(57)【要約】  本発明の目的は、吸気通路の上流と下流に設けられる２種類のアクチュエータを内燃機関に対する要求トルクに基づいて協調操作するトルクデマンド制御型の制御装置において、例えば電子制御式自動変速機のシフトアップ時に要求されるトルクダウン方向へのパルス状のトルク変化を実現できるようにすることである。この目的のため、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれる場合、パルス成分を含まない第２の要求トルクが生成される。この場合、吸気通路の下流側に設けられた第１のアクチュエータは、要求トルクに基づいて操作される。一方、吸気通路の上流側に設けられた第２のアクチュエータは、第２の要求トルクの有効値が無い場合には要求トルクに基づいて操作されるが、第２の要求トルクの有効値が有る場合には第２の要求トルクに基づいて操作される。
2013183104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路の第１の位置に設けられて前記第１の位置の下流の圧力に作用する第１のアクチュエータと、
前記吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて前記第２の位置の下流の圧力に作用する第２のアクチュエータと、を有する内燃機関の制御装置において、
運転者からの要求及び車載システムからの要求に基づいて前記内燃機関に対する第１の要求トルクを生成する第１要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれる場合、前記パルス成分を含まない第２の要求トルクを生成する第２要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクに基づいて前記第１のアクチュエータを操作する第１の操作手段と、
前記第２の要求トルクの有効値が無い場合には前記第１の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作し、前記第２の要求トルクの有効値が有る場合には前記第２の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作する第２の操作手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第２要求トルク生成手段は、前記パルス成分が過ぎた後の前記第１の要求トルクの値を予測し、その予測値を前記第２の要求トルクとして生成することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第１の操作手段は、前記第１の要求トルクに基づいて算出した第１の目標状態量に基づいて前記第１のアクチュエータの操作量を算出し、
前記第２の操作手段は、前記第１の要求トルクに基づいて算出した第１の目標状態量と前記第２の要求トルクに基づいて算出した第２の目標状態量とを比較し、より大きい方に基づいて前記第２のアクチュエータの操作量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータは、前記第１の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を減少させるように作用するアクチュエータであり、
前記第２のアクチュエータは、前記第２の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を上昇させるように作用するアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２のアクチュエータは、その動作に対する前記第２の位置の下流の圧力の変化速度が前記第１のアクチュエータの動作に対する前記第１の位置の下流の圧力の変化速度よりも遅いアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータは、スロットルであり、
前記第２のアクチュエータは、コンプレッサの回転数を制御する制御デバイス付きの過給機であることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気通路に設けられた２種類のアクチュエータを内燃機関に対する要求トルクに基づいて協調操作するトルクデマンド制御型の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置として、例えば下記の特許文献１−４に開示されているようなトルクデマンド制御型の制御装置が知られている。トルクデマンド制御型の制御装置では、要求トルクに基づいてアクチュエータが操作される。制御対象の内燃機関がウエストゲートバルブ付きのターボ過給機を有するエンジンであれば、ウエストゲートバルブとスロットルとの協調操作によるトルク制御を行うことができる。その場合、ウエストゲートバルブの操作によってスロットルの上流の圧力が制御されるとともに、スロットルの操作によって吸入空気量が制御される。【０００３】
ところで、内燃機関に対する要求トルクには、アクセルペダルの開度から計算されるドライバ要求トルクの他、トラクションコントロールシステムや車両安定制御システム或いは電子制御式自動変速機といった様々な車載システムからの要求トルクが含まれている。それら車載システムが要求するシステム要求トルクは、ドライバ要求トルクに比較して変化の速いトルクである場合が多い。例えば、電子制御式自動変速機によりシフトアップが行われる場合には、電子制御式自動変速機から内燃機関に対し、トルクダウン方向にパルス状に変化するトルクが要求される。【０００４】
図４は、ウエストゲートバルブとスロットルとを協調操作する従来の制御装置において、電子制御式自動変速機の変速制御の期間に合わせてトルクダウン方向にパルス状に変化するトルクが要求された場合の制御結果を示している。この従来の制御装置によれば、要求トルクが変化した場合、それに応じてウエストゲートバルブの制御に係る目標過給圧が変更されるとともに、スロットルの制御に係る目標スロットル開度も変更される。このため、要求トルクがトルクダウン方向にパルス状に変化する場合には、目標過給圧と目標スロットル開度もそれぞれ減少方向にパルス状に変化させられる。【０００５】
このときのウエストゲートバルブの開操作に対する実際の過給圧の応答性は高く、目標過給圧の低下に追従して実際の過給圧も速やかに低下する。また、スロットルの閉操作に対する実際の吸入空気量の応答性も高く、目標スロットル開度の低下に追従して実際の吸入空気量は速やかに低下する。つまり、従来の制御装置によれば、時点t1において要求トルクがステップ状に低下した場合には、そのステップ状の変化に追従させて吸入空気量を速やかに低下させることができるので、要求されたステップ状のトルクダウンを実際のトルクにおいて達成することができる。【０００６】
ところが、ターボ過給機の特性上、ウエストゲートバルブの閉操作に対する実際の過給圧の応答性は高くなく、目標過給圧の上昇に対して実際の過給圧の上昇には遅れが生じる。スロットルの上流に作用する過給圧が上昇しなければ、スロットルをいくら開いたところで吸入空気量はなかなか増加しない。このため、目標スロットル開度の増大に対して実際の吸入空気量の増大は遅れることになる。つまり、従来の制御装置では、時点t2において要求トルクがステップ状に増大した場合には、そのステップ状の変化に追従させて吸入空気量を速やかに増大させることは困難であり、要求されたステップ状のトルクアップを実際のトルクにおいて達成することは難しい。【０００７】
以上述べたように、従来の制御装置では、トルクダウン方向へのパルス状のトルク変化が要求された場合、ステップ状にトルクを低下させることはできるものの、その後すぐに ステップ状にトルクを増大させることは難しかった。このことは、ウエストゲートバルブとスロットルとを協調操作する制御装置に限定される課題ではない。可変容量型ターボ過給機を備えた過給エンジンを制御対象とし、可変容量型ターボ過給機とスロットルとを協調操作する制御装置にも当てはまる課題である。さらに、スロットルと可変リフト機構付き吸気弁とを協調操作する制御装置等、吸気通路の上流と下流に設けられた２種類のアクチュエータを要求トルクに基づいて協調操作するトルクデマンド制御型の制御装置一般に当てはまる課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９８１５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１２２１４号公報
【特許文献３】特開２００７−２９２０３１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２１６４１９号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、吸気通路の上流と下流に設けられる２種類のアクチュエータを内燃機関に対する要求トルクに基づいて協調操作するトルクデマンド制御型の制御装置において、例えば電子制御式自動変速機のシフトアップ時に要求されるトルクダウン方向へのパルス状のトルク変化を実現できるようにすることを目的とする。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとを有する内燃機関を制御対象とする。第１のアクチュエータは、内燃機関の吸気通路の第１の位置に設けられて第１の位置の下流の圧力に作用するアクチュエータであり、第２のアクチュエータは、同吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて第２の位置の下流の圧力に作用するアクチュエータである。好ましい第１のアクチュエータは、第１の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を減少させるように作用するアクチュエータである。また、好ましい第２のアクチュエータは、第２の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を上昇させるように作用するアクチュエータである。なお、第２のアクチュエータは、その動作に対する第２の位置の下流の圧力の変化速度が第１のアクチュエータの動作に対する第１の位置の下流の圧力の変化速度よりも遅いアクチュエータであってもよい。各アクチュエータの具体例を挙げると、第１のアクチュエータの例はスロットルであり、第２のアクチュエータの例はコンプレッサの回転数を制御する制御デバイス付きの過給機である。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、運転者からの要求及び車載システムからの要求に基づいて内燃機関に対する第１の要求トルクを生成する。第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれる場合、本発明に係る内燃機関の制御装置は、パルス成分を含まない第２の要求トルクも生成する。好ましくは、パルス成分が過ぎた後の第１の要求トルクの値を予測し、その予測値を第２の要求トルクとして生成する。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の要求トルクに基づいて第１のアクチュエータを操作するとともに、第１の要求トルク或いは第２の要求トルクに基づいて第２のアクチュエータを操作する。詳しくは、第２の要求トルクの有効値が無い場合には第１の要求トルクに基づいて第２のアクチュエータを操作し、第２の要求トルクの有効値が有る場合には第２の要求トルクに基づいて第２のアクチュエータを操作する。
【００１３】
好ましくは、第１の要求トルクに基づいて第１の目標状態量を算出するとともに、第２の要求トルクに基づいて第２の目標状態量を算出する。目標状態量としては、例えば目標吸入空気量や目標吸気管圧を用いることができる。この好ましい例によれば、本発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の目標状態量に基づいて第１のアクチュエータの操作量を算出するとともに、第１の目標状態量と第２の目標状態量とを比較し、より大きい方に基づいて第２のアクチュエータの操作量を算出する。
【００１４】
つまり、本発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれていない状況では、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの双方を第１の要求トルクに基づいて操作する。しかし、第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれている状況では、第１のアクチュエータは第１の要求トルクに基づいて操作するが、第２のアクチュエータはパルス成分を含まない第２の要求トルクに基づいて操作する。
【００１５】
以上のようなアクチュエータの操作方法によれば、第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれている場合、第１のアクチュエータのみがパルス成分に追従して動作するので、第２のアクチュエータが作用する第１のアクチュエータの上流の圧力は低下させられることなく維持される。これにより、第１のアクチュエータの動作によってステップ状にトルクを低下させた後、第１のアクチュエータの逆方向への動作によってステップ状にトルクを増大させることができる。つまり、トルクダウン方向へのパルス状のトルク変化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置が用いられる内燃機関の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置による制御結果の具体例を示すタイムチャートである。
【図４】従来の制御装置による制御結果の具体例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１８】
図１は本実施の形態に係る制御装置が用いられる内燃機関の構成を示す概略図である。内燃機関２の燃焼室４には吸気通路１０と排気通路１２とが接続されている。燃焼室４と吸気通路１０との連通は吸気弁６によって制御され、燃焼室４と排気通路１２との連通は排気弁８によって制御されている。吸気通路１０にはスロットル１４が配置されている。また、吸気通路１０のスロットル１４の上流にはウエストゲートバルブ２２付きのターボ過給機２０が取り付けられている。このような構成によれば、ウエストゲートバルブ２２の操作によってターボ過給機２０のコンプレッサの回転数を制御し、過給圧（スロットル１４の上流の圧力）を変化させることができる。そして、スロットル１４の操作によって吸気管圧（スロットル１４の下流の圧力）を変化させ、燃焼室４内への吸入空気量を変化させることができる。
【００１９】
内燃機関２の運転は車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって制御される。ＥＣＵ１００は車両制御、エンジン制御、変速機制御等の種々の機能を備えている。本実施の形態に係る制御装置はＥＣＵ１００が備える機能の一部として実現される。ＥＣＵ１００には、アクセルペダル開度やエンジン回転数等、内燃機関２の運転状態や運転条件に関する様々な情報が入力される。ＥＣＵ１００が本実施の形態に係る制御装置として機能する場合、ＥＣＵ１００は、メモリに記憶されている制御プログラムに従ってスロットル１４とウエストゲートバルブ２２を含む各種のアクチュエータの動作を制御する。
【００２０】
図２は、制御プログラムに従いＥＣＵ１００が機能することで実現される制御装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る制御装置は、複数の演算要素１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０からなり、これらの演算要素による演算によってスロットル１４とウエストゲートバルブ２２の各操作量を算出する。なお、これらの演算要素は制御プログラムが実行されることで仮想的に実現される要素である。
【００２１】
本実施の形態に係る制御装置は、要求トルク（第１の要求トルク）を生成する演算要素１１０を有している。演算要素１１０は、内燃機関２に対する要求トルク(tereq)を計算して出力する。要求トルク(tereq)には、アクセルペダル開度に応じて決定されるドライバ要求トルクと、トラクションコントロールシステムや電子制御式自動変速機等の様々な車載システムから要求されるシステム要求トルクとが含まれている。システム要求トルクには、トラクション制御のためのトルク、横滑り防止制御のためのトルク、アイドル回転数を維持するのに必要なトルク、車両の制振制御のためのトルク、電子制御式自動変速機の変速制御のためのトルク等の種々のトルクが含まれている。
【００２２】
演算要素１１０で生成された要求トルク(tereq)は演算要素１１２に入力される。演算要素１１２では、フリクショントルクと外部負荷トルクを含むその他トルク(tother)が要求トルク(tereq)に加算され、その合計値が内燃機関２の目標図示トルク(etqindt)として出力される。
【００２３】
演算要素１１２で計算された目標図示トルク(etqindt)は演算要素１１４に入力される。演算要素１１４は目標図示トルク(etqindt)の達成に必要な吸入空気量を計算する。吸入空気量の計算には、トルクとエンジン回転数とを引数とするマップが用いられる。計算で得られた吸入空気量は内燃機関２の目標吸入空気量(eklrq)として出力される。
【００２４】
演算要素１１４で計算された目標吸入空気量(eklrq)は演算要素１１６に入力される。演算要素１１６は目標吸入空気量(eklrq)の達成に必要な吸気管圧を計算する。吸気管圧の計算には、吸入空気量と吸気管圧との関係を関数で近似した吸気弁モデルが用いられる。吸気弁モデルを表す関数の各係数は、吸気弁及び排気弁の各バルブタイミングやウエストゲートバルブの開度を引数とするマップを用いて決定される。計算で得られた吸気管圧は内燃機関２の目標吸気管圧(epmref)として出力される。
【００２５】
演算要素１１６で計算された目標吸気管圧(epmref)は演算要素１１８に入力される。演算要素１１８は、目標吸気管圧(epmref)の達成に必要なスロットル開度を計算する。スロットル開度の計算にはエア逆モデルが用いられる。エア逆モデルは、吸気管圧とスロットル開度との間に成り立つ関係を物理モデルによって表したエアモデルの逆モデルである。エアモデルは、絞りの式で表されるスロットルモデルと、流量保存式及びエネルギ保存式で表される吸気管モデルとからなる。エア逆モデルを用いた計算で得られたスロットル開度は、内燃機関２の目標スロットル開度(TA)として出力される。本実施の形態に係る制御装置は、目標スロットル開度(TA)に従ってスロットル１４の操作を行う。
【００２６】
また、演算要素１１６で計算された目標吸気管圧(epmref)は、演算要素１１８への入力と並行して演算要素１３０にも入力される。演算要素１３０には、次に説明する演算要素１２０，１２２，１２４，１２６による演算で得られた第２目標吸気管圧(epmref2)も入力されている。
【００２７】
演算要素１２０は、第２の要求トルクである予告トルク(tereq2)を生成する演算要素である。演算要素１２０で生成される予告トルク(tereq2)は、通常は実現可能なトルクの下限値、つまり、無効値に設定されている。ただし、演算要素１１０で生成される要求トルク(tereq)にトルクダウン方向へのパルス成分が含まれている場合、そのパルス成分に対応する期間に限って予告トルク(tereq2)は有効値とされる。その有効値は、パルス成分が過ぎた後の要求トルク(tereq)の予測値である。或いは、現在の要求トルク(tereq)からパルス成分を除いた値を予告トルク(tereq2)の有効値としてもよい。
【００２８】
予告トルク(tereq2)の具体例について説明する。電子制御式自動変速機の変速制御においてシフトアップが行われる場合、電子制御式自動変速機の制御装置から５００ｍｓ程度のトルクダウン要求が出される。演算要素１１０は、このトルクダウン要求に応答してトルクダウン方向へのパルス成分を生成し、それを要求トルク(tereq)のベース値に上乗せする。この間、演算要素１２０は、変速制御が終了した後の要求トルク(tereq)をアクセルペダル開度から予測し、その予測値を予告トルク(tereq2)として設定する。そして、変速制御が終了し、要求トルク(tereq)が予告トルク(tereq2)と同値或いはそれ以上の値まで回復したら、演算要素１２０は再び予告トルク(tereq2)の値を無効値へと戻す。
【００２９】
演算要素１２０で生成された予告トルク(tereq2)は演算要素１２２に入力される。演算要素１２２では、フリクショントルクと外部負荷トルクを含むその他トルク(tother)が予告トルク(tereq2)に加算され、その合計値が第２目標図示トルク(etqindt2)として算出される。
【００３０】
演算要素１２２で計算された第２目標図示トルク(etqindt2)は演算要素１２４に入力される。演算要素１２４は第２目標図示トルク(etqindt2)の達成に必要な吸入空気量を計算する。吸入空気量の計算に用いられるマップは演算要素１１４で用いられるマップと同じものである。ただし、演算要素１２４による吸入空気量の計算では、現在のエンジン回転数ではなくパルス成分が過ぎた後（すなわち変速後）のエンジン回転数の予測値である目標エンジン回転数がマップの引数として用いられてもよい。計算で得られた吸入空気量は第２目標吸入空気量(eklrq2)として出力される。
【００３１】
演算要素１２４で計算された第２目標吸入空気量(eklrq2)は演算要素１２６に入力される。演算要素１１６は第２目標吸入空気量(eklrq2)の達成に必要な吸気管圧を計算する。吸気管圧の計算に用いられる吸気弁モデルは演算要素１２６で用いられる吸気弁モデルと同じものである。計算で得られた吸気管圧は第２目標吸気管圧(epmref2)として出力される。なお、演算要素１２２，１２４，１２６による演算は予告トルク(tereq2)が有効値の場合のみ行われる。予告トルク(tereq2)が無効値の場合には、ＥＣＵ１００の演算負荷を低減するために、演算要素１２２，１２４，１２６による演算は停止されている。
【００３２】
演算要素１３０は、演算要素１１６で計算された目標吸気管圧(epmref)と演算要素１２６で計算された第２目標吸気管圧(epmref2)とを比較し、より大きい方の値を選択する。目標吸気管圧(epmref)が選択されるのは予告トルク(tereq2)が無効値の場合、つまり、要求トルク(tereq)にトルクダウン方向のパルス成分が含まれていない場合である。第２目標吸気管圧(epmref2)が選択されるのは予告トルク(tereq2)が有効値の場合、つまり、要求トルク(tereq)にトルクダウン方向のパルス成分が含まれている場合である。よって、 電子制御式自動変速機の変速制御においてシフトアップが行われる場合は、演算要素１３０では第２目標吸気管圧(epmref2)が選択される。
【００３３】
演算要素１３０で選択された目標吸気管圧(epmref或いはepmref2)は演算要素１２８に入力される。演算要素１２８は、選択された目標吸気管圧の達成に必要なウエストゲートバルブ開度を計算する。ウエストゲートバルブ開度の計算では、まず、目標吸気管圧に所定値αを加算した値が目標過給圧として決定される。所定値αはゼロ以上の値に設定されている。そして、過給圧とウエストゲートバルブ開度とを関連付けるマップ或いはモデルを用いて目標過給圧に対応するウエストゲートバルブ開度が算出される。計算で得られたウエストゲートバルブ開度は内燃機関２の目標ウエストゲートバルブ開度(WGV)とされる。本実施の形態に係る制御装置は、目標ウエストゲートバルブ開度(WGV)に従ってウエストゲートバルブ２２の操作を行う。なお、ウエストゲートバルブ２２の操作量としては、ウエストゲートバルブ開度ではなく、ウエストゲートバルブを駆動するアクチュエータの制御量（例えばソレノイドのデューティ比）であってもよい。例えば、マップ或いはモデルを用いて目標過給圧に対応する目標デューティ比を決定し、目標デューティ比に従ってウエストゲートバルブ２２の操作を行うのでもよい。
【００３４】
本実施の形態に係る制御装置の上述の構成によれば、要求トルク(tereq)にトルクダウン方向のパルス成分が含まれていない状況では、スロットル１４とウエストゲートバルブ２２の双方が要求トルク(tereq)に基づいて操作される。よって、要求トルク(tereq)が減少する場合にはスロットル１４は閉じられてウエストゲートバルブ２２は開かれ、要求トルク(tereq)が増大する場合にはスロットル１４は開かれてウエストゲートバルブ２２は閉じられる。一方、要求トルク(tereq)にトルクダウン方向のパルス成分が含まれる状況では、スロットル１４は要求トルク(tereq)に基づいて操作されるが、ウエストゲートバルブ２２は予告トルク(tereq2)に基づいて操作される。このときの予告トルク(tereq2)は要求トルク(tereq)の将来の予測値であり、要求トルク(tereq)からパルス成分を除いた値になっている。このため、スロットル開度は要求トルク(tereq)のパルス状の変化に合わせて変化するのに対し、ウエストゲートバルブ開度は略一定の開度に保持される。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る制御装置によって得られる制御上の効果について図３を用いて説明する。
【００３６】
図３は、電子制御式自動変速機の変速制御においてシフトアップが行われる場合の制御結果を示している。図３の１段目のチャートに示すように、この場合、時点t1から時点t2までの変速制御期間に対応するトルクダウン方向のパルス成分が要求トルク(tereq)に与えられる。それと同時に、予告トルク(tereq2)の値が無効値から要求トルク(tereq)の将来予測値に相当する有効値に切り替えられる。
【００３７】
目標スロットル開度は要求トルク(tereq)に基づき決定される。このため、シフトアップ時には、図３の２段目のチャートに示すように、スロットル開度は要求トルク(tereq)のパルス状の変化に合わせて変化させられる。一方、目標過給圧は、変速制御期間外では要求トルク(tereq)に基づき決定されるが、変速制御期間内では予告トルク(tereq2)に基づき決定される。このため、図３の４段目のチャートに示すように、目標過給圧は略フラットとなって実過給圧は低下させられることなく維持される。その結果、図３の３段目のチャートに示すように、吸入空気量はスロットル開度の変化に追従して変化する。つまり、時点t1でのスロットル開度のステップ状の減少に伴い吸入空気量はステップ状に低下し、その後、時点t2でのスロットル開度のステップ状の増大に追従して吸入空気量も略ステップ状に増大する。これにより、図３の１段目のチャートに示すように、実トルクは要求トルク(tereq)に追従して変化し、トルクダウン方向へのパルス状のトルク変化が達成される。
【００３８】
以上の制御例からも分かるように、本実施の形態に係る制御装置によれば、要求トルク(tereq)にトルクダウン方向のパルス成分が含まれている場合、ウエストゲートバルブ２２は動作せずにスロットル１４のみがパルス成分に追従して動作する。このため、スロットル１４の上流の過給圧は低下させられることなく維持される。これにより、スロットル１４の閉方向への動作によってステップ状にトルクを低下させた後、スロットル１４の開方向への動作によってステップ状にトルクを増大させることができる。つまり、本実施の形態に係る制御装置によれば、例えば電子制御式自動変速機のシフトアップ時に要求されるトルクダウン方向へのパルス状のトルク変化を達成することができる。
【００３９】
以上が本発明の実施の形態についての説明である。ただし、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明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。例えば、以下のように変形して実施してもよい。
【００４０】
第１の変形例では、要求トルクに基づき計算された目標吸入空気量(eklrq)と予告トルクに基づき計算された第２目標吸入空気量(eklrq2)とを比較し、より大きい方を選択する。そして、選択した目標吸入空気量に基づき演算要素１２６，１２８を用いて目標ウエストゲートバルブ開度を算出する。このような変形例であっても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
第２の変形例では、要求トルクに基づき計算された目標図示トルク(etqindt)と予告トルクに基づき計算された第２目標図示トルク(etqindt2)とを比較し、より大きい方を選択する。そして、選択した目標図示トルクに基づき演算要素１２４，１２６，１２８を用いて目標ウエストゲートバルブ開度を算出する。このような変形例であっても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、本発明に係る制御装置は、ウエストゲートバルブ付きターボ過給機を有する内燃機関だけでなく、可変容量型ターボ過給機を有する内燃機関や、電磁クラッチ付き機械式過給機を有する内燃機関、或いは、電動式過給機を有する内燃機関にも適用することができる。つまり、コンプレッサの回転数を制御する制御デバイスが付いた過給機を有する内燃機関であれば、本発明に係る制御装置の制御対象とすることができる。その場合、スロットルが第１のアクチュエータとみなされ、制御デバイスが付き過給機が第２のアクチュエータとみなされる。
【００４３】
さらに、本発明に係る制御装置における第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは、スロットルと制御デバイス付き過給機との組み合わせには限定されない。例えば、吸気通路におけるスロットルの下流に吸気制御弁が設けられている内燃機関であれば、吸気制御弁を第１のアクチュエータとみなし、スロットルを第２のアクチュエータとみなして本発明に係る制御装置を適用することができる。また、吸気弁がリフト量或いは作用角が可変の吸気弁であるならば、吸気弁を第１のアクチュエータとみなし、スロットルを第２のアクチュエータとみなして本発明に係る制御装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
２  内燃機関
４  燃焼室
６  吸気弁
１０  吸気通路
１４  スロットル
２０  ターボ過給機
２２  ウエストゲートバルブ
１００  ＥＣＵ
１１０  要求トルク（第１の要求トルク）を生成する演算要素
１１６  目標吸気管圧（第１の目標状態量）を算出する演算要素
１１８  目標スロットル開度を算出する演算要素
１２０  予告トルク（第２の要求トルク）を生成する演算要素
１２６  第２目標吸気管圧（第２の目標状態量）を算出する演算要素
１２８  目標ウエストゲートバルブ開度を算出する演算要素
１３０  目標吸気管圧と第２目標吸気管圧のより大きい方を選択する演算要素
【図１】
2013183104.tif 000003
【図２】
2013183104.tif 000004
【図３】
2013183104.tif 000005
【図４】
2013183104.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月17日(2014.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路の第１の位置に設けられて前記第１の位置の下流の圧力に作用する第１のアクチュエータと、
前記吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて前記第２の位置の下流の圧力に作用する第２のアクチュエータと、を有する内燃機関の制御装置において、
運転者からの要求及び車載システムからの要求に基づいて前記内燃機関に対する第１の要求トルクを生成する第１要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクにトルクダウン方向のパルス成分が含まれる場合、前記パルス成分を含まない第２の要求トルクを生成する第２要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクに基づいて前記第１のアクチュエータを操作する第１の操作手段と、
前記第２の要求トルクの有効値が無い場合には前記第１の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作し、前記第２の要求トルクの有効値が有る場合には前記第２の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作する第２の操作手段と、
を備え、
前記第２要求トルク生成手段は、前記パルス成分が過ぎた後の前記第１の要求トルクの値を予測し、その予測値を前記第２の要求トルクとして生成することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の操作手段は、前記第１の要求トルクに基づいて算出した第１の目標状態量に基づいて前記第１のアクチュエータの操作量を算出し、
前記第２の操作手段は、前記第１の要求トルクに基づいて算出した第１の目標状態量と前記第２の要求トルクに基づいて算出した第２の目標状態量とを比較し、より大きい方に基づいて前記第２のアクチュエータの操作量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータは、前記第１の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を減少させるように作用するアクチュエータであり、
前記第２のアクチュエータは、前記第２の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を上昇させるように作用するアクチュエータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第２のアクチュエータは、その動作に対する前記第２の位置の下流の圧力の変化速度が前記第１のアクチュエータの動作に対する前記第１の位置の下流の圧力の変化速度よりも遅いアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータは、スロットルであり、
前記第２のアクチュエータは、コンプレッサの回転数を制御する制御デバイス付きの過給機であることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
演算要素１２４で計算された第２目標吸入空気量(eklrq2)は演算要素１２６に入力される。演算要素１２６は第２目標吸入空気量(eklrq2)の達成に必要な吸気管圧を計算する。吸気管圧の計算に用いられる吸気弁モデルは演算要素１１６で用いられる吸気弁モデルと同じものである。計算で得られた吸気管圧は第２目標吸気管圧(epmref2)として出力される。なお、演算要素１２２，１２４，１２６による演算は予告トルク(tereq2)が有効値の場合のみ行われる。予告トルク(tereq2)が無効値の場合には、ＥＣＵ１００の演算負荷を低減するために、演算要素１２２，１２４，１２６による演算は停止されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013183104.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月1日(2015.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路の第１の位置に設けられて前記第１の位置の下流の圧力に作用する第１のアクチュエータと、
前記吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて前記第２の位置の下流の圧力に作用する第２のアクチュエータと、を有する内燃機関の制御装置において、
運転者からの要求及び車載システムからの要求に基づいて前記内燃機関に対する第１の要求トルクを生成する第１要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクにステップ状に低下した後にステップ状に増大するトルクダウン方向のパルス成分が含まれる場合、前記パルス成分がステップ状に増大した後の前記第１の要求トルクの値を予測し、その予測値を前記第２の要求トルクの有効値として生成し、前記第１の要求トルクに前記パルス成分が含まれない場合、前記第２の要求トルクを無効値に設定する第２要求トルク生成手段と、
前記第１の要求トルクに基づいて前記第１のアクチュエータを操作する第１の操作手段と、
前記第２の要求トルクが前記無効値の場合には前記第１の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作し、前記第２の要求トルクが前記有効値の場合には前記第２の要求トルクに基づいて前記第２のアクチュエータを操作する第２の操作手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
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