(57)【要約】【課題】過給機付きエンジンにおいて、減速時の過給圧のオーバーシュート発生を回避し、部品の耐久性を向上させる。【解決手段】過給機付きエンジンは、過給機のタービンを迂回するバイパス通路が設けられており、そのバイパス通路にはウェストゲートアクチュエータにてバイパス通路の流路面積が調整されるウェストゲートバルブが設けられており、ＥＣＵ（５０）は、高負荷運転時からの減速の際には、ウェストゲートバルブの流路面積を拡大させるとともに、スロットル上流圧力が所定値未満に低下することを確認してからスロットルを閉じることにより、確実にスロットル上流圧力のオーバーシュートを回避することができる。【選択図】図４
2015200185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、
排気路に設けられたタービンと、
前記スロットルバルブの上流側に設けられ、前記タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、
前記タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、
前記ウェストゲートバルブを駆動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ェストゲートバルブ駆動部と、
前記過給機の下流から前記スロットルバルブ間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、
アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、
運転状態に応じて前記ウェストゲートバルブおよび前記スロットルバルブを制御する電子制御ユニットと
備え、
前記電子制御ユニットは、
前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断し、
前記高負荷運転であると判断した後に、前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量が前記第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、前記高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断し、
前記減速運転領域に入ったと判断した場合には、前記ウェストゲートバルブ駆動部を介して前記ウェストゲートバルブを全開にするとともに、前記スロットルバルブを全開にし、
前記減速運転領域に入ったと判断して前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、前記スロットルバルブを全閉にする
内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のスロットル制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
前記減速運転領域に入ったと判断して前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力以上である状態が、あらかじめ決められた時間を経過した場合には、前記スロットルバルブを全閉にする
内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、
排気路に設けられたタービンと、
前記スロットルバルブの上流側に設けられ、前記タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、
前記タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、
前記ウェストゲートバルブを駆動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ェストゲートバルブ駆動部と、
前記過給機の下流から前記スロットルバルブ間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、
アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、
運転状態に応じて前記ウェストゲートバルブおよび前記スロットルバルブを制御する電子制御ユニットと
備えた内燃機関のスロットル制御装置において、前記電子制御ユニットにより実行される内燃機関のスロットル制御方法であって、
前記電子制御ユニットにおいて、
前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断する第１ステップと、
前記第１ステップにより前記高負荷運転であると判断された後に、前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量が前記第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、前記高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断する第２ステップと、
前記第２ステップにより前記減速運転領域に入ったと判断された場合には、前記ウェストゲートバルブ駆動部を介して前記ウェストゲートバルブを全開にするとともに、前記スロットルバルブを全開に制御する第３ステップと、
前記第３ステップにより前記減速運転領域に入ったと判断され前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、前記スロットルバルブを全閉に制御する第４ステップと
を備える内燃機関のスロットル制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、過給エンジン車両に搭載される内燃機関のスロットル制御装置および内燃機関のスロットル制御方法に関するものであり、特に、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際の制御方法を工夫することで、部品の耐久性を向上させることができる点に着目したものである。
【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、排出ガスでタービンを回転させて動かす過給機をエンジンの吸気路に搭載するターボチャージャーが知られている。このターボチャージャーを使用する場合においては、高回転高負荷では、必要以上に過給圧が増加して、エンジンを破損させるおそれがある。
【０００３】
このため、通常、タービン上流に設けられた排気バイパス通路を利用して、エンジンの吸気路の圧力（過給圧）を適正レベルに制御している。具体的には、排気バイパス路に設けられたウェストゲートバルブ（以下、ＷＧＶと称す）を開閉制御することで、排気路内を流れる排出ガスの一部をバイパス通路へと分流させて、排出ガスのタービンへの流入量を調節することにより、過給圧を適正レベルに制御している。
【０００４】
一般に、ＷＧＶは、正圧式アクチュエータを用いて駆動される。エンジンの吸気路（特に、圧力が上昇するスロットルバルブ上流部）とウェストゲートアクチュエータ（以下、ＷＧＡと称す）が接続されており、エンジンの吸気路の圧力が大気圧より大きくなると、ＷＧＡの動作が可能となる仕組みとなっている。
【０００５】
ただし、エンジンの吸気路の圧力が所定値以上なければ、ＷＧＶの開度を操作することができない。そこで、近年、ＷＧＡを電動化して、吸気路の圧力によらず、必要なときにＷＧＶの操作が可能となるようなシステムが提案されている。
【０００６】
このような従来技術の１つとして、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際には、スロットル開度の閉じ量に応じてＷＧＶの開度を拡大し、エンジンの吸気路の圧力（以下スロットル上流圧）上昇を速やかに低下させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１に開示された従来の方法では、スロットル開度が大きい高負荷運転から、スロットル開度が全閉または全閉近くまで閉じられるときには、ＷＧＶを全開付近まで開いている。しかしながら、スロットル開度が全閉状態では、惰性で回転するタービンと一体に回転する圧縮機の圧力の影響により、スロットル上流圧が過大に上昇する問題が残る。
【０００８】
そこで、別の従来技術として、ＷＧＶの開度とともにスロットル開度も制御し、吸入空気量を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２４６８００号公報
【特許文献２】特開２００８−２９７９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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２に開示された従来の方法では、減速指示がなされてからスロットルを閉じる際に、実吸入空気量に遅れが発生するようにスロットル開度を制御した場合には、スロットルが急激に閉じられることはない。従って、スロットル上流圧が過大に上昇する問題を抑制する効果は期待できるが、運転状態（特許文献２の図５中の※５参照）によって、スロットルが急激に閉じることがあり、スロットル上流圧が過大に上昇する問題が発生しうる。また、スロットル上流圧をモニタしていないため、スロットル上流圧の上昇を確実に回避できない問題がある。
【００１１】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、スロットル上流圧のオーバーシュートの発生を回避し、部品の耐久性を向上させることのできる内燃機関のスロットル制御装置および内燃機関のスロットル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】
【００１２】
本発明に係る内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、排気路に設けられたタービンと、スロットルバルブの上流側に設けられ、タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、ウェストゲートバルブを駆動することによりバイパス通路の流路断面積を変更するウェストゲートバルブ駆動部と、過給機の下流からスロットルバルブ間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、運転状態に応じてウェストゲートバルブおよびスロットルバルブを制御する電子制御ユニットと備え、電子制御ユニットは、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断し、高負荷運転であると判断した後に、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量が第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断し、減速運転領域に入ったと判断した場合には、ウェストゲートバルブ駆動部を介してウェストゲートバルブを全開にするとともに、スロットルバルブを全開にし、減速運転領域に入ったと判断してスロットルバルブを全開にした後に、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力が閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、スロットルバルブを全閉にするものである。
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関のスロットル制御方法は、内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、排気路に設けられたタービンと、スロットルバルブの上流側に設けられ、タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、ウェストゲートバルブを駆動することによりバイパス通路の流路断面積を変更するウェストゲートバルブ駆動部と、過給機の下流からスロットルバルブ間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、運転状態に応じてウェストゲートバルブおよびスロットルバルブを制御する電子制御ユニットと備えた内燃機関のスロットル制御装置において、電子制御ユニットにより実行される内燃機関のスロットル制御方法であって、電子制御ユニットにおいて、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断する第１ステップと、第１ステップにより高負荷運転であると判断された後に、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量が第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断する第２ステップと、第２ステップにより減速運転領域に入ったと判断された場合には、ウェストゲートバルブ駆動部を介してウェストゲートバルブを全開にするとともに、スロットルバルブを全開に制御する第３ステップと、第３ステップにより減速運転領域に入ったと判断されスロットルバルブを全開にした後に、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力が閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、スロットルバルブを全閉に制御する第４ステップとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際に、ウェストゲートバルブ開度とスロットル開度を全開にし、スロットル上流圧が所定値未満に低下したことを確認した後に、スロットル開度を閉じる制御を行うことにより、スロットル上流圧のオーバーシュートの発生を回避し、部品の耐久性を向上させることのできる内燃機関のスロットル制御装置および内燃機関のスロットル制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関（エンジン）の概略構成を示す図である。
【図２】従来技術により高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する場合の挙動を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における内燃機関のスロットル制御装置により高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する場合の挙動を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における内燃機関のスロットル制御装置の制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるＥＣＵによるスロットル制御およびウェストゲート制御の一連動作を示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２におけるＥＣＵによるスロットル制御およびウェストゲート制御の一連動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の内燃機関のスロットル制御装置および内燃機関のスロットル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。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関（エンジン）の概略構成を示す図である。エンジン１０は、燃焼室１１を有しており、インテークマニホールド２２を介して、吸気路２０と排気路３０が接続されている。排気路３０の途中には、ターボチャージャー３２のタービンハウジング３２ｃが設けられ、タービンハウジング３２ｃより上流の部位と下流の部位との間には、タービンホイール３２ｄを迂回するバイパス通路３３が設けられている。
【００１８】
バイパス通路３３の途中には、ウェストゲートアクチュエータ（ＷＧＡ）３３ｂにてバイパス通路３３の流路面積の調整が可能なウェストゲートバルブ（ＷＧＶ）３３ａが設けられている。排気路３０において、バイパス通路３３の接続部よりも下流側には、触媒３１が設けられている。
【００１９】
一方、吸気路２０の途中には、ターボチャージャー３２の圧縮機ハウジング３２ａが設けられ、圧縮機ハウジング３２ａの下流には、インタークーラー２１が設けられている。インタークーラー２１より下流の吸気路２０には、スロットルバルブ（ＴＨＶ）２３が設けられている。吸気路２０は、インテークマニホールド２２を介してエンジン１０へ接続される。
【００２０】
ＴＨＶ２３は、スロットルモータ２３ａにより開閉が行われ、開閉制御されたＴＨＶの開度は、スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）２３ｂにて検出される。また、圧縮機ハウジング３２ａの下流からスロットルバルブ２３の間には、スロットル上流圧力センサ（Ｐｔ）４１が取り付けられている。
【００２１】
ターボチャージャー３２においては、タービンハウジング３２ｃとその内部に設けられたタービンホイール３２ｄにより、遠心式タービンが構成され、圧縮機ハウジング３２ａとその内部に設けられた圧縮機ホイール３２ｂにより、遠心式圧縮機が構成される。タービンホイール３２ｄと圧縮機ホイール３２ｂは、タービンシャフトにより同軸に連結されている。そして、排出ガスによってタービンホイール３２ｄが回転駆動されたとき、圧縮機ホイール３２ｂも回転駆動され、吸気路２０内の吸気を過給するようになっている。
【００２２】
また、エンジン１０には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０が併設されている。そして、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）４４、および、図１では図示していないが、クランク回転速度センサおよび水温、吸気温、車速等の各種センサ、のそれぞれの出力信号が、ＥＣＵ５０に入力されている。スロットルモータ２３ａ、ＷＧＡ３３ｂ等のアクチュエータは、このＥＣＵ５０によって駆動制御されている。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジンの運転状態に応じて、エンジン１０の各種制御を実施する。
【００２４】
すなわち、ＥＣＵ５０には、前記各種センサから各々検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ５０は、随時入力される各種の検出信号に基づいて、燃料噴射量や点火時期等を算出し、燃料噴射装置や点火装置等の駆動制御を実施する。
【００２５】
また、ＥＣＵ５０は、各種センサによる検出信号に基づいて、運転者が要求するエンジン出力を算出することにより、目標スロットル開度を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、算出した目標スロットル開度、およびスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）２３ｂの信号に基づいて、スロットルモータ２３ａを駆動し、スロットルバルブ（ＴＨＶ）２３の開度を調整している。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ５０は、スロットル開度制御に並行して、その都度要求されるＷＧＶ開度となるように、ＷＧＶ開度制御を実施する。これらスロットル開度制御とＷＧＶ開度制御により、運転者が要求するエンジン出力が実現される。
【００２７】
ところで、前述の通り、従来技術では、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際に、ＷＧＶを全開にはするが、アクセル開度に応じてスロットル開度を閉じるため、スロットル上流圧が過剰に上昇する場合があった。
【００２８】
図２は、従来技術により高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する場合の挙動を示すタイミングチャートである。最初に、アクセル開度が全開から全閉付近に変化し、その変化が検出されると、ＷＧＶ開度が全開に制御される。ＷＧＶ開度が全開になると、タービン回転数は、徐々に低下する。
【００２９】
ここで、従来技術では、アクセル開度の全閉と同時に、スロットル開度も全閉にしており、タービンの惰性回転による過給によって、スロットル上流圧が上昇してしまう。
【００３０】
これに対して、図３は、本発明の実施の形態１における内燃機関のスロットル制御装置により高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する場合の挙動を示すタイミングチャートである。
【００３１】
最初に、ＥＣＵ５０は、アクセル開度が全開から全閉付近に変化したことを検出すると、ＷＧＶ開度を全開に制御する。ＷＧＶ開度を全開にすると、タービン回転数は、徐々に低下するが、タービンの惰性回転中は、過給が発生している。そこで、本実施の形態１におけるＥＣＵ５０は、スロットルを全閉にしたときにスロットル上流圧の過剰な上昇が発生することを回避するため、ＷＧＶを全開にすると同時にスロットル開度を全開にしている。
【００３２】
前記スロットル開度を全開にしているＴ１の間は、インマニ圧の低下が遅れ、エンジンブレーキ効果が遅れる。しかしながら、ＥＣＵ５０は、スロットル上流圧が所定値以下になった時刻（すなわち、Ｔ１経過後の時刻）に、スロットル開度を全閉にしている。これにより、直ちにインマニ圧が低下して、エンジンブレーキ効果が回復するため、運転者がエンジンブレーキ効果低下を感じることを防止できる。
【００３３】
また、スロットル開度を全閉にした時点で、タービンの惰性回転による過給により、再びスロットル上流圧が上昇する。しかしながら、本実施の形態１のようにＴ１経過後の時刻にスロットル開度を全閉に制御することで、アクセル開度の全開と同時にスロットル開度を全閉にした従来方法の場合に比べ、スロットル上流圧の上昇ピーク値が低減され、吸気部品へのダメージが軽減できることとなる。
【００３４】
次に、本実施の形態１における内燃機関のスロットル制御装置における具体的な構成、および一連の制御処理について、図面を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１における内燃機関のスロットル制御装置の制御ブロック図である。より具体的には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際のＥＣＵ５０によるＴＨＶ制御機能およびＷＧＶ制御機能の概要を示す制御ブロック図である。
【００３５】
図４に示した本実施の形態１におけるＥＣＵ５０は、電動ウェストゲート目標開度演算部５１、スロットル上流圧抑制判定部５２、スロットル目標開度演算部５３、電動ウェストゲート開度設定部５４、電動ウェストゲート制御部５５、スロットル閉開度抑制部５６、および電子スロットル制御部５７を備えて構成されている。
【００３６】
電動ウェストゲート目標開度演算部５１は、Ｐｔ４１および各種センサ４５からの入力信号をもとに、電動ウェストゲート目標開度（ＷＴａ）を算出する。スロットル上流圧抑制判定部５２は、ＡＰＳ４４およびＰｔ４１の入力情報をもとに、スロットル上流圧抑制要求を決定する。スロットル目標開度演算部５３は、ＡＰＳ４４および各種センサ４５からの入力信号をもとに、運転者が要求するエンジンの出力に見合うスロットル目標開度（ＴＴａ）を算出する。
【００３７】
電動ウェストゲート開度設定部５４は、スロットル上流圧抑制判定部５２にて判定されたスロットル上流圧抑制要求から、電動ウェストゲート目標開度演算部５１より算出された電動ウェストゲート目標開度（ＷＴａ）を最終電動ウェストゲート開度（ＷＴａｌｓｔ）とするか否かを判定する。
【００３８】
電動ウェストゲート制御部５５は、電動ウェストゲート開度設定部５４より判定された最終電動ウェストゲート開度（ＷＴａｌｓｔ）に基づき、ＷＧＡ３３ｂを駆動する。
【００３９】
スロットル閉開度抑制部５６は、スロットル上流圧抑制判定部５２にて判定されたスロットル上流圧抑制要求から、スロットル目標開度演算部５３で算出されたスロットル目標開度（ＴＴａ）を最終スロットル開度（ＴＴａｌｓｔ）に設定するか否かを判定する。
【００４０】
電子スロットル制御部５７は、スロットル閉開度抑制部５６より判定された最終スロットル開度（ＴＴａｌｓｔ）と、ＴＰＳ２３ｂの入力信号との偏差に基づいて、ＴＨＶ２３をフィードバック制御する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ５０により実現される制御内容の一連動作について、フローチャートを用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるＥＣＵ５０によるスロットル制御およびウェストゲート制御の一連動作を示したフローチャートである。具体的には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ、減速する際の、ＴＨＶ制御処理ならびにＷＧＶ制御処理を示すフローチャートであり、所定の時間周期で繰り返し実行される。
【００４２】
ステップＳ１０１とステップＳ１０２において、スロットル上流圧抑制判定部５２は、Ｐｔ４１により検出されたスロットル上流圧力と、ＡＰＳ４４により検出されたアクセル開度に基づいて、高負荷運転であるか否かを判定する。具体的には、スロットル上流圧抑制判定部５２は、ステップＳ１０１において、スロットル上流圧が所定値（あらかじめ決められた閾値圧力に相当）以上か否かを判定し、所定値未満、すなわち過給圧が低ければ、ステップＳ１０８に進み、スロットル上流圧抑制要求フラグをクリアし、抑制動作を禁止する。
【００４３】
また、スロットル上流圧抑制判定部５２は、ステップＳ１０２において、アクセル開度が所定値以上（あらかじめ決められた第１閾値開度に相当し、全開付近に相当）開いていれば、ステップＳ１０３に進み、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタを０にして、スロットル上流圧抑制実行可能状態にする。一方、スロットル上流圧抑制判定部５２は、アクセル開度が所定値未満であれば、ステップＳ１０４に進む。
【００４４】
さらに、スロットル上流圧抑制判定部５２は、ステップＳ１０４において、アクセル開度が所定値以下（あらかじめ決められた第２閾値開度に相当し、全閉付近に相当）か否かを判定し、所定値を超えている、すなわち減速ではないと判定した場合には、ステップＳ１０８に進み、スロットル上流圧抑制要求フラグをクリアし、抑制動作を禁止する。一方、スロットル上流圧抑制判定部５２は、減速と判定した場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００４５】
そして、スロットル上流圧抑制判定部５２は、ステップＳ１０５において、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタを確認し、０、すなわち一回も抑制動作が実行されていない場合には、ステップＳ１０６に進み、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタを１に設定し、さらに、ステップＳ１０７において、スロットル上流圧抑制要求フラグをセットする。
【００４６】
一方、スロットル上流圧抑制判定部５２は、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタを確認し、０でない、すなわち抑制動作が一回実行されていた場合には、何も処理せずに、ステップＳ１０９に進む。
【００４７】
次に、ステップＳ１０９〜ステップＳ１１２において、電動ウェストゲート開度設定部５４および電動ウェストゲート制御部５５により、ウェストゲートバルブの開度制御が行われるとともに、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１６において、スロットル閉開度抑制部５６および電子スロットル制御部５７により、スロットルバルブの開度制御が行われる。
【００４８】
まず、ウェストゲートバルブの開度制御を行うために、ステップＳ１０９において、電動ウェストゲート開度設定部５４は、スロットル上流圧抑制要求フラグがセット状態では、ステップＳ１１０にてウェストゲートバルブの最終目標開度として全開を設定し、ステップＳ１１２に進む。
【００４９】
一方、ステップＳ１０９において、電動ウェストゲート開度設定部５４は、スロットル上流圧抑制要求フラグがセット状態でなければ、ステップＳ１１１にて電動ウェストゲート目標開度演算部５１より算出された電動ウェストゲート目標開度（ＷＴａ）を、ウェストゲートバルブの最終目標開度として設定し、ステップＳ１１２に進む。
【００５０】
そして、ステップＳ１１２において、電動ウェストゲート制御部５５は、電動ウェストゲート開度設定部５４によりステップＳ１１０またはステップＳ１１１において設定されたウェストゲート最終目標開度となるように、ウェストゲートバルブを切り替え制御する。
【００５１】
次に、スロットルバルブの開度制御を行うために、ステップＳ１１３において、スロットル閉開度抑制部５６は、スロットル上流圧抑制要求フラグがセット状態では、ステップＳ１１４にてスロットル最終目標開度として全開を設定し、ステップＳ１１６に進む。
【００５２】
一方、ステップＳ１１３において、スロットル閉開度抑制部５６は、スロットル上流圧抑制要求フラグがセット状態でなければ、ステップＳ１１５にてスロットル目標開度演算部５３により算出されたスロットル目標開度（ＴＴａ）を、スロットル最終目標開度として設定し、ステップＳ１１６に進む。
【００５３】
そして、ステップＳ１１６において、電子スロットル制御部５７は、スロットル閉開度抑制部５６によりステップＳ１１４またはステップＳ１１５において設定されたスロットル最終目標開度となるように、ＴＰＳ２３ｂの検出結果を用いて、スロットルバルブの開度をフィードバック制御する。
【００５４】
以上のように、実施の形態１によれば、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際に、ＷＧＶ開度とスロットル開度を全開にし、スロットル上流圧が所定値未満に低下したことを確認した後に、スロットル開度を閉じる制御を行っている。直ちにスロットル開度を閉じた場合には、タービンの慣性による過給効果の影響で、スロットル上流圧力が過大に上昇し、部品に悪影響を及ぼす。そこで、実施の形態１によるこのような制御を行うことで、惰性で回転するタービンによるスロットル上流圧上昇のピークを抑え、部品の耐久性を確保することができる。
【００５５】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速する際に、ＷＧＶ開度とスロットル開度を全開にし、スロットル上流圧が所定値以上低下したことを確認した後に、スロットル開度を閉じる制御を行っていた。これに対して、本実施の形態２では、スロット開度を閉じる制御を行うタイミングのさらなる改善を図る場合について説明する。
【００５６】
図６は、本発明の実施の形態２におけるＥＣＵ５０によるスロットル制御およびウェストゲートバルブ制御の一連動作を示したフローチャートである。具体的には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ、減速する際の、ＴＨＶ制御処理ならびにＷＧＶ制御処理を示すフローチャートであり、所定の時間周期で繰り返し実行される。
【００５７】
先の実施の形態１における図５に示したフローチャートと比較すると、本実施の形態２における図６に示したフローチャートは、ステップＳ２００〜ステップＳ２０２がさらに追加されている点が異なっている。そこで、これらの追加ステップを中心に、以下に説明する。
【００５８】
ステップＳ１０５において、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタが０であった場合には、ステップＳ２００に進む。そして、ステップＳ２００において、スロットル上流圧抑制判定部５２は、スロットル上流圧抑制禁止カウンタに０を設定し、クリアする。ここで、スロットル上流圧抑制禁止カウンタは、スロットル上流圧抑制制御を実行した時間を計測するカウンタであり、スロットル上流圧抑制要求フラグセットのタイミングであるステップＳ２００で０にクリアする。
【００５９】
一方、ステップＳ１０５において、スロットル上流圧抑制実行回数カウンタが０でなかった場合には、ステップＳ２０１に進む。そして、ステップＳ２０１において、スロットル上流圧抑制判定部５２は、スロットル上流圧抑制禁止カウンタをインクリメントする。
【００６０】
さらに、その次のステップＳ２０２において、スロットル上流圧抑制判定部５２は、インクリメントされたスロットル上流圧抑制禁止カウンタが所定値に達したか否か（すなわち、所定時間が経過したか否か）を判断する。そして、スロットル上流圧抑制判定部５２は、所定時間（例えば、２００ｍｓ）が経過したと判断した場合には、ステップＳ１０８に進み、スロットル上流圧抑制要求フラグをクリアする。一方、スロットル上流圧抑制判定部５２は、所定時間が経過していないと判断した場合には、何もせずステップＳ１０９に進むこととなる。
【００６１】
以上のようなステップＳ２００〜ステップＳ２０２を追加することで、スロットル上流圧抑制要求フラグがセットされてから所定時間が経過したことによっても、スロットル上流圧抑制要求フラグをクリアすることができる。このように、高負荷運転から減速動作をする際に、スロットル開度を全開としておく期間を所定時間に限定することで、エンジンブレーキへの影響を最小にとどめることができ、あるいは、加速継続による異常状態を回避することができる。
【００６２】
以上のように、実施の形態２によれば、スロットル上流圧抑制要求フラグがセットされてから所定時間が経過したことによっても、スロットル上流圧抑制要求フラグをクリアすることができる処理が追加されている。この結果、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、エンジンブレーキへの影響を最小にとどめることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  エンジン、１１  燃焼室、２０  吸気路、２１  インタークーラー、２２  インテークマニホールド、２３  ストッロルバルブ（ＴＨＶ）、２３ａ  スロットルモータ、２３ｂ  スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）、３０  排気路、３１  触媒、３２  ターボチャージャー、３２ａ  圧縮機ハウジング、３２ｂ  圧縮機ホイール、３２ｃ  タービンハウジング、３２ｄ  タービンホイール、３３  バイパス通路、３３ａ  ウェストゲートバルブ（ＷＧＶ）、３３ｂ  ウェストゲートアクチュエータ（ＷＧＡ）、４１  スロットル上流圧力センサ（Ｐｔ）、４４  アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）、４５  各種センサ、５０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、５１  電動ウェストゲート目標開度演算部、５２  スロットル上流圧抑制判定部、５３  スロットル目標開度演算部、５４  電動ウェストゲート開度設定部、５５  電動ウェストゲート制御部、５６  スロットル閉開度抑制部、５７  電子スロットル制御部。
【図１】
2015200185.tif 000003
【図２】
2015200185.tif 000004
【図３】
2015200185.tif 000005
【図４】
2015200185.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015200185.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月3日(2015.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、排気路に設けられたタービンと、スロットルバルブの上流側に設けられ、タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、ウェストゲートバルブを駆動することによりバイパス通路の流路断面積を変更するウェストゲートバルブ駆動部と、圧縮機の下流からスロットルバルブまでの間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、運転状態に応じてウェストゲートバルブおよびスロットルバルブを制御する電子制御ユニットとを備え、電子制御ユニットは、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断し、高負荷運転であると判断した後に、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量が第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断し、減速運転領域に入ったと判断した場合には、ウェストゲートバルブ駆動部を介してウェストゲートバルブを全開にするとともに、スロットルバルブを全開にし、減速運転領域に入ったと判断してスロットルバルブを全開にした後に、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力が閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、スロットルバルブを全閉にするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関のスロットル制御方法は、内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、排気路に設けられたタービンと、スロットルバルブの上流側に設けられ、タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、ウェストゲートバルブを駆動することによりバイパス通路の流路断面積を変更するウェストゲートバルブ駆動部と、圧縮機の下流からスロットルバルブまでの間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、運転状態に応じてウェストゲートバルブおよびスロットルバルブを制御する電子制御ユニットとを備えた内燃機関のスロットル制御装置において、電子制御ユニットにより実行される内燃機関のスロットル制御方法であって、電子制御ユニットにおいて、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断する第１ステップと、第１ステップにより高負荷運転であると判断された後に、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度量が第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断する第２ステップと、第２ステップにより減速運転領域に入ったと判断された場合には、ウェストゲートバルブ駆動部を介してウェストゲートバルブを全開にするとともに、スロットルバルブを全開に制御する第３ステップと、第３ステップにより減速運転領域に入ったと判断されスロットルバルブを全開にした後に、スロットル上流圧力検出部により検出されたスロットル上流圧力が閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、スロットルバルブを全閉に制御する第４ステップとを備えるものである。
【手続補正３】
【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】
内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、
排気路に設けられたタービンと、
前記スロットルバルブの上流側に設けられ、前記タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、
前記タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、
前記ウェストゲートバルブを駆動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ェストゲートバルブ駆動部と、
前記圧縮機の下流から前記スロットルバルブまでの間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、
アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、
運転状態に応じて前記ウェストゲートバルブおよび前記スロットルバルブを制御する電子制御ユニットと
を備え、
前記電子制御ユニットは、
前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断し、
前記高負荷運転であると判断した後に、前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量が前記第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、前記高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断し、
前記減速運転領域に入ったと判断した場合には、前記ウェストゲートバルブ駆動部を介して前記ウェストゲートバルブを全開にするとともに、前記スロットルバルブを全開にし、
前記減速運転領域に入ったと判断して前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、前記スロットルバルブを全閉にする
内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のスロットル制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
前記減速運転領域に入ったと判断して前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力以上である状態が、あらかじめ決められた時間を経過した場合には、前記スロットルバルブを全閉にする
内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気路に設けられたスロットルバルブと、
排気路に設けられたタービンと、
前記スロットルバルブの上流側に設けられ、前記タービンと一体に回転する圧縮機とを有する過給機と、
前記タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェストゲートバルブと、
前記ウェストゲートバルブを駆動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ェストゲートバルブ駆動部と、
前記圧縮機の下流から前記スロットルバルブまでの間の圧力をスロットル上流圧力として検出するスロットル上流圧力検出部と、
アクセル開度量を検出するアクセル開度検出手段と、
運転状態に応じて前記ウェストゲートバルブおよび前記スロットルバルブを制御する電子制御ユニットと
を備えた内燃機関のスロットル制御装置において、前記電子制御ユニットにより実行される内燃機関のスロットル制御方法であって、
前記電子制御ユニットにおいて、
前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力があらかじめ決められた閾値圧力以上であり、かつ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量があらかじめ決められた第１閾値開度量以上である場合には、高負荷運転であると判断する第１ステップと、
前記第１ステップにより前記高負荷運転であると判断された後に、前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセル開度量が前記第１閾値開度量より小さい値としてあらかじめ決められた第２閾値開度量以下である場合には、前記高負荷運転からスロットル開度が閉じられ減速運転領域に入ったと判断する第２ステップと、
前記第２ステップにより前記減速運転領域に入ったと判断された場合には、前記ウェストゲートバルブ駆動部を介して前記ウェストゲートバルブを全開にするとともに、前記スロットルバルブを全開に制御する第３ステップと、
前記第３ステップにより前記減速運転領域に入ったと判断され前記スロットルバルブを全開にした後に、前記スロットル上流圧力検出部により検出された前記スロットル上流圧力が前記閾値圧力未満に低下したと判断した場合には、前記スロットルバルブを全閉に制御する第４ステップと
を備える内燃機関のスロットル制御方法。