特許 6191311 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】6191311

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 23/00 20060101AFI20170828BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20170828BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20170828BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20170828BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   F02D23/00 P

   F02B37/18 A

   F02D23/00 F

   F02D23/00 H

   F02D43/00 301B

   F02D43/00 301K

   F02D43/00 301R

   F02D41/04 310D

   F02D41/04 310E

   F02P5/15 H

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-155153(P2013-155153)

(22)【出願日】2013年7月26日

(65)【公開番号】特開2015-25410(P2015-25410A)

(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】細野 清隆

(72)【発明者】

【氏名】平石 文昭

(72)【発明者】

【氏名】川辺 敬

【審査官】 神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２４３９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１０５２２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１９０１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０５０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２５３１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ９／００−２８／００

Ｆ０２Ｄ４１／００−４５／００

Ｆ０２Ｂ３３／００−４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェストゲートバルブ付きのタービンを有する過給システムと、吸気通路に介装されたスロットルバルブとを具備するエンジンの制御装置において、
過給の際にスロットル開度をウェストゲート開度に先行して変更するスロットル先行モードと、過給の際に前記ウェストゲート開度を前記スロットル開度に先行して変更する過給先行モードとの何れかを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段で選択されたモードの種類に応じて点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、
前記点火時期制御手段が、前記モードの種類と前記エンジンの負荷とに応じて前記点火時期を制御する
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。

【請求項2】

前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷未満である場合に、前記過給先行モードでの点火時期よりも前記スロットル先行モードでの点火時期を遅角設定とする
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】

前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷以上である場合に、前記スロットル先行モードでの点火時期よりも前記過給先行モードでの点火時期を遅角設定とする
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】

前記ウェストゲートバルブの目標開度と実開度とのずれ量を算出する算出手段を備え、
前記点火時期制御手段は、前記算出手段で算出された前記ずれ量が所定値以上である場合に、前記モードの種類に応じて前記点火時期を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜３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、ポート噴射及び筒内噴射を併用する燃料噴射システムと排気圧を利用する過給システムと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ウェストゲートバルブ（開閉弁）を設け、過給状態に応じてその開閉状態を制御する技術が知られている。すなわち、過給の有無に応じてウェストゲートバルブを開閉することで、過給用タービンの回転速度を制御するものである。

【0003】

例えば、過給時にウェストゲートバルブを閉鎖すると、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。また、過給を要さないエンジンの始動時にウェストゲートバルブを開放すれば、高温の排気ガスが過給用タービンを通過せずに迂回路を通って下流側に流れる。したがって、過給用タービンの下流側に配置される排気浄化装置の昇温効率や触媒の暖機性が向上する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2009-228486号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、過給時における一般的な吸気制御では、スロットルバルブの開度変更に先立ってウェストゲートバルブの開度変更が実施される。すなわち、最初にウェストゲートバルブの開度が制御されて過給圧が立ち上げられ、その後、シリンダー内に導入される空気量が所望のエンジン出力に応じた空気量となるように、スロットルバルブの開度が調節される。このような手法は、エンジン出力のレスポンスを高める上で有利である。

【0006】

一方、上記の手法とはコンセプトの異なる吸気制御も提案されている。すなわち、ウェストゲートバルブの開度変更に先立ってスロットルバルブの開度変更を実施するものである。この手法では、スロットルバルブの開度が設定された後に、ウェストゲートバルブの開度制御により過給圧が調節され、シリンダー内に導入される空気量が制御される。この手法は、スロットル開度を早めに増大させることでスロットルバルブを通過する吸入空気の流速や吸気圧を低下させることができ、エンジンのポンピングロスを削減する上で有利である。

【0007】

しかしながら、過給時における上記のスロットルバルブ，ウェストゲートバルブの開度制御手法の相違によって、シリンダー内での燃焼状態が変化することがある。例えば、ウェストゲートバルブの開度を先に制御すると、排気圧の変動に対して吸気圧の変動が遅れることになる。同様に、スロットルバルブの開度を先に制御した場合には、吸気圧の変動に対して排気圧の変動が遅延する。したがって、運転状態に応じてこれらの開度制御手法を切り換えながら併用すると、その運転状態によっては燃焼状態が悪化し、あるいはノックが発生する場合がある。

【0008】

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、スロットル開度をウェストゲート開度に先行して変更する制御と、ウェストゲート開度をスロットル開度に先行して変更する制御とを併用するエンジンの制御装置において、エンジンの燃焼安定性を向上させることである。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】

【0009】

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、ウェストゲートバルブ付きのタービンを有する過給システムと、吸気通路に介装されたスロットルバルブとを具備するエンジンの制御装置である。この制御装置は、過給の際にスロットル開度をウェストゲート開度に先行して変更するスロットル先行モードと、過給の際に前記ウェストゲート開度を前記スロットル開度に先行して変更する過給先行モードとの何れかを選択するモード選択手段を備える。また、前記モード選択手段で選択されたモードの種類に応じて点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、前記点火時期制御手段が、前記モードの種類と前記エンジンの負荷とに応じて前記点火時期を制御する。

【0010】

ここでいう前記エンジンの負荷とは、前記エンジンに対して抵抗を及ぼす力，仕事率（エンジン出力，馬力），仕事（エネルギー）を意味する。典型的には、前記エンジン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ーが、前記負荷として取り扱われる。前記負荷の具体例としては、充填効率Ec，体積効率Ev，エンジンの目標トルク，吸気圧や排気圧，過給圧，車速V，アクセル開度APS，外部負荷装置の作動状態，車両の走行環境に関する情報等が挙げられる。
前記点火時期制御手段は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記負荷を算出することが好ましい。なお、ここでいう吸入空気量には、吸入空気の体積，質量，充填効率Ec，体積効率Ev等が含まれることが好ましい。

【0011】

（２）前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷未満である場合に、前記過給先行モードでの点火時期よりも前記スロットル先行モードでの点火時期を遅角設定とすることが好ましい。
言い換えれば、前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷未満である場合に、前記スロットル先行モードでの点火時期よりも前記過給先行モードでの点火時期を進角設定とすることが好ましい。
なお、前記過給先行モードでの点火時期を基準とした、前記スロットル先行モードでの点火時期の遅角量は、極低負荷域（所定負荷未満の負荷領域）を除き、前記負荷が小さいほど大きく設定されることが好ましい。

【0012】

（３）前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷以上である場合に、前記スロットル先行モードでの点火時期よりも前記過給先行モードでの点火時期を遅角設定とすることが好ましい。
言い換えれば、前記点火時期制御手段は、前記負荷が所定負荷以上である場合に、前記過給先行モードでの点火時期よりも前記スロットル先行モードでの点火時期を進角設定とすることが好ましい。
なお、前記スロットル先行モードでの点火時期を基準とした、前記過給先行モードでの点火時期の遅角量は、前記負荷が大きいほど大きく設定されることが好ましい。

【0013】

（４）前記ウェストゲートバルブの目標開度と実開度とのずれ量を算出する算出手段を備えることが好ましい。この場合、前記点火時期制御手段は、前記算出手段で算出された前記ずれ量が所定値以上である場合に、前記モードの種類に応じて前記点火時期を制御することが好ましい。
なお、前記点火時期制御手段は、前記エンジンの吸入空気量及びエンジン回転速度に基づき、前記所定値を算出することが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

開示のエンジンの制御装置によれば、特性の異なる二種類のモード（すなわち、スロットル先行モード，過給先行モード）のそれぞれに応じた点火時期特性を与えることで、エンジンの燃焼状態を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態に係るエンジンの構造を例示する図である。

【図2】エンジン制御装置のブロック構成を例示する図である。

【図3】ウェストゲートバルブ及びスロットルバルブの開度変化を説明するためのグラフであり、（ａ）はスロットル先行モード時、（ｂ）は過給先行モード時に対応する。

【図4】負荷領域を判定するためのマップ例である。

【図5】点火時期I_Gを設定するためのマップ例であり、（ａ）はエンジン回転速度Ne，充填効率Ec及び点火時期I_Gの関係を示すマップ、（ｂ），（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面での充填効率Ec及び点火時期I_Gの関係を示すグラフである。

【図6】エンジン制御装置での制御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】

【0016】

図面を参照して、実施形態としてのエンジンの制御装置について説明する。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。

【0017】

［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、排気圧を利用した過給システム及びＥＧＲシステム（排気再循環システム）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気筒（シリンダー）のうちの一つを示す。シリンダー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ンロッド（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。

【0018】

各シリンダーの頂面には吸気ポート，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I_G）は、エンジン制御装置１で制御される。

【0019】

［１−２．燃料噴射系］
各シリンダーへの燃料供給用のインジェクターとして、シリンダー内に直接的に燃料を噴射する筒内噴射弁１１（直噴インジェクター）が設けられる。筒内噴射弁１１からの燃料噴射量及びその噴射タイミングは、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から筒内噴射弁１１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、筒内噴射弁１１の噴孔が開放される。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、噴射タイミング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。

【0020】

筒内噴射弁１１は、コモンレール１３Ａを含む燃料供給路１３を介して流量可変型の燃料ポンプ１４に接続される。燃料ポンプ１４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燃料供給路１３に吐出する。これにより、燃料ポンプ１４で加圧された燃料が、燃料供給路１３からコモンレール１３Ａに供給され、各々のシリンダーに取り付けられた筒内噴射弁１１を通じてシリンダー内へと供給される。燃料ポンプ１４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。

【0021】

［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。

【0022】

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。

【0023】

エンジン１０の吸気系２０及び排気系３０には、排気圧で過給を行うターボチャージャー１６（過給機）が設けられる。ターボチャージャー１６は、吸気ポートの上流側に接続される吸気通路２１と、排気ポートの下流側に接続される排気通路３１との両方に跨がって介装される。ターボチャージャー１６のタービン１６Ａ（過給用タービン）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側のコンプレッサー１６Ｂに伝達する。これを受けてコンプレッサー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、各シリンダーへの過給を行う。ターボチャージャー１６の過給動作は、エンジン制御装置１で制御される。

【0024】

吸気通路２１上におけるコンプレッサー１６Ｂよりも下流側にはインタークーラー２５が設けられ、圧縮された空気が冷却される。また、コンプレッサー１６Ｂよりも上流側にはエアフィルター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、コンプレッサー１６Ｂの上流側，下流側の吸気通路２１を接続するように、バイパス通路２３が設けられるとともに、バイパス通路２３上にバイパスバルブ２４が介装される。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、コンプレッサー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。

【0025】

吸気系２０におけるコンプレッサー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、シリンダーから排出されて間もない排気ガスを再びシリンダー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クーラー３５が介装される。還流ガスを冷却することでシリンダー内での燃焼温度が低下し、窒素酸化物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、排気ガス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。

【0026】

インタークーラー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。インマニ側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TH）に応じて調節される。スロットル開度THは、エンジン制御装置１によって制御される。

【0027】

インマニ（インテークマニホールド）には、各シリンダー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。したがって、サージタンク２７内には外気と排気ガスとが混在しうる。サージタンク２７よりも下流側のインマニは、各シリンダー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、各々のシリンダー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。

【0028】

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、各シリンダー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。

【0029】

タービン１６Ａの上流側，下流側の排気通路３１を接続するように迂回路３２が設けられるとともに、迂回路３２上に電子制御式のウェストゲートバルブ１７が介装される。ウェストゲートバルブ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。このウェストゲートバルブ１７にはウェストゲートアクチュエーター１８が併設され、弁体の位置（すなわち開度）が電気的に制御される。ウェストゲートバルブ１７の開度（ウェストゲート開度D）は、エンジン制御装置１で制御される。

【0030】

［１−４．センサー系］
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A_PS）を検出するアクセル開度センサー４１が設けられる。アクセル開度A_PSは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメーターであり、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ーである。

【0031】

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ー４２が設けられる。吸気流量Qは、エアフィルター２２を通過した空気の流量に対応するパラメーターである。また、サージタンク２７内には、インマニ圧センサー４３及び吸気温センサー４４が設けられる。インマニ圧センサー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、吸気温センサー４４はサージタンク２７内の吸気温度を検出する。

【0032】

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ー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W_T）を検出する冷却水温センサー４６が設けられる。さらに、燃料ポンプ１４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ー５０が設けられる。

【0033】

ウェストゲートアクチュエーター１８には、ウェストゲート開度Dに対応する弁体駆動部材のストロークを検出するホールセンサー４７が設けられる。ホールセンサー４７で検出されるストロークは、弁体駆動部材の基準位置からの移動量に相当する。また、触媒装置３３の内部には、リニア空燃比センサー４８及び酸素濃度センサー４９が配置される。リニア空燃比センサー４８は、触媒装置３３に流入する排気の空燃比を検出し、酸素濃度センサー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。各種センサー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。

【0034】

車室内の任意の位置には、動力性能の異なる複数の走行モードを選択，設定するための選択スイッチ５１が設けられる。ここでは、運転者のスイッチ操作に応じて、スポーツモードとエコモードとの何れかが選択，設定される。スポーツモードとは、燃費，電費よりも加速性を重視した制御が実施される走行モードであり、エコモードとは、加速性よりも燃費，電費を重視した制御が実施される走行モードである。ここで選択，設定された走行モード情報は、エンジン制御装置１に伝達される。なお、選択スイッチ５１は、運転者のスイッチ操作の状態を検出するセンサーの一種であるとみなすことができる。

【0035】

［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（Engine Electronic Control Unit，制御装置）が設けられる。このエンジン制御装置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網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置，変速機制御装置，車両安定制御装置，空調制御装置，電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続される。エンジン制御装置１以外の電子制御装置は、外部制御システムと呼ばれ、外部制御システムによって制御される装置は外部負荷装置と呼ばれる。

【0036】

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の各シリンダーに対して供給される空気量や燃料噴射量，各シリンダーの点火時期I_G，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、前述の各種センサー４１〜５１が接続される。入力情報は、アクセル開度A_PS，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W_T，ウェストゲートアクチュエーター１８のストローク，排気空燃比，酸素濃度，燃圧，走行モード情報等である。

【0037】

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I_G，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，ターボチャージャー１６の作動状態，スロットル開度TH，バイパスバルブ２４の開度，ウェストゲート開度D 等が挙げられる。本実施形態では、ウェストゲートバルブ１７及びスロットルバルブ２６の何れか一方の開度を他方の開度よりも先行して変更する先行制御と点火プラグ１５での点火時期制御との関係について詳述する。

【0038】

［２．制御の概要］
［２−１．先行制御］
先行制御とは、エンジン１０の運転状態，負荷，走行モード等に応じて、スロットル先行モードと過給先行モードとの何れかを選択して実施する制御であり、主に過給の際（加速時）に何れかの先行モードが選択的に実施される。

【0039】

スロットル先行モードとは、気筒内に導入される吸入空気量を確保すべくスロットル開度TH及びウェストゲート開度Dをともに変更する際に、ウェストゲート開度Dを全開又は全開に近い所定開度で固定した状態としつつ、スロットル開度THを増減させることで吸入空気量を制御するモードである。言い換えると、スロットル先行モードとは、スロットル開度THをウェストゲート開度Dに先行して変更するモードである。

【0040】

スロットル先行モードでは、例えば、図３（ａ）に示すように、ウェストゲート開度Dが全開（又は全開に近い所定開度）に制御された状態で、目標空気量に応じてスロットル開度THが制御される。またその後、スロットル開度THの制御だけでは気筒内に導入される空気量が不足するような場合に、スロットル開度THが全開（又は全開に近い所定開度）に制御された状態で、ウェストゲート開度Dが閉鎖方向に制御される。

【0041】

つまり、スロットル先行モードでは、過給圧の上昇前にスロットル開度THを比較的大きくしておくことができ、エンジン１０のポンピングロスが軽減される。スロットル先行モードは、アクセル開度A_PSの時間変化率ΔA_PSが比較的小さい緩加速時に用いて好適である。
しかしながら、過給先行モードに比べ内部ＥＧＲ量が減少することで燃焼が改善し、最適点火時期が遅角するためにノックが発生しやすくなる。このような傾向は、特に吸入空気量が少ない低負荷領域または低回転領域で顕著となる。ただし、極低負荷域は除く。

【0042】

一方、過給先行モードとは、気筒内に導入される吸入空気量を確保すべくスロットル開度TH及びウェストゲート開度Dをともに変更する際に、スロットル開度THを全開又は全開に近い所定開度で固定した状態としつつ、ウェストゲート開度Dを増減させることで吸入空気量を制御するモードである。言い換えると、過給先行モードとは、ウェストゲート開度Dをスロットル開度THに先行して変更するモードである。

【0043】

過給先行モードでは、例えば、図３（ｂ）に示すように、過給の際に過給圧に応じてウェストゲート開度Dが全閉（又は全閉に近い所定開度）に調節された後に、スロットル開度THが開放方向に調節される。つまり、過給先行モードでは、スロットル開度THの開放に先立って過給圧を立ち上げておくことができ、加速レスポンスが向上する。過給先行モードは、アクセル開度A_PSの時間変化率ΔA_PSが比較的大きい急加速時に用いて好適である。

【0044】

しかしながら、ウェストゲートバルブ１７を閉じることによって、スロットル先行モードに比べてタービン１６Ａに流れる排気量が増加し、過給圧の上昇が早くなる。このため充填効率Ecと点火時期制御との不整合が発生しやすくなり、ノックが発生しやすくなる。このような傾向は特に高負荷領域または高回転領域で顕著となる。

【0045】

スロットル先行モード及び過給先行モードは、エンジン１０を搭載した車両の走行モード（スポーツモード，エコモード等）と対応づけて設定してもよいし、エンジン１０の運転状態，負荷，加速要求等に応じて設定されるものとしてもよい。本実施形態では、これらの先行モードに応じて、続いて説明する点火時期制御の内容が変更される。

【0046】

［２−２．点火時期制御］
点火時期制御では、基本的にはエンジン回転速度Neと負荷に対応する充填効率Ecとに基づいて点火時期I_Gが設定される。ただし、点火時期I_Gとエンジン回転速度Ne及び充填効率Ecとの関係は固定的なもの（一意な関係）ではなく、上記の先行制御で選択される走行モードに応じて変更される。これは、先行モードの種類が筒内での燃焼状態に及ぼす影響が相違するからである。

【0047】

例えば、過給先行モードでは、スロットル開度THが開放される前にウェストゲート開度Dが閉鎖されるため、排気ポートからシリンダーへと逆流する排気量（内部ＥＧＲ量）が増加しやすく、筒内での燃焼状態が変化する。このような燃焼状態の変化を考慮して、点火時期I_Gが制御される。また、筒内の燃焼状態は、走行モードだけでなくエンジン１０の負荷によって変動する。そこで、本実施形態における点火時期I_Gは、エンジン１０の運転状態をも考慮して変更されるものとする。

【0048】

［３．制御装置の構成］
図２に示すように、上記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、エンジン負荷判定部２，モード選択部３，ウェストゲート演算部４，スロットル演算部５，点火演算部６（点火時期制御手段）が設けられる。ウェストゲート演算部４には、ウェストゲート開度設定部４ａ，ウェストゲート制御部４ｂ，ずれ量算出部４ｃが設けられる。また、スロットル演算部５にはスロットル開度設定部５ａ、スロットル制御部５ｂが設けられ、点火演算部６には点火時期設定部６ａ，点火時期制御部６ｂ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。

【0049】

［３−１．エンジン負荷判定部］
エンジン負荷判定部２は、エンジン１０の負荷に相当する充填効率Ecを算出するものである。充填効率Ecは、吸気流量Qとエンジン回転速度Neとに基づいて算出される。エンジン１０の負荷に相当する他のパラメーターとしては、エンジン１０の目標トルクや体積効率Ev等が挙げられる。また、吸気圧や排気圧，過給圧，車速V，アクセル開度A_PS，外部負荷装置の作動状態，車両の走行環境に関する情報等を用いてエンジン１０の負荷に相当するパラメーターを算出してもよい。

【0050】

また、エンジン負荷判定部２は、エンジン回転速度Ne及び充填効率Ecに基づき、エンジン１０の運転状態が高負荷領域にあるか、それとも低負荷領域にあるかを判定する。この判定は、例えば図４に示すようなマップに基づいて実施される。低負荷領域の上限を与える充填効率Ecの値（境界線）は、エンジン回転速度Neが高いほど減少するように設定される。なお、図４中のマップでは、低負荷領域と高負荷領域との境界線が右肩下がりの曲線状に設定されている。ここで算出された充填効率Ec及び負荷領域に関する情報は、ウェストゲート演算部４，スロットル演算部５及び点火演算部６に伝達される。なお、ここで判定された負荷領域の情報は、後述する点火時期制御で用いられる。

【0051】

［３−２．モード選択部］
モード選択部３（モード選択手段）は、先行制御での先行モードを選択，設定するものである。ここでは、例えば選択スイッチ５１の操作状態に応じて走行モードが選択される。この場合、モード選択部３は、選択スイッチ５１でスポーツモードが選択されているときに、過給先行モードを選択する。一方、選択スイッチ５１でエコモードが選択されているときには、スロットル先行モードを選択する。ここで選択された先行モードの情報は、ウェストゲート演算部４，スロットル演算部５，点火演算部６に伝達される。

【0052】

なお、選択スイッチ５１の操作状態の代わりに、エンジン１０の運転状態や運転者の加速要求の大きさ等に応じて走行モードを選択するような制御構成としてもよい。例えば、アクセル開度変化率ΔA_PSが所定値以上であるときに過給先行モードを選択し、アクセル開度変化率ΔA_PSが所定値未満であるときにスロットル先行モードを選択することとしてもよい。

【0053】

［３−３．ウェストゲート演算部］
ウェストゲート開度設定部４ａは、エンジン１０の運転状態に基づいてウェストゲートバルブ１７の目標開度である規準開度D₀を設定するものである。規準開度D₀は、例えばエンジン回転速度Neやエンジン負荷，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A_PS，冷却水温W_T等に基づいて設定される。本実施形態では、エンジン回転速度Neと充填効率Ecとを引数とした三次元マップに基づいて規準開度D₀が算出される。

【0054】

充填効率Ecは、単位燃焼サイクル（単位時間）あたりにシリンダー内に充填される空気の体積を標準状態での気体体積に正規化したのちシリンダー容積で除算したものである。つまり、充填効率Ecは、標準大気条件でシリンダー内を占める空気の質量に対する、シリンダー内に充填される空気の質量の比率を表し、単位燃焼サイクル（単位時間）あたりにシリンダー内に導入された空気量に対応するパラメーターである。したがって、充填効率Ecの代わりに体積効率Evや，吸気流量Q，目標トルク，目標エンジン出力等といった吸入空気量に相関するパラメーターを用いることも可能である。

【0055】

この三次元マップ上には、ウェストゲートバルブ１７にノーマルオープン特性を与える「開モード領域」と、これとは反対のノーマルクローズ特性を与える「閉モード領域」とが設定される。開モード領域は、主に低負荷，低回転の運転状態に対応する領域であり、閉モード領域は、開モード領域を除く（中負荷から高負荷，中回転から高回転の）運転状態に対応する領域である。

【0056】

ノーマルオープン特性とは、「オープン（開）の状態を標準状態とする特性」であって、所定の例外条件が成立しない限り、ウェストゲート開度Dを所定開度以上（例えば全開や全開に近い開度）とする特性である。開モード領域では、ウェストゲート開度Dが基本的には全開に制御される。ただし、開モード領域内においてエンジン１０の負荷又はエンジン回転速度Neが増大するに連れて、ウェストゲート開度Dが減少するような特性を与えるものとする。

【0057】

ノーマルクローズ特性とは、「クローズド（閉）の状態を標準状態とする特性」であって、所定の例外条件（上記の例外条件とは異なる条件）が成立しない限り、ウェストゲート開度Dを所定開度未満（上記の所定開度よりも小さい開度であって、例えば全閉や全閉に近い開度）とする特性である。閉モード領域では、ウェストゲート開度Dが基本的にはほぼ全閉に近い状態に制御される。ただし、エンジン１０が高負荷，高回転である場合には、過給圧の過度な上昇を抑制すべく、負荷又はエンジン回転速度Neが上昇するに連れて、ウェストゲート開度Dが増大するような特性を与えるものとする。

【0058】

ウェストゲート制御部４ｂは、ウェストゲート開度設定部４ａで設定された規準開度D₀と、モード選択部３で選択された先行モードの種類とに応じて、ウェストゲートアクチュエーター１８の制御信号を出力するものである。過給先行モードが選択されている場合、ウェストゲート制御部４ｂは、スロットルバルブ２６の動作に先んじて、実際のウェストゲート開度Dが規準開度D₀となるように、ウェストゲートアクチュエーター１８へと制御信号を出力する。つまり、過給先行モードが選択されている場合には、ウェストゲート開度Dがスロットル開度THに先行して変更されるように、ウェストゲートアクチュエーター１８の動作を制御する。スロットル開度THの制御は、ウェストゲート開度Dが規準開度D₀に制御された後に、開始されることになる。

【0059】

一方、スロットル先行モードが選択されている場合、ウェストゲート制御部４ｂは、規準開度D₀の大小に関わらず、ウェストゲート開度Dが全開又は全開に近い所定開度となるように、ウェストゲートアクチュエーター１８へと制御信号を出力する。この状態は、スロットル開度THが変更されている間は保持される。また、スロットル開度THが全開又は全開に近い所定開度に制御された後、気筒内に導入される空気量が不足する場合には、ウェストゲート開度Dが規準開度D₀となるように、ウェストゲートアクチュエーター１８へと制御信号を出力する。

【0060】

なお、「気筒内に導入される空気量が不足しない場合」とは、過給を要しない状態を意味する。したがって、過給時の制御のみに着目すれば、スロットル先行モードでは、ウェストゲート開度Dが全開又は全開に近い所定開度まで開放された後、閉鎖方向に絞られることになる。
制御信号を受けたウェストゲートアクチュエーター１８は、制御信号に応じたストロークで弁体駆動部材を駆動する。これにより、ウェストゲートバルブ１７が正しく動作していればウェストゲート開度Dが規準開度D₀となる。

【0061】

ずれ量算出部４ｃ（算出手段）は、ウェストゲート開度設定部４ａで設定された規準開度D₀と、ホールセンサー４７で検出されたストロークから算出される実際のウェストゲート開度D（実ウェストゲート開度）とのずれ量Zを算出するものである。ここでは、実ウェストゲート開度Dと規準開度D₀との差の絶対値がずれ量Zとして算出される（Z＝|D- D₀|）。ここで算出されたずれ量Zの情報は、点火演算部６に伝達される。

【0062】

［３−４．スロットル演算部］
スロットル開度設定部５ａは、エンジン１０の運転状態に基づいてスロットルバルブ２６の目標開度である目標スロットル開度TH₀を設定するものである。目標スロットル開度TH₀は、例えばエンジン回転速度Neやエンジン負荷，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A_PS，冷却水温W_T等に基づいて設定される。本実施形態では、エンジン回転速度Neと充填効率Ecとを引数とした三次元マップに基づいて目標スロットル開度TH₀が算出される。このマップ上では、エンジン回転速度Neが高いほど、あるいは充填効率Ecが大きいほど、目標スロットル開度TH₀が増大するような開度特性が設定される。なお、具体的な開度特性については記載を省略する。ここで設定された目標スロットル開度TH₀の情報は、スロットル制御部５ｂに伝達される。

【0063】

スロットル制御部５ｂは、スロットル開度設定部５ａで設定された目標スロットル開度TH₀に応じて、スロットルバルブ２６の制御信号を出力するものである。ここでは、実際のスロットル開度THが目標スロットル開度TH₀となるように、スロットルバルブ２６へと制御信号が出力される。このとき、スロットル制御部５ｂは、ウェストゲート制御部４ｂと同様に、モード選択部３で選択された先行モードの種類に応じて、スロットルバルブ２６の動作タイミング及び動作速度を制御する。

【0064】

過給先行モードが選択されている場合、スロットル制御部５ｂは、ウェストゲート開度Dが規準開度D₀に制御された後に、スロットルバルブ２６の動作を開始させる。また、スロットル開度THの変化が迅速となるように〔図３（ｂ）に示すように、破線の変化勾配が所定勾配以上となるように〕、動作速度が制御される。

【0065】

一方、スロットル先行モードが選択されている場合には、ウェストゲート開度Dが全開又は全開に近い所定開度に制御された状態で、スロットル開度THが変更されるように、スロットルバルブ２６の動作を開始させる。また、スロットル開度THが緩慢に変化するように〔図３（ａ）に示すように、破線の変化勾配が所定勾配未満となるように〕、動作速度が制御される。スロットルバルブ２６は、スロットル制御部５ｂから伝達された制御信号に応じて駆動される。これにより、スロットル開度THが目標スロットル開度TH₀となる。

【0066】

［３−５．点火演算部］
点火時期設定部６ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて点火プラグ１５での点火時期I_Gを設定するものである。ここでは、エンジン回転速度Ne及び充填効率Ecに基づいて、標準的な点火時期I_Gが設定されるとともに、エンジン負荷判定部２で判定された負荷領域，モード選択部３で選択された走行モードに基づいてその点火時期I_Gが補正される。ただし、点火時期I_Gの補正が実施されるのは、ずれ量算出部４ｃで算出されたずれ量Zが所定値Z₀以上である場合とする。

【0067】

標準的な点火時期I_Gを設定するための三次元マップ（標準設定の三次元マップ）を、図５（ａ）に例示する。このマップでは、エンジン回転速度Neが低いほど、あるいは充填効率Ecが高いほど、点火時期I_Gが遅角方向に移動するような点火時期特性が設定されている。図５（ａ）中のハッチング領域は、エンジン負荷判定部２で判定される高負荷領域に対応する領域であり、ハッチングのない領域は低負荷領域に対応する領域である。

【0068】

点火時期設定部６ａは、エンジン１０の運転状態が低負荷領域にある場合には、過給先行モード時における点火時期I_Gよりもスロットル先行モード時における点火時期I_Gを遅角方向に補正する。この遅角方向への補正は、図５（ａ）に示す三次元マップにおけるハッチングのない領域を下方に押し下げる操作に相当する。ここで、図５（ａ）の三次元マップを所定回転速度の位置（図中のＸ−Ｘライン）で切断したときのグラフを図５（ｂ），（ｃ）に示す。

【0069】

低負荷領域では、図５（ｂ）に示すように、過給先行モード時における点火時期I_Gが標準的な点火時期I_Gに設定される。一方、スロットル先行モード時における点火時期I_Gは、これよりもリタード方向に補正される。したがって、同一のエンジン回転速度Ne及び充填効率Ecの運転状態では、スロットル先行モード時の点火時期I_Gが過給先行モード時の点火時期I_Gよりも遅れたタイミングに設定される。

【0070】

なお、標準的な点火時期I_Gを基準としたとき、スロットル先行モード時における点火時期I_Gの遅角量（リタード量）は、充填効率Ecが小さいほど大きく設定される。ただし、極低負荷域ではウェストゲートの開閉による排圧の差が小さくなるため、内部ＥＧＲ量の差も小さくなる。すなわち、極低負荷領域で充填効率Ecが小さくなるほど、内部ＥＧＲ量の差も小さくなる。よって、図５（ｂ）に示した点火時期I_Gは、極低負荷域において負荷が低下するほど、徐々に標準的な点火時期I_Gに近づくように設定される。

【0071】

また、点火時期設定部６ａは、エンジン１０の運転状態が高負荷領域にある場合には、スロットル先行モード時における点火時期I_Gよりも過給先行モード時における点火時期I_Gを遅角方向に補正する。この遅角方向への補正は、図５（ａ）に示す三次元マップにおけるハッチング領域を下方に押し下げる操作に相当する。つまり、高負荷領域では、図５（ｃ）に示すように、スロットル先行モード時における点火時期I_Gが標準的な点火時期I_Gに設定される。

【0072】

一方、過給先行モード時における点火時期I_Gは、これよりもリタード方向に補正される。したがって、同一のエンジン回転速度Ne及び充填効率Ecの運転状態では、過給先行モード時の点火時期I_Gがスロットル先行モード時の点火時期I_Gよりも遅れたタイミングに設定される。なお、標準的な点火時期I_Gを基準としたとき、過給先行モード時における点火時期I_Gの遅角量（リタード量）は、充填効率Ecが大きいほど大きく設定される。

【0073】

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、エンジン回転速度Ne，充填効率Ec及び点火時期I_Gを座標軸とした三次元マップにおいて、スロットル先行モード時の点火時期I_Gを表す曲面と過給先行モード時の点火時期I_Gを表す曲面との交線は、図４のマップに示される高負荷領域と低負荷領域との境界線に対応する。この交線を境として、スロットル先行モード時の点火時期I_Gと過給先行モード時の点火時期I_Gとの大小関係が反転するように、各々の先行モードにおける点火時期I_Gが設定されていることになる。

【0074】

点火時期制御部６ｂは、点火時期設定部６ａで設定された点火時期I_Gで点火が実行されるように、点火プラグ１５に点火信号を出力するものである。図５に示すような標準的な点火時期I_Gを基準とした場合、低負荷領域におけるスロットル先行モード時の点火時期I_Gは、過給先行モード時と比較して遅角設定される。逆にいえば、低負荷領域における過給先行モード時の点火時期I_Gは、スロットル先行モード時と比較して進角設定される。
一方、高負荷領域における過給先行モード時の点火時期I_Gは、スロットル先行モード時と比較して遅角設定される。逆にいえば、高負荷領域におけるスロットル先行モード時の点火時期I_Gは、過給先行モード時と比較して進角設定される。

【0075】

［４．フローチャート］
図６は、点火時期制御の手順を説明するためのフローチャートである。このフローは、エンジン制御装置１において所定の演算周期で繰り返し実施される。ステップＡ１０では、各種センサー４１〜５１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。ここでは、エンジン回転速度Ne，吸気流量Q，ウェストゲート開度Dに対応するストローク，アクセル開度A_PS，選択スイッチ５１の操作状態等に関する情報が入力される。また、ステップＡ２０では、エンジン負荷判定部２において、吸気流量Q，エンジン回転速度Ne等に基づいてエンジン１０の充填効率Ecが算出される。さらに、ステップＡ３０では、エンジン負荷判定部２において、図４に示すようなマップに基づいて、エンジン１０の運転状態が低負荷領域，高負荷領域の何れに属しているかが判定される。

【0076】

ステップＡ４０では、モード選択部３において、選択スイッチ５１の操作状態に応じて、先行制御での先行モードが選択される。あるいは、アクセル開度A_PSの時間変化率ΔA_PSに基づいて、先行モードが選択される。この場合、アクセル開度A_PSの時間変化率ΔA_PSが所定値以上であるときに、過給先行モードが選択され、時間変化率ΔA_PSが所定値未満であるときに、スロットル先行モードが選択される。また、ステップＡ５０では、ウェストゲート開度設定部４ａにおいて、ウェストゲートバルブ１７の規準開度D₀が設定される。規準開度D₀は、エンジン回転速度Neと充填効率Ecとに基づいて設定される。

【0077】

ステップＡ６０では、ずれ量算出部４ｃにおいて、ホールセンサー４７で検出されたストロークから算出される実際のウェストゲート開度Dと規準開度D₀との差の絶対値がずれ量Zとして算出される。続くステップＡ７０では、前ステップで算出されたずれ量Zが所定値Z₀以上であるか否かが判定される。ここでZ≧Z₀である場合には、ウェストゲートバルブ１７の開度ずれが大きいものと判断されてステップＡ７０に進む。一方、Z＜Z₀である場合には、ウェストゲートバルブ１７がほぼ規準開度D₀の通りに精度よく制御されていると判断されて、ステップＡ１２０に進む。

【0078】

このステップＡ１２０では、通常設定の点火時期I_Gで点火プラグ１５が制御される。この場合、例えば図５（ａ）に示すように、エンジン回転速度Ne及び充填効率Ecに基づいて標準的な点火時期I_Gが設定される。また、この点火時期I_Gに点火プラグ１５が点火するように、点火時期制御部６ｂから制御信号が出力されて、この演算周期での制御が終了する。

【0079】

ステップＡ８０では、ステップＡ３０で判定されたエンジン１０の運転状態が低負荷領域にあるか否かが判定される。ここで、運転状態が低負荷領域に属している場合には、ステップＡ９０に進む。一方、運転状態が高負荷領域に属している場合には、ステップＡ１００に進む。
ステップＡ９０では、ステップＡ４０で選択された先行モードがスロットル先行モードであるか否かが判定される。ここで、先行モードがスロットル先行モードである場合にはステップＡ１１０に進み、図５（ｂ）中に破線で示すように、点火時期I_Gがリタード方向に補正される。このとき、スロットル開度THをウェストゲート開度Dに先行して変更することによって筒内に導入される吸入空気量が変化し、燃焼状態が不安定になったとしても、点火時期I_Gの遅角設定により燃焼状態が安定化する。

【0080】

ステップＡ９０で先行モードが過給先行モードである場合には、ステップＡ１２０に進む。このとき、エンジン１０の運転状態は低負荷領域に属しているため、ウェストゲート開度Dをスロットル開度THに先行して変更したとしても、エンジン１０の燃焼状態が大きな影響を受けにくい。そこで、スロットル先行モードの場合よりも点火時期I_Gが進角設定とされ、エンジン出力が確保される。

【0081】

ステップＡ１００は、エンジン１０の運転状態が高負荷領域に属しているときに判定されるステップである。ここでは、ステップＡ４０で選択された先行モードが過給先行モードであるか否かが判定される。ここで、先行モードが過給先行モードである場合にはステップＡ１１０に進み、図５（ｃ）中に破線で示すように、点火時期I_Gがリタード方向に補正される。高負荷領域では、ウェストゲート開度Dをスロットル開度THに先行して変更することで排圧が上昇し、内部ＥＧＲ量が増加して燃焼状態が不安定となりやすい。一方、本制御では点火時期I_Gがリタード方向に補正されるため、筒内での異常燃焼の発生が抑制され、燃焼状態が安定化する。

【0082】

ステップＡ１１０で先行モードがスロットル先行モードである場合には、ステップＡ１２０に進む。このとき、エンジン１０の運転状態は高負荷領域に属しているため、ウェストゲート開度Dは比較的絞られた状態となっている。つまり、スロットル開度THをウェストゲート開度Dに先行して変更したとしても、エンジン１０の燃焼状態が大きな影響を受けにくい。そこで、過給先行モードの場合よりも点火時期I_Gが進角設定とされ、エンジン出力が確保される。

【0083】

上記の制御におけるエンジン１０の運転状態及び先行モードの種類と点火時期設定との関係を以下の表１に示す。低負荷領域では、過給先行モード時の点火時期I_Gよりもスロットル先行モード時の点火時期I_Gの方が遅角設定とされる。反対に、高負荷領域では、スロットル先行モード時の点火時期I_Gよりも過給先行モード時の点火時期I_Gの方が遅角設定とされる。言い換えると、低負荷領域では、スロットル先行モード時の点火時期I_Gよりも過給先行モード時の点火時期I_Gの方が進角設定とされ、高負荷領域では、過給先行モード時の点火時期I_Gよりもスロットル先行モード時の点火時期I_Gの方が進角設定とされる。このように、上記の制御では、エンジン負荷判定部２で判定されるエンジン１０の運転状態に応じて、点火時期I_Gがリタード方向に補正される対象となる先行モードが切り換えられる。

【0084】

【表1】

【0085】

［５．作用，効果］
（１）上記のエンジン制御装置１では、点火演算部６において、スロットル先行モード及び過給先行モードのそれぞれに応じた点火時期特性が与えられて、点火プラグ１５の動作が制御される。例えば、図５（ｂ）に示すように、過給先行モードでは図中に実線で示す点火時期特性が与えられ、スロットル先行モードでは図中に破線で示す点火時期特性が与えられる。このような点火時期特性を付与することにより、各々の先行モードに応じた点火時期I_Gを設定することができ、先行モードの種類に関わらずエンジン１０の燃焼状態を改善することができる。

【0086】

（２）また、上記のエンジン制御装置１では、点火時期I_Gの設定に際し、先行モードの種類だけでなくエンジン１０の負荷に対応する運転状態が考慮される。例えば、図４に示すように、エンジン１０の運転状態が低負荷状態であるか、それとも高負荷状態であるかが判定され、負荷状態に応じた点火時期特性が付与される。このような点火時期特性の与え方により、負荷によって異なる、モード毎の点火時期I_Gへの影響を考慮して点火時期I_Gを制御することができ、負荷の大小に関わらずエンジン１０の燃焼状態を改善することができる。

【0087】

（３）例えば、図５（ｂ）に示すように、エンジン１０の運転状態が低負荷領域に属している場合には、過給先行モード時の点火時期I_Gよりもスロットル先行モード時の点火時期I_Gが遅角設定される。これにより、筒内に導入される吸入空気量の変化に伴う不安定な燃焼を抑制することができ、エンジン１０の燃焼状態を安定化することができる。

【0088】

また、スロットル先行モードでは、過給先行モードと比較して気筒内の内部ＥＧＲ量が低下し燃焼が改善、低負荷領域においてノックが発生しやすくなる。一方、上記のエンジン制御装置１では、低負荷領域におけるスロットル先行モード下での点火時期I_Gがリタード方向に補正されるため、このようなノックの発生を抑制することができる。

【0089】

さらに、低負荷領域におけるスロットル先行モード下での点火時期I_Gのリタード量は、充填効率Ecが小さいほど大きく設定される。このような設定により、気筒内における吸気流動性の低下に由来するノックの発生を効果的に抑制することができ、エンジン１０の燃焼状態をより安定化することができる。

【0090】

（４）あるいは、図５（ｃ）に示すように、エンジン１０の運転状態が高負荷領域に属している場合には、スロットル先行モード時の点火時期I_Gよりも過給先行モード時の点火時期I_Gが遅角設定される。これにより、内部ＥＧＲ量の増加に伴う不安定な燃焼を抑制することができ、エンジン１０の燃焼状態を安定化することができる。

【0091】

また、過給先行モードでは、スロットル先行モードと比較して排気抵抗が上昇しやすく、特に高負荷領域においてノックが発生しやすくなる。一方、上記のエンジン制御装置１では、高負荷領域における過給先行モード下での点火時期I_Gがリタード方向に補正されるため、このようなノックの発生を抑制することができる。

【0092】

さらに、高負荷領域における過給先行モード下での点火時期I_Gのリタード量は、充填効率Ecが大きいほど大きく設定される。このような設定により、掃気性の低下に由来するノックの発生を効果的に抑制することができ、エンジン１０の燃焼状態をより安定化することができる。

【0093】

（５）また、上記のエンジン制御装置１では、実際のウェストゲート開度Dと規準開度D₀とのずれ量Zが所定値Z₀以上である場合に、点火時期I_Gが補正される。これにより、ウェストゲートバルブ１７の開度ずれによって燃焼状態が不安定となることを抑制することができ、燃焼状態を安定化することができる。

【0094】

（６）なお、上記の規準開度D₀は、充填効率Ec及びエンジン回転速度Neに基づいて算出されるため、例えばターボチャージャー１６の過給圧に応じて規準開度D₀を算出するような制御と比較して、ウェストゲートバルブ１７に到達する排気量や排気圧に応じた適切なウェストゲート開度Dを求めることができる。これにより、ウェストゲート開度Dの変化によって発生しうる内部ＥＧＲ量を正確に予測することができ、過給量，過給圧を精度よくコントロールすることができる。したがって、エンジン１０の燃焼状態を安定化することができる。

【0095】

［６．変形例］
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。

【0096】

上述の実施形態では、図４に示すように、エンジン回転速度Ne及び充填効率Ecに基づいてエンジン１０の運転状態が低負荷領域であるか、高負荷領域であるかを判定するものを例示したが、運転状態の判定手法はこれに限定されない。例えば、充填効率Ecの代わりに、エンジン１０の負荷に対応するパラメーターを用いてもよい。

【0097】

この場合、エンジン１０の目標トルクや体積効率Ev，吸気圧や排気圧，過給圧，車速V，アクセル開度A_PS，外部負荷装置の作動状態，車両の走行環境に関する情報等を用いてエンジン１０の負荷に相当するパラメーターを算出することが考えられる。このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。同様に、ウェストゲート開度Dやスロットル開度TH，点火時期I_Gの設定に係るマップに関しても、必ずしも上述の実施形態と同一のパラメーターを引数としたものでなくてもよい。

【0098】

また、上述の実施形態では、ウェストゲート開度設定部４ａ及びスロットル開度設定部５ａのそれぞれで、互いに独立して、ウェストゲートバルブ１７の規準開度D₀と目標スロットル開度TH₀とが設定されるものを例示したが、規準開度D₀及び目標スロットル開度TH₀の設定手法はこれに限定されない。つまり、先行モードの種類に応じて何れか一方を先に設定し、その後に他方を設定してもよい。

【0099】

例えば、エンジン回転速度Neと充填効率Ecとを引数とした、基準スロットル開度TH_BASEを与える三次元マップをスロットル開度設定部５ａに記憶させておく。同様に、エンジン回転速度Neと充填効率Ecとを引数とした、基準ウェストゲート開度D_BASEを与える三次元マップをウェストゲート開度設定部４ａに記憶させておく。

【0100】

スロットル開度設定部５ａは、スロットル先行モード時に基準スロットル開度TH_BASEを算出するとともに、目標スロットル開度TH₀を基準スロットル開度TH_BASEよりも開放側に補正する。一方、ウェストゲート開度設定部４ａでは、規準開度D₀を算出するとともに、スロットル開度THが開放側に補正された分だけ過給圧を下げるべく、規準開度D₀を開放側に補正する。このような制御構成においても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。なお、上記の目標スロットル開度TH₀の補正量や規準開度D₀の補正量を与えるマップ，数式，関数等をウェストゲート開度設定部４ａ及びスロットル開度設定部５ａのそれぞれに記憶させておいてもよい。

【0101】

また、上述の実施形態では、開モード領域と閉モード領域とが設定された三次元マップを用いてウェストゲートバルブ１７の規準開度D₀を設定するものを例示したが、具体的な規準開度D₀の開度特性は任意である。したがって、ウェストゲートバルブ１７のノーマルオープン特性やノーマルクローズ特性に関しては本件に必須の要素ではない。スロットルバルブ２６の開度特性についても同様である。

【符号の説明】

【0102】

１ エンジン制御装置
２ エンジン負荷判定部
３ モード選択部（モード選択手段）
４ ウェストゲート演算部
４ａ ウェストゲート開度設定部
４ｂ ウェストゲート制御部
４ｃ ずれ量算出部（算出手段）
５ スロットル演算部
５ａ スロットル開度設定部
５ｂ スロットル制御部
６ 点火演算部（点火時期制御手段）
６ａ 点火時期設定部
６ｂ 点火時期制御部
１５ 点火プラグ
１７ ウェストゲートバルブ
２６ スロットルバルブ
Ne 回転速度
Ec 充填効率
D ウェストゲート開度
TH スロットル開度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】