JP6333314B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給機を備える内燃機関を原動機として備える車両の制御装置に関し、特に過給機のタービンまたはコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、そのバイパス通路に設けられた流量調整弁（ウエストゲート弁またはエアバイパス弁）を備える車両の制御装置に関する。

特許文献１には、過給機のタービンをバイパス通路に設けられたウエストゲート弁を備える内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置によれば、所定条件が成立したときに機関を自動停止させるアイドリングストップの実行中に、ウエストゲート弁の全閉位置学習が行われる。具体的には、ウエストゲート弁を閉弁位置（全閉位置）に制御し、全閉位置における弁開度センサによる検出開度の学習が行われ、全閉開度学習値が算出される。

特開２０１５−４５２９７号公報

ウエストゲート弁は、全閉時には高温の排気の流れを遮断し、開弁時には高温の排気が通過する弁であるため、ウエストゲート弁の温度（以下「弁温度」という）は機関の作動中は排気温度とほぼ等しくなる。ところがアイドリングストップを開始すると、燃焼ガスが排出されなくなるため、時間経過とともに弁温度が低下し、弁開度センサによる開度の検出が行われる周辺部材の温度も同様に低下する。その結果、アイドリングストップ実行中のどの時点で学習を実行するかによって、全閉開度学習値が変化し、全閉開度学習値の精度が低下する可能性がある。またアイドリングストップを開始する前の車両減速時においては機関への燃料供給を一時的に停止する燃料カット運転が行われ、機関は非燃焼状態となるため、燃料カット運転も弁温度を低下させる要因となる。

またコンプレッサをバイパスするバイパス通路に設けられるエアバイパス弁の全閉開度学習を、同様にアイドリングストップ実行中に行う場合には、過給機のコンプレッサがタービンと一体に構成されていると排気温度の影響が比較的大きくなるため、アイドリングストップ実行中のどの時点で学習を実行するかに依存して、エアバイパス弁の全閉学習値の精度も同様に低下する可能性がある。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、機関の燃料カット運転やアイドリングストップのように機関の一時的な非燃焼制御が実行されるときに、過給機近傍に設けられた流量調整弁の全閉開度学習を実行し、比較的高い精度の全閉開度学習値を得ることができる制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）を原動機として備える車両の制御装置であって、前記機関は、排気通路（１０）に設けられたタービン（１２１）と、前記タービンにより回転駆動され、前記機関の吸気を加圧するコンプレッサ（１２３）とを有する過給機（１２）と、前記タービンまたは前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路（１１）に設けられ、該バイパス通路を流れるガス流量を調整する流量調整弁（１４）とを備える車両の制御装置において、所定の非燃焼制御実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止して前記機関を一時的に非燃焼状態とする非燃焼制御を実行する非燃焼制御手段と、前記流量調整弁の開度（ＷＧＡ）を検出する開度検出手段（２３）と、前記流量調整弁（１４）の温度を流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）として取得する弁温度取得手段と、前記流量調整弁（１４）を全閉位置に制御したときに前記開度検出手段により検出される開度（ＷＧＤＥＴ）を全閉開度（ＷＧＦＣ）として学習する学習手段とを備え、前記学習手段は、前記非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）が所定学習実行温度（ＴＬＲＮ）まで低下したときに前記学習を実行し、前記所定学習実行温度（ＴＬＲＮｊ）は前記非燃焼制御の開始時点における前記流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）から所定温度（ＤＴＬＲＮ）低下した温度に設定され、前記学習手段は、非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）が前記所定温度（ＤＴＬＲＮ）低下する毎に前記学習を実行することを特徴とする。

この構成によれば、機関の非燃焼制御実行中において取得された流量調整弁温度が所定学習実行温度まで低下したときに、流量調整弁の全閉開度学習が実行される。全閉開度学習では、流量調整弁を全閉位置に制御したときに開度検出手段により検出される流量調整弁の開度が全閉開度として学習される。したがって、機関の非燃焼制御実行中における全閉開度学習を実行する温度条件がほぼ一定に保たれ、流量調整弁温度の違いに起因する学習誤差を低減した非燃焼制御時用の全閉開度学習値を得ることができる。その結果、例えば機関の非燃焼制御時実行中にアクセルペダルが踏み込まれるような場合において、その全閉開度学習値を用いることにより、流量調整弁開度の制御精度を高めることができる。さらに、所定学習実行温度は非燃焼制御の開始時点における流量調整弁温度から所定温度低下した温度に設定され、非燃焼制御実行中において、流量調整弁温度が所定温度低下する毎に全閉開度学習が実行されるので、流量調整弁温度の低下に対応して全閉開度学習値が更新されるため、非燃焼制御実行中にアクセルペダルが踏み込まれて通常運転が開始された場合における流量調整弁開度の制御精度を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記非燃焼制御は、所定のアイドリングストップ実行条件が成立したときに前記機関を自動的に停止させる制御を含むことを特徴とする。

この構成によれば、アイドリングストップ実行中に流量調整弁の全閉開度学習が実行されるので、アイドリングストップを実行可能な車両における学習実行頻度を高めて、アイドリングストップを実行している状態でアクセルペダルが急激に踏み込まれたような場合に、流量調整弁開度の制御精度を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両の制御装置において、前記車両は原動機として電動機（６１）をさらに備え、前記電動機のみによって駆動される電動機駆動モードでの走行が可能であり、前記非燃焼制御は、前記電動機駆動モードでの走行中に前記機関を自動的に停止させる制御を含むことを特徴とする。

この構成によれば、電動機のみを原動機とする電動機駆動モードでの走行中に機関の非燃焼制御（自動停止）が行われ、流量調整弁の全閉開度学習が実行されるので、電動機駆動モードでの走行が可能な車両における学習実行頻度を高めることができる。その結果、例えば電動機駆動モードでの走行中にアクセルペダルが急激に踏み込まれたような場合に、流量調整弁開度の制御精度を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記機関の冷却水温度（ＴＷ）を検出する冷却水温検出手段を備え、前記弁温度取得手段は、前記機関の排気温度の推定値を推定排気温度（ＴＥＸＥ）として算出する推定排気温度算出手段を有し、前記機関の自動停止開始時点における推定排気温度（ＴＥＸＥ）を、前記開始時点からの経過時間（ｋ）と、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温度（ＴＷ）と応じて修正することにより、前記非燃焼制御実行中の流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）を推定することを特徴とする。

この構成によれば、機関の冷却水温度が検出されるとともに、機関の排気温度の推定値が推定排気温度として算出され、機関の非燃焼制御開始時点における推定排気温度を、その後の経過時間及び検出される冷却水温度に応じて修正することにより、非燃焼制御実行中の流量調整弁温度が推定される。非燃焼制御開始時点の流量調整弁温度は、排気温度とほぼ等しく、またその後の時間経過にともなう流量調整弁温度の低下は、冷却水温と相関が高いことが確認されているので、機関の非燃焼制御開始時点における推定排気温度を、経過時間及び検出される冷却水温度に応じて修正することによって、流量調整弁温度を比較的正確に推定できる。また排気温度及び流量調整弁温度を検出するセンサを使用しないので、コスト低減効果が得られる。
請求項５に記載の発明は、内燃機関（１）を原動機として備える車両の制御装置であって、前記機関は、排気通路（１０）に設けられたタービン（１２１）と、前記タービンにより回転駆動され、前記機関の吸気を加圧するコンプレッサ（１２３）とを有する過給機（１２）と、前記タービンまたは前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路（１１）に設けられ、該バイパス通路を流れるガス流量を調整する流量調整弁（１４）とを備える車両の制御装置において、所定の非燃焼制御実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止して前記機関を一時的に非燃焼状態とする非燃焼制御を実行する非燃焼制御手段と、前記流量調整弁の開度（ＷＧＡ）を検出する開度検出手段（２３）と、前記流量調整弁（１４）の温度を流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）として取得する弁温度取得手段と、前記流量調整弁（１４）を全閉位置に制御したときに前記開度検出手段により検出される開度（ＷＧＤＥＴ）を全閉開度（ＷＧＦＣ）として学習する学習手段と、前記機関の冷却水温度（ＴＷ）を検出する冷却水温検出手段とを備え、前記学習手段は、前記非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）が所定学習実行温度（ＴＬＲＮ）まで低下したときに前記学習を実行し、前記弁温度取得手段は、前記機関の排気温度の推定値を推定排気温度（ＴＥＸＥ）として算出する推定排気温度算出手段を有し、前記機関の自動停止開始時点における推定排気温度（ＴＥＸＥ）を、前記開始時点からの経過時間（ｋ）と、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温度（ＴＷ）と応じて修正することにより、前記非燃焼制御実行中の流量調整弁温度（ＴＷＧＶＥ）を推定することを特徴とする。
この構成によれば、機関の非燃焼制御実行中における全閉開度学習を実行する温度条件がほぼ一定に保たれ、流量調整弁温度の違いに起因する学習誤差を低減した非燃焼制御時用の全閉開度学習値を得ることができる。その結果、例えば機関の非燃焼制御時実行中にアクセルペダルが踏み込まれるような場合において、その全閉開度学習値を用いることにより、流量調整弁開度の制御精度を高めることができる。さらに機関の非燃焼制御開始時点における推定排気温度を、その後の経過時間及び検出される冷却水温度に応じて修正することによって、流量調整弁温度を比較的正確に推定できる。また排気温度及び流量調整弁温度を検出するセンサを使用しないので、コスト低減効果が得られる。

本発明の一実施形態にかかる車両を駆動する車両駆動装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示す内燃機関の構成を模式的に示す図である。 図２に示すウエストゲート弁を駆動する駆動機構を模式的に示す図である。 図２に示す内燃機関の制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。 全閉開度学習の実行時期を説明するためのタイムチャートである。 全閉開度学習の実行時期を説明するためのタイムチャートである。 非燃焼全閉開度学習値（ＷＧＦＣＮＣ）を算出する処理のフローチャートである。 図７の処理で実行されるＴＷＧＶＥ算出処理のフローチャートである。 図８の処理で参照されるテーブルを示す図である。 図７の処理の変形例を示すフローチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両を駆動する車両駆動装置の構成を模式的に示す図であり、この車両駆動装置は、内燃機関（以下「エンジン」という）１と、原動機及び発電機としての機能を有する電動機（以下「モータ」という）６１と、エンジン１及び／またはモータ６１の駆動力を伝達するための変速機５２とを備え、エンジン１のクランク軸５１は変速機５２に接続され、変速機５２の出力軸５３、差動ギヤ機構５４、及び駆動軸５５を介して駆動輪５６を駆動するように構成されている。モータ６１は、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）６２に接続されており、ＰＤＵ６２は高圧バッテリ６３に接続されている。変速機５２は、奇数変速段及び偶数変速段のそれぞれに対応する奇数段用クラッチ及び偶数段用クラッチを備えるツインクラッチ変速機である。車両駆動装置によれば、エンジン１のみを原動機として作動させるエンジン駆動モード走行と、エンジン１及びモータ６１をともに原動機として作動させるハイブリッドモード走行とを行うことが可能であり、さらに変速機５２の２つのクラッチを共に解放状態とすることによって、モータ６１のみ原動機として作動させる電動機駆動モード走行を行うこともできるように構成されている。

モータ６２を正の駆動トルクで駆動するとき、すなわち高圧バッテリ６３から出力される電力でモータ６１を駆動するときは、高圧バッテリ６３から出力される電力は、ＰＤＵ６２を介してモータ６１に供給される。またモータ６１を負の駆動トルクで駆動するとき、すなわちモータ６１を回生動作させるときは、モータ６１により発電される電力がＰＤＵ６２を介して高圧バッテリ６３に供給され、高圧バッテリ６３が充電される。ＰＤＵ６２は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０に接続され、モータ６１の動作制御を行うとともに、高圧バッテリ６３の充電及び放電の制御を行う。ＥＣＵ３０は、エンジン制御ＥＣＵと、モータ制御ＥＣＵとを通信バスによって接続することによって構成される。

図２はエンジン１の構成を模式的に示す図であり、エンジン１は、４つの気筒６を有し、気筒６の燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴エンジンであり、各気筒６には燃料噴射弁７、点火プラグ８、及び吸気弁及び排気弁（図示せず）が設けられている。

エンジン１は、吸気通路２、排気通路１０、及びターボチャージャ（過給機）１２を備えている。吸気通路２は、サージタンク４に接続され、サージタンク４は吸気マニホールド５を介して各気筒６の燃焼室に接続されている。吸気通路２には、加圧された空気を冷却するためのインタークーラ３及びスロットル弁１３が設けられ、スロットル弁１３は、スロットルアクチュエータ１３ａによって駆動可能に構成されている。サージタンク４には、吸気圧ＰＢを検出する吸気圧センサ２１が設けられ、吸気通路２には吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ２２が設けられている。

ターボチャージャ１２は、排気通路９に設けられ、排気の運動エネルギにより回転駆動されるタービン１２１と、シャフト１２２を介してタービン１２１に連結されたコンプレッサ１２３とを備えている。コンプレッサ１２３は、吸気通路２に設けられ、エンジン１に吸入される空気の加圧（圧縮）を行う。吸気通路２には、コンプレッサ１２３をバイパスするバイパス通路１６が接続されており、バイパス通路１６には、バイパス通路１６を通過する空気の流量を調整する流量調整弁であるエアバイパス弁（以下「ＡＢ弁」という）１７が設けられている。

エンジン１の各気筒６の燃焼室は排気マニホールド９を介して排気通路１０に接続されている。排気通路１０には、タービン１２１をバイパスするバイパス通路１１が接続されており、バイパス通路１１には、バイパス通路１１を通過する排気の流量を調整する流量調整弁であるウエストゲート弁（以下「ＷＧ弁」という）１４が設けられている。また、図示を省略しているが、エンジン１は排気を吸気通路２に還流する周知の排気還流機構を備えている。

図３は、ＷＧ弁１４の弁体１５を駆動する駆動機構を模式的に示す図であり、モータ３１、ロッド３２、遮熱部材３３、及びリンク機構３４によって弁体１５が開閉駆動される。図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ａの方向からみた図である。リンク機構３４は弁体１５が固定された保持部材３６が回転軸３５を中心として回動可能に構成されている。

図３（ａ）は、ＷＧ弁１４が全閉である状態、すなわちバイパス通路１１を閉塞している状態に対応する。モータ３１が回転駆動されると、ロッド３２が図３（ａ）において、矢印Ｂで示す直線方向に移動し、リンク機構３４の回転軸３５を中心として保持部材３６及び弁体１５が矢印Ｃで示すように回動し、ＷＧ弁１４が開弁する。ＷＧ弁１４の弁開度センサ２３が、ロッド３２の近傍に配置されており、ロッド３２の直線方向（矢印Ｂ方向）の位置を検出することによって、ＷＧ弁１４の開度（以下「ＷＧ開度」という）ＷＧＯが検出される。なお、本実施形態ではＷＧ弁１４は、バイパス通路１１がタービン１２１の下流側で排気通路１０に開口する開口部を開閉するように構成されている。ＡＢ弁１７の駆動機構（図示せず）も同様に構成されており、その駆動機構はＡＢ弁１７を開閉駆動するモータ、及びＡＢ弁１７の開度を検出する弁開度センサを備えている。

図４は、エンジン１の制御を行う制御系の構成を示すブロック図であり、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０には、上述した吸気圧センサ２１、吸入空気流量センサ２２、及び弁開度センサ２３の他、エンジン１の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ２４、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２５、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ２６、及び図示しない他のセンサが接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ３０に供給される。ＥＣＵ３０の出力側には、燃料噴射弁７、点火プラグ８、スロットルアクチュエータ１３ａ、ＷＧ弁１４（駆動モータ３１）、及びＡＢ弁１７が接続されている。

ＥＣＵ３０は、エンジン運転状態（主としてエンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱＤ）に応じて、燃料噴射弁７による燃料噴射制御、点火プラグ８による点火制御、ＷＧ弁１４によるタービン駆動制御、スロットル弁１３による吸入空気量制御、及びＡＢ弁１７によるコンプレッサバイパス制御を行う。要求トルクＴＲＱＤは、主としてアクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出され、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように算出される。

タービン駆動制御においては、検出されるＷＧ開度ＷＧＯが目標開度ＷＧＣＭＤと一致するようにモータ３１の駆動制御が行われる。ＷＧ弁１４の実開度ＷＧＡを目標開度ＷＧＣＭＤに正確に一致させるためには、検出されるＷＧ開度ＷＧＯの精度を高める必要がある。

上述したように弁開度センサ２３は、弁体１５の位置を直接検出するものではないため、検出されるＷＧ開度ＷＧＯは以下に示す多くの誤差を含んでいる。
１）組み付け誤差ＥＡ：ＷＧ弁１４及びその駆動機構をエンジン１に組み付ける際に発生する誤差
２）摩耗誤差ＥＦ：駆動機構を構成する部品の摩耗による誤差
３）たわみ誤差ＥＴ：駆動機構を構成する部品のたわみによる誤差
４）温度依存誤差ＥＨ：駆動機構を構成する部品の温度変化による伸縮によって発生する誤差
５）計測誤差ＥＭ：弁開度センサ２３やＥＣＵ３０で発生する誤差
６）位置ずれ誤差ＥＰ：駆動機構にわずかに存在する構成部品相互間の相対的な位置ずれ（いわゆる「がたつき」）に起因する誤差（車両走行中の振動によって変化する微少開度量に相当する誤差）

そこで、弁体１５が全閉位置に到達したときに弁開度センサ２３によって検出される弁開度ＷＧＦＣを全閉開度学習値として学習する全閉開度学習を適時実行し、ＷＧ弁開度制御では、弁開度センサ２３の出力開度ＷＧＤＥＴから全閉開度学習値ＷＧＦＣを減算した開度をＷＧ開度ＷＧＯとして検出する。学習実行直後においては、計測誤差ＥＭの一部（ＡＤ変換に伴って発生する誤差）及び位置ずれ誤差ＥＰ以外の誤差は除去されるので、ＷＧ開度ＷＧＯはほぼ実開度ＷＧＡと一致する。温度依存誤差ＥＨは、ＷＧ弁１４及びその近傍の温度の変化に依存して変化するため、学習実行後の温度変化が大きい場合には、再度全閉開度学習を行う前は、ＷＧ開度ＷＧＯと実開度ＷＧＡとの差が増加する。

本実施形態では、イグニッションスイッチがオンされた直後（エンジン１の低温時）における低温時学習、及びエンジン１の動作中において実行可能なタイミングにおける作動時学習が行われ、さらに以下に説明するように一時的な非燃焼制御の実行中における非燃焼時学習が行われる。

図５は、本実施形態における全閉開度学習の実行時期を説明するためのタイムチャートであり、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ車両走行状態、車速ＶＰ、及びＷＧ開度ＷＧＯの推移を示す。図５（ａ）のＥＮＧ、ＦＣ、ＥＶは、それぞれエンジン駆動モード、燃料カット運転、電動機駆動モードを示す。燃料カット運転及び電動機駆動モードでは、エンジン１への燃料供給を一時的に停止する非燃焼制御が実行される。

図５（ｃ）に示す時刻ｔ１，ｔ２，ｔ５は、全閉開度学習の実行時期を示している。これらの実行時期のうち時刻ｔ１及びｔ２は、エンジン駆動モードにおいてエンジン１の運転状態に応じてＷＧ弁１４が開弁されたのちに全閉位置まで閉弁された時点に対応し、その時点の出力開度ＷＧＤＥＴを全閉開度学習値ＷＧＦＣとして学習する。
時刻ｔ５は、エンジン１が自動停止される電動機駆動モードにおいて、全閉開度学習のためにＷＧ弁１４を全閉位置まで駆動し、全閉位置に達した時刻に相当する。

時刻ｔ３からエンジン１の燃料カット運転を開始し、時刻ｔ４から電動機駆動モードに移行すると、ＷＧ弁１４及びその駆動機構の温度（以下「ＷＧ弁温度」という））ＴＷＧＶは、燃料カット運転の開始時点（ｔ３）から時間経過に伴って低下するため、上記温度依存誤差ＥＨが時間経過に伴って変化する。そこで本実施形態では、エンジン１の非燃焼制御実行中（燃料カット運転及び自動停止実行中）において、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが予め設定された所定学習実行温度ＴＬＲＮまで低下したときに（時刻ｔ５ａ）、ＷＧ弁１４を全閉位置に駆動して時刻ｔ５に全閉開度学習を行い、通常の全閉開度学習値ＷＧＦＣとは別に非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを算出して記憶する。所定学習実行温度ＴＬＲＮは、予め実験的に計測されたデータに基づいて、エンジン１の非燃焼制御実行中における平均的なＷＧ弁温度に設定する。

時刻ｔ６においてアクセルペダルが踏み込まれてエンジン駆動モードへ移行し、ＷＧ弁１４は比較的小さい一定開度ＷＯＸに制御される。このときのＷＧ弁開度制御には時刻ｔ５で得られた全閉開度学習値ＷＧＦＣを使用する。

さらにエンジン１の通常運転に復帰した後に再度非燃焼制御（燃料カット運転、電動機駆動モードまたはアイドリングストップ）が開始され、予め設定した所定待機時間ＴＷＡＩＴ（例えば５分）経過後であって全閉開度学習を実行する前にアクセルペダルが急激に踏み込まれてエンジン駆動モードに移行したときは、非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを使用して、ＷＧ弁開度制御を行う。なお、非燃焼制御開始後、所定待機時間ＴＷＡＩＴが経過するまでは、最新の全閉開度学習値ＷＧＦＣがＷＧ弁開度制御に適用される。

このようにエンジン１の燃料カット運転を含む非燃焼制御が比較的長時間継続し、しかも推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが所定学習実行温度ＴＬＲＮまで低下する前にアクセルペダルが踏み込まれるような場合においては、非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを適用することによってＷＧ弁開度制御の制御精度が低下すること防止できる。

また電動機駆動モードでは、ＷＧ弁１４を全閉位置に制御すると、弁体１５がバイパス通路１１あるいは排気通路１０の内壁に当たってノイズを発生する可能性があるため、ＷＧ開度ＷＧＯを、弁体１５が通路内壁に当たることを確実に回避できる所定開度ＷＯＳＴＰに維持する制御を行う。電動機駆動モードにおける時刻ｔ５に全閉開度学習が終了すると、ＷＧ弁１４は、所定開度ＷＯＳＴＰまで開弁駆動されるので、最新の全閉開度学習値ＷＧＦＣを使用することによって、以後の所定開度ＷＯＳＴＰへの制御精度を高めて、ノイズの発生を確実に防止することができる。

図６は、エンジン駆動モードから燃料カット運転を経て車両が停止してアイドリングストップを実行した例が示されている。この例は、図５に示す例の電動機駆動モード走行をアイドリングストップに代えたものであり、それ以外は図５に示す例と同一である。なお、アイドリングストップ中は弁体１５が通路内壁に当たることによってノイズが発生することはないが、弁体１５を全閉位置に押しつける制御を継続すると、モータ３１から電磁ノイズが発生すること、及び全閉開度学習を実行するためにはある程度開弁している方が都合がよいことを考慮して、本実施形態では電動機駆動モードと同様に所定開度ＷＯＳＴＰへ制御するようにしている。

すなわち、時刻ｔ１１及びｔ１２において、通常運転中の全閉開度学習が実行される。また時刻ｔ１３からエンジン１の燃料カット運転が開始され、時刻ｔ１４に所定のアイドリングストップ実行条件が成立してアイドリングストップが開始される。推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが時刻ｔ１５ａに所定学習実行温度ＴＬＲＮまで低下して、ＷＧ弁１４の全閉位置への駆動が実行され、時刻ｔ１５において全閉開度学習が実行される。時刻ｔ１６にアクセルペダルが踏み込まれてエンジン駆動モードへ移行し、ＷＧ開度ＷＧＯは、一定開度ＷＯＸに制御される。

図７は、上述した非燃焼制御実行中において全閉開度学習を行う処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ３０において一定時間毎に実行される。
ステップＳ１１では、非燃焼制御フラグＦＮＣが「１」であるか否かを判別する。非燃焼制御フラグＦＮＣは、燃料カット運転、電動機駆動モード走行、及びアイドリングストップを実行しているときに「１」に設定される。ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了し、肯定（ＹＥＳ）であるときは、非燃焼制御フラグＦＮＣの前回値ＦＮＣＺが「０」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であって、非燃焼制御フラグＦＮＣが「０」から「１」へ変化した直後であるときは、図示しない他の処理で演算される排気温度の推定値である推定排気温度ＴＥＸＥを取得するとともに時間インデクスパラメータｋ及び学習完了フラグＦＬＥＮＤを「０」に初期化する（ステップＳ１３）。推定排気温度ＴＥＸＥの算出には、公知の手法（例えば特許第４５０３４９８号公報参照）を用いることができる。時間インデクスパラメータｋは、図８に示すＴＷＧＶＥ算出処理で使用される。

ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）であるときは、学習完了フラグＦＬＥＮＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、処理を終了し、否定（ＮＯ）であるときはステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、図８に示すＴＷＧＶＥ算出処理を実行し、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥを算出する。

図８のステップＳ２１では、エンジン冷却水温ＴＷに応じて図９に示すＤＴＤＥＣテーブルを検索して、本処理の演算周期毎のＷＧ弁温度低下量に相当する温度低下量パラメータＤＴＤＥＣを算出する。ＤＴＤＥＣテーブルは、エンジン冷却水温ＴＷが低下するほど温度低下量パラメータＤＴＤＥＣが増加するように設定されている。エンジン１の非燃焼状態におけるＷＧ弁温度の低下速度は、エンジン冷却水温ＴＷとの相関が大きいことが確認されており、エンジン冷却水温ＴＷが低いほど温度低下速度、すなわち単位時間当たりの温度低下量が大きくなる。

ステップＳ２２では、ステップＳ１３で取得した非燃焼制御開始時点の推定排気温度ＴＥＸＥを下記式（１）に適用して、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥを算出する。最初は、時間インデクスパラメータｋは「０」であるので、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥの初期値は推定排気温度ＴＥＸＥと等しくなる。
ＴＷＧＶＥ＝ＴＥＸＥ−ｋ×ＤＴＤＥＣ （１）

式（１）は、エンジン１の暖機完了後は、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが時間経過に伴ってほぼ直線的に低下することを前提とした推定式である。時間経過に伴う温度低下特性は、最初は傾きが大きく徐々に傾きが減少する指数曲線となるが、本実施形態では推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥ温度の初期値は８００℃程度であって、環境温度（例えば２５℃）に比べて非常に高く、かつ非燃焼制御の継続時間は比較的短時間であるため、直線で近似可能である。ただし、エンジン１の暖機が不十分であってエンジン冷却水温ＴＷが低いときは、低下速度が増加するのでその点を温度低下量パラメータＤＴＤＥＣによって反映させるようにしたものである。
ステップＳ２３では、時間インデクスパラメータｋを「１」だけ増加させる。

図８に戻り、ステップＳ１６では推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが所定学習実行温度ＴＬＲＮ以下であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは処理を終了する。ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）となると、ＷＧ弁１４の弁体１５を全閉位置へ駆動する（ステップＳ１７）。弁開度センサ２３の出力開度ＷＧＤＥＴの変化量が「０」となって弁体１５が全閉位置へ到達したと判定されると、ステップＳ１８からステップＳ１９に進み、全閉開度学習値ＷＧＦＣをその時点の出力開度ＷＧＤＥＴに設定し、下記式（２）にその全閉開度学習値ＷＧＦＣを適用して、非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを更新する。さらに、学習完了フラグＦＬＥＮＤを「１」に設定し、ＷＧ弁１４を所定開度ＷＯＳＴＰまで開弁駆動する。
ＷＧＦＣＮＣ＝ＣＬＲＮ×ＷＧＦＣ＋（１−ＣＬＲＮ）×ＷＧＦＣＮＣ （２）
ここで右辺のＷＧＦＣＮＣは前回値であり、ＣＬＲＮは「０」から「１」の間の値（例えば０．５）に設定される平均化係数である。

以上のように本実施形態では、エンジン１の非燃焼制御実行中（燃料カット運転から電動機駆動モード走行、あるいはアイドリングストップに移行した状態）において、タービン１２１をバイパスするバイパス通路１１に設けられたＷＧ弁１４の推定温度が推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥとして算出され、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが所定学習実行温度ＴＬＲＮまで低下したときにＷＧ弁１４の全閉開度学習が実行される。全閉開度学習では、ＷＧ弁１４を全閉位置に駆動した状態における弁開度センサ２３の出力開度ＷＧＤＥＴが、全閉開度学習値ＷＧＦＣとして算出される。エンジン１の非燃焼制御実行中における全閉開度学習を実行する温度条件がほぼ一定に保たれるので、このとき得られた全閉開度学習値ＷＧＦＣを平均化することによって、ＷＧ弁温度の違いに起因する学習誤差を低減した非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを得ることができる。所定学習実行温度ＴＬＲＮは、非燃焼制御実行中におけるＷＧ弁温度の平均的な値に設定されるので、例えばエンジン１の非燃焼制御時実行中であって全閉開度学習を実行する前にアクセルペダルが踏み込まれるような場合において、その非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣを用いることにより、ＷＧ弁開度の制御精度低下を抑制できる。

またエンジン冷却水温ＴＷが検出されるとともに、エンジン１の排気温度の推定値が推定排気温度ＴＥＸＥとして算出され、非燃焼制御開始時点における推定排気温度ＴＥＸＥを、その後の経過時間を示す時間インデクスパラメータｋ及び検出されるエンジン冷却水温ＴＷに応じて修正することにより、非燃焼制御実行中の推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが算出される。具体的には、エンジン冷却水温ＴＷに応じて温度低下量パラメータＤＴＤＥＣを算出し、時間インデクスパラメータｋ及び温度低下量パラメータＤＴＤＥＣを式（１）に適用して推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが算出される。非燃焼制御開始時点のＷＧ弁温度は、排気温度とほぼ等しく、またその後の時間経過にともなうＷＧ弁温度の低下は、エンジン冷却水温ＴＷとの相関が高いことが確認されているので、式（１）を用いて推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥを算出することにより、非燃焼制御実行中におけるＷＧ弁温度を比較的正確に推定できる。

［変形例］
図１０は、図７に示す処理の変形例のフローチャートである。この処理は、図７のステップＳ１４を削除し、ステップＳ１３，Ｓ１６，及びＳ１９をそれぞれステップＳ１３ａ，１６ａ，及び１９ａに変更し、ステップＳ２０を追加したものである。この変形例では、非燃焼制御実行中は推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが所定温度ＤＴＬＲＮ（例えば５０℃）低下する毎に全閉開度学習が実行される。

ステップＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であって、非燃焼制御が開始された直後であるときは、推定排気温度ＴＥＸＥを取得し、時間インデクスパラメータｋを「０」に設定するとともに、学習回数パラメータｊを「１」に設定する（ステップＳ１３ａ）。ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちにステップＳ１５に進む。

ステップＳ２０では、ステップＳ１３ａで取得した推定排気温度ＴＥＸＥ及び学習回数パラメータｊを下記式（３）に適用し、所定学習実行温度ＴＬＲＮｊを算出する。
ＴＬＲＮｊ＝ＴＥＸＥ−ｊ×ＤＴＬＲＮ （３）
ステップＳ１６ａでは、推定排気温度ＴＥＸＥが所定学習実行温度ＴＬＲＮｊ以下であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）である間は処理を終了する。ステップＳ１６ａの答が肯定（ＹＥＳ）となると、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１９ａでは、全閉開度学習値ＷＧＦＣを全閉位置到達時点の出力開度ＷＧＤＥＴに設定し、学習回数パラメータｊを「１」だけ増加させるとともに、ＷＧ弁１４を所定開度ＷＯＳＴＰまで開弁駆動する。なお、ステップＳ１９ａでは、非燃焼全閉開度学習値ＷＧＦＣＮＣの算出は行わず、本変形例におけるＷＧ弁開度制御では、非燃焼制御実行中においても常に全閉開度学習値ＷＧＦＣが適用される。

この変形例では、非燃焼制御実行中において、推定ＷＧ弁温度ＴＷＧＶＥが所定温度ＤＴＬＲＮ低下する毎に全閉開度学習が実行されるので、ＷＧ弁温度の低下に対応して全閉開度学習値ＷＧＦＣが更新されるため、非燃焼制御実行中にアクセルペダルが踏み込まれて通常運転が開始された場合におけるＷＧ弁開度の制御精度を高めることができる。

本実施形態では、ＷＧ弁１４が流量調整弁に相当し、弁開度センサ２３及び冷却水温センサ２６がそれぞれ開度検出手段及び冷却水温検出手段に相当し、ＥＣＵ３０が非燃焼制御手段、弁温度取得手段、学習手段、及び推定排気温度算出手段を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、推定ＷＧ温度ＴＷＧＶＥの算出には推定排気温度ＴＥＸＥを適用したが、排気温度を検出する排気温度センサを排気通路に配置し、その排気温度センサによって検出される排気温度ＴＥＸを推定排気温度ＴＥＸＥに代えて使用してもよい。さらにＷＧ弁温度を検出するＷＧ弁温度センサをＷＧ弁１４に装着し、そのＷＧ弁温度センサによって検出されるＷＧ弁温度ＴＷＧＶを用いて非燃焼制御実行中の全閉開度学習処理を実行するようにしてもよい。この場合には、ＷＧ弁温度センサが弁温度取得手段を構成する。

また本発明は、車両駆動用のモータを備えておらず、電動機駆動モード走行は行えないが、アイドリングストップのみ実行可能な車両の制御装置にも適用可能である。
また本実施形態のターボチャージャ１２は、タービン１２１とコンプレッサ１２３は比較的近接して配置され、ＡＢ弁１７の全閉時における弁開度センサ出力は、ＷＧ弁１４の弁開度センサ１３の出力開度ＷＧＤＥＴと同様にエンジン１の排気温度の影響によって比較的大きく変化するので、上述したＷＧ弁１４の全閉開度学習方法は、ＡＢ弁１７の全閉開度学習にも適用可能である。この場合には、ＡＢ弁１７が流量調整弁に相当する。

１ 内燃機関
１１ バイパス通路
１２ ターボチャージャ
１４ ウエストゲート弁（流量調整弁）
１６ バイパス通路
１７ エアバイパス弁（流量調整弁）
２３ 弁開度センサ（開度検出手段）
２６ 冷却水温センサ（冷却水温検出手段）
３０ 電子制御ユニット（非燃焼制御手段、弁温度取得手段、学習手段、推定排気温度算出手段）
１２１ タービン
１２３ コンプレッサ

Claims (5)

1. 内燃機関を原動機として備える車両の制御装置であって、前記機関は、排気通路に設けられたタービンと、前記タービンにより回転駆動され、前記機関の吸気を加圧するコンプレッサとを有する過給機と、前記タービンまたは前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路に設けられ、該バイパス通路を流れるガス流量を調整する流量調整弁とを備える車両の制御装置において、
   所定の非燃焼制御実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止して前記機関を一時的に非燃焼状態とする非燃焼制御を実行する非燃焼制御手段と、
   前記流量調整弁の開度を検出する開度検出手段と、
   前記流量調整弁の温度を流量調整弁温度として取得する弁温度取得手段と、
   前記流量調整弁を全閉位置に制御したときに前記開度検出手段により検出される開度を全閉開度として学習する学習手段とを備え、
   前記学習手段は、
   前記非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度が所定学習実行温度まで低下したときに前記学習を実行し、
   前記所定学習実行温度は前記非燃焼制御の開始時点における前記流量調整弁温度から所定温度低下した温度に設定され、
   前記学習手段は、非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度が前記所定温度低下する毎に前記学習を実行することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記非燃焼制御は、所定のアイドリングストップ実行条件が成立したときに前記機関を自動的に停止させる制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記車両は原動機として電動機をさらに備え、前記電動機のみによって駆動される電動機駆動モードでの走行が可能であり、
   前記非燃焼制御は、前記電動機駆動モードでの走行中に前記機関を自動的に停止させる制御を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記機関の冷却水温度を検出する冷却水温検出手段を備え、
   前記弁温度取得手段は、
   前記機関の排気温度の推定値を推定排気温度として算出する推定排気温度算出手段を有し、前記非燃焼制御の開始時点における推定排気温度を、前記開始時点からの経過時間と、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温度とに応じて修正することにより、前記非燃焼制御実行中の前記流量調整弁温度を推定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
5. 内燃機関を原動機として備える車両の制御装置であって、前記機関は、排気通路に設けられたタービンと、前記タービンにより回転駆動され、前記機関の吸気を加圧するコンプレッサとを有する過給機と、前記タービンまたは前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路に設けられ、該バイパス通路を流れるガス流量を調整する流量調整弁とを備える車両の制御装置において、
   所定の非燃焼制御実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止して前記機関を一時的に非燃焼状態とする非燃焼制御を実行する非燃焼制御手段と、
   前記流量調整弁の開度を検出する開度検出手段と、
   前記流量調整弁の温度を流量調整弁温度として取得する弁温度取得手段と、
   前記流量調整弁を全閉位置に制御したときに前記開度検出手段により検出される開度を全閉開度として学習する学習手段と、
   前記機関の冷却水温度を検出する冷却水温検出手段とを備え、
   前記学習手段は、
   前記非燃焼制御実行中において、前記流量調整弁温度が所定学習実行温度まで低下したときに前記学習を実行し、
   前記弁温度取得手段は、
   前記機関の排気温度の推定値を推定排気温度として算出する推定排気温度算出手段を有し、前記非燃焼制御の開始時点における推定排気温度を、前記開始時点からの経過時間と、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温度とに応じて修正することにより、前記非燃焼制御実行中の前記流量調整弁温度を推定することを特徴とする車両の制御装置。

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