JP2005188435A - 内燃機関の過給機制御装置車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機の動力を過不足無く制御し、ひいてはドライビングフィーリングの悪化や燃費悪化を防止すること。
【解決手段】吸気管１１と排気管２４との間には過給機としてのターボチャージャ３０が配設されている。ターボチャージャ３０は補助動力装置としてのモータ３４を備えており、モータ３４の駆動によりターボチャージャ３０に対して補助動力が付加される。エンジンＥＣＵ５０は、車両が所定の加速状態になったことを検出すると共に、変速機により所定の変速動作が行われたことを検出する。そして、所定の加速状態になった旨検出された際、かかる加速状態下での変速機の変速動作に応じてターボチャージャ３０の補助動力を算出すると共に、該算出した補助動力によりモータ３４の駆動を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ターボチャージャ等の過給機を有する内燃機関に適用され、過給機に対する補助動力を好適に制御するための過給機制御装置に関する。

近年、ターボチャージャの回転軸に電動機を取り付け内燃機関の運転状態に応じて排気動力をアシストする電動機付きターボチャージャや、ターボチャージャのコンプレッサ側に直列に電動チャージャを取り付けた過給装置が開発されている。この場合、電動機等を動作させることにより、ターボチャージャの過給を助勢して過給効果を向上させるようにしていた。

電動機付きターボチャージャの制御装置としては、例えば、特許文献１（特開平１−１１７９３３号公報）に記載されているように、アクセルペダルの踏込速度や踏込量に基づいて電動機への通電電流を制御するものが知られている。また、特許文献２（特開平１１−２８０５１０号公報）に記載されているように、機関回転数と負荷値とにより補助動力量を補正する制御方法が知られている。

しかしながら、車両を加速する際には変速機の変速動作（シフトアップ）に応じて機関回転数が変化し、それに伴い排気動力が低下する。自動変速機を備えた自動車（ＡＴ車）などの場合、車両の加速時であってもドライバは変速操作を行わず、アクセルペダルの踏込み量も変化しないことが考えられる。かかる場合、変速による加速状況の変化に関わらず、所定量の補助動力が過給機に継続的に付加されることになる。それ故に、上述した特許文献１，２等では、過給機の動力に過不足が生じ、結果としてドライビングフィーリングの悪化や燃費の悪化等の不都合を招くおそれがあった。
特開平１−１１７９３３号公報 特開平１１−２８０５１０号公報

本発明は、過給機の動力を過不足無く制御し、ひいてはドライビングフィーリングの悪化や燃費悪化を防止することができる内燃機関の過給機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。

請求項１に記載の発明では、加速検出手段によって、車両が所定の加速状態になったことが検出され、変速検出手段によって、変速機により所定の変速動作が行われたことが検出される。また、補助動力制御手段によって、前記所定の加速状態になった旨検出された際にかかる加速状態下での前記変速機の変速動作に応じて過給機の補助動力制御値が算出されると共に、該算出された補助動力制御値により動力補助装置の駆動が制御される。

要するに、車両の加速時には、所定の加速状態下で１又は複数の変速動作が行われ機関回転数が変動するため、その都度最適となる補助動力量が変化する。かかる場合に本発明によれば、変速機の変速動作に追従して補助動力制御が行われるため、過給機の動力を過不足無く制御し、ひいてはドライビングフィーリングの悪化や燃費悪化を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、変速機で所定の変速動作が行われる都度、その時の変速比に応じて補助動力リセット量が算出され、該算出された補助動力リセット量にて前記補助動力制御値がリセットされる。これにより、変速機の変速動作が繰り返し行われる場合にも、変速動作に伴う一時的な過給機の動力の過不足が解消され、変速動作に逐次対応した補助動力制御が可能となる。

かかる場合において請求項３に記載したように、変速機の変速比が小さくなるほど、前記補助動力リセット量を大きくすると良い。

請求項４に記載の発明では、補助動力リセット量による補助動力制御値のリセット後に当該補助動力制御値を時間の経過に伴い減衰させるようにしている。つまり、過給機の動力の不足分は、加速開始後に排気動力が上昇することに伴い変化する。この場合、上記のとおり補助動力制御値を減衰させれば、排気動力の上昇に対応させて過給圧が制御できる。従って、過給機の動力の過不足を解消する上でより一層好適な構成となる。

かかる場合において請求項５に記載したように、前記補助動力制御値を減衰させるための減衰率を、前記排気動力の上昇を推定可能な推定パラメータに応じて設定すると良い。推定パラメータとしては、機関負荷、軸トルク、過給圧、過給機の回転数（タービン回転数）が考えられ、これらの少なくとも一つを用いて排気動力の上昇を推定すると良い。

上述したとおり、排気動力の上昇分を考えると、補助動力制御値を減衰させるのが望ましいが、加速開始初期においては排気動力が上昇し始めるまでにムダ時間（いわゆるターボラグ）があり、そのムダ時間内においては最大補助動力を生じさせ、過給圧の早期の立ち上げを優先するのが望ましい。そこで請求項６に記載の発明では、車両が所定の加速状態になった旨検出された際、その時の変速機の変速比に基づいて補助動力制御値の加速初期値が設定されると共に、該加速初期値による補助動力制御の開始直後の所定期間において加速初期値が減衰されないようにしている。これにより、加速初期においても適正な補助動力制御が実現できる。

加速開始初期において排気動力が上昇し始めるまでのムダ時間は、機関回転数や機関負荷（吸気管圧力や吸入空気量など）に依存する。そこで請求項７に記載したように、前記加速初期値を減衰させない減衰非実施期間を、機関回転数と機関負荷の少なくとも一方に基づいて設定すると良い。

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電動機付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。

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と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５とが設けられている。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。

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各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。

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。

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。モータ３４には、モータ温度を検出するための温度センサ３５が設けられている。

ターボチャージャ３０では、排気管２４を流れる排気によってタービンホイール３２が回転し、その回転力が回転軸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、吸気管１１内を流れる吸入空気を圧縮して過給する。モータ３４は、図示しない車載バッテリからの給電により作動し、このモータ３４の作動によりターボチャージャ３０に補助動力が付加される。ターボチャージャ３０にて過給された空気は、インタークーラ３７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３７によって吸入空気が冷却されることで、吸入空気の充填効率が高められる。

図３には、車両の加速時における過給圧の推移を示す。加速の開始に際しタイミングｔ１でスロットル開度が図示の如く上昇すると、排気動力はｔ１から遅れて立ち上がる。そのため、モータ３４による補助動力が付加されない場合には、排気動力不足のために過給圧も遅れて立ち上がる（図に「アシストなし」と示す）。これに対し、モータ３４による補助動力が付加されることで排気動力不足が補われ、過給圧が早期に立ち上がる（図に「アシストあり」と示す）。

エンジンＥＣＵ５０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、エンジンＥＣＵ５０には、前述したスロットル開度センサ１５、吸気管圧力センサ１７、クランク角度センサ２６から各々検出信号が入力される他、アクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度ＡＰ）を検出するためのアクセル開度センサ２７や、図示しない多段式自動変速機の変速段位置（シフト位置Ｐｓ）を検出するためのシフトスイッチ２８から各々検出信号が入力される。そして、エンジン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２の駆動を制御する。

また、エンジンＥＣＵ５０は、ターボチャージャ３０のモータ３４を制御することにより、車両加速時においてターボチャージャ３０に補助動力を付加し、所望の過給圧がいち早く得られるようにしている。その詳細は後述する。なお本実施の形態では、ターボチャージャ３０の補助動力制御をアシスト制御とも称する。

モータＥＣＵ６０は、エンジンＥＣＵ５０からの信号やモータ効率に基づいてターボチャージャ３０のモータ３４への供給電力を制御する。

図２は、ターボチャージャ３０の過給圧制御にかかるエンジンＥＣＵ５０の機能ブロック図である。

エンジンＥＣＵ５０において、アクセル変化量算出手段Ｍ１は、アクセル開度センサ２７の検出信号から算出したアクセル開度ＡＰに基づいて単位時間当たりの変化量（以下、これをアクセル変化量ΔＡＰという）を算出する。アシスト許可判定手段Ｍ２は、アクセル変化量ΔＡＰ及び吸気管圧力ＰＭに基づいて車両が所定の加速状態になったことを検出し、該所定の加速状態になった旨検出した際、後述するアシスト制御手段Ｍ６によるアシスト制御の実施を許可又は禁止する。

リセット算出手段Ｍ３は、アクセル変化量ΔＡＰ及びシフト位置Ｐｓに基づいて補助動力のリセット量Ｗａを加速開始時及びシフト切替時において算出する。ここで、リセット量Ｗａは、車両の加速に際し自動変速機が適宜シフトチェンジされる場合にも最適な補助動力を設定するためのものであり、その都度の加速の度合いに応じて算出される。

ホールド時間算出手段Ｍ４は、リセット後の補助動力Ｗを維持するためのホールド時間Ｔｈをエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出する。ホールド時間Ｔｈとは、加速開始時において最大補助動力を維持するための時間であり、ターボラグにより動力が不足する期間（過給圧の立ち上がりムダ時間）に相当する。

減衰量算出手段Ｍ５は、補助動力Ｗを減衰させるための減衰量Ｗｒを吸気管圧力の変化量ΔＰＭに基づいて算出する。つまり、補助動力Ｗは排気動力の不足分を補うためのものであるが、排気動力の増加に応じて補助動力Ｗを減衰させることにより、補助動力Ｗの無駄を無くし効率化を図るようにしている。本実施の形態では、吸気管圧力ＰＭの変化量に応じて排気動力の不足分を判断し、その都度の排気動力の不足分に合わせて減衰量Ｗｒを設定する。

アシスト制御手段Ｍ６は、前記アシスト許可判定手段Ｍ２によりアシスト制御が許可された場合において、その都度のシフト位置Ｐｓ、リセット量Ｗａ、ホールド時間Ｔｈ、減衰量Ｗｒに基づいて補助動力制御値としての補助動力Ｗを決定し、該補助動力Ｗによってアシスト制御を実施する。

モータＥＣＵ６０は、エンジンＥＣＵ５０から補助動力Ｗを受信し、モータ効率等を考慮しつつ前記補助動力Ｗに基づいてモータ３４への供給電力を制御する。この際、モータ温度をモニタしておくことによって、モータ温度特性を基に供給電力を補正することもできる。

なお本実施の形態では、アシスト許可手段Ｍ２が「加速検出手段」及び「変速検出手段」に相当し、リセット量算出手段Ｍ３及びアシスト制御手段Ｍ６が「補助動力制御手段」に相当する。また、減衰量算出手段Ｍ５が「減衰率設定手段」に相当する。

本実施の形態のアシスト制御を説明する。図４はエンジンＥＣＵ５０のベースルーチンであり、例えば４ｍｓ毎に実行される。エンジンＥＣＵ５０は、システムの起動に際し、先ずステップＳ１０１でイニシャルルーチンを実行し、その後、ステップＳ１０２で例えば１６ｍｓ毎にアシストルーチンを実行する。

図５，図６はアシストルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンにより前記図２の各手段Ｍ１〜Ｍ６が実現される。

先ずステップＳ２０１では吸気管圧力ＰＭを読み込み、続くステップＳ２０２ではアクセル開度ＡＰを読み込む。ステップＳ２０３では、アクセル変化量ΔＡＰを算出する（ΔＡＰ＝ＡＰi−ＡＰi-1）。その後、ステップＳ２０４では、アクセル変化量ΔＡＰが所定の判定値ＡＰth以上であるか否かを判別し、ΔＡＰ＜ＡＰthであれば、アシスト制御が必要な加速ではないと判断し、アシスト許可フラグＸＴＡ及びＸＴＡＢに０をセットする（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。また、ΔＡＰ≧ＡＰthであれば、アシスト制御が必要な加速であると判断し、アシスト許可フラグＸＴＡに１をセットする（ステップＳ２０７）。

その後、ステップＳ２０８〜Ｓ２１２では、加速開始時におけるホールド時間Ｔｈの算出処理を実施する。すなわち、ステップＳ２０８では、アシスト許可フラグＸＴＡ，ＸＴＡＢが不一致であるか否かを判別する。加速開始時にはＸＴＡ＝１、ＸＴＡＢ＝０であるためにＸＴＡ≠ＸＴＡＢとなり、ステップＳ２０９で加速開始判定フラグＦ１に１をセットすると共に、ステップＳ２１０で加速開始後カウンタＣＮＴを０に初期化する。また、ステップＳ２１１では、加速初期において最大補助動力を維持するためのホールド時間Ｔｈを算出する。具体的には、図８に示すマップを用い、その都度のエンジン回転数Ｎｅに基づいてホールド時間Ｔｈを算出する。この場合、前述したとおりホールド時間Ｔｈは、ターボラグにより動力が不足する期間（過給圧の立ち上がりムダ時間）であって、ターボラグは排気動力の上昇率によって変化しこれはエンジン回転数Ｎｅに対応している。つまり、エンジン回転数Ｎｅが低い場合は排気動力の上昇が遅くターボラグは大きくなり、逆にエンジン回転数Ｎｅが高い場合にはターボラグは小さくなる。このことから、図８の関係を規定している。

加速開始時以外（加速中又は加速終了後）にはＸＴＡ＝ＸＴＡＢとなり、ステップＳ２１２で加速開始判定フラグＦ１に０をセットする。

その後、ステップＳ２１３ではシフト位置Ｐｓを検出する。ステップＳ２１４では、補助動力のリセット量Ｗａを算出する。具体的には、図９に示すマップを用い、その都度のシフト位置Ｐｓとアクセル変化量ΔＡＰとに基づいてリセット量Ｗａを算出する。この場合、アクセル変化量ΔＡＰが大きいほど、又は高いシフト位置Ｐｓであるほど（変速比が小さいほど）、リセット量Ｗａとして大きな値が求められるようになっている。

その後、ステップＳ２１５〜Ｓ２２０では、減衰量Ｗｒの算出処理を実施する。すなわち、ステップＳ２１５では、その時の加速開始後カウンタＣＮＴの値がホールド時間Ｔｈ未満であるか否かを判別する。ＣＮＴ＜Ｔｈの場合、ステップＳ２１６で減衰量Ｗｒを０とすると共に、ステップＳ２１７で加速開始後カウンタＣＮＴを１インクリメントする。また、ＣＮＴ≧Ｔｈの場合、ステップＳ２１８で吸気管圧力の変化量ΔＰＭを算出し（ΔＰＭ＝ＰＭi−ＰＭi-1）、ステップＳ２１９では、吸気管圧力の変化量ΔＰＭに基づいて減衰量Ｗｒを算出する。具体的には、図１０に示すマップを用い、その都度の吸気管圧力の変化量ΔＰＭに基づいて減衰量Ｗｒを算出する。この場合、排気動力が上昇すれば吸気管圧力の変化量ΔＰＭが大きくなるため、ΔＰＭが大きければ補助動力Ｗを減衰させても支障はない。故に、ΔＰＭが大きいほど減衰量Ｗｒを大きくしている。ステップＳ２２０では、加速開始後カウンタＣＮＴをホールド時間Ｔｈで上限ガードする。

その後、図６のステップＳ２２１では、シフト位置Ｐｓの変化を判定する。ここでは、現在のシフト位置Ｐｓiと前回のシフト位置Ｐｓi-1との比較よりシフト位置Ｐｓの変化を判定する。シフト位置Ｐｓが変化していればＰｓi≠Ｐｓi-1となり、ステップＳ２２２に進んでシフト変化点判定フラグＦ２に１をセットする。また、シフト位置Ｐｓが変化していなければＰｓi＝Ｐｓi-1となり、ステップＳ２２３に進んでシフト変化点判定フラグＦ２に０をセットする。

ステップＳ２２４では、加速開始判定フラグＦ１とシフト変化点判定フラグＦ２のどちらか一方が１であるか否かを判別する。ＹＥＳの場合、ステップＳ２２５でリセット量Ｗａを補助動力Ｗとしてセットする。つまり、加速開始時と自動変速機の変速時にはリセット要求が生じて補助動力Ｗがリセットされる。また、ステップＳ２２４がＮＯの場合、ステップＳ２２６で補助動力Ｗを減衰量Ｗｒにて減算する。

その後、ステップＳ２２７では、加速開始後カウンタＣＮＴがホールド時間Ｔｈよりも大きいか否かを判別し、ＣＮＴ≧Ｔｈである場合において、ステップＳ２２８では、吸気管圧力ＰＭが安定した状態であるか否かを判別する。そして、ＣＮＴ＜Ｔｈの場合、並びにＣＮＴ≧Ｔｈであって且つ吸気管圧力ＰＭが安定していない場合には、ステップＳ２２９に進んでＸＴＡＢをＸＴＡで置き換える。また、ＣＮＴ≧Ｔｈであって且つ吸気管圧力ＰＭが安定している場合には、ステップＳ２３０に進んで補助動力Ｗを０とする。最後に、ステップＳ２３１では、補助動力ＷをモータＥＣＵ６０に対して出力する。

つまり、前記ステップＳ２２７〜Ｓ２３０では、基本的に、吸気管圧力ＰＭの状態に応じて補助動力Ｗの要否を判断しており、吸気管圧力ＰＭが安定するまではアシスト制御を継続し、吸気管圧力ＰＭが安定したことを判断基準としてアシスト制御を終えることとしている（Ｗ＝０とする）。但し、ＣＮＴ＜Ｔｈの期間はターボラグによるムダ時間であって、吸気管圧力ＰＭの立ち上がりが遅れるため、吸気管圧力ＰＭの状態をモニタすることなくアシスト制御を実施するようにしている（ステップＳ２３０でＷ＝０としない）。

次に、モータＥＣＵ６０の演算処理について説明する。図７は、モータＥＣＵ６０により実行される供給電力算出ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ３０１では、前記エンジンＥＣＵ５０からの受信信号に基づいて要求補助動力Ｗを読み込む。この補助動力Ｗは「ｋＷ」の単位で検出され、ステップＳ３０２では、補助動力Ｗとモータ効率ηｍとによりモータ３４への供給電力Ｗｅ「ｋＷ」を算出する（Ｗｅ＝Ｗ／ηｍ）。

次に、図１１のタイムチャートを用いてアシスト制御についてより具体的に説明する。図１１には、運転者がアクセルペダルを踏み込み操作することにより車両が加速する場合の挙動を示している。

図１１において、タイミングｔ１１では、アクセル開度ＡＰの上昇に伴いアクセル変化量ΔＡＰが判定値ＡＰth以上となるため、アシスト許可フラグＸＴＡに１がセットされる。この時点ではＸＴＡ≠ＸＴＡＢであるため、加速開始時であると判断されて加速開始判定フラグＦ１に１がセットされる。これにより、ｔ１１以降、アシスト制御が開始される。なお、アクセル開度ＡＰの上昇に伴いエンジン回転数Ｎｅも上昇する。

アシスト制御の開始に伴い、その時のアクセル変化量ΔＡＰとシフト位置Ｐｓに応じてリセット量Ｗａが算出されると共に、そのリセット量Ｗａが補助動力Ｗにセットされる。ここで、加速初期における補助動力Ｗの変化を図１２により詳しく見ると、タイミングｔ１１では、ホールド時間Ｔｈが設定されると共に加速開始後カウンタＣＮＴのカウントアップが開始される。ＣＮＴ値がホールド時間Ｔｈに達するタイミングｔ１２までの期間においては減衰量Ｗｒが０であるため、補助動力Ｗは初期設定値（ｔ１１でのリセット量Ｗａ）のまま保持される。そして、ＣＮＴ値がホールド時間Ｔｈに達したタイミングｔ１２以降、補助動力Ｗがその都度設定される減衰量Ｗｒに応じて減衰される。

図１１の説明に戻り、タイミングｔ１３では、エンジン回転数Ｎｅの上昇等（車速状態も適宜反映）に伴い自動変速機においてシフトアップが行われ、シフト位置Ｐｓが変化する。このシフトアップによりエンジン回転数Ｎｅが急激に低下するため新たな補助動力Ｗが必要となる。かかる場合、シフト位置Ｐｓが変化すると同時にシフト変化点判定フラグＦ２に１がセットされる。すると、その時のアクセル変化量ΔＡＰとシフト位置Ｐｓに応じてリセット量Ｗａが再び算出されると共に、そのリセット量Ｗａが補助動力Ｗにセットされる。また、ｔ１３以降、吸気管圧力ＰＭの変化に基づいて補助動力Ｗが減衰される。その後、変速動作の都度、同様の処理が行われる（タイミングｔ１４，ｔ１５）。そして、吸気管圧力ＰＭが安定すると、これ以上のアシスト制御は不要であると判断され、タイミングｔ１７以降、補助動力Ｗ＝０とされる。なお、タイミングｔ１６では、ΔＡＰ＜ＡＰthとなることからアシスト許可フラグＸＴＡ，ＸＴＡＢが０にクリアされている。

図１１において、従来制御と本実施の形態の制御との違いを説明する。従来制御では、補助動力Ｗの推移として一点鎖線で示すように、加速中は変速の有無に関わらず、ほぼ一定の補助動力Ｗが継続的に付加されている。その結果、ターボチャージャ３０の動力の過不足が生じ、例えば動力過剰となる場合には、過給圧の推移として一点鎖線で示すように過給圧がオーバーシュートしてしまう。これは、無駄な動力を使用していると言え、更にドライビングフィーリングも悪化するおそれがあった。逆に動力不足となる場合には加速のもたつきが生じる。これに対して本実施の形態は、自動変速機の変速動作に追従した最適なアシスト制御が実施されるため、ターボチャージャ３０の動力の過不足が解消され、上記従来制御における不都合が抑制できる。

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。

車両の加速時において自動変速機の変速動作に応じてターボチャージャ３０の補助動力Ｗが算出されると共に、該算出された補助動力Ｗによりモータ３４の駆動が制御されるため、その都度最適となる補助動力Ｗにてアシスト制御が実施できる。そのため、動力の過不足が解消され、加速のもたつきや動力のオーバーシュートが抑制できる。また、無駄な電力の消費が抑えられる。従って、ドライビングフィーリングの悪化や燃費悪化を防止することができる。

また、自動変速機での変速動作の都度、その時のシフト位置（変速比）に応じて補助動力Ｗをリセットすると共に、リセット後には補助動力Ｗを減衰させるようにしたため、加速期間中に変速動作が繰り返し行われても変速動作に伴う一時的な動力不足が解消される。また、リセット後に排気動力が上昇してもそれに追従して補助動力Ｗが制御できる。従って、過給機の動力の過不足を解消する上でより一層好適な構成となる。

加速開始時には、ホールド時間Ｔｈの経過まで補助動力Ｗが減衰されないため、加速初期の排気動力が上昇し始めるまでのムダ時間内（いわゆるターボラグ）において最大補助動力を生じさせ、過給圧の早期の立ち上げを優先することができる。

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。

上記実施の形態では、自動変速機の変速動作の有無をシフト位置検出信号（シフト位置Ｐｓ）により検出したが、これを変更する。例えば、エンジン回転数Ｎｅと車速ＳＰＤから判定することも可能であり、その詳細を図１３に示す。図１３の処理は、前述した図５及び図６のアシストルーチンの一部を示すフローチャートであり、図５，図６のステップＳ２１３〜Ｓ２２１に置き換えて実行される。なお、減衰量Ｗｒを算出する処理（図５のＳ２１５〜Ｓ２２０）に関しては変更なくそのまま準用する。

図１３では、ステップＳ４０１で車速ＳＰＤを検出し、続くステップＳ４０２でギア比Ｒｇを算出する。このとき、ギア比Ｒｇは、車速ＳＰＤ、エンジン回転数Ｎｅ、車両固有のディファレンシャルギア比（デフ比）、タイヤ半径に基づいて算出される。その後、ステップＳ４０３では、補助動力のリセット量Ｗａを算出する。具体的には、図１４に示すマップを用い、その都度のギア比Ｒｇとアクセル変化量ΔＡＰとに基づいてリセット量Ｗａを算出する。この場合、アクセル変化量ΔＡＰが大きいほど、又はギア比Ｒｇが小さいほど（変速比が小さいほど）、リセット量Ｗａとして大きな値が求められるようになっている。その後、ステップＳ４０４〜Ｓ４０９では、前記図５のステップＳ２１５〜Ｓ２２０と同様の減衰量Ｗｒの算出処理を実施する。また、ステップＳ４１０では、ギア比Ｒｇの変化を判別する。すなわち、現在のギア比Ｒｇiと前回のギア比Ｒｇi-1とを比較し、Ｒｇi≠Ｒｇi-1であれば、所定の変速動作が行われたと判定する。但し、ギア比Ｒｇには範囲を持たせておき、該当する範囲が一致するかどうかでＲｇi，Ｒｇi-1の比較判定を実施すると良い。図１３の手法によれば、ＡＴ車のみならず、いわゆるＡＭＴ（自動マニュアルトランスミッション）の搭載車などの変速動作の検出も可能となる。

上記実施の形態では、車両の所定の加速状態下において変速動作毎に補助動力をリセットする際、０を基準とする絶対量でリセット量Ｗａを毎回設定したが、これに代えて、前回のリセット量Ｗａに対しての増減分を算出し、その増減値により補助動力のリセットを行うようにしても良い。具体的には、図１５に示すように、加速開始時はリセット量Ｗａ１を算出し、その後は変速動作の都度、補助動力の加算値ΔＷ１，ΔＷ２，ΔＷ３を加算すると共にこの加算値を前回リセット時の補助動力に加算して補助動力のリセットを実施する。

上記実施の形態では、車両の加速開始後における変速機の変速動作の度に、補助動力のリセット量Ｗａを毎回設定すると共に減衰量Ｗｒを毎回設定したが、この構成を以下のように変更する。例えば図１６において、（ａ）には、補助動力のリセット後に減衰を行わないようにしたアシスト制御を示し、（ｂ）には、補助動力のリセット後に減衰を行うがリセット量Ｗａを毎回同じ値（固定値）とするようにしたアシスト制御を示す。なお図１６（ａ），（ｂ）においてＴＡは車両の加速期間であり、（ａ）のｔ２１，ｔ２２，ｔ２３、（ｂ）のｔ３１，ｔ３２，ｔ３３はそれぞれ変速動作タイミングである。つまり、（ａ）の場合には、アシスト制御における補助動力の減衰処理を省略し、（ｂ）の場合には、同アシスト制御におけるリセット量の可変設定処理を省略しているが、何れの場合であっても、動力の過不足を解消し、ひいてはドライビングフィーリングの悪化や燃費悪化の防止を図ることができる。

上記実施の形態では、車両の加速開始後において、ホールド時間Ｔｈを設定し、該ホールド時間Ｔｈが経過するまでは補助動力Ｗを減衰させない構成としたが、これを変更し、加速開始後、最初の変速動作（シフトアップ）が行われるまでの期間において補助動力Ｗを減衰させないようにしてもよい。

リセット量Ｗａ（補助動力リセット量）を算出する場合に、ターボチャージャ３０の過給圧やタービン回転数を用いても良い。この場合、過給圧が低いほど、又はタービン回転数が低いほど、リセット量Ｗａを大きくすると良い。

補助動力Ｗの減衰量Ｗｒは、排気動力の上昇を推定可能な推定パラメータに応じて設定されれば良く、その推定パラメータとしては、既述した吸気管圧力の変化量ΔＰＭ（図１０参照）以外に、軸トルク、過給圧、過給機の回転数（タービン回転数）が考えられ、これらの少なくとも一つを用いて排気動力の上昇を推定しても良い。

上記実施の形態では、補助動力Ｗの加速初期値をホールドするためのホールド時間Ｔｈをエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出したが（図８参照）、これに代えて、吸気管圧力ＰＭに基づいて又はエンジン回転数Ｎｅ及び吸気管圧力ＰＭに基づいてホールド時間Ｔｈを算出するようにしても良い。

加速検出手段として、アクセル開度の変化量に基づくものに代えて、スロットル開度の変化量に基づいて加速状態を検出するもの、或いはアクセル開度及びスロットル開度の変化量に基づいて加速状態を検出するものであっても良い。

変速検出手段として、シフト位置信号に代えて又は加えて、エンジン回転数及びその微分値、アクセル開度の微分値、車速の少なくとも一つ以上を用いて変速機の変速動作を検出するものであっても良い。また、変速検出手段としては、自動変速機（多段変速機）のシフトチェンジを検出するものの他、無段変速機を搭載した車両において当該無段変速機の変速比が所定量変更されたことを検出するものも含む。

過給機として、上述したように回転軸にモータを取り付けた構造のターボチャージャ以外にも、コンプレッサ側に直列に動力補助装置としての電動チャージャを取り付けた構成としても良い。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。 過給圧制御にかかるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 加速時における排気動力と過給圧との関係を示すタイムチャートである。 エンジンＥＣＵのベースルーチンを示すフローチャートである。 アシストルーチンを示すフローチャートである。 図５に続き、アシストルーチンを示すフローチャートである。 モータＥＣＵのベースルーチンを示すフローチャートである。 ホールド時間算出マップを示す図である。 リセット量算出マップを示す図である。 減衰量算出マップを示す図である。 アシスト制御を説明するためのタイムチャートである。 加速開始時の補助動力ホールド処理を説明するためのタイムチャートである。 別の形態におけるアシストルーチンの一部を示すフローチャートである。 リセット量算出マップを示す図である。 別の形態における補助動力の制御例を示すタイムチャートである。 別の形態における補助動力の制御例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…エンジン、３０…ターボチャージャ、３４…モータ、５０…エンジンＥＣＵ、Ｍ２…アシスト許可手段、Ｍ３…リセット量算出手段、Ｍ５…減衰量算出手段、Ｍ６…アシスト制御手段。

Claims (7)

1. 排気動力を用いて吸気効率を高めるための過給機と動力補助装置とを有する内燃機関と、該内燃機関の回転出力を、可変設定可能な変速比で車輪側に伝達する変速機とを備えた車両に適用され、前記補助動力装置の駆動により前記過給機に対して補助動力を付加するよう構成した内燃機関の過給機制御装置において、
   車両が所定の加速状態になったことを検出する加速検出手段と、
   前記変速機により所定の変速動作が行われたことを検出する変速検出手段と、
   前記所定の加速状態になった旨検出された際、かかる加速状態下での前記変速機の変速動作に応じて前記過給機の補助動力制御値を算出すると共に、該算出した補助動力制御値により前記動力補助装置の駆動を制御する補助動力制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。
2. 前記補助動力制御手段は、前記変速機で所定の変速動作が行われる都度、その時の変速比に応じて補助動力リセット量を算出し、該算出した補助動力リセット量にて前記補助動力制御値をリセットする請求項１記載の内燃機関の過給機制御装置。
3. 前記補助動力制御手段は、前記変速機の変速比が小さくなるほど、前記補助動力リセット量を大きくする請求項２記載の内燃機関の過給機制御装置。
4. 前記補助動力制御手段は、前記補助動力リセット量による補助動力制御値のリセット後に当該補助動力制御値を時間の経過に伴い減衰させる請求項２又は３記載の内燃機関の過給機制御装置。
5. 前記補助動力制御値を減衰させるための減衰率を、前記排気動力の上昇を推定可能な推定パラメータに応じて設定する減衰率設定手段を備えた請求項４記載の内燃機関の過給機制御装置。
6. 前記補助動力制御手段は、車両が前記所定の加速状態になった旨検出された際、その時の前記変速機の変速比に基づいて前記補助動力制御値の加速初期値を設定すると共に、該加速初期値による補助動力制御の開始直後の所定期間において加速初期値を減衰させない請求項４又は５記載の内燃機関の過給機制御装置。
7. 前記加速初期値を減衰させない減衰非実施期間を、機関回転数と機関負荷の少なくとも一方に基づいて設定する請求項６記載の内燃機関の過給機制御装置。