JP4263472B2 - ターボ過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にタービンスクロール部が複数の排気通路で構成され、これら排気通路の少なくとも１つの通路入口に排気カット弁を備えると共に、タービンをバイパスする通路にウエストゲート弁を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ターボチャージャの過給特性は、コンプレッサの特性とタービンの特性とで決まる。そこで、ターボチャージャのタービンスクロール部が複数の排気通路で構成され、排気通路の少なくとも１つの通路入口部に排気カット弁が設けられ、また、タービンをバイパスするバイパス通路にウエストゲート弁を有したターボ過給機付エンジンが知られている。
【０００３】
このような、タービンスクロール部を複数の排気通路で構成した技術としては、エンジン回転数の低回転領域ではウエストゲート弁、排気カット弁を全閉にして、目標過給圧の応答性を向上させ、所定過給圧になるとウエストゲート弁を開き過給圧を保持する。そして、吸気量が所定量になると排気カット弁を開いて排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、所定の排圧以下では排気カット弁を閉じて、主通路のみからタービンに排ガスを供給することにより、排ガスの流速を高めて過給圧の速やかな立ち上がりを得る。そして、所定の排圧になると排気カット弁を開いて主通路と副通路から排ガスをタービンに供給することにより排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止して、過給圧の制御をウエストゲート弁で行い、吸気量やエンジン回転数によって算出される目標過給圧になるように制御するものも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−６２２２０号広報
【０００６】
【特許文献２】
特公平５−７４６９６号広報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１及び特許文献２の先行技術では、過給圧の制御はウエストゲート弁で行い、排気カット弁は排圧を下げるものであり、更に、排気カット弁は、ＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動されるものであるため、排気カット弁が開状態から閉状態に移行する際に排圧の変化によるトルクショックが生じるという問題がある。また、排気カット弁の切り替え作動に対応して過給圧をウエストゲート弁で制御しなければならないため、目標過給圧の制御をスムーズに制御することが困難であるという問題もある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、トルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、ターボ過給機のタービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも１つの通路に設けた、エンジン運転状態に応じて開閉する排気カット弁と、タービンをバイパスするバイパス通路に設け、エンジン運転状態に応じて開閉するウエストゲート弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域の場合は、上記排気カット弁を全開とし上記ウエストゲート弁の開閉により過給圧制御する一方、上記エンジン運転状態が上記高負荷且つ高回転よりの運転領域以外の運転領域の場合は、少なくとも上記ウエストゲート弁を全閉とし、上記排気カット弁の開閉により過給圧制御することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転状態が低回転の運転領域の場合は、上記排気カット弁と上記ウエストゲート弁を共に全閉とすることを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項３記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１又は請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、使用燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段を有し、該オクタン価推定手段で推定した使用燃料のオクタン価が予め設定した閾値より小さい場合は、上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択するエンジン運転選択手段を有し、該エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に少なくとも上記排気カット弁を全開とすることを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項５記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項４記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に上記排気カット弁に加え上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴としている。
【００１４】
すなわち、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置は、エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域の場合は、ターボ過給機のタービンスクロール部の排気通路の少なくとも１つの通路に設けた排気カット弁を全開とし、タービンをバイパスするバイパス通路に設けたウエストゲート弁の開閉により過給圧制御する。一方、エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域以外の運転領域の場合は、少なくともウエストゲート弁を全閉とし、排気カット弁の開閉により過給圧制御する。このように、排気カット弁は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【００１５】
この際、請求項２記載のように、エンジン運転状態が低回転の運転領域の場合は、上記排気カット弁と上記ウエストゲート弁を共に全閉とすることが望ましい。これは、エンジン低回転領域では、排気ガス流量が少ないため過給圧はそれほど高くならず、過給圧を制御する必要が無く、また、目標過給圧への応答性を向上するためである。
【００１６】
更に、請求項３記載のように、使用燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段を有し、該オクタン価推定手段で推定した使用燃料のオクタン価が予め設定した閾値より小さい場合は、ウエストゲート弁を全開とすることが望ましい。ここで、予め設定した閾値とは、例えば、オクタン価が極めて低い粗悪燃料を判定する値であって、このような粗悪燃料の場合に過給を行うとノック発生の虞があるため、ウエストゲート弁を全開し、過給を行わないようにする。
【００１７】
また、請求項４記載のように、通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択するエンジン運転選択手段を有し、該エンジン運転選択手段で燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に少なくとも排気カット弁を全開とする。すなわち、ドライバが燃費を重視しているときは、排気カット弁を開け、排圧を低下させ、ポンピングロスを低下させることで燃費を向上させる。この際、請求項５記載のように、ウエストゲート弁も全開とすることが望ましい。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図７は本発明の実施の一形態を示し、図１はターボ過給機付エンジンの全体構成説明図、図２は電子制御系の回路構成図、図３はエンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図、図４はエンジンの過給圧制御プログラムのフローチャート、図５は排気カット弁またはウエストゲート弁による通常の過給圧制御ルーチンのフローチャート、図６はＰ分テーブル及びＩ分テーブルの説明図、図７はＤＵＴＹ比と弁開度との関係を示す説明図である。
【００１９】
先ず、本発明が適用されるターボ過給機付エンジンの全体構成について、図１に従い説明する。同図において符号１はターボ過給機付エンジン（以下「エンジン」と略記する）であり、本形態においては水平対向式４気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン１のシリンダブロック２の左右両バンクには、シリンダヘッド３がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド３に吸気ポート４と排気ポート５とが形成されている。
【００２０】
吸気ポート４には吸気マニホルド６が連通され、この吸気マニホルド６の上流側集合部に、エアーチャンバ７を介してスロットルボディ８が連通されている。このスロットルボディ８の上流側には、吸気管９を介してエアクリーナ１０が取付けられ、このエアクリーナ１０がエアインテークチャンバ１１に連通されている。
【００２１】
排気ポート５には、排気マニホルド１２を介して排気管１３が連通され、この排気管１３に触媒コンバータ１４が介装されてマフラ１５に連通されている。
【００２２】
また、スロットルボディ８には、スロットル弁１６が設けられ、このスロットルボディ８の直上流の吸気管９にインタークーラ１７が介装され、更に、吸気管９のエアクリーナ１０の下流側にレゾネータチャンバ１８が介装されている。
【００２３】
レゾネータチャンバ１８と吸気マニホルド６とは、スロットル弁１６の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路１９によって連通されており、このバイパス通路１９に、アイドル空気量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（アイドル回転数制御弁；ＩＳＣ弁）２０が介装されている。そして、ＩＳＣ弁２０の直下流側に、吸気圧が負圧のとき開弁し、ターボ過給機２１により過給されて吸気圧が正圧になったとき閉弁するチェックバルブ２２が介装されている。
【００２４】
ターボ過給機２１は、そのコンプレッサ２３が吸気管９のレゾネータチャンバ１８の下流側に介装され、タービン２４が排気管１３に介装されている。
【００２５】
また、ターボ過給機２１のタービン側のタービンスクロール部２５は、第１の排気通路２５ａと第２の排気通路２５ｂの２つの排気通路に区画して構成されている。第１の排気通路２５ａの通路入口部には、この第１の排気通路２５ａへの排気ガスの流入を遮断自在な排気カット弁２６が、排気カット弁用アクチュエータ２７と連接され、例えば開く際は排気ガス流の下流側に向けて開くように構成されて、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）６０により開閉制御される。尚、排気カット弁２６を、排気ガス流の下流側に向けて開くように構成するのは、排圧が一定以上に上昇した場合、排気カット弁２６が開く方向に向かうので、ターボ過給機２１に何らかの異常が生じても排圧が異常に高くなることが防止でき、エンジン１にとって好ましいためである。
【００２６】
ターボ過給機２１のタービンハウジング流入口には、ウエストゲート弁２８が介装され、このウエストゲート弁２８にウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９が連設されている。このウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９は、ダイヤフラムにより２室に仕切られ、一方がウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に連通する圧力室を形成し、他方がウエストゲート弁２８を閉方向に付勢するスプリングを収納したスプリング室を形成している。
【００２７】
また、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０は、ウエストゲート弁作動用アクチュータ２９の圧力室に連通するポートと、ターボ過給機２１のコンプレッサ下流に連通するポートと、レゾネータチャンバ１８に連通するポートとを有する電磁三方弁の構成となっている。そして、ＥＣＵ６０から出力される制御信号のデューティ比に応じてレゾネータチャンバ１８に連通するポートの弁開度が調節され、レゾネータチャンバ１８側の圧力とコンプレッサ下流側の圧力とが調圧されてウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９の圧力室に制御圧が供給され、ウエストゲート弁２８の開度が調節されて過給圧が制御される。
【００２８】
一方、吸気マニホルド６の各気筒の各吸気ポート４の直上流側にはインジェクタ３１が臨まされ、図示しない燃料タンク内の燃料が図示しない燃料ポンプによって圧送され、同じく図示しないプレッシャレギュレータによってインジェクタ３１への燃料圧力が所定の圧力に調圧される。
【００２９】
更に、シリンダヘッド３の各気筒毎に、その先端を燃焼室に露呈する点火プラグ３２が取付けられ、この点火プラグ３２に、各気筒毎に配設された点火コイル３３を介してイグナイタ３４が接続されている。
【００３０】
ここで、ターボ過給機２１に関する制御について簡単に説明する。ターボ過給機２１は、タービン２４に導入する排気エネルギによりコンプレッサ２３が回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給する。
【００３１】
この際、ターボ過給機２１のタービンスクロール部２５の第１の排気通路２５ａの排気カット弁２６は、ＥＣＵ６０からのデューテイ信号等の制御信号によってデューティソレノイド或いはステッピングモータで構成する排気カット弁用アクチュエータ２７が作動されることにより開閉制御される。同様に、ターボ過給機２１のタービンハウジング流入口のウエストゲート弁２８は、ＥＣＵ６０から出力される制御信号のデューティ比に応じてウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０が制御され、ウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９の圧力室に制御圧が供給されてウエストゲート弁２８の開度が調節される。
【００３２】
このＥＣＵ６０による排気カット弁２６とウエストゲート弁２８の開閉制御は、後述する図４に示すフローチャートに従って実行され、基本的には、以下のようにエンジンの運転状態に応じて制御される。
【００３３】
すなわち、図３のエンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図に示す如く、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合（過給圧制御モード０の場合）は、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全閉とする。
【００３４】
また、エンジン運転状態が、例えばスロットル開度θthで代表するエンジン負荷が高負荷で、且つ、エンジン回転数ＮEが高回転よりの運転領域の場合（過給圧制御モード２の場合）は、排気カット弁２６を全開とし、ウエストゲート弁２８をフィードバック制御することにより過給圧を目標過給圧へと制御する。
【００３５】
更に、エンジン運転状態が、上述の過給圧制御モード０、及び過給圧制御モード２以外の運転領域の場合（過給圧制御モード１の場合）は、ウエストゲート弁２８を全閉とし、排気カット弁２６をフィードバック制御することにより過給圧を目標過給圧へと制御する。
【００３６】
この際、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を後述のエンジン運転選択手段としてのＥＣＯモードスイッチ５１で選択している場合、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値NEC1以下の低回転状態で、且つ、エンジン負荷（すなわち、スロットル開度θth）が予め設定しておいた閾値θthc1以下の低負荷状態の場合は、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全開とする。
【００３７】
また、エンジン１の点火時期制御におけるノック補正によるリタード量が予め設定しておいた閾値Ｌc1以下であり、燃料のオクタン価が異常に低く粗悪ガソリンの虞がある場合には、ウエストゲート弁２８を全開とし、過給を行わないように制御する。このように、本実施の形態においては、エンジン１における点火時期制御で設定される数値を利用して、間接的に燃料のオクタン価を推定するようになっており、ＥＣＵ６０はオクタン価推定手段としての機能を有している。
【００３８】
更に、エンジン１の点火時期制御における点火時期学習値（０〜１の間の値で、大きくなる程、高オクタン価ガソリンとみなせる）を判定し、予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）以下であれば、燃料は低オクタン価ガソリンと判定し、低オクタン価ガソリン用に予め設定しておいた低い目標過給圧を設定して、この目標過給圧で過給圧制御を実行させる。逆に、予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）より大きければ、燃料は高オクタン価ガソリンと判定し、高オクタン価ガソリン用に予め設定しておいた高い目標過給圧を設定して、この目標過給圧で過給圧制御を実行させる。このようにガソリンのオクタン価に応じた目標過給圧を設定することで、低オクタン価におけるノックの発生が有効に防止できるようになっている。
【００３９】
尚、過給圧制御における目標過給圧は、周知のように、目標過給圧テーブルからエンジン回転数ＮEとスロットル開度θthに応じて設定される。
【００４０】
次に、各種センサ・スイッチ類について説明する。絶対圧センサ３６が吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁３７によりスロットル弁１６下流の吸気管圧力（吸気マニホルド６内の吸気圧）と大気圧とを選択して検出するよう設けられている。また、シリンダブロック２にノックセンサ３８が取付けられると共に、左右両バンクを連通する冷却水通路３９に冷却水温センサ４０が臨まされ、排気管１３にはＯ２センサ４１が装着されている。さらに、スロットル弁１６にスロットル開度センサ４２が連設され、エアクリーナ１０の直下流に吸入空気量センサ４３が配設されている。
【００４１】
また、エンジン１のクランクシャフト４４にクランクロータ４５が軸着され、このクランクロータ４５の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ４６が対設されている。さらに、動弁機構におけるカムシャフト４７に連設するカムロータ４８に、電磁ピックアップ等からなる気筒判別センサ４９が対設されている。
【００４２】
クランク角センサ４６、気筒判別センサ４９は、それぞれクランクロータ４５、カムロータ４８に所定間隔毎に形成された突起をエンジン運転に伴い検出し、クランクパルス、気筒判別パルスを出力する。そして、ＥＣＵ６０において、クランクパルスの間隔時間（突起の検出間隔）からエンジン回転数ＮEを算出すると共に、点火時期及び燃料噴射時期等を演算し、さらに、クランクパルス及び気筒判別パルスの入力パターンから気筒判別を行う。特に、点火時期制御においては、公知の如く、ＥＣＵ６０に予め記憶しておいた、吸入空気量とエンジン回転数ＮEに応じたマップから、エンジン１の運転状態に応じた最適な点火時期を、各センサからの値で各種学習補正しながら設定する。この学習補正の際、ノックセンサ３８からの値に基づき点火進角度に対する補正値であるリタード量が所定に求められるようになっている。
【００４３】
また、トランスミッション（図示せず）の出力軸の回転から車速を検出する車速センサ５０、及び、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択的に設定可能なＥＣＯモードスイッチ５１が、ＥＣＵ６０に接続されている。
【００４４】
次に、図２に基づき電子制御系の構成について説明する。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、及びＩ／０インターフェイス６６をバスラインを介して接続したマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に所定の安定化電源を供給する定電圧回路６７、駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路を備えている。
【００４５】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマを含む。
【００４６】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続され、電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートに接続されている。
【００４７】
更に、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続され、バッテリ７１に接続されるイグニッションスイッチ７２のＯＮがＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートで検出されて電源リレー７０の接点が閉となると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００４８】
また、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、ノックセンサ３８、クランク角センサ４６、気筒判別センサ４９、車速センサ５０、ＥＣＯモードスイッチ５１が接続されている。更に、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、Ａ／Ｄ変換器６９を介して吸入空気量センサ４３、スロットル開度センサ４２、冷却水温センサ４０、Ｏ２センサ４１、絶対圧センサ３６が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。
【００４９】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の出力ポートには、ＩＳＣ弁２０、インジェクタ３１、排気カット弁用アクチュエータ２７、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０、吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁３７、及び、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ３４が接続されている。
【００５０】
そして、イグニッションスイッチ７２がＯＮされると、電源リレー７０がＯＮし、定電圧回路６７を介して各部に定電圧が供給され、ＥＣＵ６０が各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０においてＣＰＵ６１が、ＲＯＭ６２に格納されている制御プログラムに基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス６６を介して各種センサからの検出信号を入力処理し、ＲＡＭ６３及びバックアップＲＡＭ６４に記憶されている各種データ、ＲＯＭ６２に格納されている固定データに基づき、各種制御量を演算する。
【００５１】
そして、ＥＣＵ６０は、駆動回路６８を介して、前述の如く、その際の運転状態に応じてマップや予め設定しておいた閾値等を参照しながら排気カット弁用アクチュエータ３０、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３３に制御信号を出力し、開閉制御及び過給圧制御を行う。また、演算した燃料噴射量を定める駆動パルス幅信号を所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ３１に出力して燃料噴射制御を行い、また、所定のタイミングでイグナイタ３４に点火信号を出力して点火時期制御を実行し、ＩＳＣ弁２０に制御信号を出力してアイドル回転数制御等を実行する。
【００５２】
以下、ＥＣＵ６０で実行される、エンジンの過給圧制御について、図４のフローチャートで説明する。
【００５３】
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要なパラメータを読み込み、Ｓ１０２に進み、ＥＣＯモードスイッチ５１がＯＮされ、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択している状態か否か判定する。
【００５４】
Ｓ１０２の判定の結果、ＥＣＯモードスイッチ５１がＯＮされている場合は、Ｓ１０３に進み、エンジン回転数ＮEが、予め設定しておいた閾値ＮEC1以下（ＮE≦ＮEC1）で低回転状態か否か判定し、ＮE≦ＮEC1でエンジン低回転状態の場合は、Ｓ１０４に進む。
【００５５】
Ｓ１０４では、エンジン負荷、すなわち、スロットル開度θthが予め設定しておいた閾値θthc1以下（θth≦θthc1）で低負荷状態か否か判定し、θth≦θthc1でエンジン低負荷状態の場合は、Ｓ１０５に進んで、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全開とし、プログラムを抜ける。すなわち、燃費重視の運転状態で低負荷低回転の運転状態の場合は、排気カット弁２６を開け排圧を低下させ、ポンピングロスを低下させることで燃費を向上させる。この際、ウエストゲート弁２８も共に全開とすることで、上述の効果をより高めるようにしている。
【００５６】
一方、Ｓ１０２でＥＣＯモードスイッチ５１がＯＦＦ、或いは、Ｓ１０３でエンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC1より高い（ＮE＞ＮEC1）、或いは、Ｓ１０４でスロットル開度θthが予め設定しておいた閾値θthc1より大きい（θth＞θthc1）場合は、Ｓ１０６に進む。
【００５７】
Ｓ１０６では、エンジン１の点火時期制御におけるノック補正によるリタード量が予め設定しておいた閾値Ｌc1以下（リタード量≦Ｌc1）であるか否か判定し、リタード量≦Ｌc1の場合は、燃料は粗悪ガソリン（超低オクタン価ガソリン）と判定してＳ１０７に進み、ウエストゲート弁２８を全開としてプログラムを抜ける。すなわち、粗悪ガソリンの際に過給を行うと、ノック発生の虞があるため、ウエストゲート弁２８を全開として過給を行わないようにする。尚、ウエストゲート弁２８を全開とするため、排気カット弁２６の制御は特に行わない。
【００５８】
Ｓ１０６で、リタード量＞Ｌc1と判定され、粗悪ガソリンではないと判定された場合は、Ｓ１０８に進み、エンジン運転状態が、図３におけるエンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合（過給圧制御モード０の場合）か否か判定する。
【００５９】
このＳ１０８の判定の結果、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域で過給圧制御モード０の場合、Ｓ１０９に進み、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全閉としてプログラムを抜ける。すなわち、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合では、排気ガス流量が少ないため過給圧はそれほど高くならず、過給圧を制御する必要はなく、また、目標過給圧への応答性を向上するため（ターボラグを少なくするため）である。
【００６０】
一方、Ｓ１０８の判定の結果、エンジン運転状態が、過給圧制御モード０の場合ではないと判定した場合は、Ｓ１１０に進み、エンジン１の点火時期制御における点火時期学習値（０〜１の間の値で、大きくなる程、高オクタン価ガソリンとみなせる）と予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）とを比較する。
【００６１】
このＳ１１０の比較の結果、点火時期学習値が０．３〜０．４の閾値以下の場合は、低オクタン価ガソリン（レギュラーガソリン）と判断し、Ｓ１１１に進んで、低オクタン価ガソリン用の目標過給圧を設定する。
【００６２】
逆に、Ｓ１１０の比較の結果、点火時期学習値が０．３〜０．４の閾値より大きい場合は、高オクタン価ガソリン（ハイオクガソリン）と判断し、Ｓ１１２に進んで、高オクタン価ガソリン用の目標過給圧を設定する。ここで、低オクタン価用目標過給圧は、高オクタン価用目標過給圧よりも低い値となっており、耐ノック性が向上されるようになっている。
【００６３】
こうして、Ｓ１１１、或いは、Ｓ１１２で目標過給圧の設定を行った後は、Ｓ１１３に進み、エンジン運転状態が、図３における過給圧制御モード１（エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の過給圧制御モード０の領域と、エンジン運転状態がスロットル開度θthが大きく且つエンジン回転数ＮEが高回転よりの運転領域の過給圧制御モード２以外の運転領域の過給圧制御モード）か否か判定される。
【００６４】
Ｓ１１３の判定の結果、エンジン運転状態が過給圧制御モード１である場合は、Ｓ１１４に進み、ウエストゲート弁２８を全閉とし、排気カット弁２６で過給圧制御を、後述の図５のフローチャートで示すフィードバック制御にて実行する。
【００６５】
また、Ｓ１１３の判定の結果、エンジン運転状態が過給圧制御モード１ではない場合、すなわち、過給圧制御モード２の場合は、Ｓ１１５に進み、排気カット弁２６は全開とし、ウエストゲート弁２８で過給圧制御を、やはり後述の図５のフローチャートで示すフィードバック制御にて実行する。
【００６６】
このように制御することで、排気量が比較的少ない過給圧制御モード１のとき、排気カット弁２６で過給圧制御を行いつつ、排気カット弁２６が設けられている第１の排気通路２５ａに排圧をかけておくことで排気カット弁２６を全開させたときのトルクショックをなくすことができ、走行性能を向上させることができる。
【００６７】
また、排気カット弁２６は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁２８と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁２６の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【００６８】
次に、図５のフローチャートは、ＥＣＵ６０おいて、所定周期（所定時間）毎に実行される、排気カット弁２６（上述のＳ１１４）、或いは、ウエストゲート弁２８（上述のＳ１１５）に対して行われる通常の過給圧制御ルーチン（目標過給圧へのフィードバック制御のルーチン）を示す。
【００６９】
まず、Ｓ２０１では、周知のように目標過給圧テーブルを、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θthに基づいて、補間計算付で参照し、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴを設定する（ＴＰＴＡＧＴ←ＴＢＬ（ＮE，θth））。
【００７０】
次いで、Ｓ２０２に進み、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴと、絶対圧センサ３６によって検出した吸気管圧力（実過給圧）Ｐとの偏差ΔＰを求め（ΔＰ←ＴＰＴＡＧＴ−Ｐ）、Ｓ２０３で偏差ΔＰの絶対値｜ΔＰ｜と不感帯を与える設定値ＰＳとを比較し、実過給圧Ｐが過給圧のＰＩ制御における不感帯の範囲内にあるかを調べる。
【００７１】
その結果、｜ΔＰ｜＜ＰＳであり、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する不感帯の範囲内にあるときには、Ｓ２０３からＳ２０４へ進んでＰＩ制御における積分定数ＤＩを０とするとともに（ＤＩ←０）、Ｓ２０５で比例定数ＤＰを０とする（ＤＰ←０）。そして、Ｓ２２３で、排気カット弁用アクチュエータ２７、或いは、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に対する制御駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを、前回ルーチン実行時に求めた旧値に今回のルーチンで設定した積分定数ＤＩ及び比例定数ＤＰを加算して新たな値で設定し（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ＋ＤＩ＋ＤＰ）、ルーチンを抜ける。
【００７２】
一方、Ｓ２０３において｜ΔＰ｜≧ＰＳであり、実過給圧Ｐが不感帯の範囲外のときには、Ｓ２０３からＳ２０６へ進み、実過給圧Ｐと目標過給圧ＴＰＴＡＧＴとを比較して、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する実過給圧Ｐの大小関係を調べる。そして、Ｐ＞ＴＰＴＡＧＴであり、不感帯の範囲外で実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高いときには、Ｓ２０６からＳ２０７以降へ進み、Ｓ２０８乃至Ｓ２１３でデューティ比減の処理を行い、実過給圧Ｐを低下させる。
【００７３】
このデューティ比減の処理では、先ず、Ｓ２０７で、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する実過給圧Ｐの大小関係が反転し、且つ実過給圧Ｐが不感帯の範囲外へ逸脱した初回を判別するための反転初回判別フラグＦＤの値を参照する。この反転初回判別フラグＦＤは、Ｐ＞ＴＰＴＡＧＴでＦＤ＝０のとき、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高くなった後、初めて不感帯を逸脱したことを示し、デューティ比減の処理によりＦＤ＝１にセットされる。
【００７４】
従って、Ｓ２０７においてＦＤ＝０、すなわち実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴより高くなった後、今回初めて不感帯を逸脱したときには（Ｐ≧ＴＰＴＡＧＴ＋ＰＳ）、Ｓ２０８へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づいて図６（ａ）に示すＰ分テーブルを参照し、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなる比例定数減分値ＰＤＯＷＮを設定する。
【００７５】
そして、Ｓ２０９で、比例定数減分値ＰＤＯＷＮにマイナスの符号を付けてスキップ補正の比例定数ＤＰとし（ＤＰ←−ＰＤＯＷＮ）、Ｓ２１０で積分定数ＤＩを０にし（ＤＩ←０）、Ｓ２１４で反転初回判別フラグＦＤをセットした後（ＦＤ←１）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００７６】
また、Ｓ２０７においてＦＤ＝１であり、既にデューティ比ＤＵＴＹのスキップ補正による減少が行われているときには、Ｓ２０７からＳ２１１へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づいて図６（ｂ）に示すＩ分テーブルを参照し、積分定数減分値ＩＤＯＷＮを設定する。積分定数減算値ＩＤＯＷＮは、図６（ｂ）に示すように、前述の比例定数減分値ＰＤＯＷＮと同様、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなるものの、その増加の度合は、比例定数減分値ＰＤＯＷＮより小さく設定される。
【００７７】
次いで、Ｓ２１１からＳ２１２へ進み、積分定数減分値ＩＤＯＷＮにマイナスの符号を付けて積分定数ＤＩとし（ＤＩ←−ＩＤＯＷＮ）、Ｓ２１３で比例定数ＤＰを０にし（ＤＰ←０）、前述のＳ２１４で反転初回判別フラグＦＤをセットした後（ＦＤ←１）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００７８】
一方、Ｓ２０６でＰ≦ＴＰＴＡＧＴであり、不感帯の範囲外で実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも低いときには、Ｓ２０６からステップＳ２１５へ進み、Ｓ２１６乃至Ｓ２２１でデューティ比増の処理を行い、実過給圧Ｐを上昇させる。
【００７９】
このデューティ比増の処理では、Ｓ２１５で反転初回判別フラグＦＤの値を参照し、ＦＤ＝１であり、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高い状態から低い状態に移行し、今回初めて不感帯を逸脱したときには（Ｐ≦ＴＰＴＡＧＴ−ＰＳ）、Ｓ２１６へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づきＰ分テーブルを参照して、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなる比例定数増分値ＰＵＰ（図６（ａ）参照）を設定する。
【００８０】
そして、Ｓ２１７で、比例定数増分値ＰＵＰをスキップ補正の比例定数ＤＰとし（ＤＰ←ＰＵＰ）、Ｓ２１８で積分定数ＤＩを０にし（ＤＩ←０）、Ｓ２２２で反転初回判別フラグＦＤをクリアした後（ＦＤ←０）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００８１】
また、Ｓ２１５においてＦＤ＝０であり、既にデューティ比ＤＵＴＹのスキップ補正による増加が行われているときには、Ｓ２１５からＳ２１９へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づきＩ分テーブルを参照して積分定数増分値ＩＵＰ（図６（ｂ）参照）を設定する。
【００８２】
そして、Ｓ２２０へ進んで積分定数増分値ＩＵＰを積分定数ＤＩとし（ＤＩ←ＩＵＰ）、Ｓ２２１で比例定数ＤＰを０にし（ＤＰ←０）、Ｓ２２２で反転初回判別フラグＦＤをクリアした後（ＦＤ←０）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。尚、積分定数増分値ＩＵＰは、前述の比例定数増分値ＰＵＰと同様、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなるものの、その増加の度合は比例定数増分値ＰＵＰより小さく設定される。
【００８３】
こうして、図５のフローチャートにより設定される、排気カット弁用アクチュエータ２７、或いは、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に対する制御駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹと弁開度との関係は、例えば図７に示す如く設定され、デューティ比ＤＵＴＹが２０〜８０の間で、排気カット弁２６、或いは、ウエストゲート弁２８の開度が制御されるようになっている。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気カット弁は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ過給機付エンジンの全体構成説明図
【図２】電子制御系の回路構成図
【図３】エンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図
【図４】エンジンの過給圧制御プログラムのフローチャート
【図５】排気カット弁またはウエストゲート弁による通常の過給圧制御ルーチンのフローチャート
【図６】Ｐ分テーブル及びＩ分テーブルの説明図
【図７】ＤＵＴＹ比と弁開度との関係を示す説明図
【符号の説明】
１ ターボ過給機付エンジン
２１ ターボ過給機
２３ コンプレッサ
２４ タービン
２５ タービンスクロール部
２５ａ 第１の排気通路
２５ｂ 第２の排気通路
２６ 排気カット弁
２８ ウエストゲート弁
５１ ＥＣＯモードスイッチ（エンジン運転選択手段）
６０ ＥＣＵ（オクタン価推定手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にタービンスクロール部が複数の排気通路で構成され、これら排気通路の少なくとも１つの通路入口に排気カット弁を備えると共に、タービンをバイパスする通路にウエストゲート弁を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ターボチャージャの過給特性は、コンプレッサの特性とタービンの特性とで決まる。そこで、ターボチャージャのタービンスクロール部が複数の排気通路で構成され、排気通路の少なくとも１つの通路入口部に排気カット弁が設けられ、また、タービンをバイパスするバイパス通路にウエストゲート弁を有したターボ過給機付エンジンが知られている。
【０００３】
このような、タービンスクロール部を複数の排気通路で構成した技術としては、エンジン回転数の低回転領域ではウエストゲート弁、排気カット弁を全閉にして、目標過給圧の応答性を向上させ、所定過給圧になるとウエストゲート弁を開き過給圧を保持する。そして、吸気量が所定量になると排気カット弁を開いて排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、所定の排圧以下では排気カット弁を閉じて、主通路のみからタービンに排ガスを供給することにより、排ガスの流速を高めて過給圧の速やかな立ち上がりを得る。そして、所定の排圧になると排気カット弁を開いて主通路と副通路から排ガスをタービンに供給することにより排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止して、過給圧の制御をウエストゲート弁で行い、吸気量やエンジン回転数によって算出される目標過給圧になるように制御するものも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−６２２２０号広報
【０００６】
【特許文献２】
特公平５−７４６９６号広報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１及び特許文献２の先行技術では、過給圧の制御はウエストゲート弁で行い、排気カット弁は排圧を下げるものであり、更に、排気カット弁は、ＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動されるものであるため、排気カット弁が開状態から閉状態に移行する際に排圧の変化によるトルクショックが生じるという問題がある。また、排気カット弁の切り替え作動に対応して過給圧をウエストゲート弁で制御しなければならないため、目標過給圧の制御をスムーズに制御することが困難であるという問題もある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、トルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、ターボ過給機のタービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも１つの通路に設けた、エンジン運転状態に応じて開閉する排気カット弁と、タービンをバイパスするバイパス通路に設け、エンジン運転状態に応じて開閉するウエストゲート弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域の場合は、上記排気カット弁を全開とし上記ウエストゲート弁の開閉により過給圧制御する一方、上記エンジン運転状態が上記高負荷且つ高回転よりの運転領域以外の運転領域の場合は、少なくとも上記ウエストゲート弁を全閉とし、上記排気カット弁の開閉により過給圧制御することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転状態が低回転の運転領域の場合は、上記排気カット弁と上記ウエストゲート弁を共に全閉とすることを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項３記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１又は請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、使用燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段を有し、該オクタン価推定手段で推定した使用燃料のオクタン価が予め設定した閾値より小さい場合は、上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択するエンジン運転選択手段を有し、該エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に少なくとも上記排気カット弁を全開とすることを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項５記載の本発明によるターボ過給機付エンジンの制御装置は、請求項４記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に上記排気カット弁に加え上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴としている。
【００１４】
すなわち、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置は、エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域の場合は、ターボ過給機のタービンスクロール部の排気通路の少なくとも１つの通路に設けた排気カット弁を全開とし、タービンをバイパスするバイパス通路に設けたウエストゲート弁の開閉により過給圧制御する。一方、エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域以外の運転領域の場合は、少なくともウエストゲート弁を全閉とし、排気カット弁の開閉により過給圧制御する。このように、排気カット弁は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【００１５】
この際、請求項２記載のように、エンジン運転状態が低回転の運転領域の場合は、上記排気カット弁と上記ウエストゲート弁を共に全閉とすることが望ましい。これは、エンジン低回転領域では、排気ガス流量が少ないため過給圧はそれほど高くならず、過給圧を制御する必要が無く、また、目標過給圧への応答性を向上するためである。
【００１６】
更に、請求項３記載のように、使用燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段を有し、該オクタン価推定手段で推定した使用燃料のオクタン価が予め設定した閾値より小さい場合は、ウエストゲート弁を全開とすることが望ましい。ここで、予め設定した閾値とは、例えば、オクタン価が極めて低い粗悪燃料を判定する値であって、このような粗悪燃料の場合に過給を行うとノック発生の虞があるため、ウエストゲート弁を全開し、過給を行わないようにする。
【００１７】
また、請求項４記載のように、通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択するエンジン運転選択手段を有し、該エンジン運転選択手段で燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に少なくとも排気カット弁を全開とする。すなわち、ドライバが燃費を重視しているときは、排気カット弁を開け、排圧を低下させ、ポンピングロスを低下させることで燃費を向上させる。この際、請求項５記載のように、ウエストゲート弁も全開とすることが望ましい。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図７は本発明の実施の一形態を示し、図１はターボ過給機付エンジンの全体構成説明図、図２は電子制御系の回路構成図、図３はエンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図、図４はエンジンの過給圧制御プログラムのフローチャート、図５は排気カット弁またはウエストゲート弁による通常の過給圧制御ルーチンのフローチャート、図６はＰ分テーブル及びＩ分テーブルの説明図、図７はＤＵＴＹ比と弁開度との関係を示す説明図である。
【００１９】
先ず、本発明が適用されるターボ過給機付エンジンの全体構成について、図１に従い説明する。同図において符号１はターボ過給機付エンジン（以下「エンジン」と略記する）であり、本形態においては水平対向式４気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン１のシリンダブロック２の左右両バンクには、シリンダヘッド３がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド３に吸気ポート４と排気ポート５とが形成されている。
【００２０】
吸気ポート４には吸気マニホルド６が連通され、この吸気マニホルド６の上流側集合部に、エアーチャンバ７を介してスロットルボディ８が連通されている。このスロットルボディ８の上流側には、吸気管９を介してエアクリーナ１０が取付けられ、このエアクリーナ１０がエアインテークチャンバ１１に連通されている。
【００２１】
排気ポート５には、排気マニホルド１２を介して排気管１３が連通され、この排気管１３に触媒コンバータ１４が介装されてマフラ１５に連通されている。
【００２２】
また、スロットルボディ８には、スロットル弁１６が設けられ、このスロットルボディ８の直上流の吸気管９にインタークーラ１７が介装され、更に、吸気管９のエアクリーナ１０の下流側にレゾネータチャンバ１８が介装されている。
【００２３】
レゾネータチャンバ１８と吸気マニホルド６とは、スロットル弁１６の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路１９によって連通されており、このバイパス通路１９に、アイドル空気量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（アイドル回転数制御弁；ＩＳＣ弁）２０が介装されている。そして、ＩＳＣ弁２０の直下流側に、吸気圧が負圧のとき開弁し、ターボ過給機２１により過給されて吸気圧が正圧になったとき閉弁するチェックバルブ２２が介装されている。
【００２４】
ターボ過給機２１は、そのコンプレッサ２３が吸気管９のレゾネータチャンバ１８の下流側に介装され、タービン２４が排気管１３に介装されている。
【００２５】
また、ターボ過給機２１のタービン側のタービンスクロール部２５は、第１の排気通路２５ａと第２の排気通路２５ｂの２つの排気通路に区画して構成されている。第１の排気通路２５ａの通路入口部には、この第１の排気通路２５ａへの排気ガスの流入を遮断自在な排気カット弁２６が、排気カット弁用アクチュエータ２７と連接され、例えば開く際は排気ガス流の下流側に向けて開くように構成されて、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）６０により開閉制御される。尚、排気カット弁２６を、排気ガス流の下流側に向けて開くように構成するのは、排圧が一定以上に上昇した場合、排気カット弁２６が開く方向に向かうので、ターボ過給機２１に何らかの異常が生じても排圧が異常に高くなることが防止でき、エンジン１にとって好ましいためである。
【００２６】
ターボ過給機２１のタービンハウジング流入口には、ウエストゲート弁２８が介装され、このウエストゲート弁２８にウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９が連設されている。このウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９は、ダイヤフラムにより２室に仕切られ、一方がウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に連通する圧力室を形成し、他方がウエストゲート弁２８を閉方向に付勢するスプリングを収納したスプリング室を形成している。
【００２７】
また、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０は、ウエストゲート弁作動用アクチュータ２９の圧力室に連通するポートと、ターボ過給機２１のコンプレッサ下流に連通するポートと、レゾネータチャンバ１８に連通するポートとを有する電磁三方弁の構成となっている。そして、ＥＣＵ６０から出力される制御信号のデューティ比に応じてレゾネータチャンバ１８に連通するポートの弁開度が調節され、レゾネータチャンバ１８側の圧力とコンプレッサ下流側の圧力とが調圧されてウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９の圧力室に制御圧が供給され、ウエストゲート弁２８の開度が調節されて過給圧が制御される。
【００２８】
一方、吸気マニホルド６の各気筒の各吸気ポート４の直上流側にはインジェクタ３１が臨まされ、図示しない燃料タンク内の燃料が図示しない燃料ポンプによって圧送され、同じく図示しないプレッシャレギュレータによってインジェクタ３１への燃料圧力が所定の圧力に調圧される。
【００２９】
更に、シリンダヘッド３の各気筒毎に、その先端を燃焼室に露呈する点火プラグ３２が取付けられ、この点火プラグ３２に、各気筒毎に配設された点火コイル３３を介してイグナイタ３４が接続されている。
【００３０】
ここで、ターボ過給機２１に関する制御について簡単に説明する。ターボ過給機２１は、タービン２４に導入する排気エネルギによりコンプレッサ２３が回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給する。
【００３１】
この際、ターボ過給機２１のタービンスクロール部２５の第１の排気通路２５ａの排気カット弁２６は、ＥＣＵ６０からのデューテイ信号等の制御信号によってデューティソレノイド或いはステッピングモータで構成する排気カット弁用アクチュエータ２７が作動されることにより開閉制御される。同様に、ターボ過給機２１のタービンハウジング流入口のウエストゲート弁２８は、ＥＣＵ６０から出力される制御信号のデューティ比に応じてウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０が制御され、ウエストゲート弁作動用アクチュエータ２９の圧力室に制御圧が供給されてウエストゲート弁２８の開度が調節される。
【００３２】
このＥＣＵ６０による排気カット弁２６とウエストゲート弁２８の開閉制御は、後述する図４に示すフローチャートに従って実行され、基本的には、以下のようにエンジンの運転状態に応じて制御される。
【００３３】
すなわち、図３のエンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図に示す如く、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合（過給圧制御モード０の場合）は、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全閉とする。
【００３４】
また、エンジン運転状態が、例えばスロットル開度θthで代表するエンジン負荷が高負荷で、且つ、エンジン回転数ＮEが高回転よりの運転領域の場合（過給圧制御モード２の場合）は、排気カット弁２６を全開とし、ウエストゲート弁２８をフィードバック制御することにより過給圧を目標過給圧へと制御する。
【００３５】
更に、エンジン運転状態が、上述の過給圧制御モード０、及び過給圧制御モード２以外の運転領域の場合（過給圧制御モード１の場合）は、ウエストゲート弁２８を全閉とし、排気カット弁２６をフィードバック制御することにより過給圧を目標過給圧へと制御する。
【００３６】
この際、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を後述のエンジン運転選択手段としてのＥＣＯモードスイッチ５１で選択している場合、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値NEC1以下の低回転状態で、且つ、エンジン負荷（すなわち、スロットル開度θth）が予め設定しておいた閾値θthc1以下の低負荷状態の場合は、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全開とする。
【００３７】
また、エンジン１の点火時期制御におけるノック補正によるリタード量が予め設定しておいた閾値Ｌc1以下であり、燃料のオクタン価が異常に低く粗悪ガソリンの虞がある場合には、ウエストゲート弁２８を全開とし、過給を行わないように制御する。このように、本実施の形態においては、エンジン１における点火時期制御で設定される数値を利用して、間接的に燃料のオクタン価を推定するようになっており、ＥＣＵ６０はオクタン価推定手段としての機能を有している。
【００３８】
更に、エンジン１の点火時期制御における点火時期学習値（０〜１の間の値で、大きくなる程、高オクタン価ガソリンとみなせる）を判定し、予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）以下であれば、燃料は低オクタン価ガソリンと判定し、低オクタン価ガソリン用に予め設定しておいた低い目標過給圧を設定して、この目標過給圧で過給圧制御を実行させる。逆に、予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）より大きければ、燃料は高オクタン価ガソリンと判定し、高オクタン価ガソリン用に予め設定しておいた高い目標過給圧を設定して、この目標過給圧で過給圧制御を実行させる。このようにガソリンのオクタン価に応じた目標過給圧を設定することで、低オクタン価におけるノックの発生が有効に防止できるようになっている。
【００３９】
尚、過給圧制御における目標過給圧は、周知のように、目標過給圧テーブルからエンジン回転数ＮEとスロットル開度θthに応じて設定される。
【００４０】
次に、各種センサ・スイッチ類について説明する。絶対圧センサ３６が吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁３７によりスロットル弁１６下流の吸気管圧力（吸気マニホルド６内の吸気圧）と大気圧とを選択して検出するよう設けられている。また、シリンダブロック２にノックセンサ３８が取付けられると共に、左右両バンクを連通する冷却水通路３９に冷却水温センサ４０が臨まされ、排気管１３にはＯ２センサ４１が装着されている。さらに、スロットル弁１６にスロットル開度センサ４２が連設され、エアクリーナ１０の直下流に吸入空気量センサ４３が配設されている。
【００４１】
また、エンジン１のクランクシャフト４４にクランクロータ４５が軸着され、このクランクロータ４５の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ４６が対設されている。さらに、動弁機構におけるカムシャフト４７に連設するカムロータ４８に、電磁ピックアップ等からなる気筒判別センサ４９が対設されている。
【００４２】
クランク角センサ４６、気筒判別センサ４９は、それぞれクランクロータ４５、カムロータ４８に所定間隔毎に形成された突起をエンジン運転に伴い検出し、クランクパルス、気筒判別パルスを出力する。そして、ＥＣＵ６０において、クランクパルスの間隔時間（突起の検出間隔）からエンジン回転数ＮEを算出すると共に、点火時期及び燃料噴射時期等を演算し、さらに、クランクパルス及び気筒判別パルスの入力パターンから気筒判別を行う。特に、点火時期制御においては、公知の如く、ＥＣＵ６０に予め記憶しておいた、吸入空気量とエンジン回転数ＮEに応じたマップから、エンジン１の運転状態に応じた最適な点火時期を、各センサからの値で各種学習補正しながら設定する。この学習補正の際、ノックセンサ３８からの値に基づき点火進角度に対する補正値であるリタード量が所定に求められるようになっている。
【００４３】
また、トランスミッション（図示せず）の出力軸の回転から車速を検出する車速センサ５０、及び、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択的に設定可能なＥＣＯモードスイッチ５１が、ＥＣＵ６０に接続されている。
【００４４】
次に、図２に基づき電子制御系の構成について説明する。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、及びＩ／０インターフェイス６６をバスラインを介して接続したマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に所定の安定化電源を供給する定電圧回路６７、駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路を備えている。
【００４５】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマを含む。
【００４６】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続され、電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートに接続されている。
【００４７】
更に、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続され、バッテリ７１に接続されるイグニッションスイッチ７２のＯＮがＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートで検出されて電源リレー７０の接点が閉となると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００４８】
また、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、ノックセンサ３８、クランク角センサ４６、気筒判別センサ４９、車速センサ５０、ＥＣＯモードスイッチ５１が接続されている。更に、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、Ａ／Ｄ変換器６９を介して吸入空気量センサ４３、スロットル開度センサ４２、冷却水温センサ４０、Ｏ２センサ４１、絶対圧センサ３６が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。
【００４９】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の出力ポートには、ＩＳＣ弁２０、インジェクタ３１、排気カット弁用アクチュエータ２７、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０、吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁３７、及び、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ３４が接続されている。
【００５０】
そして、イグニッションスイッチ７２がＯＮされると、電源リレー７０がＯＮし、定電圧回路６７を介して各部に定電圧が供給され、ＥＣＵ６０が各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０においてＣＰＵ６１が、ＲＯＭ６２に格納されている制御プログラムに基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス６６を介して各種センサからの検出信号を入力処理し、ＲＡＭ６３及びバックアップＲＡＭ６４に記憶されている各種データ、ＲＯＭ６２に格納されている固定データに基づき、各種制御量を演算する。
【００５１】
そして、ＥＣＵ６０は、駆動回路６８を介して、前述の如く、その際の運転状態に応じてマップや予め設定しておいた閾値等を参照しながら排気カット弁用アクチュエータ３０、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３３に制御信号を出力し、開閉制御及び過給圧制御を行う。また、演算した燃料噴射量を定める駆動パルス幅信号を所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ３１に出力して燃料噴射制御を行い、また、所定のタイミングでイグナイタ３４に点火信号を出力して点火時期制御を実行し、ＩＳＣ弁２０に制御信号を出力してアイドル回転数制御等を実行する。
【００５２】
以下、ＥＣＵ６０で実行される、エンジンの過給圧制御について、図４のフローチャートで説明する。
【００５３】
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要なパラメータを読み込み、Ｓ１０２に進み、ＥＣＯモードスイッチ５１がＯＮされ、ドライバが通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択している状態か否か判定する。
【００５４】
Ｓ１０２の判定の結果、ＥＣＯモードスイッチ５１がＯＮされている場合は、Ｓ１０３に進み、エンジン回転数ＮEが、予め設定しておいた閾値ＮEC1以下（ＮE≦ＮEC1）で低回転状態か否か判定し、ＮE≦ＮEC1でエンジン低回転状態の場合は、Ｓ１０４に進む。
【００５５】
Ｓ１０４では、エンジン負荷、すなわち、スロットル開度θthが予め設定しておいた閾値θthc1以下（θth≦θthc1）で低負荷状態か否か判定し、θth≦θthc1でエンジン低負荷状態の場合は、Ｓ１０５に進んで、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全開とし、プログラムを抜ける。すなわち、燃費重視の運転状態で低負荷低回転の運転状態の場合は、排気カット弁２６を開け排圧を低下させ、ポンピングロスを低下させることで燃費を向上させる。この際、ウエストゲート弁２８も共に全開とすることで、上述の効果をより高めるようにしている。
【００５６】
一方、Ｓ１０２でＥＣＯモードスイッチ５１がＯＦＦ、或いは、Ｓ１０３でエンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC1より高い（ＮE＞ＮEC1）、或いは、Ｓ１０４でスロットル開度θthが予め設定しておいた閾値θthc1より大きい（θth＞θthc1）場合は、Ｓ１０６に進む。
【００５７】
Ｓ１０６では、エンジン１の点火時期制御におけるノック補正によるリタード量が予め設定しておいた閾値Ｌc1以下（リタード量≦Ｌc1）であるか否か判定し、リタード量≦Ｌc1の場合は、燃料は粗悪ガソリン（超低オクタン価ガソリン）と判定してＳ１０７に進み、ウエストゲート弁２８を全開としてプログラムを抜ける。すなわち、粗悪ガソリンの際に過給を行うと、ノック発生の虞があるため、ウエストゲート弁２８を全開として過給を行わないようにする。尚、ウエストゲート弁２８を全開とするため、排気カット弁２６の制御は特に行わない。
【００５８】
Ｓ１０６で、リタード量＞Ｌc1と判定され、粗悪ガソリンではないと判定された場合は、Ｓ１０８に進み、エンジン運転状態が、図３におけるエンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合（過給圧制御モード０の場合）か否か判定する。
【００５９】
このＳ１０８の判定の結果、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域で過給圧制御モード０の場合、Ｓ１０９に進み、排気カット弁２６とウエストゲート弁２８を共に全閉としてプログラムを抜ける。すなわち、エンジン運転状態が、エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の場合では、排気ガス流量が少ないため過給圧はそれほど高くならず、過給圧を制御する必要はなく、また、目標過給圧への応答性を向上するため（ターボラグを少なくするため）である。
【００６０】
一方、Ｓ１０８の判定の結果、エンジン運転状態が、過給圧制御モード０の場合ではないと判定した場合は、Ｓ１１０に進み、エンジン１の点火時期制御における点火時期学習値（０〜１の間の値で、大きくなる程、高オクタン価ガソリンとみなせる）と予め設定しておいた閾値（例えば、０．３〜０．４）とを比較する。
【００６１】
このＳ１１０の比較の結果、点火時期学習値が０．３〜０．４の閾値以下の場合は、低オクタン価ガソリン（レギュラーガソリン）と判断し、Ｓ１１１に進んで、低オクタン価ガソリン用の目標過給圧を設定する。
【００６２】
逆に、Ｓ１１０の比較の結果、点火時期学習値が０．３〜０．４の閾値より大きい場合は、高オクタン価ガソリン（ハイオクガソリン）と判断し、Ｓ１１２に進んで、高オクタン価ガソリン用の目標過給圧を設定する。ここで、低オクタン価用目標過給圧は、高オクタン価用目標過給圧よりも低い値となっており、耐ノック性が向上されるようになっている。
【００６３】
こうして、Ｓ１１１、或いは、Ｓ１１２で目標過給圧の設定を行った後は、Ｓ１１３に進み、エンジン運転状態が、図３における過給圧制御モード１（エンジン回転数ＮEが低回転の運転領域の過給圧制御モード０の領域と、エンジン運転状態がスロットル開度θthが大きく且つエンジン回転数ＮEが高回転よりの運転領域の過給圧制御モード２以外の運転領域の過給圧制御モード）か否か判定される。
【００６４】
Ｓ１１３の判定の結果、エンジン運転状態が過給圧制御モード１である場合は、Ｓ１１４に進み、ウエストゲート弁２８を全閉とし、排気カット弁２６で過給圧制御を、後述の図５のフローチャートで示すフィードバック制御にて実行する。
【００６５】
また、Ｓ１１３の判定の結果、エンジン運転状態が過給圧制御モード１ではない場合、すなわち、過給圧制御モード２の場合は、Ｓ１１５に進み、排気カット弁２６は全開とし、ウエストゲート弁２８で過給圧制御を、やはり後述の図５のフローチャートで示すフィードバック制御にて実行する。
【００６６】
このように制御することで、排気量が比較的少ない過給圧制御モード１のとき、排気カット弁２６で過給圧制御を行いつつ、排気カット弁２６が設けられている第１の排気通路２５ａに排圧をかけておくことで排気カット弁２６を全開させたときのトルクショックをなくすことができ、走行性能を向上させることができる。
【００６７】
また、排気カット弁２６は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁２８と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁２６の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【００６８】
次に、図５のフローチャートは、ＥＣＵ６０おいて、所定周期（所定時間）毎に実行される、排気カット弁２６（上述のＳ１１４）、或いは、ウエストゲート弁２８（上述のＳ１１５）に対して行われる通常の過給圧制御ルーチン（目標過給圧へのフィードバック制御のルーチン）を示す。
【００６９】
まず、Ｓ２０１では、周知のように目標過給圧テーブルを、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θthに基づいて、補間計算付で参照し、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴを設定する（ＴＰＴＡＧＴ←ＴＢＬ（ＮE，θth））。
【００７０】
次いで、Ｓ２０２に進み、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴと、絶対圧センサ３６によって検出した吸気管圧力（実過給圧）Ｐとの偏差ΔＰを求め（ΔＰ←ＴＰＴＡＧＴ−Ｐ）、Ｓ２０３で偏差ΔＰの絶対値｜ΔＰ｜と不感帯を与える設定値ＰＳとを比較し、実過給圧Ｐが過給圧のＰＩ制御における不感帯の範囲内にあるかを調べる。
【００７１】
その結果、｜ΔＰ｜＜ＰＳであり、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する不感帯の範囲内にあるときには、Ｓ２０３からＳ２０４へ進んでＰＩ制御における積分定数ＤＩを０とするとともに（ＤＩ←０）、Ｓ２０５で比例定数ＤＰを０とする（ＤＰ←０）。そして、Ｓ２２３で、排気カット弁用アクチュエータ２７、或いは、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に対する制御駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを、前回ルーチン実行時に求めた旧値に今回のルーチンで設定した積分定数ＤＩ及び比例定数ＤＰを加算して新たな値で設定し（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ＋ＤＩ＋ＤＰ）、ルーチンを抜ける。
【００７２】
一方、Ｓ２０３において｜ΔＰ｜≧ＰＳであり、実過給圧Ｐが不感帯の範囲外のときには、Ｓ２０３からＳ２０６へ進み、実過給圧Ｐと目標過給圧ＴＰＴＡＧＴとを比較して、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する実過給圧Ｐの大小関係を調べる。そして、Ｐ＞ＴＰＴＡＧＴであり、不感帯の範囲外で実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高いときには、Ｓ２０６からＳ２０７以降へ進み、Ｓ２０８乃至Ｓ２１３でデューティ比減の処理を行い、実過給圧Ｐを低下させる。
【００７３】
このデューティ比減の処理では、先ず、Ｓ２０７で、目標過給圧ＴＰＴＡＧＴに対する実過給圧Ｐの大小関係が反転し、且つ実過給圧Ｐが不感帯の範囲外へ逸脱した初回を判別するための反転初回判別フラグＦＤの値を参照する。この反転初回判別フラグＦＤは、Ｐ＞ＴＰＴＡＧＴでＦＤ＝０のとき、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高くなった後、初めて不感帯を逸脱したことを示し、デューティ比減の処理によりＦＤ＝１にセットされる。
【００７４】
従って、Ｓ２０７においてＦＤ＝０、すなわち実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴより高くなった後、今回初めて不感帯を逸脱したときには（Ｐ≧ＴＰＴＡＧＴ＋ＰＳ）、Ｓ２０８へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づいて図６（ａ）に示すＰ分テーブルを参照し、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなる比例定数減分値ＰＤＯＷＮを設定する。
【００７５】
そして、Ｓ２０９で、比例定数減分値ＰＤＯＷＮにマイナスの符号を付けてスキップ補正の比例定数ＤＰとし（ＤＰ←−ＰＤＯＷＮ）、Ｓ２１０で積分定数ＤＩを０にし（ＤＩ←０）、Ｓ２１４で反転初回判別フラグＦＤをセットした後（ＦＤ←１）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００７６】
また、Ｓ２０７においてＦＤ＝１であり、既にデューティ比ＤＵＴＹのスキップ補正による減少が行われているときには、Ｓ２０７からＳ２１１へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づいて図６（ｂ）に示すＩ分テーブルを参照し、積分定数減分値ＩＤＯＷＮを設定する。積分定数減算値ＩＤＯＷＮは、図６（ｂ）に示すように、前述の比例定数減分値ＰＤＯＷＮと同様、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなるものの、その増加の度合は、比例定数減分値ＰＤＯＷＮより小さく設定される。
【００７７】
次いで、Ｓ２１１からＳ２１２へ進み、積分定数減分値ＩＤＯＷＮにマイナスの符号を付けて積分定数ＤＩとし（ＤＩ←−ＩＤＯＷＮ）、Ｓ２１３で比例定数ＤＰを０にし（ＤＰ←０）、前述のＳ２１４で反転初回判別フラグＦＤをセットした後（ＦＤ←１）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００７８】
一方、Ｓ２０６でＰ≦ＴＰＴＡＧＴであり、不感帯の範囲外で実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも低いときには、Ｓ２０６からステップＳ２１５へ進み、Ｓ２１６乃至Ｓ２２１でデューティ比増の処理を行い、実過給圧Ｐを上昇させる。
【００７９】
このデューティ比増の処理では、Ｓ２１５で反転初回判別フラグＦＤの値を参照し、ＦＤ＝１であり、実過給圧Ｐが目標過給圧ＴＰＴＡＧＴよりも高い状態から低い状態に移行し、今回初めて不感帯を逸脱したときには（Ｐ≦ＴＰＴＡＧＴ−ＰＳ）、Ｓ２１６へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づきＰ分テーブルを参照して、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなる比例定数増分値ＰＵＰ（図６（ａ）参照）を設定する。
【００８０】
そして、Ｓ２１７で、比例定数増分値ＰＵＰをスキップ補正の比例定数ＤＰとし（ＤＰ←ＰＵＰ）、Ｓ２１８で積分定数ＤＩを０にし（ＤＩ←０）、Ｓ２２２で反転初回判別フラグＦＤをクリアした後（ＦＤ←０）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。
【００８１】
また、Ｓ２１５においてＦＤ＝０であり、既にデューティ比ＤＵＴＹのスキップ補正による増加が行われているときには、Ｓ２１５からＳ２１９へ進み、偏差の絶対値｜ΔＰ｜に基づきＩ分テーブルを参照して積分定数増分値ＩＵＰ（図６（ｂ）参照）を設定する。
【００８２】
そして、Ｓ２２０へ進んで積分定数増分値ＩＵＰを積分定数ＤＩとし（ＤＩ←ＩＵＰ）、Ｓ２２１で比例定数ＤＰを０にし（ＤＰ←０）、Ｓ２２２で反転初回判別フラグＦＤをクリアした後（ＦＤ←０）、前述のＳ２２３で新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ルーチンを抜ける。尚、積分定数増分値ＩＵＰは、前述の比例定数増分値ＰＵＰと同様、偏差の絶対値｜ΔＰ｜の増加に応じて段階的に大きくなるものの、その増加の度合は比例定数増分値ＰＵＰより小さく設定される。
【００８３】
こうして、図５のフローチャートにより設定される、排気カット弁用アクチュエータ２７、或いは、ウエストゲート弁制御デューティソレノイド弁３０に対する制御駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹと弁開度との関係は、例えば図７に示す如く設定され、デューティ比ＤＵＴＹが２０〜８０の間で、排気カット弁２６、或いは、ウエストゲート弁２８の開度が制御されるようになっている。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気カット弁は、単にＯＮ−ＯＦＦ的に開閉作動するものではなく、エンジン運転状態に応じて必要な運転領域でウエストゲート弁と連続して過給圧制御を行うようになっているので、従来、排気カット弁の開閉で生じていたトルクショックの発生を防止し、広い運転領域に亘り、スムーズな目標過給圧の制御を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ過給機付エンジンの全体構成説明図
【図２】電子制御系の回路構成図
【図３】エンジン運転領域毎に設定する過給圧制御モードを示す説明図
【図４】エンジンの過給圧制御プログラムのフローチャート
【図５】排気カット弁またはウエストゲート弁による通常の過給圧制御ルーチンのフローチャート
【図６】Ｐ分テーブル及びＩ分テーブルの説明図
【図７】ＤＵＴＹ比と弁開度との関係を示す説明図
【符号の説明】
１ ターボ過給機付エンジン
２１ ターボ過給機
２３ コンプレッサ
２４ タービン
２５ タービンスクロール部
２５ａ 第１の排気通路
２５ｂ 第２の排気通路
２６ 排気カット弁
２８ ウエストゲート弁
５１ ＥＣＯモードスイッチ（エンジン運転選択手段）
６０ ＥＣＵ（オクタン価推定手段）
Claims (5)
- ターボ過給機のタービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも１つの通路に設けた、エンジン運転状態に応じて開閉する排気カット弁と、
タービンをバイパスするバイパス通路に設け、エンジン運転状態に応じて開閉するウエストゲート弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、
上記エンジン運転状態が高負荷且つ高回転よりの運転領域の場合は、上記排気カット弁を全開とし上記ウエストゲート弁の開閉により過給圧制御する一方、上記エンジン運転状態が上記高負荷且つ高回転よりの運転領域以外の運転領域の場合は、少なくとも上記ウエストゲート弁を全閉とし、上記排気カット弁の開閉により過給圧制御することを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。 - 上記エンジン運転状態が低回転の運転領域の場合は、上記排気カット弁と上記ウエストゲート弁を共に全閉とすることを特徴とする請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 使用燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段を有し、該オクタン価推定手段で推定した使用燃料のオクタン価が予め設定した閾値より小さい場合は、上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 通常のエンジン運転状態よりも燃料消費量を抑制するエンジン運転状態を選択するエンジン運転選択手段を有し、該エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に少なくとも上記排気カット弁を全開とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
- 上記エンジン運転選択手段で上記燃料消費量を抑制するエンジン運転状態が選択されている場合には、上記エンジン運転状態が低負荷且つ低回転の運転領域の際に上記排気カット弁に加え上記ウエストゲート弁を全開とすることを特徴とする請求項４記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。
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