JP2017040245A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】ウエストゲートバルブの全閉位置を素早く学習できるターボチャージャを提供する。
【解決手段】ＥＣＵ２８は、ウエストゲートバルブ２２を開弁状態から全閉状態へ制御する際で、且つ電動アクチュエータ２５の駆動電流が予め設定した所定値に達した時に、ウエストゲートバルブ２２の開度を全閉位置として学習する。このため、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置の学習時間を短縮できる。具体的には、タービンハウジング等の温度変化や、摩耗等による経時変化により、電動アクチュエータ２５の出力とウエストゲートバルブ２２の開度にズレが生じても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を素早く学習して修正できる。また、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置と、ウエストゲートバルブ２２の機械的な限界開度とが異なる場合であっても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を学習できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウエストゲートバルブを備えるターボチャージャに関し、特に電動アクチュエータによって駆動操作されるウエストゲートバルブの全閉位置の検出技術に関する。

ウエストゲートバルブの全閉位置を検出するターボチャージャとして、特許文献１に開示される技術が知られている。
特許文献１のターボチャージャは、ウエストゲートバルブが電動アクチュエータにより駆動操作されるものであり、電動アクチュエータは制御装置によって通電制御される。

特許文献１の制御装置は、ウエストゲートバルブの全閉位置の学習を行う全閉位置学習が実行可能に設けられている。
特許文献１の制御装置は、目標過給圧と実過給圧のズレ量が閾値以上で、且つウエストゲートバルブの目標開度と実開度のズレ量が閾値以下の時に、全閉位置学習を行う。

特開２０１４−２１８９００号公報

特許文献１の全閉位置学習は、先ずウエストゲートバルブの開度を、全閉位置よりさらに閉弁側へ回動するように電動アクチュエータを通電制御して、電動アクチュエータの駆動電流を一旦大きくする。即ち、電動アクチュエータに過大な駆動負荷を与えることで、駆動電流を強制的に大きくする。

続いて、制御装置は、電動アクチュエータに与える駆動電流を徐々に小さくする。そして、制御装置は、駆動電流が所定値まで低下した時に、ウエストゲートバルブの開度を全閉位置として学習する（図３の破線Ｊ１〜Ｊ３参照）。

このように、特許文献１は、全閉位置学習を実行する際に、一時的に電動アクチュエータに過大な駆動負荷を与えて駆動電流を強制的に大きくした後に、駆動電流を徐々に低下させる制御を実施する。このため、学習を開始してから、学習を終了するまでの時間が長くかかってしまい、制御性の悪化要因になってしまう。

本発明の目的は、ウエストゲートバルブの全閉位置を素早く学習できるターボチャージャの提供にある。

本発明のターボチャージャは、ウエストゲートバルブを開弁状態から全閉状態へ制御する際、電動アクチュエータの駆動電流が所定値に達した時に、ウエストゲートバルブの開度を全閉位置として学習する。
このため、従来技術に比較して、エストゲートバルブの全閉位置の学習時間を短縮できる。具体的には、ハウジング等の温度変化や、摩耗等による経時変化により、電動アクチュエータの出力とウエストゲートバルブの開度にズレが生じても、ウエストゲートバルブの全閉位置を素早く学習して修正できる。

エンジンの吸排気システムの概略図である。 （ａ）電動アクチュエータ作動角に対する過給圧の変化を示すグラフ、（ｂ）電動アクチュエータ作動角に対する駆動電流の関係を示すグラフ、（ｃ）ウエストゲートバルブ全閉時の説明図、（ｄ）ウエストゲートバルブにおけるハードストップ位置の説明図である。 全閉位置学習を行う際における駆動電流の変化、電動アクチュエータ作動角の変化、ウエストゲートバルブの開度変化を示すタイムチャートである。 全閉位置学習の制御例のフローチャートである。 エンジンの吸排気システムの概略図である。 電動アクチュエータ作動角に対する過給圧の変化、ウエストゲートバルブと流量調整バルブの開度変化、駆動電流の変化を示すグラフである。 外開弁タイプのウエストゲートバルブと内開弁タイプの流量調整バルブを駆動する機構の説明図である。 （ａ）電動アクチュエータ作動角に対する駆動電流の変化を示すグラフ、（ｂ）電動アクチュエータ作動角に対する第１排気荷重の変化、第２排気荷重の変化、荷重差の変化を示すグラフである。 エンジン回転数の変化およびエンジン吸気量の変化の変化に対する荷重差を示すグラフである。

以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。

［実施形態１］
図１〜図４に基づいて実施形態１を説明する。
自動車に搭載される走行用のエンジン１は、ターボチャージャ２を搭載する。
エンジン１は、燃料の燃焼を行って走行用の出力を発生する内燃機関であり、吸気をエンジン気筒内へ導く吸気通路３を備えるとともに、気筒内で発生した排気ガスを浄化して大気中に排出する排気通路４を備える。

ターボチャージャ２は、エンジン１から排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジン１に吸い込まれる吸気を加圧する過給器である。このターボチャージャ２は、エンジン１の排気ガスによって駆動される排気タービン５と、この排気タービン５により駆動されてエンジン１に吸い込まれる吸気を加圧する吸気コンプレッサ６とを備える。

排気タービン５は、エンジン１から排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール５ａと、このタービンホイール５ａを収容する渦巻形状のタービンハウジング５ｂとを備えて構成される。

吸気コンプレッサ６は、タービンホイール５ａの回転力により駆動されて吸気通路３内の吸気を加圧するコンプレッサホイール６ａと、このコンプレッサホイール６ａを収容する渦巻形状のコンプレッサハウジングとを備えて構成される。
そして、タービンホイール５ａとコンプレッサホイール６ａは、センターハウジングによって高速回転自在に支持されるシャフト７を介して結合される。

吸気通路３には、吸気コンプレッサ６の他に、エアクリーナ１１、インタークーラ１２、スロットルバルブ１３、サージタンク等に設置されて過給圧を検出する過給圧センサ１４などが設けられている。
排気通路４には、排気タービン５の他に、排気タービン５の排気下流側に配置されて排気ガスの浄化を行う触媒１５、排気音を消音させて排気ガスを大気中に排出するマフラー１６などが設けられている。

タービンハウジング５ｂには、タービンホイール５ａの排気上流側の排気ガスを、タービンホイール５ａを迂回させて、タービンホイール５ａの排気下流側へ導くバイパス路２１が設けられている。
このバイパス路２１は、ウエストゲートバルブ２２によって開閉される。このウエストゲートバルブ２２は、バイパス路２１の開度調整を行なうものであり、ウエストゲートバルブ２２の開度調整により、タービンホイール５ａを迂回する排気ガス量がコントロールされる。

具体的に、ウエストゲートバルブ２２は、エンジン１の運転中にバイパス路２１の開度を調整することで過給圧のコントロールを行う。
また、ウエストゲートバルブ２２は、冷間始動直後など、触媒１５の温度が活性化温度に達していない時に、バイパス路２１を開いて触媒１５の暖機を行う。

ウエストゲートバルブ２２の具体的な構造は限定するものではないが、この実施形態１ではタービンハウジング５ｂの内部で回動操作されるスイングバルブを採用する。
具体的に、ウエストゲートバルブ２２は、バイパス路２１の開口端を閉塞可能な弁傘形状を呈するものであり、熱膨張差を吸収するべく、ウエストゲートバルブ２２を回動操作するバルブアーム２３との間に所定のクリアランスが設けられる。

この実施形態１では、限定するものではないが、クリアランスによってウエストゲートバルブ２２が振らつくのを防ぐ目的で、クリアランスに皿バネ２４を配置している。
また、この皿バネ２４は、ウエストゲートバルブ２２が全閉位置に達した後に、後述する電動アクチュエータ２５を閉弁側へさらに回動させた際に、電動アクチュエータ２５の作動角を閉弁側へ少量回動させる手段としても用いられる。

即ち、ウエストゲートバルブ２２が全閉位置となる電動アクチュエータ２５の作動角θ１と、電動アクチュエータ２５の閉弁方向の回動が機械的に停止する電動アクチュエータ２５の作動角θ２とが異なる具体例を示すものである。
なお、皿バネ２４を用いない他の形態であっても、後述するウエストゲートリンク２６を構成する部品の一部が僅かに撓むことで、全閉位置の作動角θ１と限界開度の作動角θ２とが異なる。

ターボチャージャ２は、ウエストゲートバルブ２２を駆動操作する手段として、電動アクチュエータ２５を用いる。
電動アクチュエータ２５は、排気ガスの熱影響を回避する目的で、排気タービン５から離れた吸気コンプレッサ６等に搭載される。このように、電動アクチュエータ２５は、ウエストゲートバルブ２２から離れた位置に搭載される。このため、ターボチャージャ２には、電動アクチュエータ２５の出力をウエストゲートバルブ２２に伝達するためのウエストゲートリンク２６が設けられる。

電動アクチュエータ２５は、通電制御により回転出力またはストローク出力を発生するものであり、この実施形態１では回転出力を発生する例を示す。電動アクチュエータ２５の具体例は、通電により回転出力を発生する電動モータ（例えばＤＣモータ）と、この電動モータの回転出力を減速して出力トルクを増大させる減速装置（例えば歯車減速装置）とを組み合わせて構成される。

また、電動アクチュエータ２５は、作動角を検出する位置センサ２７を備える。位置センサ２７の具体例は、電動アクチュエータ２５の出力軸の回転角度（即ち、作動角）を検出する回転角センサである。なお、位置センサ２７は、磁気センサ等を用いた非接触型であっても良いし、ポテンショメータなどを用いた接触型であっても良い。そして、位置センサ２７のセンサ出力は、エンジン制御を行うＥＣＵ２８に出力される。

ＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータを搭載するエンジン・コントロール・ユニットである。ＥＣＵ２８は、エンジン１に搭載されたエンジン回転数センサ２９によって検出されるエンジン回転数や、エンジン１に吸い込まれる吸気量等からエンジン１の運転状態に適した目標過給圧を算出する。そして、過給圧センサ１４で検出した実過給圧が目標過給圧に合致するように、電動アクチュエータ２５をフィードバック制御する。

もちろん、上記の過給圧制御は一例であり、限定するものではない。
他の過給圧制御の具体例を示すと、ＥＣＵ２８は、エンジン１の運転状態に基づいて目標過給圧を算出する。そして、目標過給圧に応じたウエストゲートバルブ２２の目標開度を算出する。そして、算出した目標開度と位置センサ２７によって検出したウエストゲートバルブ２２の実開度とが一致するように電動アクチュエータ２５をフィードバック制御する。

また、ＥＣＵ２８は、冷間始動直後など、触媒１５の実温度または予測温度が活性化温度に達していない時に、触媒１５の早期暖機を実施する。具体的に、ＥＣＵ２８は、触媒１５の早期暖機を行う際に、ウエストゲートバルブ２２の開度を大きくするように設けられている。

上述したように、この実施形態１のターボチャージャ２は、排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール５ａと、バイパス路２１の開閉を行うウエストゲートバルブ２２とを備える。
また、ターボチャージャ２は、ウエストゲートバルブ２２を駆動する電動アクチュエータ２５と、電動アクチュエータ２５を通電制御することでウエストゲートバルブ２２の開度を制御するＥＣＵ２８とを備える。
なお、ＥＣＵ２８は、制御装置に相当するものである。

図２（ａ）の実線Ａ１に示すように、ウエストゲートバルブ２２が全閉状態の時と、ウエストゲートバルブ２２が僅かに開弁する状態の時とでは、過給圧が大きく異なる。
そこで、ＥＣＵ２８は、位置センサ２７によって求めるウエストゲートバルブ２２の実開度をモニターする。
しかし、タービンハウジング５ｂ等の温度変化や、電動アクチュエータ２５からウエストゲートバルブ２２に駆動トルクを伝達する途中部品の摩耗による経時変化などにより、ウエストゲートバルブ２２の実開度のモニター精度が低下することが懸念される。
即ち、位置センサ２７から求める実開度が全閉位置にあっても実際は僅かに開弁していたり、あるいは位置センサ２７から求める実開度の全閉位置が開き側にずれている可能性がある。

そこで、この実施形態１のＥＣＵ２８は、ウエストゲートバルブ２２のモニター精度を高める技術として全閉位置学習を実行する。この全閉位置学習は、ＥＣＵ２８に搭載される制御プログラムであり、ウエストゲートバルブ２２を開弁状態から全閉状態へ制御する際で、且つ電動アクチュエータ２５の駆動電流が予め設定した所定値αに達した時に、ウエストゲートバルブ２２の開度を制御上の全閉位置として学習する。

全閉位置学習を実施するために、ターボチャージャ２には、電動アクチュエータ２５の駆動電流をモニターする電流検出部が設けられる。電流検出部の具体的な一例は、電動モータの通電回路に設けた電流検出用の抵抗体であり、ＥＣＵ２８は抵抗体の両端の電圧値から電動アクチュエータ２５の駆動電流を求める。もちろん、駆動電流の検出技術は一例であり、限定するものではない。

ここで、電動アクチュエータ２５の作動角の変化と駆動電流の変化を説明する。
電動アクチュエータ２５の作動角を開弁側から全閉方向に向かって回動させると、図２（ｃ）に示すようにウエストゲートバルブ２２がタービンハウジング５ｂに着座する全閉位置に達する。この時の電動アクチュエータ２５の作動角がθ１である。

この作動角θ１の状態から、電動アクチュエータ２５の作動角をさらに閉弁方向へ回動させると、皿バネ２４が圧縮されるとともに、ウエストゲートバルブ２２がタービンハウジング５ｂに強く押し付けられる。
その結果、電動アクチュエータ２５の駆動負荷が上昇して、図２（ｂ）の実線Ａ２に示すように駆動電流が上昇する。
さらに電動アクチュエータ２５の作動角を閉弁方向へ回動させると、図２（ｄ）に示すように皿バネ２４が強く圧縮されるとともに、電動アクチュエータ２５の閉弁方向の回動が機械的に停止する。この停止位置がハードストップ位置であり、この時の電動アクチュエータ２５の作動角がθ２である。

全閉位置学習の制御例を図４のフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１：この制御ルーチンに侵入すると、先ず、電流検出部の検出値に基づいて駆動電流を算出するとともに、エンジン１の運転状態からウエストゲートバルブ２２の目標開度を算出し、さらに位置センサ２７からウエストゲートバルブ２２の実開度を算出する。
ステップＳ２：続いて、ウエストゲートバルブ２２の実開度が、予め設定した所定開度以下であるか否かの判断を行う。この判断結果がＹＥＳの場合は、この制御ルーチンを終了する。

ステップＳ３：上記ステップＳ２の判断結果がＮＯの場合は、ウエストゲートバルブ２２の目標開度が開弁状態から全閉開度に変化したか否かの判断を行う。この判断結果がＮＯの場合は、この制御ルーチンを終了する。
ステップＳ４：上記ステップＳ３の判断結果がＹＥＳの場合は、判定用の所定値αを求める。
ステップＳ５：電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値α以上であるか否かの判断を行う。この判断結果がＮＯの場合は、この制御ルーチンを終了する。

ステップＳ６：上記ステップＳ５の判断結果がＹＥＳの場合は、電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値αに達した時のウエストゲートバルブ２２の開度を制御上の全閉位置として更新する。
具体的に位置センサ２７を用いるこの実施形態１では、電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値αに達した時の位置センサ２７の検出角度を、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置としてＥＣＵ２８のメモリに記憶して更新する。

他の形態として、位置センサ２７を用いない場合、即ち電動モータとしてステッピングモータを用いて電動アクチュエータ２５の作動角をオープン制御する場合を説明する。この場合は、電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値αに達した時のステッピングモータの回転角度を、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置としてメモリの記憶更新する。

なお、学習技術は限定するものではなく、周知の学習技術を採用するものである。具体的な一例を開示すると、この実施形態１では、複数の学習値を用いずに、全閉位置学習によって得た最も新しい全閉位置を採用するものである。

また、学習条件は限定するものではなく、種々の学習条件を採用可能なものである。具体的な一例として、この実施形態１では、ウエストゲートバルブ２２が開弁状態から全閉状態に切り替わる毎に全閉位置学習を実施するものである。即ち、学習チャンスが訪れる毎に全閉位置学習を実施するように設けられる。

（実施形態１の効果）
従来技術の作動例と実施形態１の作動例を比較して実施形態１の効果を説明する。

従来技術の作動例を説明する。なお、図３では、従来技術の作動例を破線Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３で示す。
従来技術では、ウエストゲートバルブ２２を開状態から全閉位置へ戻す際で、且つウエストゲートバルブ２２の目標開度と実開度にズレを検出する場合に、全閉位置学習を開始する。

従来技術の全閉位置学習は、破線Ｊ２に示すように、電動アクチュエータ２５の作動角を全閉位置よりさらに閉弁側へ操作する。この操作により、ウエストゲートバルブ２２が閉弁側に押し付けられ、破線Ｊ３に示すように、ＥＣＵ２８により求められるウエストゲートバルブ２２の開度がハードストップ位置に達する。
その結果、電動アクチュエータ２５に過大な駆動負荷が与えられることになり、破線Ｊ１に示すように、駆動電流が大きくなる。

続いて、破線Ｊ１に示すように、電動アクチュエータ２５に与える駆動電流を徐々に小さくする。そして、従来技術では、駆動電流が所定値αまで低下した時ｔ２に、ウエストゲートバルブ２２の開度を制御上の全閉位置として学習する。
このように、従来技術は、学習を開始してから、学習を終了するまでの時間が長くかかってしまう。また、従来技術は、電動アクチュエータ２５に過大な駆動負荷を与える。このため、電動アクチュエータ２５を構成する部品やウエストゲートリンク２６等に機械的なストレスを与える懸念がある。

実施形態１の作動例を説明する。なお、図３では、実施形態１の作動例を実線Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３で示す。
実施形態１では、ウエストゲートバルブ２２の開度を、開状態から全閉位置へ戻す際で、電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値αに達する時ｔ１に、全閉位置学習が行われるとともに、全閉位置学習が終了する。

このように、この実施形態１は、従来技術に比較して、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置の学習時間を短縮できる。
具体的に、タービンハウジング５ｂ等の温度変化や、摩耗等による経時変化により、電動アクチュエータ２５の出力とウエストゲートバルブ２２の開度にズレが生じても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を素早く学習して修正できる。

また、この実施形態１のように、全閉位置の作動角θ１と、限界開度の作動角θ２とが異なる場合であっても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を学習できる。即ち、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置と、ウエストゲートバルブ２２の機械的な限界開度とが異なる場合であっても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を学習できる。
さらに、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置の学習を行う際に、電動アクチュエータ２５に過大な駆動負荷を与えない。このため、電動アクチュエータ２５の内蔵部品やウエストゲートリンク２６等に大きな機械的ストレスを与えない。

［実施形態２］
図５、図６に基づいて実施形態２を説明する。
なお、以下の各実施形態において上記実施形態１と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下の各実施形態では、先に説明した実施形態に対する変更箇所のみを開示するものであり、説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。

実施形態２のタービンハウジング５ｂの内部には、排気ガスを旋回させてタービンホイール５ａへ吹き付ける独立した第１、第２スクロール通路３１、３２が設けられる。
また、実施形態２のターボチャージャ２は、第２スクロール通路３２の開閉を行う流量調整バルブ３３を備える。

第１スクロール通路３１は、排気ガスが常に通過するように設けられる。具体的に、第１スクロール通路３１の排気上流部は、タービンハウジング５ｂにおける排気ガスの流入口と常に連通している。このため、エンジン１から排出された排気ガスが常に第１スクロール通路３１を通ってタービンホイール５ａに吹きつけられる。

第２スクロール通路３２の排気上流部は、第１スクロール通路３１と同様、タービンハウジング５ｂにおける排気ガスの流入口に連通する。しかるに、第２スクロール通路３２は、タービンハウジング５ｂに組み付けられた流量調整バルブ３３によって開閉および開度調整される。具体的には、流量調整バルブ３３がバイパス路２１の開度調整を行うことで、第２スクロール通路３２を通過する排気ガス量がコントロールされる。

流量調整バルブ３３の具体的な構造は限定するものではないが、この実施形態２ではウエストゲートバルブ２２と同様、タービンハウジング５ｂの内部で回動操作されるスイングバルブを採用する。
なお、ウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３の両方は、排気下流側へ移動することで開弁する外開弁タイプである。あるいは、ウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３の両方は、排気上流側へ移動することで開弁する内開弁タイプである。

図６（ａ）の実線Ｃ１に示すように、過給圧を低下させる場合、ウエストゲートバルブ２２を閉じた状態で、先ず流量調整バルブ３３を開いて過給圧を低下させる。そしてさらに過給圧を低下させる場合には、ウエストゲートバルブ２２を開いて過給圧を低下させる。
即ち、この実施形態２では、流量調整バルブ３３が全閉状態から全開に向かって変化する際、流量調整バルブ３３の開度が所定開度に達した後にウエストゲートバルブ２２が開き始めるように設けられる。

この実施形態２のウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３は、１つの電動アクチュエータ２５によって駆動される。
電動アクチュエータ２５と流量調整バルブ３３の間には、電動アクチュエータ２５の出力トルクを流量調整バルブ３３に伝える切替リンク３４が設けられる。
また、実施形態２のウエストゲートリング２６には、電動アクチュエータ２５の出力特性を変化させてウエストゲートバルブ２２へ伝達する特性変換部３５が設けられる。この特性変換部３５は、流量調整バルブ３３が全閉状態から全開に向かって変化する際に、流量調整バルブ３３の開度が所定開度に達した後にウエストゲートバルブ２２を開弁するように設けられている。

電動アクチュエータ２５の作動角は、少なくとも流量調整バルブ３３が強く閉じられることで機械的に制限される。流量調整バルブ３３が強く閉じられる電動アクチュエータ２５の作動角をθ０とする。そして、作動角θ０から電動アクチュエータ２５の作動角を徐々に大きくすることで、図６（ｂ）の実線Ｃ２に示すように流量調整バルブ３３の開度が大きくなる。
そして、電動アクチュエータ２５の作動角をθ１より大きくすることで、図６（ｂ）の実線Ｃ３に示すように、ウエストゲートバルブ２２が閉弁状態から開弁状態に切り替わる。

一方、ウエストゲートバルブ２２が開かれた状態からウエストゲートバルブ２２を全閉させる場合、作動角θ１でウエストゲートバルブ２２が全閉位置に達する。この状態から、電動アクチュエータ２５の作動角をさらに閉弁方向へ回動させると、ウエストゲートバルブ２２がタービンハウジング５ｂに強く押し付けられる。
その結果、電動アクチュエータ２５の駆動負荷が上昇して、図６（ｃ）の実線Ｃ４に示すように駆動電流が上昇する。そして、駆動電流が所定値αに達した際に、ウエストゲートバルブ２２の開度を制御上の全閉位置として学習する全閉位置学習を実行する。

なお、ウエストゲートバルブ２２がハードストップ位置に達した後に、図示しないリターンスプリングの反力に抗して電動アクチュエータ２５を閉弁方向へさらに回動させると、流量調整バルブ３３の開度が閉弁方向に向かって小さくなるとともに、駆動電流がさらに上昇する。

（実施形態２の効果）
１つの電動アクチュエータ２５を用いて、流量調整バルブ３３の開度途中でウエストゲートバルブ２２が開き始めるターボチャージャ２の場合、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置を突当制御で検出することができない。
しかるに、この実施形態２のターボチャージャ２は、ウエストゲートバルブ２２を開弁状態から全閉状態へ制御する際で、且つ電動アクチュエータ２５の駆動電流が予め設定した所定値αに達した時に、ウエストゲートバルブ２２の開度を全閉位置として学習する。

このため、１つの電動アクチュエータ２５を用いて、流量調整バルブ３３の開度途中でウエストゲートバルブ２２が開き始めるターボチャージャ２であっても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置学習を実施できる。
即ち、アクチュエータ数を減らしても、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置学習を実施できるため、ウエストゲートバルブ２２のモニター精度を高めることができる。

［実施形態３］
図７〜図９に基づいて実施形態３を説明する。
上記の実施形態２で説明したように、電動アクチュエータ２５の出力トルクは、ウエストゲートリンク２６を介してウエストゲートバルブ２２に伝えられる。なお、図７では、ウエストゲートリンク２６の具体例として、ウエストゲートバルブ２２の操作アーム２６ａと、電動アクチュエータ２５の出力アーム２６ｂをロッド２６ｃで結合する４節リンクを採用する例を示す。
このため、ウエストゲートバルブ２２が受ける排気ガスの荷重は、ウエストゲートリンク２６を介して電動アクチュエータ２５に伝えられる。このように、ウエストゲートバルブ２２が受けて電動アクチュエータ２５に伝えられる排気ガスの荷重を第１排気荷重とする。

同様に、電動アクチュエータ２５の出力トルクは、切替リンク３４を介して流量調整バルブ３３に伝えられる。なお、図７では、切替リンク３４の具体例として、流量調整バルブ３３の操作アーム３４ａと、電動アクチュエータ２５の出力アーム３４ｂをロッド３４ｃで結合する４節リンクを採用する例を示す。
このため、流量調整バルブ３３が受ける排気ガスの荷重は、切替リンク３４を介して電動アクチュエータ２５に伝えられる。このように、流量調整バルブ３３が受けて電動アクチュエータ２５に伝えられる排気ガスによる荷重を第２排気荷重とする。

上記の実施形態２とは異なり、この実施形態３は、ウエストゲートバルブ２２または流量調整バルブ３３の一方が内開弁タイプで、ウエストゲートバルブ２２または流量調整バルブ３３の他方が外開弁タイプである。
具体的な一例として、この実施形態３は、図７に示すように、ウエストゲートバルブ２２が外開弁タイプであり、流量調整バルブ３３が内開弁タイプを採用する。

このように、ウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３が、内開弁タイプと外開弁タイプの場合は、第１排気荷重と第２排気荷重が打消合う。この打消合いにより、電動アクチュエータ２５を作動角θ１よりさらに全閉側へ操作しても、図８（ａ）の実線Ｄ１に示すように電動アクチュエータ２５の駆動電流が上昇しない。
このため、全閉位置学習を起動させると、ウエストゲートバルブ２２が全閉位置とは異なる作動角で電動アクチュエータ２５の駆動電流が所定値αに達する可能性があり、全閉位置の誤学習を招いてしまう。

ここで、第１排気荷重と第２排気荷重が打消合う具体例を、図８（ｂ）に基づき説明する。
作動角θ１より電動アクチュエータ２５を閉弁側へ操作すると、実線Ｄ２に示すように、電動アクチュエータ２５の作動角の変化に対して第１排気荷重が大きくなる。
これに対し、流量調整バルブ３３は排気ガスから閉弁方向へ向かう圧力を受けるため、作動角θ１より電動アクチュエータ２５を閉弁側へ操作する際、実線Ｄ３に示すように、電動アクチュエータ２５の作動角の変化に対して第２排気荷重がマイナス側へ大きくなる。

電動アクチュエータ２５の出力軸には、第１排気荷重と第２排気荷重が合わせられる。このため、作動角θ１より電動アクチュエータ２５を閉弁側へ操作しても、実線Ｄ４に示すように、第１排気荷重と第２排気荷重が合わせられた荷重は上昇しない。
その結果、作動角θ１より電動アクチュエータ２５を閉弁側へ操作しても、実線Ｄ１に示すように電動アクチュエータ２５の駆動電流が上昇しない。

そこで、この実施形態３では、第１排気荷重と第２排気荷重の荷重差が、予め設定した所定荷重値β以上の時のみ全閉位置学習を行うように設けられる。即ち、電動アクチュエータ２５の駆動電流が上昇する条件の時のみ全閉位置学習を行うように設けられる。

第１排気荷重と第２排気荷重の荷重差が所定荷重値β以上であるか否かの判断技術として、この実施形態３のＥＣＵ２８は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいて荷重差を求める。
エンジン回転数は、エンジン回転数センサ２９によって検出される。
エンジン負荷は、図示しないエアフロメータによって検出される吸気量、あるいは過給圧センサ１４によって検出される吸気圧、またはスロットルバルブ開度やアクセル開度等から求める。

一例として、この実施形態３では、エンジン回転数と吸気量に基づいて荷重差が所定荷重値β以上であるか否かの判断を行う。
具体的に、ＥＣＵ２８には、図９に示すように、エンジン回転数と吸気量の関係から荷重差を求めるマップが記憶される。なお、図９の横軸は吸気量の変化を示す。また、図９の実線Ｅ１〜Ｅ５はエンジン回転数の変化を示す。
ＥＣＵ２８は、エンジン回転数と吸気量を検出し、マップで荷重差を算出する。そして、ＥＣＵ２８は、算出された荷重差が所定荷重値β以上の時のみ、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置学習を実施する。具体的には、エンジン回転数が低く、且つエンジン１に供給される吸気量が多い状態の時のみ、ウエストゲートバルブ２２の全閉位置学習を実施する。

（実施形態３の効果）
この実施形態３を採用することにより、ウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３が、内開弁タイプと外開弁タイプの組合せであっても、全閉位置において駆動電流の上昇が得られるため、全閉位置の誤学習を回避できる。
換言すると、ウエストゲートバルブ２２と流量調整バルブ３３が内開弁タイプと外開弁タイプの組合せであっても、ウエストゲートバルブ２２のモニター精度を高めることができる。

１ エンジン
５ａ タービンホイール
２１ バイパス路
２２ ウエストゲートバルブ
２５ 電動アクチュエータ
２８ ＥＣＵ（制御装置）

Claims (4)

1. エンジン（１）の排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール（５ａ）と、
   前記タービンホイールの排気上流側の排気ガスを、前記タービンホイールを迂回させて、前記タービンホイールの排気下流側へ導くバイパス路（２１）の開閉を行うウエストゲートバルブ（２２）と、
   前記ウエストゲートバルブを駆動する電動アクチュエータ（２５）と、
   前記電動アクチュエータを通電制御することで前記ウエストゲートバルブの開度を制御する制御装置（２８）とを備え、
   前記制御装置は、前記ウエストゲートバルブを開弁状態から全閉状態へ制御する際、前記電動アクチュエータの駆動電流が予め設定した所定値（α）に達した時に、前記ウエストゲートバルブの開度を全閉位置として学習することを特徴とするターボチャージャ。
2. 請求項１に記載のターボチャージャにおいて、
   前記タービンホイールを収容するタービンハウジングの内部には、排気ガスを旋回させて前記タービンホイールへ吹き付ける独立した第１、第２スクロール通路（３１、３２）が設けられ、
   当該ターボチャージャは、前記第２スクロール通路の開閉を行う流量調整バルブ（３３）を備え、
   前記ウエストゲートバルブと前記流量調整バルブは、１つの前記電動アクチュエータによって駆動されるものであり、
   前記流量調整バルブが全閉状態から全開に向かって変化する際、前記流量調整バルブの開度が所定開度に達した後に前記ウエストゲートバルブが開き始めることを特徴とするターボチャージャ。
3. 請求項２に記載のターボチャージャにおいて、
   前記ウエストゲートバルブまたは前記流量調整バルブの一方は、排気上流側へ移動することで開弁する内開弁タイプであり、
   前記ウエストゲートバルブまたは前記流量調整バルブの他方は、排気下流側へ移動することで開弁する外開弁タイプであり、
   前記ウエストゲートバルブに作用して前記電動アクチュエータに伝えられる排気ガスによる荷重を第１排気荷重とし、
   前記流量調整バルブに作用して前記電動アクチュエータに伝えられる排気ガスによる荷重を第２排気荷重とした場合、
   前記制御装置は、前記第１排気荷重と前記第２排気荷重の荷重差が、予め設定した所定荷重値（β）以上の時のみ前記学習を行うことを特徴とするターボチャージャ。
4. 請求項３に記載のターボチャージャにおいて、
   前記制御装置は、前記エンジンの回転数と前記エンジンの負荷に基づいて前記荷重差を求めることを特徴とするターボチャージャ。

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