JP3726588B2

JP3726588B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP3726588B2
Application number: JP27297399A
Authority: JP
Inventors: 悦正松良; 正行山下
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001090597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス浄化用触媒，過給機（ターボチャージャ）及び排ガス再循環装置（排ガス還流手段）を備える内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＣ，ＮＯ_X等の有害物質の排出量を低減して環境にやさしい環境エンジンを開発することが求められている。
このため、従来から、内燃機関（例えばディーゼルエンジン）の排気通路には排ガス中の有害成分（ＨＣ，ＮＯ_X等）を浄化するために排ガス浄化用触媒（例えば酸化触媒）が設けられているが、エンジンの冷態時にはエンジンが十分に暖まっておらず燃焼が安定しないためＨＣの生成量が多く、排ガス温度の低い冷態時では排ガス浄化用触媒のＨＣ浄化効率も低いため、生成されたＨＣを十分に浄化することが難しく、ＨＣの排出量を低減させるのは困難である。
【０００３】
また、吸気系に例えば排ガス導入通路の径を絞り込むことで過給調整可能なターボチャージャなどの過給圧可変吸気システムが設けられており、かかるシステムを用いて過給圧（インマニ圧）を制御するように構成されている場合、一般にエンジン冷態時にはターボチャージャへの排ガス導入通路の径が絞り込まれ、排ガス温度が低下してしまい、これにより排ガス浄化用触媒のＨＣ浄化率もさらに低くなってしまうため、生成されたＨＣを十分に浄化することが難しく、ＨＣの排出量を低減するのがさらに困難である。
【０００４】
このような過給圧可変吸気システムが設けられているものにおいて排ガス温度の低下を抑制する技術としては、例えば特公平３−２４５７１号公報（公報１）に開示された技術がある。この技術では、冷態時に過給圧が低くなるように過給圧制御を行なうことで排ガス温度の低下を抑制して、排ガス浄化装置を早期に暖機させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の公報のような過給圧制御を行なうだけでは、排ガス浄化装置の浄化効率を向上できるものの、排ガス中の有害物質であるＮＯ_Xの排出量を十分に低減することはできない。このため、従来から、ＮＯ_Xの排出量を低減するために、例えば吸気通路内へ排ガスを再循環させる排ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）を設けることが行なわれている。
【０００６】
しかしながら、ＥＧＲ装置により大量の排ガスが再循環されると、ＨＣの排出量は増加してしまうことになる。このため、上述のようにＨＣ排出量を低減させるためにターボチャージャにより過給圧制御を行なったとしても、ＮＯ_X排出量を低減させるためにＥＧＲ装置により大量の排ガスを再循環させる場合には、ＨＣ排出量を十分に低減させることができない。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＨＣ排出量を低減させると同時に、ＮＯ_X排出量も低減させることができるようにした、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の内燃機関の制御装置は、排気通路内に排ガス浄化用触媒と、吸気を過給する過給機と、排ガスの一部を吸気通路内へ還流する排ガス還流手段とを備える内燃機関において、冷態時判定手段が、内燃機関が冷態時であると判定した場合に、制御手段が、吸気を過給する過給機による過給圧を減少させるとともに、排ガスの一部を吸気通路内へ還流させる排ガス還流手段による排ガス還流量を、ＨＣが急増しない範囲で排ガス還流量を最大限増加させた場合の限界目標空気過剰率に近づくように制御する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる内燃機関は、図２に示すように、直噴式のディーゼルエンジン（筒内噴射型内燃機関）１として構成される。
【００１０】
このディーゼルエンジン１は、その燃焼室２に吸気通路３及び排気通路４が接続されており、吸気通路３と燃焼室２とが吸気弁５によって連通制御され、排気通路４と燃焼室２とが排気弁６によって連通制御されるようになっている。
また、燃焼室２に臨むように燃料噴射ノズル７も配設されており、この燃料噴射ノズル７には燃料噴射ポンプから図示しないラックアクチュエータにより制御されるラックの作動位置に応じた燃料が供給されるようになっている。なお、燃料噴射装置は、上述のものに限定されるものではなく、蓄圧室に高圧燃料を蓄えてこの高圧燃料を電磁弁の切り換え制御によってノズルから噴射するように構成した蓄圧室燃料噴射装置（コモンレール式燃料噴射装置）であってもよい。
【００１１】
また、吸気通路３には吸気絞り弁８が介装されている。そして、この吸気絞り弁８の開度を絞ることにより、後述するＥＧＲ量を増大させることができる。
さらに、排気通路４内には排ガス浄化用触媒１９が設けられている。この排ガス浄化用触媒１９は、例えば排ガス中のＣＯ，ＨＣを酸化することで浄化する酸化触媒により構成される。この排ガス浄化用触媒１９によるＨＣ浄化率特性は、図４に示すように、排ガス温度（ここでは触媒入口部での排ガス温度）が約３００℃近傍で最もＨＣ浄化率が高いレベルになる一方、排ガス温度が低いほど排ガス浄化用触媒１９によるＨＣ浄化率も低いレベルになる。
【００１２】
ところで、このディーゼルエンジン１には、ターボチャージャ（ターボ過給機）９が付設されている。
ターボチャージャ９は、その排気タービンが排気通路４に介装され、この排気タービンに連結されて駆動されるコンプレッサが吸気通路３に介装されており、排気タービンの駆動力をコンプレッサに伝達することで吸気が加圧されるようになっている。また、吸気通路３のコンプレッサよりも下流側には、コンプレッサにより加圧された空気の温度低下を図るべくインタクーラ１０が設けられている。
【００１３】
ここでは、ターボチャージャ９は、図３（Ａ), (Ｂ）に示すように、可変ノズルベーン付きターボチャージャ（可変容量過給機，ＶＧターボともいう）として構成され、排気タービン９ａのタービンブレード９ｂの周囲にノズルベーン９ｃが等間隔に配設されている。各ノズルベーン９ｃは、いずれも環状リング９ｄに接続されており、この環状リング９ｄが図中矢印方向に回転すると、ノズルベーン９ｃの角度、即ち、開度が変更されるようになっている。つまり、ノズルベーン９ｃの開度が開側になるにつれて過給圧（インマニ圧）は下がっていき、ノズルベーン９ｃの開度が閉側（絞り側）になるにつれて過給圧（インマニ圧）は上がっていくようになっている。
【００１４】
なお、図３（Ａ）はノズルベーン９ｃの開度が全開の場合を示しており、このようにノズルベーン９ｃの開度が全開とされると過給圧（インマニ圧）は最小になる。一方、図３（Ｂ）はノズルベーン９ｃの開度が全閉の場合を示しており、このようにノズルベーン９ｃの開度が全閉とされると過給圧（インマニ圧）は最大となる。
【００１５】
また、ここでは、環状リング９ｄには、図２，図３（Ａ), (Ｂ）に示すように、ＶＧターボ用アクチュエータ１１が接続されている。ここで、ＶＧターボ用アクチュエータ１１は、例えば内蔵のバネ１１ｂとバキューム（負圧）とによってその作動位置を可変制御可能なアクチュエータであって、タンク１２からＶＧターボ用アクチュエータ１１の制御室１１ａ内へのバキュームの供給状態を電磁弁１３，１４により切り換えることでその作動位置が制御され、これにより所要の過給圧になるようにノズルベーン９ｃの開度が開閉制御されるようになっている。なお、タンク１２には、バキュームポンプによりバキュームが供給されるようになっている。
【００１６】
なお、ＶＧターボ用アクチュエータ１１は、このような構成のものに限定されるものではなく、作動位置を段階的に調整できるようなものを用いてもよい。また、ＶＧターボ用アクチュエータ１１は、バキュームの供給状態により作動するものに限定されるものではなく、ノズルベーン９ｃの開度を調整すべく環状リング９ｄに接続されているものであれば、他の構成のものを用いてもよい。
【００１７】
このＶＧターボ用アクチュエータ１１は、後述するコントローラ（ＥＣＵ）５０に接続されており、このコントローラ５０からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。つまり、ディーゼルエンジン１の運転状態に応じたコントローラ５０からの制御信号に基づいて、ＶＧターボ用アクチュエータ１１の電磁弁１３，１４の作動が制御されるようになっている。
【００１８】
ところで、このディーゼルエンジン１には、排気通路４に排出された排ガスの一部を吸気通路に再循環させるための排ガス再循環装置（排ガス還流手段，ＥＧＲ装置）１５も設けられている。
このＥＧＲ装置１５は、吸気通路３と排気通路４の上流側とを接続するように設けられた排ガス再循環通路（ＥＧＲ通路）１５ａと、このＥＧＲ通路１５ａに取り付けられたＥＧＲバルブ１５ｂと、再循環される排ガスの温度を低下させるべく設けられたＥＧＲクーラ１５ｃとを備えて構成される。なお、本実施形態では、ＥＧＲバルブ１５ｂは、単なる開閉弁ではなく、その開度自体を変更できるような弁である。
【００１９】
また、ＥＧＲバルブ１５ｂはＥＧＲ用アクチュエータ１６に接続されており、後述するコントローラ５０によりＥＧＲ用アクチュエータ１６の作動が制御され、これによりＥＧＲバルブ１５ｂの開度が調整されて吸気通路３に還流される排ガス（以下、ＥＧＲガス又は還流ガスという）の流量が調整されるようになっている。
【００２０】
ここで、ＥＧＲ用アクチュエータ１６は、真空ポンプ１７からＥＧＲバルブ１５ｂの制御室１５ｂａ内へのバキューム（負圧）の供給状態を電磁弁（ソレノイドバルブ）１８ａ，１８ｂにより切り換えることで、その作動位置が制御されるように構成されている。
なお、ＥＧＲ用アクチュエータ１６は、このような構成のものに限定されるものではなく、作動位置を段階的に調整できるようなもの（例えばステッパモータ式のもの）を用いてもよい。また、ＥＧＲ用アクチュエータ１６は、バキュームの供給状態により作動するものに限定されるものではなく、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度を調整することができるものであれば、他の構成のものを用いてもよい。
【００２１】
このＥＧＲ用アクチュエータ１６は、後述するコントローラ（ＥＣＵ）５０に接続されており、このコントローラ５０からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。つまり、エンジン１の運転状態に応じたコントローラ５０からの制御信号に基づいて、ＥＧＲ用アクチュエータ１６の電磁弁１８ａ，１８ｂの作動が制御されるようになっている。
【００２２】
ところで、本実施形態では、ＨＣ排出量を低減させるとともに、ＨＣ排出量の増大を抑制しながらＥＧＲを大量に導入することでＮＯ_X排出量を大幅に低減させるべく、コントローラ（ＥＣＵ，電子制御コントロールユニット）５０が、図１に示すように、冷態時判定手段５１と、過給圧制御手段５２と、排ガス還流量制御手段（ＥＧＲ量制御手段）５３，目標空気過剰率設定手段５４と、実空気過剰率推定手段５５とを備えて構成される。
【００２３】
ここで、冷態時判定手段５１は、エンジン冷却水温度Ｔｗに基づいて、エンジン冷態時であるか、エンジン温態時であるかを判定するものである。このため、エンジン１には、エンジン冷却水温センサ３６が所定箇所に配設されている。そして、このエンジン冷却水温センサ３６はコントローラ５０に接続され、このエンジン冷却水温センサ３６からの検出信号がコントローラ５０の冷態時判定手段５１へ送られるようになっている。
【００２４】
具体的には、冷態時判定手段５１は、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め定められた所定温度Ｔｗ０よりも小さいか否かを判定するようになっている。そして、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め定められた所定温度Ｔｗ０よりも小さい場合には冷態時であると判定し、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め設定された所定温度Ｔｗ０以上である場合には温態時であると判定するようになっている。
【００２５】
過給圧制御手段５２は、エンジン冷態時の低負荷運転領域で、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を全開にする全開制御を行なって過給圧（インマニ圧）が減少するように過給圧制御を行なうものである。つまり、過給圧制御手段５２は、冷態時判定手段５１によりエンジン冷態時であると判定された場合であって、かつ、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷（例えばエンジン回転速度及びアクセル開度等に基づき算出される平均有効圧Ｐｍｅ）が低負荷運転領域（特にＨＣの生成量が多い運転領域）に属する場合に、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を全開にする全開制御を行なって過給圧が減少するように制御するようになっている。
【００２６】
ここで、低負荷運転領域（特にＨＣの生成量が多い運転領域）に属するか否かは、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷（平均有効圧Ｐｍｅ）が図５に示すような冷態時過給圧マップ中のＡゾーンに属するか否かによって判定するようになっている。なお、ＨＣの生成量が多い運転領域（Ａゾーン）ではターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を全開にするため、この領域をベーン開度全開領域ともいう。
【００２７】
このため、エンジン１には、クランク角センサ３４と、エンジン１の負荷を検出するための負荷センサ３５とが所定箇所に配設されている。そして、これらのセンサはコントローラ５０に接続され、各センサからの検出信号がコントローラ５０の過給圧制御手段５２へ送られるようになっている。また、これらの各センサからの検出信号はＥＧＲ量制御手段５３へも送られるようになっている。
【００２８】
なお、クランク角センサ３４に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを算出しうるので、クランク角センサ３４を便宜上エンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段，エンジン回転数センサ）という。
また、負荷センサ３５としては、図示しないアクセルペダルの開度（又はアクセル踏込量）を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）を用いている。なお、負荷センサ３５は、図示しない燃料噴射ポンプのラック位置を検出するラック位置センサを用いてもよい。
【００２９】
上述のようにエンジン冷態時の低負荷運転領域でターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの全開制御を行なうのは、以下の理由による。
つまり、エンジン冷態時にはエンジン１が十分暖まっておらず、エンジン温態時の同一負荷条件（低負荷運転領域）の場合と比較して筒内における燃焼温度が低く、ＨＣの生成レベルが高い。さらに、燃焼温度が低いので排ガス温度も低く、このように排ガス温度が低い場合には、図４に示すように、排ガス浄化用触媒１９によるＨＣ浄化率も低いレベルにある。このため、排気通路４に設けられた排ガス浄化用触媒１９によって生成されたＨＣを効率良く浄化するのは難しい。
【００３０】
一方、低負荷運転領域では、十分な量の吸入空気量が供給されるようになっているため、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を全開にして過給圧を低くし、吸入空気量を少なくしても問題はない。
ここで、図６（Ａ）に示すように、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を開くほど、過給圧が低くなって新気の吸入空気量が少なくなり、これにより筒内吸気温度が上昇するため、筒内における燃焼温度が高くなってターボチャージャ９のタービン出口部における排ガス温度（タービン出口温度）も高くなる。なお、ＥＧＲ量を増やし過ぎるとターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を開く方が燃焼で生じる熱エネルギが少なくなるため、タービン出口温度が低くなる場合がある。このように、ターボチャージャ９のタービン出口温度が高くなると、排ガス浄化用触媒１９によるＨＣ浄化率が高いレベルとなるため、図６（Ｂ）に示すように、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を開くほど、過給圧が低くなって吸入空気量が少なくなり、これにより、ＨＣ排出量が低くなる。
【００３１】
このような理由から、冷態時の低負荷運転領域でターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの全開制御を行なって過給圧を低くし、吸入空気量を少なくすることで、ＨＣ排出量を低減させているのである。
一方、冷態時判定手段５１により温態時（通常時）であると判定された場合やＨＣの生成量が多い運転領域（Ａゾーン）に属しないと判定された場合には、エンジン回転速度センサ３４により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷センサ３５により検出される負荷に基づいて算出される平均有効圧Ｐｍｅに基づいて、コントローラ５０内に記憶された図７に示すような温態時過給圧マップ（通常時過給圧マップ）を用いて目標過給圧を設定し、現時点の実際の過給圧（実過給圧）と目標過給圧とが一致するようにターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を制御するようになっている。
【００３２】
ここでは、温態時過給圧マップにより設定される目標過給圧と現時点の実過給圧との圧力差が所定値以上である場合は、ＶＧベーン用アクチュエータ１１へのバキュームの給排を急速に行なって（即ち、バキュームの上昇又は下降が急速に行なわれるようにして）、ノズルベーン９ｃの制御が応答性良く行なわれるようにしている。
【００３３】
ここで、温態時過給圧マップは、図７に示すように、サルフェート（ＳＯ₂等の硫酸塩）の生成を抑えるために、燃費を考慮して設定される過給圧マップにおけるマップ値よりも中高速高負荷運転領域（通常運転領域）で過給圧が高めになるようにマップ値が設定されている。また、発進加速性を向上させるためにターボチャージャ９のタービン回転数を高回転に保持すべく、アイドル運転領域で過給圧が高めになるようにマップ値が設定されている。
【００３４】
ところで、上述のようにターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度制御を行なって過給圧を制御することで、ＨＣ排出量を低減させているが、さらに、図６（Ｂ）に示すように、ＥＧＲ量を増加させれば（高ＥＧＲ化）、ＮＯ_X生成量を大幅に低減させることができる。このため、本実施形態では、さらにＥＧＲ制御手段５３が設けられている。
【００３５】
ＥＧＲ制御手段５３は、吸気通路３内へ再循環させる排ガス量を調整すべくＥＧＲバルブ１５ｂを制御するものである。
このＥＧＲ制御手段５３は、冷態時判定手段５１により冷態時であると判定された場合に、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度が大きくなるように制御するものである。これにより、冷態時に大量ＥＧＲすることによって、ＮＯ_X生成量を大幅に低減させることができることになる。
【００３６】
ここでは、ＥＧＲ量を増やし過ぎるとＨＣ生成量が急増してしまうため〔図６（Ｂ）参照〕、ＥＧＲ量を増やし過ぎないように、ＥＧＲ制御手段５３によるＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御は、筒内空気過剰率λを制御パラメータとして行なわれるようになっている。
具体的には、ＥＧＲ制御手段５３は、冷態時判定手段５１により冷態時であると判定された場合には、目標空気過剰率設定手段５４により設定される限界目標空気過剰率λ₂と、実空気過剰率推定手段５５により推定される実空気過剰率λ₁との偏差Δλ₁₂（＝λ₁−λ₂）を算出し、この偏差Δλ₁₂が微小量ε₁よりも小さくなるようにＥＧＲバルブ１５ｂの開度の空気過剰率λに基づくフィードバック制御を行なうようになっている。
【００３７】
なお、微小量ε₁は、ＨＣ生成量の差が無視できる程度の空気過剰率差として、予め台上試験により求めておく。
ここで、実空気過剰率推定手段５５には、吸入量Ｇ_cyl, ＥＧＲ量Ｇ_egr，燃料噴射量等に基づいて実際の空気過剰率（実空気過剰率）λ₁を推定するものである。
【００３８】
つまり、実空気過剰率推定手段５５は、インマニ温度〔インテークマニホールド（インマニともいう）内の吸入空気の温度，吸気温度〕Ｔ_mani，インマニ圧（インマニ内の吸入空気の圧力，吸気圧力）Ｐ_mani，大気圧Ｐ_a，エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン回転速度Ｎｅに対する体積効率ηｖに基づいて、燃焼室２内（筒内）に吸入される吸入量（吸入重量流量）Ｇ_cyl及びＥＧＲ量Ｇ_egrを算出し、これらの吸入量Ｇ_cyl及びＥＧＲ量Ｇ_egrから実空気過剰率λ₁を算出するようになっている。
【００３９】
このように吸入量Ｇ_cylを算出するのに、インマニ温度Ｔ_mani，インマニ圧（ゲージ圧）Ｐ_mani，大気圧Ｐ_a，体積効率ηｖを考慮することで、より正確に吸入量Ｇ_cylを算出できるようにしている。なお、インマニ温度Ｔ_mani，インマニ圧（ゲージ圧）Ｐ_mani，大気圧Ｐ_a，体積効率ηｖは、吸入量Ｇ_cylを算出するのに必要なデータであるため、吸入量データという。
【００４０】
このため、エンジン１には、吸気温センサ（吸気温度検出手段）３１，吸気圧センサ（吸気圧検出手段）３２，大気圧センサ（大気圧検出手段）３３，クランク角センサ３４等が所定箇所に配設されている。そして、これらのセンサはコントローラ５０に接続され、各センサからの検出信号がコントローラ５０の実空気過剰率推定手段５４へ送られるようになっている。
【００４１】
なお、吸気圧センサ３２は、ブースト圧センサ（ブースト圧検出手段）ともいう。この吸気圧センサ３２は、例えばエンジン１のインテークマニホールドに取り付けられており、ターボチャージャ９により加圧された吸気の圧力（ブースト圧）を検出するようになっている。
また、体積効率ηｖは、インマニ温度Ｔ_maniによって変化するため、温度変化にかかわらず体積効率ηｖは一定として取り扱って単にエンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に対して体積効率ηｖを求めるのではなく、実空気過剰率推定手段５１では、インマニ温度Ｔ_maniの影響も取り入れ、体積効率ηｖを求める際に温度補正を行なうようにしている。これにより、正確に求められた体積効率ηｖを用いて吸入量Ｇ_cylを正確に算出することができるようになる。
【００４２】
実空気過剰率推定手段５５は、基準インマニ温度をＴ０とし、この基準インマニ温度Ｔ０に対する基準体積効率をηｖ０とし、体積効率指数をｍとして、任意のインマニ温度Ｔ_maniに対する体積効率ηｖを、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷毎に、次式（１）により求める。
ηｖ／ηｖ０＝（Ｔ_mani／Ｔ０）^m ・・・（１）
具体的には、まず対象となるエンジン１について、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷毎にインマニ温度Ｔ_maniと体積効率ηｖとの間の特性を台上試験によって求め、このようなインマニ温度Ｔ_maniと体積効率ηｖとの間の特性に基づいて、体積効率ηｖを算出するためのマップを作成する。
【００４３】
つまり、各エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷毎に、基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃）に対する基準体積効率ηｖ０を台上試験により計測し、これを基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃）におけるエンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷と基準体積効率ηｖ０とを対応づけた基準体積効率マップを作成する。
【００４４】
また、各エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷毎に、インマニ温度Ｔ_maniと体積効率ηｖとの関係を示す特性を台上試験により計測し、これに基づいて各エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷毎の体積効率指数ｍも求め、これを基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃）におけるエンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷と体積効率指数ｍとを対応づけた体積効率指数マップを作成する。
【００４５】
そして、任意のインマニ温度Ｔ_mani，エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に対する体積効率ηｖを、基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃），基準体積効率マップから求められる基準体積効率ηｖ０，体積効率指数マップから求められる体積効率指数ｍにより算出するようになっている。
次に、実空気過剰率推定手段５５による吸入量Ｇ_cylの算出方法について説明する。
【００４６】
実空気過剰率推定手段５５は、次式（２）により表されるインマニ温度Ｔ_mani，インマニ圧Ｐ_maniで定義された体積効率ηｖの計算式を用いて吸入量Ｇ_cyl（ｋｇ／ｓ）を算出するようになっている。

ここで、Ｎｅはエンジン回転速度であり、Ｖｈはエンジン行程容積であり、γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani）はインマニ内の混合気（吸入空気とＥＧＲ）の比重量（ｋｇ／ｍ³）である。
【００４７】
そして、上記の式（２）を変形すると、次式（３）のように表されるため、実空気過剰率推定手段５５は、この式（３）を用いて吸入量Ｇ_cylを算出するようになっている。

ここで、比重量γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani）は、インマニ圧（ゲージ圧）（ｋｇ／ｍ²）をＰ_maniとし、大気圧（ｋｇ／ｍ²）をＰ_aとし、インマニ温度（Ｋ）をＴ_maniとして、次式（４）により表される。なお、ガス定数をＲ〔ｋｇ・ｍ／（ｋｇ・Ｋ）〕とする。
【００４８】
γ_mani＝（Ｐ_mani＋Ｐ_a）／（Ｒ×Ｔ_mani）・・・（４）
ここでは、エンジン行程容積Ｖｈ，ガス定数Ｒは定数であり、エンジン回転速度Ｎｅ，インマニ圧Ｐ_mani，大気圧Ｐ_a，インマニ温度Ｔ_maniはそれぞれセンサにより検出された検出値を用い、体積効率ηｖは上述のように予め台上試験により求められたものを用いて吸入量Ｇ_cylを算出することになる。
【００４９】
なお、ここでは、吸気圧センサ３２により検出されるインマニ圧Ｐ_maniは大気圧との差圧として検出されるため、吸入量Ｇ_cylを算出するのに、大気圧センサ３３により検出された大気圧Ｐ_aも加味している。しかし、絶対圧センサによりインマニ圧Ｐ_maniを検出するように構成すれば、大気圧Ｐ_aを考慮する必要はない。
【００５０】
そして、実空気過剰率推定手段５５は、このようにして算出された吸入量Ｇ_cylから実空気過剰率λ₁を算出するようになっている。つまり、実空気過剰率推定手段５５は、所期の出力特性を得るための燃料噴射量（ｋｇ／ｓ）をＧｆとし、理論上１ｋｇの燃料を完全燃焼するために必要な理論空気量（ｋｇ／ｋｇ）をＬ０とし、ＥＧＲ中の残存空気量をＧ_a,eとして、実空気過剰率λ₁を次式（５）により算出するようになっている。
【００５１】
λ₁＝（Ｇ_a＋Ｇ_a,e）／（Ｌ０×Ｇｆ）・・・（５）
ここで、吸入量Ｇ_cylは、吸入空気量Ｇ_aと、ＥＧＲバルブ１５ｂを通過するＥＧＲ量（ＥＧＲガスの重量流量）Ｇ_egrとから次式（６）により表される。
Ｇ_cyl＝Ｇ_a＋Ｇ_egr ・・・（６）
このため、吸入空気量Ｇ_aは、次式（７）により表される。
【００５２】
Ｇ_a＝Ｇ_cyl−Ｇ_egr ・・・（７）
このような関係を考慮すると、上述の式（５）は、次式（８）のように表される。

このうち、燃料噴射量Ｇｆは、エンジン回転速度センサ３４により検出されるエンジン回転速度及び負荷センサ３５によりエンジン負荷として検出されるアクセル踏込量（アクセル開度）に基づいて、そのエンジン回転速度，エンジン負荷領域での燃料噴射量マップから求めるようになっている。
【００５３】
また、ＥＧＲ量Ｇ_egrは、図２に示すように、ＥＧＲガス圧力センサ４１，４２，ＥＧＲバルブ温度センサ４３，ＥＧＲバルブリフトセンサ４４からの信号に基づいて算出される。つまり、ＥＧＲ量Ｇ_egrは、ＥＧＲバルブ１５ｂの上流のＥＧＲガスの比重量をγ_egrとし、ＥＧＲガスの体積流量をＱ_egrとし、ＥＧＲバルブの上流側及び下流側にそれぞれ配設されたＥＧＲガス圧力センサ４１，４２からの信号に基づいて算出される差圧をΔＰとし、ＥＧＲバルブの上流側に配設された温度センサ４３により検出される温度をＴ_egrとし、ＥＧＲバルブリフトセンサ４４により検出されるＥＧＲバルブリフト量に相応した有効開口面積（流量係数を含む）をＡ_egrとし、重力加速度をｇとして、次式（９）により算出される。
【００５４】

目標空気過剰率設定手段５４は、エンジン１の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷）に基づいて限界目標空気過剰率λ₂を設定するものである。つまり、目標空気過剰率設定手段５４は、エンジン回転速度センサ３４により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷センサ３５により検出される負荷に基づいて算出される平均有効圧Ｐｍｅに基づいて限界目標空気過剰率λ₂を設定するようになっている。
【００５５】
ここで、限界目標空気過剰率λ₂は、ＨＣが急増しない範囲でＥＧＲ量を最大限増加させた場合の限界の空気過剰率（最小空気過剰率）である。
このため、目標空気過剰率設定手段５４は、例えばエンジン回転速度，エンジン負荷領域毎に予め台上試験により限界目標空気過剰率λ₂を算出して、これを限界目標空気過剰率マップとして記憶させておき、この限界目標空気過剰率マップを用いて限界目標空気過剰率λ₂を設定するようになっている。このようにして設定される限界目標空気過剰率λ₂に近づくようにＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を行なうことで、ＨＣの生成量が急増しないようにＨＣの生成量を所定範囲内に抑えながら、ＮＯ_X生成量を大幅に低減させることができることになる。
【００５６】
具体的には、ＥＧＲ制御手段５６は、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を以下のようにして行なうようになっている。
つまり、偏差Δλ₁₂（＝λ₁−λ₂）が負の場合、即ち実空気過剰率λ₁が限界目標空気過剰率λ₂よりも小さい場合は、吸入空気量Ｇ_aが限界目標空気過剰率λ₂を満たすためには少ないのであるから、過給圧（インマニ圧）を上げて空気過剰率を大きくすべくＥＧＲバルブ１５ｂの開度を小さくする（開度を絞る）制御が行なわれるようになっている。
【００５７】
一方、偏差Δλ₁₂（＝λ₁−λ₂）が正の場合、即ち実空気過剰率λ₁が限界目標空気過剰率λ₂よりも大きい場合は、逆に吸入空気量Ｇ_aが限界目標空気過剰率λ₂を満たすためには多すぎるのであるから、過給圧（インマニ圧）を下げて空気過剰率を小さくすべくターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を大きくする（開度を拡げる）制御が行なわれるようになっている。
【００５８】
ところで、冷態時判定手段５１により温態時（通常時）であると判定された場合は、ＥＧＲ制御手段５６は、目標空気過剰率設定手段５４により設定された目標空気過剰率λ₀と、実空気過剰率推定手段５５により推定された実空気過剰率λ₁との偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）を算出し、この偏差Δλ₁₀が微小量ε₂よりも小さくなるようにＥＧＲバルブ１５ｂの開度の空気過剰率λに基づくフィードバック制御を行なうようになっている。
【００５９】
なお、微小量ε₂は、排ガス温度の変化がサルフェート生成に影響を与えない程度の空気過剰率差として、予め台上試験により求めておく。
ここで、目標空気過剰率設定手段５４は、エンジン１の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷）に基づいて目標空気過剰率λ₀を設定するものである。つまり、目標空気過剰率設定手段５４は、エンジン回転速度センサ３４、及びエンジン１の負荷を検出するための負荷センサ３５からの検出情報に基づいて目標空気過剰率λ₀を設定するようになっている。
【００６０】
なお、エンジン回転速度，エンジン負荷と目標空気過剰率λ₀とを対応づけた目標空気過剰率マップを予め用意しておき、エンジン回転速度センサ３４、及びエンジン１の負荷を検出するための負荷センサ３５からの検出情報に基づいて設定されるエンジン回転速度，エンジン負荷領域に応じた目標空気過剰率λ₀をこの目標空気過剰率マップから求めるようにしても良い。
【００６１】
具体的には、ＥＧＲ制御手段５３は、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を以下のようにして行なうようになっている。
つまり、偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）が負の場合、即ち実空気過剰率λ₁が目標空気過剰率λ₀よりも小さい場合は、吸入空気量Ｇ_aが目標空気過剰率λ₀を満たすためには少ないのであるから、過給圧（インマニ圧）を上げて実空気過剰率を大きくすべくＥＧＲバルブ１５ｂの開度を小さくする（開度を絞る）制御が行なわれるようになっている。
【００６２】
一方、偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）が正の場合、即ち実空気過剰率λ₁が目標空気過剰率λ₀よりも大きい場合は、逆に吸入空気量Ｇ_aが目標空気過剰率λ₀を満たすためには多すぎるのであるから、過給圧（インマニ圧）を下げて実空気過剰率を小さくすべくターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を大きくする（開度を拡げる）制御が行なわれるようになっている。
【００６３】
なお、ＥＧＲ量制御手段５３は、実空気過剰率λ₁と限界目標空気過剰率λ₂（又は目標空気過剰率λ₀）との偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）が大きい場合に、制御の応答性を高め、過渡時のＨＣやＮＯ_Xの発生量を十分に抑制できるようにすべく、以下のようなターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度制御を行なうようにしても良い。
【００６４】
つまり、偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）の大きさが所定値Ｅ（Ｅ＞ε₁，Ｅ＞ε₂）以上である場合には、この偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）の大きさに応じてターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度の最初の制御量を変えるようにしても良い。例えば、偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）の大きさが所定値Ｅ以上である場合〔偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）の大きさが大きい場合〕は、偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）に応じてターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度の最初の制御量を大きくして、ターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を大きく絞る（開度を小さくする）制御が行なわれるようにしても良い。この場合、偏差Δλ₁₂（又はΔλ₁₀）が正の値か負の値かによって、即ち実空気過剰率λ₁が目標空気過剰率λ₀（又は限界目標空気過剰率λ₂）よりも大きいか、小さいかによって、所定値Ｅの大きさを変更して（例えば所定値Ｅ₁,Ｅ₂）設定するのが好ましい。
【００６５】
本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装置は、上述のように構成され、この装置による過給圧制御，ＥＧＲ量制御は、以下のように行なわれる。
まず、本装置による過給圧制御，ＥＧＲ制御のためのメインルーチンの処理手順について説明すると、図８のフローチャートに示すように、まずステップＳ１０で、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷（負荷センサ３５により検出される負荷に基づいて算出される平均有効圧Ｐｍｅ）を取り込み、ステップＳ２０で、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗを取り込んで、ステップＳ３０へ進み、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め定められた所定温度Ｔｗ０よりも小さいか否かを判定する。
【００６６】
この判定の結果、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め定められた所定温度Ｔｗ０よりも小さいと判定した場合には冷態時であると判断し、ステップＳ４０へ進み、さらに、エンジン回転速度センサ３４により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷センサ３５により検出される負荷に基づいて算出される平均有効圧Ｐｍｅが図５に示すような冷態時過給圧マップのＡゾーンに属するか否かを判定し、この判定の結果、Ａゾーンに属すると判定した場合は、冷態時の低負荷運転領域のＨＣの生成量が多い運転領域であるから、ステップＳ５０へ進み、冷態時制御を行なう。なお、この冷態時制御の詳細については後述する。
【００６７】
一方、ステップＳ４０で、Ａゾーンに属しないと判定した場合は、冷態時の低負荷運転領域のＨＣの生成量が多い運転領域ではないから、ステップＳ７０へ進み、通常制御を行なう。なお、この通常制御の詳細については後述する。
ところで、ステップＳ３０で、エンジン冷却水温センサ３６により検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが予め定められた所定温度Ｔｗ０以上であると判定した場合には温態時であると判断し、ステップＳ６０へ進み、通常制御が行なわれる。なお、この通常制御の詳細については後述する。
【００６８】
次に、本装置による冷態時制御の処理手順について説明すると、図９のフローチャートに示すように、まずステップＡ１０で、過給圧制御手段５２がターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を最大（全開）にする制御を行なって過給圧（インマニ圧）が減少するように制御する。これにより、冷態時の低負荷運転領域のＨＣの生成量が多い運転領域で、過給圧が低くなって吸入空気量が少なくなり、これにより筒内における燃焼温度が高くなってターボチャージャ９のタービン出口温度も高くなるため、ＨＣの生成レベルが低く抑えられる。また、燃焼温度が高くなるので、これに応じて排ガス温度も高くなり、排ガス浄化用触媒１９によるＨＣ浄化効率も高いレベルとなり、ＨＣ排出量が低減される。
【００６９】
次に、ステップＡ２０で、実空気過剰率λ１を推定すべく、吸入量データを取り込み、ステップＡ３０へ進み、実空気過剰率推定手段５５により実空気過剰率λ１を算出する。
具体的には、吸気圧センサ３２，大気圧センサ３３及び吸気温センサ３１により検出されたそれぞれの検出値Ｐ_mani,Ｐ_a,Ｔ_maniを読み込み、この吸気温度Ｔ_mani、予め設定された基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃）、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に応じて基準体積効率マップから求められる基準体積効率ηｖ０、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に応じて体積効率指数マップから求められる体積効率指数ｍを用いて、前記の式（１）により体積効率ηｖを求める。
【００７０】
次いで、読み込まれたインマニ圧Ｐ_mani,大気圧Ｐ_a,インマニ温度Ｔ_mani、予め設定されるガス定数Ｒを用いて、前記の式（４）により比重量γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani）を求める。
そして、比重量γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani），体積効率ηｖ，エンジン回転速度Ｎｅ，予め設定されたエンジン行程容積Ｖｈを用いて、前記の式（３）により吸入量Ｇ_cylを算出する。
【００７１】
次に、このようにして算出された吸入量Ｇ_cyl、式（６）により算出されるＥＧＲ量Ｇ_egr、所期の出力を得るために設定された燃料噴射量Ｇｆ、理論空気量Ｌ０を用いて、前記の式（５）により実際の空気過剰率λ（実空気過剰率λ１）を算出する。
次いで、ステップＡ４０で、目標空気過剰率設定手段５４が、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷Ｐｍｅに基づいて、各エンジン回転速度及びエンジン負荷領域毎に用意されている限界目標空気過剰率マップから限界目標空気過剰率λ₂を読み込む。
【００７２】
そして、ステップＡ５０で、実空気過剰率λ₁と限界目標空気過剰率λ₂との偏差Δλ₁₂（＝λ₁−λ₂）が微小量ε₁よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、偏差Δλ₁₂が微小量ε₁以上であると判定した場合は、ステップＡ６０へ進み、さらに実空気過剰率λ₁が限界目標空気過剰率λ₂よりも大きいか小さいか、即ち偏差Δλ₁₂が０よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、偏差Δλ₁₂が０よりも小さいと判定した場合は、ステップＡ７０へ進み、ＥＧＲ量を減少させるべく、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を行なって、ステップＡ２０へ戻り、以後、ステップＡ２０〜ステップＡ７０の処理が繰り返される。
【００７３】
一方、ステップＡ６０で、偏差λ₁₂が０以上であると判定した場合は、ステップＡ８０へ進み、ＥＧＲ量を増大させるべく、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を行なって、ステップＡ２０へ戻り、以後、ステップＡ２０〜ステップＡ６０，ステップＡ８０の処理が繰り返される。
ところで、このような処理が繰り返された後、ステップＡ５０で、実空気過剰率λ₁と限界目標空気過剰率λ₂との偏差Δλ₁₂（＝λ₁−λ₂）が微小量ε₁よりも小さいと判定した場合は、冷態時制御を終了して、リターンする。
【００７４】
次に、本装置による通常制御の処理手順について説明すると、図１０のフローチャートに示すように、まずステップＢ１０で、過給圧制御手段５２が温態時過給圧マップに基づいて求められる目標過給圧になるようにターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を制御する。つまり、エンジン回転速度センサ３４により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷センサ３５により検出される負荷に基づいて算出される平均有効圧Ｐｍｅに基づいて、コントローラ５０内に記憶された図７に示すような温態時過給圧マップを用いて目標過給圧を設定し、現時点の実際の過給圧（実過給圧）と目標過給圧とが一致するようにターボチャージャ９のノズルベーン９ｃの開度を制御する。
【００７５】
この場合、通常運転領域、即ち中高速高負荷運転領域では、サルフェートの生成を抑えるために過給圧が高めに設定される。また、アイドル運転領域では、発進加速性を向上させるために、ターボチャージャ９のタービン回転数を高回転に保持すべく過給圧が高めに設定される。
次に、ステップＢ２０で、実空気過剰率λ１を推定すべく、吸入量データを取り込み、ステップＡ３０へ進み、実空気過剰率推定手段５５により実空気過剰率λ１を算出する。
【００７６】
具体的には、吸気圧センサ３２，大気圧センサ３３及び吸気温センサ３１により検出されたそれぞれの検出値Ｐ_mani,Ｐ_a,Ｔ_maniを読み込み、この吸気温度Ｔ_mani、予め設定された基準インマニ温度Ｔ０（例えば約２５℃）、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に応じて基準体積効率マップから求められる基準体積効率ηｖ０、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷に応じて体積効率指数マップから求められる体積効率指数ｍを用いて、前記の式（１）により体積効率ηｖを求める。
【００７７】
次いで、読み込まれたインマニ圧Ｐ_mani,大気圧Ｐ_a,インマニ温度Ｔ_mani、予め設定されるガス定数Ｒを用いて、前記の式（４）により比重量γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani）を求める。
そして、比重量γ_mani（Ｐ_mani，Ｐ_a，Ｔ_mani），体積効率ηｖ，エンジン回転速度Ｎｅ，予め設定されたエンジン行程容積Ｖｈを用いて、前記の式（３）により吸入量Ｇ_cylを算出する。
【００７８】
次に、このようにして算出された吸入量Ｇ_cyl、式（９）により算出されるＥＧＲ量Ｇ_egr、所期の出力を得るために設定された燃料噴射量Ｇｆ、理論空気量Ｌ０を用いて、前記の式（５）〔式（８）〕により実際の空気過剰率λ（実空気過剰率λ１）を算出する。
次いで、ステップＢ４０で、目標空気過剰率設定手段５４が、エンジン回転速度Ｎｅ，エンジン負荷Ｐｍｅに基づいて、各エンジン回転速度及びエンジン負荷領域毎に用意されている目標空気過剰率マップから目標空気過剰率λ₀を読み込む。
【００７９】
そして、ステップＢ５０で、実空気過剰率λ₁と目標空気過剰率λ₀との偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）が微小量ε₂よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、偏差Δλ₁₀が微小量ε₂以上であると判定した場合は、ステップＢ６０へ進み、さらに実空気過剰率λ₁が目標空気過剰率λ₀よりも大きいか小さいか、即ち偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）が０よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、偏差Δλ₁₀が０よりも小さいと判定した場合は、ステップＢ７０へ進み、ＥＧＲ量を減少させるべく、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を行なって、ステップＢ２０へ戻り、以後、ステップＢ２０〜ステップＢ７０の処理が繰り返される。
【００８０】
一方、ステップＢ６０で、偏差λ₁₀が０以上であると判定した場合は、ステップＢ８０へ進み、ＥＧＲ量を増大させるべく、ＥＧＲバルブ１５ｂの開度制御を行なって、ステップＢ２０へ戻り、以後、ステップＢ２０〜ステップＢ６０，ステップＢ８０の処理が繰り返される。
ところで、このような処理が繰り返された後、ステップＢ５０で、実空気過剰率λ₁と目標空気過剰率λ₀との偏差Δλ₁₀（＝λ₁−λ₀）が微小量ε₂よりも小さいと判定した場合は、通常時制御を終了して、リターンする。
【００８１】
したがって、本実施形態にかかる内燃機関の制御装置によれば、冷態時の低負荷運転領域において、過給圧制御手段５２によってノズルベーン９ｃの開度を全開制御することで過給圧が減少するように制御するため、燃焼温度（ひいてはタービン出口温度）が高くなり、ＨＣの生成量が抑制される上に、さらに排ガス浄化用触媒のＨＣ浄化効率を高められる効果もあり、これにより、ＨＣ排出量を大幅に低減させることができ、さらにＥＧＲを導入することでＮＯ_X排出量を大幅に低減させることができるという利点がある。
【００８２】
特に、ＨＣが急増しない範囲でＥＧＲができるだけ大量に導入されるように、ＥＧＲ装置１５のＥＧＲバルブ１５ｂの開度を空気過剰率λに基づいて正確に制御するため、ＥＧＲの大量導入によって急激に燃焼が抑制されてＨＣの排出量が急増するのを確実に防止しながら、ＮＯ_Xを大幅に低減させることができるという利点もある。
【００８３】
なお、上述の実施形態では、ＥＧＲ量制御手段５３は、空気過剰率λに基づいてＥＧＲ制御を行なうように構成されているが、エンジン冷態時にＥＧＲ量を増大させる制御を行なうように構成すれば良い。
また、上述の実施形態では、吸入空気量Ｇ_aは計算式やマップにより求めているが、吸入空気量Ｇ_aは、例えばカルマン渦流量計，熱線（ホットワイヤ）流量計等のエアフローセンサ（ＡＦＳ）により検出されるものを用いても良い。
【００８４】
この場合、吸入空気量Ｇ_aは、エアフローセンサの検出値をＱ（ｍ³／ｓ）とし、エアフローセンサ部の空気の比重量をγ_a,fとして次式（１０）により算出される。
Ｇ_a＝Ｑ×γ_a,f ・・・（１０）
但し、比重量γ_a,fは、前記の式（４）で、Ｐ_mani,Ｔ_maniをエアフローセンサ部の圧力Ｐ_a,f、温度Ｔ_a,fに置換することによって求められる。
【００８５】
また、上述の実施形態では、可変ノズルベーン付きターボチャージャを用いて過給圧（インマニ圧）を制御しているが、過給圧（インマニ圧）を調整できるようなものであれば良い。例えば、ウェストゲートバルブを備えるターボチャージャや変速機付きのスーパーチャージャを用いて過給圧を調整するようにしても良い。
【００８６】
また、上述の実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに適用するものとして説明しているが、過給圧制御を行なう際にノックセンサによりノックを検知しながら行なうようにすれば、ガソリンエンジン（特に筒内噴射型のもの）に適用することもできる。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の内燃機関の制御装置によれば、冷態時の低負荷運転領域において、制御手段によって過給圧を減少させてＨＣ生成量を抑制し、さらに排ガス浄化用触媒のＨＣ浄化率を高めてＨＣ排出量を低減させることができるとともに、排ガス還流手段により排ガスの一部を吸気管内へ導入することでＮＯ_X排出量を低減させることができるという利点がある。特に、ＨＣの生成量が急増しないようにＨＣの生成量を所定範囲内に抑えながら、ＮＯ _X 生成量を大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる内燃機関に備えられる可変ノズルベーン付きターボチャージャを示す模式図であり、（Ａ）はノズルベーン開度が全開の場合、（Ｂ）はノズルベーン開度が全閉の場合を示している。
【図４】本発明の一実施形態にかかる内燃機関に備えられる酸化触媒のＨＣ浄化率特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置において冷態時に用いられる冷態時過給圧マップを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置における過給圧制御，ＥＧＲ制御を説明するための図であって、（Ａ）はノズルベーン開度とタービン出口温度との関係及びＥＧＲ量とＮＯ_X排出量との関係を示す図であり、（Ｂ）はノズルベーン開度とＨＣ排出量との関係及びＥＧＲ量とＮＯ_X排出量との関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置において温態時に用いられる温態時過給圧マップを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置による過給圧制御，ＥＧＲ制御のためのメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置の冷態時制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置の通常時制御（温態時制御）の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
９ターボチャージャ（過給機）
９ｃノズルベーン
１５ＥＧＲ装置（排ガス再循環装置，排ガス還流手段）
１５ｂＥＧＲバルブ
１９排ガス浄化用触媒
３１吸気温センサ（吸気温検出手段）
３２吸気圧センサ（吸気圧検出手段，ブースト圧センサ）
３３大気圧センサ（大気圧検出手段）
３４エンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段）
３５負荷センサ（アクセル開度センサ）
３６エンジン冷却水温センサ
４１ＥＧＲバルブ上流圧力センサ
４２ＥＧＲバルブ下流圧力センサ
４３ＥＧＲバルブ上流温度センサ
４４ＥＧＲバルブリフトセンサ
５０コントローラ（ＥＣＵ）
５１冷態時判定手段
５２過給圧制御手段
５３排ガス還流量制御手段（ＥＧＲ量制御手段）
５４目標空気過剰率設定手段
５５実空気過剰率推定手段

Claims

排気通路内に排ガス浄化用触媒と、吸気を過給する過給機と、排ガスの一部を吸気通路内へ還流する排ガス還流手段とを備える内燃機関の制御装置において、
該内燃機関が冷態時であるか否かを判定する冷態時判定手段と、
該冷態時判定手段により該内燃機関が冷態時であると判定された場合に、該過給機による過給圧を減少させるとともに、該排ガス還流手段による排ガス還流量を、ＨＣが急増しない範囲で排ガス還流量を最大限増加させた場合の限界目標空気過剰率に近づくように制御する制御手段とを備えることを特徴とする、内燃機関の制御装置。