JP2006274834A - 内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエストゲートバルブ等、過給圧制御に関する流量制御弁の基準位置を正しく学習し、ひいては過給圧を適正に制御する。
【解決手段】ＷＧＶ開度補正量算出部６２は、目標過給圧算出部６１で算出した目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいてＷＧＶ開度補正量を算出する。学習値算出部６４は、ＷＧＶ開度補正量算出部６２で算出したＷＧＶ開度補正量に基づいてＷＧＶ全閉学習値を算出するとともに、該学習値の更新を実施する。特にここでは、少なくともエンジンの暖機完了後であることを条件に、全閉学習を実施する。目標ＷＧＶ開度算出部６５は、ベースＷＧＶ開度とＷＧＶ開度補正量とにより目標ＷＧＶ開度を算出し、ＷＧＶ開度制御部６６は、目標ＷＧＶ開度と実ＷＧＶ開度とに基づいてＷＧＶ制御量を算出する。そして、このＷＧＶ制御量によりＷＧＶアクチュエータ４２が駆動される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内燃機関の過給圧制御装置に関するものである。

従来から、ターボチャージャ等の過給機を設けた内燃機関が種々実用化されており、この過給機の作動により吸気効率が改善され内燃機関の出力向上が図られている。また、こうした過給機付き内燃機関において、過給機の過給状態を調整するための過給状態可変装置を備えた構成が提案されており、その一つとして、排気管に設けた排気タービンを迂回するようにしてバイパス通路を設けるとともに該バイパス通路にウエストゲートバルブを配設した技術がある。このウエストゲートバルブの作動により排気タービンに流れ込む排気流量が調整され、過給圧の過上昇などが抑制されるようになっていた。

ウエストゲートバルブでは長期の使用により経時的な変化が生じると、ウエストゲートバルブの駆動アクチュエータに対して同じ制御量を付与していても現実のウエストゲートバルブ開度に差異が生じる。そのため、その経時変化に応じてウエストゲートバルブの制御量を変更することが考えられている。例えば特許文献１では、エンジン回転速度やエンジン負荷が所定範囲にある場合（すなわち加速モードにある場合）に、ウエストゲートバルの制御信号を学習するようにしていた。

また、特許文献２では、ウエストゲートバルブの開度をデューティ比によりフィードバック制御する構成において、定常運転時にエンジン回転速度に対応して規定される要求デューティ比から適当に高い値を上限ガード値とする一方、所定のエンジン回転速度における要求デューティ比の値を実際の運転状態で学習し、その学習値とあらかじめ設定されたマップから各エンジン回転速度における上限ガード値を演算する。そしてこれにより、フィードバック制御時のオーバーシュートや制御遅れ等を解消するようにしていた。

しかしながら、ウエストゲートバルブ開度の差異は、経時変化等による定常的な要因の他に、ウエストゲートバルブやその駆動系における温度変化などの要因によっても変動する。それ故に、上記従来技術では、ウエストゲートバルブやその駆動系における温度変化などに起因して学習誤差が生じることが考えられ、結果として過給圧が適正に制御できなくなるおそれがあった。
特開平１１−２１８０３１号公報 特許第３１０５４０２号公報

本発明は、ウエストゲートバルブ等、過給圧制御に関する流量制御弁の基準位置を正しく学習し、ひいては過給圧を適正に制御することができる内燃機関の過給圧制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明の過給圧制御装置は、排気タービンと吸気コンプレッサとを有してなるターボチャージャを備えた内燃機関に適用され、排気タービンを迂回する通路に設けられた流量制御弁、若しくは吸気コンプレッサを迂回する通路に設けられた流量制御弁の開度を同制御弁の基準位置に基づいて調整する。この流量制御弁の開度調整により、前記通路を流れる排気や吸気の流量が調整され、それにより過給圧が制御される。また、流量制御弁の基準位置を学習する基準位置学習手段を備えており、該基準位置学習手段は、内燃機関の暖機後に前記基準位置の学習を実施する。なお、排気タービンを迂回する通路に設けられた流量制御弁は、一般にウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）と称され、該ウエストゲートバルブによって排気タービンに流入する排気量が調整される。また、吸気コンプレッサを迂回する通路に設けられた流量制御弁は、一般にエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）と称され、該エアバイパスバルブによって吸気コンプレッサに流入する吸気量が調整される。

要するに、内燃機関の暖機完了前と暖機完了後とを比較すると、流量制御弁やその駆動系において温度差が生じ、それに起因して基準位置の学習誤差が生じる。この点、本発明によれば、内燃機関の暖機後に基準位置の学習を実施する構成としたため、流量制御弁やその駆動系における温度差に起因した学習誤差が解消できる。その結果、ウエストゲートバルブ等、過給圧制御に関する流量制御弁の基準位置を正しく学習し、ひいては過給圧を適正に制御することができる。

ここで、都度の過給圧等に依存せず任意に流量制御弁の開度を制御可能とするには、電動機を駆動源とする電動アクチュエータを採用することが考えられる。流量制御弁と電動アクチュエータとはロッド等の連結部材を介して機械的に連結される。かかる場合、電動アクチュエータの機械的構成や連結部材は、温度変化に応じて膨張又は収縮するが、上記のとおり内燃機関の暖機後に基準位置の学習を実施する構成とすることで、連結部材等の膨張や収縮に起因する誤学習が抑制できる。

過給圧制御の手法として、内燃機関の運転状態に応じて設定した目標過給圧とその都度の実過給圧とに基づいて前記流量制御弁の開度補正量を算出し、その開度補正量に基づいて流量制御弁の開度を制御することが考えられる。かかる構成において、前記算出した開度補正量に基づいて前記基準位置の学習を実施すると良い。つまり、流量制御弁やその駆動系において経時変化が生じると、定常的な過給圧偏差が生じ、それが流量制御弁の開度補正量に反映される。故に、流量制御弁の開度補正量に基づいて基準位置の学習が可能となる。

内燃機関の暖機後であることに加え、以下の（１）〜（４）を基準位置学習の実施条件とすると良い。

（１）内燃機関の運転状態に応じて設定した目標過給圧に実過給圧を一致させるようフィードバック制御を実施する過給圧制御手段を備え、該過給圧制御手段によるフィードバック制御の実施中であることを条件に前記基準位置の学習を実施する。過給圧フィードバック制御が実施されている場合には、経時変化等による基準位置のずれがフィードバック制御量として反映され、適正なる基準位置学習が可能となる。

（２）流量制御弁の開度変動量が所定値よりも大きくなることを条件に前記基準位置の学習を実施する。流量制御弁やその駆動系で経時変化等が生じると、流量制御弁の開度変動量が大きくなる。故に、流量制御弁の開度変動量により基準位置学習の要否を判断することができ、適正なる時期に基準位置学習を実施することができる。

（３）吸気通路内の圧力が負圧であるか否かを判定し、吸気通路内の圧力が負圧であると判定された場合に流量制御弁を全閉位置に制御する構成において、吸気通路内の圧力が負圧であることを条件に前記基準位置の学習を実施する。吸気通路内の圧力が負圧（すなわち大気圧以下）になる場合、流量制御弁を全閉としても過過給にはならず、流量制御弁の基準位置として全閉位置の学習が可能となる。

（４）排気タービンの回転が所定の低回転状態にあるか否かを判定し、低回転状態にあると判定された場合に流量制御弁を全閉位置に制御する構成において、排気タービンの回転が低回転状態にあることを条件に前記基準位置の学習を実施する。排気タービンの回転が低回転である場合、流量制御弁を全閉としても過過給にはならず、流量制御弁の基準位置として全閉位置の学習が可能となる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものであり、当該制御システムのエンジンには過給手段としてのターボチャージャが設けられている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５によって開度調節される空気量調整手段としてのスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルアクチュエータ１５には、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサが内蔵されている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６にはスロットル下流側の吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる図示しない点火装置を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。

エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２６と、エンジン１０の回転に伴い所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ２７とが取り付けられている。

吸気管１１と排気管２４との間にはターボチャージャ３０が配設されている。ターボチャージャ３０は、吸気管１１に設けられたコンプレッサインペラ（吸気コンプレッサ）３１と、排気管２４に設けられたタービンホイール（排気タービン）３２とを有し、それらが回転軸３３にて連結されている。タービンホイール３２を挟んで排気管２４の上流部と下流部との間にはバイパス通路３６が設けられており、このバイパス通路３６にはウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）３７が設けられている。

ウエストゲートバルブ３７には連結部材としてのロッド４１を介してモータ（電動機）付きアクチュエータ４２（以下、ＷＧＶアクチュエータという）が接続されており、ＷＧＶアクチュエータ４２を駆動することによりウエストゲートバルブ３７が開閉動作し、それに伴いバイパス通路３６の開口面積、すなわちバイパス通路３６を流れる排気流量が可変調整される。この場合、ウエストゲートバルブ３７は過給状態可変手段として機能し、任意の状態で過給圧の調整が可能な構成となっている。

図２は、ＷＧＶアクチュエータ４２の機械的構成を模式的に示す図面である。ＷＧＶアクチュエータ４２のケース（図示略）にはモータ４３が配設されており、モータ回転軸４３ａの先端部にはモータギア４４が取り付けられている。モータギア４４には平ギア４５が噛み合っており、その平ギア４５の軸部にはウォーム４６が連結されている。また、ウォーム４６に噛み合うようにしてヘリカルギア４７が設けられており、ヘリカルギア４７は軸部４８を中心に回動可能となっている。軸部４８にはヘリカルギア４７と一体回転するアーム４９が設けられており、アーム４９の一端にはロッド４１を介してウエストゲートバルブ３７が連結されている。また、ヘリカルギア４７を囲むケース（図示略）には、当該ギア４７の回転位置を検出することでＷＧＶ開度を検出するＷＧＶ開度センサ５０が設けられている。

上記構成のＷＧＶアクチュエータ４２では、モータ４３が通電されることでモータギア４４が正逆いずれかの方向に回転し、その回転が平ギア４５及びウォーム４６を介してヘリカルギア４７に伝達される。そして、ヘリカルギア４７が回転することに伴いロッド４１が連動し、結果としてウエストゲートバルブ３７が開閉動作する。

従来の正圧式アクチュエータを用いた構成では、過給圧に応じてＷＧＶ開度が制御されるが、上記のように電動式のＷＧＶアクチュエータ４２を用いることで、過給圧に依存せずにＷＧＶ開度を任意に設定できるようになっている。

図１の説明に戻り、ターボチャージャ３０では、タービンホイール３２に供給される排気によって同タービンホイール３２が回転し、その回転力が回転軸３３を介してコンプレッサインペラ３１に伝達される。そして、コンプレッサインペラ３１により、吸気管１１内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。このとき、その都度のエンジン運転状態等に基づいてウエストゲートバルブ３７が開閉されることにより、所望とする過給圧が実現できるようになっている。

ターボチャージャ３０にて過給された空気は、インタークーラ３８によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ３８によって吸入空気が冷却されることで、吸入空気の充填効率が高められる。

また、本制御システムでは、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５１が設けられている。

ＥＣＵ（電子制御ユニット）６０は、周知の通り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、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運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ６０には、前述した各種センサから各々検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ６０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演算し、燃料噴射弁１９や点火装置等の駆動を制御する。

また、ＥＣＵ６０は、各種検出信号に基づいて目標スロットル開度を演算し、その目標スロットル開度に基づいてスロットルアクチュエータ１５を駆動することで所望とする空気量制御を実施する。この場合特に、アクセル開度等に基づいて目標空気量を算出するとともに、該目標空気量をパラメータとして目標スロットル開度を算出し、この目標スロットル開度を基にスロットル開度を制御する。更に、ＥＣＵ６０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ＷＧＶ開度制御を実施する。上述したスロットル開度制御とＷＧＶ開度制御により、ドライバが要求する要求トルクが実現できるようになる。

ところで、スロットル開度、ＷＧＶ開度及びエンジン１０の出力トルクは図３に示す関係を有しており、同図によれば等トルク線Ｌ１〜Ｌ４が図示のように規定されている。等トルク線は、トルクが小さいものから順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４となっている。

例えば等トルク線Ｌ２上においてＰ１，Ｐ２の各点でトルク制御を実施した場合の違いを述べる。点Ｐ１でのトルク制御は従来制御に相当し、点Ｐ２でのトルク制御は本実施の形態の制御に相当する。なお、点Ｐ１では、ＷＧＶ開度＝ａ１（ほぼ全閉値）、スロットル開度＝ｂ１であり、点Ｐ２では、ＷＧＶ開度＝ａ２、スロットル開度＝ｂ２である。

点Ｐ１，Ｐ２での各トルク制御を比較すると、点Ｐ２でのトルク制御の方がスロットル開度が大きくなっている。これにより、図４のＰ−Ｖ線図（圧力容積図）に示すように、排気圧力が低くなり、結果としてポンプ損失の低減が図られる。なお図４において、二点鎖線はＷＧＶ開度を略全閉とした状態の特性を示し、実線はＷＧＶ開度を所定開度に開放した状態での特性を示す。したがって、点Ｐ２でのトルク制御により燃費向上効果が得られる。本実施の形態では、所定の全閉領域を除く中間開度でＷＧＶ開度を制御することとしており、具体的には、エンジン１０の通常運転時において２０〜１００％の範囲内（望ましくは５０〜８０％の範囲内）でＷＧＶ開度を制御する。

ただし、加速操作が行われる場合を想定すると、点Ｐ１から加速時には、図３の矢印Ｘ１に示すようにスロットル開度を大きくすることでトルクアップが可能となる。これに対し、点Ｐ２からの加速時において、トルクアップを図るには、図３の矢印Ｘ２に示すようにスロットル開度を大きくすることに加え、ＷＧＶ開度を小さくする必要が生じる。すなわち、本実施の形態では、従来制御に比べてウエストゲートバルブ３７の開閉操作量が多くなる。故に、ＷＧＶアクチュエータ４２の応答遅れ等を考えると、過給圧の応答が遅れ、トルク制御の応答性にも影響が及ぶこととなる。

そこで本実施の形態では、過給圧応答を改善すべく、目標過給圧と実過給圧との差である過給圧偏差に基づいて目標ＷＧＶ開度を設定するとともに、実ＷＧＶ開度を目標ＷＧＶ開度に一致させるようにして過給圧フィードバック制御を実施する。このとき、ウエストゲートバルブ３７の全閉位置を基準としてＷＧＶ開度が制御される。

一方、上記のとおりウエストゲートバルブ３７を電動式のＷＧＶアクチュエータ４２で制御する場合、これらを長期にわたって使用することでバルブ端面等に煤（デポジット）が堆積したり、錆等が発生したりし、結果としてウエストゲートバルブ３７の全閉位置（基準位置）にずれが生じると考えられる。そこで本実施の形態では、経時変化によるウエストゲートバルブ３７の全閉位置ずれが生じても適正なるＷＧＶ開度制御を継続するべく、該全閉位置を随時学習し、その学習結果を、ＥＣＵ６０内に設けたＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持することとする。

ウエストゲートバルブ３７の全閉位置ずれの要因としては、上述した経時変化の他に、ウエストゲートバルブ３７とＷＧＶアクチュエータ４２とを連結するロッド４１や、同アクチュエータ４２を構成するケース等の熱膨張（又は収縮）が考えられる。この場合、経時変化による全閉位置ずれは定常的なものであるのに対し、熱膨張による全閉位置ずれは部材温度や周囲温度に依存して変化する。定常的な全閉位置ずれを学習するには、熱膨張による要因を排除することが望ましいと考えられるため、本実施の形態では、エンジンの暖機完了後であることを条件に、前記全閉位置の学習を実施する。

ここで、上記のとおり実ＷＧＶ開度を目標ＷＧＶ開度に一致させるようにＷＧＶ開度をフィードバック制御する構成では、全閉位置ずれにより実ＷＧＶ開度（センサ検出値）と目標ＷＧＶ開度との偏差が定常的に発生し、その際過給圧偏差も定常的に発生する。故に、過給圧偏差に基づいて算出されるＷＧＶ開度補正量によりＷＧＶ全閉学習値を算出し、該学習値を反映してＷＧＶ開度を制御する。

次に、ＥＣＵ６０により実現される制御内容について詳しく説明する。図５は、過給圧制御に関し、ＥＣＵ６０による制御機能の概要を示す制御ブロック図である。図５では、ＥＣＵ６０内のＣＰＵにより実現される演算機能をブロックごとに示している。なお本実施の形態では、スロットル下流側の吸気管圧力を「過給圧」と称し、吸気圧センサ１７により検出される圧力を「実過給圧ＰＭ」として説明を進めることとする。

図５において、目標過給圧算出部６１は、例えば図６の（ａ）に示すマップを用い、その都度のスロットル開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとをパラメータとして目標過給圧ＰＭＴＧを算出する。上記マップによれば、エンジン回転速度ＮＥが大きいほど、又はスロットル開度ＴＡが大きいほど、目標過給圧ＰＭＴＧとして大きい値が算出される。

ＷＧＶ開度補正量算出部６２は、前記算出した目標過給圧ＰＭＴＧと、吸気圧センサ１７により検出した実過給圧ＰＭとの偏差ΔＰＭを算出するとともに（ΔＰＭ＝ＰＭＴＧ−ＰＭ）、周知のフィードバック手法を用いてＷＧＶ開度補正量を算出する。具体的には、例えばＰＩＤ手法を用い、過給圧偏差ΔＰＭ等に基づいてＷＧＶ開度補正量を算出する。

また、ベースＷＧＶ開度算出部６３は、例えば図６の（ｂ）に示すマップを用い、その都度のスロットル開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとをパラメータとしてベースＷＧＶ開度を算出する。上記マップによれば、エンジン回転速度ＮＥが大きいほど、又はスロットル開度ＴＡが大きいほど、ベースＷＧＶ開度として大きい値が算出される。この場合特に、ベースＷＧＶ開度は５０〜８０％の範囲内で設定される。

学習値算出部６４は、ＷＧＶ開度補正量算出部６２で算出したＷＧＶ開度補正量に基づいてＷＧＶ全閉学習値を算出するとともに、該学習値の更新を実施する。特にここでは、少なくともエンジンの暖機完了後であることを条件に、全閉学習を実施する。

目標ＷＧＶ開度算出部６５は、ベースＷＧＶ開度とＷＧＶ開度補正量とＷＧＶ全閉学習値により目標ＷＧＶ開度を算出する（目標ＷＧＶ開度＝ベースＷＧＶ開度＋ＷＧＶ開度補正量＋ＷＧＶ全閉学習値）。

ＷＧＶ開度制御部６６は、前記算出した目標ＷＧＶ開度と、ＷＧＶ開度センサ５０により検出した実ＷＧＶ開度とに基づいてＷＧＶ制御量を算出する。そして、ＷＧＶ開度算出部６６で算出したＷＧＶ制御量が駆動回路６７に出力され、該駆動回路６７によってＷＧＶアクチュエータ４２が駆動される。

図７は、ＷＧＶ開度制御処理を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ６０により所定の時間周期で繰り返し実行される。

図７において、まずステップＳ１０１では、本処理に必要なパラメータ（エンジン回転速度ＮＥ、スロットル開度ＴＡ、実過給圧ＰＭ）を読み込む。また、ステップＳ１０２では、ＷＧＶ開度マップ（例えば図６の（ｂ））を参照してベースＷＧＶ開度を算出し、続くステップＳ１０３では、目標過給圧マップ（例えば図６の（ａ））を参照して目標過給圧ＰＭＴＧを算出する。

その後、ステップＳ１０４では、過給圧偏差ΔＰＭを算出し（ΔＰＭ＝ＰＭＴＧ−ＰＭ）、続くステップＳ１０５では、ＰＩＤ等のフィードバック手法を用い、過給圧偏差ΔＰＭに基づいてＷＧＶ開度補正量を算出する。また、ステップＳ１０６では、ウエストゲートバルブ３７の全閉位置学習を実施する。ただしその詳細は後述する。

その後、ステップＳ１０７では、ベースＷＧＶ開度とＷＧＶ開度補正量とＷＧＶ全閉学習値の加算により目標ＷＧＶ開度を算出する（目標ＷＧＶ開度＝ベースＷＧＶ開度＋ＷＧＶ開度補正量＋ＷＧＶ全閉学習値）。最後に、ステップＳ１０８では、目標ＷＧＶ開度と実ＷＧＶ開度とに基づいてＷＧＶ制御量を算出する。そして、こうして算出されたＷＧＶ制御量によりＷＧＶアクチュエータ４２（モータ４３）の駆動が制御される。

次に、ウエストゲートバルブ３７の全閉学習処理（図７のステップＳ１０６）を図８に基づいて説明する。

図８において、まずステップＳ２０１〜Ｓ２０３では学習実行条件を判定する。具体的には、ステップＳ２０１では、エンジン水温Ｔｗが所定の判定値Ｋｄ（例えば７０℃）以上であるか否か、すなわちエンジンの暖機が完了しているか否かを判定する。ステップＳ２０２では、経時変化に伴うＷＧＶ開度の変動量が所定量を超えたか否か、すなわち目標ＷＧＶ開度の平均値が所定範囲から外れたか否かを判定する。ステップＳ２０３では、過給圧フィードバック制御の実行中であるか否かを判定する。上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０３のいずれかがＮＯの場合、後続の全閉学習を実行することなく本処理を終了し、同ステップＳ２０１〜Ｓ２０３が全てＹＥＳの場合、後続の全閉学習（ステップＳ２０４〜Ｓ２０８）を実行する。

そして、全閉学習では、ＷＧＶ開度補正量が負側にずれているか、正側にずれているかに応じてＷＧＶ全閉学習値を更新する。実際には、ステップＳ２０４では、ＷＧＶ開度補正量が所定値α１未満であるか否かを判定し、ステップＳ２０５では、同ＷＧＶ開度補正量が所定α２超過であるか否かを判定する。判定値α１，α２は、α１＜０＜α２の関係を有するよう設定されている。−α１＝α２であっても良い。

ＷＧＶ開度補正量＜α１の場合、ステップＳ２０６に進み、ＷＧＶ全閉学習値の前回値（現在のメモリ値）から所定値βを減算する。また、ＷＧＶ開度補正量＞α２の場合、ステップＳ２０７に進み、ＷＧＶ全閉学習値の前回値（現在のメモリ値）に所定値βを加算する。そして、上記の如くＷＧＶ全閉学習値を増減した後、ＥＥＰＲＯＭ内のＷＧＶ全閉学習値を今回値にて書き換える。なお、ＷＧＶ開度補正量がα１〜α２であればＷＧＶ全閉学習値の増減を実施しない。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン１０の暖機後にＷＧＶ全閉位置を学習する構成としたため、ウエストゲートバルブ３７やその駆動系（ロッド４１やＷＧＶアクチュエータ４２）における温度差に起因した学習誤差が解消できる。その結果、ＷＧＶ全閉位置を正しく学習し、ひいては過給圧を適正に制御することができる。

また、エンジン１０の暖機後であることに加え、過給圧フィードバック制御の実施中であること、ＷＧＶ開度の変動量が所定量を超えたことを条件にＷＧＶ全閉位置の学習を実施するようにしたため、経時変化に伴うＷＧＶ全閉位置の変化を適正に学習することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

吸気管内圧力が負圧である場合にウエストゲートバルブ３７を全閉位置（ＷＧＶ開度＝０％）に制御する構成とする。そしてかかる構成において、吸気管内圧力が負圧であることを条件にＷＧＶ全閉位置の学習を実施する。吸気管内圧力が負圧（すなわち大気圧以下）になる場合、ウエストゲートバルブ３７を全閉としても過過給にはならず、ＷＧＶ全閉位置の学習が可能となる。

また、タービン回転速度が所定回転速度以下（すなわちタービン低回転状態）である場合にウエストゲートバルブ３７を全閉位置（ＷＧＶ開度＝０％）に制御する構成とする。そしてかかる構成において、タービン回転速度が所定回転速度以下であることを条件にＷＧＶ全閉位置の学習を実施する。タービン回転が低回転である場合、ウエストゲートバルブ３７を全閉としても過過給にはならず、ＷＧＶ全閉位置の学習が可能となる。

上記実施の形態では、過給圧偏差に基づいて算出されるＷＧＶ開度補正量によりＷＧＶ全閉学習値を算出したが、これに代えて、ＷＧＶ開度偏差（＝目標ＷＧＶ開度−実ＷＧＶ開度）に基づいて算出されるＷＧＶ開度補正量によりＷＧＶ全閉学習値を算出することも可能である。

上記実施の形態では、エンジン水温Ｔｗが所定の暖機判定値以上であるか否かによりエンジンの暖機判定を実施したが、これに代えて、エンジン油温（エンジン潤滑油の温度）が所定の暖機判定値以上であるか否かによりエンジンの暖機判定を実施しても良い。

流量制御弁として、ウエストゲートバルブ以外に、吸気コンプレッサを迂回する通路に設けたエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）を採用する構成であっても良い。すなわち、図９に示すように、コンプレッサインペラ３１を挟んで吸気管１１の上流部と下流部との間にはバイパス通路７１が設けられており、このバイパス通路７１にはエアバイパスバルブ７２が設けられている。エアバイパスバルブ７２には連結部材としてのロッド７３を介してモータ（電動機）付きアクチュエータ７４（ＡＢＶアクチュエータ）が接続されており、ＡＢＶアクチュエータ７４を駆動することによりエアバイパスバルブ７２が開閉動作し、それに伴いバイパス通路７１の開口面積、すなわちバイパス通路７１を流れる吸気流量が可変調整される。ＡＢＶアクチュエータ７４には、ＡＢＶ開度を検出するためのＡＢＶ開度センサ７５が設けられている。ＡＢＶアクチュエータ７４の駆動はＥＣＵ６０により制御される。ＡＢＶアクチュエータ７４の構成は、前記ＷＧＶアクチュエータ４２の構成に準ずるものであれば良く、ここではその説明を省略する（図２参照）。

かかる場合、ＥＣＵ６０は、目標過給圧と実過給圧との差である過給圧偏差に基づいて目標ＡＢＶ開度を設定するとともに、実ＡＢＶ開度を目標ＡＢＶ開度に一致させるようにして過給圧フィードバック制御を実施する。そして、エンジン１０の暖機完了後であることや、それに加えて過給圧フィードバック制御の実施中であること、目標ＡＢＶ開度の平均値が所定範囲から外れたこと（ＡＢＶ開度の変動量が所定量を超えたこと）などを条件に、エアバイパスバルブ７２の基準位置（全閉位置）の学習を実施する。このとき、過給圧偏差に基づいて算出されたＡＢＶ開度補正量によりＡＢＶ全閉位置が学習される。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。 ＷＧＶアクチュエータの機械的構成を示す図である。 等トルク特性を示す図である。 エンジンのＰ−Ｖ線図である。 過給圧制御に関してＥＣＵによる制御機能の概要を示す制御ブロック図である。 （ａ）は目標過給圧マップを示す図であり、（ｂ）はベースＷＧＶ開度マップを示す図である。 ＷＧＶ開度制御処理を示すフローチャートである。 ＷＧＶ全閉学習処理を示すフローチャートである。 別の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。

符号の説明

１０…エンジン、１１…吸気管、２４…排気管、２６…水温センサ、３０…ターボチャージャ、３１…コンプレッサインペラ、３２…タービンホイール、３６…バイパス通路、３７…ウエストゲートバルブ、４１…ロッド、４２…ＷＧＶアクチュエータ、４３…モータ、６０…ＥＣＵ、７１…バイパス通路、７２…エアバイパスバルブ、７３…ロッド、７４…ＡＢＶアクチュエータ。

Claims (7)

1. 排気通路に設けられた排気タービンと吸気通路に設けられた吸気コンプレッサとを有してなるターボチャージャを備えた内燃機関に適用され、前記排気タービンを迂回する通路に設けられた流量制御弁、若しくは前記吸気コンプレッサを迂回する通路に設けられた流量制御弁の開度を同制御弁の基準位置に基づいて調整する開度調整手段を備え、該開度調整手段による開度調整により過給圧が制御される過給圧制御装置において、
   前記流量制御弁の基準位置を学習する基準位置学習手段を備え、該基準位置学習手段は、前記内燃機関の暖機後に前記基準位置の学習を実施することを特徴とする内燃機関の過給圧制御装置。
2. 内燃機関の運転状態に応じて設定した目標過給圧とその都度の実過給圧とに基づいて前記流量制御弁の開度補正量を算出する手段を備え、
   前記基準位置学習手段は、前記算出した開度補正量に基づいて前記基準位置の学習を実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給圧制御装置。
3. 内燃機関の運転状態に応じて設定した目標過給圧に実過給圧を一致させるようフィードバック制御を実施する過給圧制御手段を備え、
   前記基準位置学習手段は、前記過給圧制御手段によるフィードバック制御の実施中であることを条件に前記基準位置の学習を実施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過給圧制御装置。
4. 前記基準位置学習手段は、前記流量制御弁の開度変動量が所定値よりも大きくなることを条件に前記基準位置の学習を実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の過給圧制御装置。
5. 吸気通路内の圧力が負圧であるか否かを判定する手段と、前記吸気通路内の圧力が負圧であると判定された場合に前記流量制御弁を全閉位置に制御する手段とを備え、
   前記基準位置学習手段は、前記吸気通路内の圧力が負圧であることを条件に前記基準位置の学習を実施することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の過給圧制御装置。
6. 前記排気タービンの回転が所定の低回転状態にあるか否かを判定する手段と、低回転状態にあると判定された場合に前記流量制御弁を全閉位置に制御する手段とを備え、
   前記基準位置学習手段は、前記排気タービンの回転が低回転状態にあることを条件に前記基準位置の学習を実施することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の過給圧制御装置。
7. 前記流量制御弁に連結部材を介して機械的に連結され、電動機を駆動源として当該流量制御弁を駆動する電動アクチュエータを備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の過給圧制御装置。

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