(57)【要約】【課題】過給機の応答性を向上させ、加速性能を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】吸気通路に設けられ吸気過給を行うコンプレッサを有する過給機と、吸気弁の開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、コンプレッサの下流であってスロットル上流の吸気通路内の圧力である過給圧と、スロットル下流の吸気通路内の圧力である吸気管圧力との圧力差が、基準圧力差以上である場合に、スロットルの開度が大きくなるように、かつ吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかが小さくなるようにスロットル開度および吸気弁の開弁特性を変更する変更手段とを備える。【選択図】  図４
2006161609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられ吸気過給を行うコンプレッサを有する過給機と、
吸気弁の開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
前記コンプレッサの下流であってスロットル上流の吸気通路内の圧力である過給圧と、前記スロットル下流の吸気通路内の圧力である吸気管圧力との圧力差が、基準圧力差以上である場合に、前記スロットルの開度が大きくなるように、かつ前記吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかが小さくなるように前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とする過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記過給圧と前記吸気管圧力の圧力差が前記基準圧力差以上である場合においても、スロットル開度を大きくすべきではない状況のときには、前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更しないことを特徴とする請求項１に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル開度を大きくすべきではない状況とは、排気ガスの一部を吸気系に循環させる必要があるときであることを特徴とする請求項２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スロットル開度を大きくすべきではない状況とは、前記過給機付内燃機関が搭載された車両に備えられたブレーキブースタのブレーキ負圧を確保する必要があるときであることを特徴とする請求項２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットル開度を大きくすべきではない状況とは、前記過給機付内燃機関が搭載された車両に備えられた燃料タンク内で発生した燃料ベーパを吸気系にパージさせる必要があるときであることを特徴とする請求項２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記過給機は、電動機にてコンプレッサを回転させて過給圧を変更し得る電動機付過給機であり、
前記過給機付内燃機関には、さらに前記電動機を制御する電動機制御手段が備えられており、
当該電動機制御手段は、前記過給圧と前記吸気管圧力の圧力差が前記基準圧力差より小さい場合には、前記過給圧を高めて前記圧力差が前記基準圧力差以上となるように前記電動機を制御し、
前記変更手段は、前記圧力差が前記基準圧力差以上になった後に前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の過給機付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、可変動弁機構を有する過給機付内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁の開弁特性、つまり吸気弁の作用角，リフト量あるいは開閉タイミングを可変制御する可変動弁機構を有し、過給機を備えた内燃機関においては、過給による機関の性能向上を最大限に確保するために、過給圧と関連させて吸気弁の開弁特性を変更することが好ましい。
【０００３】
例えば、特許文献１には、過給圧の上昇に応じて吸気弁の作用角が拡大しつつ中心角が遅角するように制御する技術が提案されている。また、特許文献２には、吸気弁のリフト開始から最大リフトまでの上り作動角と最大リフトからリフト終了点までの下り作動角の作動角比（＝上り作動角／下り作動角）が、高過給圧時に、低過給圧時よりも大きくなるように制御する技術が提案されている。
【０００４】
これは、過給圧が高いと、吸気行程後期の下死点後、つまりピストンが上昇し始めてからであっても、その高い過給圧により、ピストン上昇に打ち勝って新気がシリンダ内に押し込まれるので、この吸気行程後期の新気押し込み効果を利用して、充填効率を高め、トルク向上を図るものである。
【特許文献１】特開２００１−３２９８７１号公報
【特許文献２】特開平１０−３７７７２号公報
【特許文献３】特開平１１−１１７７７７号公報
【特許文献４】特許第２７４８３６１号公報
【特許文献５】特開２００３−３４３２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
過給機を備えた内燃機関においても、基本的に、吸気管圧力は、その上流のスロットルの開度に応じて変化する。そのため、定常運転領域付近の、スロットル開度が小さい時には、吸気管圧力と過給圧の差が大きく、過給圧＞吸気管圧力となっている。
【０００６】
ゆえに、スロットル開度が小さい時に、加速要求があり、スロットル開度が大きくなった場合には、図１０に示すように過給圧が一時的に大幅に低下するおそれがある。特に、スロットル下流に備えられたサージタンクの容量が大きい場合にその傾向が顕著に現れる。そして、かかる場合には、この圧力変化により吸気管圧力の圧力上昇が迅速に行われなくなるので、過給機の応答性が悪化し、加速性能が悪くなる。
【０００７】
かかる問題は、上述した特許文献１及び２において提案されているように吸気弁の開閉制御を行うのみでは解決することが困難であり、スロットル開度と吸気弁の開弁特性とを協調させて制御することが重要である。
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、過給機の応答性を向上させ、加速性能を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る過給機付内燃機関の制御装置にあっては、吸気通路に設けられ吸気過給を行うコンプレッサを有する過給機と、吸気弁の開弁特性を変
更可能な可変動弁機構と、前記コンプレッサの下流であってスロットル上流の吸気通路内の圧力である過給圧と、前記スロットル下流の吸気通路内の圧力である吸気管圧力との圧力差が、基準圧力差以上である場合に、前記スロットルの開度が大きくなるように、かつ前記吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかが小さくなるように前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
定常運転領域にて運転されている場合など過給圧が十分に高くてスロットル開度が小さい時には、吸気管圧力と過給圧の差が大きく、過給圧＞吸気管圧力となっている。そして、かかる状態の時に、加速要求があり、スロットル開度が大きくなった場合には、過給圧が一時的に大幅に低下するおそれがある。そして、この圧力変化により吸気管圧力の圧力上昇が迅速に行われなくなるので、過給機の応答性が悪化し、加速性能が悪くなる。
【００１１】
これに対して、本発明に係る過給機付内燃機関の制御装置にあっては、過給圧と吸気管圧力との圧力差が基準圧力差以上である場合に、変更手段が、スロットルの開度が大きくなるようにスロットル開度を変更するので、吸気管圧力が上昇し、過給圧との圧力差が小さくなる。そしてこれにより、かかる状態で加速要求があり、スロットル開度が大きくなったとしても、過給圧が大幅に低下するおそれがないので、吸気管圧力の圧力上昇が迅速に行われ、過給機の応答性が向上する。
【００１２】
ただし、スロットル開度のみを変更すると、気筒内に吸入される空気量（吸入空気量）が増加し、加速要求がないにもかかわらずに出力トルクが上昇してしまう。これに対して、本発明に係る変更手段は、吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかが小さくなるように、つまり吸入空気量が減少するように吸気弁の開弁特性をも変更するので、スロットル開度を大きくしたことに起因して増加する吸入空気量を相殺することができる。
【００１３】
なお、前記基準圧力差は、当該圧力差の状態でスロットル開度が大きくなった場合（加速要求があった場合）に、過給圧と吸気管圧力の差が大きいことに起因して過給圧が一時的に大幅に低下し、当該内燃機関を搭載した車両の使用者が違和感を感じるほどに過給機の応答性を悪化させてしまう圧力差の最小値であることを例示することができる。
【００１４】
そして、（１）排気ガスの一部を吸気系に循環させる必要があるとき、（２）前記過給機付内燃機関が搭載された車両に備えられたブレーキブースタのブレーキ負圧を確保する必要があるとき、あるいは（３）前記過給機付内燃機関が搭載された車両に備えられた燃料タンク内で発生した燃料ベーパを吸気系にパージさせる必要があるときなど、スロットル開度を大きくすべきではない状況のときには、前記変更手段は、前記過給圧と前記吸気管圧力の圧力差が前記基準圧力差以上である場合においても、前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更しないことが好適である。
【００１５】
このようにすることで、吸気管圧力が高いことに起因して、排気ガスの一部を吸気系に循環させること、ブレーキブースタのブレーキ負圧を確保することおよび燃料ベーパを吸気系にパージさせることができなくなることを回避することができる。
【００１６】
また、前記過給機は、電動機にてコンプレッサを回転させて過給圧を変更し得る電動機付過給機であり、前記過給機付内燃機関には、さらに前記電動機を制御する電動機制御手段が備えられており、当該電動機制御手段は、前記過給圧と前記吸気管圧力の圧力差が前記基準圧力差より小さい場合には、前記過給圧を高めて前記圧力差が前記基準圧力差以上となるように前記電動機を制御し、前記変更手段は、前記圧力差が前記基準圧力差以上になった後に前記スロットル開度および前記吸気弁の開弁特性を変更することが好適である
。
【００１７】
電動機付過給機を備える内燃機関においては、電動機を作動して強制的に過給圧を高めることができるので、過給圧が十分に高くないことに起因して過給圧と吸気管圧力の圧力差が基準圧力差より小さい場合には、電動機制御手段が、過給圧を高めて、圧力差が基準圧力差以上となるように電動機を制御することができる。そして、変更手段が、圧力差が基準圧力差以上になった後にスロットル開度および吸気弁の開弁特性を変更することにより、広範な運転状態であっても、将来の加速要求時の過給機の応答性を向上させ、加速性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る過給機付内燃機関の制御装置によれば、過給機の応答性を向上させ、加速性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒を有する４サイクル・ガソリン機関であり、そのシリンダヘッドの吸気ポート（図示省略）には、吸気通路２が接続されており、この吸気通路２はエアクリーナ３に接続されている。
【００２１】
そして、吸気通路２における前記エアクリーナ３より下流の部位には、過給機４のコンプレッサハウジング４ａが設けられている。この過給機４は、気筒内から排出される排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機であり、タービンハウジング４ｂには、コンプレッサと連結されたタービンが回転自在に内装されており、そのタービンが排気の圧力を受けて回転するようになっている。
【００２２】
コンプレッサハウジング４ａより下流の吸気通路２には、インタークーラ５が取り付けられている。更にインタークーラ５より下流の吸気通路２には、電気的に制御され、吸気通路２内を流通する吸気の流量を調節する電子制御スロットル（以下、「スロットル」という。）６が設けられており、このスロットル６にはスロットル用アクチュエータ６ａが取り付けられている。スロットル６の下流には、吸入空気の脈動を平滑化するためにサージタンク７が設けられている。なお、本明細書では、スロットル６下流の吸気通路を形成するもの、例えばサージタンク７、吸気ポート等を「吸気管」と称する場合がある。
【００２３】
そして、インタークーラ５より下流であってスロットル６の上流の吸気通路２には、当該部位の圧力（過給圧（Ｐ１））に対応した電気信号を出力する過給圧センサ８が取り付けられている。また、スロットル６より下流の吸気通路２には、当該部位の圧力（吸気管内の圧力（Ｐ２））に対応した電気信号を出力する吸気管圧力センサ９を、サージタンク７に設けている。つまり、本実施例においては、サージタンク７内の圧力に対応した電気信号を出力し、当該出力値に基づいて後述するＥＣＵが圧力を算出し、これを吸気管圧力（Ｐ２）としている。
【００２４】
また、内燃機関１の排気ポート（図示省略）には、排気通路１０が接続されており、当該排気通路１０には、過給機４のタービンハウジング４ｂ、触媒１１が備えられており、
下流にて図示しないマフラーと接続されている。
【００２５】
また、内燃機関１には、前記吸気ポートと燃焼室との境界を開放・閉塞する吸気弁が設けられており、当該吸気弁の開弁特性は、可変動弁機構１２によって制御される。本実施例における可変動弁機構１２は、吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかを変更することができるようになっている。つまり、作用角あるいはリフト量のいずれか一方が大きくなるのにしたがって他方も大きくなりかつ前記一方が小さくなるのにしたがって他方も小さくなる、または作用角あるいはリフト量のいずれか一方が変化しても他方は一定となるようになっている。それゆえ、作用角あるいはリフト量のいずれか一方が大きくなるのにしたがって吸入空気量が多くなり、作用角あるいはリフト量のいずれか一方が小さくなるのにしたがって吸入空気量が少なくなる。
【００２６】
この可変動弁機構１２としては、様々な作動原理を利用した機構を採用し得る。例えば、クランクシャフトの回転に連動するカム機構であって、複数形状のカムを選択的に用いて弁を駆動することのできる機構や、クランクシャフトの回転に連動するカムと、カムの動作を修正するメカニズムとを併せて活用して弁を駆動することのできる機構等を例示することができる。
【００２７】
また、吸気弁に対し、その往復動作の方向に沿って電磁力を付与することのできる機構を採用することもできる。この機構を採用した場合、吸気弁あるいは排気弁の動作をクランクシャフトの回転に連動させる必要がなくなるため、その動作範囲や動作速度の制御ついて、自由度が高まる。
【００２８】
また、本実施例においては、過給圧と吸気弁の作用角とが相関関係を有するように、図２に示すようなマップが作成され、ＲＯＭに記憶されている。そして、吸気弁は、可変動弁機構１２を介してマップに基づいて制御される。そして、基本的に使用するマップとして作用角マップＡが設定され、図２に示すように、過給圧が高くなるにつれて作用角が大きくなるようになっている。これは、過給圧が高いと、吸気行程後期の下死点後、つまりピストンが上昇し始めてからであっても、その高い過給圧により、ピストン上昇に打ち勝って新気をシリンダ内に押し込むことができるので、この吸気行程後期の新気押し込み効果を利用して、充填効率を高め、トルク向上を図るためである。図２に示す作用角マップＢについては後述する。
【００２９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０が併設されている。このＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００３０】
ＥＣＵ５０には、上述した過給圧センサ８、吸気管圧力センサ９に加え、アクセルポジションセンサ、クランクポジションセンサ等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。
【００３１】
一方、ＥＣＵ５０には、スロットル用アクチュエータ６ａ、可変動弁機構１２等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ５０が、スロットル用アクチュエータ６ａを制御してスロットル６の開度（以下、「スロットル開度」という。）を制御することや、可変動弁機構１２を制御して吸気弁の作用角および／またはリフト量を可変制御すること等が可能になっている。
【００３２】
例えば、ＥＣＵ５０は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、過給圧Ｐ１の演算、吸気管圧力Ｐ２の演算などを実
行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ５０が入力した各種信号やＥＣＵ５０が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ５０のＲＡＭに一時的に記憶される。
【００３３】
更に、ＥＣＵ５０は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って、スロットル開度等を制御する。
【００３４】
このように構成された過給機付内燃機関においては、基本的に、吸気管圧力Ｐ２は、その上流のスロットル開度に応じて変化する。そのため、定常運転領域付近の運転領域である場合など、過給圧が十分に高く、スロットル開度が小さい時には、吸気管圧力Ｐ２と過給圧Ｐ１の差（ΔＰ１２＝Ｐ１−Ｐ２）が大きく、過給圧Ｐ１＞吸気管圧力Ｐ２となっている。そして、このような状態の時に、加速要求があり、スロットル開度が大きくなった場合には、図１０に示すように過給圧Ｐ１が一時的に大幅に低下する。特に、スロットル６の下流に位置するサージタンクの容量が大きい場合にはその傾向が顕著に現れる。その結果、この圧力変化により吸気管圧力の圧力上昇が迅速に行われなくなるので、過給機の応答性が悪化し、加速性能が悪くなる。
【００３５】
そこで、本実施例においては、以下に述べるような吸気管圧力制御を実行して吸気管圧力を適正に制御し、過給機の応答性を向上させ、ひいては加速性能を向上させるようにする。
【００３６】
この吸気管圧力制御について概略すると、内燃機関１が定常運転領域にて運転されている場合など過給圧が十分に高い場合であって、過給圧と吸気管圧力の差（ΔＰ１２＝Ｐ１−Ｐ２）が基準圧力差より大きい場合には、将来の加速時の応答性を良くするために前もって吸気管圧力をも高めてΔＰ１２を小さくするようにする。ΔＰ１２を小さくする手法としては、スロットル開度を大きくすることを例示することができる。
【００３７】
ただし、加速要求がなく内燃機関１が定常運転されている場合に、単にスロットル開度だけを大きくすると、吸入空気量が増加して内燃機関１の出力トルクが増加するおそれがある。ゆえに、スロットル開度を大きくするのに合わせて吸気弁の開弁特性を変更し、吸入空気量自体は変更しないようにする。
【００３８】
具体的には、アクセル開度とスロットル開度との相関関係を示すマップを２種類作成しＲＯＭに記憶しておく。これらのマップとしては、図３に示すように、基本的に使用するマップをスロットル開度マップＡとし、同じアクセル開度でも、スロットル開度マップＡを使用する場合よりもスロットル開度が大きくなるマップをスロットル開度マップＢとしてＲＯＭに記憶しておく。
【００３９】
また、同様に、過給圧と吸気弁の作用角との相関関係を示すマップを２種類作成しＲＯＭに記憶しておく。これらのマップとしては、図２に示すように、上述した作用角マップＡと、所定の過給圧領域において、同じ過給圧でも上述した作用角マップＡよりも作用角が小さくなるようなマップを作成し、これを作用角マップＢとしてＲＯＭに記憶しておく。
【００４０】
そして、基本的にはスロットル開度マップＡと作用角マップＡ（Ａパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップ）を用いることとし、定常運転領域にて運転されている場合であって過給圧と吸気管圧力の差（ΔＰ１２）が基準圧力差より大きい時に、前もってΔＰ１２を小さくするために、スロットル開度マップＢと作用角マップＢ（Ｂパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップ）に切り替えるようにする。
【００４１】
つまり、前記スロットル開度マップＡに基づいてスロットル開度が制御され、前記作用角マップＡに基づいて吸気弁が制御されている場合であって、ΔＰ１２が基準圧力差より大きい場合には、前記スロットル開度マップＢに基づいてスロットル開度を制御すると伴に、前記作用角マップＢに基づいて吸気弁の開閉を制御するようにする。
【００４２】
このようにすることにより、同じアクセル開度でも、スロットル開度が大きくなるので、吸気管圧力Ｐ２が高くなり、ΔＰ１２が小さくなる。また、それによって吸入空気量が増加するとしても、作用角マップＢを使用することによりマップＡを用いるよりも少なくとも吸気弁の作用角が小さくなるので、吸入空気量が減少する。すなわち、Ａパターンのマップを用いていた時の出力トルクを変更させることなく、ΔＰ１２を小さくすることができ、加速応答性を向上させることができる。
【００４３】
具体的に、図４に示すフローチャートを用いて吸気管圧力制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ５０が実行するルーチンである。
【００４４】
本ルーチンでは、ＥＣＵ５０は、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」という。）１０１において、クランクポジションセンサの検出値に基づいて機関回転数を算出するとともに、アクセルポジションセンサの検出値に基づいてアクセル開度を算出する。あるいは、基本ルーチンにて演算されＲＡＭに一時的に記憶された機関回転数およびアクセル開度を読込んでも良い。
【００４５】
Ｓ１０２においては、Ｓ１０１にて算出された機関回転数、アクセル開度に基づいて現時点の運転領域を把握する。その後、Ｓ１０３へ進み、ＢパターンフラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このＢパターンフラグは後述するＳ１０８にてＯＮにされるものであり、その詳細については後述する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ１０４へ進み、否定判定された場合にはＳ１１１に進む。
【００４６】
Ｓ１０４においては、Ｓ１０２にて把握された現時点の運転領域が定常運転領域であるか否かを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ１０５へ進み、否定判定された場合にはＳ１０９に進む。
【００４７】
Ｓ１０５においては、過給圧センサ８の検出値に基づいて過給圧Ｐ１を算出するとともに、吸気管圧力センサ９の検出値に基づいて吸気管圧力Ｐ２を算出し、これらの圧力差（ΔＰ１２＝Ｐ１−Ｐ２）を算出する。あるいは、基本ルーチンにて演算されＲＡＭに一時的に記憶された過給圧Ｐ１および吸気管圧力Ｐ２を読込み、これらの圧力差ΔＰ１２を算出しても良い。
【００４８】
その後Ｓ１０６へ進み、Ｓ１０５にて算出した圧力差ΔＰ１２が基準圧力差より高いか否かを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合には、現時点は定常運転領域であり、かつ圧力差ΔＰ１２が基準圧力差より大きいので、将来の加速要求に備えるためにΔＰ１２を小さくするべく、Ｂパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップ（スロットル開度マップＢと作用角マップＢ）に切り替える。
【００４９】
このように、ＥＣＵ５０が、過給圧と吸気管圧力との圧力差が基準圧力差以上である場合に、スロットルの開度が大きくなるように、かつ吸気弁の少なくとも作用角あるいはリフト量のいずれかが小さくなるようにスロットル開度および吸気弁の開弁特性を変更する変更手段として機能する。
【００５０】
その後、Ｓ１０８において、現時点のスロットル開度マップおよび作用角マップがＢパターンのものに設定されていることを示すためにＢパターンフラグをＯＮにして、本ルーチンの実行を終了する。
【００５１】
なお、前記基準圧力差は、当該圧力差の状態でスロットル開度が大きくなった場合（加速要求があった場合）に、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２の差が大きいことに起因して過給圧Ｐ１が一時的に大幅に低下し、当該内燃機関を搭載した車両の使用者が違和感を感じるほどに過給機の応答性を悪化させてしまう圧力差の最小値として予め実験等により導き出される値である。
【００５２】
Ｓ１０４あるいはＳ１０６にて否定判定された場合には、スロットル開度マップおよび作用角マップをあえてＢパターンに切り替える必要がないことからＳ１０９に進み、Ａパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップを維持し、その後Ｓ１１０へ進み、ＢパターンフラグをＯＦＦに維持して本ルーチンの実行を終了する。
【００５３】
一方、Ｓ１０３において否定判定された場合、つまり現時点ＢパターンフラグがＯＮであると判定された場合には、Ｓ１１１へ進み、Ｂパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップに切り替えられた後の前回までのフローにおいて、定常運転領域以外の運転領域、例えば加速運転領域あるいは減速運転領域になったか否かを判定する。そして、Ｓ１１１にて肯定判定された場合には、Ｓ１１２へ進み、現在加速運転領域であるか否かを判定する。そして、本ステップにて肯定判定された場合には、Ｂパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップを維持すべく本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１１２にて否定判定された場合には、Ｓ１０４以降の処理を実行する。
【００５４】
Ｓ１１１にて否定判定された場合には、Ｓ１１３へ進み、過給圧センサ８の検出値に基づいて過給圧Ｐ１を算出する。あるいは、基本ルーチンにて演算されＲＡＭに一時的に記憶された過給圧Ｐ１を読込んでも良い。
【００５５】
その後、Ｓ１１４へ進み、Ｓ１１３にて算出した過給圧Ｐ１が所定圧より高いか否かを判定する。この所定圧は、過給圧が当該所定圧である場合には過給圧自体が低いために、Ｂパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップを用いたとしても、将来の加速要求に迅速に応答することができない圧力の最大値として予め実験等により導き出される値である。
【００５６】
それゆえ、Ｓ１１４にて否定判定された場合にはＳ１０９へすすみ、一旦Ａパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップに戻し、その後Ｓ１１０へ進み、ＢパターンフラグをＯＦＦにする。一方、Ｓ１１４にて肯定判定された場合には、そのままＢパターンのスロットル開度マップおよび作用角マップを用いるべく本ルーチンの実行を終了する。
【００５７】
このように処理される制御ルーチンを用いることにより、図５のタイムチャートに示すように、基本的に用いられるＡパターンのマップを用いて内燃機関が定常運転され、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上の場合（Ｓ１０６にて肯定判定される場合）には、Ｂパターンのマップに切り替えられるので（Ｓ１０７）、吸気管圧力Ｐ２をも高めて圧力差ΔＰ１２を小さくできるので、加速応答性を良くすることができる。その後、加速運転され（Ｓ１１１にて肯定判定される場合）、再度定常運転に戻った場合には（Ｓ１０４にて肯定判定される場合）、圧力差ΔＰ１２に応じてＡパターンのマップかＢパターンのマップのいずれかが選択される（Ｓ１０６）。
【実施例２】
【００５８】
図６は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であり、実施例１に対して、以下の点が異なるのみであり、その他の構成は同一であるのでその詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施例の排気通路１０におけるタービンハウジング４ｂより上流の部位と、吸気通路２におけるスロットル６より下流の部位とは、排気ガスの一部を吸気通路２へ再循環させるＥＧＲ通路１３を介して連通されている。このＥＧＲ通路１３の途中には、前記ＥＧＲ通路１３内を流通する排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」という。）の流量を変更するＥＧＲ弁１４が設けられている。
【００６０】
また、内燃機関１は、活性炭１５ａを内蔵したキャニスタ１５を備えており、活性炭１５ａの両側にそれぞれ燃料蒸気室と大気室とを有する。燃料蒸気室は、一方で燃料タンク１６に連結され、他方では導管１７を介して吸気通路２におけるスロットル６より下流の部位に連結される。そして、導管１７の途中には、ＥＣＵ５０により制御されるパージ制御弁１８が設けられている。燃料タンク１６内で発生した燃料ベーパはキャニスタ１５内に送り込まれて活性炭１５ａに吸着される。そして、パージ制御弁１８が開弁すると空気が大気室から活性炭１５ａ内を通って導管１７内に送り込まれ、空気が活性炭１５ａ内を通過する際に活性炭１５ａに吸着されている燃料ベーパが活性炭１５ａから脱離され、燃料ベーパを含んだ空気、即ちパージガスが導管１７を介してスロットル６より下流の吸気通路２にパージされる。なお、このパージは内燃機関１が所定の運転領域（例えば、中・高負荷、中・高回転運転領域）の時に行われる。
【００６１】
また、内燃機関１が搭載された車両の室内に設けられたブレーキペダル（図示省略）の踏込操作力を軽減するためのブレーキブースタ１９が設けられている。このブレーキブースタ１９は、吸気通路２におけるスロットル６より下流の部位に生じる負圧を利用して作動する。すなわち、ブレーキブースタ１９の蓄圧室と吸気通路２におけるスロットル６より下流の部位とは負圧通路２０を介して連通されており、この蓄圧室には吸気負圧がブレーキ負圧（作動用負圧）として蓄圧される。そして、ブレーキペダルが踏込操作されると、大気圧とブレーキ負圧との差圧に基づきブレーキブースタ１９が作動され、ブレーキペダルの踏込操作力が軽減される。
【００６２】
そして、本実施例に係る吸気管圧力制御は、図７に示すフローチャートに基づいて行われるが、図７に示すフローチャートにおける処理は、図４に示したフローチャートにおける処理にＳ２１５の処理を追加した点が異なる。具体的には、図７におけるＳ２０１〜Ｓ２１４は、図４におけるＳ１０１〜Ｓ１１４と同じ処理であり、Ｓ２０６で肯定判定された場合およびＳ２１４で肯定判定された場合にＳ２１５の処理を実行し、Ｂパターンのマップを使用することができるか否かを判定する。そして、Ｓ２１５にて肯定判定された場合にはＳ２０７へ進み、Ｂパターンのマップを使用するマップとして設定する。一方、否定判定された場合には、Ａパターンのマップを設定する。
【００６３】
つまり、本実施例に係る吸気管圧力制御においては、Ａパターンのマップを用いて内燃機関が定常運転され、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上の場合であっても、スロットル開度を大きくすべきではない状況のとき（吸気管圧力を負圧にしておくべき状況のとき）にはＢパターンのマップを使用することができないとしてＡパターンのマップの使用を維持するものである。また、Ｂパターンのマップを用いていたとしても、前記スロットル開度を大きくすべきではない状況のとき（吸気管圧力を負圧にしておくべき状況のとき）には、同様に、Ｂパターンのマップを使用することができないとしてＡパターンのマップを使用するマップとして設定するものである。
【００６４】
このスロットル開度を大きくすべきではない状況のとき（吸気管圧力を負圧にしておく
べき状況のとき）としては、以下の事項を例示することができる。（１）排気温度低減のためにＥＧＲガス通路１２を介して排気ガスの一部を吸気系に循環させるべきとき（外部ＥＧＲ要求時）、（２）キャニスタ１５内の活性炭１５ａに吸着されている燃料ベーパを活性炭１５ａから脱離させ、導管１７を介して吸気系にパージさせる必要があるとき（パージ流量確保要求時）、（３）ブレーキペダルの踏込操作力を軽減するためにブレーキブースタ１９のブレーキ負圧を確保する必要があるとき（ブレーキ負圧確保要求時）。これらの状況のときには、スロットル６より下流の吸気通路２を負圧にする必要があるため、Ｂパターンのマップを使用して吸気管圧力Ｐ２を高めるべきではない。そこで、本実施例においては、Ｓ２１５において、Ｂパターンのマップを使用することができるかどうかを判定、言い換えれば、上記（１）〜（３）の状況であるか否かを判定するものである。
【００６５】
以下に、Ｓ２１５において、Ｂパターンのマップを使用することができるかどうかを判定する手法について説明する。
【００６６】
（１）の場合には、排気通路に備えられた排気温度センサの検出値に基づいて排気温度を算出するか、あるいは気筒内に供給した燃料量に基づいて排気温度を推定することにより排気温度を把握し、当該排気温度が所定温度よりも高い場合および／またはＳ２０２にて判定される現在の運転領域が排気ガスの一部を吸気系に循環させるべき領域であるか否かを判定することにより、Ｂパターンのマップを使用することができるかどうかを判定するものである。そして、排気温度が所定温度よりも高い場合および／または排気ガスの一部を吸気系に循環させるべき領域であると判定された場合には、Ｂパターンのマップを使用することができないと判定してＳ２０９へ進む。
【００６７】
（２）の場合には、Ｓ２０２にて判定される現在の運転領域が燃料ベーパを活性炭１５ａから脱離させて吸気系にパージさせる運転領域であるか、あるいは別ルーチンで実行されるパージ制御においてパージする必要があると判定されているかどうかを判定することにより、Ｂパターンのマップを使用することができるかどうかを判定するものである。そして、パージさせる運転領域である、あるいはパージする必要があると判定されている場合には、Ｂパターンのマップを使用することができないと判定してＳ２０９へ進む。
【００６８】
（３）の場合には、ブレーキブースタ内に蓄圧されたブレーキ負圧を検出するためのブースタ内圧力センサの検出値に基づいてブレーキ負圧を算出し、当該算出したブレーキ負圧が要求値を下回って（絶対圧としては上回って）いるか否かを判定することにより、Ｂパターンのマップを使用することができるかどうかを判定するものである。そして、ブレーキ負圧が要求値を下回っていると判定された場合には、Ｂパターンのマップを使用することができないと判定してＳ２０９へ進む。
【００６９】
そして、上述した吸気管圧力制御を実行することにより、基本的に用いられるＡパターンのマップを用いて内燃機関が定常運転され、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上の場合であって、Ｂパターンのマップを使用することができる状況のときには、Ｂパターンのマップが用いられるので、吸気管圧力Ｐ２をも高めて圧力差ΔＰ１２を小さくでき、加速応答性を良くすることができる。一方、排気温度低減のために排気ガスの一部を吸気系に循環させる必要があるなど、スロットル開度を大きくして吸気管圧力Ｐ２を高めるべきではないときはＡパターンのマップが用いられるので、吸気管圧力Ｐ２を適正な値に制御することができる。
【実施例３】
【００７０】
図８は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であり、実施例１に対して、以下の点が異なるのみであり、その他の構成は同一であるのでその詳細な説明は省略する。
【００７１】
本実施例における過給機４には、タービン／コンプレッサの回転軸を駆動可能な電動機が備えられている電動機付過給機である。前記電動機は、バッテリに蓄えられた電力を駆動源としており、コントローラ４ｃによってその駆動が制御されるようになっている。そして、この過給機４は、排気エネルギによってのみ過給を行う通常の過給機としても機能し得るが、電動機によってタービン／コンプレッサを強制的に駆動することでさらなる過給を行うこともできる。
【００７２】
そして、電動機制御手段としても機能するＥＣＵ５０は、コントローラ４ｃとも電気配線を介して接続され、ＥＣＵ５０が、コントローラ４ｃを制御して電動機の駆動を制御し、ひいては過給圧Ｐ１を制御することが可能になっている。
【００７３】
このように構成された過給機付内燃機関における吸気管圧力制御においては、内燃機関がＡパターンのマップを用いて定常運転領域にて運転されている場合であって、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差よりも低い場合には、過給圧Ｐ１自体が低いと考えられるので、先ず過給機４の電動機を駆動させて過給圧Ｐ１を高めるようにする。そして、圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上になった後に、Ｂパターンのマップへ切り替えて吸気管圧力Ｐ２を高めるようにする。
【００７４】
具体的に、本実施例に係る吸気管圧力制御は、図４および図９に示すフローチャートに基づいて行われるものであり、図４に示した実施例１に係る吸気管圧力制御の処理に対して、図９に示す処理が追加されたものである。ゆえに、追加された図９に示す処理についてのみ説明するものとし、図４に示す処理は実施例１の項において説明したのと同じであるのでその詳細な説明は省略する。
【００７５】
Ｓ１０６にて否定判定された場合には、Ｓ３１６へ進み、過給機４の電動機を作動させることができる領域であるか否かを判定する。本ステップに至る時は、定常運転であるにもかかわらず過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差よりも低く、過給圧Ｐ１自体が低いと考えられる。それゆえ、以下の処理で電動機を作動させて過給圧Ｐ１を高めるのであるが、その前提としてそもそも電動機を作動させることができる領域であるか否かを判定するものである。過給圧Ｐ１がかなり低い場合には、バッテリを駆動源とする電動機を長時間作動させる必要がある。そのため、現時点の過給圧Ｐ１の値によっては、燃費の観点から電動機を作動させて過給圧Ｐ１を高めることが好ましくない場合がある。そこで、電動機を作動させることができる領域であるか否かを判定する手法としては、過給圧センサ８の検出値に基づいて算出された過給圧Ｐ１が、予め定められた閾値よりも高いか否かを判定することを例示することができる。そして、かかる場合には、過給圧Ｐ１が閾値よりも高ければ電動機を作動させることができる領域であると判定してＳ３１７に進み、電動機を作動させる。一方、過給圧Ｐ１が閾値以下であれば電動機を作動させることができる領域ではないと判定してＳ１１０へ進み、Ａパターンのマップを設定するようにする。
【００７６】
Ｓ３１８およびＳ３１９の処理は各々上述したＳ１０５およびＳ１０６の処理と同じであるので、その詳細な説明は省略する。Ｓ３１９で、圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上であると判定された場合には、Ｓ３２０へ進んで電動機を停止し、その後Ｓ１０７へ進んで、Ｂパターンのマップを設定するようにする。
【００７７】
このように処理される制御ルーチンを用いることにより、Ａパターンのマップを用いて内燃機関が定常運転され、過給圧Ｐ１と吸気管圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１２が基準圧力差以上の場合（Ｓ１０６にて肯定判定される場合）には、Ｂパターンのマップに切り替えられるので（Ｓ１０７）、吸気管圧力Ｐ２をも高めて圧力差ΔＰ１２を小さくできるので、
加速応答性を良くすることができる。
【００７８】
また、過給圧Ｐ１が低く圧力差ΔＰ１２が基準圧力差より低い場合であっても、過給機４の電動機を作動させることによって積極的に過給圧Ｐ１を高め、その後吸気管圧力Ｐ２をも高めるので、広範な運転領域において、加速応答性を良くすることができる。
【００７９】
なお、以上説明した実施例２および３の内容は、可能な限り組み合わせることができる。つまり、実施例３に係る吸気管圧力制御において、Ｓ１０６で肯定判定された場合、Ｓ３１９で肯定判定された場合、あるいはＳ１１４にて肯定判定された場合に、実施例２と同様に、Ｂパターンのマップを使用することができるか否かを判定し、肯定判定された場合にはＳ１０７へ進んでＢパターンのマップを設定し、一方、否定判定された場合には、Ｓ１０９へ進んでＡパターンのマップを設定するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】過給圧と作用角との相関関係を示すマップである。
【図３】アクセル開度とスロットル開度との相関関係を示すマップである。
【図４】実施例１に係る吸気管圧力制御のフローチャートである。
【図５】過給圧、吸気管圧力、スロットル開度、作用角の変化を示すタイムチャートである。
【図６】実施例２に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図７】実施例２に係る吸気管圧力制御のフローチャートである。
【図８】実施例３に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図９】実施例３に係る吸気管圧力制御のフローチャートである。
【図１０】従来技術における過給圧、吸気管圧力の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  エアクリーナ
４  過給機
５  インタークーラ
６  スロットル
７  サージタンク
８  過給圧センサ
９  吸気管圧力センサ
１０  排気通路
１１  触媒
１２  可変動弁機構
１３  ＥＧＲ通路
１４  ＥＧＲ弁
１５  キャニスタ
１６  燃料タンク
１７  導管
１８  パージ制御弁
１９  ブレーキブースタ
２０  負圧通路
５０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006161609.tif 000008
【図７】
2006161609.tif 000009
【図８】
2006161609.tif 000010
【図９】
2006161609.tif 000011
【図１０】
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