(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関を搭載する車両の操縦者から要求される運転態様に応じた過給圧の供給を行う。【解決手段】内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関における過給圧を調整可能とする過給機と、内燃機関が搭載される車両の操縦者の選択により、該車両において該車両の燃費性能に対する該車両の加速性能の優先度を設定する加速優先度設定手段（Ｓ１０１）と、加速優先度設定手段によって車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて過給機による過給圧を上昇させる過給機制御手段（Ｓ１０２）と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における過給圧を調整可能とする過給機と、
前記内燃機関が搭載される車両の操縦者の選択により、該車両において該車両の燃費性能に対する該車両の加速性能の優先度を設定する加速優先度設定手段と、
前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて前記過給機による過給圧を上昇させる過給機制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の過給圧制御システム。
【請求項２】
前記過給機は、供給電圧が調整されることで前記内燃機関における過給圧を所望の圧力とする電動式過給機であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給圧制御システム。
【請求項３】
前記過給機は、複数台の過給機から構成され、且つ前記内燃機関の運転状態に基づいて作動する過給機を切替えることで前記内燃機関における過給圧を調整する切替式過給機であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給圧制御システム。
【請求項４】
前記内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関が属する負荷領域を検出する機関負荷領域検出手段と、
前記機関負荷検出手段によって前記内燃機関が低負荷領域に属すると検出されたときは、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期の燃料噴射によって予混合気を形成することで予混合圧縮着火燃焼を行い、該機関負荷検出手段によって該内燃機関が高負荷領域に属すると検出されたときは、圧縮行程上死点近傍の時期の燃料噴射によって通常圧縮着火燃焼を行う燃焼制御手段と、
前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて、前記燃焼制御手段によって予混合圧縮着火燃焼が行われる低負荷領域を縮小するとともに通常圧縮着火燃焼が行われる高負荷領域を拡大する燃焼領域補正手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給圧制御システム。
【請求項５】
前記過給機は、供給電圧が調整されることで前記内燃機関における過給圧を所望の圧力とする電動式過給機であって、
前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されることで前記過給機制御手段により過給圧が上昇させられているとき、前記電動式過給機への供給電圧値を該車両の操縦者に通知する通知手段を、更に備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の過給圧制御システム。
【請求項６】
前記過給機は、複数台の過給機から構成され、且つ前記内燃機関の運転状態に基づいて作動する過給機を切替えることで前記内燃機関における過給圧を調整する切替式過給機であって、
前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されて前記過給機制御手段により過給圧が上昇させられているとき、前記切替式過給機を構成する複数台の過給機の作動状況を該車両の操縦者に通知する通知手段を、更に備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の過給圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に備えられた過給機によって過給圧を制御する内燃機関の過給圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載する車両の操縦者は、その車両の運転において様々な運転の態様を要求する。例えば、車両の燃費性能を犠牲にしてまでも車両の加速性能を発揮させたいと考える者もいれば、またその逆に車両の燃費性能を第一として考える者もいる。
【０００３】
そこで、内燃機関に備えられる過給機のコンプレッサを、内燃機関とは独立した電動機によって回転駆動することで過給を行い、車両の操縦者が要求する運転の態様に適した過給圧を発生させる技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、内燃機関に遠心過給機が備えられている場合、該遠心過給器のタービン側に入り込む排気量をウェストゲートバルブで調整することで、該遠心過給器による過給圧を調整する技術が公開されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許２８１９７８５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９０２７号公報
【特許文献３】特開昭６３−２４６４１７号公報
【特許文献４】特開平１１−３２４７６４号公報
【特許文献５】実公平７−１４０８６号公報
【特許文献６】実公平３−３９７０７号公報
【特許文献７】特開２００１−１１３９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関を搭載する車両の操縦者は、様々な態様の運転を要求する。特に、車両の加速性能と車両の燃費性能とは、互いに背反する関係にあり、操縦者が加速性能の高い運転を要求する場合には、燃費性能が犠牲にならざるを得ない。また、操縦者においても、常に加速性能の高さを求めるだけでなく、燃費性能を求める場合もある。
【０００６】
そして、内燃機関に備えられた過給機による過給圧は、この加速性能および燃費性能に大きく影響を及ぼすものであるから、過給圧の調整が十分に行うことができない場合には操縦者の要求に答える車両の運転が困難となる虞がある。
【０００７】
本発明では、上記した問題に鑑み、内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関を搭載する車両の操縦者から要求される運転態様に応じた過給圧の供給を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関が搭載される車両の操縦者が、その車両の運転において車両の加速性能を車両の燃費性能に対してどの程度優先させるかを決定し、その優先度に基づいて過給圧を制御することとした。
【０００９】
即ち、本発明は、内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関における過給圧を調整可能とする過給機と、前記内燃機関が搭載される車両の操縦者の選択により、該車両において該車両の燃費性能に対する該車両の加速性能の優先度を設定する加速優先度設定
手段と、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて前記過給機による過給圧を上昇させる過給機制御手段と、を備える。
【００１０】
上述の内燃機関の過給圧制御システムにおいては、加速優先度設定手段により車両の燃費性能に対する車両の加速性能の優先度が決定される。例えば、操縦者により、二者択一的に加速性能、燃費性能のうちいずれかを優先することを決定しても良く、また加速性能の優先度を連続的に変更したり、段階的に変更したりするようにしてもよい。ここで、車両の燃費性能とは、車両の操縦者が目的の運転態様を実行しようとする際に消費される燃料量を抑制する性能であり、車両の加速性能とは車両の操縦者が目的の運転態様を実行しようとする際に操縦者が要求する加速度に応答する性能である。一般に、加速性能を高めると消費される燃料量が増加するため燃費性能が低下する。そこで、加速性能の優先度を高めるということは、燃費性能の犠牲を増やしながらも、より高い加速要求に答えることを意味する。
【００１１】
また、加速性能を高めるときには、燃焼室において発生する熱エネルギー量を増加させる必要がある。そこで、操縦者の選択を介して加速優先度設定手段によって、加速性能が燃費性能より優先されるように決定されたときには、その優先度に基づいて過給機制御手段によって過給圧を高めることで燃焼室に吸入される吸気の体積効率を高め、これにより操縦者からの加速性能を優先するという要求に対応することが可能となる。
【００１２】
ここで、過給機制御手段によって過給圧を高めるため、内燃機関の燃費が悪化する虞がある。例えば、排出される排気エネルギーによって過給圧を高める場合には、内燃機関の圧損が増加するため内燃機関の燃費が悪化する虞がある。また、内燃機関とは別の電動機によってコンプレッサを回転させて過給を行う場合、電動機用の電気エネルギーを発生するために内燃機関の燃費が悪化する虞がある。即ち、加速特性を優先するために過給圧を高める背反として、内燃機関の燃費が悪化する可能性がある。
【００１３】
そこで、過給圧を常に高い状態に維持するのではなく、車両の操縦者が燃費性能に対して加速性能を優先させると決定したときにおいてのみ、過給機制御手段により過給圧を上昇させるようにする。これにより、車両の操縦者の決定する運転態様において、加速性能の優先の度合いが高くなると、即ち、燃費性能に対する加速性能の優先度が高くなると、過給圧を上昇すべく過給機が制御されてその加速性能の実現が図られるとともに、燃費の悪化を可及的に抑制する。
【００１４】
ここで、前記過給機は、供給電圧が調整されることで前記内燃機関における過給圧を所望の圧力とする電動式過給機であってもよい。電動式過給機である場合、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて、電動式過給機に供給される電圧を調整して過給量を増やし、以て過給圧を上昇させる。
【００１５】
また、前記過給機は、複数台の過給機から構成され、且つ前記内燃機関の運転状態に基づいて作動する過給機を切替えることで前記内燃機関における過給圧を調整する切替式過給機であってもよい。切替式過給機である場合、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて、加速性能の優先度に応じて過給圧を上昇させるべく、切替式過給機における過給機が選択されて、該選択された過給機が作動される。
【００１６】
ここで、上述した内燃機関の過給圧制御システムにおいて、前記内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関が属する負荷領域を検出する機関負荷領域検出手段と、前記機関負荷検出手段によって前記内燃機関が低負荷領域に属すると検出されたときは、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期の燃料噴射によって予混合気を形成することで予混合圧縮着火燃焼を行い、該機関負荷検出手段によって該内燃機関が高負荷領域に属すると検出されたときは、圧縮行程上死点近傍の時期の燃料噴射によって通常圧縮着火燃焼を行う燃焼制御手段と、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されるときは、該車両の燃費性能が該車両の加速性能より優先度が高く設定されるときと比べて、前記燃焼制御手段によって予混合圧縮着火燃焼が行われる低負荷領域を縮小するとともに通常圧縮着火燃焼が行われる高負荷領域を拡大する燃焼領域補正手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１７】
上記の内燃機関においては、内燃機関の機関回転速度や機関負荷等によって決定される運転状態に基づいて、内燃機関が属する負荷領域が決定される。そして、該内燃機関が属する負荷領域が低負荷側の低負荷領域である場合は、いわゆる過早着火が生じる可能性が低いため、予混合圧縮着火燃焼（以下、「予混合燃焼」という。）が行われることで、エミッションの改善や燃焼騒音の低音化を図ることが可能となる。一方で、内燃機関が属する負荷領域が高負荷側の高負荷領域である場合には過早着火が生じやすくなるため、予混合燃焼を行うと燃焼騒音が顕著となる。そこで、高負荷領域においては、予混合燃焼に代えて通常圧縮着火燃焼（以下、「通常燃焼」という。）を行い、過早着火に伴う燃焼騒音を回避するとともに、より大きな機関出力の発揮を可能とする。
【００１８】
ここで、予混合燃焼においては、過早着火を抑制することを目的として排気の一部を燃焼室内に再循環させることが行われるが、予混合燃焼が行われているときに、車両の操縦者が燃費性能に対する加速性能の優先度を高めた場合、過給機制御手段によって過給圧が高められても、吸気とともにＥＧＲガスの量も増加する。ここで、ＥＧＲガスは不燃性ガスであるため、予混合燃焼が実行されているときに過給圧が上昇されても、操縦者の要求した加速性能を内燃機関が発揮するのは困難となる虞がある。また、操縦者による加速性能の優先度の上昇に伴って燃料噴射量が増加するため、予混合気において部分的に燃料濃度が高い部位が存在し、却って過早着火が生じ易くもなる。
【００１９】
そこで、上記の内燃機関の過給圧制御システムにおいては、操縦者によって加速性能の優先度が上昇させられると、予混合燃焼が行われる低負荷領域が縮小され且つ通常燃焼が行われる高負荷領域が拡大される。即ち、予混合燃焼が行われる内燃機関の負荷領域を縮小して、内燃機関において予混合燃焼が行われる機会を狭める。これにより、車両の操縦者からの加速性能に可及的に対応するとともに、予混合燃焼時の過早着火を抑制することが可能となる。
【００２０】
ここで、上述の内燃機関の過給圧制御システムにおいて、前記過給機は、供給電圧が調整されることで前記内燃機関における過給圧を所望の圧力とする電動式過給機である場合、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されることで前記過給機制御手段により過給圧が上昇させられているとき、前記電動式過給機への供給電圧値を該車両の操縦者に通知する通知手段を、更に備えるようにしてもよい。
【００２１】
通知手段によって車両の操縦者に供給電圧値を通知することで、加速性能を燃費性能より優先的に扱うことによって生じる燃費性能の悪化の程度を該操縦者に認識させることが可能となり、以て不必要な加速性能優先の要求を抑制し得る。
【００２２】
同様に、上述の内燃機関の過給圧制御システムにおいて、前記過給機は、複数台の過給
機から構成され、且つ前記内燃機関の運転状態に基づいて作動する過給機を切替えることで前記内燃機関における過給圧を調整する切替式過給機である場合、前記加速優先度設定手段によって前記車両の加速性能が該車両の燃費性能より優先度が高く設定されて前記過給機制御手段により過給圧が上昇させられているとき、前記切替式過給機を構成する複数台の過給機の作動状況を該車両の操縦者に通知する通知手段を、更に備えるようにしてもよい。
【００２３】
このように通知手段によって車両の操縦者に切替式過給機を構成する複数台の過給機の作動状況を通知することで、加速性能を燃費性能より優先的に扱うことによって生じる燃費性能の悪化の程度を該操縦者に認識させることが可能となり、以て不必要な加速性能優先の要求を抑制し得る。
【発明の効果】
【００２４】
内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関を搭載する車両の操縦者から要求される運転態様に応じた過給圧の供給を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここで、本発明に係る内燃機関の過給圧制御システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明が適用される内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有するディーゼルエンジンである。また、気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。燃料噴射弁３は、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室４と接続されている。内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、吸気ポートを介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管は排気ポートを介して燃焼室に接続される。ここで、吸気ポートおよび排気ポートには、各々吸気弁および排気弁が設けられている。
【００２７】
また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。更に、吸気管８における吸気枝管７の直上流に位置する部位には、吸気管８内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が、更に吸気絞り弁１０の上流側には、吸気管８を流れる吸気量を検出するエアフローメータ９が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。一方、内燃機関１には、ＥＧＲ装置２１が設けられている。ＥＧＲ装置２１は排気枝管１２を流れる排気の一部を吸気枝管７へ再循環させる。ＥＧＲ装置２１は、排気枝管１２（上流側）から吸気枝管７（下流側）へ延出しているＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲ通路２２上に上流側から順に設けられたＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲガスの流量調整用のＥＧＲ弁２４と、から構成される。
【００２８】
エアフローメータ９と吸気絞り弁１０との間に位置する吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する過給機１６のコンプレッサ側が設けられ、排気枝管１２には過給機１６のタービン側が設けられている。ここで、過給機１６は、図２に示すように、低圧側過給機１６ｂと高圧側過給機１６ａが直列に構成される二段過給機である。先ず、排気によって低圧側過給機１６ｂによって一段階目の過給圧に加圧された後に下流の吸気管に設けられた吸気冷却用のインタークーラ１６ｃによって冷却され、更に高圧側過給機１６ａによって目的の過給圧へと加圧される。ここで、過給機１６における高圧側過給機１６ａは、いわゆる可変容量型過給機であって、高圧側過給機１６ａのノズルベーンの開度が調整されることで、最終的に到達する過給圧を細かく調整することが可能となる。
【００２９】
また、過給機１６の高圧側過給機１６ａのタービン側に排気が流入するのを回避するためのバイパス路１７が、高圧側過給機１６ａの上流側の排気枝管１２の部位から、高圧側過給機１６ａのタービン側と低圧側過給機１６ｂのタービン側の間の排気通路の部位へと繋がっている。そして、後者の部位にはバイパス通路１７における排気の流れを制御する流路切替弁１８が設けられている。従って、流路切替弁１８が閉弁しているときは、排気は、高圧側過給機１６ａ、低圧側過給機１６ｂのタービン側に順次流れ込むことで、内燃機関１において比較的高い過給圧を発生させる。一方で、流路切替弁１８が開弁しているときは、排気は高圧側過給機１６ａのタービン側には流れ込まずに低圧側過給機１６ｂのタービン側にのみ流れ込む。そのため、内燃機関１において比較的低い過給圧を発生させる。
【００３０】
過給機１６より下流の吸気管８には、過給機１６における高圧側過給機１６ａによって加圧されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１５が設けられている。また、過給機１６のタービン側は、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管１３の途中には、内燃機関１からの排気を浄化する排気浄化触媒１４が設けられている。
【００３１】
また、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（以下、「ＥＣＵ」という）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００３２】
ここで、燃料噴射弁３は、ＥＣＵ２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３における燃料の噴射時期および噴射量が、内燃機関１の機関負荷や機関回転速度等の運転状態に応じて、弁毎に制御され、以て内燃機関１において予混合燃焼や、通常燃焼が行われる。内燃機関１で行われる燃焼制御につては、後述する。また、ＥＧＲ弁２４、アクチュエータ１１、高圧側過給機１６ａのベーン開度、流路切替弁１８の開閉等も、ＥＣＵ２０からの指令に従って制御される。
【００３３】
更に、アクセル開度センサ２６がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ２５がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や、該機関回転速度とギア比等から内燃機関１が搭載されている車両の車両速度等を算出する。
【００３４】
ここで、上記の内燃機関１を搭載する車両の操縦者は、該車両の運転において加速性能を優先した運転を行いたい場合と燃費性能を優先した運転を行いたい場合とが存在する。図３には内燃機関１が搭載される車両の加速度の時間推移を示している。そして、操縦者が加速性能を優先したいと考えているときは図３中の線Ｌ２で表されるように比較的高い加速度の推移を内燃機関１に発揮させ、燃費性能を優先したいと考えるときは図３中の線Ｌ１で表されるように比較的低い加速度の推移を内燃機関１に発揮させる。
【００３５】
一般に、比較的高い加速度を内燃機関１に発揮させるためには、単位時間あたりの燃料消費量を増加させることになるため、その背反として燃費性能は低下する。そして、燃焼室内に供給される燃料量が増加するために、それに応じて燃焼室に供給される吸気量を増加すべく、過給圧を上昇させる必要がある。そこで、操縦者が、車両の加速性能を燃費性能より優先的に扱いたいと考えるときは、即ち、図３中線Ｌ２で表されるような加速度推移を内燃機関１に発揮させたいと考えるときは、ＥＣＵ２０から流路切替弁１８に閉弁信
号を出すとともに、高圧側過給機１６ａのノズルベーンの開度を調整して、過給圧を加速優先過給圧Ｐｔａまで上昇させる。しかしこのとき、排気枝管１２内の背圧が上昇するため、内燃機関１での圧損が増大し、燃費性能が犠牲となる。
【００３６】
一方で、操縦者が、車両の燃費性能を加速性能より優先的に扱いたいと考えるときは、即ち、図３中線Ｌ１で表されるような加速度推移を内燃機関１に発揮させたいと考えるときは、ＥＣＵ２０から流路切替弁１８に開弁信号を出すことで、低圧側過給機１６ｂのみを作動させることで、過給圧を燃費優先過給圧Ｐｔｆに調整する。尚、燃費優先過給圧Ｐｔｆは、加速優先過給圧Ｐｔａより低い値である。これにより、圧損を低下させて、内燃機関の燃費が向上する。
【００３７】
また、操縦者による車両の加速性能または燃費性能の選択については、操縦者の座る操縦席近辺に加速性能または燃費性能の何れかを優先的に扱うかを選択するスイッチを設け、そのスイッチからの信号に基づいてＥＣＵ２０が、内燃機関１に図３中線Ｌ１または線Ｌ２の何れかの加速度推移を発揮させるかを決定する。
【００３８】
ここで、上記の内燃機関１においては、内燃機関１の運転状態を表す機関回転速度および機関負荷に基づいて、予混合燃焼と通常燃焼との切替が行われる。ここで、図４に、内燃機関１の運転状態と内燃機関１で行われる燃焼との関係を示す。尚、図４に示すグラフの横軸は内燃機関１の機関回転速度で、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表す。ここで、内燃機関１の運転状態は、線Ｌ１１で囲われる領域内の何れかに属する。そして、内燃機関１においては、図４に示すように、低負荷側の低負荷領域Ｒ１（線Ｌ１３で囲われる領域）、高負荷側の高負荷領域Ｒ３（線Ｌ１１と線Ｌ１２とで囲われる領域）、低負荷領域Ｒ１と高負荷領域の中間に位置する中間領域Ｒ２（線Ｌ１２と線Ｌ１３とで囲われる領域）に区分され、内燃機関１の運転状態が何れの領域に属するかによって、内燃機関１で行われる燃焼が決定される。
【００３９】
内燃機関１の機関負荷が大きくなり燃焼室に供給される燃料量が増大すると、又は機関回転速度が高くなり燃焼室内に予混合気を形成する実質的な時間が短くなると、燃焼室に形成される予混合気が均一とならず、過早着火が生じやすくなる。そこで、内燃機関１が、過早着火を回避し得る低負荷領域Ｒ１を含む低負荷側の領域に属するときは予混合燃焼を行うことで、エミッションの改善や燃焼騒音の低減を図る。また、内燃機関１が、過早着火の回避が困難となる高負荷領域Ｒ３を含む高負荷側の領域に属するときは予混合燃焼ではなく、いわゆる拡散燃焼である通常燃焼を行うことで過早着火の発生を抑制するとともに、高機関出力の発揮を図る。
【００４０】
また、内燃機関１において予混合燃焼が行われているときに過早着火をより確実に抑制するために、通常燃焼が行われているときと比べて、燃焼室内に再循環されるＥＧＲガス量を増加すべくＥＧＲ弁２４の開度がＥＣＵ２０によって制御される。
【００４１】
ここで、上述したように、内燃機関１が搭載される車両の操縦者が、燃費性能より加速性能を優先的に扱い、図３中線Ｌ２に示すような加速度推移を内燃機関１に発揮させたいと考えると、過給機１６における流路切替弁１８が閉弁されて高圧側過給機１６ａが作動される。そして、その結果、過給圧が加速優先過給圧Ｐｔａまで上昇する。このとき、内燃機関１において予混合燃焼が行われていると、比較的多量のＥＧＲガスが燃焼室に再循環されているため、内燃機関１が十分な加速度を発揮することが困難となる。
【００４２】
そこで、車両の操縦者からの加速性能を優先する要求に対してより確実に応答するために、以下に説明する燃焼領域補正制御を行う。燃焼領域補正制御は、一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。図５に燃焼領域補正制御の処理の流れを表すフローチ
ャートを示すとともに、その内容を以下に説明する。
【００４３】
Ｓ１０１では、内燃機関１が搭載される車両の操縦者が加速性能を燃費性能より優先したか否かが判定される。具体的には、操縦者の座る操縦席近辺に設けられた加速性能または燃費性能の何れかを優先的に扱うかを選択するスイッチにおいて、加速性能を優先する状態となっているか否かをＥＣＵ２０が検出する。加速性能を燃費性能より優先すると判定されるとＳ１０２へ進み、燃費性能を加速性能より優先すると判定されるとＳ１０４へ進む。
【００４４】
Ｓ１０２では、流路切替弁１８を閉弁して過給機１６において高圧側過給機１６ａを作動させて、内燃機関１での過給圧を上述した加速優先過給圧Ｐｔａに設定する。また、必要に応じて、高圧側過給機１６ａのノズルベーンの開度を制御して、目標とする加速優先過給圧Ｐｔａに設定する。具体的には、内燃機関１の運転状態と加速優先過給圧Ｐｔａが関連づけられた制御マップがＥＣＵ２０内に格納されており、内燃機関１の運転状態をパラメータとして加速優先過給圧Ｐｔａが算出され、それに応じて過給機１６が制御される。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４５】
Ｓ１０３では、内燃機関１において予混合燃焼が行われる内燃機関１の負荷領域（以下、「予混合燃焼領域」という）を図４に示す低負荷領域Ｒ１に設定する。従って、中間領域Ｒ２と高負荷領域Ｒ３は、通常燃焼が行われる通常燃焼領域となる。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。
【００４６】
Ｓ１０４では、流路切替弁１８を開弁して過給機１６において高圧側過給機１６ａの作動を停止させて、内燃機関１での過給圧を上述した燃費優先過給圧Ｐｔｆに設定する。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００４７】
Ｓ１０５では、内燃機関１において予混合燃焼領域を図４に示す低負荷領域Ｒ１と中間負荷領域Ｒ２とに設定する。従って、通常燃焼が行われる通常燃焼領域は、高負荷領域Ｒ３となる。Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。
【００４８】
Ｓ１０６では、Ｓ１０３またはＳ１０５で設定された内燃機関１の予混合燃焼領域と通常燃焼領域に従い、内燃機関１の運転状態に基づいて内燃機関１で行われる燃焼が制御される。具体的には、Ｓ１０３からＳ１０６へ進んだ場合には、内燃機関１の運転状態が低負荷領域Ｒ１に属するときは予混合燃焼が、内燃機関１の運転状態が中間領域Ｒ２または高負荷領域Ｒ３に属するときは通常燃焼が実行されるべく、ＥＣＵ２０により燃料噴射弁３からの燃料噴射時期が制御される。また、Ｓ１０５からＳ１０６へ進んだ場合には、内燃機関１の運転状態が低負荷領域Ｒ１または中間領域Ｒ２に属するときは予混合燃焼が、内燃機関１の運転状態が高負荷領域Ｒ３に属するときは通常燃焼が実行されるべく、ＥＣＵ２０により燃料噴射弁３からの燃料噴射時期が制御される。
【００４９】
本制御によると、車両の操縦者により加速性能を燃費性能より優先的に扱うとされると、燃費性能を加速性能より優先的に扱うとされる場合と比べて、内燃機関１の運転領域において予混合燃焼領域が縮小され、通常燃焼領域が拡大される。それと同時に、過給圧が、加速優先過給圧Ｐｔａに上昇させられる。その結果、予混合燃焼が行われることで得られる効果、例えばエミッションの改善等の効果は小さくなるものの、車両の操縦者からの加速性能を優先する要求に対してより確実に応答することは可能となる。
【００５０】
換言すると、車両の操縦者により燃費性能を加速性能より優先的に扱うと決定されると、加速性能を燃費性能より優先的に扱うと決定される場合と比べて、内燃機関１の運転領域において予混合燃焼領域が拡大され、通常燃焼領域が縮小される。それと同時に、過給
圧が、燃費優先過給圧Ｐｔｆに低減させられる。その結果、予混合燃焼が行われることで得られる効果、例えばエミッションの改善等の効果をより多く享受できるとともに、過給圧を下げることで燃費性能を向上することが可能となる。
【００５１】
尚、本実施例においては、過給機１６において何れの過給機が作動しているか、換言すると、操縦者からの加速性能優先の要求に対応して低圧側過給機１６ｂに加えて高圧側過給機１６ａが作動しているということ、もしくは操縦者からの燃費性能優先の要求に対応して低圧側過給機１６ｂのみが作動しているということの何れかが操縦者に通知される。具体的には、該通知については、操縦者の操縦席近辺に設けられた高圧側過給機１６ａの作動を知らせるインジケータの点灯がＥＣＵ２０によって制御される。
【００５２】
これにより、操縦者に対して加速性能を優先させることによって燃費性能が犠牲となっていることを認識させることが可能となり、不必要な加速性能優先の要求を抑制し得る。
【実施例２】
【００５３】
次に、本発明に係る内燃機関の過給圧制御システムの第二の実施例について説明する。本実施例においては、図１で示される過給機１６が図２に示す二段過給機ではなく、過給機のコンプレッサが電動機の出力軸に接続され、該電動機に供給される供給電圧が制御されることでコンプレッサの回転数、換言すると過給機１６による過給圧が制御される電動式過給機である。その他の内燃機関および内燃機関の過給圧制御システムの構成は、図１に示す構成と同一である。
【００５４】
電動式過給機である過給機１６においては、図６に示すように供給電圧がＶ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４と上がるにつれて、過給機１６のコンプレッサの回転速度が上昇し、以て過給機１６による過給圧がＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４と上昇する。即ち、供給電圧を制御することで、過給機１６による過給圧の変動範囲の中で任意の過給圧を発生させることが可能となる。
【００５５】
そこで、内燃機関１が搭載された車両の操縦者が、車両の燃費性能に対して加速性能を優先的に扱いたいと考えるときに、加速性能の優先度の程度を変更して設定することが可能となる。即ち、図７に示すように、燃費性能を最も優先する際の車両の加速度推移が線Ｌ２１で表される場合、車両の操縦者は例えば、線Ｌ２２、線Ｌ２３、線Ｌ２４に示されるように、加速性能の優先度を段階的に増加させることが可能となる。
【００５６】
尚、操縦者による車両の加速性能の優先度の選択については、操縦者の座る操縦席近辺に、図７に示す車両の加速度推移に対応した４個の選択ボタンを並べて、操縦者がそのいずれかのボタンを選択する。そして、ＥＣＵ２０が何れのボタンが選択されたかを判断し、内燃機関１において図７中線Ｌ２１から線Ｌ２４の何れかの加速度推移を発揮させるかを決定し、その決定に基づいて過給機１６に供給する電圧をＶ２１からＶ２４の４段階から選択し、電圧の供給が行われる。尚、本実施例においては、過給機１６に電圧Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４が供給されると、各々の供給電圧において過給圧Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４が発生し、内燃機関１において図７中線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４の加速度推移が発揮される。
【００５７】
そして、本実施例においては、車両の加速度推移が図７に示される線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４となるべく操縦者によって選択されると、予混合燃焼領域と通常燃焼領域との境界が、図８に示すように線Ｌ３４、Ｌ３３、Ｌ３２、Ｌ３１と推移する。即ち、操縦者によって車両の加速度の優先度が高められるに従い、段階的に予混合燃焼領域が縮小し、通常燃焼領域が拡大する。
【００５８】
これにより、予混合燃焼が行われることで得られる効果、例えばエミッションの改善等の効果は段階的に小さくなるものの、車両の操縦者からの加速性能を優先する要求に対してより確実に応答することは可能となるとともに、過給圧を段階的に制御することで、燃費の急激な悪化を抑制することも可能となる。
【００５９】
尚、本実施例において、過給機１６に供給されている供給電圧が操縦者に通知される。具体的には、該通知については、電圧Ｖ２１を最低値、電圧Ｖ２４を最高値として、どの程度の電圧が過給機１６に供給されているかＥＣＵ２０によって知らされる。これにより、操縦者に対して加速性能を優先させることによって燃費性能が犠牲となっていることを認識させることが可能となり、不必要な加速性能優先の要求を抑制することが可能となる。
【００６０】
また、本実施例では、過給機１６に供給する供給電圧が段階的に変更するように車両の操縦者が加速性能の優先度を選択するが、それに代えて加速性能を、線Ｌ２１で表される状態から線Ｌ２４で表される状態まで連続的に変更するようにしてもよい。このとき、過給機１６への供給電圧も連続的に変化するとともに、予混合燃焼領域と通常燃焼領域との境界も線Ｌ３４の状態から線Ｌ３１の状態へ連続的に変化させる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムが適用される内燃機関の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムに用いられる二段過給機の概略構成を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関が搭載された車両の操縦者が選択する加速性能優先時の車両の加速度推移、または燃費性能優先時の車両の加速度推移を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関で行われる燃焼と対応した負荷領域の区分を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、予混合燃焼と通常燃焼が行われる負荷領域を補正する制御に関するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、電動式過給機に供給される制御電圧と過給圧との関係を表す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関が搭載された車両の操縦者が選択する加速性能の優先度に応じた車両の加速度推移を表す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の過給圧制御システムにおいて、内燃機関で行われる燃焼と対応した負荷領域の区分を示す第二の図である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・圧縮着火内燃機関（内燃機関）
７・・・・吸気枝管
１２・・・・排気枝管
１６・・・・過給機（二段過給機、電動式過給機）
１６ａ・・・・高圧側過給機
１６ｂ・・・・低圧側過給機
１７・・・・バイパス路
１８・・・・流路切替弁
２０・・・・ＥＣＵ
２１・・・・ＥＧＲ装置
２５・・・・クランクポジションセンサ
２６・・・・アクセル開度センサ
【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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