０】
コモンレール圧力ＰＣＲ１を検出するセンサ３２からの信号が、アクセル開度センサ３３（アクセルペダルの踏み込み量に比例した出力Ｌを発生）、クランク角センサ３４（エンジン回転速度とクランク角度を検出）、クランク角センサ３５（気筒判別を行う）、水温センサ３６とともに入力されるコントロールユニット４１では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて主噴射の目標燃料噴射量Ｑｆとコモンレール１６の目標圧力を演算し、圧力センサ３２により検出されるコモンレール圧力がこの目標圧力と一致するように圧力制御弁３１を介してコモンレール１６の燃料圧力をフィードバック制御する。また、演算した主噴射の目標燃料噴射量Ｑｆに対応して三方弁２５のＯＮ時間を制御する。
【００３１】
エンジンにはまた排気還流装置（ＥＧＲ装置）を備える。これを図３で説明すると、５１はディーゼルエンジンの本体、５２は吸気通路、５３は排気通路、５４は排気通路５３の排気の一部を吸気通路に還流するための通路（ＥＧＲ通路）である。
【００３２】
吸気通路５２は吸入空気量を計測するためのエアフローメータ５５が設置され、その下流に吸入空気を２段階に絞り込む吸気絞り弁５６が設けられる。この吸気絞り弁５６の下流側に前記したＥＧＲ通路５４が接続され、またＥＧＲ通路５４の途中には排気還流量をコントロールするための弁（ＥＧＲ弁）５７が介装される。
【００３３】
したがって、排気通路５３から吸気通路５２に流れる排気の還流量は、吸気絞り弁５６の開度に応じて発生する吸入負圧と、排気通路５３との排気圧力との差圧に応じるとともに、そのときのＥＧＲ弁５７の開度に対応して決定される。
【００３４】
前記吸気絞り弁５６は負圧アクチュエータ５６ａにより開度が２段階に制御され、負圧アクチュエータ５６ａには第１の電磁弁６１を介して図示しないバキュームポンプからの負圧を導く第１負圧通路６２と、第２の電磁弁６３を介して同じく負圧を導く第２負圧通路６４とが接続され、これら電磁弁６１、６２によって調圧された負圧により、吸気絞り弁５６の開度を２段階に制御し、その下流に発生する吸入負圧をコントロールするようになっている。
【００３５】
たとえば、第１の電磁弁６１が負圧導入をやめ、大気圧を導入し、第２の電磁弁６３が負圧を導入しているときは、負圧アクチュエータ５６ａの負圧は弱く、吸気絞り弁５６の開度は比較的大きくなり、これに対して、第１の電磁弁６１も負圧を導入しているときは負圧が強く、吸気絞り弁５６の開度は小さくなる。また、第１、第２の電磁弁６１、６３がともに大気圧を導入しているときは、吸気絞り弁５６はリターンスプリングにより、全開位置に保持される。
【００３６】
前記ＥＧＲ弁５７はステップモータ５７ａの回転によってリフト量が変化し、その開度が調整され、この開度に応じてＥＧＲ通路５４を通って吸気中に流入する排気還流量が増減する。なお、５７ｂはＥＧＲ弁５７の開度を検出する手段である。
【００３７】
コントロールユニット４１では、前記した第１、第２電磁弁６１、６３とステップモータ５７ａの作動を制御し、排気還流量を制御する。
【００３８】
図１に戻り、ＥＧＲ通路５４の開口部下流の排気通路５３に可変容量ターボチャージャ２を備える。これは、吸気コンプレッサ２ｂと同軸配置される排気タービン２ａのスクロール入口に、ステップモータ２ｃにより駆動される可変ノズル２ｄを設けたもので、コントロールユニット４１により、可変ノズル２ｄは低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転側では排気タービン２ａに導入される排気の流速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転側では排気を抵抗なく排気タービン２ａに導入させノズル開度（全開状態）に制御する。また、所定の条件にあるときは、可変ノズル２ｄは、過給圧を下げるノズル開度に制御される。
【００３９】
本実施形態では、可変ノズル２ｄのノズル開度をステップモータ２ｃにより駆動する方式で説明するが、ダイヤフラムアクチュエータおよびこのアクチュエータへの制御負圧を調整する電磁ソレノイドで駆動する方法や直流モータで駆動する方法を用いてもよい。さらにノズル位置センサからの信号に基づいてノズル開度をフィードバック制御するようにしてもかまわない。
【００４０】
１はＥＧＲ通路５４の分岐点と排気タービン２ａの間の排気通路５３に介装される酸化触媒で、排気中の有害物質であるＣＯ、ＨＣを、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏの無害物質に変換する。また、触媒１にはＨＣの吸着機能を有する。このＨＣ吸着機能によって、低排気温度域でエンジンより排出されるＨＣをウォッシュコート層の細孔に吸着する。こうしたＨＣ吸着機能を有する酸化触媒は、たとえば表層を白金系の貴金属（白金、パラジウム、ロジウム）を担持した触媒層とし、下層をゼオライト層とすることで構成される。３は吸気コンプレッサ２ｂの下流かつコレクタ５２ａの上流の吸気通路５２に設けられるインタークーラ、４はスワール制御弁である。
【００４１】
さて、過給圧制御という観点からみると、ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしている。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧が変化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給圧とＥＧＲ量とは独立に制御できない。また、ややもすると、お互いに制御上の外乱となっている。
【００４２】
そこで、過給圧とＥＧＲ弁に供給される制御負圧とをタイムシェアリングによって吸気圧センサにより選択的に検出させ、それら制御負圧、過給圧に基づいて、ＥＧＲ量の制御、過給圧の制御をそれぞれ行う技術が開示されているが、この技術では特に過渡時の制御応答性が悪くなる。
【００４３】
ところで、吸気圧（コンプレッサ出口圧）Ｐｍ、排気圧（タービン入口圧）Ｐｅｘｈ、大気圧（コンプレッサ入口圧）Ｐａ、ＥＧＲ弁の有効面積相当値Ａｅｇｒ、可変ノズルの有効面積相当値Ａｖｎｔの５変数を知ることができれば、排気量ＱｅｘｈとＥＧＲ量Ｑｅｇｒを計算できる。５変数のうち、排気圧以外の変数は検出することが比較的容易であるが、排気圧は高排気温度・酸化雰囲気で耐久性をもつセンサが一般的に入手困難であり、かつ車載用センサとしては高価である。また、前記のような高排気温度・酸化雰囲気の使用条件での耐久性を持たせるために十分な応答性を得ることが難しい。したがって、過給圧とＥＧＲ量を精度よくかつ応答性と安定性を損なうことなく制御するためには、排気圧を推定する手段が必要である。
【００４４】
このためコントロールユニット４１では、吸入空気量Ｑａｓ０と、エンジン負荷（たとえば燃料噴射量Ｑｆ）と、可変ノズルの有効面積相当値Ａｖｎｔと、排気温度Ｔｅｘｈの４つの要素を用いて、排気圧Ｐｅｘｈをダイレクトにかつ簡単な演算式で演算（推定）する。
【００４５】
また、この推定した排気圧Ｐｅｘｈを用いてＥＧＲ制御を行う。たとえば、エンジンの回転速度と負荷に応じて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算し（図３８参照）、この目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに基づいて要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを演算し（図４１参照）、前記推定した排気圧Ｐｅｘｈと吸気圧Ｐｍの差とこの要求ＥＧＲ量ＴｑｅとからＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖを演算し（図４２参照）、この要求開口面積ＴａｖとなるようにＥＧＲ弁開度を制御する。
【００４６】
また、低負荷状態からの加速により触媒１の非活性温度域から活性温度域に移行した後この活性温度域での連続滞在時間が所定値以上となったかどうかを判定し、この判定結果より触媒１の非活性温度域から活性温度域に移行した後この活性温度域での連続滞在時間が所定値以上となったとき、触媒下流の排気圧の増加量を演算し、この増加量が許容値を超えるとき過給圧を低下させる側に可変ノズル２ｄの指令開度を補正する。この場合、過給圧を低下させる側への補正量は、過給圧が補正前後で同じになるように設定する。
【００４７】
また、ＥＧＲ制御では上記のように排気圧Ｐｅｘｈと吸気圧Ｐｍの差に応じてＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖを制御しているので、前記判定結果より触媒１の非活性温度域から活性温度域に移行した後この活性温度域での連続滞在時間が所定値以上となったとき、ＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖを増量補正する。この場合、補正量は補正前後でＥＧＲ量（またはＥＧＲ率）が同じになるように設定する。
【００４８】
コントロールユニット４１で行われるこの制御を次に詳述する。
【００４９】
まず、過給圧制御から説明すると、図４は可変ノズル２ｄの指令開度の演算フローで、１０ｍｓ毎に実行する。
【００５０】
ステップ１ではエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ、コンプレッサ入口圧Ｐａ、実過給圧Ｐｍｉｓｔを読み込む。
【００５１】
ここで、実過給圧ＰｍｉｓｔはＥＧＲ制御で後述する吸気圧（コンプレッサ出口圧）Ｐｍと同じものであり、この吸気圧Ｐｍはコレクタ５２ａに設けた吸気圧センサ７２（図１参照）により、またコンプレッサ入口圧Ｐａはエアフローメータ５５の上流に設けた大気圧センサ７３（図１参照）により検出している。燃料噴射量Ｑｆの演算は後述する。
【００５２】
ステップ２ではエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆから図５を内容とするマップを検索することにより基本過給圧ＭＰＭを求め、これを目標過給圧Ｐｍｓｏｌとする。ステップ３では実過給圧Ｐｍｉｓｔがこの目標過給圧Ｐｍｓｏｌと一致するようにＰＩ制御によりノズル開度のＰＩ補正量ＳＴＥＰｉｓｔを演算する。これは、タービン２ａの過給圧特性に制作バラツキや経時劣化がなければ可変ノズルの基本開度の設定値（ステップ４で後述する）により運転条件（Ｎｅ、Ｑｆ）に応じた目標過給圧が得られるのであるが、実際には制作バラツキや経時劣化があるので、これらに伴う目標過給圧からのずれをなくすため、このフィードバック量（ＳＴＥＰｉｓｔ）が必要となるものである。
【００５３】
ステップ４ではエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆより図６を内容とするマップを検索することにより可変ノズルの基本開度ＭＳＴＥＰを求める。基本開度は図６のようにエンジン回転速度や燃料噴射量が大きくほど大きくなる値である。なお、基本開度が大きくなるほどノズル開度が閉じ側になり過給圧が高くなる。
【００５４】
ステップ５ではノズル開度およびＥＧＲ弁開口面積の補正許可条件が成立しているかどうかを判定する。この補正許可条件の判定については、図７のフローにより説明する。補正許可条件の判定は図７のステップ１、２、３の内容を一つづつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに補正を許可し、一つでも反するときは補正を禁止する。すなわち、
ステップ１：加速時である。
【００５５】
ステップ２：活性温度域である。
【００５６】
ステップ３：連続滞在時間が所定値ｔ１以上である。
ときに、ステップ４で補正を許可し（補正許可フラグ＝１）、そうでなければステップ５に移行して補正を禁止（補正許可フラグ＝０）する。
【００５７】
これら条件は吸着ＨＣと触媒との酸化反応による吸着ＨＣの燃焼で触媒出口温度が急上昇し、この温度急上昇によりタービン入口圧が急上昇し、この影響を受けてタービンの過給圧性能が変化し目標値よりも高い過給圧となってしまう条件である。
【００５８】
ここで、加速時であるかどうかは一般的な判定方法を用いて判定すればよい。たとえばアクセル開度の所定時間当たりの変化量が所定値を超えていれば、加速時であると判定する。
【００５９】
活性温度域であるかどうかは触媒のＨＣ浄化率特性におけるＴ５０に基づいて判定する。「Ｔ５０」は触媒によるＨＣ浄化率がほぼ５０％となるときの触媒温度のことで、このＴ５０以上の触媒温度のとき活性温度域にあると判定する。触媒温度は運転条件（Ｎｅ、Ｑｆ）に依存するので、エンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆをパラメータとするマップ上にＴ５０である触媒温度域を示すと図４５のようになる。したがって、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆから定まる運転点がＴ５０の触媒温度域あるいはそれ以上の温度域にあれば活性温度域にあると判定する。なお、図４５は吸着ＨＣが燃焼しないときの定常時触媒出口温度の特性図である。
【００６０】
連続滞在時間は活性温度域における連続滞在時間のことである。図５０で示したように低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、まず触媒担体の熱容量によってしばらくは触媒出口温度の上昇が抑制され、次いで吸着ＨＣと触媒の酸化反応によって吸着ＨＣが燃焼し触媒内部で排気が加熱されると、触媒出口温度が触媒入口温度を離れて一時的に上昇する。すなわち、触媒出口温度は応答遅れ（無駄時間）を伴って上昇するので、無駄時間の当初から補正を許可してノズル開度を開き側に補正したのではかえって過給圧を低下させて望みの出力が得られなかったり、また無駄時間の当初から補正を許可してＥＧＲ弁の要求開口面積を増量補正したのではＥＧＲ量の増加により燃焼状態の悪化を招いたりしてしまうので、無駄時間を上記の所定値ｔ１で設定し、連続滞在時間が所定値ｔ１以上であるとき（無駄時間の経過後）、補正を許可するようにしたものである。
【００６１】
ここで、連続滞在時間の計測については図８のフローにより説明する。図８においてステップ１で滞在開始フラグをみる。このフラグは当初ゼロに設定されているので、ステップ２、３に進み、加速時であるのかどうかと活性温度域にあるのかどうかを判定する。加速時かつ活性温度域にあるときステップ４、５に進み、滞在開始フラグ＝１とするとともに時間を計測するため時間カウンタｔをゼロにリセットする。滞在開始フラグの１へのセットにより次回からはステップ１よりステップ６に進む。活性温度域にある状態が継続する間はステップ６よりステップ７に進んで時間カウンタｔをインクリメントする。活性温度域でなくなったときは、ステップ６よりステップ８に進み、時間カウンタｔをゼロにリセットする。このようにして演算される時間カウンタｔを連続滞在時間として用いればよい。
【００６２】
図４に戻り、補正許可フラグ＝１（補正許可条件の成立時）のときは、ステップ５よりステップ６に進み、差圧ΔＰｅｘｈと許容値を比較する。ここで、差圧ΔＰｅｘｈは補正許可条件が成立したときの触媒出口の排気圧の増加量を表す。これは具体的には、図３４で後述するように吸着ＨＣが触媒との酸化反応で燃焼した場合の触媒出口（＝タービン入口圧）の排気圧から吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口の排気圧を差し引いた値である。この差圧ΔＰｅｘｈが許容値を超えて大きくなる場合には吸着ＨＣと触媒の酸化に伴う触媒出口温度の上昇分だけ排気圧（タービン入口）Ｐｅｘｈが急上昇して過給圧が過大になってしまうので、ステップ６よりステップ８に進み、基本開度ＭＳＴＥＰから補正量を差し引いた値を目標開度ＳＴＥＰｓｏｌとすることにより、可変ノズルのノズル開度を開き側（過給圧が減少する側）に補正する。この場合、補正量は補正の前後で過給圧が同じになるように設定する。
【００６３】
一方、補正許可フラグ＝０のときあるいは補正許可フラグ＝１でも差圧ΔＰｅｘｈが許容値以下のときは補正の必要がないためステップ５、６よりステップ７に進んで、基本開度ＭＳＴＥＰをそのまま目標開度ＳＴＥＰｓｏｌとする。
【００６４】
ステップ９では、目標開度ＳＴＥＰｓｏｌに前述のＰＩ補正量ＳＴＥＰｉｓｔを加算した値を指令開度ＶＮＴｓｔｅｐとして演算する。
【００６５】
このようにして得られる可変ノズルの指令開度ＶＮＴｓｔｅｐは、図示しない所定のテーブルを検索することにより、ステップ数（可変ノズルアクチュエータとしてのステップモータ２ｃに与える制御量）に変換され、このステップ数により指令開度ＶＮＴｓｔｅｐとなるように、ステップモータ２ｃが駆動される。
【００６６】
なお、図４のステップ１０では補正許可条件の成立時より一定時間が経過したかどうかをみる。一定時間はノズル開度の開き側への補正を終了させるタイミングを定めるためのものである。図５０で示したように吸着ＨＣと触媒との酸化反応により上昇した触媒出口温度も吸着ＨＣが燃え尽きた後には平衡値へと収束する。したがって、一定時間が経過したとき触媒出口温度が平衡値に収束したと判断し、ステップ１１、１２に進んで補正許可フラグ＝０とするとともに、吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣ（図３４で後述する）をゼロにリセットする。すなわち、補正が許可される期間は、補正許可フラグ＝１かつ差圧ΔＰｅｘｈが許容値を超えておりかつ連続滞在時間≧所定値ｔ１の状態で一定時間が経過するまでである。
【００６７】
次に、ＥＧＲ制御について、その制御の大まかなブロック図を図９に、詳細なフローチャートおよびそのフローに使うマップやテーブルを図１１〜図３４、図３６〜図４３に示す。
【００６８】
ここで、コントロールユニット４１で行われる制御方法はモデル規範制御（多変数入力制御系のモデルを用いた制御の一つ）である。このため、アクセル開度センサ３３、クランク角センサ３４、３５、水温センサ３６以外のセンサといえば、エアフローメータ５５、このエアフローメータ５５の近傍に設けた吸気温度センサ７１および本実施形態で新たに設けた吸気圧センサ７２だけで、制御上で必要となる各種のパラメータ（たとえば後述する排気圧など）はコントロールユニット４１内ですべて予測演算することになる。なお、モデル規範制御のイメージは、図９の各ブロックが、その各ブロックに与えられた演算を、回りのブロックとの間でパラメータの授受を行いつつ瞬時に行うというものである。近年、モデル規範制御の理論的解析が急速に進んだことから、エンジン制御への適用が可能となり、現在、実用上も問題ないレベルにあることを実験により確認している。
【００６９】
さらに詳述すると、▲１▼エアフローメータ５５など、センサ検出値のサンプリングを一定時間毎に（図１２ステップ１〜３、図１６、図１８参照）、▲２▼モデル規範制御におけるパラメータの演算を基本的にＲｅｆ信号（クランク角の基準位置信号）の入力毎に（図１２ステップ４〜７、図１３、図１４、図２１、図２２、図２５、図３１、図３４、図３６、図３８、図４１、図４２参照）、▲３▼最終のアクチュエータへの出力を一定時間毎に実行する。なお、以下ではＲｅｆ信号の入力毎のジョブであるところを、一定時間毎のジョブとして記載しているところもある（図１１参照）。
【００７０】
また、上記の▲２▼における各パラメータの演算は図１０に示した順番で行う。図１０において全ての処理を行うのに所用の時間がかかるということはなく、Ｒｅｆ信号の入力により全ての処理が一瞬にして終了する。同図において記号の後に付けた「ｎ−１」は、前回値（つまり１Ｒｅｆ信号前に演算した値）であることを意味している。
【００７１】
以下、図１０に示した順番で各パラメータの演算を説明する。
【００７２】
なお、ＥＧＲ制御そのものは特願平１０−３１４６０号（以下「先願装置１」という）によりすでに開示している。
【００７３】
図１１はシリンダ吸入新気量、燃料噴射量、シリンダ吸入ガス温度のサイクル処理のフローである。ステップ１でシリンダ吸入新気量Ｑａｃ、燃料噴射量Ｑｆ、シリンダ吸入ガス温度Ｔｎを読み込む。なお、シリンダ吸入新気量Ｑａｃ、燃料噴射量Ｑｆ、シリンダ吸入ガス温度Ｔｎの各演算についてはそれぞれ図１２、図２２、図２１により後述する。
【００７４】
ステップ２ではこれらＱａｃ、Ｑｆ、Ｔｎを用いてＱｅｘｈ＝Ｑａｃ・Ｚ^{−（ＣＹＬＮ＃−１）}、Ｑｆ０＝Ｑｆ・Ｚ^{−（ＣＹＬＮ＃−２）}、Ｔｎ０＝Ｔｎ・Ｚ^{−（ＣＹＬＮ＃−１）}の式によりサイクル処理を施すが、これらはエアフローメータ５５の読み込みタイミングに対しての位相差に基づく補正を行うものである。ただし、ＣＹＬＮ＃はシリンダ数である。たとえば４気筒エンジンでは、燃料の噴射は、エアフローメータの読み込みタイミングに対して１８０ＣＡ×（気筒数−２）ずれるので、シリンダ数から２引いた分だけディレイ処理を行う。
【００７５】
図１２はシリンダ吸入新気量Ｑａｃを演算するフローである。
【００７６】
ステップ１ではエアフローメータ（ＡＭＦ）５５の出力電圧を読み込み、ステップ２でこの出力電圧からテーブル変換により吸気量を演算する。ステップ３では吸気脈動の影響をならすためこの吸気量演算値に対して加重平均処理を行う。
【００７７】
ステップ４ではエンジン回転速度Ｎｅを読み込み、ステップ５においてこの回転速度Ｎｅと前記した吸気量の加重平均値Ｑａｓ０とから、シリンダ吸入空気量（１吸気行程当たり）Ｑａｃ０を、
【００７８】
【数１】
Ｑａｃ０＝（Ｑａｓ０／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃、
ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、
の式により計算する。
【００７９】
ステップ６ではこのＱａｃ０のｎ回演算分のディレイ処理を行い、このディレイ処理後の値Ｑａｃ０・Ｚ^−ｎをコレクタ５２ａ入口でのシリンダ新気量（１吸気行程当たり）Ｑａｃｎとして算出する。これはエアフローメータ５５からコレクタ５２ａ入口までの吸入空気の遅れを考慮したものである。
【００８０】
ステップ７では容積比Ｋｖｏｌと体積効率相当値の前回値Ｋｉｎ_ｎ−１を用い、上記のコレクタ５２ａ入口のシリンダ新気量Ｑａｃｎから
【００８１】
【数２】
Ｑａｃ＝Ｑａｃ_ｎ−１×（１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ_ｎ−１）＋Ｑａｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ_ｎ−１、
ただし、Ｑａｃ_ｎ−１：Ｑａｃの前回値、
Ｋｉｎ_ｎ−１：Ｋｉｎの前回値、
の式により遅れ処理を行ってシリンダ吸入新気量（１吸気行程当たり）Ｑａｃを求める。これはコレクタ５２ａ入口からシリンダまでの吸入空気の遅れを考慮したものである。
【００８２】
図１３はシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃを演算するフローである。
【００８３】
この演算内容は上記図１２に示したシリンダ吸入新気量Ｑａｃの演算方法と同様である。ステップ１で後述（図３６参照）のようにして求めるＥＧＲ（流）量Ｑｅの前回値であるＱｅ_ｎ−１を読み込み、ステップ２でエンジン回転速度Ｎｅを読み込む。
【００８４】
ステップ４ではＱｅ_ｎ−１とＮｅと定数ＫＣＯＮ＃とからコレクタ５２ａ入口でのシリンダ吸入ＥＧＲ量（１吸気行程当たり）Ｑｅｃｎを
【００８５】
【数３】
Ｑｅｃｎ＝（Ｑｅ_ｎ−１／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃、
ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、
の式により計算する。さらに、ステップ５でこのコレクタ入口５２ａでの値Ｑｅｃｎと容積比Ｋｖｏｌ、体積効率相当値の前回値Ｋｉｎ_ｎ−１を用いて、
【００８６】
【数４】
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃ_ｎ−１×（１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ_ｎ−１）＋Ｑｅｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ_ｎ−１、
ただし、Ｑｅｃ_ｎ−１：Ｑｅｃの前回値、
Ｋｉｎ_ｎ−１：Ｋｉｎの前回値、
の式により遅れ処理を行ってシリンダ吸入ＥＧＲ量（１吸気行程当たり）Ｑｅｃを計算する。これはコレクタ５２ａ入口からシリンダまでのＥＧＲガスの遅れを考慮したものである。
【００８７】
図１４は体積効率相当値Ｋｉｎを演算するフローである。
【００８８】
ステップ１ではシリンダ吸入新気量Ｑａｃ、シリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ、吸気圧Ｐｍ、吸入ガス温度の前回値であるＴｎ_ｎ−１を読み込み、このうちＰｍとＴｎ_ｎ−１からステップ２で図１５を内容とするマップを検索することによりガス密度ＲＯＵｑｃｙｌを求め、このガス密度ＲＯＵｑｃｙｌとシリンダガス流量Ｑｃｙｌ（＝Ｑａｃ＋Ｑｅｃ）を用いてステップ３において
【００８９】
【数５】
Ｋｉｎ＝Ｑｃｙｌ／（Ｖｃ／ＲＯＵｑｃｙｌ）、
ただし、Ｖｃ：１シリンダ容積、
の式（体積効率の定義式）により体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。
【００９０】
図１６は吸気圧（コレクタ内）の演算（検出）のフローである。
【００９１】
ステップ１で吸気圧センサ７２の出力電圧Ｐｍｖを読み込み、この出力電圧Ｐｍｖよりステップ２において図１７を内容とするテーブルを検索することにより圧力Ｐｍ０に変換し、この圧力値に対してステップ３で加重平均処理を行い、その加重平均値Ｐｍ１を吸気圧Ｐｍとして演算する。
【００９２】
図１８は吸入新気温度Ｔａを演算するフローである。
【００９３】
ステップ１で吸気温度センサ７１の出力電圧Ｔａｖを読み込み、この出力電圧Ｔａｖよりステップ２において図１７と同様の特性を内容とするテーブルを検索することにより温度Ｔａ０に変換する。
【００９４】
ステップ３では吸気温度センサ７１がインタークーラ３の上流側と下流側のいずれに装着されているかをみる。
【００９５】
図１のように、吸気温度センサ７１がインタークーラ３の上流側にある場合はステップ４に進み、吸気圧の前回値であるＰｍ_ｎ−１に基づいて圧力補正係数Ｋｔｍｐｉを、Ｋｔｍｐｉ＝Ｐｍ_ｎ−１×ＰＡ＃の式より計算する。ただし、ＰＡ＃は定数である。
【００９６】
そして、ステップ５ではこの圧力補正係数Ｋｔｍｐｉに基づいてコレクタ５２ａ入口での吸入新気温度Ｔａを、
【００９７】
【数６】
Ｔａ＝Ｔａ０×Ｋｔｍｐｉ＋ＴＯＦＦ＃、
ただし、ＴＯＦＦ＃：定数、
の式（近似式）により計算する。この計算は、熱力学の法則による温度変化予測演算である。
【００９８】
吸気温度を車速や吸気量等により補正してもよい。このときは、図１９、図２０に示した特性を内容とするテーブルを予め作成しておき、車速と吸気量（Ｑａｓ０）から各テーブルを検索することにより、吸気温度の車速補正値Ｋｖｓｐ、吸気温度の吸気量補正値Ｋｑａを求め、上記の数６式に代えて、
【００９９】
【数７】
Ｔａ＝Ｋｖｓｐ×Ｋｑａ×Ｔａ０×Ｋｔｍｐｉ＋ＴＯＦＦ＃
の式により吸入新気温度Ｔａを求めればよい。
【０１００】
一方、インタークーラ３の下流側に吸気温度センサが装着されている場合は、過給による温度上昇も、インタークーラによる温度低下のいずれも織り込み済みとなるので、ステップ６に進み、Ｔａ０の値をそのまま吸入新気温度Ｔａとした後、処理を終了する。
【０１０１】
図２１はシリンダ吸入ガス温度Ｔｎを演算するフローである。ステップ１でシリンダ吸入新気量Ｑａｃと吸入新気温度Ｔａとシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃと排気温度の前回値であるＴｅｘｈ_ｎ−１を読み込み、このうちステップ２において排気温度の前回値Ｔｅｘｈ_ｎ−１にＥＧＲ通路５４での排気温度低下係数Ｋｔｌｏｓを乗じてシリンダ吸入ＥＧＲガス温度Ｔｅを算出し、ステップ３では
【０１０２】
【数８】
Ｔｎ＝（Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ）／（Ｑａｃ＋Ｑｅｃ）
の式によりシリンダ吸入新気とシリンダ吸入ＥＧＲガスの平均温度を求めてこれをシリンダ吸気温度Ｔｎとする。
【０１０３】
図２２は燃料噴射量Ｑｆを演算するフローである。ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅとコントロールレバー開度（アクセルペダル開度により定まる）ＣＬを読み込み、ステップ２でこれらＮｅとＣＬから図２３を内容とするマップを検索して基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを求める。
【０１０４】
ステップ３ではこの基本燃料噴射量に対してエンジン冷却水温等に基づいて各種の補正を行い、この補正後の値Ｑｆ１に対してさらにステップ４で図２４を内容とするマップに基づいて、燃料噴射量の最大値Ｑｆ１ＭＡＸによる制限を行い、制限後の値を燃料噴射量Ｑｆとして演算する。
【０１０５】
図２５は排気温度（タービン入口温度）Ｔｅｘｈを演算するフローである。ステップ１、２では燃料噴射量のサイクル処理値Ｑｆ０とシリンダ吸入ガス温度のサイクル処理値Ｔｎ０を読み込む。さらに、ステップ３で排気圧の前回値であるＰｅｘｈ_ｎ−１を読み込む。
【０１０６】
ステップ４では燃料噴射量のサイクル処理値Ｑｆ０から図２６を内容とするテーブルを検索して排気温度基本値Ｔｅｘｈｂを求める。
【０１０７】
ステップ５では前記した吸入ガス温度のサイクル処理値Ｔｎ０から排気温度の吸気温度補正係数Ｋｔｅｘｈ１を、Ｋｔｅｘｈ１＝（Ｔｎ０／ＴＡ＃）^ＫＮ＃（ただし、ＴＡ＃、ＫＮ＃は定数）の式により、またステップ６では排気温度の排気圧力補正係数Ｋｔｅｘｈ２を、排気圧の前回値Ｐｅｘｈ_ｎ−１からＫｔｅｘｈ２＝（Ｐｅｘｈ_ｎ−１／ＰＡ＃）^{（＃Ｋｅ−１）／＃Ｋｅ}（ただし、ＰＡ＃、＃Ｋｅは定数）の式によりそれぞれ計算する。これら２つの補正係数Ｋｔｅｘｈ１、Ｋｔｅｘｈ２はテーブル検索により求めてもかまわない（図２７、図２８参照）。
【０１０８】
次に、ステップ７ではスワール弁の開度位置（全開か全閉かの２位置）とエンジン回転速度Ｎｅから図２９を内容とするテーブルを検索することにより排気温度のスワール補正係数Ｋｔｅｘｈ３を、ステップ８では指令開度ＶＮＴｓｔｅｐと排気量Ｑｅｘｈとから図３０を内容とするマップを検索することにより排気温度のノズル開度補正係数Ｋｔｅｘｈ４をそれぞれ求める。
【０１０９】
そして、ステップ９では、排気温度基本値Ｔｅｘｈｂに４つの各補正係数Ｋｔｅｘｈ１、Ｋｔｅｘｈ２、Ｋｔｅｘｈ３、Ｋｔｅｘｈ４を乗じて排気温度Ｔｅｘｈを計算する。
【０１１０】
図３１は可変ノズル２ｄの有効面積相当値Ａｖｎｔの演算フローである。ステップ１では指令開度ＶＮＴｓｔｅｐ、総排気流量Ｑｔｏｔａｌ（＝Ｑａｓ０＋Ｑｆ）、排気温度Ｔｅｘｈを読み込む。
【０１１１】
このうち総排気流量Ｑｔｏｔａｌと排気温度Ｔｅｘｈからステップ２で
【０１１２】
【数９】
Ｗｅｘｈ＝Ｑｔｏｔａｌ×Ｔｅｘｈ／Ｔｓｔｄ、［ｍ^３／ｓｅｃ］
ただし、Ｔｓｔｄ：標準大気温度、
の式により排気流速相当値Ｗｅｘｈを算出する。
【０１１３】
ステップ３では、この排気流速相当値Ｗｅｘｈの平方根をとった値から図３２を内容とするテーブルを検索して摩擦損失ξｆｒｉｃを演算する。このように、摩擦損失ξｆｒｉｃを、排気流速相当値Ｗｅｘｈの平方根に比例する値で与えることで、排気流速が相違しても、摩擦損失ξｆｒｉｃを精度よく与えることができる。
【０１１４】
ステップ４では指令開度ＶＮＴｓｔｅｐと総ガス流量Ｑｔｏｔａｌから図３３を内容とするマップを検索してノズル損失ξｃｏｎｖを演算する。流速の変化が大きい場合、縮まり管に対する損失をそのままノズル損失とみなすと、実際のノズル損失と合わないことが多いのであるが、このようにノズル損失ξｃｏｎｖを、指令開度ＶＮＴｓｔｅｐと総排気流量Ｑｔｏｔａｌに応じた値とすることで、流速の変化が大きい場合にも実際のノズル損失とよく合致させることができる。
【０１１５】
そして、これら２つの損失ξｆｒｉｃ、ξｃｏｎｖをステップ５において指令開度ＶＮＴｓｔｅｐに乗算して、つまり
【０１１６】
【数１０】
Ａｖｎｔ＝ＶＮＴｓｔｅｐ×ξｆｒｉｃ×ξｃｏｎｖ
の式により可変ノズルの有効面積相当値Ａｖｎｔを演算する。
【０１１７】
このように、数１０式により有効面積相当値Ａｖｎｔを、可変ノズル２ｄを流れるガスの効率ηｎ（＝ξｆｒｉｃ×ξｃｏｎｖ）と可変ノズル２ｄを駆動するステップモータ２ｃに与える指令開度ＶＮＴｓｔｅｐとの積で与えるようにしたので、可変ノズル２ｄを流れるガスの効率ηｎを考慮できる。また、可変ノズル２ｄを流れるガスの効率ηｎは摩擦損失ξｆｒｉｃとノズル損失ξｃｏｎｖの積としたので、摩擦損失とノズル損失を別個に考慮できる。
【０１１８】
図３４は排気圧（タービン入口圧）Ｐｅｘｈの演算のフローである。
【０１１９】
ステップ１では吸気量の加重平均値Ｑａｓ０、燃料噴射量Ｑｆ、エンジン回転速度Ｎｅ、有効面積相当値Ａｖｎｔ、排気温度Ｔｅｘｈ、大気圧（コンプレッサ入口圧）Ｐａを読み込み、さらにステップ２で吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣを読み込む。この吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣの演算については図４６のフローにより説明する。図４６においてステップ１ではエンジン回転速度Ｎｅと排気温度Ｔｅｘｈを読み込み、これらからステップ２において図４７を内容とするマップを検索して所定時間当たり（演算周期である１０ｍｓ当たり）吸着ＨＣ量ａａ１を演算し、この所定時間当たり吸着ＨＣ量をステップ３で吸着ＨＣ量積算値の前回値であるＳＵＭＨＣ_ｎ−１に加算した値を今回の吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣとして計算する。図４７においてＴ１未満の温度域がＨＣ吸着域、Ｔ１以上の温度域がＨＣ脱離域（ａａ１＝０）である。エンジン停止時やエンジン始動時にＨＣ吸着量積算値ＳＵＭＨＣをゼロに初期化したのでは、ＨＣ吸着量が残ったままエンジン停止された場合（たとえば低負荷状態が続いたままエンジンを停止した場合）にＨＣ吸着量積算値ＳＵＭＨＣに実際とのズレが生じるので、ＨＣ吸着量積算値ＳＵＭＨＣはエンジン停止後もその値を保持しておく。
【０１２０】
図３４に戻りステップ３では補正許可フラグをみる。補正許可フラグ＝０（補正禁止条件）であるときはステップ４において上記のパラメータ（吸気量の加重平均値Ｑａｓ０、燃料噴射量Ｑｆ、有効面積相当値Ａｖｎｔ、排気温度Ｔｅｘｈ、大気圧（コンプレッサ入口圧）Ｐａ）を用い、
【０１２１】
【数１１】
Ｐｅｘｈ０＝Ｋｐｅｘｈ×｛（Ｑａｓ０＋Ｑｆ）／Ａｖｎｔ｝^２×Ｔｅｘｈ＋Ｐａ、
ただし、Ｋｐｅｘｈ：定数、
の式により排気圧Ｐｅｘｈ０を演算し、この排気圧に対してステップ６で加重平均処理を行い、その加重平均値を排気圧Ｐｅｘｈとして求める。数１１式は排気圧を予測する式であり、この式を用いた排気圧の予測値と排気圧の実測値との相関を調べた実験結果を図３５に示す。同図より、予測値でも十分な精度があることがわかる。
【０１２２】
このように、吸気量（の加重平均値）Ｑａｓ０、燃料噴射量Ｑｆ、可変ノズルの有効面積相当値Ａｖｎｔ、排気温度Ｔｅｘｈの４つの要素からダイレクトにかつ簡単な上記の数１１式を用いて排気圧Ｐｅｘｈを演算できることになると、可変容量ターボチャージャを備える場合においても、過渡時に応答遅れなく排気圧を推定できる。
【０１２３】
なお、上記の有効面積相当値Ａｖｎｔと排気圧Ｐｅｘｈ０の各演算式をどのようにして得たかの説明は先願装置２（特願平１１−１６８４３２号）に詳しいが、本発明と直接関係しないので省略する。
【０１２４】
一方、補正許可フラグ＝１（補正許可条件）であるときはステップ３よりステップ６以降に進み、ステップ６〜８で吸着ＨＣと触媒との酸化反応による触媒出口温度の上昇分を含んだ触媒出口圧（タービン入口圧）を補正許可フラグ＝０のときと同じ符号の排気圧Ｐｅｘｈとして演算し、またステップ９〜１１では吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口圧を別の符号の排気圧Ｐｅｘ１として演算する。
【０１２５】
まず、ステップ６では吸気量の加重平均値Ｑａｓ０と吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣより図４４を内容とするマップを検索して、吸着ＨＣと触媒との酸化反応に伴う触媒出口温度の上昇代ΔＴｅｘｈを求める。これは図４４に示したように吸気量の加重平均値Ｑａｓ０が一定の条件であれば吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣが大きくなるほど大きくなり、吸着ＨＣ量積算値ＳＵＭＨＣが一定の条件であれば吸気量の加重平均値Ｑａｓ０が小さくなるほど大きくなる値である。
【０１２６】
ステップ７ではこの触媒出口温度上昇代ΔＴｅｘｈを、ステップ１で読み込んだ排気温度Ｔｅｘｈに加算した値を上記１１式のＴｅｘｈに代えて用いることにより排気圧Ｐｅｘｈ１を演算する。すなわちステップ８で、
【０１２７】
【数１２】
Ｐｅｘｈ１＝Ｋｐｅｘｈ×｛（Ｑａｓ０＋Ｑｆ）／Ａｖｎｔ｝^２×（Ｔｅｘｈ＋ΔＴｅｘｈ）＋Ｐａ、
ただし、Ｋｐｅｘｈ：定数、
の式により排気圧Ｐｅｘｈ１を演算し、この排気圧に対してステップ９で加重平均処理を行い、その加重平均値を排気圧Ｐｅｘｈとして求める。
【０１２８】
ステップ９ではエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆより図４５を内容とするマップを検索して、吸着ＨＣが燃焼しないときの定常時触媒出口温度Ｔｃａｔｏｕｔを求め、この触媒出口温度Ｔｃａｔｏｕｔを上記１１式のＴｅｘｈに代えて用いることにより排気圧Ｐｅｘ１０を演算する。すなわちステップ１０で、
【０１２９】
【数１３】
Ｐｅｘｈ１０＝Ｋｐｅｘｈ×｛（Ｑａｓ０＋Ｑｆ）／Ａｖｎｔ｝^２×Ｔｃａｔｏｕｔ＋Ｐａ、
ただし、Ｋｐｅｘｈ：定数、
の式により排気圧Ｐｅｘ１０を演算し、この排気圧に対してステップ１１で加重平均処理を行い、その加重平均値を排気圧Ｐｅｘ１として求める。
【０１３０】
このようにして求めた吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼した場合の触媒出口圧であるＰｅｘｈと、吸着ＨＣが燃焼しない場合の定常時触媒出口圧であるＰｅｘ１との差圧ΔＰｅｘｈ（＝Ｐｅｘｈ−Ｐｅｘ１）をステップ１２で計算する。この差圧ΔＰｅｘｈは補正許可条件が成立したときの触媒出口の排気圧の増加量であり、これが許容値を超えて大きくなるときは可変ノズルのノズル開度を開き側に補正して過給圧が過大にならないように調整する必要があるので（図４のステップ６、８参照）、ここで算出させている。
【０１３１】
次に、図３６はＥＧＲ（流）量Ｑｅを演算するフローである。ステップ１では上記した吸気圧Ｐｍ、排気圧Ｐｅｘｈ、ＥＧＲ弁実開度としてのＥＧＲ弁実リフト量Ｌｉｆｔｓを読み込む。あるいは、ステップモータのように目標値を与えれば実際のＥＧＲ弁リフト量が一義に決まる場合は、目標ＥＧＲ弁リフト量でもよい。
【０１３２】
ステップ２では、このＥＧＲ弁実リフト量Ｌｉｆｔｓから図３７を内容とするテーブルを検索して、ＥＧＲ弁５７の開口面積相当値Ａｖｅを求める。
【０１３３】
そして、ステップ３において、ＥＧＲ流量Ｑｅを、これら吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐｅｘｈ、ＥＧＲ弁５７の開口面積相当値Ａｖｅとから、
【０１３４】
【数１４】
Ｑｅ＝Ａｖｅ×｛（Ｐｅｘｈ−Ｐｍ）×ＫＲ＃｝^１／２、
ただし、ＫＲ＃：補正係数（定数）
の式により計算する。
【０１３５】
なお、数１４式中のＰｅｘｈは補正許可フラグ＝１のときと補正許可フラグ＝０のときとで同じ記号であるが、その内容は相違する。図３４で前述したように補正許可フラグ＝０のときは吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口圧であるのに対して、補正許可フラグ＝１のときは吸着ＨＣが燃焼した場合の触媒出口圧となっている。
【０１３６】
図３８は目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するフローである。ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ、シリンダ吸入ガス温度Ｔｎを読み込み、このうちＮｅとＱｆとから図３９を内容とするマップを検索して、目標ＥＧＲ率基本値Ｍｅｇｒ０を求める。ステップ３ではシリンダ吸入ガス温度Ｔｎから図４０を内容とするテーブルを検索して目標ＥＧＲ率補正値Ｈｅｇｒを求め、この目標ＥＧＲ率補正値Ｈｅｇｒを目標ＥＧＲ率基本値Ｍｅｇｒ０に乗ずることによって目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを計算する。
【０１３７】
図４１は要求ＥＧＲ（流）量Ｔｑｅの演算フローである。ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅ、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、シリンダ吸入新気量Ｑａｃ、燃料噴射量のサイクル処理値Ｑｆ０を読み込み、このうちシリンダ吸入新気量Ｑａｃに目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒをステップ２において乗ずることで目標吸入ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを計算する。
【０１３８】
ステップ３ではこの目標吸入ＥＧＲ量Ｍｑｅｃに対して、Ｋｉｎ×Ｋｖｏｌを加重平均係数として
【０１３９】
【数１５】
Ｒｑｅｃ＝Ｒｑｅｃ_ｎ−１×（１−Ｋｉｎ×Ｋｖｏｌ）＋Ｍｑｅｃ×Ｋｉｎ×Ｋｖｏｌ、
ただし、Ｒｑｅｃ_ｎ−１：Ｒｑｅｃの前回値、
の式により中間処理値（加重平均値）Ｒｑｅｃを演算し、この中間処理値Ｒｑｅｃと上記の目標吸入ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを用いてステップ４で
【０１４０】
【数１６】
Ｔｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＧＫＱＥＣ＋Ｒｑｅｃ_ｎ−１×（１−ＧＫＱＥＣ）、
ただし、Ｒｑｅｃ_ｎ−１：Ｒｑｅｃの前回値、
ＧＫＱＥＣ：進み補償ゲイン、
の式により進み処理を行って目標シリンダ吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃを求める。要求値に対して吸気系の遅れ（すなわちＥＧＲ弁５７→コレクタ５２ａ→吸気マニホールド→吸気弁の容量分の遅れ）があるので、ステップ３、４ではこの遅れ分の進み処理を行うものである。
【０１４１】
ステップ５ではこの目標シリンダ吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃから、
【０１４２】
【数１７】
Ｔｑｅ＝（Ｔｑｅｃ／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃、
ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、
の式により単位変換（１シリンダ当たり→単位時間当たり）を行って、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを計算する。
【０１４３】
図４２は指令ＥＧＲ弁開度としての指令ＥＧＲ弁リフト量Ｌｉｆｔｔを演算するフローである。ステップ１では吸気圧Ｐｍ、排気圧Ｐｅｘｈ、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを読み込む。ステップ２ではＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖを、
【０１４４】
【数１８】
Ｔａｖ＝Ｔｑｅ／｛（Ｐｅｘｈ−Ｐｍ）×ＫＲ＃｝^１／２、
ただし、ＫＲ＃：補正係数（定数）、
の式（流体力学の法則）で計算する。
【０１４５】
ステップ３では補正許可フラグ＝１をみる。補正許可フラグ＝１のときは、ステップ４に進み、要求開口面積Ｔａｖに増量補正量（１．０を超える正の値）を乗算した値を改めて要求開口面積Ｔａｖとおくことによって、ＥＧＲ弁開口面積を補正する。これは、補正許可フラグ＝１のとき触媒出口温度の急上昇により排気圧Ｐｅｘｈが高くなり、これによってタービン回転速度が増す前は（Ｐｅｘｈ−Ｐｍ）の値が大きく数１８式によればそのぶんＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖが小さくなってＥＧＲ量（あるいはＥＧＲ率）が少なくなる側に傾き、このＥＧＲ量の不足でＮＯｘを効率よく抑制することができなくなるので、これを避けるためである。この場合、増量補正量は、補正の前後でＥＧＲ量（あるいはＥＧＲ率）が同じになるように設定する。
【０１４６】
ステップ５ではこのＥＧＲ弁５７の要求開口面積Ｔａｖより図４３を内容とするテーブルを検索して目標ＥＧＲ弁開度としてのＥＧＲ弁目標リフト量Ｍｌｉｆｔを求め、この目標リフト量Ｍｌｉｆｔに対して、ステップ４において、ＥＧＲ弁５７の作動遅れ分の進み処理を行い、その進み処理後の値を指令ＥＧＲ弁リフト量Ｌｉｆｔｔとして求める。
【０１４７】
このようにして求められた指令ＥＧＲ弁リフト量Ｌｉｆｔｔが図示しないフローによりステップモータ５７ａへと出力され、ＥＧＲ弁５７が駆動される。
【０１４８】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【０１４９】
冷間始動直後の低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼して触媒出口温度が上昇し、この温度上昇によって排気圧（タービン入口）Ｐｅｘｈが上昇する。このとき、本実施形態によれば触媒出口の排気圧の増加量である差圧ΔＰｅｘｈを演算し、この差圧ΔＰｅｘｈが許容値を超えると、可変ノズル（過給圧制御手段）のノズル開度を、過給圧を低下させる側に補正するので、低負荷状態から加速を行っても過給圧が急激に立ち上がることがなく、これによって運転性を悪化させることもないし、吸排気系部品の耐久性も保たれる。
【０１５０】
この場合、過給圧を低下させる側へのノズル開度の補正量は補正の前後で過給圧が同じになるように設定してあるので、補正前後で過給圧が変わらないようにすることができる。
【０１５１】
また、低負荷状態での加速により触媒の非活性温度域から活性温度域へと移行したとき、加速直後しばらくのあいだは一定の熱容量を有する触媒担体の昇温に排気熱が奪われるため触媒出口温度の上昇が抑制されるので、この期間でもノズル開度の補正を行ったのでは、かえって過給圧を低下させてしまうことになるが、本実施形態では活性温度域での連続滞在時間が所定値未満のときはノズル開度の補正を行わないので、こうした事態を避けることができる。
【０１５２】
また、排気圧の増加量は吸着ＨＣ量積算値が多くなるほど大きくなることに対応して、吸着ＨＣ量積算値が多くなるほど触媒出口の気温度上昇代ΔＴｅｘｈ（したがって触媒出口の排気圧の増加量である差圧ΔＰｅｘｈ）を大きくしているので、吸着ＨＣ量の大小に拘わらず、触媒出口の排気圧の増加量を精度よく与えることができる。
【０１５３】
さらに本実施形態は、ＥＧＲ装置をも備え、排気圧Ｐｅｘｈと吸気圧Ｐｍの差圧に応じてＥＧＲ弁の要求開口面積Ｔａｖを演算させているため（数１８参照）、前述のように、低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼して触媒出口温度が上昇し、この温度上昇によって触媒出口の排気圧が上昇すると、この影響を受けてＥＧＲ量が減少してＮＯｘ排出量が増加する可能性があるが、本実施形態によれば触媒出口の排気圧の増加量である差圧ΔＰｅｘｈが許容値を超えると、ＥＧＲ量が変化しないようにＥＧＲ弁の要求開口面積Ｔａｖを増量補正するので、ＮＯｘ排出量への影響を回避できる。
【０１５４】
また、低負荷状態での加速により触媒の非活性温度域から活性温度域へと移行したとき、加速直後しばらくのあいだは一定の熱容量を有する触媒担体の昇温に排気熱が奪われるため触媒出口温度の上昇が抑制されるので、この期間でもＥＧＲ弁の要求開口面積の増量補正を行ったのでは、かえってＥＧＲ量を増加させ、燃焼状態を悪化させてしまうことになるが、本実施形態では活性温度域での連続滞在時間が所定値未満のときはＥＧＲ弁の要求開口面積の補正を行わないので、こうした事態を避けることができる。
【０１５５】
図４８は第２実施形態の排気圧（タービン入口圧）の演算フローで、第１実施形態の図３４に置き換わるものである。図３４と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【０１５６】
第１実施形態では吸着ＨＣが燃焼しない場合の定常時触媒出口温度Ｔｃａｔｏｕｔ（マップ値）に基づいて吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口の排気圧Ｐｅｘ１を演算したのに対して、図２５により演算される排気温度Ｔｅｘｈは吸着ＨＣが燃焼しない場合のタービン入口温度（つまり触媒出口温度）であるため、第２実施形態はこの図２５により演算される排気温度Ｔｅｘｈを用いて数１１式により演算した値を、吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口の排気圧とするものである。
【０１５７】
図３４と相違する部分を主に説明すると、ステップ２１、２２で図２５により演算される排気温度Ｔｅｘｈに基づいて上記の数１１式により排気圧Ｐｅｘｈを常時演算しておく。このときの排気圧Ｐｅｘｈは吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口の排気圧である。そして、補正許可フラグ＝１のとき、ステップ７、８、２３で第１実施形態と同様にして吸着ＨＣと触媒との酸化反応により吸着ＨＣが燃焼した場合の触媒出口の排気圧Ｐｅｘｈ２を演算し、ステップ２４でこの吸着ＨＣが燃焼した場合の触媒出口の排気圧Ｐｅｘｈ２から吸着ＨＣが燃焼しない場合の触媒出口の排気圧であるＰｅｘｈを差し引いた値を差圧ΔＰｅｘｈとして計算する。
【０１５８】
この第２実施形態によれば吸着ＨＣが燃焼しない場合の定常時触媒出口温度のマップ（図４５）を持たせることが不要となる。
【０１５９】
実施形態で用いた排気圧の演算式（数１１式）は、ノズル２ｄを通過するガスの流れを、流路面積が縮小する場合の流れであると仮定した場合のものである。これに対してノズルを通過するガスの流れを、理想気体が断熱変化して流動する場合の流れと仮定した場合には、次のようにして求めることができる。すなわち、
【０１６０】
【数１９】
Ｐｅｘｈｒ＝Ｋｐｅｘｈｎ×｛（Ｑａｓ０＋Ｑｆ）／Ａｖｎｔ｝^２×Ｔｅｘｈ、
ただし、Ｋｐｅｘｈｎ：定数、
の式によりタービン入口排気圧相当値Ｐｅｘｈｒを演算し、このＰｅｘｈｒと大気圧Ｐａから図４９を内容とするマップを検索することにより排気圧Ｐｅｘｈ０を求める。後は、このＰｅｘｈ０に対して加重平均処理を行い、その加重平均値を排気圧Ｐｅｘｈとして求める。
【０１６１】
したがって、数１１式に代えて数１９式と図４９を用いる方法を用いてもかまわない（第３実施形態）。
【０１６２】
実施形態では、触媒がＨＣ吸着機能を有する場合で説明したが、ＨＣ吸着機能を有しない一般的な触媒にも適用可能である。
【０１６３】
実施形態では、加速時をアクセル開度の所定時間当たりの変化量から判定する場合で説明したが、コモンレール式の燃料噴射装置を備えるエンジンではコモンレール圧力と噴射ノズル１７の開弁時間から実燃料噴射量を演算できるので、この実燃料噴射量の所定時間当たりの変化量から判定するようにしてもかまわない。
【０１６４】
実施形態では、排気温度（タービン入口）Ｔｅｘｈを演算する場合で説明したが、センサにより直接に排気温度（タービン入口）を検出してもかまわない。
【０１６５】
実施形態では低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行した後この活性温度域での連続滞在時間が所定値以上となったとき、可変ノズルのノズル開度を、過給圧を低下させる側に補正するとともに、ＥＧＲ弁の要求開口面積を増量補正する場合で説明したが、いずれか一方だけの補正としてもかまわない。また、過給圧を低下させる側へ補正は、ノズル開度を補正するものに限られるものでなく、ウェストゲートバルブ開度を開くことで過給圧を低下させるようにしてもかまわない。
【０１６６】
実施形態では可変容量ターボチャージャとＥＧＲ装置をともに備える場合で説明したが、これに限られるものでなく、ＥＧＲ装置を備えない場合にも適用可能である。
【０１６７】
実施形態では、触媒出口の排気圧で触媒出口の排気エネルギーを代表させたが、触媒出口の排気温度でもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図。
【図２】コモンレール式燃料噴射装置のシステム図。
【図３】ＥＧＲ制御システム図。
【図４】可変ノズルアクチュエータに与える指令開度の演算を説明するためのフローチャート。
【図５】基本過給圧の特性図。
【図６】基本開度の特性図。
【図７】補正許可条件の判定を説明するためのフローチャート。
【図８】連続滞在時間の計測を説明するためのフローチャート。
【図９】ＥＧＲ制御システムのブロック図。
【図１０】モデル規範制御におけるパラメータの演算順を示すフローチャート。
【図１１】サイクル処理を説明するためのフローチャート。
【図１２】シリンダ吸入新気量の演算を説明するためのフローチャート。
【図１３】シリンダ吸入ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチャート。
【図１４】体積効率相当値の演算を説明するためのフローチャート。
【図１５】空気密度の特性図。
【図１６】吸気圧の演算を説明するためのフローチャート。
【図１７】センサ出力電圧に対する圧力の特性図。
【図１８】吸気温度の演算を説明するためのフローチャート。
【図１９】吸気温度の車速補正値の特性図。
【図２０】吸気温度の吸気量補正値の特性図。
【図２１】シリンダ吸入ガス温度の演算を説明するためのフローチャート。
【図２２】燃料噴射量の演算を説明するためのフローチャート。
【図２３】基本燃料噴射量の特性図。
【図２４】最大噴射量の特性図。
【図２５】排気温度の演算を説明するためのフローチャート。
【図２６】排気温度基本値の特性図。
【図２７】吸気温度補正係数の特性図。
【図２８】排気圧補正係数の特性図。
【図２９】スワール補正係数の特性図。
【図３０】ノズル開度補正係数の特性図。
【図３１】ノズル有効面積相当値の演算を説明するためのフローチャート。
【図３２】摩擦損失の特性図。
【図３３】ノズル損失の特性図。
【図３４】排気圧の演算を説明するためのフローチャート。
【図３５】排気圧の実測値と予測値の相関を調べた特性図。
【図３６】ＥＧＲ流量の演算を説明するためのフローチャート。
【図３７】ＥＧＲ弁開口面積相当値の特性図。
【図３８】目標ＥＧＲ率の演算を説明するためのフローチャート。
【図３９】目標ＥＧＲ率基本値の特性図。
【図４０】目標ＥＧＲ率補正値の特性図。
【図４１】要求ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチャート。
【図４２】指令ＥＧＲ弁リフト量の演算を説明するためのフローチャート。
【図４３】ＥＧＲ弁目標リフト量の特性図。
【図４４】触媒出口の温度上昇代の特性図
【図４５】吸着ＨＣが燃焼しない場合の定常時触媒出口温度の特性図。
【図４６】吸着ＨＣ量積算値の演算を説明するためのフローチャート。
【図４７】所定時間当たり吸着ＨＣ量の特性図。
【図４８】第２実施形態の排気圧の演算を説明するためのフローチャート。
【図４９】第３実施形態の排気圧Ｐｅｘｈ０の特性図。
【図５０】低負荷状からの加速時の排気温度を触媒活性との関係を表した波形図。
【図５１】第１の発明のクレーム対応図。
【図５２】第７の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
１エンジン本体
２ａ排気タービン
２ｂ吸気コンプレッサ
２ｄ可変ノズル
１７燃料噴射弁
４１電子制御ユニット
５４ＥＧＲ通路
５７ＥＧＲ弁

Claims

排気エネルギーにより排気タービンを駆動し、排気タービンと同軸の吸気コンプレッサにより過給を行うターボチャージャと、
前記排気タービンによる過給圧を制御可能な手段と、
前記排気タービン上流の排気通路に配置される触媒と
を備え、
低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したかどうかを判定する手段と、
この判定結果より触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき触媒出口の排気エネルギーの増加量を演算する手段と、
この増加量が許容値を超えるとき前記過給圧制御手段を介して過給圧を低下させる側に補正する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記排気エネルギーは排気圧または排気温度であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記過給圧を低下させる側への補正量を過給圧が補正前後で同じになるように設定することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの制御装置。
前記低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、この活性温度域での連続滞在期間が所定値未満のとき前記補正を行わないことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
前記触媒はＨＣ吸着機能を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
前記触媒はＨＣ吸着機能を有し、吸着ＨＣ量を検出する手段を備え、この検出手段により検出された吸着ＨＣ量に応じて前記排気エネルギーの増加量を演算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
排気エネルギーにより排気タービンを駆動し、排気タービンと同軸の吸気コンプレッサにより過給を行うターボチャージャと、
前記排気タービン上流の排気通路に配置される触媒と、
この触媒上流と前記吸気コンプレッサ下流とを連通するＥＧＲ通路と、
この通路を流れるＥＧＲ量を前記排気タービンの入口圧と前記吸気コンプレッサの出口圧との差圧に応じて制御する手段と
を備え、
低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したかどうかを判定する手段と、
この判定結果より触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき触媒出口の排気エネルギーの増加量を演算する手段と、
この増加量が許容値を超えるとき前記ＥＧＲ量制御手段を介してＥＧＲ量を増量する側に補正する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記排気エネルギーは排気圧または排気温度であることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの制御装置。
前記ＥＧＲ量を増量する側への補正量をＥＧＲ量が補正前後で同じになるように設定することを特徴とする請求項７または８に記載のエンジンの制御装置。
前記低負荷状態からの加速により触媒の非活性温度域から活性温度域に移行したとき、この活性温度域での連続滞在期間が所定値未満のときは前記補正を行わないことを特徴とする請求項７から９までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
前記触媒はＨＣ吸着機能を有することを特徴とする請求項７から１０までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
前記触媒はＨＣ吸着機能を有し、吸着ＨＣ量を検出する手段を備え、この検出手段により検出された吸着ＨＣ量に応じて前記排気エネルギーの増加量を演算することを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの制御装置。