JP5988779B2 - Control device for variable capacity turbocharger - Google Patents

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Description

本開示の技術は、可変容量型ターボチャージャーの制御装置であって、特にＥＧＲ装置を備えたエンジンに適用される可変容量型ターボチャージャーの制御装置に関する。   The technology of the present disclosure relates to a variable displacement turbocharger control device, and more particularly to a variable displacement turbocharger control device applied to an engine having an EGR device.

従来から、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図るために、エンジンの排気側から吸気側へ排気ガスの一部を還流させる排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が知られている。ＥＧＲが実行されるうえでは、吸気側の圧力よりも排気側の圧力が高い状態に維持されていることが必要とされる。そのため、例えば特許文献１では、可変容量型ターボチャージャーを備えたエンジンにおいて、吸気側の圧力が排気側の圧力よりも高くなりやすい高負荷状態においてもＥＧＲが可能となるように可変ノズルの開度が制御される技術が開示されている。   Conventionally, exhaust gas recirculation (EGR) that recirculates part of exhaust gas from the exhaust side of the engine to the intake side is known in order to reduce NOx and improve fuel efficiency. In order to execute EGR, it is necessary that the pressure on the exhaust side is maintained higher than the pressure on the intake side. Therefore, for example, in Patent Document 1, in an engine equipped with a variable displacement turbocharger, the opening of the variable nozzle is set so that EGR is possible even in a high load state where the pressure on the intake side tends to be higher than the pressure on the exhaust side. A technique for controlling is disclosed.

特開２００２−３３２８７９号公報JP 2002-332879 A

一方、特許文献１では、エキゾーストマニホールド内の圧力である排気圧力が排気圧力センサーにより検出されている。こうした排気圧力センサーは、シリンダーから排出された直後の排気ガスを検出対象としているため、高い耐熱性が要求されるばかりか排気ガスの熱や排気ガスに含まれる煤の影響を受けて検出精度が低下する虞がある。そして、排気圧力センサーの検出値が実際の排気圧力よりも低くなると、可変ノズルの開口面積を小さくする制御がなされたときに排気圧力が目標値よりも高くなりすぎることで、ポンピングロスが大きくなったりタービンの回転数が高くなりすぎたりする。また、排気圧力センサーの検出値が実際の排気圧力よりも高くなると、可変ノズルの開口面積を大きくする制御がなされたときに排気圧力が低くなりすぎることで、ＥＧＲガスを吸気通路に導入できなくなる虞がある。   On the other hand, in Patent Document 1, an exhaust pressure that is a pressure in the exhaust manifold is detected by an exhaust pressure sensor. Since these exhaust pressure sensors are intended for detection of exhaust gas immediately after being discharged from the cylinder, not only high heat resistance is required, but also the detection accuracy is affected by the heat of the exhaust gas and the soot contained in the exhaust gas. May decrease. When the detection value of the exhaust pressure sensor becomes lower than the actual exhaust pressure, the pumping loss increases because the exhaust pressure becomes too higher than the target value when control is performed to reduce the opening area of the variable nozzle. Or the rotational speed of the turbine becomes too high. Also, if the detection value of the exhaust pressure sensor becomes higher than the actual exhaust pressure, the exhaust pressure becomes too low when the control is performed to increase the opening area of the variable nozzle, so that EGR gas cannot be introduced into the intake passage. There is a fear.

本開示の技術は、エキゾーストマニホールド内の圧力を高い精度の下で制御することが可能な可変容量型ターボチャージャーの制御装置を提供することを目的とする。   An object of the technology of the present disclosure is to provide a control device for a variable displacement turbocharger capable of controlling the pressure in the exhaust manifold with high accuracy.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の一態様は、ＥＧＲ装置を有するエンジンの運転状態に関する情報を取得する取得部であってエキゾーストマニホールド内の圧力を検出する排気圧力センサーを含まない前記取得部と、前記取得部の取得した情報に基づいて、タービンに流入する排気ガスの流路断面積を変更可能な可変ノズルの開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記タービンに流入する排気ガスの流入量を演算する流入量演算部と、前記タービンに流入する排気ガスの温度である入口温度を演算する入口温度演算部と、前記タービンから流出する排気ガスの圧力である出口圧力を演算する出口圧力演算部と、前記エンジンの運転状態に応じたエキゾーストマニホールド内の目標圧力を演算する目標圧力演算部と、前記流入量、前記入口温度、前記出口圧力、及び前記目標圧力に基づいて、前記可変ノズルの必要開口面積を演算する面積演算部と、
を含む。 One aspect of the variable displacement turbocharger control device according to the present disclosure is an acquisition unit that acquires information related to an operating state of an engine having an EGR device, and does not include an exhaust pressure sensor that detects a pressure in an exhaust manifold. and parts, based on the obtained information of the acquisition unit, and a control unit for controlling the flow path cross-sectional area of the modifiable variable nozzle opening degree of the exhaust gas flowing into the turbine, wherein the control unit is, the An inflow amount calculation unit that calculates the inflow amount of exhaust gas flowing into the turbine, an inlet temperature calculation unit that calculates an inlet temperature that is the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine, and the pressure of the exhaust gas flowing out from the turbine An outlet pressure calculation unit for calculating a certain outlet pressure, and a target pressure for calculating a target pressure in the exhaust manifold according to the operating state of the engine A force calculation unit, and an area calculation unit for calculating a required opening area of the variable nozzle based on the inflow amount, the inlet temperature, the outlet pressure, and the target pressure;
including.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の一態様によれば、可変ノズルの開度を演算するうえで必要な作動ガス量、ＥＧＲの流通量、タービンへの流入量、タービンの出口圧力、及び目標圧力は、エキゾーストマニホールド内の圧力を直接計測した値を用いることなく演算することが可能である。その結果、エキゾーストマニホールド内の圧力を計測することなくエキゾーストマニホールド内の圧力が可変ノズルによって制御されることから、エキゾーストマニホールド内の圧力が高い精度の下で制御される。   According to one aspect of the control device for a variable displacement turbocharger in the present disclosure, the amount of working gas necessary to calculate the opening of the variable nozzle, the amount of EGR flow, the amount of inflow into the turbine, the outlet pressure of the turbine, The target pressure can be calculated without using a value obtained by directly measuring the pressure in the exhaust manifold. As a result, since the pressure in the exhaust manifold is controlled by the variable nozzle without measuring the pressure in the exhaust manifold, the pressure in the exhaust manifold is controlled with high accuracy.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様では、前記制御部は、前記可変ノズルの開度毎に当該可変ノズルの有効開口面積が規定された開度データが格納された記憶部と、前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて前記可変ノズルの開度を演算する開度演算部と、を含む。   In another aspect of the control device for a variable capacity turbocharger according to the present disclosure, the control unit is a storage unit that stores opening degree data in which an effective opening area of the variable nozzle is defined for each opening degree of the variable nozzle. And an opening calculation unit that calculates the opening of the variable nozzle based on the required opening area and the opening data.

ここでいう有効開口面積は、予め行なった実験やシミュレーションの結果により得られる開口面積である。この有効開口面積は、例えば、所定の開度に維持された可変ノズルを有するタービンに対して所定流量の排気ガスを供給し、そのときのタービンの入口における圧力及び温度、及びタービンの出口における圧力に基づいて逆算される可変ノズルの開口面積である。すなわち、本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置によれば、上記開度データに基づいて可変ノズルの開度が制御されることによって、目標圧力と可変ノズルの開度変更後におけるエキゾーストマニホールド内の圧力との乖離度が小さくなる。その結果、エキゾーストマニホールド内の圧力がさらに高い精度の下で制御される。   The effective opening area here is an opening area obtained from the results of experiments and simulations performed in advance. This effective opening area is, for example, supplying a predetermined flow rate of exhaust gas to a turbine having a variable nozzle maintained at a predetermined opening, and the pressure and temperature at the turbine inlet and the pressure at the turbine outlet at that time. Is the opening area of the variable nozzle calculated backward based on That is, according to the control device for a variable displacement turbocharger in the present disclosure, the opening of the variable nozzle is controlled based on the opening data, so that the inside of the exhaust manifold after the target pressure and the opening of the variable nozzle are changed. The degree of deviation from the pressure becomes smaller. As a result, the pressure in the exhaust manifold is controlled with higher accuracy.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様では、前記制御部が、前記目標圧力と前記エキゾーストマニホールド内の圧力である排気圧力との差分毎に開度の補正量が規定された補正データが格納された記憶部と、前記排気圧力を演算する排気圧力演算部と、前記排気圧力、前記目標圧力、及び前記補正データに基づいて前記可変ノズルの開度の補正量を演算する補正量演算部と、を含む。   In another aspect of the variable capacity turbocharger control device according to the present disclosure, the control unit defines an opening correction amount for each difference between the target pressure and an exhaust pressure that is a pressure in the exhaust manifold. A storage unit that stores correction data, an exhaust pressure calculation unit that calculates the exhaust pressure, and a correction that calculates the correction amount of the opening of the variable nozzle based on the exhaust pressure, the target pressure, and the correction data A quantity calculation unit.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様によれば、エキゾーストマニホールド内の圧力である排気圧力が演算され、目標圧力と該排気圧力との差分に応じて可変ノズルの開度が補正される。その結果、可変ノズルの開度が補正されない場合に比べて、製造誤差や経年劣化に対するロバスト性が向上する。   According to another aspect of the control device for a variable displacement turbocharger in the present disclosure, the exhaust pressure that is the pressure in the exhaust manifold is calculated, and the opening of the variable nozzle is set according to the difference between the target pressure and the exhaust pressure. It is corrected. As a result, compared to a case where the opening of the variable nozzle is not corrected, robustness against manufacturing errors and aging deterioration is improved.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様では、前記取得部が、ＥＧＲ弁の上流側でＥＧＲガスの圧力を検出するＥＧＲ圧力センサーを含み、前記制御部が、ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ圧力センサーよりも上流側でのＥＧＲガスの圧力損失値がＥＧＲガスの流通量毎に規定されたＥＧＲ通路データが格納された記憶部を含み、前記排気圧力演算部が、前記ＥＧＲ圧力センサーの検出値、前記流通量、及び前記ＥＧＲ通路データに基づいて前記排気圧力を演算する。   In another aspect of the variable displacement turbocharger control device according to the present disclosure, the acquisition unit includes an EGR pressure sensor that detects an EGR gas pressure upstream of an EGR valve, and the control unit includes the EGR passage in the EGR passage. An EGR gas pressure loss value on the upstream side of the EGR pressure sensor includes a storage unit storing EGR passage data in which each EGR gas circulation amount is defined, and the exhaust pressure calculation unit includes the EGR pressure sensor The exhaust pressure is calculated based on the detected value, the circulation amount, and the EGR passage data.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様によれば、ＥＧＲ圧力センサーの検出値に対してＥＧＲ通路データに基づく圧力損失値が加算されることによって、エキゾーストマニホールド内の排気圧力が演算される。   According to another aspect of the variable displacement turbocharger control device of the present disclosure, the pressure loss value based on the EGR passage data is added to the detection value of the EGR pressure sensor, whereby the exhaust pressure in the exhaust manifold is reduced. Calculated.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様では、前記取得部が、大気圧を検出する大気圧センサーを含み、前記制御部は、前記タービンに流入する排気ガスの流入量毎に当該タービンの下流側における排気ガスの圧力損失値が規定された排気通路データが格納された記憶部を含み、前記出口圧力演算部は、前記大気圧センサーの検出値、前記流入量、及び前記排気通路データに基づいて前記出口圧力を演算する。   In another aspect of the control device for a variable capacity turbocharger according to the present disclosure, the acquisition unit includes an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, and the control unit is configured for each inflow amount of exhaust gas flowing into the turbine. A storage unit storing exhaust passage data in which a pressure loss value of exhaust gas on the downstream side of the turbine is defined; and the outlet pressure calculation unit includes a detection value of the atmospheric pressure sensor, the inflow amount, and the exhaust gas The outlet pressure is calculated based on the passage data.

本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の他の態様によれば、排気通路データにタービンの下流側における排気ガスの圧力損失値が当該タービンへの流入量毎に規定されていることから、大気圧に対して排気通路データから得られる圧力損失値を加算することによって、出口圧力が演算される。その結果、排気通路に圧力センサーを配設する必要がなくなるとともに、排気通路よりも圧力変動の小さい大気圧が基準となって出口圧力が演算されることから、出口圧力の精度が高められる。   According to another aspect of the control device for a variable capacity turbocharger in the present disclosure, the exhaust gas pressure loss value on the downstream side of the turbine is defined for each inflow amount to the turbine in the exhaust passage data. The outlet pressure is calculated by adding the pressure loss value obtained from the exhaust passage data to the atmospheric pressure. As a result, there is no need to provide a pressure sensor in the exhaust passage, and the outlet pressure is calculated based on the atmospheric pressure having a smaller pressure fluctuation than the exhaust passage, so that the accuracy of the outlet pressure is improved.

本開示の技術における可変容量型ターボチャージャーの制御装置の一実施形態が搭載されるエンジンの概略構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows schematic structure of the engine by which one Embodiment of the control apparatus of the variable capacity type | mold turbocharger in the technique of this indication is mounted. 可変容量型ターボチャージャーの制御装置の構成を機能的に示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the structure of the control apparatus of a variable capacity | capacitance type turbocharger functionally. 排気通路における圧力損失と排気ガスの流入量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the pressure loss in an exhaust passage, and the inflow amount of exhaust gas. 可変ノズルの開度と有効開口面積との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the opening degree of a variable nozzle, and an effective opening area. ＥＧＲ通路における圧力損失とＥＧＲガスの流通量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the pressure loss in an EGR channel | path, and the flow volume of EGR gas. 目標圧力に対する排気圧力の差分と可変ノズルの開度の補正量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the difference of the exhaust pressure with respect to target pressure, and the correction amount of the opening degree of a variable nozzle. ＶＮＴ制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which a VNT control apparatus performs.

以下、本開示における可変容量型ターボチャージャーの制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。まず、可変容量型ターボチャージャーが搭載されるディーゼルエンジンの全体構成について、図１を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment embodying a variable capacity turbocharger control device according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 7. First, the overall configuration of a diesel engine equipped with a variable capacity turbocharger will be described with reference to FIG.

図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０（以下、単にエンジン１０という。）のシリンダーブロック１１には、一列に並んだ４つのシリンダー１２が形成され、各シリンダー１２に作動ガスを供給するためのインテークマニホールド１３と、各シリンダー１２からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド１４とが接続されている。   As shown in FIG. 1, a cylinder block 11 of a diesel engine 10 (hereinafter simply referred to as an engine 10) is formed with four cylinders 12 arranged in a row, for supplying a working gas to each cylinder 12. An intake manifold 13 is connected to an exhaust manifold 14 into which exhaust gas from each cylinder 12 flows.

インテークマニホールド１３に接続される吸気通路１５の上流端には、図示されないエアクリーナーが取り付けられている。吸気通路１５には、ターボチャージャー１６のコンプレッサー１７が取り付けられている。吸気通路１５には、コンプレッサー１７の下流側に、該コンプレッサー１７によって圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラー１８が取り付けられている。   An air cleaner (not shown) is attached to the upstream end of the intake passage 15 connected to the intake manifold 13. A compressor 17 of a turbocharger 16 is attached to the intake passage 15. An intercooler 18 for cooling the intake air compressed by the compressor 17 is attached to the intake passage 15 on the downstream side of the compressor 17.

一方、エキゾーストマニホールド１４には、排気通路１９が接続されている。排気通路１９には、上述したコンプレッサー１７に連結されるタービン２０が取り付けられている。また、エキゾーストマニホールド１４には、吸気通路１５に接続されて排気ガスの一部を吸気通路１５に導入するＥＧＲ通路２１が接続されている。   On the other hand, an exhaust passage 19 is connected to the exhaust manifold 14. A turbine 20 connected to the above-described compressor 17 is attached to the exhaust passage 19. The exhaust manifold 14 is connected to an EGR passage 21 that is connected to the intake passage 15 and introduces a part of the exhaust gas into the intake passage 15.

ＥＧＲ通路２１には、該ＥＧＲ通路２１を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー２２が取り付けられている。ＥＧＲクーラー２２の下流側には、ＥＧＲ通路２１の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁２３が取り付けられている。ＥＧＲ弁２３の開度は、図示されないＥＧＲ制御装置によって制御される。ＥＧＲ制御装置は、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲ弁２３の基本開度を演算し、その演算した基本開度を基準としてＥＧＲ弁２３を制御する。吸気通路１５には、ＥＧＲ弁２３が開状態にあるときにＥＧＲ通路２１を通じて排気ガスの一部が導入され、シリンダー１２には、排気ガスと吸入空気との混合気体である作動ガスが供給される。なお、以下では、ＥＧＲ通路２１を流れる排気ガスをＥＧＲガスという。   An EGR cooler 22 that cools the exhaust gas flowing through the EGR passage 21 is attached to the EGR passage 21. On the downstream side of the EGR cooler 22, an EGR valve 23 that can change the flow path cross-sectional area of the EGR passage 21 is attached. The opening degree of the EGR valve 23 is controlled by an EGR control device (not shown). The EGR control device calculates the basic opening degree of the EGR valve 23 according to the operating state of the engine, and controls the EGR valve 23 based on the calculated basic opening degree. A part of the exhaust gas is introduced into the intake passage 15 through the EGR passage 21 when the EGR valve 23 is in the open state, and the working gas which is a mixed gas of the exhaust gas and the intake air is supplied to the cylinder 12. The Hereinafter, the exhaust gas flowing through the EGR passage 21 is referred to as EGR gas.

コンプレッサー１７とタービン２０とで構成されるターボチャージャー１６は、タービン２０に可変ノズル２５が配設された可変容量型ターボチャージャー（ＶＮＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｎｏｚｚｌｅ Ｔｕｒｂｏ）である。可変ノズル２５は、ステッピングモーターを備えたアクチュエーター２６の駆動により開度が変更されることで、エキゾーストマニホールド１４内の圧力及びタービン２０への排気ガスの流入量を調整する。この可変ノズル２５の開度は、ＶＮＴ制御装置５０によって制御される。   The turbocharger 16 including the compressor 17 and the turbine 20 is a variable capacity turbocharger (VNT: Variable Nozzle Turbo) in which a variable nozzle 25 is disposed in the turbine 20. The variable nozzle 25 adjusts the pressure in the exhaust manifold 14 and the amount of exhaust gas flowing into the turbine 20 by changing the opening degree by driving an actuator 26 having a stepping motor. The opening degree of the variable nozzle 25 is controlled by the VNT controller 50.

ＶＮＴ制御装置５０は、エンジン１０の運転状態に関する情報を取得する取得部としての各種センサーを備えている。例えば、ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラー２２の下流側且つＥＧＲ弁２３の上流側にＥＧＲ圧力センサー３１とＥＧＲ温度センサー３４とが取り付けられている。ＥＧＲ圧力センサー３１は、ＥＧＲ弁２３に流入する直前のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇを所定の制御周期で検出する。ＥＧＲ温度センサー３４は、ＥＧＲ弁２３に流入する直前のＥＧＲガスの温度であるＥＧＲ温度Ｔｅｇを所定の制御周期で検出する。   The VNT control device 50 includes various sensors as an acquisition unit that acquires information related to the operating state of the engine 10. For example, an EGR pressure sensor 31 and an EGR temperature sensor 34 are attached to the EGR passage 21 downstream of the EGR cooler 22 and upstream of the EGR valve 23. The EGR pressure sensor 31 detects the EGR pressure Peg, which is the pressure of the EGR gas immediately before flowing into the EGR valve 23, in a predetermined control cycle. The EGR temperature sensor 34 detects the EGR temperature Teg, which is the temperature of the EGR gas immediately before flowing into the EGR valve 23, in a predetermined control cycle.

また、吸気通路１５には、当該吸気通路１５とＥＧＲ通路２１との接続部分よりも下流側に吸気圧力センサー３２が取り付けられている。吸気圧力センサー３２は、吸気通路１５内を流れる作動ガスの圧力である吸気圧力Ｐｗｇを所定の制御周期で検出する。   An intake pressure sensor 32 is attached to the intake passage 15 on the downstream side of the connection portion between the intake passage 15 and the EGR passage 21. The intake pressure sensor 32 detects the intake pressure Pwg, which is the pressure of the working gas flowing in the intake passage 15, at a predetermined control cycle.

また、吸気通路１５におけるコンプレッサー１７の上流側には、吸入空気量センサー３６が取り付けられている。吸入空気量センサー３６は、吸気通路１５を流れる吸入空気の質量流量である吸入空気量Ｇａを所定の制御周期で検出する。   An intake air amount sensor 36 is attached to the intake passage 15 upstream of the compressor 17. The intake air amount sensor 36 detects an intake air amount Ga that is a mass flow rate of the intake air flowing through the intake passage 15 at a predetermined control cycle.

また、インテークマニホールド１３には、吸気温度センサー３５が取り付けられている。吸気温度センサー３５は、シリンダー１２に流入する直前の作動ガスの温度である吸気温度Ｔｉｎを所定の制御周期で検出する。   An intake temperature sensor 35 is attached to the intake manifold 13. The intake air temperature sensor 35 detects an intake air temperature Tin, which is the temperature of the working gas immediately before flowing into the cylinder 12, at a predetermined control cycle.

次に、ＶＮＴ制御装置５０の構成について図２〜図７を参照しながら説明する。
図２に示されるように、ＶＮＴ制御装置５０の制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されており、各種演算を行なう演算部５２と、各種制御プログラムや各種データが格納される記憶部５３と、アクチュエーター２６を駆動するノズル駆動部５４とを備えている。制御部５１は、記憶部５３に格納された各種制御プログラムや各種データに基づいて各種処理を実行する。 Next, the configuration of the VNT control device 50 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the control unit 51 of the VNT control device 50 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, a calculation unit 52 that performs various calculations, and a memory that stores various control programs and various data. A section 53 and a nozzle drive section 54 that drives the actuator 26 are provided. The control unit 51 executes various processes based on various control programs and various data stored in the storage unit 53.

制御部５１には、ＥＧＲ圧力センサー３１からＥＧＲ圧力Ｐｅｇを示す検出信号、吸気圧力センサー３２から吸気圧力Ｐｗｇを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、ＥＧＲ温度センサー３４からＥＧＲ温度Ｔｅｇを示す検出信号、吸気温度センサー３５から吸気温度Ｔｉｎを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、吸入空気量センサー３６から吸入空気量Ｇａを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。   A detection signal indicating the EGR pressure Peg from the EGR pressure sensor 31 and a detection signal indicating the intake pressure Pwg from the intake pressure sensor 32 are input to the control unit 51 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the EGR temperature Teg from the EGR temperature sensor 34 and a detection signal indicating the intake air temperature Tin from the intake air temperature sensor 35 are input to the control unit 51 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the intake air amount Ga is input from the intake air amount sensor 36 to the control unit 51 at a predetermined control cycle.

また、制御部５１には、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサー３７からエンジン１０の回転速度ＮＥを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサー３８からアクセル開度ＡＣＣを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部３９から燃料噴射量Ｑｆを示す信号が所定の制御周期で入力される。   In addition, a detection signal indicating the rotational speed NE of the engine 10 is input to the control unit 51 at a predetermined control cycle from the rotational speed sensor 37 that detects the rotational speed of the engine 10. A detection signal indicating the accelerator opening degree ACC is input to the control unit 51 at a predetermined control cycle from an accelerator opening degree sensor 38 that detects the opening degree of the accelerator pedal. A signal indicating the fuel injection amount Qf is input to the control unit 51 at a predetermined control cycle from the fuel injection control unit 39 that controls the fuel injection amount.

また、制御部５１には、ＥＧＲ弁２３の開度を検出するＥＧＲ弁開度センサー４０からＥＧＲ弁２３の開度であるＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、可変ノズル２５の開度を検出する可変ノズル開度センサー４１から可変ノズル２５の開度であるノズル開度ＶＴｖｎｔを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部５１には、大気圧を検出する大気圧センサー４２から大気圧Ｐａｔｍを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。   In addition, a detection signal indicating an EGR valve opening VTegr that is the opening of the EGR valve 23 is input to the control unit 51 at a predetermined control cycle from an EGR valve opening sensor 40 that detects the opening of the EGR valve 23. . A detection signal indicating a nozzle opening VTvnt that is the opening of the variable nozzle 25 is input to the control unit 51 from a variable nozzle opening sensor 41 that detects the opening of the variable nozzle 25 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the atmospheric pressure Patm is input to the control unit 51 at a predetermined control cycle from an atmospheric pressure sensor 42 that detects atmospheric pressure.

演算部５２の作動ガス量演算部５５は、シリンダー１２に供給される作動ガスの質量流量である作動ガス量Ｇｗｇを演算する。作動ガス量演算部５５は、状態方程式Ｐ×Ｖ＝Ｇｗｇ×Ｒ×Ｔに対して以下に示す値を代入することで作動ガス量Ｇｗｇを演算する。
Ｐ：吸気圧力センサー３２の検出値である吸気圧力Ｐｗｇ
Ｖ：エンジン１０の回転速度ＮＥとエンジン１０の排気量Ｄとの乗算値
Ｔ：吸気温度センサー３５の検出値である吸気温度Ｔｉｎ
Ｒ：気体定数 The working gas amount calculating unit 55 of the calculating unit 52 calculates a working gas amount Gwg that is a mass flow rate of the working gas supplied to the cylinder 12. The working gas amount calculation unit 55 calculates the working gas amount Gwg by substituting the following values for the state equation P × V = Gwg × R × T.
P: Intake pressure Pwg which is a detected value of the intake pressure sensor 32
V: Multiplication value of the rotational speed NE of the engine 10 and the exhaust amount D of the engine 10 T: Intake air temperature Tin which is a detection value of the intake air temperature sensor 35
R: Gas constant

演算部５２の流通量演算部５６は、ＥＧＲガスの質量流量であるＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する。流通量演算部５６は、ベルヌーイの定理に基づく式（１）に各種センサーからの検出値に基づく値を代入することによりＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する。   The flow rate calculation unit 56 of the calculation unit 52 calculates an EGR flow rate Geg that is a mass flow rate of the EGR gas. The circulation amount calculation unit 56 calculates the EGR circulation amount Geg by substituting values based on detection values from various sensors into the equation (1) based on Bernoulli's theorem.

Figure 0005988779
Ｇ ：ＥＧＲ流通量Ｇｅｇ
Ｐ１：ＥＧＲ圧力センサー３１の検出値であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇ
Ｐ２：吸気圧力センサー３２の検出値である吸気圧力Ｐｗｇ
Ｔ１：ＥＧＲ温度センサー３４の検出値であるＥＧＲ温度Ｔｅｇ
Ａ ：ＥＧＲ弁開度センサー４０の検出値であるＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒに基づくＥＧＲ弁２３の開口面積
κ ：排気ガスの比熱比
Ｒ ：気体定数
Figure 0005988779
 G: EGR distribution amount Geg
P1: EGR pressure Peg which is a detection value of the EGR pressure sensor 31
P2: Intake pressure Pwg detected by the intake pressure sensor 32
T1: EGR temperature Teg which is a detection value of the EGR temperature sensor 34
A: Opening area of the EGR valve 23 based on the EGR valve opening VTegr which is a detected value of the EGR valve opening sensor 40 κ: Specific heat ratio of exhaust gas R: Gas constant

演算部５２のＥＧＲ率演算部５７は、作動ガス量Ｇｗｇに対するＥＧＲ流通量Ｇｅｇの割合であるＥＧＲ率ηを演算する。ＥＧＲ率演算部５７は、流通量演算部５６の演算結果であるＥＧＲ流通量Ｇｅｇを作動ガス量演算部５５の演算結果である作動ガス量Ｇｗｇで除算することによってＥＧＲ率η（＝Ｇｅｇ／Ｇｗｇ）を演算する。   The EGR rate calculation unit 57 of the calculation unit 52 calculates an EGR rate η that is a ratio of the EGR circulation amount Geg to the working gas amount Gwg. The EGR rate calculation unit 57 divides the EGR flow rate Geg, which is the calculation result of the flow rate calculation unit 56, by the working gas amount Gwg, which is the calculation result of the working gas amount calculation unit 55, thereby obtaining an EGR rate η (= Geg / Gwg). ) Is calculated.

演算部５２の入口温度演算部５８は、タービン２０に流入する排気ガスの温度である入口温度Ｔｔｉを演算する。入口温度演算部５８は、作動ガス量演算部５５の演算結果である作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率演算部５７の演算結果であるＥＧＲ率η、燃料噴射制御部３９からの入力値である燃料噴射量Ｑｆ、及び記憶部５３に格納された温度データ５９に基づいて入口温度Ｔｔｉを演算する。温度データ５９は、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、燃料噴射量Ｑｆ、これらをパラメーターとして排気ガスの温度が一義的に規定されたデータである。入口温度演算部５８は、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、及び燃料噴射量Ｑｆに応じた温度を温度データ５９から読み出すことによって入口温度Ｔｔｉを演算する。   The inlet temperature calculator 58 of the calculator 52 calculates an inlet temperature Tti that is the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 20. The inlet temperature calculation unit 58 includes a working gas amount Gwg that is a calculation result of the working gas amount calculation unit 55, an EGR rate η that is a calculation result of the EGR rate calculation unit 57, and a fuel injection that is an input value from the fuel injection control unit 39. The inlet temperature Tti is calculated based on the amount Qf and the temperature data 59 stored in the storage unit 53. The temperature data 59 is data in which the exhaust gas temperature is uniquely defined using the working gas amount Gwg, the EGR rate η, the fuel injection amount Qf, and these as parameters. The inlet temperature calculation unit 58 calculates the inlet temperature Tti by reading the temperature corresponding to the working gas amount Gwg, the EGR rate η, and the fuel injection amount Qf from the temperature data 59.

演算部５２の目標圧力演算部６０は、エンジン１０の運転状態に適したエキゾーストマニホールド１４内の圧力である目標圧力Ｐｅｍｔを演算する。目標圧力演算部６０は、回転速度センサー３７の検出値である回転速度ＮＥと燃料噴射制御部３９からの入力値である燃料噴射量Ｑｆとに基づいて、エンジン１０の運転状態に応じた目標圧力Ｐｅｍｔを演算する。   A target pressure calculation unit 60 of the calculation unit 52 calculates a target pressure Pemt, which is a pressure in the exhaust manifold 14 suitable for the operating state of the engine 10. The target pressure calculation unit 60 is based on the rotational speed NE that is a detected value of the rotational speed sensor 37 and the fuel injection amount Qf that is an input value from the fuel injection control unit 39, and the target pressure according to the operating state of the engine 10. Pemt is calculated.

演算部５２の流入量演算部６１は、タービン２０に流入する排気ガスの質量流量である流入量Ｇｔｉを演算する。流入量演算部６１は、作動ガス量演算部５５の演算結果である作動ガス量Ｇｗｇから流通量演算部５６の演算結果であるＥＧＲ流通量Ｇｅｇを減算することにより排気ガスの流入量Ｇｔｉを演算する。   The inflow amount calculation unit 61 of the calculation unit 52 calculates an inflow amount Gti that is a mass flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 20. The inflow amount calculation unit 61 calculates the exhaust gas inflow amount Gti by subtracting the EGR circulation amount Geg, which is the calculation result of the circulation amount calculation unit 56, from the working gas amount Gwg, which is the calculation result of the working gas amount calculation unit 55. To do.

演算部５２の出口圧力演算部６２は、タービン２０から流出する排気ガスの圧力である出口圧力Ｐｔｅを演算する。出口圧力演算部６２は、流入量演算部６１の演算結果である流入量Ｇｔｉ、大気圧センサー４２の検出値である大気圧Ｐａｔｍ、及び記憶部５３に格納された排気通路データ６３に基づいて、出口圧力Ｐｔｅを演算する。図３に示されるように、排気通路データ６３は、タービン２０の出口から大気中に排出されるまでの間に排気ガスに生じる圧力損失値ΔＰｅｐがタービン２０への流入量Ｇｔｉに基づく体積流量であるＧｔｉ×（Ｔｔｉ＾１／２）／Ｐｅｍａ毎に規定されたデータである。ここでいうＰｅｍａとは、後述する排気圧力演算部６７の演算結果である排気圧力Ｐｅｍａである。出口圧力演算部６２は、流入量演算部６１の演算結果である流入量Ｇｔｉに応じた圧力損失値ΔＰｅｐを排気通路データ６３から読み出して、その読み出した圧力損失値ΔＰｅｐを大気圧センサー４２の検出値である大気圧Ｐａｔｍに加算することにより出口圧力Ｐｔｅを演算する。   The outlet pressure calculation unit 62 of the calculation unit 52 calculates an outlet pressure Pte that is the pressure of the exhaust gas flowing out from the turbine 20. The outlet pressure calculation unit 62 is based on the inflow amount Gti that is the calculation result of the inflow amount calculation unit 61, the atmospheric pressure Patm that is the detection value of the atmospheric pressure sensor 42, and the exhaust passage data 63 stored in the storage unit 53. The outlet pressure Pte is calculated. As shown in FIG. 3, the exhaust passage data 63 is a volumetric flow rate based on the pressure loss value ΔPep generated in the exhaust gas from the outlet of the turbine 20 to the atmosphere, based on the inflow amount Gti into the turbine 20. This is data defined for each Gti × (Tti ^ 1/2) / Pema. Here, Pema is exhaust pressure Pema that is a calculation result of an exhaust pressure calculation unit 67 described later. The outlet pressure calculation unit 62 reads the pressure loss value ΔPep corresponding to the inflow amount Gti, which is the calculation result of the inflow amount calculation unit 61, from the exhaust passage data 63 and detects the read pressure loss value ΔPep by the atmospheric pressure sensor 42. The outlet pressure Pte is calculated by adding the value to the atmospheric pressure Patm.

演算部５２の面積演算部６４は、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が目標圧力Ｐｅｍｔとなる可変ノズル２５の開口面積である必要開口面積Ａｎｅを演算する。面積演算部６４は、入口温度演算部５８の演算結果である入口温度Ｔｔｉ、流入量演算部６１の演算結果である流入量Ｇｔｉ、出口圧力演算部６２の演算結果である出口圧力Ｐｔｅ、目標圧力演算部６０の演算結果である目標圧力Ｐｅｍｔ、これらを下記のように上記式（１）に代入して必要開口面積Ａｎｅを演算する。
Ｇ ：流入量演算部６１の演算結果である流入量Ｇｔｉ
Ｐ１：目標圧力演算部６０の演算結果である目標圧力Ｐｅｍｔ
Ｐ２：出口圧力演算部６２の演算結果である出口圧力Ｐｔｅ
Ｔ１：入口温度演算部５８の演算結果である入口温度Ｔｔｉ
Ａ ：必要開口面積Ａｎｅ
κ ：排気ガスの比熱比
Ｒ ：気体定数 The area calculation unit 64 of the calculation unit 52 calculates a required opening area Ane that is the opening area of the variable nozzle 25 at which the pressure in the exhaust manifold 14 becomes the target pressure Pemt. The area calculation unit 64 includes an inlet temperature Tti as a calculation result of the inlet temperature calculation unit 58, an inflow amount Gti as a calculation result of the inflow amount calculation unit 61, an outlet pressure Pte as a calculation result of the outlet pressure calculation unit 62, and a target pressure. The target pressure Pemt, which is the calculation result of the calculation unit 60, is substituted into the above equation (1) as follows to calculate the required opening area Ane.
G: Inflow amount Gti which is a calculation result of the inflow amount calculation unit 61
P1: Target pressure Pemt which is a calculation result of the target pressure calculation unit 60
P2: outlet pressure Pte which is a calculation result of the outlet pressure calculation unit 62
T1: Inlet temperature Tti which is a calculation result of the inlet temperature calculation unit 58
A: Necessary opening area Ane
κ: Specific heat ratio of exhaust gas R: Gas constant

演算部５２の基本開度演算部６５は、記憶部５３に格納されている開度データ６６に基づいて、必要開口面積Ａｎｅに応じた可変ノズル２５の基本開度ＶＴｓｔｄを演算する。図４に示されるように、開度データ６６は、可変ノズル２５のノズル開度ＶＴｖｎｔ毎に可変ノズル２５の有効開口面積Ａｅｆが規定されたデータである。基本開度演算部６５は、開度データ６６から必要開口面積Ａｎｅに応じた開度を読み出して、その読み出した開度を基本開度ＶＴｓｔｄとして演算する。なお、本実施形態の可変ノズル２５は、ノズル開度ＶＴｖｎｔが大きくなるほど開口面積が小さくなる。   The basic opening degree calculation unit 65 of the calculation unit 52 calculates the basic opening degree VTstd of the variable nozzle 25 according to the required opening area Ane based on the opening degree data 66 stored in the storage unit 53. As shown in FIG. 4, the opening degree data 66 is data in which the effective opening area Aef of the variable nozzle 25 is defined for each nozzle opening degree VTvnt of the variable nozzle 25. The basic opening calculation unit 65 reads the opening corresponding to the required opening area Ane from the opening data 66, and calculates the read opening as the basic opening VTstd. The variable nozzle 25 of the present embodiment has a smaller opening area as the nozzle opening VTvnt increases.

有効開口面積Ａｅｆは、予め行なった実験やシミュレーションの結果により得られる可変ノズル２５の開口面積である。本実施形態では、可変ノズル２５が所定のノズル開度ＶＴｅｘｐに維持されたタービン２０に対して所定の流量Ｇｅｘｐの排気ガスを供給し、そのときのタービン２０の入口における圧力Ｐｅｘｐ１と温度Ｔｅｘｐ、及びタービン２０の出口における圧力Ｐｅｘｐ２を計測した。そして、上記式（１）に対して、Ｇに所定流量Ｇｅｘｐ、Ｐ１に圧力Ｐｅｘｐ１、Ｐ２に圧力Ｐｅｘｐ２、Ｔ１に温度Ｔｅｘｐを代入して開口面積Ａを逆算した。そして、ノズル開度ＶＴｅｘｐを維持したまま流量Ｇｅｘｐを増減させることで得られた開口面積Ａの平均値をノズル開度ＶＴｅｘｐにおける有効開口面積Ａｅｆとした。   The effective opening area Aef is the opening area of the variable nozzle 25 obtained from the results of experiments and simulations performed in advance. In this embodiment, the variable nozzle 25 supplies exhaust gas having a predetermined flow rate Gexp to the turbine 20 maintained at a predetermined nozzle opening VTexp, and the pressure Pexp1 and temperature Texp at the inlet of the turbine 20 at that time, and The pressure Pexp2 at the outlet of the turbine 20 was measured. Then, with respect to the above formula (1), the opening area A was calculated by substituting the predetermined flow rate Gexp for G, the pressure Pexp1 for P1, the pressure Pexp2 for P2, and the temperature Texp for T1. And the average value of the opening area A obtained by increasing / decreasing the flow rate Gexp while maintaining the nozzle opening VTexp was defined as the effective opening area Aef in the nozzle opening VTexp.

演算部５２の排気圧力演算部６７は、記憶部５３に格納されているＥＧＲ通路データ６８に基づいて、エキゾーストマニホールド１４における排気ガスの圧力である排気圧力Ｐｅｍａを演算する。図５に示されるように、ＥＧＲ通路データ６８は、ＥＧＲ通路２１の入口からＥＧＲ圧力センサー３１までの間におけるＥＧＲガスの圧力損失値ΔＰｅｇｒがＥＧＲ流通量Ｇｅｇ毎に規定されたデータである。排気圧力演算部６７は、流通量演算部５６の演算結果であるＥＧＲ流通量Ｇｅｇに応じた圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ通路データ６８から読み出して、その読み出した圧力損失値をＥＧＲ圧力Ｐｅｇに加算することで排気圧力Ｐｅｍａを演算する。   The exhaust pressure calculation unit 67 of the calculation unit 52 calculates the exhaust pressure Pema that is the pressure of the exhaust gas in the exhaust manifold 14 based on the EGR passage data 68 stored in the storage unit 53. As shown in FIG. 5, the EGR passage data 68 is data in which the pressure loss value ΔPegr of EGR gas between the inlet of the EGR passage 21 and the EGR pressure sensor 31 is defined for each EGR circulation amount Geg. The exhaust pressure calculation unit 67 reads the pressure loss value ΔPegr corresponding to the EGR flow rate Geg, which is the calculation result of the flow rate calculation unit 56, from the EGR passage data 68, and adds the read pressure loss value to the EGR pressure Peg. Thus, the exhaust pressure Pema is calculated.

演算部５２の補正量演算部６９は、記憶部５３に格納されている補正データ７０に基づいて可変ノズル２５の基本開度ＶＴｓｔｄに対する補正量ＶＴｒｅｖを演算する。補正データ７０は、目標圧力演算部６０の演算結果である目標圧力Ｐｅｍｔと排気圧力演算部６７の演算結果である排気圧力Ｐｅｍａとの差分ΔＰｅｍに応じた可変ノズル２５の補正量ＶＴｒｅｖが規定されたデータである。補正量ＶＴｒｅｖは、予め行なった実験やシミュレーションの結果により規定される。   The correction amount calculation unit 69 of the calculation unit 52 calculates the correction amount VTrev for the basic opening VTstd of the variable nozzle 25 based on the correction data 70 stored in the storage unit 53. The correction data 70 defines the correction amount VTrev of the variable nozzle 25 according to the difference ΔPem between the target pressure Pemt as the calculation result of the target pressure calculation unit 60 and the exhaust pressure Pema as the calculation result of the exhaust pressure calculation unit 67. It is data. The correction amount VTrev is defined by the results of experiments and simulations performed in advance.

図６に示されるように、補正データ７０には、目標圧力Ｐｅｍｔよりも排気圧力Ｐｅｍａが小さい領域に、可変ノズル２５の開度を基本開度ＶＴｓｔｄよりも大きくして開口面積を小さくする補正量ＶＴｒｅｖが規定されている。また、補正データ７０には、目標圧力Ｐｅｍｔよりも排気圧力Ｐｅｍａが大きい領域に、可変ノズル２５の開度を基本開度ＶＴｓｔｄよりも小さくして開口面積を大きくする補正量ＶＴｒｅｖが規定されている。補正量演算部６９は、目標圧力Ｐｅｍｔから排気圧力Ｐｅｍａを減算した差分ΔＰｅｍに応じた補正量を補正データ７０から読み出すことで補正量ＶＴｒｅｖを演算する。   As shown in FIG. 6, the correction data 70 includes a correction amount for reducing the opening area by making the opening of the variable nozzle 25 larger than the basic opening VTstd in an area where the exhaust pressure Pema is smaller than the target pressure Pemt. VTrev is specified. The correction data 70 defines a correction amount VTrev for increasing the opening area by making the opening of the variable nozzle 25 smaller than the basic opening VTstd in a region where the exhaust pressure Pema is larger than the target pressure Pemt. . The correction amount calculation unit 69 calculates a correction amount VTrev by reading out from the correction data 70 a correction amount according to the difference ΔPem obtained by subtracting the exhaust pressure Pema from the target pressure Pemt.

演算部５２の指示開度演算部７１は、基本開度演算部６５の演算結果である基本開度ＶＴｓｔｄに対して、補正量演算部６９の演算結果である補正量ＶＴｒｅｖを加算することによってＥＧＲ弁２３の目標開度ＶＴｔａｒを演算する。そして、指示開度演算部７１は、可変ノズル２５の開度をノズル開度ＶＴｖｎｔから目標開度ＶＴｔａｒに変更するために必要な開度である指示開度ＶＴｃｏｍを演算し、その演算した指示開度ＶＴｃｏｍをノズル駆動部５４に出力する。   The instruction opening calculation unit 71 of the calculation unit 52 adds the correction amount VTrev, which is the calculation result of the correction amount calculation unit 69, to the basic opening VTstd, which is the calculation result of the basic opening calculation unit 65, thereby performing EGR. The target opening degree VTtar of the valve 23 is calculated. The instruction opening calculation unit 71 calculates an instruction opening VTcom that is an opening necessary for changing the opening of the variable nozzle 25 from the nozzle opening VTvnt to the target opening VTtar, and calculates the calculated instruction opening. The degree VTcom is output to the nozzle drive unit 54.

ノズル駆動部５４は、指示開度演算部７１から入力された指示開度ＶＴｃｏｍの分だけ可変ノズル２５の開度を変更するための駆動電力を生成し、その生成した駆動電力をアクチュエーター２６に出力する。   The nozzle drive unit 54 generates drive power for changing the opening of the variable nozzle 25 by the instruction opening VTcom input from the instruction opening calculator 71 and outputs the generated drive power to the actuator 26. To do.

次に、ＶＮＴ制御装置５０が可変ノズル２５の開度を制御する際に実行する処理の流れについて図７を参照して説明する。なお、この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。   Next, the flow of processing executed when the VNT control device 50 controls the opening degree of the variable nozzle 25 will be described with reference to FIG. This process is executed every predetermined control cycle.

図７に示されるように、ステップＳ１１において、制御部５１は、各種センサーからの検出信号により各種情報を取得する。制御部５１は、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇ、吸気圧力Ｐｗｇ、ＥＧＲ温度Ｔｅｇ、吸気温度Ｔｉｎを取得する。また、制御部５１は、吸入空気量Ｇａ、回転速度ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣ、燃料噴射量Ｑｆ、ＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒ、ノズル開度ＶＴｖｎｔを取得する。   As shown in FIG. 7, in step S <b> 11, the control unit 51 acquires various types of information based on detection signals from various types of sensors. The control unit 51 acquires the EGR pressure Peg, the intake pressure Pwg, the EGR temperature Teg, and the intake air temperature Tin. In addition, the control unit 51 acquires the intake air amount Ga, the rotational speed NE, the accelerator opening ACC, the fuel injection amount Qf, the EGR valve opening VTegr, and the nozzle opening VTvnt.

次のステップＳ１２において、制御部５１は、回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑｆに基づいて、エキゾーストマニホールド１４内の目標圧力Ｐｅｍｔを演算する。
次のステップＳ１３において、制御部５１は、吸気圧力Ｐｗｇ、吸気温度Ｔｉｎ、回転速度ＮＥ、及びエンジン１０の排気量Ｄに基づいて、作動ガス量Ｇｗｇを演算する。また、制御部５１は、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇ、吸気圧力Ｐｗｇ、ＥＧＲ温度Ｔｅｇを上記式（１）に代入することによって、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する。また、制御部５１は、上記作動ガス量Ｇｗｇと上記ＥＧＲ流通量Ｇｅｇとに基づいてＥＧＲ率ηを演算する。 In the next step S12, the control unit 51 calculates the target pressure Pemt in the exhaust manifold 14 based on the rotational speed NE and the fuel injection amount Qf.
In the next step S13, the control unit 51 calculates the working gas amount Gwg based on the intake pressure Pwg, the intake air temperature Tin, the rotational speed NE, and the exhaust amount D of the engine 10. Further, the control unit 51 calculates the EGR circulation amount Geg by substituting the EGR pressure Peg, the intake pressure Pwg, and the EGR temperature Teg into the above equation (1). Further, the control unit 51 calculates the EGR rate η based on the working gas amount Gwg and the EGR circulation amount Geg.

次のステップＳ１４において、制御部５１は、上記作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、及び燃料噴射量Ｑｆに応じた温度を温度データ５９から読み出して、その読み出した温度を入口温度Ｔｔｉとして演算する。また、制御部５１は、上記作動ガス量Ｇｗｇから上記ＥＧＲガスのＥＧＲ流通量Ｇｅｇを減算することによってタービン２０への排気ガスの流入量Ｇｔｉを演算する。また、制御部５１は、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇに応じたＥＧＲガスの圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ通路データ６８から読み出す。そして、制御部５１は、その読み出した圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ圧力センサー３１の検出値であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇに加算することによって、エキゾーストマニホールド１４の排気圧力Ｐｅｍａを演算する。そして、制御部５１は、上記流入量Ｇｔｉ、入口温度Ｔｔｉ、排気圧力Ｐｅｍａに応じた圧力損失値を排気通路データ６３から読み出して、その読み出した圧力損失値を大気圧Ｐａｔｍに加算することで、タービン２０の出口圧力Ｐｔｅを演算する。   In the next step S14, the control unit 51 reads the temperature corresponding to the working gas amount Gwg, the EGR rate η, and the fuel injection amount Qf from the temperature data 59, and calculates the read temperature as the inlet temperature Tti. Further, the control unit 51 calculates the inflow amount Gti of the exhaust gas to the turbine 20 by subtracting the EGR circulation amount Geg of the EGR gas from the working gas amount Gwg. Further, the control unit 51 reads the pressure loss value ΔPegr of EGR gas corresponding to the EGR circulation amount Geg from the EGR passage data 68. Then, the control unit 51 calculates the exhaust pressure Pema of the exhaust manifold 14 by adding the read pressure loss value ΔPegr to the EGR pressure Peg that is a detection value of the EGR pressure sensor 31. And the control part 51 reads the pressure loss value according to the said inflow amount Gti, the inlet temperature Tti, and the exhaust pressure Pema from the exhaust passage data 63, and adds the read pressure loss value to the atmospheric pressure Patm. The outlet pressure Pte of the turbine 20 is calculated.

次のステップＳ１５において、制御部５１は、上記目標圧力Ｐｅｍｔ、入口温度Ｔｔｉ、流入量Ｇｔｉ、出口圧力Ｐｔｅを上記式（１）に代入することによって、可変ノズル２５の必要開口面積Ａｎｅを演算する。また、制御部５１は、上記必要開口面積Ａｎｅに応じた可変ノズル２５の開度を開度データ６６から読み出して、その読み出した開度を基本開度ＶＴｓｔｄとして演算する。   In the next step S15, the control unit 51 calculates the required opening area Ane of the variable nozzle 25 by substituting the target pressure Pemt, the inlet temperature Tti, the inflow amount Gti, and the outlet pressure Pte into the above equation (1). . Further, the control unit 51 reads the opening degree of the variable nozzle 25 corresponding to the required opening area Ane from the opening degree data 66, and calculates the read opening degree as the basic opening degree VTstd.

次のステップＳ１６において、制御部５１は、目標圧力Ｐｅｍｔと上記演算された排気圧力Ｐｅｍａとの差分ΔＰｅｍに応じた補正量を補正データ７０から読み出すことで補正量ＶＴｒｅｖを演算する。   In the next step S16, the control unit 51 calculates a correction amount VTrev by reading out from the correction data 70 a correction amount corresponding to the difference ΔPem between the target pressure Pemt and the calculated exhaust pressure Pema.

次のステップＳ１７において、制御部５１は、上記基本開度ＶＴｓｔｄに上記補正量ＶＴｒｅｖを加算することによって可変ノズル２５の目標開度ＶＴｔａｒを演算する。そして、制御部５１は、可変ノズル開度センサー４１の検出値であるノズル開度ＶＴｖｎｔから目標開度ＶＴｔａｒへ可変ノズル２５の開度を変更するために必要な開度である指示開度ＶＴｃｏｍを演算する。   In the next step S17, the control unit 51 calculates the target opening degree VTtar of the variable nozzle 25 by adding the correction amount VTrev to the basic opening degree VTstd. Then, the control unit 51 sets the instruction opening VTcom, which is an opening necessary for changing the opening of the variable nozzle 25 from the nozzle opening VTvnt, which is a detection value of the variable nozzle opening sensor 41, to the target opening VTtar. Calculate.

次のステップＳ１８において、制御部５１は、可変ノズル２５の開度を指示開度ＶＴｃｏｍの分だけ変更するための駆動電力を生成し、その生成した駆動電力をアクチュエーター２６に出力して可変ノズル２５を駆動する。こうして可変ノズル２５は、目標開度ＶＴｔａｒに制御される。   In the next step S18, the control unit 51 generates drive power for changing the opening of the variable nozzle 25 by the indicated opening VTcom, and outputs the generated drive power to the actuator 26 to output the variable nozzle 25. Drive. Thus, the variable nozzle 25 is controlled to the target opening VTtar.

次に、上述したＶＮＴ制御装置５０の作用について説明する。
上述したＶＮＴ制御装置５０では、エキゾーストマニホールド１４内の目標圧力Ｐｅｍｔ、タービン２０における排気ガスの入口温度Ｔｔｉ、タービン２０への排気ガスの流入量Ｇｔｉ、タービン２０における排気ガスの出口圧力Ｐｔｅに基づいて、必要開口面積Ａｎｅが演算される。そして、ＶＮＴ制御装置５０では、開度データ６６に基づいて可変ノズル２５の有効開口面積Ａｅｆが上記必要開口面積Ａｎｅになるように可変ノズル２５の目標開度ＶＴｔａｒが演算される。 Next, the operation of the VNT control device 50 described above will be described.
In the VNT control device 50 described above, based on the target pressure Pemt in the exhaust manifold 14, the exhaust gas inlet temperature Tti in the turbine 20, the exhaust gas inflow amount Gti into the turbine 20, and the exhaust gas outlet pressure Pte in the turbine 20. The required opening area Ane is calculated. Then, the VNT control device 50 calculates the target opening VTtar of the variable nozzle 25 based on the opening data 66 so that the effective opening area Aef of the variable nozzle 25 becomes the required opening area Ane.

上述したように、目標圧力Ｐｅｍｔ、入口温度Ｔｔｉ、流入量Ｇｔｉ、出口圧力Ｐｔｅを演算する際、ＶＮＴ制御装置５０は、エキゾーストマニホールド１４内の圧力を直接計測した値を使用しない。すなわち、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が計測されることなく、エキゾーストマニホールド１４内の圧力がＶＮＴ制御装置５０によって制御される。   As described above, when calculating the target pressure Pemt, the inlet temperature Tti, the inflow amount Gti, and the outlet pressure Pte, the VNT controller 50 does not use a value obtained by directly measuring the pressure in the exhaust manifold 14. That is, the pressure in the exhaust manifold 14 is controlled by the VNT controller 50 without measuring the pressure in the exhaust manifold 14.

一方、可変ノズル２５が開状態にあるとき、その開口部分の開口縁には排気ガスと開口縁との摩擦によって流速の著しく遅い境界層が形成される。そのため、この境界層を考慮せずに可変ノズル２５の開度が制御されるとなれば、該境界層の分だけ開口面積が少なくなることで可変ノズル２５の開度に対する排気ガスの流入量が少なくなってしまう。   On the other hand, when the variable nozzle 25 is in the open state, a boundary layer having a remarkably slow flow velocity is formed at the opening edge of the opening portion by friction between the exhaust gas and the opening edge. Therefore, if the opening degree of the variable nozzle 25 is controlled without taking this boundary layer into consideration, the opening area is reduced by the amount corresponding to the boundary layer, so that the inflow amount of the exhaust gas with respect to the opening degree of the variable nozzle 25 is reduced. It will decrease.

この点、上述した開度データ６６では、予め行なった実験の結果に基づいて逆算される開口面積Ａを有効開口面積Ａｅｆとしている。また、開度データ６６には、可変ノズル２５のノズル開度ＶＴｖｎｔ毎に有効開口面積Ａｅｆが規定されている。すなわち、開度データ６６には、上記境界層が考慮された開口面積が有効開口面積Ａｅｆとして開度毎に規定されている。こうした開度データ６６に基づいて、可変ノズル２５の開度が制御されることで、目標圧力Ｐｅｍｔと可変ノズル２５の開度変更後におけるエキゾーストマニホールド１４内の圧力との乖離度が小さくなる。すなわち、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が高い精度の下で制御される。   In this regard, in the opening degree data 66 described above, the opening area A calculated backward based on the results of experiments performed in advance is set as the effective opening area Aef. In addition, the opening data 66 defines an effective opening area Aef for each nozzle opening VTvnt of the variable nozzle 25. That is, in the opening degree data 66, the opening area in consideration of the boundary layer is defined for each opening degree as the effective opening area Aef. By controlling the opening degree of the variable nozzle 25 based on such opening degree data 66, the degree of divergence between the target pressure Pemt and the pressure in the exhaust manifold 14 after the opening degree of the variable nozzle 25 is changed is reduced. That is, the pressure in the exhaust manifold 14 is controlled with high accuracy.

その結果、エンジン１０の運転状態に応じて演算されるＥＧＲ弁２３の基本開度を開口面積のより大きな開度に設定すること、エンジン１０の運転状態に応じて演算される目標圧力Ｐｅｍｔをより低い圧力に設定すること、これらが可能となる。それゆえに、エキゾーストマニホールド１４内の圧力に基づくエンジン１０のポンピングロスを低減させることが可能である。また、上記乖離度が小さくなることで、吸気通路１５に還流されるＥＧＲガス量の精度も高められることから、シリンダー１２における混合気の燃焼性もより良好なものになる。   As a result, the basic opening degree of the EGR valve 23 calculated according to the operating state of the engine 10 is set to a larger opening area, and the target pressure Pemt calculated according to the operating state of the engine 10 is further increased. These can be set to a low pressure. Therefore, the pumping loss of the engine 10 based on the pressure in the exhaust manifold 14 can be reduced. Further, since the degree of divergence is reduced, the accuracy of the amount of EGR gas recirculated to the intake passage 15 is also improved, so that the combustibility of the air-fuel mixture in the cylinder 12 becomes better.

また、排気通路１９やタービン２０、可変ノズル２５には、製造誤差が存在するとともに例えば煤の堆積といった経年劣化も生じる。こうした製造誤差や経年劣化によって可変ノズル２５の開口面積や排気通路１９における圧力損失に誤差が生じる。そのため、製造誤差や経年劣化を考慮せずに可変ノズル２５の開度が制御されるとなれば、可変ノズル２５が同じ開度に制御されたとしても、製造誤差や経年劣化が生じている場合と生じていない場合とで、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が互いに異なってしまう。   Further, the exhaust passage 19, the turbine 20, and the variable nozzle 25 have manufacturing errors and also cause aging deterioration such as soot accumulation. Due to such manufacturing errors and aging deterioration, errors occur in the opening area of the variable nozzle 25 and the pressure loss in the exhaust passage 19. Therefore, if the opening degree of the variable nozzle 25 is controlled without considering the manufacturing error and the aging deterioration, even if the variable nozzle 25 is controlled to the same opening degree, the manufacturing error or the aging deterioration occurs. The pressure in the exhaust manifold 14 differs from the case where it does not occur.

この点、ＶＮＴ制御装置５０は、エキゾーストマニホールド１４内の圧力である排気圧力Ｐｅｍａを演算し、目標圧力Ｐｅｍｔと該排気圧力Ｐｅｍａとの差分ΔＰｅｍに基づいて補正データ７０から補正量ＶＴｒｅｖを演算する。そして、ＶＮＴ制御装置５０は、その演算した補正量ＶＴｒｅｖを基本開度ＶＴｓｔｄに加算した開度を可変ノズル２５の目標開度ＶＴｔａｒとしている。   In this regard, the VNT control device 50 calculates the exhaust pressure Pema, which is the pressure in the exhaust manifold 14, and calculates the correction amount VTrev from the correction data 70 based on the difference ΔPem between the target pressure Pemt and the exhaust pressure Pema. The VNT controller 50 sets the opening obtained by adding the calculated correction amount VTrev to the basic opening VTstd as the target opening VTtar of the variable nozzle 25.

そのため、例えば、経年劣化によって排気通路１９における圧力損失が高くなることでエキゾーストマニホールド１４の排気圧力Ｐｅｍａが高くなりやすくなったとしても、可変ノズル２５の目標開度ＶＴｔａｒが基本開度ＶＴｓｔｄよりも小さく（開口面積が大きく）なるように補正される。   For this reason, for example, even if the exhaust pressure Pema of the exhaust manifold 14 is likely to increase due to an increase in pressure loss in the exhaust passage 19 due to deterioration over time, the target opening VTtar of the variable nozzle 25 is smaller than the basic opening VTstd. Correction is performed so that the opening area is large.

その結果、可変ノズル２５の目標開度ＶＴｔａｒが基本開度ＶＴｓｔｄから補正されない場合に比べて、製造誤差や経年劣化に対するロバスト性が向上することから、目標圧力Ｐｅｍｔと可変ノズル２５の開度変更後におけるエキゾーストマニホールド１４内の圧力との乖離度が小さくなる。すなわち、エンジン１０のポンピングロスが効果的に低減されるとともに、シリンダー１２における混合気の燃焼性もより良好なものとなる。   As a result, since the robustness against manufacturing errors and aging deterioration is improved as compared with the case where the target opening VTtar of the variable nozzle 25 is not corrected from the basic opening VTstd, the target pressure Pemt and the opening of the variable nozzle 25 are changed. The degree of deviation from the pressure in the exhaust manifold 14 becomes small. That is, the pumping loss of the engine 10 is effectively reduced, and the combustibility of the air-fuel mixture in the cylinder 12 is also improved.

また、上述したＶＮＴ制御装置５０では、出口圧力Ｐｔｅを演算する際には、タービン２０の流入量Ｇｔｉに応じた圧力損失値ΔＰｅｐを排気通路データ６３から読み出して、その読み出した圧力損失値に大気圧Ｐａｔｍを加算している。すなわち、ＶＮＴ制御装置５０では、排気通路１９内よりも圧力変動の少ない大気圧Ｐａｔｍを基準に出口圧力Ｐｔｅが演算される。これにより、排気通路１９に圧力センサーを配設する必要がなくなるとともに、排気通路１９内の圧力を基準とする場合に比べて出口圧力Ｐｔｅの精度が高められる。その結果、出口圧力Ｐｔｅを用いて演算される必要開口面積Ａｎｅの精度も高められる。   Further, in the VNT control device 50 described above, when calculating the outlet pressure Pte, the pressure loss value ΔPep corresponding to the inflow amount Gti of the turbine 20 is read from the exhaust passage data 63, and the read pressure loss value is greatly increased. The atmospheric pressure Patm is added. That is, in the VNT control device 50, the outlet pressure Pte is calculated based on the atmospheric pressure Patm, which has less pressure fluctuation than in the exhaust passage 19. As a result, it is not necessary to provide a pressure sensor in the exhaust passage 19, and the accuracy of the outlet pressure Pte is increased compared to the case where the pressure in the exhaust passage 19 is used as a reference. As a result, the accuracy of the required opening area Ane calculated using the outlet pressure Pte is also improved.

また、流通量演算部５６は、ＥＧＲ圧力センサー３１の検出値であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇ、吸気圧力センサー３２の検出値である吸気圧力Ｐｗｇ、ＥＧＲ温度センサーの検出値であるＥＧＲ温度Ｔｅｇ、及びＥＧＲ弁開度センサー４０の検出値であるＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒに基づいてＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する。そして、ＥＧＲ圧力センサー３１がＥＧＲ弁２３の上流側に配設され、且つ吸気圧力センサー３２がＥＧＲ弁２３の下流側に配設されている。   Further, the flow rate calculation unit 56 includes an EGR pressure Peg that is a detection value of the EGR pressure sensor 31, an intake pressure Pwg that is a detection value of the intake pressure sensor 32, an EGR temperature Teg that is a detection value of the EGR temperature sensor, and an EGR valve. Based on the EGR valve opening VTegr, which is a detection value of the opening sensor 40, the EGR circulation amount Geg is calculated. The EGR pressure sensor 31 is disposed on the upstream side of the EGR valve 23, and the intake pressure sensor 32 is disposed on the downstream side of the EGR valve 23.

すなわち、ＥＧＲ弁２３が可変オリフィスとしての機能するため、ＥＧＲ通路に別途オリフィスを配設することなくＥＧＲ流通量Ｇｅｇが演算される。そのため、ＥＧＲ通路に別途オリフィスが配設される場合に比べて、ＥＧＲ通路２１における圧力損失が低減される。その結果、吸気通路１５に導入可能なＥＧＲガスが増量される。また、ＥＧＲ通路２１そのものの流路断面積に基づいてＥＧＲ流通量Ｇｅｇが演算される場合に比べて、圧力差が大きくなることでＥＧＲ流通量Ｇｅｇの演算結果の精度も高められる。   That is, since the EGR valve 23 functions as a variable orifice, the EGR circulation amount Geg is calculated without providing a separate orifice in the EGR passage. Therefore, the pressure loss in the EGR passage 21 is reduced as compared with the case where a separate orifice is provided in the EGR passage. As a result, the amount of EGR gas that can be introduced into the intake passage 15 is increased. Further, compared with the case where the EGR circulation amount Geg is calculated based on the flow path cross-sectional area of the EGR passage 21 itself, the accuracy of the calculation result of the EGR circulation amount Geg can be improved by increasing the pressure difference.

しかも、ＥＧＲ圧力センサー３１及びＥＧＲ温度センサー３４は、ＥＧＲ弁２３とＥＧＲクーラー２２との間に配設されており、ＥＧＲクーラー２２による冷却後のＥＧＲガスであって、ＥＧＲ弁２３に流入する直前のＥＧＲガスの圧力及び温度を計測している。そのため、ＥＧＲクーラー２２に流入するＥＧＲガスの圧力及び温度を検出するセンサーに比べて、ＥＧＲ圧力センサー３１及びＥＧＲ温度センサー３４に要求される熱耐久性が抑えられるとともに、ＥＧＲ弁２３に流入するＥＧＲ圧力Ｐｅｇ及びＥＧＲ温度Ｔｅｇの検出精度も高められる。これにより、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇ及びＥＧＲ温度Ｔｅｇを用いて演算されるＥＧＲ流通量Ｇｅｇの精度も高められることから、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇを用いて演算される入口温度Ｔｔｉ及び排気圧力Ｐｅｍａ、ひいては、必要開口面積Ａｎｅ及び補正量ＶＴｒｅｖの精度も高められる。   In addition, the EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 are disposed between the EGR valve 23 and the EGR cooler 22, and are EGR gas after being cooled by the EGR cooler 22, immediately before flowing into the EGR valve 23. The pressure and temperature of the EGR gas are measured. Therefore, compared with a sensor that detects the pressure and temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler 22, the thermal durability required for the EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 is suppressed, and the EGR flowing into the EGR valve 23 is suppressed. The detection accuracy of the pressure Peg and the EGR temperature Teg is also increased. As a result, the accuracy of the EGR circulation amount Geg calculated using the EGR pressure Peg and the EGR temperature Teg is also improved. Therefore, the inlet temperature Tti and exhaust pressure Pema calculated using the EGR circulation amount Geg, and thus the necessary opening The accuracy of the area Ane and the correction amount VTrev is also improved.

以上説明したように、上記実施形態のＶＮＴ制御装置５０によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）エキゾーストマニホールド１４内の圧力を計測することなく、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が制御されることから、エキゾーストマニホールド１４内の圧力が高い精度の下で制御される。 As described above, according to the VNT control device 50 of the above embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) Since the pressure in the exhaust manifold 14 is controlled without measuring the pressure in the exhaust manifold 14, the pressure in the exhaust manifold 14 is controlled with high accuracy.

（２）開度データ６６に基づいて可変ノズル２５の開度が制御される。そのため、目標圧力Ｐｅｍｔと可変ノズル２５の開度変更後におけるエキゾーストマニホールド１４内の圧力との乖離度が小さくなることから、エキゾーストマニホールド１４内の圧力がさらに高い精度の下で制御される。   (2) The opening degree of the variable nozzle 25 is controlled based on the opening degree data 66. For this reason, the degree of divergence between the target pressure Pemt and the pressure in the exhaust manifold 14 after the opening of the variable nozzle 25 is changed becomes small, so that the pressure in the exhaust manifold 14 is controlled with higher accuracy.

（３）上記（２）により、ＥＧＲ弁２３の基本開度を開口面積のより大きな開度に設定すること、エキゾーストマニホールド１４の目標圧力Ｐｅｍｔをより低い圧力に設定すること、これらが可能である。その結果、エンジン１０のポンピングロスが低減される。   (3) According to the above (2), it is possible to set the basic opening of the EGR valve 23 to a larger opening of the opening area and to set the target pressure Pemt of the exhaust manifold 14 to a lower pressure. . As a result, the pumping loss of the engine 10 is reduced.

（４）可変ノズル２５の開度が補正データ７０によって補正されることから、製造誤差や経年劣化に対するロバスト性が向上する。
（５）出口圧力Ｐｔｅが大気圧Ｐａｔｍを基準として演算されることから、出口圧力Ｐｔｅの精度が高められる。 (4) Since the opening of the variable nozzle 25 is corrected by the correction data 70, robustness against manufacturing errors and aging deterioration is improved.
(5) Since the outlet pressure Pte is calculated based on the atmospheric pressure Patm, the accuracy of the outlet pressure Pte can be improved.

（６）上記（５）により、出口圧力Ｐｔｅを用いて演算される必要開口面積Ａｎｅの精度も高められる。
（７）ＥＧＲ弁２３が可変オリフィスとして機能するため、ＥＧＲ通路２１に別途オリフィスが配設される場合に比べて、吸気通路１５に導入可能なＥＧＲガスが増量される。 (6) According to the above (5), the accuracy of the required opening area Ane calculated using the outlet pressure Pte is also increased.
(7) Since the EGR valve 23 functions as a variable orifice, the amount of EGR gas that can be introduced into the intake passage 15 is increased as compared with the case where an additional orifice is provided in the EGR passage 21.

（８）ＥＧＲ圧力センサー３１及びＥＧＲ温度センサー３４は、ＥＧＲ弁２３とＥＧＲクーラー２２との間に配設されている。そのため、ＥＧＲ圧力センサー３１及びＥＧＲ温度センサー３４に要求される熱耐久性が抑えられるとともに、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇ及びＥＧＲ温度Ｔｅｇの検出精度も高められる。   (8) The EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 are disposed between the EGR valve 23 and the EGR cooler 22. Therefore, the thermal durability required for the EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 is suppressed, and the detection accuracy of the EGR pressure Peg and the EGR temperature Teg is increased.

（９）上記（８）により、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇ及びＥＧＲ温度Ｔｅｇを用いて演算されるＥＧＲ流通量Ｇｅｇの精度も高められることから、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇを用いて演算される入口温度Ｔｔｉ及び排気圧力Ｐｅｍａ、ひいては、必要開口面積Ａｎｅ及び補正量ＶＴｒｅｖの精度も高められる。   (9) Since the accuracy of the EGR circulation amount Geg calculated using the EGR pressure Peg and the EGR temperature Teg is improved by the above (8), the inlet temperature Tti and the exhaust pressure calculated using the EGR circulation amount Geg. The accuracy of the Pema, and hence the required opening area Ane and the correction amount VTrev can be improved.

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・出口圧力Ｐｔｅは、次のように演算されてもよい。すなわち、排気通路１９の途中に該排気通路１９内の圧力を検出する排気通路圧力センサーを取り付ける。また、タービン２０の出口から排気通路圧力センサーまでの圧力損失値を排気ガスの流量毎に規定したデータを記憶部５３に格納しておく。そして、排気通路圧力センサーの検出値に対して上記データから選択される圧力損失値を加算することによって、出口圧力Ｐｔｅが演算されてもよい。 In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
The outlet pressure Pte may be calculated as follows. That is, an exhaust passage pressure sensor for detecting the pressure in the exhaust passage 19 is attached in the middle of the exhaust passage 19. Further, data defining the pressure loss value from the outlet of the turbine 20 to the exhaust passage pressure sensor for each flow rate of the exhaust gas is stored in the storage unit 53. Then, the outlet pressure Pte may be calculated by adding the pressure loss value selected from the above data to the detection value of the exhaust passage pressure sensor.

・ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラー２２が配設されていなくともよい。
・ＥＧＲ圧力センサー３１は、ＥＧＲクーラー２２の上流側に配設されていてもよい。このとき、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する際に上記式（１）に代入されるＥＧＲ圧力Ｐｅｇは、必要開口面積Ａｎｅの精度を高めるうえで、ＥＧＲクーラー２２におけるＥＧＲガスの圧力損失が考慮されることが好ましい。 The EGR passage 21 may not include the EGR cooler 22.
The EGR pressure sensor 31 may be disposed on the upstream side of the EGR cooler 22. At this time, the EGR pressure Peg substituted into the above equation (1) when calculating the EGR flow amount Geg takes into account the pressure loss of the EGR gas in the EGR cooler 22 in order to increase the accuracy of the required opening area Ane. It is preferable.

・ＥＧＲ温度センサー３４は、ＥＧＲクーラー２２の上流側に配設されていてもよい。このとき、ＥＧＲ流通量Ｇｅｇを演算する際に上記式（１）に代入されるＥＧＲ温度Ｔｅｇは、必要開口面積Ａｎｅの精度を高めるうえで、ＥＧＲクーラー２２におけるＥＧＲガスの温度変化が考慮されることが好ましい。   The EGR temperature sensor 34 may be disposed on the upstream side of the EGR cooler 22. At this time, when calculating the EGR circulation amount Geg, the EGR temperature Teg substituted into the above equation (1) takes into account the temperature change of the EGR gas in the EGR cooler 22 in order to increase the accuracy of the required opening area Ane. It is preferable.

・制御部５１は、排気圧力演算部６７、補正量演算部６９、記憶部５３に格納された補正データ７０、これらが割愛された構成であってもよい。すなわち、基本開度ＶＴｓｔｄを目標開度ＶＴｔａｒとして指示開度ＶＴｃｏｍが演算されてもよい。   The control unit 51 may have a configuration in which the exhaust pressure calculation unit 67, the correction amount calculation unit 69, the correction data 70 stored in the storage unit 53, and these are omitted. That is, the command opening VTcom may be calculated using the basic opening VTstd as the target opening VTtar.

・可変ノズル２５の開度は、必要開口面積Ａｎｅに応じた有効開口面積Ａｅｆではなく、必要開口面積Ａｎｅそのものに応じた開度に制御されてもよい。
・ＥＧＲ流通量Ｇｅｇは、作動ガス量Ｇｗｇから吸入空気量Ｇａを減算することにより演算されてもよい。 The opening degree of the variable nozzle 25 may be controlled not to the effective opening area Aef corresponding to the required opening area Ane but to the opening degree corresponding to the required opening area Ane itself.
The EGR circulation amount Geg may be calculated by subtracting the intake air amount Ga from the working gas amount Gwg.

・作動ガス量Ｇｗｇは、上記式（１）を用いて演算されたＥＧＲ流通量Ｇｅｇに対して吸入空気量Ｇａが加算されることにより演算されてもよい。
・ＥＧＲ弁２３の基本開度、エキゾーストマニホールド１４の目標圧力Ｐｅｍｔは、エンジン１０の運転状態に関する情報に基づいて演算されればよく、上記実施形態のように回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑｆに基づいて演算されるものに限られるものではない。目標圧力Ｐｅｍｔは、例えば、回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑｆに加えて、アクセル開度ＡＣＣ、吸気圧力Ｐｗｇに基づいて演算されてもよい。 The working gas amount Gwg may be calculated by adding the intake air amount Ga to the EGR circulation amount Geg calculated using the above equation (1).
The basic opening degree of the EGR valve 23 and the target pressure Pemt of the exhaust manifold 14 may be calculated based on information related to the operating state of the engine 10, and based on the rotational speed NE and the fuel injection amount Qf as in the above embodiment. It is not limited to what is calculated in this way. The target pressure Pemt may be calculated based on, for example, the accelerator opening degree ACC and the intake pressure Pwg in addition to the rotational speed NE and the fuel injection amount Qf.

・ＶＮＴ制御装置５０は、１つの電子制御ユニットであってもよいし、複数の電子制御ユニットで構成されていてもよい。
・ＶＮＴ制御装置５０が適用されるエンジンは、ガソリンエンジンであってもよい。 The VNT control device 50 may be a single electronic control unit or may be composed of a plurality of electronic control units.
The engine to which the VNT control device 50 is applied may be a gasoline engine.

１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インテークマニホールド、１４…エキゾーストマニホールド、１５…吸気通路、１６…ターボチャージャー、１７…コンプレッサー、１８…インタークーラー、１９…排気通路、２０…タービン、２１…ＥＧＲ通路、２２…ＥＧＲクーラー、２３…ＥＧＲ弁、２５…可変ノズル、２６…アクチュエーター、３０…ＥＧＲ制御装置、３１…ＥＧＲ圧力センサー、３２…吸気圧力センサー、３４…ＥＧＲ温度センサー、３５…吸気温度センサー、３６…吸入空気量センサー、３７…回転速度センサー、３８…アクセル開度センサー、３９…燃料噴射制御部、４０…ＥＧＲ弁開度センサー、４１…可変ノズル開度センサー、４２…大気圧センサー、５０…ＶＮＴ制御装置、５１…制御部、５２…演算部、５３…記憶部、５４…ノズル駆動部、５５…作動ガス量演算部、５６…流通量演算部、５７…ＥＧＲ率演算部、５８…入口温度演算部、５９…温度データ、６０…目標圧力演算部、６１…流入量演算部、６２…出口圧力演算部、６３…排気通路データ、６４…面積演算部、６５…基本開度演算部、６６…開度データ、６７…排気圧力演算部、６８…ＥＧＲ通路データ、６９…補正量演算部、７０…補正データ、７１…指示開度演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel engine, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder, 13 ... Intake manifold, 14 ... Exhaust manifold, 15 ... Intake passage, 16 ... Turbocharger, 17 ... Compressor, 18 ... Intercooler, 19 ... Exhaust passage, 20 ... Turbine , 21 ... EGR passage, 22 ... EGR cooler, 23 ... EGR valve, 25 ... variable nozzle, 26 ... actuator, 30 ... EGR control device, 31 ... EGR pressure sensor, 32 ... intake pressure sensor, 34 ... EGR temperature sensor, 35 ... intake temperature sensor, 36 ... intake air amount sensor, 37 ... rotational speed sensor, 38 ... accelerator opening sensor, 39 ... fuel injection control unit, 40 ... EGR valve opening sensor, 41 ... variable nozzle opening sensor, 42 ... Atmospheric pressure sensor, 50 ... VNT system Device: 51 ... Control unit 52 ... Calculation unit 53 ... Storage unit 54 ... Nozzle drive unit 55 ... Working gas amount calculation unit 56 ... Flow amount calculation unit 57 ... EGR rate calculation unit 58 ... Inlet temperature calculation , 59 ... temperature data, 60 ... target pressure calculation unit, 61 ... inflow amount calculation unit, 62 ... exit pressure calculation unit, 63 ... exhaust passage data, 64 ... area calculation unit, 65 ... basic opening calculation unit, 66 ... Opening degree data, 67 ... exhaust pressure calculation unit, 68 ... EGR passage data, 69 ... correction amount calculation unit, 70 ... correction data, 71 ... indication opening degree calculation unit.

Claims (5)

ＥＧＲ装置を有するエンジンの運転状態に関する情報を取得する取得部であってエキゾーストマニホールド内の圧力を検出する排気圧力センサーを含まない前記取得部と、
前記取得部の取得した情報に基づいて、タービンに流入する排気ガスの流路断面積を変更可能な可変ノズルの開度を制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記タービンに流入する排気ガスの流入量を演算する流入量演算部と、
前記タービンに流入する排気ガスの温度である入口温度を演算する入口温度演算部と、
前記タービンから流出する排気ガスの圧力である出口圧力を演算する出口圧力演算部と、
前記エンジンの運転状態に応じたエキゾーストマニホールド内の目標圧力を演算する目標圧力演算部と、
前記流入量、前記入口温度、前記出口圧力、及び前記目標圧力に基づいて、前記可変ノズルの必要開口面積を演算する面積演算部と、を含む
ことを特徴とする可変容量型ターボチャージャーの制御装置。 An acquisition unit that acquires information related to an operating state of an engine having an EGR device, the acquisition unit not including an exhaust pressure sensor that detects a pressure in the exhaust manifold ;
A control unit that controls the opening degree of the variable nozzle that can change the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas flowing into the turbine based on the information acquired by the acquisition unit;
The control unit is
An inflow amount calculation unit for calculating an inflow amount of exhaust gas flowing into the turbine;
An inlet temperature calculator that calculates an inlet temperature that is the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine;
An outlet pressure calculator that calculates an outlet pressure that is the pressure of the exhaust gas flowing out of the turbine;
A target pressure calculation unit for calculating a target pressure in the exhaust manifold according to the operating state of the engine;
A variable capacity turbocharger control device comprising: an area calculating unit that calculates a required opening area of the variable nozzle based on the inflow amount, the inlet temperature, the outlet pressure, and the target pressure. . 前記制御部は、
前記可変ノズルの開度毎に当該可変ノズルの有効開口面積が規定された開度データが格納された記憶部と、
前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて前記可変ノズルの開度を演算する開度演算部と、を含む
請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャーの制御装置。 The controller is
A storage unit that stores opening degree data in which an effective opening area of the variable nozzle is defined for each opening degree of the variable nozzle;
The variable displacement turbocharger control device according to claim 1, further comprising: an opening degree calculation unit that calculates an opening degree of the variable nozzle based on the necessary opening area and the opening degree data. 前記制御部が、
前記目標圧力と前記エキゾーストマニホールド内の圧力である排気圧力との差分毎に開度の補正量が規定された補正データが格納された記憶部と、
前記排気圧力を演算する排気圧力演算部と、
前記排気圧力、前記目標圧力、及び前記補正データに基づいて前記可変ノズルの開度の補正量を演算する補正量演算部と、を含む
請求項２に記載の可変容量型ターボチャージャーの制御装置。 The control unit is
A storage unit storing correction data in which a correction amount of the opening degree is defined for each difference between the target pressure and an exhaust pressure which is a pressure in the exhaust manifold;
An exhaust pressure calculation unit for calculating the exhaust pressure;
The control apparatus for a variable displacement turbocharger according to claim 2, further comprising: a correction amount calculation unit that calculates a correction amount of the opening degree of the variable nozzle based on the exhaust pressure, the target pressure, and the correction data. 前記取得部が、
ＥＧＲ弁の上流側でＥＧＲガスの圧力を検出するＥＧＲ圧力センサーを含み、
前記制御部が、
ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ圧力センサーよりも上流側でのＥＧＲガスの圧力損失値がＥＧＲガスの流通量毎に規定されたＥＧＲ通路データが格納された記憶部を含み、
前記排気圧力演算部が、
前記ＥＧＲ圧力センサーの検出値、前記流通量、及び前記ＥＧＲ通路データに基づいて前記排気圧力を演算する
請求項３に記載の可変容量型ターボチャージャーの制御装置。 The acquisition unit
Including an EGR pressure sensor for detecting the pressure of EGR gas upstream of the EGR valve;
The control unit is
A storage unit storing EGR passage data in which the pressure loss value of EGR gas upstream of the EGR pressure sensor in the EGR passage is defined for each flow rate of EGR gas;
The exhaust pressure calculation unit is
The control apparatus for a variable displacement turbocharger according to claim 3, wherein the exhaust pressure is calculated based on a detection value of the EGR pressure sensor, the flow rate, and the EGR passage data. 前記取得部が、
大気圧を検出する大気圧センサーを含み、
前記制御部は、
前記タービンに流入する排気ガスの流入量毎に当該タービンの下流側における排気ガスの圧力損失値が規定された排気通路データが格納された記憶部を含み、
前記出口圧力演算部は、
前記大気圧センサーの検出値、前記流入量、及び前記排気通路データに基づいて前記出口圧力を演算する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変容量型ターボチャージャーの制御装置。 The acquisition unit
Including an atmospheric pressure sensor to detect atmospheric pressure,
The controller is
A storage unit storing exhaust passage data in which a pressure loss value of exhaust gas on the downstream side of the turbine is defined for each inflow amount of exhaust gas flowing into the turbine;
The outlet pressure calculator is
The control apparatus for a variable displacement turbocharger according to any one of claims 1 to 4, wherein the outlet pressure is calculated based on a detection value of the atmospheric pressure sensor, the inflow amount, and the exhaust passage data.
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