(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022183576
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】過給機付きエンジンの制御装置
(51)【国際特許分類】
F02B 37/18 20060101AFI20221206BHJP
【ＦＩ】
F02B37/18 B
F02B37/18 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021090976
(22)【出願日】2021-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100133916
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 興
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 竜大
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 賢一
(72)【発明者】
【氏名】末國 栄之介
(72)【発明者】
【氏名】上刎 慶幸
(72)【発明者】
【氏名】藤山 智彰
(72)【発明者】
【氏名】砂流 雄剛
【テーマコード（参考）】
3G005
【Ｆターム（参考）】
3G005EA04
3G005EA16
3G005FA13
3G005GA03
3G005GB28
3G005GC08
(57)【要約】
【課題】ウエストゲートバルブとこれを駆動する駆動装置との連結部分の過度な負荷がかかるのを抑制可能な過給機付きエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】ウエストゲートバルブを閉弁させる要求が出された場合、駆動手段によりウエストゲートバルブを開弁位置から閉弁位置に移動させ、且つ、移動後のウエストゲートバルブに駆動手段から付与される閉弁方向のトルクを所定の第１トルクに設定してウエストゲートバルブを開口部に押し付ける閉弁制御を実施し、閉弁制御の実施後、ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達した場合に、駆動手段からウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクを第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御を実施する。
【選択図】図８
【解決手段】ウエストゲートバルブを閉弁させる要求が出された場合、駆動手段によりウエストゲートバルブを開弁位置から閉弁位置に移動させ、且つ、移動後のウエストゲートバルブに駆動手段から付与される閉弁方向のトルクを所定の第１トルクに設定してウエストゲートバルブを開口部に押し付ける閉弁制御を実施し、閉弁制御の実施後、ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達した場合に、駆動手段からウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクを第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御を実施する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジン本体と、エンジン本体から排出された排気ガスが流通する排気通路と、排気通路に設けられたタービンを含むターボ過給機と、タービンよりも上流側の排気通路に形成された開口部と連通してタービンをバイパスするバイパス通路とを備えた過給機付きエンジンの制御装置であって、
前記開口部を開閉するウエストゲートバルブと、
前記ウエストゲートバルブを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記ウエストゲートバルブは、前記開口部の開口方向と交差する方向に延びる軸回りに回動して、前記開口部を前記バイパス通路の内側から塞ぐ閉弁位置と、前記開口部から離間して当該開口部を開放する開弁位置との間で変位するように、前記バイパス通路内に配設されており、
前記駆動手段は、前記ウエストゲートバルブを前記軸回りに回動させるように当該ウエストゲートバルブに連結されており、
前記制御手段は、
前記ウエストゲートバルブを閉弁させる要求が出された場合、前記駆動手段により前記ウエストゲートバルブを前記開弁位置から前記閉弁位置に移動させ、且つ、移動後の前記ウエストゲートバルブに前記駆動手段から付与される閉弁方向のトルクを所定の第１トルクに設定して前記ウエストゲートバルブを前記開口部に押し付ける閉弁制御を実施するとともに、
前記閉弁制御の実施後、前記ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達した場合に、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクを前記第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御を実施する、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記開口部を開閉するウエストゲートバルブと、
前記ウエストゲートバルブを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記ウエストゲートバルブは、前記開口部の開口方向と交差する方向に延びる軸回りに回動して、前記開口部を前記バイパス通路の内側から塞ぐ閉弁位置と、前記開口部から離間して当該開口部を開放する開弁位置との間で変位するように、前記バイパス通路内に配設されており、
前記駆動手段は、前記ウエストゲートバルブを前記軸回りに回動させるように当該ウエストゲートバルブに連結されており、
前記制御手段は、
前記ウエストゲートバルブを閉弁させる要求が出された場合、前記駆動手段により前記ウエストゲートバルブを前記開弁位置から前記閉弁位置に移動させ、且つ、移動後の前記ウエストゲートバルブに前記駆動手段から付与される閉弁方向のトルクを所定の第１トルクに設定して前記ウエストゲートバルブを前記開口部に押し付ける閉弁制御を実施するとともに、
前記閉弁制御の実施後、前記ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達した場合に、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクを前記第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御を実施する、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載の過給機付きエンジンの制御装置において、
前記第２トルクは、前記ウエストゲートバルブを前記閉弁位置に維持できる閉弁方向のトルクの最小値以上の値に設定されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記第２トルクは、前記ウエストゲートバルブを前記閉弁位置に維持できる閉弁方向のトルクの最小値以上の値に設定されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の過給機付きエンジンの制御装置において、
前記第１トルクは、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与可能な閉弁方向のトルクの最大値よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記第１トルクは、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与可能な閉弁方向のトルクの最大値よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の過給機付きエンジンの制御装置において、
前記ターボ過給機は、前記タービンを収容するタービンハウジングを備え、
前記開口部は前記タービンハウジングに形成されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記ターボ過給機は、前記タービンを収容するタービンハウジングを備え、
前記開口部は前記タービンハウジングに形成されている、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の過給機付きエンジンの制御装置において、
前記ウエストゲートバルブは、前記開口部を開閉するバルブ本体部と、当該バルブ本体部から前記軸に沿って延びるバルブシャフトとを有し、
前記駆動手段は、前記バルブシャフトの前記バルブ本体部と反対側の端部に溶接された連結部材と、当該連結部材を前記軸回りに回動させる回動部材とを有する、ことを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記ウエストゲートバルブは、前記開口部を開閉するバルブ本体部と、当該バルブ本体部から前記軸に沿って延びるバルブシャフトとを有し、
前記駆動手段は、前記バルブシャフトの前記バルブ本体部と反対側の端部に溶接された連結部材と、当該連結部材を前記軸回りに回動させる回動部材とを有する、ことを特徴とする過給機付き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、エンジン本体と、エンジン本体から排出された排気ガスが流通する排気通路と、排気通路に設けられたタービンを含むターボ過給機と、タービンよりも上流側の排気通路に形成された開口部と連通してタービンをバイパスするバイパス通路とを備えた過給機付きエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示されているように、ターボ過給機を有するエンジンにおいて、タービンをバイパスするバイパス通路と、これを開閉するウエストゲートバルブと、ウエストゲートバルブを開閉駆動する駆動手段とを有するものが知られている。
【0003】
特許文献１のエンジンでは、上記駆動手段が、モータと、モータによってスライド駆動されるロッドと、ロッドとウエストゲートバルブとを連結するリンク材とを備えている。そして、ロッドのスライド移動に伴ってリンク材が所定の軸回りに回動し、これと一体にウエストゲートバルブが回動することで、バイパス通路の下流端部であって排気通路に形成された開口部がウエストゲートバルブによって開閉されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－９６２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のような、ウエストゲートバルブが所定の軸回りに回動されるように駆動手段に連結されたエンジンにおいて、ウエストゲートバルブが、閉弁時にバイパス通路側から開口部を塞ぐように配設される場合がある。このような構成では、ウエストゲートバルブの閉弁時に、排気ガスからウエストゲートバルブにこれを開弁する方向のトルクが付与されることで、ウエストゲートバルブの閉弁が維持されないおそれがある。
【0006】
これに対して、駆動手段からウエストゲートバルブに閉弁方向について高いトルクを付与すれば閉弁を維持できる。しかし、駆動手段からウエストゲートバルブに単純に閉弁方向の高いトルクを付与すると、開口部がバイパス通路側に変位してウエストゲートバルブに加えられる開弁方向のトルクが増大したときに、ウエストゲートバルブと駆動手段（特許文献１におけるリンク材）との連結部分に過度な負荷がかかるおそれがある。
【0007】
具体的に、駆動手段からウエストゲートバルブに閉弁方向の高いトルクが加えられている状態で、これと反対方向の高いトルクがウエストゲートバルブに加えられると、連結部分の駆動手段側とウエストゲートバルブ側とに互いに反対方向の高いトルクがかかることになる。そのため、連結部分にかかる負荷が大きくなってしまう。
【0008】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、ウエストゲートバルブとこれを駆動する駆動装置との連結部分に過度な負荷がかかるのを抑制できる過給機付きエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジン本体と、エンジン本体から排出された排気ガスが流通する排気通路と、排気通路に設けられたタービンを含むターボ過給機と、タービンよりも上流側の排気通路に形成された開口部と連通してタービンをバイパスするバイパス通路とを備えた過給機付きエンジンの制御装置であって、前記開口部を開閉するウエストゲートバルブと、前記ウエストゲートバルブを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記ウエストゲートバルブは、前記開口部の開口方向と交差する方向に延びる軸回りに回動して、前記開口部を前記バイパス通路の内側から塞ぐ閉弁位置と、前記開口部から離間して当該開口部を開放する開弁位置との間で変位するように、前記バイパス通路内に配設されており、前記駆動手段は、前記ウエストゲートバルブを前記軸回りに回動させるように当該ウエストゲートバルブに連結されており、前記制御手段は、前記ウエストゲートバルブを閉弁させる要求が出された場合、前記駆動手段により前記ウエストゲートバルブを前記開弁位置から前記閉弁位置に移動させ、且つ、移動後の前記ウエストゲートバルブに前記駆動手段から付与される閉弁方向のトルクを所定の第１トルクに設定して前記ウエストゲートバルブを前記開口部に押し付ける閉弁制御を実施するとともに、前記閉弁制御の実施後、前記ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達した場合に、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクを前記第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御を実施する、ことを特徴とするものである（請求項１）。
【0010】
本発明では、ウエストゲートバルブの閉弁後に、駆動手段からウエストゲートバルブに閉弁方向の第１トルクが付与されてウエストゲートバルブが開口部に押し付けられる。そのため、ウエストゲートバルブの閉弁を維持できる。
【0011】
ただし、この構成では、ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定時間以上になると、ウエストゲートバルブと駆動装置との連結部分に過度な負荷がかかるおそれがある。具体的に、ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定時間以上になると過給圧の上昇に伴って排気ガスが高温になる。高温の排気ガスに晒されると排気通路（タービン本体に向かう排気ガスが流通する部分）が熱膨張して開口部がバイパス通路側に変位する可能性がある。そのため、ウエストゲートバルブに加えられる開弁方向のトルクが増大することで、ウエストゲートバルブと駆動装置との連結部分にかかる負荷が過大になるおそれがある。
【0012】
これに対して、本発明では、ウエストゲートバルブの閉弁継続時間が所定の判定時間に達すると、駆動手段からウエストゲートバルブに付与される閉弁方向のトルクが上記の第１トルクからこれよりも小さい第２トルクに減じるトルク低減制御が実施される。そのため、上記連結部分の駆動手段側にかかる閉弁方向のトルクを小さくできる。従って、連結部分に過度な負荷がかかるのを抑制でき、当該連結部分の損傷を抑制できる。
【0013】
前記構成において、好ましくは、前記第２トルクは、前記ウエストゲートバルブを前記閉弁位置に維持できる閉弁方向のトルクの最小値以上の値に設定されている（請求項２）。
【0014】
この構成によれば、上記のように駆動装置とウエストゲートバルブとの連結部分に過度な負荷がかかるのを抑制しつつ、ウエストゲートバルブの閉弁を確実に維持できる。
【0015】
前記構成において、好ましくは、前記第１トルクは、前記駆動手段から前記ウエストゲートバルブに付与可能な閉弁方向のトルクの最大値よりも小さい値に設定されている（請求項３）。
【0016】
この構成によれば、閉弁継続時間が判定時間未満の場合においても、上記連結部分にかかる負荷を小さく抑えることができ、当該連結部分の損傷を確実に防止できる。
【0017】
タービンハウジングは、ウエストゲートバルブが全閉時に全ての排気ガスが導入されることで熱膨張しやすい。
【0018】
これより、前記ターボ過給機が、前記タービンを収容するタービンハウジングを備え、前記開口部が前記タービンハウジングに形成されている構成において、本発明が適用されれば、上記連結部分の負荷を効果的に小さくできる（請求項４）。
【0019】
また、上記のように本発明では上記連結部分の負荷を小さくすることができる。そのため、前記ウエストゲートバルブが、前記開口部を開閉するバルブ本体部と、当該バルブ本体部から前記軸に沿って延びるバルブシャフトとを有し、前記駆動手段が、前記バルブシャフトの前記本体部と反対側の端部に溶接された連結部材と、当該連結部材を前記軸回りに回動させる回動部材とを有する構成に本発明を適用すれば、バルブシャフトと連結部材との溶接領域を小さくすることが可能になる（請求項５）。
【発明の効果】
【0020】
以上説明したように、本発明の過給機付きエンジンの制御装置によれば、ウエストゲートバルブとこれを駆動する駆動装置との連結部分の過度な負荷がかかるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンの構成を示した図である。
【図2】ターボ過給機の概略側面図である。
【図3】タービンの概略正面図である。
【図7】エンジンの制御系統を示したブロック図である。
【図8】ウエストゲートバルブの制御手順を示したフローチャートである。
【図9】ウエストゲートバルブを全閉にしたときの各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。
【図10】タービンハウジングが熱膨張したときにウエストゲートバルブとリンクプレートにかかるトルクを説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
（エンジンの全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図である。エンジンは、燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路５０と、エンジン本体１から排出された排気ガスが流通する排気通路６０とを備える。また、エンジンは、過給機付きエンジンであり、排気通路６０を通過する排気ガスにより駆動されるターボ過給機７０を備える。つまり、エンジンは、排気通路６０に設けられて排気により駆動されるタービン８１と、吸気通路５０に設けられてタービン８１により回転駆動されて吸気を過給するコンプレッサ９１とを有する。このエンジンは、自動車等の車両に、走行用の動力源等として搭載される。
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図である。エンジンは、燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路５０と、エンジン本体１から排出された排気ガスが流通する排気通路６０とを備える。また、エンジンは、過給機付きエンジンであり、排気通路６０を通過する排気ガスにより駆動されるターボ過給機７０を備える。つまり、エンジンは、排気通路６０に設けられて排気により駆動されるタービン８１と、吸気通路５０に設けられてタービン８１により回転駆動されて吸気を過給するコンプレッサ９１とを有する。このエンジンは、自動車等の車両に、走行用の動力源等として搭載される。
【0023】
エンジン本体１は、図１の紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒２ａ（図１ではそのうちの一つのみを示す）を有する直列多気筒型のものである。エンジン本体１は、複数の気筒２ａが形成されたシリンダブロック２と、各気筒２ａの上端開口を塞ぐシリンダヘッド３と、各気筒２ａにそれぞれ収容された複数のピストン４とを備える。なお、本実施形態では、シリンダブロック２からシリンダヘッド３に向かう側を上、その逆を下として扱うが、これは説明の便宜のためであって、エンジンの据付姿勢を限定する趣旨ではない。
【0024】
各気筒２ａのピストン４の上方には、それぞれ燃焼室５が区画されている。燃焼室５には、後述するインジェクタ１０からの噴射によって燃料が供給される。供給された燃料と空気との混合気は燃焼室５で燃焼し、当該燃焼による膨張力を受けてピストン４は上下方向に往復運動する。
【0025】
シリンダブロック２の下部（ピストン４の下方）には、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸１３が設けられている。クランク軸１３は、ピストン４と連結されておりピストン４の往復運動（上下運動）に応じてその中心軸回りに回転する。シリンダブロック２には、クランク軸１３の回転数であるエンジン回転数を検出するクランク角センサＳＮ１が取り付けられている。
【0026】
シリンダヘッド３には、燃焼室５と連通する吸気ポート６および排気ポート７が、それぞれ気筒２ａごとに形成されている。また、シリンダヘッド３には、吸気ポート６を開閉する吸気弁８、排気ポート７を開閉する排気弁９、燃焼室５に燃料を噴射するインジェクタ１０、および、混合気に点火を行う点火プラグ１１の組合せが、それぞれ気筒２ａごとに装備されている。
【0027】
吸気通路５０は、各気筒２ａの吸気ポート６と連通するようにシリンダヘッド３の一側面に接続されている。吸気通路５０には、その上流側から順に、エアクリーナ５１、ターボ過給機７０のコンプレッサ９１、スロットル弁５２、インタークーラ５３、およびサージタンク５４が配置されている。エアクリーナ５１は、吸気中の異物を除去するフィルターである。スロットル弁５２は、吸気通路５０を流通する吸気の流量を調整可能なバルブである。インタークーラ５３は、ターボ過給機７０（コンプレッサ９１）により圧縮された吸気を冷却する熱交換器である。サージタンク５４は、各気筒２ａに吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。吸気通路５０のエアクリーナ５１とコンプレッサ９１の間の部分には、当該部分を通過する吸気の流量を検出するエアフロ―センサＳＮ２が取り付けられている。サージタンク５４には、サージタンク５４内の圧力つまりコンプレッサ９１で過給された後の吸気の圧力である過給圧を検出する過給圧センサＳＮ３が取り付けられている。
【0028】
排気通路６０は、各気筒２ａの排気ポート７と連通するようにシリンダヘッド３の一側面（吸気通路５０と反対側の面）に接続されている。排気通路６０には、上流側から順に、ターボ過給機７０のタービン８１と、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒装置６１が設けられている。
【0029】
（ターボ過給機）
ターボ過給機７０は、タービン８１を含むタービンユニット８０と、コンプレッサ９１を含むコンプレッサユニット９０とを備える。
ターボ過給機７０は、タービン８１を含むタービンユニット８０と、コンプレッサ９１を含むコンプレッサユニット９０とを備える。
【0030】
タービンユニット８０は、タービン８１と、タービン８１を収容するタービンハウジング８２とを有する。タービン８１は、ラジアルタービンであり、外周に複数の羽根を有してこれら羽根に排気ガスが衝突することで回転する。以下では、タービン８１つまりいわゆるタービンインペラをタービン本体８１という。コンプレッサユニット９０は、コンプレッサ９１と、コンプレッサ９１を収容するコンプレッサハウジング９２とを有する。コンプレッサ９１も、外周に複数の羽根を有している。なお、ターボ過給機７０は、さらに、タービン本体８１とコンプレッサ９１とを連結する連結軸７１と、連結軸７１を収容するセンターハウジング７２とを有している。
【0031】
図２は、ターボ過給機７０の概略側面図である。図２に示すように、ターボ過給機７０は、タービンハウジング８２とコンプレッサハウジング９２とがセンターハウジング７２を挟んで一列に並ぶように配設されている。以下では、この並び方向であって連結軸７１の軸方向を左右方向といい、タービンハウジング８２側を右として説明を行う。また、以下の説明では、図２の上下方向を単に上下方向として説明を行うとともに、図２の紙面と直交する方向（上下方向および左右方向と直交する方向）を前後方向とし、図２紙面の手前側を前として説明を行う。
【0032】
図３は、タービンユニット８０の概略正面図（右側から見た図）である。なお、図３では、タービン本体８１の図示は省略している。タービンハウジング８２は、タービンユニット８０よりも上流側の排気通路６０に接続されてタービンハウジング８２内に排気ガスを導入するための導入部８３と、タービン本体８１の外周に沿って延びてタービン本体８１をその全周にわたって囲むタービンスクロール部８４と、タービンユニット８０よりも下流側の排気通路６０に接続されてタービンハウジング８２内から排気ガスを導出するための導出部８５とを有する。これら導入部８３、タービンスクロール部８４および導出部８５とは、互いに一体に形成されている。タービンハウジング８２は、例えば、鋳造製である。なお、図１に示すように、本実施形態のタービンユニット８０は、ツインスクロール式タービンであり、タービンスクロール部８４は左右方向について２つの通路に区画されている。
【0033】
タービンスクロール部８４は、タービンハウジング８２の左側部分に設けられている。タービンスクロール部８４の内周側には、タービン本体８１が収容されるタービン本体収容部８４ａが区画されている。
【0034】
導入部８３は、左右方向についてタービンスクロール部８４の右方に位置しており、タービンハウジング８２の右側部分の下部において後方に開口している。導入部８３は、その開口端からタービンハウジング８２の前部の上下方向の中央付近に向かって延びており、この付近でタービンスクロール部８４につながっている。導入部８３は、タービン本体収容部８４ａの外周に沿うように設けられており、前斜め下方に膨張するような湾曲した形状を有している。
【0035】
導出部８５は、その下部を構成して導入部８３の右側壁８３ａから右方に延びる第１導出部８６と、導出部８５の上部を構成してタービンスクロール部８４（タービンスクロール部８４のうち正面視で導入部８３と重複しない部分）から右方に延びる第２導出部８７とで構成されている。導出部８５は、第１導出部８６と第２導出部８７とによって、正面視で上下方向に延びる略楕円形の空間を区画している。
【0036】
導出部８５の上部であって主として第２導出部８７を構成する部分の内側空間は、タービン本体収容部８４ａと連通しており、タービン本体８１を通過した排気ガスは導出部８５に導入され、その後、タービンユニット８０よりも下流側の排気通路６０に流入する。
【0037】
導入部８３の右側壁８３ａのうち第１導出部８６の内壁を構成する部分には、これの表裏を貫通する開口部８８が設けられている。この開口部８８を介して導入部８３と導出部８５とは連通している。本実施形態では、開口部８８は円形を呈している。
【0038】
導入部８３はタービン本体８１よりも上流側に位置し、導出部８５はタービン本体８１よりも下流側に位置しており、開口部８８は、排気通路６０のうちタービン本体８１よりも上流側の部分と下流側の部分とを連通している。後述するウエストゲートバルブ２０が開弁して開口部８８が開放されている状態では、導入部８３に導入された排気ガスの一部は、タービンスクロール部８４およびタービン本体８１を通らずに開口部８８を通って導出部８５に導入され、その後、タービンユニット８０よりも下流側の排気通路６０に導出される。これより、本実施形態では、導出部８５が、開口部８８と連通してタービン本体８１をバイパスするバイパス通路として機能する。つまり、本実施形態では、この導出部８５が請求項の「バイパス通路」に相当する。
【0039】
（ウエストゲートバルブおよび駆動装置）
エンジンには、開口部８８を開閉可能なウエストゲートバルブ２０と、これを開閉駆動するウエストゲートバルブ駆動装置３０が設けられている。以下では、ウエストゲートバルブ駆動装置３０をＷＧ駆動装置３０という。
エンジンには、開口部８８を開閉可能なウエストゲートバルブ２０と、これを開閉駆動するウエストゲートバルブ駆動装置３０が設けられている。以下では、ウエストゲートバルブ駆動装置３０をＷＧ駆動装置３０という。
【0040】
【0041】
バルブ本体部２１は、開口部８８の開口縁８８ａに対応した円盤状を有して開口部８８を開閉するバルブヘッド２２と、バルブヘッド２２の表面から突出するヘッド支持部２３とを有する。図３に示すように、ヘッド支持部２３は、バルブヘッド２２に対してその中心からずれた位置に設けられている。バルブシャフト２４は、円柱状を有し、ヘッド支持部２３の先端部からバルブヘッド２２の表面と平行に延びている。本実施形態では、バルブシャフト２４は円筒状のカバー部材２５により覆われている。
【0042】
ウエストゲートバルブ２０は、ＷＧ駆動装置３０によってバルブシャフト２４の中心軸Ｘ１回りに回動されることで開口部８８を開閉する。ウエストゲートバルブ２０は、導出部８５内において開口部８８を開閉するように、つまり、導出部８５内において、これの内側から開口部８８を塞ぐ閉弁位置と開口部８８から離間して開口部８８を開放する開弁位置との間で変位するように、タービンハウジング８２に支持されている。具体的に、タービンハウジング８２（導出部８５）には取付孔８５ａが形成されており、バルブシャフト２４がこの取付孔８５ａ内に挿通されることで、ウエストゲートバルブ２０はタービンハウジング８２に支持されている。また、ウエストゲートバルブ２０は、バルブシャフト２４の中心軸Ｘ１が開口部８８の開口方向（図４の鎖線Ｘ２に沿う方向）と略直交し、且つ、バルブシャフト２４の中心軸Ｘ１回りに回動する状態で、タービンハウジング８２に支持されている。
【0043】
ウエストゲートバルブ２０が全閉の状態では、エンジン本体１から排出されて導入部８３に導入された排気ガスはすべてタービン本体８１を通過してこれを回転駆動する。一方、上記のように、ウエストゲートバルブ２０が開弁している状態では、導入部８３に導入された排気ガスの一部はタービン本体８１をバイパスして導出部８５に導出される。そして、このタービン本体８１をバイパスする排気ガスの流量はウエストゲートバルブ２０の開度によって変更される。これより、排気ガスがタービン本体８１を回転させる力および過給圧は、ウエストゲートバルブ２０の開度によって変更される。なお、以下では、ウエストゲートバルブ２０が全閉のときの開度を０とする。また、ウエストゲートバルブ２０の開度を開き側にすることを開度を大きくする（増大する）といい、ウエストゲートバルブ２０の開度を閉じ側にすることを開度を小さくする（低減する）という。
【0044】
図４に示すように、本実施形態では、開口部８８の開口縁８８ａであってバルブヘッド２２が着座する着座部８８ａはテーパ状を有し、導出部８５側の方が導入部８３側よりも径が大きくなっている。そして、バルブヘッド２２の開口部８８側の周面も、ヘッド支持部２３に近い側の方が（全閉位置にある状態で導出部８５側に位置する部分の方が）遠い側よりも（導入部８３側よりも）径が大きいテーパ状とされて、テーパ状の着座部８８ａの途中部に着座するようになっている。これより、本実施形態では、ウエストゲートバルブ２０の開度変化に対するバルブ開口面積の変化量が小さく抑えられて、タービン本体８１をバイパスする排気ガスの流量ひいては過給圧を細かく変更できるようになっている。
【0045】
ＷＧ駆動装置３０は、電動アクチュエータ３１と、リンクアーム部３４と、リンクプレート３７と、ＷＧポジションセンサＳＮ４とを有する。なお、ＷＧ駆動装置３０は請求項の「駆動手段」に相当し、電動アクチュエータ３１とリンクアーム部３４とは請求項の「回動部材」に相当し、リンクプレート３７は請求項の「連結部材」に相当する。
【0046】
電動アクチュエータ３１は、モータ３２と、モータ３２によってスライド駆動されるロッド３３とを含む。ＷＧポジションセンサＳＮ４は、ロッド３３の位置を検出するセンサである。電動アクチュエータ３１は、モータ３２に供給される電流の向きによってロッド３３の移動方向を切り替えられるように構成されている。また、電動アクチュエータ３１は、モータ３２に印加される電圧のＯＮとＯＦＦの割合であるＤＵＴＹ比に応じてモータ３２からロッド３３に付与される力が変化するように構成されており、このＤＵＴＹ比の変更によってロッド３３の移動スピードやロッド３３の位置を変更できるようになっている。具体的には、ＤＵＴＹ比が大きくなるとモータ３２からロッド３３に付与される力は大きくなる。なお、以下の説明および図面では、電動アクチュエータ３１のモータ３２をＷＧモータ３２と表し、ＷＧモータ３２に印加される電圧のＤＵＴＹ比を駆動ＤＵＴＹという。また、以下の説明および図面では、電動アクチュエータ３１のモータ３２をＷＧモータ３２と記す。なお、ＷＧモータ３２としては、例えば、サーボ式のＤＣモータを用いることができる。
【0047】
電動アクチュエータ３１は、ロッド３３がＷＧモータ３２から右方に突出してこれが左右方向に往復動するようにコンプレッサハウジング９２に支持されている。
【0048】
リンクアーム部３４は、ロッド３３の先端（右端部）に連結されてこれから右方に延びる第１リンクアーム部３５と、第１リンクアーム部３５の右端部に連結されてこれから右方に延びる第２リンクアーム部３６とを有する。リンクアーム部３４は、ロッド３３の移動に伴って左右方向に移動するように、ロッド３３に連結されている。
【0049】
リンクプレート３７は、第２リンクアーム部３６の右端部に連結されている。具体的に、リンクプレート３７は、上下方向に延びる略長方形の板状を呈し、リンクプレート３７の下端部に第２リンクアーム部３６の右端部が連結されている。
【0050】
バルブシャフト２４は、リンクプレート３７の上端部にこれと一体に移動するように連結されている。具体的に、リンクプレート３７の上端部にはこれの表裏を貫通する貫通孔３７ａが形成されている。バルブシャフト２４の軸方向の一方端であってヘッド支持部２３と反対側の端部２４ａには、他の部分に比べて径が小さくされた取付部２４ａが設けられている。バルブシャフト２４は、その取付部２４ａがリンクプレート３７の貫通孔３７ａに挿通されて、取付部２４ａとリンクプレート３７の貫通孔３７ａの周囲の部分とが溶接されることで、リンクプレート３７に連結されている。つまり、バルブシャフト２４の取付部２４ａの周囲には溶接部Ｗが形成されており、この溶接部Ｗによってバルブシャフト２４とリンクプレート３７とは連結されている。
【0051】
本実施形態では、上記のように、バルブヘッド２２がテーパ状とされてテーパ状の着座部８８ａの途中部に着座するように構成されている。そのため、バルブヘッド２２の径方向の寸法と着座部８８ａの寸法とにずれが生じるとウエストゲートバルブ２０を全閉位置に移動させてもバルブヘッド２２が着座部８８ａに適切に着座せず、これらの隙間から排気ガスが漏れるおそれがある。これより、本実施形態では、バルブヘッド２２の寸法について高い精度が求められ、この高い精度が実現されるように、バルブシャフト２４とリンクプレート３７とはレーザー溶接により溶接されている。ここで、レーザー溶接では、溶接長が長いと溶接精度を出しにくいことから、溶接長を短くする必要がある。これより、バルブシャフト２４の径は、比較的小さくされている。
【0052】
ＷＧ駆動装置３０は、ロッド３３を左右方向に移動させることで、ウエストゲートバルブ２０をバルブシャフト２４の中心軸Ｘ１回り回動して開口部８８を開閉させる。以下では、バルブシャフト２４の中心軸Ｘ１を回動軸Ｘ１という。
【0053】
図５、図６を用いて具体的に説明する。図５および図６の各（ａ）の図はタービンユニット８０の底面図であり、各（ｂ）の図は、各（ａ）の図を図３のＶ－Ｖ線を通る面で切断したときの概略断面図である。図５（ａ）に示す状態から、ロッド３３が左方に移動すると（ＷＧモータ３２側に引き込まれると）、矢印Ｙ１に示すように第２リンクアーム部３６も左方に移動して図６（ａ）に示す状態になる。第２リンクアーム部３６が左方に移動すると、図５（ａ）の矢印Ｙ２に示すようにリンクプレート３７はその下端部が左方に移動するように回動軸Ｘ１回りに回動する。つまり、下から見て、リンクプレート３７は時計回りに回動する。上記のように、リンクプレート３７とバルブシャフト２４とは一体に移動する。これより、バルブシャフト２４つまりウエストゲートバルブ２０も、図５（ｂ）の矢印Ｙ３に示すように回動軸Ｘ１を中心として下から見て時計回りに回動する。これにより、ウエストゲートバルブ２０の開度は低減される。図６では、ウエストゲートバルブ２０は開口部８８を塞ぐ閉弁位置まで回動されてその開度は０とされている。ウエストゲートバルブ２０を開弁させる場合およびその開度を増大させる場合は、上記とは逆の方向に各部が移動させられる。つまり、ロッド３３およびリンクアーム部３４が右方に移動し、これによって、リンクプレート３７とバルブシャフト２４とが回動軸Ｘ１を中心として下から反時計回りに回動するとウエストゲートバルブ２０の開度は増大する。
【0054】
以下では、ロッド３３、リンクアーム部３４、リンクプレート３７およびウエストゲートバルブ２０の移動方向について、ウエストゲートバルブ２０の開度が増大する方向を開弁方向という。つまり、本実施形態では、ロッド３３およびリンクアーム部３４については右方向を開弁方向といい、リンクプレート３７およびウエストゲートバルブ２０については下から見て時計回りの方向を開弁方向という。また、各部の移動方向について開弁方向と逆の方向であってウエストゲートバルブ２０を閉弁する方向（ウエストゲートバルブ２０の開度が減少する方向）を閉弁方向という。
【0055】
（ウエストゲートバルブの制御）
次に、ウエストゲートバルブ２０の制御について説明する。図７はエンジンの制御系を示したブロック図である。インジェクタ１０、点火プラグ１１、スロットル弁５２、ウエストゲートバルブ２０等のエンジンの各部は、車両に搭載されたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ等から構成されるマイクロプロセッサである。ＥＣＵ１００には、ウエストゲートバルブ２０の開度を調整して過給圧を制御する過給圧制御部１０１が機能的に設けられている。この過給圧制御部１０１は、請求項の「制御手段」の一例に該当する。
次に、ウエストゲートバルブ２０の制御について説明する。図７はエンジンの制御系を示したブロック図である。インジェクタ１０、点火プラグ１１、スロットル弁５２、ウエストゲートバルブ２０等のエンジンの各部は、車両に搭載されたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ等から構成されるマイクロプロセッサである。ＥＣＵ１００には、ウエストゲートバルブ２０の開度を調整して過給圧を制御する過給圧制御部１０１が機能的に設けられている。この過給圧制御部１０１は、請求項の「制御手段」の一例に該当する。
【0056】
ＥＣＵ１００には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、過給圧センサＳＮ３、ＷＧポジションセンサＳＮ４と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル（不図示）の開度を検出するアクセル開度センサＳＮ５が設けられており、これの検出結果もＥＣＵ１００に入力される。
【0057】
図８は、ＥＣＵ１００（過給圧制御部１０１）により実施されるウエストゲートバルブ２０の制御手順を示したフローチャートである。
【0058】
まず、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１にて、センサＳＮ１～ＳＮ５等により検出されたエンジン回転数等の各種情報を読み込む。上記のように、ウエストゲートバルブ２０の開度はロッド３３の位置によって変化する。これより、ステップＳ１にて、ＥＣＵ１００は、ＷＧポジションセンサＳＮ４により検出されたロッド３３の位置から現在のウエストゲートバルブ２０の開度を逐次算出する。以下では、適宜、ＷＧポジションセンサＳＮ４の検出値に基づいて算出された現在のウエストゲートバルブ２０の開度を実バルブ開度という。
【0059】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２にて、過給圧の目標値である目標過給圧を設定する。ＥＣＵ１００は、エンジンの運転状態に基づいて目標過給圧を設定する。例えば、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＮ５により検出されたアクセルペダルの開度とクランク角センサＳＮ１により検出されたエンジン回転数等からエンジン負荷を算出して、算出したエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて目標過給圧を設定する。
【0060】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３にて、ウエストゲートバルブ２０を閉弁させる（全閉にする）要求である全閉要求があるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１００は、過給圧センサＳＮ３により検出された現在の過給圧に対してステップＳ２で設定した目標過給圧が所定値以上大きい場合に、全閉要求があると判定する。なお、この判定に代えて、あるいは、加えて、エンジン回転数とエンジン負荷に基づき、予め設定された運転領域でエンジンが運転されている場合に全閉要求があると判定してもよい。
【0061】
ステップＳ３の判定がＮＯであって全閉要求がない場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６に進み、ステップＳ２で設定した目標過給圧に基づいてＷＧモータ３２の駆動ＤＵＴＹを調整する。具体的に、ＥＣＵ１００は、目標過給圧に基づき、ウエストゲートバルブ２０の開度の目標値である目標バルブ開度を設定する。そして、実バルブ開度が目標バルブ開度になるようにＷＧモータ３２の駆動ＤＵＴＹを設定する。なお、ステップＳ６では、駆動ＤＵＴＹと合わせてＷＧモータ３２の通電電流の向きも設定される。具体的に、目標過給圧が過給圧センサＳＮ３により検出された現在の過給圧よりも高い場合、ＷＧモータ３２の通電電流の向きはロッド３３が閉弁方向に移動する向きに設定され、目標過給圧が現在の過給圧よりも高い場合は上記とは逆の向きに設定される。なお、以下では、ＷＧモータ３２の通電電流の向きのうち、ロッド３３を閉弁方向に移動させる向きを、閉弁向きといい、逆向きを開弁向きという。このように駆動ＤＵＴＹおよび通電電流の向きを設定した後は、ＥＣＵ１００は、これらが実現されるようにＷＧ駆動装置３０に指令を出す。
【0062】
一方、ステップＳ３の判定がＹＥＳであって全閉要求がある場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４にて、ウエストゲートバルブ２０が全閉であるか否かを判定する。
【0063】
ステップＳ４の判定がＮＯであってウエストゲートバルブ２０が開弁している場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７にて、ＷＧモータ３２の駆動ＤＵＴＹをまず第１ＤＵＴＹにし、その後、第１ＤＵＴＹよりも小さい第２ＤＵＴＹに低減する。第１ＤＵＴＹおよび第２ＤＵＴＹは予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。なお、ステップＳ７にて、ＥＣＵ１００は、ＷＧモータ３２の通電電流の向きを閉弁向きにする。
【0064】
第２ＤＵＴＹは、ウエストゲートバルブ２０を全閉にしてそれを維持できる駆動ＤＵＴＹの最小値である基準ＤＵＴＹよりも大きい値に設定されている。
【0065】
具体的に、図６（ｂ）に示すように、ウエストゲートバルブ２０が全閉のとき、ウエストゲートバルブ２０のバルブヘッド２２には導入部８３内の排気ガスから圧力Ｆ１が加えられ、ウエストゲートバルブ２０には排気ガスから開弁方向のトルクＴ１（以下、排ガス押圧トルクＴ１という）が付与される。そのため、ウエストゲートバルブ２０を全閉にしそれを維持するためには、ＷＧ駆動装置３０からウエストゲートバルブ２０に上記の排ガス押圧トルクＴ１に抗する閉弁方向のトルクを付与せねばならない。つまり、ＷＧモータ３２からロッド３３およびリンクアーム部３４に閉弁方向の力Ｆ２を付与し、これによってリンクプレート３７を介してウエストゲートバルブ２０に閉弁方向のトルクＴ２を付与するとともに、このトルクＴ２を排ガス押圧トルクＴ１以上にする必要がある。基準ＤＵＴＹは、このトルクＴ２（ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルク）を排ガス押圧トルクＴ１以上にできる駆動ＤＵＴＹの最小値であり、トルクＴ２が排ガス押圧トルクＴ１と同じとなるときの駆動ＤＵＴＹの値である。
【0066】
第２ＤＵＴＹがこのように設定されていることで、ステップＳ７において駆動ＤＵＴＹが第２ＤＵＴＹよりも大きい第１ＤＵＴＹとされてその後第２ＤＵＴＹとされると、ウエストゲートバルブ２０は全閉とされる。また、第１ＤＵＴＹから第２ＤＵＴＹに切り替えられることで、ウエストゲートバルブ２０を早期に全閉にしつつウエストゲートバルブ２０が着座部８８ａに勢いよく衝突するのが回避される。具体的に、駆動ＤＵＴＹが比較的大きい第１ＤＵＴＹとされることでウエストゲートバルブ２０の開度は早期に全閉に近い開度まで低減される。そして、その後、駆動ＤＵＴＹが比較的小さい第２ＤＵＴＹとされることで、全閉に至るまでのウエストゲートバルブ２０の移動速度が小さく抑えられてウエストゲートバルブ２０が勢いよく着座部８８ａに衝突するのが回避される。
【0067】
第１ＤＵＴＹおよび第２ＤＵＴＹは、予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。なお、上記のように第２ＤＵＴＹは第１ＤＵＴＹよりも小さい値であり、第２ＤＵＴＹは１００％よりも小さい値に設定される。例えば、基準ＤＵＴＹが１０％程度であるのに対して、第２ＤＵＴＹは４５％に設定され、第１ＤＵＴＹは１００％に設定される。
【0068】
図８に戻り、ステップＳ４の判定がＹＥＳであってウエストゲートバルブ２０が既に全閉の場合、ステップＳ５にて、ＥＣＵ１００は、ウエストゲートバルブ２０の全閉継続時間（ウエストゲートバルブ２０が継続して全閉である時間）が判定時間以上であるか否かを判定する。具体的に、ＥＣＵ１００はタイマー機能を有しており、実バルブ開度の変化に基づいてウエストゲートバルブ２０が開弁している状態から全閉になったことを検知するとタイマーをオンにし、このタイマーの値に基づいてステップＳ５の判定を行う。判定時間は、予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。例えば、判定時間は２００ｍｓに設定される。
【0069】
ステップＳ５の判定がＮＯであって、全閉継続時間が判定時間未満の場合、ステップＳ８にて、ＥＣＵ１００は、駆動ＤＵＴＹを第２ＤＵＴＹにする。上記のように、本実施形態ではウエストゲートバルブ２０が全閉になるときの駆動ＤＵＴＹも第２ＤＵＴＹであり、ウエストゲートバルブ２０が全閉になってから全閉継続時間が判定時間に到達するまでの間、駆動ＤＵＴＹは第２ＤＵＴＹに維持されることになる。なお、ステップＳ５においてもステップＳ７と同様に、ＷＧモータ３２の通電電流は閉弁向きとされる。第２ＤＵＴＹは基準ＤＵＴＹよりも大きい値である。これより、ステップＳ８において、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクＴ２は排ガス押圧トルクＴ１よりも大きい所定の第１トルクＴｘとされ、ウエストゲートバルブ２０は着座部８８ａに押し付けられる。
【0070】
上記のステップＳ７、Ｓ８は、請求項の「閉弁制御」に相当する。つまり、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７、Ｓ８において、ウエストゲートバルブ２０を開弁位置から閉弁位置に移動させ、且つ、移動後のウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクＴ２を、排ガス押圧トルクＴ１よりも大きい第１トルクＴｘに設定してウエストゲートバルブ２０を開口部８８に押し付ける閉弁制御を実施する。
【0071】
ステップＳ５に戻り、ステップＳ５の判定がＹＥＳであって全閉継続時間が判定時間以上の場合、ステップＳ９にて、ＥＣＵ１００は、駆動ＤＵＴＹを第２ＤＵＴＹよりも小さいトルク低減用ＤＵＴＹにする。トルク低減用ＤＵＴＹは予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。上記のように、ウエストゲートバルブ２０が全閉となってから全閉継続時間が判定時間に到達するまでの間、駆動ＤＵＴＹは第２ＤＵＴＹとされている。これより、全閉継続時間が判定時間以上になると、駆動ＤＵＴＹは低減されることになる。駆動ＤＵＴＹが低減されると、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクＴ２は、上記の第１トルクＴｘからこれよりも小さい第２トルクＴｙに低減される。このステップＳ９は、請求項の「トルク低減制御」に相当する。つまり、ステップＳ９では、ＥＣＵ１００は、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクを、駆動ＤＵＴＹが第２ＤＵＴＹのときの第１トルクＴｘからこれよりも小さい第２トルクＴｙに低減するトルク低減制御を実施する。
【0072】
本実施形態では、トルク低減用ＤＵＴＹは基準ＤＵＴＹ以上の値に設定されて、第２トルクＴｙは排ガス押圧トルクＴ１以上とされる。これにより、ステップＳ９の実施後もウエストゲートバルブ２０は全閉に維持される。例えば、基準ＤＵＴＹが１０％、第２ＤＵＴＹが４５％であるのに対して、トルク低減用ＤＵＴＹは２５％に設定される。
【0073】
図９は、ウエストゲートバルブ２０が開弁している状態で全閉要求が出されたときの、駆動ＤＵＴＹと、ウエストゲートバルブ２０の開度と、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクの時間変化の一例を示したタイムチャートである。図９の例では、時刻ｔ１にて全閉要求が出される。これに伴い、時刻ｔ１にて駆動ＤＵＴＹは第１ＤＵＴＹとされる。駆動ＤＵＴＹが第１ＤＵＴＹとされることで、ウエストゲートバルブ２０には閉弁方向の高いトルクが付与され、ウエストゲートバルブ２０の開度は早期に低下していく。その後、時刻ｔ２にて駆動ＤＵＴＹは第２ＤＵＴＹに切り替えられる。これにより、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクは第１トルクＴｘに低減され、ウエストゲートバルブ２０の開度は緩やかに低下し、時刻ｔ３にて全閉になる。図９の例では時刻ｔ３以降も全閉要求が継続して出されており、時刻ｔ３後も、駆動ＤＵＴＹが第２ＤＵＴＹに維持されてウエストゲートバルブ２０は全閉に維持される。また、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクも第１トルクＴｘに維持される。そして、時刻ｔ３から判定時間が経過すると、つまり全閉継続時間が判定時間に到達すると、その時点ｔ４にて、駆動ＤＵＴＹはトルク低減用ＤＵＴＹに低減され、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクが第２トルクＴｙに低減される。
【0074】
（作用等）
以上のように、本実施形態では、全閉要求が出されてウエストゲートバルブ２０が全閉にされた後も、ウエストゲートバルブ２０には、排ガス押圧トルクＴ１よりも大きい閉弁方向の第１トルクＴｘが付与されてウエストゲートバルブ２０が開口部８８に押し付けられる。そのため、排ガス押圧トルクＴ１に抗してウエストゲートバルブ２０を確実に全閉に維持できる。
以上のように、本実施形態では、全閉要求が出されてウエストゲートバルブ２０が全閉にされた後も、ウエストゲートバルブ２０には、排ガス押圧トルクＴ１よりも大きい閉弁方向の第１トルクＴｘが付与されてウエストゲートバルブ２０が開口部８８に押し付けられる。そのため、排ガス押圧トルクＴ１に抗してウエストゲートバルブ２０を確実に全閉に維持できる。
【0075】
ところが、ウエストゲートバルブ２０を閉弁すると過給圧が上昇して排気ガスが高温となることでタービンハウジング８２が熱膨張する。タービンハウジング８２が熱膨張すると、図６（ｂ）の矢印Ｆ１０のように開口部８８の周辺部によってウエストゲートバルブ２０は開弁方向に押圧され、ウエストゲートバルブ２０には開弁方向のトルクＴ１０が付与される。そのため、上記のようにウエストゲートバルブ２０に比較的大きい閉弁方向のトルク（第１トルクＴｘ）を付与していると、ウエストゲートバルブ２０とリンクプレート３７との連結部分に高い負荷がかかることになる。つまり、図１０に示すように、リンクプレート３７とウエストゲートバルブ２０の連結部分である溶接部Ｗにおいて、リンクプレート３７側には閉弁方向の第１トルクＴｘがかかる一方、ウエストゲートバルブ２０側には排ガス押圧トルクＴ１と熱膨張に伴うトルクＴ１０とを合わせた開弁方向のトルクＴｚ、つまり、リンクプレート３７側とは反対方向の高いトルクＴｚが加えられる。そのため、溶接部Ｗの負荷が高くなりこれが損傷するおそれがある。
【0076】
これに対して、本実施形態では、ウエストゲートバルブ２０の閉弁継続時間が判定時間以上となって、ウエストゲートバルブ２０に熱膨張に伴う開弁方向のトルクＴ１０が加えられると考えられる場合に、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクが上記の第１トルクＴｘからこれよりも小さい第２トルクＴｙに低減される。そのため、溶接部Ｗにかかる負荷を低減することができ、溶接部Ｗの損傷を抑制できる。
【0077】
特に、本実施形態では、ウエストゲートバルブ２０が全閉の時に全ての排気ガスが導入されるタービンハウジング８２に開口部８８が形成されていることで、開口部８８の周辺部は熱膨張しやすい。つまり、連結部分Ｗの負荷が過大になりやすい。従って、上記のトルクを低減する制御を実施すれば、連結部分Ｗの負荷を効果的に小さくできる。
【0078】
また、本実施形態では、連結部分Ｗがレーザー溶接により形成されていることに伴いバルブシャフト２４の径が小さくされており、溶接面積が比較的小さくなる。そのため、連結部分Ｗが損傷しやすい。従って、上記のトルクを低減する制御を実施すれば、連結部分Ｗの損傷を効果的に抑制できる。換言すれば、本実施形態によれば、連結部分Ｗをレーザー溶接により形成しつつ連結部分Ｗの損傷を抑制できる。そして、上記のように連結部分Ｗをレーザー溶接により形成すれば、バルブヘッド２２をテーパ状として過給圧の細かな制御を実現しながら、排気ガスの漏れを抑えることが可能になる。
【0079】
また、本実施形態では、閉弁継続時間が判定時間以上になっても駆動ＤＵＴＹ（トルク低減用ＤＵＴＹ）が基準ＤＵＴＹ以上とされる。そのため、上記のように、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルク（第２トルクＴｙ）を排ガス押圧トルクＴ１以上にでき、ウエストゲートバルブ２０の閉弁を維持できる。
【0080】
また、本実施形態では、ウエストゲートバルブ２０が閉弁してから、閉弁継続時間が判定時間に到達するまでの期間、駆動ＤＵＴＹが１００％よりも小さい第２ＤＵＴＹとされて、ウエストゲートバルブ２０に付与される閉弁方向のトルクが、ＷＧ駆動装置３０からウエストゲートバルブ２０に付与可能な閉弁方向のトルクの最大値よりも小さい値とされる。そのため、上記の期間中においても、連結部分Ｗにかかる負荷を小さく抑えることができる。
【0081】
（変形例）
上記実施形態では、リンクプレート３７とウエストゲートバルブ２０とがレーザー溶接によって連結された場合を説明したが、これらの連結構造はこれに限らない。
上記実施形態では、リンクプレート３７とウエストゲートバルブ２０とがレーザー溶接によって連結された場合を説明したが、これらの連結構造はこれに限らない。
【0082】
また、上記実施形態では、開口部８８がタービンハウジング８２に形成された場合を説明したが、開口部８８はタービン本体８１よりも上流側の排気通路６０に形成されていればよく、上記に限られない。
【0083】
また、上記実施形態では、ウエストゲートバルブ２０がＥＣＵ１００によって制御される場合を説明したが、ＥＣＵ１００とは別に設けたマイコン等によって、あるいは、ＥＣＵ１００とこれとは別のマイコン等との組み合わせによってウエストゲートバルブ２０が制御されてもよい。
【0084】
また、上記実施形態では、タービンユニット８０が２つのスクロール部を有するツインスクロールタービンである場合を説明したが、スクロール部の数はこれに限られない。また、エンジン本体１は、点火プラグ１１を有しないものや、気筒数が４つでないものでもよい。
【符号の説明】
【0085】
１ エンジン本体
２０ ウエストゲートバルブ
２１ バルブ本体
２４ バルブシャフト
３０ ＷＧ駆動装置（駆動手段）
３２ ＷＧモータ（回動部材）
３７ リンクプレート
６０ 排気通路
７０ ターボ過給機
８１ タービン（タービン本体）
８２ タービンハウジング
８５ 導出部（バイパス通路）
８８ 開口部
１００ ＥＣＵ
１０１ 過給圧制御部（制御手段）
２０ ウエストゲートバルブ
２１ バルブ本体
２４ バルブシャフト
３０ ＷＧ駆動装置（駆動手段）
３２ ＷＧモータ（回動部材）
３７ リンクプレート
６０ 排気通路
７０ ターボ過給機
８１ タービン（タービン本体）
８２ タービンハウジング
８５ 導出部（バイパス通路）
８８ 開口部
１００ ＥＣＵ
１０１ 過給圧制御部（制御手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】