JP4320859B2 - ターボ過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載されるターボ過給機付エンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１０−４７０７０号公報、登録実用新案第２５７３１０７号公報等に示されるように、ターボ過給機のタービンに対して開度変更可能なノズルを形成する可変翼を設け、運転状態に応じて上記可変翼の開度を調節することでタービンへの排気流通面積を変化させることにより、タービン効率を制御し得るようにしたターボ過給機付エンジンが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変翼を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、運転状態に応じた可変翼の制御としては、通常、エンジンの低回転側では可変翼の開度を小さくすることで過給効率を高め、排気量の多い高回転側では可変翼の開度を大きくするようにしている。このように制御した場合、高回転側の運転領域において可変翼の開度が大きくされている状態でアクセル開度が小さくされて減速状態となったとき（減速燃料カット領域に入って燃料供給が停止されたとき）、ターボ過給機のタービンに与えられる排気エネルギーが急激に減少することにより過給圧が大きく低下してしまう。そして、この状態から再加速が行われると、過給圧の上昇が遅くなり、加速性能が悪くなる。
【０００４】
なお、上記登録実用新案第２５７３１０７号公報に示された装置では、クラッチを備えたマニュアルトランスミッション車に搭載されるターボ過給機付ディーゼルエンジンおいて、アクセルセンサと、クラッチセンサと、可変翼を制御するコントローラとを備え、アクセル開度が零、あるいはクラッチがオフとなるギヤチェンジ時等に、上記可変翼を絞るように制御することによって過給圧の低下を抑制し、これにより、ギヤチェンジ後のアクセル踏み込み時に過給圧の上昇を速め、スモークの低減及び加速レスポンスの向上を図るようにしており、このような技術に基づき、高回転領域でも減速状態となったとき可変翼を絞るようにすることが考えられる。
【０００５】
しかし、高回転領域では低負荷の減速状態でも比較的排気量が多いため、単に可変翼を絞るだけでは、必要以上に排気の流通が制限されて排圧が過度に上昇し、却って過給効率の向上がさまたげられる。
【０００６】
ところで、排気通路と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設した排気還流装置は一般に知られているが、上記の可変翼を有するターボ過給機をエンジンにおいて、減速時の可変翼の制御と排気還流弁の制御との関係については、従来、充分に考慮さていなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、高回転領域等において減速が行われたときに、可変翼及び排気還流弁の制御により効果的に過給効率を高め、再加速時に過給圧の上昇を速めて加速性能を向上させることができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、該可変翼の上流の排気通路と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付エンジンにおいて、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記可変翼及び排気還流弁を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、エンジンの高回転領域における高負荷域で上記可変翼を開き、エンジンの高回転領域における減速領域では上記可変翼を閉じ、かつ上記排気還流弁を少なくとも部分的に開くように制御することを特徴とする。
【０００９】
この装置によると、高回転領域での減速時に、ターボ過給機の駆動量の急激な減少が抑制されて、再加速時の過給性能向上に有利となる。すなわち、高回転領域における高負荷側では可変翼が開かれ、この状態からの減速時には、排気エネルギーが減少するので可変翼が開かれたままでは過給機駆動量が減少して急激に過給圧が低下するが、このような場合に可変翼が閉じられることにより、過給効率が高められて、急激な過給圧の低下が抑制される。この場合、減速時でも高回転領域では比較的排気流量が多いが、排気還流弁が少なくとも部分的に開かれることにより排気ガスの一部が排気還流通路に逃がされるので、排圧が過度に高くなることはなく、効果的に過給効率が高められる。そして、このように減速時に過給効率が高められて過給圧の低下が抑制されることにより、減速直後に加速が行われる再加速時には速やかに過給圧が高められる。
【００１０】
この発明の装置において、上記制御手段により可変翼を閉じ、かつ排気還流弁を少なくとも部分的に開くようにする制御は、高回転領域における減速燃料カット領域で行うこと（請求項２）が効果的である。
【００１１】
すなわち、高回転領域においてとくに減速燃料カット領域にまで減速されたときには燃料供給の停止により排気エネルギーが大きく減少するので、このような場合に可変翼を閉じて過給効率を高めることにより急激な過給圧の低下を抑制することが、より強く要求される。また、減速燃料カット領域において燃料供給が停止されているときにエンジンから排気通路へ流れるガスは新気であるので、この新気が排気還流通路を通って吸気通路に還流されると、排気還流通路や吸気通路の排気還流通路接続部分等を冷却する作用が得られる。このため、再加速時に吸気の温度が低くされて吸気の密度が高められ、新気の充填効率を高めるのに有利となる。
【００１２】
上記制御手段は、エンジンの運転状態が高回転領域における減速燃料カット領域にあり、かつ、エンジン温度が所定値より高いときには排気還流弁を全開とすること（請求項３）が好ましい。すなわち、高回転領域にあってエンジン温度が高いときは高温の排気ガスが還流されることにより排気還流通路や吸気通路の排気還流通路接続部分の温度が高くなっているが、このような状況において減速燃料カット領域に移行したときは、排気還流弁が全開とされることにより、上記のような排気還流通路等を冷却する作用が高められ、再加速時に吸気温度を低くして充填効率を高める作用が充分に得られる。
【００１３】
上記排気還流通路にこの通路を通る還流ガスを冷却する還流ガス冷却手段が設けられている場合（請求項４）には、減速燃料カット中に排気還流弁が開かれることにより上記還流ガス冷却手段が冷却され、還流ガス冷却手段の冷却機能の回復等に有利となる。
【００１４】
また、吸気通路におけるターボ過給機のコンプレッサの下流に吸気絞り弁を設け、この吸気絞り弁より下流に排気還流通路を接続しているターボ過給機付エンジンにあっては、上記制御手段が、可変翼及び排気還流弁の制御に加え、高回転領域における減速燃料カット領域で吸気絞り弁を開くように制御すること（請求項５）により、減速燃料カット中の過給状態や再加速性等が良好となる。すなわち、上記吸気絞り弁は、燃料カット領域以外で排気還流が行われるときに必要に応じて絞られることにより、排気還流を促進する作用を有するが、減速燃料カット領域で上記可変翼が閉じられて過給効率が高められるように制御されるときは、吸気絞り弁が過給作用を妨げたりターボ過給機のコンプレッサと吸気絞り弁との間の圧力上昇によるサージングを招いたりすることを避けるため、吸気絞り弁が開かれる。
【００１９】
なお、排気ガスの還流を行うべき運転状態では空燃比が目標空燃比となるように排気還流弁を制御すること（請求項６）が好ましく、このようにすれば、ＮＯｘ及びスモークの低減等に適した空燃比となるように排気還流量及び新気量が調整される。そして、減速燃料カット領域に移行したときには過給効率向上等に有利なように制御状態が変更される。
【００２０】
また、再加速開始時は排気還流弁を閉じるようにすれば（請求項７）、新気量が増加されてスモーク低減及び加速性能向上に有利となる。
【００２４】
なお、上記のような本発明の装置において、上記制御手段は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、吸気圧力検出手段により検出された実過給圧が要求負荷に対応して設定された目標過給圧となるように可変翼を制御し（請求項８）、あるいは、可変翼開度検出手段により検出される開度が目標開度となるように可変翼を制御すること（請求項９）が好ましい。このようにすると、定常運転時等には過給圧が適度に調整されるように可変翼がフィードバック制御される。そして、減速燃料カット領域に移行したときには可変翼のフィードバック制御が停止されて、過給効率を高めるように可変翼の制御状態が変更される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示している。図示のエンジンはディーゼルエンジンであり、そのエンジン本体１には吸気通路２及び排気通路３が接続されている。また、このエンジンにはターボ過給機５が装備され、このターボ過給機５は、吸気通路２に設けられたコンプレッサ６と、コンプレッサ６を排気エネルギーにより駆動するために排気通路３に設けられたタービン７とを備えるとともに、後述のような可変翼８を具備している。さらにこのエンジンには、排気通路３と吸気通路２とを連通するＥＧＲ通路１１と、このＥＧＲ通路１１に介設されたＥＧＲ弁（排気還流弁）１２とを有するＥＧＲ装置（排気還流装置）が設けられている。
【００４２】
エンジン各部の構造を具体的に説明すると、エンジン本体１の各シリンダ１４には燃焼室内に燃料を噴射する多噴口の燃料噴射弁１５が配設されている。これらの燃料噴射弁１５の燃料入口側は分配通路１６を介してコモンレール（共通管）１７に接続され、このコモンレール１７が燃料噴射ポンプ１８に接続されており、燃料噴射ポンプ１８から送給された燃料がコモンレール１７で蓄圧された上で各燃料噴射弁１５に送られるようになっている。各燃料噴射弁１５は、制御信号に応じて燃料噴射時間及び噴射時期の制御が可能な構造となっている。各燃料噴射弁１５の燃料出口側はリターン通路１９に接続されている。
上記吸気通路２には、その上流側から順にエアフローセンサ（吸入空気量検出手段）２１と、ターボ過給機５のコンプレッサ６と、インタークーラ２２と、吸気絞り弁２３と、サージタンク２４とが配設されるとともに、サージタンク２４に吸気圧力センサ（吸気圧力検出手段）２５が設けられている。
【００４３】
上記吸気絞り弁２３は、特定運転領域でＥＧＲ導入促進等のため吸気通路２を絞るものであり、負圧応動式のアクチュエータ２３ａにより駆動されるようになっている。このアクチュエータ２３ａは電磁弁２６Ａを介してバキュームポンプ２７に接続されており、上記電磁弁２６Ａがデューティ制御されることでアクチュエータ２３ａに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これにより吸気絞り弁２３の開度が制御されるようになっている。
【００４４】
また、上記排気通路３には、ターボ過給機５のタービン７と、触媒コンバータ２８とが配設されている。
【００４５】
上記ターボ過給機５は、図２に示すようにタービン７の周囲にノズルを形成する多数の可変翼８を備えたＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）からなっている。すなわち、このターボ過給機５（以下、ＶＧＴ５と呼ぶ）は、可変翼８の角度調節により、図２（ａ）に示す全閉（流通面積最小）から図２（ｂ）に示す全開（流通面積最大）までにわたり可変翼８の開度つまりノズル開口面積（タービンへの排気流通面積）が可変となり、これによってタービン効率が制御されるように構成されている。
【００４６】
図１中に示すように上記可変翼８は負圧応動式のアクチュエータ８ａにより駆動され、このアクチュエータ８ａは電磁弁２６Ｂを介してバキュームポンプ２７に接続されている。そして、上記電磁弁２６Ｂがデューティ制御されることでアクチュエータ８ａに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりＶＧＴ５の可変翼開度が制御されるようになっている。
【００４７】
また、上記ＥＧＲ通路１１は、その一端部が排気通路３におけるタービン７の上流側、例えば排気マニフォールドの集合部に接続されるとともに、他端部が上記吸気通路２における吸気絞り弁２３の下流側、例えばサージタンク２４もしくはその上流に接続されている。このＥＧＲ通路１１にはＥＧＲクーラー（還流ガス冷却手段）２９とＥＧＲ弁１２が介設されている。上記ＥＧＲクーラー２９は、ＥＧＲ通路１１を通る還流排気ガスを冷却するもので、例えばエンジン冷却水が導かれる水冷式となっている。
【００４８】
上記ＥＧＲ弁１２は、デューティ制御可能な電磁弁２６Ｃを介してバキュームポンプ２７に接続され、上記電磁弁２６Ｃがデューティ制御されることでＥＧＲ弁１２の負圧室に対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりＥＧＲ弁１２の開度が制御されるようになっている。
【００４９】
上記燃料噴射弁１５及び上記各電磁弁２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにはコントロールユニット（ＥＣＵ）３０から制御信号が出力される。このＥＣＵ３０には、上記エアフローセンサ２１及び吸気圧力センサ２５からの信号が入力され、さらに、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ３２、上記コモンレール１７内の燃料圧力を検出するコモンレール圧力センサ３３、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３４等からの信号も入力されるようになっている。
【００５０】
そして、上記ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１５に出力される制御信号により燃料噴射弁１５からの燃料噴射量及び噴射時期が制御され、また電磁弁２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃに出力される制御信号（デューティ信号）により吸気絞り弁２３、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ制御されるようになっている。
【００５１】
上記ＥＣＵ３０は、図３に示すように、燃料噴射弁１５の燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段３５及びコモンレール１７内の燃料圧力を制御するコモンレール圧制御手段３６を有するとともに、運転状態検出手段５０と、この運転状態検出手段５０により検出される運転状態に応じてＶＧＴ５の可変翼８、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３を制御する制御手段４０を有している。
【００５２】
上記燃料噴射量制御手段３５は、アクセル開度センサ３１によって検出されたアクセル開度Ａｃｃｅｌと、エンジン回転数検出手段５１によってクランク角信号の周期の計測等により検出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されたマップ３７からエンジンの目標トルクＴｒｑｓｏｌを読み出すとともに、この目標トルクＴｒｑｓｏｌと、エンジン回転数Ｎｅと、上記エアフローセンサ２１によって検出された実新気量ＦＡｉｒとに基づき、予め設定された三次元マップ３８から目標燃料噴射量Ｆｓｏｌを読み出し、この目標燃料噴射量Ｆｓｏｌと、コモンレール圧力センサ２１によって検出されたコモンレール１７内の燃料圧力ＣＲＰとに基づいて燃料噴射弁１５の励磁時間を調節することにより、燃料噴射量を制御するように構成されている。
【００５３】
コモンレール圧力制御手段３６は、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されたマップ３９から目標コモンレール圧力ＣＲＰｓｏｌを読み出し、この目標コモンレール圧力ＣＲＰｓｏｌと検出された燃料圧力ＣＲＰとに基づいて燃料系に設けられた図外の燃料圧力調整手段を制御するようになっている。
【００５４】
また、上記制御手段４０は、ＥＧＲ制御手段４１、ＶＧＴ制御手段４２及び吸気絞り弁制御手段４３を含んでいる。
【００５５】
ＥＧＲ制御手段４１は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、空燃比が目標空燃比Ａ／ＦｓｏｌとなるようにＥＧＲ弁１２をフィードバック制御する。すなわち、フィードバック制御時には、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて予め設定されたマップ４４から目標空燃比Ａ／Ｆｓｏｌが読み出され、この目標空燃比Ａ／Ｆｓｏｌと上記目標燃料噴射量Ｆｓｏｌとに基づき、目標新気量演算部４５によりエンジン本体１の燃焼室に吸入される新気の目標新気量ＦＡｓｏｌが演算され、この目標新気量ＦＡｓｏｌの演算値とエアフローセンサ２１で検出された実新気量ＦＡｉｒとがＥＧＲ制御手段４１に入力される。
【００５６】
そして、ＥＧＲ制御手段４１により、目標新気量ＦＡｓｏｌと実新気量ＦＡｉｒとの偏差に応じた制御信号（デューティ信号）がＥＧＲ弁駆動用の電磁弁２６Ｃに出力されることにより、上記偏差をなくすようにＥＧＲ弁１２の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下にエアフローフィードバック制御と呼ぶ。
【００５７】
ＶＧＴ制御手段４２は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、過給圧が目標過給圧となるように、ＶＧＴ５の可変翼８をフィードバック制御する。すなわち、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて予め設定されたマップ４６から目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌが読み出され、この目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌと吸気圧力センサ２４で検出された実過給圧ＢｓｔとがＶＧＴ制御手段４２に入力される。そして、ＶＧＴ制御手段４２により、上記実過給圧Ｂｓｔと目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌとの偏差に応じた制御信号（デューティ信号）がＶＧＴ駆動用の電磁弁２６Ｂに出力されることにより、上記偏差をなくすように可変翼８の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下に過給圧フィードバック制御と呼ぶ。
【００５８】
当実施形態では上記ＥＧＲ制御手段４１及びＶＧＴ制御手段４２が、運転状態検出手段５０によって検出される運転状態に応じ、図４中に示す部分負荷領域Ｂでエアフローフィードバック制御及び過給圧フィードバック制御を行う一方、アイドル運転領域Ａ、高負荷運転領域Ｃ及び所定の減速運転領域（減速燃料カット領域）Ｄで運転状態に応じたオープン制御を行う。
【００５９】
すなわち、上記運転状態検出手段５０によりエンジン負荷に相当する値（目標トルクＴｒｑｓｏｌまたはアクセル開度Ａｃｃｅｌあるいは目標燃料噴射量Ｆｓｏｌ）とエンジン回転数Ｎｅとに基づいて運転状態を検出する。この運転状態の検出に基づく制御のために、予め図４のように運転領域がアイドル運転領域Ａ、部分負荷領域Ｂ、高負荷領域Ｃ及び減速燃料カット領域Ｄに区分されている。
【００６０】
上記アイドル運転領域Ａでは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ弁１２が全開とされる。また、高負荷領域Ｃでは、ＥＧＲによるエンジン出力の低下を避けるためＥＧＲ弁１２が閉じられるとともに、ＶＧＴ５の制御として高負荷低回転領域では過給効率を高めるため可変翼全閉とされ、排気流量の多い高負荷高回転領域Ｃ３ではサージング防止のため可変翼全開とされ、高負荷中回転領域では回転数上昇に応じて可変翼開度が大きくされる。
【００６１】
減速燃料カット領域Ｄは、ノーロードライン（図４中の一点鎖線）よりも低負荷側の減速運転領域のうち、とくにアクセル全閉及びその近傍の低負荷域で、かつ、所定回転数以上の領域であり、この領域Ｄでは、燃料供給が停止されるとともに、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられ、かつＥＧＲ弁１２が少なくとも部分的に開かれる。当実施形態では、後述の図５に示すフローチャートのように、減速燃料カット領域内ではエンジン回転数と水温センサ３４で検出されるエンジン温度とに応じてＥＧＲ弁１２の開度が変えられる。
【００６２】
なお、上記吸気絞り弁制御手段４３は、運転状態に応じて吸気絞り弁２３を制御し、例えばＥＧＲが行われる運転領域では吸気絞り弁２３を絞り、減速燃料カット領域では吸気絞り弁２３を開くように制御する。
【００６３】
上記制御手段４０による制御の一例を図５のフローチャートによって説明する。
【００６４】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップＳ１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｅｌ、燃料噴射量、エンジン温度（エンジン冷却水温度）、過給圧（吸気圧力）Ｂｓｔ及びエアフローセンサ２１の出力等が読み込まれ、続いてステップＳ２で減速運転状態か否かが判定され、減速運転状態であればさらにステップＳ３で減速燃料カット領域Ｄにあるか否かが判定される。
【００６５】
減速燃料カット領域Ｄにある場合、ステップＳ４でこの減速燃料カット領域Ｄ内の高回転領域にあるか否かが判定され、その判定がＹＥＳの場合はステップＳ５でエンジン温度が所定値以上のエンジン高温状態か否かが判定される。
【００６６】
減速燃料カット領域内の高回転領域にあって、エンジン高温状態にある場合には、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ１２が全開とされ、かつ、吸気絞り弁２３が全開とされる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。減速燃料カット領域内で低・中回転領域にある場合や、エンジン温度が所定値より低いときは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ弁１２が部分開度とされ、かつ、吸気絞り弁２３が全開とされる（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００６７】
なお、減速燃料カット領域以外では、ステップＳ１２でＶＧＴ５、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３が運転状態等に応じて制御され、例えば前述のように部分負荷域Ｂではエアフローフィードバック制御及び過給圧フィードバック制御が行われるとともに吸気絞り弁２３が必要に応じて絞られ、アイドル運転領域ではＥＧＲ弁１２が開、ＶＧＴ５の可変翼８が閉とされるとともに、吸気絞り弁２３が必要に応じて絞られ、高負荷領域ではＥＧＲ弁１２が閉、吸気絞り弁２３が開とされるとともにＶＧＴ５の可変翼８が低回転側で閉じられ、高回転側で開かれるように制御される。
【００６８】
以上のような当実施形態の装置によると、高回転高負荷領域では、出力向上に有利なようにＥＧＲ弁１２が閉じられてＥＧＲが停止されるとともに吸気絞り弁２３が開かれ、かつ、ＶＧＴ５の可変翼８が開かれることにより、過度の排圧上昇が避けられて、サージングが防止される。そして、排気エネルギーが大きい高回転高負荷領域では可変翼８が開かれた状態において高い過給性能が得られる。また、部分負荷領域では、エアフローフィードバック制御により、ＥＧＲ量及び新気量が適度に調整されてＮＯｘ及びスモークを低減し得る空燃比となるようにＥＧＲ弁１２の開度が制御されるとともに、過給圧フィードバック制御により、適度の過給圧が得られるようにＶＧＴ５の可変翼開度が制御される。
【００６９】
このような高回転高負荷領域Ｃや部分負荷領域Ｂから減速操作が行われると負荷の低下に伴って排気エネルギーが減少し、とくに減速燃料カット領域Ｄまで移行すると燃料供給が停止されることにより排気エネルギーが急激に減少するが、この場合に、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることにより、過給圧の低下が抑制される。つまり、一般にＶＧＴ５の制御としては高回転領域で可変翼８が開かれるが、当実施形態の装置では高回転領域であっても燃料カット領域Ｄでは可変翼８が閉じられることにより、過給効率が高められて、排気エネルギーの減少に対して過給作用の低下が抑制され、過給圧の低下が緩やかになる。
【００７０】
また、燃料カット領域にあるときにＥＧＲ弁１２は少なくとも部分的に開かれることにより、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じている状態で排圧が上昇しすぎないように調整される。すなわち、燃料カット領域であっても高回転側ではエンジンから排気通路に排出されるガス（空気）の流量が比較的多いので、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることによって排圧が上昇し易くなるが、ＥＧＲ弁１２が開かれることにより、排気通路を流れるガスの一部がＥＧＲ通路１１に逃がされ、排圧の過度の上昇が避けられる。さらに、燃料カット時にエンジン本体１から排気通路３へ流れるガスは新気であるので、この新気がＥＧＲ通路１１を通って吸気通路２に還流されることにより、ＥＧＲ通路１１やこの通路中に介設されたＥＧＲクーラー２９、及び吸気系のサージタンク２４等を冷却する作用も得られる。
【００７１】
減速燃料カット時にこのようにＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２が制御されることにより、減速燃料カット領域Ｄから加速操作（アクセル踏み込み）が行われる再加速時には、スモークの発生が抑制されつつ加速応答性が高められる。すなわち、減速燃料カット中にＶＧＴの可変翼が閉じられて過給圧の低下が抑制されているので、再加速時に速やかに過給圧が高められるとともに、減速燃料カット中にＥＧＲ弁が開かれてＥＧＲ系や吸気系が冷却されているので、再加速時に吸気の温度が低くされて吸気の密度が高められる。これらの作用により、再加速時の新気の充填効率が高められ、それに伴いスモークの発生が抑制されつつ燃料噴射量が増加され、加速性能が高められる。
【００７２】
とくに図５に示す例では、減速燃料カット領域でＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされる一方、ＥＧＲ弁１２がエンジン回転数及びエンジン温度に応じて制御されることにより、排圧や冷却作用等が適切に調整される。すなわち、燃料カット領域内の高回転領域でのエンジン高温時には、排圧が上昇し易くなるとともに、再加速時に吸気温度が高くなることによる密度低下（充填効率の低下）を招き易くなることから、ＥＧＲ弁１２が全開とされることにより、排圧上昇を抑制する作用と、ＥＧＲ系及び吸気系を冷却する作用とが高められる。また、減速燃料カット領域内の低・中回転領域にあるときや高回転領域であってもエンジン温度が低いときは、ＥＧＲ弁１２が部分開度とされることにより、排気通路３からＥＧＲ通路１１へ逃がされるガスが燃料カット領域内の高回転領域でのエンジン高温時と比べて少なくされ、過給圧低下を抑制する作用が高められる。
【００７３】
また、吸気絞り弁２３は、減速燃料カット領域で全開とされることにより、吸気絞り弁２３が過給作用を妨げたり、ターボ過給機５のコンプレッサ６と吸気絞り弁２３との間の吸気圧力が過度に上昇してサージングを招いたりすることが避けられる。
【００７４】
なお、再加速時の制御としては、加速後の運転状態に応じてＶＧＴ５の可変翼８、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３を制御してもよいが、新気量を多くしてスモーク低減及び加速性能向上を図るため、ＥＧＲ弁１２は全閉、吸気絞り弁２３は全開とすることが好ましい。
【００７５】
図６は上記制御手段４０による制御の別の例をフローチャートで示している。このフローチャートにおいて、ステップＳ２１での各種信号の入力、ステップＳ２２での減速か否かの判定、減速である場合のステップＳ２３での減速燃料カット領域にあるか否かの判定は、図５のステップＳ１〜Ｓ３と同様である。
【００７６】
減速燃料カット領域Ｄにある場合、ステップＳ２４で過給効率が最大か否かが判定される。上記過給効率は、例えば吸気圧力及び吸入空気量に応じ、予め設定されたマップから求められる。
【００７７】
上記過給効率が最大となっていなければ、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ絞り側に制御される。つまり、例えば部分負荷領域でフィードバック制御によってＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がある程度開かれている状態から減速が行われた場合、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ絞り側に制御されることで過給効率が高められる。なお、ＥＧＲ弁１２が閉じられている高負荷領域から減速燃料カット領域に急激に運転状態が変わった場合等には、ＶＧＴ５の可変翼開度及びＥＧＲ弁１２の開度を所定の初期値としてから、次第に絞っていくようにしてもよい。
【００７８】
ステップＳ２４で過給効率が最大となったことが判定されれば、ＶＧＴの可変翼開度及びＥＧＲ弁の開度が維持される。
【００７９】
減速燃料カット領域以外では、ステップＳ２９でＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２等が運転状態に応じて制御され、例えば運転状態が図４中の部分負荷領域Ｂ、高負荷領域Ｃ、アイドル運転領域Ａのうちでいずれの領域にあるかが調べられ、それに応じた制御が行われる。
【００８０】
なお、吸気絞り弁２３の制御については、図６に示していないが、図５の例と同様に減速燃料カット時に全開とされ、それ以外の領域でＥＧＲが行われる場合に必要に応じて絞られる。
【００８１】
このような当実施形態の制御によると、減速燃料カット領域になったとき、過給効率が最大となるようにＶＧＴ５の可変翼８の開度及びＥＧＲ弁１２の開度が制御されるので、減速燃料カットによって排気エネルギーが急激に減少しても、できる限り過給圧の低下が小さく抑えられる。従って、減速燃料カット領域からの再加速時に、速やかに過給圧が上昇し、新気量の増加によりスモークの発生が抑制されつつ燃料噴射量が増加されて加速性能が高められる。
【００８２】
なお、図５、図６の各例では、ＶＧＴ５の可変翼８を閉じるとともにＥＧＲ弁１２を少なくとも部分的に開く制御、あるいは過給効率が最大となるまでＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２を絞る制御を、減速燃料カット領域Ｄで行なうようにしているが、減速燃料カット領域以外でも減速運転時にこのような制御を行うようにしてもよい。つまり、ＶＧＴ５の可変翼８が少なくとも部分的に開かれている有負荷運転領域からのエンジン減速時には、燃料供給状態での減速（減速燃料カット領域以外の領域での減速または燃料カットが行われないエンジンでの減速）であっても、負荷の低下（燃料噴射量の減少）により排気エネルギーが急激に減少する傾向があるが、このようなエンジン減速時に過給効率を高めるように可変翼８及びＥＧＲ弁１２が制御されることにより過給圧の低下が抑制され、減速直後の再加速時の過給圧上昇が速められることなる。
【００８３】
また、エンジン回転数が所定値以下のエンジン低回転乃至中回転数領域でのエンジン減速時には、高回転領域と比べると排気量が少ないので、ＶＧＴの可変翼８を閉作動するとともにＥＧＲ弁１２を閉弁状態に制御するようにしてもよい。
【００８４】
このように制御する場合の具体例を図７のフローチャートによって説明する。
【００８５】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップＳ３１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｅｌ、燃料噴射量等の信号が読み込まれ、続いてステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低いエンジン低回転乃至中回転領域か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い場合は、さらにステップＳ３３で、例えばアクセル開度Ａｃｃｅｌもしくは目標トルクの減少度合等が調べられることでエンジン減速状態か否かが判定される。
【００８６】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２が閉弁され（ステップＳ３４）、且つ、それまで過給圧フィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＶＧＴ５の可変翼８が閉作動される（ステップＳ３５）。
【００８７】
続いてステップＳ３６で減速判定から所定時間以内か否かが判定され、その判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３７で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定される。このステップＳ３７で判定がＮＯのとき、つまり減速判定から所定時間以内で燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理が繰り返されることにより、ＥＧＲ弁１２が閉且つＶＧＴ５の可変翼８が閉の状態に維持される。
【００８８】
ステップＳ３７の判定がＹＥＳとなれば、ステップＳ３８でＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開されるとともに、ステップＳ３９で実過給圧Ｂｓｔが目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌより大きいか否かが判定される。このステップＳ３９で判定がＹＥＳのとき、つまり減速判定から所定時間以内で、燃料噴射量が設定値以上となったが実過給圧Ｂｓｔが目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌより大きい状態が持続しているときは、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５〜Ｓ３９の処理が繰り返されることにより、ＥＧＲ弁１２のフィードバックは再開されつつＶＧＴ５の可変翼８は閉の状態に維持される。
【００８９】
減速判定から所定時間以内に再加速が行われた場合等には、目標過給圧が実過給圧よりも高くなってステップＳ３９の判定がＮＯとなり、ステップＳ４０でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が再開される。
【００９０】
また、減速判定から所定時間が経過してステップＳ３６の判定がＮＯとなると、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御及びＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御がともに再開される（ステップＳ４１，Ｓ４２）。
【００９１】
なお、上記ステップＳ３２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ３３で減速時以外であることを判定した場合は、ステップＳ４３に移って、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２等が運転状態に応じて制御され、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御及びＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われる。
【００９２】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、ＶＧＴ５の可変翼８が閉作動されるとともにＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、減速時の過給圧の低下を抑制する作用が、より一層高められる。従って、例えばギヤチェンジ時のように低回転乃至中回転領域でいったん減速状態（アクセルが戻された状態）となってから所定時間内に再加速（アクセル踏み込み）が行われたときの加速レスポンスが、大幅に向上される。
【００９３】
このような効果を、図８を参照しつつ具体的に説明する。図８は、t1の時点で減速を行ってから所定時間後のt2の時点で再加速を行った場合の過給圧及び吸入空気量の変化を示している。同図に一点鎖線で示す過給圧Bst1及び吸入空気量FA1の変化は、第１参考例として減速時にもＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２をそれぞれフィードバック制御した場合のものであり、この第１参考例によると過給圧Bst1及び吸入空気量FA1が減速時に大きく低下するため、再加速時に過給圧及び吸入空気量の上昇が遅くなる。また、同図に破線で示す過給圧Bst2及び吸入空気量FA2の変化は、第２参考例として減速時にＶＧＴ５の可変翼８のみを閉じた場合のものであり、この第２参考例によると、第１参考例と比べれば、ある程度は減速時の過給圧低下が抑制されて、再加速時の過給圧及び吸入空気量の上昇が速められる。
【００９４】
同図に実線で示す過給圧Bst3及び吸入空気量FA3の変化は、減速時にＶＧＴ５の可変翼８とＥＧＲ弁１２をともに閉じるようにした当実施形態の制御による場合のものであり、この制御によると、減速時に可変翼８が閉じられることで過給効率が高められるとともに、ＥＧＲ弁１２が閉じられて、排気ガスがＥＧＲ通路１１に逃がされることなく可変翼８を介してタービン７に供給されることにより、上記第２参考例と比べても減速時の過給圧及び吸入空気量の低下を抑制する作用が高められる。従って、再加速時の過給圧の上昇が速められ、加速初期（t2〜t3の期間）の吸入空気量の上昇が大幅に促進されることとなる。
【００９５】
そして、低回転乃至中回転領域では高回転領域と比べて排気ガス量が少なく、かつ、燃料供給状態でも減速時は噴射量が少なくなって排気エネルギーが減少するため、ＶＧＴ５の可変翼８とＥＧＲ弁１２をともに閉じても排圧が極端に上昇し過ぎるようなことはなく、有効に過給効率が高められる。
【００９６】
また、減速判定から所定時間が経過するまでの間において、実過給圧が目標過給圧より高ければＶＧＴ５の可変翼８が閉じた状態に保たれて過給圧の低下が抑制され、再加速時には目標過給圧が上昇して実過給圧より高くなったときにＶＧＴ５のフィードバック制御が再開されるので、実過給圧が加速時の目標過給圧に速やかに追従するように制御される。
【００９７】
制御手段４０による制御のさらに別の例を、図９のフローチャートによって説明する。このフローチャートにおいて、ステップＳ５１での各種信号の入力、ステップＳ５２での設定回転数より低いか否かの判定、設定回転数より低い場合のステップＳ５３でのエンジン減速状態か否かの判定は、図７のステップＳ３１〜Ｓ３３と同様である。
【００９８】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２が閉弁され（ステップＳ５４）、且つ、ＶＧＴ５の制御がステップＳ５５〜Ｓ５７のように行われる。すなわち、目標過給圧の一次遅れが演算され（ステップＳ５５）、その目標過給圧の一次遅れ演算値と実過給圧との偏差をなくすようにフィードバック制御すべく、上記偏差に応じてＶＧＴ制御デューティが演算され（ステップＳ５６）、この制御デューティがＶＧＴ駆動用の電磁弁２６Ｂに出力される（ステップＳ５７）。
【００９９】
続いてステップＳ５８で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定され、このステップＳ５８での判定がＮＯのとき、つまり燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ５４に戻り、ステップＳ５４〜Ｓ５８の処理が繰り返される。
【０１００】
ステップＳ５８の判定がＹＥＳとなれば、一次遅れ演算が停止されて（ステップＳ５９）、ＶＧＴ５の制御が通常のフィードバック制御に戻されるとともに、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開される（ステップＳ６０）。
【０１０１】
なお、上記ステップＳ５２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ５３で減速時以外であることを判定した場合は、運転状態に応じて、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２の制御が行われ、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が行われるが、この場合に、ＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御においては、読み込まれた目標過給圧が一次遅れ演算されることなくそのまま用いられる（ステップＳ６１，Ｓ６２）。
【０１０２】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、ＥＧＲ弁１２が閉弁されるとともに、目標過給圧の一次遅れ演算値と実過給圧との偏差に応じてＶＧＴのフィードバック制御が行われることにより、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じたフィードバック制御による場合と比べてＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなるように制御される。
【０１０３】
すなわち、減速時には燃料噴射量が減量されて排気エネルギーが低下することにより実過給圧が低下する一方、目標トルクの減少に伴って目標過給圧は急激に低下し、この目標過給圧の低下は実過給圧の低下よりも大きいため目標過給圧と実過給圧との偏差に応じたフィードバック制御を行うとＶＧＴ５の可変翼７の開度が大きくなってしまうが、目標過給圧の一次遅れ演算値は変化が緩慢になるのでこれと実過給圧の偏差に応じたフィードバック制御を行えばＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなる。従って、当実施形態のような制御によっても、減速時にＶＧＴ５の可変翼７が閉方向に作動され、かつ、ＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、充分に減速時の過給圧の低下が抑制されて、再加速時の過給圧及び吸入空気量の増加が促進されることとなる。
【０１０４】
なお、上記のように目標過給圧の一次遅れ演算を行いつつ過給圧フィードバック制御を行うようにする減速時のＶＧＴ制御は、とくに燃料カット状態とされる減速時に行うことがより効果的である。すなわち、燃料カット時は燃焼ガスが排出されずエミッションに直接関係することがないので、目標過給圧をなまして過給圧フィードバック制御を行ってもエミッションが問題となることはない。そして、このように目標過給圧がなまされることで過給圧の低下が抑制されることにより、燃料供給状態への復帰時のエンジン安定性や再加速性が高められることとなる。
【０１０５】
制御手段４０による制御のさらに別の例を、図１０のフローチャートによって説明する。このフローチャートにおいて、ステップＳ７１での各種信号の入力、ステップＳ７２での設定回転数より低いか否かの判定、設定回転数より低い場合のステップＳ７３でのエンジン減速状態か否かの判定は、図７のステップＳ３１〜Ｓ３３と同様である。
【０１０６】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２閉弁され（ステップＳ７４）、且つ、吸気絞り弁２３が閉じられる（ステップＳ７５）。また、ＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御は持続される（ステップＳ７６）。
【０１０７】
続いてステップＳ７７で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定され、このステップＳ７７で判定がＮＯのとき、つまり燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ７４に戻り、ステップＳ７４〜Ｓ７６の処理が繰り返される。
【０１０８】
ステップＳ７７の判定がＹＥＳとなれば、吸気絞り弁２３が開かれ（ステップＳ４８）、かつ、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開される（ステップＳ７９）。
【０１０９】
なお、上記ステップＳ７２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ７３で減速時以外であることを判定した場合は、運転状態に応じて、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２の制御が行われ、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が行われる。
【０１１０】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、エアフローフィードバック制御が停止されてＥＧＲ弁１２が閉弁されるとともに、吸気絞り弁２３が閉じられ、この状態でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われることにより、吸気絞り弁２３が開かれた状態でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われる場合と比べてＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなるように制御される。
【０１１１】
すなわち、前述のように減速時には目標過給圧が低下するともに実過給圧も低下し、この場合、吸気絞り弁２３が開いている状態で過給圧フィードバック制御が行われると、目標過給圧が実過給圧より低くなるためＶＧＴ５の可変翼７の開度が大きくなってしまうが、吸気絞り弁２３及び排気還流弁１２が閉じられた状態では吸気絞り弁下流の圧力が急激に低下するので、この状態で吸気絞り弁下流の圧力を実過給圧としてこれと目標過給圧とに基づき過給圧フィードバック制御が行われると、ＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくされることとなる。
【０１１２】
従って、当実施形態のような制御によっても、減速時にＶＧＴ５の可変翼７が閉方向に作動され、かつ、ＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、充分に減速時の過給圧の低下が抑制され、再加速時の過給圧及び吸入空気量の増加が促進されることとなる。
【０１１３】
本発明の装置における制御手段等の構成は以上の各実施形態に限定されず、種々変更可能であり、以下に変更例を説明する。
【０１１４】
▲１▼ＶＧＴ制御手段４２による部分負荷領域Ｂでの制御として、図３等に示す実施形態では目標過給圧と実過給圧との偏差に応じてＶＧＴ５の可変翼開度を制御する過給圧フィードバック制御を行っているが、これに替えて図１１に示すようなＶＧＴ開度フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【０１１５】
すなわち、この例では、ＶＧＴ５の可変翼８の開度に応じた信号を出力するＶＧＴ開度センサ（可変翼開度検出手段）を備え、ステップＳ９１でＶＧＴ開度センサの信号を含む各種信号が入力され、ステップＳ９２でＶＧＴ開度センサの信号から実際のＶＧＴ開度（可変翼の開度）が検出され、ステップＳ９３で運転状態に応じた目標ＶＧＴ開度が算出される。そして、ステップＳ９４で実際のＶＧＴ開度と目標ＶＧＴ開度との偏差が算出され、ステップＳ９５で上記偏差に応じてＰＩＤ値（比例、積分、微分制御値）が算出され、ステップＳ９６でＰＩＤ制御によるフィードバック制御が実行される。
【０１１６】
この例による場合、部分負荷領域Ｂでは運転状態に応じて目標ＶＧＴ開度が設定されて、実際のＶＧＴ開度が目標ＶＧＴ開度となるようにフィードバック制御される。そして、このような制御状態から燃料カット領域に移行したときは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉もしくは小開度に閉じられることにより、過給効率が高められる。
【０１１７】
▲２▼図５に示す例では、減速燃料カット領域内の低・中回転領域にあるときに、ＥＧＲ弁１２を部分開度としているが、特に排気通路のガス流量が少ない燃料カット領域内の低回転領域ではＥＧＲ弁１２を全閉としてもよい。
【０１１８】
▲３▼図５に示す例ではＶＧＴ５の可変翼８を減速燃料カット領域で全閉としているが、燃料カット領域内で排気通路のガス流量が多い高回転側では適度に排圧を調整すべく可変翼８を所定小開度にまで閉じるようにしてもよい。
【０１１９】
▲４▼図５に示す例では吸気絞り弁２３を減速燃料カット領域で全開としているが、減速が緩やかに行われる緩減速時には、吸気絞り弁を多少絞るようにしても再加速性の悪化やサージングの発生等の不都合を招くことがない。そして、吸気絞りを多少絞るように制御すれば、ＥＧＲ通路１１から吸気通路２へのガスの導入等に有利となる。
【０１２０】
▲５▼図６に示す例では、減速燃料カット領域で、過給効率を高めるようにＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２の双方を制御しているが、ＶＧＴ５の可変翼８を一定開度、例えば全閉に保ちつつ、ＥＧＲ弁１２を過給効率が高くなるように制御することも可能である。この場合、減速燃料カット領域においてエンジンの低回転側ほど、ＥＧＲ弁１２の開度を小さくすることにより過給効率が高められる。
【０１２１】
▲６▼図７，図９，図１０の各例では、エンジン回転数が所定回転数以下での減速時に、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動するとともにＥＧＲ弁１２を閉弁するように制御しているが、このような制御を燃料供給状態での減速時にのみ行い、燃料カット状態とされる減速時には、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動する一方でＥＧＲ弁１２を部分開もしくは全開にするように制御してもよい。
【０１２２】
このようにすると、燃料カット状態とされる減速時には、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることで過給圧の低下が抑制されるとともに、ＥＧＲ弁１２が開かれることにより前述のように燃焼ガスを含まない新気が排気通路からＥＧＲ通路を通って吸気系に還流されて、それによる冷却作用で再加速時の新気の密度が高められ、これらの相乗作用で加速性能が高められる。また、燃料供給状態での減速時には、ＥＧＲ弁１２を開いても燃料カット時のように冷却作用によって再加速時の吸気の密度を高めるといった効果は得られないので、ＥＧＲ弁１２を閉じ、排気ガスがＥＧＲ通路に逃がされることなくＶＧＴ５に集中的に送られるようにすることにより、過給圧の低下を抑制する作用が高められることとなる。
【０１２３】
▲７▼図７，図９，図１０の各例に示すようなエンジン低回転乃至中回転の領域での減速時の制御に加え、高速域での減速時に、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動するとともにＥＧＲ弁１２を開弁するように制御してもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、タービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに排気還流通路及び排気還流弁を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、運転状態が減速燃料カット領域等の減速領域に移行したとき、上記可変翼及び排気還流弁の制御により過給効率を高めるようにしているため、減速時に急激な過給圧の低下を抑制して、再加速時の過給圧上昇を速め、加速性能を向上することができる。
【０１２５】
とくにエンジンの高回転領域における減速領域では、可変翼を閉じ、かつ排気還流弁を少なくとも部分的に開くようにすれば、排気通路中の余剰のガスが排気還流通路に逃がされるので、可変翼が絞られても排圧が過度に上昇するといった不都合を招くことがなく、再加速性向上のための制御を効果的に行うことができる。
【０１２６】
また、吸気通路の排気還流通路接続個所の上流に吸気絞り弁を備える場合、減速時に、上記のような可変翼等の制御とともに、吸気絞り弁を開くように制御することにより、過給効率を高めて再加速性を向上する効果が有効に得られる。
【０１２７】
また、エンジンの低回転乃至中回転領域での減速運転時に、可変翼を閉作動し、かつ、排気還流弁を閉弁するように制御すれば、排気ガスが排気還流通路に逃がされることなく可変翼を介してターボ過給機のタービンへ送られる状態で、可変翼が閉じられて過給効率が高められることにより、効果的に減速時の過給圧の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示す概略図である。
【図２】過給機の一例としてのＶＧＴにおける可変翼配設部分の構造の模式図である。
【図３】エンジンのコントロールユニットの具体的構成を示すブロック図である。
【図４】運転状態に応じた制御のための運転領域の区分を示す説明図である。
【図５】減速時におけるＶＧＴ等の制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】減速時におけるＶＧＴ等の制御の別の例を示すフローチャートである。
【図７】減速時におけるＶＧＴ等の制御のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図８】減速後に再加速が行われた場合の、過給圧及び吸入空気量の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図９】減速時におけるＶＧＴ等の制御のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１０】減速時におけるＶＧＴ等の制御のまた別の例を示すフローチャートである。
【図１１】ＶＧＴ開度フィードバック制御の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ 吸気通路
３ 排気通路
５ ターボ過給機
８ 可変翼
１１ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁
２３ 吸気絞り弁
２５ 吸気圧力センサ
３０ コントロールユニット
４０ 制御手段
３４ 水温センサ
４１ ＥＧＲ弁制御手段
４２ ＶＧＴ制御手段
４３ 吸気絞り弁制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載されるターボ過給機付エンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１０−４７０７０号公報、登録実用新案第２５７３１０７号公報等に示されるように、ターボ過給機のタービンに対して開度変更可能なノズルを形成する可変翼を設け、運転状態に応じて上記可変翼の開度を調節することでタービンへの排気流通面積を変化させることにより、タービン効率を制御し得るようにしたターボ過給機付エンジンが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変翼を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、運転状態に応じた可変翼の制御としては、通常、エンジンの低回転側では可変翼の開度を小さくすることで過給効率を高め、排気量の多い高回転側では可変翼の開度を大きくするようにしている。このように制御した場合、高回転側の運転領域において可変翼の開度が大きくされている状態でアクセル開度が小さくされて減速状態となったとき（減速燃料カット領域に入って燃料供給が停止されたとき）、ターボ過給機のタービンに与えられる排気エネルギーが急激に減少することにより過給圧が大きく低下してしまう。そして、この状態から再加速が行われると、過給圧の上昇が遅くなり、加速性能が悪くなる。
【０００４】
なお、上記登録実用新案第２５７３１０７号公報に示された装置では、クラッチを備えたマニュアルトランスミッション車に搭載されるターボ過給機付ディーゼルエンジンおいて、アクセルセンサと、クラッチセンサと、可変翼を制御するコントローラとを備え、アクセル開度が零、あるいはクラッチがオフとなるギヤチェンジ時等に、上記可変翼を絞るように制御することによって過給圧の低下を抑制し、これにより、ギヤチェンジ後のアクセル踏み込み時に過給圧の上昇を速め、スモークの低減及び加速レスポンスの向上を図るようにしており、このような技術に基づき、高回転領域でも減速状態となったとき可変翼を絞るようにすることが考えられる。
【０００５】
しかし、高回転領域では低負荷の減速状態でも比較的排気量が多いため、単に可変翼を絞るだけでは、必要以上に排気の流通が制限されて排圧が過度に上昇し、却って過給効率の向上がさまたげられる。
【０００６】
ところで、排気通路と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設した排気還流装置は一般に知られているが、上記の可変翼を有するターボ過給機をエンジンにおいて、減速時の可変翼の制御と排気還流弁の制御との関係については、従来、充分に考慮さていなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、高回転領域等において減速が行われたときに、可変翼及び排気還流弁の制御により効果的に過給効率を高め、再加速時に過給圧の上昇を速めて加速性能を向上させることができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、該可変翼の上流の排気通路と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付エンジンにおいて、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記可変翼及び排気還流弁を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、エンジンの高回転領域における高負荷域で上記可変翼を開き、エンジンの高回転領域における減速領域では上記可変翼を閉じ、かつ上記排気還流弁を少なくとも部分的に開くように制御することを特徴とする。
【０００９】
この装置によると、高回転領域での減速時に、ターボ過給機の駆動量の急激な減少が抑制されて、再加速時の過給性能向上に有利となる。すなわち、高回転領域における高負荷側では可変翼が開かれ、この状態からの減速時には、排気エネルギーが減少するので可変翼が開かれたままでは過給機駆動量が減少して急激に過給圧が低下するが、このような場合に可変翼が閉じられることにより、過給効率が高められて、急激な過給圧の低下が抑制される。この場合、減速時でも高回転領域では比較的排気流量が多いが、排気還流弁が少なくとも部分的に開かれることにより排気ガスの一部が排気還流通路に逃がされるので、排圧が過度に高くなることはなく、効果的に過給効率が高められる。そして、このように減速時に過給効率が高められて過給圧の低下が抑制されることにより、減速直後に加速が行われる再加速時には速やかに過給圧が高められる。
【００１０】
この発明の装置において、上記制御手段により可変翼を閉じ、かつ排気還流弁を少なくとも部分的に開くようにする制御は、高回転領域における減速燃料カット領域で行うこと（請求項２）が効果的である。
【００１１】
すなわち、高回転領域においてとくに減速燃料カット領域にまで減速されたときには燃料供給の停止により排気エネルギーが大きく減少するので、このような場合に可変翼を閉じて過給効率を高めることにより急激な過給圧の低下を抑制することが、より強く要求される。また、減速燃料カット領域において燃料供給が停止されているときにエンジンから排気通路へ流れるガスは新気であるので、この新気が排気還流通路を通って吸気通路に還流されると、排気還流通路や吸気通路の排気還流通路接続部分等を冷却する作用が得られる。このため、再加速時に吸気の温度が低くされて吸気の密度が高められ、新気の充填効率を高めるのに有利となる。
【００１２】
上記制御手段は、エンジンの運転状態が高回転領域における減速燃料カット領域にあり、かつ、エンジン温度が所定値より高いときには排気還流弁を全開とすること（請求項３）が好ましい。すなわち、高回転領域にあってエンジン温度が高いときは高温の排気ガスが還流されることにより排気還流通路や吸気通路の排気還流通路接続部分の温度が高くなっているが、このような状況において減速燃料カット領域に移行したときは、排気還流弁が全開とされることにより、上記のような排気還流通路等を冷却する作用が高められ、再加速時に吸気温度を低くして充填効率を高める作用が充分に得られる。
【００１３】
上記排気還流通路にこの通路を通る還流ガスを冷却する還流ガス冷却手段が設けられている場合（請求項４）には、減速燃料カット中に排気還流弁が開かれることにより上記還流ガス冷却手段が冷却され、還流ガス冷却手段の冷却機能の回復等に有利となる。
【００１４】
また、吸気通路におけるターボ過給機のコンプレッサの下流に吸気絞り弁を設け、この吸気絞り弁より下流に排気還流通路を接続しているターボ過給機付エンジンにあっては、上記制御手段が、可変翼及び排気還流弁の制御に加え、高回転領域における減速燃料カット領域で吸気絞り弁を開くように制御すること（請求項５）により、減速燃料カット中の過給状態や再加速性等が良好となる。すなわち、上記吸気絞り弁は、燃料カット領域以外で排気還流が行われるときに必要に応じて絞られることにより、排気還流を促進する作用を有するが、減速燃料カット領域で上記可変翼が閉じられて過給効率が高められるように制御されるときは、吸気絞り弁が過給作用を妨げたりターボ過給機のコンプレッサと吸気絞り弁との間の圧力上昇によるサージングを招いたりすることを避けるため、吸気絞り弁が開かれる。
【００１９】
なお、排気ガスの還流を行うべき運転状態では空燃比が目標空燃比となるように排気還流弁を制御すること（請求項６）が好ましく、このようにすれば、ＮＯｘ及びスモークの低減等に適した空燃比となるように排気還流量及び新気量が調整される。そして、減速燃料カット領域に移行したときには過給効率向上等に有利なように制御状態が変更される。
【００２０】
また、再加速開始時は排気還流弁を閉じるようにすれば（請求項７）、新気量が増加されてスモーク低減及び加速性能向上に有利となる。
【００２４】
なお、上記のような本発明の装置において、上記制御手段は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、吸気圧力検出手段により検出された実過給圧が要求負荷に対応して設定された目標過給圧となるように可変翼を制御し（請求項８）、あるいは、可変翼開度検出手段により検出される開度が目標開度となるように可変翼を制御すること（請求項９）が好ましい。このようにすると、定常運転時等には過給圧が適度に調整されるように可変翼がフィードバック制御される。そして、減速燃料カット領域に移行したときには可変翼のフィードバック制御が停止されて、過給効率を高めるように可変翼の制御状態が変更される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示している。図示のエンジンはディーゼルエンジンであり、そのエンジン本体１には吸気通路２及び排気通路３が接続されている。また、このエンジンにはターボ過給機５が装備され、このターボ過給機５は、吸気通路２に設けられたコンプレッサ６と、コンプレッサ６を排気エネルギーにより駆動するために排気通路３に設けられたタービン７とを備えるとともに、後述のような可変翼８を具備している。さらにこのエンジンには、排気通路３と吸気通路２とを連通するＥＧＲ通路１１と、このＥＧＲ通路１１に介設されたＥＧＲ弁（排気還流弁）１２とを有するＥＧＲ装置（排気還流装置）が設けられている。
【００４２】
エンジン各部の構造を具体的に説明すると、エンジン本体１の各シリンダ１４には燃焼室内に燃料を噴射する多噴口の燃料噴射弁１５が配設されている。これらの燃料噴射弁１５の燃料入口側は分配通路１６を介してコモンレール（共通管）１７に接続され、このコモンレール１７が燃料噴射ポンプ１８に接続されており、燃料噴射ポンプ１８から送給された燃料がコモンレール１７で蓄圧された上で各燃料噴射弁１５に送られるようになっている。各燃料噴射弁１５は、制御信号に応じて燃料噴射時間及び噴射時期の制御が可能な構造となっている。各燃料噴射弁１５の燃料出口側はリターン通路１９に接続されている。
上記吸気通路２には、その上流側から順にエアフローセンサ（吸入空気量検出手段）２１と、ターボ過給機５のコンプレッサ６と、インタークーラ２２と、吸気絞り弁２３と、サージタンク２４とが配設されるとともに、サージタンク２４に吸気圧力センサ（吸気圧力検出手段）２５が設けられている。
【００４３】
上記吸気絞り弁２３は、特定運転領域でＥＧＲ導入促進等のため吸気通路２を絞るものであり、負圧応動式のアクチュエータ２３ａにより駆動されるようになっている。このアクチュエータ２３ａは電磁弁２６Ａを介してバキュームポンプ２７に接続されており、上記電磁弁２６Ａがデューティ制御されることでアクチュエータ２３ａに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これにより吸気絞り弁２３の開度が制御されるようになっている。
【００４４】
また、上記排気通路３には、ターボ過給機５のタービン７と、触媒コンバータ２８とが配設されている。
【００４５】
上記ターボ過給機５は、図２に示すようにタービン７の周囲にノズルを形成する多数の可変翼８を備えたＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）からなっている。すなわち、このターボ過給機５（以下、ＶＧＴ５と呼ぶ）は、可変翼８の角度調節により、図２（ａ）に示す全閉（流通面積最小）から図２（ｂ）に示す全開（流通面積最大）までにわたり可変翼８の開度つまりノズル開口面積（タービンへの排気流通面積）が可変となり、これによってタービン効率が制御されるように構成されている。
【００４６】
図１中に示すように上記可変翼８は負圧応動式のアクチュエータ８ａにより駆動され、このアクチュエータ８ａは電磁弁２６Ｂを介してバキュームポンプ２７に接続されている。そして、上記電磁弁２６Ｂがデューティ制御されることでアクチュエータ８ａに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりＶＧＴ５の可変翼開度が制御されるようになっている。
【００４７】
また、上記ＥＧＲ通路１１は、その一端部が排気通路３におけるタービン７の上流側、例えば排気マニフォールドの集合部に接続されるとともに、他端部が上記吸気通路２における吸気絞り弁２３の下流側、例えばサージタンク２４もしくはその上流に接続されている。このＥＧＲ通路１１にはＥＧＲクーラー（還流ガス冷却手段）２９とＥＧＲ弁１２が介設されている。上記ＥＧＲクーラー２９は、ＥＧＲ通路１１を通る還流排気ガスを冷却するもので、例えばエンジン冷却水が導かれる水冷式となっている。
【００４８】
上記ＥＧＲ弁１２は、デューティ制御可能な電磁弁２６Ｃを介してバキュームポンプ２７に接続され、上記電磁弁２６Ｃがデューティ制御されることでＥＧＲ弁１２の負圧室に対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりＥＧＲ弁１２の開度が制御されるようになっている。
【００４９】
上記燃料噴射弁１５及び上記各電磁弁２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにはコントロールユニット（ＥＣＵ）３０から制御信号が出力される。このＥＣＵ３０には、上記エアフローセンサ２１及び吸気圧力センサ２５からの信号が入力され、さらに、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ３２、上記コモンレール１７内の燃料圧力を検出するコモンレール圧力センサ３３、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３４等からの信号も入力されるようになっている。
【００５０】
そして、上記ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１５に出力される制御信号により燃料噴射弁１５からの燃料噴射量及び噴射時期が制御され、また電磁弁２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃに出力される制御信号（デューティ信号）により吸気絞り弁２３、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ制御されるようになっている。
【００５１】
上記ＥＣＵ３０は、図３に示すように、燃料噴射弁１５の燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段３５及びコモンレール１７内の燃料圧力を制御するコモンレール圧制御手段３６を有するとともに、運転状態検出手段５０と、この運転状態検出手段５０により検出される運転状態に応じてＶＧＴ５の可変翼８、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３を制御する制御手段４０を有している。
【００５２】
上記燃料噴射量制御手段３５は、アクセル開度センサ３１によって検出されたアクセル開度Ａｃｃｅｌと、エンジン回転数検出手段５１によってクランク角信号の周期の計測等により検出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されたマップ３７からエンジンの目標トルクＴｒｑｓｏｌを読み出すとともに、この目標トルクＴｒｑｓｏｌと、エンジン回転数Ｎｅと、上記エアフローセンサ２１によって検出された実新気量ＦＡｉｒとに基づき、予め設定された三次元マップ３８から目標燃料噴射量Ｆｓｏｌを読み出し、この目標燃料噴射量Ｆｓｏｌと、コモンレール圧力センサ２１によって検出されたコモンレール１７内の燃料圧力ＣＲＰとに基づいて燃料噴射弁１５の励磁時間を調節することにより、燃料噴射量を制御するように構成されている。
【００５３】
コモンレール圧力制御手段３６は、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されたマップ３９から目標コモンレール圧力ＣＲＰｓｏｌを読み出し、この目標コモンレール圧力ＣＲＰｓｏｌと検出された燃料圧力ＣＲＰとに基づいて燃料系に設けられた図外の燃料圧力調整手段を制御するようになっている。
【００５４】
また、上記制御手段４０は、ＥＧＲ制御手段４１、ＶＧＴ制御手段４２及び吸気絞り弁制御手段４３を含んでいる。
【００５５】
ＥＧＲ制御手段４１は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、空燃比が目標空燃比Ａ／ＦｓｏｌとなるようにＥＧＲ弁１２をフィードバック制御する。すなわち、フィードバック制御時には、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて予め設定されたマップ４４から目標空燃比Ａ／Ｆｓｏｌが読み出され、この目標空燃比Ａ／Ｆｓｏｌと上記目標燃料噴射量Ｆｓｏｌとに基づき、目標新気量演算部４５によりエンジン本体１の燃焼室に吸入される新気の目標新気量ＦＡｓｏｌが演算され、この目標新気量ＦＡｓｏｌの演算値とエアフローセンサ２１で検出された実新気量ＦＡｉｒとがＥＧＲ制御手段４１に入力される。
【００５６】
そして、ＥＧＲ制御手段４１により、目標新気量ＦＡｓｏｌと実新気量ＦＡｉｒとの偏差に応じた制御信号（デューティ信号）がＥＧＲ弁駆動用の電磁弁２６Ｃに出力されることにより、上記偏差をなくすようにＥＧＲ弁１２の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下にエアフローフィードバック制御と呼ぶ。
【００５７】
ＶＧＴ制御手段４２は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、過給圧が目標過給圧となるように、ＶＧＴ５の可変翼８をフィードバック制御する。すなわち、上記目標トルクＴｒｑｓｏｌとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて予め設定されたマップ４６から目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌが読み出され、この目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌと吸気圧力センサ２４で検出された実過給圧ＢｓｔとがＶＧＴ制御手段４２に入力される。そして、ＶＧＴ制御手段４２により、上記実過給圧Ｂｓｔと目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌとの偏差に応じた制御信号（デューティ信号）がＶＧＴ駆動用の電磁弁２６Ｂに出力されることにより、上記偏差をなくすように可変翼８の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下に過給圧フィードバック制御と呼ぶ。
【００５８】
当実施形態では上記ＥＧＲ制御手段４１及びＶＧＴ制御手段４２が、運転状態検出手段５０によって検出される運転状態に応じ、図４中に示す部分負荷領域Ｂでエアフローフィードバック制御及び過給圧フィードバック制御を行う一方、アイドル運転領域Ａ、高負荷運転領域Ｃ及び所定の減速運転領域（減速燃料カット領域）Ｄで運転状態に応じたオープン制御を行う。
【００５９】
すなわち、上記運転状態検出手段５０によりエンジン負荷に相当する値（目標トルクＴｒｑｓｏｌまたはアクセル開度Ａｃｃｅｌあるいは目標燃料噴射量Ｆｓｏｌ）とエンジン回転数Ｎｅとに基づいて運転状態を検出する。この運転状態の検出に基づく制御のために、予め図４のように運転領域がアイドル運転領域Ａ、部分負荷領域Ｂ、高負荷領域Ｃ及び減速燃料カット領域Ｄに区分されている。
【００６０】
上記アイドル運転領域Ａでは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ弁１２が全開とされる。また、高負荷領域Ｃでは、ＥＧＲによるエンジン出力の低下を避けるためＥＧＲ弁１２が閉じられるとともに、ＶＧＴ５の制御として高負荷低回転領域では過給効率を高めるため可変翼全閉とされ、排気流量の多い高負荷高回転領域Ｃ３ではサージング防止のため可変翼全開とされ、高負荷中回転領域では回転数上昇に応じて可変翼開度が大きくされる。
【００６１】
減速燃料カット領域Ｄは、ノーロードライン（図４中の一点鎖線）よりも低負荷側の減速運転領域のうち、とくにアクセル全閉及びその近傍の低負荷域で、かつ、所定回転数以上の領域であり、この領域Ｄでは、燃料供給が停止されるとともに、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられ、かつＥＧＲ弁１２が少なくとも部分的に開かれる。当実施形態では、後述の図５に示すフローチャートのように、減速燃料カット領域内ではエンジン回転数と水温センサ３４で検出されるエンジン温度とに応じてＥＧＲ弁１２の開度が変えられる。
【００６２】
なお、上記吸気絞り弁制御手段４３は、運転状態に応じて吸気絞り弁２３を制御し、例えばＥＧＲが行われる運転領域では吸気絞り弁２３を絞り、減速燃料カット領域では吸気絞り弁２３を開くように制御する。
【００６３】
上記制御手段４０による制御の一例を図５のフローチャートによって説明する。
【００６４】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップＳ１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｅｌ、燃料噴射量、エンジン温度（エンジン冷却水温度）、過給圧（吸気圧力）Ｂｓｔ及びエアフローセンサ２１の出力等が読み込まれ、続いてステップＳ２で減速運転状態か否かが判定され、減速運転状態であればさらにステップＳ３で減速燃料カット領域Ｄにあるか否かが判定される。
【００６５】
減速燃料カット領域Ｄにある場合、ステップＳ４でこの減速燃料カット領域Ｄ内の高回転領域にあるか否かが判定され、その判定がＹＥＳの場合はステップＳ５でエンジン温度が所定値以上のエンジン高温状態か否かが判定される。
【００６６】
減速燃料カット領域内の高回転領域にあって、エンジン高温状態にある場合には、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ１２が全開とされ、かつ、吸気絞り弁２３が全開とされる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。減速燃料カット領域内で低・中回転領域にある場合や、エンジン温度が所定値より低いときは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされるとともに、ＥＧＲ弁１２が部分開度とされ、かつ、吸気絞り弁２３が全開とされる（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００６７】
なお、減速燃料カット領域以外では、ステップＳ１２でＶＧＴ５、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３が運転状態等に応じて制御され、例えば前述のように部分負荷域Ｂではエアフローフィードバック制御及び過給圧フィードバック制御が行われるとともに吸気絞り弁２３が必要に応じて絞られ、アイドル運転領域ではＥＧＲ弁１２が開、ＶＧＴ５の可変翼８が閉とされるとともに、吸気絞り弁２３が必要に応じて絞られ、高負荷領域ではＥＧＲ弁１２が閉、吸気絞り弁２３が開とされるとともにＶＧＴ５の可変翼８が低回転側で閉じられ、高回転側で開かれるように制御される。
【００６８】
以上のような当実施形態の装置によると、高回転高負荷領域では、出力向上に有利なようにＥＧＲ弁１２が閉じられてＥＧＲが停止されるとともに吸気絞り弁２３が開かれ、かつ、ＶＧＴ５の可変翼８が開かれることにより、過度の排圧上昇が避けられて、サージングが防止される。そして、排気エネルギーが大きい高回転高負荷領域では可変翼８が開かれた状態において高い過給性能が得られる。また、部分負荷領域では、エアフローフィードバック制御により、ＥＧＲ量及び新気量が適度に調整されてＮＯｘ及びスモークを低減し得る空燃比となるようにＥＧＲ弁１２の開度が制御されるとともに、過給圧フィードバック制御により、適度の過給圧が得られるようにＶＧＴ５の可変翼開度が制御される。
【００６９】
このような高回転高負荷領域Ｃや部分負荷領域Ｂから減速操作が行われると負荷の低下に伴って排気エネルギーが減少し、とくに減速燃料カット領域Ｄまで移行すると燃料供給が停止されることにより排気エネルギーが急激に減少するが、この場合に、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることにより、過給圧の低下が抑制される。つまり、一般にＶＧＴ５の制御としては高回転領域で可変翼８が開かれるが、当実施形態の装置では高回転領域であっても燃料カット領域Ｄでは可変翼８が閉じられることにより、過給効率が高められて、排気エネルギーの減少に対して過給作用の低下が抑制され、過給圧の低下が緩やかになる。
【００７０】
また、燃料カット領域にあるときにＥＧＲ弁１２は少なくとも部分的に開かれることにより、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じている状態で排圧が上昇しすぎないように調整される。すなわち、燃料カット領域であっても高回転側ではエンジンから排気通路に排出されるガス（空気）の流量が比較的多いので、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることによって排圧が上昇し易くなるが、ＥＧＲ弁１２が開かれることにより、排気通路を流れるガスの一部がＥＧＲ通路１１に逃がされ、排圧の過度の上昇が避けられる。さらに、燃料カット時にエンジン本体１から排気通路３へ流れるガスは新気であるので、この新気がＥＧＲ通路１１を通って吸気通路２に還流されることにより、ＥＧＲ通路１１やこの通路中に介設されたＥＧＲクーラー２９、及び吸気系のサージタンク２４等を冷却する作用も得られる。
【００７１】
減速燃料カット時にこのようにＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２が制御されることにより、減速燃料カット領域Ｄから加速操作（アクセル踏み込み）が行われる再加速時には、スモークの発生が抑制されつつ加速応答性が高められる。すなわち、減速燃料カット中にＶＧＴの可変翼が閉じられて過給圧の低下が抑制されているので、再加速時に速やかに過給圧が高められるとともに、減速燃料カット中にＥＧＲ弁が開かれてＥＧＲ系や吸気系が冷却されているので、再加速時に吸気の温度が低くされて吸気の密度が高められる。これらの作用により、再加速時の新気の充填効率が高められ、それに伴いスモークの発生が抑制されつつ燃料噴射量が増加され、加速性能が高められる。
【００７２】
とくに図５に示す例では、減速燃料カット領域でＶＧＴ５の可変翼８が全閉とされる一方、ＥＧＲ弁１２がエンジン回転数及びエンジン温度に応じて制御されることにより、排圧や冷却作用等が適切に調整される。すなわち、燃料カット領域内の高回転領域でのエンジン高温時には、排圧が上昇し易くなるとともに、再加速時に吸気温度が高くなることによる密度低下（充填効率の低下）を招き易くなることから、ＥＧＲ弁１２が全開とされることにより、排圧上昇を抑制する作用と、ＥＧＲ系及び吸気系を冷却する作用とが高められる。また、減速燃料カット領域内の低・中回転領域にあるときや高回転領域であってもエンジン温度が低いときは、ＥＧＲ弁１２が部分開度とされることにより、排気通路３からＥＧＲ通路１１へ逃がされるガスが燃料カット領域内の高回転領域でのエンジン高温時と比べて少なくされ、過給圧低下を抑制する作用が高められる。
【００７３】
また、吸気絞り弁２３は、減速燃料カット領域で全開とされることにより、吸気絞り弁２３が過給作用を妨げたり、ターボ過給機５のコンプレッサ６と吸気絞り弁２３との間の吸気圧力が過度に上昇してサージングを招いたりすることが避けられる。
【００７４】
なお、再加速時の制御としては、加速後の運転状態に応じてＶＧＴ５の可変翼８、ＥＧＲ弁１２及び吸気絞り弁２３を制御してもよいが、新気量を多くしてスモーク低減及び加速性能向上を図るため、ＥＧＲ弁１２は全閉、吸気絞り弁２３は全開とすることが好ましい。
【００７５】
図６は上記制御手段４０による制御の別の例をフローチャートで示している。このフローチャートにおいて、ステップＳ２１での各種信号の入力、ステップＳ２２での減速か否かの判定、減速である場合のステップＳ２３での減速燃料カット領域にあるか否かの判定は、図５のステップＳ１〜Ｓ３と同様である。
【００７６】
減速燃料カット領域Ｄにある場合、ステップＳ２４で過給効率が最大か否かが判定される。上記過給効率は、例えば吸気圧力及び吸入空気量に応じ、予め設定されたマップから求められる。
【００７７】
上記過給効率が最大となっていなければ、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ絞り側に制御される。つまり、例えば部分負荷領域でフィードバック制御によってＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がある程度開かれている状態から減速が行われた場合、ＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２がそれぞれ絞り側に制御されることで過給効率が高められる。なお、ＥＧＲ弁１２が閉じられている高負荷領域から減速燃料カット領域に急激に運転状態が変わった場合等には、ＶＧＴ５の可変翼開度及びＥＧＲ弁１２の開度を所定の初期値としてから、次第に絞っていくようにしてもよい。
【００７８】
ステップＳ２４で過給効率が最大となったことが判定されれば、ＶＧＴの可変翼開度及びＥＧＲ弁の開度が維持される。
【００７９】
減速燃料カット領域以外では、ステップＳ２９でＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２等が運転状態に応じて制御され、例えば運転状態が図４中の部分負荷領域Ｂ、高負荷領域Ｃ、アイドル運転領域Ａのうちでいずれの領域にあるかが調べられ、それに応じた制御が行われる。
【００８０】
なお、吸気絞り弁２３の制御については、図６に示していないが、図５の例と同様に減速燃料カット時に全開とされ、それ以外の領域でＥＧＲが行われる場合に必要に応じて絞られる。
【００８１】
このような当実施形態の制御によると、減速燃料カット領域になったとき、過給効率が最大となるようにＶＧＴ５の可変翼８の開度及びＥＧＲ弁１２の開度が制御されるので、減速燃料カットによって排気エネルギーが急激に減少しても、できる限り過給圧の低下が小さく抑えられる。従って、減速燃料カット領域からの再加速時に、速やかに過給圧が上昇し、新気量の増加によりスモークの発生が抑制されつつ燃料噴射量が増加されて加速性能が高められる。
【００８２】
なお、図５、図６の各例では、ＶＧＴ５の可変翼８を閉じるとともにＥＧＲ弁１２を少なくとも部分的に開く制御、あるいは過給効率が最大となるまでＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２を絞る制御を、減速燃料カット領域Ｄで行なうようにしているが、減速燃料カット領域以外でも減速運転時にこのような制御を行うようにしてもよい。つまり、ＶＧＴ５の可変翼８が少なくとも部分的に開かれている有負荷運転領域からのエンジン減速時には、燃料供給状態での減速（減速燃料カット領域以外の領域での減速または燃料カットが行われないエンジンでの減速）であっても、負荷の低下（燃料噴射量の減少）により排気エネルギーが急激に減少する傾向があるが、このようなエンジン減速時に過給効率を高めるように可変翼８及びＥＧＲ弁１２が制御されることにより過給圧の低下が抑制され、減速直後の再加速時の過給圧上昇が速められることなる。
【００８３】
また、エンジン回転数が所定値以下のエンジン低回転乃至中回転数領域でのエンジン減速時には、高回転領域と比べると排気量が少ないので、ＶＧＴの可変翼８を閉作動するとともにＥＧＲ弁１２を閉弁状態に制御するようにしてもよい。
【００８４】
このように制御する場合の具体例を図７のフローチャートによって説明する。
【００８５】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップＳ３１でエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Ａｃｃｅｌ、燃料噴射量等の信号が読み込まれ、続いてステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低いエンジン低回転乃至中回転領域か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い場合は、さらにステップＳ３３で、例えばアクセル開度Ａｃｃｅｌもしくは目標トルクの減少度合等が調べられることでエンジン減速状態か否かが判定される。
【００８６】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２が閉弁され（ステップＳ３４）、且つ、それまで過給圧フィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＶＧＴ５の可変翼８が閉作動される（ステップＳ３５）。
【００８７】
続いてステップＳ３６で減速判定から所定時間以内か否かが判定され、その判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３７で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定される。このステップＳ３７で判定がＮＯのとき、つまり減速判定から所定時間以内で燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理が繰り返されることにより、ＥＧＲ弁１２が閉且つＶＧＴ５の可変翼８が閉の状態に維持される。
【００８８】
ステップＳ３７の判定がＹＥＳとなれば、ステップＳ３８でＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開されるとともに、ステップＳ３９で実過給圧Ｂｓｔが目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌより大きいか否かが判定される。このステップＳ３９で判定がＹＥＳのとき、つまり減速判定から所定時間以内で、燃料噴射量が設定値以上となったが実過給圧Ｂｓｔが目標過給圧Ｂｓｔｓｏｌより大きい状態が持続しているときは、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５〜Ｓ３９の処理が繰り返されることにより、ＥＧＲ弁１２のフィードバックは再開されつつＶＧＴ５の可変翼８は閉の状態に維持される。
【００８９】
減速判定から所定時間以内に再加速が行われた場合等には、目標過給圧が実過給圧よりも高くなってステップＳ３９の判定がＮＯとなり、ステップＳ４０でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が再開される。
【００９０】
また、減速判定から所定時間が経過してステップＳ３６の判定がＮＯとなると、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御及びＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御がともに再開される（ステップＳ４１，Ｓ４２）。
【００９１】
なお、上記ステップＳ３２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ３３で減速時以外であることを判定した場合は、ステップＳ４３に移って、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２等が運転状態に応じて制御され、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御及びＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われる。
【００９２】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、ＶＧＴ５の可変翼８が閉作動されるとともにＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、減速時の過給圧の低下を抑制する作用が、より一層高められる。従って、例えばギヤチェンジ時のように低回転乃至中回転領域でいったん減速状態（アクセルが戻された状態）となってから所定時間内に再加速（アクセル踏み込み）が行われたときの加速レスポンスが、大幅に向上される。
【００９３】
このような効果を、図８を参照しつつ具体的に説明する。図８は、t1の時点で減速を行ってから所定時間後のt2の時点で再加速を行った場合の過給圧及び吸入空気量の変化を示している。同図に一点鎖線で示す過給圧Bst1及び吸入空気量FA1の変化は、第１参考例として減速時にもＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２をそれぞれフィードバック制御した場合のものであり、この第１参考例によると過給圧Bst1及び吸入空気量FA1が減速時に大きく低下するため、再加速時に過給圧及び吸入空気量の上昇が遅くなる。また、同図に破線で示す過給圧Bst2及び吸入空気量FA2の変化は、第２参考例として減速時にＶＧＴ５の可変翼８のみを閉じた場合のものであり、この第２参考例によると、第１参考例と比べれば、ある程度は減速時の過給圧低下が抑制されて、再加速時の過給圧及び吸入空気量の上昇が速められる。
【００９４】
同図に実線で示す過給圧Bst3及び吸入空気量FA3の変化は、減速時にＶＧＴ５の可変翼８とＥＧＲ弁１２をともに閉じるようにした当実施形態の制御による場合のものであり、この制御によると、減速時に可変翼８が閉じられることで過給効率が高められるとともに、ＥＧＲ弁１２が閉じられて、排気ガスがＥＧＲ通路１１に逃がされることなく可変翼８を介してタービン７に供給されることにより、上記第２参考例と比べても減速時の過給圧及び吸入空気量の低下を抑制する作用が高められる。従って、再加速時の過給圧の上昇が速められ、加速初期（t2〜t3の期間）の吸入空気量の上昇が大幅に促進されることとなる。
【００９５】
そして、低回転乃至中回転領域では高回転領域と比べて排気ガス量が少なく、かつ、燃料供給状態でも減速時は噴射量が少なくなって排気エネルギーが減少するため、ＶＧＴ５の可変翼８とＥＧＲ弁１２をともに閉じても排圧が極端に上昇し過ぎるようなことはなく、有効に過給効率が高められる。
【００９６】
また、減速判定から所定時間が経過するまでの間において、実過給圧が目標過給圧より高ければＶＧＴ５の可変翼８が閉じた状態に保たれて過給圧の低下が抑制され、再加速時には目標過給圧が上昇して実過給圧より高くなったときにＶＧＴ５のフィードバック制御が再開されるので、実過給圧が加速時の目標過給圧に速やかに追従するように制御される。
【００９７】
制御手段４０による制御のさらに別の例を、図９のフローチャートによって説明する。このフローチャートにおいて、ステップＳ５１での各種信号の入力、ステップＳ５２での設定回転数より低いか否かの判定、設定回転数より低い場合のステップＳ５３でのエンジン減速状態か否かの判定は、図７のステップＳ３１〜Ｓ３３と同様である。
【００９８】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２が閉弁され（ステップＳ５４）、且つ、ＶＧＴ５の制御がステップＳ５５〜Ｓ５７のように行われる。すなわち、目標過給圧の一次遅れが演算され（ステップＳ５５）、その目標過給圧の一次遅れ演算値と実過給圧との偏差をなくすようにフィードバック制御すべく、上記偏差に応じてＶＧＴ制御デューティが演算され（ステップＳ５６）、この制御デューティがＶＧＴ駆動用の電磁弁２６Ｂに出力される（ステップＳ５７）。
【００９９】
続いてステップＳ５８で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定され、このステップＳ５８での判定がＮＯのとき、つまり燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ５４に戻り、ステップＳ５４〜Ｓ５８の処理が繰り返される。
【０１００】
ステップＳ５８の判定がＹＥＳとなれば、一次遅れ演算が停止されて（ステップＳ５９）、ＶＧＴ５の制御が通常のフィードバック制御に戻されるとともに、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開される（ステップＳ６０）。
【０１０１】
なお、上記ステップＳ５２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ５３で減速時以外であることを判定した場合は、運転状態に応じて、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２の制御が行われ、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が行われるが、この場合に、ＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御においては、読み込まれた目標過給圧が一次遅れ演算されることなくそのまま用いられる（ステップＳ６１，Ｓ６２）。
【０１０２】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、ＥＧＲ弁１２が閉弁されるとともに、目標過給圧の一次遅れ演算値と実過給圧との偏差に応じてＶＧＴのフィードバック制御が行われることにより、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じたフィードバック制御による場合と比べてＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなるように制御される。
【０１０３】
すなわち、減速時には燃料噴射量が減量されて排気エネルギーが低下することにより実過給圧が低下する一方、目標トルクの減少に伴って目標過給圧は急激に低下し、この目標過給圧の低下は実過給圧の低下よりも大きいため目標過給圧と実過給圧との偏差に応じたフィードバック制御を行うとＶＧＴ５の可変翼７の開度が大きくなってしまうが、目標過給圧の一次遅れ演算値は変化が緩慢になるのでこれと実過給圧の偏差に応じたフィードバック制御を行えばＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなる。従って、当実施形態のような制御によっても、減速時にＶＧＴ５の可変翼７が閉方向に作動され、かつ、ＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、充分に減速時の過給圧の低下が抑制されて、再加速時の過給圧及び吸入空気量の増加が促進されることとなる。
【０１０４】
なお、上記のように目標過給圧の一次遅れ演算を行いつつ過給圧フィードバック制御を行うようにする減速時のＶＧＴ制御は、とくに燃料カット状態とされる減速時に行うことがより効果的である。すなわち、燃料カット時は燃焼ガスが排出されずエミッションに直接関係することがないので、目標過給圧をなまして過給圧フィードバック制御を行ってもエミッションが問題となることはない。そして、このように目標過給圧がなまされることで過給圧の低下が抑制されることにより、燃料供給状態への復帰時のエンジン安定性や再加速性が高められることとなる。
【０１０５】
制御手段４０による制御のさらに別の例を、図１０のフローチャートによって説明する。このフローチャートにおいて、ステップＳ７１での各種信号の入力、ステップＳ７２での設定回転数より低いか否かの判定、設定回転数より低い場合のステップＳ７３でのエンジン減速状態か否かの判定は、図７のステップＳ３１〜Ｓ３３と同様である。
【０１０６】
エンジン回転数Ｎｅが設定回転数より低い領域においてエンジン減速状態と判定された場合には、それまでＥＧＲ弁１２のエアフローフィードバック制御が行われていてもそのフィードバック制御が停止されて、ＥＧＲ弁１２閉弁され（ステップＳ７４）、且つ、吸気絞り弁２３が閉じられる（ステップＳ７５）。また、ＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御は持続される（ステップＳ７６）。
【０１０７】
続いてステップＳ７７で燃料噴射量が設定値以上か否かが判定され、このステップＳ７７で判定がＮＯのとき、つまり燃料噴射量が設定値より少ない減速持続状態にあるときは、ステップＳ７４に戻り、ステップＳ７４〜Ｓ７６の処理が繰り返される。
【０１０８】
ステップＳ７７の判定がＹＥＳとなれば、吸気絞り弁２３が開かれ（ステップＳ４８）、かつ、ＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が再開される（ステップＳ７９）。
【０１０９】
なお、上記ステップＳ７２でエンジン回転数が設定回転数以上であることを判定した場合や、ステップＳ７３で減速時以外であることを判定した場合は、運転状態に応じて、ＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２の制御が行われ、例えば部分負荷領域Ｂ（図４参照）であればＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２のフィードバック制御が行われる。
【０１１０】
このような当実施形態の制御によると、低回転乃至中回転領域の部分負荷領域においてＶＧＴ５及びＥＧＲ弁１２がそれぞれフィードバック制御されている状態からエンジン減速状態となったとき、エアフローフィードバック制御が停止されてＥＧＲ弁１２が閉弁されるとともに、吸気絞り弁２３が閉じられ、この状態でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われることにより、吸気絞り弁２３が開かれた状態でＶＧＴ５の過給圧フィードバック制御が行われる場合と比べてＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくなるように制御される。
【０１１１】
すなわち、前述のように減速時には目標過給圧が低下するともに実過給圧も低下し、この場合、吸気絞り弁２３が開いている状態で過給圧フィードバック制御が行われると、目標過給圧が実過給圧より低くなるためＶＧＴ５の可変翼７の開度が大きくなってしまうが、吸気絞り弁２３及び排気還流弁１２が閉じられた状態では吸気絞り弁下流の圧力が急激に低下するので、この状態で吸気絞り弁下流の圧力を実過給圧としてこれと目標過給圧とに基づき過給圧フィードバック制御が行われると、ＶＧＴ５の可変翼７の開度が小さくされることとなる。
【０１１２】
従って、当実施形態のような制御によっても、減速時にＶＧＴ５の可変翼７が閉方向に作動され、かつ、ＥＧＲ弁１２が閉弁されることにより、充分に減速時の過給圧の低下が抑制され、再加速時の過給圧及び吸入空気量の増加が促進されることとなる。
【０１１３】
本発明の装置における制御手段等の構成は以上の各実施形態に限定されず、種々変更可能であり、以下に変更例を説明する。
【０１１４】
▲１▼ＶＧＴ制御手段４２による部分負荷領域Ｂでの制御として、図３等に示す実施形態では目標過給圧と実過給圧との偏差に応じてＶＧＴ５の可変翼開度を制御する過給圧フィードバック制御を行っているが、これに替えて図１１に示すようなＶＧＴ開度フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【０１１５】
すなわち、この例では、ＶＧＴ５の可変翼８の開度に応じた信号を出力するＶＧＴ開度センサ（可変翼開度検出手段）を備え、ステップＳ９１でＶＧＴ開度センサの信号を含む各種信号が入力され、ステップＳ９２でＶＧＴ開度センサの信号から実際のＶＧＴ開度（可変翼の開度）が検出され、ステップＳ９３で運転状態に応じた目標ＶＧＴ開度が算出される。そして、ステップＳ９４で実際のＶＧＴ開度と目標ＶＧＴ開度との偏差が算出され、ステップＳ９５で上記偏差に応じてＰＩＤ値（比例、積分、微分制御値）が算出され、ステップＳ９６でＰＩＤ制御によるフィードバック制御が実行される。
【０１１６】
この例による場合、部分負荷領域Ｂでは運転状態に応じて目標ＶＧＴ開度が設定されて、実際のＶＧＴ開度が目標ＶＧＴ開度となるようにフィードバック制御される。そして、このような制御状態から燃料カット領域に移行したときは、ＶＧＴ５の可変翼８が全閉もしくは小開度に閉じられることにより、過給効率が高められる。
【０１１７】
▲２▼図５に示す例では、減速燃料カット領域内の低・中回転領域にあるときに、ＥＧＲ弁１２を部分開度としているが、特に排気通路のガス流量が少ない燃料カット領域内の低回転領域ではＥＧＲ弁１２を全閉としてもよい。
【０１１８】
▲３▼図５に示す例ではＶＧＴ５の可変翼８を減速燃料カット領域で全閉としているが、燃料カット領域内で排気通路のガス流量が多い高回転側では適度に排圧を調整すべく可変翼８を所定小開度にまで閉じるようにしてもよい。
【０１１９】
▲４▼図５に示す例では吸気絞り弁２３を減速燃料カット領域で全開としているが、減速が緩やかに行われる緩減速時には、吸気絞り弁を多少絞るようにしても再加速性の悪化やサージングの発生等の不都合を招くことがない。そして、吸気絞りを多少絞るように制御すれば、ＥＧＲ通路１１から吸気通路２へのガスの導入等に有利となる。
【０１２０】
▲５▼図６に示す例では、減速燃料カット領域で、過給効率を高めるようにＶＧＴ５の可変翼８及びＥＧＲ弁１２の双方を制御しているが、ＶＧＴ５の可変翼８を一定開度、例えば全閉に保ちつつ、ＥＧＲ弁１２を過給効率が高くなるように制御することも可能である。この場合、減速燃料カット領域においてエンジンの低回転側ほど、ＥＧＲ弁１２の開度を小さくすることにより過給効率が高められる。
【０１２１】
▲６▼図７，図９，図１０の各例では、エンジン回転数が所定回転数以下での減速時に、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動するとともにＥＧＲ弁１２を閉弁するように制御しているが、このような制御を燃料供給状態での減速時にのみ行い、燃料カット状態とされる減速時には、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動する一方でＥＧＲ弁１２を部分開もしくは全開にするように制御してもよい。
【０１２２】
このようにすると、燃料カット状態とされる減速時には、ＶＧＴ５の可変翼８が閉じられることで過給圧の低下が抑制されるとともに、ＥＧＲ弁１２が開かれることにより前述のように燃焼ガスを含まない新気が排気通路からＥＧＲ通路を通って吸気系に還流されて、それによる冷却作用で再加速時の新気の密度が高められ、これらの相乗作用で加速性能が高められる。また、燃料供給状態での減速時には、ＥＧＲ弁１２を開いても燃料カット時のように冷却作用によって再加速時の吸気の密度を高めるといった効果は得られないので、ＥＧＲ弁１２を閉じ、排気ガスがＥＧＲ通路に逃がされることなくＶＧＴ５に集中的に送られるようにすることにより、過給圧の低下を抑制する作用が高められることとなる。
【０１２３】
▲７▼図７，図９，図１０の各例に示すようなエンジン低回転乃至中回転の領域での減速時の制御に加え、高速域での減速時に、ＶＧＴ５の可変翼８を閉方向に作動するとともにＥＧＲ弁１２を開弁するように制御してもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、タービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに排気還流通路及び排気還流弁を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、運転状態が減速燃料カット領域等の減速領域に移行したとき、上記可変翼及び排気還流弁の制御により過給効率を高めるようにしているため、減速時に急激な過給圧の低下を抑制して、再加速時の過給圧上昇を速め、加速性能を向上することができる。
【０１２５】
とくにエンジンの高回転領域における減速領域では、可変翼を閉じ、かつ排気還流弁を少なくとも部分的に開くようにすれば、排気通路中の余剰のガスが排気還流通路に逃がされるので、可変翼が絞られても排圧が過度に上昇するといった不都合を招くことがなく、再加速性向上のための制御を効果的に行うことができる。
【０１２６】
また、吸気通路の排気還流通路接続個所の上流に吸気絞り弁を備える場合、減速時に、上記のような可変翼等の制御とともに、吸気絞り弁を開くように制御することにより、過給効率を高めて再加速性を向上する効果が有効に得られる。
【０１２７】
また、エンジンの低回転乃至中回転領域での減速運転時に、可変翼を閉作動し、かつ、排気還流弁を閉弁するように制御すれば、排気ガスが排気還流通路に逃がされることなく可変翼を介してターボ過給機のタービンへ送られる状態で、可変翼が閉じられて過給効率が高められることにより、効果的に減速時の過給圧の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示す概略図である。
【図２】過給機の一例としてのＶＧＴにおける可変翼配設部分の構造の模式図である。
【図３】エンジンのコントロールユニットの具体的構成を示すブロック図である。
【図４】運転状態に応じた制御のための運転領域の区分を示す説明図である。
【図５】減速時におけるＶＧＴ等の制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】減速時におけるＶＧＴ等の制御の別の例を示すフローチャートである。
【図７】減速時におけるＶＧＴ等の制御のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図８】減速後に再加速が行われた場合の、過給圧及び吸入空気量の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図９】減速時におけるＶＧＴ等の制御のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１０】減速時におけるＶＧＴ等の制御のまた別の例を示すフローチャートである。
【図１１】ＶＧＴ開度フィードバック制御の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ 吸気通路
３ 排気通路
５ ターボ過給機
８ 可変翼
１１ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁
２３ 吸気絞り弁
２５ 吸気圧力センサ
３０ コントロールユニット
４０ 制御手段
３４ 水温センサ
４１ ＥＧＲ弁制御手段
４２ ＶＧＴ制御手段
４３ 吸気絞り弁制御手段
Claims (9)
- 排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、該可変翼の上流の排気通路と吸気通路とを排気還流通路により連通し、排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付エンジンにおいて、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記可変翼及び排気還流弁を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、エンジンの高回転領域における高負荷域で上記可変翼を開き、エンジンの高回転領域における減速領域では上記可変翼を閉じ、かつ上記排気還流弁を少なくとも部分的に開くように制御することを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 上記制御手段は、可変翼を閉じ、かつ排気還流弁を少なくとも部分的に開く制御を、高回転領域における減速燃料カット領域で行うようになっていることを特徴とする請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 上記制御手段は、エンジンの運転状態が高回転領域における減速燃料カット領域にあり、かつ、エンジン温度が所定値より高いときには排気還流弁を全開とすることを特徴とする請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 排気還流通路にはこの通路を通る還流ガスを冷却する還流ガス冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 吸気通路におけるターボ過給機のコンプレッサの下流に吸気絞り弁を設け、この吸気絞り弁より下流に排気還流通路を接続するとともに、上記制御手段は、可変翼及び排気還流弁の制御に加え、高回転領域における減速燃料カット領域で吸気絞り弁を開くように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 上記制御手段は、排気ガスの還流を行うべき運転領域で、空燃比が目標空燃比となるように排気還流弁を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 再加速開始時は排気還流弁を閉じることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 吸気圧力状態を検出する吸気圧力検出手段を備え、上記制御手段は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、上記吸気圧力検出手段により検出された実過給圧が要求負荷に対応して設定された目標過給圧となるように可変翼を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 可変翼の開度状態を検出する可変翼開度検出手段を備えるとともに、上記制御手段は、少なくとも部分負荷領域での定常運転時に、可変翼開度検出手段により検出される開度が目標開度となるように可変翼を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
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