(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、前記内燃機関の吸気通路に設けられ前記タービンと一体に回転するコンプレッサと、を有するターボチャージャと、
前記タービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路に設けられ、前記排気バイパス通路を流れる前記内燃機関の排気ガスの流量を調整するウエストゲートバルブと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を変更するために駆動されるアクチュエータと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を検出するポジションセンサと、
前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する過給圧センサと、
前記ポジションセンサおよび前記過給圧センサを含むセンサ群の検出結果から前記内燃機関の運転状態を検出し、前記運転状態に基づいて前記アクチュエータを駆動することで前記実過給圧を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記ウエストゲートバルブを全閉開度へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かって前記アクチュエータを駆動し、
前記ポジションセンサの検出結果から前記ウエストゲートバルブの実開度が前記仮全閉開度に到達したと判断した後に、目標開度を前記全閉開度へ切り替えて前記アクチュエータを駆動し、
前記コントローラは、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演算部と、
前記実過給圧を前記目標過給圧に一致させるために必要な前記ウエストゲートバルブの機関要求目標開度を演算する機関要求目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置にあるときを前記ウエストゲートバルブの基準位置と定め、前記基準位置に基づいて、前記ポジションセンサにより検出されたウエストゲートバルブの作動位置を前記ウエストゲートバルブの実開度に変換する実開度演算部と、
前記仮全閉開度に対する前記機関要求目標開度および前記実開度の大小関係の比較結果から、アクチュエータ操作量を演算するアクチュエータ操作量演算部と、
前記アクチュエータ操作量を前記アクチュエータへ出力するアクチュエータ駆動部と
を含んで構成され、
前記アクチュエータ操作量演算部は、
前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度よりも大きい第１条件が成立している場合には、前記仮全閉開度と前記実開度とに基づいて、前記実開度を前記仮全閉開度に一致させるために必要な操作量を前記アクチュエータ操作量として演算し、
前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度以下となる第２条件が成立している場合には、前記機関要求目標開度と前記実開度とに基づいて、前記実開度を前記機関要求目標開度に一致させるために必要な操作量を前記アクチュエータ操作量として演算する
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記仮全閉開度は、前記基準位置に基づいて、前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置のばらつく範囲の上限位置を変換して得られる開度としてあらかじめ設定される
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ操作量演算部は、前記第１条件が成立している状態から前記第２条件が成立する状態に切り換わった場合には、前記実開度が前記機関要求目標開度に到達するまでの間、前記実開度があらかじめ設定された基準速度で前記機関要求目標開度に向かって移動するように前記アクチュエータ操作量を演算する
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１条件が成立している状態から前記第２条件が成立する状態に切り換わったときの前記アクチュエータ操作量に基づいて、前記アクチュエータ操作量の第１最大制限値を演算するアクチュエータ操作量制限値演算部をさらに含み、
前記アクチュエータ操作量演算部は、前記第２条件が成立している期間では、前記第１最大制限値で前記アクチュエータ操作量を制限する
請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ操作量演算部は、前記実開度が前記仮全閉開度以下の条件が成立しているときには、あらかじめ設定された許容時間以上にわたって連続して加えたとしても、前記アクチュエータに損傷を与えることがない操作量としてあらかじめ設定された第２最大制限値で前記アクチュエータ操作量を制限する
請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、前記内燃機関の吸気通路に設けられ前記タービンと一体に回転するコンプレッサと、を有するターボチャージャと、
前記タービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路に設けられ、前記排気バイパス通路を流れる前記内燃機関の排気ガスの流量を調整するウエストゲートバルブと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を変更するために駆動されるアクチュエータと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を検出するポジションセンサと、
前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する過給圧センサと、
前記ポジションセンサおよび前記過給圧センサを含むセンサ群の検出結果から前記内燃機関の運転状態を検出し、前記運転状態に基づいて前記アクチュエータを駆動することで前記実過給圧を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の目標値である目標過給圧を演算し、
前記実過給圧を前記目標過給圧に一致させるために必要な前記ウエストゲートバルブの機関要求目標開度を演算し、
前記ウエストゲートバルブを全閉開度へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かって前記アクチュエータを駆動し、
前記ポジションセンサの検出結果から前記ウエストゲートバルブの実開度が前記仮全閉開度に到達したと判断した後に、目標開度を前記全閉開度へ切り替えて前記アクチュエータを駆動し、
前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度よりも大きい第１条件が成立している状態から前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度以下となる第２条件が成立する状態に切り換わった場合には、前記実開度が前記機関要求目標開度に到達するまでの間、前記実開度があらかじめ設定された基準速度で前記機関要求目標開度に向かって移動するようにアクチュエータ操作量を演算することで前記アクチュエータを駆動する
内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第１条件が成立している状態から前記第２条件が成立する状態に切り換わった後に前記アクチュエータ操作量を演算する際には、あらかじめ設定した操作量最大制限値により前記アクチュエータ操作量の最大値を制限する
請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、前記内燃機関の吸気通路に設けられ前記タービンと一体に回転するコンプレッサと、を有するターボチャージャと、
前記タービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路に設けられ、前記排気バイパス通路を流れる前記内燃機関の排気ガスの流量を調整するウエストゲートバルブと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を変更するために駆動されるアクチュエータと、
前記ウエストゲートバルブの開弁位置を検出するポジションセンサと、
前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する過給圧センサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演算部と、
前記実過給圧を前記目標過給圧に一致させるために必要な前記ウエストゲートバルブの機関要求目標開度を演算する機関要求目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置にあるときを前記ウエストゲートバルブの基準位置と定め、前記基準位置に基づいて、前記ポジションセンサにより検出されたウエストゲートバルブの作動位置を前記ウエストゲートバルブの実開度に変換する実開度演算部と、
あらかじめ設定された仮全閉開度に対する前記機関要求目標開度および前記実開度の大小関係の比較結果から、アクチュエータ操作量を演算するアクチュエータ操作量演算部と、
前記アクチュエータ操作量を前記アクチュエータへ出力するアクチュエータ駆動部と
を備えた内燃機関の制御装置において、前記アクチュエータ操作量演算部により実行される内燃機関の制御方法であって、
前記基準位置に基づいて、前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置のばらつく範囲の上限位置を変換して得られる開度として、仮全閉開度をあらかじめ設定する第１ステップと、
前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度よりも大きい第１条件が成立しているか否かを判断する第２ステップと、
前記第２ステップにより前記第１条件が成立していると判断された期間において、前記仮全閉開度と前記実開度とに基づいて、前記実開度を前記仮全閉開度に一致させるために必要な操作量を前記アクチュエータ操作量として演算する第３ステップと、
前記機関要求目標開度が前記仮全閉開度以下、かつ、前記実開度が前記仮全閉開度以下となる第２条件が成立しているか否かを判断する第４ステップと、
前記第４ステップにより前記第２条件が成立していると判断された期間において、前記機関要求目標開度と前記実開度とに基づいて、前記実開度を前記機関要求目標開度に一致させるために必要な操作量を前記アクチュエータ操作量として演算する第５ステップと
を有する内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法に係わり、特に、ウエストゲートバルブ等の排気バイパス弁の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（以下、エンジンと称す）の出力を向上させること等を目的として、排気ガスでタービンを回転させることによって動作する過給機を搭載したターボチャージャが知られている。
【０００３】
このようなターボチャージャにおいては、エンジンが高回転高負荷で運転された場合に、過給圧が必要以上に上昇することにより、エンジンを破損させてしまうおそれがある。このため、通常、タービンと並列に排気バイパス通路が具備されている。
【０００４】
そして、このようなターボチャージャおよび排気バイパスを備えた内燃機関の制御装置は、この排気バイパス路に設けられたウエストゲートバルブによって、排気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て、タービンへの排ガスの流入量を調節している。この結果、エンジンの吸気路の圧力である過給圧を適正値に制御することが可能となる。
【０００５】
ウエストゲートバルブは、例えば、正圧式アクチュエータの駆動によって開閉動作する。具体的には、特に、圧力が上昇するスロットルバルブの上流部に相当するエンジンの吸気路の圧力が大気圧よりも大きくなる運転状態のときに、正圧式アクチュエータを駆動することによって、ウエストゲートバルブ開度が調整される仕組みである。
【０００６】
通常、正圧式アクチュエータの駆動が可能となるまでの期間において、ウエストゲートバルブは、全閉状態となっている。なお、以降では、ウエストゲートバルブをＷＧＶと称し、ＷＧＶを動作させるウエストゲートバルブアクチュエータをＷＧＡと称す。
【０００７】
正圧式アクチュエータでは、エンジンの吸気路の圧力が閾値よりも高くならなければ、ＷＧＶを動作させることができなかった。すなわち、エンジンの吸気路の圧力が閾値以下の場合、ＷＧＶを動作させることができないので、ＷＧＶの開度を変更することができなかった。
【０００８】
そこで、近年、ＷＧＡを電動化して、エンジンの吸気路の圧力に依らず、必要に応じてＷＧＶを駆動し、ターボチャージャによる過給を自在に制限することが可能となるシステムが提案されている。
【０００９】
しかしながら、このようなシステムにおいては、ＷＧＶの開閉動作が長期にわたって繰り返し実施されることによる経時的な変化、ＷＧＶ開度センサの温度特性、あるいはＷＧＶを構成する構造物の熱膨張、などの影響が起因して、ＷＧＶ開度センサの検出値と、真のＷＧＶ開度との間に誤差が生じる。
【００１０】
結果として、ＷＧＶ開度センサの検出値が０％となるときのＷＧＶの位置に相当する「ＷＧＶの基準位置」は、真のＷＧＶ開度が０％となるときのＷＧＶの位置に相当する「ＷＧＶの全閉位置」に対してずれることとなる。
【００１１】
そのため、ＷＧＡを同じ操作量で動作させた場合であっても、ＷＧＶ開度にずれが生じ、ＷＧＶを所望の開閉状態に制御できないことがある。また、過給圧が制御目標値に到達しない、あるいはＷＧＶを全閉状態からさらに閉側に動作させようと制御してＷＧＡの駆動電流が過電流となる可能性もある。
【００１２】
このような問題に対処するために、ＷＧＶが全閉位置に収束すると、そのときの開度センサの出力値に基づいて全閉位置の学習を行なう従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、学習機会の少ない状況や全閉位置に収束していない場合には、全閉学習値を更新した時点からの温度変化に応じて、センサ出力特性変化に見合う値に全閉学習値を修正している。この結果、特許文献１は、温度条件が変化してもＷＧＶ機構の制御精度を安定して維持させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１５−５９５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１のような従来装置は、上述したような、ＷＧＶ開度センサの検出値と、真のＷＧＶ開度との間に誤差が生じる問題に対しては、温度変化による全閉位置の認識ずれを補正することで、誤差を減少させることは可能である。
【００１５】
しかしながら、特許文献１は、センサおよびＷＧＶの個々の特性ばらつきの影響までは考慮しておらず、誤差を完全に補正することはできない。そのため、ＷＧＶ開度センサの検出値が全閉ではない状態にも関わらず、真のＷＧＶ開度は、全閉となっている場合が起こり得る。
【００１６】
このような場合には、制御上は全閉を目標開度としてＷＧＡを高速駆動させている最中に、突然、真の全閉位置にＷＧＶが突き当たる状態となる。
【００１７】
さらに、全閉への駆動速度が速すぎて、ＷＧＶの衝突限界速度を超えた状態でＷＧＶが弁座に衝突することにより、可動部の部材の摩耗や疲労が早まるおそれがある。また、ＷＧＶが高速で弁座へ衝突することによる不快な衝突音を生じるおそれもある。
【００１８】
すなわち、ＷＧＶ開度センサの検出値と真のＷＧＶ開度との誤差を考慮して、全閉となる可能性がある開度以下では、ＷＧＶ駆動速度が衝突限界速度を超えることがないよう制御する必要がある。しかしながら、特許文献１は、このようなＷＧＶが高速で弁座に衝突することによる可動部の部材の摩耗や疲労および衝突音などのおそれがあるという課題は、解決できていない。
【００１９】
ところで、ＷＧＶを全閉へ駆動する場合には、排圧に押されて、閉じ不良が発生することがないように、排圧に負けないだけの駆動力でＷＧＶを弁座に押し付けておく必要がある。すなわち、ＷＧＶの全閉押し付け力が弱いと、排圧に押されてＷＧＶを全閉状態に維持できない問題、あるいは排圧の脈動によってＷＧＶ開度が振動する問題が発生する。
【００２０】
そのため、ＷＧＶが確実に全閉状態を維持できるように、ＷＧＡ操作量を最低限排圧に負けない値として制御する必要がある。
【００２１】
ただし、排圧は、運転条件によって異なる。このため、最低限排圧に負けないようにするための操作量も、運転条件によって異なる。従って、常に最大条件を想定した操作量に設定してしまうと、過剰な押しつけを行うことになる。
【００２２】
そして、ＷＧＶを全閉にするために過剰な押しつけを行うと、ＷＧＡに過剰な電流を流すことで無駄な電力を使用することになり、さらには過電流によるモータ過熱のおそれも発生する。
【００２３】
また、過剰に押し付けるためにＷＧＡからＷＧＶへのリンク機構にたわみが発生し、実際のバルブ位置とＷＧＡの操作量を出力するセンサ値とにずれを生じるおそれがある。
【００２４】
そのため、ＷＧＶを全閉に押し付け過ぎず、かつ、確実に全閉状態を維持できるように、ＷＧＡ操作量を最適範囲に設定して制御する必要がある。しかしながら、特許文献１は、ＷＧＶの過剰な押しつけにより、ＷＧＡに過剰な電流が流れ、モータ過熱に至るおそれがあるという課題は、解決できていない。
【００２５】
本発明は、そのような実情を考慮してなされたものであり、ＷＧＶの確実な全閉動作を実現しつつ、ＷＧＶが高速で全閉位置に突き当たることがないように動作させるとともに、ＷＧＡ駆動電流が過大となってモータが異常過熱することを防止することのできる内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、内燃機関の吸気通路に設けられタービンと一体に回転するコンプレッサと、を有するターボチャージャと、タービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路に設けられ、排気バイパス通路を流れる内燃機関の排気ガスの流量を調整するウエストゲートバルブと、ウエストゲートバルブの開弁位置を変更するために駆動されるアクチュエータと、ウエストゲートバルブの開弁位置を検出するポジションセンサと、コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する過給圧センサと、ポジションセンサおよび過給圧センサを含むセンサ群の検出結果から内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいてアクチュエータを駆動することで実過給圧を制御するコントローラとを備え、コントローラは、ウエストゲートバルブを全閉開度へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かってアクチュエータを駆動し、ポジションセンサの検出結果からウエストゲートバルブの実開度が仮全閉開度に到達したと判断した後に、目標開度を全閉開度へ切り替えてアクチュエータを駆動し、コントローラは、内燃機関の運転状態に基づいて、コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演算部と、実過給圧を目標過給圧に一致させるために必要なウエストゲートバルブの機関要求目標開度を演算する機関要求目標開度演算部と、ウエストゲートバルブが排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置にあるときをウエストゲートバルブの基準位置と定め、基準位置に基づいて、ポジションセンサにより検出されたウエストゲートバルブの作動位置をウエストゲートバルブの実開度に変換する実開度演算部と、仮全閉開度に対する機関要求目標開度および実開度の大小関係の比較結果から、アクチュエータ操作量を演算するアクチュエータ操作量演算部と、アクチュエータ操作量をアクチュエータへ出力するアクチュエータ駆動部とを含んで構成され、アクチュエータ操作量演算部は、機関要求目標開度が仮全閉開度以下、かつ、実開度が仮全閉開度よりも大きい第１条件が成立している場合には、仮全閉開度と実開度とに基づいて、実開度を仮全閉開度に一致させるために必要な操作量をアクチュエータ操作量として演算し、機関要求目標開度が仮全閉開度以下、かつ、実開度が仮全閉開度以下となる第２条件が成立している場合には、機関要求目標開度と実開度とに基づいて、実開度を機関要求目標開度に一致させるために必要な操作量をアクチュエータ操作量として演算するものである。
【００２７】
また、本発明による内燃機関の制御方法は、内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、内燃機関の吸気通路に設けられタービンと一体に回転するコンプレッサと、を有するターボチャージャと、タービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路に設けられ、排気バイパス通路を流れる内燃機関の排気ガスの流量を調整するウエストゲートバルブと、ウエストゲートバルブの開弁位置を変更するために駆動されるアクチュエータと、
ウエストゲートバルブの開弁位置を検出するポジションセンサと、コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する過給圧センサと、内燃機関の運転状態に基づいて、コンプレッサにより圧縮される吸入空気の圧力の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演算部と、実過給圧を目標過給圧に一致させるために必要なウエストゲートバルブの機関要求目標開度を演算する機関要求目標開度演算部と、ウエストゲートバルブが排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置にあるときをウエストゲートバルブの基準位置と定め、基準位置に基づいて、ポジションセンサにより検出されたウエストゲートバルブの作動位置をウエストゲートバルブの実開度に変換する実開度演算部と、あらかじめ設定された仮全閉開度に対する機関要求目標開度および実開度の大小関係の比較結果から、アクチュエータ操作量を演算するアクチュエータ操作量演算部と、アクチュエータ操作量をアクチュエータへ出力するアクチュエータ駆動部とを備えた内燃機関の制御装置において、アクチュエータ操作量演算部により実行される内燃機関の制御方法であって、基準位置に基づいて、ウエストゲートバルブが排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置のばらつく範囲の上限位置を変換して得られる開度として、仮全閉開度をあらかじめ設定する第１ステップと、機関要求目標開度が仮全閉開度以下、かつ、実開度が仮全閉開度よりも大きい第１条件が成立しているか否かを判断する第２ステップと、第２ステップにより第１条件が成立していると判断された期間において、仮全閉開度と実開度とに基づいて、実開度を仮全閉開度に一致させるために必要な操作量をアクチュエータ操作量として演算する第３ステップと、機関要求目標開度が仮全閉開度以下、かつ、実開度が仮全閉開度以下となる第２条件が成立しているか否かを判断する第４ステップと、第４ステップにより第２条件が成立していると判断された期間において、機関要求目標開度と実開度とに基づいて、実開度を機関要求目標開度に一致させるために必要な操作量をアクチュエータ操作量として演算する第５ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による内燃機関の制御装置によれば、ＷＧＶを全閉へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かってＷＧＡを駆動し、実開度が仮全閉開度に到達した後の減速した状態から、目標開度を全閉へ切り替えて再加速させる構成を備えている。この結果、衝突限界速度を超える高速駆動中に全閉位置へ突き当たることを回避でき、ＷＧＶの確実な全閉動作を実現しつつ、ＷＧＶが高速で全閉位置に突き当たることがないように動作させるとともに、ＷＧＡ駆動電流が過大となってモータが異常過熱することを防止することのできる内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置が適用されるエンジンのシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置が適用されるエンジンにおける、ＷＧＶとＷＧＡの機械的な接続状態を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置において、目標過給圧を決定するためのマップの一例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるＷＧＶの目標開度、実開度、およびＷＧＡ操作量の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の一連動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置が適用されるエンジンのシステム構成図である。図１において、エンジン１０の吸気通路１１の入口には、エアクリーナ１２が取り付けられている。エアクリーナ１２の下流側には、吸入空気量を検出するためのエアーフローセンサ５１が設けられている。
【００３２】
エアーフローセンサ５１の下流側には、ターボチャージャ２０が設けられている。ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２０１とタービン２０２とを備えている。コンプレッサ２０１とタービン２０２とは、連結軸によって一体に連結されている。コンプレッサ２０１は、タービン２０２に入力される排気ガスのエネルギーによって回転駆動される。
【００３３】
そして、コンプレッサ２０１のさらに下流側には、圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ１３が配置されている。インタークーラ１３のさらに下流側には、スロットルバルブ１４が配置されている。
【００３４】
なお、インタークーラ１３とスロットルバルブ１４との間には、ターボチャージャ２０によって過給された吸入空気の圧力を検出するための過給圧センサ５２が設けられている。
【００３５】
また、エンジン１０の排気系は、排気通路１５を備えている。排気通路１５の途中には、前述したターボチャージャ２０のタービン２０２が設けられている。また、排気通路１５には、タービン２０２をバイパスしてタービン２０２の入口側と出口側とを接続する排気バイパス通路３０が設けられている。
【００３６】
排気バイパス通路３０には、排気バイパス弁としてのＷＧＶ３１が配置されている。また、タービン２０２の下流側には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒１６が配置されている。
【００３７】
排気バイパス通路３０に配置されているＷＧＶ３１は、ジョイント部材３２の一端に機械的に接続されている。ジョイント部材３２の他端は、排気バイパス弁駆動装置としてのＷＧＡ３４の出力軸３３（ＷＧＡ出力軸３３）に機械的に接続されている。そして、ＷＧＡ出力軸３３の近傍には、ＷＧＶ３１の開弁位置に相関する位置情報を検出するためのポジションセンサ５３が備えられている。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、ポジションセンサ５３は、ＷＧＡ３４とは別体に構成されているが、ＷＧＡ３４に内蔵されていてもよい。
【００３９】
本実施の形態１による内燃機関の制御装置は、制御装置（コントローラ）５０を備えている。制御装置５０の入力部には、前述したエアーフローセンサ５１、過給圧センサ５２、ポジションセンサ５３のほか、図示を省略しているが、クランク角センサやスロットル開度センサといった種々のセンサからなるセンサ群が、エンジン１０の運転状態を検出するために接続されている。
【００４０】
一方、制御装置５０の出力部には、ＷＧＡ３４のほか、図示を省略しているが、インジェクタや点火コイルといった種々のアクチュエータが、エンジン１０の運転状態を制御するために接続されている。
【００４１】
制御装置５０は、前述の各種入力情報に基づいて、前述の各種アクチュエータを駆動することにより、エンジン１０の燃焼状態や出力トルクを最適に制御する。
【００４２】
次に、ＷＧＶ３１とＷＧＡ３４との機械的接続状態について、詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置が適用されるエンジン１０における、ＷＧＶ３１とＷＧＡ３４の機械的な接続状態を説明するための模式図である。
【００４３】
図２において、ＷＧＶ３１とＷＧＡ３４は、直接、接続されておらず、ジョイント部材３２を介して接続されている。より詳細には、ＷＧＡ出力軸３３の先端部に形成された環状のＷＧＡ出力軸係合部３３１と、ジョイント部材３２の一端に形成された環状の第１のジョイント部材係合部３２１とは、互いに内側を貫通し合うことで搖動自在に係合されている。
【００４４】
一方、ＷＧＶ３１に設けられた貫通穴を有するＷＧＶ係合部３１１と、ジョイント部材３２の他端に形成された環状の第２のジョイント部材係合部３２２とは、第２のジョイント部材係合部３２２がＷＧＶ係合部３１１の貫通穴を貫通することで搖動自在に係合されている。
【００４５】
ＷＧＶ３１は、排気通路１５内に配置されるため、エンジン１０から排出された排気ガスにさらされて、数百度の高温状態になる。従って、モータ等の電子部品を内蔵したＷＧＡ３４の耐熱性を考慮すると、ＷＧＡ３４をＷＧＶ３１に近接して配置することができない。このため、図２に示すように、ＷＧＶ３１とＷＧＡ３４の間に、ジョイント部材３２を介在させ、ＷＧＡ３４が高温になり過ぎないようにしている。
【００４６】
また、ジョイント部材３２を介してＷＧＡ３４とＷＧＶ３１とを機械的に接続することにより、ＷＧＡ３４の車両への搭載位置の自由度が増して、レイアウトがしやすくなることも、ジョイント部材３２を介在させる理由の１つである。
【００４７】
ＷＧＡ３４には、正転または逆転可能なモータが内蔵されており、また、このモータの回転運動を直線運動に変換して出力するＷＧＡ出力軸３３を有している。このＷＧＡ出力軸３３は、モータの通電方向に応じて軸方向に移動可能となっている。そして、ＷＧＡ出力軸３３をＷＧＡ３４の外側に押し出す方向にモータを通電すれば、ジョイント部材３２を介して開弁側（図２中の矢印Ａの方向）へＷＧＶ３１を移動させることができる。
【００４８】
これとは逆に、ＷＧＡ出力軸３３をＷＧＡ３４の内側に引き込む方向にモータを通電すれば、ジョイント部材３２を介して閉弁側（図２中の矢印Ｂの方向）へＷＧＶ３１を移動させることができる。
【００４９】
また、ＷＧＡ出力軸３３の側部の近傍には、ポジションセンサ５３が備えられている。そして、このポジションセンサ５３によって検出されるＷＧＡ出力軸３３の軸方向位置が、ＷＧＶ３１の作動位置、つまりＷＧＶ３１の開弁位置もしくは閉弁位置、またはそれらの中間位置として、制御装置５０に取り込まれるように構成されている。
【００５０】
図３は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置を示すブロック図である。図３に基づいて、まず始めに、ＷＧＶ３１の基本制御に関連する構成と動作について説明する。
【００５１】
制御装置５０は、前述した各種センサの検出結果に基づいて、エンジン１０の統括制御を行う。制御装置５０は、ＷＧＶ３１の制御部として、目標過給圧演算部５０１、機関要求目標開度演算部５０２、実開度演算部５０３、ＷＧＡ操作量演算部５０４、ＷＧＡ操作量制限値演算部５０５、およびＷＧＡ駆動部５０６を有する。
【００５２】
目標過給圧演算部５０１は、エンジン回転数、エアーフローセンサ５１により検出される吸入空気量、過給圧センサ５２により検出される過給圧、などのエンジン１０の運転状態を示す複数の情報を入力とし、それらの機関運転状態の情報に基づいて、制御目標値である目標過給圧Ｓｐを設定する。
【００５３】
ここで、目標過給圧演算部５０１が目標過給圧を算出する方法の一例について、図４のマップを参照しながら具体的に説明する。図４は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置において、目標過給圧を決定するためのマップの一例を示した図である。なお、図４に示したマップにおいては、目標過給圧の単位を［ｋＰａ］としている。
【００５４】
図４に示すように、目標過給圧マップは、エンジン回転数［ｒ／ｍｉｎ］と、アクセル開度［％］と、目標過給圧［ｋＰａ］とを関連付けたものである。目標過給圧演算部５０１は、このマップに従って、エンジン回転数と、アクセル開度に対応した目標過給圧を決定する。
【００５５】
具体的には、例えば、エンジン回転数が２０００［ｒ／ｍｉｎ］であり、かつアクセル開度が５０［％］である場合を想定する。このような運転状態の場合、目標過給圧演算部５０１は、このマップに従って、目標過給圧を１４０［ｋＰａ］に決定する。
【００５６】
なお、目標過給圧演算部５０１は、図４のような目標過給圧マップを用いず、例えば、あらかじめ規定した物理モデルに従って、計算で目標過給圧を求めるようにしてもよい。
【００５７】
機関要求目標開度演算部５０２は、目標過給圧演算部５０１で演算された目標過給圧Ｓｐと、実過給圧Ｐｐとを入力し、実過給圧Ｐｐを目標過給圧Ｓｐに一致させるために必要な機関要求目標開度Ｓｖを演算する。
【００５８】
実開度演算部５０３は、ポジションセンサ５３により検出された電圧Ｖｓを入力し、ＷＧＶ３１が排気バイパス通路３０を完全に塞ぐ作動位置にあるときをＷＧＶの基準位置と定め、それらの情報に基づいて、実開度Ｐｖを演算する。
【００５９】
なお、ＷＧＶの基準位置は、あらかじめ設定された位置を用いず、例えば、全閉駆動時には突き当て動作し、全閉学習を行なって得られた位置を使用してもよい。
【００６０】
ＷＧＡ操作量演算部５０４は、機関要求目標開度演算部５０２にて演算された機関要求目標開度Ｓｖ、実開度演算部５０３にて演算された実開度Ｐｖ、および後述するＷＧＡ操作量制限値演算部５０５にて演算されたＷＧＡ操作量最大制限値を入力し、ＷＧＡ操作量を演算する。
【００６１】
より具体的には、ＷＧＡ操作量演算部５０４は、条件に応じて、以下の３つの操作量演算を実行する。
（演算１）機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度よりも大きい状態である第１条件が成立する場合には、仮全閉開度と実開度Ｐｖとに基づいて、実開度Ｐｖを仮全閉開度に一致させるために必要なＷＧＡ操作量を演算する。
【００６２】
（演算２）機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度以下の状態である第２条件が成立する場合には、機関要求目標開度Ｓｖと実開度Ｐｖとに基づいて、実開度Ｐｖを機関要求目標開度Ｓｖに一致させるために必要なＷＧＡ操作量を演算する。
【００６３】
（演算３）また、実開度Ｐｖを機関要求目標開度Ｓｖに一致させるために必要なＷＧＡ操作量は、後述するＷＧＡ操作量制限値演算部５０５にて演算された操作量最大制限値が入力されたときには、ＷＧＡ操作量最大制限値で制限されたＷＧＡ操作量をＷＧＡ駆動部５０６に出力する。
【００６４】
ＷＧＡ操作量制限値演算部５０５は、前述した機関要求目標開度Ｓｖ、実開度Ｐｖ、およびＷＧＡ操作量を入力し、ＷＧＡ操作量最大制限値を演算して、ＷＧＡ操作量演算部５０４に出力する。
【００６５】
より具体的には、ＷＧＡ操作量制限値演算部５０５は、上述した第１条件「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度よりも大きい」状態から、第２条件「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度以下」の状態に切り換わったときのＷＧＡ操作量に基づいて、ＷＧＡ操作量最大制限値を演算して、ＷＧＡ操作量演算部５０４に出力する。
【００６６】
ＷＧＡ駆動部５０６は、ＷＧＡ操作量演算部５０４からのＷＧＡ操作量を入力し、その情報に基づいて、ＷＧＡ３４を駆動する。
【００６７】
次に、例えば、機関要求目標開度ＳｖがＷＧＶ全開付近から全閉に変化したときの、ＷＧＶの目標開度、実開度、およびＷＧＡ操作量の動作について、図５のタイムチャートに基づいて説明する。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置におけるＷＧＶの目標開度、実開度、およびＷＧＡ操作量の動作を示すタイムチャートである。なお、図５のタイムチャートに示す処理は、制御装置５０によってあらかじめ設定された時間毎の割り込み処理によって実行される。
【００６９】
先ず、機関要求目標開度ＳｖがＷＧＶの全開付近に設定された状態においては、ＷＧＡ操作量は、ほぼ０となっている。この制御状態は、モータ通電量を駆動電圧のデューティで制御している場合には、デューティが０％前後となっていることに相当する。従って、このような制御状態では、開閉どちら側へもモータの駆動力を与えなくてもよい状態であり、実開度Ｐｖは、機関要求目標開度Ｓｖに制御されている。
【００７０】
次に、機関要求目標開度Ｓｖが閉側へ変化し、第１条件である「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度よりも大きい」状態の場合には、仮全閉開度と実開度Ｐｖとに基づいて、実開度Ｐｖを仮全閉開度に一致させるように、ＷＧＡをフィードバック制御で駆動する。
【００７１】
この期間中のＷＧＡ操作量は、実開度Ｐｖと仮全閉開度の偏差が大きい間は、大きな値となるが、実開度Ｐｖが仮全閉開度に近づくに従って減少する。そして、実開度Ｐｖが仮全閉開度に達した時点でのＷＧＡ操作量は、ＷＧＶを閉側へ押す力と排気ガスから受ける排圧によってＷＧＶを開側に押し戻そうとする力とがつり合った状態となる。
【００７２】
なお、このつり合った状態のときのＷＧＡ操作量は、運転条件に応じて変化し、排圧が高ければ大きくなり、排圧が低ければ小さくなるといったように、排圧の状態に応じて変化する。
【００７３】
次に、第２条件である「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度以下」の状態となってからは、機関要求目標開度Ｓｖと実開度Ｐｖとに基づいて、実開度Ｐｖを機関要求目標開度Ｓｖに一致させるように、ＷＧＡをフィードバック制御で駆動する。
【００７４】
ただし、実開度Ｐｖが仮全閉開度以下となった時点で、すでに真の開度が全閉となっている可能性もある。このため、制御装置５０は、この時点からは、ＷＧＶの衝突限界速度を超えることがないように、実開度Ｐｖがあらかじめ設定した基準速度で機関要求目標開度Ｓｖに向かって移動するように制御する。この期間中、ＷＧＶが次第に閉じられることで、排圧の影響が大きくなるため、ＷＧＡ操作量は、増えていく。
【００７５】
また、ポジションセンサ５３の出力特性の温度ドリフトなどに起因して、実際のＷＧＶ全閉位置が、制御で認識している全閉位置よりも開側にずれていた場合には、制御で認識している実開度Ｐｖが目標開度に到達する前に、真の開度が全閉となる。このことにより、ポジションセンサ５３の出力が変化しなくなるため、目標開度と実開度Ｐｖの偏差が発生したままの状態となり、その間は、ＷＧＡ操作量の増加が継続する状態となる。
【００７６】
この状態では、真の開度は、全閉になっているにも関わらず、ＷＧＡを無駄に閉側へ駆動することになる。そして、目標開度と実開度Ｐｖとの偏差が大きければ大きいほど、ＷＧＡ操作量が増大し、ＷＧＡが異常過熱による故障に至るおそれがある。
【００７７】
そのような場合に備えて、本実施の形態１では、ＷＧＡ操作量を過剰に増加させないように、操作量最大制限値により制限している。このことにより、ＷＧＶを全閉に押しつけるときに、無駄な電力を使用することなく、さらには、異常過熱となる懸念をなくすことができる。
【００７８】
また、ポジションセンサ５３の出力が変化しなくなった後には、ＷＧＡ操作量を操作量最大制限値により制限することで、ＷＧＶを弁座へ過剰に押し付けることによってＷＧＡからＷＧＶへのリンク機構のたわみが発生してしまい、実際のＷＧＶ作動位置とＷＧＡ操作量を検出するセンサ値とのずれが発生する、といったことを防止できる。
【００７９】
さらに、第１条件から第２条件に切り換わるときのＷＧＡ操作量、すなわち、ＷＧＶを閉側へ押す力と排圧によってＷＧＶが開側へ戻される力がつり合った時点での操作量は、上述したように、排圧によって変化するため、運転条件が異なると変化する。具体的には、第１条件から第２条件に切り換わるときのＷＧＡ操作量は、低回転では排圧が低いため小さく、高回転では排圧が高いため大きくなる。
【００８０】
さらに、仮全閉開度に到達後、全閉まで駆動するために必要となる操作量も、運転条件によって変化し、全閉まで駆動するために必要な操作量は、排圧が低い条件ほど小さく、排圧が高い条件ほど大きくなる。
【００８１】
そのため、操作量を最大値制限する場合には、排圧条件に応じて、その制限値には差が生じる。そこで、本実施の形態１では、第１条件から第２条件に切り換わるときの操作量Ｄを基準として、さらに全閉まで確実に押し付けることが可能な固定値（例えば、制御デューティで−３０％分）を操作量Ｄに加算した値として操作量最大制限値を設定することにより、運転条件に応じて、常に最適な制限値を設定可能としている。
【００８２】
続いて、本実施の形態１による内燃機関の制御装置の動作を、フローチャートに従って説明する。図６は、本発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置の一連動作を説明するためのフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ１０１において、制御装置５０は、機関要求目標開度Ｓｖと仮全閉開度との比較を行い、機関要求目標開度Ｓｖが、全閉位置のばらつきや温度特性を考慮したときに真のＷＧＶ開度が全閉となっている可能性がある開度である「仮全閉開度」よりも小さい値であるか否かを判断する。
【００８４】
ここで、［機関要求目標開度Ｓｖ＜仮全閉開度］が成立していれば、制御装置５０は、真のＷＧＶ開度が全閉となっている可能性がある開度であると判断して、ステップＳ１０２の処理に進む。一方、［機関要求目標開度Ｓｖ＜仮全閉開度］が成立していなければ、制御装置５０は、ステップＳ１１３の処理に進む。
【００８５】
ステップＳ１０２に進んだ場合には、制御装置５０は、実開度Ｐｖと仮全閉開度との比較を行い、実開度Ｐｖが、仮全閉開度よりも大きいか否かを判断する。
【００８６】
ここで、［実開度Ｐｖ＞仮全閉開度］が成立していれば、制御装置５０は、真のＷＧＶ開度が全閉となっている可能性がある開度ではないと判断し、ステップＳ１０３の処理に進む。一方、［実開度Ｐｖ＞仮全閉開度］が成立していなければ、制御装置５０は、ステップＳ１０５の処理に進む。
【００８７】
ステップＳ１０３に進んだ場合には、制御装置５０は、実開度Ｐｖが、仮全閉開度となるようにフィードバック制御を行い、ステップＳ１０４の処理に進む。すなわち、制御装置５０は、仮全閉開度を目標開度としてフィードバック制御を実行する。
【００８８】
次に、ステップＳ１０４において、制御装置５０は、後述するステップＳ１０６でＷＧＡ操作量の最大制限値設定を行うか否かを判断するためのカウンタＣを、初期値であるＣ＝０にリセットし、一連処理を終了する。
【００８９】
一方、ステップＳ１０２からステップＳ１０５に進んだ場合には、制御装置５０は、後述するステップＳ１０７でＷＧＡ操作量の最大制限値を設定するための基準とする現時点の操作量Ｄを読み込み、ステップＳ１０６の処理に進む。
【００９０】
次に、ステップＳ１０６において、制御装置５０は、ＷＧＡ操作量最大制限値をステップＳ１０５で読み込んだ操作量Ｄに基づいて初回設定もしくは更新を行うか否かを、カウンタＣの値が０であるか否かによって判断する。
【００９１】
すなわち、制御装置５０は、ステップＳ１０４あるいはステップＳ１１４において、カウンタＣが初期値Ｃ＝０に設定された状態のときは、第１条件である「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度よりも大きい」状態から、第２条件である「機関要求目標開度Ｓｖが仮全閉開度以下、かつ、実開度Ｐｖが仮全閉開度以下」の状態に切り換わった時点であると判断して、ステップＳ１０７の処理に進む。
【００９２】
一方、制御装置５０は、カウンタＣがＣ＝０でない場合には、切り換わり後に、実開度Ｐｖがあらかじめ設定した基準速度となるように制御されている期間中であると判断し、ＷＧＡ操作量最大制限値Ｌを更新せずに、前回値を使用し、ステップＳ１０８の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ１０７に進んだ場合には、制御装置５０は、ステップＳ１０５で読み込んだ操作量Ｄに基づき、ＷＧＡ操作量最大制限値Ｌ１を設定し、ステップＳ１０８の処理に進む。具体的には、制御装置５０は、ステップＳ１０５で読み込んだ操作量Ｄに対して、固定値（例えば、制御デューティで−３０％）を加算した値を、ＷＧＡ操作量最大制限値Ｌ１として設定する。
【００９４】
ステップＳ１０８に進んだ場合には、制御装置５０は、実開度Ｐｖが基準速度となるようにテーリング制御しているときの目標開度と、機関要求目標開度Ｓｖとの比較を行い、テーリング制御を継続するか否かを判断する。
【００９５】
そして、制御装置５０は、「機関要求目標開度Ｓｖ≦テーリング時の目標開度」の条件が成立していれば、テーリング制御を継続すると判断し、ステップＳ１０９の処理に進む。一方、制御装置５０は、条件が成立していなければ、ステップＳ１１３の処理に進む。
【００９６】
このステップＳ１０８の判断により、制御装置５０は、以下のような切り替え制御を実現している。すなわち、制御装置５０は、第１条件から第２条件に切り換わってからは、ＷＧＶの衝突限界速度を超えることがないように、実開度Ｐｖを基準速度とするために、目標開度をテーリング制御する。一方、制御装置５０は、機関要求目標開度Ｓｖがテーリング制御時の目標開度よりも開側へ変化したときには、即時にテーリング制御を解除して、通常のフィードバック制御での開側動作へ切り替えるように制御する。
【００９７】
ステップＳ１０９において、制御装置５０は、ＷＧＶの衝突限界速度を超えることがないように、実開度Ｐｖが機関要求目標開度Ｓｖとなるまで、実開度が基準速度で動作するように制御する。
【００９８】
次に、ステップＳ１１０において、制御装置５０は、先のステップＳ１０７で設定したＷＧＡ操作量最大制限値Ｌ１による操作量最大制限１を実行する。
【００９９】
次に、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、長時間継続したとしてもモータに損傷を与えることがない操作量としてあらかじめ設定されている最大制限値Ｌ２による操作量最大制限２を実行する。
【０１００】
次に、ステップＳ１１２において、制御装置５０は、先のステップＳ１０６でＷＧＡ操作量の最大制限値設定を行うか否かを判断するためのカウンタＣに１を加算して、一連処理を終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ１０１あるいはステップＳ１０８からステップＳ１１３に進んだ場合には、制御装置５０は、実開度が機関要求目標開度となるように、通常のフィードバック制御を行い、ステップＳ１１４の処理に進む。
【０１０２】
次に、ステップＳ１１４において、制御装置５０は、先のステップＳ１０６でＷＧＡ操作量の最大制限値設定を行うか否かを判断するためのカウンタＣを、初期値であるＣ＝０にリセットし、一連処理を終了する。
【０１０３】
以上述べた本実施の形態１による内燃機関の制御装置によれば、ＷＧＶを全閉駆動する際のＷＧＡ操作量を、運転条件に応じて最適値で制限することが可能となる。
【０１０４】
また、実開度が開いている領域、すなわち、センサの温度特性などにより真の開度が全閉となっている可能性のある開度よりも開側の領域、では、操作量制限を実施しない。このため、目標開度と実開度の偏差の大きい領域では、最大操作量での駆動が可能であり、過渡時において応答性低下が発生することを防止できる。
【０１０５】
具体的には、本発明による内燃機関の制御装置は、ＷＧＶを全閉へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かってＷＧＡを駆動し、実開度が仮全閉開度に到達した後の減速した状態から、目標開度を全閉へ切り替えて再加速させる構成を備えている。ここで、仮全閉開度は、ＷＧＶが排気バイパス通路を完全に塞ぐ作動位置のばらつく範囲の上限位置に対応する開度として設定しておく。
【０１０６】
この結果、衝突限界速度を超える高速駆動中に全閉位置へ突き当たることを回避でき、ＷＧＶの確実な全閉動作を実現しつつ、ＷＧＶが高速で全閉位置に突き当たることがないように動作させるとともに、ＷＧＡ駆動電流が過大となってモータが異常過熱することを防止することのできる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【０１０７】
また、本発明による内燃機関の制御装置は、第１条件が成立している期間において、実開度が仮全閉開度に到達した後には、実開度を機関要求目標開度に一致させるようにＷＧＡ操作量を演算しＷＧＡを駆動するが、その際に、基準速度で機関要求目標開度に向かって移動するようＷＧＡ操作量を演算する構成を備えている。この結果、第２条件が成立している期間に切り替わった後のフィードバック制御での再加速後においても、再び衝突限界速度を超えることを確実に回避でき、より確実な全閉動作が可能となる。
【０１０８】
また、本発明による内燃機関の制御装置は、ＷＧＶ全閉駆動時には、運転条件に応じてＷＧＡ最適操作量が変化することに対応して、ＷＧＡ操作量の最大制限値を最適値に設定することが可能な構成を備えている。ここで、ＷＧＡ操作量は、あらかじめ設定された制御周期毎に設定および変化させることができ、例えば、電流制御用の出力電圧デューティに相当する制御量を継続して与えることで、ＷＧＡが駆動される。
【０１０９】
運転条件に依らず、一律にＷＧＡ操作量最大制限値を設定した際に、確実に全閉動作させることを優先した場合には、最大制限値を最大値で設定しなくてはならず、過剰な操作量を抑えることができない。この結果、モータの異常過熱やリンク機構のたわみによるＷＧＡポジションセンサずれが発生してしまう懸念がある。
【０１１０】
逆に、過剰な操作量を抑えることを優先した場合には、最大制限値を最小値で設定しなければならず、確実な全閉動作が優先されなくなる。このため、排圧に押し戻されて全閉を維持することができなくなり、応答性の低下が発生してしまう懸念がある。
【０１１１】
これに対して、本発明は、運転条件に応じてＷＧＡ操作量の最大制限値を最適値に設定でき、上述した懸念を回避することができる。
【０１１２】
さらに、ＷＧＡ操作量の最大制限値を有効とする条件は、真のＷＧＶ開度が全閉となっている可能性がある領域、すなわち、第２条件が成立している領域、に限定している。このため、実開度が開いている領域では、ＷＧＡ操作量を最大で駆動することが可能であり、応答性を低下させることがない。
【０１１３】
また、本発明による内燃機関の制御装置は、ＷＧＶ目標開度が全閉となっている状態が長時間継続した場合を想定し、モータに損傷を与えることがない操作量の最大値として第２の操作量最大制限値を設定しておき、第２条件が成立している期間において操作量を制限できる構成を備えている。この結果、第１条件が成立している状態から第２条件が成立する状態に切り換わるときの操作量に基づいて決定した操作量最大制限値として異常に大きな値が誤って設定されてしまった場合にも、第２の操作量最大制限値により操作量を制限でき、モータが異常過熱に至ることを回避できる。
【０１１４】
また、ＷＧＶのポジションセンサの出力特性の温度ドリフトなどに起因して、実際のＷＧＶ作動位置と、制御で認識している作動位置とがずれている状態で、全閉付近を目標開度として制御している場合には、ＷＧＶのポジションセンサ検出値は、全閉でないため全閉とする方向にＷＧＡ操作量を増加させるが、真のＷＧＶ開度は、すでに全閉に突き当たっているということも起こり得る。
【０１１５】
このような場合にも、ＷＧＡ操作量を増やし続けるという状態が発生するため、ＷＧＡのモータ電流が過大となる状態が継続し、モータが異常過熱に至る可能性がある。しかしながら、本発明による内燃機関の制御装置は、第２の操作量最大制限値を設定しておくことで、このようなケースに対しても、モータの焼損に至る可能性を回避することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  エンジン、１１  吸気通路、１２  エアクリーナ、１３  インタークーラ、１４  スロットルバルブ、１５  排気通路、１６  排気浄化触媒、２０  ターボチャージャ、２０１  コンプレッサ、２０２  タービン、３０  排気バイパス通路、３１  ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）、３２  ジョイント部材、３３  ＷＧＡ出力軸、３４  ウエストゲートアクチュエータ（ＷＧＡ）、５０  制御装置（コントローラ）、５１  エアーフローセンサ、５２  過給圧センサ、５３  ポジションセンサ、３１１  ＷＧＶ係合部、３３１  ＷＧＡ出力軸係合部、３２１  第１のジョイント部材係合部、３２２  第２のジョイント部材係合部、５０１  目標過給圧演算部、５０２  機関要求目標開度演算部、５０３  実開度演算部、５０４  ＷＧＡ操作量演算部、５０５  ＷＧＡ操作量制限値演算部、５０６  ＷＧＡ駆動部。
【要約】
【課題】ＷＧＶの確実な全閉動作を実現しつつ、ＷＧＶが高速で全閉位置に突き当たることがないように動作させるとともに、ＷＧＡ駆動電流が過大となってモータが異常過熱することを防止する内燃機関の制御装置を得る。
【解決手段】センサ群の検出結果から内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいてウエストゲートバルブの開弁位置を変更するアクチュエータを駆動するコントローラ（５０）を備え、コントローラは、ウエストゲートバルブを全閉開度へ駆動する際には、一旦、あらかじめ設定された仮全閉開度に向かってアクチュエータを駆動し、ポジションセンサの検出結果からウエストゲートバルブの実開度が仮全閉開度に到達したと判断した後に、目標開度を全閉開度へ切り替えてアクチュエータを駆動する。
【選択図】図３【図１】
0006038271.tif 000002
【図２】
0006038271.tif 000003
【図３】
0006038271.tif 000004
【図４】
0006038271.tif 000005
【図５】
0006038271.tif 000006
【図６】
0006038271.tif 000007