JP2002089347A - 機械式過給機付き内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械式過給機付きエンジンにおいて、新たな
部品を設けなくても、過給機上流側の吸気圧を検出でき
るようにする。 【解決手段】 エアバイパスバルブ２２の電磁三方弁２
９のオフ時は、過給機１７下流側の吸気圧が判定圧力よ
りも低い領域（エアバイパスバルブ２２が全開状態の領
域）では、過給機１７下流側の吸気圧とエンジン回転速
度とに基づいて過給機１７上流側の吸気圧を算出する。
また、過給機１７下流側の吸気圧が判定圧力以上の領域
（エアバイパスバルブ２２の閉じ始めから全閉状態の領
域）では、過給機１７下流側の吸気圧と判定圧力との差
圧と、大気圧と、エンジン回転速度とに基づいて過給機
１７上流側の吸気圧を算出する。一方、電磁三方弁２９
のオン時には、過給機１７下流側の吸気圧とエンジン回
転速度とに基づいて過給機１７上流側の吸気圧を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸入空気を過給す
る機械式過給機を備えた機械式過給機付き内燃機関の制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの高出力化等のために設けられ
る過給機は、排気圧力により駆動される排気タービン式
過給機（ターボチャージャ）と、エンジン動力で直接駆
動される機械式過給機（スーパーチャージャ）とに大別
され、機械式過給機は、排気タービン式過給機のような
ターボラグ（ターボの応答遅れ）がないため、加速応答
性や低速時の過給特性に優れるという利点がある。機械
式過給機は、スロットルバルブの下流側に設けられて、
スロットルバルブを通過した吸入空気を過給機で加圧し
てシリンダ内に充填するので、エンジン制御パラメータ
として用いる吸気圧としては、過給機下流側に設けた圧
力センサで、加圧後の吸気圧（過給圧）を検出するよう
にしている。

【０００３】近年の自動車は、燃料タンクから蒸発する
燃料蒸発ガス（エバポガス）が大気中に放出されるのを
防止するために、燃料蒸発ガスをキャニスタ内に吸着し
て、エンジン運転状態に応じてキャニスタ内に吸気圧を
作用させてキャニスタ内の燃料蒸発ガスを吸気管内にパ
ージ（放出）するようにしているが、過給機付きエンジ
ンでは、過給動作中は、過給機下流側よりも過給機上流
側の方が吸気圧が低くなるため、燃料蒸発ガスのパージ
通路を過給機の上流側の吸気管に接続するようにしてい
る。

【０００４】このような燃料蒸発ガスパージシステムで
は、燃料蒸発ガスパージ実行中に、吸気管内に吸入され
る燃料蒸発ガスパージ量が過給機上流側の吸気圧に応じ
て変化するため、パージガス中に含まれる燃料量を考慮
して空燃比を精度良く制御するためには、過給機上流側
の吸気圧を検出する必要がある。そのために、過給機下
流側の圧力センサの他に、過給機上流側にも圧力センサ
を設ける構成にすると、吸気系に２つの圧力センサを設
けることになり、コストアップとなる。

【０００５】そこで、特開平４−２８４１２号公報に示
すように、１つの圧力センサの圧力導入管を電磁切換弁
を介して２本の導入管に分岐して、各導入管をそれぞれ
過給機の上流側と下流側に接続し、圧力センサに導入す
る圧力を電磁切換弁で切り換えることで、過給機の上流
側の吸気圧と下流側の吸気圧を１つの圧力センサで選択
的に検出できるようにしたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報の構
成では、圧力センサと過給機の上流側とを接続する圧力
導入管や電磁切換弁を追加する必要があるため、部品点
数が増加して構成が複雑化し、コストアップするという
事情は変わらない。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、構成簡単化、低コス
ト化の要求を満たしながら、過給機上流側の吸気圧を検
出することができる機械式過給機付き内燃機関の制御装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の機械式過給機付き内燃機関の制
御装置は、圧力センサで機械式過給機の下流側の吸気圧
（以下「過給機下流側吸気圧」という）を検出し、少な
くとも過給機下流側吸気圧と機関回転速度とに基づいて
スロットルバルブと機械式過給機との間の吸気圧（以下
「過給機上流側吸気圧」という）を過給機上流側吸気圧
推定手段によって推定するようにしたものである。

【０００９】機械式過給機は、内燃機関の動力で直接駆
動されるため、機械式過給機の回転速度（過給状態）は
機関回転速度に応じて変化する。その結果、過給機上流
側吸気圧と機関回転速度（過給状態）と過給機下流側吸
気圧は、所定の相関関係を持って変化する。従って、予
め、過給機上流側吸気圧と機関回転速度と過給機下流側
吸気圧との関係を、実験、シミュレーション等で求めて
マップ化又は数式化しておけば、過給機下流側吸気圧と
機関回転速度から過給機上流側吸気圧を推定することが
できる。この構成では、過給機上流側吸気圧を検出する
ための新たな部品を必要としないため、従来よりも部品
点数を削減して構成を簡単化することができ、低コスト
化の要求を満たすことができる。

【００１０】この場合、機械式過給機をバイパスするバ
イパス通路と、このバイパス通路を開閉するエアバイパ
スバルブとを設けたシステムでは、エアバイパスバルブ
の開閉状態によって機械式過給機を通過する過給空気量
とバイパス空気量との割合が変化するため、エアバイパ
スバルブの開閉状態によって過給機上流側吸気圧と機関
回転速度と過給機下流側吸気圧との関係が変化する。

【００１１】そこで、請求項２のように、エアバイパス
バルブの開閉状態に応じて過給機上流側吸気圧の推定方
式を切り換えるようにすると良い。このようにすれば、
エアバイパスバルブの開閉状態によって過給機上流側吸
気圧と機関回転速度と過給機下流側吸気圧との関係が変
化するのに対応して過給機上流側吸気圧の推定方式を適
正な推定方式に切り換えることができる。

【００１２】この場合、過給機下流側吸気圧を利用して
エアバイパスバルブを開閉制御するシステムでは、過給
機下流側吸気圧に応じてエアバイパスバルブの開閉状態
が自動的に切り換わるため、請求項３のように、過給機
下流側吸気圧に応じて過給機上流側吸気圧の推定方式を
切り換えるようにしても良い。このようにすれば、エア
バイパスバルブの開閉状態を直接検出しなくても、エア
バイパスバルブの開閉状態によって過給機上流側吸気圧
と機関回転速度と過給機下流側吸気圧との関係が変化す
るのに対応して過給機上流側吸気圧の推定方式を適正な
推定方式に切り換えることができる。

【００１３】更に、過給機下流側吸気圧と大気圧の差圧
を利用してエアバイパスバルブを開閉制御するシステム
では、大気圧が変化すると、エアバイパスバルブの開閉
状態が切り換わるときの過給機下流側吸気圧、つまり、
過給機上流側吸気圧の推定方式を切り換える際の判定圧
力も変化する。

【００１４】このような事情を考慮して、請求項４のよ
うに、エアバイパスバルブを過給機下流側吸気圧と大気
圧の差圧を利用して開閉制御するシステムでは、過給機
下流側吸気圧に応じて過給機上流側吸気圧の推定方式を
切り換える際の判定圧力を、大気圧に応じて設定すると
良い。このようにすれば、大気圧の変化に応じて判定圧
力を適正値に設定することができる。

【００１５】ところで、本発明者の研究結果によれば、
過給機下流側吸気圧が判定圧力より低い領域では、図４
に示すように、過給機下流側吸気圧に対する過給機上流
側吸気圧の変化特性がほぼリニアになるが、過給機下流
側吸気圧が判定圧力以上の領域では、この過給機上流側
吸気圧の変化特性がリニアにならず、しかも、その変化
特性が大気圧によっても異なってくる。

【００１６】従って、過給機下流側吸気圧が判定圧力以
上の領域では、過給機上流側吸気圧を推定するパラメー
タとして、過給機下流側吸気圧と機関回転速度の他に、
大気圧を追加しても良いが、請求項５のように、過給機
下流側吸気圧と判定圧力との差圧と、大気圧と、機関回
転速度とに基づいて過給機上流側吸気圧を推定するよう
にしても良い。本発明者の研究結果によれば、過給機下
流側吸気圧が判定圧力以上の領域では、過給機上流側吸
気圧を推定するパラメータとして、過給機下流側吸気圧
の代わりに、過給機下流側吸気圧と判定圧力との差圧を
用いた方が、大気圧によって変化する過給機上流側吸気
圧の変化特性をより精度良くマップや数式に表すことが
でき、過給機上流側吸気圧を精度良く推定することがで
きる。

【００１７】前述したように、過給機下流側吸気圧（又
は過給機下流側吸気圧と大気圧との差圧）を利用してエ
アバイパスバルブを開閉制御するシステムでは、過給機
下流側吸気圧（又は差圧）に応じてエアバイパスバルブ
の開閉状態が切り換わるが、エアバイパスバルブの開閉
制御に用いる圧力を制御する電磁弁を設けたシステムで
は、過給機下流側吸気圧や大気圧とは関係なく、電磁弁
によってエアバイパスバルブを任意に開閉制御すること
が可能である。

【００１８】従って、請求項６のように、エアバイパス
バルブの開閉制御に用いる圧力を制御する電磁弁を設け
たシステムでは、電磁弁の制御状態に応じて過給機上流
側吸気圧の推定方式を切り換えるようにしても良い。こ
のようにすれば、電磁弁の制御状態によってエアバイパ
スバルブの開閉状態が切り換わるのに対応して過給機上
流側吸気圧の推定方式を適正な推定方式に切り換えるこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略
構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管
１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、こ
のエアクリーナ１３の下流側には、スロットルバルブ１
４と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ
１５と、スロットルバルブ１４をバイパスする空気量を
制御するアイドルスピードコントロールバルブ１６とが
設けられている。

【００２０】更に、スロットルバルブ１４の下流側に
は、吸入空気を過給する機械式過給機１７（スーパーチ
ャージャ）が設けられている。この機械式過給機１７
は、エンジン１１の動力で直接駆動される。また、機械
式過給機１７の下流側には、サージタンク１８が設けら
れ、このサージタンク１８に、機械式過給機１７の下流
側の吸気圧（過給機下流側吸気圧）を検出する圧力セン
サ１９と、吸気温を検出する吸気温センサ２０とが設け
られている。

【００２１】また、吸気管１２には、機械式過給機１７
をバイパスするバイパス通路２１が設けられ、このバイ
パス通路２１の途中に、バイパス通路２１を開閉するエ
アバイパスバルブ２２が設けられている。このエアバイ
パスバルブ２２の内部は、ダイアフラム２３によって上
側気圧室２４と下側気圧室２５とが仕切り形成されると
共に、バイパス空気通過ポート２６を開閉する弁体２７
がダイアフラム２３に連結され、上側気圧室２４内のコ
イルスプリング２８によってダイアフラム２３を介して
弁体２７がバイパス空気通過ポート２６を閉弁する方向
に付勢されている。上側気圧室２４には、常時、過給機
１７下流側の吸気圧が導入される。一方、下側気圧室２
５に導入される圧力は、電磁三方弁２９（電磁弁）のオ
ン／オフによって切り換えられ、電磁三方弁２９のオフ
時には、下側気圧室２５に大気圧が導入され、電磁三方
弁２９がオンに切り換えられると、下側気圧室２５に過
給機１７下流側の吸気圧が導入される。

【００２２】サージタンク１８には、エンジン１１の各
気筒に空気を導入する吸気マニホールド３０が設けら
れ、各気筒の吸気マニホールド３０の吸気ポート近傍
に、燃料を噴射する燃料噴射弁３１が取り付けられてい
る。燃料タンク３２内から燃料ポンプ３３で汲み上げら
れた燃料が、燃料配管３４を介して燃料噴射弁３１に供
給される。また、各気筒のシリンダヘッドに取り付けら
れた点火プラグ３５には、点火タイミング毎に点火装置
３６で発生した高電圧が印加される。また、エンジン１
１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温セ
ンサ３７、エンジン回転速度を検出するクランク角セン
サ３８、ノッキングを検出するノックセンサ３９等が取
り付けられている。

【００２３】一方、エンジン１１の排気管４０の途中に
は、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒４１が設けら
れ、この触媒４１の上流側に、排出ガスの空燃比又はリ
ッチ／リーンを検出する空燃比センサ４２（リニアＡ／
Ｆセンサ、酸素センサ等）が設けられている。

【００２４】また、燃料タンク３２には、燃料蒸発ガス
通路４３を介してキャニスタ４４が接続され、このキャ
ニスタ４４に吸着された燃料蒸発ガスを吸気系にパージ
（放出）するためのパージ通路４５が、スロットルバル
ブ１４と機械式過給機１７との間の吸気管１２に接続さ
れている。このパージ通路４５の途中には、パージ流量
を調整するパージ制御弁４６が設けられている。

【００２５】また、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」
と表記する）４７の回路基板には、大気圧を検出する大
気圧センサ４８が設けられている。これら各種センサの
出力信号は、ＥＣＵ４７に入力される。このＥＣＵ４７
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵
されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン
制御プログラムを実行することで、エンジン１１の運転
を制御する。

【００２６】エンジン運転中は、エンジン動力で機械式
過給機１７が駆動されると共に、後述するエアバイパス
バルブ２２の開閉制御によって、バイパス通路２１を流
れるバイパス空気量と、機械式過給機１７を通過する過
給空気量との割合が制御されて、過給圧が制御される。

【００２７】通常時は、ＥＣＵ４７によって電磁三方弁
２９がオフ状態に維持されて、エアバイパスバルブ２２
の下側気圧室２５に大気圧ＰＡが導入される。この場
合、上側気圧室２４に導入される過給機１７下流側の吸
気圧ＰＭが、図３に示す判定圧力ＰＭＪＧよりも小さい
領域（低負荷領域）では、ダイアフラム２３が上方（開
側）に押されて弁体２７が開弁状態に保持され、エアバ
イパスバルブ２２が全開状態に保持されて、過給効果が
最も小さくなる。ここで、判定圧力ＰＭＪＧは、エアバ
イパスバルブ２２が全開状態から閉じ始める吸気圧ＰＭ
であり、エアバイパスバルブ２２の下側気圧室２５に導
入される大気圧ＰＡから所定値（コイルスプリング２８
等による閉弁方向の機械的なセット荷重）を差し引いた
圧力が判定圧力ＰＭＪＧとなる。図３及び図４の吸気圧
変化特性図においては、変曲点の吸気圧ＰＭが判定圧力
ＰＭＪＧとなる。

【００２８】一方、エアバイパスバルブ２２の上側気圧
室２４に導入される過給機１７下流側の吸気圧ＰＭが判
定圧力ＰＭＪＧ以上の領域（高負荷領域）では、過給機
１７下流側の吸気圧ＰＭが大きくなるに従って、ダイア
フラム２３が下方（閉側）に押されて弁体２７が閉弁方
向に徐々に移動し、エアバイパスバルブ２２が全開状態
から徐々に閉じられて最終的に全閉状態となり、過給圧
が高められる。

【００２９】また、低負荷領域でも過給圧が要求される
場合、又は、高負荷領域で過給圧を下げる必要がある場
合は、ＥＣＵ４７によって電磁三方弁２９がオン状態に
切り換えられて、エアバイパスバルブ２２の下側気圧室
２５に過給機１７下流側の吸気圧ＰＭが導入される。こ
の場合、図３に示すように、過給機１７下流側の吸気圧
ＰＭが低い領域（低負荷領域）では、ダイアフラム２３
が下方（閉側）に押されて弁体２７が閉弁し、エアバイ
パスバルブ２２が閉じられて過給圧が上げられる。一
方、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭが高い領域（高負荷
領域）では、エアバイパスバルブ２２の下側気圧室２５
に過給機１７下流側の吸気圧ＰＭが導入されると、ダイ
アフラム２０が上方（開側）に押されて弁体２７が開弁
し、エアバイパスバルブ２２が開かれて、過給圧が下げ
られる。

【００３０】また、ＥＣＵ４７は、エンジン運転状態に
応じてパージ制御弁４６の開度（デューティ比）を制御
して、キャニスタ４４内の燃料蒸発ガスのパージ量を制
御する。この場合、過給機１７の上流側の吸気圧ＰＸに
応じて吸気管１２内に導入される燃料蒸発ガスパージ量
が変化するため、パージガス中に含まれる燃料量を考慮
して空燃比を精度良く制御するためには、過給機１７上
流側の吸気圧ＰＸを検出する必要がある。

【００３１】そこで、ＥＣＵ４７は、図２の過給機上流
側吸気圧推定プログラムを実行することで、過給機１７
下流側の吸気圧ＰＭと、過給機１７の過給状態を反映す
るパラメータであるエンジン回転速度ＮＥ等に基づいて
過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを推定する。その際、図
３に示すように、電磁三方弁２９のオン時とオフ時と
で、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭに対する過給機１７
上流側の吸気圧ＰＸの変化特性が異なるため、電磁三方
弁２９のオン時とオフ時とで、過給機１７上流側の吸気
圧ＰＸの推定方式を切り換える。

【００３２】更に、電磁三方弁２９がオフされている時
は、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭに対する過給機１７
上流側の吸気圧ＰＸの変化特性が、エアバイパスバルブ
２２の開閉状態が切り換わる圧力（判定圧力ＰＭＪＧ）
を境にして大きく変化するため、過給機１７下流側の吸
気圧ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧよりも低い領域か否かによ
って、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸの推定方式を切り
換える。

【００３３】以下、図２の過給機上流側吸気圧推定プロ
グラムの具体的な処理内容を説明する。図２の過給機上
流側吸気圧推定プログラムは、所定時間毎又は所定クラ
ンク角毎に実行され、特許請求の範囲でいう過給機上流
側吸気圧推定手段に相当する役割を果たす。本プログラ
ムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン
運転状態（エンジン回転速度ＮＥ、過給機下流側吸気圧
ＰＭ、大気圧ＰＡ、冷却水温ＴＷ等）を検出し、次のス
テップ１０２で、電磁三方弁２９がオフされているか否
かを判定する。

【００３４】電磁三方弁２９がオフされている場合は、
図３に示すように、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭに対
する過給機１７上流側の吸気圧ＰＸの変化特性が、判定
圧力ＰＭＪＧを境にして大きく変化すると共に、この判
定圧力ＰＭＪＧが、図４に示すように、大気圧ＰＡによ
って変化するため、まず、ステップ１０３で、判定圧力
ＰＭＪＧを、大気圧ＰＡから所定値（コイルスプリング
２８等によって定まる値）を差し引いて求める。 ＰＭＪＧ＝ＰＡ−所定値

【００３５】この後、ステップ１０４に進み、現在の過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧよりも
低いか否かを判定する。過給機１７下流側の吸気圧ＰＭ
が判定圧力ＰＭＪＧよりも低い領域（エアバイパスバル
ブ２２が全開状態の領域）では、図３に示すように、過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥに
応じて過給機１７上流側の吸気圧ＰＸが変化するため、
ステップ１０５に進み、第１の算出方法で、過給機１７
下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥに基づいて
過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出する。

【００３６】この第１の算出方法は、予め、実験、シミ
ュレーション等によって、電磁三方弁２９のオフ時に過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧよりも
低い領域にある場合の過給機１７下流側の吸気圧ＰＭと
エンジン回転速度ＮＥと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸ
との関係を求めて、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算
出する二次元マップ又は数式を作成し、この二次元マッ
プ又は数式により、現在の過給機１７下流側の吸気圧Ｐ
Ｍとエンジン回転速度ＮＥに応じた過給機１７上流側の
吸気圧ＰＸを算出する。 ＰＸ＝ｆ1 （ＰＭ，ＮＥ）

【００３７】これに対して、過給機１７下流側の吸気圧
ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧ以上の領域（エアバイパスバル
ブ２２が閉じ始めから全閉状態の領域）では、図４に示
すように、大気圧ＰＡによって過給機１７下流側の最大
吸気圧が変化すると共に、この最大吸気圧と判定圧力Ｐ
ＭＪＧの差圧も変化して、過給機１７下流側の吸気圧Ｐ
Ｍと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸとの関係が変化する
ため、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを推定するパラメ
ータとして、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭと判定圧力
ＰＭＪＧとの差圧と、大気圧ＰＡと、エンジン回転速度
ＮＥを用いることが望ましい。

【００３８】そこで、現在の過給機１７下流側の吸気圧
ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧ以上の場合は、ステップ１０６
に進み、大気圧ＰＡに応じた大気圧換算係数ＫＰＡを算
出した後、次のステップ１０７で、過給機１７下流側の
吸気圧ＰＭと判定圧力ＰＭＪＧの差圧（ＰＭ−ＰＭＪ
Ｇ）に大気圧換算係数ＫＰＡを乗算して、差圧（ＰＭ−
ＰＭＪＧ）を基準大気圧（例えば１００ｋＰａ）の状態
下での基準差圧ＤＰＭに換算する。 ＤＰＭ＝ＫＰＡ×（ＰＭ−ＰＡ）

【００３９】この後、ステップ１０８に進み、第２の算
出方法で、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出する。
この第２の算出方法では、まず、基準差圧ＤＰＭとエン
ジン回転速度ＮＥに基づいて、大気圧ＰＡと過給機１７
上流側の吸気圧ＰＸとの差圧（ＰＡ−ＰＸ）を算出す
る。つまり、予め、実験、シミュレーション等によっ
て、電磁三方弁２９のオフ時に過給機１７下流側の吸気
圧ＰＭが判定圧力ＰＭＪＧ以上の領域にある場合の基準
差圧ＤＰＭとエンジン回転速度ＮＥと差圧（ＰＡ−Ｐ
Ｘ）との関係を求めて、差圧（ＰＡ−ＰＸ）を算出する
二次元マップ又は数式を作成し、このマップ又は数式に
より、現在の基準差圧ＤＰＭとエンジン回転速度ＮＥに
応じた大気圧ＰＡと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸとの
差圧（ＰＡ−ＰＸ）を算出する。 ＰＡ−ＰＸ＝ｆ2 （ＤＰＭ，ＮＥ）

【００４０】この差圧（ＰＡ−ＰＸ）から次式により過
給機１７上流側の吸気圧ＰＸを求める。 ＰＸ＝ＰＡ−ｆ2 （ＤＰＭ，ＮＥ）

【００４１】一方、上記ステップ１０２で、電磁三方弁
２９がオンと判定された場合は、図３に示すように、過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭの全領域で、過給機１７下
流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥに応じて過給
機１７上流側の吸気圧ＰＸが変化するため、ステップ１
０９に進み、第３の算出方法で、過給機１７下流側の吸
気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥに基づいて過給機１７
上流側の吸気圧ＰＸを算出する。この第３の算出方法
は、予め、実験、シミュレーション等によって、電磁三
方弁２９のオン時の過給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエ
ンジン回転速度ＮＥと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸと
の関係を求めて、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出
する二次元マップ又は数式を作成し、このマップ又は数
式により、現在の過給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエン
ジン回転速度ＮＥに応じた過給機１７上流側の吸気圧Ｐ
Ｘを算出する。 ＰＸ＝ｆ3 （ＰＭ，ＮＥ）

【００４２】以上説明した本実施形態（１）によれば、
過給機１７下流側の吸気圧ＰＭと、機械式過給機１７の
過給状態を反映するパラメータであるエンジン回転速度
ＮＥ等に基づいて過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを推定
するようにしたので、新たに部品を追加することなく、
過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを推定することができ
て、部品点数を削減することができ、構成簡単化及び低
コスト化を実現することができる。

【００４３】また、本実施形態（１）では、電磁三方弁
２９のオン時とオフ時とで、過給機１７上流側の吸気圧
ＰＸの推定方式を切り換えるようにしたので、電磁三方
弁２９のオン時とオフ時とで、過給機１７下流側の吸気
圧ＰＭに対する過給機１７上流側の吸気圧ＰＸの変化特
性が変化するのに対応して過給機１７上流側の吸気圧Ｐ
Ｘの推定方式を適正な推定方式に切り換えることができ
る。

【００４４】しかも、電磁三方弁２９がオフされている
時は、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭが、判定圧力ＰＭ
ＪＧ（エアバイパスバルブ２２の開閉状態が切り換わる
圧力）よりも低い領域か否かによって、過給機１７上流
側の吸気圧ＰＸの推定方式を切り換えるようにしたの
で、エアバイパスバルブ２２の開閉状態を直接検出しな
くても、エアバイパスバルブ２２の開閉状態によって過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭに対する過給機１７上流側
の吸気圧ＰＸの変化特性が変化するのに対応して過給機
１７上流側の吸気圧ＰＸの推定方式を適正な推定方式に
切り換えることができる。

【００４５】更に、本実施形態（１）では、大気圧ＰＡ
が変化すると、判定圧力ＰＭＪＧ（エアバイパスバルブ
２２の開閉状態が切り換わる圧力）も変化する特性を考
慮して、判定圧力ＰＭＪＧを大気圧ＰＡに応じて設定す
るようにしたので、大気圧ＰＡの変化に応じて判定圧力
ＰＭＪＧを適正値に設定することができ、過給機１７上
流側の吸気圧ＰＸの推定精度を更に向上することができ
る。

【００４６】尚、上記実施形態（１）では、エアバイパ
スバルブ２２の下側気圧室２５に導入する圧力を、電磁
三方弁２９で切り換える構成としたが、電磁三方弁２９
を省略して、エアバイパスバルブ２２の下側気圧室２５
に常時、大気圧を導入する構成としても良く、この場合
は、図２のステップ１０２，１０９を省略したプログラ
ムを実行すれば良い。

【００４７】［実施形態（２）］上記実施形態（１）で
は、過給機１７下流側の吸気圧を利用して開閉制御され
るダイアフラム式のエアバイパスバルブ２２を用いた
が、本発明の実施形態（２）では、電子制御式のエアバ
イパスバルブ（電磁弁等）を用いて、吸気圧に関係なく
任意にエアバイパスバルブの開閉を制御できる構成とし
ている。その他のシステム構成は、上記実施形態（１）
と同じである。

【００４８】本実施形態（２）では、図５の過給機上流
側吸気圧推定プログラムを実行する。本プログラムで
は、まず、ステップ２０１で、エンジン運転状態を検出
した後、ステップ２０２に進み、電子制御式のエアバイ
パスバルブが全開状態であるか否かを判定する。

【００４９】エアバイパスバルブが全開状態の場合は、
ステップ２０３に進み、第４の算出方法で、過給機１７
下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥと大気圧Ｐ
Ａに基づいて過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出す
る。この算出方法は、予め、実験、シミュレーション等
によって、エアバイパスバルブ全開時の過給機１７下流
側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥと大気圧ＰＡと
過給機１７上流側の吸気圧ＰＸとの関係を求めて、過給
機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出する二次元マップ又は
数式を作成し、このマップ又は数式により、現在の過給
機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥと大
気圧ＰＡに応じた過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出
する。 ＰＸ＝ｆ4 （ＰＭ，ＮＥ，ＰＡ）

【００５０】これに対して、エアバイパスバルブが全閉
状態の場合は、ステップ２０４に進み、第５の算出方法
で、過給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度
ＮＥと大気圧ＰＡに基づいて過給機１７上流側の吸気圧
ＰＸを算出する。この算出方法は、予め、実験、シミュ
レーション等によって、エアバイパスバルブ全閉時の過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥと
大気圧ＰＡと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸとの関係を
求めて、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出する二次
元マップ又は数式を作成し、このマップ又は数式によ
り、現在の過給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回
転速度ＮＥと大気圧ＰＡに応じた過給機１７上流側の吸
気圧ＰＸを算出する。 ＰＸ＝ｆ5 （ＰＭ，ＮＥ，ＰＡ）

【００５１】以上説明した本実施形態（２）によれば、
電磁制御式のエアバイパスバルブの開閉状態によって過
給機１７下流側の吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥと
大気圧ＰＡと過給機１７上流側の吸気圧ＰＸとの関係が
変化するのに対応して過給機１７上流側の吸気圧ＰＸの
推定方式を適正な推定方式に切り換えることができ、過
給機１７上流側の吸気圧ＰＸを精度良く推定することが
できる。

【００５２】［その他の実施形態］上記実施形態（１）
の構成において、電磁三方弁２９をデューティ制御し
て、そのデューティ比に応じてエアバイパスバルブ２２
の開度を複数段階に制御する場合や、上記実施形態
（２）の構成において、電子制御式のエアバイパスバル
ブの開度を複数段階に制御する場合は、予め、エアバイ
パスバルブの各開度毎の過給機１７上流側の吸気圧ＰＸ
の変化特性を求めておき、これらの変化特性を補間する
ことによって過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを算出する
ようにしても良い。

【００５３】また、図１のシステム構成では、スロット
ルバルブ１４と機械式過給機１７との間の吸気管１２に
パージ通路４５を接続したが、ブレーキブースタの吸気
圧導入パイプを接続するようにしても良い。この場合
も、過給機１７上流側の吸気圧ＰＸを上記実施形態の方
法で推定すれば、ブレーキブースタに導入する吸気圧Ｐ
Ｘが適正範囲内であるか否かを判断することができ、も
し、ブレーキブースタの吸気圧導入時期に吸気圧ＰＸが
適正範囲でなければ、吸気圧ＰＸを適正範囲内に調整す
るようにエアバイパスバルブの開閉を制御することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図

【図２】実施形態（１）の過給機上流側吸気圧推定プロ
グラムの処理の流れを示すフローチャート

【図３】電磁三方弁のオン時とオフ時の過給機上流側の
吸気圧変化特性を示す図

【図４】大気圧の変化に対する過給機上流側の吸気圧変
化特性を示す図

【図５】本発明の実施形態（２）の過給機上流側吸気圧
推定プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通
路）、１４…スロットルバルブ、１７…機械式過給機、
１９…圧力センサ、２１…バイパス通路、２２…エアバ
イパスバルブ、２３…ダイアフラム、２４…上側気圧
室、２５…下側気圧室、２９…電磁三方弁（電磁弁）、
４４…キャニスタ、４５…パージ通路、４６…パージ制
御弁、４７…ＥＣＵ（過給機上流側吸気圧推定手段）、
４８…大気圧センサ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 39/04 Ｆ０２Ｂ 39/04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブよりも下流側の吸気通
   路に、吸入空気を過給する機械式過給機と、この機械式
   過給機の下流側の吸気圧（以下「過給機下流側吸気圧」
   という）を検出する圧力センサとを設けた機械式過給機
   付き内燃機関の制御装置において、 少なくとも過給機下流側吸気圧と機関回転速度とに基づ
   いて前記スロットルバルブと前記機械式過給機との間の
   吸気圧（以下「過給機上流側吸気圧」という）を推定す
   る過給機上流側吸気圧推定手段を備えていることを特徴
   とする機械式過給機付き内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 前記機械式過給機をバイパスするバイパ
   ス通路と、このバイパス通路を開閉するエアバイパスバ
   ルブとを備え、 前記過給機上流側吸気圧推定手段は、前記エアバイパス
   バルブの開閉状態に応じて過給機上流側吸気圧の推定方
   式を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の機械
   式過給機付き内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】 前記エアバイパスバルブは、過給機下流
   側吸気圧を利用して開閉制御され、 前記過給機上流側吸気圧推定手段は、過給機下流側吸気
   圧に応じて過給機上流側吸気圧の推定方式を切り換える
   ことを特徴とする請求項２に記載の機械式過給機付き内
   燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】 前記エアバイパスバルブは、過給機下流
   側吸気圧と大気圧との差圧を利用して開閉制御され、 前記過給機上流側吸気圧推定手段は、過給機下流側吸気
   圧に応じて過給機上流側吸気圧の推定方式を切り換える
   際の判定圧力を、大気圧に応じて設定することを特徴と
   する請求項３に記載の機械式過給機付き内燃機関の制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記過給機上流側吸気圧推定手段は、過
   給機下流側吸気圧が前記判定圧力以上のときに、過給機
   下流側吸気圧と前記判定圧力との差圧と、大気圧と、機
   関回転速度とに基づいて過給機上流側吸気圧を推定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の機械式過給機付き内
   燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】 前記エアバイパスバルブの開閉制御に用
   いる圧力を制御する電磁弁を備え、 前記過給機上流側吸気圧推定手段は、前記電磁弁の制御
   状態に応じて過給機上流側吸気圧の推定方式を切り換え
   ることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の
   機械式過給機付き内燃機関の制御装置。