本發(fā)明涉及包括渦輪增壓器的內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法，特別與廢氣閥門等排氣旁路閥的控制有關(guān)。

背景技術(shù)：

以往，出于提高內(nèi)燃機(下面稱為發(fā)動機)的輸出等目的，已知一種裝載有增壓器的渦輪增壓器，所述增壓器利用廢氣使渦輪旋轉(zhuǎn)來進行工作。

在像這樣的渦輪增壓器中，在發(fā)動機在高旋轉(zhuǎn)高負荷下運行的情況下，增壓壓力過度上升有可能會導(dǎo)致發(fā)動機發(fā)生破損。因此，通常，具備與渦輪并聯(lián)地具備排氣旁通通路。

而且，像這樣的具備渦輪增壓器和排氣旁路的內(nèi)燃機的控制裝置利用設(shè)置于該排氣旁路的廢氣閥門來使在排氣路徑內(nèi)流動的廢氣的一部分向旁通通路進行分流，以對流至渦輪的廢氣的流入量進行調(diào)節(jié)。其結(jié)果是，能將發(fā)動機的進氣通路的壓力即增壓壓力控制為適當(dāng)值。

例如利用正壓型致動器的驅(qū)動來使廢氣閥門進行開閉動作。具體而言，具有如下結(jié)構(gòu)：特別是在與壓力上升的節(jié)流閥的上游部相當(dāng)?shù)陌l(fā)動機的進氣通路的壓力變得大于大氣壓的運行狀態(tài)時，通過驅(qū)動正壓型致動器(positivepressureactuator)，來調(diào)整廢氣閥門開度。

通常，在到能驅(qū)動正壓型致動器為止的期間內(nèi)，廢氣閥門成為全閉狀態(tài)。以下將廢氣閥門稱為wgv，將使wgv進行動作的廢氣閥門致動器稱為wga。

在正壓型致動器中，若發(fā)動機的進氣通路的壓力不高于閥值，則無法使wgv進行動作。即，在發(fā)動機的進氣通路的壓力為閾值以下的情況下，無法使wgv進行動作，因此，無法改變wgv的開度。

因此，近年來，提出有如下系統(tǒng)：將wga電動化，無論發(fā)動機的進氣通路的壓力如何，都能根據(jù)需要來驅(qū)動wgv，從而能自由地對渦輪增壓器的增壓進行限制。

然而，在像這樣的系統(tǒng)中，wgv的開閉動作長期反復(fù)實施所造成的隨時間流逝而發(fā)生的變化、wgv開度傳感器的溫度特性、或構(gòu)成wgv的結(jié)構(gòu)物的熱膨脹等的影響會導(dǎo)致wgv開度傳感器的檢測值與實際的wgv開度之間產(chǎn)生誤差。

其結(jié)果是，與wgv開度傳感器的檢測值為0％時的wgv位置相當(dāng)?shù)摹皐gv的基準位置”相對于與實際的wgv開度為0％時的wgv位置相當(dāng)?shù)摹皐gv的全閉位置”發(fā)生偏離。

因此，即使在以相同的操作量使wga進行動作的情況下，wgv開度也可能會發(fā)生偏離，從而無法將wgv控制成所希望的開閉狀態(tài)。另外，增壓壓力也有可能達不到控制目標值，或者控制成使wgv從全閉狀態(tài)進一步向閉合側(cè)動作而導(dǎo)致wga的驅(qū)動電流成為過電流。

為了應(yīng)對像這樣的問題，存在以下現(xiàn)有技術(shù)：若wgv收斂于全閉位置，則基于此時的開度傳感器的輸出值來進行全閉位置的學(xué)習(xí)(例如參照專利文獻1)。在專利文獻1中，在學(xué)習(xí)機會較少的狀況或未收斂于全閉位置的情況下，根據(jù)從更新了全閉學(xué)習(xí)值的時刻起的溫度變化，來將全閉學(xué)習(xí)值修正為與傳感器輸出特性變化相符的值。其結(jié)果是，在專利文獻1中，即使溫度條件發(fā)生變化也能穩(wěn)定地維持wgv機構(gòu)的控制精度。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2015－59549號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題。

如專利文獻1那樣的現(xiàn)有裝置在面對如上所述的wgv開度傳感器的檢測值與實際的wgv開度之間產(chǎn)生誤差的問題時，能通過對因溫度變化而產(chǎn)生的全閉位置的識別偏差進行校正，來減小誤差。

然而，專利文獻1未考慮傳感器和wgv的各個特性偏差的影響，無法完全校正誤差。因此，即使在wgv開度傳感器的檢測值并非全閉的狀態(tài)下，實際的wgv開度有可能成為全閉。

在這種情況下，在控制上正以全閉為目標開度而使wga高速驅(qū)動時，突然成為wgv與實際的全閉位置相碰撞的狀態(tài)。

進而，在至全閉的驅(qū)動速度過快而超過wgv的碰撞界限速度的狀態(tài)下，wgv與閥座發(fā)生碰撞，從而有可能加速可動部的構(gòu)件的磨損和疲勞。另外，還有可能會因wgv高速碰撞閥座而產(chǎn)生不快的碰撞聲。

即，考慮wgv開度傳感器的檢測值與實際的wgv開度之間的誤差，在可能成為全閉的開度以下，需要進行控制以防止wgv驅(qū)動速度超過碰撞界限速度。然而，專利文獻1無法解決像這樣的wgv在高速下與閥座發(fā)生碰撞從而有可能會導(dǎo)致可動部的構(gòu)件發(fā)生磨損和疲勞并產(chǎn)生碰撞聲等的問題。

因此，在將wgv向全閉進行驅(qū)動的情況下，必須以不低于排氣壓力的驅(qū)動力將wgv按壓至閥座，以防止wgv受排氣壓力的壓迫而發(fā)生閉合不良。即，若wgv的全閉按壓力較弱，則會發(fā)生受排氣壓力壓迫而無法使wgv維持全閉狀態(tài)的問題，或者會發(fā)生wgv開度因排氣壓力的脈動而產(chǎn)生振動的問題。

因此，需要將wga操作量控制為不低于最低限度排氣壓力的值，以使wgv能可靠地維持全閉狀態(tài)。

但是，排氣壓力會隨著運行條件的不同而不同。因此，為使得不低于最低限度排氣壓力所需要的操作量也會隨著運行條件的不同而不同。因此，若始終設(shè)定為假設(shè)最大條件后的操作量，則會進行過度按壓。

而且，若為了使wgv全閉而進行過度按壓，則wga上流過過度的電流會導(dǎo)致使用多余的電力，進而還會因過電流而導(dǎo)致電動機過熱。

另外，過度按壓會導(dǎo)致從wga向wgv的連桿機構(gòu)發(fā)生彎曲，實際的閥位置與輸出wga操作量的傳感器值之間有可能會產(chǎn)生偏差。

因此，需要對wga操作量進行控制而將其設(shè)定為最佳范圍，以防止wgv過度按壓至全閉，并使得能可靠地維持全閉狀態(tài)。然而，專利文獻1無法解決因wgv的過度按壓而導(dǎo)致wga上流過過度的電流，從而有可能會導(dǎo)致電動機過熱這樣的問題。

本發(fā)明是考慮了如上所述的實際情況而完成的，其目的在于，獲得一種內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法，所述內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法既能實現(xiàn)wgv的可靠的全閉動作，又能使wgv動作而防止其以高速碰撞全閉位置，并且，能防止wga驅(qū)動電流變得過大而導(dǎo)致電動機異常過熱。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置包括：渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有渦輪和壓縮機，所述渦輪設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣通路，所述壓縮機設(shè)置于內(nèi)燃機的進氣通路，與渦輪一體地進行旋轉(zhuǎn)；廢氣閥門，該廢氣閥門設(shè)置于連通渦輪的上游側(cè)與下游側(cè)的排氣旁通通路，對流過排氣旁通通路的內(nèi)燃機的廢氣的流量進行調(diào)整；致動器，驅(qū)動該致動器以對廢氣閥門的開閥位置進行變更；位置傳感器，該位置傳感器對廢氣閥門的開閥位置進行檢測；增壓壓力傳感器，該增壓壓力傳感器對由壓縮機進行壓縮的吸入空氣的壓力的實際值即實際增壓壓力進行檢測；以及控制器，該控制器根據(jù)包含位置傳感器和增壓壓力傳感器的傳感器組的檢測結(jié)果來對內(nèi)燃機的運行狀態(tài)進行檢測，基于運行狀態(tài)來對致動器進行驅(qū)動，從而對實際增壓壓力進行控制，控制器在將廢氣閥門向全閉開度進行驅(qū)動時，暫時將致動器向預(yù)先設(shè)定的假定全閉開度進行驅(qū)動，在根據(jù)位置傳感器的檢測結(jié)果判斷為廢氣閥門的實際開度達到假定全閉開度后，將目標開度切換至全閉開度并對致動器進行驅(qū)動。

另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制方法是在內(nèi)燃機的控制裝置中利用致動器操作量運算部來執(zhí)行的內(nèi)燃機的控制方法，所述內(nèi)燃機的控制裝置包括：渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有渦輪和壓縮機，所述渦輪設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣通路，所述壓縮機設(shè)置于內(nèi)燃機的進氣通路，與渦輪一體地進行旋轉(zhuǎn)；廢氣閥門，該廢氣閥門設(shè)置于連通渦輪的上游側(cè)與下游側(cè)的排氣旁通通路，對流過排氣旁通通路的內(nèi)燃機的廢氣的流量進行調(diào)整；致動器，驅(qū)動該致動器以對廢氣閥門的開閥位置進行變更；位置傳感器，該位置傳感器對廢氣閥門的開閥位置進行檢測；增壓壓力傳感器，該增壓壓力傳感器對由壓縮機進行壓縮的吸入空氣的壓力的實際值即實際增壓壓力進行檢測；目標增壓壓力運算部，該目標增壓壓力運算部基于內(nèi)燃機的運行狀態(tài)，對由壓縮機進行壓縮的吸入空氣的壓力的目標值即目標增壓壓力進行運算；機構(gòu)請求目標開度運算部，該機構(gòu)請求目標開度運算部對為了使實際增壓壓力與目標增壓壓力相一致而需要的廢氣閥門的機構(gòu)請求目標開度進行運算；實際開度運算部，該實際開度運算部將廢氣閥門位于完全堵住排氣旁通通路的動作位置時定為廢氣閥門的基準位置，基于基準位置，將由位置傳感器所檢測出的廢氣閥門的動作位置變換為廢氣閥門的實際開度；致動器操作量運算部，該致動器操作量運算部根據(jù)對應(yīng)于預(yù)先設(shè)定的假定全閉開度的機構(gòu)請求目標開度和實際開度的大小關(guān)系的比較結(jié)果，來對致動器操作量進行運算；以及致動器驅(qū)動部，該致動器驅(qū)動部將致動器操作量輸出至致動器，所述內(nèi)燃機的控制方法包括：第1步驟，在該第1步驟中，基于基準位置，預(yù)先對假定全閉開度進行設(shè)定，以作為變換為廢氣閥門完全堵住排氣旁通通路的動作位置的偏差范圍的上限位置而得的開度；第2步驟，在該第2步驟中，對機構(gòu)請求目標開度為假定全閉開度以下且實際開度大于假定全閉開度的第1條件是否成立進行判斷；第3步驟，在該第3步驟中，在由第2步驟判斷為第1條件成立的期間內(nèi)，基于假定全閉開度和實際開度，將為了使實際開度與假定全閉開度相一致而需要的操作量作為致動器操作量來進行運算；第4步驟，在該第4步驟中，對機構(gòu)請求目標開度為假定全閉開度以下且實際開度為假定全閉開度以下的第2條件是否成立進行判斷；以及第5步驟，在該第5步驟中，在由第4步驟判斷為第2條件成立的期間內(nèi)，基于機構(gòu)請求目標開度和實際開度，將為了使實際開度與機構(gòu)請求目標開度相一致而需要的操作量作為致動器操作量來進行運算。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置，具備以下結(jié)構(gòu)：在將wgv向全閉進行驅(qū)動時，暫時將wga向預(yù)先設(shè)定的假定全閉開度進行驅(qū)動，從實際開度達到假定全閉開度后的進行了減速的狀態(tài)起，將目標開度向全閉進行切換而使其再次加速。其結(jié)果是，能獲得一種內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法，該內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法能在超過碰撞界限速度的高速驅(qū)動中避免與全閉位置發(fā)生碰撞，既能實現(xiàn)wgv的可靠的全閉動作，又能使wgv動作而防止其以高速碰撞全閉位置，并且，能防止wga驅(qū)動電流變得過大而導(dǎo)致電動機異常過熱。

附圖說明

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的發(fā)動機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是用于對應(yīng)用本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的發(fā)動機中的、wgv與wga的機械性連接狀態(tài)進行說明的示意圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的框圖。

圖4是表示在本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置中、用于決定目標增壓壓力的映射的一個示例的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置中的wgv的目標開度、實際開度、以及wga操作量的動作的時序圖。

圖6是用于對本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的一系列動作進行說明的流程圖。

具體實施方式

以下利用附圖對本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置及內(nèi)燃機的控制方法的優(yōu)選實施方式進行說明。

實施方式1.

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的發(fā)動機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，發(fā)動機10的進氣通路11的入口安裝有空氣凈化器12?？諝鈨艋?2的下游側(cè)設(shè)有用于檢測吸入空氣量的空氣流量傳感器51。

空氣流量傳感器51的下游側(cè)設(shè)有渦輪增壓器20。渦輪增壓器20包括壓縮機201和渦輪202。壓縮機201與渦輪202利用連結(jié)軸連結(jié)成一體。壓縮機201利用輸入渦輪202的廢氣的能量來受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

而且，壓縮機201的更下游側(cè)配置有用于將被壓縮的空氣進行冷卻的中間冷卻器13。中間冷卻器13的更下游側(cè)配置有節(jié)流閥14。

此外，中間冷卻器13與節(jié)流閥14之間設(shè)有用于對由渦輪增壓器20進行增壓的吸入空氣的壓力進行檢測的增壓壓力傳感器52。

另外，發(fā)動機10的排氣系統(tǒng)包括排氣通路15。排氣通路15的途中設(shè)有上述的渦輪增壓器20的渦輪202。另外，排氣通路15設(shè)有使渦輪202旁通并將渦輪202的入口側(cè)與出口側(cè)連接的排氣旁通通路30。

排氣旁通通路30配置有作為排氣旁路閥的wgv31。另外，渦輪202的下游側(cè)配置有用于凈化廢氣的排氣凈化催化劑16。

配置于排氣旁通通路30的wgv31與接合構(gòu)件32的一端機械性連接。接合構(gòu)件32的另一端與作為排氣旁路閥驅(qū)動裝置的wga34的輸出軸33(gwa輸出軸33)機械性相連接。而且，wga輸出軸33的附近包括用于對與wgv31的開閥位置相關(guān)的位置信息進行檢測的位置傳感器53。

此外，在本實施方式1中，位置傳感器53與wga34分開構(gòu)成，但也可以將位置傳感器53內(nèi)置于wga34。

本實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置包括控制裝置(控制器)50?？刂蒲b置50的輸入部除了連接有上述空氣流量傳感器51、增壓壓力傳感器52、位置傳感器53以外，為了對發(fā)動機10的運行狀態(tài)進行檢測，雖未圖示但還連接有由曲柄角傳感器、節(jié)流開度傳感器等各種傳感器所構(gòu)成的傳感器組。

另一方面，控制裝置50的輸出部除了連接有wga34以外，為了對發(fā)動機10的運行狀態(tài)進行控制，雖未圖示但還連接有噴射器、點火線圈等各種致動器。

控制裝置50基于上述各種輸入信息，對上述各種致動器進行驅(qū)動，從而將發(fā)動機10的燃燒狀態(tài)、輸出轉(zhuǎn)矩控制為最佳。

接著，對wgv31與wga34之間的機械性連接狀態(tài)進行詳細說明。圖2是用于對應(yīng)用本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的發(fā)動機10中的、wgv31與wga34的機械性連接狀態(tài)進行說明的示意圖。

在圖2中，wgv31和wga34并非直接相連接，而是經(jīng)由接合構(gòu)件32而相連接。更詳細而言，形成于wga輸出軸33前端部的環(huán)狀的wga輸出軸卡合部331與形成于接合構(gòu)件32一端的環(huán)狀的第1接合構(gòu)件卡合部321互相貫穿內(nèi)側(cè)，從而可自由搖動地進行卡合。

另一方面，第2接合構(gòu)件卡合部322貫穿wgv卡合部311的貫通孔，從而使設(shè)置于wgv31的具有貫通孔的wgv卡合部311與形成于接合構(gòu)件32的另一端的環(huán)狀的第2接合構(gòu)件卡合部322可自由搖動地進行卡合。

wgv31配置于排氣通路15內(nèi)，因此，暴露于從發(fā)動機10排出的廢氣中，成為幾百度的高溫狀態(tài)。因此，若考慮內(nèi)置有電動機等電子元器件的wga34的耐熱性，則無法將wga34靠近wgv31進行配置。因此，如圖2所示，在wgv31與wga34之間，隔著接合構(gòu)件32，以防止wga34的溫度過度升高。

另外，隔著接合構(gòu)件32將wga34與wgv31進行機械性連接，從而wga34的搭載至車輛的位置的自由度得以增加，布局變得容易，這也是使得隔著接合構(gòu)件32的理由之一。

wga34中內(nèi)置有能正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的電動機，另外，具有將該電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動并輸出的wga輸出軸33。該wga輸出軸33能根據(jù)電動機的通電方向而沿軸向移動。而且，若將電動機朝將wga輸出軸33向wga34的外側(cè)壓出的方向進行通電，則能經(jīng)由接合構(gòu)件32使wgv31向開閥側(cè)(圖2中的箭頭a的方向)移動。

與之相反，若將電動機朝將wga輸出軸33向wga34的內(nèi)側(cè)拉入的方向進行通電，則能經(jīng)由接合構(gòu)件32使wgv31向閉閥側(cè)(圖2中的箭頭b的方向)移動。

另外，在wga輸出軸33的側(cè)部附近具備位置傳感器53。而且，具有以下結(jié)構(gòu)：控制裝置50獲取由該位置傳感器53所檢測出的wga輸出軸33的軸向位置，以作為wgv31的動作位置、即wgv31的開閥位置或閉閥位置或兩者的中間位置。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的框圖。首先，基于圖3對與wgv31的基本控制相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)和動作進行說明。

控制裝置50基于上述各種傳感器的檢測結(jié)果來對發(fā)動機10進行總控制?？刂蒲b置50具有目標增壓壓力運算部501、機構(gòu)請求目標開度運算部502、實際開度運算部503、wga操作量運算部504、wga操作量限制值運算部505、以及wga驅(qū)動部506，以作為wgv31的控制部。

目標增壓壓力運算部501以發(fā)動機轉(zhuǎn)速、空氣流量傳感器51所檢測出的吸入空氣量、增壓壓力傳感器52所檢測出的增壓壓力等表示電動機10的運行狀態(tài)的多個信息作為輸入，基于這些機構(gòu)運行狀態(tài)的信息，來對控制目標值即目標增壓壓力sp進行設(shè)定。

這里，參照圖4的映射來對目標增壓壓力運算部501計算目標增壓壓力的方法的一個示例進行具體說明。圖4是表示在本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置中、用于決定目標增壓壓力的映射的一個示例的圖。此外，在圖4所示的映射中，將目標增壓壓力的單位設(shè)為[kpa]。

如圖4所示，目標增壓壓力映射與發(fā)動機轉(zhuǎn)速[r/min]、油門開度[％]及目標增壓壓力[kpa]關(guān)聯(lián)。目標增壓壓力運算部501根據(jù)該映射來決定與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油門開度相對應(yīng)的目標增壓壓力。

具體而言，例如，假設(shè)發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000[r/min]且油門開度為50[％]的情況。在這樣的運行狀態(tài)的情況下，目標增壓壓力運算部501根據(jù)該映射將目標增壓壓力決定為140[kpa]。

此外，目標增壓壓力運算部501也可以不使用如圖4那樣的目標增壓壓力映射，而是根據(jù)例如預(yù)先規(guī)定的物理模型，通過計算來求出目標增壓壓力。

機構(gòu)請求目標開度運算部502以目標增壓壓力運算部501所算出的目標增壓壓力sp和實際增壓壓力pp作為輸入，來對為了使實際增壓壓力pp與目標增壓壓力sp相一致而所需的機構(gòu)請求目標開度sv進行運算。

實際開度運算部503以位置傳感器53所檢測出的電壓vs作為輸入，將wgv31位于完全堵住排氣旁通通路30的動作位置時定為wgv的基準位置，基于這些信息來對實際開度pv進行運算。

此外，wgv的基準位置也可以不使用預(yù)先設(shè)定的位置，而使用例如在全閉驅(qū)動時抵接并進行動作，執(zhí)行全閉學(xué)習(xí)而得的位置。

wga操作量運算部504以機構(gòu)請求目標開度運算部502所算出的機構(gòu)請求目標開度sv、實際開度運算部503所算出的實際開度pv、以及后述的wga操作量限制值運算部505所算出的wga操作量最大限制值作為輸入，來對wga操作量進行運算。

更具體而言，wga操作量運算部504根據(jù)條件來執(zhí)行以下三個操作量運算。

(運算1)在機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv大于假定全閉開度的狀態(tài)即第1條件成立的情況下，基于假定全閉開度和實際開度pv，來對為了使實際開度pv與假定全閉開度相一致而需要的wga操作量進行運算。

(運算2)在機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv為假定全閉開度以下的狀態(tài)即第2條件成立的情況下，基于機構(gòu)請求目標開度sv和實際開度pv，來對為了使實際開度pv與機構(gòu)請求目標開度sv相一致而需要的wga操作量進行運算。

(運算3)另外，對于為了使實際開度pv與機構(gòu)請求目標開度sv相一致而需要的wga操作量，在后述的wga操作量限制值運算部505所算出的操作量最大限制值被輸入時，將以wga操作量最大限制值進行限制后的wga操作量輸出至wga驅(qū)動部506。

wga操作量限制值運算部505輸入上述機構(gòu)請求目標開度sv、實際開度pv以及wga操作量，對wga操作量最大限制值進行運算，并將其輸出至wga操作量運算部504。

更具體而言，wga操作量限制值運算部505基于從上述第1條件“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv大于假定全閉開度”的狀態(tài)切換至第2條件“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv為假定全閉開度以下”的狀態(tài)時的wga操作量，來對wga操作量最大限制值進行運算，并將其輸出至wga操作量運算部504。

wga驅(qū)動部506輸入來自wga操作量運算部504的wga操作量，基于該信息來驅(qū)動wga34。

接著，基于圖5的時序圖來對例如機構(gòu)請求目標開度sv從wgv全開附近變?yōu)槿]時的wgv的目標開度、實際開度以及wga操作量的動作進行說明。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置中的wgv的目標開度、實際開度、以及wga操作量的動作的時序圖。此外，利用每隔預(yù)先由控制裝置50設(shè)定的時間的中斷處理來執(zhí)行圖5的時序圖所示的處理。

首先，在將機構(gòu)請求目標開度sv設(shè)定于wgv的全開附近的狀態(tài)下，wga操作量幾乎為0。該控制狀態(tài)在以驅(qū)動電壓的占空比來控制電動機通電量的情況下相當(dāng)于占空比為0％前后。因此，在這樣的控制狀態(tài)下，處于即使向開閉的任意側(cè)都不施加電動機的驅(qū)動力也沒問題的狀態(tài)，將實際開度pv控制為機構(gòu)請求目標開度sv。

接著，機構(gòu)請求目標開度sv向閉側(cè)變化，在第1條件即“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv大于假定全閉開度”狀態(tài)的情況下，基于假定全閉開度和實際開度pv，通過反饋控制來對wga進行驅(qū)動，使得實際開度pv與假定全閉開度相一致。

該期間中的wga操作量在實際開度pv與假定全閉開度的偏差較大的期間內(nèi)為較大的值，但會隨著實際開度pv接近假定全閉開度而減小。而且，實際開度pv達到假定全閉開度的時刻的wga操作量成為以下狀態(tài)：即，將wgv向閉側(cè)按壓的力與因從廢氣受到的排氣壓力而要將wgv壓回開側(cè)的力達到平衡的狀態(tài)。

此外，該平衡狀態(tài)時的wga操作量會根據(jù)運行條件而發(fā)生變化，根據(jù)排氣壓力的狀態(tài)而發(fā)生變化，使得排氣壓力越高則越大，排氣壓力越低則越小。

接著，從成為第2條件即“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv為假定全閉開度以下”的狀態(tài)起，基于機構(gòu)請求目標開度sv和實際開度pv，通過反饋控制來驅(qū)動wga，使得實際開度pv與機構(gòu)請求目標開度sv相一致。

但是，在實際開度pv為假定全閉開度以下的時刻，也有可能真正的開度已經(jīng)變?yōu)槿]。因此，控制裝置50進行控制，使得從該時刻起，實際開度pv以預(yù)先設(shè)定的基準速度向機構(gòu)請求目標開度sv進行移動，以防止超過wga的碰撞界限速度。在此期間中，wgv逐漸閉合，從而排氣壓力的影響變大，因此，wga操作量增加。

另外，位置傳感器53的輸出特性的溫度漂移等會導(dǎo)致實際的wgv全閉位置比在控制下所識別出的全閉位置要向開側(cè)偏移，在這種情況下，在控制下所識別出的實際開度pv到達目標開度之前，真正的開度成為全閉。由此，位置傳感器53的輸出不會發(fā)生變化，因此，成為目標開度與實際開度pv持續(xù)產(chǎn)生偏差的狀態(tài)，在此期間，成為wga操作量持續(xù)增加的狀態(tài)。

在該狀態(tài)下，無論真正的開度是否成為全閉，都會將wga無謂地向閉側(cè)進行驅(qū)動。而且，目標開度與實際開度pv之間的偏差越大，則wga操作量越是增大，wga有可能會因異常過熱而發(fā)生故障。

為應(yīng)對這樣的情況，在本實施方式1中，利用操作量最大限制值來對wga操作量進行限制，以防止wga操作量過度增加。由此，在將wgv按壓至全閉時，不使用多余的電力，能進一步消除發(fā)生異常過熱的可能性。

另外，在位置傳感器53的輸出不發(fā)生變化之后，利用操作量最大限制值來對wga操作量進行限制，從而能防止因?qū)gv向閥座過度按壓而導(dǎo)致連桿機構(gòu)由wga向egv產(chǎn)生彎曲，防止實際的wgv動作位置與檢測wga操作量的傳感器值之間產(chǎn)生偏差。

此外，如上所述，從第1條件切換為第2條件時的wga操作量、即將wgv向閉側(cè)進行按壓的力與利用排氣壓力使wgv向開側(cè)返回的力達到平衡的時刻的操作量會隨著排氣壓力而發(fā)生變化，因此，若運行條件不同則會發(fā)生變化。具體而言，在低轉(zhuǎn)速下由于排氣壓力降低，因此從第1條件切換為第2條件時的wga操作量減小，在高轉(zhuǎn)速下由于排氣壓力升高，因此從第1條件切換為第2條件時的wga操作量增大。

此外，在達到假定全閉開度后，為了驅(qū)動至全閉而需要的操作量也會隨著運行條件的變化而變化，排氣壓力越低的條件下，為了驅(qū)動至全閉而需要的操作量越小，排氣壓力越高的條件下，為了驅(qū)動至全閉而需要的操作量越大。

因此，在對操作量進行最大值限制的情況下，其限制值會隨著排氣壓力條件而產(chǎn)生差異。因此，在本實施方式1中，將從第1條件切換為第2條件時的操作量d作為基準，將操作量最大限制值設(shè)定為進一步將能可靠地按壓至全閉的固定值(例如，控制占空比為-30％左右)與操作量d相加而得的值，從而能根據(jù)運行條件始終設(shè)定最佳的限制值。

接著，根據(jù)流程圖來對本實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的動作進行說明。圖6是用于對本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的一系列動作進行說明的流程圖。

在步驟s101中，控制裝置50對機構(gòu)請求目標開度sv與假定全閉開度進行比較，對機構(gòu)請求目標開度sv是否為比考慮了全閉位置的偏差、溫度特性時真正的wgv開度有成為全閉的可能性的開度、即“假定全閉開度”要小的值進行判斷。

這里，若“機構(gòu)請求目標開度sv＜假定全閉開度”成立，則控制裝置50判斷為是真正的wgv開度有成為全閉的可能性的開度，前進至步驟s102的處理。另一方面，若“機構(gòu)請求目標開度sv＜假定全閉開度”不成立，則控制裝置50前進至步驟s113的處理。

在前進至步驟s102的情況下，控制裝置50對實際開度pv與假定全閉開度進行比較，對實際開度pv是否大于假定全閉開度進行判斷。

這里，若“實際開度pv＞假定全閉開度”成立，則控制裝置50判斷為不是真正的wgv開度有成為全閉的可能性的開度，前進至步驟s103的處理。另一方面，若“實際開度pv＞假定全閉開度”不成立，則控制裝置50前進至步驟s105的處理。

在前進至步驟s103的情況下，控制裝置50進行反饋控制，使得實際開度pv成為假定全閉開度，并前進至步驟s104的處理。即，控制裝置50將假定全閉開度設(shè)為目標開度來執(zhí)行反饋控制。

接著，在步驟s104中，控制裝置50將用于在后述的步驟s106中對是否進行wga操作量的最大限制值設(shè)定進行判斷的計數(shù)器c復(fù)位成初始值即c＝0，結(jié)束一系列處理。

另一方面，在從步驟s102前進至步驟s105的情況下，控制裝置50對作為用于在后述的步驟s107中設(shè)定wga操作量的最大限制值的基準的當(dāng)前時刻的操作量d進行讀取，并前進至步驟s106的處理。

接著，在步驟s106中，控制裝置50根據(jù)計數(shù)器c的值是否為0，來對是否基于步驟s105中所讀取的操作量d來對wga操作量最大限制值進行初次設(shè)定或更新進行判斷。

即，控制裝置50在步驟s104或步驟s114中，在計數(shù)器c設(shè)定為初始值c＝0的狀態(tài)時，判斷為是從第1條件即“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv大于假定全閉開度”的狀態(tài)切換為第2條件即“機構(gòu)請求目標開度sv為假定全閉開度以下且實際開度pv為假定全閉開度以下”的狀態(tài)的時刻，并前進至步驟s107的處理。

另一方面，控制裝置50在計數(shù)器c不滿足c＝0的情況下，判斷為正處于控制成在切換后實際開度pv成為預(yù)先設(shè)定的基準速度的期間中，不對wga操作量最大限制值l進行更新，使用上次值，并前進至步驟s108的處理。

在前進至步驟s107的情況下，控制裝置50基于步驟s105中所讀取的操作量d，對wga操作量最大限制值l1進行設(shè)定，并前進至步驟s108的處理。具體而言，控制裝置50將對步驟s105中所讀取的操作量d加上固定值(例如，控制占空比為-30％)后的值設(shè)定作為wga操作量最大限制值l1。

在前進至步驟s108的情況下，控制裝置50對進行跟蹤控制以使得實際開度pv成為基準速度時的目標開度、與機構(gòu)請求目標開度sv進行比較，以判斷是否繼續(xù)進行跟蹤控制。

然后，若“機構(gòu)請求目標開度sv≤跟蹤時的目標開度”的條件成立，則控制裝置50判斷為繼續(xù)進行跟蹤控制，并前進至步驟s109的處理。另一方面，若條件不成立，則控制裝置50前進至步驟s113的處理。

控制裝置50利用該步驟s108的判斷來實現(xiàn)如下所述的切換控制。即，控制裝置50在從第1條件切換為第2條件以后，為了將實際開度sv設(shè)為基準速度以防止超過wgv的碰撞界限速度，而對目標開度進行跟蹤控制。另一方面，在機構(gòu)請求目標開度sv比跟蹤控制時的目標開度要向開側(cè)變化時，控制裝置50即時解除跟蹤控制，控制成使得向通常的反饋控制下的開側(cè)動作進行切換。

在步驟s109中，控制裝置50進行控制，使得實際開度以基準速度進行動作直至實際開度pv成為機構(gòu)請求目標開度sv，以防止超過wgv的碰撞界限速度。

接著，在步驟s110中，控制裝置50執(zhí)行先前的步驟s107中所設(shè)定的wga操作量最大限制值l1的操作量最大限制1。

接著，在步驟s111中，控制裝置50執(zhí)行作為即使長時間持續(xù)也不會對電動機造成損傷的操作量而預(yù)先設(shè)定的最大限制值l2的操作量最大限制2。

接著，在步驟s112中，控制裝置50對用于在先前的步驟s106中對是否進行wga操作量的最大限制值設(shè)定進行判斷的計數(shù)器c加1，結(jié)束一系列處理。

另一方面，在從步驟s101或步驟s108前進至步驟s113的情況下，控制裝置50進行通常的反饋控制，使得實際開度成為機構(gòu)請求目標開度，并前進至步驟s114的處理。

接著，在步驟s114中，控制裝置50將用于在先前的步驟s106中對是否進行wga操作量的最大限制值設(shè)定進行判斷的計數(shù)器c復(fù)位成初始值即c＝0，結(jié)束一系列處理。

根據(jù)如上所述的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置，能根據(jù)運行條件以最佳值來對將wgv全閉驅(qū)動時的wga操作量進行限制。

另外，在實際開度為開的區(qū)域、即比根據(jù)傳感器的溫度特性等真正的開度有成為全閉的可能性的開度要朝向開側(cè)的區(qū)域中，不實施操作量限制。因此，在目標開度與實際開度之間的偏差較大的區(qū)域中，能以最大操作量來進行驅(qū)動，在過渡時能防止發(fā)生響應(yīng)性下降。

具體而言，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置具備以下結(jié)構(gòu)：在將wgv向全閉進行驅(qū)動時，暫時將wga向預(yù)先設(shè)定的假定全閉開度進行驅(qū)動，從實際開度達到假定全閉開度后的進行了減速的狀態(tài)起，將目標開度向全閉進行切換而使其再次加速。這里，假定全閉開度預(yù)先設(shè)定為與wgv完全堵住排氣旁通通路的動作位置的偏差范圍的上限位置相對應(yīng)的開度。

其結(jié)果是，能提供一種內(nèi)燃機的控制裝置，該內(nèi)燃機的控制裝置能在超過碰撞界限速度的高速驅(qū)動中避免與全閉位置發(fā)生碰撞，既能實現(xiàn)wgv的可靠的全閉動作，又能使wgv動作而防止其以高速碰撞全閉位置，并且，能防止wga驅(qū)動電流變得過大而導(dǎo)致電動機異常過熱。

另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置具備以下結(jié)構(gòu)：在第1條件成立的期間內(nèi)，在實際開度達到假定全閉開度之后，對wga操作量進行運算并對wga進行驅(qū)動，使得實際開度與機構(gòu)請求目標開度相一致，此時，對wga操作量進行運算，使得以基準速度向機構(gòu)請求目標開度進行移動。其結(jié)果是，即使在第2條件成立的期間內(nèi)切換后在反饋控制下再次進行加速后，也能可靠地避免再次超過碰撞界限速度，能更可靠地進行全閉動作。

另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置具備以下結(jié)構(gòu)：在wgv全閉驅(qū)動時，對應(yīng)于wga最佳操作量隨著運行條件的變化而變化的情況，能將wga操作量的最大限制值設(shè)定為最佳值。這里，能在每個預(yù)先設(shè)定的控制周期中對wga操作量進行設(shè)定及改變，例如，通過持續(xù)提供相當(dāng)于電流控制用的輸出電壓占空比的控制量，來驅(qū)動wga。

在無論運行條件如何都一律設(shè)定wga操作量最大限制值時，在優(yōu)先使得可靠地進行全閉動作的情況下，必須以最大值來對最大限制值進行設(shè)定，無法抑制多余的操作量。其結(jié)果是，有可能會因電動機的異常過熱、連桿機構(gòu)的彎曲而產(chǎn)生wga位置傳感器偏差。

相反，在優(yōu)先抑制多余的操作量的情況下，必須以最小值來對最大限制值進行設(shè)定，無法優(yōu)先進行可靠的全閉動作。因此，會被排氣壓力所壓回而無法維持全閉，響應(yīng)性有可能會發(fā)生下降。

對此，本發(fā)明能根據(jù)運行條件將wga操作量的最大限制值設(shè)定為最佳值，能避免上述問題。

此外，使wga操作量的最大限制值有效的條件限定為真正的wgv開度有可能成為全閉的區(qū)域、即第2條件成立的區(qū)域。因此，在實際開度為開的區(qū)域中，能最大地驅(qū)動wga操作量，不會使響應(yīng)性下降。

另外，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置具備以下結(jié)構(gòu)：假設(shè)wgv目標開度成為全閉的狀態(tài)長時間持續(xù)的情況，預(yù)先將第2操作量最大限制值設(shè)定為不會對電動機造成損傷的操作量的最大值，在第2條件成立的期間，能對操作量進行限制。其結(jié)果是，即使作為在基于從第1條件成立的狀態(tài)切換為第2條件成立的狀態(tài)時的操作量來決定的操作量最大限制值而錯誤地設(shè)定了異常大的值的情況下，也能利用第2操作量最大限制值來限制操作量，能避免導(dǎo)致電動機異常過熱。

另外，在因wgv的位置傳感器的輸出特性的溫度漂移等而導(dǎo)致實際的wgv動作位置與控制下所識別出的動作位置之間產(chǎn)生偏差的狀態(tài)下，在將全閉附近控制作為目標開度的情況下，wga的位置傳感器檢測值因未全閉而使wga操作量向全閉方向增加，但新的wgv開度也有可能已經(jīng)與全閉發(fā)生碰撞。

即使在這樣的情況下，由于產(chǎn)生wga操作量持續(xù)增加的狀態(tài)，因此，wga的電動機電流過大的狀態(tài)持續(xù)，有可能導(dǎo)致電動機異常過熱。然而，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置通過預(yù)先設(shè)定第2操作量最大限制值，從而即使面對這樣的情況，也能避免電動機被燒毀的可能性。

標號說明

10發(fā)動機

11進氣通路

12空氣凈化器

13中間冷卻器

14節(jié)流閥

15排氣通路

16排氣凈化催化劑

20渦輪增壓器

201壓縮機

202渦輪

30排氣旁通通路

31廢氣閥門(wgv)

32接合構(gòu)件

33wga輸出軸

34廢氣閥門致動器(wga)

50控制裝置(控制器)

51空氣流量傳感器

52增壓壓力傳感器

53位置傳感器

311wgv卡合部

331wga輸出軸卡合部

321第1接合構(gòu)件卡合部

322第2接合構(gòu)件卡合部

501目標增壓壓力運算部

502機構(gòu)請求目標開度運算部

503實際開度運算部

504wga操作量運算部

505wga操作量限制值運算部

506wga驅(qū)動部