(57)【要約】【課題】車両の走行環境の変化に際しても過給機の過給状態が望み通りに制御できることを可能とし、しかも適合工数の低減を可能とする。【解決手段】ステップＳ１１０では、ドライバによるアクセル操作量等に基づいて標準大気状態における要求空気量（質量空気量）ｔＱａを算出する。ステップＳ１２０では、現在走行中の状態における空気密度ρを算出する。ステップＳ１３０では、要求空気量（質量空気量）ｔＱａと空気密度ρに基づいて、現状における制御すべき目標空気量（体積空気量）ｔＶを算出する。ステップＳ１４０では、目標空気量（体積空気量）ｔＶと過給機の過給特性に基づいて、現状（例えば高地）において標準大気状態と同様のエンジン性能を得るために必要な目標過給圧ｔＰを算出する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を圧縮して吸気効率を高めるための過給機を備える内燃機関に適用される制御装置において、
標準となる環境を予め設定しておき、その標準状態でのトルク又は空気量の目標値を算出する標準状態目標値算出手段と、
現在走行中の環境を基に空気密度を算出する空気密度算出手段と、
前記標準状態でのトルク又は空気量の目標値と前記空気密度とを基に必要空気量を算出する必要空気量算出手段と、
前記必要空気量算出手段にて算出した必要空気量と前記過給機の過給特性とを基に目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記標準状態目標値算出手段は、前記標準状態でのトルク又は空気量の目標値を、ドライバによるアクセル操作量又はアクセル操作に伴うスロットル開度の何れかとエンジン回転速度とを基に算出するものであ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】
前記必要空気量算出手段は、前記空気密度と前記標準状態でのトルク又は空気量の目標値とに基づいて前記標準状態での体積量として前記必要空気量を算出するもの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】
前記目標過給圧算出手段は、前記目標過給圧を、前記必要空気量を現在の過給機の状態で過給した時に昇圧可能な過給圧として算出するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記過給機に補助動力を付加するための補助動力装置を設けた内燃機関において、前記目標過給圧算出手段により算出した目標過給圧を基に、前記補助動力装置の補助動力量を算出し、該補助動力量により前記補助動力装置を作動させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
ドライバのアクセル操作による今以上のトルク増加が可能な状態かどうかを判定する手段を備え、トルク増加が不可能であることを条件に、前記補助動力装置を作動させることを特徴とする請求項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かかり、特にターボチャージャ等の過給機による吸入空気の過給を好適に実施するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機付き内燃機関において、内燃機関への吸入空気量を要求通りに制御するためにスロットルバルブの上流側と下流側の圧力の関係を利用する方法が提案されており（例えば特許文献１）、かかる方法ではスロットル上流圧を精度良く制御する必要がある。特に、ターボチャージャを持たない内燃機関ではスロットル上流圧は常に大気圧で計算されるが、ターボチャージャ付内燃機関ではスロットル上流圧が過給圧であり、当該過給圧が常に変化する。それ故に、ターボチャージャ付き内燃機関において過給圧を精度良く制御する必要がある。
【０００３】
また、車両は様々な環境で走行することが考えられ、例えば標準の大気状態である低地で走行する場合もあれば、気圧が低下する高地で走行する場合もある。かかる場合、車両の走行環境が異なると、ターボチャージャによる過給状態が望み通りに制御できないという不都合が生じる。
【特許文献１】特開平１０−１０３１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、車両の走行環境の変化に際しても過給機による過給状態を望み通りに制御することができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明では、標準となる環境を予め設定しておき、その標準状態でのトルク又は空気量の目標値を算出する一方、現在走行中の環境を基に空気密度を求め、更に前記標準状態でのトルク又は空気量の目標値と前記空気密度とを基に必要空気量を算出する。そして、必要空気量と過給機の過給特性とを基に目標過給圧を算出する。
【０００６】
要するに、車両の走行環境が変化し、例えば大気圧や外気温が変化すると、空気密度の変化により過給機の過給状態が望み通りに制御できないという不都合が生じるが、本発明の構成によれば、走行環境の空気密度を考慮することで、走行環境の変化に際しても過給状態が望み通りに制御できるようになる。例えば、低地での大気圧や外気温を標準値として標準状態を定めておくと良い。この場合、仮に高地走行時にも低地での過給性能が発揮できる。
【０００７】
請求項２に係る発明では、標準状態でのトルク又は空気量の目標値を、ドライバによるアクセル操作量又はアクセル操作に伴うスロットル開度の何れかとエンジン回転速度とを基に算出する。これにより、ドライバの意思を反映しつつ、標準状態を基準とする制御目標値が得られ、標準状態と同じ感覚の車両運転状態が実現できる。
【０００８】
請求項３に係る発明では、空気密度と前記標準状態でのトルク又は空気量の目標値とに基づいて前記標準状態での体積量として必要空気量を算出する。過給機の過給特性を標準状態での空気量でマップを持たせた場合、必要空気量を体積で算出することにより、必要空気量を過給機の過給特性に直接対応させることができるようになる。
【０００９】
請求項４に係る発明では、目標過給圧を、必要空気量を現在の過給機の状態で過給した時に昇圧可能な過給圧として算出する。具体的には、過給機特性から得られた圧力比（過給機入口側の圧力と出口側の圧力との比）を基に、昇圧可能な過給圧を算出する。これにより、過給機のその都度の状態を反映しつつ、目標過給圧までの範囲で吸入空気の過給が可能となる。
【００１０】
また、請求項５に係る発明では、補助動力装置を備えた過給機において、目標過給圧を基に補助動力装置の補助動力量を算出し、該補助動力量により補助動力装置を作動させる。上述したように目標過給圧は走行環境の変化に追従したものであり、その目標過給圧を基に補助動力制御を実施することで、環境変化に伴うトルクや車速の低下等が抑制できる。
【００１１】
かかる場合において、請求項６に係る発明では、ドライバのアクセル操作による今以上のトルク増加（空気量増加）が可能な状態かどうかを判定し、トルク増加が不可能であることを条件に、補助動力装置を作動させると良い。例えば、スロットル開度が全開状態である場合に、今以上のトルク増加が不可能であると判定する。この場合、アクセル操作やスロットル開放によりそれ以上のトルク増加が見込めなくても、補助動力制御によりトルク増加が可能となる。故に、車両の登坂走行時などにおいてドライバが意図しないトルクや車速の低下等が抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものであり、当該制御システムのエンジンには過給機としてターボチャージャが設けられている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
【００１３】
図１に示すエンジン１０において、吸気管１１には、ＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられており、そのスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度ＴＡ）によって各気筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットル開度はスロットル開度センサ１５によって検出される。スロットルバルブ１４の上流側には、スロットル上流圧（後述するターボチャージャ３０による過給圧）を検出するためのスロットル上流圧センサ１３が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力Ｐｍを検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。
【００１４】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる図示しない点火装置を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００１５】
エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン１０の回転に伴い所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ２６が取り付けられている。
【００１６】
また、吸気管１１と排気管２４との間にはターボチャージャ３０が配設されている。ターボチャージャ３０は、吸気管１１に設けられたコンプレッサインペラ３１と、排気管２４に設けられたタービンホイール３２とを有し、それらが回転軸３３にて連結されている。回転軸３３には、補助動力装置としてのモータ３４が設けられている。
【００１７】
タービンホイール３２は、排気管２４内を流れる排気のエネルギーによって回転し、その回転エネルギーが回転軸３３を介してコンプレッサインペラ３１に伝達される。コンプレッサインペラ３１は、このエネルギーを利用して吸気管１１内を流れる吸入空気を圧縮して過給する。この過給の際、吸入空気の温度が上昇する。コンプレッサインペラ３１の下流側には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ３７が設けられている。
【００１８】
その他、本制御システムでは、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度ＡＰ）を検出するアクセル開度センサ４３や、大気圧Ｐａｔｍを検出する大気圧センサ４４や、吸入空気の温度（吸気温Ｔｈａ）を検出する吸気温センサ４５が設けられている。
【００１９】
ＥＣＵ（電子制御ユニット）５０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ５０には、前述した各種センサから各々検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ５０は、随時入力される各種の検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算し、燃料噴射弁１９や点火プラグ２５の駆動を制御する。
【００２０】
また本実施の形態では、いわゆるトルクベース制御による電子スロットル制御を実施することとしており、エンジン１０で生じるトルクを基準にしてスロットル開度を目標値に制御する。簡単に説明すると、ＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ４３の検出信号に基づいて要求トルクを演算すると共に要求トルクを満足する要求空気量を演算し、要求空気量、その都度のスロットル上流側及び下流側の圧力、吸気温に基づいて目標スロットル開度を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、スロットルアクチュエータの駆動によりスロットル開度を目標スロットル開度に制御する。
【００２１】
ここで、ターボチャージャ３０による過給圧（スロットル上流圧）の制御に際しては、その都度のアクセル開度ＡＰやエンジン回転数Ｎｅ等をパラメータとして目標過給圧ｔＰを算出し、該目標過給圧ｔＰを基にターボチャージャ３０の動力アシスト制御等を実施する。このとき、車両が高地のような空気密度の低い場所を走行する場合にも低地走行時と同様のエンジン車両性能が得られるよう、ドライバが要求する要求エンジントルク（要求空気量）を標準大気状態（例えばＰａｔｍ＝１０１．３ｋＰａ、Ｔｈａ＝１５℃）を基準として算出すると共に、それに対して空気密度補正を行って実際に必要な必要エンジントルク（必要空気量）を算出する。そして、該必要エンジントルク（必要空気量）を基に目標過給圧ｔＰを算出することとしている。
【００２２】
ＥＣＵ５０により実行される目標過給圧ｔＰの算出手順について図２〜図６のフローチャートに基づいて説明する。図２はメインルーチンであり、本ルーチンは所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）にＥＣＵ５０により実行される。
【００２３】
図２において、ステップＳ１１０では、ドライバによるアクセル操作量等に基づいて標準大気状態における要求空気量（質量空気量）ｔＱａを算出する。ステップＳ１２０では、現在走行中の状態における空気密度ρを算出する。ステップＳ１３０では、現状における制御すべき目標空気量（体積空気量）ｔＶを算出する。ステップＳ１４０では、現状（例えば高地）において標準大気状態と同様のエンジン性能を得るために必要な目標過給圧ｔＰを算出する。以下、各ステップを詳述する。
【００２４】
図３に、図２のステップＳ１１０の要求空気量ｔＱａ算出ルーチンを示す。図３において、ステップＳ１１１では、今現在ドライバが要求するアクセル開度ＡＰとエンジン回転数Ｎｅとを読み込む。ステップＳ１１２では、前記ＡＰ，Ｎｅをパラメータとして、吸入空気量特性に基づいて吸入空気量（質量流量ｇ／ｓｅｃ）を算出する。このとき、吸入空気量特性は、標準大気状態（例えばＰａｔｍ＝１０１．３ｋＰａ，Ｔｈａ＝１５℃）で予め定められた定常運転時の空気量特性である。ステップＳ１１３では、前記算出した吸入空気量を要求空気量ｔＱａとしてメモリに格納する。
【００２５】
図３の処理によれば、ドライバの意思を反映しつつ、標準大気状態である時に本来のエンジン性能が発揮できる質量空気量が算出される。なお、本処理においてアクセル開度ＡＰに代えてスロットル開度ＴＡをパラメータとして用いることも可能である。
【００２６】
図４に、図２のステップ１２０の空気密度ρ算出ルーチンを示す。図４において、ステップＳ１２１では、現在走行している環境の大気圧Ｐａｔｍと吸気温Ｔｈａとを読み込む。ステップＳ１２２では、前記Ｐａｔｍ，Ｔｈａを用い、次の状態式（１）より空気密度ρを算出する。
ρ［ｋｇ／ｍ3］＝Ｐａｔｍ［ｋＰａ］／Ｒ＊Ｔｈａ＿k［ｋ］      …（１）
ここで、Ｒは空気のガス定数（Ｒ＝０．２８７）、Ｔｈａ＿kは吸気温Ｔｈａのケルビン換算値である。ステップＳ１２３では、算出した空気密度ρをメモリに格納する。
【００２７】
図５に、図２のステップＳ１３０の目標空気量（体積空気量）ｔＶ算出ルーチンを示す。図５において、ステップＳ１３１では、図３のｔＱａ算出ルーチンで算出した要求空気量ｔＱａと、図４の空気密度ρ算出ルーチンで算出した空気密度ρとを読み込む。ステップＳ１３２では、前記ｔＱａ，ρを基に、次の式（２）より目標空気量ｔＶを算出し、その結果をメモリに格納する。
ｔＶ［ｍ3／ｓｅｃ］＝ｔＱａ［ｋｇ／ｓｅｃ］／ρ［ｋｇ／ｍ3］      …（２）
式（２）により、要求空気量ｔＱａが目標空気量ｔＶに換算される。
【００２８】
図６に、図２のステップＳ１４０の目標過給圧ｔＰ算出ルーチンを示す。図６において、ステップＳ１４１では、前記目標空気量ｔＶと現在の大気圧Ｐａｔｍを読み込む。ステップＳ１４２では、ターボチャージャ３０のコンプレッサ特性マップを用い、目標空気量ｔＶ（現在必要としている体積空気量）を基に目標とすべき圧力比（コンプレッサ入口と出口の圧力の比）を算出する。ここで、コンプレッサ特性マップは、予めエンジン特性に適合された後のコンプレッササイズで高効率な特性が望ましい。
【００２９】
ステップＳ１４３では、圧力比が所定値αよりも大きいか否かを判別する。所定値αは、ターボチャージャ３０の過給限界に相当する値である。そして、圧力比＞αの場合、ステップＳ１４４で圧力比を所定値αでガードする。これにより、ターボチャージャ３０の保護を図ることができる。
【００３０】
その後、ステップＳ１４５では、目標空気量ｔＶをパラメータに、エアクリーナからコンプレッサ入口までの間に生じる圧力損失ΔＰを算出する。圧力損失ΔＰは主に体積流量に比例する関係にあり、体積空気量ｔＶが増加するほど圧力損失ΔＰが大きい値として算出される。
【００３１】
次にステップＳ１４６では、下記の式（３）を用い、ドライバが要求するエンジン性能、車両性能を満足させるための空気量（≒トルク）を実現する目標過給圧ｔＰを算出し、その結果をメモリに格納する。
ｔＰ［ｋＰａ］＝（Ｐａｔｍ［ｋＰａ］−ΔＰ［ｋＰａ］）＊圧力比      …（３）
すなわち、（Ｐａｔｍ−△Ｐ）にてコンプレッサ入口圧力を求め、その入口圧力に理想とする圧力比を乗算してコンプレッサ出口圧力を求める。そしてそれを目標過給圧ｔＰとしてメモリに格納する。これにより、必要空気量を現在のターボチャージャ３０の状態で圧縮した時に昇圧可能な過給圧として目標過給圧ｔＰが算出される。
【００３２】
次に、排気動力に加えモータ３４のアシスト動力によりターボチャージャ３０を作動させるべく、前記の如く算出した目標過給圧ｔＰを用いてモータアシスト量Ｖｏｕｔを算出する手順について説明する。
【００３３】
ここで、図９はスロットルバルブ１４の開度特性と空気量の関係を説明するための図面であり、（ａ）は、アクセル開度ＡＰに対するスロットル開度特性を、（ｂ）は空気量に対するスロットル開度特性を示す。（ａ）に示すように、一般にスロットル特性は低開度ほど空気流量変化が大きいため、アクセル開度ＡＰに対しスロットル開度ＴＡは非線形に設計し、空気量の制御をアクセル開度ＡＰでリニアに行えるようにしている。また、（ｂ）に示すように、低地ではＴＡ＝１００％で空気量を最大出力の値に制御できても、高地へ移動するほど空気密度が低下し、上限空気量が制限されてしまう。故に、従来のターボシステムではＴＡ＝１００％でもそれ以上の空気量を望めず、高地では出力低下を回避できない。
【００３４】
そこで本実施の形態では、スロットル全開（ＴＡ＝１００％）でありそれ以上の空気量増加が望めない場合に、目標過給圧ｔＰを用いてモータアシスト量Ｖｏｕｔを算出し、該Ｖｏｕｔによりモータアシスト制御を実施する。これにより、高地走行時の出力低下を回避するようにしている。
【００３５】
図７は、モータアシストに関するメインルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンは所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）にＥＣＵ５０により実行される。
【００３６】
図７において、ステップＳ２０１では、前記図２に示す一連の処理で算出した目標過給圧ｔＰ、すなわちその都度の空気密度を考慮して算出した目標過給圧ｔＰと、吸気温Ｔｈａとを読み込む。次に、ステップＳ２０２では、予め用意していた吸気温Ｔｈａ毎のタービン回転数用の算出テーブルを用い、その都度の目標過給圧ｔＰに対応するタービン回転数を算出する。続くステップＳ２０３では、前記算出したタービン回転数を目標タービン回転数ｔＮＴとしてメモリに格納する。
【００３７】
その後、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６では、モータアシストの実行条件を判別する。すなわち、ステップＳ２０４では、エンジン回転数Ｎｅや吸気管圧力Ｐｍの情報を基に、今現在、車両が定常運転されているか否かを判別する。ステップＳ２０５では、目標過給圧ｔＰと実過給圧Ｐ（スロットル上流圧センサ１３の検出値）との偏差△Ｐｔ（△Ｐｔ＝ｔＰ−実Ｐ）が所定値βよりも大きいか否かを判別する。所定値βは、過給圧の偏差△Ｐｔを基に、モータアシストが必要かどうかを判断するための判定値である。ステップＳ２０６では、スロットル開度ＴＡが全開状態であるか否かを判別する。
【００３８】
ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の何れかがＮＯであれば、そのまま本ルーチンを一旦終了する。また、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６が全てＹＥＳであれば、ステップＳ２０７に進み、モータアシスト量Ｖｏｕｔを算出する。最後に、ステップＳ２０８では、モータアシスト量Ｖｏｕｔを出力し、モータ動力を発生させる処理を行う。
【００３９】
図８に、図７のステップＳ２０７のモータアシスト量算出ルーチンを示す。図８において、ステップＳ３０１では、ターボチャージャ３０の実際のタービン回転数ＮＴを読み込み、続くステップＳ３０２では、目標タービン回転数ｔＮＴと、実タービン回転数ＮＴとの偏差△ＮＴ（ΔＮＴ＝ｔＮＴ−実ＮＴ）を算出する。
【００４０】
その後、ステップＳ３０３〜Ｓ３１１では、タービン回転数の偏差ΔＮＴを基に、ＰＩＤ制御手法を用いてモータアシスト量Ｖｏｕｔを算出する。特に本実施の形態では、毎サイクル周期でアシスト動力の比例項ＶＰと微分項ＶＤとを算出すると共に、５サイクル周期で同アシスト動力の積分項ＶＩを算出するようにしている。
【００４１】
詳しくは、ステップＳ３０３では、サイクルカウンタの値ｉを基に、本ルーチンのサイクルが所定回数（本実施の形態では５）となったか否かを判別する。ｉ＞５であればステップＳ３０４に進み、タービン回転数の偏差ΔＮＴに基づいて積分パラメータＶｉｔを算出する。ステップＳ３０５では、積分項の前回値ＶＩ(i-1)に積分パラメータＶｉｔを加算して積分項の今回値ＶＩ(i)を算出し、そのＶＩ値をメモリに格納する。ステップＳ３０６では、サイクルカウンタの値ｉを０にクリアする。
【００４２】
また、ｉ≦５の場合、又は積分項ＶＩの算出後にはステップＳ３０７に進み、タービン回転数の偏差ΔＮＴに基づいてアシスト動力の比例項ＶＰを算出する。ステップＳ３０８では、タービン回転数の偏差の今回値ΔＮＴ(i)と前回値ΔＮＴ(i-1)との差ＤＮＴを算出する（ＤＮＴ＝ΔＮＴ(i)−ΔＮＴ(i-1)）。続くステップＳ３０９では、ＤＮＴに基づいてアシスト動力の微分項ＶＤを算出する。その後、ステップＳ３１０では、サイクルカウンタの値ｉをインクリメントする。最後に、ステップＳ３１１では、前記算出した比例項ＶＰ、微分項ＶＤ及び積分項ＶＩを全て加算し、その和をモータアシスト量Ｖｏｕｔとする。なお、Ｖｏｕｔの算出手法は、上記したＰＩＤ制御手法に限られるものでなく、他の制御手法が適用できる。
【００４３】
図１０は、車両が低地走行から高地走行へと移行する場合における各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。なお、図１０に示す事例では、車両が高地走行へと移行する過程で、ドライバが、車速が低下しないようスロットル全開状態となるまでアクセル操作をする場合を示している。
【００４４】
さてタイミングｔ１以降、車両が登坂走行に入り、ドライバによりアクセルペダルが踏み込み操作され、それに伴いスロットル開度ＴＡが全開まで操作される。目標過給圧ｔＰはスロットル開度ＴＡの増加に伴い上昇し、更に目標過給圧ｔＰを基に算出された目標タービン回転数ｔＮＴも上昇する。
【００４５】
タイミングｔ２では出力が飽和し、定常状態となる。すなわち、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍが安定する。このとき、車両が定常運転状態であること、目標過給圧ｔＰと実過給圧Ｐとの偏差△Ｐｔ（△Ｐｔ＝ｔＰ−実Ｐ）が所定値よりも大きいこと、スロットル開度ＴＡが全開状態であることが満たされ、モータアシストの実行条件が成立する。従って、タイミングｔ２以降、モータアシスト量Ｖｏｕｔの算出と、該Ｖｏｕｔによるモータアシスト制御が開始される。
【００４６】
つまり、タイミングｔ２以降は、それ以上スロットル開度が増加できないが、未だ登坂途中であるために次第に空気密度が低下する。かかる場合、図に一点鎖線で示すようにモータアシストが行われず過給圧がそのまま維持されれば、エンジン回転数や車速が次第に低下する。これに対し、ｔ２以降、タービン回転数の偏差（＝ｔＮＴ−実ＮＴ）に応じてモータアシスト量Ｖｏｕｔが算出され、該Ｖｏｕｔを基にモータ３４による過給アシストが実施されるため、過給圧が上昇し、エンジン回転数や車速の低下が抑制される。これにより、ドライバが意図する車両走行状態が維持できる。
【００４７】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
車両の走行環境が変化し、例えば大気圧や外気温が変化すると、空気密度の変化により過給状態が望み通りに制御できないという不都合が生じるが、本実施の形態によれば、その都度の走行環境下の空気密度を考慮することで、走行環境の変化に際しても過給状態が望み通りに制御できるようになる。この場合、仮に高地走行時にも低地での過給性能が発揮できる。またこの場合、走行環境の変化が適宜反映されるため、適合による合わせ込みが不要となり、適合工数が大幅に低減できる。
【００４９】
また、目標過給圧ｔＰを基にモータアシスト量Ｖｏｕｔを算出し、該Ｖｏｕｔによりモータアシスト制御を実施したため、登坂走行時などにおいて環境変化に伴うトルクや車速の低下等が抑制できる。この場合、高地走行時であっても、理想とする低地での車両走行状態が実現できる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
前記第１の実施の形態では、車両が定常運転状態であること、目標過給圧ｔＰと実過給圧Ｐとの偏差△Ｐｔ（△Ｐｔ＝ｔＰ−実Ｐ）が所定値よりも大きいこと、スロットル開度ＴＡが全開状態であること、をモータアシストの実行条件とし、その実行条件が成立した状態でモータ３４による過給アシストを実行したが、本実施の形態では、モータアシストの実行条件を無くし、タービン回転数の偏差（＝ｔＮＴ−実ＮＴ）を基にモータ３４による過給アシストを実行する。
【００５１】
図１１は、本実施の形態におけるモータアシストのメインルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンは前記図７に置き換えて所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）にＥＣＵ５０により実行される。
【００５２】
図１１において、ステップＳ４０１では、前記図２に示す一連の処理で算出した目標過給圧ｔＰ、すなわちその都度の空気密度（走行環境）を考慮して算出した目標過給圧ｔＰと、吸気温Ｔｈａとを読み込む。次に、ステップＳ４０２では、予め用意していた吸気温Ｔｈａ毎のタービン回転数用の算出テーブルを用い、その都度の目標過給圧ｔＰに対応するタービン回転数を算出する。続くステップＳ４０３では、前記算出したタービン回転数を目標タービン回転数ｔＮＴとしてメモリに格納する。
【００５３】
その後、ステップＳ４０４では、モータアシスト量Ｖｏｕｔを算出する。Ｖｏｕｔの算出手順については既述した通りであり、詳細は前記図８を参照されたい。最後に、ステップＳ４０５では、モータアシスト量Ｖｏｕｔを出力し、モータ動力を発生させる処理を行う。
【００５４】
図１２は、車両が低地走行から高地走行へと移行する場合における各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。なお、図１２に示す事例では、前記図１０とは異なり、登坂当初よりドライバによるアクセル操作に並行してモータアシストが実行される。
【００５５】
さてタイミングｔ１１以降、車両が登坂走行に入り、ドライバによりアクセルペダルが踏み込み操作され、その時のアクセル開度増加に伴い目標トルクが上昇する（ｔ１１〜ｔ１２）。なお、目標トルクは低地状態を基準としてアクセル開度に基づいて算出されるようになっている。またこのとき、スロットル開度ＴＡが増加することで、その開度増加に応じて目標過給圧ｔＰが上昇し、その目標過給圧ｔＰの上昇に伴い目標タービン回転数ｔＮＴも上昇する。よって、その時のタービン回転数の偏差（＝ｔＮＴ−ＮＴ）に応じてモータアシスト量Ｖｏｕｔが算出され、該Ｖｏｕｔを基にモータ３４による過給アシストが実施される。かかる場合、モータアシストによるトルク増加が可能となるため、高地走行に伴い吸入空気の空気密度が低下しても車速の低下が抑制される。
【００５６】
つまり、図に一点鎖線で示すように、ｔ１１以降モータアシストが行われないと、高地になるほど空気密度の低下に伴いトルクが目標値から離れ、車速が次第に低下する。これに対し、ｔ１１以降図示の如くモータアシストが行われることで、空気密度の減少に伴うトルク不足分が補われ、ドライバが意図する車両走行状態が維持できる。
【００５７】
以上第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様に、高地走行時であっても、理想とする低地での車両走行状態が実現できる。特に本実施の形態では、高地走行時においてドライバによる過度なアクセル操作が要求されることはなく、低地走行時と概ね同じ感覚で車両走行が可能となる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００５９】
前記図６の目標過給圧ｔＰ算出ルーチンでは、ステップＳ１４２において目標空気量ｔＶをパラメータとして圧力比（コンプレッサ入口と出口の圧力の比）を算出したが、この際、目標空気量ｔＶ以外に吸気温Ｔｈａを演算パラメータに加えても良い。この場合、吸気温Ｔｈａ毎に複数のコンプレッサ特性マップを用意しておくと良い。これにより、更に精度の良い目標過給圧ｔＰを求めることができる。
【００６０】
上記実施の形態では、過給制御の基準となる標準状態を標準大気状態（例えばＰａｔｍ＝１０１．３ｋＰａ、Ｔｈａ＝１５℃）としたが、これを変更しても良い。標準大気状態以外を基準にしたとしても、ある標準状態を基に過給制御を行えば、如何なる車両走行環境でもドライバにとって同じ感覚で車両走行が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】発明の実施の形態におけるターボ付きエンジンの制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】ＥＣＵによるメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】要求空気量ｔＱａの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】空気密度ρの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】目標空気量ｔＶの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】目標過給圧ｔＰの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】モータアシストのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】モータアシスト量の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】スロットルバルブの開度特性と空気量の関係を説明するための図である。
【図１０】車両の登坂走行時における各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
【図１１】第２の実施の形態におけるモータアシストのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】車両の登坂走行時における各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０…エンジン、３０…ターボチャージャ、３４…モータ、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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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