WO2013042181A1

WO2013042181A1 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: WO2013042181A1
Application number: PCT/JP2011/071323
Authority: WO
Inventors: 翔中村
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-03-28
Also published as: EP2759692A1; EP2759692A4; US20140195136A1; JP5673839B2; CN103814200A; CN103814200B; JPWO2013042181A1

Abstract

本発明は制御量を目標制御量に制御するために制御対象（６０Ｖ）に供給すべき制御信号（Ｓｖｂ）を算出し、制御量の変化の履歴が所定の履歴ではないときには、前記制御信号を制御対象に供給し、制御量の変化の履歴が所定の履歴であるときには、前記制御信号を補正し、該補正された制御信号を制御対象に供給する内燃機関の制御装置に関する。本発明では、制御対象のヒステリシスが小さくなるように制御信号を補正する補正係数（Ｋｈｉｄ、Ｋｈｄｉ）を算出する制御対象に関するモデルとしてプライザッハ分布関数に基づいて構築されたモデルが用意されており、前記制御信号の補正が該モデルによって算出される補正係数によって制御信号を補正することによって行われ、制御対象の動作状態の変化中の該制御対象の動作状態の変化量に基づいて前記モデル中のパラメータを同定し、該同定されたパラメータに基づいて前記モデル中のパラメータを補正する。

Description

内燃機関の制御装置

　本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

　特許文献１に過給機の制御装置が記載されている。特許文献１に記載の過給機は、排気通路に配置された排気タービンと該排気タービンに流入する排気ガスの流量または流速を調整することができる可変ノズルとを有する。可変ノズルの開度は、アクチュエータによって調整される。特許文献１に記載の制御装置は、過給圧（すなわち、過給機のコンプレッサによって圧縮される吸気通路内のガスの圧力）の目標値である目標過給圧を達成するためにアクチュエータに与えられるべき指令値を算出し、この算出された指令値をアクチュエータに与えることによって過給圧を目標過給圧に制御する。

　ところで、特許文献１に記載のアクチュエータには、当該アクチュエータに与えられる指令値に対する当該アクチュエータの動作に関するヒステリシスがある。このため、過給圧を目標過給圧に一致させるために過給圧を増大させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値と過給圧を前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致させるために過給圧を減少させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値とが互いに等しい場合、過給圧が目標過給圧に正確に一致しないことがある。

　そこで、特許文献１に記載の制御装置では、過給圧を目標過給圧に一致させるために過給圧を増大させるべきときであっても過給圧を前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致させるために過給圧を減少させるべきときであっても、過給圧が目標過給圧に正確に一致するように、過給圧を目標過給圧に一致させるために過給圧を増大させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値と前記目標過給圧に一致させるために過給圧を減少させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値とが互いに異なる値として算出される。

　このように特許文献１には、アクチュエータに与えられる指令値に対する当該アクチュエータの動作に関するヒステリシスを考慮して、過給圧を目標過給圧に一致させるために過給圧を増大させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値と過給圧を前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致させるために過給圧を減少させるべきときにアクチュエータに与えられる指令値とを互いに異なる値として設定するという考え方が記載されている。

特開２００１－１３２４６３号公報特開２００２－２５７６７３号公報

　本発明の目的は、予め定められた制御量を制御する制御対象がその動作状態の変化にヒステリシスを有する場合において、従来の手法とは異なる手法によって制御量をその目標値に正確に制御することにある。

　本願の発明は、予め定められた制御量を制御する制御対象を具備する内燃機関の制御装置であって、前記制御量をその目標値である目標制御量に制御するために前記制御対象に供給すべき制御信号を算出し、前記制御量の変化の履歴が予め定められた履歴ではないときには、前記算出された制御信号を前記制御対象に供給し、前記制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときには、前記算出された制御信号を補正し、該補正された制御信号を前記制御対象に供給する内燃機関の制御装置に関する。

　そして、本発明では、前記制御対象がその動作にヒステリシスを有する。そして、前記制御対象のヒステリシスが小さくなるように前記制御対象に供給される制御信号を補正する補正係数を算出する前記制御対象に関するモデルとして、プライザッハ分布関数に基づいて構築されたヒステリシスモデルが用意されている。そして、前記制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときの前記算出された制御信号の補正が前記ヒステリシスモデルによって算出される補正係数によって前記算出された制御信号を補正することによって行われる。

　そして、本発明では、前記制御対象の動作状態の変化中の該制御対象の動作状態の変化量に基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが同定され、該同定されたモデルパラメータに基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。

　なお、本発明において、上記同定されたモデルパラメータに基づくヒステリシスモデル中のモデルパラメータに対する補正の形態は、特定の形態に制限されず、たとえば、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータを上記同定されたモデルパラメータに置き換えることによってヒステリシスモデル中のモデルパラメータを補正してもよいし、上記同定されたモデルパラメータに基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータを修正することによってヒステリシスモデル中のモデルパラメータを補正してもよい。

　そして、本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、同じ構成の制御対象をそれぞれ具備する複数の内燃機関に関し、制御対象に供給される制御信号に対する制御対象の動作特性が内燃機関毎に互いに異なる場合がある。この場合、これら内燃機関のうち特定の１つの内燃機関の制御対象に関して同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて別の内燃機関の制御対象に供給される制御信号の補正が行われると、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られない可能性がある。もちろん、個々の内燃機関の制御対象に関してそれぞれ同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて個々の内燃機関の制御対象に供給される制御信号の補正が行われれば、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られる。しかしながら、個々の内燃機関に関してそれぞれモデルパラメータを同定してヒステリシスモデルを構築する作業は、非常に大きな労力を要する作業である。また、制御対象の動作特性が当該制御対象の使用時間の経過とともに変化する場合もある。この場合、たとえ、個々の内燃機関の制御対象に関してそれぞれ同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて個々の内燃機関の制御対象の制御が行われたとしても、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られない可能性がある。

　ここで、本発明では、制御対象の動作状態の変化中の当該制御対象の動作状態の変化量に基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。したがって、本発明の内燃機関とは別の内燃機関の制御対象に関して同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルが本発明の内燃機関の制御対象に供給される制御信号の補正に用いられたとしても、同ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが本発明の制御対象の動作特性に適合した値に補正されるし、本発明の制御対象の動作特性が当該制御対象の使用時間の経過とともに変化したとしても、この変化した本発明の制御対象の動作特性に適合した値にヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。このため、本発明によれば、常に、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られるという効果が得られ、ひいては、燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能（以下この性能を「排気エミッション性能」という）が高い性能に維持されるという効果が得られる。

　また、本願の別の発明では、上記発明において、前記モデルパラメータが内燃機関の運転状態に対応してそれぞれ用意されており、該用意されているモデルパラメータのうち内燃機関の運転状態に対応したモデルパラメータが前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータとして用いられ、前記モデルパラメータの同定が行われたときの内燃機関の運転状態に対応する前記用意されているモデルパラメータが前記同定されたモデルパラメータに基づいて補正される。そして、本発明では、内燃機関から出力される出力である機関出力が予め定められた値よりも小さいときに、前記制御対象の変化量に基づいて前記モデルパラメータが同定され、該同定されたモデルパラメータに基づいて該モデルパラメータの同定が行われたときの内燃機関の運転状態に対応する前記用意されているモデルパラメータが補正される。

　なお、本発明において、機関出力に関する上記予め定められた値は、特定の値に制限されず、たとえば、内燃機関が車両に搭載されている場合において車両の速度が零であるときに内燃機関の運転を維持するのに最低限必要な機関出力が内燃機関から出力されている状態にあるとき（すなわち、内燃機関がいわゆるアイドリング状態あるとき）の機関出力の値に設定されてもよいし、零に設定されてもよい。

　そして、本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的高い頻度で生じる機関運転状態（すなわち、内燃機関の運転状態）に対応するモデルパラメータに対して補正が行われる回数は、比較的多い。言い換えれば、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的低い頻度でしか生じない機関運転状態に対応するモデルパラメータに対して補正が行われる回数は、比較的少ない。そして、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的低い頻度でしか生じない機関運転状態は、機関出力が予め定められた値よりも小さいときに比較的高い頻度で生じる。

　ここで、本発明では、機関出力が予め定められた値よりも小さいときにモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてその時の機関運転状態に対応するモデルパラメータが補正される。このため、本発明によれば、ヒステリシスモデルを用いて算出された補正係数によって補正された制御信号によって制御対象の動作状態が制御されるときに、全ての機関運転状態において制御量の制御に関して所期の制御特性が得られるという効果が得られる。

　また、本願のさらに別の発明では、上記発明において、目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴である。そして、目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに前記増大された目標制御量に前記制御量が収束する時点である制御量増大収束時点が予測されるとともに、該予測された制御量増大収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数が前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、前記制御量増大収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正され、該補正された制御信号が前記制御対象に供給される。

　あるいは、本発明では、目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴である。そして、目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに前記減少された目標制御量に前記制御量が収束する時点である制御量減少収束時点が予測されとともに、該予測された制御量減少収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数が前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、前記制御量減少収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正され、該補正された制御信号が前記制御対象に供給される。

　本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少され、この減少された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるときに、制御対象の動作のヒステリシスに起因して制御対象の動作に遅れが生じる。また、減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大され、この増大された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるときに、制御対象の動作のヒステリシスに起因して制御対象の動作に遅れが生じる。したがって、制御量増大収束時点または制御量減少収束時点において、制御量の制御に関して所期の制御特性を得、ひいては、高い排気エミッション性能を得るという観点では、目標制御量が増大された後に減少される場合において、この減少された目標制御量に向かって制御量が変化せしめられる前（特に、この減少された目標制御量に向かって制御量が変化せしめられる直前）、または、目標制御量が減少された後に増大される場合において、この増大された目標制御量に向かって制御量が変化せしめられる前（特に、この増大された目標制御量に向かって制御量が変化せしめられる直前）に、制御量増大収束時点または制御量減少収束時点における前記制御対象の動作の遅れが回避されるように制御信号を補正することが好ましい。

　ここで、本発明では、制御量増大収束時点よりも前の時点または制御量減少収束時点よりも前の時点で算出される制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。したがって、制御量増大収束時点または制御量減少収束時点が到来したときには、制御対象の動作のヒステリシスに起因する制御対象の動作の遅れが回避される。このため、本発明によれば、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、高い排気エミッション性能が得られるという効果が得られる。

　なお、上記発明の予め定められた履歴は、種々の要求に応じて予め定められた履歴であれば、如何なる履歴でもよい。したがって、上記発明の予め定められた履歴として、たとえば、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴を採用することができ、あるいは、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴を採用することができる。

　この場合、以下の効果が得られる。すなわち、内燃機関に加速が要求されたことに起因して増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少され、この減少された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるとき、あるいは、内燃機関に加速が要求されたことに起因して減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大され、この増大された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるときに、制御対象の動作にヒステリシスがある場合、制御量の制御特性が所期の制御特性とは大きく異なり、したがって、排気エミッション特性が大きく低下する可能性がある。

　ここで、上記の場合、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が増大され、この増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに制御量増大収束時点よりも前の時点で算出される制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。あるいは、本発明では、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が減少され、この減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大されると予測されたときに制御量減少収束時点よりも前の時点で算出される制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。したがって、制御量増大収束時点または制御量減少収束時点が到来したときには、制御対象の動作のヒステリシスに起因する制御対象の動作の遅れが回避されている。このため、上記の場合、内燃機関に加速が要求されたときに、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、排気エミッション性能が大きく低下することが抑制されるという効果が得られる。

　また、上記発明の予め定められた履歴として、たとえば、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴を採用することができ、あるいは、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴を採用することができる。

　この場合、以下の効果が得られる。すなわち、内燃機関に減速が要求されたことに起因して増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少され、この減少された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるとき、あるいは、内燃機関に減速が要求されたことに起因して減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大され、この増大された目標制御量に向かって制御量を変化させ始めるときに、制御対象の動作にヒステリシスがある場合、制御量の制御特性が所期の制御特性とは大きく異なり、したがって、排気エミッション性能が大きく低下する可能性がある。

　ここで、上記の場合、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大され、この増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに制御量増大収束時点よりも前の時点で算出される制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。あるいは、本発明では、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が減少され、この減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大されると予測されたときに制御量減少収束時点よりも前の時点で算出される制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。したがって、制御量増大収束時点または制御量減少収束時点が到来したときには、制御対象の動作のヒステリシスに起因する制御対象の動作の遅れが回避されている。このため、上記の場合、内燃機関に減速が要求されたときに、制御量の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、排気エミッション性能が大きく低下することが抑制されるという効果が得られる。

　また、上記発明の制御対象は、予め定められた制御量を制御するものであれば、如何なる制御対象でもよく、上記制御対象として、たとえば、内燃機関が過給機を具備し、該過給機が吸気通路に配置されるコンプレッサと排気通路に配置される排気タービンと該排気タービンを通過する排気ガスの流量または流速を変更することができる排気流変更手段とを有する場合において、前記排気流変更手段を採用することができる。なお、この場合、前記制御量が前記コンプレッサによって圧縮された吸気通路内のガスの圧力である。

　この場合、以下の効果が得られる。すなわち、過給機の排気流変更手段の動作は、排気流変更手段に到来する排気ガスの圧力の影響を受ける。そして、排気流変更手段の動作状態が或る方向に変化せしめられるときの当該排気流変更手段の動作特性は、排気流変更手段が前記或る方向とは逆の方向に変化せしめられるときの当該排気流変更手段の動作特性とは異なる。つまり、排気流変更手段の動作には、ヒステリシスがある。

　ここで、上述の場合、排気流変更手段の動作状態の変化中の当該排気流変更手段の動作状態の変化量に基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。このため、上記の場合、常に、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果が得られる。

　また、上記の場合において、機関出力が予め定められた値よりも小さいときにモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてその時の機関運転状態に対応するモデルパラメータが補正される場合、ヒステリシスモデルを用いて算出される補正係数によって補正された制御信号によって排気流変更手段の動作状態が制御されるときに、全ての機関運転状態において過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られるという効果が得られる。

　また、上記の場合において、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少される場合において前記増大された目標過給圧に向かって過給圧が増大するときの過給圧の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されると予測されたときに前記増大された目標過給圧に過給圧が収束する時点である過給圧増大収束時点が予測されるとともに、この予測された過給圧増大収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数が前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出され、前記過給圧増大収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が排気流変更手段に供給される場合、あるいは、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大される場合において前記減少された目標過給圧に向かって過給圧が減少するときの過給圧の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されると予測されたときに前記減少された目標過給圧に過給圧が収束する時点である過給圧減少収束時点が予測されるとともに、この予測された過給圧減少収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数が前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出され、前記過給圧減少収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正され、この補正された制御信号が排気流変更手段に供給される場合、過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点が到来したときには、排気流変更手段の動作のヒステリシスに起因する排気流変更手段の動作の遅れが回避される。このため、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、高い排気エミッション性能が得られるという効果が得られる。

　また、上記の場合において、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標過給圧が減少される場合において前記増大された目標過給圧に向かって過給圧が増大するときの過給圧の変化の履歴が前記予め定められた履歴である場合、過給圧増大収束時点が到来したときには、排気流変更手段の動作のヒステリシスに起因する排気流変更手段の動作の遅れが回避されている。このため、内燃機関に加速が要求されたときに、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、排気エミッション性能が大きく低下することが抑制されるという効果が得られる。

　また、上記の場合、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標過給圧が増大される場合において前記減少された目標過給圧に向かって過給圧が減少するときの過給圧の変化の履歴が前記予め定められた履歴である場合、過給圧減少収束時点が到来したときには、排気流変更手段の動作のヒステリシスに起因する排気流変更手段の動作の遅れが回避されている。このため、内燃機関に減速が要求された後に内燃機関に加速が要求されたときに、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、排気エミッション性能が大きく低下することが抑制されるという効果がある。

本発明の制御装置が適用された内燃機関を示した図である。図１に示された内燃機関の過給機の排気タービンを示した図である。（Ａ）は基準燃料噴射量の取得に用いられるマップを示した図であり、（Ｂ）は基準スロットル弁開度の取得に用いられるマップであり、（Ｃ）は基準過給圧の取得に用いられるマップを示した図である。増大方向ベーン開度の変化および減少方向ベーン開度の変化に必要なベーン制御信号の変化量をプライザッハ分布関数に基づいて表現した図である。（Ａ）は、ベーン開度を或るベーン開度（－Ｄｖ１）から中間ベーン開度（０）に増大させるときに必要なベーン制御信号の変化量を説明するために用いられる図であり、（Ｂ）は、ベーン開度を或るベーン開度（－Ｄｖ１）から別の或るベーン開度（Ｄｖ１）まで増大させるときに必要なベーン制御信号の変化量を説明するために用いられる図である。（Ａ）は、ベーン開度を或るベーン開度（－Ｄｖ２）から或るベーン開度（－Ｄｖ１）に増大させるときに必要なベーン制御信号の変化量を説明するために用いられる図であり、（Ｂ）は、ベーン開度を或るベーン開度（－Ｄｖ２）から中間ベーン開度（０）に増大させるときに必要なベーン制御信号の変化量を説明するために用いられる図である。（Ａ）は第１実施形態の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例を示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。（Ａ）は第１実施形態のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例を示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態の目標スロットル弁開度の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。第１実施形態のベーンの制御を実行するルーチンの一例を示した図である。第１実施形態の目標過給圧の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。第１実施形態のモデルパラメータの補正を実行するルーチンの一例を示した図である。基準モデルパラメータ群の取得に用いられるマップを示した図である。第２実施形態のモデルパラメータの補正を実行するルーチンの一例を示した図である。第３実施形態のベーンの制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。第３実施形態のベーンの制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。第３実施形態のベーンの制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。

　本発明の内燃機関の制御装置の１つの実施形態（以下「第１実施形態」という）について説明する。なお、以下の説明において「機関運転」とは「内燃機関の運転」を意味し、「機関回転数」とは「内燃機関の回転数」を意味する。

　第１実施形態の制御装置が適用される内燃機関が図１に示されている。図１に示されている内燃機関は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆるディーゼルエンジン）である。図１において、１０は内燃機関、２０は内燃機関１０の本体、２１は燃料噴射弁、２２は燃料ポンプ、２３は燃料供給通路、３０は吸気通路、３１は吸気マニホルド、３２は吸気管、３３はスロットル弁、３４はインタークーラ、３５はエアフローメータ、３６はエアクリーナ、３７は過給圧センサ、４０は排気通路、４１は排気マニホルド、４２は排気管、６０は過給機、７０はアクセルペダル、７１はアクセルペダル踏込量センサ、７２はクランクポジションセンサ、８０は電子制御装置をそれぞれ示している。吸気通路３０は、吸気マニホルド３１と吸気管３２とから構成されている。排気通路４０は、排気マニホルド４１と排気管４２とから構成されている。

　電子制御装置８０は、マイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置８０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）８１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）８２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８３、バックアップＲＡＭ８４、および、インターフェース８５を有する。これらＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、バックアップＲＡＭ８４、および、インターフェース８５は、双方向バスによって互いに接続されている。

　燃料噴射弁２１は、内燃機関の本体２０に取り付けられている。燃料噴射弁２１には、燃料供給通路２３を介して燃料ポンプ２２が接続されている。燃料ポンプ２２は、燃料噴射弁２１に燃料供給通路２３を介して高圧の燃料を供給する。また、燃料噴射弁２１は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。電子制御装置８０は、燃料噴射弁２１に燃料を噴射させるための指令信号を燃料噴射弁２１に供給する。また、燃料ポンプ２２も、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。電子制御装置８０は、燃料ポンプ２２から燃料噴射弁２１に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力に維持されるように燃料ポンプ２２の作動を制御する制御信号を燃料ポンプ２２に供給する。なお、燃料噴射弁２１は、その燃料噴射孔が燃焼室内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。したがって、電子制御装置８０から燃料噴射弁２１に指令信号が供給されると、燃料噴射弁２１は燃焼室内に燃料を直接噴射する。

　吸気マニホルド３１は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ内燃機関の本体２０の燃焼室にそれぞれ対応して形成されている吸気ポート（図示せず）に接続されている。また、吸気マニホルド３１は、その他端で吸気管３２の一端に接続されている。

　排気マニホルド４１は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ内燃機関の本体２０の燃焼室にそれぞれ対応して形成されている排気ポート（図示せず）に接続されている。また、排気マニホルド４１は、その他端で排気管４２の一端に接続されている。

　スロットル弁３３は、吸気管３２に配置されている。また、スロットル弁３３の開度（以下この開度を「スロットル弁開度」という）が変更されると、スロットル弁３３が配置された領域における吸気管３２内の流路面積が変わる。これによってスロットル弁３３を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。スロットル３３は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。電子制御装置８０は、スロットル弁３３を動作させるための制御信号をスロットル弁３３に供給する。

　インタークーラ３４は、スロットル弁３３よりも上流において吸気管３２に配置されている。インタークーラ３４は、そこに流入する空気を冷却する。

　エアフローメータ３５は、インタークーラ３４よりも上流において吸気管３２に配置されている。また、エアフローメータ３５は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。エアフローメータ３５は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置８０に入力される。電子制御装置８０は、この出力値に基づいてエアフローメータ３５を通過する空気の量、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量を算出する。

　過給圧センサ３７は、スロットル弁３３よりも下流の吸気通路３０（より具体的には、吸気マニホルド３１）に配置されている。また、過給圧センサ３７は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。過給圧センサ３７は、その周辺のガスの圧力（つまり、吸気マニホルド３１内のガスの圧力であって、燃焼室に吸入されるガスの圧力）に対応する出力値を出力する。電子制御装置８０は、この出力値に基づいて過給圧センサ３７周りのガスの圧力、すなわち、燃焼室に吸入されるガスの圧力（以下このガスを「過給圧」という）を算出する。

　アクセルペダル７０には、アクセルペダル踏込量センサ７１が接続されている。アクセルペダル踏込量センサ７１は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ７１は、アクセルペダル７０の踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置８０に入力される。電子制御装置８０は、この出力値に基づいてアクセルペダル７０の踏込量、ひいては、内燃機関に要求されているトルク（以下このトルクを「要求機関トルク」という）を算出する。

　クランクポジションセンサ７２は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ７２は、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ７２は、クランクシャフトの回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置８０に入力される。電子制御装置８０はこの出力値に基づいて機関回転数を算出する。

　過給機６０は、コンプレッサ６０Ｃと排気タービン６０Ｔとを有する。過給機６０は、燃焼室に吸入されるガスを圧縮することによって同ガスの圧力を上昇させることができる。コンプレッサ６０Ｃは、インタークーラ３４よりも上流の吸気通路３０（より具体的には、吸気管３２）内に配置されている。排気タービン６０Ｔは、排気通路４０（より具体的には、排気管４２）内に配置されている。図２に示されているように、排気タービン６０Ｔは、排気タービン本体６０Ｂと翼状の複数のベーン６０Ｖとを有する。コンプレッサ６０Ｃと排気タービン６０Ｔ（より具体的には、排気タービン本体６０Ｂ）とは、シャフト（図示せず）によって連結されており、排気タービンが排気ガスによって回転せしめられると、その排気タービンの回転がシャフトによってコンプレッサ６０Ｃに伝達され、これによってコンプレッサ６０Ｃが回転せしめられる。なお、コンプレッサ６０Ｃの回転によってコンプレッサよりも下流の吸気通路３０内のガスが圧縮せしめられ、その結果、同ガスの圧力が上昇せしめられる。

　一方、ベーン６０Ｖは、排気タービン本体６０Ｂを包囲するように該排気タービン本体の回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に等角度間隔で配置されている。また、各ベーン６０Ｖは、図２に符号Ｒ２で示されているそれぞれ対応する軸線周りで回動可能に配置されている。そして、各ベーン６０Ｖが延在している方向（すなわち、図２に符号Ｅで示されている方向）を「延在方向」と称し、排気タービン本体６０Ｂの回転中心軸線Ｒ１とベーン６０Ｖの回動軸線Ｒ２とを結ぶ線（すなわち、図２に符号Ａで示されている線）を「基準線」と称したとき、各ベーン６０Ｖは、その延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が全てのベーン６０Ｖに関して等しくなるように回動せしめられる。そして、各ベーン６０Ｖがその延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が小さくなるように、すなわち、隣り合うベーン６０Ｖ間の流路面積が小さくなるように回動せしめられると、排気タービン本体６０Ｂよりも上流の排気通路４０内の圧力（以下この圧力を「排気圧」という）が高くなり、その結果、排気タービン本体６０Ｂに供給される排気ガスの流速が速くなる。このため、排気タービン本体６０Ｂの回転速度が速くなり、その結果、コンプレッサ６０Ｃの回転速度も速くなり、したがって、吸気通路３０内を流れるガスがコンプレッサ６０Ｃによって大きく圧縮されることになる。このため、各ベーン６０Ｖの延在方向Ｅとそれに対応する基準線とがなす角度（以下この角度を「ベーン開度」という）が小さくなるほど、コンプレッサ６０Ｃによって吸気通路３０内を流れるガスが圧縮される程度が大きくなる（すなわち、過給圧が高くなる）。

　また、ベーン６０Ｖは、電子制御装置８０のインターフェース８５に電気的に接続されている。電子制御装置８０は、ベーン６０Ｖを動作させるための制御信号をベーン６０Ｖに供給する。

　次に、第１実施形態の燃料噴射弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「燃料噴射量」とは「燃料噴射弁から噴射される燃料の量」を意味する。第１実施形態では、アクセルペダル踏込量に応じて設定された燃料噴射量の目標値（以下この目標値を「目標燃料噴射量」といい、その詳細は後述する）に相当する量の燃料を燃料噴射弁から噴射させる指令信号が電子制御装置において算出され、この指令信号が電子制御装置から燃料噴射弁に供給され、これによって、燃料噴射弁が動作せしめられる。

　次に、第１実施形態の目標燃料噴射量について説明する。第１実施形態では、図１に示されている内燃機関において、アクセルペダルの踏込量に応じて最適な燃料噴射量が実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射量が図３（Ａ）に示されているようにアクセルペダルの踏込量Ｄａｃの関数のマップの形で基準燃料噴射量Ｑｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々のアクセルペダルの踏込量Ｄａｃに対応する基準燃料噴射量Ｑｂが図３（Ａ）のマップから取得され、この取得された基準燃料噴射量Ｑｂが目標燃料噴射量に設定される。なお、図３（Ａ）に示されているように、基準燃料噴射量Ｑｂはアクセルペダルの踏込量Ｄａｃが大きくなるほど多くなる。

　次に、第１実施形態のスロットル弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「機関運転状態」とは「内燃機関の運転状態」を意味し、「スロットル弁開度」とは「スロットル弁の開度」を意味する。

　第１実施形態では、機関運転状態に応じて設定されたスロットル弁の開度の目標値（以下この目標値を「目標スロットル弁開度」といい、その詳細は後述する）に相当するスロットル弁開度が達成されるようにスロットル弁を動作させる制御信号が電子制御装置において算出され、この制御信号が電子制御装置からスロットル弁に供給され、これによって、スロットル弁が動作せしめられる。

　次に、第１実施形態の目標スロットル弁開度について説明する。第１実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとよって規定される機関運転状態に応じて適切なスロットル弁開度が実験等によって予め求められる。そして、これら求められたスロットル弁開度が図３（Ｂ）に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとの関数のマップの形で基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥとその時々の要求機関トルクＴＱとに対応する基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが図３（Ｂ）のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが目標スロットル弁開度に設定される。なお、図３（Ｂ）のマップでは、機関回転数ＮＥが大きいほど、基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが大きく、要求機関トルクＴＱが大きいほど、基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが大きい。

　次に、第１実施形態のベーンの制御について説明する。第１実施形態では、目標過給圧（すなわち、過給圧の目標値）が高くなったことによって過給圧が目標過給圧よりも低くなったとき、あるいは、過給圧が種々の原因によって低下したことによって過給圧が目標過給圧よりも低くなったときには、過給圧を目標過給圧に向かって上昇させるために、ベーン開度が小さくなるようにベーン制御信号（すなわち、ベーンに供給される制御信号）が変更される。なお、このときのベーン制御信号の変更量は、目標過給圧に対する過給圧の差（以下この差を「過給圧偏差」という）が小さくなるように当該過給圧偏差に基づいて決定される。一方、目標過給圧が低くなったことによって過給圧が目標過給圧よりも高くなったとき、あるいは、過給圧が種々の原因によって上昇したことによって過給圧が目標過給圧よりも高くなったときには、過給圧を目標過給圧に向かって低下させるために、ベーン開度が大きくなるようにベーン制御信号が変更される。なお、このときのベーン制御信号の変更量も、過給圧偏差が小さくなるように当該過給圧偏差に基づいて決定される。

　次に、第１実施形態のベーン制御信号の補正について説明する。第１実施形態では、ベーン開度が小さくせしめられて或るベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン制御信号（以下このベーン制御信号を「開度減少収束時のベーン制御信号」という）と、ベーン開度が大きくせしめられて前記或るベーン開度と同じベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン制御信号（以下このベーン制御信号を「開度増大収束時のベーン制御信号」という）と、の差（以下この差を「制御信号ヒステリシス」という）を算出するためのモデル（以下このモデルを「ヒステリシスモデル」という）がプライザッハ分布関数に基づいて構築され、この構築されたヒステリシスモデルが電子制御装置に記憶されている。

　そして、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて制御信号ヒステリシスが解消される或いは小さくなるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、その時のベーン制御信号（すなわち、開度減少収束時のベーン制御信号）が開度増大収束時のベーン制御信号に一致するように或いは開度増大収束時のベーン制御信号に近づくように、その時のベーン制御信号が前記算出された補正係数によって補正される。

　一方、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて制御信号ヒステリシスが解消される或いは小さくなるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、その時のベーン制御信号（すなわち、開度増大収束時のベーン制御信号）が開度減少収束時のベーン制御信号に一致するように或いは開度減少収束時のベーン制御信号に近づくように、その時のベーン制御信号が前記算出された補正係数によって補正される。

　次に、以上説明した第１実施形態のベーン制御信号の補正について、ベーン制御信号が電圧（以下この電圧を「ベーン供給電圧」という）であり、ベーン開度を小さくするためには、ベーン供給電圧を大きくする必要があり、逆に、ベーン開度を大きくするためには、ベーン供給電圧を小さくする必要がある場合を例に説明する。

　この場合、ベーン開度が小さくされて或るベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧（以下このベーン供給電圧を「開度減少収束時のベーン供給電圧」という）と、ベーン開度が大きくされて前記或るベーン開度と同じベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧（以下このベーン供給電圧を「開度増大収束時のベーン供給電圧」という）と、の差（以下この差を「供給電圧ヒステリシス」という）を算出するためのモデル（以下このモデルを「ヒステリシスモデル」という）がプライザッハ分布関数に基づいて構築され、この構築されたヒステリシスモデルが電子制御装置に記憶されている。

　そして、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて供給電圧ヒステリシスが解消されるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、前記算出された補正係数をその時のベーン供給電圧から減算することによってその時のベーン供給電圧が開度増大収束時のベーン供給電圧に一致するようにその時のベーン供給電圧が補正される。あるいは、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて供給電圧ヒステリシスが小さくなるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、前記算出された供給電圧ヒステリシスに「１」よりも小さい係数を乗算して得られる値をその時のベーン供給電圧から減算することによってその時のベーン供給電圧が開度増大収束時のベーン供給電圧に近づくようにその時のベーン供給電圧が補正される。

　一方、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて供給電圧ヒステリシスが解消されるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、前記算出された補正係数をその時のベーン供給電圧に加算することによってその時のベーン供給電圧が開度増大収束時のベーン供給電圧に一致するようにその時のベーン供給電圧が補正される。あるいは、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されたときには、上記ヒステリシスモデルを用いて供給電圧ヒステリシスが小さくなるようにベーン制御信号を補正するための補正係数が算出される。そして、前記算出された供給電圧ヒステリシスに「１」よりも小さい係数を乗算して得られる値をその時のベーン供給電圧に加算することによってその時のベーン供給電圧が開度増大収束時のベーン供給電圧に近づくようにその時のベーン供給電圧が補正される。

　次に、第１実施形態の目標過給圧の設定について説明する。第１実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて最適な過給圧が実験等によって予め求められる。そして、これら求められた過給圧が図３（Ｃ）に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとの関数のマップの形で基準過給圧Ｐｉｍｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥとその時々の要求機関トルクＴＱとに対応する基準過給圧Ｐｉｍｂが図３（Ｃ）のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準過給圧Ｐｉｍｂが目標過給圧に設定される。なお、図３（Ｃ）のマップでは、機関回転数ＮＥが大きいほど、基準過給圧Ｐｉｍｂが大きく、要求機関トルクＴＱが大きいほど、基準過給圧Ｐｉｍｂが大きい。

　次に、第１実施形態のヒステリシスモデル中のパラメータの同定について説明する。第１実施形態では、機関運転中、ベーン開度の変化中に当該ベーン開度の変化量が取得される。そして、この取得されたベーン開度の変化量に基づいて電子制御装置に記憶されているヒステリシスモデル中のパラメータ（以下このパラメータを「モデルパラメータ」という）が同定される。そして、斯くして同定されたモデルパラメータが電子制御装置に記憶されているヒステリシスモデル中のモデルパラメータと異なるときには、電子制御装置に記憶されているヒステリシスモデル中のモデルパラメータが上記同定されたモデルパラメータに置き換えられる。つまり、第１実施形態では、電子制御装置に記憶されているヒステリシスモデル中のモデルパラメータが上記同定されたモデルパラメータに基づいて補正される。

　第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、ベーン開度が小さくなるときには、ベーンは、そこに到来する排気ガスの圧力に抗して動作する必要があるが、ベーン開度が大きくなるときには、ベーンは、そこに到来する排気ガスの圧力に抗して動作する必要がない。したがって、ベーンの動作には、ヒステリシスがある。このため、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致したときのベーン制御信号は、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン制御信号とは異なる。

　したがって、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致した後に目標過給圧が小さくなったときには、この小さくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン制御信号が変化せしめられるのであるが、このとき、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して前記小さくなる前の目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン制御信号（すなわち、開度増大収束時のベーン制御信号）までベーン制御信号が変化して初めてベーン開度が大きくなり始める。つまり、小さくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン制御信号を変化させ始めてからベーン開度が大きくなり始めるまでに、一定の時間を要することになる。したがって、この場合、過給圧の低下に関して遅れが生じることになる。

　ここで、第１実施形態では、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致したときに、ベーン制御信号が補正されてベーン制御信号が開度増大収束時のベーン制御信号に一致せしめられ或いは開度増大収束時のベーン制御信号に近づけられる。このため、その後、目標過給圧が小さくなり、ベーン制御信号が変化せしめられたときに、ベーン制御信号が変化され始めてから即座にベーン開度が大きくなり始める。このため、第１実施形態によれば、過給圧の低下に関する遅れが回避されるという効果が得られる。

　たとえば、上述したように、ベーン制御信号が電圧であり、ベーン開度を小さくするためには、ベーン供給電圧（すなわち、ベーンに供給される電圧）を大きくする必要があり、逆に、ベーン開度を大きくするためには、ベーン供給電圧を小さくする必要がある場合、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧は、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧よりも高い。つまり、ベーン開度が小さくされて或るベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧は、ベーン開度が大きくされて前記或るベーン開度と同じベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧よりも高い。

　したがって、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致した後に目標過給圧が小さくなったときには、この小さくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン供給電圧が減少されるのであるが、このとき、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して前記小さくなる前の目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧（すなわち、開度増大収束時のベーン供給電圧）までベーン供給電圧が減少して初めてベーン開度が大きくなり始める。つまり、小さくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン供給電圧を減少させ始めてからベーン開度が大きくなり始めるまでに、一定の時間を要することになる。したがって、この場合、過給圧の低下に関して遅れが生じることになる。

　ここで、第１実施形態では、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して目標過給圧に一致したときに、ベーン供給電圧が補正されてベーン供給電圧が開度増大収束時のベーン供給電圧に一致せしめられ或いは開度増大収束時のベーン供給電圧に近づけられる。このため、その後、目標過給圧が小さくなり、ベーン供給電圧が減少されたときに、ベーン供給電圧が減少され始めてから即座にベーン開度が大きくなり始める。このため、第１実施形態によれば、過給圧の低下に関する遅れが回避されるという効果が得られる。

　一方、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して目標過給圧に一致した後に目標過給圧が大きくなったときには、この大きくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン制御信号が変化せしめられるのであるが、このとき、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して前記大きくなる前の目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン制御信号（すなわち、開度減少収束時のベーン制御信号）までベーン制御信号が変化して初めてベーン開度が小さくなり始める。つまり、大きくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン制御信号を変化させ始めてからベーン開度が小さくなり始めるまでに、一定の時間を要することになる。したがって、この場合、過給圧の上昇に関して遅れが生じることになる。

　ここで、第１実施形態では、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して目標過給圧に一致したときに、ベーン制御信号が補正されてベーン制御信号が開度減少収束時のベーン制御信号に一致せしめられ或いは開度減少収束時のベーン制御信号に近づけられる。このため、その後、目標過給圧が大きくなり、ベーン制御信号が変化せしめられたときに、ベーン制御信号が変化され始めてから即座にベーン開度が小さくなり始める。このため、第１実施形態によれば、過給圧の低下に関する遅れが回避されるという効果が得られる。

　たとえば、上述したように、ベーン制御信号が電圧であり、ベーン開度を小さくするためには、ベーン供給電圧（すなわち、ベーンに供給される電圧）を大きくする必要があり、逆に、ベーン開度を大きくするためには、ベーン供給電圧を小さくする必要がある場合、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧は、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して前記目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧よりも低い。つまり、ベーン開度が大きくされて或るベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧は、ベーン開度が小さくされて前記或るベーン開度と同じベーン開度に到達したときにベーン開度をその時のベーン開度に維持するために必要なベーン供給電圧よりも低い。

　したがって、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して目標過給圧に一致した後に目標過給圧が大きくなったときには、この大きくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン供給電圧が増大されるのであるが、このとき、ベーン開度が小さくされることによって過給圧が上昇して前記大きくなる前の目標過給圧と同じ目標過給圧に一致したときのベーン供給電圧（すなわち、開度減少収束時のベーン供給電圧）までベーン供給電圧が増大して初めてベーン開度が小さくなり始める。つまり、大きくなった目標過給圧に過給圧を一致させるためにベーン供給電圧を増大させ始めてからベーン開度が小さくなり始めるまでに、一定の時間を要することになる。したがって、この場合、過給圧の上昇に関して遅れが生じることになる。

　ここで、第１実施形態では、ベーン開度が大きくされることによって過給圧が低下して目標過給圧に一致したときに、ベーン供給電圧が補正されてベーン供給電圧が開度減少収束時のベーン供給電圧に一致せしめられ或いは開度減少収束時のベーン供給電圧に近づけられる。このため、その後、目標過給圧が大きくなり、ベーン供給電圧が増大されたときに、ベーン供給電圧が増大され始めてから即座にベーン開度が小さくなり始める。このため、第１実施形態によれば、過給圧の上昇に関する遅れが回避されるという効果が得られる。

　また、第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、ヒステリシスモデルを用いてベーン制御信号を補正することは、過給圧の低下に関する遅れを回避するとともに過給圧の上昇に関する遅れを回避するのに有効である。

　ところで、同じ構成の制御対象をそれぞれ具備する複数の内燃機関に関し、ベーン制御信号に対するベーンの動作特性が内燃機関毎に互いに異なる場合がある。この場合、これら内燃機関のうち特定の１つの内燃機関のベーンに関して同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて別の内燃機関のベーンに供給される制御信号の補正が行われると、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られない可能性がある。もちろん、個々の内燃機関のベーンに関してそれぞれ同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて個々の内燃機関のベーンに供給される制御信号の補正が行われれば、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られる。しかしながら、個々の内燃機関に関してそれぞれモデルパラメータを同定してヒステリシスモデルを構築する作業は、非常に大きな労力を要する作業である。また、ベーンの動作特性が当該ベーンの使用時間の経過とともに変化する場合もある。この場合、たとえ、個々の内燃機関のベーンに関してそれぞれ同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルを用いて個々の内燃機関のベーンの制御が行われたとしても、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られない可能性がある。

　ここで、第1実施形態では、ベーン開度の変化中の当該ベーン開度の変化量に基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。したがって、第1実施形態の内燃機関とは別の内燃機関のベーンに関して同定されたモデルパラメータを含むヒステリシスモデルが第1実施形態の内燃機関のベーンに供給される制御信号の補正に用いられたとしても、同ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが第1実施形態のベーンの動作特性に適合した値に補正されるし、第1実施形態のベーンの動作特性が当該ベーンの使用時間の経過とともに変化したとしても、この変化した第1実施形態のベーンの動作特性に適合した値にヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。このため、第1実施形態によれば、常に、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られるという効果が得られ、ひいては、燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能（以下この性能を「排気エミッション性能」という）が高い性能に維持されるという効果が得られる。

　なお、上述した第１実施形態のベーン制御信号に対する補正の考え方は、広くは、予め定められた制御量を制御する制御対象に供給される制御信号に対する補正にも適用可能である。したがって、第１実施形態のこの考え方によれば、広くは、制御量をその目標値である目標制御量に制御するために制御対象に供給すべき制御信号が算出され、制御量の変化の履歴が予め定められた履歴ではないとき（すなわち、上述した第１実施形態では、増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少される場合において前記増大された目標過給圧に向かって過給圧が変化する履歴を過給圧が辿っていないとき）には、前記算出された制御信号が制御対象に供給され、制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときには、前記算出された制御信号が補正され、この補正された制御信号が制御対象に供給される。

　そして、制御対象がその動作にヒステリシスを有し、制御対象のヒステリシスが小さくなるように制御対象に供給される制御信号を補正する補正係数を算出する制御対象に関するモデルとして、プライザッハ分布関数に基づいて構築されたヒステリシスモデルが用意されており、制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときの前記算出された制御信号の補正が前記ヒステリシスモデルによって算出される補正係数によって前記算出された制御信号を補正することによって行われる。

　そして、制御対象の動作状態の変化中の該制御対象の動作状態の変化量に基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正される。

　また、第１実施形態では、上述したように、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータの同定に用いられるベーン開度の変化量を取得する条件として、ベーン開度が変化しているという条件が採用されている。しかしながら、ベーン開度が変化しているという条件と等価の条件として、内燃機関に加速が要求されているという条件、または、内燃機関に減速が要求されているという条件、または、これら両方の条件を採用してもよい。

　また、第１実施形態のヒステリシスモデルは、特定のモデルに制限されず、たとえば、第１実施形態のヒステリシスモデルとして、次式１で示されるモデルを採用することができる。なお、次式１において「ΔＳｖ」が「制御信号ヒステリシス」であり、「Ｄｖ」は「大きくされ或いは小さくされる前のベーン開度」であり、「ΔＤｖ」は「ベーン開度の変化量」であり、「Ｄｖｉ」は「ベーン開度が大きくせしめられるときのベーン開度」であり、「Ｄｖｄ」は「ベーン開度が小さくせしめられるときのベーン開度」であり、「η（Ｄｖｉ，Ｄｖｄ）」は「後述する各小要素に対応して電子制御装置に記憶されているベーン制御信号の変化量」であって「電子制御装置あり、「Ｄｖｍａｘ」は「ベーン開度がとり得る最大値」であり、「Ｄｖｍｉｍ」は「ベーン開度がとり得る最小値」である。

　また、上述したようにモデルパラメータを同定する手法は、特定の手法に制限されないが、この手法として、以下の手法を採用することができる。すなわち、所定開度だけベーン開度を変化させるためのベーン制御信号の変化量は、プライザッハ分布関数に基づけば、図４に示されている座標によって表現される。なお、図４において「Ｄｖｉ」は「ベーン開度が大きくなるときの当該ベーン開度」であり、「Ｄｖｄ」は「ベーン開度が小さくなるときの当該ベーン開度」であり、「Ｄｖｎ２」「Ｄｖｎ１」「Ｄｖ０」「Ｄｖｐ１」「Ｄｖｐ２」は、それぞれ「ベーン開度」であり、ベーン開度Ｄｖｎ１は、ベーン開度Ｄｖｎ２よりも所定開度だけ大きい開度であり、ベーン開度Ｄｖ０は、ベーン開度Ｄｖｎ１よりも前記所定開度だけ大きい開度であり、ベーン開度Ｄｖｐ１は、ベーン開度Ｄｖ０よりも前記所定開度だけ大きい開度であり、ベーン開度Ｄｖｐ２は、ベーン開度Ｄｖ１よりも前記所定開度だけ大きい開度である。また、図４において「Ｅ１」～「Ｅ１０」で示されている領域が上述した小要素であり、以下の説明においても、これら領域を小要素と称することとする。

　ここで、たとえば、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ１からベーン開度Ｄｖｐ１に増大したときには、まず、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ１からベーン開度Ｄｖ０に変化するまでのベーン制御信号の変化量が取得される。この取得されたベーン制御信号の変化量（以下この変化量を「第１ベーン制御信号変化量」といい、符号「ΔＳｖ１」を付す）は、図５（Ａ）に網掛けされた領域として示されているように、小要素Ｅ１に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量とを合計して得られる量に相当する。

　さらに、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ１からベーン開度Ｄｖｐ１に変化するまでのベーン制御信号の変化量が取得される。この取得されたベーン制御信号の変化量（以下この変化量を「第２ベーン制御信号変化量」といい、符号「ΔＳｖ２」を付す）は、図５（Ｂ）に網掛けされた領域として示されているように、小要素Ｅ１に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量とを合計して得られる量に相当する。

　そして、次式２に示されているように、第２ベーン制御信号変化量ΔＳｖ２から第１ベーン制御信号変化量ΔＳｖ１を減算することによって、小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが算出される。つまり、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータである小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量が同定される。

　そして、斯くして算出された小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが電子制御装置に記憶されている小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量と異なるときには、上記算出された小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量として新たに電子制御装置に記憶される。つまり、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータである小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量が補正される。なお、この場合、小要素Ｅ２に対応するベーン制御信号の変化量は、ベーン開度の変化量を用いて算出されることから、広義には、ベーン開度の変化量に基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正されるとも言える。

　また、たとえば、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ２からベーン開度Ｄｖ０に増大したときには、まず、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ２からベーン開度Ｄｖｎ１に変化するまでのベーン制御信号の変化量が取得される。この取得されたベーン制御信号の変化量（以下この変化量を「第１ベーン制御信号変化量」といい、符号「ΔＳｖ１」を付す）は、図６（Ａ）に網掛けされた領域として示されているように、小要素Ｅ４に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ５に対応するベーン制御信号の変化量とを合計して得られる量に相当する。

　さらに、ベーン開度がベーン開度Ｄｖｎ２からベーン開度Ｄｖ０に変化するまでのベーン制御信号の変化量が取得される。この取得されたベーン制御信号の変化量（以下この変化量を「第２ベーン制御信号変化量」といい、符号「ΔＳｖ２」を付す）は、図６（Ｂ）に網掛けされた領域として示されているように、小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ４に対応するベーン制御信号の変化量と小要素Ｅ５に対応するベーン制御信号の変化量とを合計して得られる量に相当する。

　そして、上式２に示されているように、第２ベーン制御信号変化量ΔＳｖ２から第１ベーン制御信号変化量ΔＳｖ１を減算することによって、小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが算出される。つまり、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータである小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量が同定される。

　そして、斯くして算出された小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが電子制御装置に記憶されている小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量と異なるときには、上記算出された小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量として新たに電子制御装置に記憶される。つまり、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータである小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量が補正される。なお、この場合、小要素Ｅ３に対応するベーン制御信号の変化量は、ベーン開度の変化量を用いて算出されることから、広義には、ベーン開度の変化量に基づいてヒステリシスモデル中のモデルパラメータが補正されるとも言える。

　このように、第１実施形態では、ベーン開度が様々なベーン開度から様々なベーン開度に増大したとき、あるいは、ベーン開度が様々なベーン開度から様々なベーン開度に減少したときに、上述した手法によって、各小要素Ｅ１～Ｅ１０に対応するベーン制御信号の変化量が算出され、これら算出されたベーン制御信号の変化量に基づいて電子制御装置に記憶されている各小要素Ｅ１～Ｅ１０に対応するベーン制御信号の変化量が補正される。

　次に、第１実施形態の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図７（Ａ）に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。図７（Ａ）のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１１において、図７（Ｂ）のルーチン（このルーチンの詳細は後述する）で設定された最新の目標燃料噴射量Ｑｔが取得される。次いで、ステップ１２において、ステップ１１で取得された目標燃料噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁に供給すべき指令信号Ｓｉが算出される。次いで、ステップ１３において、ステップ１２で算出された指令信号Ｓｉが燃料噴射弁に供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図７（Ｂ）に示されている。なお、このルーチンは、同ルーチンが終了されている場合において所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。図７（Ｂ）のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１５において、アクセルペダル踏込量Ｄａｃが取得される。次いで、ステップ１６において、ステップ１５で取得されたアクセルペダル踏込量Ｄａｃに対応する基準燃料噴射量Ｑｂが図３（Ａ）のマップから取得される。次いで、ステップ１７において、ステップ１６で取得された基準燃料噴射量Ｑｂが目標燃料噴射量Ｑｔに設定され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図８（Ａ）に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。図８（Ａ）のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２１において、図８（Ｂ）のルーチン（このルーチンの詳細は後述する）で設定された最新の目標スロットル弁開度Ｄｔｈｔが取得される。次いで、ステップ２２において、ステップ２１で取得された目標スロットル弁開度Ｄｔｈｔに基づいてスロットル弁に供給すべき制御信号Ｓｔｈが算出される。次いで、ステップ２３において、ステップ２２で算出された制御信号Ｓｔｈがスロットル弁に供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態の目標スロットル弁開度の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図８（Ｂ）に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。図８（Ｂ）のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２５において、現在の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱが取得される。次いで、ステップ２６において、ステップ２５で取得された機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとに対応する基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが図３（Ｂ）のマップから取得される。次いで、ステップ２７において、ステップ２６で取得された基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが目標スロットル弁開度Ｄｔｈｔに設定され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態のベーンの制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図９に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。

　図９のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、その時の過給圧Ｐｉｍ、図１０のルーチン（このルーチンの詳細は後述する）で設定された最新の目標過給圧Ｐｉｍｔ、その時の開度増大収束フラグＦｉｄ、および、その時の開度減少収束フラグＦｄｉが取得される。ここで、開度増大収束フラグＦｉｄは、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されたときにセットされ、それ以外のときにリセットされているフラグであり、開度減少収束フラグＦｄｉは、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されたときにセットされ、それ以外のときにリセットされているフラグである。

　次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得された目標過給圧に対する同取得された過給圧の偏差ΔＰｉｍ（＝ＴＰｉｍ－Ｐｉｍ）が算出される。次いで、ステップ１０２において、ステップ１０１で算出された過給圧の偏差ΔＰｉｍに基づいて基準ベーン制御信号Ｓｖｂが算出される。次いで、ステップ１０３において、ステップ１００で取得された開度増大収束フラグＦｉｄがセットされている（Ｆｉｄ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｉｄ＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１０４に進む。一方、Ｆｉｄ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０７に進む。

　ステップ１０４では、増大された目標過給圧に過給圧が収束したときの補正係数Ｋｈｉｄがヒステリシスモデルを用いて算出される。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがステップ１０４で算出された補正係数Ｋｈｉｄによって補正されることによって、ベーン制御信号Ｓｖが算出される。次いで、ステップ１０６において、ステップ１０５で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　ステップ１０７では、ステップ１００で取得された開度減少収束フラグＦｄｉがセットされている（Ｆｄｉ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｄｉ＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１０８に進む。一方、Ｆｄｉ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１１１に進む。

　ステップ１０８では、減少された目標過給圧に過給圧が収束したときの補正係数Ｋｈｄｉがヒステリシスモデルを用いて算出される。次いで、ステップ１０９において、ステップ１０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがステップ１０８で算出された補正係数Ｋｈｄｉによって補正されることによって、ベーン制御信号Ｓｖが算出される。次いで、ステップ１１０において、ステップ１０９で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　ステップ１１１では、ステップ１０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがそのままベーン制御信号Ｓｖとして算出される。次いで、ステップ１１２において、ステップ１１１で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態の目標過給圧の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１０に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。図１０のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３０において、現在の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱが取得される。次いで、ステップ３１において、ステップ３０で取得された機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとに対応する基準過給圧Ｐｉｍｂが図３（Ｃ）のマップから取得される。次いで、ステップ３２において、ステップ３１で取得された基準過給圧Ｐｉｍｂが目標過給圧Ｐｉｍｔに設定され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第１実施形態のモデルパラメータの補正を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１１に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。

　図１１のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、その時の過渡運転フラグＦｔが取得される。この過渡運転フラグＦｔは、機関運転状態がいわゆる過渡運転状態（すなわち、機関回転数および要求機関トルクの少なくとも一方が変化している機関運転状態）にあるときにセットされており、機関運転状態がいわゆる定常運転状態（すなわち、機関回転数および要求機関トルクが一定である機関運転状態）にあるときにリセットされているフラグである。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得された過渡運転フラグＦｔがセットされている（Ｆｔ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｔ＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ２０２に進む。一方、Ｆｔ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。

　ステップ２０２では、その時のベーン開度Ｄｖおよびその時のベーン制御信号Ｓｖが取得され、これら取得されたベーン開度Ｄｖおよびベーン制御信号Ｓｖが電子制御装置に記憶される。次いで、ステップ２０３において、その時の過渡運転フラグＦｔが取得される。次いで、ステップ２０４において、ステップ２０３で取得された過渡運転フラグＦｔがセットされている（Ｆｔ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｔ＝１であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２０２に戻る。一方、Ｆｔ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ２０５に進む。

　ステップ２０５では、ステップ２０２で電子制御装置に記憶されたベーン開度Ｄｖおよびベーン制御信号Ｓｖを用いて、ベーン開度が所定開度だけ変化する間のベーン制御信号の変化量ΔＳｖが算出される。次いで、ステップ２０６において、ステップ２０５で算出されたベーン制御信号の変化量ΔＳｖを用いて、各小要素に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが算出される。次いで、ステップ２０７において、ステップ２０６で算出された各小要素に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅを用いて、電子制御装置に記憶されているヒステリシスモデル中のモデルパラメータである各小要素に対応するベーン制御信号の変化量が補正され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第２実施形態の構成および制御に鑑みたときに第１実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。

　第２実施形態では、ヒステリシスモデル中のモデルパラメータとして、図１２に示されているように、機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとによって規定される機関運転状態に応じたモデルパラメータの組合せが機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとの関数のマップの形でモデルパラメータ群ＭＰとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱとに対応するモデルパラメータ群ＭＰが図１２のマップから取得され、この取得されたモデルパラメータ群ＭＰがヒステリシスモデル中のモデルパラメータとして用いられる。

　そして、第２実施形態では、第１実施形態に関連して説明したモデルパラメータに対する補正は、モデルパラメータの同定が行われたときの機関回転数と要求機関トルクとに対応するモデルパラメータ群に対して行われる。

　さらに、第２実施形態では、内燃機関から出力される出力である機関出力が予め定められた値よりも小さいとき（特に、機関運転状態がいわゆるアイドリング運転状態にあって機関出力が極めて小さいとき）に、ベーン開度の変化量に基づいてモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてこのときの機関運転状態に対応するモデルパラメータ群が補正される。

　第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的高い頻度で生じる機関運転状態に対応するモデルパラメータ群に対して補正が行われる回数は、比較的多い。言い換えれば、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的低い頻度でしか生じない機関運転状態に対応するモデルパラメータ群に対して補正が行われる回数は、比較的少ない。そして、機関出力が予め定められた値以上であるときに比較的低い頻度でしか生じない機関運転状態は、機関出力が予め定められた値よりも小さいときに比較的高い頻度で生じる。

　ここで、第２実施形態では、機関出力が予め定められた値よりも小さいときにモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてその時の機関運転状態に対応するモデルパラメータ群が補正される。このため、第２実施形態によれば、ヒステリシスモデルを用いて算出された補正係数によって補正されたベーン制御信号によってベーン開度が制御されるときに、全ての機関運転状態において過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られるという効果が得られる。

　なお、上述した第２実施形態のモデルパラメータ群に対する補正の考え方は、広くは、予め定められた制御量を制御する制御対象に供給される制御信号を補正するための補正係数を算出するヒステリシスモデル中のモデルパラメータに対する補正にも適用可能である。したがって、第２実施形態のこの考え方によれば、広くは、内燃機関から出力される機関出力が予め定められた値よりも小さいとき（特に、機関運転状態がいわゆるアイドリング運転状態にあって機関出力が極めて小さいとき）に、制御対象の動作状態の変化量に基づいてモデルパラメータが同定され、この同定されたモデルパラメータに基づいてこのときの機関運転状態に対応するモデルパラメータが補正される。

　次に、第２実施形態のモデルパラメータ群に対する補正を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１３に示されている。なお、このルーチンは所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。

　図１３のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３００において、その時の機関出力Ｐｅが取得される。次いで、ステップ３０１において、ステップ３００で取得された機関出力Ｐｅが予め定められた値Ｐｅｔｈよりも小さい（Ｐｅ＜Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｅ＜Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０２に進む。一方、Ｐｅ＜Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０８に進む。

　ステップ３０２では、その時のベーン開度Ｄｖおよびその時のベーン制御信号Ｓｖが取得され、これら取得されたベーン開度およびベーン制御信号が電子制御装置に記憶される。次いで、ステップ３０３において、その時の機関出力Ｐｅが取得される。次いで、ステップ３０４において、ステップ３０３で取得された機関出力Ｐｅが予め定められた値Ｐｅｔｈよりも小さい（Ｐｅ＜Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｅ＜Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０２に戻る。一方、Ｐｅ＜Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０５に進む。

　ステップ３０５では、ステップ３０２で電子制御装置に記憶されたベーン開度Ｄｖおよびベーン制御信号Ｓｖを用いて、ベーン開度が所定開度だけ変化する間のベーン制御信号の変化量ΔＳｖが算出される。次いで、ステップ３０６において、ステップ３０５で算出されたベーン制御信号の変化量ΔＳｖを用いて、各小要素に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅが算出される。次いで、ステップ３０７において、ステップ３０６で算出された各小要素に対応するベーン制御信号の変化量ΔＳｖｅを用いて、電子制御装置にその時の機関運転状態に対応して記憶されているヒステリシスモデル中のモデルパラメータである各小要素に対応するベーン制御信号の変化量が補正され、次いで、ルーチンが終了する。

　ステップ３０８では、図１１のルーチンが実行され、次いで、ルーチンが終了する。

　次に、第３実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第３実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第３実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。また、以下の説明において「過給圧増大収束時点」とは「増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少される場合において、前記増大された目標過給圧に過給圧が収束する時点」であり、「過給圧減少収束時点」とは「減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大される場合において、前記減少された目標過給圧に過給圧が収束する時点」であある。

　第３実施形態では、目標過給圧が増大され、この増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されると予測されたときには、過給圧増大収束時点が予測されるとともに、この予測された過給圧増大収束時点で算出されるベーン制御信号を補正するための補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、過給圧増大収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出されるベーン制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正される。そして、この補正されたベーン制御信号がベーンに供給される。

　あるいは、第３実施形態では、目標過給圧が減少され、この減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されると予測されたときには、過給圧減少束時点が予測されるとともに、この予測された過給圧減少収束時点で算出されるベーン制御信号を補正するための補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、過給圧減少収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出されるベーン制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正される。そして、この補正されたベーン制御信号がベーンに供給される。

　第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少され、この減少された目標過給圧に向かって過給圧を変化させ始めるときに、ベーンの動作のヒステリシスに起因してベーンの動作に遅れが生じる。また、減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大され、この増大された目標過給圧に向かって過給圧を変化させ始めるときに、ベーンの動作のヒステリシスに起因してベーンの動作に遅れが生じる。したがって、過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点において、過給圧の制御に関して所期の制御特性を得、ひいては、高い排気エミッション性能を得るという観点では、目標過給圧が増大された後に減少される場合において、この減少された目標過給圧に向かって過給圧が変化せしめられる前（特に、この減少された目標過給圧に向かって過給圧が変化せしめられる直前）、または、目標過給圧が減少された後に増大される場合において、この増大された目標過給圧に向かって過給圧が変化せしめられる前（特に、この増大された目標過給圧に向かって過給圧が変化せしめられる直前）に、過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点における前記ベーンの動作の遅れが回避されるようにベーン制御信号を補正することが好ましい。

　ここで、第３実施形態では、過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点よりも前の時点で算出されるベーン制御信号が予測補正係数によって補正され、この補正されたベーン制御信号がベーンに供給される。したがって、過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点が到来したときには、ベーンの動作のヒステリシスに起因するベーンの動作の遅れが回避される。このため、第３実施形態によれば、過給圧の制御に関して所期の制御特性が得られ、ひいては、高い排気エミッション性能が得られるという効果が得られる。

　なお、第３実施形態の過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点を予測する手法は、如何なる手法でもよい。したがって、第３実施形態の過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点を予測する手法として、たとえば、将来の過給圧の変化を演算によって算出するためのモデルを構築し、このモデルを用いて過給圧増大収束時点または過給圧減少収束時点を予測する手法を採用することができる。

　また、第３実施形態の過給圧増大収束時点は、増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少される場合において、前記増大された目標過給圧に過給圧が収束する時点であれば、如何なる時点でもよい。したがって、第３実施形態の過給圧増大収束時点として、たとえば、内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標過給圧が減少される場合において前記増大された目標過給圧に過給圧が収束する時点を採用することができる。

　また、第３実施形態の過給圧減少収束時点は、減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大される場合において、前記減少された目標過給圧に過給圧が収束する時点であれば、如何なる時点でもよい。したがって、第３実施形態の過給圧減少収束時点として、たとえば、内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標過給圧が増大される場合において前記減少された目標過給圧に過給圧が収束する時点を採用することができる。

　また、上述した第３実施形態のベーン制御信号に対する補正の考え方は、広くは、予め定められた制御量を制御する制御対象に供給される制御信号に対する補正にも適用可能である。したがって、第３実施形態のこの考え方によれば、広くは、制御量の目標値である目標制御量が増大されてこの増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少される場合において、前記増大された目標制御量に向かって制御量が増大するときの制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標制御量が増大されてこの増大された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに、前記増大された目標制御量に制御量が収束する時点である制御量増大収束時点が予測されるとともに、この予測された制御量増大収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、制御量増大収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正される。そして、この補正された制御信号が制御対象に供給される。

　あるいは、制御量の目標値である目標制御量が減少されてこの減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大される場合において、前記減少された目標制御量に向かって制御量が減少するときの制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標制御量が減少されてこの減少された目標制御量に制御量が収束した後に目標制御量が増大されると予測されたときに、前記減少された目標制御量に制御量が収束する時点である制御量減少収束時点が予測されるとともに、この予測された制御量減少収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出される。そして、制御量減少収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号が前記算出された予測補正係数によって補正される。そして、この補正された制御信号が制御対象に供給される。

　次に、第３実施形態のベーン制御信号の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１４～図１６に示されている。なお、このルーチンは所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。

　図１４～図１６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ４００において、その時の過給圧Ｐｉｍ、図１０のルーチン（このルーチンの詳細は後述する）で設定された最新の目標過給圧Ｐｉｍｔ、その時の開度増大収束予測フラグＦｉｄｐ、および、その時の開度減少収束予測フラグＦｄｉｐが取得される。ここで、開度増大収束予測フラグＦｉｄｐは、目標過給圧が増大されてこの増大された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が減少されると予測されたときにセットされ、それ以外のときにリセットされているフラグであり、開度減少収束予測フラグＦｄｉｐは、目標過給圧が減少されてこの減少された目標過給圧に過給圧が収束した後に目標過給圧が増大されると予測されたときにセットされ、それ以外のときにリセットされているフラグである。

　次いで、ステップ４０１において、ステップ４００で取得された目標過給圧に対する同取得された過給圧の偏差ΔＰｉｍ（＝ＴＰｉｍ－Ｐｉｍ）が算出される。次いで、ステップ４０２において、ステップ４０１で算出された過給圧の偏差ΔＰｉｍに基づいて基準ベーン制御信号Ｓｖｂが算出される。次いで、ステップ４０３において、ステップ４００で取得された開度増大収束予測フラグＦｉｄｐがセットされている（Ｆｉｄｐ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｉｄｐ＝１であると判別されたときには、ルーチンは図１５のステップ４０７に進む。一方、Ｆｉｄｐ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４０４に進む。

　図１５のステップ４０７では、増大している過給圧が目標過給圧に収束する時点である過給圧増大収束時点Ｔｉが予測される。次いで、ステップ４０８において、ステップ４０７で予測された過給圧増大収束時点Ｔｉにおける補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数Ｋｈｉｄｐとして算出される。次いで、ステップ４０９において、現時点Ｔｐがステップ４０７で予測された過給圧増大収束時点Ｔｉよりも予め定められた時間ΔＴだけ前の時点である（Ｔｐ＝Ｔｉ－ΔＴ）か否かが判別される。ここで、Ｔｐ＝Ｔｉ－ΔＴであると判別されたときには、ルーチンはステップ４１０に進む。一方、Ｔｐ＝Ｔｉ－ΔＴではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４１２に進む。

　図１５のステップ４１０では、図１４のステップ４０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがステップ４０８で算出された予測補正係数Ｋｈｉｄｐによって補正されることによって、ベーン制御信号Ｓｖが算出される。次いで、ステップ４１１において、ステップ４１０で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　図１５のステップ４１２では、ステップ４０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがそのままベーン制御信号Ｓｖとして算出される。次いで、ステップ４１３において、ステップ４１２で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　図１４のステップ４０４では、ステップ４００で取得された開度減少収束予測フラグＦｄｉｐがセットされている（Ｆｄｉｐ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｄｉｐ＝１であると判別されたときには、ルーチンは図１６のステップ４１４に進む。一方、Ｆｄｉｐ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４０５に進む。

　図１６のステップ４１４では、減少している過給圧が目標過給圧に収束する時点である過給圧減少収束時点Ｔｄが予測される。次いで、ステップ４１５において、ステップ４１４で予測された過給圧減少収束時点Ｔｄにおける補正係数がヒステリシスモデルを用いて予測補正係数Ｋｈｄｉｐとして算出される。次いで、ステップ４１６において、現時点Ｔｐがステップ４１４で予測された過給圧減少収束時点Ｔｄよりも予め定められた時間ΔＴだけ前の時点である（Ｔｐ＝Ｔｄ－ΔＴ）か否かが判別される。ここで、Ｔｐ＝Ｔｄ－ΔＴであると判別されたときには、ルーチンはステップ４１７に進む。一方、Ｔｐ＝Ｔｄ－ΔＴではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４１９に進む。

　図１６のステップ４１７では、図１４のステップ４０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがステップ４１５で算出された予測補正係数Ｋｈｄｉｐによって補正されることによって、ベーン制御信号Ｓｖが算出される。次いで、ステップ４１８において、ステップ４１７で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　図１６のステップ４１９では、ステップ４０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがそのままベーン制御信号Ｓｖとして算出される。次いで、ステップ４２０において、ステップ４１９で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　図１４のステップ４０５では、ステップ４０２で算出された基準ベーン制御信号Ｓｖｂがそのままベーン制御信号Ｓｖとして算出される。次いで、ステップ４０６において、ステップ４０５で算出されたベーン制御信号Ｓｖがベーンに供給され、次いで、ルーチンが終了する。

　なお、上述した実施形態は、本発明の制御対象を圧縮自着火式の内燃機関に適用した場合の実施形態であるが、本発明は、圧縮自着火式の内燃機関以外の内燃機関にも適用可能であり、たとえば、火花点火式の内燃機関（すなわち、いわゆるガソリンエンジン）にも適用可能である。

Claims

　予め定められた制御量を制御する制御対象を具備する内燃機関の制御装置であって、
　前記制御量をその目標値である目標制御量に制御するために前記制御対象に供給すべき制御信号を算出し、前記制御量の変化の履歴が予め定められた履歴ではないときには、前記算出された制御信号を前記制御対象に供給し、前記制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときには、前記算出された制御信号を補正し、該補正された制御信号を前記制御対象に供給する内燃機関の制御装置において、
　前記制御対象がその動作にヒステリシスを有し、
　前記制御対象のヒステリシスが小さくなるように前記制御対象に供給される制御信号を補正する補正係数を算出する前記制御対象に関するモデルとして、プライザッハ分布関数に基づいて構築されたヒステリシスモデルが用意されており、
　前記制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であるときの前記算出された制御信号の補正が前記ヒステリシスモデルによって算出される補正係数によって前記算出された制御信号を補正することによって行われ、
　前記制御対象の動作状態の変化中の該制御対象の動作状態の変化量に基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータを同定し、該同定されたモデルパラメータに基づいて前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータを補正する内燃機関の制御装置。
　前記モデルパラメータが内燃機関の運転状態に対応してそれぞれ用意されており、該用意されているモデルパラメータのうち内燃機関の運転状態に対応したモデルパラメータが前記ヒステリシスモデル中のモデルパラメータとして用いられ、前記モデルパラメータの同定が行われたときの内燃機関の運転状態に対応する前記用意されているモデルパラメータが前記同定されたモデルパラメータに基づいて補正される請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
　内燃機関から出力される出力である機関出力が予め定められた値よりも小さいときに、前記制御対象の変化量に基づいて前記モデルパラメータを同定し、該同定されたモデルパラメータに基づいて該モデルパラメータの同定が行われたときの内燃機関の運転状態に対応する前記用意されているモデルパラメータを補正する内燃機関の制御装置。
　請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
　目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに前記増大された目標制御量に前記制御量が収束する時点である制御量増大収束時点を予測するとともに、該予測された制御量増大収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数を前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出し、前記制御量増大収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号を前記算出された予測補正係数によって補正し、該補正された制御信号を前記制御対象に供給し、
　あるいは、目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に目標制御量が減少されると予測されたときに前記減少された目標制御量に前記制御量が収束する時点である制御量減少収束時点を予測するとともに、該予測された制御量減少収束時点において算出される制御信号を補正するための補正係数を前記ヒステリシスモデルを用いて予測補正係数として算出し、前記制御量減少収束時点よりも予め定められた時間だけ前の時点で算出される制御信号を前記算出された予測補正係数によって補正し、該補正された制御信号を前記制御対象に供給する内燃機関の制御装置。
　請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
　内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、
　あるいは、
　内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴である内燃機関の制御装置。
　請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
　内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大されて該増大された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に加速が要求されたことに起因して目標制御量が減少される場合において前記増大された目標制御量に向かって前記制御量が増大するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴であり、
　あるいは、
　内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が減少されて該減少された目標制御量に前記制御量が収束した後に内燃機関に減速が要求されたことに起因して目標制御量が増大される場合において前記減少された目標制御量に向かって前記制御量が減少するときの該制御量の変化の履歴が前記予め定められた履歴である内燃機関の制御装置。
　請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
　前記内燃機関が過給機を具備し、該過給機が吸気通路に配置されるコンプレッサと排気通路に配置される排気タービンと該排気タービンを通過する排気ガスの流量または流速を変更することができる排気流変更手段とを有し、前記制御対象が前記排気流変更手段であり、前記制御量が前記コンプレッサによって圧縮された吸気通路内のガスの圧力である過給圧である内燃機関の制御装置。