(57)【要約】【課題】空気量センサの使用頻度を高くし、ひいてはエンジン制御を適正に実施することができるエンジン制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＥＣＵ２０は、調整弁４４が所定開度で開き、かつスーパーチャージャ６０が作動している特定状態であることを判定する。また、特定状態を判定している場合に、空気量センサ１１が共振による所定の影響を受ける所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動しているか否かを判定する。そして、スーパーチャージャ６０が所定作動条件で作動していると判定した場合は、空気量センサ１１の検出結果に基づいてエンジン制御を実施しない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気部（４０）に設けられたスーパーチャージャ（６０）と、前記吸気部において前記スーパーチャージャをバイパスするバイパス路（４２）に設けられた調整弁（４４）と、前記吸気部において前記スーパーチャージャよりも上流側に設けられた空気量センサ（１１）と、を備えるエンジンシステムに適用され、前記空気量センサの検出結果に基づいてエンジン制御を実施するエンジン制御装置（２０）であって、
前記調整弁が所定開度で開き、かつ前記スーパーチャージャが作動している特定状態であることを判定する状態判定部と、
前記特定状態であると判定されている場合に、前記空気量センサが共振による所定の影響を受ける所定作動条件で前記スーパーチャージャが作動しているか否かを判定する条件判定部と、
前記条件判定部により前記スーパーチャージャが前記所定作動条件で作動していると判定された場合に、前記空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施せず、所定作動条件で作動していないと判定した場合、空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施する制御部と、を備えるエンジン制御装置。
【請求項２】
前記条件判定部は、前記スーパーチャージャの回転速度が前記空気量センサに共振を生じさせる回転域にある場合に、前記スーパーチャージャが前記所定作動条件で作動していると判定する、請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記空気量センサに共振を生じさせる前記スーパーチャージャの回転域として、所定の第１回転域と、前記第１回転域と比べて前記共振による前記空気量センサの検出誤差が大きい第２回転域とが定められており、
前記条件判定部は、前記第１回転域及び前記第２回転域のうち前記スーパーチャージャの回転速度が前記第２回転域にある場合に、前記スーパーチャージャが前記所定作動条件で作動していると判定するものであり、
前記スーパーチャージャの回転速度が前記第１回転域にある場合に、前記スーパーチャージャの回転速度が前記第２回転域にある場合と比べて前記調整弁の開度を小さくする調整弁開度変更部を備える、請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記吸気部における前記調整弁よりも下流側には、吸入空気量を調整するためのスロットル弁（４６）が設けられており、
前記調整弁開度変更部により前記調整弁の開度を小さくする場合に、前記スーパーチャージャの回転速度が前記第２回転域にある場合よりも前記スロットル弁の開度を小さくするスロットル開度変更部を備える請求項３に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
エンジンの吸気弁（３８）及び排気弁（３９）の少なくともいずれかの開閉態様を可変とする弁駆動装置（５０）が設けられており、
前記調整弁開度変更部により前記調整弁の開度を小さくする場合に、前記スーパーチャージャの回転速度が前記第２回転域にある場合よりも前記吸気弁を介して筒内流入する空気量を減らす側に作用するよう前記弁駆動装置による弁開閉態様を制御する吸排気弁制御部を備える請求項３又は請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記吸気部には、前記スーパーチャージャよりも下流側に、前記吸気部の圧力を検出する圧力検出部（１３）が設けられており、
前記制御部は、前記空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施しない場合に、その空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御に代えて、前記圧力検出部の検出結果に基づくエンジン制御を実施する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記吸気部には、前記スーパーチャージャよりも下流側にターボチャージャ（６５）の吸気コンプレッサ（６４）が設けられており、
前記制御部は、前記条件判定部により前記スーパーチャージャが前記所定作動条件で作動していると判定された場合であっても、前記吸気コンプレッサによる過給が行われていることに基づいて、前記空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
空気量センサの検出結果に基づいてエンジン制御を実施するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの吸気部に空気流量を検出する空気量センサを取り付けておき、この空気量センサの検出結果に基づいて、エンジン制御を実施するエンジン制御装置が知られている。例えば、エンジン制御装置は、空気量センサの検出結果を燃料噴射量の算出に用いている。
【０００３】
特許文献１には、吸気部において空気量センサよりも上流側にスーパーチャージャを備えるエンジンシステムと、このエンジンシステムを制御するエンジン制御装置とが開示されている。特許文献１では、吸気部にはスーパーチャージャをバイパスするバイパス路が設けられている。バイパス路を閉じた状態では、吸気部を流れる空気はスーパーチャージャを通過して下流側に流れる。一方、バイパス路を開いた状態では、吸気部を流れる空気はバイパス路を通過することでスーパーチャージャを迂回して下流側に流れる。
【０００４】
また、バイパス路が所定開度で開かれた状態でスーパーチャージャを作動させる場合、スーパーチャージャからの空気がバイパス路を通じて吸気部の下流側に還流し、脈動を生じさせる場合がある。脈動は、空気量センサの検出結果に誤差を生じさせるおそれがある。そのため、特許文献１では、エンジン制御装置は、バイパス路が開いている状態では、空気量センサの検出結果を用いたエンジン制御を実施しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにバイパス路が開いていることを空気量センサの検出結果を使用しない条件とする場合、空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施できないことが頻繁に生じることとなる。そのため、空気量センサの使用が不要に制限され、ひいてはエンジン制御の実施状況が過度に切り替えられる等、不都合の発生が懸念される。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、空気量センサの使用頻度を高くし、ひいてはエンジン制御を適正に実施することができるエンジン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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係るエンジン制御装置では、吸気部に設けられたスーパーチャージャと、前記吸気部において前記スーパーチャージャをバイパスするバイパス路に設けられた調整弁と、前記吸気部において前記スーパーチャージャよりも上流側に設けられた空気量センサと、を備えるエンジンシステムに適用され、前記空気量センサの検出結果に基づいてエンジン制御を実施する。また、エンジン制御装置は、前記調整弁が所定開度で開き、かつ前記スーパーチャージャが作動している特定状態であることを判定する状態判定部と、前記特定状態であると判定されている場合に、前記空気量センサが共振による所定の影響を受ける所定作動条件で前記スーパーチャージャが作動しているか否かを判定する条件判定部と、前記条件判定部により前記スーパーチャージャが前記所定作動条件で作動していると判定された場合に、前記空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施せず、所定作動条件で作動していないと判定した場合、空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施する制御部と、を備える。
【０００９】
調整弁を所定開度で開いた状態でスーパーチャージャを作動させる場合、パイパス路を還流する空気の脈動に起因して空気量センサに検出誤差が生じるが、その脈動による不都合は一様に生じるものではないと考えられる。この点、上記構成では、調整弁が所定開度で開き、かつスーパーチャージャが作動している特定状態において、空気量センサが共振による影響を受ける所定作動条件でスーパーチャージャが作動しているか否かを判定する。そして、スーパーチャージャが所定作動条件で作動していると判定された場合に、空気量センサの検出結果に基づくエンジン制御を実施しないこととした。この場合、空気量センサにおいて共振による影響の度合に応じて、空気量センサの使用の可否が判断される。つまり、調整弁が所定開度で開き、かつスーパーチャージャが作動している特定状態にあっても、必ずしも空気量センサの使用が禁止されるのはなく、共振による影響の程度に応じて空気量センサの使用の機会が確保される。その結果、空気量センサの検出結果を適正に用い、ひいてはエンジン制御を適正に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジン制御システムの構成図。
【図２】特定状態下でのスーパーチャージャの動作の一例を説明するタイミングチャート。
【図３】共振を生じさせる回転速度を説明する図。
【図４】エンジン制御に係る処理を説明するフローチャート。
【図５】第１回転域と第２回転域とを説明する図。
【図６】第２実施形態において吸入空気量の算出を説明するフローチャート。
【図７】吸気弁と排気弁との開閉タイミングを説明する図。
【図８】第４実施形態に係るエンジン制御システムの構成図。
【図９】エンジン制御に係る処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示すエンジンシステム１００は、エンジン出力軸３４を回転させて車両の動力を生み出すエンジン本体３０と、エンジン本体３０に吸気される空気が流れる吸気部として機能する吸気配管４０と、エンジン本体３０から排気される排気ガスが流れる排気部として機能する排気配管７０と、エンジンシステム１００を制御するＥＣＵ２０と、を備えている。図１において、ＥＣＵ２０がエンジン制御を実施するエンジン制御装置として機能する。
【００１２】
エンジン本体３０は、シリンダ３２が形成されたシリンダブロック３１と、シリンダ３２内において上下に往復運動を行うピストン３３と、ピストン３３の往復運動により回転するエンジン出力軸３４と、を主に備えている。また、エンジン出力軸３４の外周上には、検出ギアが設けられたタイミングロータ３５が備えられている。
【００１３】
シリンダブロック３１には、各シリンダ３２と吸気配管４０とを連通する開口である吸気ポート３６と、各シリンダ３２と排気配管７０とを連通する開口である排気ポート３７とが形成されている。吸気配管４０を流れる空気は、吸気ポート３６を通じてシリンダ３２内に吸気される。また、シリンダ３２から排気ポート３７を通じて排出される排気ガスは、排気配管７０を通じて外部へ排気される。
【００１４】
シリンダブロック３１の外側には、タイミングロータ３５の検出ギアを検出するクランク角センサ１２が取り付けられている。クランク角センサ１２は、タイミングロータ３５の検出ギアの検出に応じて、エンジン出力軸３４の回転角を示すクランク角信号を出力する。このクランク角信号は、ピストン３３のクランク角[°ＣＡ]や、エンジン出力軸３４の回転速度を示すエンジン回転速度[ｒａｄ／ｓ]の検出に使用される。
【００１５】
また、シリンダブロック３１の上方には、吸気ポート３６を開閉する吸気弁３８と、排気ポート３７を開閉する排気弁３９と、吸気弁３８及び排気弁３９の少なくともいずれかの開閉態様を可変とする弁駆動装置５０と、燃料噴射装置５５と、が設けられている。本実施形態では、弁駆動装置５０は、吸気弁３８の開閉態様を可変とする吸気弁駆動装置５１と、排気弁３９の開閉態様を可変とする排気弁駆動装置５２とを有している。
【００１６】
吸気弁駆動装置５１は、吸気弁３８の開閉態様として、吸気弁３８の開閉タイミングやリフト量を可変にする。また、排気弁駆動装置５２は、排気弁３９の開閉態様として、排気弁３９の開閉タイミングやリフト量を可変にする。具体的には、吸気弁駆動装置５１及び排気弁駆動装置５２は、エンジン出力軸３４に同期して回転するカム軸の相対回転位相を変更することで、所定の基準位置に対して進角側又は遅角側への開閉タイミングの変更と、リフト量の変更とを実施する。弁駆動装置５０としては油圧駆動式又は電動式の可変動弁機構が用いられる。吸気弁駆動装置５１及び排気弁駆動装置５２による各弁３８，３９に対する開閉タイミング及びリフト量は、ＥＣＵ２０により制御される。
【００１７】
なお、弁駆動装置５０はカム軸により吸気弁３８及び排気弁３９の開閉タイミング及びリフト量を可変するものに限られず、モータ等のアクチュエータを用いて吸気弁３８及び排気弁３９の開閉タイミングやリフト量を可変するものであってもよい。
【００１８】
燃料噴射装置５５は、不図示の燃料タンクから供給された燃料を噴射する。燃料噴射装置５５は、ソレノイド又は圧電素子等の駆動部により弁の開閉を切り替える。図１では、エンジンシステム１００は筒内噴射型であり、燃料噴射装置５５は燃料が噴射される先端側をシリンダ３２に向けた状態で配置されている。なお、エンジンシステム１００がポート噴射型である場合、燃料噴射装置５５は先端側を吸気ポート３６に向けた状態で配置されることとなる。
【００１９】
吸気配管４０は、主として外界から吸気された空気が流れる通路であり、上流側配管４１と、この上流側配管４１とインタークーラ４７を介して繋がる下流側配管４３とで構成されている。
【００２０】
上流側配管４１には、空気流量を検出する空気量センサ１１が備えられている。空気量センサ１１は、空気流量を物理量として検知し、空気流量に応じた出力電圧を出力する。本実施形態では、空気量センサ１１として、熱線式エアフロメータを用いるが、これ以外にも、フラップ式エアフロメータやカルマン過流式エアフロメータを用いてもよい。
【００２１】
上流側配管４１において空気量センサ１１の下流側には、エンジン本体３０に空気を過給するスーパーチャージャ６０が設けられている。本実施形態では、スーパーチャージャ６０は、エンジン出力軸３４の回転を動力として過給を行う機械式過給装置であり、空気を圧縮する一対の圧縮用ロータ６１と、エンジン出力軸３４の回転に伴って圧縮用ロータ６１を回転させる駆動軸とを有している。また、スーパーチャージャ６０の駆動軸とエンジン出力軸３４との間には、電磁クラッチ等のクラッチ機構が介在している。クラッチ機構によるエンジン出力軸３４から駆動軸への動力の伝達及び遮断は、ＥＣＵ２０の制御により切り替えられる。
【００２２】
上流側配管４１において空気量センサ１１の下流側には、スーパーチャージャ６０をバイパスするバイパス路４２が設けられている。バイパス路４２には、開度を調整することで、スーパーチャージャ６０へ流入する空気量を調整する調整弁４４が設けられている。調整弁４４の開度は、その開度を開き側又は閉じ側に可変させる調整弁駆動部により変更される。調整弁駆動部は、ＥＣＵ２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０による制御により調整弁４４の開度が制御される。
【００２３】
スーパーチャージャ６０では、エンジン出力軸３４の回転によって一対の圧縮用ロータ６１が回転する。そして、圧縮用ロータ６１により空気を圧縮し、過給を行う。また、調整弁４４の開度が可変されることで、スーパーチャージャ６０を通過する空気量が調整され、スーパーチャージャ６０の過給仕事が制御される。
【００２４】
下流側配管４３には、エンジン本体３０に吸気される空気量を調整するためのスロットル弁４６が設けられている。スロットル弁４６は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０の制御により不図示のモータを駆動させて開度を調整する。また、下流側配管４３におけるスロットル弁４６よりも下流側には、スロットル弁４６を通過した空気をエンジン本体３０の各シリンダ３２に振り分けるサージタンク４５が形成されている。サージタンク４５には、吸入空気の圧力を検出する圧力センサ１３が取り付けられている。本実施形態では、圧力センサ１３が圧力検出部として機能する。
【００２５】
吸気配管４０において、スーパーチャージャ６０よりも下流側には、ターボチャージャ６５の吸気コンプレッサ６４が設けられている。また、排気配管７０には、吸気コンプレッサ６４と連結されたタービンホイール６３が設けられている。本実施形態では、上流側配管４１におけるスーパーチャージャ６０よりも下流側に吸気コンプレッサ６４が設けられており、排気配管７０における触媒コンバータ７１よりも上流側にタービンホイール６３が設けられている。
【００２６】
タービンホイール６３を挟んで排気配管７０の上流側と下流側との間にはバイパス路７３と、このバイパス路７３を開閉するウエストゲートバルブ７２とが設けられている。ウエストゲートバルブ７２は、ウェストゲートバルブアクチュエータの駆動により開閉状態が可変し、タービンホイール６３を通過する排気ガスの流量を調整する。
【００２７】
ターボチャージャ６５では、排気配管７０を流れる排気ガスによりタービンホイール６３が回転し、その回転力が吸気コンプレッサ６４に伝達される。そして、吸気コンプレッサ６４の回転により、吸気配管４０を流れる吸入空気が圧縮され、過給が行われる。
【００２８】
スーパーチャージャ６０又はターボチャージャ６５により過給された空気は、インタークーラ４７によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ４７によって吸入空気が冷却されることで、エンジン本体３０の吸入空気の充填効率が高められる。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御ユニットであり、内蔵されたＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されている制御プログラムを用い、各種センサの検出信号に基づいてエンジンシステム１００の各種制御を実施する。また、ＥＣＵ２０には、運転者のアクセルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２５が接続されている。
【００３０】
次に、スーパーチャージャ６０の作動状態について説明する。
【００３１】
図２は、スーパーチャージャ６０の作動状態の一例を示すタイミングチャートである。図２（ａ）は、エンジン回転速度の推移を示すグラフである。図２（ｂ）は、調整弁４４の開度の推移を示すグラフである。図２（ｃ）は、スーパーチャージャ６０による過給圧の推移を示すグラフである。
【００３２】
時刻ｔ０からｔ１の期間では、調整弁４４が全開状態（Ｏｐ１）となっており、吸気配管４０を流れる空気はバイパス路４２を通じて下流側に流れるため、スーパーチャージャ６０に空気が供給されていない。この状態では、スーパーチャージャ６０を通過する空気量はわずかであるため、空気がバイパス路４２を還流しない。
【００３３】
次に、時刻ｔ１〜ｔ２では、調整弁４４が開度Ｏｐ２となるよう閉じ側に制御されている。ここで、開度Ｏｐ２は、調整弁４４を全開とする場合の開度Ｏｐ１よりも小さい中間開度である。調整弁４４が開度Ｏｐ２となる状態では、スーパーチャージャ６０の過給圧が大気圧（例えば、１．０ｂａｒ）以下の値であり、非過給域となっている。
【００３４】
時刻ｔ２〜ｔ３の期間において運転者がアクセルを操作することでエンジン回転速度を増加させた場合、調整弁４４の開度が全閉となる。そのため、スーパーチャージャ６０への流入空気量が増加し、スーパーチャージャ６０の過給仕事が増加する（時刻ｔ２〜ｔ４）。ここで、スーパーチャージャ６０は既に低い過給仕事で作動しているため、エンジン回転速度の上昇に対するスーパーチャージャ６０の駆動応答性が高くなる。
【００３５】
上述した、時刻ｔ１〜ｔ２の期間では、調整弁４４が全閉状態と全開状態との間の中間開度で開き、スーパーチャージャ６０が作動しており、かつスーパーチャージャ６０の過給圧が大気圧以下となっている。本実施形態では、調整弁４４が中間開度で開き、スーパーチャージャ６０が作動しており、かつ過給圧が大気圧以下となる場合を特定状態としている。この特定状態において、スーパーチャージャ６０を通過した空気がバイパス路４２に還流し、このバイパス路４２内に脈動を生じさせる場合がある。またバイパス路４２に生じる脈動の周期が空気量センサ１１の内部の管路の共振周波数と一致すると、空気量センサ１１に共振を生じさせ、検出誤差を大きくする要因となる。そこで、このような特定状態では空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御を実施しないことも考えられるが、この場合、空気量センサ１１の検出結果を使用したエンジン制御の実施頻度が低下することとなる。また、空気量センサ１１の検出結果を使用することなくエンジン制御を実施することも考えられるが、空気量センサ１１の検出結果である空気量の実測値をエンジン制御に用いることができないため、エンジン制御が適正に実施されない場合がある。
【００３６】
空気量センサ１１の検出精度を低下させる要因は、還流により生じた脈動が空気量センサ１１の管路内に共振を生じさせることである。そのため、調整弁４４が開いた状態でも共振による空気量センサ１１の影響度合いが低ければ、空気量センサ１１の検出結果を使用することができる。そこで、本実施形態では、特定状態において、空気量センサ１１が共振による所定の影響を受ける所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動している場合に、空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御を実施しない。逆に、特定状態において、スーパーチャージャ６０が所定作動条件で作動していない場合は、空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御を実施することとしている。
【００３７】
次に、上述した特定状態において、ＥＣＵ２０が実施するエンジン制御に関する機能を説明する。
【００３８】
図１に戻り、状態判定部２１は、調整弁４４が所定開度で開き、かつスーパーチャージャ６０が作動している特定状態であることを判定する。特定状態における調整弁４４の開度は、全閉状態よりも大きく、かつ全開状態よりも小さい開度であればよい。例えば、状態判定部２１は、調整弁４４の開度を可変する調整弁駆動部に駆動を要求する信号が、調整弁を所定開度で開閉さるものであることを判定すればよい。
【００３９】
条件判定部２２は、状態判定部２１により特定状態であることが判定されている場合に、空気量センサ１１が共振の影響を受ける所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動しているか否かを判定する。本実施形態では、共振の影響を受ける状態として、空気量センサ１１の検出誤差を用いる。具体的には、空気量センサ１１の検出誤差が高い程、空気量センサ１１の共振の影響が高い状態としている。また、スーパーチャージャ６０の所定作動条件として、スーパーチャージャ６０の圧縮用ロータ６１の回転速度を用いている。より具体的には、圧縮用ロータ６１を回転させる動力源となるエンジン出力軸３４のエンジン回転速度を用いている。
【００４０】
次に、図３を用いて、エンジン回転速度により共振を生じさせる所定作動条件について説明する。図３（ａ）では、横軸をエンジン回転速度とし、縦軸を空気量センサ１１の吸入空気量の検出誤差の大小とするグラフである。図３（ａ）に示す例では、２つの回転域において、検出誤差が大きな値を示しており、この回転域において空気量センサ１１に共振が生じている。
【００４１】
図３（ｂ）は、横軸をエンジン回転速度とし、縦軸を脈動周波数とするグラフである。図３（ｂ）において、ＲＦは空気量センサ１１の共振周波数を示す。また、１ｓｔ，２ｎｄは、スーパーチャージャ６０から吐出される空気の脈動周波数を周波数解析した際の所定の周波数成分とエンジン回転速度との関係を示す。具体的には、１ｓｔは、脈動周波数を周波数解析したスペクトルの内、１次成分の周期とエンジン回転速度との関係を示し、２ｎｄは、スペクトルの内、２次成分の周期とエンジン回転速度との関係を示している。例えば、周波数解析としては、周知のフーリエ解析を用いることができる。
【００４２】
空気量センサ１１の共振周波数ＲＦと脈動周波数とが一致することで空気量センサ１１に共振を生じさせる。そのため、図３（ｂ）において１次成分１ｓｔ及び２次成分２ｎｄの内、共振周波数ＲＦとそれぞれ交わる箇所でのエンジン回転速度が、空気量センサ１１の共振周波数と脈動周波数とを一致させるエンジン回転数となる。図３（ｂ）では、１次成分１ｓｔは回転速度ＲＰ１で共振周波数ＲＦと交わり、２次成分は回転速度ＲＰ２で共振周波数ＲＦと交わっている。そのため、本実施形態では、回転速度ＲＰ１，ＲＰ２を中心とする所定幅のエンジン回転域を空気量センサ１１に脈動を生じさせる所定作動条件として定めている。
【００４３】
図１の説明に戻り、制御部２３はエンジン制御を実施する。エンジン制御の一例として、制御部２３は、燃料噴射装置５５の噴射量を制御する。具体的には、制御部２３はエンジン回転速度と、エンジン負荷とに基づいて、燃料噴射装置５５の基本噴射量を算出する。次に、空気量センサ１１を含む各種センサによる検出値に基づき、制御部２３は基本噴射量を補正する。そして、制御部２３は、補正後の基本噴射量を燃料噴射量とし、この燃料噴射量を用いて燃料噴射装置５５の噴射を制御する。
【００４４】
次に、ＥＣＵ２０が空気量センサ１１の検出結果をもとにエンジン制御を実施する処理を図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートで示す処理は、ＥＣＵ２０により、所定周期で実施される処理である。
【００４５】
ステップＳ１１では、特定状態であるか否かを判定する。この第１実施形態では、調整弁４４が開度Ｏｐ２で開くよう開き側に制御されており、スーパーチャージャ６０が作動しており、かつスーパーチャージャ６０の過給圧が大気圧（例えば、１．０ｂａｒ）以下の非過給域である場合に、特定状態であると判定する。スーパーチャージャ６０が作動しているか否かの判定は、例えば、クラッチ機構がエンジン出力軸３４の動力をスーパーチャージャ６０の出力軸へ伝達する伝達側に制御されている状態で、エンジン出力軸３４が回転していることをもって判定すればよい。また、スーパーチャージャ６０の過給圧が大気圧以下となっているか否かの判定は、エンジン出力軸３４の回転を用いて判定する。特定状態でないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、図４の処理を一旦終了する。
【００４６】
スーパーチャージャの過給圧が非過給領域（大気圧以下）である場合、吸気配管４０内の過給圧が低く、バイパス路４２への空気の還流が生じやすくなる。そのため、スーパーチャージャ６０の過給圧が非過給領域であることを特定状態の判定条件の一つとすることで、空気の還流による脈動が発生しやすい状態を適正に判定することが可能となる。
【００４７】
特定状態であることを判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。ターボチャージャ６５が作動している場合、吸気配管４０において過給圧が大きくなるため、バイパス路４２への空気の還流が生じにくくなる。そのため、ステップＳ１２では、ターボチャージャ６５による過給が行われているか否かを判定する。例えば、エンジン回転速度が所定回転速度以上である場合にターボチャージャ６５が作動する場合、エンジン回転速度が所定回転速度以上であることを条件に、ターボチャージャ６５が作動していると判定する。
【００４８】
ターボチャージャ６５による過給が行われていないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３では、空気量センサ１１に共振を生じさせる所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動しているか否かを判定する。ＥＣＵ２０はその内部に、空気量センサ１１に共振を生じさせる回転域を記録しており、この回転域と現在のエンジン回転速度とを比較する。現在のエンジン回転速度が空気量センサ１１に共振を生じさせる所定作動条件に該当すると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ３０に進む。
【００４９】
ステップＳ３０では、エンジン負荷として圧力センサ１３の検出結果を用い、その検出結果に基づいて燃料噴射量を算出する。そして、算出した燃料噴射量を用いて燃料噴射装置５５の駆動を制御する。
【００５０】
一方、スーパーチャージャ６０が所定作動条件で作動していると判定しない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ３１では、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施する。具体的には、空気量センサ１１の検出結果を用いた燃料噴射量の算出を行い、算出した燃料噴射量を用いて燃料噴射装置５５の駆動を制御する。
【００５１】
ステップＳ３０又はステップＳ３１の処理が終了すると、図４の処理を一旦終了する。
【００５２】
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５３】
ＥＣＵ２０は、特定状態であることを判定した場合に、空気量センサ１１が共振の影響を受ける所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動しているか否かを判定する。そして、スーパーチャージャ６０がこの所定作動条件で作動していると判定した場合に、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施しないこととした。また、スーパーチャージャ６０がこの所定作動条件で作動していないと判定した場合に、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施することとした。そのため、バイパス路４２が所定開度で開いている状況下でも空気量センサ１１が共振の影響を受けない所定作動条件で作動している場合は、空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御が実施される。そのため、調整弁４４が開いている場合に一様に空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御を実施しない場合と比べて、空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御が実施される頻度が高くなる。その結果、エンジン制御を好適に実施することができる。
【００５４】
スーパーチャージャ６０を通過してバイパス路４２を還流する空気の脈動周波数は、スーパーチャージャ６０の回転速度に応じた値となる。この点、上記構成では、ＥＣＵ２０は、エンジン出力軸３４の回転速度が空気量センサ１１に共振を生じさせる所定回転域である場合に、スーパーチャージャが所定作動条件で作動していると判定することとした。この場合、数値化された回転速度を用いてスーパーチャージャ６０の所定作動条件を判定することができるため、空気量センサ１１の検出結果に応じたエンジン制御の実施の有無を好適に判定することができる。
【００５５】
ＥＣＵ２０は、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施しない場合に、その空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御に代えて、圧力センサ１３の検出結果に基づくエンジン制御を実施することとした。この場合、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御と圧力センサ１３の検出結果に基づくエンジン制御とのいずれかが実施されることで、エンジン制御が実施されない状態を回避し、エンジンの駆動が過度に切り替えられるのを防止することができる。
【００５６】
吸気配管４０においてスーパーチャージャ６０よりも下流側にターボチャージャ６５が設けられている場合、調整弁４４が開いた状態でも、ターボチャージャ６５の過給圧により、バイパス路４２への空気の還流が生じにくくなる。この点、上記構成では、スーパーチャージャ６０が所定作動条件で作動していると判定された場合であっても、ターボチャージャ６５の吸気コンプレッサ６４による過給が行われていることに基づいて、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施することとした。そのため、特定状態において所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動している場合でも、空気量センサの検出結果を使用することができ、エンジン制御を適正に実施する頻度を高めることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
【００５８】
第２実施形態では、共振による空気量センサ１１の検出誤差がエンジン制御に使用可能な程度である状況下では、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御を実施する。
【００５９】
図５では、横軸をエンジン回転速度とし、縦軸を空気量センサ１１の検出誤差とするグラフである。図５において、空気量センサ１１に共振を生じさせる二つ回転域が示されている。この内、第１回転域Ｒｏｔ１は、共振レベルが所定値以下となる回転域であり、第２回転域Ｒｏｔ２は、共振レベルが所定値以上となる回転域である。
【００６０】
第１回転域と第２回転域とを区別する所定値は、調整弁４４を閉じ側に制御することでバイパス路４２を還流する脈動を減衰させた場合に、検出誤差が誤差閾値Ｔｈ以下となるか否かに基づいて定められている。なお、誤差閾値Ｔｈは、その影響がエンジン制御に対して無視できる検出誤差として定められることが好ましい。
【００６１】
図６は、第２実施形態において、ＥＣＵ２０により実施されるエンジン制御を説明するフローチャートである。図６に示す処理は、ＥＣＵ２０により所定周期で実施される。なお、図６においてステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ３０，Ｓ３１が図４に示すフローチャートでの同一ステップと同じ処理である。一方、ステップＳ２１〜Ｓ２４が図４に示すフローチャートと異なる処理である。そのため、図６のフローチャートにおいて説明を一部省略する。
【００６２】
ターボチャージャ６５による過給が行われていないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ２１では、検出したエンジン回転速度が、第２回転域であるか否かを判定する。エンジン回転速度が第２回転域であると判定すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、空気量センサ１１が共振による所定の影響（すなわち、許容できないレベルでの検出誤差を生じさせる影響）を受けるため、ステップＳ３０では、圧力センサ１３の検出結果に基づいてエンジン制御を実施する。
【００６３】
エンジン回転速度が第２回転域でないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ２２では、エンジン回転速度が第１回転域であるか否かを判定する。エンジン回転速度が第１回転域でないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、エンジン回転速度は空気量センサ１１に共振による所定の影響を生じさせる回転域でないとして、ステップＳ３１に進む。
【００６４】
エンジン回転速度が第１回転域であると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３では、エンジン回転速度が第２回転域に該当する場合よりも調整弁４４の開度を小さくする。例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン本体３０への目標吸気量が維持できる範囲内において調整弁４４の開度を閉じ側に制御する。ステップＳ２３が調整弁開度変更部として機能する。
【００６５】
ステップＳ２３において、調整弁４４の開度を閉じ側に制御することでスーパーチャージャ６０へ流入する空気量が増加し、スーパーチャージャ６０の過給仕事が増加する場合がある。そのため、ステップＳ２４では、エンジン回転速度が第２回転域に該当すると判定する場合よりもスロットル弁４６の開度を小さくする。スロットル弁４６の開度を小さくすることで、スーパーチャージャ６０の過給仕事の増加による吸入空気量の増加を抑制することができる。ステップＳ２４がスロットル開度変更部として機能する。
【００６６】
ステップＳ３１では、空気量センサ１１の検出結果を用いてエンジン制御を実施する。そのため、この第２実施形態では、空気量センサ１１に共振を生じさせる第１回転域においても、空気量センサ１１の検出結果に基づくエンジン制御が実施されることとなる。
【００６７】
脈動の強さは、バイパス路４２を還流する空気量に応じて大きくなるため、バイパス路４２から空気量センサ１１へ還流する空気量を減少させることで、空気量センサ１１に対する脈動の影響を弱めることができる。この点、上記構成では、ＥＣＵ２０は、空気量センサ１１に共振を生じさせるスーパーチャージャ６０の回転速度として、所定の第１回転域と、第１回転域と比べて共振による空気量センサ１１の検出誤差が大きい第２回転域とを判定する。そして、スーパーチャージャ６０の回転速度が第２回転域である場合に、スーパーチャージャ６０が所定作動条件で作動していると判定する。一方、エンジン出力軸３４の回転速度が第１回転域であると判定した場合に、エンジン出力軸３４の回転速度が第２回転域に該当する場合と比べて調整弁４４の開度を小さくすることとした。この場合、空気量センサ１１に共振を生じさせる回転域では、必ずしも空気量センサ１１の使用が禁止されるのはなく、脈動を減衰させることで空気量センサ１１の検出誤差を低減できる回転域においては、空気量センサ１１の使用の機会が確保される。その結果、空気量センサ１１の検出結果を用いてエンジン制御を実施する頻度を高くし、ひいてはエンジン制御を適正に実施することができる。
【００６８】
ＥＣＵ２０は、調整弁４４の開度を第２回転域での調整弁の開度よりも小さくする場合に、スーパーチャージャ６０の回転速度が第２回転域に該当する場合よりもスロットル弁４６の開度を小さくすることとした。そのため、調整弁４４の開度を小さくしたことに伴いスーパーチャージャ６０の過給仕事が増加する場合でも、シリンダ３２内へ吸気される吸入空気量の増加が抑制され、空気量センサ１１の使用頻度の増加と、エンジン制御の適正化とを両立させることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、第２実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
【００７０】
第３実施形態では、調整弁４４の開度を小さくしたことによる吸入空気量の増加を抑制するために、図６のステップＳ２４において、吸気弁３８又は排気弁３９の開閉タイミングを変更する。
【００７１】
図７は、縦軸を吸気弁３８及び排気弁３９のリフト量とし、横軸を時間とする図である。なお、図７において、図中左側に推移する程、吸気弁３８及び排気弁３９の開閉タイミングが弁駆動装置５０により進角側に位相調整され、図中右側に推移する程、吸気弁３８及び排気弁３９の開閉タイミングが弁駆動装置により遅角側に位相調整されている。また、吸気ポート３６及び排気ポート３７が共に開いた時期を、図中斜線で付している。
【００７２】
吸気弁３８及び排気弁３９が共に開いている期間では、排気ポート３７から排気された排気ガスによりシリンダ３２内に慣性力が作用し、吸気ポート３６から空気が吸気されやすくなる。そのため、図７（ａ）から図７（ｂ）へ移行するように、吸気弁３８の開閉タイミングを遅角側に位相調整することで、吸気弁３８と排気弁３９とが共に開く時期を減少させることで、開閉タイミングを吸入空気量を減らす側に作用させる。その結果、スーパーチャージャ６０の過給仕事の増加に伴う吸入空気量の増加を抑制し、吸入空気量を維持することができる。
【００７３】
具体的には、図６のステップＳ２４において、ＥＣＵ２０は、吸気弁駆動装置５１により吸気弁３８の開閉タイミングを遅角側に位相調整することで、開閉タイミングを吸入空気量を減らす側に作用させる。なお、ステップＳ２４において、吸気弁３８の開閉タイミングを遅角側に位相調整する量は、エンジン本体３０の目標空気量からの誤差が大きくならない範囲において実施されることが望ましい。この第３実施形態において、図６のステップＳ２４が吸排気弁制御部として機能する。
【００７４】
また、図６のステップＳ２４において、吸気弁３８に代えて、排気弁３９の開閉タイミングを進角側に位相調整することで、吸気弁３８と排気弁３９とが共に開く期間を減少させてもよい。この場合においても、ＥＣＵ２０は、排気弁駆動装置５２により排気弁３９の開閉タイミングを遅角側に位相調整することで、開閉タイミングを吸入空気量が減らす側に作用させる。
【００７５】
上記構成により、ＥＣＵ２０は、調整弁４４の開度を小さくする場合に、エンジン回転速度が第２回転域にある場合よりも吸気弁３８を介してシリンダ３２に流入する吸入空気量を減らす側に作用するように弁駆動装置５０による開閉タイミングを制御する。この場合、調整弁４４の開度を小さくしたことに伴いスーパーチャージャ６０の過給仕事が増加する場合でも、シリンダ３２内へ吸気される吸入空気量の増加を抑制することができ、空気量センサ１１の使用頻度の増加と、エンジン制御の適正化とを両立させることができる。
【００７６】
（第４実施形態）
この第４実施形態では、第１実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
【００７７】
図８に示すエンジンシステム１００では、第１実施形態と比べて、過給装置としてのターボチャージャを備えていない構成が異なる。そのため、吸気配管４０側での流入空気の過給は、スーパーチャージャ６０のみで実施される。
【００７８】
次に、ＥＣＵ２０が空気量センサ１１の検出結果をもとにエンジン制御を実施する処理を図９のフローチャートを用いて説明する。図９のフローチャートで示す処理は、ＥＣＵ２０により、所定周期で実施される処理である。
【００７９】
図９のステップＳ１１において、特定状態であることを判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動していることを判定した場合、ステップＳ３０に進み、圧力センサ１３の検出結果を用いたエンジン制御を実施する。一方、ステップＳ１３において、所定作動条件でスーパーチャージャ６０が作動していると判定しない場合、ステップＳ３１に進み、空気量センサ１１の検出結果を用いたエンジン制御を実施する。
【００８０】
（その他の実施形態）
・ステップＳ１１において、スーパーチャージャ６０の過給圧が非過給領域であることを特定状態の判定条件から除くものであってもよい。スーパーチャージャ６０の過給圧が大気圧以上である場合でも、空気のバイパス路４２への還流が生じ得る。この場合、ステップＳ１１において、ＥＣＵ２０は、調整弁４４が中間開度Ｏｐ２で開くよう開き側に制御されており、かつスーパーチャージャ６０が作動している場合に、特定状態であることを判定する。
【００８１】
・図４のステップＳ１３において、所定作動条件に該当すると判定した場合、圧力センサ１３の検出結果に基づくエンジン制御を実施しない構成としてもよい。
【００８２】
・第３実施形態において、調整弁４４の開度を閉じ側に制御したことによる吸入空気量の増加を抑制するために、ＥＣＵ２０は、吸気弁３８及び排気弁３９の開閉タイミングを制御することに代えて、吸気弁３８及び排気弁３９のリフト量を制御してもよい。具体的には、図６のステップＳ２４において、エンジン回転速度が第２回転域に該当すると判定した場合よりも吸入空気量を減らす側に作用するよう吸気弁３８のリフト量を減少させる。
【００８３】
・ターボチャージャ６５の過給圧が小さい場合は、空気量センサ１１の検出結果を使用したエンジン制御を実施しない構成としてもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、図４のステップＳ１２において、ターボチャージャ６５の過給圧が過給圧閾値を下回る場合、ステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１３において所定作動条件に該当すると判定した場合、ステップＳ３０において、圧力センサ１３の検出結果を用いてエンジン制御を実施する。一方、ステップＳ１２において、ターボチャージャ６５の過給圧が過給圧閾値以上となる場合は、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１において、空気量センサ１１の検出結果を用いてエンジン制御を実施する。なお、過給圧閾値は、バイパス路４２への空気の還流を生じさせるターボチャージャ６５の過給圧の最大値に応じて定められる値である。
【００８４】
・空気量センサ１１に共振を生じさせる所定条件として、圧力センサの検出結果を用いるものであってもよい。圧力センサの検出値の変動に基づいて、吸気配管４０内に脈動が生じているか否かを判定することができる。そのため、圧力センサの検出結果を、空気量センサ１１に共振を生じさせる所定条件の一つとすることができる。この場合、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３において、圧力センサの検出値の変動を検出した場合に、所定作動条件に該当しているとしてステップＳ３０に進む。例えば、バイパス路４２に圧力センサを設けておき、この圧力センサによりバイパス路４２内の圧力変化を検出する。
【００８５】
・上述した第２実施形態において、ＥＣＵ２０は、調整弁４４の開度を小さくする場合に、スロットル弁４６の開度の制御と、弁駆動装置５０による弁開閉態様の制御とを組み合わせることで、吸入空気量の増加を抑制してもよい。この場合、図６のステップＳ２４において、エンジン回転速度が第２回転域に該当する場合よりも吸入空気量を減らす側に作用するようスロットル弁４６の開度の制御と弁駆動装置５０による弁開閉態様の制御とが実施される。
【００８６】
・スーパーチャージャ６０として、エンジン出力軸３４の回転により駆動する機械式スーパーチャージャに代えて、駆動用モータの回転により駆動する電気式スーパーチャージャを用いてもよい。この場合、図４のステップＳ１１の特定状態の判定において、駆動用モータが所定回転数で回転していることによりスーパーチャージャ６０が動作していると判定される。また、図４のステップＳ１３、図６のステップＳ２１，２２の判定において、駆動用モータの回転速度により、スーパーチャージャ６０の作動条件が判定される。
【符号の説明】
【００８７】
１１…空気量センサ、２１…状態判定部、２２…条件判定部、２３…制御部、４２…バイパス路、４４…調整弁、６０…スーパーチャージャ、１００…エンジンシステム。
【図１】
2018135784.tif 000003
【図２】
2018135784.tif 000004
【図３】
2018135784.tif 000005
【図４】
2018135784.tif 000006
【図５】
2018135784.tif 000007
【図６】
2018135784.tif 000008
【図７】
2018135784.tif 000009
【図８】
2018135784.tif 000010
【図９】
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