(57)【要約】【課題】気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制でき、商品性を向上させ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】電動ターボチャージャ５と１〜４番気筒＃１〜＃４とを有する内燃機関３の制御装置１は、ＥＣＵ２を備える。ＥＣＵ２は、内燃機関３の運転状態に応じて、電動ターボチャージャ５のタービン５ｂにおける目標回転変化量ＤＮ＃ｉを各気筒に対応して設定し（ステップ３５）、この目標回転変化量ＤＮ＃ｉになるように、電動ターボチャージャ５のＴＣモータ５ｃを各気筒の１燃焼サイクルにおける排気行程を含む制御期間中に制御する（ステップ２３）。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路内の圧力である排気圧を変更可能な排気圧変更機構と複数の気筒とを有する内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関の運転状態に応じて、前記排気圧を変更するための前記排気圧変更機構の動作量を前記複数の気筒の各々に対応して設定する動作量設定手段と、
当該各気筒に対応して設定された前記動作量になるように、前記排気圧変更機構を前記各気筒の１燃焼サイクルにおける排気行程を含む制御期間中に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記排気圧変更機構は、電動機と、当該電動機によって駆動可能なタービン及びコンプレッサとを備えた電動ターボチャージャで構成されており、
前記動作量設定手段は、前記動作量として、前記タービンの回転変化量を設定し、
前記制御手段は、当該設定されたタービンの回転変化量になるように、前記電動機を前記制御期間中に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記動作量設定手段は、前記動作量を、前記内燃機関の運転状態としての当該内燃機関の運転負荷域に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記各気筒から排出された燃焼ガスが前記排気圧変更機構に到達するまでの距離に応じて、前記排気圧変更機構を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、排気弁及び吸気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更機構をさらに有しており、
前記制御手段は、当該バルブタイミング変更機構によるバルブタイミングの変更状態に応じて、前記排気圧変更機構を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関における気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制するための制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、多気筒タイプのものであり、バルブ特性可変装置を備えている。このバルブ特性可変装置は、吸気弁のリフトを無段階に変更するものであり、吸気カムシャフトと、この吸気カムシャフト上に気筒ごとに設けられた一対の通常吸気カム及び３次元吸気カムと、吸気カムシャフトを軸線方向に駆動する油圧アクチュエータとを備えている。
【０００３】
この通常吸気カムは、１つの主カム山部からなる一般的なカムプロフィールを有しており、３次元吸気カムは、互いに異なる高さの主カム山部及び補助カム山部からなるカムプロフィールを有している。この３次元吸気カムの補助カム山部は、油圧アクチュエータによって吸気カムシャフトが軸線方向に駆動されるのに伴い、吸気弁との当接部の高さが変化し、それにより、吸気弁のバルブタイミング（最大揚程及び開弁時間）を変化させるように構成されている。また、この補助カム山部の形状は、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを低減することを目的として、補助カム山部による吸気弁の最大揚程が比較的大きな値になるように構成されている。
【０００４】
この制御装置では、内燃機関の運転状態に応じて、バルブ特性可変装置の油圧アクチュエータを駆動することによって、３次元吸気カムによる吸気弁のバルブタイミングが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な内燃機関の場合、排気弁の開閉に伴って、排気脈動が生じた際、各気筒の排気マニホールドにおける通路長さの差異に起因して、排気脈動の大きさ（振幅）がばらついてしまい、その結果、内部ＥＧＲ量のばらつきが必然的に発生してしまうという特性を備えている。
【０００７】
これに対して、特許文献１の内燃機関の制御装置によれば、３次元吸気カムの補助カム山部の形状によって、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきの低減を図っているものの、バルブ特性可変装置の制御において、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制／低減することができないため、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきが必然的に発生してしまうという問題がある。これは、バルブ特性可変装置の制御において、３次元吸気カムの補助カム山部による吸気弁のバルブタイミングを、気筒ごとに個別に制御できず、全気筒の３次元吸気カムが、油圧アクチュエータによって軸線方向に同時に駆動されてしまうことによる。
【０００８】
したがって、特許文献１の制御装置によれば、上記のような気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきが必然的に発生することによって、燃焼変動やトルク変動を生じ、運転性の悪化を招いてしまうことになる。その結果、商品性が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制でき、商品性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、排気通路９内の圧力である排気圧Ｐｅｘを変更可能な排気圧変更機構（電動ターボチャージャ５）と複数の気筒（１〜４番気筒＃１〜＃４）とを有する内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３の運転状態に応じて、排気圧Ｐｅｘを変更するための排気圧変更機構の動作量（目標回転変化量ＤＮ＃ｉ）を複数の気筒（１〜４番気筒＃１〜＃４）の各々に対応して設定する動作量設定手段（ＥＣＵ２、ステップ３５）と、各気筒に対応して設定された動作量（目標回転変化量ＤＮ＃ｉ）になるように、排気圧変更機構（電動ターボチャージャ５）を各気筒の１燃焼サイクルにおける排気行程を含む制御期間中に制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ２３）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の運転状態に応じて、排気圧を変更するための排気圧変更機構の動作量が複数の気筒の各々に対応して設定され、各気筒に対応して設定された動作量になるように、排気圧変更機構が各気筒の１燃焼サイクルにおける排気行程を含む制御期間中に制御される。このように、排気圧変更機構が気筒ごとに設定された動作量になるように制御されるので、排気圧を気筒ごとに制御することができ、それにより、排気通路の長さの差異などに起因して、排気脈動の大きさが気筒間でばらつく状態のときでも、それを適切に抑制することができ、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを適切に抑制することができる。その結果、燃焼変動及びトルク変動を抑制でき、運転性を向上させることができることで、商品性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、排気圧変更機構は、電動機（ＴＣモータ５ｃ）と、電動機（ＴＣモータ５ｃ）によって駆動可能なタービン５ｂ及びコンプレッサ５ａとを備えた電動ターボチャージャ５で構成されており、動作量設定手段は、動作量として、タービン５ｂの回転変化量（目標回転変化量ＤＮ＃ｉ）を設定し、制御手段は、設定されたタービン５ｂの回転変化量（目標回転変化量ＤＮ＃ｉ）になるように、電動機（ＴＣモータ５ｃ）を制御期間中に制御することを特徴とする。
【００１３】
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の運転状態に応じて、電動ターボチャージャのタービンの回転変化量が各気筒に対応して設定され、各気筒に対応して設定されたタービンの回転変化量になるように、電動ターボチャージャの電動機が制御期間中に制御される。この場合、電動ターボチャージャの電動機は、油圧、空気圧及び機械エネルギを動力とする場合と比べて、高い応答性を備えているので、各気筒の排気行程を含む制御期間中において、設定されたタービンの回転変化量を迅速に実現することができ、排気圧を迅速に制御することができる。それにより、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを的確に抑制することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関３の制御装置１において、動作量設定手段は、動作量を、内燃機関３の運転状態としての内燃機関３の運転負荷域に応じて設定する（ステップ３５）ことを特徴とする。
【００１５】
一般に、内燃機関の場合、その運転負荷域が変化すると、それに伴って、最適な内部ＥＧＲ量が変化する。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、排気圧変更機構の動作量が内燃機関の運転負荷域に応じて設定されるので、最適な内部ＥＧＲ量を確保することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関３の制御装置１において、制御手段は、各気筒から排出された燃焼ガスが排気圧変更機構に到達するまでの距離に応じて、排気圧変更機構を制御する（ステップ３３〜３７，８０）ことを特徴とする。
【００１７】
この内燃機関の制御装置によれば、各気筒から排出された燃焼ガスが排気圧変更機構に到達するまでの距離に応じて、排気圧変更機構が制御されるので、燃焼ガスが排気圧変更機構に到達するまでの距離が気筒間で互いに異なる場合でも、それを反映させながら、排気圧変更機構を制御することができ、それにより、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきをより的確に抑制することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関３の制御装置１において、内燃機関３は、排気弁及び吸気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更機構（可変排気カム位相機構８）をさらに有しており、制御手段は、バルブタイミング変更機構によるバルブタイミングの変更状態（排気カム位相ＣＡＥＸ）に応じて、排気圧変更機構を制御する（ステップ３２〜３９，７８〜８０）ことを特徴とする。
【００１９】
一般に、内燃機関の場合、バルブタイミング変更機構によって排気弁及び／又は吸気弁のバルブタイミングングが変更されると、それに伴って、内部ＥＧＲ量が変化する。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、バルブタイミング変更機構によるバルブタイミングの変更状態に応じて、排気圧変更機構が制御されるので、排気弁及び／又は吸気弁のバルブタイミングングの変更に伴う内部ＥＧＲ量の変化を反映させながら、排気圧変更機構を制御することができ、それにより、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきをより的確に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置及びこれを適用した内燃機関の構成を模式的に示す図である。
【図２】制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】排気制御処理を示すフローチャートである。
【図４】内燃機関の運転負荷域の判定に用いるマップの一例を示す図である。
【図５】ＴＣモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図６】通電パラメータ算出処理を示すフローチャートである。
【図７】算出気筒の設定処理を示すフローチャートである。
【図８】モータ制御実行期間の算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図９】ＴＣモータ運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】ＴＣモータ制御処理の原理を説明するための図である。
【図１１】内燃機関の運転負荷域が運転域１にある条件下で排気制御処理を実行したときの制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】内燃機関の運転負荷域が運転域２にある条件下で排気制御処理を実行したときの制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】内燃機関の運転負荷域が運転域３にある条件下で排気制御処理を実行したときの制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１及び図２に示す制御装置１は、内燃機関３の運転状態やターボチャージャ５の動作状態などを制御するものであり、図２に示すＥＣＵ２などを備えている。このＥＣＵ２によって、後述するように、排気制御処理などの各種の制御処理が実行される。
【００２２】
この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、図示しない車両に搭載された直列４気筒型ガソリンエンジンであり、１〜４番気筒＃１〜＃４（複数の気筒）を備えている。このエンジン３のシリンダヘッド（図示せず）には、燃料噴射弁３ａ及び点火プラグ３ｂ（いずれも図２に１つのみ図示）が気筒ごとに設けられている。
【００２３】
燃料噴射弁３ａは、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって燃料噴射制御処理が実行され、燃料噴射弁３ａによる燃料の噴射量及び噴射時期が制御される。また、点火プラグ３ｂも、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって、点火時期制御処理が実行され、点火プラグ３ｂによる混合気の点火時期が制御される。
【００２４】
一方、エンジン３の吸気通路４には、上流側から順に、電動アシスト付きターボチャージャ（以下「電動ターボチャージャ」という）５、インタークーラ６及びスロットル弁機構７などが設けられている。
【００２５】
この電動ターボチャージャ５（排気圧変更機構）は、コンプレッサ５ａ、タービン５ｂ、ＴＣモータ５ｃ（電動機）及びウェイストゲート弁５ｄなどを備えている。コンプレッサ５ａは、吸気通路４の途中に設けられ、タービン５ｂは、排気通路９の排気マニホールドの合流部よりも下流側に設けられている。
【００２６】
また、ＴＣモータ５ｃは、ＤＣモータタイプのものであり、その回転軸の両端には、コンプレッサ５ａ及びタービン５ｂが同心に固定されている。このＴＣモータ５ｃの場合、図示しないＰＤＵを介して、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって、力行制御、回生制御及びゼロ電流制御などが実行される。
【００２７】
このゼロ電流制御は、ＴＣモータ５ｃとＰＤＵとの間で電流が流れない状態（電力授受が発生しない状態）に保持する制御である。また、以下の説明では、回生制御及び力行制御を併せて、「通電制御」という。
【００２８】
この電動ターボチャージャ５では、排気通路９内の排ガスによってタービン５ｂが回転駆動されると、コンプレッサ５ａもこれと一体に回転することにより、吸気通路４内の吸入ガスが加圧される。すなわち、過給動作が実行される。
【００２９】
また、ＴＣモータ５ｃの力行制御が実行されたときには、タービン５ｂ及びコンプレッサ５ａの回転数が上昇する状態となる一方、ＴＣモータ５ｃの回生制御が実行されたときには、タービン５ｂ及びコンプレッサ５ａの回転数が低下する状態となる。さらに、ＴＣモータ５ｃがゼロ電流制御されているときには、排ガスの熱エネルギのみによって、タービン５ｂが回転駆動される状態となる。
【００３０】
一方、ウェイストゲート弁５ｄは、弁体と電動アクチュエータを組み合わせたものであり、排気通路９のタービン５ｂをバイパスするタービンバイパス路９ａの途中に設けられている。ウェイストゲート弁５ｄは、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によってその開度が制御されたときに、タービン５ｂを迂回してタービンバイパス路９ａを流れる排ガスの流量、言い換えればタービン５ｂを駆動する排ガスの流量を変化させ、それにより、タービン５ｂの回転数すなわちコンプレッサ５ａの回転数を変化させる。その結果、過給圧が制御される。
【００３１】
一方、インタークーラ６は、水冷式のものであり、その内部を吸入ガスが通過する際、電動ターボチャージャ５における過給動作によって温度が上昇した吸入ガスを冷却する。
【００３２】
また、スロットル弁機構７は、スロットル弁７ａ及びこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ７ｂなどを備えている。スロットル弁７ａは、吸気通路４の途中に回動自在に設けられており、回動に伴う開度の変化によりスロットル弁７ａを通過する吸入ガスの流量を変化させる。
【００３３】
ＴＨアクチュエータ７ｂは、ＥＣＵ２に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２によって制御されることにより、スロットル弁７ａの開度を変化させる。その結果、気筒内に流入する吸入ガス量すなわち吸入空気量が変化する。
【００３４】
さらに、エンジン３には、可変排気カム位相機構８（図２参照）が設けられている。この可変排気カム位相機構８は、排気カムシャフト（図示せず）のクランクシャフト（図示せず）に対する相対的な位相（以下「排気カム位相」という）ＣＡＥＸを無段階に進角側又は遅角側に変更するものであり、排気カムシャフトの図示しない排気スプロケット側の端部に設けられている。
【００３５】
この可変排気カム位相機構８は、具体的には、本出願人が特開２０００−２２７０１３号公報などで提案済みのものと同様に構成されているので、その詳細な説明は省略するが、ＥＣＵ２によって制御されることにより、排気カム位相ＣＡＥＸを、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化させる。それにより、排気弁４のバルブタイミングは、最遅角タイミングと最進角タイミングとの間で無段階に変更される。
【００３６】
なお、本実施形態では、可変排気カム位相機構８がバルブタイミング変更機構に相当し、排気カム位相ＣＡＥＸがバルブタイミングの変更状態に相当する。
【００３７】
また、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、気筒判別センサ２１、エアフローセンサ２２、排気温センサ２３、排気カム角センサ２４及びアクセル開度センサ２５が電気的に接続されている。
【００３８】
このクランク角センサ２０は、マグネットロータ及びＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、クランク角１゜ごとに１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに１パルスが出力される。
【００３９】
さらに、気筒判別センサ２１は、図示しないディストリビュータ内に設けられており、気筒を判別するためのパルス信号である気筒判別信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これらの気筒判別信号、ＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号に基づいて、１〜４番気筒＃１〜＃４の各々のクランク角ＣＡを以下に述べるように算出する。
【００４０】
具体的には、クランク角ＣＡは、その気筒のＴＤＣ信号の発生時に０゜にリセットされ、ＣＲＫ信号が発生するごとにインクリメントされる。その結果、各気筒におけるクランク角ＣＡは、吸気行程開始時のＴＤＣ位置で０°、圧縮行程開始時のＢＤＣ位置で１８０°、膨張行程開始時のＴＤＣ位置で３６０°、排気行程開始時のＢＤＣ位置で５４０°になるように算出されるとともに、吸気行程開始時のＴＤＣ位置まで来たときに７２０゜から０゜にリセットされる。なお、以下の説明では、１〜４番気筒＃１〜＃４のクランク角ＣＡをそれぞれ、１〜４番クランク角ＣＡ＃１〜＃４という。
【００４１】
また、エアフローセンサ２２は、熱線式エアフローメータで構成されており、吸気通路４内を流れる吸入ガスの流量（以下「吸気流量」という）ＧＡＩＲを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このエアフローセンサ２２の検出信号に基づき、吸気流量ＧＡＩＲを算出する。
【００４２】
さらに、排気温センサ２３は、排気通路９の排気マニホールドの合流部と、タービンバイパス路９ａが排気通路９から分岐する部位との間に配置されており、排気通路９内を流れる排ガスの温度（以下「排気温」という）ＴＥＸを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この排気温センサ２３の検出信号に基づき、排気温ＴＥＸを算出する。
【００４３】
一方、排気カム角センサ２４は、排気カムシャフトの可変排気カム位相機構８と反対側の端部に設けられており、排気カムシャフトの回転に伴い、パルス信号である排気ＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この排気ＣＡＭ信号及び前述したＣＲＫ信号に基づき、排気カム位相ＣＡＥＸを算出する。
【００４４】
さらに、アクセル開度センサ２５は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このアクセル開度センサ２５の検出信号に基づき、アクセル開度ＡＰを算出する。
【００４５】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別し、この運転状態に応じて、以下に述べるように、各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が動作量設定手段及び制御手段に相当する。
【００４６】
次に、図３を参照しながら、排気制御処理について説明する。この排気制御処理は、以下に述べるように、ウェイストゲート弁５ｄ及びＴＣモータ５ｃの動作状態を制御するものであり、ＥＣＵ２によって、ＣＲＫ信号の発生タイミングに同期する制御周期で実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ＥＣＵ２のＲＡＭ内に記憶されるものとする。
【００４７】
同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、正味平均有効圧力ＢＭＥＰを算出する。
【００４８】
次いで、ステップ２に進み、エンジン３の運転負荷域が図４に示す運転域１にあるか否かを判別する。すなわち、図４を参照することにより、エンジン回転数ＮＥ及び正味平均有効圧力ＢＭＥＰの組合せが図４に示す運転域１にあるか否かを判別する。
【００４９】
この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ３に進み、エンジン３の運転負荷域が運転域１にあることを表すために、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡを「１」に設定する。
【００５０】
次いで、ステップ４に進み、ウェイストゲート弁５ｄ（図では「ＷＧＶ」と表記）を全閉状態に制御する。
【００５１】
一方、ステップ２の判別結果がＮＯのときには、ステップ５に進み、上述した図４を参照することにより、エンジン３の運転負荷域が図４に示す運転域２にあるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ６に進み、エンジン３の運転負荷域が運転域２にあることを表すために、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡを「２」に設定する。
【００５２】
次いで、ステップ７に進み、ウェイストゲート弁５ｄを全開状態に制御する。
【００５３】
一方、ステップ５の判別結果がＮＯのときには、ステップ８に進み、図４を参照することにより、エンジン３の運転負荷域が図４に示す運転域３にあるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ９に進み、エンジン３の運転負荷域が運転域３にあることを表すために、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡを「３」に設定する。
【００５４】
次いで、ステップ１０に進み、ウェイストゲート弁５ｄの開度制御処理を実行する。この制御処理の場合、図示しないが、エンジン回転数ＮＥ及び正味平均有効圧力ＢＭＥＰに応じて、マップ（図示せず）を検索することにより、ウェイストゲート弁５ｄの開度（以下「ウェイストゲート弁開度」という）の目標となる目標開度を算出し、ウェイストゲート弁開度を、この目標開度になるように制御する。
【００５５】
一方、ステップ８の判別結果がＮＯのときには、エンジン３の運転負荷域が図４に示す運転域４にあると判別して、それを表すために、ステップ１１に進み、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡを「４」に設定する。
【００５６】
次いで、ステップ１２に進み、ウェイストゲート弁５ｄの通常制御処理を実行する。この制御処理の場合、図示しないが、上述したステップ１０と同様に、エンジン回転数ＮＥ及び正味平均有効圧力ＢＭＥＰに応じて、マップ（図示せず）を検索することにより、ウェイストゲート弁開度の目標となる目標開度を算出し、ウェイストゲート弁開度を、この目標開度になるように制御する。
【００５７】
以上のステップ４，７，１０，１２のいずれかに続くステップ１３で、以下に述べるように、ＴＣモータ制御処理を実行した後、排気制御処理を終了する。
【００５８】
次に、図５を参照しながら、上述したＴＣモータ制御処理について説明する。このＴＣモータ制御処理は、以下に述べるように、ＴＣモータ５ｃの動作状態を制御するものである。
【００５９】
同図に示すように、まず、ステップ２０で、前述した運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡが「４」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、エンジン３の運転負荷域が運転域４にあるときには、ステップ３０に進み、前述したように、ＴＣモータ５ｃのゼロ電流制御処理を実行した後、本処理を終了する。それにより、ＴＣモータ５ｃは、ＰＤＵとの間で電流が流れない状態に保持される。
【００６０】
一方、ステップ２０の判別結果がＮＯで、エンジン３の運転負荷域が運転域１〜３のいずれかにあるときには、ステップ２１に進み、前述したクランク角ＣＡ及び気筒判別信号などに基づいて、１〜４番クランク角ＣＡ＃１〜＃４を算出する。
【００６１】
次いで、ステップ２２に進み、通電パラメータ算出処理を実行する。この通電パラメータ算出処理は、ＴＣモータ５ｃの制御開始タイミングや制御終了タイミングなどを算出するものであり、具体的には、図６に示すように実行される。
【００６２】
同図に示すように、まず、ステップ３０で、算出気筒の設定処理を実行する。この設定処理は、通電パラメータを算出すべき気筒である算出気筒＃ｉ（より具体的にはその気筒番号＃ｉ）を設定するものであり、具体的には、図７に示すように実行される。
【００６３】
同図に示すように、まず、ステップ５０で、１番クランク角ＣＡ＃１が１番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ１であるか否かを判別する。この１番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ１は、１番気筒＃１の膨張行程初期の所定クランク角に設定されている。
【００６４】
この判別結果がＹＥＳのときには、１番気筒用の通電パラメータを算出すべきであると判定して、それを表すために、ステップ５１に進み、気筒番号＃ｉを＃１に設定した後、本処理を終了する。
【００６５】
一方、ステップ５０の判別結果がＮＯのときには、ステップ５２に進み、２番クランク角ＣＡ＃２が２番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ２であるか否かを判別する。この２番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ２は、２番気筒＃２の膨張行程初期の所定クランク角に設定されている。
【００６６】
このステップ５２の判別結果がＹＥＳのときには、２番気筒用の通電パラメータを算出すべきであると判定して、それを表すために、ステップ５３に進み、気筒番号＃ｉを＃２に設定した後、本処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップ５２の判別結果がＮＯのときには、ステップ５４に進み、３番クランク角ＣＡ＃３が３番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ３であるか否かを判別する。この３番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ３は、３番気筒＃３の膨張行程初期の所定クランク角に設定されている。
【００６８】
このステップ５４の判別結果がＹＥＳのときには、３番気筒用の通電パラメータを算出すべきであると判定して、それを表すために、ステップ５５に進み、気筒番号＃ｉを＃３に設定した後、本処理を終了する。
【００６９】
一方、ステップ５４の判別結果がＮＯのときには、ステップ５６に進み、４番クランク角ＣＡ＃４が４番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ４であるか否かを判別する。この４番気筒用の算出クランク角ＣＡｃａｌ４は、４番気筒＃４の膨張行程初期の所定クランク角に設定されている。
【００７０】
このステップ５６の判別結果がＹＥＳのときには、４番気筒用の通電パラメータを算出すべきであると判定して、それを表すために、ステップ５７に進み、気筒番号＃ｉを＃４に設定する。
【００７１】
一方、ステップ５６の判別結果がＮＯのときには、通電パラメータを算出する必要がないことを表すために、ステップ５８に進み、気筒番号＃ｉを＃０に設定した後、本処理を終了する。
【００７２】
図６に戻り、ステップ３０で、以上のように算出気筒の設定処理を実行した後、ステップ３１に進み、ステップ３０で設定された気筒番号＃ｉが＃０であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、通電パラメータの算出が不要であるときには、そのまま本処理を終了する。
【００７３】
一方、ステップ３１の判別結果がＮＯで、＃ｉ≠＃０のときには、ステップ３２に進み、排気カム位相ＣＡＥＸに応じて、図示しないマップを検索することにより、算出気筒＃ｉにおける排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉを算出する。この開弁タイミングＥＶＯ＃ｉは、クランク角ＣＡとして算出される。
【００７４】
次いで、ステップ３３に進み、エンジン回転数ＮＥに応じて、図８に示すマップを検索することにより、モータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉを算出する。このモータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉは、算出気筒＃ｉに対するＴＣモータ５ｃの通電制御処理の実行期間に相当するものであり、クランク角ＣＡとして算出される。この図８の場合、モータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉはそれぞれ、算出気筒＃ｉから排出された燃焼ガスが電動ターボチャージャ５のタービン５ｂに到達するまでの距離に応じて設定されている。
【００７５】
次に、ステップ３４で、エンジン回転数ＮＥに基づき、モータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉの単位を時間に換算することにより、モータ制御実行時間Ｄｔ＃ｉを算出する。
【００７６】
ステップ３４に続くステップ３５で、目標回転変化量ＤＮ＃ｉを算出する。この目標回転変化量ＤＮ＃ｉ（動作量）は、タービン５ｂの回転数の変化量の目標値であり、具体的には、点火時期、排気温ＴＥＸ、吸気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥなどの運転パラメータに基づいて排気エネルギを算出し、この排気エネルギと前述した運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡの値とに基づいて算出される。この場合、目標回転変化量ＤＮ＃ｉは、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ＝１のときには、ＴＣモータ５ｃの回生制御を実行するために負値として算出され、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ＝２のときには、力行制御を実行するために正値として算出されるとともに、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ＝３のときには、運転状態に応じて、正値及び／又は負値として算出される。
【００７７】
次いで、ステップ３６に進み、要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉを算出する。この要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃが発生すべきトルク（単位：Ｎｍ）であり、具体的には、下式（１）によって算出される。
Ｔｍｏｔ＃ｉ＝（２π・Ｊ・ＤＮ＃ｉ）／（６０・Ｄｔ＃ｉ）          ……（１）
【００７８】
上式（１）において、Ｊは慣性モーメントである。この要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃの力行制御を実行するときには正値として、回生制御を実行するときには負値としてそれぞれ算出される。
【００７９】
次に、ステップ３７で、要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉに応じて、図示しないマップを検索することにより、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉを算出する。このモータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃの力行制御を実行するときには正値として、回生制御を実行するときには負値としてそれぞれ算出される。
【００８０】
ステップ３７に続くステップ３８で、下式（２）により、制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉを算出する。この制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃの制御を開始するタイミングであり、排気行程中のクランク角ＣＡとして算出される。
ＥＮｓｔ＃ｉ＝ＥＶＯ＃ｉ−ＤＥＬＡＹ＃ｉ                          ……（２）
【００８１】
この式（２）のＤＥＬＡＹ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃを制御する際の、ＴＣモータ５ｃの応答遅れを補償するための補償値（正値）である。すなわち、ＴＣモータ５ｃへの制御電流は、排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉよりも補償値ＤＥＬＡＹ＃ｉ分、早いタイミングで、ＰＤＵからＴＣモータ５ｃに出力されることになる。
【００８２】
次いで、ステップ３９に進み、下式（３）により、制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉを算出した後、本処理を終了する。この制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉは、ＴＣモータ５ｃの制御を終了するタイミングであり、クランク角ＣＡとして算出される。
ＥＮｅｎｄ＃ｉ＝ＥＮｓｔ＃ｉ＋ＤＣＡ＃ｉ                          ……（３）
【００８３】
なお、この通電パラメータ算出処理の場合、前述したステップ３５において、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ＝３であって、目標回転変化量ＤＮ＃ｉが正値及び負値の双方として算出されたときには、前述したステップ３７で、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉとして、正負の２値が算出されるとともに、前述したステップ３９で、制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉに加えて、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉの正負の２値の切換タイミングが、制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉと制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉとの間のタイミングとして算出される。
【００８４】
図５に戻り、ステップ２２で、以上のように通電パラメータ算出処理を実行した後、ステップ２３に進み、排気気筒制御処理を実行する。この排気気筒制御処理は、排気行程にある気筒（以下「排気気筒」という）に対応して、ＴＣモータ５ｃを制御するものであり、具体的には、図９に示すように実行される。
【００８５】
同図に示すように、まず、ステップ７０で、１番クランク角ＣＡ＃１に基づき、１番気筒＃１が排気行程にあるか否かを判別する。この場合の排気行程は、排気カム位相ＣＡＥＸの設定値に応じて決定されるクランク角ＣＡの所定期間である。この判別結果がＹＥＳのときには、排気気筒が１番気筒＃１であると判定して、それを表すために、ステップ７３に進み、排気気筒の気筒番号＃ｉを＃１に設定する。
【００８６】
一方、ステップ７０の判別結果がＮＯのときには、ステップ７１に進み、２番クランク角ＣＡ＃２に基づき、２番気筒＃２が排気行程にあるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、排気気筒が２番気筒＃２であると判定して、それを表すために、ステップ７４に進み、排気気筒の気筒番号＃ｉを＃２に設定する。
【００８７】
一方、ステップ７１の判別結果がＮＯのときには、ステップ７２に進み、３番クランク角ＣＡ＃３に基づき、３番気筒＃３が排気行程にあるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、排気気筒が３番気筒＃３であると判定して、それを表すために、ステップ７５に進み、排気気筒の気筒番号＃ｉを＃３に設定する。
【００８８】
一方、ステップ７２の判別結果がＮＯのときには、排気気筒が４番気筒＃４であると判定して、それを表すために、ステップ７６に進み、排気気筒の気筒番号＃ｉを＃４に設定する。
【００８９】
以上のステップ７３〜７６のいずれかに続くステップ７７で、後述する通電制御中フラグＦ＿ＥＮ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、後述する通電制御処理の実行中であるときには、後述するステップ７９に進む。
【００９０】
一方、ステップ７７の判別結果がＮＯで、後述する通電制御処理を実行中でないときには、ステップ７８に進み、排気気筒のクランク角ＣＡ＃ｉが、ＲＡＭ内に記憶されている排気気筒の制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉ以上であるか否かを判別する。
【００９１】
この判別結果がＮＯで、ＣＡ＃ｉ＜ＥＮｓｔ＃ｉが成立しているときには、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理を実行すべきではないと判定して、ステップ８２に進み、前述したステップ２４と同様に、ＴＣモータ５ｃのゼロ電流制御処理を実行する。
【００９２】
次いで、ステップ８３に進み、通電制御処理の実行中でないことを表すために、通電制御中フラグＦ＿ＥＮ＿ＯＮを「０」に設定した後、本処理を終了する。
【００９３】
一方、前述したステップ７８の判別結果がＹＥＳで、ＥＮｓｔ＃ｉ≦ＣＡ＃ｉが成立しているとき、又は前述したステップ７７の判別結果がＹＥＳで、Ｆ＿ＥＮ＿ＯＮ＝１のときには、ステップ７９に進み、ＣＡ＃ｉ＜ＥＮｅｎｄ＃ｉが成立しているか否かを判別する。
【００９４】
この判別結果がＹＥＳで、ＥＮｓｔ＃ｉ≦ＣＡ＃ｉ＜ＥＮｅｎｄ＃ｉが成立しているときには、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ８０に進み、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理を実行する。
【００９５】
具体的には、前述したステップ３７で算出されたモータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉの正負に対応して、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理又は回生制御処理が実行される。また、前述したステップ３７で、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉが、正値及び負値の双方として算出され、前述したステップ３９で、制御終了タイミングＥＮｓｔ＃ｉに加えて、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉの切換タイミングが算出されている場合には、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理及び回生制御処理がこの切換タイミングで切り換えて実行される。
【００９６】
次いで、ステップ８１に進み、通電制御処理を実行中であることを表すために、通電制御中フラグＦ＿ＥＮ＿ＯＮを「１」に設定した後、本処理を終了する。以上のように、通電制御処理を実行することにより、タービン５ｂの回転変化量が目標回転変化量ＤＮ＃ｉになるように、ＴＣモータ５ｃが制御される。
【００９７】
一方、ステップ７９の判別結果がＮＯのとき、すなわちＥＮｓｔ＃ｉ≦ＣＡ＃ｉが成立し、通電制御処理の実行期間が終了しているときには、前述したように、ステップ８２，８３を実行した後、本処理を終了する。
【００９８】
図５に戻り、ステップ２３で、以上のように排気気筒制御処理を実行した後、図５のＴＣモータ制御処理を終了する。
【００９９】
次に、図１０を参照しながら、以上のように実行される、本実施形態のＴＣモータ制御処理の原理について説明する。同図において、Ｑ１は、排気気筒＃ｉの排気ポートにおける排気流量を表しており、Ｑ２はタービン５ｂに流入する排気流量を表している。また、実線で示すＰｅｘは、本実施形態のＴＣモータ制御処理における通電制御処理（より具体的には力行制御処理）を実行したときの排気圧を表しており、破線で示すＰｅｘ＿ｅｓｔは、比較のために、通電制御処理を意図的に実行しなかったときの無制御時・排気圧を表している。
【０１００】
さらに、実線で示すＮｔは、本実施形態のＴＣモータ制御処理における通電制御処理を実行したときのタービン回転数を表しており、破線で示すＮｔ＿ｅｓｔは、比較のために、通電制御処理を意図的に実行しなかったときの無制御時・タービン回転数を表している。これに加えて、ＥＶＣ＃ｉは、排気気筒＃ｉの排気弁の閉弁タイミングを表している。
【０１０１】
同図に示すように、通電制御処理を意図的に実行しなかった場合、クランクシャフトの回転に伴って、クランク角ＣＡが排気気筒＃ｉの排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉに達すると、排気弁のリフト増大に伴って、排気流量Ｑ１が上昇した後、排気弁のリフト減少に伴って、排気流量Ｑ１が減少し、クランク角ＣＡが閉弁タイミングＥＶＣ＃ｉに達した時点で、Ｑ１＝０となる。
【０１０２】
以上の排気弁の開閉動作中、排気流量Ｑ２は、排気流量Ｑ１に対して、排気気筒＃ｉの排気通路長さに対応するむだ時間を伴って変化することになる。一方、無制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｅｓｔは、排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉよりも遅れたタイミングで上昇した後、減少する状態となり、それに起因して、無制御時・タービン回転数Ｎｔ＿ｅｓｔも、無制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｅｓｔよりも若干、遅れたタイミングで上昇した後、減少する状態となる。
【０１０３】
これに対して、本実施形態の通電制御処理を実行した場合、ＴＣモータ５ｃの応答遅れを補償するために、排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉよりも補償値ＤＥＬＡＹ＃ｉ分、手前のタイミングである制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉで、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理（具体的には力行制御処理）が開始される。それにより、タービン回転数Ｎｔは、排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉに同期して緩やかに上昇を開始し、それ以降も上昇する。そして、制御終了タイミングＥＮｓｔ＃ｉで、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理が終了した後も、タービン回転数Ｎｔは、タービン５ｂ及びＴＣモータ５ｃの慣性モーメントに起因して、短い期間上昇し、その最大値に達した後、低下する状態となる。この場合、タービン回転数Ｎｔの最大値は、無制御時・タービン回転数Ｎｔ＿ｅｓｔの最大値よりも小さくなるように抑制される。
【０１０４】
以上のようなタービン回転数Ｎｔの推移に伴い、排気圧Ｐｅｘは、無制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｅｓｔと比べて、その変動幅（振幅）が抑制された状態で推移することになる。したがって、以上の通電制御処理を各気筒で実行することにより、気筒間での排気脈動を抑制でき、内部ＥＧＲ量の気筒間でのばらつきを抑制できることになる。
【０１０５】
次に、図１１〜１３を参照しながら、本実施形態の制御装置１による排気制御処理を実行したときの制御結果の一例について説明する。なお、これらの図１１〜１３において、破線で示すＰｅｘ＿ｎｏｒは、比較のために、本実施形態の排気制御処理を意図的に実行しなかったときの通常制御時・排気圧である。
【０１０６】
まず、図１１に示すように、エンジン３の運転負荷域が運転域１にある場合、排気制御処理を実行したときの排気圧Ｐｅｘは、ウェイストゲート弁５ｄの全閉状態への制御と、ＴＣモータ５ｃの回生制御処理とによって、通常制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｎｏｒと比べて、全体として高圧側に制御される。これは、排気圧Ｐｅｘを上昇させることで、内部ＥＧＲ量の増加による熱効率の向上を図るためである。
【０１０７】
さらに、このＴＣモータ５ｃの回生制御処理では、ＴＣモータ５ｃの電力回生量は、排気圧Ｐｅｘの変動中、排気圧Ｐｅｘが上昇する際にはそれに合わせて増大するように制御され、排気圧Ｐｅｘが低下する際にはそれに合わせて減少するように制御される。その結果、排気圧Ｐｅｘは、通常制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｎｏｒと比べて、その振幅すなわち排気脈動が抑制された状態になる。これは、排気脈動を抑制することで、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制するためである。
【０１０８】
また、図１２に示すように、エンジン３の運転負荷域が運転域２にある場合、排気制御処理を実行したときの排気圧Ｐｅｘは、ウェイストゲート弁５ｄの全開状態への制御と、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理とによって、通常制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｎｏｒと比べて、全体として低圧側に制御される。これは、排気圧Ｐｅｘを低下させ、内部ＥＧＲ量を低下させることで、圧縮開始温度を低下させ、それによって、ノッキングの発生を抑制し、熱効率を向上させるためである。
【０１０９】
さらに、このＴＣモータ５ｃの力行制御処理では、ＴＣモータ５ｃの回転数は、排気圧Ｐｅｘの変動中、排気圧Ｐｅｘが上昇する際にはそれに合わせて増大するように制御され、排気圧Ｐｅｘが低下する際にそれに合わせて減少するように制御される。その結果、排気圧Ｐｅｘは、通常制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｎｏｒと比べて、その振幅すなわち排気脈動が抑制された状態になる。これは、前述したように、排気脈動を抑制することで、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制するためである。
【０１１０】
一方、図１３に示すように、エンジン３の運転負荷域が運転域３にある場合、排気制御処理を実行したときの排気圧Ｐｅｘは、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理によって、通常制御時・排気圧Ｐｅｘ＿ｎｏｒと比べて、その振幅すなわち排気脈動が抑制された状態になる。これは、前述したように、排気脈動を抑制することで、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制するためである。
【０１１１】
なお、この図１３に示す制御結果の場合、ＴＣモータ５ｃの通電制御処理としては、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理及び回生制御処理の双方が実行されており、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理は、排気圧Ｐｅｘの変動中、排気圧Ｐｅｘが上昇する際にそれに合わせて実行される。また、ＴＣモータ５ｃの回生制御処理は、排気圧Ｐｅｘが低下する際にはそれに合わせて実行される。
【０１１２】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、ＴＣモータ制御処理において、排気カム位相ＣＡＥＸに応じて、算出気筒＃ｉにおける排気弁の開弁タイミングＥＶＯ＃ｉを算出し、エンジン回転数ＮＥに応じて、モータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉを算出し、開弁タイミングＥＶＯ＃ｉ及びモータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉに基づいて、ＴＣモータ５ｃの制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉ及び制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉが算出される。
【０１１３】
また、エンジン３の運転負荷域に応じて、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡを設定し、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ及び排気エネルギに基づいて、目標回転変化量ＤＮ＃ｉを算出し、モータ制御実行期間ＤＣＡ＃ｉを時間に換算したモータ制御実行時間Ｄｔ＃ｉ及び目標回転変化量ＤＮ＃ｉなどに基づいて、要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉを算出するとともに、要求モータトルクＴｍｏｔ＃ｉに応じて、モータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉを算出する。そして、排気行程気筒＃ｉにおいて、以上のように算出したモータ制御電流Ｉｍｏｔ＃ｉ、制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉ及び制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉに基づいて、ＴＣモータ５ｃの力行制御処理及び／又は回生制御処理が実行される。それにより、タービン５ｂの回転変化量が目標回転変化量ＤＮ＃ｉになるように、ＴＣモータ５ｃが制御される。
【０１１４】
以上のように、ＴＣモータ制御処理が実行されるので、排気圧Ｐｅｘを気筒ごとに制御することができ、それにより、排気ポートからタービン５ｂまでの排気通路の長さの差異などに起因して、排気脈動の大きさが気筒間でばらつく状態のときでも、それを適切に抑制することができる。その結果、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを適切に抑制できることで、燃焼変動及びトルク変動を抑制でき、運転性を向上させることができる。その結果、商品性を向上させることができる。
【０１１５】
また、運転域フラグＦ＿ＡＲＥＡ及び排気エネルギに基づいて、目標回転変化量ＤＮ＃ｉが算出されるので、運転負荷域の変化に伴って、最適な内部ＥＧＲ量の変化を反映させながら、目標回転変化量ＤＮ＃ｉを算出することができ、そのような目標回転変化量ＤＮ＃ｉを用いて、ＴＣモータ５ｃを制御することによって、最適な内部ＥＧＲ量を確保することができる。
【０１１６】
さらに、電動ターボチャージャ５のＴＣモータ５ｃは、油圧、空気圧及び機械エネルギを動力とする場合と比べて、高い応答性を備えているので、排気行程気筒＃ｉにおいて、目標回転変化量ＤＮ＃ｉを迅速に実現することができ、排気圧Ｐｅｘを迅速に制御することができる。それにより、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきを的確に抑制することができる。
【０１１７】
また、排気カム位相ＣＡＥＸに応じて、制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉ及び制御終了タイミングＥＮｅｎｄ＃ｉが算出されるので、排気カム位相ＣＡＥＸが変化し、排気弁の開閉タイミングが変化することで、内部ＥＧＲ量が変化するときでも、それに応じて、ＴＣモータ５ｃを適切なタイミングで制御することができる。それにより、気筒間の内部ＥＧＲ量のばらつきをより的確に抑制することができる。
【０１１８】
なお、実施形態は、排気圧変更機構として、電動ターボチャージャ５を用いた例であるが、本発明の排気圧変更機構はこれに限らず、排気通路内の圧力を変更可能なものであればよい。例えば、通常のターボチャージャを備えた内燃機関の排気通路において、排気圧変更機構としての電動式のパワータービンをターボチャージャのタービンと並列又は直列に設けてもよい。
【０１１９】
また、実施形態は、排気圧変更機構の動作量として、目標回転変化量ＤＮ＃ｉを用いた例であるが、本発明の動作量はこれらに限らず、排気圧変更機構の動作量に相当する値であればよい。例えば、排気圧変更機構としての電動式のパワータービンを用いた場合には、このパワータービンの回転変化量を用いてもよい。
【０１２０】
さらに、実施形態は、バルブタイミング変更機構として、可変排気カム位相機構８を用いた例であるが、本発明のバルブタイミング変更機構はこれに限らず、排気弁及び吸気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更可能なものであればよい。例えば、バルブタイミング変更機構として、可変排気カム位相機構８に加えて、吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する相対的な位相（以下「吸気カム位相」という）を無段階に進角側又は遅角側に変更する可変吸気カム位相機構を用いてもよい。このように、可変排気カム位相機構８及び可変吸気カム位相機構の双方を用いた場合には、排気カム位相ＣＡＥＸ及び吸気カム位相に応じて、ＴＣモータ制御を実行すればよく、可変吸気カム位相機構のみを用いた場合には、吸気カム位相に応じて、ＴＣモータ制御を実行すればよい。
【０１２１】
一方、実施形態は、制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉを、排気行程中のクランク角ＣＡとして算出した例であるが、この制御開始タイミングＥＮｓｔ＃ｉを、膨張行程の後期のタイミング（クランク角ＣＡ）として算出してもよい。その場合には、ステップ７０〜７２において、１〜３番気筒が膨張行程の後期のタイミングから排気行程の後期のタイミング（終了時を含むタイミング）までの間にあるか否かを判別すればよい。
【０１２２】
また、実施形態は、本発明の制御装置を車両用の内燃機関に適用した例であるが、本発明の制御装置は、これに限らず、船舶用の内燃機関や、他の産業機器用の内燃機関にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  制御装置
２  ＥＣＵ（動作量設定手段、制御手段）
３  内燃機関
＃１  １番気筒
＃２  ２番気筒
＃３  ３番気筒
＃４  ４番気筒
５  電動ターボチャージャ（排気圧変更機構）
５ａ  コンプレッサ
５ｂ  タービン
５ｃ  ＴＣモータ（電動機）
８  可変排気カム位相機構（バルブタイミング変更機構）
９  排気通路
Ｐｅｘ  排気圧
ＤＮ＃ｉ  目標回転変化量（動作量、タービンの回転変化量）
ＣＡＥＸ  排気カム位相（バルブタイミングの変更状態）
【図１】
2018017200.tif 000003
【図２】
2018017200.tif 000004
【図３】
2018017200.tif 000005
【図４】
2018017200.tif 000006
【図５】
2018017200.tif 000007
【図６】
2018017200.tif 000008
【図７】
2018017200.tif 000009
【図８】
2018017200.tif 000010
【図９】
2018017200.tif 000011
【図１０】
2018017200.tif 000012
【図１１】
2018017200.tif 000013
【図１２】
2018017200.tif 000014
【図１３】
2018017200.tif 000015