JP2006152894A - 過給機付き内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 過給機付きエンジンの加速時や減速時のドライバビリティを確保しながら、排気エミッションを向上させる。
【解決手段】 加速時には、まず、スロットル開度を緩やかに増加させるスロットル緩開き制御を行った後、スロットル開度を速やかに増加させる。一方、減速時には、まず、スロットル開度を緩やかに減少させるスロットル緩閉じ制御を行った後、スロットル開度を速やかに減少させる。これにより、加速時や減速時に吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに変化させて、スムーズな加速感や減速感を実現する。更に、加速初期のスロットル緩開き制御によって過給圧の急低下を防止し、減速初期のスロットル緩閉じ制御によって過給圧の急上昇を防止することで、加速時や減速時の空燃比制御性を向上させて、排気エミッションを向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路のうちのスロットルバルブよりも上流側に設けたコンプレッサで吸入空気を過給する過給機（ターボチャージャ）を備えた過給機付き内燃機関のスロットル制御装置に関するものである。

過給機付き内燃機関のスロットル制御としては、例えば、特許文献１（特公平６−３９９１７号公報）に記載されているように、加速時にスロットル開度を所定開度に保持した後に全開にすることで、スロットルバルブ下流側の吸気負圧とコンプレッサ（ブロア）上流側の大気圧との差圧を利用してコンプレッサの回転上昇を促進して加速時のターボラグを低減するようにしたものがある。

また、特許文献２（特開２００３−９７２９８号公報）に記載されているように、減速時にスロットル開度を所定開度以上に保持することで、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧の急上昇を抑制してサージ音を低減するようにしたものもある。
特公平６−３９９１７号公報（第１頁等） 特開２００３−９７２９８号公報（第２頁等）

しかし、上記特許文献１，２のスロットル制御では、加速時又は減速時にスロットル開度を一定開度に保持するため、加速又は減速の途中で吸入空気量がほとんど変化しない期間が生じて、その直後に、吸入空気量（ひいてはトルク）がステップ的に急変するようになる。このため、スムーズな加速感又は減速感を得ることができず、ドライバビリティが低下する可能性がある。

一方、図２及び図３に破線で示すように、加速時又は減速時にスロットル開度を速やかに増加又は減少させると、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧が一時的に急低下又は急上昇するため、実際に筒内に吸入される空気量に対してエアフローメータ等の検出吸入空気量が一時的に変動して、空燃比が目標値からずれてしまい、排気エミッションが悪化する可能性がある。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、加速時や減速時のドライバビリティを確保しながら、排気エミッションを向上させることができる過給機付き内燃機関のスロットル制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気通路のうちのスロットルバルブよりも上流側に設けたコンプレッサで吸入空気を過給する過給機を備えた過給機付き内燃機関のスロットル制御装置において、加速初期にスロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を緩やかに増加させるスロットル緩開き制御を加速時スロットル制御手段により行うようにしたものである。

加速初期にスロットル緩開き制御を行ってスロットル開度を緩やかに増加させるため、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧の一時的な急低下を防止することができて、加速時の空燃比制御性を向上させることができ、加速時の排気エミッションを向上させることができる。また、スロットル緩開き制御後にスロットル開度を速やかに増加させても、吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに増加させることができるため、スムーズな加速感を得ることができ、加速時のドライバビリティを確保することができる。

加速時にスロットル緩開き制御を行う際に、スロットル開度の増加速度を遅くし過ぎると、加速レスポンスが損なわれてしまう。そこで、請求項２のように、スロットル緩開き制御を行う際に、該スロットル緩開き制御前の運転状態、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧、スロットル開度、吸入空気量のうちの少なくとも１つに基づいてスロットル開度の増加速度を設定するようにすると良い。スロットル緩開き制御前の運転状態、過給圧、スロットル開度、吸入空気量等のパラメータに応じて過給圧の急低下を防止できるスロットル開度増加速度の上限許容値が変化するため、これらのパラメータに基づいてスロットル開度の増加速度を設定すれば、スロットル開度の増加速度を、過給圧の急低下を防止できる上限許容値付近に設定することが可能となり、加速レスポンスを適度に確保しながら過給圧の急低下を防止することができる。

また、加速時にスロットル緩開き制御を行う際には、例えば、スロットル緩開き制御を所定時間だけ行うようにしても良いが、請求項３のように、加速時にスロットル開度が所定開度よりも大きくなるまでスロットル緩開き制御を行うようにしても良い。このようにすれば、加速時にスロットル開度を速やかに増加させても過給圧が急低下しないスロットル開度領域となるまでスロットル緩開き制御を継続することができる。

この場合、請求項４のように、スロットル緩開き制御を終了するスロットル開度（所定開度）は、スロットルバルブ下流側の吸気圧がコンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧にほぼ一致するスロットル開度にすると良い。吸気圧が過給圧にほぼ一致した後（つまりスロットルバルブ下流側と上流側の圧力がほぼ一致した後）は、スロットル開度を速やかに増加させても過給圧が急低下しないからである。

また、請求項５のように、減速初期にスロットル開度を緩やかに減少させるスロットル緩閉じ制御を減速時スロットル制御手段により行うようにしても良い。減速初期にスロットル緩閉じ制御を行ってスロットル開度を緩やかに減少させるため、過給圧の一時的な急上昇を防止することができて、減速時の空燃比制御性を向上させることができ、減速時の排気エミッションを向上させることができると共に、過給圧の過上昇を防止して吸気系や内燃機関等の故障を防止することができる。また、スロットル緩閉じ制御後にスロットル開度を速やかに減少させても、吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに減少させることができるため、スムーズな減速感を得ることができ、減速時のドライバビリティを確保することができる。

減速時にスロットル緩閉じ制御を行う際に、スロットル開度の減少速度を遅くし過ぎると、減速レスポンスが損なわれてしまう。そこで、請求項６のように、スロットル緩閉じ制御を行う際に、該スロットル緩閉じ制御前の運転状態、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧、スロットル開度、吸入空気量のうちの少なくとも１つに基づいてスロットル開度の減少速度を設定するようにすると良い。スロットル緩閉じ制御前の運転状態、過給圧、スロットル開度、吸入空気量等のパラメータに応じて過給圧の急上昇を防止できるスロットル開度減少速度の上限許容値が変化するため、これらのパラメータに基づいてスロットル開度の減少速度を設定すれば、スロットル開度の減少速度を、過給圧の急上昇を防止できる上限許容値付近に設定することが可能となり、減速レスポンスを適度に確保しながら過給圧の急上昇を防止することができる。

また、減速時にスロットル緩閉じ制御を行う際には、例えば、スロットル緩閉じ制御を所定時間だけ行うようにしても良いが、請求項７のように、減速時にスロットル開度が所定開度よりも小さくなるまでスロットル緩閉じ制御を行うようにしても良い。このようにすれば、減速時にスロットル開度を速やかに減少させても過給圧が急上昇しないスロットル開度領域となるまでスロットル緩閉じ制御を継続することができる。

この場合、請求項８のように、スロットル緩閉じ制御を終了するスロットル開度（所定開度）は、過給圧が減速前の値よりも低くなるスロットル開度にすると良い。過給圧が減速前の値よりも低くなった後は、スロットル開度を速やかに減少させても過給圧が急上昇しないからである。

また、減速時にスロットル開度を急減少させると、サージングが発生するサージ領域（図１２参照）に入って、サージ音が発生することがある。そこで、請求項９のように、所定開度は、サージングが発生するサージ領域に入らないスロットル開度にしても良い。このようにすれば、減速時にサージ領域に入らないスロットル開度に到達するまでスロットル緩閉じ制御を継続して、サージ音の発生を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を２つの実施例１，２を用いて説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９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（吸気通路）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、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、後述する排気タービン式過給機２５のコンプレッサ２７と、このコンプレッサ２７で加圧された吸入空気を冷却するインタークーラー３１が設けられている。このインタークーラー３１の下流側には、過給圧を検出する過給圧センサ３９と、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５と、このスロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７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１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって各気筒の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２２には、排出ガスを浄化する三元触媒等の上流側触媒２３と下流側触媒２４が１つの触媒ケース内に所定の間隔を隔てて設けられている。この上流側触媒２３の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する第１の排出ガスセンサ４０（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、上流側触媒２３と下流側触媒２４との間に、第２の排出ガスセンサ４１が設けられている。

このエンジン１１には、排気タービン式過給機２５が搭載されている。この過給機２５は、排気管２２のうちの第１の排出ガスセンサ４０の上流側に排気タービン２６が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４とスロットルバルブ１５との間にコンプレッサ２７が配置されている。過給機２５は、排気タービン２６とコンプレッサ２７とが連結され、排出ガスの運動エネルギーで排気タービン２６を回転駆動することでコンプレッサ２７を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

更に、吸気管１２には、スロットルバルブ１５の上流側においてコンプレッサ２７の上流側と下流側とをバイパスさせる吸気バイパス通路２８が設けられ、この吸気バイパス通路２８の途中に、吸気バイパス通路２８を開閉するエアバイパスバルブ（以下「ＡＢＶ」と表記する）２９が設けられている。このＡＢＶ２９は、ＡＢＶ用バキュームスイッチングバルブ３０を制御することでＡＢＶ２９の開閉動作が制御されるようになっている。

一方、排気管２２には、排気タービン２６の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通路３２が設けられ、この排気バイパス通路３２の途中に、排気バイパス通路３２を開閉するウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧＶ」と表記する）３３が設けられている。このＷＧＶ３３は、ＷＧＶ用バキュームスイッチングバルブ３４を制御してダイヤフラム式のアクチュエータ３５を制御することでＷＧＶ３３の開度が制御されるようになっている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ３６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３７が取り付けられている。このクランク角センサ３７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８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、実スロットル開度が要求スロットル開度に一致するようにスロットルバルブ１５を制御して吸入空気量を制御すると共に、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ２１の点火時期を制御する。

その際、ＥＣＵ３８は、後述する図４乃至図６の加速時スロットル制御用の各プログラムを実行することで、特許請求の範囲でいう加速時スロットル制御手段としての役割を果たし、加速時にスロットル開度を次のように制御する。図２のタイムチャートに示すように、加速時には、まず、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に増加させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに増加させるスロットル緩開き制御を所定時間だけ行い、その後、要求スロットル開度ＴＡrqを急増加させて実スロットル開度ＴＡを速やかに増加させる。これにより、加速時に吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに増加させて、スムーズな加速感を実現しながら、加速初期のスロットル緩開き制御によって過給圧ＢＰの一時的な急低下を防止して、加速時の空燃比制御性を向上させる。

更に、ＥＣＵ３８は、後述する図７乃至図９の減速時スロットル制御用の各プログラムを実行することで、特許請求の範囲でいう減速時スロットル制御手段としての役割を果たし、減速時にスロットル開度を次のように制御する。図３のタイムチャートに示すように、減速時には、まず、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に減少させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに減少させるスロットル緩閉じ制御を所定時間だけ行い、その後、要求スロットル開度ＴＡrqを急減少させて実スロットル開度ＴＡを速やかに減少させる。これにより、減速時に吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに減少させて、スムーズな減速感を実現しながら、減速初期のスロットル緩閉じ制御によって過給圧ＢＰの一時的な急上昇を防止して、減速時の空燃比制御性を向上させる。

以下、ＥＣＵ３８が実行する図４乃至図６の加速時スロットル制御用の各プログラム及び図７乃至図９の減速時スロットル制御用の各プログラムの処理内容を説明する。

［加速時スロットル緩開き制御実行判定］
図４に示す加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラムは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、スロットル緩開き制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩開き制御実行フラグがオフされていると判定された場合には、次のステップ１０２〜１０４で、スロットル緩開き制御を実行する加速時であるか否かを、例えば、次の(1) 〜(3) の条件を全て満たすか否かによって判定する。

(1) アクセル開度が前回値よりも大きいこと（ステップ１０２）
(2) 要求スロットル開度の前回値ＴＡrq(i-1) が所定値（全閉付近の値）よりも小さいこと（ステップ１０３）
(3) 過給圧の前回値ＢＰ(i-1) が所定値（大気圧よりも少し高い値）よりも高いこと（ステップ１０４）

上記(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、スロットル緩開き制御を実行する加速時であると判定するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちいずれか１つでも満たさない条件があれば、スロットル緩開き制御を実行する加速時ではないと判定する。スロットル緩開き制御を実行する加速時ではないと判定された場合には、スロットル緩開き制御実行フラグをオフにしたまま、本プログラムを終了する。

その後、上記ステップ１０２〜１０４で、スロットル緩開き制御を実行する加速時であると判定された時点で、ステップ１０５に進み、スロットル緩開き制御実行フラグをオンにセットすると共に、スロットル緩開き制御の継続時間をカウントする制御時間カウンタのカウント値をリセットする。

スロットル緩開き制御実行フラグをオンした後は、ステップ１０６に進み、制御時間カウンタのカウント値をカウントアップした後、ステップ１０７に進み、制御時間カウンタのカウント値が所定値を越えたか否かを判定する。この所定値は、スロットル緩開き制御を開始してからスロットルバルブ１５の下流側の吸気圧Ｐがコンプレッサ２７とスロットルバルブ１５との間の過給圧ＢＰに一致するまでに要する時間に設定されている。

このステップ１０７で、制御時間カウンタのカウント値が所定値を越えたと判定された時点で、ステップ１０８に進み、スロットル緩開き制御実行フラグをオフにリセットする。これにより、加速時に所定時間が経過するまでスロットル緩開き制御実行フラグをオンしてスロットル緩開き制御を実行する。

［加速時要求スロットル開度演算］
図５に示す加速時要求スロットル開度演算プログラムは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、スロットル緩開き制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩開き制御実行フラグがオンされていると判定された場合には、ステップ２０２に進み、後述する図６の加速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムを実行して、加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡrqを算出する。

この後、ステップ２０３に進み、要求スロットル開度の前回値ＴＡrq(i-1) に加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡrqを加算して要求スロットル開度の今回値ＴＡ(i) rqを求める。
ＴＡrq(i) ＝ＴＡrq(i-1) ＋ΔＴＡrq
これにより、スロットル緩開き制御実行フラグがオンされている期間は、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に増加させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに増加させる。

その後、上記ステップ２０１で、スロットル緩開き制御実行フラグがオフされていると判定された時点で、ステップ２０４に進み、アクセル開度等に応じた要求スロットル開度ＴＡrqを算出する。これにより、スロットル緩開き制御の実行後に、要求スロットル開度ＴＡrqを急増加させて実スロットル開度ＴＡを速やかに増加させる。

［加速時要求スロットル開度徐変量演算］
図６に示す加速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムは、前記図５の加速時要求スロットル開度演算プログラムのステップ２０２で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、過給圧センサ３９で検出した過給圧ＢＰを読み込んだ後、次のステップ３０２で、スロットル開度センサ１６で検出した実スロットル開度ＴＡを読み込む。

この後、ステップ３０３に進み、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＢＰとをパラメータとする加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡのマップを検索して、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＴＡとに応じた加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡを算出する。この加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡのマップは、実スロットル開度ＴＡの増加速度が過給圧ＢＰの急低下を防止できる上限許容値付近となるように設定されている。

この後、ステップ３０４に進み、スロットル緩開き制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩開き制御実行フラグがオンされていると判定された場合には、ステップ３０５に進み、ＥＣＵ３８のＲＡＭに記憶された加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡ(i) を今回の算出値ΔＴＡで更新する。
ΔＴＡ(i) ＝ΔＴＡ

一方、上記ステップ３０４で、スロットル緩開き制御実行フラグがオフされていると判定された場合には、ステップ３０６に進み、ＥＣＵ３８のＲＡＭに記憶された加速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡ(i) を前回値ΔＴＡ(i-1) でホールドする。
ΔＴＡ(i) ＝ΔＴＡ(i-1)

［減速時スロットル緩閉じ制御実行判定］
図７に示す減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ４０１で、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩閉じ制御実行フラグがオフされていると判定された場合には、次のステップ４０２〜４０４で、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時であるか否かを、例えば、次の(1) 〜(3) の条件を全て満たすか否かによって判定する。

(1) アクセル開度が前回値よりも小さいこと（ステップ４０２）
(2) 要求スロットル開度の前回値ＴＡrq(i-1) が所定値（全開付近又はそれよりも少し低い値）よりも大きいこと（ステップ４０３）
(3) 過給圧の前回値ＢＰ(i-1) が所定値（大気圧よりも少し高い値）よりも高いこと（ステップ４０４）

上記(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時であると判定するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちいずれか１つでも満たさない条件があれば、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時ではないと判定する。スロットル緩閉じ制御を実行する減速時ではないと判定された場合には、スロットル緩閉じ制御実行フラグをオフにしたまま、本プログラムを終了する。

その後、上記ステップ４０２〜４０４で、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時であると判定された時点で、ステップ４０５に進み、スロットル緩閉じ制御実行フラグをオンにセットすると共に、スロットル緩閉じ制御の継続時間をカウントする制御時間カウンタのカウント値をリセットする。

スロットル緩閉じ制御実行フラグをオンした後は、ステップ４０６に進み、制御時間カウンタのカウント値をカウントアップした後、ステップ４０７に進み、制御時間カウンタのカウント値が所定値を越えたか否かを判定する。この所定値は、スロットル緩閉じ制御を開始してから過給圧ＢＰが減速前の値よりも低くなるまでに要する時間に設定されている。

このステップ４０７で、制御時間カウンタのカウント値が所定値を越えたと判定された時点で、ステップ４０８に進み、スロットル緩閉じ制御実行フラグをオフにリセットする。これにより、減速時に所定時間が経過するまでスロットル緩閉じ制御実行フラグをオンしてスロットル緩閉じ制御を実行する。

［減速時要求スロットル開度演算］
図８に示す減速時要求スロットル開度演算プログラムは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ５０１で、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされていると判定された場合には、ステップ５０２に進み、後述する図９の減速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムを実行して、減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡrqを算出する。

この後、ステップ５０３に進み、要求スロットル開度の前回値ＴＡrq(i-1) から減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡrqを減算して要求スロットル開度の今回値ＴＡ(i) rqを求める。
ＴＡrq(i) ＝ＴＡrq(i-1) −ΔＴＡrq
これにより、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされている期間は、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に減少させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに減少させる。

その後、上記ステップ５０１で、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオフされていると判定された時点で、ステップ５０４に進み、アクセル開度等に応じた要求スロットル開度ＴＡrqを算出する。これにより、スロットル緩閉じ制御の実行後に、要求スロットル開度ＴＡrqを急減少させて実スロットル開度ＴＡを速やかに減少させる。

［減速時要求スロットル開度徐変量演算］
図９に示す減速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムは、前記図８の減速時要求スロットル開度演算プログラムのステップ５０２で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動されると、まず、ステップ６０１で、過給圧センサ３９で検出した過給圧ＢＰを読み込んだ後、次のステップ６０２で、スロットル開度センサ１６で検出した実スロットル開度ＴＡを読み込む。

この後、ステップ６０３に進み、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＢＰとをパラメータとする減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡのマップを検索して、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＴＡとに応じた減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡを算出する。この減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡのマップは、実スロットル開度ＴＡの減少速度が過給圧ＢＰの急上昇を防止できる上限許容値付近となるように設定されている。

この後、ステップ６０４に進み、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。スロットル緩閉じ制御実行フラグがオンされていると判定された場合には、ステップ６０５に進み、ＥＣＵ３８のＲＡＭに記憶された減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡ(i) を今回の算出値ΔＴＡで更新する。
ΔＴＡ(i) ＝ΔＴＡ

一方、上記ステップ６０４で、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオフされていると判定された場合には、ステップ６０６に進み、ＥＣＵ３８のＲＡＭに記憶された減速時の要求スロットル開度徐変量ΔＴＡ(i) を前回値ΔＴＡ(i-1) でホールドする。
ΔＴＡ(i) ＝ΔＴＡ(i-1)

以上説明した本実施例１では、図２に示すように、加速時に、まず、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に増加させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに開くスロットル緩開き制御を行った後に、要求スロットル開度ＴＡrqを急増加させて実スロットル開度ＴＡを速やかに開くようにしたので、吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに開くことができて、スムーズな加速感を得ることができ、加速時のドライバビリティを確保することができる。また、加速初期のスロットル緩開き制御によって過給圧ＢＰの一時的な急低下を防止することができて、加速時の空燃比制御性を向上させることができ、加速時の排気エミッションを向上させることができる。

更に、図３に示すように、減速時に、まず、要求スロットル開度ＴＡrqを徐々に減少させて実スロットル開度ＴＡを緩やかに減少させるスロットル緩閉じ制御を行った後に、要求スロットル開度ＴＡrqを急減少させて実スロットル開度ＴＡを速やかに減少させるようにしたので、吸入空気量（ひいてはトルク）をステップ的に変化させることなくスムーズに減少させることができて、スムーズな減速感を得ることができ、減速時のドライバビリティを確保することができる。また、減速初期のスロットル緩閉じ制御によって過給圧ＢＰの一時的な急上昇を防止することができて、減速時の空燃比制御性を向上させることができ、減速時の排気エミッションを向上させることができると共に、過給圧ＢＰの過上昇を防止して吸気系やエンジン１１等の故障を防止することができる。更に、減速初期のスロットル緩閉じ制御によって、ＡＢＶ２９やＷＧＶ３３の開放前に過給圧ＢＰの急上昇を防止することができるため、ＡＢＶ２９やＷＧＶ３３の作動回数を低減できるという利点もある。

このように、本実施例１では、加速時や減速時に過給圧ＢＰの急低下や急上昇を防止することができるため、筒内吸入空気量を予測するシステムにおいて、過給圧ＢＰの急低下や急上昇による筒内吸入空気量予測値のずれを防止して、筒内吸入空気量の予測精度を向上させることができる。

更に、トルク制御において、スロットルバルブ１５の上流側と下流側の圧力の比（過給圧ＢＰと吸気圧Ｐの比）と要求空気量とに基づいて要求スロットル開度を算出するシステムでは、加速時や減速時に過給圧ＢＰが変動すると、要求スロットル開度が変動して、トルク変動が発生するが、本実施例１では、加速時や減速時に過給圧ＢＰの急低下や急上昇を防止することができるため、要求スロットル開度の変動を防止して、トルク変動を防止することができる。

また、本実施例１では、加速時や減速時に、過給圧ＢＰや実スロットル開度ＴＡに応じて過給圧ＢＰの急低下や急上昇を防止できる実スロットル開度ＴＡの変化速度（増加速度又は減少速度）の上限許容値が変化することを考慮して、スロットル緩開き制御やスロットル緩閉じ制御を行う際に、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＴＡとに応じて要求スロットル開度徐変量ΔＴＡを算出して実スロットル開度ＴＡの変化速度を設定するようにしたので、実スロットル開度ＴＡの変化速度を、過給圧ＢＰの急低下や急上昇を防止できる上限許容値付近に設定することができ、加速レスポンスや減速レスポンスを適度に確保しながら過給圧ＢＰの急低下や急上昇を防止することができる。

次に、図１０乃至図１２を用いて本発明の実施例２を説明する。
前記実施例１では、加速時に所定時間だけスロットル緩開き制御を行い、減速時に所定時間だけスロットル緩閉じ制御を行うようにしたが、本実施例２では、図１０の加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラムを実行することで、加速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも大きくなるまでスロットル緩開き制御を行い、図１１の減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムを実行することで、減速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも小さくなるまでスロットル緩閉じ制御を行うようにしている。

以下、図１０の加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラム及び図１１の減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムの処理内容を説明する。
図１０に示す加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラムでは、ステップ１０１で、スロットル緩開き制御実行フラグがオフされていると判定された場合に、ステップ１０２〜１０４で、スロットル緩開き制御を実行する加速時であるか否かを判定し、スロットル緩開き制御を実行する加速時であると判定された時点で、ステップ１０５ａに進み、スロットル緩開き制御実行フラグをオンにセットする。

スロットル緩開き制御実行フラグをオンした後は、ステップ１０７ａに進み、実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも大きいか否かを判定する。この所定開度（つまりスロットル緩開き制御を終了するスロットル開度）は、吸気圧Ｐが過給圧ＢＰに一致するスロットル開度に設定されている。吸気圧Ｐが過給圧ＢＰに一致した後は、スロットル開度を速やかに増加させても過給圧ＢＰが急低下しないからである。

このステップ１０７ａで、実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも大きいと判定された時点で、ステップ１０８に進み、スロットル緩開き制御実行フラグをオフにリセットする。これにより、加速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも大きくなるまでスロットル緩開き制御実行フラグをオンしてスロットル緩開き制御を実行する。

図１１に示す減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムでは、ステップ４０１で、スロットル緩閉じ制御実行フラグがオフされていると判定された場合に、ステップ４０２〜４０４で、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時であるか否かを判定し、スロットル緩閉じ制御を実行する減速時であると判定された時点で、ステップ４０５ａに進み、スロットル緩閉じ制御実行フラグをオンにセットする。

スロットル緩閉じ制御実行フラグをオンした後は、ステップ４０７ａに進み、実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも小さいか否かを判定する。この所定開度（つまりスロットル緩閉じ制御を終了するスロットル開度）は、過給圧ＢＰが減速前の値よりも低くなるスロットル開度に設定されている。過給圧ＢＰが減速前の値よりも低くなった後は、スロットル開度を速やかに減少させても過給圧ＢＰが急上昇しないからである。

このステップ４０７ａで、実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも小さいと判定された時点で、ステップ４０８に進み、スロットル緩閉じ制御実行フラグをオフにリセットする。これにより、減速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度よりも小さくなるまでスロットル緩閉じ制御実行フラグをオンしてスロットル緩閉じ制御を実行する。

以上説明した本実施例２では、加速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度（吸気圧Ｐが過給圧ＢＰに一致するスロットル開度）よりも大きくなるまでスロットル緩開き制御を行うようにしたので、加速時に実スロットル開度ＴＡを速やかに増加させても過給圧ＢＰが急低下しないスロットル開度領域となるまでスロットル緩開き制御を継続することができる。尚、加速時に吸気圧センサ１８で検出した吸気圧Ｐが過給圧センサ３９で検出した過給圧ＢＰに一致するまでスロットル緩開き制御を行うようにしても良い。

また、本実施例２では、減速時に実スロットル開度ＴＡが所定開度（過給圧ＢＰが減速前の値よりも低くなるスロットル開度）よりも小さくなるまでスロットル緩閉じ制御を行うようにしたので、減速時に実スロットル開度ＴＡを速やかに減少させても過給圧ＢＰが急上昇しないスロットル開度領域となるまでスロットル緩閉じ制御を継続することができる。尚、減速時に過給圧センサ３９で検出した過給圧ＢＰが減速前の値よりも低くなるまでスロットル緩閉じ制御を行うようにしても良い。

また、減速時にスロットル開度を急減少させると、サージングが発生するサージ領域（図１２参照）に入って、サージ音が発生することがある。そこで、所定開度（スロットル緩閉じ制御を終了するスロットル開度）は、サージ領域に入らないスロットル開度にしても良い。このようにすれば、減速時にサージ領域に入らないスロットル開度に到達するまでスロットル緩閉じ制御を継続して、サージ音の発生を防止することができる。

また、上記各実施例１，２では、スロットル緩開き制御やスロットル緩閉じ制御を行う際に、過給圧ＢＰと実スロットル開度ＴＡとに応じて要求スロットル開度徐変量ΔＴＡを算出して実スロットル開度ＴＡの変化速度（増加速度又は減少速度）を設定するようにしたが、これに限定されず、スロットル緩開き制御やスロットル緩閉じ制御の制御前の運転状態（過給圧ＢＰ、吸気圧Ｐ、要求スロットル開度ＴＡrq、実スロットル開度ＴＡ、吸入空気量等）、制御中の運転状態のうちの少なくとも１つ又は２つ以上に基づいてスロットル開度の変化速度を設定するようにしても良い。

本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 実施例１の加速時のスロットル制御の実行例を示すタイムチャートである。 実施例１の減速時のスロットル制御の実行例を示すタイムチャートである。 実施例１の加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の加速時要求スロットル開度演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の加速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の減速時要求スロットル開度演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の減速時要求スロットル開度徐変量演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の加速時スロットル緩開き制御実行判定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の減速時スロットル緩閉じ制御実行判定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 サージ領域を説明するための図である。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１５…スロットルバルブ、１６…スロットル開度センサ、１８…吸気圧センサ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管、２５…過給機、２６…排気タービン、２７…コンプレッサ、３８…ＥＣＵ（加速時スロットル制御手段，減速時スロットル制御手段）、３９…過給圧センサ

Claims (9)

1. 内燃機関の吸気通路のうちのスロットルバルブよりも上流側に設けたコンプレッサで吸入空気を過給する過給機を備えた過給機付き内燃機関のスロットル制御装置において、
   加速初期に前記スロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を緩やかに増加させるスロットル緩開き制御を行う加速時スロットル制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
2. 前記加速時スロットル制御手段は、前記スロットル緩開き制御を行う際に、該スロットル緩開き制御前の運転状態、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の過給圧、前記スロットル開度、吸入空気量のうちの少なくとも１つに基づいて前記スロットル開度の増加速度を設定することを特徴とする請求項１に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
3. 前記加速時スロットル制御手段は、加速時に前記スロットル開度が所定開度よりも大きくなるまで前記スロットル緩開き制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
4. 前記所定開度は、前記スロットルバルブ下流側の吸気圧が前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の過給圧にほぼ一致するスロットル開度であることを特徴とする請求項３に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
5. 内燃機関の吸気通路のうちのスロットルバルブよりも上流側に設けたコンプレッサで吸入空気を過給する過給機を備えた過給機付き内燃機関のスロットル制御装置において、
   減速初期に前記スロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を緩やかに減少させるスロットル緩閉じ制御を行う減速時スロットル制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
6. 前記減速時スロットル制御手段は、前記スロットル緩閉じ制御を行う際に、該スロットル緩閉じ制御前の運転状態、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の過給圧、前記スロットル開度、吸入空気量のうちの少なくとも１つに基づいて前記スロットル開度の減少速度を設定することを特徴とする請求項５に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
7. 前記減速時スロットル制御手段は、減速時に前記スロットル開度が所定開度よりも小さくなるまで前記スロットル緩閉じ制御を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
8. 前記所定開度は、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の過給圧が減速前の値よりも低くなるスロットル開度であることを特徴とする請求項７に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。
9. 前記所定開度は、サージングが発生するサージ領域に入らないスロットル開度であることを特徴とする請求項７に記載の過給機付き内燃機関のスロットル制御装置。

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