JP5338344B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気再循環装置と可変容量ターボチャージャとを備える内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示されるように、内燃機関においては、排気再循環装置と可変容量ターボチャージャとを備えるものがある。
この排気再循環装置は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路（還流通路）と、この還流量を調節するＥＧＲバルブ（流量調整手段）とを有している。また、可変容量ターボチャージャは、開度調整可能なノズルベーンと、このノズルベーンを通じて送り込まれる排気により駆動されるタービンと、このタービンの駆動トルクに応じて吸気通路の空気を過給するコンプレッサとを備えている。

この内燃機関においては、ＥＧＲバルブの開度やノズルベーンの開度を機関運転状態に応じて制御するようにしている。

特開２００４−１２４９３５号公報

ところで、内燃機関においては、燃焼室から排出される排気の流量が一定の場合において、ＥＧＲバルブの開度を変更することによって排気の還流量が変化すると、これに伴い、排気通路においてタービンに送り込まれる排気の流量が変化する。そのため、このような場合に、可変容量ターボチャージャのノズルベーンの開度を一定に維持していると、タービンに送り込まれる排気の圧力が変化し、タービンの回転速度も変化することとなる。そのため、こうしたタービンの回転速度変化により、例えばタービンの回転速度が上昇すると、この回転速度の上昇に伴ってタービンの回転に起因したターボチャージャの騒音が大きくなることがある。また、タービンの回転速度が上昇するにつれてタービンの振動周波数も高くなる傾向があり、このタービンの振動周波数がターボチャージャ自体の固有振動数に一致すると、ターボチャージャが共振して騒音がより大きくなる。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、タービンの回転に起因したターボチャージャの騒音が排気の還流量に応じて変化するという点については何ら考慮されておらず、ターボチャージャで発生する騒音を排気の還流量に応じて抑制するという点に関しては未だ改善の余地を残すものとなっている。なお、このようなタービンの回転に起因したターボチャージャの騒音は、特に、内燃機関のアイドル運転時等、暗騒音が小さい機関運転状態において顕著となる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気再循環装置における排気の還流量に応じて、可変容量ターボチャージャにおけるタービンの回転に起因した騒音が大きくなることを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させる還流通路及び同排気の還流量を調整する流量調整手段を有する排気再循環装置と、開度調整可能なノズルベーンを通じて送り込まれる排気により駆動するタービンを有する可変容量ターボチャージャとを備える内燃機関に適用される制御装置において、前記機関の燃焼室から排出される排気の流量が一定となるように制御される所定の機関定常状態において、前記タービンの振動周波数が前記可変容量ターボチャージャの固有振動数に一致するときの前記タービンの回転速度である共振回転速度と前記タービンの実際の回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御することを要旨とする。

上記構成において、所定の機関定常状態とは、例えば機関負荷が一定で且つ機関回転速度も一定とする制御が実行されることにより、燃焼室から排出される排気の流量が一定となるように制御される機関運転状態をいう。

所定の機関定常状態において、ターボチャージャのノズルベーンの開度が一定であると、排気の還流量の大小によりタービンに送り込まれる排気の流量が変化するため、タービンに送り込まれる排気の圧力も変化する。そして、この排気の圧力変化によりタービンの回転速度が変化して、ターボチャージャの固有振動数に対応する共振回転速度となると、ターボチャージャが共振するため、ターボチャージャにおいて発生する騒音がより大きくなる。また、ターボチャージャの騒音は、タービンの回転速度が共振回転速度に近づくほど大きくなる。

これに対し、上記構成では、タービンの回転速度と共振回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、排気の還流量に応じて前記ノズルベーンの開度を制御するようにしているため、排気の還流量の大小に依らずタービンの回転速度が共振回転速度に近接した値となることを抑制することができ、ターボチャージャで発生する騒音が大きくなることを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記所定の機関定常状態は、前記機関のアイドル運転中における定常状態であることを要旨とする。

内燃機関のアイドル運転中においては、内燃機関においてターボチャージャ以外で発生する騒音が小さいため、ターボチャージャからの騒音がより顕著になる。したがって、アイドル運転中において、請求項１に記載の発明を適用することにより、可変容量ターボチャージャのタービンの回転に起因した騒音をより効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させる還流通路及び同排気の還流量を調整する流量調整手段を有する排気再循環装置と、開度調整可能なノズルベーンを通じて送り込まれる排気により駆動するタービンを有する可変容量ターボチャージャとを備える内燃機関に適用される制御装置において、前記機関のアイドル運転中において、前記タービンの振動周波数が前記可変容量ターボチャージャの固有振動数に一致するときの前記タービンの回転速度である共振回転速度と前記タービンの実際の回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御することを要旨とする。

ターボチャージャのノズルベーンの開度が一定であると、排気の還流量の大小により、タービンに送り込まれる排気の流量が変化するため、タービンに送り込まれる排気の圧力も変化する。そして、この排気の圧力変化によりタービンの回転速度が変化して、ターボチャージャの固有振動数に対応する共振回転速度となると、ターボチャージャが共振するため、ターボチャージャにおいて発生する騒音がより大きくなる。また、ターボチャージャの騒音は、タービンの回転速度が共振回転速度に近づくほど大きくなる。

この点、上記構成では、タービンの回転速度と共振回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、排気の還流量に応じてノズルベーンの開度を制御するようにしているため、排気の還流量の大小に依らずタービンの回転速度が共振回転速度に近接した値となることを抑制することができ、ターボチャージャで発生する騒音が大きくなることを抑制することができる。
また、内燃機関のアイドル運転中においては、内燃機関においてターボチャージャ以外で発生する騒音が小さいため、ターボチャージャからの騒音がより顕著になる。したがって、請求項３に記載の発明では、可変容量ターボチャージャのタービンの回転に起因した騒音をより効果的に抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記流量調整手段によって調整される排気の還流量が少ないほど前記ノズルベーンの開度を大きくすることを要旨とする。
上記構成では、排気の還流量が少ない場合には、同還流量が多い場合よりも、タービンに送り込まれる排気の流量が多くなるものの、このように排気の流量が多くなる場合にはノズルベーンの開度がより大きい開度になるように制御されるため、タービンに送り込まれる排気の圧力が高くなることを抑制することができる。したがって、排気の還流量に応じてタービンの回転速度が高くなることを抑制することができるため、可変容量ターボチャージャのタービンの回転に起因した騒音を抑制することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御するに際して、前記タービンの回転速度が前記排気の還流量に依らず一定に維持されるように前記ノズルベーンの開度を制御することを要旨とする。

上記構成によれば、所定の機関定常状態においては、排気の還流量の大小に依らずタービンの回転速度が一定に維持されるようにノズルベーンの開度が制御されるため、排気の還流量に応じてターボチャージャの騒音が大きくなることをより適切に抑制することができる。

本発明の内燃機関の制御装置にかかる第１の実施形態において、内燃機関及びその周辺機構を示す模式図。 同実施形態において、車両走行中における可変容量ターボチャージャのコンプレッサの目標過給圧及びノズルベーンの開度を示す図。 同実施形態において、可変容量ターボチャージャのタービンに送り込まれる排気の圧力とタービン回転速度との関係を示すグラフ。 同実施形態において、タービン回転速度と可変容量ターボチャージャの騒音の大きさとの関係を示すグラフ。 同実施形態において、タービン回転速度と可変容量ターボチャージャの騒音の大きさとの関係を示すグラフ。 同実施形態において、可変容量ターボチャージャのノズルベーンの開度制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、内燃機関のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を示す表。 第１の実施形態の変形例において、内燃機関のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を示すグラフ。 本発明の内燃機関の制御装置にかかる第２の実施形態において、内燃機関のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を示す表。 第２の実施形態の変形例において、内燃機関のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を示すグラフ。 本発明の内燃機関の制御装置にかかる第３の実施形態において、タービン回転速度と可変容量ターボチャージャの騒音との関係を示すグラフ。 同実施形態において内燃機関のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を示す表。 本発明の内燃機関の制御装置にかかる他の実施形態において、タービン回転速度と可変容量ターボチャージャの騒音の大きさとの関係を示すグラフ。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を、内燃機関を搭載した車両を統括的に制御する電子制御装置として具体化した第１の実施形態について、図１〜７を参照して説明する。

図１は、本実施形態にかかる電子制御装置５０と、この電子制御装置５０の制御対象である内燃機関１０の概略構成を示している。図１に示されるように、本実施形態の内燃機関１０は、ディーゼルエンジンであり、吸気通路２０、燃焼室１１及び排気通路３０が順に接続されている。

吸気通路２０には、吸気絞り弁２１が設けられている。この吸気絞り弁２１は、モータ２１ａにより開閉駆動されることにより、燃焼室１１に導入される空気の量が調量される。

内燃機関１０の燃焼室１１には、気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられている。これら燃料噴射弁１２はコモンレール１３に接続されており、コモンレール１３に充填された燃料を燃焼室１１内に噴射する。尚、このコモンレール１３には、図示しない燃料タンクに貯留された燃料がサプライポンプ１４によって圧送される。

また、図１に示されるように、吸気通路２０及び排気通路３０は、可変容量ターボチャージャ（以下、単に「ターボチャージャ」という。）２２により接続されている。ターボチャージャ２２は、排気通路３０に設けられるタービン２２ａと、吸気通路２０において吸気絞り弁２１の上流側に設けられるコンプレッサ２２ｂとを備えている。このターボチャージャ２２では、排気通路３０を流れる排気のエネルギーによってタービン２２ａを回転させる。そして、この排気流の作用によってタービン２２ａに生じる回転トルクを駆動源としてコンプレッサ２２ｂを駆動させ、これにより吸気通路２０内の空気が加圧されて燃焼室１１に送り込まれる。

ターボチャージャ２２において、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力は、図示を省略する可変ノズルにより調整され、このノズルはアクチュエータによって開度調整可能な複数の可動式のノズルベーンを有している。電子制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態に基づいてノズルベーンの開度が調整されるようにアクチュエータを駆動制御する。なお、ノズルベーンの開度制御態様に関しては、後に詳細に説明する。このようにしてタービン２２ａに送り込まれる排気の圧力が調節され、コンプレッサ２２ｂにはノズルベーンの開度によって決まる上記排気の圧力に応じた回転トルクが付与されて、燃焼室１１内に送り込まれる空気の量が増減される。

また、内燃機関１０には、排気再循環装置４０が設けられている。排気再循環装置４０は、排気通路３０におけるターボチャージャ２２のタービン２２ａよりも上流側と吸気通路２０における吸気絞り弁２１よりも下流側とを連通して排気通路３０内の排気の一部を吸気通路２０に還流させる還流通路４３と、同還流通路４３に設けられてアクチュエータ４４ａによって開閉駆動されるＥＧＲバルブ４４とを備えている。排気再循環装置４０においては、このＥＧＲバルブ４４の開度が開状態（開度１００％）と閉状態（開度０％）との２つの状態に切り換えられることにより、排気通路３０から吸気通路２０に還流される排気の量が変更される。すなわち、本実施形態では、このＥＧＲバルブ４４が、排気の還流量を調整する流量調整手段を構成している。

また、排気通路３０においてターボチャージャ２２のタービン２２ａよりも下流側には、触媒コンバータ３７及びＰＭフィルタ３８が設けられている。これら触媒コンバータ３７及びＰＭフィルタ３８のそれぞれには、窒素酸化物であるＮＯｘを吸蔵還元する吸蔵還元触媒が担持されている。このＮＯｘ吸蔵還元触媒は、リーン状態においてＮＯｘを吸蔵する一方、リッチ状態では、吸蔵したＮＯｘと排気に含まれるＣＯ及び未燃燃料であるＨＣとを高温条件下において反応させてＮＯｘを還元し、これらをＮ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏにすることにより排気を浄化する。

また、ＰＭフィルタ３８は、多孔質材料によって形成されたモノリス構造のフィルタであり、排気中の煤等を主成分とする粒子状物質（ＰＭ）を捕捉する。上述のようにＰＭフィルタにもＮＯｘ吸蔵還元触媒が担持されているため、ＰＭフィルタ３８に捕捉されたＰＭは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の酸化作用によって酸化され、除去される。

こうした内燃機関１０の各種制御は、上記電子制御装置５０により実行される。電子制御装置５０は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置５０の入力ポートには、内燃機関１０の運転状態を含む車両の各部の状態を検出するための各種センサ等が接続されている。これらの各種センサとしては、車両の運転者によるアクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ５２、吸気通路２０に設けられて吸入空気量を検出するエアフロメータ５１、内燃機関１０の冷却水温を検出する水温センサ５３、機関回転速度を検出する回転速度センサ５４等が挙げられる。また、各種センサとして、吸気通路２０におけるコンプレッサ２２ｂと吸気絞り弁２１の間に設けられてコンプレッサ２２ｂによる吸入空気の過給圧を検出する過給圧センサ５５、排気通路３０における触媒コンバータ３７とＰＭフィルタ３８との間に設けられ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を通過する排気の温度を検出する排気温度センサ５６が挙げられる。

一方、電子制御装置５０の出力ポートには、燃料噴射弁１２、吸気絞り弁２１のモータ２１ａ、ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度を調整するアクチュエータ及びＥＧＲバルブ４４を開閉するアクチュエータ４４ａの駆動回路等が接続されている。

以上の構成により、電子制御装置５０は、内燃機関１０の運転中において、アクセルセンサ５２及び回転速度センサ５４が出力する検出信号に基づいて、内燃機関１０の負荷が要求される負荷に対応し、機関回転速度が機関運転状態に適した目標回転速度となるように燃料噴射量の制御等を実行する。また、電子制御装置５０は、機関運転状態に基づいて、吸気絞り弁２１の開度が調整されるようにモータ２１ａを駆動制御する。

また、電子制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、可変容量ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度制御を行う。なお、ノズルベーンの開度制御は、車両の走行中と内燃機関１０のアイドル運転中とにおいては異なる態様で制御されるが、ここでは、まず車両の走行中におけるノズルベーンの開度制御について説明する。

電子制御装置５０は、車両の走行中においては、図２に示すマップに基づいてターボチャージャ２２のノズルベーンの開度を制御する。すなわち、機関負荷が高く機関回転速度が高いほど、吸気通路２０を流れて燃焼室１１に供給される空気の量を多くする必要があるため、吸気通路２０に設けられるコンプレッサ２２ｂの目標過給圧も高くする必要がある。したがって、図２に示すように、例えば機関負荷が低く機関回転速度が低い状態における目標過給圧Ｐ１は低い値に設定され、機関負荷及び機関回転速度が中程度においては目標過給圧Ｐ２も中程度に設定され、機関負荷及び機関回転速度が高い状態においては目標過給圧Ｐ３が高い値に設定される。そして、電子制御装置５０は、過給圧センサ５５によって検出されるコンプレッサ２２ｂによる吸入空気の実際の過給圧がこの図２のマップで設定される目標過給圧となるように、ノズルベーンの開度をフィードバック制御する。なお、ノズルベーンの開度は、基本的には図２の矢印で示すように変化し、機関負荷及び機関回転速度が高い（目標過給圧が高い）場合には、排気の流量が多いため大きくなり、機関負荷及び機関回転速度が低い（目標過給圧が低い）場合には、排気の流量が少ないため小さくなる。

また、電子制御装置５０は、ＥＧＲバルブ４４を開状態と閉状態との２つの状態に切り換えるＥＧＲバルブ４４の開閉制御を行う。具体的には、電子制御装置５０は、内燃機関１０の負荷が高い場合には、ＥＧＲバルブ４４を閉状態に制御する。一方、電子制御装置５０は、内燃機関１０のアイドル運転中、低負荷及び中負荷運転中には、基本的には、ＮＯｘを低減すべくＥＧＲバルブ４４を開状態に制御するものの、以下の理由により一時的にＥＧＲバルブ４４を閉状態に制御することがある。

すなわち、ＥＧＲバルブ４４が開状態に制御される場合には、燃焼室１１に排気が供給されることに起因して燃料の燃焼状態が悪化することがあり、これにより燃焼室１１から未燃燃料成分のＨＣが排出されやすくなる。そして、こうして燃焼室１１から排出されたＨＣは、排気通路３０を流れて触媒コンバータ３７及びＰＭフィルタ３８のＮＯｘ吸蔵還元触媒において酸化されることにより浄化される。しかしながら、ＨＣがＮＯｘ吸蔵還元触媒において酸化されることなく吸着し、この吸着量が吸着の上限量を超える場合があり、このような場合には、ＨＣが浄化されることなく触媒コンバータ３７及びＰＭフィルタ３８から放出されて、大気中に白煙となって排出される。特に、内燃機関１０のアイドル運転中においては、燃焼室１１における燃料の燃焼温度が低いため、排気通路３０を流れる排気の温度も低くなる。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の温度も上昇しにくく、ＨＣの酸化が進行しにくいため、ＨＣがＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸着されやすくなり、このＨＣの放出による白煙が生じやすい。

そこで、電子制御装置５０は、燃料噴射量及び機関回転速度ＮＥなどの機関運転状態や排気温度センサ５６によって検出される触媒の温度等に基づいて、燃焼室１１から排出されるＨＣとＮＯｘ吸蔵還元触媒により酸化されるＨＣの量を算出し、ＨＣの吸着量が吸着の上限量に達する前に、大気中への白煙の放出を抑制すべく、ＥＧＲバルブ４４を閉状態に制御する。そして、ＥＧＲバルブ４４を閉状態することによりＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＨＣの吸着量が減少すると、再びＥＧＲバルブ４４を開状態とする制御を実行する。以上のようにして、電子制御装置５０は、内燃機関１０のアイドル運転中及び機関負荷が低負荷から中負荷となる領域においては、基本的にはＥＧＲバルブ４４を開状態に制御するものの、ＨＣに起因した白煙の発生を抑制すべくＥＧＲバルブ４４を閉状態とする制御を実行する。

ところで、内燃機関１０のアイドル運転中においては、内燃機関１０において燃料の燃焼により発生する騒音等が小さく、特に車両が停止している場合には車両走行による騒音も発生しないため、ターボチャージャ２２の騒音がアイドル運転中に比して顕著となる。また、本実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中に、ターボチャージャ２２のタービン２２ａの回転速度が、タービン２２ａの振動周波数がターボチャージャ２２の固有振動数と一致するときのタービン２２ａの回転速度である共振回転速度Ｖｒの近傍の値をとりうる。ここで、タービン２２ａの回転速度が共振回転速度Ｖｒとなるときには、ターボチャージャ２２自体がタービン２２ａの回転に伴って共振するため、ターボチャージャ２２の騒音がより大きくなる。そして、後述する理由により、内燃機関１０のアイドル運転中においては、ＥＧＲバルブ４４の開閉に伴ってタービン２２ａの回転速度が共振回転速度Ｖｒに接近する（又は共振回転速度Ｖｒとなる）虞があり、これによりターボチャージャ２２の騒音が大きくなって車両の運転者が違和感を覚える虞がある。

ここで、内燃機関１０のアイドル運転中におけるＥＧＲバルブ４４の開閉状態に応じたターボチャージャ２２の騒音の大きさについて、図３〜図５を参照して説明する。図３は、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力とタービン２２ａの回転速度との関係を示している。また、図４は、タービン２２ａの回転速度とターボチャージャ２２による騒音の大きさとの関係を示しており、図５は、図４のグラフにおいて共振回転速度Ｖｒ近傍の回転速度のみを示している。

内燃機関１０のアイドル運転中においては、機関負荷がアイドル運転に対応する負荷となり、機関回転速度を目標とするアイドル回転速度ＮＥｎとなるように燃料噴射量がフィードバック制御される。なお、本実施形態では、目標アイドル回転速度ＮＥｎは、例えば機関始動直後のアイドル運転時においては機関暖機後のアイドル運転時よりも高く設定されるといった態様で、内燃機関１０の冷却水温など運転状態に基づいて設定される。そして、内燃機関１０のアイドル運転中において機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態においては、機関負荷及び機関回転速度が一定となるため、結果的に燃焼室１１から排出される排気の流量も一定となるように制御されることとなる。

このように内燃機関１０のアイドル運転中において、機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、ノズルベーンの開度を一定に維持すると、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときと閉状態であるときとによってタービン２２ａの回転速度が異なる。すなわち、燃焼室１１から排出される排気の流量が一定となるように制御される場合には、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるよりも閉状態であるほうが、吸気通路２０への排気還流量が少ない（「０」である）ため、タービン２２ａに送り込まれる排気の流量が多くなる。そして、このようにタービン２２ａに送り込まれる排気の流量が多い場合には、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力が高くなるため、タービン２２ａの回転速度も高くなる。すなわち、図３に示すように、内燃機関１０がアイドル運転中で機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態においては、ノズルベーンの開度を一定に制御すると、ＥＧＲバルブ４４が開状態であると排気圧力が圧力Ｅｏと低くなりタービン２２ａの回転速度も速度Ｖｏと低くなるのに対し、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であると排気圧力が圧力Ｅｃと高いため、タービン２２ａの回転速度も速度Ｖｃと高くなる。

また、図４に示すように、ターボチャージャ２２の騒音は、タービン２２ａの回転速度が「０」から徐々に高くなり共振回転速度Ｖｒに近づくにつれて大きくなり、共振回転速度Ｖｒを超えると一旦小さくなるものの、その後、タービン２２ａの回転速度が高くなるにつれて再び大きくなる。そして、タービン２２ａの回転速度は、タービン２２ａに送り込まれる排気の流量が多く圧力が高いほど高くなるため、機関負荷が高いほど又は機関回転速度が高いほど、タービン２２ａの回転速度も高くなり、機関負荷及び機関回転速度が低いアイドル運転中においては、図４における共振回転速度Ｖｒの近傍となる。すなわち、内燃機関１０のアイドル運転中において機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態においては、より詳細には、図５に示すように、ＥＧＲバルブ４４が開状態である場合には、例えば共振回転速度Ｖｒよりも低い速度Ｖｏとなる。そして、ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度を一定に維持したままでＥＧＲバルブ４４を開状態から閉状態と変化させると、タービン２２ａの回転速度はＶｃに上昇するため、共振回転速度Ｖｒに接近し、これにより、ターボチャージャ２２の騒音が大きくなる。

そこで、本実施形態では、電子制御装置５０が、内燃機関１０のアイドル運転中において、ＥＧＲバルブ４４の開閉に応じてターボチャージャ２２の騒音が大きくなることを抑制すべく、ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度を制御するようにしている。具体的には、電子制御装置５０は、図５に示すように、内燃機関１０のアイドル運転中において機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に依らずタービン２２ａの実際の回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるように制御する。この所定回転速度Ｖｓは、タービン２２ａの実際の回転速度が、ターボチャージャの騒音が問題とならないと判断される程度に共振回転速度Ｖｒと乖離していることを示すタービン２２ａの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖの基準であり、予め実験などにより導出されて設定されている。なお、図５において、タービン２２ａの回転速度を、共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるように速度Ｖｍ以下に制御するには、図３においてタービン２２ａに送り込まれる排気の圧力を所定圧力Ｅｍ以下とする必要がある。したがって、電子制御装置５０は、換言すれば、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に応じて、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力を圧力Ｅｍ以下に制御する。

以下、電子制御装置５０により実行されるターボチャージャ２２のノズルベーンの開度制御を図３，６及び図７に基づいて説明する。図６は、ノズルベーンの開度制御の実行手順を示すフローチャートである。この手順は、内燃機関１０の運転中において所定の制御周期で実行される。また、図７は、アイドル運転中の機関回転速度に応じて、ＥＧＲバルブ４４が開状態である場合及び閉状態である場合のノズルベーンの開度を設定するためのマップである。

図６に示すように、ノズルベーンの開度制御がスタートすると、ステップＳ１１において、現在が内燃機関１０のアイドル運転中であるか否かが判定される。そして、ステップＳ１１において、現在が内燃機関１０のアイドル運転中ではないと判定されると、ステップＳ１４に移り、先の図２に示したマップに従って、機関負荷及び機関回転速度ＮＥに基づいてコンプレッサ２２ｂの過給圧を目標過給圧とするためのノズルベーンのフィードバック制御を実行する。そして、エンドに移り本処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１１において、現在がアイドル運転中であると判定されると、ステップＳ１２に移り、電子制御装置５０が回転速度センサ５４により検出される機関回転速度ＮＥｎを読み込む。ここで、アイドル運転中の目標アイドル回転速度は、図７に示すように、冷却水温などの機関運転状態に基づいて速度ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３及びＮＥ４のうちの何れかに設定される。そして、内燃機関１０においては、機関回転速度をこの目標アイドル回転速度ＮＥｎとするフィードック制御が実行されるため、回転速度センサ５４により検出される機関回転速度もこの機関回転速度ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３及びＮＥ４となっている。

そして、ステップＳ１３に移り、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるか否かが判定される。なお、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態は、電子制御装置５０によって出力されるＥＧＲバルブ４４のアクチュエータ４４ａへの駆動信号により判定することができる。ステップＳ１３において、ＥＧＲバルブ４４が開状態であると判定されると、ステップＳ１５に移り図７のマップに従って、ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度が開度Ａｎ％に制御され、エンドに移り本処理を一旦終了する。

この図７において、機関回転速度は、ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３及びＮＥ４の順に低い方から高い方へと変化しており、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度は、Ａ１，Ａ２，Ａ３及びＡ４の順に小さい方から大きい方へと変化している。従って、ＥＧＲバルブ４４が開状態である場合、例えば先のステップＳ１２において検出した機関回転速度が低い速度ＮＥ１であるときには、ノズルベーンの開度が小さい開度Ａ１％に制御され、例えばステップＳ１２において検出した機関回転速度が比較的大きい速度ＮＥ４であるときには、ノズルベーンの開度が比較的大きい開度Ａ４％に制御される。このようにして、機関回転速度が高いほど、燃焼室１１から排出される排気の流量が多くなり、ターボチャージャ２２のタービン２２ａに送り込まれる排気の流量も多くなるため、機関回転速度が高いほどノズルベーンの開度が大きく設定される。なお、ノズルベーンの開度Ａｎ％は、ＥＧＲバルブ４４が開状態のときに、コンプレッサ２２ｂによる過給圧が機関運転状態に応じた適切な値となり且つタービン２２ａに送り込まれる排気圧力が圧力Ｅｍ以下となる開度であり、予め実験などにより導出されて設定されている。

一方、ステップＳ１３において、ＥＧＲバルブ４４が開状態ではない、すなわち閉状態であると判定されると、ステップＳ１６に移り、図７のマップに従って、ターボチャージャ２２のノズルベーンの開度が開度（Ａｎ＋Δａ）％に制御される。そして、その後、エンドに移り本処理を一旦終了する。このようにＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときには、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときの開度Ａｎ％に対して開度Δａ％だけノズルベーンの開度が大きくなるように制御される。

このように、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときには、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときよりも、タービン２２ａに送り込まれる排気の流量が多くなるものの、ノズルベーンの開度が大きくなるように制御されるため、排気圧力の上昇が抑制される。なお、開度Δａ％は、ＥＧＲバルブ４４が閉状態のときに、タービン２２ａに送り込まれる排気圧力が圧力Ｅｍ以下とするためのノズルベーンの開度の上昇代であり、予め実験などにより導出されて設定されている。したがって、先の図３において、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときにも、排気の圧力が圧力Ｅｍ以下となり、タービン２２ａの回転速度がＶｍ以下となる。これにより、ＥＧＲバルブ４４が閉状態である場合においても、タービン２２ａの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となり、タービン２２ａの回転速度が上昇すること及び共振回転速度Ｖｒに接近することに起因したターボチャージャ２２の騒音を抑制することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、内燃機関１０が排気再循環装置４０と可変容量ターボチャージャ２２とを備えている。そして、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、電子制御装置５０が、ターボチャージャ２２のタービン２２ａに送り込まれる排気の圧力が所定圧力Ｅｍ以下となるように、ノズルベーンの開度をＥＧＲバルブ４４の開閉に応じて制御するようにしている。これにより、タービン２２ａの回転速度が上昇することを抑制することができるため、ターボチャージャ２２におけるタービン２２ａの回転に起因した騒音がＥＧＲバルブ４４の開閉に応じて大きくなることを抑制することができる。

（２）本実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときよりも閉状態であるときのほうが、ノズルベーンの開度を大きくするようにしている。すなわち、排気通路３０から吸気通路に還流される排気の還流量が少ないほど、ノズルベーンの開度を大きくするようにしている。これにより、排気の還流量が少ない場合には、同還流量が多い場合よりも、タービン２２ａに送り込まれる排気の流量が多くなるものの、このように排気の流量が多くなる場合にはノズルベーンの開度がより大きい開度になるように制御されるため、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力が高くなることを抑制することができる。したがって、ＥＧＲバルブ４４の開閉に応じてタービン２２ａの回転速度が高くなることを抑制することができるため、タービン２２ａの回転に起因したターボチャージャ２２の騒音を抑制することができる。

（３）本実施形態では、内燃機関１０のアイドル中において機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、タービン２２ａの実際の回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるように、ノズルベーンの開度をＥＧＲバルブ４４の開閉状態に応じて制御するようにしている。これにより、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に依らずタービン２２ａの回転速度が共振回転速度Ｖｒに近接した値となることを抑制することができるため、ターボチャージャ２２がタービン２２ａの回転に伴って共振することを抑止することができ、ターボチャージャ２２において発生する騒音が大きくなることを抑制することができる。

（４）本実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中において、ターボチャージャ２２の騒音を抑制すべく、ＥＧＲバルブ４４の開閉に応じてノズルベーンの開度制御を実行するようにしている。すなわち、アイドル運転中においては、ターボチャージャ以外の暗騒音が小さいため、ターボチャージャ２２による騒音がより顕著になるものの、このようなノズルベーンの開度制御を実行することにより、ターボチャージャ２２のタービン２２ａの回転に起因した騒音をより効果的に抑制することができる。

（第１の実施形態の変形例）
この変形例では、内燃機関１０のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を図８に示すマップに従って制御するようにしている。この図８に示すマップは、内燃機関１０のアイドル運転中における任意の機関回転速度において、ＥＧＲバルブ４４が開状態におけるノズルベーンの開度（線Ａ）とＥＧＲバルブ４４が閉状態におけるノズルベーンの開度（線Ｂ）とを設定するものである。

すなわち、上記第１の実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中においては、機関回転速度が速度ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３及びＮＥ４の何れかに制御されるため、図７に示すマップに従ってノズルベーンの開度を制御するようにしている。しかしながら、アイドル運転中において、機関回転速度が任意の速度に制御される場合には、図８に示すマップに基づいてＥＧＲバルブ４４が開閉状態に応じたノズルベーンの開度制御制御を行うようにする。そして、この図８に示すマップにおいても、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときには、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときよりも、ノズルベーンの開度が開度Δａ％大きくなるように設定される。

これにより、内燃機関１０のアイドル運転中において機関回転速度が任意の速度ＮＥｎに制御される定常状態において、上記（１）〜（４）の作用効果を奏することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を、内燃機関を搭載した車両を統括的に制御する電子制御装置として具体化した第２の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態で用いた符号と同様の符号を用いて説明する。

上記第１の実施形態では、図６及び図７に示すように、内燃機関１０のアイドル運転状態においては、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのノズルベーンの開度を、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度に対して機関回転速度に依らず一定開度Δａ％大きくするようにしている。これに対し、第２の実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中においては、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのノズルベーンの開度を、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度に対して大きくするにあたり、このノズルベーンの開度の増大量を機関回転速度が高いほど大きくするようにしている。

すなわち、内燃機関１０のアイドル運転中において、機関回転速度ＮＥが高いほど、燃焼室１１から排出される排気の流量が多いため、ＥＧＲバルブ４４を開状態から閉状態へと変化させたときにおいてタービン２２ａへ送り込まれる排気の増加量も、機関回転速度ＮＥが高いほど大きくなる。そのため、内燃機関１０のアイドル運転中においてＥＧＲバルブ４４を開状態から閉状態へと変化させた場合、機関回転速度ＮＥｎが高いほど、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力の上昇代が大きくなる。そこで、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのノズルベーンの開度を、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度に対して大きくするにあたり、このノズルベーンの開度の増大量を機関回転速度が高いほど大きくするようにしている。

具体的には、図９に示すように、内燃機関１０の機関回転速度が速度ＮＥｎであるときには、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときにノズルベーンの開度が開度Ａｎ％に設定され、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときにノズルベーンの開度が開度ｋＡｎ％に設定される。この係数ｋは「１」よりも大きく、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときにノズルベーンの開度をｋＡｎとすることで排気圧力が所定圧力Ｅｍ以下となる値であり、予め実験などにより導出されて設定されている。したがって、ノズルベーンの開度は、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときには開状態であるときよりも開度（ｋ−１）Ａｎ％大きくなるように制御され、機関回転速度ＮＥｎが高いほどノズルベーンの開度の増加分が大きく制御される。なお、その他の構成及び作用は、上記第１の実施形態と同じである。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の（１）〜（４）の効果に加え、以下の（５）の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中において、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのノズルベーンの開度をＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度よりも増大するにあたって、機関回転速度が高いほどこの増大分を大きくするようにしている。ここで、内燃機関１０のアイドル運転中においてＥＧＲバルブ４４を開状態から閉状態へと変化させた場合、機関回転速度ＮＥが高いほど、タービン２２ａに送り込まれる排気の増大量が大きくなるものの、このような場合にはノズルベーンの開度の増加量を大きくすることができるため、より適切に排気の圧力が所定圧力Ｅｍ以下とすることができる。したがって、タービン２２ａの回転に起因したターボチャージャ２２の騒音を適切に抑制することができる。

（第２の実施形態の変形例）
この変形例では、内燃機関１０のアイドル運転中におけるノズルベーンの開度を図１０に示すマップに従って制御するようにしている。この図１０に示すマップは、内燃機関１０のアイドル運転中における任意の機関回転速度において、ＥＧＲバルブ４４が開状態におけるノズルベーンの開度（線Ａ）とＥＧＲバルブ４４が閉状態におけるノズルベーンの開度（線Ｂ）とを設定するものである。

すなわち、上記第２の実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中においては、機関回転速度が速度ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３及びＮＥ４の何れかに制御されるため、図９に示すマップに従ってノズルベーンの開度を制御するようにしている。しかしながら、アイドル運転中において、機関回転速度が任意の速度に制御される場合には、図１０に示すマップに基づいてＥＧＲバルブ４４が開閉状態に応じたノズルベーンの開度制御制御を行うようにする。そして、この図１０に示すマップにおいても、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのノズルベーンの開度が、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのノズルベーンの開度のｋ倍に設定される。

これにより、内燃機関１０のアイドル運転中において機関回転速度が任意の速度ＮＥｎに制御される定常状態において、上記（１）〜（５）の作用効果を奏することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を、内燃機関を搭載した車両を統括的に制御する電子制御装置として具体化した第３の実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態で用いた符号と同様の符号を用いて説明する。

上記各実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が速度ＮＥｎに制御される定常状態において、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときには、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときよりもノズルベーンの開度を大きくすることにより、タービン２２ａの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるようにしている。これに対して、第３の実施形態は、上記定常状態において、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に応じてノズルベーンの開度を変更したり、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に依らずノズルベーンの開度を一定としたりする制御を機関回転速度に応じて切り換える。そして、これにより、タービン２２ａの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるようにしている。なお、その他の構成及び作用については、上記第１の実施形態と同じである。

すなわち、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が例えば速度ＮＥ１に制御される定常状態において、ノズルベーンの開度を開度Ａ１％に維持すると、図１１に示すように、ＥＧＲバルブ４４の開状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ１ｏとなり、ＥＧＲバルブ４４の閉状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ１ｃとなる。この場合、ＥＧＲバルブ４４が開状態及び閉状態の何れの場合においても、タービン２２ａの実際の回転速度Ｖ１ｏ、Ｖ１ｃが共振回転速度Ｖｒ未満となり、同共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となる。したがって、このような場合には、図１１に示すように、ＥＧＲバルブの開閉状態に依らずノズルベーンの開度を開度Ａ１％に制御しても、ターボチャージャの騒音がさほど大きくはならない。そこで、図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４４が開状態と閉状態とのいずれの状態においても、ノズルベーンの開度を開度Ａ１％に制御する。

また、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が例えば速度ＮＥ２に制御される定常状態において、仮にノズルベーンの開度を開度Ａ２に維持すると、図１１に示すように、ＥＧＲバルブ４４の開状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ２ｏとなり、ＥＧＲバルブ４４の閉状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ２ｃとなる。ここで、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ２ｏは、共振回転速度Ｖｒ未満で且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるものの、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ２ｃは、共振回転速度Ｖｒ未満で且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ未満となる。したがって、このような場合には、図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４４が開状態のときにはノズルベーンの開度を開度Ａ２％に設定する一方、ＥＧＲバルブ４４が閉状態のときにはノズルベーンの開度を開度（Ａ２＋Δａ）％となるように制御する。

また、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が例えば速度ＮＥ３に制御される定常状態において、仮にノズルベーンの開度を開度Ａ３に維持すると、図１１に示すように、ＥＧＲバルブ４４の開状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ３ｏとなり、ＥＧＲバルブ４４の閉状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ３ｃとなる。そして、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ３ｏは、共振回転速度Ｖｒ未満で且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となり、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ３ｃは、共振回転速度Ｖｒを超えて且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ未満となる。したがって、このような場合には、図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４４が開状態のときにはノズルベーンの開度を開度Ａ３％に設定する一方、ＥＧＲバルブ４４が閉状態のときにはノズルベーンの開度を開度（Ａ３＋Δａ）％に設定する。

さらに、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が例えば速度ＮＥ４に制御される定常状態において、ノズルベーンの開度を開度Ａ４に維持すると、図１１に示すように、ＥＧＲバルブ４４の開状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ４ｏとなり、ＥＧＲバルブ４４の閉状態においてタービン２２ａの回転速度がＶ４ｃとなる。そして、ＥＧＲバルブ４４が開状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ４ｏは、共振回転速度Ｖｒ未満で且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となり、ＥＧＲバルブ４４が閉状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖ４ｃは、共振回転速度Ｖｒを超えて且つ共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となる。したがって、このような場合には、図１１に示すように、ＥＧＲバルブの開閉状態に依らずノズルベーンの開度を開度Ａ４％に制御しても、ターボチャージャの騒音がさほど大きくはならない。そこで、このような場合には、図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４４が開状態と閉状態とのいずれの状態においても、ノズルベーンの開度を開度Ａ４％に制御する。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の（３）及び（４）の効果に加え、以下の（６）の効果を奏することができる。
（６）本実施形態では、内燃機関１０のアイドル運転中において、内燃機関１０のアイドル運転中に、ＥＧＲバルブ４４の開閉によってノズルベーンの開度を変更することと、ＥＧＲバルブ４４の開閉に依らずノズルベーンの開度を一定に制御することとを、機関回転速度に応じて切り換えることにより、ターボチャージャ２２の回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖを所定回転速度Ｖｓ以上にするようにしている。すなわち、内燃機関１０のアイドル運転中に機関回転速度が速度ＮＥ２，ＮＥ３に制御される定常状態においては、ＥＧＲバルブ４４が開閉状態に応じてノズルベーンの開度を変更することにより、ターボチャージャ２２の回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖを所定の回転速度以上にするようにしている。また、機関回転速度が速度ＮＥ１，ＮＥ４に制御される定常状態においてノズルベーンの開度を一定開度Ａ１，Ａ４％とした場合には、ＥＧＲバルブ４４の開状態と閉状態とのいずれにおいても、タービン２２ａの回転速度が共振回転速度との差が所定回転速度Ｖｓ以上となるため、ＥＧＲバルブ４４の開閉に依らずノズルベーンの開度を一定開度Ａ１，Ａ４％に制御するようにしている。このように、ＥＧＲバルブ４４の開閉状態に依らずノズルベーンの開度を一定に維持してもターボチャージャ２２の騒音がさほど大きくならない場合には、ＥＧＲバルブ４４の開閉によるノズルベーンの開度の不要な変更を抑制することができる。したがって、ＥＧＲバルブ４４の開閉制御を容易に行うことができる。

（その他の実施形態）
なお上記実施形態は以下のように適宜変更してもよい。
・上記各実施形態では、ターボチャージャの騒音を抑制すべくＥＧＲバルブが閉状態であるときのノズルベーンの開度をＥＧＲバルブが開状態であるときのノズルベーンの開度よりも増大するにあたり、その増大量を開度Δａ％又は開度（ｋ−１）Ａｎ％としたが、この増大量は特に限定されず、その他の値であってもよい。

・上記各実施形態では、内燃機関のアイドル運転中においては、タービンの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖを一定の所定回転速度Ｖｓ以上とするようにしている。しかしながら、この所定回転速度Ｖｓを、内燃機関の機関回転速度ＮＥｎが高くなるほど小さく設定するようにしてもよい。すなわち、内燃機関のアイドル運転中であっても、機関回転速度ＮＥｎが高い場合には低い場合よりも、内燃機関においてターボチャージャ以外で発生する騒音が比較的大きくなり、ターボチャージャの騒音が比較的目立ちにくい。したがって、機関回転速度ＮＥｎが高いほど、タービンの回転速度が共振回転速度Ｖｒに接近した場合に、ターボチャージャの騒音が問題となりにくい。そのため、内燃機関の機関回転速度ＮＥｎが高くなるほどタービンの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖの下限である所定回転速度Ｖｓを小さく設定するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、内燃機関のアイドル運転中にＥＧＲバルブの開閉に応じたノズルベーンの開度制御を実行するようにしている。しかしながら、内燃機関がアイドル運転中ではないとき、すなわち車両走行中においても、図２示すマップに基づく制御に代わり、ＥＧＲバルブの開閉に応じたノズルベーンの開度制御を実行するようにしてもよい。

すなわち、図１３に示すように、内燃機関が例えば中負荷で且つ機関回転速度が高い場合に、ＥＧＲバルブが開状態であると、先の図２に示すマップに従ってノズルベーンの開度が制御され、この場合、タービンの回転速度が図１３における速度Ｖｏとなる。そして、内燃機関が例えば中負荷で且つ機関回転速度が高い場合に、ＥＧＲバルブが閉状態となり、ノズルベーンの開度が、ＥＧＲバルブが開状態であるときと一定開度に維持されたり、先の図２に示すマップに従って制御されたりすると、タービン２２ａに送り込まれる排気の圧力が上昇してタービン２２ａの回転速度が速度Ｖｏよりも高い速度Ｖｃとなる。なお、図１３に示す例では、ＥＧＲバルブが閉状態であるときのタービンの回転速度Ｖｃは、ＥＧＲバルブが開状態であるときのタービン２２ａの回転速度Ｖｏよりも共振回転速度Ｖｒとの偏差は大きくなるが、ターボチャージャ２２の騒音は大きくなる。

したがって、このような場合においては、電子制御装置が、ＥＧＲバルブが開状態であるときよりも閉状態であるときのほうがノズルベーンの開度を大きく制御する。これにより、ＥＧＲバルブが閉状態であるときにおいても、タービンに送り込まれる排気の圧力をＥＧＲバルブが開状態であるときと同程度の圧力とすることができるため、タービンの回転速度は、図１３に示す速度Ｖｃよりも低い速度となり、ターボチャージャにおける騒音を抑制することができる。なお、内燃機関が低負荷で機関回転速度が低いときほど、内燃機関においてターボチャージャ以外の騒音が小さくなることから、こうしたノズルベーンの開度制御によるターボチャージャにおける騒音をより効果的に抑制することができる。

・上記各実施形態では、ＥＧＲバルブが開状態と閉状態とに切り換えられるようにしている。しかしながら、ＥＧＲバルブは、開状態と閉状態との間において任意の開度に制御されるようにしてもよい。また、このような場合は、ＥＧＲバルブの開度が小さい開度に制御されるほど、排気の還流量が少なくなるため、タービンに送り込まれる排気の流量が多くなる。したがって、ＥＧＲバルブの開度が小さい開度に制御される場合にはノズルベーンの開度をより大きい開度になるように制御し、これにより、タービンに送り込まれる排気の圧力が高くなることを抑制するようにしてもよい。また、ＥＧＲバルブの開度に応じてタービンの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるように制御するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ターボチャージャの騒音抑制にあたり、ＥＧＲバルブの開閉に応じて、タービンの実際の回転速度と共振回転速度との偏差Δｖが所定回転速度Ｖｓ以上となるように制御したり、ＥＧＲバルブの開閉に応じてタービンに送り込まれる排気の圧力が所定圧力以下となるように制御したりするようにしている。しかしながら、この制御を行うに際して、ＥＧＲバルブを閉状態としたときのタービンの回転速度が、ＥＧＲバルブを開状態としたときのタービンの回転速度と同じ回転速度となるように制御するようにしてもよい。このように、ＥＧＲバルブの開閉に依らずタービンの回転速度を一定に維持することにより、ターボチャージャにおいて発生する騒音の大きさをＥＧＲバルブの開閉に依らず一定とすることができるため、ＥＧＲバルブの開閉状態によってターボチャージャの騒音が大きくなることを抑制することができる。なお、この場合、ＥＧＲバルブの開閉に依らずタービンの回転速度を一定の所定回転速度にするためのノズルベーンの開度を実験などにより予め導出しておき、図７及び図８のようなマップを設定するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ＮＯｘ低減とＨＣに起因した白煙発生抑制のためにＥＧＲバルブの開閉状態が切り換えられるようにしている。しかしながら、内燃機関においては、それ以外の条件で、ＥＧＲバルブの開閉状態が切り換えられるようにしてもよく、そのようなＥＧＲバルブの切り換え時において、ターボチャージャの騒音を抑制すべくノズルベーンの開度を制御するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、排気の還流量に応じてノズルベーンの開度を制御するにあたり、ＥＧＲバルブの開度に応じてノズルベーンの開度を制御するようにしている。しかしながら、排気の還流量を検出するセンサを設け、検出された還流量に応じてノズルベーンの開度を制御するようにしてもよい。また、タービンの回転速度やタービンに送り込まれる排気の圧力なども検出するようにして、これらの検出値に基づいてタービンの回転速度と共振回転速度Ｖｒとの偏差Δｖを所定回転速度Ｖｓ以上とする制御や、排気圧力を所定圧力Ｅｍ以下とする制御を実行するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ディーゼルエンジンである内燃機関に本発明を適用している。しかしながら、ガソリンエンジン又はアルコールを任意の濃度で含む燃料を使用可能な火花点火式のエンジン等に本発明の制御装置を適用するようにしてもよい。

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…コモンレール、１４…サプライポンプ、２０…吸気通路、２１…吸気絞り弁、２１ａ…モータ、２２…可変容量ターボチャージャ（ターボチャージャ）、２２ａ…タービン、２２ｂ…コンプレッサ、３０…排気通路、３７…触媒コンバータ、３８…ＰＭフィルタ、４０…排気再循環装置、４３…還流通路、４４…ＥＧＲバルブ、４４ａ…アクチュエータ、５０…電子制御装置、５１…エアフロメータ、５２…アクセルセンサ、５３…水温センサ、５４…回転速度センサ、５５…過給圧センサ、５６…排気温度センサ。

Claims (5)

1. 排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させる還流通路及び同排気の還流量を調整する流量調整手段を有する排気再循環装置と、開度調整可能なノズルベーンを通じて送り込まれる排気により駆動するタービンを有する可変容量ターボチャージャとを備える内燃機関に適用される制御装置において、
   前記機関の燃焼室から排出される排気の流量が一定となるように制御される所定の機関定常状態において、前記タービンの振動周波数が前記可変容量ターボチャージャの固有振動数に一致するときの前記タービンの回転速度である共振回転速度と前記タービンの実際の回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記所定の機関定常状態は、前記機関のアイドル運転中における定常状態である
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させる還流通路及び同排気の還流量を調整する流量調整手段を有する排気再循環装置と、開度調整可能なノズルベーンを通じて送り込まれる排気により駆動するタービンを有する可変容量ターボチャージャとを備える内燃機関に適用される制御装置において、
   前記機関のアイドル運転中において、前記タービンの振動周波数が前記可変容量ターボチャージャの固有振動数に一致するときの前記タービンの回転速度である共振回転速度と前記タービンの実際の回転速度との偏差が所定回転速度以上となるように、前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記流量調整手段によって調整される排気の還流量が少ないほど前記ノズルベーンの開度を大きくする
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記ノズルベーンの開度を前記流量調整手段によって調整される排気の還流量に応じて制御するに際して、前記タービンの回転速度が前記排気の還流量に依らず一定に維持されるように前記ノズルベーンの開度を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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