(57)【要約】【課題】過給機の回転速度が過度に低下することのないタービン通過ガス流量が確保できる運転領域において機関が運転される場合、タービン通過ガス流量がガス流量閾値に一致するようにウエストゲートバルブを開くことにより、排気圧力を低減して排気損失を減少させ且つ機関の加速応答性能を確保すること。【解決手段】過給機４６付き内燃機関１０は、過給機４６のタービン４６ｂを迂回するバイパス通路５５に介装されたウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）５４とアクチュエータ５４ａとを有する。吸入空気流量が所定のガス流量閾値以上の第１運転領域にて機関が運転されている場合、制御装置はタービン通過ガス流量がガス流量閾値となるようにＷＧＶ５４の開度を制御する。吸入空気流量がガス流量閾値よりも小さい第２運転領域にて機関が運転されている場合、制御装置はＷＧＶ５４によってバイパス通路５５を閉じる。【選択図】図４
2010038093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に連通した排気通路を形成する排気管に配設されたタービンと同燃焼室に連通した吸気通路を形成する吸気管に配設され且つ同タービンと一体的に回転するコンプレッサとを有する過給機と、
前記排気管の前記タービンよりも上流位置に一端が接続されるとともに同排気管の同タービンよりも下流位置に他端が接続されることにより同タービンを迂回するバイパス通路に介装されたウエストゲートバルブと、
指示に応じて前記ウエストゲートバルブの開度を変更することにより前記バイパス通路の流路断面積を変更するウエストゲートバルブ駆動機構と、
を備えた過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記機関の吸入空気流量が所定のガス流量閾値以上となる第１運転領域において同機関が運転される場合には前記タービンを通過する排ガスの流量であるタービン通過ガス流量が同ガス流量閾値となるように前記ウエストゲートバルブの開度を制御するとともに、同機関の吸入空気流量が同ガス流量閾値よりも小さい第２運転領域において同機関が運転される場合には同ウエストゲートバルブが前記バイパス通路を閉じるように、前記ウエストゲートバルブ駆動機構に指示を与えるウエストゲートバルブ開度制御手段を備えた制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過給機付き内燃機関の制御装置であって、更に、
指示に応じて前記機関の排気弁の開弁時期を変更する排気弁開弁時期変更機構と、
前記第１運転領域において前記機関が運転される場合には前記排気弁開弁時期を膨張下死点近傍の第１排気弁開弁時期に設定するとともに、前記第２運転領域において前記機関が運転される場合には前記排気弁開弁時期を前記第１排気弁開弁時期よりも進角側の第２排気弁開弁時期に設定するように、前記排気弁開弁時期変更機構に指示を与える排気弁開弁時期制御手段と、
を備えた制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエストゲートバルブ開度（及び／又は排気弁開弁時期）を制御することによって排気損失（押し出し損失）を低減することができる過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力向上を目的として、内燃機関に過給機（ターボチャージャー）を搭載することが知られている。過給機は、排気通路に設けられるとともに排気通路内を流れる排ガスの流れを利用して回転されるタービンと、吸気通路に設けられるとともにタービンと一体的に回転するコンプレッサと、を備える。過給機は、コンプレッサの回転により吸入空気を圧縮し吸入空気流量を増加する（過給を行う）。
【０００３】
過給機を有する内燃機関の排気通路には、タービンを迂回するように排ガスを流通させるバイパス通路が設けられている。このバイパス通路には、ウエストゲートバルブが配設されている。ウエストゲートバルブは、排気通路内を流れる排ガスの一部をバイパス通路へと分流させることにより排ガスのタービンへの流入量（以下、「タービン通過ガス流量」とも称呼する。）を調節する。一般に、ウエストゲートバルブは、タービンの回転速度が過度に上昇した際に開弁される。これにより、タービン通過ガス流量が減少されるので、タービン回転速度が低下する。その結果、過給圧が過大となること及び／又は排気通路内の圧力（以下、「排気圧力」とも称呼する。）が過大になることが回避されるので、内燃機関及び／又は過給機自体が損傷することが回避される。
【０００４】
一方、ウエストゲートバルブは排気圧力の上昇による排気損失（押し出し損失）の増大を抑制するためにも用いられる。排気通路内に配設されているタービンは、燃焼室から排出された排ガスの通過を阻害するから、排気圧力が上昇する要因となる。排気圧力が上昇するほど、排気損失が大きくなり、内燃機関の効率が低下する。
【０００５】
そこで、従来の技術の一つは、排気損失を低減するために、過給圧及び排気圧力等に基づいて排気損失（ポンピングロス）を算出し、その排気損失が目標排気損失となるようにウエストゲートバルブの開度を制御する（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００７−１９２１５５号公報
【発明の開示】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術は、タービン回転速度と相関の強い単位時間あたりの吸入空気量（以下、「吸入空気流量」とも称呼する。）に関わらず、排気損失に着目してウエストゲートバルブの開度を調整しているから、吸入空気流量が比較的小さい場合にもウエストゲートバルブが開弁させられる場合が生じる。この場合、「タービンを通過する排ガスの流量であるタービン通過ガス流量」及び「排気圧力」が比較的大きく低下するから、タービンの回転速度が過度に低下する。タービンの回転速度が低下すると、その後に加速要求があったときの過給遅れ（ターボラグ）が長くなり、内燃機関の加速性能が良好でなくなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記課題に対処するためになされたものである。従って、本発明の目的の一つは、「過給機の回転速度が過度に低下することのないタービン通過ガス流量」が確保できる運転領域（即ち、吸入空気流量がガス流量閾値以上となる運転領域）において機関が運転される場合、実際のタービン通過ガス流量がガス流量閾値に一致するようにウエストゲートバルブを開く（開度を制御する）ことにより、排気圧力を低減して排気損失を減少させ且つ機関の加速応答性能を確保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。換言すると、本発明は、過給機の回転速度を所定回転速度（加速応答性能が悪化しない速度）に維持できる「最低のタービン通過ガス流量閾値」よりも大きい排ガス流量が得られる運転領域において機関が運転される場合、実際のタービン通過ガス流量が同タービン通過ガス流量閾値に維持されるようにウエストゲートバルブの開度を調整する。
【０００８】
より具体的に述べると、本発明による過給機付き内燃機関の制御装置は、過給機と、ウエストゲートバルブと、ウエストゲートバルブ駆動機構と、を備えた過給機付き内燃機関に適用される。
【０００９】
前記過給機は、「内燃機関の燃焼室に連通した排気通路」を形成する排気管に配設されたタービンと、「燃焼室に連通した吸気通路」を形成する吸気管に配設されたコンプレッサと、を有する。コンプレッサはタービンと一体的に回転するようになっている。
【００１０】
前記ウエストゲートバルブは、前記タービンを迂回するバイパス通路に介装されている。このバイパス通路の一端は「前記排気管の前記タービンよりも上流位置」に接続（連通）されている。バイパス通路の他端は「前記排気管の前記タービンよりも下流位置」に接続（連通）されている。
【００１１】
前記ウエストゲートバルブ駆動機構は、指示に応じて前記ウエストゲートバルブの開度を変更するようになっている。これにより、前記ウエストゲートバルブ駆動機構は、前記バイパス通路の流路断面積を変更する。
【００１２】
更に、この制御装置は、ウエストゲートバルブ開度制御手段を備えることを特徴としている。
【００１３】
前記ウエストゲートバルブ開度制御手段は、前記機関の吸入空気流量が所定のガス流量閾値以上となる第１運転領域において同機関が運転される場合、「前記タービンを通過する排ガスの流量であるタービン通過ガス流量が同ガス流量閾値となるように前記ウエストゲートバルブの開度を制御する」ための指示を、前記ウエストゲートバルブ駆動機構に与える。
【００１４】
更に、前記ウエストゲートバルブ開度制御手段は、前記機関の吸入空気流量が前記ガス流量閾値よりも小さい第２運転領域において同機関が運転される場合、「前記ウエストゲートバルブが前記バイパス通路を閉じる」ための指示（ウエストゲートバルブ開度を０にする指示）を、前記ウエストゲートバルブ駆動機構に与える。
【００１５】
図１は第１運転領域と第２運転領域とを示したグラフである。図１に示したグラフの横軸は機関回転速度ＮＥであり、縦軸は機関の負荷（正確には充填率である負荷率、図示トルクと略等しい。）である。曲線Ｃ１は、単位時間あたりの吸入空気量（吸入空気流量）が上述した「ガス流量閾値」となる運転状態を示している。第１運転領域は、この曲線Ｃ１よりも上方の領域、即ち、吸入空気流量がガス流量閾値よりも大きくなる領域である。第２運転領域は、この曲線Ｃ１よりも下方の領域、即ち、吸入空気流量がガス流量閾値よりも小さくなる領域である。
【００１６】
ウエストゲートバルブが閉じられていると吸入空気流量とタービン通過ガス流量とは実質的に等しくなる。従って、吸入空気流量がガス流量閾値（曲線Ｃ１）であり、且つ、ウエストゲートバルブが閉じられていると、タービン通過ガス流量はガス流量閾値と等しくなり、タービンには十分な量の排ガスが流入している。その結果、タービン回転速度は「その後の加速要求」が発生したときに迅速に過給を行うことができる回転速度に維持される。
【００１７】
換言すると、機関が第１運転領域にて運転されているときにウエストゲートバルブが完全に閉じられていると、タービン通過ガス流量が過大となるから、タービン回転速度は必要以上に高い回転速度になる。この結果、排気圧力が過大になる。このため、燃焼室から排ガスを排出する際の排気損失（押し出し損失）が増大する。即ち、Ｐ−Ｖ線図である図２の破線Ｌ１により示したように、排気弁開弁時期である膨張下死点ＢＤＣ近傍の燃焼室内圧力が高くなるので、排気行程開始後においても燃焼室内圧力が高くなる。それ故、領域Ｓ１により示した部分だけ仕事が減少する。
【００１８】
これに対し、本発明の制御装置によれば、機関が第１運転領域において運転される場合、実際のタービン通過ガス流量が前記ガス流量閾値となるようにウエストゲートバルブが開かれる。
【００１９】
この結果、機関が第１運転領域において運転されている場合であっても、タービン通過ガス流量が過大とならないから、排気圧力が低下する。従って、燃焼室から排ガスを排出する際の排気損失が減少する。即ち、排気圧力が低下するので、図２の実線Ｌ２により示したように、排気弁開弁時期である膨張下死点ＢＤＣ近傍の燃焼室内圧力が減少し、且つ、排気行程開始後においても燃焼室内圧力が低くなる。その結果、領域Ｓ１により示した部分の仕事の損失が回避される。更に、タービン回転速度は「加速要求に対してレスポンス良く過給を行うことが可能な回転速度」に維持される。従って、ターボラグが長くならない。以上のことから、本制御装置は、機関の加速性能を犠牲にすることなく、機関を効率良く運転することができる。
【００２０】
この場合、本制御装置は、排気弁開弁時期変更機構と、排気弁開弁時期制御手段と、を備えることが望ましい。
【００２１】
前記排気弁開弁時期変更機構は、指示に応じて前記機関の排気弁の開弁時期を変更するようになっている。
【００２２】
前記排気弁開弁時期制御手段は、前記第１運転領域において前記機関が運転される場合、前記排気弁開弁時期を膨張下死点近傍の第１排気弁開弁時期に設定するための指示を、前記排気弁開弁時期変更機構に与えるようになっている。
【００２３】
更に、前記排気弁開弁時期制御手段は、前記第２運転領域において前記機関が運転される場合、前記排気弁開弁時期を前記第１排気弁開弁時期よりも進角側の第２排気弁開弁時期に設定するための指示を、前記排気弁開弁時期変更機構に与えるようになっている。
【００２４】
前述したように、機関が第２運転領域において運転されている場合、過給機のターボラグを低減する観点から、ウエストゲートバルブを開けることは得策ではない。しかしながら、第２運転領域においても排気弁開弁時期における排気圧力が高い領域が存在し、この場合にも排気損失が大きくなる。そこで、このような領域においては、上記構成のように、排気弁開弁時期を第１排気弁開弁時期から第２排気弁開弁時期へと進角する（早める）。
【００２５】
これによる効果について「図２と同様なＰ−Ｖ線図である図３」を参照して説明すると、機関が第２運転領域において運転されている場合、排気弁開弁時期は「膨張下死点近傍の第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１」から僅かに進角された「第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２」に設定される。これにより、膨張行程後半において燃焼室内圧力が早期に低下し始めるので、仕事は面積Ｓ２により示された量だけ減少する。その一方、膨張下死点以降において、燃焼室内圧力は低下するから、排気損失が低減し、仕事は面積Ｓ３により示された量だけ増大する。このとき、第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２は、面積Ｓ３の方が面積Ｓ２よりも大きくなる時期に設定される。この結果、仕事は面積Ｓ３から面積Ｓ２を減じた量（Ｓ３−Ｓ２）だけ増大する。従って、本制御装置は、機関をより効率良く運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による「過給機付き内燃機関の制御装置（以下、単に「制御装置」とも称呼する。）」の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
＜構成＞
図４は、この制御装置をピストン往復動型の火花点火式・多気筒（４気筒）・４サイクル・内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図４は、特定の気筒の断面のみを図示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００２８】
機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に「燃料と空気とを含む混合ガス」を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０から排出された排ガスを外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。
【００２９】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２の上面は、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００３０】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を開閉駆動する吸気弁制御装置３３、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を開閉駆動する排気弁制御装置３６（排気弁開弁時期変更機構）、各気筒に備えられた点火プラグ３７、各点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び各気筒の吸気ポート３１内に指示信号に含まれる指示燃料供給量の燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）３９を備えている。
【００３１】
吸気弁制御装置３３は、例えば、特開２００７−３０３４２３号公報等に記載されているように、インテークカムシャフトとインテークカム（図示せず）との相対回転角度（位相角度）を油圧により調整・制御する周知の構成を備え、吸気弁３２の開弁時期（吸気弁開弁時期）を変更することができるようになっている。
【００３２】
排気弁制御装置３６は、吸気弁制御装置３３と同様な構成を備えている。即ち、排気弁制御装置３６は、エキゾーストカムシャフトとエキゾーストカム（図示せず）との相対回転角度（位相角度）を油圧により調整・制御する周知の構成を備え、排気弁３５の開弁時期（排気弁開弁時期）を変更することができるようになっている。
【００３３】
吸気系統４０は、インテークマニホールド４１、吸気管４２、エアフィルタ４３、スロットル弁４４及びスロットル弁アクチュエータ４４ａ、インタークーラー４５、過給機４６のコンプレッサ４６ａ、コンプレッサバイパス通路４７及びエアバイパスバルブ４８を備えている。
【００３４】
インテークマニホールド４１は、各気筒の吸気ポート３１に接続されている。より詳細には、インテークマニホールド４１は各吸気ポート３１に接続された複数の枝部４１ａと、それらの枝部が集合したサージタンク部４１ｂと、を備えている。
【００３５】
吸気管４２の一端はサージタンク部４１ｂに接続されている。インテークマニホールド４１及び吸気管４２は吸気通路を構成している。
【００３６】
エアフィルタ４３は吸気管４２の他端に設けられている。
スロットル弁４４は吸気管４２に回動可能に設けられ、回動することにより吸気管４２が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ（スロットル弁駆動手段）４４ａは、ＤＣモータからなり、指示信号に応答してスロットル弁４４を回転駆動するようになっている。
【００３７】
インタークーラー４５は、スロットル弁４４の上流位置において吸気管４２に配設されている。インタークーラー４５は吸気通路を通過する吸入空気の冷却を行うようになっている。インタークーラー４５には図示しない冷却水導入経路により機関冷却水が導かれ、機関冷却水によって吸入空気は冷却される。
【００３８】
過給機４６のコンプレッサ４６ａは、インタークーラー４５の上流位置において吸気管４２に配設されている。
【００３９】
コンプレッサバイパス通路４７は、インタークーラー４５の上流においてコンプレッサ４６ａをバイパスするように吸気管４２に配設されている。即ち、コンプレッサバイパス通路４７の一端は「吸気管４２のコンプレッサ４６ａよりも上流位置」に接続されている。コンプレッサバイパス通路４７の他端は「吸気管４２のコンプレッサ４６ａよりも下流位置」に接続されている。
エアバイパスバルブ４８は、コンプレッサバイパス通路４７に配設されている。エアバイパスバルブ４８は、指示信号により開閉されるようになっている。エアバイパスバルブ４８は、例えば、機関１０の減速運転時等のスロットル弁４４閉弁時に開弁される。これによって、コンプレッサ４６ａ下流の吸入空気はコンプレッサバイパス通路４７を通りコンプレッサ４６ａの上流に戻ることができる。この結果、スロットル弁４４閉弁時において急激に上昇したコンプレッサ４６ａ下流の圧力を低減させることができる。その結果、コンプレッサ４６ａの破損を回避することができる。
【００４０】
排気系統５０は、エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、過給機４６のタービン４６ｂ、タービンバイパス通路５５、ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）５４、ウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａ及び触媒５３を備えている。
【００４１】
エキゾーストマニホールド５１は、各排気ポートに接続された複数の枝部と、それらの枝部が集合した集合部と、を備えている。
排気管５２は、エキゾーストマニホールド５１の集合部に接続されている。エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、後述するタービンバイパス通路５５及び排気ポート３４は、排ガスが通過する排気経路を構成している。
【００４２】
過給機４６のタービン４６ｂは、エキゾーストマニホールド５１の下流位置において排気管５２に配設されている。タービン４６ｂは、回転軸４６ｃを介してコンプレッサ４６ａと連結されている。即ち、タービン４６ｂとコンプレッサ４６ａは一体的に回転するようになっている。タービン４６ｂは、燃焼室２５から排出され且つタービン４６ｂ（タービン４６ｂのハウジング）に流入する排ガスにより回転させられる。これにより、コンプレッサ４６ａは過給動作を行う。
【００４３】
タービンバイパス通路（バイパス通路）５５は、触媒５３の上流においてタービン４６ｂをバイパス（迂回）するように排気管５２に接続されている。即ち、タービンバイパス通路５５は、排気管５２の「タービン４６ｂよりも上流位置」に一端が接続されるとともに、排気管５２の「タービン４６ｂよりも下流位置」に他端が接続されたバイパス管により構成されている。
【００４４】
ウエストゲートバルブ５４は、タービンバイパス通路５５に配設（介装）されている。ウエストゲートバルブ５４は、その開度が調整され得るように構成され、その開度が変更されることによりタービンバイパス通路５５の流路断面積を変更し得るようになっている。換言すると、ウエストゲートバルブ５４は、ウエストゲートバルブ５４が開かれたとき、排気管５２内を流れる排ガスの一部をバイパス通路５５へと分流させることにより排ガスのタービンへの流入量（即ち、タービン通過ガス流量）を調節することができる。
【００４５】
ウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａ（ウエストゲートバルブ駆動機構）は電動モータからなり、指示信号に応答してウエストゲートバルブ５４を開閉駆動する（ウエストゲートバルブ５４の開度を変更する）ようになっている。即ち、ウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａは、指示に応じてウエストゲートバルブ５４の開度を変更することによりタービンバイパス通路５５の流路断面積を変更し、それによりタービン通過ガス流量を調節するようになっている。タービン通過ガス流量が減少すると、排気圧力が低減される。それにより、排気損失（押し出し損失）が低減される。
【００４６】
触媒５３は周知の三元触媒である。触媒５３は、タービン４６ｂの下流位置において排気管５２に配設されている。
【００４７】
更に、この制御装置は、スロットル弁ポジションセンサ６１、熱線式エアフローメータ６２、機関回転速度センサ６３、アクセル開度センサ６４、空燃比センサ６５及び電気制御装置７０を備えている。
【００４８】
スロットル弁ポジションセンサ６１は、スロットル弁４４の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
熱線式エアフローメータ６２は、吸気管４２内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量（機関１０の単位時間あたりの吸入空気流量）ＧＡを表す信号を出力するようになっている。
【００４９】
機関回転速度センサ６３は、クランク軸２４が５°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにクランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。機関回転速度センサ６３から出力される信号は電気制御装置７０により機関回転速度ＮＥを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置７０は、機関回転速度センサ６３及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得するようになっている。
【００５０】
アクセル開度センサ６４は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量を検出し、アクセルペダルの操作量Ａｃｃｐを表す信号を出力するようになっている。
空燃比センサ６５は、各燃焼室２５から排出された排ガス（空燃比センサ６５に到達するガス）の空燃比を検出し、空燃比ａｂｆを表す信号を出力するようになっている。
【００５１】
電気制御装置７０は、「ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等」からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００５２】
電気制御装置７０のインターフェース７５は、前記センサ６１〜６５と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６５からの信号を供給するようになっている。インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて、各気筒のイグナイタ３８、各気筒に対応するインジェクタ３９、スロットル弁アクチュエータ４４ａ、エアバイパスバルブ４８及びウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａ等に指示信号（駆動信号）を送出するようになっている。
【００５３】
＜本制御装置による排気損失低減制御の概要＞
次に、上記のように構成された制御装置の「排気損失低減制御」の概要について図５、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００５４】
図５は運転領域１、運転領域２及び運転領域３を示したグラフである。図５に示したグラフの横軸は機関回転速度ＮＥであり、縦軸は機関の負荷ＫＬ（正確には充填率である負荷率、図示トルクと略等しい。）である。曲線Ｃ１は、単位時間あたりの吸入空気量（吸入空気流量）が所定の「ガス流量閾値」となる運転状態を示している。タービン４６ｂに流入しタービン４６ｂを通過する排ガスの流量である「タービン通過ガス流量」は、タービン４６ｂ（及びコンプレッサ４６ａ）の回転速度に実質的に比例する。ガス流量閾値とは、そのガス流量閾値に等しい排ガスがタービン４６ｂに流入しているとき、タービン４６ｂ（及びコンプレッサ４６ａ）が十分に高い回転速度で回転し、その後に加速操作が行われたとき迅速に過給圧を高めることができるタービン通過ガス流量のことである。
【００５５】
図５の運転領域１は図１の第１運転領域に対応している。即ち、運転領域１は、曲線Ｃ１よりも上方の領域であって、吸入空気流量がガス流量閾値よりも大きくなる領域である。図５の運転領域２及び運転領域３を併せた領域は図１の第２運転領域に対応している。即ち、運転領域２及び運転領域３を併せた領域は、曲線Ｃ１よりも下方の領域であって、吸入空気流量がガス流量閾値よりも小さくなる領域である。更に、運転領域３は、後に詳述するように、排気圧力が大きな排気損失をもたらすことのない低吸入空気流量領域である。
【００５６】
（運転領域１）
ところで、ウエストゲートバルブ５４が閉じられている（即ち、ウエストゲートバルブ５４の開度が０であってタービンバイパス通路５５が完全に閉じられている）と、吸入空気流量とタービン通過ガス流量とは実質的に等しくなる。従って、吸入空気流量がガス流量閾値（曲線Ｃ１）である場合、ウエストゲートバルブ５４が閉じられていると、タービン通過ガス流量はガス流量閾値と等しくなり、タービン４６ｂには十分な量の排ガスが流入している。その結果、タービン回転速度は「その後の加速要求」が発生したときに迅速に過給を行うことができる回転速度に維持される。
【００５７】
換言すると、機関１０が運転領域１にて運転されているときにウエストゲートバルブ５４が完全に閉じられていると、タービン通過ガス流量が過大となるから、タービン回転速度は必要以上に高い回転速度になる。この結果、排気圧力が過大になる。このため、燃焼室２５から排ガスを排出する際の排気損失（押し出し損失）が増大する。即ち、Ｐ−Ｖ線図（燃焼室内圧力と燃焼室容積との関係を示す図）である図２の破線Ｌ１により示したように、排気弁開弁時期（第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１）である膨張下死点ＢＤＣ近傍の燃焼室内圧力が高くなるので、排気行程開始後においても燃焼室内圧力が高くなる。それ故、領域Ｓ１により示した部分だけ仕事が減少する。
【００５８】
そこで、本制御装置は、機関１０が運転領域１において運転される場合、実際のタービン通過ガス流量がガス流量閾値に一致するようにウエストゲートバルブ５４の開度を調整する。
【００５９】
この結果、機関１０が運転領域１において運転されている場合、タービン通過ガス流量が過大とならないから、排気圧力が低下する。従って、排気損失が減少する。即ち、本制御装置によれば、図２の実線Ｌ２により示したように、排気弁開弁後の燃焼室内圧力が低くなる。その結果、領域Ｓ１により示した部分の仕事の損失が回避される。更に、タービン回転速度は「加速要求に対してレスポンス良く過給を行うことが可能な回転速度」に維持される。従って、ターボラグが長くならない。以上のことから、本制御装置は、機関の加速性能を犠牲にすることなく、機関を効率良く運転することができる。
【００６０】
（運転領域２）
機関１０が運転領域２において運転されている場合、ウエストゲートバルブ５４を閉じていてもタービン通過ガス流量がガス流量閾値（曲線Ｃ１を参照。）よりも小さくなる。従って、ウエストゲートバルブ５４を開くと、タービン通過ガス流量が過度に低下し、タービン回転速度も過度に低下する。従って、ウエストゲートバルブ５４を開くことは好ましくない。
【００６１】
しかしながら、運転領域２においても排気弁開弁時期における排気圧力が高い領域が存在し、この場合にも排気損失が大きくなる。そこで、このような領域においては、排気弁開弁時期を第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１から第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２へと早める。即ち、排気弁開弁時期は膨張下死点ＢＤＣから圧縮上死点ＴＤＣに向けて進角させられる。
【００６２】
これによる効果について「図２と同様なＰ−Ｖ線図である図３」を参照して説明すると、機関１０が運転領域１において運転されている場合、排気弁開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ近傍の第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１に設定される。一方、機関１０が運転領域２において運転されている場合、排気弁開弁時期は第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２に設定される。これにより、膨張行程後半において燃焼室内圧力が早期に低下し始めるので、仕事は面積Ｓ２により示された量だけ減少する。その一方、膨張下死点ＢＤＣ以降において、燃焼室内圧力は低下するから、排気損失が低減し、仕事は面積Ｓ３により示された量だけ実質的に増大する。
【００６３】
換言すると、制御装置は、第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２を、「面積Ｓ３の方が面積Ｓ２よりも大きくなる時期」に設定する。即ち、第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２は、「膨張行程における燃焼室内圧力の低下によりもたらされる仕事の減少分Ｓ２よりも、排気行程における燃焼室内圧力の低下によりもたらされる仕事の増大分Ｓ３の方が大きくなる時期」に設定される。この結果、仕事は面積Ｓ３から面積Ｓ２を減じた量（Ｓ３−Ｓ２）だけ増大する。従って、本制御装置は、機関をより効率良く運転することができる。
【００６４】
（運転領域３）
運転領域３は第２運転領域に属しているので、機関１０が運転領域３にて運転されている場合、排気弁開弁時期を第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１から第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２へと早めてもよい。しかしながら、機関１０が運転領域３にて運転されている場合、吸入空気流量が比較的小さく、従って、タービン通過ガス流量も小さい。このため、排気弁開弁時期を第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１に設定していても、排気損失（図３の面積Ｓ３）はそれほど大きくならない。反対に、排気弁開弁時期を第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２に設定すると、膨張比が小さくなり、仕事の損失（図３の面積Ｓ２）が大きくなる虞がある。そこで、本制御装置は、機関１０が運転領域３にて運転されている場合、ウエストゲートバルブ５４を閉じるとともに排気弁開弁時期を第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１（膨張下死点ＢＤＣ又は膨張下死点近傍）に設定する。以上が、本制御装置の排気損失低減制御の概要である。
【００６５】
＜本制御装置の実際の作動＞
先ず、本制御装置の作動について、機関１０が図５の点Ａにより示された運転状態（低負荷且つ低回転速度）にある場合から説明する。電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、各気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角（例えばＢＴＤＣ９０°）に一致する毎に、図６に示した燃料噴射制御ルーチンを繰り返し実行するようになっている。以下、クランク角が吸気上死点前の前記所定クランク角に一致した気筒を「燃料噴射気筒」とも称呼する。
【００６６】
従って、何れかの気筒のクランク角が前記所定クランク角に一致すると、ＣＰＵ７１は、ステップ６００からステップ６０５に進み、目標空燃比Ａｂｆｒｅｆを理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定する。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６１０に進み、筒内吸入空気量Ｍｃを取得する。筒内吸入空気量Ｍｃは、燃料噴射気筒の今回の吸気行程において燃料噴射気筒に流入する空気量である。筒内吸入空気量Ｍｃは、熱線式エアフローメータ６２から取得される質量流量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて決定される。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６１５に進み、筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比Ａｂｆｒｅｆにより除することによって燃料噴射量Ｆｉを取得する。この時点における目標空燃比Ａｂｆｒｅｆは、図６のステップ６０５の処理により、理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定されている。従って、燃料噴射量Ｆｉは、燃料噴射気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに一致させるための燃料噴射量となる。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６２０に進み、燃料噴射気筒に対して設けられているインジェクタ３９から燃料噴射量Ｆｉだけ燃料の噴射が行われるように、そのインジェクタ３９に開弁指示を行う。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７０】
ところで、ＣＰＵ７１は、図７に示した「排気損失低減制御フラグ設定ルーチン（フラグ設定ルーチン）」を所定時間の経過毎に繰り返し行うようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進む。
【００７１】
ＣＰＵ７１は、ステップ７０５にて排気損失低減制御フラグＸＬを設定する。排気損失低減制御フラグＸＬの値は、現時点における機関１０の「負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」によって定まる運転状態Ｐが、図５及び図７のステップ７０５内に示した運転領域のうちの何れの運転領域に属しているかに基づいて決定される。即ち、運転状態Ｐが、運転領域１内にあるときには排気損失低減制御フラグＸＬは「１」、運転領域２内にあるときには排気損失低減制御フラグＸＬは「２」、運転領域３内にあるときには排気損失低減制御フラグＸＬは「３」に設定される。
【００７２】
なお、負荷率ＫＬは、ここでは下記の（１）式により求められる。この負荷率ＫＬに代え、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが用いられても良い。（１）式において、Ｍｃは筒内吸入空気量であり、ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、「４」は機関１０の気筒数である。
ＫＬ＝（Ｍｃ／（ρ・Ｌ／４））・１００％  …（１）
【００７３】
現時点において、機関１０は図５の点Ａにより示される運転状態にある。従って、ＣＰＵ７１はステップ７０５にて排気損失低減制御フラグＸＬを「３」に設定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
更に、ＣＰＵ７１は、図８に示した「排気弁開弁時期制御ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し行うようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進む。
【００７５】
ＣＰＵ７１はステップ８０５にて、排気損失低減制御フラグＸＬが「２」であるか否かを判別する。現時点においては、排気損失低減制御フラグＸＬは図７のステップ７０５により「３」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定しステップ８２０に進む。
【００７６】
ＣＰＵ７１は、ステップ８２０にて目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔを「０」に設定する。目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔが「０」に設定された場合、排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ（又は、膨張下死点ＢＤＣ近傍の時期）となるように制御される。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ８１５に進み、排気弁開弁時期が目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔとなるように排気弁制御装置３６に指示を与える。従って、排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣとなるように制御される。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このときの排気弁開弁時期は、便宜上、「第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１」とも称呼される。
【００７７】
加えて、ＣＰＵ７１は、図９に示した「ＷＧＶ開度制御ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し行うようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進む。
【００７８】
ＣＰＵ７１は、ステップ９０５において排気損失低減制御フラグＸＬが「１」であるか否かを判定する。現時点においては、排気損失低減制御フラグＸＬは図７のステップ７０５により「３」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９１０に進む。
【００７９】
ＣＰＵ７１は、ステップ９１０にて目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔを「０」に設定する。目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔが「０」に設定された場合、ウエストゲートバルブ５４は全閉となる（タービンバイパス通路５５を完全に閉じる）ように制御される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ９１５に進み、実際のウエストゲートバルブ５４の開度（ＷＧＶ開度）が目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔとなるようにウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａに指示を与える。従って、ウエストゲートバルブ５４は全閉となる。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
このように、機関１０が図５の点Ａにより示された運転状態（低負荷且つ低回転速度）にある場合、ウエストゲートバルブ５４は閉弁（全閉）されるとともに排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ（第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１）に設定される。即ち、排気損失制御は行われない（図１０の時刻ｔ０を参照。）。
【００８１】
次いで、機関１０の運転が継続され負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥが上昇し、機関１０の運転状態が運転領域３から運転領域２へ移行する場合（図５における状態Ｂを参照。）について説明する。
【００８２】
この場合においても、ＣＰＵ７１は図６の各ステップの処理を行う。従って、ＣＰＵ７１は機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に一致するように燃料を噴射する。
【００８３】
更に、現時点は機関１０の運転状態が図５における状態Ｂとなった直後（運転領域２内の状態）である。従って、ＣＰＵ７１が図７のステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進んだとき、そのステップ７０５にて「排気損失低減制御フラグＸＬ」の値を「２」に設定する。
【００８４】
加えて、ＣＰＵ７１は図８のステップ８００に続くステップ８０５に進んだとき、そのステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ８１０に進み、目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔを「図８のステップ８１０内に示された開弁時期テーブル（マップ）」に従って設定する。
【００８５】
この開弁時期テーブルは、「目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔ」と「負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」との関係を規定している。負荷率ＫＬが大きいほど所定の排気弁開弁時期における燃焼室内圧力が高くなる（燃焼室内の空気を掃気するのに要する時間も長くなる。）。従って、この開弁時期テーブルによれば、負荷率ＫＬが大きいほど目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔは進角させられる。更に、機関回転速度ＮＥが上昇するにつれて吸入空気流量が増加することから、所定の排気弁開弁時期における燃焼室内圧力が高くなる（燃焼室内の空気を掃気するのに要する時間も長くなる。）。従って、この開弁時期テーブルによれば、機関回転速度ＮＥが大きいほど目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔは進角させられる。このように定められる目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔは、便宜上、「第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２」とも称呼される。前述したように、第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２は、この開弁時期テーブルにより、図３に示した面積Ｓ３の方が図３に示した面積Ｓ２よりも大きくなる時期」であるように決定される。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ８１５に進み、排気弁開弁時期が目標排気弁開弁時期ＥＶＯｔｇｔとなるように排気弁制御装置３６に指示を与える。従って、排気弁３５の開弁時期は第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２となるように制御される。この結果、仕事は図３に示した「面積Ｓ３から面積Ｓ２を減じた量（Ｓ３−Ｓ２）」だけ増大する。
【００８７】
加えて、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進んだとき、現時点における排気損失低減制御フラグＸＬが「２」であることから、そのステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵは前述したステップ９１０及びステップ９１５の処理を実施し、ステップ９９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００８８】
これによって、ウエストゲートバルブ５４は全閉となる。従って、ウエストゲートバルブ開度制御による排気損失の低減は行われない。この結果、タービン通過ガス流量は吸入空気流量と等しくなるから、タービン４６ｂの回転速度は、この運転状態において最大となる。
【００８９】
このように、運転領域２においては、ウエストゲートバルブ５４は全閉に維持され、且つ、排気弁３５の開弁時期を膨張下死点ＢＤＣよりも進角させられる。これによって排気損失が低減させられる（図１０の時刻ｔ１〜ｔ２を参照。）。
【００９０】
次いで、機関１０の運転が継続され負荷率ＫＬ及び／又は機関回転速度ＮＥが上昇し、機関１０の運転状態が運転領域２から運転領域１へ移行する場合（図５における状態Ｃを参照。）について説明する。
【００９１】
この場合においても、ＣＰＵ７１は図６の各ステップの処理を行う。従って、ＣＰＵ７１は機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に一致するように燃料を噴射する。
【００９２】
更に、現時点は機関１０の運転状態が図５における状態Ｃとなった直後（運転領域１内の状態）である。従って、ＣＰＵ７１が図７のステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進んだとき、そのステップ７０５にて「排気損失低減制御フラグＸＬ」の値を「１」に設定する。
【００９３】
加えて、ＣＰＵ７１は図８のステップ８００に続くステップ８０５に進んだとき、そのステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップ８２０及びステップ８１５の処理を実行する。この結果、排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ（第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１）に設定される。従って、排気弁開弁時期制御による排気損失低減制御は行われない。
【００９４】
加えて、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進んだとき、現時点における排気損失低減制御フラグＸＬが「１」であることから、そのステップ９０５にて「Ｙｅｓ」と判定する。
【００９５】
そして、ＣＰＵ７１はステップ９２０に進み、目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔを「図９のステップ９２０内に示されたＷＧＶ開度テーブル（マップ）」に従って設定する。
【００９６】
このＷＧＶ開度テーブルは、「目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔ」と「負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」との関係を規定している。
【００９７】
負荷率ＫＬが大きいほど吸入空気流量は大きくなるから、負荷率ＫＬが大きいほどウエストゲートバルブ５４が所定の開度にあるときの排気圧力は大きくなる。従って、負荷率ＫＬが大きいほど、排気弁開弁直後における燃焼室内圧力が高くなる。従って、このＷＧＶ開度テーブルによれば、負荷率ＫＬが大きいほど目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔは増大させられ、タービン通過ガス流量は前述したガス流量閾値（曲線Ｃ１の流量）に維持される。
【００９８】
更に、機関回転速度ＮＥが上昇するにつれて吸入空気流量は大きくなるから、機関回転速度ＮＥが大きいほどウエストゲートバルブ５４が所定の開度にあるときの排気圧力は大きくなる。従って、機関回転速度ＮＥが大きいほど、排気弁開弁直後における燃焼室内圧力が高くなる。従って、このＷＧＶ開度テーブルによれば、機関回転速度ＮＥが大きいほど目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔは増大させられ、タービン通過ガス流量は前述したガス流量閾値（曲線Ｃ１の流量）に維持される。
【００９９】
その後、ＣＰＵはステップ９１５の処理を実施し、ステップ９９５にて本ルーチンを一旦終了する。これにより、ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶが目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔに一致せしめられる。従って、排気通路内の排ガスの一部分はタービン４６ｂを迂回して（タービンバイパス通路５５を通過して）外部へ排出される。これによって、排気圧力が低下し排気損失が低減され、図２の領域Ｓ１により示した部分の仕事の損失が回避される。
【０１００】
このように、負荷率ＫＬおよび機関回転速度ＮＥが増加し吸入空気流量が図５における曲線Ｃ１を超えて運転領域１の運転状態となった場合、排気弁開弁時期は第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１に設定され、且つ、「タービン通過ガス流量が前記ガス流量閾値となるように」ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶが調整される。従って、機関１０の排気損失を低減するとともに、タービン４６ｂの回転速度を十分な速度に維持することができる（図１０の時刻ｔ２〜ｔ３を参照。）。
【０１０１】
次いで、機関１０の運転が継続され負荷率ＫＬが減少する一方で機関回転速度ＮＥが増加し、機関１０の運転状態が運転領域１から運転領域３へ移行する場合（図５における状態Ｄを参照。）について説明する。
【０１０２】
この場合においても、ＣＰＵ７１は図６の各ステップの処理を行う。従って、ＣＰＵ７１は機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に一致するように燃料を噴射する。
【０１０３】
更に、現時点は機関１０の運転状態が図５における状態Ｄとなった直後（運転領域３内の状態）である。従って、ＣＰＵ７１が図７のステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進んだとき、そのステップ７０５にて「排気損失低減制御フラグＸＬ」の値を「３」に設定する。
【０１０４】
加えて、ＣＰＵ７１は図８のステップ８００に続くステップ８０５に進んだとき、そのステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップ８２０及びステップ８１５の処理を実行する。この結果、排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ（第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１）に設定される。従って、排気弁開弁時期制御による排気損失低減制御は行われない。
【０１０５】
加えて、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進んだとき、現時点における排気損失低減制御フラグＸＬが「３」であることから、そのステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定する。
【０１０６】
そして、ＣＰＵ７１はステップ９１０に進み、目標ウエストゲートバルブ開度ＷＧＶｔｇｔを「０」に従って設定する。この結果、ウエストゲートバルブ５４は全閉となる。従って、ウエストゲートバルブ開度制御による排気損失の低減は行われない。
【０１０７】
このように、負荷率ＫＬが減少し、一方で機関回転速度ＮＥが増加し吸入空気流量が図５における曲線Ｃ１を超えて運転領域３の運転状態となった場合、ウエストゲートバルブは閉弁（全閉）されるとともに排気弁３５の開弁時期は膨張下死点ＢＤＣ（第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１）に設定される。即ち、運転領域３は排気圧力が大きな排気損失をもたらすことのない低吸入空気流量領域である。よって、排気損失制御は行われない。（図１０の時刻ｔ３以降を参照。）。
【０１０８】
以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置は、過給機（４６）と、ウエストゲートバルブ（５４）と、ウエストゲートバルブ駆動機構（５４ａ）と、を備えた過給機付き内燃機関に適用される。
【０１０９】
前記過給機（４６）は、「内燃機関の燃焼室（２５）に連通した排気通路」を形成する排気管（５２）に配設されたタービン（４６ｂ）と、「燃焼室に連通した吸気通路」を形成する吸気管（４２）に配設されたコンプレッサ（４６ａ）と、を有する。コンプレッサ（４６ａ）はタービン（４６ｂ）と一体的に回転するようになっている。
【０１１０】
前記ウエストゲートバルブ（５４）は、前記タービン（４６ｂ）を迂回するバイパス通路（５５）に介装されている。このバイパス通路（５５）の一端は「前記排気管（５２）の前記タービン（４６ｂ）よりも上流位置」に接続（連通）されている。バイパス通路（５５）の他端は「前記排気管（５２）の前記タービン（４６ｂ）よりも下流位置」に接続（連通）されている。
【０１１１】
前記ウエストゲートバルブ駆動機構（５４ａ）は、指示に応じて前記ウエストゲートバルブ（５４）の開度を変更するようになっている（図９のステップ９１５参照。）。これにより、前記ウエストゲートバルブ駆動機構（５４ａ）は、前記バイパス通路（５５）の流路断面積を変更する。
【０１１２】
更に、この制御装置は、ウエストゲートバルブ開度制御手段（図９のステップ９１０、９１５及び９２０を参照。）を備えることを特徴としている。
【０１１３】
前記ウエストゲートバルブ開度制御手段は、前記機関の吸入空気流量が所定のガス流量閾値以上となる第１運転領域において同機関が運転される場合（図１の第１運転領域、図５の運転領域１を参照。）、「前記タービン（４６ｂ）を通過する排ガスの流量であるタービン通過ガス流量が同ガス流量閾値となるように前記ウエストゲートバルブ（５４）の開度を制御する」ための指示を、前記ウエストゲートバルブ駆動機構（５４ａ）に与える（図９のステップ９２０及びステップ９１５を参照。）。これにより、実際のタービン通過ガス流量が前記ガス流量閾値となるようにウエストゲートバルブ（５４）が開かれる。
【０１１４】
更に、前記ウエストゲートバルブ開度制御手段は、前記機関の吸入空気流量が前記ガス流量閾値よりも小さい第２運転領域において同機関が運転される場合（図１の第２運転領域、図５の運転領域２を参照。）、「前記ウエストゲートバルブ（５４）が前記バイパス通路（５５）を閉じる」ための指示（ウエストゲートバルブ開度を０にする指示）を、前記ウエストゲートバルブ駆動機構（５４ａ）に与える（図９のステップ９１０及びステップ９１５を参照。）。
【０１１５】
この結果、本制御装置は、タービン回転速度を適値に維持できるので機関の加速性能を犠牲にすることなく、排気圧力を低下できるので機関を効率良く運転することができる。
【０１１６】
この場合、本制御装置は、排気弁開弁時期変更機構（３６）と、排気弁開弁時期制御手段（図８のステップ８１０、８１５及び８２０を参照。）と、を備えることが望ましい。
【０１１７】
前記排気弁開弁時期変更機構（３６）は、指示に応じて前記機関の排気弁（３５）の開弁時期を変更するようになっている（図８のステップ８１５を参照。）。
【０１１８】
前記排気弁開弁時期制御手段（図８のステップ８１０、８１５及び８２０を参照。）は、前記第１運転領域において前記機関が運転される場合（図１の第１運転領域、図５の運転領域１を参照。）、前記排気弁開弁時期を膨張下死点近傍の第１排気弁開弁時期に設定するための指示を、前記排気弁開弁時期変更機構（３６）に与えるようになっている（図８のステップ８２０を参照。）。
【０１１９】
更に、前記排気弁開弁時期制御手段は、前記第２運転領域において前記機関が運転される場合（図１の第２運転領域、図５の運転領域２を参照。）、前記排気弁開弁時期を前記第１排気弁開弁時期よりも進角側の第２排気弁開弁時期に設定するための指示を、前記排気弁開弁時期変更機構（３６）に与えるようになっている（図８のステップ８１０を参照。）。
【０１２０】
これにより、排気弁開弁時期は、膨張行程における燃焼室内の圧力の低下によりもたらされる仕事の減少分よりも、排気行程における燃焼室内圧力の低下によりもたらされる仕事の増大分の方が大きくなる時期、に設定される。従って、本制御装置は、機関をより効率良く運転することができる。
【０１２１】
本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、インジェクタ３９は吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁であったが、燃焼室２５内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁であってもよい。燃焼室２５内に直接燃料を噴射することによって、機関１０は理論空燃比よりも大きな空燃比（リーン空燃比）において運転することが可能となる。これによって、機関１０はリーン空燃比による運転が可能となり燃料消費を抑制することができる。
【０１２２】
また、図５における運転領域３において、排気弁開弁時期は第１排気弁開弁時期ＥＶＯ１に設定されているが、第２排気弁開弁時期ＥＶＯ２に設定されてもよい。更に、ウエストゲートバルブアクチュエータ５４ａは、ダイアフラムに加わる圧力を調整することによってウエストゲートバルブ５４を駆動する周知のダイアフラム式アクチュエータであってもよい。このとき、電気制御装置７０は、ダイアフラムに加わる圧力を調整することにより、ウエストゲートバルブ５４の開度を調整するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置により行われる制御において用いられる運転領域を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るウエストゲートバルブ開度制御による排気損失低減効果を示したＰ−Ｖ線図である。
【図３】本発明の実施形態に係る排気弁開弁時期制御による排気損失低減効果を示したＰ−Ｖ線図である。
【図４】本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された内燃機関の概略図である。
【図５】本発明の実施形態のＣＰＵが参照する運転領域を示した図である
【図６】本発明の実施形態のＣＰＵが実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態のＣＰＵが実行する排気損失低減制御フラグ設定ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態のＣＰＵが実行する排気弁開弁時期制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態のＣＰＵが実行するＷＧＶ開度制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態における機関回転速度、負荷率、吸入空気流量、排気弁開弁時期、排気損失低減制御フラグ及びウエストゲートバルブ開度の時間的な変化を表したタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…機関、２０…シリンダブロック部、２５…燃焼室、３０…シリンダヘッド部、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３３…吸気弁制御装置、３４…排気ポート、３５…排気弁、３６…排気弁制御装置、４０…吸気系統、４２…吸気管、４４…スロットル弁、４４ａ…スロットル弁アクチュエータ、４６…過給機、４６ａ…コンプレッサ、４６ｂ…タービン、４６ｃ…回転軸、４７…コンプレッサバイパス通路、４８…エアバイパスバルブ、５０…排気系統、５２…排気管、５４…ウエストゲートバルブ、５４ａ…ウエストゲートバルブアクチュエータ、５５…タービンバイパス通路。
【図１】
2010038093.tif 000003
【図２】
2010038093.tif 000004
【図３】
2010038093.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010038093.tif 000008
【図７】
2010038093.tif 000009
【図８】
2010038093.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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