(57)【要約】【課題】過給を補助するためにタービンに供給されるガスを貯留する蓄圧タンク内のガスの圧力を、蓄圧制御時において短時間内に上昇させるために、蓄圧制御時における排気通路内のガス圧力を増大させることができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】過給機３５付き内燃機関１０は、排気通路内のガスを導入することにより同ガスを高圧状態にて収容する蓄圧タンク５１を有する。この制御装置は、蓄圧制御中、機関１０がトルクを発生するための主燃焼が燃焼室２１内にて発生し得るように主燃焼用の燃料を燃料噴射弁２２から噴射させる。さらに、この制御装置は、蓄圧制御中、主燃焼用の燃料を噴射した後、副燃焼用の燃料を燃料噴射弁２２から噴射する。これにより、燃焼室２１内において主燃焼に続く副燃焼が発生するので、排気通路内のガスの圧力が増大する。この結果、蓄圧タンク５１内のガスの圧力が速やかに上昇する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に連通した排気通路を形成する排気管に配設されたタービンと同燃焼室に連通した吸気通路を形成する吸気管に配設され且つ同タービンの回転に伴って回転するコンプレッサとを有する過給機と、
所定の蓄圧条件が成立したとき、前記排気通路内のガスを導入することにより同ガスを高圧状態にて収容する蓄圧部を含むとともに、所定の過給補助条件が成立したとき、同蓄圧部に収容されている高圧状態のガスを前記タービンの回転を補助するように同タービンに供給する過給補助手段と、
前記機関がトルクを発生するための主燃焼が前記燃焼室内にて発生し得るように同主燃焼用の燃料を噴射する主燃焼燃料噴射手段と、
前記蓄圧条件が成立したとき、前記蓄圧部に導入させる前記排気通路内のガスの圧力を増大させるための燃焼であって前記主燃焼とは別の燃焼である副燃焼が前記燃焼室内及び前記排気通路内の少なくとも一方にて発生し得るように同副燃焼用の燃料を噴射する副燃焼燃料噴射手段と、
を有する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記主燃焼燃料噴射手段は、前記蓄圧条件が成立したとき、前記主燃焼に供される混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比である第１空燃比に一致させるように前記主燃焼用の燃料の量を制御するように構成され、
前記副燃焼燃料噴射手段は、前記主燃焼に供される混合気に含まれる過剰な酸素を用いて前記副燃焼に供される混合気を形成するように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼室に供給される空気の量である吸入空気量を取得する吸入空気量取得手段と、
前記機関に対して要求される要求トルクを表す要求パラメータを取得する要求トルクパラメータ取得手段と、
前記吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
を備え、
前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記蓄圧条件が成立したとき前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第１空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御し、前記蓄圧条件が成立しないとき前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比よりも小さい第２空燃比に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第２空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御するように構成され、
前記吸入空気量制御手段は、
前記取得された要求トルクパラメータにより表される要求トルクを前記機関が発生するように同要求トルクと前記蓄圧条件が成立しているか否かとに応じて前記吸入空気量を制御するように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射弁から前記主燃焼用の燃料を第１の期間において噴射するように構成され、
前記副燃焼燃料噴射手段は、
前記筒内噴射弁から前記副燃焼用の燃料を前記第１の期間よりも遅角側の第２の期間において噴射するように構成された、
内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記蓄圧条件が成立したとき、前記排気通路内のガスの外部への流出を防ぐために同排気通路と同外部とを遮断する排気遮断手段を有する、
内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記副燃焼燃料噴射手段は、前記蓄圧条件が成立していないとき、前記副燃焼用の燃料を噴射しないように構成された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、過給機と、排気通路内のガスを用いて同過給機の回転を補助する過給補助手段と、を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力向上を目的として、内燃機関に過給機（ターボチャージャー）を搭載することが知られている。過給機は、排気通路に設けられるとともに排気通路内のガスの流れを利用して回転されるタービンと、タービンと一体的に回転するコンプレッサとにより形成されている。過給機は、コンプレッサの回転により吸入空気を圧縮し吸入空気量を増加する（即ち、過給を行う。）。
【０００３】
更に、従来の技術の一つは、減速フューエルカット運転時に機関から排出された空気を貯める蓄圧タンクを備える。そして、この技術は、例えば加速運転時に、蓄圧タンク内の空気をタービンの上流側に排ガスに加えて供給する。これによって、加速開始後、コンプレッサ回転数が「望ましい過給に必要な所定の回転数」に達するまでの時間（所謂、ターボラグ）を短縮することができる（例えば、特許文献１を参照。）。即ち、過給機の応答性を改善することができる。
【特許文献１】特開２００８―２２７６号公報
【０００４】
ところで、蓄圧タンク内の圧力をより迅速に上昇させるように、フューエルカット時以外において機関の排ガスを蓄圧タンク（蓄圧部）に貯めておく（即ち、蓄圧する）ことも考えられる。しかしながら、蓄圧タンクへの蓄圧は、機関の運転状態が過給を必用としない中〜低負荷運転時（例えば、定常走行時又は減速フューエルカット運転時以外の減速運転時等）に行わざるを得ない。従って、蓄圧時における排気通路内のガス圧力は比較的小さいので、効率のよい蓄圧を行うことは困難である。このため、例えば、過給を必要とする加速運転と過給を必要としない定常運転とが交互に短時間内に繰り返されると、蓄圧タンク内のガスの圧力が十分な大きさにならず、ターボラグを短縮できないという問題が生じる。
【発明の開示】
【０００５】
そこで、本発明は、蓄圧部へ導入される排気通路内のガスの圧力を増大させることにより、効率のよい蓄圧を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明による内燃機関の制御装置は、過給機と、過給補助手段と、を有する。
【０００７】
前記過給機は、内燃機関の燃焼室に連通した排気通路を形成する排気管に配設されたタービンと、同燃焼室に連通した吸気通路を形成する吸気管に配設され且つ同タービンの回転に伴って回転するコンプレッサと、を有する。
【０００８】
前記過給補助手段は、所定の蓄圧条件が成立したとき、前記排気通路内のガスを導入することにより同ガスを高圧状態にて収容する蓄圧部を含む。更に、前記過給補助手段は、所定の過給補助条件が成立したとき、蓄圧部に収容されている高圧状態のガスを「前記タービンの回転を補助するように」前記タービンに供給する。これによって、ターボラグを短縮することができ過給機の応答性を改善することができる。
【０００９】
ここで、所定の蓄圧条件は、蓄圧部のガスをタービンへ供給する必要がないときに成立する。即ち、蓄圧条件は例えば中〜低負荷運転時に成立する。中〜低負荷運転時では、蓄圧時における排気通路内のガス圧力は比較的小さい。従って、蓄圧部の蓄圧を効率よく行うことは困難である。
【００１０】
そこで、本発明の制御装置は、更に、主燃焼燃料噴射手段と、副燃焼燃料噴射手段と、を有する。
前記主燃焼燃料噴射手段は、前記機関がトルクを発生するための主燃焼が前記燃焼室内にて発生し得るように同主燃焼用の燃料を噴射する。
前記副燃焼燃料噴射手段は、前記蓄圧条件が成立したとき、前記蓄圧部に導入させる前記排気通路内のガスの圧力を増大させるための燃焼であって前記主燃焼とは別の燃焼である副燃焼が前記燃焼室内及び前記排気通路内の少なくとも一方にて発生し得るように同副燃焼用の燃料を噴射する。
【００１１】
これにより、蓄圧条件成立時に、副燃焼が発生するので、蓄圧部に導入される排気通路内のガスの圧力（ガスの分子数及びガスの温度）が上昇する。従って、短時間に蓄圧部内の蓄圧を完了する（蓄圧部内のガスの圧力を所定のガス圧にまで上昇させる）ことができる。その結果、例えば加速操作が短時間内に頻発するような状況においても、ターボラグを短縮できるので、運転者の要求に応じた加速感をもたらすことができる。
【００１２】
この場合、前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記蓄圧条件が成立したとき、前記主燃焼に供される混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比である第１空燃比に一致させるように前記主燃焼用の燃料の量を制御決定するように構成され、
前記副燃焼燃料噴射手段は、前記主燃焼に供される混合気に含まれる過剰な酸素を用いて前記副燃焼に供される混合気を形成するように構成されていることが好適である。
【００１３】
これによれば、主燃焼に供される混合気の空燃比は理論空燃比よりもおおきな空燃比（第１空燃比、リーン空燃比）となる。従って、主燃焼に供される混合気は過剰な酸素を含むので、その過剰な酸素は主燃焼終了後にも残存する。副燃焼はこの主燃焼後に残存した酸素を用いて行われる。これにより、副燃焼を用いる酸素の供給源を別途設けることなく、副燃焼に用いる酸素を供給することができる。
【００１４】
この場合、前記内燃機関の制御装置は、
前記燃焼室に供給される空気の量である吸入空気量を取得する吸入空気量取得手段と、
前記機関に対して要求される要求トルクを表す要求トルクパラメータを取得する要求トルクパラメータ取得手段と、
前記吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
を備え、
前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記蓄圧条件が成立したとき前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第１空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御（決定）し、前記蓄圧条件が成立しないとき前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比よりも小さい第２空燃比に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第２空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御（決定）するように構成され、
前記吸入空気量制御手段は、
前記取得された要求トルクパラメータにより表される要求トルクを前記機関が発生するように同要求トルクと前記蓄圧条件が成立しているか否か（即ち、主燃焼用の燃料の量を決定する際に用いられる空燃比）とに応じて前記吸入空気量を制御するように構成されていることが好適である。
【００１５】
本発明では、前記蓄圧条件が成立したときには主燃焼は第１空燃比で行われ、前記蓄圧条件が成立しないときには第１空燃比よりも小さい第２空燃比で主燃焼が行われる。しかしながら、蓄圧時に第１空燃比により主燃焼が行なわれた場合、第２空燃比で主燃焼が行われた場合に比べ内燃機関の出力トルクが低下してしまう。これにより、内燃機関は要求トルクに対して十分なトルクを発生できない可能性がある。これに対し、上記構成によれば機関１０の発生トルクを変化させないようにすることができる。内燃機関に対する要求トルクを表す要求トルクパラメータが、例えばアクセルペダル操作量及び機関回転速度等に基づいて取得される。そして、各空燃比の下で内燃機関が、その要求トルクパラメータにより表される要求トルクを出力し得るように吸入空気量と主燃焼の燃料噴射とが制御される。これによって、蓄圧時において第１空燃比で主燃焼を行った場合においても運転者の要求するトルクを出力することができる。換言すれば、蓄圧条件の成立の前後において機関の発生トルクを変化させないようにすることができる。
【００１６】
この場合、前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射弁から前記主燃焼用の燃料を第１の期間において噴射するように構成され、
前記副燃焼燃料噴射手段は、
前記筒内噴射弁から前記副燃焼用の燃料を前記第１の期間よりも遅角側の第２の期間において噴射するように構成されていることが好適である。
【００１７】
これによれば、主燃焼燃料噴射と副燃焼燃料噴射とが同一の筒内噴射弁により行われる。従って、副燃焼のための燃料噴射装置を別途設けることなく副燃焼を発生させることができる。また、副燃焼燃料噴射が主燃焼燃料噴射よりも遅角側において行われる。従って、副燃焼用の混合気を主燃焼の余熱又は火炎により着火させることができる。その結果、副燃焼に供される混合気を着火させるための装置を別途設けることなく副燃焼を発生させることができる。
【００１８】
この場合、前記内燃機関の制御装置は、前記蓄圧条件が成立したとき前記排気通路内のガスの外部（即ち、機関の外部である大気）への流出を防ぐために同排気通路と同外部とを遮断する排気遮断手段を有していることが好適である。
【００１９】
これによれば、蓄圧条件が成立したときに排気遮断弁を閉鎖することにより排気通路内のガスの外部への流出を防ぐことができる。これによって、蓄圧時の排気通路内のガスを高圧に保つことができるので蓄圧に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
この場合、前記副燃焼燃料噴射手段は、前記蓄圧条件が成立していないとき、前記副燃焼用の燃料を噴射しないように構成されていることが好適である。
【００２１】
これによれば、蓄圧を行われないときには副燃焼燃料噴射は行わない。従って、燃料消費を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「制御装置」とも称呼する。）を火花点火式・多気筒（本例では４気筒）・ガソリン燃料・内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、本体部２０、吸気系統３０、排気系統４０及び排気蓄圧系統５０を備えている。
【００２３】
本体部２０は、シリンダブロック部とシリンダヘッド部とを備えている。本体部２０は、ピストン頂面、シリンダ壁面及びシリンダヘッド部の下面からなる燃焼室２１を複数（4個）備えている。シリンダヘッド部には、各燃焼室２１に空気を供給するための図示しない吸気ポートと、各燃焼室２１から排ガスを排出するための排気ポートと、が形成されている。吸気ポートは図示しない吸気弁により開閉され、排気ポートは図示しない排気弁により開閉されるようになっている。
【００２４】
シリンダヘッド部には図示しない複数（４個）の点火プラグが固定されている。各点火プラグは、その火花発生部が各燃焼室２１の中央部であってシリンダヘッド部の下面近傍位置に露呈するように配設されている。各点火プラグは、点火信号に応答して火花発生部から点火用火花を発生するようになっている。更に、シリンダヘッド部には複数（４個）の燃料噴射弁（インジェクタ）２２が固定されている。各燃料噴射弁２２は、噴射指示信号に応答し、その噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料を各燃焼室２１内に直接噴射するようになっている。
【００２５】
吸気系統３０は、インテークマニホールド３１、吸気管３２、スロットル弁３３及びスロットル弁アクチュエータ３３ａ、インタークーラー３４、過給機３５のコンプレッサ３５ａ及びエアフィルタ３６を備えている。
【００２６】
インテークマニホールド３１は、各吸気ポートに接続された複数の枝部と、それらの枝部が集合したサージタンク部と、を備えている。吸気管３２はサージタンク部と接続されている。インテークマニホールド３１、吸気管３２及び吸気ポートは、吸気通路を構成している。エアフィルタ３６は吸気管３２の端部に設けられている。スロットル弁３３はエアフィルタ３６とインテークマニホールド３１との間の位置において吸気管３２に回動可能に取り付けられている。スロットル弁３３は、回動することにより吸気管３２が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ３３ａはＤＣモータからなり、指示信号（駆動信号）に応答してスロットル弁３３を回動させるようになっている。
インタークーラー３４は、スロットル弁３３の上流位置において吸気管３２に配設されている。インタークーラー３４は吸気通路を通過する吸入空気の冷却を行うようになっている。インタークーラー３４には図示しない冷却水導入経路により機関冷却水が導かれ、機関冷却水によって吸入空気は冷却される。
【００２７】
過給機３５のコンプレッサ３５ａは、インタークーラー３４の上流位置において吸気管３２に配設されている。
【００２８】
排気系統４０は、エキゾーストマニホールド４１、排気管４２、触媒４３及び排気遮断弁４４を備えている。
【００２９】
エキゾーストマニホールド４１は、各排気ポートに接続された複数の枝部と、それらの枝部が集合した集合部と、を備えている。排気管４２は、エキゾーストマニホールド４１の集合部に接続されている。エキゾーストマニホールド４１、排気管４２及び排気ポートは、排気通路を構成している。
【００３０】
過給機３５のタービン３５ｂは、エキゾーストマニホールド４１の下流位置において排気管４２に配設されている。
このタービン３５ｂは、回転軸３５ｃを介してコンプレッサ３５ａと接続されている。タービン３５ｂは、排気通路内のガスにより回転される。これにより、コンプレッサ３５ａは回転し、吸入空気を圧縮する過給動作を行う。
【００３１】
触媒４３は周知の三元触媒である。触媒４３は、タービン３５ｂの下流位置において排気管４２に配設されている。
【００３２】
排気遮断弁４４は、タービン３５ｂと触媒４３との間の位置において排気管４２に配設されている。排気遮断弁４４は指示信号により開閉されるようになっている。排気遮断弁４４は、閉弁したとき、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路と外部（機関の外部である大気）とのガスの通流を遮断するようになっている。これにより、排気遮断弁４４は排気通路内のガスの外部への流出を防ぐ。排気遮断弁４４は、開弁したとき、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路と外部とのガスの通流を許容するようになっている。これにより、排気通路内のガスが触媒４３を通して外部へ排出される。
【００３３】
排気蓄圧系統５０は、蓄圧タンク５１、蓄圧経路構成管５２及び電磁弁５３を備えている。
【００３４】
蓄圧タンク（蓄圧部）５１は、蓄圧経路構成管５２を通してエキゾーストマニホールド４１の集合部と接続されている。電磁弁５３は、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１の集合部との間の位置において蓄圧経路構成管５２に配設されている。電磁弁５３は指示信号により開閉されるようになっている。電磁弁５３は、閉弁したとき、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１の集合部とのガスの通流を遮断するようになっている。これにより、蓄圧タンク５１内の圧力が維持される。電磁弁５３は、開弁したとき、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１の集合部とのガスの通流を許容するようになっている。これにより、蓄圧タンク５１内のガスがエキゾーストマニホールド４１内に放出されるか、又は、蓄圧タンク５１内にエキゾーストマニホールド４１のガスが導入され、貯められる。
【００３５】
更に、この制御装置は、スロットル弁ポジションセンサ６１、熱線式エアフローメータ６２、機関回転速度センサ６３、水温センサ６４、蓄圧タンク圧センサ６５、アクセル開度センサ６６、排気圧センサ６７及び電気制御装置７０を備えている。
【００３６】
スロットル弁ポジションセンサ６１は、スロットル弁３３の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
熱線式エアフローメータ６２は、吸気管３２内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量（機関１０の単位時間あたりの吸入空気量）ＧＡを表す信号を出力するようになっている。
【００３７】
機関回転速度センサ６３は、インテークカムシャフトが５°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにインテークカムシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。機関回転速度センサ６３から出力される信号は電気制御装置７０により機関回転速度ＮＥを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置７０は、機関回転速度センサ６３からの信号に基づいて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得するようになっている。
【００３８】
水温センサ６４は、内燃機関を冷却する冷却水の温度を検出し、その水温を表す信号を出力するようになっている。
蓄圧タンク圧センサ６５は、蓄圧タンク５１内の圧力を取得し、その圧力を表す信号Ｐｉｎを出力するようになっている。
アクセル開度センサ６６は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量を検出し、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐを表す信号を出力するようになっている。
【００３９】
排気圧センサ６７は、各燃焼室２１から排出されたガスの圧力を検出し、蓄圧タンク前圧力Ｐｂｆを表す信号を出力するようになっている。
【００４０】
電気制御装置７０は、ＣＰＵ７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４，及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００４１】
電気制御装置７０のインターフェースは、前記センサ６１〜６７と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６７からの信号を供給するとともに、ＣＰＵ７１の指示に応じて、点火プラグ、燃料噴射弁２２、スロットル弁アクチュエータ３３ａ、排気遮断弁４４及び電磁弁５３に指示信号（駆動信号）を送出するようになっている。
【００４２】
次に、上記のように構成された制御装置の作動について場合を分けて説明する。
まず、機関１０が始動された直後における制御装置の作動について説明する。電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、所定時間の経過毎に図２に示したスロットル弁制御ルーチンを繰り返し実行するようになっている。
従って、所定のタイミングになるとＣＰＵ７１はステップ２００から処理を開始する。
【００４３】
ＣＰＵ７１は、ステップ２０５に進んで現時点におけるアクセルペダル操作量Ａｃｃｐ及び現時点における機関回転速度ＮＥと、関数ｆと、に基づいて要求トルクＴＱｒｅｑを取得する。要求トルクＴＱｒｅｑとは、運転者が機関１０に対して要求する「機関１０が発生すべきトルク」である。関数ｆはルックアップテーブル（マップ）形式にて予めＲＯＭ７２内に格納されている。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ２１０に進み蓄圧条件成立判定フラグＸＬが「０」であるか否かの判定を行う。蓄圧条件成立判定フラグＸＬは、その値が「１」であるとき、現時点での運転状態が蓄圧タンク５１内に排気通路内のガスを導入させることにより蓄圧タンク５１内の圧力を増大させる制御（以下、「蓄圧制御」とも称呼する。）を行うべき状態であることを示す。蓄圧条件成立判定フラグＸＬは、その値が「０」であるとき、現時点の運転状態が蓄圧制御を行う必要がない状態であることを示す。後述するように、蓄圧制御が実行されている間、機関１０に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）は理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈよりも大きい空燃比（リーン空燃比ＡＬ）に設定される。蓄圧制御が実行されていない間、機関の空燃比は理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定される。
【００４５】
この蓄圧条件成立判定フラグＸＬは、機関１０が搭載された車両の図示しないイグニション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたとき、ＣＰＵ７１が実行する図示しないイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。更に、蓄圧条件成立判定フラグＸＬは後述する図４に示したルーチンにより変更されるようになっている。
【００４６】
現時点は機関１０の始動直後であるから、前述したイニシャルルーチンによって蓄圧条件成立判定フラグＸＬは「０」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ２１０において「Ｙｅｓ」と判定してステップ２１５に進む。
【００４７】
ＣＰＵ７１は、ステップ２１５においてステップ２０５にて取得した要求トルクＴＱｒｅｑ及び現時点の機関回転速度ＮＥと、関数ｇＳと、に基づいて目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを取得する。関数ｇＳは、蓄圧制御を実行しない場合（即ち、機関の空燃比が理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定されている場合）において、機関１０が要求トルクＴＱｒｅｑを発生するために必要とする量の空気が燃焼室２１に供給されるように目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを定める関数である。関数ｇＳは，ルックアップテーブル（マップ）形式にて予めＲＯＭ７２内に格納されている。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２２０に進んで目標空燃比Ａｂｆｒｅｆに理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈを設定する。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２２５に進んでスロットル弁開度ＴＡを目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔに一致させるようにスロットル弁アクチュエータ３３ａを制御する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
【００５０】
更に、ＣＰＵ７１は、図３に示した燃焼噴射制御ルーチンを各気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度（例えばＢＴＤＣ９０°）に一致する毎に繰り返し実行するようになっている。以下、クランク角が圧縮上死点前の前記所定クランク角度に一致した気筒を燃料噴射気筒とも称呼する。従って、何れかの気筒のクランク角が圧縮上死点前の前記所定クランク角度に一致すると、ＣＰＵ７１はステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５に進んで蓄圧条件成立判定フラグＸＬが「０」であるか否かを判定する。
【００５１】
前述の仮定に従うと、現時点において蓄圧条件成立判定フラグＸＬは「０」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定しステップ３１０に進む。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３１０にて筒内吸入空気量Ｍｃを取得する。筒内吸入空気量Ｍｃは、燃料噴射気筒の今回の吸気行程において燃料噴射気筒に流入する空気量（重量）である。筒内吸入空気量Ｍｃは、熱線式エアフローメータ６２から取得される質量流量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて決定される。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３１５に進み、ステップ３１０にて求めた筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比Ａｂｆｒｅｆにより除することによって主燃焼燃料噴射量（主燃焼燃料噴射時間）ＴＡＵＭを取得する。この時点における目標空燃比Ａｂｆｒｅｆは、図２のステップ２２０の処理により、理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定されている。従って、主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭは、燃料噴射気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに一致させるための燃料噴射量となる。
【００５４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３２０に進み、燃料噴射気筒に対応して備えられている燃料噴射弁２２から主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が噴射されるように、その燃料噴射弁２２に開弁指示を行う。この結果、燃料噴射気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角に一致したタイミング（圧縮上死点からクランク角Ｑｉｎｊ１だけ前）から、主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が噴射される。このタイミングにおける燃料噴射を、「主燃焼燃料噴射」と言う。そして、ＣＰＵ７１は図示しない点火時期制御ルーチンを実行することにより、主燃焼燃料噴射によって燃焼室２１内に形成された混合気を圧縮上死点近傍の所定の点火時期にて点火する。その結果、機関１０が要求トルクＴＱｒｅｑを発生するための主燃焼が圧縮上死点近傍以降において燃焼室２１にて発生する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
【００５５】
ところで、ＣＰＵ７１は、図４に示した蓄圧条件成立フラグ設定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し行うようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ４００から処理を開始し、ステップ４０５に進む。
【００５６】
ＣＰＵ７１はステップ４０５にて蓄圧条件が成立しているか否かを判定する。蓄圧条件は、以下の条件１乃至条件３が総て成立した場合に成立する。
（条件１）アクセル開度センサ６６により検出されるアクセルペダル操作量Ａｃｃｐ（即ち、機関の負荷）が所定の範囲内（低側負荷閾値Ａｃｃｐｔｈｌ≦Ａｃｃｐ≦高側負荷閾値Ａｃｃｐｔｈｈ）である。
（条件２）機関回転速度センサ６３により検出される機関回転速度ＮＥが所定の範囲内（低側回転速度ＮＥｔｈｌ≦ＮＥ≦高側回転速度ＮＥｔｈｈ）である。
（条件３）蓄圧タンク圧センサ６５により検出される蓄圧タンク内圧Ｐｉｎが所定値Ｐｉｎｔｈ１以下（Ｐｉｎ≦第１閾値Ｐｉｎｔｈ１）である。
なお、条件２及び／又は条件３は省略されてもよい。
【００５７】
この蓄圧条件は、機関１０の運転条件が過給を必要としない運転状態にあるときに成立する。即ち、蓄圧条件は、機関１０の負荷が所定の高側負荷閾値よりも小さいときに成立する条件である。
【００５８】
上記条件１において、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが低側負荷閾値Ａｃｃｐｔｈｌ以上であることが条件に加わっているのは、吸入空気量が過度に小さい場合には排気圧力が蓄圧タンク５１内の圧力を上昇させるのに十分な程に大きくならないからである。
上記条件３は、蓄圧タンク５１内の圧力が十分に高い場合に蓄圧制御が無駄に行われてしまうことを回避するための条件である。
【００５９】
現時点は機関１０の始動直後であるから、機関１０はアイドリング状態である。従って、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐは最小値となるので、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐは低側負荷閾値Ａｃｃｐｔｈｌ未満である。また、機関１０が始動された直後の状態においては、機関１０はアイドリングを維持するのに必要な比較的低い回転速度（低側回転速度ＮＥｔｈｌ以下の回転速度）にて運転されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４２５に進む。
【００６０】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ４２５にて過給補助条件が成立しているか否かを判定する。この過給補助条件は、機関１０の運転条件が過給を必要とする運転状態にあるときに成立する。即ち、過給補助条件は、機関１０の負荷が所定の過給必要負荷閾値よりも大きいときに成立する条件である。この過給必要負荷閾値は前記高側負荷閾値よりも大きい。
【００６１】
より具体的に述べると、ＣＰＵ７１は、ステップ４２５にて以下の条件４及び条件５が共に成立したときに過給補助条件が成立していると判定する。
（条件４）アクセル開度センサ６６により検出されるアクセル開度Ａｃｃｐが過給必要負荷閾値Ａｃｃｐｔｈａ以上である。
（条件５）蓄圧タンク圧センサ６５により検出される蓄圧タンク内圧Ｐｉｎが第２閾値Ｐｉｎｔｈ２以上である。第２閾値Ｐｉｎｔｈ２は、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎが第２閾値Ｐｉｎｔｈ２以上であるとき、過給補助制御が可能となる値に選択されている。過給補助制御は、蓄圧タンク５１内のガスをタービン３５ｂに供給することにより、コンプレッサ３５ａの回転を補助して過給圧を増大する制御である。なお、第２閾値Ｐｉｎｔｈ２は第１閾値Ｐｉｎｔｈ１よりも小さい。
【００６２】
現時点は機関１０が始動された直後である。従って、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐは過給必要負荷閾値Ａｃｃｐｔｈａよりも小さい。
【００６３】
このため、ＣＰＵ７１はステップ４２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４４５に進んで電磁弁５３を閉弁する。これにより、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１の集合部とのガスの流通が遮断される。  
【００６４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４５０に進んで排気遮断弁４４を開弁する。これにより、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路と外部との間のガスの流通が許容される。この結果、排気通路内のガスが触媒４３を通して外部へ排出される。
【００６５】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４４０に進んで蓄圧条件成立判定フラグＸＬを「０」に設定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
次に、機関１０の運転が継続され、前述した蓄圧制御条件が成立した場合の制御装置の作動について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図４のステップ４００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１はステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４１０に進んで電磁弁５３を開弁する。これにより、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１の集合部とのガスの流通が許容される。従って、蓄圧タンク５１内に排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路内のガスが導入され、貯められる。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４１５に進んで排気遮断弁４４を閉弁する。これにより、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路と外部とのガスの流通が遮断される。
この結果、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路内のガスの外部への流出が防がれ、従って、機関１０から排出された排ガスが外部へと流出しなくなる。その結果、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路内におけるガスの圧力が上昇するから、蓄圧タンク５１内の圧力が効率よく増大する。即ち、蓄圧タンク５１への蓄圧が実行される。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４２０に進んで蓄圧条件成立判定フラグＸＬに「１」を格納し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６９】
この状態において、ＣＰＵ７１が図２のステップ２００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１はステップ２０５に進んで機関１０に対して要求される要求トルクＴＱｒｅｑを取得する。この場合、前述したステップ４２０の処理により、蓄圧条件成立判定フラグＸＬは「１」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ２１０において「Ｎｏ」と判定してステップ２３０に進む。
【００７０】
ＣＰＵ７１は、ステップ２３０においてステップ２０５にて取得した要求トルクＴＱｒｅｑ及び現時点の機関回転速度ＮＥと、関数ｇＬと、に基づいて目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを取得する。関数ｇＬは、蓄圧制御を実行する場合（即ち、機関１０の空燃比がリーン空燃比ＡＬに設定されている場合）において、機関１０が要求トルクＴＱｒｅｑを発生するために必要とする量の空気が燃焼室２１に供給されるように目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを定める関数である。関数ｇＬは，ルックアップテーブル（マップ）形式にて予めＲＯＭ７２内に格納されている。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２３５に進んで目標空燃比Ａｂｆｒｅｆにリーン空燃比ＡＬを格納する。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２２５に進んでスロットル弁開度ＴＡを目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔに一致させるようにスロットル弁アクチュエータ３３ａを制御する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
【００７２】
この状態において、ＣＰＵ７１が図３のステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５に進むと、ＣＰＵ７１はステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定しステップ３２５に進む。  
【００７３】
ＣＰＵ７１は、ステップ３２５にて燃料噴射気筒に対応して備えられている燃料噴射弁２２から、その燃料噴射気筒のクランク角が圧縮上死点後の所定クランク角（例えば、圧縮上死点後クランク角Ｑｉｎｊ２）に一致した時点より、副燃焼燃料噴射量（副燃焼燃料噴射時間）ＴＡＵＰの燃料が噴射されるように、その燃料噴射弁２２に指示を行う。このタイミングにおける燃料噴射を、「副燃焼燃料噴射」と言う。また、副燃焼燃料に基づいて形成された混合気の燃焼を「副燃焼」と言う。
【００７４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３１０に進み筒内吸入空気量Ｍｃを取得する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３１５に進み、主燃焼燃料噴射量（主燃焼燃料噴射時間）ＴＡＵＭを取得する。
【００７５】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３２０に進み、燃料噴射気筒に対応して備えられている燃料噴射弁２２から主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が噴射されるように、その燃料噴射弁２２に開弁指示を行う。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。これにより、上述した主燃焼が発生する。
【００７６】
ここで、図５を参照しながら、上記蓄圧制御時（蓄圧条件成立判定フラグＸＬが「１」である場合）における上記主燃焼及び上記副燃焼について説明する。この図５は、燃料噴射気筒のクランク角に対する主燃焼燃料噴射及び副燃焼燃料噴射等のタイミングを示した図である。図５において、ＴＤＣは圧縮上死点、ＢＤＣは膨張下死点である。
【００７７】
上述した図３のステップ３２０の処理が実行されることにより、燃料噴射気筒のクランク角が圧縮上死点前の第１所定クランク角（圧縮上死点前Ｑｉｎｊ１クランク角）に一致したタイミングから、主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が噴射される。即ち、主燃焼燃料噴射が行われる。このとき、燃料噴射気筒には空燃比が理論空燃比よりもリーンである目標空燃比ＡＬ（リーン空燃比ＡＬ）の混合気が形成される。この混合気を形成する空気の量は、主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が燃焼されることによって要求トルクＴＱｒｅｑが発生するように調整されている（図２のステップ２３０を参照）。
そして、ＣＰＵ７１は図示しない点火時期制御ルーチンを実行することにより、主燃焼燃料噴射によって燃焼室２１内に形成された混合気を圧縮上死点近傍の点火時期Ａｉｇにて点火する。
これにより、圧縮上死点近傍から主燃焼が開始する。主燃焼は圧縮上死点後の所定クランク角ＳＮまで継続する。この結果、要求トルクＴＱｒｅｑが機関１０から発生する。このとき、主燃焼に供された混合気の空燃比はリーン空燃比ＡＬである。従って、余剰の酸素が燃焼室２１内に残存する。
【００７８】
その後、上述した図３のステップ３２５の処理が実行されることにより、燃料噴射気筒のクランク角が圧縮上死点後の第２所定クランク角（圧縮上死点後Ｑｉｎｊ２クランク角）に一致したタイミングから、副燃焼燃料噴射量ＴＡＵＰの燃料が噴射される。即ち、副燃焼燃料噴射が行われる。これにより、燃焼室２１内には、副燃焼燃料噴射により噴射された燃料と主燃焼の結果として残存した酸素とを含む混合気（副燃焼用混合気）が形成される。そして、その副燃焼用混合気は主燃焼により発生した熱により高温となって着火する。即ち、副燃焼が発生する。
【００７９】
更に、燃料噴射気筒の排気弁が膨張下死点ＢＤＣ近傍の排気弁開弁時期ＥＯにて開弁させられる。これにより、副燃焼により生じた高温のガスが排気通路内に排出される。更に、排気通路内においても副燃焼が発生する。このとき、前述したように、排気遮断弁４４は閉弁されている。従って、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路内のガスの分子数及び同ガスの温度が上昇する。換言すると、排気遮断弁４４よりも上流側の排気通路内のガスの圧力が速やかに上昇する。更に、電磁弁５３は開弁されている。この結果、蓄圧タンク５１内の圧力が短時間内に第１閾値Ｐｉｎｔｈ１にまで上昇する。即ち、短時間にて蓄圧タンク５１への蓄圧を完了することができる。なお、副燃焼は膨張下死点近傍において発生するから、機関１０の発生トルクを増大させない。
【００８０】
このような蓄圧制御が実行されると、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎが第１閾値Ｐｉｎｔｈ１よりも大きくなる。この場合、上記条件３が不成立となるので上記蓄圧条件が不成立となる。従って、ＣＰＵ７１が図４のステップ４００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１はステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定しステップ４２５に進む。そして、この段階において、上記過給補助条件が成立していなければ、ＣＰＵ７１は、ステップ４４５、ステップ４５０及びステップ４４０へと進む。従って、機関１０は、前述した機関始動直後と同様に制御される。
【００８１】
次に、運転者がアクセルペダルＡＰを踏み込み、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが高側負荷閾値Ａｃｃｐｔｈｈよりも大きい過給必要負荷閾値Ａｃｃｐｔｈａ以上となることに伴って、上記過給補助条件が成立した場合の制御装置の作動について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図４のステップ４００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１はステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４２５に進む。さらに、ＣＰＵ７１はステップ４２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４３０に進む。
【００８２】
次に、ＣＰＵ７１は、ステップ４３０にて電磁弁５３を開弁する。これにより、蓄圧タンク５１とエキゾーストマニホールド４１集合部とのガスの流通が許容される。従って、蓄圧タンク５１内のガスがタービン３５ｂの上流側に機関１０からの排ガスに加えて供給される。これによって、加速開始後、コンプレッサ３５ａの回転数が過給に必要な所定の回転数に達するまでの時間（ターボラグ）を短縮することができる。
【００８３】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４３５に進んで排気遮断弁４４を開弁する。この結果、排気通路内のガスが触媒４３を通して外部へ排出される。
【００８４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４４０に進んで蓄圧条件成立判定フラグＸＬに「０」を格納し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８５】
この状態において、ＣＰＵ７１が図２のステップ２００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１はステップ２０５に進んで機関１０に対して要求される要求トルクＴＱｒｅｑを取得する。この場合、前述したステップ４４０の処理により、蓄圧条件成立判定フラグＸＬは０」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１はステップ２１０において「Ｙｅｓ」と判定してステップ２１５乃至ステップ２２５の処理を行う。
【００８６】
この結果、要求トルクＴＱｒｅｑ及び現時点の機関回転速度ＮＥと、関数ｇＳと、に基づいて目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔが求められる。目標空燃比Ａｂｆｒｅｆは、理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定される。更に、スロットル弁開度ＴＡが目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔに一致するようにスロットル弁アクチュエータ３３ａが駆動される。
【００８７】
更に、この状態において、ＣＰＵ７１が図３のステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５に進むと、ＣＰＵ７１はステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、前述したステップ３１０乃至ステップ３２０の処理を行う。この結果、機関１０の空燃比を理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに一致させるための主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭが決定され、その主燃焼燃料噴射量ＴＡＵＭの燃料が燃料噴射気筒に供給される。なお、ステップ３２５の処理は行われなくなるので、副燃焼は発生しない。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
【００８８】
図６は、本制御装置による効果を説明するためのタイムチャートである。図６において、Ｍｃは筒内吸入空気量、Ｔｒｑは機関の出力トルク、Ｐｂｆは蓄圧タンク前圧力（タービン３５ｂよりも上流における排気通路内の圧力）、Ｐｉｎは蓄圧タンク内圧である。更に、実線Ｌ１は、本制御装置における上記各値を示す。破線Ｌ２は、本発明の実施形態の変形例に係る制御装置（以下「変形例」と言う。）における上記各値を示す。一点鎖線Ｌ３は、比較例における上記各値を示す。
【００８９】
ここで、変形例は、蓄圧制御時において、排気遮断弁４４を閉弁するとともに電磁弁５３を開弁させ、且つ、主燃焼に供される混合気の空燃比を上記リーン空燃比ＡＬに一致させた上で上記副燃焼燃料噴射を行うことにより、上記副燃焼を発生させる。ただし、変形例は、蓄圧制御の開始前後においてスロットル弁開度ＴＡを変化させることなく、筒内吸入空気量Ｍｃを一定に維持する。
【００９０】
また、比較例は、蓄圧制御時において、排気遮断弁４４を閉弁するとともに電磁弁５３を開弁させる。ただし、比較例は蓄圧制御において、主燃焼に供される混合気の空燃比を蓄圧制御開始前と同じ理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに維持し、且つ、副燃焼燃料噴射は行わない（即ち、副燃焼は発生させない）。更に、比較例は、蓄圧制御の開始前後においてスロットル弁開度ＴＡを変化させることなく、筒内吸入空気量Ｍｃを一定に維持する。
【００９１】
図６に示した例においては、時刻ｔ１にて蓄圧条件が成立している（蓄圧制御が開始されている）。比較例によれば、蓄圧制御が開始される前後において筒内吸入空気量Ｍｃ及び主燃焼に供される混合気の空燃比は変化しない。従って、線Ｌ３に示したように、筒内吸入空気量Ｍｃ及び出力トルクＴｒｑも変化しない。ただし、排気遮断弁４４が閉弁され、且つ、電磁弁５３が開弁されるので、蓄圧タンク前圧力Ｐｂｆは蓄圧制御中において僅かに増大する。この結果、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎは緩やかに増大し、時刻ｔ４にて第１閾値Ｐｉｎｔｈ１に到達する。
【００９２】
一方、変形例によれば、蓄圧制御が開始される前後において筒内吸入空気量Ｍｃは一定に維持されるが、主燃焼に供される混合気の空燃比は理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈからリーン空燃比ＡＬへと変化させられる。従って、線Ｌ２に示したように、筒内吸入空気量Ｍｃは一定であるものの、出力トルクＴｒｑは蓄圧制御中に低下してしまう。この場合においても、排気遮断弁４４は閉弁され、且つ、電磁弁５３は開弁される。更に、副燃焼が発生させられる。従って、蓄圧制御中における蓄圧タンク前圧力Ｐｂｆは比較例よりも大きくなる。この結果、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎは比較例よりも速やかに増大し、時刻ｔ４より前の時刻ｔ３にて第１閾値Ｐｉｎｔｈ１に到達する。
【００９３】
他方、本制御装置によれば、蓄圧制御が開始される前後において、主燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈからリーン空燃比ＡＬへと変化させられると同時に、機関１０の発生トルクが一定になるように筒内吸入空気量Ｍｃが増大させられる（線Ｌ１を参照。）。換言すると、蓄圧制御の開始前後（及び終了前後）において機関１０の発生トルクは変化しない。
【００９４】
更に、本制御装置による場合においても、排気遮断弁４４は閉弁され電磁弁５３は開弁され、且つ、副燃焼が発生させられる。従って、蓄圧制御中における蓄圧タンク前圧力Ｐｂｆは、変形例よりも筒内空気量が増大しているので、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎは変形例よりも速やかに増大し、時刻ｔ３より前の時刻ｔ２にて第１閾値Ｐｉｎｔｈ１に到達する。
【００９５】
このように、本制御装置は、極めて短時間にて蓄圧タンク５１の蓄圧を完了させることができるとともに、蓄圧制御の実行に伴う機関１０の発生トルクの変動を回避することができるという優れた効果を奏する。
【００９６】
このように、本制御装置は、
過給機（３５）と、
所定の蓄圧条件が成立したとき、前記排気通路内のガスを導入することにより同ガスを高圧状態にて収容する蓄圧部を含むとともに、所定の過給補助条件が成立したとき、同蓄圧部に収容されている高圧状態のガスを前記タービンの回転を補助するように同タービンに供給する過給補助手段（蓄圧系統５０、図４のステップ４０５、４２５及び４１０等）と、
前記機関がトルクを発生するための主燃焼が前記燃焼室内にて発生し得るように同主燃焼用の燃料を噴射する主燃焼燃料噴射手段（燃料噴射弁２２、図２のステップ２２０、図３のステップ３１５及びステップ３２０）と、
前記蓄圧条件が成立したとき、前記蓄圧部に導入させる前記排気管内のガスの圧力を増大させるための燃焼であって前記主燃焼とは別の燃焼である副燃焼が前記燃焼室内及び前記排気管内の少なくとも一方にて発生し得るように同副燃焼用の燃料を噴射する副燃焼燃料噴射手段（燃料噴射弁２２、図２のステップ２３５及び図３のステップ３２５）と、
を有する。
【００９７】
前記主燃焼燃料噴射手段は、前記蓄圧条件が成立したとき、前記主燃焼に供される混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比である第１空燃比に一致させるように前記主燃焼用の燃料の量を制御するように構成されている（図２のステップ２３５、図３のステップ３１５）。更に、前記副燃焼燃料噴射手段は、前記主燃焼に供される混合気に含まれる過剰な酸素を用いて前記副燃焼に供される混合気を形成するように構成されている。
【００９８】
また、本制御装置は、
前記燃焼室に供給される空気の量である吸入空気流量を取得する吸入空気量取得手段と（図３のステップ３１０等）、
前記機関に対して要求される要求トルクを表す要求パラメータを取得する要求トルクパラメータ取得手段と（図２のステップ２０５等）、
前記吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段（スロットル弁３３及びスロットル弁アクチュエータ３３ａ等）と、を備える。
【００９９】
また、前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記蓄圧条件が成立したとき（ＸＬ＝１のとき）前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第１空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御し（図２のステップ２３５及び図３のステップ３１５等）、前記蓄圧条件が成立しないとき（ＸＬ＝０のとき）前記主燃焼に供される混合気を前記第１空燃比よりも小さい第２空燃比（理論空燃比）に一致させるように前記取得された吸入空気量と同第２空燃比とに基づいて前記主燃焼用の燃料の量を制御する（図２のステップ２２０、図３のステップ３１５）ように構成されている。
【０１００】
更に、前記吸入空気量制御手段は、
前記取得された要求トルクパラメータにより表される要求トルクを前記機関が発生するように同要求トルクと前記蓄圧条件が成立しているか否かとに応じて前記吸入空気量を制御するように構成されている（図２のルーチンを参照）。
【０１０１】
更に、前記主燃焼燃料噴射手段は、
前記燃焼室（２１）に燃料を直接噴射する筒内噴射弁（２２）から前記主燃焼用の燃料を第１の期間（圧縮上死点前クランク角Ｑｉｎｊ１から主燃焼燃料噴射時間ＴＡＵＭが経過するまでの期間）において噴射するように構成されている（図３のステップ３２０）。
前記副燃焼燃料噴射手段は、
前記筒内噴射弁（２２）から前記副燃焼用の燃料を前記第１の期間よりも遅角側の第２の期間（圧縮上死点後クランク角Ｑｉｎｊ２から副燃焼燃料噴射時間ＴＡＵＰが経過する期間）において噴射するように構成されている（図３のステップ３２５）。
【０１０２】
従って、本制御装置は、例えば加速操作が短時間内に頻発するような状況においても、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎを高い値に維持できる（速やかに回復できる）ので、蓄圧タンク５１内のガスによる過給補助を行うことができ、もって、ターボラグを短縮できる。よって、運転者の要求に応じた加速感をもたらすことができる。
【０１０３】
なお、本発明による内燃機関の制御装置は、上記実施形態に限定されることなく、以下に述べるような種々の変形例を採用することができる。例えば、副燃焼燃料噴射の開始時期は、副燃焼が機関１０にトルクを発生させない時期である限り、主燃焼の燃焼継続中であってもよい。この場合、副燃焼用の混合気は、主燃焼の火炎と主燃焼により発生する熱とによって着火されるので、副燃焼がより確実に発生され得る。
【０１０４】
また、副燃焼は燃焼室２１内のみで発生してもよく、又は、排気通路内のみにて発生するものであってもよい。
【０１０５】
更に、上記実施形態の副燃焼燃料噴射手段は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁２２（筒内噴射弁）を用いて副燃焼用の燃料を噴射していた。これに対し、エキゾーストマニホールド４１に別途燃料噴射弁を配設しておき、副燃焼燃料噴射手段はその別途配設された噴射弁から副燃焼用の燃料を噴射するように構成されてもよい。この場合においても、蓄圧制御中において主燃焼に供される混合気の空燃比がリーン空燃比ＡＬに設定されることが望ましい。これによれば、燃焼室２１からエキゾーストマニホールド４１内に排出された余剰の酸素と、エキゾーストマニホールド４１内に噴射された燃料と、によって副燃焼用の混合気がエキゾーストマニホールド４１内において形成され、主燃焼の排気熱によりその副燃焼用の混合気が着火される。従って、蓄圧制御の前後において機関１０の発生トルクが変動することを回避しながら、排気通路内のガス圧力を上昇させることができる。
【０１０６】
さらに、副燃焼用の燃料がエキゾーストマニホールド４１に設けられた燃料噴射弁から噴射される態様は、エキゾーストマニホールド４１に副燃焼用の点火プラグを有していてもよい。これによりエキゾーストマニホールド４１内において副燃焼をより確実に発生させることができる。
【０１０７】
加えて、副燃焼燃料噴射手段が、エキゾーストマニホールド４１に配設された燃料噴射弁から副燃焼用の燃料を噴射するように構成されている場合、排気通路に二次空気（新気）を別途供給するための二次空気供給装置が備えられていてもよい。この場合、副燃焼用の酸素が二次空気供給装置によって供給される。従って、蓄圧制御中において主燃焼に供される混合気の空燃比は理論空燃比Ｓｔｏｉｃｈに設定しておくこともできる。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、過給補助条件成立の際には蓄圧タンク５１から蓄圧経路構成管５２を通してタービン３５ｂへガスが供給される。これに対し、蓄圧経路構成管５２とは別に、蓄圧タンク５１とタービン３５ｂとを連通する連通管と、その連通管の通路を開閉する電磁弁とを設けてもよい。この場合、その電磁弁は過給補助条件成立時にのみ開弁させられ、それによりその連通管を通しタービン３５ｂへガスが供給される。これによれば、タービン３５ｂに蓄圧タンク５１内のガスを直接供給するができる。従って、排気通路を介して蓄圧タンク５１内のガスをタービン３５ｂに供給した場合に比べ、タービン３５ｂに供給するガスの圧力を高くすることができる。この結果、ターボラグをさらに短縮することができる。
【０１０９】
また、上記実施形態においては、過給補助条件成立の際の蓄圧タンク５１からのガスの供給は、別途設けられた補助過給機の補助タービンに対して行われてもよい。即ち、補助過給機は、蓄圧タンク５１から供給されるガスにより回転される補助タービンを有する。さらに、補助過給機は、補助タービンの回転に伴って回転させられ、コンプレッサ３５ａの下流又は上流において、吸気通路に配設される補助コンプレッサを有する。これによって、過給補助条件成立の際には、蓄圧タンク５１から供給されるガスによって補助タービン及び補助コンプレッサが回転させられる。この結果、コンプレッサ３５ａに加えて補助コンプレッサによるによる吸入空気の圧縮が行われ、さらに吸気効率を向上させることができる。
【０１１０】
また、上記実施形態において、燃料噴射弁２２から噴射される副燃焼燃料噴射量ＴＡＵＰは一定であった。これに対し、燃料噴射弁２２から噴射される副燃焼燃料噴射量ＴＡＵＰは可変であってもよい。即ち、例えば、本制御御装置が蓄圧制御を行う際に、蓄圧タンク内圧が低い場合、副燃焼燃料噴射量ＴＡＵＰの噴射量を増加させる。蓄圧タンク内圧Ｐｉｎが低い程、蓄圧タンク５１に供給されるガスの圧力を高めることができる。この結果、蓄圧タンク内圧Ｐｉｎは速やかに増大し第１閾値Ｐｉｎｔｈ１に到達する時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された内燃機関の概略図である。
【図２】図１に示したＣＰＵが実行するスロットル弁制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図３】図１に示したＣＰＵが実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図４】図１に示したＣＰＵが実行する蓄圧条件成立フラグ設定ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】燃料噴射気筒のクランク角に対する主燃焼燃料噴射及び副燃焼燃料噴射等のタイミングを示した図である。
【図６】蓄圧時における吸入空気量、発生トルク、蓄圧タンク前圧力及び蓄圧タンク内圧力の時間的な変化を表す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…内燃機関，２０…本体部、２１…燃焼室、２２…燃料噴射弁、３０…吸気系統、３１…インテークマニホールド、３２…吸気管、３３…スロットル弁、３３ａ…スロットル弁アクチュエータ、３５…過給機、３５ａ…コンプレッサ、３５ｂ…タービン、４０…排気系統、４１…エキゾーストマニホールド、４２…排気管、４４…排気遮断弁、５０…蓄圧系統、５０…排気蓄圧系統、５１…蓄圧タンク、５２…蓄圧経路構成管、５３…電磁弁、６１…スロットル弁ポジションセンサ、６２…熱線式エアフローメータ、６３…機関回転速度センサ、６５…蓄圧タンク圧センサ、６６…アクセル開度センサ、６７…排気圧センサ、７０…電気制御装置、７５…インターフェース。
【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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