特許 6179241 エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6179241

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/18 20060101AFI20170807BHJP

   F02B 37/12 20060101ALI20170807BHJP

   F02D 23/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/18 A

   F02B37/12 302C

   F02B37/12 302Z

   F02D23/00 P

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-155155(P2013-155155)

(22)【出願日】2013年7月26日

(65)【公開番号】特開2015-25412(P2015-25412A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2016年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】川辺 敬

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２１１７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００７５６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３３／００−４１／１０

Ｆ０２Ｄ １３／００−２８／００、４１／００−４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気通路上の過給用タービンを迂回する迂回路に介装され、電動アクチュエータにより駆動されるウェイストゲートバルブを具備するエンジンの制御装置であって、
所定のクリーニング開始条件が成立するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記クリーニング開始条件が成立したと判定された場合に、前記ウェイストゲートバルブを開閉させてクリーニングを実施するクリーニング制御手段と、を備え、
前記判定手段は、所定のクリーニング許可条件が成立するか否かを判定し、前記クリーニング許可条件が成立した場合に前記クリーニング開始条件が成立するか否かを判定し、
前記クリーニング開始条件には、車両が減速走行中であることが含まれる
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。

【請求項2】

前記エンジンの作動中に燃料供給を遮断する燃料カット制御を実施する燃料カット制御手段を備え、
前記クリーニング開始条件には、前記燃料カット制御手段による前記燃料カット制御の実施中であることが含まれる
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。

【請求項3】

前記ウェイストゲートバルブの位置を検出する検出手段と、
前記エンジンの始動後に、前記ウェイストゲートバルブを全閉にして前記検出手段により検出された前記位置から前記ウェイストゲートバルブのゼロ点を学習する学習手段と、を備え、
前記クリーニング許可条件には、前記学習手段によって前記ゼロ点が学習されたことが含まれる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。

【請求項4】

前記学習手段は、前記エンジンの始動前に、前記ウェイストゲートバルブを全閉にして前記検出手段により検出された前記位置から前記ウェイストゲートバルブの初期全閉位置を学習し、
前記クリーニング許可条件には、前記学習手段によって学習された前記初期全閉位置と前記ゼロ点との差の絶対値が所定値以上であることが含まれる
ことを特徴とする、請求項３記載のエンジンの制御装置。

【請求項5】

前記エンジンの運転状態に基づいて、前記エンジンの気筒内への燃料噴射である筒内噴射と前記気筒の吸気ポート内への燃料噴射であるポート噴射とを制御する噴射制御手段を備え、
前記クリーニング許可条件には、前記噴射制御手段によって同一の燃焼サイクル内で前記筒内噴射と前記ポート噴射とが実施されることが含まれる
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項6】

所定の走行時アイドルストップ実施条件が成立した場合に、前記車両の走行中に前記エンジンを自動的に停止させる走行時アイドルストップ制御手段を備え、
前記走行時アイドルストップ制御手段は、前記走行時アイドルストップ実施条件の成立時であっても前記クリーニング制御手段による前記クリーニングが未実施の場合は、前記エンジンの自動停止を禁止する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気圧を利用する過給システムを具備したエンジンの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンの排気圧を利用する過給システムを備えたエンジンにおいて、排気通路上に介装される過給用タービンを迂回するための迂回路に電動のウェイストゲートバルブ（開閉弁）を設けたものがある。ウェイストゲートバルブは、過給状態（過給圧）を調節するための過給圧調節弁であり、電動アクチュエータにより開閉されることで過給用タービンに流入する排気流量が制御され、過給用タービンの回転速度が制御される。

【0003】

例えば、加速時のようにエンジンに対する出力要求が高い場合は、ウェイストゲートバルブの開度を小さく又はゼロとする（閉鎖する）ことで過給用タービンの回転速度が上昇する。これにより、過給される吸気量が増大し、過給効率が向上するため、高出力を得ることができる。反対に、減速時のようにエンジンに対する出力要求が低い場合は、ウェイストゲートバルブの開度を大きく又は全開とする（開放する）ことで、過給用タービンの回転速度が低下する。これにより、過給される吸気量が減少し、出力に見合った量の吸気が送られる。

【0004】

このように、要求される出力に応じてウェイストゲートバルブの開度を制御することで、過給される吸気量（すなわち過給圧）を制御することができる。言い換えると、過給圧を正確に制御するためには、ウェイストゲートバルブの開度を正確に制御する必要がある。

【0005】

しかしながら、ウェイストゲートバルブは排気に晒されるため、排気に含まれるカーボンが付着することがあり、付着したカーボンが固着してデポジットとなると、ウェイストゲートバルブの動作不良の原因となりうる。そのため、従来より排気通路等に介装されたバルブをクリーニングする技術が提案されている。

【0006】

例えば特許文献１には、排気通路に設けられたバイパスバルブに付着したカーボン等の付着物を除去する技術が開示されている。この技術では、エンジンの停止を制御する運転制御部が停止指示を受けた後、所定時間経過後にエンジンを停止するように構成されており、この間（すなわち停止指示を受けてからエンジン停止までの間）にバイパスバルブを開閉させ、バイパスバルブから付着物を除去できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許２００７−２１１７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記の特許文献１の装置では、エンジンの停止指示を受けてからエンジンが完全に停止するまでの所定時間の間にバイパスバルブを開閉させるため、付着物を除去するのに十分な時間を確保することが難しい。またこの装置では、バルブを開閉させた後エンジンが停止して排気の流れが止まってしまうため、バルブから外れた付着物が排気通路に堆積してしまうおそれがある。

【0009】

特に、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁を備えたエンジンの場合は、カーボンが発生する可能性が高いため、バルブのクリーニング時間を十分に確保して、バルブへのカーボンの堆積を防止することが望まれる。とりわけ、過給圧を調節するウェイストゲートバルブに付着物が堆積してしまうと過給圧制御に影響が出てしまうため、ウェイストゲートバルブに付着した付着物は確実に除去する必要がある。

【0010】

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、ウェイストゲートバルブへのカーボンの堆積を防止することができるようにした、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、排気通路上の過給用タービンを迂回する迂回路に介装され、電動アクチュエータにより駆動されるウェイストゲートバルブを具備するエンジンの制御装置であって、所定のクリーニング開始条件が成立するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記クリーニング開始条件が成立したと判定された場合に、前記ウェイストゲートバルブを開閉させてクリーニングを実施するクリーニング制御手段と、を備える。前記判定手段は、所定のクリーニング許可条件が成立するか否かを判定し、前記クリーニング許可条件が成立した場合に前記クリーニング開始条件が成立するか否かを判定する。さらに、前記クリーニング開始条件には、車両が減速走行中であることが含まれる。

【0012】

（２）前記エンジンの作動中に燃料供給を遮断する燃料カット制御を実施する燃料カット制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記クリーニング開始条件には、前記燃料カット制御手段による前記燃料カット制御の実施中であることが含まれることが好ましい。

【0013】

（３）また、前記ウェイストゲートバルブの位置を検出する検出手段と、前記エンジンの始動後に、前記ウェイストゲートバルブを全閉にして前記検出手段により検出された前記位置から前記ウェイストゲートバルブのゼロ点を学習する学習手段と、を備えることが好ましい。この場合、前記クリーニング許可条件には、前記学習手段によって前記ゼロ点が学習されたことが含まれることが好ましい。

【0014】

（４）前記学習手段は、前記エンジンの始動前に、前記ウェイストゲートバルブを全閉にして前記検出手段により検出された前記位置から前記ウェイストゲートバルブの初期全閉位置を学習し、前記クリーニング許可条件には、前記学習手段によって学習された前記初期全閉位置と前記ゼロ点との差の絶対値が所定値以上であることが含まれることが好ましい。

【0015】

（５）また、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記エンジンの気筒内への燃料噴射である筒内噴射と、前記気筒の吸気ポート内への燃料噴射であるポート噴射とを制御する噴射制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記クリーニング許可条件には、前記噴射制御手段によって同一の燃焼サイクル内で前記筒内噴射と前記ポート噴射とが実施されることが含まれることが好ましい。

【0016】

（６）また、所定の走行時アイドルストップ実施条件が成立した場合に、前記車両の走行中に前記エンジンを自動的に停止させる走行時アイドルストップ制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記走行時アイドルストップ制御手段は、前記走行時アイドルストップ実施条件の成立時であっても前記クリーニング制御手段による前記クリーニングが未実施の場合は、前記エンジンの自動停止を禁止することが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

開示のエンジンの制御装置によれば、ウェイストゲートバルブへのカーボンの堆積を防止することができる。また、クリーニング許可条件が成立しなければクリーニング開始条件が判定されないため、クリーニング許可条件の設定次第で、クリーニングを実施するタイミングを適切に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図である。

【図2】図１の制御装置のブロック構成を例示する図である。

【図3】ウェイストゲートバルブの開度に対するバルブ位置の関係を示したマップ例である。

【図4】エンジン制御装置での学習制御の手順を例示するフローチャートである。

【図5】エンジン制御装置での開度制御の手順を例示するフローチャートである。

【図6】エンジン制御装置でのクリーニング制御の手順を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

【0020】

［１．装置構成］
［１−１．エンジン］
本実施形態のエンジンの制御装置は、図１に示す車載ガソリンエンジン１０（以下、単にエンジン１０と呼ぶ）に適用される。このエンジン１０は、ポート噴射と筒内噴射とを併用する燃料噴射システムと、排気圧を利用した過給システムとEGRシステム（排気再循環システム）とを備える。図１では、多気筒のエンジン１０に設けられた複数のシリンダ（気筒）のうちの一つを示す。シリンダ内にはピストンが摺動自在に内装され、ピストンの往復運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される。

【0021】

各シリンダの頂面には吸気ポート及び排気ポートが設けられ、それぞれのポート開口には吸気弁，排気弁が設けられる。また、吸気ポートと排気ポートとの間には、点火プラグ１５がその先端を燃焼室側に突出させた状態で設けられる。点火プラグ１５での点火のタイミング（点火時期）は、後述するエンジン制御装置１で制御される。

【0022】

［１−２．燃料噴射系］
各シリンダへの燃料供給用のインジェクタとして、シリンダ内に直接的に燃料を噴射する筒内噴射弁（直噴インジェクタ）１１と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁（ポート噴射インジェクタ）１２とが設けられる。二種類の燃料噴射形態がエンジン１０の運転状態に応じて使い分けられ、又は組み合わされて、シリンダ内での燃料混合気の濃度分布を均質にした状態で燃焼させる均質燃焼と、高濃度の混合気が点火プラグ１５の近傍に層状に偏った状態で燃焼させる成層燃焼とが実施される。

【0023】

ポート噴射は主に均質燃焼時に利用され、成層燃焼時には主に筒内噴射が利用される。ただし、筒内噴射弁１１からの燃料噴射時であっても、均質燃焼を実現可能である。筒内噴射による均質燃焼では、シリンダ内での燃料蒸発時に潜熱が吸収されて体積効率が上昇しやすい。また、燃焼温度が低下するため、ノッキングが発生しにくい。筒内噴射弁１１から噴射された燃料は、例えばシリンダ内に形成される層状の空気流に乗って点火プラグ１５の近傍に誘導され、吸入空気中に不均一に分布する。一方、ポート噴射弁１２から噴射された燃料は、例えば吸気ポート内で霧化し、吸入空気とよく混ざった状態でシリンダ内に導入される。

【0024】

これら二種類の噴射弁１１，１２は、エンジン１０に設けられる図示しない他の気筒にも設けられる。筒内噴射弁１１及びポート噴射弁１２から噴射される燃料量及びその噴射時期は、エンジン制御装置１で制御される。例えば、エンジン制御装置１から各噴射弁１１，１２に制御パルス信号が伝達され、その制御パルス信号の大きさに対応する期間だけ、各噴射弁１１，１２の噴射口が開放される。これにより、燃料噴射量は制御パルス信号の大きさ（駆動パルス幅）に応じた量となり、噴射開始時刻は制御パルス信号が伝達された時刻に対応したものとなる。

【0025】

筒内噴射弁１１は、高圧燃料供給路１３Ａを介して高圧ポンプ１４Ａに接続される。一方、ポート噴射弁１２は、低圧燃料供給路１３Ｂを介して低圧ポンプ１４Ｂに接続される。筒内噴射弁１１には、ポート噴射弁１２よりも高圧の燃料が供給される。高圧ポンプ１４Ａ及び低圧ポンプ１４Ｂはともに、燃料を圧送するための機械式の流量可変型ポンプである。これらのポンプ１４Ａ，１４Ｂは、エンジン１０や電動機などから駆動力の供給を受けて作動し、燃料タンク内の燃料を各供給路１３Ａ，１３Ｂに吐出する。なお、各ポンプ１４Ａ，１４Ｂから吐出される燃料量及び燃圧は、エンジン制御装置１で制御される。

【0026】

［１−３．吸排気系］
吸気弁の上部は、バルブリフト量，バルブタイミングを変化させるための吸気可変動弁機構２８に接続され、排気弁の上部は排気可変動弁機構２９に接続される。吸気弁，排気弁の動作は、これらの可変動弁機構２８，２９を介して、後述するエンジン制御装置１で制御される。それぞれの可変動弁機構２８，２９には、例えばロッカアームの揺動量と揺動のタイミングとを変更する機構として、可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構が内蔵される。

【0027】

可変バルブリフト機構は、吸気弁及び排気弁の各々のバルブリフト量を連続的に変更する機構である。この可変バルブリフト機構は、カムシャフトに固定されたカムからロッカアームやタペットに伝達される揺動の大きさ（バルブリフト量）を変更する機能を持つ。また、可変バルブタイミング機構は、吸気弁及び排気弁の各々の開閉タイミング（バルブタイミング）を変更する機構である。この可変バルブタイミング機構は、ロッカアームに揺動を生じさせるカム又はカムシャフトの回転位相を変更する機能を持つ。

【0028】

エンジン１０の吸気系２０及び排気系３０には、排気圧を利用してシリンダ内に吸気を過給するターボチャージャ（過給機）１６が設けられる。ターボチャージャ１６は、吸気ポートの上流側に接続された吸気通路２１と、排気ポートの下流側に接続された排気通路３１との両方に跨って介装される。ターボチャージャ１６のタービン（過給用タービン）１６Ａは、排気通路３１内の排気圧で回転し、その回転力を吸気通路２１側のコンプレッサ１６Ｂに伝達する。これを受けてコンプレッサ１６Ｂは、吸気通路２１内の空気を下流側へと圧縮しながら送給し、各シリンダへの過給を行う。ターボチャージャ１６による過給操作は、エンジン制御装置１で制御される。

【0029】

吸気通路２１上におけるコンプレッサ１６Ｂよりも下流側にはインタークーラ２５が設けられ、圧縮された空気が冷却される。また、コンプレッサ１６Ｂよりも上流側にはエアフィルタ２２が設けられ、外部から取り込まれる空気が濾過される。さらに、コンプレッサ１６Ｂの上流側，下流側の吸気通路２１を接続するように、吸気バイパス通路２３が設けられるとともに、吸気バイパス通路２３上にバイパスバルブ２４が介装される。吸気バイパス通路２３を流れる空気量は、バイパスバルブ２４の開度に応じて調節される。バイパスバルブ２４は、例えば車両の急減速時に開放方向に制御され、コンプレッサ１６Ｂから送給される過給圧を再び上流側へと逃がすように機能する。なお、バイパスバルブ２４の開度はエンジン制御装置１で制御される。

【0030】

吸気系２０におけるコンプレッサ１６Ｂよりも下流側と、排気系３０におけるタービン１６Ａよりも上流側との間には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路３４が設けられる。ＥＧＲ通路３４は、シリンダから排出されて間もない排気を再びシリンダの直上流側へと導く通路である。ＥＧＲ通路３４には、還流ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ３５が介装される。還流ガスを冷却することでシリンダ内での燃焼温度が低下し、窒素酸化物（NOx）の発生率が低下する。また、ＥＧＲ通路３４と吸気系２０との合流部には、排気の還流量を調節するためのＥＧＲバルブ３６が介装される。ＥＧＲバルブ３６の弁開度は可変であり、エンジン制御装置１で制御される。

【0031】

インタークーラ２５の下流側にはスロットルボディが接続され、さらにその下流側にはインマニ（インテークマニホールド）が接続される。スロットルボディは、前述のＥＧＲ通路３４と吸気系２０との合流部よりも上流側に配置される。スロットルボディの内部には、電子制御式のスロットルバルブ２６が設けられる。インマニへと流れる空気量は、スロットルバルブ２６の開度（スロットル開度）に応じて調節される。スロットル開度は、エンジン制御装置１によって制御される。

【0032】

インマニには、各シリンダへと流れる空気を一時的に蓄えるためのサージタンク２７が設けられる。前述のＥＧＲ通路３４と吸気系２０との合流部は、サージタンク２７よりも上流側に位置する。サージタンク２７よりも下流側のインマニは、各シリンダの吸気ポートに向かって分岐するように形成され、サージタンク２７はその分岐点に位置する。サージタンク２７は、各シリンダで発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。

【0033】

排気通路３１上におけるタービン１６Ａよりも下流側には、触媒装置３３が介装される。この触媒装置３３は、例えば排気中に含まれるPM（Particulate Matter，粒子状物質）や窒素酸化物（NOx），一酸化炭素（CO），炭化水素（HC）等の成分を浄化，分解，除去する機能を持つ。また、タービン１６Ａよりも上流側には、各シリンダの排気ポートに向かって分岐形成されたエキマニ（エキゾーストマニホールド）が接続される。

【0034】

タービン１６Ａの上流側，下流側の排気通路３１を接続するように排気バイパス通路（迂回路）３２が設けられるとともに、排気バイパス通路３２上に電子制御式のウェイストゲートバルブ１７が介装される。ウェイストゲートバルブ１７は、タービン１６Ａ側に流入する排気流量を制御して過給圧を変化させる過給圧調節弁である。このウェイストゲートバルブ１７には電動アクチュエータ１８が併設される。電動アクチュエータ１８は、車両に搭載された補機バッテリや駆動バッテリ等の電力を駆動源とし、その動作はエンジン制御装置１で制御される。

【0035】

ウェイストゲートバルブ１７は、排気バイパス通路３２を開閉する弁体１７ａと、弁体１７ａと電動アクチュエータ１８とを機械的に連結し、電動アクチュエータ１８により往復駆動されるロッド（弁体駆動部材）１７ｂとを有する。弁体１７ａは、ロッド１７ｂのストローク量（ロッド１７ｂの軸線方向への移動長さ）に応じて開閉動作するように連結されており、弁体１７ａの位置S（以下、バルブ位置Sという）はエンジン制御装置１で制御される。バルブ位置Sは、ウェイストゲートバルブ１７の全閉時の弁体１７ａの位置Sが基準位置S_BA（すなわち０）とされる。この基準位置S_BAからのロッド１７ｂのストローク量は、ウェイストゲートバルブ１７のバルブ開度Dに対応する。つまり、バルブ開度Dは、エンジン制御装置１により電気的に制御される。

【0036】

［１−４．検出系］
車両の任意の位置には、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度APS）を検出するアクセルポジションセンサ４１が設けられる。アクセル開度APSは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメータであり、言い換えるとエンジン１０の負荷（エンジン１０に対する出力要求）に相関するパラメータである。

【0037】

吸気通路２１内には、吸気流量Qを検出するエアフローセンサ４２が設けられる。吸気流量Qは、エアフィルタ２２を通過した空気の流量に対応するパラメータである。また、サージタンク２７内には、インマニ圧センサ４３及び吸気温センサ４４が設けられる。インマニ圧センサ４３はサージタンク２７内の圧力をインマニ圧として検出し、吸気温センサ４４はサージタンク２７内の吸気温度を検出する。

【0038】

クランクシャフト近傍には、エンジン回転速度Ne（単位時間あたりの回転数）を検出するエンジン回転速度センサ４５が設けられる。また、エンジン１０の冷却水循環路上における任意の位置には、エンジン冷却水の温度（水温WT）を検出する冷却水温センサ４６が設けられる。さらに、高圧ポンプ１４Ａには、筒内噴射弁１１から噴射される燃料の圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ５０が設けられる。

【0039】

電動アクチュエータ１８には、バルブ開度Dに対応するロッド１７ｂのストローク量を検出するホールセンサ４７が設けられる。ホールセンサ４７は、ホール素子を利用した位置検出センサであり、ホールセンサ４７によりバルブ位置Sが検出される。また、触媒装置３３の内部には、リニア空燃比センサ４８及び酸素濃度センサ４９が配置される。リニア空燃比センサ４８は、触媒装置３３に流入する排気の空燃比を検出し、酸素濃度センサ４９は触媒装置３３から流出する排気の酸素濃度を検出する。各種センサ４１〜５０で検出された各種情報は、エンジン制御装置１に伝達される。

【0040】

［１−５．制御系］
上記のエンジン１０を搭載する車両には、エンジン制御装置１が設けられる。エンジン制御装置１は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワークの通信ラインに接続される。

【0041】

エンジン制御装置１は、エンジン１０に関する点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン１０の各シリンダに対して供給される空気量や燃料噴射量，各シリンダの点火時期，過給圧等を制御するものである。エンジン制御装置１の入力ポートには、前述の各種センサ４１〜５０が接続される。入力情報は、アクセル開度APS，吸気流量Q，インマニ圧，吸気温度，エンジン回転速度Ne，冷却水温WT，バルブ位置S，排気空燃比，酸素濃度，燃圧等である。

【0042】

エンジン制御装置１の具体的な制御対象としては、筒内噴射弁１１及びポート噴射弁１２から噴射される燃料噴射量とその噴射時期，点火プラグ１５による点火時期，吸気弁及び排気弁のバルブリフト量及びバルブタイミング，ターボチャージャ１６の作動状態，スロットル開度，バイパスバルブ２４の開度，ウェイストゲートバルブ１７のバルブ開度D等が挙げられる。

【0043】

本実施形態では、ウェイストゲートバルブ１７の開度制御と、開度制御を実施する前に行う学習制御とクリーニング制御とについて説明する。また、クリーニング制御を実施するか否かの判断要素となる他の制御（ここでは、噴射領域制御及び燃料カット制御）についても説明する。

【0044】

［２．制御の概要］
［２−１．開度制御］
開度制御とは、エンジン１０の運転状態やエンジン１０に要求される出力の大きさに応じて、ウェイストゲートバルブ１７のバルブ開度Dを最適なものとする制御である。ウェイストゲートバルブ１７の開度制御の精度は過給圧制御の精度を左右する。言い換えると、バルブ開度Dを高精度に制御することができれば、過給圧制御の精度を高めることができる。

【0045】

開度制御では、例えばエンジン回転速度Neやエンジン１０に作用する負荷P，空気量，充填効率Ec（目標充填効率，実充填効率など），アクセル開度APS等に基づき、バルブ開度Dの目標値（目標開度）D_TGTが設定される。そして、設定された目標開度D_TGTとなるようにロッド１７ｂが電動アクチュエータ１８により制御される。なお、開度制御では、次に説明する学習制御において設定された基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAを用いて目標開度D_TGTが設定されて、バルブ開度Dが制御される。

【0046】

［２−２．学習制御］
学習制御とは、ホールセンサ４７を用いて、ウェイストゲートバルブ１７の基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAを定める制御である。これら基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAは、ウェイストゲートバルブ１７の開度制御時の基準となる値である。学習制御には、エンジン１０の始動前に実施される第一学習と、エンジン１０の始動後に実施される第二学習とがある。

【0047】

第一学習は、１ドライブサイクル中に一度だけ実施される学習制御であり、ここではイグニッションキーのオン操作（以下、キーオンという）後のクランキング前に実施される。一方、第二学習は、１ドライブサイクル中に何度も実施される学習制御であり、ここでは加速走行中に実施される。なお、ここでいうドライブサイクルとは、キーオンから再度のキーオンまでの期間を意味する。つまり、第一学習は、キーオンされてからキーオフされるまでの間に一度だけ実施され、第二学習は、キーオンされてからキーオフされるまでの間に複数回実施される。

【0048】

第一学習では、まずウェイストゲートバルブ１７が全閉に制御され、その時のバルブ位置Sがホールセンサ４７により検出されて、第一全閉位置S_CL1として記憶される。続いて、ウェイストゲートバルブ１７が全開に制御されて、その時のバルブ位置Sがホールセンサ４７により検出されて、全開位置S_OPとして記憶され、第一全閉位置S_CL1と全開位置S_OPとから、弁体１７ａの動作範囲Rが演算される。そして、これらの検出結果及び演算結果から、初期全閉位置IS_CL及び初期動作範囲（初期の動作範囲の幅）IRが学習される。これら初期全閉位置IS_CL及び初期動作範囲IRは、第一学習により学習された値であり、システムに異常がないか否かの判断に利用する。

【0049】

例えば、ホールセンサ４７で検出された第一全閉位置S_CL1を、そのまま初期全閉位置IS_CLとして設定（学習）してもよいし、検出された第一全閉位置S_CL1とメモリに記憶されている前回制御時の初期全閉位置IS_CL′とに基づいて初期全閉位置IS_CLを学習してもよい。ここで学習された初期全閉位置IS_CLはメモリに記憶されるとともに、基準位置S_BAとして設定される。

【0050】

また、例えば演算された動作範囲Rを、そのまま初期動作範囲IRとして設定（学習）してもよいし、演算された動作範囲Rとメモリに記憶されている前回制御時の初期動作範囲IR′とに基づいて、初期動作範囲IRを学習してもよい。ここで学習された初期動作範囲IRはメモリに記憶されるとともに、基準動作範囲R_BAとして設定される。

【0051】

また、第二学習では、ウェイストゲートバルブ１７が全閉に制御され、その時のバルブ位置Sがホールセンサ４７により検出されて、第二全閉位置S_CL2として記憶され、この第二全閉位置S_CL2からゼロ点S₀が学習される。つまり、第二学習では実際の運転時の全閉位置（第二全閉位置S_CL2）からゼロ点S₀が学習される。排ガスの受熱による熱膨張などの影響を含んだゼロ点S₀を学習することにより、より精度良くウェイストゲートバルブ１７の位置制御を実施することができる。

【0052】

例えば、検出された第二全閉位置S_CL2を、そのままゼロ点S₀として設定（学習）してもよいし、検出された第二全閉位置S_CL2とメモリに記憶されている前回制御時のゼロ点S₀′とに基づいてゼロ点S₀を学習してもよい。ここで学習されたゼロ点S₀はメモリに記憶される。

【0053】

さらに第二学習では、ゼロ点S₀と第一学習で学習された初期全閉位置IS_CLとが比較され、第一学習で設定された基準位置S_BA（すなわち初期全閉位置IS_CL）がゼロ点S₀により補正される。例えば、第一学習で得られた初期全閉位置IS_CLと第二学習で得られたゼロ点S₀とが異なる場合は、第一学習で設定された基準位置S_BAがゼロ点S₀側に補正されて、補正された基準位置が新たな基準位置S_BAとして開度制御で用いられる。なお、初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀とが同一の場合は、第一学習で設定された基準位置S_BAがそのまま開度制御で用いられる（補正量が０とされる）。

【0054】

［２−３．クリーニング制御］
クリーニング制御とは、所定のクリーニング許可条件の成立時に、所定のクリーニング開始条件が成立した場合に実施される制御である。クリーニング制御では、ウェイストゲートバルブ１７が強制的に開閉されてクリーニングが実施される。ここでいう強制的とは、上述の開度制御とは無関係にウェイストゲートバルブ１７を開閉させることを意味する。

【0055】

ウェイストゲートバルブ１７には、排気に含まれるカーボンが付着することがあり、付着したカーボンが固着してデポジットとなると、ウェイストゲートバルブ１７の動作不良の原因となりうる。特に、筒内噴射弁１１により燃料を噴射すると、デポジットが発生する可能性が高い。そこで、ある特定の条件が成立した場合は、ウェイストゲートバルブ１７をクリーニングしてカーボンの堆積を抑制する。

【0056】

ここで、クリーニング開始条件には、車両が減速走行中であることが含まれる。例えば、ブレーキペダルが操作されている場合や、アクセルペダルの踏み込みがなく惰性走行で減速している場合など、車速Vが減少している場合である。さらにクリーニング開始条件には、後述の燃料カット制御の実施中であることが含まれる。つまり、ここでは、車両が減速走行中であり、且つ、燃料カット制御中である場合に、クリーニング開始条件が成立したと判定される。

【0057】

クリーニングは、ウェイストゲートバルブ１７が全閉に制御されたのち全開に制御されることが繰り返し実施される。すなわち、上述の開閉制御とは無関係にウェイストゲートバルブ１７の開閉が繰り返される。これにより、弁体１７ａやロッド１７ｂに付着したカーボンが払い落とされて、ウェイストゲートバルブ１７からカーボンが除去される。しかしながら、ウェイストゲートバルブ１７を開閉させると過給圧が変化するため、クリーニングにより出力が変動する可能性がある。

【0058】

そこで、本実施形態では、車両が減速走行中であり、且つ、燃料カット制御の実施中にウェイストゲートバルブ１７がクリーニングされる。これにより、過給圧が変化したとしても出力には影響を及ぼさないようにする。また、エンジン１０の作動中にクリーニングされるため、ウェイストゲートバルブ１７から除去されたカーボンが排気により吹き飛ばされ、より効果的にカーボンが除去される。

【0059】

一方、上述のクリーニング開始条件が成立したときに常にウェイストゲートバルブ１７をクリーニングしたのでは、クリーニングが頻繁に実施され、過剰な制御となりかねない。そこで、本実施形態では、クリーニング開始条件を判定する前にクリーニング許可条件を判定する。このクリーニング許可条件は、クリーニングを実施してもよいか否か（実施すべきか否か）を判定するものである。クリーニング制御では、まずクリーニング許可条件が成立したか否かが判定され、クリーニング許可条件が成立した場合のみクリーニング開始条件が判定される。

【0060】

ここで、クリーニング許可条件には、１ドライブサイクル中にクリーニングを実施した回数（クリーニング実施回数）Kが予め設定された所定回数K_P未満であることが含まれる。なお、所定回数K_Pは少なくとも一回に設定されている。これは、１ドライブサイクル中に少なくとも一度はウェイストゲートバルブ１７をクリーニングしてカーボンの堆積を抑制し、さらに過度なクリーニングとならないようにするための条件である。この条件により、クリーニングは１ドライブサイクル中に所定回数K_P以上は行われない。

【0061】

また、クリーニング許可条件には、学習制御を経験済みであることが含まれる。ここでは、上記の第二学習を少なくとも一度行っていれば、学習制御を経験済みであるとする。これは、クリーニングよりも学習制御を優先させ、開度制御の基準をいち早く決定するためであり、これによりウェイストゲートバルブ１７の開度制御の精度を確保する。この条件により、クリーニングはエンジン１０の始動後の第二学習が実施されなければ行われない。

【0062】

さらにここでは、クリーニング許可条件には、学習制御において学習された初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀とが所定値S_P以上ずれていること、及び、後述の噴射領域制御においてDI+MPIモードが選択されたことがあることの少なくとも一方を満たすことが含まれる。前者の場合は、ウェイストゲートバルブ１７にカーボンが付着して噛みこんでしまったために、第一学習で学習された初期全閉位置IS_CLと第二学習で学習されたゼロ点S₀とが大きくずれることがあるため、このような場合にクリーニングを許可することで学習精度を高める。

【0063】

また、後者の場合、すなわち筒内噴射弁１１による燃料噴射が実施される場合は、ポート噴射弁１２のみによる燃料噴射（後述のMPIモードでの燃料噴射）に比べて、排気流量が増大するとともに排気温度が高くなる。そのため、この場合にクリーニングを許可することで、効果的にウェイストゲートバルブ１７からカーボンを除去することができる。

【0064】

［２−４．噴射領域制御］
噴射領域制御とは、エンジン１０の運転状態やエンジン１０に要求される出力の大きさに応じて燃料噴射方式を使い分ける制御である。ここでは、例えばエンジン回転速度Neやエンジン負荷P，空気量，充填効率Ec（目標充填効率，実充填効率など），アクセル開度APS等に基づき、ポート噴射のみを実施する「MPIモード」と、ポート噴射と筒内噴射とを併用して燃料噴射を実施する「DI+MPIモード」との何れか一方が選択される。

【0065】

MPIモードは、エンジン１０が低負荷，低回転のときに選択される燃料噴射モードである。MPIモードでは、筒内噴射弁１１からの燃料噴射が禁止され、要求される出力を得るために噴射すべき燃料の全てがポート噴射弁１２から噴射される。ポート噴射を実施することにより、低負荷，低回転の運転状態では、ポート噴射による気化の良さが活かされ、混合気の均質性が高められるため排気性能向上に繋がる。以下、ポート噴射弁１２から噴射される燃料量のことを、ポート噴射量F_Pとも呼ぶ。

【0066】

DI+MPIモードは、エンジン１０の運転状態が低負荷，低回転でないとき（中負荷以上、又は中回転以上のとき）に選択される燃料噴射モードである。DI+MPIモードでは、要求される出力を得るために噴射すべき燃料が筒内噴射弁１１及びポート噴射弁１２から所定の割合Gで噴射される。つまり、同一の燃焼サイクル内で筒内噴射弁１１とポート噴射弁１２とがともに作動し、筒内噴射及びポート噴射の両方が実施される。DI+MPIモードは、MPIモードに比べて排気流量が増大するとともに排気温度が高くなる。

【0067】

筒内噴射を実施すると、燃料の気化潜熱によって吸気の温度及び燃焼室内の温度が低減される。これは、吸気冷却効果と呼ばれ、この効果によりノッキングに対して有利になるため圧縮比が高められる。圧縮比が高められると体積効率が増大するため、エンジン出力を高めることができ、燃費向上に繋がる。つまり、DI+MPIモードでは、筒内噴射によるメリットとポート噴射によるメリットとを得ることが可能となる。以下、筒内噴射弁１１から噴射される燃料量のことを、筒内噴射量F_Dとも呼ぶ。

【0068】

筒内噴射量F_Dに対するポート噴射量F_Pの割合G（=F_P/F_D）は予め設定されており、DI+MPIモードではこの割合Gで筒内噴射弁１１及びポート噴射弁１２からそれぞれ燃料が噴射される。筒内噴射量F_Dに対するポート噴射量F_Pの割合Gは0＜G＜1の値に設定されている。つまり、筒内噴射弁１１から噴射される燃料の方がポート噴射弁１２から噴射される燃料よりも多い。なお、割合Gの代わりに、一回の燃焼サイクル内で噴射する全ての燃料量（後述の総燃料量F_T）に対する筒内噴射量F_Dの割合G1（=F_D/F_T）と、総燃料量F_Tに対するポート噴射量F_Pの割合G2（=F_P/F_T）とが予め設定されていてもよい。この場合、G1≧G2であり、G=G1+G2となる。

【0069】

［２−５．燃料カット制御］
燃料カット制御とは、エンジン１０の作動中に燃料供給を一時的に遮断する（燃料噴射量を０又は略０にする）制御であり、例えばアクセルペダルの踏み込みがなくエンジンブレーキが作動しているときなど、車両が減速しているときに実施される。一方、燃料カット制御の実施中にアクセルペダルが踏み込まれた場合や、エンジン回転速度Neが比較的低回転域まで低下した場合には、燃料カット制御が終了する。

【0070】

［３．制御構成］
図１に示すように、上述の制御を実施するための要素として、エンジン制御装置１には、エンジン負荷算出部２，ウェイストゲート演算部３，噴射制御部４及び燃料カット制御部５が設けられる。図２に示すように、ウェイストゲート演算部３には、学習部３ａ，開度設定部３ｂ，開度制御部３ｃ，クリーニング判定部３ｄ及びクリーニング制御部３ｅが設けられる。

【0071】

また、噴射制御部４には、総燃料量算出部４ａ，噴射モード選択部４ｂ，噴射量設定部４ｃ及び噴射制御信号出力部４ｄが設けられる。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

【0072】

［３−１．エンジン負荷算出部］
エンジン負荷算出部２は、エンジン１０の負荷Pの大きさを算出するものである。ここでいう負荷Pとは、エンジン１０に対して抵抗を及ぼす力，仕事率（エンジン出力，馬力），仕事（エネルギ）等を意味する。典型的には、エンジン１０に要求されるエンジン出力やこれに相関するパラメータが負荷Pとして取り扱われる。

【0073】

負荷Pは、例えばシリンダに導入された空気量に基づいて算出される。あるいは、吸気流量，排気流量等に基づいて算出される。その他、吸気圧や排気圧，車速V，回転速度Ne，アクセル操作量APS，外部負荷装置の作動状態等に基づいて負荷Pを算出してもよい。本実施形態では、吸気流量Qと回転速度Neとに基づいて充填効率Ec又は体積効率Evが算出され、これらの値に基づいて負荷Pの大きさが算出される。ここで算出された負荷Pの値は、ウェイストゲート演算部３及び噴射制御部４に伝達される。

【0074】

［３−２．ウェイストゲート演算部］
学習部（学習手段）３ａは、上述の学習制御を実施するものである。すなわち、学習部３ａは、エンジン１０の始動前に第一学習を実施するとともに、エンジン１０の始動後に第二学習を実施する。具体的には、学習部３ａは、キーオン後エンジン１０が始動する前に、ウェイストゲートバルブ１７を全閉にしたのち全開に制御する（全閉状態から全開状態まで一往復させる）。

【0075】

このとき、ホールセンサ４７で検出された第一全閉位置S_CL1及び全開位置S_OPを用いて、初期全閉位置IS_CL及び初期動作範囲IRを学習する（第一学習）。そして、これら初期全閉位置IS_CL及び初期動作範囲IRを、基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAとして設定する。ここで設定された基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAは、開度設定部３ｂに伝達される。また、第一学習で学習された初期全閉位置IS_CLはクリーニング判定部３ｄに伝達される。

【0076】

また、学習部３ａは、エンジン１０が始動した後、加速走行中にウェイストゲートバルブ１７を全閉に制御する。このとき、ホールセンサ４７で検出された第二全閉位置S_CL2を用いて、ゼロ点S₀を学習する（第二学習）。そして、初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀とを比較し、基準位置S_BAを補正する。ここで補正された基準位置S_BAは開度設定部３ｂに伝達される。また、第二学習で学習されたゼロ点S₀はクリーニング判定部３ｄに伝達される。

【0077】

なお、学習部３ａは、第一学習は１ドライブサイクル中に一度だけ実施し、第二学習は１ドライブサイクル中に一回以上実施する。ここでは、学習部３ａは、第二学習を加速走行時に実施する。ただし、加速中に一度第二学習を実施した後は、所定時間が経過した後に再び加速走行になった場合に第二学習を実施するものとする。これにより、一度の加速中に何度も第二学習が繰り返されることを防ぐ。

【0078】

開度設定部３ｂ及び開度制御部３ｃは、上述の開度制御を実施するものである。開度設定部３ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいてウェイストゲートバルブ１７の目標開度D_TGTを設定し、目標開度D_TGTに対応するバルブ位置（目標位置S_TGT）を設定するものである。目標開度D_TGTは、例えばエンジン回転速度Neやエンジン負荷P，空気量，充填効率Ec（目標充填効率，実充填効率など），過給圧，アクセル開度APS，冷却水温WT等に基づいて設定される。開度設定部３ｂは、設定した目標開度D_TGTとなる目標位置S_TGTを、例えば図３に示すようなマップを用いて設定する。図３は、横軸にウェイストゲートバルブ１７のバルブ開度D，縦軸にバルブ位置Sをとったマップであり、これにより目標開度D_TGTに対応した目標位置S_TGTが設定される。

【0079】

開度設定部３ｂは、予め設定されたマップ（図中の実線）に対して、学習部３ａから伝達された基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAを反映させる。具体的には、開度設定部３ｂは、伝達された基準位置S_BA（図中白丸）をウェイストゲートバルブ１７の全閉時のバルブ位置として設定（更新）し、伝達された基準動作範囲R_BA（図中一点鎖線）をウェイストゲートバルブ１７の全閉から全開までの動作範囲として設定（更新）する。つまり、開度設定部３ｂは、学習部３ａでの学習結果を用いて、目標開度D_TGTに対応する目標位置S_TGTを調整する。開度設定部３ｂで設定された目標位置S_TGTは、開度制御部３ｃに伝達される。

【0080】

開度制御部３ｃは、開度設定部３ｂで設定された目標開度D_TGTに対応する目標位置S_TGTに応じて電動アクチュエータ１８の制御信号を出力する。ここでは、実際のバルブ位置Sが目標位置S_TGTとなるように、電動アクチュエータ１８へと制御信号が出力される。これにより、バルブ開度Dが目標開度D_TGTに制御される。

【0081】

クリーニング判定部（判定手段）３ｄ及びクリーニング制御部（クリーニング制御手段）３ｅは、上述のクリーニング制御を実施するものである。クリーニング判定部３ｄは、ウェイストゲートバルブ１７のクリーニングを実施するか否かを判定するものである。クリーニング判定部３ｄは、まず、以下の条件（Ａ）及び（Ｂ）を共に満たすか否かを判定する。
（Ａ）１ドライブサイクル中に実施したクリーニングの回数Kが所定回数K_P未満である。
（Ｂ）第二学習を少なくとも一度実施している。

【0082】

条件（Ａ）及び（Ｂ）は、何れもクリーニングを許可するための条件（クリーニング許可条件）の一部であり、何れか一つでも満たさない場合には、クリーニングは許可されない（すなわち、クリーニングが実施されることはない）。クリーニング判定部３ｄは、例えばクリーニング開始条件の成立した回数（すなわちクリーニング実施回数K）を記憶しておき、条件（Ａ）が成立したか否かを判定する。また、条件（Ｂ）は、学習部３ａからゼロ点S₀が伝達されたか否かで判定する。

【0083】

クリーニング判定部３ｄは、条件（Ａ）及び（Ｂ）を共に満たすと判定した場合は、次に以下の条件（Ｃ）及び（Ｄ）の少なくとも一方を満たすか否かを判定する。なお、条件（Ａ）及び（Ｂ）の何れか一つでも満たさない場合には、これ以降の判定は実施されない。
（Ｃ）初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀とが所定値S_P以上ずれている。
（Ｄ）DI+MPIモードが選択されたことがある。

【0084】

条件（Ｃ）及び（Ｄ）は、クリーニング許可条件の一部であり、ここでは何れか一方が成立すればクリーニングは許可される。言い換えると、何れの条件も成立しない場合はクリーニングは許可されない（クリーニングが実施されることはない）。クリーニング判定部３ｄは、学習部３ａから伝達された初期全閉位置IS_CL及びゼロ点S₀から条件（Ｃ）を判定する。また、後述の噴射制御部４の噴射モード選択部４ｂから伝達された情報に基づいて条件（Ｄ）を判定する。

【0085】

クリーニング判定部３ｄは、条件（Ａ）及び（Ｂ）が成立し、且つ、条件（Ｃ）及び（Ｄ）の少なくとも一方が成立した場合に、クリーニング許可条件が成立したと判定し、次に以下の条件（Ｅ）及び（Ｆ）を共に満たすか否かを判定する。なお、クリーニング許可条件が成立しない場合は、クリーニング開始条件の判定は行われない。
（Ｅ）車両が減速走行中である。
（Ｆ）燃料カット制御の実施中である。

【0086】

条件（Ｅ）及び（Ｆ）は、何れもクリーニングを開始するための条件（クリーニング開始条件）の一部であり、条件（Ｅ）及び（Ｆ）が共に成立したらクリーニングが開始される。言い換えると、条件（Ｅ）及び（Ｆ）の何れか一つでも満たさない場合には、クリーニングは開始されない。クリーニング判定部３ｄは、例えばアクセル開度APSやブレーキペダルスイッチ，車速V等から条件（Ｅ）を判定する。また、後述の燃料カット制御部５から伝達された情報に基づいて条件（Ｆ）を判定する。

【0087】

クリーニング判定部３ｄは、条件（Ｅ）及び（Ｆ）が成立した場合に、クリーニング開始条件が成立したと判定し、その情報をクリーニング制御部３ｅに伝達する。
クリーニング制御部３ｅは、クリーニング判定部３ｄにおいてクリーニング開始条件が成立したという情報が伝達された場合に、ウェイストゲートバルブ１７を開閉させてクリーニングを実施するものである。クリーニング制御部３ｅは、クリーニング開始条件の成立時から所定回数だけウェイストゲートバルブ１７の開閉を繰り返すように電動アクチュエータ１８の制御信号を出力する。これにより、ウェイストゲートバルブ１７等に付着したカーボンが除去される。

【0088】

［３−３．噴射制御部］
噴射制御部（噴射制御手段）４は、筒内噴射弁１１による燃料噴射及びポート噴射弁１２による燃料噴射を制御して、噴射領域制御を実施するものである。
総燃料量算出部４ａは、エンジン回転速度Neと、エンジン負荷算出部２で算出された負荷Pとに基づいて、要求される出力を得るために一回の燃焼サイクルで噴射すべき燃料量を総燃料量F_Tとして算出するものである。例えば、エンジン１０の負荷P，回転速度Neを引数とした燃料噴射量マップを予め噴射制御部４に記憶しておき、このマップを用いてトータルの燃料噴射量（すなわち総燃料量F_T）を算出する。ここで算出された総燃料量F_Tは、噴射量設定部４ｃに伝達される。

【0089】

噴射モード選択部４ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて、上述のMPIモード及びDI+MPIモードの何れか一方の燃料噴射モードを選択するものである。噴射制御部４には、エンジン１０の運転状態と燃料噴射モードとの対応関係が規定されたマップ，演算式等が記録される。このようなマップ，演算式等に基づいて、燃料噴射モードが選択される。なお、具体的なマップ，演算式等はここでは省略する。噴射モード選択部４ｂで選択された燃料噴射モードは、噴射量設定部４ｃに伝達される。

【0090】

噴射量設定部４ｃは、噴射モード選択部４ｂで選択された燃料噴射モードに応じて、筒内噴射弁１１からの筒内噴射量F_Dとポート噴射弁１２からのポート噴射量F_Pとを設定するものである。噴射量設定部４ｃは、この設定に際して、総燃料量算出部４ａで算出された総燃料量F_Tと、予め設定されている割合Gとを用いる。ここで設定された筒内噴射量F_D及びポート噴射量F_Pは、噴射制御信号出力部４ｄに伝達される。

【0091】

噴射制御信号出力部４ｄは、噴射モード選択部４ｂで選択された燃料噴射モードに則り、噴射量設定部４ｃで設定された燃料噴射量が確保されるとともに所定の燃料噴射時期となるように、筒内噴射弁１１，ポート噴射弁１２に制御信号を出力するものである。これらの制御信号を受けた筒内噴射弁１１，ポート噴射弁１２は、制御信号に応じた時刻及び開弁期間で駆動される。これにより、所望の筒内噴射量F_D，ポート噴射量F_Pが、所定の燃料噴射開始時期において噴射される。

【0092】

［３−４．燃料カット制御部］
燃料カット制御部（燃料カット制御手段）５は、上述の燃料カット制御を実施するものである。ここでは、燃料カット条件及び復帰条件を判定し、これらの各条件の成否に応じて筒内噴射弁１１及びポート噴射弁１２から噴射される燃料量を制御する。燃料カット条件は、例えばアクセル開度APSが０であり、且つ、エンジン回転速度Neが第一所定回転速度Ne₁以上であることである。また、復帰条件は、例えばアクセル開度APSが０でないこと、又は、エンジン回転速度Neが第二所定回転速度Ne₂（Ne₂<Ne₁）未満であることである。燃料カット制御部５は、燃料カット条件が成立したと判定した場合は、その情報をクリーニング判定部３ｄに伝達する。

【0093】

［４．フローチャート］
図４〜図６は、学習制御，開度制御及びクリーニング制御の各手順を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートは、それぞれ、キーオンと共にスタートされ、エンジン制御装置１において予め設定された所定の演算周期で繰り返し実施される。

【0094】

まず、学習部３ａにおいて実施される学習制御について説明する。図４に示すように、ステップＷ１０では、フラグＦ₁がＦ₁＝０であるか否かが判定される。ここで、フラグＦ₁は、第一学習をすでに実施済みか否かをチェックするための変数であり、Ｆ₁＝０は未だ第一学習を実施していないことに対応し、Ｆ₁＝１は第一学習を実施済みであることに対応する。フラグＦ₁がＦ₁＝０の場合はステップＷ２０へ進み、Ｆ₁＝１の場合はステップＷ７０へ進む。

【0095】

ステップＷ２０〜ステップＷ４０では第一学習が実施される。すなわち、ステップＷ２０では、ウェイストゲートバルブ１７が全閉にされた時のバルブ位置（第一全閉位置）S_CL1が検出されるとともに、ウェイストゲートバルブ１７が全開にされた時のバルブ位置（全開位置）S_OPが検出されて、動作範囲Rが演算される。続くステップＷ３０では、初期全閉位置IS_CL及び初期動作範囲IRが学習される。そして、ステップＷ４０では、初期全閉位置IS_CLが基準位置S_BAに設定されるとともに、初期動作範囲IRが基準動作範囲R_BAに設定される。

【0096】

続くステップＷ５０では、開度設定部３ｂに基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAが伝達され、クリーニング判定部３ｄに初期全閉位置IS_CLが伝達される。そして、ステップＷ６０では、フラグＦ₁がＦ₁＝１に設定される。これにより、ステップＷ２０〜ステップＷ６０までの処理は、キーオン直後に（すなわちエンジン１０が始動される前に）、フラグＦ₁がＦ₁＝０のときだけ実施されることになる。

【0097】

ステップＷ７０では、加速走行中であるか否かが判定される。加速走行中の場合はステップＷ８０へ進み、加速走行中でない場合はステップＷ１６５へ進む。ステップＷ８０では、フラグＦ₂がＦ₂＝０であるか否かが判定される。ここで、フラグＦ₂は、第二学習が実施可能か否かをチェックするための変数であり、Ｆ₂＝０は第二学習が実施可能であることに対応し、Ｆ₂＝１は第二学習が実施不可能であることに対応する。第二学習は、１ドライブサイクル中に何度も実施されるものであるが、一度実施された後は、所定時間が経過してから再び実施される。このフラグＦ₂は、所定時間が経過したか否かをチェックするためのものである。フラグＦ₂がＦ₂＝０の場合はステップＷ９０へ進み、フラグＦ₂がＦ₂＝１の場合はステップＷ１４０へ進む。

【0098】

ステップＷ９０〜ステップＷ１１０では第二学習が実施される。すなわち、ステップＷ９０では、ウェイストゲートバルブ１７が全閉にされた時のバルブ位置（第二全閉位置）S_CL2が検出される。なお、ステップＷ９０へ進んだ場合は加速走行中であるため、ウェイストゲートバルブ１７は通常全閉に制御される。つまり、ウェイストゲートバルブ１７が全閉に制御される加速走行中に第二学習を実施することで、走行にほとんど影響を与えず、学習制御を実施することができる。

【0099】

ステップＷ１００では、ゼロ点S₀が学習される。そして、ステップＷ１１０では、学習されたゼロ点S₀により基準位置S_BAが補正される。続くステップＷ１２０では、開度設定部３ｂに補正された基準位置S_BAが伝達され、クリーニング判定部３ｄにゼロ点S₀が伝達される。そして、ステップＷ１３０では、フラグＦ₂がＦ₂＝１に設定され、ステップＷ１７０に進んでキーオフされたか否かが判定される。キーオンのままであれば、このフローをリターンする。

【0100】

次の周期では、ステップＷ１０からステップＷ７０へ進み、加速走行が継続されていれば、ステップＷ８０へ進む。ここで、前回周期でフラグＦ₂がＦ₂＝１に設定されているため、ステップＷ１４０へ進み、カウント値Ｃに１が加算される。ステップＷ１５０では、カウント値Ｃが所定値Ｃ₀以上であるか否かが判定される。カウント値Ｃが所定値Ｃ₀未満であればステップＷ１７０へ進み、キーオフされていなければこのフローがリターンされる。

【0101】

次の周期においても、同様にステップＷ１４０へ進んだ場合は、カウント値Ｃに１が加算され、ステップＷ１５０の判定が実施される。ステップＷ１５０において、カウント値Ｃが所定値Ｃ₀以上であると判定されるまでに繰り返される演算時間が、第二学習を一度実施した後、次に実施するまでの所定時間に対応する。カウント値Ｃが所定値Ｃ₀以上になると、ステップＷ１６０に進み、フラグＦ₂がＦ₂＝０にリセットされるとともに、カウント値Ｃが０にリセットされ、ステップＷ１７０へ進む。なお、カウント値Ｃを加算している途中で加速走行が終了した場合は、ステップＷ７０からステップＷ１６５へ進んで、フラグＦ₂がＦ₂＝０にリセットされるとともに、カウント値Ｃが０にリセットされ、ステップＷ１７０へ進む。

【0102】

ステップＷ１７０においてキーオフされたと判定された場合は、ステップＷ１８０へ進み、フラグＦ₁及びＦ₂が何れも０にリセットされるとともに、カウント値Ｃが０にリセットされ、このフローを終了する。そして、再びキーオンされると、ステップＷ１０からの処理が実施される。

【0103】

次に、開度設定部３ｂ及び開度制御部３ｃにおいて実施される開度制御について説明する。図５に示すように、ステップＸ１０では、各種センサ４１〜５０で検出された各種情報がエンジン制御装置１に入力される。また、エンジン負荷算出部２においてエンジン１０の負荷Pが算出され、負荷Pの情報が開度設定部３ｂへ伝達される。ステップＸ２０では、開度設定部３ｂにおいてウェイストゲートバルブ１７の目標開度D_TGTが設定される。

【0104】

続くステップＸ３０では、バルブ開度Dとバルブ位置Sとの関係が設定されたマップに学習部３ａから伝達された基準位置S_BA及び基準動作範囲R_BAが反映される。ステップＸ４０では、設定された目標開度D_TGTに対応する目標位置S_TGTが設定される。そして、ステップＸ５０では、開度制御部３ｃにおいて、実際のバルブ位置Sが設定された目標位置S_TGTとなるように、電動アクチュエータ１８へと制御信号が出力され、このフローをリターンする。

【0105】

最後に、クリーニング判定部３ｄ及びクリーニング制御部３ｅにおいて実施されるクリーニング制御について説明する。図６に示すように、ステップＹ１０では、キーオフされたか否かが判定される。キーオン状態が継続中であればステップＹ２０へ進み、キーオフされた場合はステップＹ１３０に進む。ステップＹ２０では、フラグＡがＡ＝０であるか否かが判定される。ここで、フラグＡは、クリーニング許可条件が成立したか否かをチェックするための変数（許可フラグ）であり、Ａ＝１はクリーニング許可条件成立に対応し、Ａ＝０はクリーニング許可条件不成立に対応する。フラグＡがＡ＝０の場合はステップＹ３０へ進み、Ａ＝１の場合はステップＹ８０へ進む。

【0106】

ステップＹ３０では、クリーニング実施回数Kが所定回数K_P未満であるか否かが判定され、所定回数K_P未満の場合はステップＹ４０へ進み、所定回数K_P以上の場合（すなわち、クリーニングを所定回数K_P実施した場合）は、このフローをリターンする。ステップＹ４０では、学習部３ａからゼロ点S₀が伝達されたか否か（すなわち、図４のフローチャートのステップＷ１２０が実施されたか否か）が判定される。ゼロ点S₀が伝達されていなければこのフローをリターンし、ゼロ点S₀が伝達されるとステップＹ５０へ進む。ステップＹ４０の判定は、図４のフローチャートにおいてステップＷ１２０が一度でも実施されていればＹＥＳルートへ進み、ゼロ点S₀が学習されるたびに新しいゼロ点S₀が伝達され、次のステップＹ５０で用いられるゼロ点S₀が更新される。なお、これらステップＹ３０及びステップＹ４０の判定は、それぞれ上記の条件（Ａ）及び（Ｂ）に対応する。

【0107】

ステップＹ５０では、初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀との差（初期全閉位置IS_CLからゼロ点S₀を引いた値の絶対値）が所定値S_P以上であるか否かが判定される。初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀との差が所定値S_P以上の場合は、ステップＹ７０においてフラグＡがＡ＝１に設定される。一方、初期全閉位置IS_CLとゼロ点S₀との差が所定値S_P未満の場合は、ステップＹ６０においてDI+MPIモードを経験したことがあるか否か（すなわち、DI+MPIモードが選択されたことがあるか否か）が判定される。これらステップＹ５０及びステップＹ６０の判定は、それぞれ上記の条件（Ｃ）及び（Ｄ）に対応する。DI+MPIモードが選択されたことがある場合はステップＹ７０へ進み、DI+MPIモードが選択されたことがない場合は、このフローをリターンする。

【0108】

ステップＹ７０でフラグＡがＡ＝１に設定されるため、次の演算周期からは、ステップＹ２０からステップＹ８０へと進む。つまり、一度クリーニング許可条件が成立した場合は、クリーニングが実施されるかキーオフされるまで、フラグＡはＡ＝１のままとされる。ステップＹ８０では、減速走行中か否かが判定され、減速走行中の場合はステップＹ９０へ進み、減速走行中でない場合はこのフローをリターンする。

【0109】

ステップＹ９０では、燃料カット制御の実施中であるか否かが判定され、燃料カット制御の実施中の場合はステップＹ１００へ進み、燃料カット制御を実施していない場合はこのフローをリターンする。これらステップＹ８０及びステップＹ９０の判定は、それぞれ上記の条件（Ｅ）及び（Ｆ）に対応する。ステップＹ１００では、ウェイストゲートバルブ１７が開閉されてクリーニングが実施される。

【0110】

そして、ステップＹ１１０では、クリーニング実施回数Kに１が加算され、続くステップＹ１２０ではフラグＡがＡ＝０にリセットされて、このフローをリターンする。なお、キーオフされた場合は、ステップＹ１０からステップＹ１３０へ進み、フラグＡ及びＫが何れも０にリセットされて、このフローを終了する。

【0111】

［５．効果］
（１）上記のエンジン制御装置１では、クリーニング開始条件に車両が減速走行中であることが含まれるため、クリーニング時間を十分確保することができ、ウェイストゲートバルブ１７や排気バイパス通路３２の開口部周辺に付着したカーボンを除去することができる。さらに減速走行中にクリーニングを実施すれば、ウェイストゲートバルブ１７等から払い落とされたカーボンが排気の流れによって吹き飛ばされるため、排気バイパス通路３２に溜まることもなく、デポジットの発生も抑制することができる。

【0112】

（２）上記のエンジン制御装置１では、燃料カット制御部５が設けられ、クリーニング開始条件に燃料カット制御の実施中であることが含まれているため、走行に影響を与えることなくクリーニングを実施することができる。すなわち、クリーニングはウェイストゲートバルブ１７を開閉させて行うため、過給圧が変化する。これに対して、燃料カット制御の実施中にクリーニングを実施すれば、過給圧が変化しても出力に影響を与えることなく、カーボンを除去することができる。

【0113】

（３）また、上記のエンジン制御装置１では、クリーニング開始条件の判定の前にクリーニング許可条件の成否を判定している。すなわち、クリーニング許可条件が成立しなければクリーニング開始条件が判定されない。そのため、クリーニング許可条件の設定次第で、クリーニングを実施するタイミングを適切に設定することができる。

【0114】

（４）上記のエンジン制御装置１では、クリーニング許可条件に、学習部３ａによってゼロ点S₀が学習されたこと（すなわち、第二学習が実施されたこと）が含まれる。つまり、ウェイストゲートバルブ１７の開度制御の基準となる学習値をまず確保し、その後クリーニングを実施するため、ウェイストゲートバルブ１７の開度制御を精度よく行うことができる。
また、第二学習は、ウェイストゲートバルブ１７の弁体１７ａやロッド１７ｂが排気からの熱を受けた後での学習となるため、熱膨張などの影響も含めて学習することができ、開度制御の精度が向上する。

【0115】

（５）上記のエンジン制御装置１では、クリーニング許可条件に、第一学習で学習された初期全閉位置IS_CLと第二学習で学習されたゼロ点S₀との差が所定値S_P以上であることが含まれる。これにより、カーボンの付着によって学習値にずれが生じていた場合はずれを解消することができ、正確に学習を実施することができる。言い換えると、カーボンの付着という要因を排除した後、再度学習することで学習精度を高めることができる。また、このように学習精度を高めることで、学習値（初期全閉位置IS_CL及びゼロ点S₀）を用いてウェイストゲートバルブ１７の故障を判定することも可能となる。

【0116】

（６）上記のエンジン制御装置１では、クリーニング許可条件に、同一の燃焼サイクル内で筒内噴射とポート噴射とが実施される（すなわち、DI+MPIモードでの燃料噴射が実施される）ことが含まれる。DI+MPIモードでは、ポート噴射のみが実施されるMPIモードに比べて排気温度が高くなるため、ウェイストゲートバルブ１７等に付着したカーボン焼けて堆積しにくくなる。さらに、DI+MPIモードでは、排気流量が増大するためDI+MPIモードを経験した後にクリーニングを実施することで、焼けたカーボンを確実に除去することができる。つまり、クリーニング許可条件にDI+MPIモードが含まれることで、ウェイストゲートバルブ１７を効果的にクリーニングすることができる。

【0117】

［６．その他］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

【0118】

上記実施形態で説明したクリーニング許可条件は一例であって、上記のものに限られない。上記の条件（Ａ）〜（Ｄ）の何れか一つ又は複数をクリーニング許可条件としてもよいし、これら以外の条件をクリーニング許可条件としてもよい。例えば、クリーニングを終了した時点から所定時間が経過していることをクリーニング許可条件とすることで、クリーニングが頻繁に実施されることを抑制することができる。また、ポート噴射のみを実施するMPIモードでは、ウェイストゲートバルブ１７にカーボンが付着しやすいため、条件（Ｄ）に代えてMPIモードを経験したことをクリーニング許可条件としてもよい。これにより、カーボンの堆積を抑制することができる。

【0119】

また、上記実施形態では、クリーニング許可条件が成立した場合にクリーニング開始条件を判定しているが、クリーニング許可条件を省略してもよい。すなわち、クリーニング開始条件が成立するか否かを常に判定し、クリーニング開始条件成立時にクリーニングを実施してもよい。なお、クリーニング開始条件も上記のものに限られず、少なくとも条件（Ｅ）が含まれていればよい。すなわち、車両が減速走行中であることが含まれていればよく、燃料カット制御の実施中でなくてもクリーニングを行ってもよい。

【0120】

また、車両走行中に所定の条件（走行時アイドルストップ実施条件）が成立した場合に、自動的にエンジン１０を停止させるアイドルストップ機能を有している場合は、条件成立時であってもクリーニングが未実施であれば、クリーニングを優先させることが好ましい。
すなわち、図１及び図２に破線で示すように、エンジン制御装置１に設けられた走行時アイドルストップ制御部（走行時アイドルストップ制御手段）６は、走行時アイドルストップ実施条件の成立時に、クリーニングの実施状況を確認する。そして、１ドライブサイクル中に一度もクリーニングが実施されていない場合は、走行時アイドルストップ実施条件の成立時であってもエンジン１０の自動停止を禁止する。これにより、ウェイストゲートバルブ１７へのカーボンの堆積を確実に防止することができる。なお、上記の走行時アイドルストップ実施条件には、例えば車両が減速走行中であること、車速Vが所定速度以下であること等が含まれる。

【0121】

また、上記実施形態の学習部３ａや噴射制御部４，燃料カット制御部５等は一例であって、具体的な構成は上述したものに限られない。上記実施形態では、学習部３ａにより設定された基準位置S_BAをマップに反映させて、目標開度D_TGTに対応する目標位置S_TGTを設定しているが、学習結果を開度制御に用いる手法はこれに限られない。例えば、予めウェイストゲートバルブ１７の全閉位置を初期基準位置として記憶しておき、学習部３ａにより設定された基準位置S_BAと初期基準位置とのずれ量を演算する。そして、図３の実線で示す予め設定されたマップを用いて目標開度D_TGTに対応する目標位置S_TGTを設定し、設定された目標位置S_TGTにずれ量を加減算したものを開度制御部３ｃに伝達してもよい。

【0122】

また、上記実施形態では、第一学習において初期全閉位置IS_CLと初期動作範囲IRとを学習しているが、少なくとも初期全閉位置IS_CLの学習を実施すればよい。この初期全閉位置IS_CLを開度制御時の基準とすることで、開度制御を高精度に実施することができ、過給圧制御の精度を高めることができる。
また、上記実施形態では、第一学習をキーオン後のクランキング前に実施する場合を例示したが、エンジン１０の始動前であればクランキング中に実施してもよい。また、第二学習を加速走行中に実施する場合を例示したが、第二学習はエンジン１０の始動後であれば実施可能である。また、第二学習を１ドライブサイクル中に一回実施するようにしてもよい。

【0123】

また、燃料カット条件及び復帰条件は上記のものに限られず、例えば車速情報やインマニ圧情報等を考慮してもよい。
また、エンジン１０の構成は上記したものに限定されず、排気通路上の過給用タービンを迂回する迂回路に介装された電動のウェイストゲートバルブを備えるエンジンであれば適用可能である。また、ウェイストゲートバルブ１７の位置を検出する手段はホールセンサ４７に限られず、ウェイストゲートバルブ１７の弁体１７ａの位置やロッド１７ｂのストローク量を検出できるものであればよい。

【符号の説明】

【0124】

１ エンジン制御装置
２ エンジン負荷算出部
３ ウェイストゲート演算部
３ａ 学習部（学習手段）
３ｂ 開度設定部
３ｃ 開度制御部
３ｄ クリーニング判定部（判定手段）
３ｅ クリーニング制御部（クリーニング制御手段）
４ 噴射制御部（噴射制御手段）
５ 燃料カット制御部（燃料カット制御手段）
６ 走行時アイドルストップ制御部（走行時アイドルストップ制御手段）
１０ エンジン
１１ 筒内噴射弁
１２ ポート噴射弁
１６ ターボチャージャ
１６Ａ タービン（過給用タービン）
１７ ウェイストゲートバルブ
１７ａ 弁体
１７ｂ ロッド
１８ 電動アクチュエータ
３１ 排気通路
３２ 排気バイパス通路（迂回路）
４７ ホールセンサ（検出手段）
IS_CL 初期全閉位置
S₀ ゼロ点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】