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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022094558
(43)【公開日】2022-06-27
(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置
(51)【国際特許分類】
F02B 37/24 20060101AFI20220620BHJP
F02M 26/10 20160101ALI20220620BHJP
F02M 26/47 20160101ALI20220620BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20220620BHJP
【ＦＩ】
F02B37/24
F02M26/10 311
F02M26/47 B
F02B37/00 302F
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020207510
(22)【出願日】2020-12-15
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池貝 潤
【テーマコード（参考）】
3G005
3G062
【Ｆターム（参考）】
3G005EA04
3G005EA15
3G005FA04
3G005FA06
3G005FA35
3G005GA04
3G005GB81
3G005GD01
3G005GE08
3G005HA12
3G005JA06
3G005JA24
3G005JA26
3G005JA28
3G062AA05
3G062EA10
3G062ED08
3G062FA05
3G062GA23
(57)【要約】
【課題】ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を、過給域及び無過給域での定常状態に加えて過渡状態でも保障し、ＮＯｘ発生量をより低減させることができる、内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】可変ノズルを備えたターボ過給機とＥＧＲシステムとを有し、制御装置は、目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、過給圧が目標過給圧に近づくように閉度関連量を求める目標過給圧閉度関連量算出部と、目標ＥＧＲ前後差圧を算出する目標ＥＧＲ前後差圧算出部と、ＥＧＲシステムの前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧に近づくように閉度関連量を求める目標差圧保障閉度関連量算出部と、目標過給圧閉度関連量と目標差圧保障閉度関連量の大きい方を最終目標閉度関連量として選択する閉度関連量選択部と、可変ノズルの閉度関連量が最終目標閉度関連量に近づくように可変ノズルの閉度を制御する可変ノズル制御量出力部とを有する。
【選択図】図２
【解決手段】可変ノズルを備えたターボ過給機とＥＧＲシステムとを有し、制御装置は、目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、過給圧が目標過給圧に近づくように閉度関連量を求める目標過給圧閉度関連量算出部と、目標ＥＧＲ前後差圧を算出する目標ＥＧＲ前後差圧算出部と、ＥＧＲシステムの前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧に近づくように閉度関連量を求める目標差圧保障閉度関連量算出部と、目標過給圧閉度関連量と目標差圧保障閉度関連量の大きい方を最終目標閉度関連量として選択する閉度関連量選択部と、可変ノズルの閉度関連量が最終目標閉度関連量に近づくように可変ノズルの閉度を制御する可変ノズル制御量出力部とを有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可変ノズルを備えたターボ過給機と排気ガスの一部を排気系から吸気系へ再循環させるＥＧＲシステムとを有する内燃機関システムを制御する内燃機関の制御装置であって、
前記可変ノズルは、排気管から前記ターボ過給機のタービンへ排気ガスを導く流路の閉度に関連する閉度関連量を調整可能であり、
前記制御装置には、前記閉度関連量に対するＥＧＲ前後差圧に関する特性が設定された閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性が、運転状態に応じて複数記憶されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の前記運転状態を検出可能であり、
前記運転状態に基づいて目標過給圧を算出する、目標過給圧算出部と、
過給圧が、前記目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標過給圧閉度関連量を算出する、目標過給圧閉度関連量算出部と、
前記運転状態に基づいて排気ガスを再循環させるために必要となる前記ＥＧＲシステムの前後差圧である目標ＥＧＲ前後差圧を算出する、目標ＥＧＲ前後差圧算出部と、
前記運転状態に応じて抽出した前記閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と前記目標ＥＧＲ前後差圧とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が、前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標差圧保障閉度関連量を算出する、目標差圧保障閉度関連量算出部と、
前記目標過給圧閉度関連量と前記目標差圧保障閉度関連量との大きいほうを最終目標閉度関連量として選択する閉度関連量選択部と、
前記可変ノズルの前記閉度関連量が、前記最終目標閉度関連量に近づくようにフィードバック制御にて前記可変ノズルを制御する、可変ノズル制御量出力部と、
を有する、
内燃機関の制御装置。
前記可変ノズルは、排気管から前記ターボ過給機のタービンへ排気ガスを導く流路の閉度に関連する閉度関連量を調整可能であり、
前記制御装置には、前記閉度関連量に対するＥＧＲ前後差圧に関する特性が設定された閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性が、運転状態に応じて複数記憶されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の前記運転状態を検出可能であり、
前記運転状態に基づいて目標過給圧を算出する、目標過給圧算出部と、
過給圧が、前記目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標過給圧閉度関連量を算出する、目標過給圧閉度関連量算出部と、
前記運転状態に基づいて排気ガスを再循環させるために必要となる前記ＥＧＲシステムの前後差圧である目標ＥＧＲ前後差圧を算出する、目標ＥＧＲ前後差圧算出部と、
前記運転状態に応じて抽出した前記閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と前記目標ＥＧＲ前後差圧とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が、前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標差圧保障閉度関連量を算出する、目標差圧保障閉度関連量算出部と、
前記目標過給圧閉度関連量と前記目標差圧保障閉度関連量との大きいほうを最終目標閉度関連量として選択する閉度関連量選択部と、
前記可変ノズルの前記閉度関連量が、前記最終目標閉度関連量に近づくようにフィードバック制御にて前記可変ノズルを制御する、可変ノズル制御量出力部と、
を有する、
内燃機関の制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記ＥＧＲシステムは、前記排気系から前記吸気系へと接続されたＥＧＲ流路を介して排気ガスの一部を前記排気系から前記吸気系へ再循環させており、
前記制御装置には、
ＥＧＲガス流量に対する前記ＥＧＲ流路の圧力損失が設定されたＥＧＲガス流量・圧力損失特性が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態に基づいて求めたＥＧＲガス流量と、前記ＥＧＲガス流量・圧力損失特性に基づいて算出した圧力損失以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
前記ＥＧＲシステムは、前記排気系から前記吸気系へと接続されたＥＧＲ流路を介して排気ガスの一部を前記排気系から前記吸気系へ再循環させており、
前記制御装置には、
ＥＧＲガス流量に対する前記ＥＧＲ流路の圧力損失が設定されたＥＧＲガス流量・圧力損失特性が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態に基づいて求めたＥＧＲガス流量と、前記ＥＧＲガス流量・圧力損失特性に基づいて算出した圧力損失以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
【請求項3】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置には、
前記目標ＥＧＲ前後差圧の値として所定値が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記所定値以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
前記制御装置には、
前記目標ＥＧＲ前後差圧の値として所定値が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記所定値以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
【請求項4】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置には、
前記内燃機関の前記運転状態に対するＥＧＲ前後差圧が設定された運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態と、前記運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性に基づいて算出したＥＧＲ前後差圧以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
前記制御装置には、
前記内燃機関の前記運転状態に対するＥＧＲ前後差圧が設定された運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性が記憶されており、
前記制御装置は、
前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態と、前記運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性に基づいて算出したＥＧＲ前後差圧以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、
内燃機関の制御装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記目標差圧保障閉度関連量算出部にて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて前記目標差圧保障閉度関連量を求める際、前記可変ノズルの閉度が大きくなる側へフィードバック制御して求める、
内燃機関の制御装置。
前記制御装置は、
前記目標差圧保障閉度関連量算出部にて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて前記目標差圧保障閉度関連量を求める際、前記可変ノズルの閉度が大きくなる側へフィードバック制御して求める、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可変ノズルを備えたターボ過給機と、排気ガスの一部を排気系から吸気系へ再循環させるＥＧＲシステムとを有する内燃機関システムを制御する、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、内燃機関を搭載した車両は、排気ガス中のＮＯｘをより低減するために、排気ガスの一部を吸気系へ再循環し、燃焼温度を低下させてＮＯｘ発生量を低減させるＥＧＲシステムを搭載している。一般的なＥＧＲシステムは、排気マニホルドと吸気マニホルドを連通するＥＧＲ配管を有し、ＥＧＲ配管に設けたＥＧＲ弁を用いてＥＧＲ配管の開度を調整してＥＧＲガス流量を調整することで、排気ガスの一部を吸気系へ再循環させている。
【0003】
過給機を有していない自然吸気の内燃機関では、吸気マニホルド内の圧力は大気圧よりも低い負圧であり、排気マニホルド内の圧力は大気圧よりも高い正圧であるので、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ配管内を排気マニホルドの側から吸気マニホルドの側へと問題なく流れる。しかし、過給機を有する内燃機関では、吸気マニホルド内の圧力が大気圧よりも高い正圧となる場合があるので、ＥＧＲガスが排気マニホルドの側から吸気マニホルドの側へと流れない場合がある。ＥＧＲシステムの制御性を担保させるためには、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲ前後差圧（排気マニホルド内圧力と吸気マニホルド内圧力の圧力差）が必要である。そしてＥＧＲ前後差圧を担保させるためには、ターボ過給機の可変ノズルの閉度を適切な閉度に調整する必要がある（可変ノズルの閉度を大きく（開度を小さく）するほど、排気マニホルド内の圧力が上昇する）。
【0004】
例えば特許文献１に記載のターボチャージャの制御装置では、可変ノズルの開度（閉度）の変化に対して過給圧がほとんど変化しない無過給域（主に、アイドル回転数などの低回転・低負荷の領域）において、ＥＧＲの制御性を担保可能となるように可変ノズルの開度（閉度）を適切に調整している。これにより、内燃機関の無過給域において、ＥＧＲの制御性を担保している（ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲ前後差圧を保障している）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－１５７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
例えば図９は、横軸を時間、縦軸を内燃機関の回転数とした運転モードの一例を示している。この例では、時間Ｔ０１にて内燃機関を始動してから、時間Ｔ１４にて内燃機関を停止するまでの回転数の変化（例えば、走行と一時停止）の例を示している。そして図９中において運転状態Ｂはアイドリング回転数での定常状態（無過給域の定常状態）を示し、運転状態Ａはアイドリング回転数よりも高い回転数での定常状態（過給域の定常状態）を示し、運転状態Ｃは回転数（及び過給圧）が変動している過渡状態（過給域の過渡状態及び無過給域の過渡状態）を示している。従来は、図９中の運転状態Ａの場合のみ、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障していた。これに対して特許文献１に記載のターボチャージャの制御装置では、運転状態Ａに加えて運転状態Ｂの場合も、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障できるようにしているが、運転状態Ｃの場合（過渡状態）については、保障できていない。
【0007】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を、過給域及び無過給域での定常状態に加えて過渡状態でも保障し、ＮＯｘ発生量をより低減させることができる、内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、可変ノズルを備えたターボ過給機と排気ガスの一部を排気系から吸気系へ再循環させるＥＧＲシステムとを有する内燃機関システムを制御する内燃機関の制御装置である。前記可変ノズルは、排気管から前記ターボ過給機のタービンへ排気ガスを導く流路の閉度に関連する閉度関連量を調整可能であり、前記制御装置には、前記閉度関連量に対するＥＧＲ前後差圧に関する特性が設定された閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性が、運転状態に応じて複数記憶されている。そして前記制御装置は、前記内燃機関の前記運転状態を検出可能であり、前記運転状態に基づいて目標過給圧を算出する、目標過給圧算出部と、過給圧が、前記目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標過給圧閉度関連量を算出する、目標過給圧閉度関連量算出部と、前記運転状態に基づいて排気ガスを再循環させるために必要となる前記ＥＧＲシステムの前後差圧である目標ＥＧＲ前後差圧を算出する、目標ＥＧＲ前後差圧算出部と、前記運転状態に応じて抽出した前記閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と前記目標ＥＧＲ前後差圧とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が、前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた前記閉度関連量である目標差圧保障閉度関連量を算出する、目標差圧保障閉度関連量算出部と、前記目標過給圧閉度関連量と前記目標差圧保障閉度関連量との大きいほうを最終目標閉度関連量として選択する閉度関連量選択部と、前記可変ノズルの前記閉度関連量が、前記最終目標閉度関連量に近づくようにフィードバック制御にて前記可変ノズルを制御する、可変ノズル制御量出力部と、を有する、内燃機関の制御装置である。
【0009】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲシステムは、前記排気系から前記吸気系へと接続されたＥＧＲ流路を介して排気ガスの一部を前記排気系から前記吸気系へ再循環させており、前記制御装置には、ＥＧＲガス流量に対する前記ＥＧＲ流路の圧力損失が設定されたＥＧＲガス流量・圧力損失特性が記憶されている。そして前記制御装置は、前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態に基づいて求めたＥＧＲガス流量と、前記ＥＧＲガス流量・圧力損失特性に基づいて算出した圧力損失以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、内燃機関の制御装置である。
【0010】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置には、前記目標ＥＧＲ前後差圧の値として所定値が記憶されている。そして前記制御装置は、前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記所定値以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、内燃機関の制御装置である。
【0011】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置には、前記内燃機関の前記運転状態に対するＥＧＲ前後差圧が設定された運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性が記憶されている。そして前記制御装置は、前記目標ＥＧＲ前後差圧算出部にて、前記運転状態と、前記運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性に基づいて算出したＥＧＲ前後差圧以上の圧力を前記目標ＥＧＲ前後差圧に設定する、内燃機関の制御装置である。
【0012】
次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明～第４の発明のいずれか１つに係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記目標差圧保障閉度関連量算出部にて、前記ＥＧＲシステムの前後差圧が前記目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて前記目標差圧保障閉度関連量を求める際、前記可変ノズルの閉度が大きくなる側へフィードバック制御して求める、内燃機関の制御装置である。
【発明の効果】
【0013】
第１の発明によれば、内燃機関の定常状態と過渡状態にかかわらず、過給圧が目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた目標過給圧閉度関連量と、ＥＧＲシステムの前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた目標差圧保障閉度関連量と、の大きいほうを最終目標閉度関連量として選択する。そして、可変ノズルの閉度関連量が、最終目標閉度関連量に近づくようにフィードバック制御にて可変ノズルの閉度を調整する。これにより、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を、過給域及び無過給域での定常状態に加えて過渡状態でも保障し、ＮＯｘ発生量をより低減させることができる。
【0014】
第２の発明によれば、ＥＧＲガス流量に応じて目標ＥＧＲ前後差圧を変更するので、より精度よく可変ノズルの閉度を調整することができる。
【0015】
第３の発明によれば、目標ＥＧＲ前後差圧を所定値（固定値）とすることで、処理量及び処理時間が低減され、処理負荷が軽減される。
【0016】
第４の発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて目標ＥＧＲ前後差圧を変更するので、より精度よく可変ノズルの閉度を調整することができる。
【0017】
目標差圧保障閉度関連量を求める際、閉度が小さくなる側へのフィードバック制御にて求めてしまうと、目標過給圧へのフィードバック制御の応答が遅れる可能性があるので好ましくない。しかし第５の発明によれば、目標差圧保障閉度関連量を求める際、閉度が大きくなる側へのフィードバック制御にて求めるので、目標過給圧へのフィードバック制御の応答が遅れることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】内燃機関システム全体の概略構成の例を説明する図である。
【図2】制御装置の処理の全体の概要を説明する制御ブロック図である。
【図6】ＥＧＲガス流量・圧力損失特性の例を説明する図である。
【図7】運転状態に応じた、閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性の例を説明する図である。
【図8】目標過給圧の変動に対して、本実施の形態での実際の過給圧（実過給圧）の追従と、従来の実過給圧の追従の例と、本実施の形態での最終目標ノズル閉度と、従来の最終目標ノズル閉度の例を説明する図である。
【図9】従来の制御にてＥＧＲの制御性が担保される運転状態Ａと、特許文献１の制御にてＥＧＲの制御性が担保される運転状態Ａ＋運転状態Ｂと、本実施の形態にて説明した処理にてＥＧＲの制御性が担保される運転状態Ａ＋運転状態Ｂ＋運転状態Ｃの例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
［内燃機関システム１の概略構成の例（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関システム１の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関システム１の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。
【0020】
以下、システム全体について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。吸気管１１Ａの流入側には、エアクリーナ（図示省略）、吸気流量検出手段２１（例えば、吸気流量センサ）が設けられている。吸気流量検出手段２１は、内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また吸気流量検出手段２１には、吸気温度検出手段２８Ａ（例えば、吸気温度センサ）、大気圧検出手段２３（例えば、大気圧センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ａは、吸気流量検出手段２１を通過する吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。大気圧検出手段２３は、周囲の大気圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0021】
吸気管１１Ａの流出側はコンプレッサ３５の流入側に接続され、コンプレッサ３５の流出側は吸気管１１Ｂの流入側に接続されている。ターボ過給機３０（過給機に相当）のコンプレッサ３５は、排気ガスのエネルギーによって回転駆動されるタービン３６にて回転駆動され、吸気管１１Ａから流入された吸気を吸気管１１Ｂに圧送することで過給する。
【0022】
コンプレッサ３５の上流側となる吸気管１１Ａには、コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ上流圧力検出手段２４Ａは、吸気管１１Ａ内の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。コンプレッサ３５の下流側となる吸気管１１Ｂ（吸気管１１Ｂにおけるコンプレッサ３５とインタークーラ１６との間の位置）には、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂは、吸気管１１Ｂ内の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0023】
吸気管１１Ｂには、上流側にインタークーラ１６が配置され、インタークーラ１６よりも下流側にスロットル装置４７が配置されている。インタークーラ１６は、コンプレッサ下流圧力検出手段２４Ｂよりも下流側に配置されている。インタークーラ１６とスロットル装置４７との間には、吸気温度検出手段２８Ｂ（例えば、吸気温度センサ）が設けられている。吸気温度検出手段２８Ｂは、インタークーラ１６にて温度が低下された吸気の温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0024】
スロットル装置４７は、制御装置５０からの制御信号に基づいて吸気管１１Ｂの開度を調整するスロットルバルブ４７Ｖを駆動し、吸気流量を調整可能である。制御装置５０は、スロットル開度検出手段４７Ｓ（例えば、スロットル開度センサ）からの検出信号と目標スロットル開度に基づいて、スロットル装置４７に制御信号を出力してスロットルバルブ４７Ｖの開度を調整可能である。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて検出したアクセルペダルの踏込量と内燃機関１０の運転状態等に基づいて目標スロットル開度を求める。
【0025】
アクセルペダル踏込量検出手段２５は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出手段２５からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。
【0026】
吸気管１１Ｂの流出側は吸気マニホルド１１Ｃの流入側に接続されており、吸気マニホルド１１Ｃの流出側は内燃機関１０の流入側に接続されている。また吸気管１１Ｂにおけるスロットル装置４７よりも下流側には（吸気マニホルド１１Ｃには）、吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃ（例えば圧力センサ）が設けられており、ＥＧＲ配管１３の流出側が接続されている。吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃは、吸気マニホルド１１Ｃに流入する直前の吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。またＥＧＲ配管１３の流出側（吸気管１１Ｂとの接続部）からは、ＥＧＲ配管１３の流入側（排気管１２Ｂとの接続部）から流入してきたＥＧＲガスが、吸気管１１Ｂ内に吐出される。
【0027】
内燃機関１０は複数のシリンダ４５Ａ～４５Ｄ（気筒）を有しており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ４３Ａ～４３Ｄには、コモンレール４１と燃料配管４２Ａ～４２Ｄを介して燃料が供給されており、インジェクタ４３Ａ～４３Ｄは、制御装置５０からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ４５Ａ～４５Ｄ内に燃料を噴射する。コモンレール４１には、燃料圧力検出手段７３が設けられており、燃料ポンプ７２によって目標燃料圧力に調整された燃料が充填されている。制御装置５０は、燃料圧力検出手段７３を用いて検出した燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプ７２を制御する。
【0028】
内燃機関１０には、クランク角度検出手段２２Ａ、カム角度検出手段２２Ｂ、クーラント温度検出手段２８Ｃ等が設けられている。クランク角度検出手段２２Ａは、例えば回転センサであり、内燃機関１０のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。カム角度検出手段２２Ｂは、例えば回転センサであり、内燃機関１０のカムシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、クランク角度検出手段２２Ａとカム角度検出手段２２Ｂからの検出信号に基づいて、各シリンダの工程及び回転角度等を検出することができる。またクーラント温度検出手段２８Ｃは、例えば温度センサであり、内燃機関１０内に循環されている冷却用クーラントの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0029】
内燃機関１０の排気側には排気マニホルド１２Ａの流入側が接続され、排気マニホルド１２Ａの流出側には排気管１２Ｂの流入側が接続されている。排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。
【0030】
排気管１２Ｂの上流側には、ＥＧＲ配管１３の流入側が接続されている。ＥＧＲ配管１３は、ＥＧＲ流路に相当しており、排気管１２Ｂと吸気管１１Ｂとを連通し、排気管１２Ｂの排気ガスの一部を吸気管１１Ｂに還流させる（排気ガスの一部を吸気に戻す）ことが可能である。またＥＧＲ配管１３には、ＥＧＲクーラ１５、ＥＧＲ弁１４が設けられている。制御装置５０は、ＥＧＲ弁１４の開度を調整することで、ＥＧＲ配管１３内を流れるＥＧＲガスの流量を調整可能である。
【0031】
また排気管１２Ｂにおける上流側には（排気マニホルド１２Ａには）、排気マニホルド圧力検出手段２６Ｃ（例えば圧力センサ）が設けられている。排気マニホルド圧力検出手段２６Ｃは、排気マニホルド１２Ａ内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0032】
排気管１２Ｂには、排気温度検出手段２９が設けられている。排気温度検出手段２９は、例えば排気温度センサであり、排気温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0033】
排気管１２Ｂの流出側はタービン３６の流入側に接続され、タービン３６の流出側は排気管１２Ｃの流入側に接続されている。タービン３６には、タービン３６へ導く排気ガスの流速を制御可能な（タービンへと排気ガスを導く流路の閉度に関連する閉度関連量を調整可能な）可変ノズル３３が設けられており、可変ノズル３３（過給圧調整装置）は、ノズル駆動手段３１によって閉度（開度）が調整される。制御装置５０は、ノズル閉度検出手段３２（例えば、ノズル閉度センサ）からの検出信号と目標ノズル閉度（開度）に基づいて、ノズル駆動手段３１に制御信号を出力して可変ノズル３３の閉度（開度）を調整可能である。
【0034】
タービン３６の上流側となる排気管１２Ｂには、タービン上流圧力検出手段２６Ａ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン上流圧力検出手段２６Ａは、排気管１２Ｂ内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。タービン３６の下流側となる排気管１２Ｃには、タービン下流圧力検出手段２６Ｂ（例えば圧力センサ）が設けられている。タービン下流圧力検出手段２６Ｂは、排気管１２Ｃ内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0035】
排気管１２Ｃの流出側には排気浄化装置６１が接続されている。例えば内燃機関１０がディーゼルエンジンの場合、排気浄化装置６１には、酸化触媒、微粒子捕集フィルタ、選択式還元触媒等が含まれている。
【0036】
車速検出手段２７は、例えば車両速度検出センサであり、車両の車輪等に設けられている。車速検出手段２７は、車両の車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0037】
制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、記憶装置５３、タイマ５４等を有している。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、上述した種々の検出手段からの検出信号が入力され、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置５０の入出力は、上記の検出手段やアクチュエータに限定されるものではない。また、各部の温度や圧力等はセンサを搭載せずに推定計算により算出しても良い。制御装置５０は、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出可能であり、運転状態に基づいて上記のアクチュエータを含む各種のアクチュエータを制御する。記憶装置５３は、例えばＦｌａｓｈ－ＲＯＭ等の記憶装置であり、内燃機関の制御や自己診断等を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。また制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、目標過給圧算出部５１Ａ、目標過給圧閉度関連量算出部５１Ｂ、目標ＥＧＲ前後差圧算出部５１Ｃ、目標差圧保障閉度関連量算出部５１Ｄ、閉度関連量選択部５１Ｅ、可変ノズル制御量出力部５１Ｆ等を有しているが、これらの詳細については後述する。
【0038】
制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、ＥＧＲ率等を算出し、算出したＥＧＲ率等に基づいてＥＧＲ弁１４の開度を調整し、排気管１２Ｂ（排気マニホルド１２Ａ）からＥＧＲ配管１３、ＥＧＲクーラ１５、ＥＧＲ弁１４を経由させて、排気ガスの一部を吸気管１１Ｂ（吸気マニホルド１１Ｃ）へ再循環させる（排気系から吸気系へ再循環させる）。なお、このとき、ＥＧＲ配管１３の上流側（排気マニホルド１２Ａの側）の圧力と、ＥＧＲ配管１３の下流側（吸気マニホルド１１Ｃの側）の圧力と、の圧力差であるＥＧＲ前後差圧が所定差圧以上でなければ、ＥＧＲガスは再循環しない。過給機を有する内燃機関システムでは、過給状態によっては、ＥＧＲ前後差圧が所定差圧未満となり、ＥＧＲガスが再循環しない場合が発生する。これを回避するため、本実施の形態にて説明する制御装置５０は、以下に説明する処理を実行する。
【0039】
［制御ブロック（図２）］
次に図２を用いて、制御装置５０の処理に関する制御ブロックについて、各制御ブロックを順に説明する。なお、図２中において符号ＢＡを付与して点線にて囲った、制御ブロックＢ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ３１が、従来の制御ブロックに対して追加した制御ブロックである。
次に図２を用いて、制御装置５０の処理に関する制御ブロックについて、各制御ブロックを順に説明する。なお、図２中において符号ＢＡを付与して点線にて囲った、制御ブロックＢ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ３１が、従来の制御ブロックに対して追加した制御ブロックである。
【0040】
制御ブロックＢ１１は、内燃機関の運転状態が入力され、運転状態に基づいた目標過給圧を算出して制御ブロックＢ１２へ出力する。
【0041】
制御ブロックＢ１２は、目標過給圧と、ノズル閉度（ノズル閉度検出手段３２を用いて検出した可変ノズル３３の閉度）と、吸気マニホルド内圧力（吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃを用いて検出）とが入力され、過給圧（吸気マニホルド内圧力）が目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めたノズル閉度（閉度関連量に相当）である第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量に相当）を算出して制御ブロックＢ３１と制御ブロックＢ２４へ出力する。
【0042】
制御ブロックＢ２１は、内燃機関の運転状態が入力され、運転状態に基づいたＥＧＲガス流量を算出して制御ブロックＢ２２へ出力する。
【0043】
制御ブロックＢ２２は、予め記憶装置５３に記憶されているＥＧＲガス流量・圧力損失特性と、ＥＧＲガス流量とが入力され、目標ＥＧＲ前後差圧を算出して制御ブロックＢ２４へ出力する。
【0044】
制御ブロックＢ２３は、予め記憶装置５３に記憶されている複数の閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と、内燃機関の運転状態とが入力され、運転状態に応じた閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性を抽出して制御ブロックＢ２４へ出力する。
【0045】
制御ブロックＢ２４は、目標ＥＧＲ前後差圧と、抽出した閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と、ノズル閉度と、吸気マニホルド内圧力と、排気マニホルド内圧力と、第１目標ノズル閉度とが入力され、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めたノズル閉度（閉度関連量に相当）である第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量に相当）を算出して制御ブロックＢ３１へ出力する。
【0046】
制御ブロックＢ３１は、第１目標ノズル閉度と第２目標ノズル閉度が入力され、第１目標ノズル閉度と第２目標ノズル閉度の大きなほうを選択して最終目標ノズル閉度（最終目標閉度関連量に相当）として制御ブロックＢ４１へ出力する。
【0047】
制御ブロックＢ４１は、最終目標ノズル閉度と、ノズル閉度とが入力され、ノズル閉度が最終目標ノズル閉度に近づくようにフィードバック制御にて求めた制御量（最終目標ノズル閉度に基づいた制御量であり、例えば電動モータ（ノズル駆動手段３１）を駆動するＰＭＷ出力信号）を出力する。
【0048】
［制御装置５０の処理手順（図３～図７）］
次に図３～図７に示すフローチャート等を用いて、上述した制御ブロックに基づいた制御装置５０の処理手順の例について説明する。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定時間間隔（数［ｍｓ］～数１０［ｍｓ］間隔）にて、図３に示す［全体処理］を起動し、ステップＳ０１０に処理を進める。
次に図３～図７に示すフローチャート等を用いて、上述した制御ブロックに基づいた制御装置５０の処理手順の例について説明する。制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、例えば所定時間間隔（数［ｍｓ］～数１０［ｍｓ］間隔）にて、図３に示す［全体処理］を起動し、ステップＳ０１０に処理を進める。
【0049】
ステップＳ０１０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態を検出してステップＳ０２０へ処理を進める。なお、内燃機関の運転状態には、上述した各種の検出手段を用いて検出した流量、温度、圧力、回転数等や、各種のアクチュエータの動作状態等がある。
【0050】
ステップＳ０２０にて制御装置５０は、［第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）を算出］する処理を実行してステップＳ０３０へ処理を進める。なお［第１目標ノズル閉度を算出］する処理（図４）の詳細については後述する。
【0051】
ステップＳ０３０にて制御装置５０は、［第２目標ノズル閉度（目標差圧保障圧閉度関連量）を算出］する処理を実行してステップＳ０４０へ処理を進める。なお［第２目標ノズル閉度を算出］する処理（図５）の詳細については後述する。
【0052】
ステップＳ０４０にて制御装置５０は、第１目標ノズル閉度が第２目標ノズル閉度以上であるか否かを判定する。制御装置５０は、第１目標ノズル閉度が第２目標ノズル閉度以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０５０Ａへ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ０５０Ｂへ処理を進める。
【0053】
ステップＳ０５０Ａへ処理を進めた場合、制御装置５０は、最終目標ノズル閉度（最終目標閉度関連量に相当）へ第１目標ノズル閉度を記憶し、ステップＳ０６０へ処理を進める。
【0054】
ステップＳ０５０Ｂへ処理を進めた場合、制御装置５０は、最終目標ノズル閉度（最終目標閉度関連量に相当）へ第２目標ノズル閉度を記憶し、ステップＳ０６０へ処理を進める。
【0055】
ステップＳ０４０、Ｓ０５０Ａ、Ｓ０５０Ｂの処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）と第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量）との大きいほうを最終目標ノズル閉度（最終目標閉度関連量に相当）として選択する、閉度関連量選択部５１Ｅ（図１参照）に相当している。またステップＳ０４０、Ｓ０５０Ａ、Ｓ０５０Ｂは、図２に示す制御ブロックＢ３１に相当している。
【0056】
ステップＳ０６０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、ノズル閉度が最終目標ノズル閉度に近づくように（閉度関連量が最終目標閉度関連量に近づくように）フィードバック制御にて求めた制御量（ノズル駆動手段３１への制御量であり、例えば電動モータ（ノズル駆動手段３１）を駆動するＰＭＷ出力信号）を出力し、図３に示す処理を終了する。
【0057】
ステップＳ０６０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、ノズル閉度（閉度関連量）が、最終目標ノズル閉度（最終目標閉度関連量）に近づくようにフィードバック制御にて可変ノズル３３の閉度を制御する、可変ノズル制御量出力部５１Ｆ（図１参照）に相当している。またステップＳ０６０は、図２に示す制御ブロックＢ４１に相当している。
【0058】
［第１目標ノズル閉度を算出（図４）］
次に図４を用いて、図３に示すフローチャートのステップＳ０２０の［第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ０２０の処理を実行する際、制御装置５０は、図４に示すステップＳ１１０へ処理を進める。
次に図４を用いて、図３に示すフローチャートのステップＳ０２０の［第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ０２０の処理を実行する際、制御装置５０は、図４に示すステップＳ１１０へ処理を進める。
【0059】
ステップＳ１１０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいて目標過給圧を算出し、ステップＳ１２０へ処理を進める。例えば記憶装置５３には、内燃機関の回転数と、燃料噴射量とに応じて目標過給圧が設定された目標過給圧特性が記憶されている。制御装置５０は、運転状態として検出した回転数と燃料噴射量と、目標過給圧特性とに基づいて目標過給圧を算出して記憶する。
【0060】
ステップＳ１１０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、内燃機関の運転状態に基づいて目標過給圧を算出する、目標過給圧算出部５１Ａ（図１参照）に相当している。またステップＳ１１０は、図２に示す制御ブロックＢ１１に相当している。
【0061】
ステップＳ１２０にて制御装置５０は、目標過給圧と、（現在の）吸気マニホルド内圧力と、（現在の）ノズル閉度と、に基づいて、過給圧（吸気マニホルド内圧力）が目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にてノズル閉度を算出し、求めたノズル閉度を第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）として記憶し、図４に示す処理を終了して図３に示すステップＳ０３０へ処理を戻す。
【0062】
ステップＳ１２０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、過給圧が目標過給圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた、（可変ノズルの閉度に関連する）閉度関連量である第１目標ノズル閉度（目標過給圧閉度関連量）を算出する、目標過給圧閉度関連量算出部５１Ｂ（図１参照）に相当している。またステップＳ１２０は、図２に示す制御ブロックＢ１２に相当している。
【0063】
［第２目標ノズル閉度を算出（図５）］
次に図５を用いて、図３に示すフローチャートのステップＳ０３０の［第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量）を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ０３０の処理を実行する際、制御装置５０は、図５に示すステップＳ２１０へ処理を進める。
次に図５を用いて、図３に示すフローチャートのステップＳ０３０の［第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量）を算出］する処理の詳細を説明する。図３に示すフローチャートのステップＳ０３０の処理を実行する際、制御装置５０は、図５に示すステップＳ２１０へ処理を進める。
【0064】
ステップＳ２１０にて制御装置５０は、内燃機関の運転状態に基づいてＥＧＲガス流量を算出してステップＳ２２０へ処理を進める。例えば制御装置５０は、吸気流量、吸気温度、過給圧、回転数、燃料噴射量、排気温度、ＥＧＲ弁の開度等に基づいてＥＧＲガス流量（ＥＧＲ配管１３を流れるガスの流量）を算出する。またステップＳ２１０は、図２に示す制御ブロックＢ２１に相当している。
【0065】
ステップＳ２２０にて制御装置５０は、記憶装置５３に記憶されているＥＧＲガス流量・圧力損失特性（図６参照）と、ＥＧＲガス流量とに基づいて目標ＥＧＲ前後差圧を算出し、ステップＳ２３０へ処理を進める。図６に示すＥＧＲガス流量・圧力損失特性は、予め実際の車両を用いた実験やシミュレーション等にて計測された特性であり、ＥＧＲガス流量に対して、図１に示すＥＧＲ配管１３の流入口（排気マニホルド１２Ａ（排気管１２Ｂ）との接続部）からＥＧＲ配管１３の流出口（吸気マニホルド１１Ｃ（吸気管１１Ｂ）との接続部）に至る経路の圧力損失（圧損）を示している。例えば図６に示すＥＧＲガス流量・圧力損失特性では、ＥＧＲガス流量が「ＱＲ１」の場合、圧力損失は「ＰＲ１」であるので、ＥＧＲ前後差圧（上述したＥＧＲ配管１３の流入口での圧力と、ＥＧＲ配管１３の流出口での圧力との差）がＰＲ１以上でなければＥＧＲガスが流れない（再循環しない）。例えば制御装置５０は、ＥＧＲガス流量と、ＥＧＲガス流量・圧力損失特性とに基づいて求めた圧力損失に、適宜設定したマージン圧力ΔＰを加算して、圧力損失以上の圧力を目標ＥＧＲ前後差圧とする。
【0066】
なお、図６に示すＥＧＲガス流量・圧力損失特性を用いてＥＧＲガス流量に応じた圧力損失を求める代わりに、ＥＧＲガス流量・圧力損失特性における最大流量ＱＲｍｘの場合の圧力損失である最大圧力損失ＰＲｍｘ（最大圧力損失ＰＲｍｘ＋マージン圧力ΔＰ）を所定値として、目標ＥＧＲ前後差圧としてもよい。この場合、最大圧力損失ＰＲｍｘである所定値が、記憶装置５３に記憶されており、制御装置５０は、最大圧力損失ＰＲｍｘ以上の圧力（所定値以上の圧力であり、最大圧力損失ＰＲｍｘ＋マージン圧力ΔＰ）を、目標ＥＧＲ前後差圧に設定する。なお、最大流量ＱＲｍｘは、対象車両の内燃機関を運転した場合に、最大となるＥＧＲガス流量である。
【0067】
また、図６に示すＥＧＲガス流量・圧力損失特性を用いてＥＧＲガス流量に応じた圧力損失を求める代わりに、内燃機関の運転状態に対するＥＧＲ前後差圧が設定された運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性を記憶装置５３に記憶しておいてもよい。例えば、内燃機関の運転状態として、内燃機関の回転数Ｎｅと、燃料噴射量Ｑを用い、回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑに応じたＥＧＲ前後差圧が設定された、運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性（図示省略）が、記憶装置５３に記憶されている。この場合、制御装置５０は、内燃機関の運転状態と、運転状態・ＥＧＲ前後差圧特性に基づいて算出したＥＧＲ前後差圧以上の圧力（算出したＥＧＲ前後差圧＋マージン圧力ΔＰ）を、目標ＥＧＲ前後差圧に設定する。
【0068】
ステップＳ２２０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、運転状態に基づいて排気ガスを再循環させるために必要となるＥＧＲシステムの前後差圧である目標ＥＧＲ前後差圧を算出する、目標ＥＧＲ前後差圧算出部５１Ｃ（図１参照）に相当している。またステップＳ２２０は、図２に示す制御ブロックＢ２２に相当している。
【0069】
ステップＳ２３０にて制御装置５０は、排気マニホルド内圧力（排気マニホルド圧力検出手段２６Ｃを用いて検出した圧力）－吸気マニホルド内圧力（吸気マニホルド圧力検出手段２４Ｃを用いて検出した圧力）が、目標ＥＧＲ前後差圧以上であるか否かを判定する。制御装置５０は、排気マニホルド内圧力－吸気マニホルド内圧力が目標ＥＧＲ前後差圧以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２８０に処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ２４０へ処理を進める。
【0070】
ステップＳ２４０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、運転状態に応じた閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性を抽出してステップＳ２５０へ処理を進める。閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性は、図７に示すように、閉度関連量（ノズル閉度）に対するＥＧＲ前後差圧に関する特性が設定されて、運転状態（例えば内燃機関の回転数［Ｎｅ１、Ｎｅ２・・Ｎｅｎ］と、燃料噴射量［Ｑ１、Ｑ２・・Ｑｍ］）に応じて複数用意されており、制御装置５０の記憶装置５３に複数記憶されている。それぞれの閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性は、横軸がノズル閉度（閉度関連量）、縦軸が圧力（ＥＧＲ前後差圧に関する特性）とされている。図７に示す例では、閉度関連量としてノズル閉度、ＥＧＲ前後差圧に関する特性として排気マニホルド内圧力（図７中で実線にて示す特性）と吸気マニホルド内圧力（図７中で一点鎖線にて示す特性）が、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等によって求められて設定されている。例えば運転状態（回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑ）が、（回転数＝Ｎｅ１、燃料噴射量＝Ｑ１）の場合、制御装置５０は、運転状態（Ｎｅ１、Ｑ１）に対応する閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性を抽出する。
【0071】
ステップＳ２５０にて制御装置５０は、抽出した閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と目標ＥＧＲ前後差圧とに基づいて目標差圧発生ノズル閉度を算出してステップＳ２６０へ処理を進める。例えば抽出した閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性が図７に示す「運転状態（Ｎｅ１、Ｑ１）」の特性であり、現在のノズル閉度が「Ｖ１」である場合、制御装置５０は、排気マニホルド内圧力－吸気マニホルド内圧力（ＥＧＲ前後差圧）は「ΔＰ１」であることを認識する。このＥＧＲ前後差圧である「ΔＰ１」が目標ＥＧＲ前後差圧未満である場合、ＥＧＲガスは流れない（再循環しない）。そこで制御装置５０は、現在のノズル閉度「Ｖ１」よりも閉度を大きくしていった場合のＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧以上となるノズル閉度を求める。例えば図７に示す「運転状態（Ｎｅ１、Ｑ１）」の閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性では、ノズル閉度が「Ｖｔｇ２」以上の場合のＥＧＲ前後差圧「ΔＰ２」が目標ＥＧＲ前後差圧以上となる場合、制御装置５０は、ノズル閉度「Ｖｔｇ２」を目標差圧発生ノズル閉度として求める。
【0072】
ステップＳ２６０にて制御装置５０は、目標差圧発生ノズル閉度と、（現在の）吸気マニホルド内圧力と、（現在の）ノズル閉度と、に基づいて、ノズル閉度が目標差圧発生ノズル閉度に近づくように（ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧に近づくように）フィードバック制御にてノズル閉度を算出し、求めたノズル閉度を第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量）として記憶し、図５に示す処理を終了して図３に示すステップＳ０４０へ処理を戻す。
【0073】
ステップＳ２４０、Ｓ２５０、Ｓ２６０の処理を実行している制御装置５０（ＣＰＵ５１）は、運転状態に応じて抽出した閉度関連量・ＥＧＲ前後差圧特性と目標ＥＧＲ前後差圧とに基づいて、ＥＧＲシステムの前後差圧（ＥＧＲ配管１３における排気マニホルド１２Ａの側であるＥＧＲガスの流入口の圧力と、ＥＧＲ配管１３における吸気マニホルド１１Ｃの側であるＥＧＲガスの流出口の圧力と、の圧力差）が、目標ＥＧＲ前後差圧に近づくようにフィードバック制御にて求めた閉度関連量である目標差圧保障閉度関連量を算出する、目標差圧保障閉度関連量算出部５１Ｄ（図１参照）に相当している。
【0074】
ステップＳ２８０へ処理を進めた場合、制御装置５０は、第１目標ノズル閉度を第２目標ノズル閉度（目標差圧保障閉度関連量）として記憶し、図５に示す処理を終了して図３に示すステップＳ０４０へ処理を戻す。ステップＳ２８０は、第２目標ノズル閉度に大きな値が残ったまま更新されないと、図３に示すステップＳ０４０、Ｓ０５０Ｂにて更新されていない第２目標ノズル閉度が最終目標ノズル閉度として選択され続けることを防止する。またステップＳ２３０、Ｓ２４０、Ｓ２５０、Ｓ２６０、Ｓ２８０は、図２に示す制御ブロックＢ２４に相当している。
【0075】
［本実施の形態にて説明した処理による動作波形の例（図８）］
次に図８を用いて、目標過給圧の変動に対する、可変ノズルの閉度であるノズル閉度の追随状態の例、及び実際の過給圧の追随状態の例について説明する。図８に示すように、制御装置５０は、目標過給圧がより高い圧力へと変動した場合、ノズル閉度をより大きくさせて、実際の過給圧が、目標過給圧に近づくように追従させる。
次に図８を用いて、目標過給圧の変動に対する、可変ノズルの閉度であるノズル閉度の追随状態の例、及び実際の過給圧の追随状態の例について説明する。図８に示すように、制御装置５０は、目標過給圧がより高い圧力へと変動した場合、ノズル閉度をより大きくさせて、実際の過給圧が、目標過給圧に近づくように追従させる。
【0076】
［従来の処理］
従来の処理では、目標過給圧の変動に追従するように、フィードバック制御にて図８に示す「第１目標ノズル閉度」を求めている。そして、この「第１目標ノズル閉度」を最終目標ノズル閉度に設定し、ノズル閉度が、この最終目標ノズル閉度（この場合、第１目標ノズル閉度）となるようにノズル駆動手段を制御する。このため、従来の実際の過給圧は、図８中に「従来の実過給圧」で示すような追従となる。しかし、図８では表現できていないが、例えば時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間では、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満であり、ＥＧＲ弁を開いているにもかかわらずＥＧＲガスが流れない（再循環しない）場合があった。
従来の処理では、目標過給圧の変動に追従するように、フィードバック制御にて図８に示す「第１目標ノズル閉度」を求めている。そして、この「第１目標ノズル閉度」を最終目標ノズル閉度に設定し、ノズル閉度が、この最終目標ノズル閉度（この場合、第１目標ノズル閉度）となるようにノズル駆動手段を制御する。このため、従来の実際の過給圧は、図８中に「従来の実過給圧」で示すような追従となる。しかし、図８では表現できていないが、例えば時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間では、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満であり、ＥＧＲ弁を開いているにもかかわらずＥＧＲガスが流れない（再循環しない）場合があった。
【0077】
［本実施の形態の処理］
本実施の形態にて説明した処理では、第１目標ノズル閉度ではＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満となる時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間において、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧以上となる第２目標ノズル閉度が算出される。また第２目標ノズル閉度は、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧以上である場合は、第１目標ノズル閉度と同じノズル閉度とされている。そして第１目標ノズル閉度と第２目標ノズル閉度の大きい方が最終目標ノズル閉度に設定され、ノズル閉度が、この最終目標閉度関連量（本実施の形態の最終目標ノズル閉度）となるようにノズル駆動手段を制御する。このため、図８に示すように、例えば目標過給圧が高くなるように変動した際、目標過給圧に向けて追従する過渡時であって時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間で第１目標ノズル閉度ではＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満である場合、目標ＥＧＲ前後差圧以上となる第２目標ノズル閉度が採用される。この制御は、過渡時、定常時にかかわらず実行されるので、常にＥＧＲ前後差圧を目標ＥＧＲ前後差圧以上とすることができる。
本実施の形態にて説明した処理では、第１目標ノズル閉度ではＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満となる時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間において、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧以上となる第２目標ノズル閉度が算出される。また第２目標ノズル閉度は、ＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧以上である場合は、第１目標ノズル閉度と同じノズル閉度とされている。そして第１目標ノズル閉度と第２目標ノズル閉度の大きい方が最終目標ノズル閉度に設定され、ノズル閉度が、この最終目標閉度関連量（本実施の形態の最終目標ノズル閉度）となるようにノズル駆動手段を制御する。このため、図８に示すように、例えば目標過給圧が高くなるように変動した際、目標過給圧に向けて追従する過渡時であって時間Ｔａ～時間Ｔｂの期間で第１目標ノズル閉度ではＥＧＲ前後差圧が目標ＥＧＲ前後差圧未満である場合、目標ＥＧＲ前後差圧以上となる第２目標ノズル閉度が採用される。この制御は、過渡時、定常時にかかわらず実行されるので、常にＥＧＲ前後差圧を目標ＥＧＲ前後差圧以上とすることができる。
【0078】
［本実施の形態にて説明した処理による効果（図９）］
例えば図９は、横軸を時間、縦軸を内燃機関の回転数とした運転モードの一例を示している。この例では、時間Ｔ０１にて内燃機関を始動してから、時間Ｔ１４にて内燃機関を停止するまでの回転数の変化（例えば、走行と一時停止）の例を示している。そして図９中において運転状態Ｂはアイドリング回転数での定常状態（無過給域の定常状態）を示し、運転状態Ａはアイドリング回転数よりも高い回転数での定常状態（過給域の定常状態）を示し、運転状態Ｃは回転数（及び過給圧）が変動している過渡状態（過給域の過渡状態及び無過給域の過渡状態）を示している。従来は、図９中の運転状態Ａの場合のみ、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障していた。これに対して特許文献１に記載のターボチャージャの制御装置では、運転状態Ａに加えて運転状態Ｂの場合も、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障できるようにしているが、運転状態Ｃの場合（過渡状態）については、保障できていない。そして本実施の形態にて説明した処理を実行する制御装置５０は、運転状態Ａと、運転状態Ｂと、運転状態Ｃの場合において、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障できるようにしており、過給域及び無過給域での定常状態に加えて過渡状態でもＥＧＲの前後差圧を保障し、ＮＯｘ発生量をより低減させることができる。
例えば図９は、横軸を時間、縦軸を内燃機関の回転数とした運転モードの一例を示している。この例では、時間Ｔ０１にて内燃機関を始動してから、時間Ｔ１４にて内燃機関を停止するまでの回転数の変化（例えば、走行と一時停止）の例を示している。そして図９中において運転状態Ｂはアイドリング回転数での定常状態（無過給域の定常状態）を示し、運転状態Ａはアイドリング回転数よりも高い回転数での定常状態（過給域の定常状態）を示し、運転状態Ｃは回転数（及び過給圧）が変動している過渡状態（過給域の過渡状態及び無過給域の過渡状態）を示している。従来は、図９中の運転状態Ａの場合のみ、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障していた。これに対して特許文献１に記載のターボチャージャの制御装置では、運転状態Ａに加えて運転状態Ｂの場合も、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障できるようにしているが、運転状態Ｃの場合（過渡状態）については、保障できていない。そして本実施の形態にて説明した処理を実行する制御装置５０は、運転状態Ａと、運転状態Ｂと、運転状態Ｃの場合において、ＥＧＲガスを再循環可能な一定以上のＥＧＲの前後差圧を保障できるようにしており、過給域及び無過給域での定常状態に加えて過渡状態でもＥＧＲの前後差圧を保障し、ＮＯｘ発生量をより低減させることができる。
【0079】
本発明の内燃機関の制御装置５０は、本実施の形態で説明した構成、処理手順（制御ブロック、フローチャート）等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
【0080】
また、本発明の内燃機関の制御装置は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジンにも適用することが可能である。
【0081】
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（より小さい）（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【符号の説明】
【0082】
１ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
１１Ａ、１１Ｂ 吸気管
１１Ｃ 吸気マニホルド
１２Ａ 排気マニホルド
１２Ｂ、１２Ｃ 排気管
１３ ＥＧＲ配管
１４ ＥＧＲ弁
１５ ＥＧＲクーラ
１６ インタークーラ
２１ 吸気流量検出手段
２２Ａ クランク角度検出手段
２２Ｂ カム角度検出手段
２３ 大気圧検出手段
２４Ａ コンプレッサ上流圧力検出手段
２４Ｂ コンプレッサ下流圧力検出手段
２４Ｃ 吸気マニホルド圧力検出手段
２５ アクセルペダル踏込量検出手段
２６Ａ タービン上流圧力検出手段
２６Ｂ タービン下流圧力検出手段
２６Ｃ 排気マニホルド圧力検出手段
２７ 車速検出手段
２８Ａ、２８Ｂ 吸気温度検出手段
２８Ｃ クーラント温度検出手段
２９ 排気温度検出手段
３０ ターボ過給機
３１ ノズル駆動手段
３２ ノズル閉度検出手段
３３ 可変ノズル
３５ コンプレッサ
３６ タービン
４１ コモンレール
４３Ａ～４３Ｄ インジェクタ
４５Ａ～４５Ｄ シリンダ
４７ スロットル装置
４７Ｓ スロットル開度検出手段
４７Ｖ スロットルバルブ
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
５１Ａ 目標過給圧算出部
５１Ｂ 目標過給圧閉度関連量算出部
５１Ｃ 目標ＥＧＲ前後差圧算出部
５１Ｄ 目標差圧保障閉度関連量算出部
５１Ｅ 閉度関連量選択部
５１Ｆ 可変ノズル制御量出力部
５３ 記憶装置
６１ 排気浄化装置
７２ 燃料ポンプ
７３ 燃料圧力検出手段
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ３１、Ｂ４１ 制御ブロック
１０ 内燃機関
１１Ａ、１１Ｂ 吸気管
１１Ｃ 吸気マニホルド
１２Ａ 排気マニホルド
１２Ｂ、１２Ｃ 排気管
１３ ＥＧＲ配管
１４ ＥＧＲ弁
１５ ＥＧＲクーラ
１６ インタークーラ
２１ 吸気流量検出手段
２２Ａ クランク角度検出手段
２２Ｂ カム角度検出手段
２３ 大気圧検出手段
２４Ａ コンプレッサ上流圧力検出手段
２４Ｂ コンプレッサ下流圧力検出手段
２４Ｃ 吸気マニホルド圧力検出手段
２５ アクセルペダル踏込量検出手段
２６Ａ タービン上流圧力検出手段
２６Ｂ タービン下流圧力検出手段
２６Ｃ 排気マニホルド圧力検出手段
２７ 車速検出手段
２８Ａ、２８Ｂ 吸気温度検出手段
２８Ｃ クーラント温度検出手段
２９ 排気温度検出手段
３０ ターボ過給機
３１ ノズル駆動手段
３２ ノズル閉度検出手段
３３ 可変ノズル
３５ コンプレッサ
３６ タービン
４１ コモンレール
４３Ａ～４３Ｄ インジェクタ
４５Ａ～４５Ｄ シリンダ
４７ スロットル装置
４７Ｓ スロットル開度検出手段
４７Ｖ スロットルバルブ
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
５１Ａ 目標過給圧算出部
５１Ｂ 目標過給圧閉度関連量算出部
５１Ｃ 目標ＥＧＲ前後差圧算出部
５１Ｄ 目標差圧保障閉度関連量算出部
５１Ｅ 閉度関連量選択部
５１Ｆ 可変ノズル制御量出力部
５３ 記憶装置
６１ 排気浄化装置
７２ 燃料ポンプ
７３ 燃料圧力検出手段
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ３１、Ｂ４１ 制御ブロック
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】