JP3937791B2 - 多気筒ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は多気筒ディーゼルエンジンの制御装置、特に１のＥＧＲ装置（排気の一部を吸気通路へ再循環させる装置）と複数のターボ過給機（以下単に「過給機」ともいう。）を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の過給機を備え、これらをシーケンシャルに働かせるものを対象として、排気の抵抗を一括で管理し２つの過給機を同時に働かせるモードで排圧の高い側の過給機のウェストゲートを制御するものがある（特願平６−１２９２５３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１のＥＧＲ装置と１の過給機とを備える場合に、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果たすため過給圧とＥＧＲ量とを独立に制御できない。このため、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを有するディーゼルエンジンを対象として、運転条件に応じて目標吸入空気量（または目標過給圧）を演算し、この目標吸入空気量とＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて過給機の作動目標値を設定するようにしたものを本願の出願人と同一の出願人が先に提案している（特願平１１−２３３１２４号参照）。この先願装置によればＥＧＲ装置の制御目標値が変化しても目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めた過給機とＥＧＲ装置の制御性が向上しこれによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。
【０００４】
しかしながら、先願装置を提出した時点では１のＥＧＲ装置と複数の過給機を備える多気筒ディーゼルエンジンについては全く考慮していなかった。
【０００５】
いま図３に示したように１の過給機４１Ａをプライマリーターボ、他の過給機４１Ｂをセカンダリーターボとして低回転速度域でまずプライマリーターボを働かせ、高回転速度域になってくるとこれに加えてセカンダリーターボを働かせる、いわゆるシーケンシャルターボを対象として考えると、シーケンシャルターボでは上側に位置する排気通路８Ａの排気圧Ｐｅｘ１と下側に位置する排気通路８Ｂの排気圧Ｐｅｘ２とがほぼ等しくなるもののそれぞれのターボ４１Ａ、４１Ｂの作動状態がＥＧＲに影響するので、上記の先願装置をそのまま適用することができない。なお、シーケンシャルターボを開示する上記の従来装置にはＥＧＲ装置を備える場合についての記載がなく、従ってＥＧＲを行うときにはＥＧＲに排気の一部が使われる分だけ過給機の前後差圧が不足することになるため、例えば低回転速度時にＥＧＲが行われる状態でもＥＧＲが行われないときと同じ過給仕事を行わせようとしてプライマリーターボのウェストゲートを必要以上に絞ってしまう可能性がある。
【０００６】
また複数の過給機の使い方はこれに限らず、図１のように全気筒を半分ずつの２つのバンク（気筒群）１Ａ、１Ｂに分けそのうちの１のバンク１Ａを１の過給機１１Ａにより、また他のバンク１Ｂを他の過給機１１Ｂにより分担させて同時に働かせる場合もある。この場合、ＥＧＲのため２つのバンク１Ａ、１Ｂの双方の排気通路８Ａ、８Ｂから排気を取り出してコレクタ４（吸気通路）に還流させるのが一般的であるが（図１参照）、エンジンルーム内でのスペースの制約から図２のように２つのバンクの一方の排気通路８Ａのみから排気を取り出してコレクタ４に還流させるようにしなければならない事態が出現しており、このものでは次の点が問題になる。すなわち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事が同一であるかほぼ同じである場合にＥＧＲ領域で２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに同じ指令値を与えたとき図２で上側に位置する排気通路８Ａの排気圧Ｐｅｘ１のほうが排気がＥＧＲに使われる分だけ下側に位置する排気通路８Ｂの排気圧Ｐｅｘ２より小さくなるのに対して、バンク１Ａの吸気圧Ｐｉ１とバンク１Ｂの吸気圧Ｐｉ２とはほぼ変わらない。この結果、図２において上側に位置する過給機１１Ａの前後差圧が、下側に位置する過給機１１Ｂより大きくなり２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの間で仕事量が異なってしまい、これを要因として特に加速時にサージを引き起こす可能性がある。また、バンク１Ａ、１Ｂ毎に充填効率が異なってもくる。
【０００８】
そこで本発明は、特に図２のように全気筒を半分ずつの２つの気筒群に分けそのうちの１の気筒群を１の過給機により、また他の気筒群を他の過給機により分担させて同時に働かせると共にＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合に、第１の分配係数を１の過給機と他の過給機とで半分ずつとなるように設定すると共に第２の分配係数を排気が取り出される側の過給機が全部となるように設定することにより、ＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合においてもＥＧＲの制御精度と複数の過給機制御の最適化を行うほか加速時のサージ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、ＥＧＲ装置と複数の過給機とを備え、前記ＥＧＲ装置の制御目標値を運転条件に応じて演算する手段と、このＥＧＲ装置の制御目標値となるようにＥＧＲ装置を制御する手段と、運転条件に応じた目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧を演算する手段と、この目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と前記ＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて前記複数の過給機の作動目標値を別々に設定する過給機作動目標値設定手段と、この別々に設定された過給機の作動目標値となるように前記複数の過給機を制御する手段とを備え、前記複数が２である場合に前記過給機作動目標値設定手段が、前記目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１の過給機の作動目標値を設定するための吸入空気量相当値を２つの過給機に分配するための係数である第１の分配係数Ｋａｉｒを用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、前記ＥＧＲ装置の制御目標値を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１のＥＧＲ装置の制御目標値を２つの過給機に分配するための係数である第２の分配係数Ｋｅｇｒを用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、第１の分配係数Ｋａｉｒにより１の過給機に分配される目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と第２の分配係数Ｋｅｇｒにより１の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて１の過給機の作動目標値を設定する手段と、第１の分配係数Ｋａｉｒにより他の過給機に分配される目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と第２の分配係数Ｋｅｇｒにより他の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて他の過給機の作動目標値を設定する手段とからなり、全気筒を半分ずつの２つの気筒群に分けそのうちの１の気筒群を前記１の過給機により、また他の気筒群を前記他の過給機により分担させて同時に働かせると共に前記ＥＧＲ装置が前記２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合に、前記第１の分配係数Ｋａｉｒを１の過給機と他の過給機とで半分ずつとなるように設定とすると共に前記第２の分配係数Ｋｅｇｒを排気が取り出される側の過給機が全部となるように設定する。
【００２７】
第２の発明では、第１の発明において２つの過給機の過給仕事が同等となるように２つの過給機の作動目標値を設定する。
【００２８】
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機の作動目標値が、過給圧を制御するタービンノズルの開口割合またはそれ相当値である。
【００２９】
第４の発明では、第１または第２の発明において前記過給機の作動目標値が、過給圧を制御するウェストゲート弁の開口面積またはそれ相当値である。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明では、ＥＧＲ装置の制御目標値を運転条件に応じて演算し、このＥＧＲ装置の制御目標値となるようにＥＧＲ装置を制御する一方で、運転条件に応じた目標吸入空気量（または目標過給圧）を演算し、この目標吸入空気量とＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて複数の過給機の作動目標値を別々に設定し、この別々に設定された過給機の作動目標値となるように複数の過給機を制御するので、複数の過給機に対して最適な過給機の作動目標値の設定が可能となり、複数の過給機を使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができた。
【００４０】
第１、第２の発明によれば、ＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合にも加速時のサージを防止できる。
【００４１】
第３の発明によれば、タービンノズルの開口面積またはそれ相当値を過給機の作動目標値とするので可変容量型過給機制御の適合や分配が簡易な方法で実現可能となる。
【００４２】
第４の発明によれば、ウェストゲートの開口面積またはそれ相当値を過給機の作動目標値としたため、通常多く用いられている過給機の最適制御と適合、分配が簡易な方法で可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は１のＥＧＲ装置と２（複数）の過給機とを備える多気筒ディーゼルエンジンの概略構成図である。
【００４４】
エンジン１は一対のバンク１Ａ、１ＢからなるＶ型である。空気は分岐吸気通路３Ａ、２Ｂからそれぞれの過給機１１Ａ、１１Ｂの吸気コンプレッサに吸入された後にコレクタ４で合流され、コレクタ４からは吸気分岐管５Ａ〜５Ｆを介して各気筒のシリンダに分配される。６は吸気を冷却するためのインタークーラである。
【００４５】
燃料は図示しないコモンレール式の燃料噴射装置により供給される。すなわちサプライポンプにより加圧された燃料がいったん蓄圧室に蓄えられ、この蓄圧室の高圧燃料が気筒数分の噴射ノズルに分配されている。噴射ノズル内に設けられている三方弁（電磁弁）のＯＦＦ時にはノズル先端の針弁が着座状態にあって燃料が供給されることはないが、コントローラ２１からの信号を受けてこの三方弁がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり、三方弁のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室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。
【００４６】
アクセル開度センサ２２、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ２３、水温センサ（図示しない）からの信号が入力されるコントローラ２１では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量を演算し、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁のＯＮ時間を制御するほか三方弁のＯＮへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。
【００４７】
一方、各バンク１Ａ、１Ｂのシリンダ内で燃焼したガスは排気分岐管７Ａ〜７Ｆを介して排出された後バンク１Ａ、１Ｂ毎にまとめられて過給機１１Ａ、１１Ｂの各排気タービンに導入され排気タービンを回転駆動する。排気の有するエネルギーをこれらタービン駆動に使われた後の排気は各タービン下流の分岐排気通路８Ａ、８Ｂに設けられている触媒装置（図示しない）により排気中のＮＯｘ、カーボン、ＨＣが除去され、その後大気へと放出される。
【００４８】
ＥＧＲ（排気還流）による酸素濃度の低減で燃焼温度を下げてＮＯｘを低減するため、バンク１Ａ、１Ｂ毎にまとめられた一対の分岐排気通路８Ａ、８Ｂとコレクタ４とを結ぶＥＧＲ通路１５に、例えば圧力制御弁（図示しない）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁１６を備えている。圧力制御弁はコントロールユニット２１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。なお、ＥＧＲ弁１６を駆動するためのアクチュエータはこれに限られるものでなくステップモータなどの電気的アクチュエータでもかまわない。１７はＥＧＲクーラである。
【００４９】
吸気コンプレッサと排気タービンとを同軸でつないだ上記の各過給機１１Ａ、１１Ｂには排気タービンのスクロール入口に、アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂにより駆動される可変ノズル（図示しない）が設けられ、コントローラ２１によりこの可変ノズルは低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側では排気タービン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、また高回転速度側では排気が抵抗なく排気タービンに導入するノズル開度（全開状態）へと制御される。上記の各アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂは例えば制御圧力に応動して可変ノズルを駆動するダイヤフラム式のアクチュエータとこのアクチュエータへの制御圧力を調整する圧力制御弁とからなり、可変ノズルの実開度が目標ノズル開度となるようにデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁に出力される。
【００５０】
コントローラ２１では目標の吸入空気量と目標のＥＧＲ率とが得られるように２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの各ノズル開度を介して吸入空気量を制御すると共にＥＧＲ弁１６を介してＥＧＲ率（ＥＧＲ量）を制御する。これら吸入空気量とＥＧＲ率の協調制御の仕方については過給機が単数である場合を対象として本願の出願人と同一の出願人が既に提案しており（特願平１１−２３３１２４号参照）、本願発明はこの先願装置の制御方法を１のＥＧＲ装置と複数の過給機を備える場合に改良するものである。
【００５１】
ただし、図１では一方のバンク１Ａを１の過給機１１Ａにより、また他方のバンク１Ｂを他の過給機１１Ｂにより分担させて同時に働かせる場合を考えているが、過給機が２つになるとその態様は図１以外にも考え得るので他の態様を図２、図３を参照して説明する。なお、図２、図３においては図１と異なり制御部分を省略している。
【００５２】
図２は図１とＥＧＲ装置が異なる。すなわち図２ではバンク１Ａ側の分岐排気通路８Ａのみとコレクタ４とがＥＧＲ通路３１を介して連通され、このＥＧＲ通路３１にＥＧＲ弁１６が設けられている。片側の分岐排気通路８Ａとだけコレクタ４と連通させるようにしたのはエンジンルーム内でのスペース上の制約の関係で図１の態様とすることができないため新たに考え出されたものである。
【００５３】
次に図３は構成の上からは図１とほぼ同様であるが、図１では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせるのに対して図３は２つの過給機４１Ａ、４１Ｂをシーケンシャルで働かせる、いわゆるシーケンシャルターボである。このシーケンシャルターボの使い方には次のものがある。
【００５４】
使い方１：低負荷では１の過給機のみを働かせ、高負荷になると他の過給機をも働かせる。
【００５５】
使い方２：低負荷では１の過給機のみを働かせ、高負荷になるとそれまで働いていた１の過給機を休止し代わって他の過給機を働かせる。
【００５６】
なお、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂは吐出空気流量が同じ場合と異なる場合の両方を含む。
【００５７】
図３では上側に位置する過給機４１Ａをプライマリーターボ（例えば小容量の過給機）、下側に位置する過給機４１Ｂをセカンダリーターボ（例えば大容量の過給機）として上記「使い方１」に示した使い方をする。すなわち、セカンダリーターボ（４１Ｂ）の吸気コンプレッサ下流の吸気通路３Ｂと排気タービン上流の分岐排気通路８Ｂにそれぞれ切換弁４２、４３が設けられ、低回転速度状態では２つの切換弁４２、４３が共に全閉状態とされ、プライマリーターボ（４１Ａ）のみで過給が行われ、これに対して回転速度が上昇してくると切換弁４２、４３が共に開かれ、プライマリーターボ（４１Ａ）に加えてセカンダリーターボ（４１Ｂ）も働く。この場合に、プライマリーターボ（４１Ａ）だけでは目標の吸入空気量が得られなくなるタイミングで切換弁４２、４３を全閉状態から開状態へと切換える。
【００５８】
以下では図１〜図３の各態様を区別するため、図２では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせつつ片側の分岐排気通路８ＡからＥＧＲのための排気を取り出しているという意味で図２の態様を「ＥＧＲ片出しツインターボ」、これに対して図１の態様では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせる点は図２と同じであるが両方の分岐排気通路８Ａ、８ＢからＥＧＲのための排気を取り出しているという意味で図１の態様を「ＥＧＲ両出しツインターボ」という。また図３の態様を「シーケンシャルターボ」という。
【００５９】
コントローラ２１で実行される２つの過給機についての過給圧制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。なお、本願発明では過給機が２つである場合の過給機の制御方法に特徴があり、ＥＧＲ率の制御方法については先願装置（特願平１１−２３３１２４号参照）と同様であるので、ＥＧＲ率の制御方法についてはその説明を省略する。
【００６０】
まず図４は図１に示したＥＧＲ両出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かほぼ同等のものを対象として過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。このフローはＲＥＦ信号（クランク角の基準位置信号）に同期して実行する。
【００６１】
ここで、可変ノズルの開口割合とは可変ノズルの全開時のノズル面積に対する現在のノズル面積の比のことである。したがって、可変ノズルの全開時に開口割合は１００％、全閉時に開口割合は０％となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせる（過給機の容量と関係ない値とする）ためである。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかまわない。なお、実施形態の過給機は、全開時に過給圧が最も小さく全閉時に過給圧が最も高くなるタイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧が高くなる。
【００６２】
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込む。
【００６３】
ここで目標吸入空気量ｔＱａｃや実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄの演算方法は前記先願装置（特願平１１−２３３１２４号参照）やこれとは別の先願装置（特願２０００−１４６２３６号参照）と同様でかまわない。以下では前記先願装置とは別の先願装置を第２先願装置、これに対して前記先願装置を改めて第１先願装置として両者を区別する。第２先願装置の場合で説明すると、目標吸入空気量ｔＱａｃを次式により演算する。
【００６４】
ただし、Ｍｑｄｒｖ ：基本燃料噴射量、
Ｔｆｂｙａ ：目標当量比、
ＢＬＡＭＢ＃：１４．７、
Ｔｌａｍｂ ：目標空気過剰率、
Ｍｅｇｒｄ ：実ＥＧＲ率、
ここで（１）式の基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖはエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度に応じて定まる燃料噴射量の基本値である。（２）式の目標空気過剰率Ｔｌａｍｂはエンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに応じた値である。
【００６５】
また実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄは吸気弁位置におけるＥＧＲ率のことで、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対して次の加重平均式により演算している（単位時間当たり）。
【００６６】
ただし、Ｍｅｇｒ ：目標ＥＧＲ率、
Ｋｋｉｎ ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ＃、
Ｋｉｎ ：体積効率相当値
ＫＶＯＬ＃：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、
ＶＥ ：排気量、
ＮＣ ：気筒数、
ＶＭ ：吸気系容積、
ＫＥ２＃ ：定数、
Ｍｅｇｒｄｎ−１：前回のＭｅｇｒｄ、
ここで（３）式の目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒはエンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、冷却水温Ｔｗに応じた値である。
【００６７】
また目標燃料噴射量Ｑｓｏｌは基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対して水温補正などの各種補正を施した値である。
【００６８】
図４のステップ２では目標吸入空気量ｔＱａｃ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン回転速度Ｎｅを用いて
の式により目標開口割合を設定するための吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（以下、この吸入空気量相当値を「設定吸入空気量相当値」という）ｔＱａｓ０を演算する。（４）式において目標吸入空気量ｔＱａｃにＱｓｏｌ×ＱＦＧＡＮ＃を加算しているのは、設定吸入空気量相当値に対して負荷補正を行えるようにし、かつその感度をゲインＱＦＧＡＮ＃で調整するようにしたものである。また、Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃は単位時間当たりの吸入空気量に変換するための値である。
【００６９】
このようにして求めた設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから図４のステップ３、４で例えば図５を内容とするマップを検索することにより各過給機１１Ａ、１１Ｂの可変ノズルの目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する。
【００７０】
２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して目標開口割合を演算するためのパラメータ（ｔＱａｓ０、Ｍｅｇｒｄ）が同じであることは、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂが同一または同等の仕事をすることを前提とするものである。従って図４は２つの過給機１１Ａ、１１Ｂが同一または同等の仕様を有し、また両方のバンク１Ａ、１Ｂに同一のＥＧＲを行うもの、つまり図１に示すＥＧＲ両出しツインターボ）が対象となる。この場合、上側の過給機１１Ａは片方のバンク１Ａを構成する３気筒分の吸入空気量を賄い、また下側の過給機１１Ｂはもう片方のバンク１Ｂを構成する３気筒分の吸入空気量を賄うことになるので、図５の特性は３気筒分に要求される吸入空気量が流れるように適合されている。
【００７１】
なお、図５に示した特性については第１、第２先願装置で開示しているように燃費重視の特性としたり排気重視の特性とすることができるが、本願と直接には関係しないのでその説明は省略する。
【００７２】
このようにして演算された２つの過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２に対してさらに可変ノズル駆動用の圧力アクチュエータのダイナミクスを補償するための進み処理及び線型化処理をそれぞれ施した後、デューティ値への変換を行って制御指令デューティ値を独立に求める。そしてこの独立の制御指令デューティ値からデューティ信号がそれぞれ作られ、これらが対応する各過給機駆動用アクチュエータに出力される。
【００７３】
図４は第１参考例であったが、図６は第２、第３、第４参考例の２つ過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。第１参考例と異なる部分を主に述べると、これは特に図３に示すシーケンシャルターボを対象とするものである。シーケンシャルターボでは運転条件により２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの分担する仕事割合が変化するので、設定吸入空気量相当値を２つの過給機に分配するための係数（以下「設定吸入空気量分配係数」という。）Ｋａｉｒを新たに導入している。すなわち図６のステップ３で設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を演算する。このＫａｉｒの演算については図７、図９、図１１のサブフローにより説明する。
【００７４】
まず図７（第２参考例）から述べるとステップ１でエンジン回転速度Ｎｅを読み込みこれから図８を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボ（４１Ａ）に対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。Ｋａｉｒは図８のように回転速度Ｎｅが上昇するとプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定である。図示しないが、図８において横軸の回転速度Ｎｅを目標燃料噴射量Ｑｓｏｌに代えた特性とすることもできる。このときのＫａｉｒの特性は目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが多くなるほどプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定とする。
【００７５】
次に図９（第３参考例）のフローは回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量ＱｓｏｌをパラメータとしてＫａｉｒを演算するようにしたものである。すなわち図９においてステップ１でエンジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込みこれらから図１０を内容とするマップを検索することによりプライマリーターボに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。ここでのＫａｉｒは図１０のように負荷としての目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが同一であれば回転速度Ｎｅが上昇するほど、また回転速度Ｎｅが同一であれば目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが多くなるほどプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定である。
【００７６】
次に図１１（第４参考例）のフローは目標燃料噴射量Ｑｓｏｌに代えて設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０をパラメータとして設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するようにしたものである。すなわち図１１においてステップ１で設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を読み込みこれから図１２を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０は排気流量相当の値なので、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを用いる場合よりもＫａｉｒの適合が容易となる。
【００７７】
このようにして図７、図９、図１１のフローにより設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの演算を終了したら図６に戻り、ステップ４で
ｔＱａｓ０１＝ｔＱａｓ０×Ｋａｉｒ…（５）
の式によりプライマリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１を算出し、これと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとからステップ５において所定のマップを検索することによりプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またステップ６で
ｔＱａｓ０２＝ｔＱａｓ０×（１−Ｋａｉｒ）…（６）
の式によりセカンダリーターボ（４１Ｂ）の設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２を演算し、これと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとからステップ７において所定のマップを検索することによりセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を算出する。
【００７８】
ここで、各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するための上記所定のマップとしては、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの仕様が異なっていれば（例えばプライマリーターボが小吐出流量、セカンダリーターボが大吐出流量の過給機である場合）それぞれの過給機の特性に適合するマップを用いればよいし、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂがまったく同一であるか同等の仕様であれば同一のマップを用いればよい。
【００７９】
以上、図６、図７、図９、図１１によりシーケンシャルターボを対象とする場合の設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの演算方法について述べたが、図６は図１に示すＥＧＲ両出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一またはほぼ同様のものについても適用が可能である。すなわち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一またはほぼ同様であり、ＥＧＲ両出しツインターボでは各過給機１１Ａ、１１Ｂに要求される仕事も同一であるから、設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を等分で分担すればよく従ってＫａｉｒ＝０．５（一定値）とすればよい。
【００８０】
図１３は第５参考例の２つの過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔｌ、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。これは特にシーケンシャルターボを対象としてさらにＥＧＲ制御についても考慮するようにしたものである。シーケンシャルターボでは空気流量に加えてＥＧＲ量も２つの過給機４１Ａ、４１Ｂに分配してやる必要があり、このためＥＧＲ率を分配するための係数（以下「ＥＧＲ率分配係数」という。）Ｋｅｇｒを新たに導入している。すなわち図１３のステップ６でＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を演算する。このＫｅｇｒの演算については図１４のサブフローにより説明する。
【００８１】
図１４においてステップ１で設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を読み込みこれから図１５を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボ（４１Ａ）に対するＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒを演算する。図１５において横軸は負荷であり、図１５は低負荷でプライマリーターボ側のＥＧＲ率の分担割合を大きくし、高負荷になるとプライマリーターボ側のＥＧＲ率の分担割合を小さくする特性である。パラメータとして設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を採用したのは、ｔＱａｓ０は排圧すなわちＥＧＲ取り出し口圧力を近似的に示すので、この値をパラメータとするほうがＥＧＲ率分担係数Ｋｅｇｒの適合が容易であるからである。
【００８２】
このようにしてＥＧＲ率分担係数Ｋｅｇｒの演算を終了したら図１３に戻り、ステップ７で
Ｍｅｇｒｄ１＝Ｍｅｇｒｄ×Ｋｅｇｒ…（７）
の式によりプライマリーターボ（４１Ａ）の実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１を算出し、これとプライマリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１とからステップ８において所定のマップを検索することによりプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またステップ９で
Ｍｅｇｒｄ２＝Ｍｅｇｒｄ×（１−Ｋｅｇｒ）…（８）
の式によりセカンダリーターボ（４１Ｂ）の実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２を演算し、これとセカンダリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２とからステップ１０において所定のマップを検索することによりセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する。
【００８３】
次に、図１６のフローは第６参考例で第５参考例の図１４と置き換わるものである。図１６においてステップ１で設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを読み込み、ステップ２でＫｅｇｒ＝Ｋａｉｒとする。これはＫａｉｒによる流量分担とＫｅｇｒによるＥＧＲ率分担を同じにしたもので、例えばシーケンシャルターボのうち２つの過給機４１Ａ、４１Ｂが同一の仕様である場合や同一でなくてもＥＧＲ弁取り出し口圧力への影響が吸入空気流量に比例する場合に適用したものである。
【００８４】
以上、図１３、図１４、図１６によりシーケンシャルターボを対象とする場合のＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒの演算方法について述べたが、図１３は図２に示すＥＧＲ片出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かまたは同等のものにも適用が可能である（第１実施形態）。すなわちＥＧＲ片出しツインターボを対象とするときには上側の過給機１１ＡにのみＥＧＲが関係するので、上側の過給機１１Ａに対するＥＧＲ率分配係数として常にＫｅｇｒ＝１とすればよい。
【００８５】
この場合について、すなわち第１実施形態についてさらに図１７を参照しながら２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する方法を説明する。図２に示すＥＧＲ片出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かまたは同等のものである場合には、上側の過給機１１Ａに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ＝０．５かつ上側の過給機１１Ａに対するＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ＝１であるから、これらを上記（５）、（６）、（７）、（８）式に代入することにより次式を得る。
【００８６】
ｔＱａｓ０１＝ｔＱａｓ０／２…（９）
ｔＱａｓ０２＝ｔＱａｓ０／２…（１０）
Ｍｅｇｒｄ１＝Ｍｅｇｒｄ …（１１）
Ｍｅｇｒｄ２＝０…（１２）
１のＥＧＲ装置と１の過給機を備える第１、第２先願装置では設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとから１の過給機の目標開口割合を演算するので、仮に運転条件１においてｔＱａｓ０がａ、Ｍｅｇｒｄがｃであったとすれば図１７において（ａ、ｃ）点の開口割合を１の過給機で目標吸入空気量と目標ＥＧＲ率を共に実現するための目標開口割合となる。
【００８７】
これに対して本願発明では第１、第２先願装置でいう１の過給機と同じ仕様の過給機を２つ備える場合で考える。このとき２つの過給機１１Ａ、１１Ｂのそれぞれの目標開口割合を設定する必要がある。運転条件１においてはｔＱａｓ０がａ、Ｍｅｇｒｄがｃであるからこれを上記（９）〜（１１）式に代入すると、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１、ｔＱａｓ０２及びＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒにより２つの各過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１、Ｍｅｇｒｄ２が次の値になる。
【００８８】
ｔＱａｓ０１＝ａ／２、
ｔＱａｓ０２＝ａ／２、
Ｍｅｇｒｄ１＝ｃ、
Ｍｅｇｒｄ２＝０、
これより図１７において（ａ／２、ｃ）点をとればこの点の開口割合を上側の過給機１１Ａの目標開口割合とし、また（ａ／２、０）点を下側の過給機１１Ｂの目標開口割合とすればよい。このとき同一の仕様の２つの過給機のそれぞれに与える制御指令デューティ値（指令値）は過給機１１Ａ、１１Ｂ間で異なっていても２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事量は同じである。
【００８９】
次に運転条件が変化し、設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０が例えば運転条件１のときの倍つまり２ａとなり、またこのとき実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄがｃ／３となったとすれば、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１、ｔＱａｓ０２及びＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１、Ｍｅｇｒｄ２が、上記（９）〜（１２）式より今度は、
ｔＱａｓ０１＝２ａ／２＝ａ、
ｔＱａｓ０２＝２ａ／２＝ａ、
Ｍｅｇｒｄ１＝ｃ／３、
Ｍｅｇｒｄ＝０、
となる。よって運転条件２では（ａ、ｃ／３）点の開口割合を上側の過給機１１Ａの目標開口割合とし、また（ａ、０）点の開口割合を下側の過給機１１Ｂの目標開口割合とすればよい。このときも同一の仕様の２つの過給機１１Ａ、１１Ｂのそれぞれに与える制御指令デューティ値は異なっていても２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事量は同じである。
【００９０】
このように、第１、第２先願装置において１の過給機で目標吸入空気量と目標ＥＧＲ率を共に実現するための目標開口割合を図１７のように設定していた場合に、その過給機と同一の仕様の過給機を２つ用いて本願の図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを構成するとき、第１、第２先願装置と同じ図１７を用いて本願の２つある各過給機１１Ａ、１１Ｂの目標開口割合を設定できることから、運転条件毎の各目標開口割合の設定を机上で容易に行うことができる。
【００９１】
ここまで第１から第６までの６つの参考例を述べたが、いずれの参考例が図１〜図３に示す３つの態様のいずれを対象とするかをまとめて図１８に示す。同図より第１、第２、第３、第４、第５参考例が図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを、第５参考例が図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを、第２、第３、第４、第５、第６参考例が図３に示すシーケンシャルターボを対象としていることがわかる。
【００９２】
ここで第１から第５までの５つの参考例及び第１実施形態の作用をまとめて説明する。
【００９３】
本発明では、第１、第２先願装置と同様に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ（ＥＧＲ装置の制御目標値）を運転条件（基本的にエンジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから定まる）に応じて演算し、この目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒが得られるようにＥＧＲ弁１６（ＥＧＲ装置）の開度を制御する一方で、運転条件に応じた目標吸入空気量ｔＱａｃ（または目標過給圧）に基づいて設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を演算している。
【００９４】
そして、第１参考例では図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを加重平均した値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて２つ（複数）の過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２（過給機の作動目標値）を別々に設定し、また第２、第３、第４参考例では同じく図１に示すＥＧＲ両出しツインターボとを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定し、第５参考例では同じく図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１Ｂに等分に分配すると共に実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをもＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１（＝Ｍｅｇｒｄ／２）とに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒにより過給機１１Ｂに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２（＝Ｍｅｇｒｄ／２）とに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定しこれら別々に設定された目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２が得られるように２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを制御するので、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機１１Ａ、１１ＢをＥＧＲ両出しツインターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができる。
【００９５】
また、第２、第３、第４参考例では図３に示すシーケンシャルターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いてプライマリーターボ（４１Ａ）とセカンダリーターボ（４１Ｂ）に分配し、Ｋａｉｒによりプライマリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいてプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒによりセカンダリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいてセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、プライマリーターボとセカンダリーターボのそれぞれに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂをシーケンシャルーターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができる。
【００９６】
また、第５参考例では同じく図３に示すシーケンシャルターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いてプライマリーターボとセカンダリーターボに分配すると共に、実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをもＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いてプライマリーターボとセカンダリーターボに分配し、Ｋａｉｒによりプライマリーターボ過給機４１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１とＫｅｇｒによりプライマリーターボに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１とに基づいてプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒによりセカンダリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２とＫｅｇｒによりセカンダリーターボに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２とに基づいてセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、運転条件に対する過給機４１Ａ、４１Ｂの特性の変化および実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄの変化に対して最適な各目標開口割合の設定が可能となり、シーケンシャルターボとして働く２つの過給機の能力を十分に発揮させると共に運転性と排気の両立が可能となる。
【００９７】
また、第２、第３、第４参考例では、図３に示すシーケンシャルターボを対象とする場合に、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒをエンジンの運転条件に応じて演算するので、運転条件に対する過給機１１Ａ、１１Ｂの特性の変化に対して最適な各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２の設定が可能となり、シーケンシャルターボとして働く２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの能力を十分に発揮させることができる。
【００９８】
この場合、第２参考例では、運転条件がエンジンの回転速度Ｎｅでありエンジンの回転速度の上昇とともに低回転速度時に大きな仕事を行うプライマリーターボの仕事割合が減少するように設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するので、シーケンシャルターボとして働かせる場合にエンジン回転速度の上昇と共にプライマリーターボの仕事割合を小さくすることが可能となり、運転条件が変化しても目標開口割合を滑らかに変化させることができ滑らかな制御が可能となる。また、第３参考例では運転条件がエンジンの回転速度Ｎｅ及び目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ（負荷）であり高回転速度かつ高負荷になるに従い低回転速度時に大きな仕事を行うプライマリーターボの仕事割合が減少するように設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するので、第２参考例に対してさらに制御性が向上する。また、第４参考例では運転条件が目標吸入空気量ｔＱａｃと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとエンジン回転速度Ｎｅから演算される設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）であるので、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの適合がエンジン負荷としての燃料噴射量を用いる場合よりも容易となる。また、第５参考例ではＥＲＧ率分配係数Ｋｅｇｒを演算するための運転条件がＥＧＲ取出し口圧力への過給機の寄与度を示すパラメータ（設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０）であるので、ＥＧＲによる排圧変化の影響を考慮しながら過給機４１Ａ、４１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２の設定が可能となる。
【００９９】
また、第１実施形態では図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配すると共に、実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いて片方の過給機１１Ａにのみ分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒ（＝１）により過給機１１Ａに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１（＝Ｍｅｇｒｄ）とに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒにより過給機１１Ｂに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２（＝０）とに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機１１Ａ、１１ＢをＥＧＲ片出しツインターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができると共に加速時のサージを防止できる。
【０１００】
参考例及び第１実施形態では各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を設定するためのパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄである場合で説明したが、第１、第２先願装置と同じに実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄに代えて次式のＥＧＲ量相当値Ｑｅｓ０を用いることができる。
【０１０１】
ただし、Ｑｅｃ：実ＥＧＲ量、
ＱＦＧＡＮ＃：ゲイン、
ＫＣＯＮ＃：定数、
ここで（１３）式の実ＥＧＲ量Ｑｅｃは次式により演算される値（単位時間当たり）である。
【０１０２】
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃ０×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃
＋Ｑｅｃｎ−１×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃）…（１４）
Ｑｅｃ０＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ …（１５）
ただし、Ｑｅｃ０：コレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ当たり のＥＧＲ量
Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ、
ＫＥ＃ ：定数、
Ｑｅｃｎ−１：前回のＱｅｃ、
Ｑａｃｎ：コレクタ入口部位置における１シリンダ当たりの吸 入空気量
Ｍｅｇｒ：目標ＥＧＲ率、
参考例及び第１実施形態では各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を設定するためのパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄである場合で説明したが、簡単には設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０に代えて目標吸入空気量ｔＱａｃを用いることが、また実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄに代えて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用いることができる。
【０１０３】
参考例では第２の分配係数Ｋｅｇｒを演算するための運転条件が設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）である場合で説明したが、これに代えてエンジンの回転速度Ｎｅやエンジンの回転速度Ｎｅ及び負荷としてもかまわない。
【０１０４】
参考例ではＥＧＲ取出し口圧力への過給機の寄与度を示すパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）である場合で説明したが、これに代えてエンジンの回転速度または負荷としてもかまわない。
【０１０５】
参考例及び第１実施形態ではＶ型エンジンで説明したが、これに限らず例えば直列６気筒エンジンを３気筒ずつの２つの気筒群に分割するような場合にも適用がある。
【０１０６】
参考例及び第１実施形態では過給機が２つの場合で説明したが、過給機の数を２に限定するものでもない。例えばＶ型１２気筒エンジンを４つの気筒群にわけ、気筒群毎に過給機を備える場合には過給機の数が４となるがこの場合にも適用がある。
【０１０７】
参考例及び第１実施形態では、可変ノズルの開口割合に応じて過給圧が変化するターボ過給機で説明したが、これに限られるものでなく、以下のものにも適用がある。
【０１０８】
▲１▼流量に応じて過給圧が変化する別のタイプのターボ過給機、
▲２▼ウェストゲートバルブを備える一定容量のターボ過給機、
▲３▼スーパーチャージャ、
たとえば、▲１▼のターボ過給圧に対しては当該過給機の流量可変手段の開口割合や開口面積あるいは当該過給機駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を、▲２▼のターボ過給機に対してはウェストゲートバルブの開口割合や開口面積を、▲３▼のスーパーチャージャに対しては当該スーパーチャージャ駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を過給機の作動目標値として用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＧＲ両出しツインターボの場合の制御システム図。
【図２】ＥＧＲ片出しツインターボの場合の構成図。
【図３】シーケンシャルターボの場合の構成図。
【図４】第１参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図５】目標開口割合のマップ特性図。
【図６】第２、第３、第４参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図７】第２参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図８】第２参考例の設定吸入空気量分配係数のテーブル特性図。
【図９】第３参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１０】第３参考例の設定吸入空気量分配係数のマップ特性図。
【図１１】第４参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１２】第４参考例の設定吸入空気量分配係数のテーブル特性図。
【図１３】第５参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図１４】第５参考例のＥＧＲ率分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１５】第５参考例のＥＧＲ率分配係数のテーブル特性図。
【図１６】第６参考例のＥＧＲ率分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１７】ＥＧＲ片出しツインターボの各目標開口割合を演算する方法を説明するための過給機の特性図。
【図１８】図１〜図３と第１〜第６参考例の対応関係を示した表図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ バンク（気筒群）
３Ａ、３Ｂ 分岐吸気通路
８Ａ、８Ｂ 分岐排気通路
１１Ａ、１１Ｂ 過給機
１５ ＥＧＲ通路
１６ ＥＧＲ弁
２１ コントローラ
３１ ＥＧＲ通路
４１Ａ 過給機（プライマリーターボ）
４１Ｂ 過給機（セカンダリーターボ）
４２ 切換弁
４３ 切換弁
【発明の属する技術分野】
この発明は多気筒ディーゼルエンジンの制御装置、特に１のＥＧＲ装置（排気の一部を吸気通路へ再循環させる装置）と複数のターボ過給機（以下単に「過給機」ともいう。）を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の過給機を備え、これらをシーケンシャルに働かせるものを対象として、排気の抵抗を一括で管理し２つの過給機を同時に働かせるモードで排圧の高い側の過給機のウェストゲートを制御するものがある（特願平６−１２９２５３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１のＥＧＲ装置と１の過給機とを備える場合に、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果たすため過給圧とＥＧＲ量とを独立に制御できない。このため、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを有するディーゼルエンジンを対象として、運転条件に応じて目標吸入空気量（または目標過給圧）を演算し、この目標吸入空気量とＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて過給機の作動目標値を設定するようにしたものを本願の出願人と同一の出願人が先に提案している（特願平１１−２３３１２４号参照）。この先願装置によればＥＧＲ装置の制御目標値が変化しても目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めた過給機とＥＧＲ装置の制御性が向上しこれによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。
【０００４】
しかしながら、先願装置を提出した時点では１のＥＧＲ装置と複数の過給機を備える多気筒ディーゼルエンジンについては全く考慮していなかった。
【０００５】
いま図３に示したように１の過給機４１Ａをプライマリーターボ、他の過給機４１Ｂをセカンダリーターボとして低回転速度域でまずプライマリーターボを働かせ、高回転速度域になってくるとこれに加えてセカンダリーターボを働かせる、いわゆるシーケンシャルターボを対象として考えると、シーケンシャルターボでは上側に位置する排気通路８Ａの排気圧Ｐｅｘ１と下側に位置する排気通路８Ｂの排気圧Ｐｅｘ２とがほぼ等しくなるもののそれぞれのターボ４１Ａ、４１Ｂの作動状態がＥＧＲに影響するので、上記の先願装置をそのまま適用することができない。なお、シーケンシャルターボを開示する上記の従来装置にはＥＧＲ装置を備える場合についての記載がなく、従ってＥＧＲを行うときにはＥＧＲに排気の一部が使われる分だけ過給機の前後差圧が不足することになるため、例えば低回転速度時にＥＧＲが行われる状態でもＥＧＲが行われないときと同じ過給仕事を行わせようとしてプライマリーターボのウェストゲートを必要以上に絞ってしまう可能性がある。
【０００６】
また複数の過給機の使い方はこれに限らず、図１のように全気筒を半分ずつの２つのバンク（気筒群）１Ａ、１Ｂに分けそのうちの１のバンク１Ａを１の過給機１１Ａにより、また他のバンク１Ｂを他の過給機１１Ｂにより分担させて同時に働かせる場合もある。この場合、ＥＧＲのため２つのバンク１Ａ、１Ｂの双方の排気通路８Ａ、８Ｂから排気を取り出してコレクタ４（吸気通路）に還流させるのが一般的であるが（図１参照）、エンジンルーム内でのスペースの制約から図２のように２つのバンクの一方の排気通路８Ａのみから排気を取り出してコレクタ４に還流させるようにしなければならない事態が出現しており、このものでは次の点が問題になる。すなわち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事が同一であるかほぼ同じである場合にＥＧＲ領域で２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに同じ指令値を与えたとき図２で上側に位置する排気通路８Ａの排気圧Ｐｅｘ１のほうが排気がＥＧＲに使われる分だけ下側に位置する排気通路８Ｂの排気圧Ｐｅｘ２より小さくなるのに対して、バンク１Ａの吸気圧Ｐｉ１とバンク１Ｂの吸気圧Ｐｉ２とはほぼ変わらない。この結果、図２において上側に位置する過給機１１Ａの前後差圧が、下側に位置する過給機１１Ｂより大きくなり２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの間で仕事量が異なってしまい、これを要因として特に加速時にサージを引き起こす可能性がある。また、バンク１Ａ、１Ｂ毎に充填効率が異なってもくる。
【０００８】
そこで本発明は、特に図２のように全気筒を半分ずつの２つの気筒群に分けそのうちの１の気筒群を１の過給機により、また他の気筒群を他の過給機により分担させて同時に働かせると共にＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合に、第１の分配係数を１の過給機と他の過給機とで半分ずつとなるように設定すると共に第２の分配係数を排気が取り出される側の過給機が全部となるように設定することにより、ＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合においてもＥＧＲの制御精度と複数の過給機制御の最適化を行うほか加速時のサージ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、ＥＧＲ装置と複数の過給機とを備え、前記ＥＧＲ装置の制御目標値を運転条件に応じて演算する手段と、このＥＧＲ装置の制御目標値となるようにＥＧＲ装置を制御する手段と、運転条件に応じた目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧を演算する手段と、この目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と前記ＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて前記複数の過給機の作動目標値を別々に設定する過給機作動目標値設定手段と、この別々に設定された過給機の作動目標値となるように前記複数の過給機を制御する手段とを備え、前記複数が２である場合に前記過給機作動目標値設定手段が、前記目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１の過給機の作動目標値を設定するための吸入空気量相当値を２つの過給機に分配するための係数である第１の分配係数Ｋａｉｒを用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、前記ＥＧＲ装置の制御目標値を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１のＥＧＲ装置の制御目標値を２つの過給機に分配するための係数である第２の分配係数Ｋｅｇｒを用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、第１の分配係数Ｋａｉｒにより１の過給機に分配される目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と第２の分配係数Ｋｅｇｒにより１の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて１の過給機の作動目標値を設定する手段と、第１の分配係数Ｋａｉｒにより他の過給機に分配される目標吸入空気量ｔＱａｃまたは目標過給圧と第２の分配係数Ｋｅｇｒにより他の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて他の過給機の作動目標値を設定する手段とからなり、全気筒を半分ずつの２つの気筒群に分けそのうちの１の気筒群を前記１の過給機により、また他の気筒群を前記他の過給機により分担させて同時に働かせると共に前記ＥＧＲ装置が前記２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合に、前記第１の分配係数Ｋａｉｒを１の過給機と他の過給機とで半分ずつとなるように設定とすると共に前記第２の分配係数Ｋｅｇｒを排気が取り出される側の過給機が全部となるように設定する。
【００２７】
第２の発明では、第１の発明において２つの過給機の過給仕事が同等となるように２つの過給機の作動目標値を設定する。
【００２８】
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機の作動目標値が、過給圧を制御するタービンノズルの開口割合またはそれ相当値である。
【００２９】
第４の発明では、第１または第２の発明において前記過給機の作動目標値が、過給圧を制御するウェストゲート弁の開口面積またはそれ相当値である。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明では、ＥＧＲ装置の制御目標値を運転条件に応じて演算し、このＥＧＲ装置の制御目標値となるようにＥＧＲ装置を制御する一方で、運転条件に応じた目標吸入空気量（または目標過給圧）を演算し、この目標吸入空気量とＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて複数の過給機の作動目標値を別々に設定し、この別々に設定された過給機の作動目標値となるように複数の過給機を制御するので、複数の過給機に対して最適な過給機の作動目標値の設定が可能となり、複数の過給機を使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができた。
【００４０】
第１、第２の発明によれば、ＥＧＲ装置が２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合にも加速時のサージを防止できる。
【００４１】
第３の発明によれば、タービンノズルの開口面積またはそれ相当値を過給機の作動目標値とするので可変容量型過給機制御の適合や分配が簡易な方法で実現可能となる。
【００４２】
第４の発明によれば、ウェストゲートの開口面積またはそれ相当値を過給機の作動目標値としたため、通常多く用いられている過給機の最適制御と適合、分配が簡易な方法で可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は１のＥＧＲ装置と２（複数）の過給機とを備える多気筒ディーゼルエンジンの概略構成図である。
【００４４】
エンジン１は一対のバンク１Ａ、１ＢからなるＶ型である。空気は分岐吸気通路３Ａ、２Ｂからそれぞれの過給機１１Ａ、１１Ｂの吸気コンプレッサに吸入された後にコレクタ４で合流され、コレクタ４からは吸気分岐管５Ａ〜５Ｆを介して各気筒のシリンダに分配される。６は吸気を冷却するためのインタークーラである。
【００４５】
燃料は図示しないコモンレール式の燃料噴射装置により供給される。すなわちサプライポンプにより加圧された燃料がいったん蓄圧室に蓄えられ、この蓄圧室の高圧燃料が気筒数分の噴射ノズルに分配されている。噴射ノズル内に設けられている三方弁（電磁弁）のＯＦＦ時にはノズル先端の針弁が着座状態にあって燃料が供給されることはないが、コントローラ２１からの信号を受けてこの三方弁がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり、三方弁のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室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。
【００４６】
アクセル開度センサ２２、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ２３、水温センサ（図示しない）からの信号が入力されるコントローラ２１では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量を演算し、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁のＯＮ時間を制御するほか三方弁のＯＮへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。
【００４７】
一方、各バンク１Ａ、１Ｂのシリンダ内で燃焼したガスは排気分岐管７Ａ〜７Ｆを介して排出された後バンク１Ａ、１Ｂ毎にまとめられて過給機１１Ａ、１１Ｂの各排気タービンに導入され排気タービンを回転駆動する。排気の有するエネルギーをこれらタービン駆動に使われた後の排気は各タービン下流の分岐排気通路８Ａ、８Ｂに設けられている触媒装置（図示しない）により排気中のＮＯｘ、カーボン、ＨＣが除去され、その後大気へと放出される。
【００４８】
ＥＧＲ（排気還流）による酸素濃度の低減で燃焼温度を下げてＮＯｘを低減するため、バンク１Ａ、１Ｂ毎にまとめられた一対の分岐排気通路８Ａ、８Ｂとコレクタ４とを結ぶＥＧＲ通路１５に、例えば圧力制御弁（図示しない）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁１６を備えている。圧力制御弁はコントロールユニット２１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。なお、ＥＧＲ弁１６を駆動するためのアクチュエータはこれに限られるものでなくステップモータなどの電気的アクチュエータでもかまわない。１７はＥＧＲクーラである。
【００４９】
吸気コンプレッサと排気タービンとを同軸でつないだ上記の各過給機１１Ａ、１１Ｂには排気タービンのスクロール入口に、アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂにより駆動される可変ノズル（図示しない）が設けられ、コントローラ２１によりこの可変ノズルは低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側では排気タービン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、また高回転速度側では排気が抵抗なく排気タービンに導入するノズル開度（全開状態）へと制御される。上記の各アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂは例えば制御圧力に応動して可変ノズルを駆動するダイヤフラム式のアクチュエータとこのアクチュエータへの制御圧力を調整する圧力制御弁とからなり、可変ノズルの実開度が目標ノズル開度となるようにデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁に出力される。
【００５０】
コントローラ２１では目標の吸入空気量と目標のＥＧＲ率とが得られるように２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの各ノズル開度を介して吸入空気量を制御すると共にＥＧＲ弁１６を介してＥＧＲ率（ＥＧＲ量）を制御する。これら吸入空気量とＥＧＲ率の協調制御の仕方については過給機が単数である場合を対象として本願の出願人と同一の出願人が既に提案しており（特願平１１−２３３１２４号参照）、本願発明はこの先願装置の制御方法を１のＥＧＲ装置と複数の過給機を備える場合に改良するものである。
【００５１】
ただし、図１では一方のバンク１Ａを１の過給機１１Ａにより、また他方のバンク１Ｂを他の過給機１１Ｂにより分担させて同時に働かせる場合を考えているが、過給機が２つになるとその態様は図１以外にも考え得るので他の態様を図２、図３を参照して説明する。なお、図２、図３においては図１と異なり制御部分を省略している。
【００５２】
図２は図１とＥＧＲ装置が異なる。すなわち図２ではバンク１Ａ側の分岐排気通路８Ａのみとコレクタ４とがＥＧＲ通路３１を介して連通され、このＥＧＲ通路３１にＥＧＲ弁１６が設けられている。片側の分岐排気通路８Ａとだけコレクタ４と連通させるようにしたのはエンジンルーム内でのスペース上の制約の関係で図１の態様とすることができないため新たに考え出されたものである。
【００５３】
次に図３は構成の上からは図１とほぼ同様であるが、図１では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせるのに対して図３は２つの過給機４１Ａ、４１Ｂをシーケンシャルで働かせる、いわゆるシーケンシャルターボである。このシーケンシャルターボの使い方には次のものがある。
【００５４】
使い方１：低負荷では１の過給機のみを働かせ、高負荷になると他の過給機をも働かせる。
【００５５】
使い方２：低負荷では１の過給機のみを働かせ、高負荷になるとそれまで働いていた１の過給機を休止し代わって他の過給機を働かせる。
【００５６】
なお、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂは吐出空気流量が同じ場合と異なる場合の両方を含む。
【００５７】
図３では上側に位置する過給機４１Ａをプライマリーターボ（例えば小容量の過給機）、下側に位置する過給機４１Ｂをセカンダリーターボ（例えば大容量の過給機）として上記「使い方１」に示した使い方をする。すなわち、セカンダリーターボ（４１Ｂ）の吸気コンプレッサ下流の吸気通路３Ｂと排気タービン上流の分岐排気通路８Ｂにそれぞれ切換弁４２、４３が設けられ、低回転速度状態では２つの切換弁４２、４３が共に全閉状態とされ、プライマリーターボ（４１Ａ）のみで過給が行われ、これに対して回転速度が上昇してくると切換弁４２、４３が共に開かれ、プライマリーターボ（４１Ａ）に加えてセカンダリーターボ（４１Ｂ）も働く。この場合に、プライマリーターボ（４１Ａ）だけでは目標の吸入空気量が得られなくなるタイミングで切換弁４２、４３を全閉状態から開状態へと切換える。
【００５８】
以下では図１〜図３の各態様を区別するため、図２では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせつつ片側の分岐排気通路８ＡからＥＧＲのための排気を取り出しているという意味で図２の態様を「ＥＧＲ片出しツインターボ」、これに対して図１の態様では２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを同時に働かせる点は図２と同じであるが両方の分岐排気通路８Ａ、８ＢからＥＧＲのための排気を取り出しているという意味で図１の態様を「ＥＧＲ両出しツインターボ」という。また図３の態様を「シーケンシャルターボ」という。
【００５９】
コントローラ２１で実行される２つの過給機についての過給圧制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。なお、本願発明では過給機が２つである場合の過給機の制御方法に特徴があり、ＥＧＲ率の制御方法については先願装置（特願平１１−２３３１２４号参照）と同様であるので、ＥＧＲ率の制御方法についてはその説明を省略する。
【００６０】
まず図４は図１に示したＥＧＲ両出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かほぼ同等のものを対象として過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。このフローはＲＥＦ信号（クランク角の基準位置信号）に同期して実行する。
【００６１】
ここで、可変ノズルの開口割合とは可変ノズルの全開時のノズル面積に対する現在のノズル面積の比のことである。したがって、可変ノズルの全開時に開口割合は１００％、全閉時に開口割合は０％となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせる（過給機の容量と関係ない値とする）ためである。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかまわない。なお、実施形態の過給機は、全開時に過給圧が最も小さく全閉時に過給圧が最も高くなるタイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧が高くなる。
【００６２】
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込む。
【００６３】
ここで目標吸入空気量ｔＱａｃや実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄの演算方法は前記先願装置（特願平１１−２３３１２４号参照）やこれとは別の先願装置（特願２０００−１４６２３６号参照）と同様でかまわない。以下では前記先願装置とは別の先願装置を第２先願装置、これに対して前記先願装置を改めて第１先願装置として両者を区別する。第２先願装置の場合で説明すると、目標吸入空気量ｔＱａｃを次式により演算する。
【００６４】
Ｔｆｂｙａ ：目標当量比、
ＢＬＡＭＢ＃：１４．７、
Ｔｌａｍｂ ：目標空気過剰率、
Ｍｅｇｒｄ ：実ＥＧＲ率、
ここで（１）式の基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖはエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度に応じて定まる燃料噴射量の基本値である。（２）式の目標空気過剰率Ｔｌａｍｂはエンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに応じた値である。
【００６５】
また実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄは吸気弁位置におけるＥＧＲ率のことで、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対して次の加重平均式により演算している（単位時間当たり）。
【００６６】
Ｋｋｉｎ ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ＃、
Ｋｉｎ ：体積効率相当値
ＫＶＯＬ＃：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、
ＶＥ ：排気量、
ＮＣ ：気筒数、
ＶＭ ：吸気系容積、
ＫＥ２＃ ：定数、
Ｍｅｇｒｄｎ−１：前回のＭｅｇｒｄ、
ここで（３）式の目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒはエンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、冷却水温Ｔｗに応じた値である。
【００６７】
また目標燃料噴射量Ｑｓｏｌは基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対して水温補正などの各種補正を施した値である。
【００６８】
図４のステップ２では目標吸入空気量ｔＱａｃ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン回転速度Ｎｅを用いて
【００６９】
このようにして求めた設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから図４のステップ３、４で例えば図５を内容とするマップを検索することにより各過給機１１Ａ、１１Ｂの可変ノズルの目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する。
【００７０】
２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して目標開口割合を演算するためのパラメータ（ｔＱａｓ０、Ｍｅｇｒｄ）が同じであることは、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂが同一または同等の仕事をすることを前提とするものである。従って図４は２つの過給機１１Ａ、１１Ｂが同一または同等の仕様を有し、また両方のバンク１Ａ、１Ｂに同一のＥＧＲを行うもの、つまり図１に示すＥＧＲ両出しツインターボ）が対象となる。この場合、上側の過給機１１Ａは片方のバンク１Ａを構成する３気筒分の吸入空気量を賄い、また下側の過給機１１Ｂはもう片方のバンク１Ｂを構成する３気筒分の吸入空気量を賄うことになるので、図５の特性は３気筒分に要求される吸入空気量が流れるように適合されている。
【００７１】
なお、図５に示した特性については第１、第２先願装置で開示しているように燃費重視の特性としたり排気重視の特性とすることができるが、本願と直接には関係しないのでその説明は省略する。
【００７２】
このようにして演算された２つの過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２に対してさらに可変ノズル駆動用の圧力アクチュエータのダイナミクスを補償するための進み処理及び線型化処理をそれぞれ施した後、デューティ値への変換を行って制御指令デューティ値を独立に求める。そしてこの独立の制御指令デューティ値からデューティ信号がそれぞれ作られ、これらが対応する各過給機駆動用アクチュエータに出力される。
【００７３】
図４は第１参考例であったが、図６は第２、第３、第４参考例の２つ過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。第１参考例と異なる部分を主に述べると、これは特に図３に示すシーケンシャルターボを対象とするものである。シーケンシャルターボでは運転条件により２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの分担する仕事割合が変化するので、設定吸入空気量相当値を２つの過給機に分配するための係数（以下「設定吸入空気量分配係数」という。）Ｋａｉｒを新たに導入している。すなわち図６のステップ３で設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を演算する。このＫａｉｒの演算については図７、図９、図１１のサブフローにより説明する。
【００７４】
まず図７（第２参考例）から述べるとステップ１でエンジン回転速度Ｎｅを読み込みこれから図８を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボ（４１Ａ）に対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。Ｋａｉｒは図８のように回転速度Ｎｅが上昇するとプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定である。図示しないが、図８において横軸の回転速度Ｎｅを目標燃料噴射量Ｑｓｏｌに代えた特性とすることもできる。このときのＫａｉｒの特性は目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが多くなるほどプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定とする。
【００７５】
次に図９（第３参考例）のフローは回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量ＱｓｏｌをパラメータとしてＫａｉｒを演算するようにしたものである。すなわち図９においてステップ１でエンジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込みこれらから図１０を内容とするマップを検索することによりプライマリーターボに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。ここでのＫａｉｒは図１０のように負荷としての目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが同一であれば回転速度Ｎｅが上昇するほど、また回転速度Ｎｅが同一であれば目標燃料噴射量Ｑｓｏｌが多くなるほどプライマリーターボの分担する仕事割合を小さくする設定である。
【００７６】
次に図１１（第４参考例）のフローは目標燃料噴射量Ｑｓｏｌに代えて設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０をパラメータとして設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するようにしたものである。すなわち図１１においてステップ１で設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を読み込みこれから図１２を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算する。設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０は排気流量相当の値なので、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを用いる場合よりもＫａｉｒの適合が容易となる。
【００７７】
このようにして図７、図９、図１１のフローにより設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの演算を終了したら図６に戻り、ステップ４で
ｔＱａｓ０１＝ｔＱａｓ０×Ｋａｉｒ…（５）
の式によりプライマリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１を算出し、これと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとからステップ５において所定のマップを検索することによりプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またステップ６で
ｔＱａｓ０２＝ｔＱａｓ０×（１−Ｋａｉｒ）…（６）
の式によりセカンダリーターボ（４１Ｂ）の設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２を演算し、これと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとからステップ７において所定のマップを検索することによりセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を算出する。
【００７８】
ここで、各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算するための上記所定のマップとしては、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの仕様が異なっていれば（例えばプライマリーターボが小吐出流量、セカンダリーターボが大吐出流量の過給機である場合）それぞれの過給機の特性に適合するマップを用いればよいし、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂがまったく同一であるか同等の仕様であれば同一のマップを用いればよい。
【００７９】
以上、図６、図７、図９、図１１によりシーケンシャルターボを対象とする場合の設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの演算方法について述べたが、図６は図１に示すＥＧＲ両出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一またはほぼ同様のものについても適用が可能である。すなわち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一またはほぼ同様であり、ＥＧＲ両出しツインターボでは各過給機１１Ａ、１１Ｂに要求される仕事も同一であるから、設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を等分で分担すればよく従ってＫａｉｒ＝０．５（一定値）とすればよい。
【００８０】
図１３は第５参考例の２つの過給機の各目標開口割合Ｒｖｎｔｌ、Ｒｖｎｔ２を演算するためのものである。これは特にシーケンシャルターボを対象としてさらにＥＧＲ制御についても考慮するようにしたものである。シーケンシャルターボでは空気流量に加えてＥＧＲ量も２つの過給機４１Ａ、４１Ｂに分配してやる必要があり、このためＥＧＲ率を分配するための係数（以下「ＥＧＲ率分配係数」という。）Ｋｅｇｒを新たに導入している。すなわち図１３のステップ６でＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を演算する。このＫｅｇｒの演算については図１４のサブフローにより説明する。
【００８１】
図１４においてステップ１で設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を読み込みこれから図１５を内容とするテーブルを検索することによりプライマリーターボ（４１Ａ）に対するＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒを演算する。図１５において横軸は負荷であり、図１５は低負荷でプライマリーターボ側のＥＧＲ率の分担割合を大きくし、高負荷になるとプライマリーターボ側のＥＧＲ率の分担割合を小さくする特性である。パラメータとして設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を採用したのは、ｔＱａｓ０は排圧すなわちＥＧＲ取り出し口圧力を近似的に示すので、この値をパラメータとするほうがＥＧＲ率分担係数Ｋｅｇｒの適合が容易であるからである。
【００８２】
このようにしてＥＧＲ率分担係数Ｋｅｇｒの演算を終了したら図１３に戻り、ステップ７で
Ｍｅｇｒｄ１＝Ｍｅｇｒｄ×Ｋｅｇｒ…（７）
の式によりプライマリーターボ（４１Ａ）の実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１を算出し、これとプライマリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１とからステップ８において所定のマップを検索することによりプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またステップ９で
Ｍｅｇｒｄ２＝Ｍｅｇｒｄ×（１−Ｋｅｇｒ）…（８）
の式によりセカンダリーターボ（４１Ｂ）の実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２を演算し、これとセカンダリーターボの設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２とからステップ１０において所定のマップを検索することによりセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する。
【００８３】
次に、図１６のフローは第６参考例で第５参考例の図１４と置き換わるものである。図１６においてステップ１で設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを読み込み、ステップ２でＫｅｇｒ＝Ｋａｉｒとする。これはＫａｉｒによる流量分担とＫｅｇｒによるＥＧＲ率分担を同じにしたもので、例えばシーケンシャルターボのうち２つの過給機４１Ａ、４１Ｂが同一の仕様である場合や同一でなくてもＥＧＲ弁取り出し口圧力への影響が吸入空気流量に比例する場合に適用したものである。
【００８４】
以上、図１３、図１４、図１６によりシーケンシャルターボを対象とする場合のＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒの演算方法について述べたが、図１３は図２に示すＥＧＲ片出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かまたは同等のものにも適用が可能である（第１実施形態）。すなわちＥＧＲ片出しツインターボを対象とするときには上側の過給機１１ＡにのみＥＧＲが関係するので、上側の過給機１１Ａに対するＥＧＲ率分配係数として常にＫｅｇｒ＝１とすればよい。
【００８５】
この場合について、すなわち第１実施形態についてさらに図１７を参照しながら２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を演算（設定）する方法を説明する。図２に示すＥＧＲ片出しツインターボのうち２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕様が同一かまたは同等のものである場合には、上側の過給機１１Ａに対する設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ＝０．５かつ上側の過給機１１Ａに対するＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ＝１であるから、これらを上記（５）、（６）、（７）、（８）式に代入することにより次式を得る。
【００８６】
ｔＱａｓ０１＝ｔＱａｓ０／２…（９）
ｔＱａｓ０２＝ｔＱａｓ０／２…（１０）
Ｍｅｇｒｄ１＝Ｍｅｇｒｄ …（１１）
Ｍｅｇｒｄ２＝０…（１２）
１のＥＧＲ装置と１の過給機を備える第１、第２先願装置では設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとから１の過給機の目標開口割合を演算するので、仮に運転条件１においてｔＱａｓ０がａ、Ｍｅｇｒｄがｃであったとすれば図１７において（ａ、ｃ）点の開口割合を１の過給機で目標吸入空気量と目標ＥＧＲ率を共に実現するための目標開口割合となる。
【００８７】
これに対して本願発明では第１、第２先願装置でいう１の過給機と同じ仕様の過給機を２つ備える場合で考える。このとき２つの過給機１１Ａ、１１Ｂのそれぞれの目標開口割合を設定する必要がある。運転条件１においてはｔＱａｓ０がａ、Ｍｅｇｒｄがｃであるからこれを上記（９）〜（１１）式に代入すると、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１、ｔＱａｓ０２及びＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒにより２つの各過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１、Ｍｅｇｒｄ２が次の値になる。
【００８８】
ｔＱａｓ０１＝ａ／２、
ｔＱａｓ０２＝ａ／２、
Ｍｅｇｒｄ１＝ｃ、
Ｍｅｇｒｄ２＝０、
これより図１７において（ａ／２、ｃ）点をとればこの点の開口割合を上側の過給機１１Ａの目標開口割合とし、また（ａ／２、０）点を下側の過給機１１Ｂの目標開口割合とすればよい。このとき同一の仕様の２つの過給機のそれぞれに与える制御指令デューティ値（指令値）は過給機１１Ａ、１１Ｂ間で異なっていても２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事量は同じである。
【００８９】
次に運転条件が変化し、設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０が例えば運転条件１のときの倍つまり２ａとなり、またこのとき実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄがｃ／３となったとすれば、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１、ｔＱａｓ０２及びＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒにより２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに分配された各実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１、Ｍｅｇｒｄ２が、上記（９）〜（１２）式より今度は、
ｔＱａｓ０１＝２ａ／２＝ａ、
ｔＱａｓ０２＝２ａ／２＝ａ、
Ｍｅｇｒｄ１＝ｃ／３、
Ｍｅｇｒｄ＝０、
となる。よって運転条件２では（ａ、ｃ／３）点の開口割合を上側の過給機１１Ａの目標開口割合とし、また（ａ、０）点の開口割合を下側の過給機１１Ｂの目標開口割合とすればよい。このときも同一の仕様の２つの過給機１１Ａ、１１Ｂのそれぞれに与える制御指令デューティ値は異なっていても２つの過給機１１Ａ、１１Ｂの仕事量は同じである。
【００９０】
このように、第１、第２先願装置において１の過給機で目標吸入空気量と目標ＥＧＲ率を共に実現するための目標開口割合を図１７のように設定していた場合に、その過給機と同一の仕様の過給機を２つ用いて本願の図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを構成するとき、第１、第２先願装置と同じ図１７を用いて本願の２つある各過給機１１Ａ、１１Ｂの目標開口割合を設定できることから、運転条件毎の各目標開口割合の設定を机上で容易に行うことができる。
【００９１】
ここまで第１から第６までの６つの参考例を述べたが、いずれの参考例が図１〜図３に示す３つの態様のいずれを対象とするかをまとめて図１８に示す。同図より第１、第２、第３、第４、第５参考例が図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを、第５参考例が図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを、第２、第３、第４、第５、第６参考例が図３に示すシーケンシャルターボを対象としていることがわかる。
【００９２】
ここで第１から第５までの５つの参考例及び第１実施形態の作用をまとめて説明する。
【００９３】
本発明では、第１、第２先願装置と同様に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ（ＥＧＲ装置の制御目標値）を運転条件（基本的にエンジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから定まる）に応じて演算し、この目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒが得られるようにＥＧＲ弁１６（ＥＧＲ装置）の開度を制御する一方で、運転条件に応じた目標吸入空気量ｔＱａｃ（または目標過給圧）に基づいて設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を演算している。
【００９４】
そして、第１参考例では図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを加重平均した値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて２つ（複数）の過給機１１Ａ、１１Ｂの各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２（過給機の作動目標値）を別々に設定し、また第２、第３、第４参考例では同じく図１に示すＥＧＲ両出しツインターボとを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定し、第５参考例では同じく図１に示すＥＧＲ両出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１Ｂに等分に分配すると共に実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをもＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１（＝Ｍｅｇｒｄ／２）とに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒにより過給機１１Ｂに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２（＝Ｍｅｇｒｄ／２）とに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定しこれら別々に設定された目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２が得られるように２つの過給機１１Ａ、１１Ｂを制御するので、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機１１Ａ、１１ＢをＥＧＲ両出しツインターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができる。
【００９５】
また、第２、第３、第４参考例では図３に示すシーケンシャルターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いてプライマリーターボ（４１Ａ）とセカンダリーターボ（４１Ｂ）に分配し、Ｋａｉｒによりプライマリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいてプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒによりセカンダリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいてセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、プライマリーターボとセカンダリーターボのそれぞれに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機４１Ａ、４１Ｂをシーケンシャルーターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができる。
【００９６】
また、第５参考例では同じく図３に示すシーケンシャルターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いてプライマリーターボとセカンダリーターボに分配すると共に、実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをもＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いてプライマリーターボとセカンダリーターボに分配し、Ｋａｉｒによりプライマリーターボ過給機４１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１とＫｅｇｒによりプライマリーターボに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１とに基づいてプライマリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒによりセカンダリーターボに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２とＫｅｇｒによりセカンダリーターボに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２とに基づいてセカンダリーターボの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、運転条件に対する過給機４１Ａ、４１Ｂの特性の変化および実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄの変化に対して最適な各目標開口割合の設定が可能となり、シーケンシャルターボとして働く２つの過給機の能力を十分に発揮させると共に運転性と排気の両立が可能となる。
【００９７】
また、第２、第３、第４参考例では、図３に示すシーケンシャルターボを対象とする場合に、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒをエンジンの運転条件に応じて演算するので、運転条件に対する過給機１１Ａ、１１Ｂの特性の変化に対して最適な各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２の設定が可能となり、シーケンシャルターボとして働く２つの過給機４１Ａ、４１Ｂの能力を十分に発揮させることができる。
【００９８】
この場合、第２参考例では、運転条件がエンジンの回転速度Ｎｅでありエンジンの回転速度の上昇とともに低回転速度時に大きな仕事を行うプライマリーターボの仕事割合が減少するように設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するので、シーケンシャルターボとして働かせる場合にエンジン回転速度の上昇と共にプライマリーターボの仕事割合を小さくすることが可能となり、運転条件が変化しても目標開口割合を滑らかに変化させることができ滑らかな制御が可能となる。また、第３参考例では運転条件がエンジンの回転速度Ｎｅ及び目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ（負荷）であり高回転速度かつ高負荷になるに従い低回転速度時に大きな仕事を行うプライマリーターボの仕事割合が減少するように設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒを演算するので、第２参考例に対してさらに制御性が向上する。また、第４参考例では運転条件が目標吸入空気量ｔＱａｃと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとエンジン回転速度Ｎｅから演算される設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）であるので、設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒの適合がエンジン負荷としての燃料噴射量を用いる場合よりも容易となる。また、第５参考例ではＥＲＧ率分配係数Ｋｅｇｒを演算するための運転条件がＥＧＲ取出し口圧力への過給機の寄与度を示すパラメータ（設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０）であるので、ＥＧＲによる排圧変化の影響を考慮しながら過給機４１Ａ、４１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２の設定が可能となる。
【００９９】
また、第１実施形態では図２に示すＥＧＲ片出しツインターボを対象として設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を設定吸入空気量分配係数Ｋａｉｒ（第１の分配係数）を用いて２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに等分に分配すると共に、実ＥＧＲ率ＭｅｇｒｄをＥＧＲ率分配係数Ｋｅｇｒ（第２の分配係数）を用いて片方の過給機１１Ａにのみ分配し、Ｋａｉｒ（＝０．５）により過給機１１Ａに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０１（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒ（＝１）により過給機１１Ａに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ１（＝Ｍｅｇｒｄ）とに基づいて過給機１１Ａの目標開口割合Ｒｖｎｔ１を、またＫａｉｒにより過給機１１Ｂに分配された値である設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０２（＝ｔＱａｓ０／２）とＫｅｇｒにより過給機１１Ｂに分配された値である実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ２（＝０）とに基づいて過給機１１Ｂの目標開口割合Ｒｖｎｔ２を設定するので、２つの過給機１１Ａ、１１Ｂに対して最適な目標開口割合の設定が可能となり、２つの過給機１１Ａ、１１ＢをＥＧＲ片出しツインターボとして使用する場合においてもＥＧＲの制御精度と過給機制御の最適化を行うことができると共に加速時のサージを防止できる。
【０１００】
参考例及び第１実施形態では各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を設定するためのパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄである場合で説明したが、第１、第２先願装置と同じに実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄに代えて次式のＥＧＲ量相当値Ｑｅｓ０を用いることができる。
【０１０１】
ＱＦＧＡＮ＃：ゲイン、
ＫＣＯＮ＃：定数、
ここで（１３）式の実ＥＧＲ量Ｑｅｃは次式により演算される値（単位時間当たり）である。
【０１０２】
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃ０×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃
＋Ｑｅｃｎ−１×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃）…（１４）
Ｑｅｃ０＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ …（１５）
ただし、Ｑｅｃ０：コレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ当たり のＥＧＲ量
Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ、
ＫＥ＃ ：定数、
Ｑｅｃｎ−１：前回のＱｅｃ、
Ｑａｃｎ：コレクタ入口部位置における１シリンダ当たりの吸 入空気量
Ｍｅｇｒ：目標ＥＧＲ率、
参考例及び第１実施形態では各目標開口割合Ｒｖｎｔ１、Ｒｖｎｔ２を設定するためのパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄである場合で説明したが、簡単には設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０に代えて目標吸入空気量ｔＱａｃを用いることが、また実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄに代えて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用いることができる。
【０１０３】
参考例では第２の分配係数Ｋｅｇｒを演算するための運転条件が設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）である場合で説明したが、これに代えてエンジンの回転速度Ｎｅやエンジンの回転速度Ｎｅ及び負荷としてもかまわない。
【０１０４】
参考例ではＥＧＲ取出し口圧力への過給機の寄与度を示すパラメータが設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０（排気流量相当の値）である場合で説明したが、これに代えてエンジンの回転速度または負荷としてもかまわない。
【０１０５】
参考例及び第１実施形態ではＶ型エンジンで説明したが、これに限らず例えば直列６気筒エンジンを３気筒ずつの２つの気筒群に分割するような場合にも適用がある。
【０１０６】
参考例及び第１実施形態では過給機が２つの場合で説明したが、過給機の数を２に限定するものでもない。例えばＶ型１２気筒エンジンを４つの気筒群にわけ、気筒群毎に過給機を備える場合には過給機の数が４となるがこの場合にも適用がある。
【０１０７】
参考例及び第１実施形態では、可変ノズルの開口割合に応じて過給圧が変化するターボ過給機で説明したが、これに限られるものでなく、以下のものにも適用がある。
【０１０８】
▲１▼流量に応じて過給圧が変化する別のタイプのターボ過給機、
▲２▼ウェストゲートバルブを備える一定容量のターボ過給機、
▲３▼スーパーチャージャ、
たとえば、▲１▼のターボ過給圧に対しては当該過給機の流量可変手段の開口割合や開口面積あるいは当該過給機駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を、▲２▼のターボ過給機に対してはウェストゲートバルブの開口割合や開口面積を、▲３▼のスーパーチャージャに対しては当該スーパーチャージャ駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を過給機の作動目標値として用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＧＲ両出しツインターボの場合の制御システム図。
【図２】ＥＧＲ片出しツインターボの場合の構成図。
【図３】シーケンシャルターボの場合の構成図。
【図４】第１参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図５】目標開口割合のマップ特性図。
【図６】第２、第３、第４参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図７】第２参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図８】第２参考例の設定吸入空気量分配係数のテーブル特性図。
【図９】第３参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１０】第３参考例の設定吸入空気量分配係数のマップ特性図。
【図１１】第４参考例の設定吸入空気量分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１２】第４参考例の設定吸入空気量分配係数のテーブル特性図。
【図１３】第５参考例の２つの過給機の各目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図１４】第５参考例のＥＧＲ率分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１５】第５参考例のＥＧＲ率分配係数のテーブル特性図。
【図１６】第６参考例のＥＧＲ率分配係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図１７】ＥＧＲ片出しツインターボの各目標開口割合を演算する方法を説明するための過給機の特性図。
【図１８】図１〜図３と第１〜第６参考例の対応関係を示した表図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ バンク（気筒群）
３Ａ、３Ｂ 分岐吸気通路
８Ａ、８Ｂ 分岐排気通路
１１Ａ、１１Ｂ 過給機
１５ ＥＧＲ通路
１６ ＥＧＲ弁
２１ コントローラ
３１ ＥＧＲ通路
４１Ａ 過給機（プライマリーターボ）
４１Ｂ 過給機（セカンダリーターボ）
４２ 切換弁
４３ 切換弁
Claims (4)
- ＥＧＲ装置と複数の過給機とを備え、
前記ＥＧＲ装置の制御目標値を運転条件に応じて演算する手段と、
このＥＧＲ装置の制御目標値となるようにＥＧＲ装置を制御する手段と、
運転条件に応じた目標吸入空気量または目標過給圧を演算する手段と、
この目標吸入空気量または目標過給圧と前記ＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて前記複数の過給機の作動目標値を別々に設定する過給機作動目標値設定手段と、
この別々に設定された過給機の作動目標値となるように前記複数の過給機を制御する手段と
を備え、
前記複数が２である場合に前記過給機作動目標値設定手段が、
前記目標吸入空気量または目標過給圧を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１の過給機の作動目標値を設定するための吸入空気量相当値を２つの過給機に分配するための係数である第１の分配係数を用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、
前記ＥＧＲ装置の制御目標値を、１の過給機と１のＥＧＲ装置とを備える場合における１のＥＧＲ装置の制御目標値を２つの過給機に分配するための係数である第２の分配係数を用いて１の過給機と他の過給機とに分配する手段と、
第１の分配係数により１の過給機に分配される目標吸入空気量または目標過給圧と第２の分配係数により１の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて１の過給機の作動目標値を設定する手段と、
第１の分配係数により他の過給機に分配される目標吸入空気量または目標過給圧と第２の分配係数により他の過給機に分配されるＥＧＲ装置の制御目標値とに基づいて他の過給機の作動目標値を設定する手段と
からなり、
全気筒を半分ずつの２つの気筒群に分けそのうちの１の気筒群を前記１の過給機により、また他の気筒群を前記他の過給機により分担させて同時に働かせると共に前記ＥＧＲ装置が前記２つの気筒群の一方の排気のみを取り出して吸気通路に還流させるものである場合に、前記第１の分配係数を１の過給機と他の過給機とで半分ずつとなるように設定すると共に前記第２の分配係数を排気が取り出される側の過給機が全部となるように設定することを特徴とする多気筒ディーゼルエンジンの制御装置。 - ２つの過給機の過給仕事が同等となるように２つの過給機の作動目標値を設定することを特徴とする請求項１に記載の多気筒ディーゼルエンジンの制御装置。
- 前記過給機の作動目標値は、過給圧を制御するタービンノズルの開口割合またはそれ相当値であることを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒ディーゼルエンジンの制御装置。
- 前記過給機の作動目標値は、過給圧を制御するウェストゲート弁の開口面積またはそれ相当値であることを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒ディーゼルエンジンの制御装置。
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