(57)【要約】【課題】ウエストゲートバルブを、全閉位置又は全開位置付近に制御する際、過剰な通電による過熱により、電動バルブアクチュエータがオーバーヒートすることを抑制しつつ、排気ガスの圧力が相対的に小さい軽負荷運転領域であっても、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招く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。【解決手段】実開度を目標開度に近づけるための基本操作量ＤＴ１を演算し、過給運転状態の場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、非過給運転状態の場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値よりも小さい値に設定された第２の制限値により上限制限した操作量を電動バルブアクチュエータ３４の最終操作量ＤＴ２として演算する内燃機関の制御装置４０。【選択図】図２
2018178886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧と、を検出する運転状態検出部と、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定部と、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算部と、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算部と、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御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。
【請求項２】
前記第１の制限値は、前記過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されており、
前記第２の制限値は、前記非過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されている請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記コンプレッサにより圧縮された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を更に備え、
前記目標開度演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記実過給圧を前記目標過給圧に近づけるための前記ウエストゲートバルブの開度を前記目標開度として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記内燃機関の運転状態毎に予め設定されている前記ウエストゲートバルブの開度を前記目標開度として演算する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記操作量演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合に、前記基本操作量の大きさが前記第１の制限値により上限制限されている状態が、予め設定された切換判定時間以上継続した場合は、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第１の制限値から前記第２の制限値に切換え、前記基本操作量の大きさを前記第２の制限値により上限制限した操作量を前記最終操作量として演算する請求項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】
前記操作量演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合に、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第１の制限値から前記第２の制限値に切換えた後、前記基本操作量の大きさが前記第２の制限値により上限制限されなくなった場合は、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第２の制限値から前記第１の制限値に再び切換える請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記操作量演算部は、前記ウエストゲートバルブの作動位置が、予め設定された全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、前記ウエストゲートバルブを閉じ方向に作動させる前記基本操作量が演算されている場合に、閉じ方向の前記基本操作量の大きさを前記第１の制限値又は前記第２の制限値により上限制限した操作量を前記最終操作量として演算し、それ以外の場合は、前記基本操作量を前記最終操作量として演算する請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御方法であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧と、を検出する運転状態検出ステップと、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定ステップと、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算ステップと、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算ステップと、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算ステップと、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するバルブ駆動ステップと、を実行する内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動式のアクチュエータによりウエストゲートバルブの開度を調整するターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の出力向上を目的として、ターボチャージャ等の過給機を備えた内燃機関が実用化されている。ターボチャージャとは、内燃機関から排出される排気ガスのエネルギを利用してタービンを回転させることにより、タービンと連結されたコンプレッサを駆動することで、内燃機関に供給される吸入空気を圧縮するものである。
【０００３】
ターボチャージャを搭載した内燃機関では、内燃機関が高回転高負荷で運転された場合に、コンプレッサによって圧縮された吸入空気の圧力（以下、過給圧と称する。）が必要以上に上昇することにより、内燃機関を破損させてしまう恐れがあるため、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。そして、排気バイパス通路には、ウエストゲートバルブが設けられており、このウエストゲートバルブの開度を変更することで、排気バイパス通路内を流れる排気ガスの流量が調整され、結果として、タービンに流れ込む排気ガスの流量が調整されて、コンプレッサの駆動力が変化し、過給圧が制御される。
【０００４】
また、ターボチャージャを搭載した内燃機関の制御装置では、内燃機関の運転状態に応じて、所望の過給圧を実現するための目標開度を演算し、ポジションセンサによって検出されるウエストゲートバルブの作動位置に基づいて演算されたウエストゲートバルブの実開度が目標開度に近づくようにアクチュエータを制御している。
【０００５】
しかし、ウエストゲートバルブの全閉位置は、排気バイパス通路にウエストゲートバルブを組み付ける際の組み付け位置のずれやポジションセンサの温度特性による出力電圧のドリフト、また、ターボチャージャ部材の熱膨張といった諸要因により、設計値からずれを生じる。そのため、通常は、ウエストゲートバルブを全閉位置に突き当てた状態（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状態）に制御しているときのポジションセンサの出力電圧を真の全閉位置として学習することにより、ウエストゲートバルブ開度の演算精度の悪化を防止する全閉学習制御が採用されている。
【０００６】
全閉位置を学習する方法としては、例えば、特許文献１においては、フィードバック制御により、ウエストゲートバルブが全閉位置に突き当たるまで閉側に向かってウエストゲートバルブを移動させる突き当て制御を実行し、ウエストゲートバルブが真の全閉位置に突き当たった状態となったために、アクチュエータの操作量が最大値に張り付いたときのポジションセンサの出力電圧を、真の全閉位置として学習する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１６６５７１号公報
【特許文献２】特許第６０３８２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように、ウエストゲートバルブを全閉位置に突き当てたまま、アクチュエータの操作量を最大値まで増大させると、アクチュエータの駆動力が、ウエストゲートバルブとアクチュエータを繋ぐリンク機構を構成する連結部材の剛性に勝り
、連結部材に大きな撓みが発生することがある。
【０００９】
このように、連結部材を撓ませた状態で、全閉位置を学習してしまうと、全閉位置の学習が完了した以降において、目標開度が、全閉位置又は全閉位置から僅かに開側に設定された場合に、連結部材を撓ませながら、ウエストゲートバルブ開度を目標開度に一致させようと制御することになるため、全閉学習制御の実行中と同様、アクチュエータ操作量が最大又は最大付近まで増大する。
【００１０】
従って、特許文献１で提案されている全閉学習方法では、目標開度が、全閉位置又は全閉位置から僅かに開側に設定された場合、アクチュエータの操作量が増大し、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くとともに、最悪の場合には、過剰な通電による過熱により、アクチュエータに内蔵されているモータがオーバーヒートして故障に至ることが懸念される。
【００１１】
また、仮に、アクチュエータの最大駆動力に対しても撓むことのない、剛性の高い連結部材を採用したとしても、全閉学習が完了した以降において、例えば、内燃機関が高負荷運転に移行したためにターボチャージャ部材が熱膨張して、全閉位置が上昇している状態で、目標開度が、全閉位置又は全閉位置から僅かに開側に設定された場合、ウエストゲートバルブが目標開度に到達する前に真の全閉位置に突き当たってしまい、この場合も、フィードバック制御により、ウエストゲートバルブを目標開度に一致させようとして、アクチュエータ操作量が最大又は最大付近まで増大し、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くとともに、最悪の場合には、過剰な通電による過熱により、アクチュエータに内蔵されているモータがオーバーヒートして故障に至ることが懸念される。
【００１２】
以上に述べた特許文献１の懸念に対しては、例えば、特許文献２に開示されているように、ウエストゲートバルブ開度が所定以下のときには、アクチュエータを所定時間以上通電し続けても、アクチュエータに損傷を与えない操作量として予め設定された制限値で、アクチュエータ操作量の最大値を制限する対策方法がある。これにより、ウエストゲートバルブが目標開度に到達する前に真の全閉位置に突き当たったことで、アクチュエータ操作量が過大になったとしても、アクチュエータに内蔵されているモータがオーバーヒートして故障に至ることが防止されるというものである。
【００１３】
ただし、ウエストゲートバルブを全閉位置に制御するためには、排気ガスの圧力に押し返されて、閉じ不良が発生することがないようにする必要があるため、排気ガスの最大圧力に負けないアクチュエータ駆動力でウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けることが出来なければならない。そのため、特許文献２におけるアクチュエータ操作量の制限値としては、排気ガスの圧力が最大となる運転状態であっても、確実に、ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付け、全閉状態を維持できるアクチュエータ駆動力を発生可能な操作量を、制限値として設定しておく必要がある。
【００１４】
以上のように、特許文献１においては、アクチュエータの操作量を最大値に張り付かせた状態で、全閉位置の学習が行われるため、全閉位置の学習が完了した以降において、目標開度が、全閉位置又は全閉位置から僅かに開側に設定された場合には、アクチュエータ操作量が最大又は最大付近まで増大し、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くとともに、最悪の場合には、過剰な通電による過熱により、アクチュエータに内蔵されているモータがオーバーヒートして故障に至る懸念があるという課題があった。
【００１５】
また、特許文献２においては、過剰な通電による過熱により、アクチュエータに内蔵されているモータがオーバーヒートすることは抑制できるものの、排気ガスの圧力が最大となる運転状態であっても、確実に、ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付け、全閉状
態を維持できるアクチュエータ駆動力を発生可能な操作量を、制限値として設定しておく必要がある。そのため、排気ガスの圧力が相対的に小さい軽負荷運転領域であっても、全閉位置付近が目標開度に設定されたときには、対抗する排気ガスの圧力に対して不要に大きなアクチュエータ操作量となり、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くことが課題として残る。
【００１６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ウエストゲートバルブを、全閉位置又は全開位置付近に制御する際、過剰な通電による過熱により、電動バルブアクチュエータがオーバーヒートすることを抑制しつつ、排気ガスの圧力が相対的に小さい軽負荷運転領域であっても、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くことを抑制することができる内燃機関の制御装置及び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】
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧とを検出する運転状態検出部と、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定部と、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算部と、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算部と、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動部と、を備えたものである。
【００１８】
本発明に係る内燃機関の制御方法は、排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御方法であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置、及び前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する運転状態検出ステップと、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定ステップと、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算ステップと、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算ステップと、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に
予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算ステップと、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するバルブ駆動ステップと、を実行するものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法によれば、ウエストゲートバルブの全閉位置又は全開位置の誤設定又は誤学習などにより、ウエストゲートバルブが全閉位置又は全開位置に突き当たり、電動バルブアクチュエータの基本操作量の大きさが過大になる場合でも、基本操作量の大きさが第１の制限値又は第２の制限値により上限制限されるので、電動バルブアクチュエータの消費電力を低減し、燃費の悪化を抑制できると共に、電動バルブアクチュエータのオーバーヒートを抑制することができる。
【００２０】
また、過給運転状態では、非過給運転状態よりも排気ガスの流量が増加し、排気ガスの圧力が高くなるため、排気ガスの圧力に抗して、ウエストゲートバルブを所定の開度に維持するための電動バルブアクチュエータの操作量の大きさが大きくなる。一方、非過給運転状態では、過給運転状態よりも排気ガスの圧力が低くなるため、ウエストゲートバルブを所定の開度に維持するための電動バルブアクチュエータ３４の操作量の大きさが小さくなる。非過給運転状態の第２の制限値は、過給運転状態の第１の制限値よりも小さい値に設定されるので、必要とされる操作量の大きさが小さくなる非過給運転状態の消費電力を、過給運転状態よりも更に低減することができる。通常の運転では、非過給運転状態の頻度が高くなるため、消費電力の低減効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関及び制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るウエストゲートバルブの駆動機構の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る過給運転状態及び非過給運転状態を説明する特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るウエストゲートバルブの開度の特性図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る電動モータの駆動力の特性図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る操作量制限処理の挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る制御装置の処理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】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関１０の制御装置４０（以下、単に、制御装置４０と称す）が適用されるシステム全体を示す構成図である。内燃機関１０は、空気と燃料の混合気を燃焼するシリンダ５を備えている。内燃機関１０は、シリンダ５に空気を供給する吸気通路１１を備えている。内燃機関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の下流側の吸気通路１１には、吸入空気量を検出するためのエアーフローセンサ４１が設けられている。エアーフローセン
サ４１の下流側の吸気通路１１には、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２０１が設けられている。ターボチャージャ２０のコンプレッサ２０１とタービン２０２は、連結軸２０３によって連結されており、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によって回転駆動される。コンプレッサ２０１の更に下流側の吸気通路１１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の更に下流側の吸気通路１１には、スロットルバルブ１４が配置されている。なお、インタークーラ１３とスロットルバルブ１４の間には、コンプレッサ２０１により圧縮された吸入空気の圧力である過給圧に応じた電気信号を出力する過給圧センサ４２が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側の吸気通路１１は、シリンダ５に吸入空気を分配する吸気マニホールドとされている。
【００２３】
内燃機関１０は、シリンダ５で燃焼した排気ガスを排出する排気通路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。タービン２０２の下流側の排気通路１５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。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。排気バイパス通路３０には、排気バイパス通路３０を流れる排気ガスの流量を調整する排気バイパス弁としてのウエストゲートバルブ３１が配置されている。ウエストゲートバルブ３１の作動位置を変更する電動式のアクチュエータである電動バルブアクチュエータ３４と、ウエストゲートバルブ３１の作動位置に応じた電気信号を出力するバルブポジションセンサ４３とが設けられている。
【００２４】
ウエストゲートバルブ３１と電動バルブアクチュエータ３４とは連結機構３２により機械的に接続されている。本実施の形態では、図４に示すように、連結機構３２は、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３の直線運動を、ウエストゲートバルブ３１を開閉させる回転運動に変換するリンク機構とされている。連結機構３２は、ウエストゲートバルブ３１を回転運動させるバルブ回転軸３２ａと、バルブ回転軸３２ａから径方向外側に延び、バルブ回転軸３２ａと一体回転するアーム３２ｂと、を備えている。アーム３２ｂの先端と、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３の先端とが、ピン等により互いに回転自在に接続されている。これにより、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３が軸方向の一方側に移動するとウエストゲートバルブ３１が閉じ、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３が軸方向の他方側に移動するとウエストゲートバルブ３１が開き、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３の移動位置に応じて、ウエストゲートバルブ３１の開度が変化する。
【００２５】
電動バルブアクチュエータ３４は、制御装置４０により正転又は逆転の回転駆動力の発生方向及び回転駆動力の大きさが制御される電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、変換機構により軸方向の一方側又は他方側に直線移動する出力軸３３とを備えている。変換機構には、送りねじ機構、ラック・アンド・ピニオン機構等が用いられる。出力軸３３は、タービン２０２のハウジングから電動バルブアクチュエータ３４に伝わる熱の低減、配置スペースの制約等から、連結機構３２のアーム３２ｂ等よりも長い棒状の部材とされている。バルブポジションセンサ４３は、電動バルブアクチュエータ３４の出力軸３３の軸方向の移動位置を検出するように構成されている。バルブポジションセンサ４３は、電動バルブアクチュエータ３４に内蔵されている、又は電動バルブアクチュエータ３４の近傍に配置されている。
【００２６】
電動バルブアクチュエータ３４の電動モータは、ＤＣモータとされており、電動モータに供給される供給電流の大きさと、供給電流の方向に応じて、電動モータが発生する回転駆動力の大きさと正転又は逆転の駆動力の発生方向とが変化する。
【００２７】
制御装置４０は、内燃機関１０を制御対象とする制御装置である。図２に示すように、制御装置４０は、運転状態検出部４００、目標過給圧演算部４０１、過給状態判定部４０２、目標開度演算部４０３、実開度演算部４０４、操作量演算部４０５、アクチュエータ駆動部４０６等の制御部を備えている。制御装置４０の各制御部４００〜４０６等は、制御装置４０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置４０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。
【００２８】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、
ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、各種の信号処理回路等が備えられてもよ
い。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）や、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２には、各種のセンサやスイッチが接続され、これらセンサやスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３には、電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。
【００２９】
そして、制御装置４０が備える各制御部４００〜４０６等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置４０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部４００〜４０６等が用いる特性データ、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。
【００３０】
本実施の形態では、入力回路９２には、エアーフローセンサ４１、過給圧センサ４２、バルブポジションセンサ４３のほか、内燃機関１０のクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ、スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットル開度センサ、大気の圧力を検出する大気圧センサ（何れも図示せず）といった種々のセンサ類が接続されている。出力回路９３には、電動バルブアクチュエータ３４のほか、インジェクタ、点火コイル（ともに図示せず）といった種々のアクチュエータが接続されている。そして、制御装置４０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、コンプレッサ２０１によって加圧される吸入空気の圧力を所望の過給圧に制御するほか、内燃機関１０の燃焼状態や出力トルクを最適に制御する。
【００３１】
＜運転状態検出部４００＞
運転状態検出部４００は、内燃機関１０及び車両の運転状態を検出する運転状態検出処理を実行する。運転状態検出部４００は、各種のセンサの出力信号等に基づいて各種の運転状態を検出する。本実施の形態では、運転状態検出部４００は、ウエストゲートバルブ３１の作動位置と、コンプレッサ２０１により圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧とを検出する。運転状態検出部４００は、バルブポジションセンサ４３の出力信号に基づいてウエストゲートバルブ３１の作動位置を検出する。運転状態検出部４００は、過給圧センサ４２の出力信号に基づいて実過給圧を検出する。
【００３２】
＜目標過給圧演算部４０１＞
目標過給圧演算部４０１は、過給圧の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演
算処理を実行する。本実施の形態では、目標過給圧演算部４０１は、内燃機関１０の回転速度、シリンダ吸入空気量などの内燃機関１０の運転状態に基づいて目標過給圧を演算する。
【００３３】
＜過給状態判定部４０２＞
過給状態判定部４０２は、実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定処理を実行する。本実施の形態では、過給状態判定部４０２は、過給圧センサ４２により検出された実過給圧が大気圧よりも高い場合は、過給運転状態であると判定し、過給圧センサ４２により検出された実過給圧が大気圧以下になる場合は、非過給運転状態であると判定する。或いは、過給状態判定部４０２は、目標過給圧が大気圧よりも高い場合は、過給運転状態であると判定し、目標過給圧が大気圧以下になる場合は、非過給運転状態であると判定するように構成されてもよい。なお、本実施の形態では、過給圧は、スロットルバルブ１４の上流側の圧力とされているため、非過給運転状態では、過給圧は、大気圧と等しくなるか、吸気通路１１、エアクリーナ１２、コンプレッサ２０１等の圧力損失により大気圧よりも僅かに低くなる。
【００３４】
図５に、内燃機関１０の回転速度及び負荷と、過給運転状態及び非過給運転状態との関係性を示す。スロットルバルブ１４を開くことにより、吸気マニホールド内の圧力が上昇すると、その結果、シリンダ吸入空気量が増加し、シリンダ吸入空気量に見合った燃料量が噴射供給され、圧縮・点火・燃焼することにより、負荷が高まる。例えば、スロットルバルブ１４を全閉から全開まで徐々に開いていくと、吸気マニホールド内の圧力が上昇し、負荷も高くなっていく。そして、吸気マニホールド内の圧力は、やがて大気圧に達する。このように、吸気マニホールド内の圧力が大気圧以下のときは、非過給運転状態となる。ターボチャージャ２０を備えた内燃機関１０では、コンプレッサ２０１が駆動されると、吸入空気が圧縮されて、吸気マニホールド内の圧力は、大気圧よりも上昇し、過給運転状態となる。なお、シリンダ吸入空気量は、非過給運転状態よりも過給運転状態の方が相対的に多くなるため、内燃機関１０から排出される排気ガスの圧力についても、非過給運転状態よりも過給運転状態の方が相対的に高くなる。
【００３５】
＜目標開度演算部４０３＞
目標開度演算部４０３は、ウエストゲートバルブ３１の目標開度を演算する目標開度演算処理を実行する。本実施の形態では、目標開度演算部４０３は、目標過給圧、実過給圧、過給運転状態又は非過給運転状態の過給状態判定結果などの内燃機関１０の運転状態に基づいて目標開度を演算する。目標開度演算部４０３は、過給運転状態であると判定されている場合には、実過給圧を目標過給圧に近づけるためのウエストゲートバルブ３１の開度を目標開度として演算する。例えば、目標開度演算部４０３は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づくフィードバック制御により目標開度を算出する。実過給圧を上昇させる場合は目標開度が減少され、実過給圧を低下させる場合は目標開度が増加される。過給運転状態では、目標開度は、全閉開度又は全閉開度より大きい開度に設定される。
【００３６】
目標開度演算部４０３は、非過給運転状態であると判定されている場合には、内燃機関１０の回転速度及び負荷などの内燃機関１０の運転状態毎に予め設定されているウエストゲートバルブ３１の開度を目標開度として演算する。非過給運転状態では、基本的には、タービン２０２上流の排気ガスの圧力を低減し、ポンピングロスの低減によって燃費を向上させるために、目標開度は全閉開度より大きい開度に設定され、ウエストゲートバルブ３１が開かれる。
【００３７】
しかし、非過給運転状態であっても、内燃機関１０の運転状態によっては、目標開度が全閉開度に設定される。例えば、排気脈動と排気通路１５との共振による排気通路１５の
振動を低減するために、低回転速度域などの所定の運転状態で、目標開度が全閉開度に設定される。ウエストゲートバルブ３１を全閉にすることにより、回転速度に応じた周波数となるシリンダ５の排気脈動が、排気バイパス通路３０を介して、タービン２０２よりも下流の排気通路１５に伝達されなくなり、共振周波数を上昇させることができ、共振の発生を抑制できる。また、過給運転状態に移行すると予測される運転状態では、目標開度を予め全閉状態に設定し、過給運転状態への移行時に、ウエストゲートバルブ３１を全閉にするタイムラグが生じないようにする。例えば、アクセル開度が増加した場合に、非過給運転状態であっても、目標開度が全閉開度に設定される。
【００３８】
＜実開度演算部４０４＞
実開度演算部４０４は、運転状態検出部４００により検出されたウエストゲートバルブ３１の作動位置に基づいてウエストゲートバルブ３１の実開度を演算する実開度演算処理を実行する。
【００３９】
図６は、縦軸に、ウエストゲートバルブ３１の作動位置として検出されるバルブポジションセンサ４３の出力電圧Ｖｓを示し、横軸に、ウエストゲートバルブ３１の実開度を示した特性図である。実開度演算部４０４は、式（１）を用い、バルブポジションセンサ４３の出力電圧Ｖｓ（以下、作動位置Ｖｓとも称す）、及び全閉位置の出力電圧Ｖｍｉｎ（以下、全閉位置Ｖｍｉｎとも称す）に基づいて、ウエストゲートバルブ３１の実開度を演算する。ここで、Ｖｒｎｇは、全閉位置から全開位置まで変化させた場合の出力電圧Ｖｓの変化幅である。
実開度［％］＝（Ｖｓ−Ｖｍｉｎ）／Ｖｒｎｇ×１００  ・・・（１）
【００４０】
全閉位置の出力電圧Ｖｍｉｎは、予め設定された値でもよいが、本実施の形態では、学習値とされている。排気バイパス通路３０にウエストゲートバルブ３１を組み付ける際の組み付け位置のずれやバルブポジションセンサ４３の温度特性による出力電圧のドリフト、また、ターボチャージャ部材の熱膨張といった諸要因により、全閉位置が設計値からずれる。
【００４１】
そこで、実開度演算部４０４は、ウエストゲートバルブ３１が全閉状態であると判定しているときのウエストゲートバルブ３１の作動位置Ｖｓを全閉位置Ｖｍｉｎとして学習し、学習した全閉位置Ｖｍｉｎを基準にしたウエストゲートバルブ３１の作動位置に基づいて実開度を演算するように構成されている。この構成によれば、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置に突き当てて、全閉状態に制御しているときのウエストゲートバルブ３１の作動位置Ｖｓを、真の全閉位置Ｖｍｉｎとして学習し、学習した全閉位置Ｖｍｉｎを基準にして実開度を演算することにより、実開度の演算精度を向上させることができる。
【００４２】
＜アクチュエータ駆動部４０６＞
アクチュエータ駆動部４０６は、後述する操作量演算部４０５により演算された最終操作量ＤＴ２に基づいて電動バルブアクチュエータ３４を駆動制御するバルブ駆動処理を実行する。
【００４３】
本実施の形態では、上述したように、電動バルブアクチュエータ３４は電動モータ（本例ではＤＣモータ）を備えており、アクチュエータ駆動部４０６は、最終操作量ＤＴ２に対応した駆動電流を電動バルブアクチュエータ３４に供給する。これにより、電動バルブアクチュエータ３４が駆動されて、ウエストゲートバルブ３１の作動位置が変化し、ウエストゲートバルブ３１の実開度が変化する。
【００４４】
電動バルブアクチュエータ３４の操作量は、ＤＣモータの通電方向および通電電流の大きさを決定するパラメータとされており、例えば、ＰＷＭ信号（−１００［％］から＋１
００［％］までのＯＮデューティ信号等）とされる。図７は、電動バルブアクチュエータ３４の操作量と、ＤＣモータが発生する駆動力の関係を示した特性図である。操作量であるＰＷＭ信号が０［％］のときには、モータ電流が０となり、ＤＣモータが発生する駆動力も０となる。そして、０［％］＜ＰＷＭ信号≦１００［％］のときには、ＰＷＭ信号の大きさ（絶対値）に応じた正転用の電流がＤＣモータに通電され、出力軸３３が電動バルブアクチュエータ３４の外側に押し出される。これにより、ウエストゲートバルブ３１が開側に移動する。また、−１００［％］≦ＰＷＭ信号＜０［％］のときには、ＰＷＭ信号の大きさ（絶対値）に応じた逆転用の電流がＤＣモータに通電され、出力軸３３が電動バルブアクチュエータ３４の内側に引き込まれる。これにより、ウエストゲートバルブ３１は閉側に移動する。このように、電動バルブアクチュエータ３４の操作量に応じて、電動バルブアクチュエータ３４の駆動力が変化する。
【００４５】
＜操作量演算部４０５＞
操作量演算部４０５は、電動バルブアクチュエータ３４の操作量を演算する操作量演算処理を実行する基本操作量演算部４０５Ａと最終操作量演算部４０５Ｂとを備えている。基本操作量演算部４０５Ａは、実開度を目標開度に近づけるための基本操作量ＤＴ１を演算する基本操作量演算処理を実行する。本実施の形態では、基本操作量演算部４０５Ａは、目標開度と実開度の偏差に基づくＰＩＤ制御等のフィードバック制御により基本操作量ＤＴ１を演算する。基本操作量演算部４０５Ａは、操作量の設定可能な範囲内（本例では、−１００［％］から＋１００［％］の範囲内）で基本操作量ＤＴ１を変化させる。
【００４６】
最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさ（絶対値）を、予め設定された第１の制限値Ｌ１により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、非過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさ（絶対値）を、第１の制限値Ｌ１よりも小さい値に予め設定された第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行する。
【００４７】
ウエストゲートバルブ３１を全閉開度又は全開開度に制御する際に、全閉位置又は全開位置の誤設定又は誤学習などにより、ウエストゲートバルブ３１が全閉位置又は全開位置に突き当たり、電動バルブアクチュエータ３４の基本操作量ＤＴ１の大きさが過大になる場合がある。この場合でも、基本操作量ＤＴ１の大きさが第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限されるので、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力を低減し、燃費の悪化を抑制できると共に、電動バルブアクチュエータ３４のオーバーヒートを抑制することができる。
【００４８】
過給運転状態では、非過給運転状態よりも排気ガスの流量が増加し、排気ガスの圧力が高くなるため、排気ガスの圧力に抗して、ウエストゲートバルブ３１を所定の開度に維持するための電動バルブアクチュエータ３４の操作量の大きさが大きくなる。一方、非過給運転状態では、過給運転状態よりも排気ガスの圧力が低くなるため、ウエストゲートバルブ３１を所定の開度に維持するための電動バルブアクチュエータ３４の操作量の大きさが小さくなる。非過給運転状態の第２の制限値Ｌ２は、過給運転状態の第１の制限値Ｌ１よりも小さい値に設定されるので、必要とされる操作量の大きさが小さくなる非過給運転状態の消費電力を、過給運転状態よりも更に低減することができる。よって、基本操作量ＤＴ１の大きさが過大になる場合でも、過給運転状態又は非過給運転状態に応じて、適切に消費電力を低減することができる。
【００４９】
具体的には、最終操作量演算部４０５Ｂは、式（２）に示すように、過給運転状態であると判定されている場合であって、基本操作量ＤＴ１が負の第１の制限値（−Ｌ１）より小さい場合は、負の第１の制限値（−Ｌ１）を最終操作量ＤＴ２に設定し、基本操作量Ｄ
Ｔ１が正の第１の制限値（＋Ｌ１）より大きい場合は、正の第１の制限値（＋Ｌ１）を最終操作量ＤＴ２に設定し、基本操作量ＤＴ１が負の第１の制限値（−Ｌ１）から正の第１の制限値（＋Ｌ１）の範囲内にある場合は、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２に設定する。なお、第１の制限値Ｌ１自体は、正の値である（Ｌ１＞０）。
Ａ）過給運転状態の場合
１）ＤＴ１＜−Ｌ１の場合
ＤＴ２＝−Ｌ１
２）ＤＴ１＞＋Ｌ１の場合                  ・・・（２）
ＤＴ２＝＋Ｌ１
３）−Ｌ１≦ＤＴ１≦＋Ｌ１の場合
ＤＴ２＝ＤＴ１
【００５０】
また、最終操作量演算部４０５Ｂは、式（３）に示すように、非過給運転状態であると判定されている場合であって、基本操作量ＤＴ１が負の第２の制限値（−Ｌ２）より小さい場合は、負の第２の制限値（−Ｌ２）を最終操作量ＤＴ２に設定し、基本操作量ＤＴ１が正の第２の制限値（＋Ｌ２）より大きい場合は、正の第２の制限値（＋Ｌ２）を最終操作量ＤＴ２に設定し、基本操作量ＤＴ１が負の第２の制限値（−Ｌ２）から正の第２の制限値（＋Ｌ２）の範囲内にある場合は、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２に設定する。なお、第２の制限値Ｌ２自体は、正の値である（Ｌ２＞０）。
Ｂ）非過給運転状態の場合
１）ＤＴ１＜−Ｌ２の場合
ＤＴ２＝−Ｌ２
２）ＤＴ１＞＋Ｌ２の場合                  ・・・（３）
ＤＴ２＝＋Ｌ２
３）−Ｌ２≦ＤＴ１≦＋Ｌ２の場合
ＤＴ２＝ＤＴ１
【００５１】
本実施の形態では、タービン２０２上流の排気ガスの圧力は、ウエストゲートバルブ３１を開く側の力として作用する。第１の制限値Ｌ１は、過給運転状態において、タービン２０２上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、ウエストゲートバルブ３１に作用する排気ガスの圧力に抗して、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されている。例えば、第１の制限値Ｌ１は、全閉状態で過給運転状態の排気ガスの最大圧力と釣り合う操作量から数十％の安全率分（例えば、２０％）増加させた操作量が、第１の制限値Ｌ１に設定されている。この構成によれば、過給運転状態の全域において、ウエストゲートバルブ３１を確実に全閉状態に維持できると共に、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力を低減することができる。
【００５２】
第２の制限値Ｌ２は、非過給運転状態において、タービン２０２上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、ウエストゲートバルブ３１に作用する排気ガスの圧力に抗して、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されている。例えば、第２の制限値Ｌ２は、全閉状態で非過給運転状態の排気ガスの最大圧力と釣り合う操作量から数十％の安全率分（例えば、２０％）増加させた操作量が、第２の制限値Ｌ２に設定されている。この構成によれば、非過給運転状態の全域において、ウエストゲートバルブ３１を確実に全閉状態に制御可能としつつ、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力を低減することができる。
【００５３】
第１の制限値Ｌ１と第２の制限値Ｌ２との差は、過給運転状態の排気ガスの最大圧力と、非過給運転状態の排気ガスの最大圧力との差に応じることとなり、過給状態に応じて制限値を適切な値に切り替えることができる。
【００５４】
＜操作量制限処理の挙動＞
次に、図８のタイムチャート図を用いて、操作量制限処理の挙動を説明する。図８の横軸は経過時間を示しており、上段のチャート図の縦軸は、ウエストゲートバルブ３１の開度とされており、実開度、目標開度、真の全閉位置、及び学習全閉位置などの挙動が示されている。下段のチャート図の縦軸は、電動バルブアクチュエータ３４の操作量とされており、基本操作量ＤＴ１及び最終操作量ＤＴ２などの挙動が示されている。
【００５５】
学習全閉位置は、当然ながら開度０［％］に対応しているが、前回全閉位置を学習した状態から、ターボチャージャ部材の熱膨張等により、真の全閉位置が変動し、真の全閉位置に対応する開度は２［％］になっている。すなわち、全閉位置の誤学習が生じた状態となっている。時刻Ｔ１以前は、目標開度は６［％］に設定されている。目標開度６［％］は、真の全閉位置に対応する開度２［％］よりも大きいため、式（１）に基づいて演算された実開度は、フィードバック制御により目標開度６［％］に追従している。この状態では、実開度が目標開度に追従していることから、基本操作量ＤＴ１及び最終操作量ＤＴ２は、±２０％以下の小さな値となっている。
【００５６】
時刻Ｔ１で、運転状態が変化したこと等により、目標開度が６［％］から１［％］に低下している。目標開度１［％］は、真の全閉位置に対応する開度２［％］よりも小さくなっている。目標開度の低下後、フィードバック制御により基本操作量ＤＴ１及び最終操作量ＤＴ２が、閉側である負方向に増加し、実開度が目標開度に近づいていく。時刻Ｔ２で、実開度が、真の全閉位置に対応する開度２［％］に到達し、ウエストゲートバルブ３１が全閉位置に突き当たり、実開度が２［％］以下に下がらなくなる。
【００５７】
時刻Ｔ２以降、実開度と目標開度との偏差が無くならないため、フィードバック制御の積分演算等により、基本操作量ＤＴ１は負方向に増加し続け、時刻Ｔ５で、閉側の最大操作量である−１００［％］に達する。本実施の形態と異なり、操作量制限処理が行われず、過剰な通電が行われると、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力の増加により燃費が悪化すると共に、電動モータがオーバーヒートして故障に至ることが懸念される。
【００５８】
本実施の形態では、過給運転状態と判定されている場合は、時刻Ｔ４に、基本操作量ＤＴ１の大きさが、６０［％］に設定された第１の制限値Ｌ１に到達すると、時刻Ｔ４以降は、第１の制限値Ｌ１により基本操作量ＤＴ１の大きさが上限制限されている。すなわち、時刻Ｔ４以降は、基本操作量ＤＴ１が負の第１の制限値（−６０［％］）より小さくなるので、負の第１の制限値（−６０［％］）を最終操作量ＤＴ２に設定している。過給運転状態において、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置に押し付けつつ、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力を低減することができると共に、電動モータのオーバーヒートの可能性を低減できる。
【００５９】
非過給運転状態と判定されている場合は、時刻Ｔ３で、基本操作量ＤＴ１の大きさが、第１の制限値Ｌ１よりも小さい４０［％］に設定された第２の制限値Ｌ２に到達すると、時刻Ｔ３以降は、第１の制限値Ｌ１よりも小さい値に予め設定された第２の制限値Ｌ２により基本操作量ＤＴ１の大きさが上限制限されている。すなわち、時刻Ｔ３以降は、基本操作量ＤＴ１が負の第２の制限値（−４０［％］）より小さくなるので、負の第２の制限値（−４０［％］）を最終操作量ＤＴ２に設定している。第１の制限値Ｌ１よりも小さい値の第２の制限値Ｌ２により、過給運転状態よりも排気ガスの圧力が低い非過給運転状態において、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置に押し付けつつ、電動バルブアクチュエータ３４の消費電力を過給運転状態よりも更に低減することができると共に、電動モータのオーバーヒートの可能性を更に低減できる。
【００６０】
＜フローチャート＞
以上で説明した、制御装置４０の各制御部４００〜４０６等の処理を、図９に示すフローチャートのように構成することができる。図９のフローチャートの処理は、演算処理装置９０が記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行することにより、例えば一定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００６１】
ステップＳ１０１で、運転状態検出部４００は、上述したように、各種のセンサの出力信号等に基づいて内燃機関１０及び車両の運転状態を検出する運転状態検出処理（運転状態検出ステップ）を実行する。本実施の形態では、運転状態検出部４００は、ウエストゲートバルブ３１の作動位置と実過給圧とを検出する。ステップＳ１０２で、目標過給圧演算部４０１は、上述したように、過給圧の目標値である目標過給圧を演算する目標過給圧演算処理（目標過給圧演算ステップ）を実行する。
【００６２】
ステップＳ１０３からステップＳ１０５で、過給状態判定部４０２は、上述したように、過給運転状態であるか、非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定処理（過給状態判定ステップ）を実行する。本実施の形態では、過給状態判定部４０２は、ステップＳ１０３で、過給運転状態であるか否かを判定し、過給運転状態であると判定した場合は、ステップＳ１０４に進み、過給状態判定フラグＦＡを、過給運転状態を表す１に設定し（ＦＡ＝１）、過給運転状態でないと判定した場合は、ステップＳ１０５に進み、過給状態判定フラグＦＡを、非過給運転状態を表す０に設定する（ＦＡ＝０）。
【００６３】
ステップＳ１０６からステップＳ１０８で、目標開度演算部４０３は、上述したように、ウエストゲートバルブ３１の目標開度を演算する目標開度演算処理（目標開度演算ステップ）を実行する。本実施の形態では、目標開度演算部４０３は、ステップＳ１０６で、過給状態判定フラグＦＡが、過給運転状態を表す１に設定されているか否かを判定する。そして、目標開度演算部４０３は、過給状態判定フラグＦＡが１に設定されており、過給運転状態であると判定されている場合には、ステップＳ１０７に進み、実過給圧を目標過給圧に近づけるためのウエストゲートバルブ３１の開度を目標開度として演算する。一方、目標開度演算部４０３は、過給状態判定フラグＦＡが０に設定されており、非過給運転状態であると判定されている場合には、ステップＳ１０８に進み、内燃機関１０の運転状態毎に予め設定されているウエストゲートバルブ３１の開度を目標開度として演算する。
【００６４】
ステップＳ１０９で、実開度演算部４０４は、上述したように、運転状態検出部４００により検出されたウエストゲートバルブ３１の作動位置に基づいてウエストゲートバルブ３１の実開度を演算する実開度演算処理（実開度演算ステップ）を実行する。本実施の形態では、実開度演算部４０４は、ウエストゲートバルブ３１が全閉状態であると判定しているときのウエストゲートバルブ３１の作動位置を全閉位置として学習し、学習した全閉位置を基準にしたウエストゲートバルブ３１の作動位置に基づいて実開度を演算する。
【００６５】
ステップＳ１１０からステップＳ１１４で、操作量演算部４０５は、上述したように、電動バルブアクチュエータ３４の操作量を演算する操作量演算処理（操作量演算ステップ）を実行する。ステップＳ１１０で、基本操作量演算部４０５Ａは、実開度を目標開度に近づけるための基本操作量ＤＴ１を演算する基本操作量演算処理を実行する。本実施の形態では、基本操作量演算部４０５Ａは、目標開度と実開度の偏差に基づくフィードバック制御により基本操作量ＤＴ１を演算する。
【００６６】
ステップＳ１１１からステップＳ１１４で、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、予め設定された第１の制限値Ｌ１により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、非過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１よ
りも小さい値に予め設定された第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行する。
【００６７】
本実施の形態では、ステップＳ１１１で、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給状態判定フラグＦＡが、過給運転状態を表す１に設定されているか否かを判定する。最終操作量演算部４０５Ｂは、過給状態判定フラグＦＡが、過給運転状態を表す１に設定されている場合は、ステップＳ１１２に進み、制限値ＬＭを第１の制限値Ｌ１に設定し、過給状態判定フラグＦＡが、非過給運転状態を表す０に設定されている場合は、ステップＳ１１３に進み、制限値ＬＭを第２の制限値Ｌ２に設定する。そして、ステップＳ１１４で、最終操作量演算部４０５Ｂは、基本操作量ＤＴ１と正の制限値（＋ＬＭ）との内、小さくなる方の値を抽出する最小値取り（ｍｉｎ）を実行し、最小値取りした値と、負の制限値（−ＬＭ）との内、大きくなる方の値を抽出する最大値取り（ｍａｘ）を実行し、最大値取りした値を、最終操作量ＤＴ２として演算する。
【００６８】
そして、最後のステップＳ１１５で、アクチュエータ駆動部４０６は、上述したように、ステップＳ１１４で演算された最終操作量ＤＴ２に基づいて電動バルブアクチュエータ３４を駆動制御するバルブ駆動処理（バルブ駆動ステップ）を実行する。
【００６９】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る制御装置４０について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る内燃機関１０及び制御装置４０の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様であるが、操作量演算部４０５の操作量制限処理が一部異なる。
【００７０】
実施の形態１と同様に、基本操作量演算部４０５Ａは、実開度を目標開度に近づけるための基本操作量ＤＴ１を演算する基本操作量演算処理を実行する。また、実施の形態１と同様に、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、予め設定された第１の制限値Ｌ１により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、非過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１よりも小さい値に予め設定された第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行する。
【００７１】
実施の形態１とは異なり、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合に、基本操作量ＤＴ１の大きさが第１の制限値Ｌ１により上限制限されている状態が、予め設定された切換判定時間以上継続した場合は、基本操作量ＤＴ１の大きさを上限制限する制限値を第１の制限値Ｌ１から第２の制限値Ｌ２に切換え、基本操作量ＤＴ１の大きさを第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する制限値強制切替処理を実行するように構成されている。
【００７２】
排気管から電動バルブアクチュエータ３４への熱伝達、及び電動バルブアクチュエータ３４の冷却性能等の仕様によっては、操作量の大きさを、第１の制限値Ｌ１まで低下させても、第１の制限値Ｌ１で長期間駆動すると電動モータがオーバーヒートする可能性が生じる。上記の構成によれば、第１の制限値Ｌ１により上限制限されている状態が、切換判定時間以上継続した場合は、制限値を第１の制限値Ｌ１から第２の制限値Ｌ２に切換えて、操作量を第２の制限値Ｌ２に低下させるので、電動モータがオーバーヒートすることをより確実に抑制することができる。なお、過給運転状態で、操作量の大きさを第１の制限値Ｌ１から第２の制限値Ｌ２に低下させると、排気ガスの圧力が大きい条件では、ウエストゲートバルブ３１が多少開く可能性があるが、電動モータのオーバーヒートが優先的に抑制される。
【００７３】
また、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合に、基本操作量ＤＴ１の大きさを上限制限する制限値を第１の制限値Ｌ１から第２の制限値Ｌ２に切換えた後、基本操作量ＤＴ１の大きさが第２の制限値Ｌ２により上限制限されなくなった場合は、基本操作量ＤＴ１の大きさを上限制限する制限値を第２の制限値Ｌ２から第１の制限値Ｌ１に再び切換え、制限値強制切替処理を終了するように構成されている。
【００７４】
この構成によれば、制限値を第２の制限値Ｌ２に切り替えた後、第２の制限値Ｌ２により上限制限されなくなった場合は、操作量が過大になる状態が継続しなくなったと判定できることから、制限値を、より大きい値の第１の制限値Ｌ１に復帰させて、開度制御の制御性能を向上させることができる。
【００７５】
＜フローチャート＞
実施の形態２に係る制御装置４０の各制御部４００〜４０６等の処理を、図１０に示すフローチャートのように構成することができる。図１０のフローチャートの処理は、演算処理装置９０が記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行することにより、例えば一定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００７６】
ステップＳ２０１からステップＳ２１０までの処理は、実施の形態１の図９のステップＳ１０１からステップＳ１１０までの処理と同じであるので説明を省略する。
【００７７】
ステップＳ２１１からステップＳ２２４で、最終操作量演算部４０５Ｂは、上記した本実施の形態に係る操作量制限処理、及び制限値強制切替処理を実行する。ステップＳ２１１で、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給状態判定フラグＦＡが、過給運転状態を表す１に設定されているか否かを判定する。
【００７８】
最終操作量演算部４０５Ｂは、過給状態判定フラグＦＡが過給運転状態を表す１に設定されている場合は、ステップＳ２１２に進み、後述する制限値強制切替フラグＦＢが０に設定されているか否かを判定する。最終操作量演算部４０５Ｂは、制限値強制切替フラグＦＢが、制限値強制切替処理の不実行を表す０に設定されている場合は、ステップＳ２１３に進み、制限値ＬＭを第１の制限値Ｌ１に設定し、制限値強制切替フラグＦＢが、制限値強制切替処理の実行を表す１に設定されている場合は、ステップＳ２１４に進み、制限値ＬＭを第２の制限値Ｌ２に設定する。
【００７９】
そして、ステップＳ２１５で、最終操作量演算部４０５Ｂは、基本操作量ＤＴ１の大きさ（絶対値）が、制限値ＬＭよりも大きいか否かを判定する。最終操作量演算部４０５Ｂは、制限値ＬＭよりも大きいと判定した場合は、ステップＳ２１６に進み、基本操作量ＤＴ１の大きさが制限値ＬＭにより上限制限されていると判定し、切換判定カウンタＣＴを１増加させ、基本操作量ＤＴ１の大きさが制限値ＬＭにより上限制限されている状態が連続している時間を計測する。なお、切換判定カウンタＣＴに演算周期を乗算した値が、時間に相当する。一方、最終操作量演算部４０５Ｂは、制限値ＬＭよりも大きくないと判定した場合は、ステップＳ２１７に進み、基本操作量ＤＴ１の大きさが第１の制限値Ｌ１により上限制限されていない、又は強制切替した第２の制限値Ｌ２により上限制限されなくなったと判定し、切換判定カウンタＣＴを０にリセットする。
【００８０】
そして、ステップＳ２１８で、最終操作量演算部４０５Ｂは、切換判定カウンタＣＴが予め設定された切換判定値Ｃ１以下であるか否かを判定する。最終操作量演算部４０５Ｂは、切換判定値Ｃ１以下であると判定した場合は、ステップＳ２１９に進み、基本操作量ＤＴ１の大きさが第１の制限値Ｌ１により上限制限されている状態が切換判定時間以上継続していない、又は基本操作量ＤＴ１の大きさが第２の制限値Ｌ２により上限制限されな
くなったと判定し、制限値強制切替フラグＦＢを、制限値強制切替処理の不実行を表す０に設定する。一方、最終操作量演算部４０５Ｂは、切換判定値Ｃ１以下でないと判定した場合は、ステップＳ２２０に進み、基本操作量ＤＴ１の大きさが第１の制限値Ｌ１により上限制限されている状態が切換判定時間以上継続していると判定し、制限値強制切替フラグＦＢを、制限値強制切替処理の実行を表す１に設定する。
【００８１】
一方、最終操作量演算部４０５Ｂは、ステップＳ２１１で過給状態判定フラグＦＡが過給運転状態を表す１に設定されておらず、非過給運転状態であると判定されている場合は、ステップＳ２２１に進み、第２の制限値Ｌ２を制限値ＬＭに設定する。そして、最終操作量演算部４０５Ｂは、非過給運転状態では制限値強制切替処理を実行しないので、ステップＳ２２２で、切換判定カウンタＣＴを０に設定し、ステップＳ２２３で、制限値強制切替フラグＦＢを０に設定する。
【００８２】
そして、ステップＳ２２４で、最終操作量演算部４０５Ｂは、基本操作量ＤＴ１と正の制限値（＋ＬＭ）との内、小さくなる方の値を抽出する最小値取り（ｍｉｎ）を実行し、最小値取りした値と、負の制限値（−ＬＭ）との内、大きくなる方の値を抽出する最大値取り（ｍａｘ）を実行し、最大値取りした値を、最終操作量ＤＴ２として演算する。
【００８３】
最後のステップＳ２２５で、アクチュエータ駆動部４０６は、ステップＳ２２４で演算された最終操作量ＤＴ２に基づいて電動バルブアクチュエータ３４を駆動制御するバルブ駆動処理（バルブ駆動ステップ）を実行する。
【００８４】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る制御装置４０について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る内燃機関１０及び制御装置４０の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様であるが、操作量演算部４０５の操作量制限処理が一部異なる。
【００８５】
実施の形態１と同様に、基本操作量演算部４０５Ａは、実開度を目標開度に近づけるための基本操作量ＤＴ１を演算する基本操作量演算処理を実行する。また、実施の形態１と同様に、最終操作量演算部４０５Ｂは、過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、予め設定された第１の制限値Ｌ１により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、非過給運転状態であると判定されている場合には、基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１よりも小さい値に予め設定された第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行する。
【００８６】
実施の形態１とは異なり、最終操作量演算部４０５Ｂは、ウエストゲートバルブ３１の作動位置が、予め設定された全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、ウエストゲートバルブ３１を閉じ方向に作動させる基本操作量ＤＴ１が演算されている場合に、閉じ方向の基本操作量ＤＴ１の大きさを第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行し、それ以外の場合は、操作量制限処理を実行せずに、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２として演算するように構成されている。
【００８７】
この構成によれば、ウエストゲートバルブ３１が全閉位置に突き当たり、電動バルブアクチュエータ３４を閉じ方向に制御している場合に、操作量を制限することができ、全閉位置の誤設定又は誤学習により操作量が過大になることを防止できる。一方、それ以外の場合は、操作量が制限されないので、操作量を大きく設定し、実開度を目標開度に応答性良く近づけることができる。また、ウエストゲートバルブ３１の作動位置が、全閉位置の
ばらつき範囲内にある場合であっても、電動バルブアクチュエータ３４を開き方向に制御する場合は、操作量が制限されないので、ウエストゲートバルブ３１を全閉位置から開く場合に、応答性良く開くことができる。
【００８８】
本実施の形態では、最終操作量演算部４０５Ｂは、バルブポジションセンサ４３の出力電圧Ｖｓが全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、基本操作量ＤＴ１が０より小さい場合に、閉じ方向の基本操作量ＤＴ１の大きさを第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算し、それ以外の場合は、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２として演算する。全閉位置のばらつき範囲は、図６に示すように、ウエストゲートバルブ３１の組み付け位置のずれ、バルブポジションセンサ４３の温度特性による出力電圧のドリフト、ターボチャージャ部材の熱膨張などの諸要因による、全閉位置に対応するバルブポジションセンサ４３の出力電圧Ｖｓの変動範囲に対応して予め設定されている。
【００８９】
＜フローチャート＞
実施の形態３に係る制御装置４０の各制御部４００〜４０６等の処理を、図１１に示すフローチャートのように構成することができる。図１１のフローチャートの処理は、演算処理装置９０が記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行することにより、例えば一定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９０】
ステップＳ３０１からステップＳ３１０までの処理は、実施の形態１の図９のステップＳ１０１からステップＳ１１０までの処理と同じであるので説明を省略する。
【００９１】
ステップＳ３１１からステップＳ３１６で、最終操作量演算部４０５Ｂは、上記した本実施の形態に係る操作量制限処理を実行する。ステップＳ３１１で、最終操作量演算部４０５Ｂは、ウエストゲートバルブ３１の作動位置が、予め設定された全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、ウエストゲートバルブ３１を閉じ方向に作動させる基本操作量ＤＴ１が演算されているか否かを判定する。
【００９２】
最終操作量演算部４０５Ｂは、ステップＳ３１１で全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、閉じ方向の基本操作量ＤＴ１が演算されていると判定された場合は、ステップＳ３１２に進み、過給状態判定フラグＦＡが、過給運転状態を表す１に設定されているか否かを判定する。最終操作量演算部４０５Ｂは、過給状態判定フラグＦＡが過給運転状態を表す１に設定されている場合は、ステップＳ３１３に進み、制限値ＬＭを第１の制限値Ｌ１に設定し、過給状態判定フラグＦＡが、非過給運転状態を表す０に設定されている場合は、ステップＳ３１４に進み、制限値ＬＭを第２の制限値Ｌ２に設定する。そして、ステップＳ３１５で、最終操作量演算部４０５Ｂは、基本操作量ＤＴ１と負の制限値（−ＬＭ）との内、大きくなる方の値を抽出する最大値取り（ｍａｘ）を実行し、最大値取りした値を、最終操作量ＤＴ２として演算する。
【００９３】
一方、最終操作量演算部４０５Ｂは、ステップＳ３１１で全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、閉じ方向の基本操作量ＤＴ１が演算されていないと判定された場合は、ステップＳ３１６に進み、操作量制限処理を実行せずに、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２として演算する。
【００９４】
そして、最後のステップＳ３１７で、アクチュエータ駆動部４０６は、上述したように、ステップＳ１１４で演算された最終操作量ＤＴ２に基づいて電動バルブアクチュエータ３４を駆動制御するバルブ駆動処理（バルブ駆動ステップ）を実行する。
【００９５】
〔その他の実施の形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００９６】
（１）上記の実施の形態１、２においては、操作量演算部４０５は、閉じ方向及び開き方向の双方の基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、操作量演算部４０５は、閉じ方向のみの基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限するように構成されてもよく、又は開き方向のみの基本操作量ＤＴ１の大きさを、第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限するように構成されてもよい。
【００９７】
（２）上記の各実施の形態においては、閉じ方向の操作量が負の値になり、開き方向の操作量が正の値になる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、閉じ方向の操作量が正の値になり、開き方向の操作量が負の値になるように構成されてもよい。
【００９８】
（３）上記の実施の形態３において、操作量演算部４０５は、ウエストゲートバルブ３１の作動位置が、予め設定された全開位置のばらつき範囲内にあり、かつ、ウエストゲートバルブ３１を開き方向に作動させる基本操作量ＤＴ１が演算されている場合に、開き方向の基本操作量ＤＴ１の大きさを第１の制限値Ｌ１又は第２の制限値Ｌ２により上限制限した操作量を最終操作量ＤＴ２として演算する操作量制限処理を実行し、それ以外の場合は、操作量制限処理を実行せずに、基本操作量ＤＴ１を最終操作量ＤＴ２として演算するように構成されてもよい。
【００９９】
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  内燃機関、１１  吸気通路、１５  排気通路、２０  ターボチャージャ、３０  排気バイパス通路、３１  ウエストゲートバルブ、３４  電動バルブアクチュエータ、４０
内燃機関の制御装置、２０１  コンプレッサ、２０２  タービン、２０３  連結軸、４００  運転状態検出部、４０１  目標過給圧演算部、４０２  過給状態判定部、４０３  目標開度演算部、４０４  実開度演算部、４０５  操作量演算部、４０６  アクチュエータ駆動部、ＤＴ１  基本操作量、ＤＴ２  最終操作量、Ｌ１  第１の制限値、Ｌ２  第２の制限値
【図１】
2018178886.tif 000003
【図２】
2018178886.tif 000004
【図３】
2018178886.tif 000005
【図４】
2018178886.tif 000006
【図５】
2018178886.tif 000007
【図６】
2018178886.tif 000008
【図７】
2018178886.tif 000009
【図８】
2018178886.tif 000010
【図９】
2018178886.tif 000011
【図１０】
2018178886.tif 000012
【図１１】
2018178886.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月14日(2018.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧と、を検出する運転状態検出部と、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定部と、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算部と、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算部と、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動部と、を備え、
前記第１の制限値は、前記過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されており、
前記第２の制限値は、前記非過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されている内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記コンプレッサにより圧縮された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を更に備え、
前記目標開度演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記実過給圧を前記目標過給圧に近づけるための前記ウエストゲートバルブの開度を前記目標開度として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記内燃機関の運転状態毎に予め設定されている前記ウエストゲートバルブの開度を前記目標開度として演算する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記操作量演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合に、前記基本操作量の大きさが前記第１の制限値により上限制限されている状態が、予め設定された切換判定時間以上継続した場合は、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第１の制限値から前記第２の制限値に切換え、前記基本操作量の大きさを前記第２の制限値により上限制限した操作量を前記最終操作量として演算する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記操作量演算部は、前記過給運転状態であると判定されている場合に、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第１の制限値から前記第２の制限値に切換えた後、前記基本操作量の大きさが前記第２の制限値により上限制限されなくなった場合は、前記基本操作量の大きさを上限制限する制限値を前記第２の制限値から前記第１の制限値に再び切換える請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記操作量演算部は、前記ウエストゲートバルブの作動位置が、予め設定された全閉位置のばらつき範囲内にあり、かつ、前記ウエストゲートバルブを閉じ方向に作動させる前記基本操作量が演算されている場合に、閉じ方向の前記基本操作量の大きさを前記第１の制限値又は前記第２の制限値により上限制限した操作量を前記最終操作量として演算し、それ以外の場合は、前記基本操作量を前記最終操作量として演算する請求項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】
排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御方法であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧と、を検出する運転状態検出ステップと、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定ステップと、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算ステップと、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算ステップと、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算ステップと、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するバルブ駆動ステップと、を実行し、
前記第１の制限値は、前記過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されており、
前記第２の制限値は、前記非過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されている内燃機関の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ウエストゲートバルブを、全閉位置又は全閉位置付近に制御する際、過剰な通電による過熱により、電動バルブアクチュエータがオーバーヒートすることを抑制しつつ、排気ガスの圧力が相対的に小さい軽負荷運転領域であっても、無駄に大きな電力を消費することで燃費の悪化を招くことを抑制することができる内燃機関の制御装置及び制御方法を得ることを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置と、前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧とを検出する運転状態検出部と、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定部と、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算部と、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算部と、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算部と、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動部と、を備え、
前記第１の制限値は、前記過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されており、
前記第２の制限値は、前記非過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されているものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明に係る内燃機関の制御方法は、排気通路に設けられたタービンと、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、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と、前記排気バイパス通路を流れる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作動位置を変更する電動バルブアクチュエータと、を有するターボチャージャを備えた内燃機関の制御方法であって、
前記ウエストゲートバルブの作動位置、及び前記コンプレッサにより圧縮された吸入空気の圧力の実際値である実過給圧を検出する運転状態検出ステップと、
前記実過給圧が大気圧よりも高い又は高くなる過給運転状態であるか、前記実過給圧が大気圧以下又は以下になる非過給運転状態であるかを判定する過給状態判定ステップと、
前記ウエストゲートバルブの目標開度を演算する目標開度演算ステップと、
前記ウエストゲートバルブの作動位置に基づいて前記ウエストゲートバルブの実開度を演算する実開度演算ステップと、
前記実開度を前記目標開度に近づけるための基本操作量を演算し、前記過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、予め設定された第１の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算し、前記非過給運転状態であると判定されている場合には、前記基本操作量の大きさを、前記第１の制限値よりも小さい値に予め設定された第２の制限値により上限制限した操作量を最終操作量として演算する操作量演算ステップと、
前記最終操作量に基づいて前記電動バルブアクチュエータを駆動制御するバルブ駆動ステップと、を実行し、
前記第１の制限値は、前記過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されており、
前記第２の制限値は、前記非過給運転状態において、前記タービン上流の排気ガスの圧力が最大となる運転状態で、前記ウエストゲートバルブに作用する排気ガスの圧力に抗して、前記ウエストゲートバルブを全閉位置に押し付けた状態を維持できる最低限の操作量に応じた値に予め設定されているものである。