CN106917671A

CN106917671A - 内燃机的控制装置及内燃机的控制方法

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Publication number: CN106917671A
Application number: CN201611061813.7A
Authority: CN
Inventors: 丸尾敏明; 大野隆彦; 西尾贵史
Original assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: DE102016218866B4; US10006351B2; DE102016218866A1; JP6038271B1; JP2017115662A; US20170184012A1; CN106917671B

Abstract

本发明获得一种内燃机的控制装置及内燃机的控制方法，既能实现WGV的可靠的全闭动作，又能使WGV动作而防止其以高速碰撞全闭位置，并且，能防止WGA驱动电流变得过大而导致电动机异常过热。包括控制器(50)，该控制器(50)根据传感器组的检测结果来检测内燃机的运行状态，基于运行状态来对变更废气阀门的开阀位置的致动器进行驱动，控制器在将废气阀门向全闭开度进行驱动时，暂时将致动器向预先设定的假定全闭开度进行驱动，在根据位置传感器的检测结果判断为废气阀门的实际开度达到假定全闭开度后，将目标开度切换为全闭开度并对致动器进行驱动。

Description

内燃机的控制装置及内燃机的控制方法

技术领域

本发明涉及包括涡轮增压器的内燃机的控制装置及内燃机的控制方法，特别与废气阀门等排气旁路阀的控制有关。

背景技术

以往，出于提高内燃机(下面称为发动机)的输出等目的，已知一种装载有增压器的涡轮增压器，所述增压器利用废气使涡轮旋转来进行工作。

在像这样的涡轮增压器中，在发动机在高旋转高负荷下运行的情况下，增压压力过度上升有可能会导致发动机发生破损。因此，通常，具备与涡轮并联地具备排气旁通通路。

而且，像这样的具备涡轮增压器和排气旁路的内燃机的控制装置利用设置于该排气旁路的废气阀门来使在排气路径内流动的废气的一部分向旁通通路进行分流，以对流至涡轮的废气的流入量进行调节。其结果是，能将发动机的进气通路的压力即增压压力控制为适当值。

例如利用正压型致动器的驱动来使废气阀门进行开闭动作。具体而言，具有如下结构：特别是在与压力上升的节流阀的上游部相当的发动机的进气通路的压力变得大于大气压的运行状态时，通过驱动正压型致动器(positive pressure actuator)，来调整废气阀门开度。

通常，在到能驱动正压型致动器为止的期间内，废气阀门成为全闭状态。以下将废气阀门称为WGV，将使WGV进行动作的废气阀门致动器称为WGA。

在正压型致动器中，若发动机的进气通路的压力不高于阀值，则无法使WGV进行动作。即，在发动机的进气通路的压力为阈值以下的情况下，无法使WGV进行动作，因此，无法改变WGV的开度。

因此，近年来，提出有如下系统：将WGA电动化，无论发动机的进气通路的压力如何，都能根据需要来驱动WGV，从而能自由地对涡轮增压器的增压进行限制。

然而，在像这样的系统中，WGV的开闭动作长期反复实施所造成的随时间流逝而发生的变化、WGV开度传感器的温度特性、或构成WGV的结构物的热膨胀等的影响会导致WGV开度传感器的检测值与实际的WGV开度之间产生误差。

其结果是，与WGV开度传感器的检测值为0％时的WGV位置相当的“WGV的基准位置”相对于与实际的WGV开度为0％时的WGV位置相当的“WGV的全闭位置”发生偏离。

因此，即使在以相同的操作量使WGA进行动作的情况下，WGV开度也可能会发生偏离，从而无法将WGV控制成所希望的开闭状态。另外，增压压力也有可能达不到控制目标值，或者控制成使WGV从全闭状态进一步向闭合侧动作而导致WGA的驱动电流成为过电流。

为了应对像这样的问题，存在以下现有技术：若WGV收敛于全闭位置，则基于此时的开度传感器的输出值来进行全闭位置的学习(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，在学习机会较少的状况或未收敛于全闭位置的情况下，根据从更新了全闭学习值的时刻起的温度变化，来将全闭学习值修正为与传感器输出特性变化相符的值。其结果是，在专利文献1中，即使温度条件发生变化也能稳定地维持WGV机构的控制精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015－59549号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，现有技术存在如下问题。

如专利文献1那样的现有装置在面对如上所述的WGV开度传感器的检测值与实际的WGV开度之间产生误差的问题时，能通过对因温度变化而产生的全闭位置的识别偏差进行校正，来减小误差。

然而，专利文献1未考虑传感器和WGV的各个特性偏差的影响，无法完全校正误差。因此，即使在WGV开度传感器的检测值并非全闭的状态下，实际的WGV开度有可能成为全闭。

在这种情况下，在控制上正以全闭为目标开度而使WGA高速驱动时，突然成为WGV与实际的全闭位置相碰撞的状态。

进而，在至全闭的驱动速度过快而超过WGV的碰撞界限速度的状态下，WGV与阀座发生碰撞，从而有可能加速可动部的构件的磨损和疲劳。另外，还有可能会因WGV高速碰撞阀座而产生不快的碰撞声。

即，考虑WGV开度传感器的检测值与实际的WGV开度之间的误差，在可能成为全闭的开度以下，需要进行控制以防止WGV驱动速度超过碰撞界限速度。然而，专利文献1无法解决像这样的WGV在高速下与阀座发生碰撞从而有可能会导致可动部的构件发生磨损和疲劳并产生碰撞声等的问题。

因此，在将WGV向全闭进行驱动的情况下，必须以不低于排气压力的驱动力将WGV按压至阀座，以防止WGV受排气压力的压迫而发生闭合不良。即，若WGV的全闭按压力较弱，则会发生受排气压力压迫而无法使WGV维持全闭状态的问题，或者会发生WGV开度因排气压力的脉动而产生振动的问题。

因此，需要将WGA操作量控制为不低于最低限度排气压力的值，以使WGV能可靠地维持全闭状态。

但是，排气压力会随着运行条件的不同而不同。因此，为使得不低于最低限度排气压力所需要的操作量也会随着运行条件的不同而不同。因此，若始终设定为假设最大条件后的操作量，则会进行过度按压。

而且，若为了使WGV全闭而进行过度按压，则WGA上流过过度的电流会导致使用多余的电力，进而还会因过电流而导致电动机过热。

另外，过度按压会导致从WGA向WGV的连杆机构发生弯曲，实际的阀位置与输出WGA操作量的传感器值之间有可能会产生偏差。

因此，需要对WGA操作量进行控制而将其设定为最佳范围，以防止WGV过度按压至全闭，并使得能可靠地维持全闭状态。然而，专利文献1无法解决因WGV的过度按压而导致WGA上流过过度的电流，从而有可能会导致电动机过热这样的问题。

本发明是考虑了如上所述的实际情况而完成的，其目的在于，获得一种内燃机的控制装置及内燃机的控制方法，所述内燃机的控制装置及内燃机的控制方法既能实现WGV的可靠的全闭动作，又能使WGV动作而防止其以高速碰撞全闭位置，并且，能防止WGA驱动电流变得过大而导致电动机异常过热。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的内燃机的控制装置包括：涡轮增压器，该涡轮增压器具有涡轮和压缩机，所述涡轮设置于内燃机的排气通路，所述压缩机设置于内燃机的进气通路，与涡轮一体地进行旋转；废气阀门，该废气阀门设置于连通涡轮的上游侧与下游侧的排气旁通通路，对流过排气旁通通路的内燃机的废气的流量进行调整；致动器，驱动该致动器以对废气阀门的开阀位置进行变更；位置传感器，该位置传感器对废气阀门的开阀位置进行检测；增压压力传感器，该增压压力传感器对由压缩机进行压缩的吸入空气的压力的实际值即实际增压压力进行检测；以及控制器，该控制器根据包含位置传感器和增压压力传感器的传感器组的检测结果来对内燃机的运行状态进行检测，基于运行状态来对致动器进行驱动，从而对实际增压压力进行控制，控制器在将废气阀门向全闭开度进行驱动时，暂时将致动器向预先设定的假定全闭开度进行驱动，在根据位置传感器的检测结果判断为废气阀门的实际开度达到假定全闭开度后，将目标开度切换至全闭开度并对致动器进行驱动。

另外，本发明所涉及的内燃机的控制方法是在内燃机的控制装置中利用致动器操作量运算部来执行的内燃机的控制方法，所述内燃机的控制装置包括：涡轮增压器，该涡轮增压器具有涡轮和压缩机，所述涡轮设置于内燃机的排气通路，所述压缩机设置于内燃机的进气通路，与涡轮一体地进行旋转；废气阀门，该废气阀门设置于连通涡轮的上游侧与下游侧的排气旁通通路，对流过排气旁通通路的内燃机的废气的流量进行调整；致动器，驱动该致动器以对废气阀门的开阀位置进行变更；位置传感器，该位置传感器对废气阀门的开阀位置进行检测；增压压力传感器，该增压压力传感器对由压缩机进行压缩的吸入空气的压力的实际值即实际增压压力进行检测；目标增压压力运算部，该目标增压压力运算部基于内燃机的运行状态，对由压缩机进行压缩的吸入空气的压力的目标值即目标增压压力进行运算；机构请求目标开度运算部，该机构请求目标开度运算部对为了使实际增压压力与目标增压压力相一致而需要的废气阀门的机构请求目标开度进行运算；实际开度运算部，该实际开度运算部将废气阀门位于完全堵住排气旁通通路的动作位置时定为废气阀门的基准位置，基于基准位置，将由位置传感器所检测出的废气阀门的动作位置变换为废气阀门的实际开度；致动器操作量运算部，该致动器操作量运算部根据对应于预先设定的假定全闭开度的机构请求目标开度和实际开度的大小关系的比较结果，来对致动器操作量进行运算；以及致动器驱动部，该致动器驱动部将致动器操作量输出至致动器，所述内燃机的控制方法包括：第1步骤，在该第1步骤中，基于基准位置，预先对假定全闭开度进行设定，以作为变换为废气阀门完全堵住排气旁通通路的动作位置的偏差范围的上限位置而得的开度；第2步骤，在该第2步骤中，对机构请求目标开度为假定全闭开度以下且实际开度大于假定全闭开度的第1条件是否成立进行判断；第3步骤，在该第3步骤中，在由第2步骤判断为第1条件成立的期间内，基于假定全闭开度和实际开度，将为了使实际开度与假定全闭开度相一致而需要的操作量作为致动器操作量来进行运算；第4步骤，在该第4步骤中，对机构请求目标开度为假定全闭开度以下且实际开度为假定全闭开度以下的第2条件是否成立进行判断；以及第5步骤，在该第5步骤中，在由第4步骤判断为第2条件成立的期间内，基于机构请求目标开度和实际开度，将为了使实际开度与机构请求目标开度相一致而需要的操作量作为致动器操作量来进行运算。

发明效果

根据本发明所涉及的内燃机的控制装置，具备以下结构：在将WGV向全闭进行驱动时，暂时将WGA向预先设定的假定全闭开度进行驱动，从实际开度达到假定全闭开度后的进行了减速的状态起，将目标开度向全闭进行切换而使其再次加速。其结果是，能获得一种内燃机的控制装置及内燃机的控制方法，该内燃机的控制装置及内燃机的控制方法能在超过碰撞界限速度的高速驱动中避免与全闭位置发生碰撞，既能实现WGV的可靠的全闭动作，又能使WGV动作而防止其以高速碰撞全闭位置，并且，能防止WGA驱动电流变得过大而导致电动机异常过热。

附图说明

图1是应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的发动机的系统结构图。

图2是用于对应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的发动机中的、WGV与WGA的机械性连接状态进行说明的示意图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的框图。

图4是表示在本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中、用于决定目标增压压力的映射的一个示例的图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的WGV的目标开度、实际开度、以及WGA操作量的动作的时序图。

图6是用于对本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的一系列动作进行说明的流程图。

具体实施方式

以下利用附图对本发明的内燃机的控制装置及内燃机的控制方法的优选实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的发动机的系统结构图。在图1中，发动机10的进气通路11的入口安装有空气净化器12。空气净化器12的下游侧设有用于检测吸入空气量的空气流量传感器51。

空气流量传感器51的下游侧设有涡轮增压器20。涡轮增压器20包括压缩机201和涡轮202。压缩机201与涡轮202利用连结轴连结成一体。压缩机201利用输入涡轮202的废气的能量来受到旋转驱动。

而且，压缩机201的更下游侧配置有用于将被压缩的空气进行冷却的中间冷却器13。中间冷却器13的更下游侧配置有节流阀14。

此外，中间冷却器13与节流阀14之间设有用于对由涡轮增压器20进行增压的吸入空气的压力进行检测的增压压力传感器52。

另外，发动机10的排气系统包括排气通路15。排气通路15的途中设有上述的涡轮增压器20的涡轮202。另外，排气通路15设有使涡轮202旁通并将涡轮202的入口侧与出口侧连接的排气旁通通路30。

排气旁通通路30配置有作为排气旁路阀的WGV31。另外，涡轮202的下游侧配置有用于净化废气的排气净化催化剂16。

配置于排气旁通通路30的WGV31与接合构件32的一端机械性连接。接合构件32的另一端与作为排气旁路阀驱动装置的WGA34的输出轴33(GWA输出轴33)机械性相连接。而且，WGA输出轴33的附近包括用于对与WGV31的开阀位置相关的位置信息进行检测的位置传感器53。

此外，在本实施方式1中，位置传感器53与WGA34分开构成，但也可以将位置传感器53内置于WGA34。

本实施方式1所涉及的内燃机的控制装置包括控制装置(控制器)50。控制装置50的输入部除了连接有上述空气流量传感器51、增压压力传感器52、位置传感器53以外，为了对发动机10的运行状态进行检测，虽未图示但还连接有由曲柄角传感器、节流开度传感器等各种传感器所构成的传感器组。

另一方面，控制装置50的输出部除了连接有WGA34以外，为了对发动机10的运行状态进行控制，虽未图示但还连接有喷射器、点火线圈等各种致动器。

控制装置50基于上述各种输入信息，对上述各种致动器进行驱动，从而将发动机10的燃烧状态、输出转矩控制为最佳。

接着，对WGV31与WGA34之间的机械性连接状态进行详细说明。图2是用于对应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的发动机10中的、WGV31与WGA34的机械性连接状态进行说明的示意图。

在图2中，WGV31和WGA34并非直接相连接，而是经由接合构件32而相连接。更详细而言，形成于WGA输出轴33前端部的环状的WGA输出轴卡合部331与形成于接合构件32一端的环状的第1接合构件卡合部321互相贯穿内侧，从而可自由摇动地进行卡合。

另一方面，第2接合构件卡合部322贯穿WGV卡合部311的贯通孔，从而使设置于WGV31的具有贯通孔的WGV卡合部311与形成于接合构件32的另一端的环状的第2接合构件卡合部322可自由摇动地进行卡合。

WGV31配置于排气通路15内，因此，暴露于从发动机10排出的废气中，成为几百度的高温状态。因此，若考虑内置有电动机等电子元器件的WGA34的耐热性，则无法将WGA34靠近WGV31进行配置。因此，如图2所示，在WGV31与WGA34之间，隔着接合构件32，以防止WGA34的温度过度升高。

另外，隔着接合构件32将WGA34与WGV31进行机械性连接，从而WGA34的搭载至车辆的位置的自由度得以增加，布局变得容易，这也是使得隔着接合构件32的理由之一。

WGA34中内置有能正转或反转的电动机，另外，具有将该电动机的旋转运动转换为直线运动并输出的WGA输出轴33。该WGA输出轴33能根据电动机的通电方向而沿轴向移动。而且，若将电动机朝将WGA输出轴33向WGA34的外侧压出的方向进行通电，则能经由接合构件32使WGV31向开阀侧(图2中的箭头A的方向)移动。

与之相反，若将电动机朝将WGA输出轴33向WGA34的内侧拉入的方向进行通电，则能经由接合构件32使WGV31向闭阀侧(图2中的箭头B的方向)移动。

另外，在WGA输出轴33的侧部附近具备位置传感器53。而且，具有以下结构：控制装置50获取由该位置传感器53所检测出的WGA输出轴33的轴向位置，以作为WGV31的动作位置、即WGV31的开阀位置或闭阀位置或两者的中间位置。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的框图。首先，基于图3对与WGV31的基本控制相关联的结构和动作进行说明。

控制装置50基于上述各种传感器的检测结果来对发动机10进行总控制。控制装置50具有目标增压压力运算部501、机构请求目标开度运算部502、实际开度运算部503、WGA操作量运算部504、WGA操作量限制值运算部505、以及WGA驱动部506，以作为WGV31的控制部。

目标增压压力运算部501以发动机转速、空气流量传感器51所检测出的吸入空气量、增压压力传感器52所检测出的增压压力等表示电动机10的运行状态的多个信息作为输入，基于这些机构运行状态的信息，来对控制目标值即目标增压压力Sp进行设定。

这里，参照图4的映射来对目标增压压力运算部501计算目标增压压力的方法的一个示例进行具体说明。图4是表示在本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中、用于决定目标增压压力的映射的一个示例的图。此外，在图4所示的映射中，将目标增压压力的单位设为[kPa]。

如图4所示，目标增压压力映射与发动机转速[r/min]、油门开度[％]及目标增压压力[kPa]关联。目标增压压力运算部501根据该映射来决定与发动机转速和油门开度相对应的目标增压压力。

具体而言，例如，假设发动机转速为2000[r/min]且油门开度为50[％]的情况。在这样的运行状态的情况下，目标增压压力运算部501根据该映射将目标增压压力决定为140[kPa]。

此外，目标增压压力运算部501也可以不使用如图4那样的目标增压压力映射，而是根据例如预先规定的物理模型，通过计算来求出目标增压压力。

机构请求目标开度运算部502以目标增压压力运算部501所算出的目标增压压力Sp和实际增压压力Pp作为输入，来对为了使实际增压压力Pp与目标增压压力Sp相一致而所需的机构请求目标开度Sv进行运算。

实际开度运算部503以位置传感器53所检测出的电压Vs作为输入，将WGV31位于完全堵住排气旁通通路30的动作位置时定为WGV的基准位置，基于这些信息来对实际开度Pv进行运算。

此外，WGV的基准位置也可以不使用预先设定的位置，而使用例如在全闭驱动时抵接并进行动作，执行全闭学习而得的位置。

WGA操作量运算部504以机构请求目标开度运算部502所算出的机构请求目标开度Sv、实际开度运算部503所算出的实际开度Pv、以及后述的WGA操作量限制值运算部505所算出的WGA操作量最大限制值作为输入，来对WGA操作量进行运算。

更具体而言，WGA操作量运算部504根据条件来执行以下三个操作量运算。

(运算1)在机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv大于假定全闭开度的状态即第1条件成立的情况下，基于假定全闭开度和实际开度Pv，来对为了使实际开度Pv与假定全闭开度相一致而需要的WGA操作量进行运算。

(运算2)在机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv为假定全闭开度以下的状态即第2条件成立的情况下，基于机构请求目标开度Sv和实际开度Pv，来对为了使实际开度Pv与机构请求目标开度Sv相一致而需要的WGA操作量进行运算。

(运算3)另外，对于为了使实际开度Pv与机构请求目标开度Sv相一致而需要的WGA操作量，在后述的WGA操作量限制值运算部505所算出的操作量最大限制值被输入时，将以WGA操作量最大限制值进行限制后的WGA操作量输出至WGA驱动部506。

WGA操作量限制值运算部505输入上述机构请求目标开度Sv、实际开度Pv以及WGA操作量，对WGA操作量最大限制值进行运算，并将其输出至WGA操作量运算部504。

更具体而言，WGA操作量限制值运算部505基于从上述第1条件“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv大于假定全闭开度”的状态切换至第2条件“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv为假定全闭开度以下”的状态时的WGA操作量，来对WGA操作量最大限制值进行运算，并将其输出至WGA操作量运算部504。

WGA驱动部506输入来自WGA操作量运算部504的WGA操作量，基于该信息来驱动WGA34。

接着，基于图5的时序图来对例如机构请求目标开度Sv从WGV全开附近变为全闭时的WGV的目标开度、实际开度以及WGA操作量的动作进行说明。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的WGV的目标开度、实际开度、以及WGA操作量的动作的时序图。此外，利用每隔预先由控制装置50设定的时间的中断处理来执行图5的时序图所示的处理。

首先，在将机构请求目标开度Sv设定于WGV的全开附近的状态下，WGA操作量几乎为0。该控制状态在以驱动电压的占空比来控制电动机通电量的情况下相当于占空比为0％前后。因此，在这样的控制状态下，处于即使向开闭的任意侧都不施加电动机的驱动力也没问题的状态，将实际开度Pv控制为机构请求目标开度Sv。

接着，机构请求目标开度Sv向闭侧变化，在第1条件即“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv大于假定全闭开度”状态的情况下，基于假定全闭开度和实际开度Pv，通过反馈控制来对WGA进行驱动，使得实际开度Pv与假定全闭开度相一致。

该期间中的WGA操作量在实际开度Pv与假定全闭开度的偏差较大的期间内为较大的值，但会随着实际开度Pv接近假定全闭开度而减小。而且，实际开度Pv达到假定全闭开度的时刻的WGA操作量成为以下状态：即，将WGV向闭侧按压的力与因从废气受到的排气压力而要将WGV压回开侧的力达到平衡的状态。

此外，该平衡状态时的WGA操作量会根据运行条件而发生变化，根据排气压力的状态而发生变化，使得排气压力越高则越大，排气压力越低则越小。

接着，从成为第2条件即“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv为假定全闭开度以下”的状态起，基于机构请求目标开度Sv和实际开度Pv，通过反馈控制来驱动WGA，使得实际开度Pv与机构请求目标开度Sv相一致。

但是，在实际开度Pv为假定全闭开度以下的时刻，也有可能真正的开度已经变为全闭。因此，控制装置50进行控制，使得从该时刻起，实际开度Pv以预先设定的基准速度向机构请求目标开度Sv进行移动，以防止超过WGA的碰撞界限速度。在此期间中，WGV逐渐闭合，从而排气压力的影响变大，因此，WGA操作量增加。

另外，位置传感器53的输出特性的温度漂移等会导致实际的WGV全闭位置比在控制下所识别出的全闭位置要向开侧偏移，在这种情况下，在控制下所识别出的实际开度Pv到达目标开度之前，真正的开度成为全闭。由此，位置传感器53的输出不会发生变化，因此，成为目标开度与实际开度Pv持续产生偏差的状态，在此期间，成为WGA操作量持续增加的状态。

在该状态下，无论真正的开度是否成为全闭，都会将WGA无谓地向闭侧进行驱动。而且，目标开度与实际开度Pv之间的偏差越大，则WGA操作量越是增大，WGA有可能会因异常过热而发生故障。

为应对这样的情况，在本实施方式1中，利用操作量最大限制值来对WGA操作量进行限制，以防止WGA操作量过度增加。由此，在将WGV按压至全闭时，不使用多余的电力，能进一步消除发生异常过热的可能性。

另外，在位置传感器53的输出不发生变化之后，利用操作量最大限制值来对WGA操作量进行限制，从而能防止因将WGV向阀座过度按压而导致连杆机构由WGA向EGV产生弯曲，防止实际的WGV动作位置与检测WGA操作量的传感器值之间产生偏差。

此外，如上所述，从第1条件切换为第2条件时的WGA操作量、即将WGV向闭侧进行按压的力与利用排气压力使WGV向开侧返回的力达到平衡的时刻的操作量会随着排气压力而发生变化，因此，若运行条件不同则会发生变化。具体而言，在低转速下由于排气压力降低，因此从第1条件切换为第2条件时的WGA操作量减小，在高转速下由于排气压力升高，因此从第1条件切换为第2条件时的WGA操作量增大。

此外，在达到假定全闭开度后，为了驱动至全闭而需要的操作量也会随着运行条件的变化而变化，排气压力越低的条件下，为了驱动至全闭而需要的操作量越小，排气压力越高的条件下，为了驱动至全闭而需要的操作量越大。

因此，在对操作量进行最大值限制的情况下，其限制值会随着排气压力条件而产生差异。因此，在本实施方式1中，将从第1条件切换为第2条件时的操作量D作为基准，将操作量最大限制值设定为进一步将能可靠地按压至全闭的固定值(例如，控制占空比为-30％左右)与操作量D相加而得的值，从而能根据运行条件始终设定最佳的限制值。

接着，根据流程图来对本实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的动作进行说明。图6是用于对本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的一系列动作进行说明的流程图。

在步骤S101中，控制装置50对机构请求目标开度Sv与假定全闭开度进行比较，对机构请求目标开度Sv是否为比考虑了全闭位置的偏差、温度特性时真正的WGV开度有成为全闭的可能性的开度、即“假定全闭开度”要小的值进行判断。

这里，若“机构请求目标开度Sv＜假定全闭开度”成立，则控制装置50判断为是真正的WGV开度有成为全闭的可能性的开度，前进至步骤S102的处理。另一方面，若“机构请求目标开度Sv＜假定全闭开度”不成立，则控制装置50前进至步骤S113的处理。

在前进至步骤S102的情况下，控制装置50对实际开度Pv与假定全闭开度进行比较，对实际开度Pv是否大于假定全闭开度进行判断。

这里，若“实际开度Pv＞假定全闭开度”成立，则控制装置50判断为不是真正的WGV开度有成为全闭的可能性的开度，前进至步骤S103的处理。另一方面，若“实际开度Pv＞假定全闭开度”不成立，则控制装置50前进至步骤S105的处理。

在前进至步骤S103的情况下，控制装置50进行反馈控制，使得实际开度Pv成为假定全闭开度，并前进至步骤S104的处理。即，控制装置50将假定全闭开度设为目标开度来执行反馈控制。

接着，在步骤S104中，控制装置50将用于在后述的步骤S106中对是否进行WGA操作量的最大限制值设定进行判断的计数器C复位成初始值即C＝0，结束一系列处理。

另一方面，在从步骤S102前进至步骤S105的情况下，控制装置50对作为用于在后述的步骤S107中设定WGA操作量的最大限制值的基准的当前时刻的操作量D进行读取，并前进至步骤S106的处理。

接着，在步骤S106中，控制装置50根据计数器C的值是否为0，来对是否基于步骤S105中所读取的操作量D来对WGA操作量最大限制值进行初次设定或更新进行判断。

即，控制装置50在步骤S104或步骤S114中，在计数器C设定为初始值C＝0的状态时，判断为是从第1条件即“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv大于假定全闭开度”的状态切换为第2条件即“机构请求目标开度Sv为假定全闭开度以下且实际开度Pv为假定全闭开度以下”的状态的时刻，并前进至步骤S107的处理。

另一方面，控制装置50在计数器C不满足C＝0的情况下，判断为正处于控制成在切换后实际开度Pv成为预先设定的基准速度的期间中，不对WGA操作量最大限制值L进行更新，使用上次值，并前进至步骤S108的处理。

在前进至步骤S107的情况下，控制装置50基于步骤S105中所读取的操作量D，对WGA操作量最大限制值L1进行设定，并前进至步骤S108的处理。具体而言，控制装置50将对步骤S105中所读取的操作量D加上固定值(例如，控制占空比为-30％)后的值设定作为WGA操作量最大限制值L1。

在前进至步骤S108的情况下，控制装置50对进行跟踪控制以使得实际开度Pv成为基准速度时的目标开度、与机构请求目标开度Sv进行比较，以判断是否继续进行跟踪控制。

然后，若“机构请求目标开度Sv≤跟踪时的目标开度”的条件成立，则控制装置50判断为继续进行跟踪控制，并前进至步骤S109的处理。另一方面，若条件不成立，则控制装置50前进至步骤S113的处理。

控制装置50利用该步骤S108的判断来实现如下所述的切换控制。即，控制装置50在从第1条件切换为第2条件以后，为了将实际开度Sv设为基准速度以防止超过WGV的碰撞界限速度，而对目标开度进行跟踪控制。另一方面，在机构请求目标开度Sv比跟踪控制时的目标开度要向开侧变化时，控制装置50即时解除跟踪控制，控制成使得向通常的反馈控制下的开侧动作进行切换。

在步骤S109中，控制装置50进行控制，使得实际开度以基准速度进行动作直至实际开度Pv成为机构请求目标开度Sv，以防止超过WGV的碰撞界限速度。

接着，在步骤S110中，控制装置50执行先前的步骤S107中所设定的WGA操作量最大限制值L1的操作量最大限制1。

接着，在步骤S111中，控制装置50执行作为即使长时间持续也不会对电动机造成损伤的操作量而预先设定的最大限制值L2的操作量最大限制2。

接着，在步骤S112中，控制装置50对用于在先前的步骤S106中对是否进行WGA操作量的最大限制值设定进行判断的计数器C加1，结束一系列处理。

另一方面，在从步骤S101或步骤S108前进至步骤S113的情况下，控制装置50进行通常的反馈控制，使得实际开度成为机构请求目标开度，并前进至步骤S114的处理。

接着，在步骤S114中，控制装置50将用于在先前的步骤S106中对是否进行WGA操作量的最大限制值设定进行判断的计数器C复位成初始值即C＝0，结束一系列处理。

根据如上所述的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置，能根据运行条件以最佳值来对将WGV全闭驱动时的WGA操作量进行限制。

另外，在实际开度为开的区域、即比根据传感器的温度特性等真正的开度有成为全闭的可能性的开度要朝向开侧的区域中，不实施操作量限制。因此，在目标开度与实际开度之间的偏差较大的区域中，能以最大操作量来进行驱动，在过渡时能防止发生响应性下降。

具体而言，本发明所涉及的内燃机的控制装置具备以下结构：在将WGV向全闭进行驱动时，暂时将WGA向预先设定的假定全闭开度进行驱动，从实际开度达到假定全闭开度后的进行了减速的状态起，将目标开度向全闭进行切换而使其再次加速。这里，假定全闭开度预先设定为与WGV完全堵住排气旁通通路的动作位置的偏差范围的上限位置相对应的开度。

其结果是，能提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置能在超过碰撞界限速度的高速驱动中避免与全闭位置发生碰撞，既能实现WGV的可靠的全闭动作，又能使WGV动作而防止其以高速碰撞全闭位置，并且，能防止WGA驱动电流变得过大而导致电动机异常过热。

另外，本发明所涉及的内燃机的控制装置具备以下结构：在第1条件成立的期间内，在实际开度达到假定全闭开度之后，对WGA操作量进行运算并对WGA进行驱动，使得实际开度与机构请求目标开度相一致，此时，对WGA操作量进行运算，使得以基准速度向机构请求目标开度进行移动。其结果是，即使在第2条件成立的期间内切换后在反馈控制下再次进行加速后，也能可靠地避免再次超过碰撞界限速度，能更可靠地进行全闭动作。

另外，本发明所涉及的内燃机的控制装置具备以下结构：在WGV全闭驱动时，对应于WGA最佳操作量随着运行条件的变化而变化的情况，能将WGA操作量的最大限制值设定为最佳值。这里，能在每个预先设定的控制周期中对WGA操作量进行设定及改变，例如，通过持续提供相当于电流控制用的输出电压占空比的控制量，来驱动WGA。

在无论运行条件如何都一律设定WGA操作量最大限制值时，在优先使得可靠地进行全闭动作的情况下，必须以最大值来对最大限制值进行设定，无法抑制多余的操作量。其结果是，有可能会因电动机的异常过热、连杆机构的弯曲而产生WGA位置传感器偏差。

相反，在优先抑制多余的操作量的情况下，必须以最小值来对最大限制值进行设定，无法优先进行可靠的全闭动作。因此，会被排气压力所压回而无法维持全闭，响应性有可能会发生下降。

对此，本发明能根据运行条件将WGA操作量的最大限制值设定为最佳值，能避免上述问题。

此外，使WGA操作量的最大限制值有效的条件限定为真正的WGV开度有可能成为全闭的区域、即第2条件成立的区域。因此，在实际开度为开的区域中，能最大地驱动WGA操作量，不会使响应性下降。

另外，本发明所涉及的内燃机的控制装置具备以下结构：假设WGV目标开度成为全闭的状态长时间持续的情况，预先将第2操作量最大限制值设定为不会对电动机造成损伤的操作量的最大值，在第2条件成立的期间，能对操作量进行限制。其结果是，即使作为在基于从第1条件成立的状态切换为第2条件成立的状态时的操作量来决定的操作量最大限制值而错误地设定了异常大的值的情况下，也能利用第2操作量最大限制值来限制操作量，能避免导致电动机异常过热。

另外，在因WGV的位置传感器的输出特性的温度漂移等而导致实际的WGV动作位置与控制下所识别出的动作位置之间产生偏差的状态下，在将全闭附近控制作为目标开度的情况下，WGA的位置传感器检测值因未全闭而使WGA操作量向全闭方向增加，但新的WGV开度也有可能已经与全闭发生碰撞。

即使在这样的情况下，由于产生WGA操作量持续增加的状态，因此，WGA的电动机电流过大的状态持续，有可能导致电动机异常过热。然而，本发明所涉及的内燃机的控制装置通过预先设定第2操作量最大限制值，从而即使面对这样的情况，也能避免电动机被烧毁的可能性。

标号说明

10 发动机

11 进气通路

12 空气净化器

13 中间冷却器

14 节流阀

15 排气通路

16 排气净化催化剂

20 涡轮增压器

201 压缩机

202 涡轮

30 排气旁通通路

31 废气阀门(WGV)

32 接合构件

33 WGA输出轴

34 废气阀门致动器(WGA)

50 控制装置(控制器)

51 空气流量传感器

52 增压压力传感器

53 位置传感器

311 WGV卡合部

331 WGA输出轴卡合部

321 第1接合构件卡合部

322 第2接合构件卡合部

501 目标增压压力运算部

502 机构请求目标开度运算部

503 实际开度运算部

504 WGA操作量运算部

505 WGA操作量限制值运算部

506 WGA驱动部

Claims

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：

涡轮增压器，该涡轮增压器具有涡轮和压缩机，所述涡轮设置于内燃机的排气通路，所述压缩机设置于所述内燃机的进气通路，与所述涡轮一体地进行旋转；

废气阀门，该废气阀门设置于连通所述涡轮的上游侧与下游侧的排气旁通通路，对流过所述排气旁通通路的所述内燃机的废气的流量进行调整；

致动器，驱动该致动器以对所述废气阀门的开阀位置进行变更；

位置传感器，该位置传感器对所述废气阀门的开阀位置进行检测；

增压压力传感器，该增压压力传感器对由所述压缩机进行压缩的吸入空气的压力的实际值即实际增压压力进行检测；以及

控制器，该控制器根据包含所述位置传感器和所述增压压力传感器的传感器组的检测结果来对所述内燃机的运行状态进行检测，基于所述运行状态来对所述致动器进行驱动，从而对所述实际增压压力进行控制，

所述控制器

在将所述废气阀门向全闭开度进行驱动时，暂时将所述致动器向预先设定的假定全闭开度进行驱动，

在根据所述位置传感器的检测结果判断为所述废气阀门的实际开度达到所述假定全闭开度后，将目标开度切换至所述全闭开度并对所述致动器进行驱动。

2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为包含：

目标增压压力运算部，该目标增压压力运算部基于所述内燃机的运行状态，对由所述压缩机进行压缩的吸入空气的压力的目标值即目标增压压力进行运算；

机构请求目标开度运算部，该机构请求目标开度运算部对为了使所述实际增压压力与所述目标增压压力相一致而需要的所述废气阀门的机构请求目标开度进行运算；

实际开度运算部，该实际开度运算部将所述废气阀门位于完全堵住所述排气旁通通路的动作位置时定为所述废气阀门的基准位置，基于所述基准位置，将由所述位置传感器所检测出的废气阀门的动作位置变换为所述废气阀门的实际开度；

致动器操作量运算部，该致动器操作量运算部根据对应于所述假定全闭开度的所述机构请求目标开度和所述实际开度的大小关系的比较结果，来对致动器操作量进行运算；以及

致动器驱动部，该致动器驱动部将所述致动器操作量输出至所述致动器，

所述致动器操作量运算部

在所述机构请求目标开度为所述假定全闭开度以下且所述实际开度大于所述假定全闭开度的第1条件成立的情况下，基于所述假定全闭开度和所述实际开度，将为了使所述实际开度与所述假定全闭开度相一致而需要的操作量作为所述致动器操作量来进行运算，

在所述机构请求目标开度为所述假定全闭开度以下且所述实际开度为所述假定全闭开度以下的第2条件成立的情况下，基于所述机构请求目标开度和所述实际开度，将为了使所述实际开度与所述机构请求目标开度相一致而需要的操作量作为所述致动器操作量来进行运算。

3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

将所述假定全闭开度预先设定作为基于所述基准位置对所述废气阀门位于完全堵住所述排气旁通通路的动作位置的偏差范围的上限位置进行变换而得的开度。

4.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述致动器操作量运算部对所述致动器操作量进行运算，使得在从所述第1条件成立的状态切换为所述第2条件成立的状态的情况下，在到所述实际开度达到所述机构请求目标开度为止的期间内，所述实际开度以预先设定的基准速度向所述机构请求目标开度移动。

5.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

6.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述控制器还包含致动器操作量限制值运算部，该致动器操作量限制值运算部基于从所述第1条件成立的状态切换为所述第2条件成立的状态时的所述致动器操作量，来对所述致动器操作量的第1最大限制值进行运算，

所述致动器操作量运算部在所述第2条件成立的期间内，以所述第1最大限制值来对所述致动器操作量进行限制。

7.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

8.如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

9.如权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

10.如权利要求2至9的任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述致动器操作量运算部在所述实际开度为所述假定全闭开度以下的条件成立时，以第2最大限制值来对所述致动器操作量进行限制，所述第2最大限制值被预先设定为即使在预先设定的允许时间以上的整个时间段内被连续施加也不会对所述致动器造成损伤的操作量。

11.一种内燃机的控制方法，所述内燃机的控制方法是在内燃机的控制装置中利用致动器操作量运算部来执行的内燃机的控制方法，所述内燃机的控制装置包括：

增压压力传感器，该增压压力传感器对由所述压缩机进行压缩的吸入空气的压力的实际值即实际增压压力进行检测；

所述致动器操作量运算部，该致动器操作量运算部根据对应于预先设定的假定全闭开度的所述机构请求目标开度和所述实际开度的大小关系的比较结果，来对致动器操作量进行运算；以及

所述内燃机的控制方法的特征在于，包括：

第1步骤，在该第1步骤中，基于所述基准位置，预先对假定全闭开度进行设定，以作为变换所述废气阀门完全堵住所述排气旁通通路的动作位置的偏差范围的上限位置而得的开度；

第2步骤，在该第2步骤中，对所述机构请求目标开度为所述假定全闭开度以下且所述实际开度大于所述假定全闭开度的第1条件是否成立进行判断；

第3步骤，在该第3步骤中，在由所述第2步骤判断为所述第1条件成立的期间内，基于所述假定全闭开度和所述实际开度，将为了使所述实际开度与所述假定全闭开度相一致而需要的操作量作为所述致动器操作量来进行运算；

第4步骤，在该第4步骤中，对所述机构请求目标开度为所述假定全闭开度以下且所述实际开度为所述假定全闭开度以下的第2条件是否成立进行判断；以及

第5步骤，在该第5步骤中，在由所述第4步骤判断为所述第2条件成立的期间内，基于所述机构请求目标开度和所述实际开度，将为了使所述实际开度与所述机构请求目标开度相一致而需要的操作量作为所述致动器操作量来进行运算。