JP2012036851A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求トルクが急激に上昇したときであっても機関トルクを滑らかに要求トルクに到達させる
【解決手段】目標過給圧設定手段と、過給圧制御手段と、所定の条件が成立時に実際の過給圧Ｐｉｍに応じて設定される燃料噴射量Ｑｐを目標燃料噴射量ＴＱに設定する手段と、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回るか否かを予測する手段と、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときに実際の過給圧が目標過給圧を下回ったときの最も低い過給圧を最低過給圧として予測する手段とを具備する内燃機関の制御装置に関する。実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときは実際の過給圧が最低過給圧になるまでの間、実際の過給圧が最低過給圧になったときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量に向かって或いは同燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に向かって目標燃料噴射量が増大するように目標燃料噴射量を設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１に内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置が適用される内燃機関は、燃焼室から排出される排気ガスのエネルギを利用して燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させる過給機を備えている。この過給機は、排気通路に配置される排気タービンと吸気通路に配置されるコンプレッサとを有する。排気タービンは、排気ガスのエネルギによって回転せしめられる。また、コンプレッサは、排気タービンの回転によって回転せしめられるように排気タービンに連結されている。そして、コンプレッサは、その回転によって燃焼室に吸入されるガス（以下このガスを「吸入ガス」という）を圧縮して該吸入ガスの圧力を上昇させる。

ところで、特許文献１に記載の過給機は、排気タービンに流入する排気ガスの流量を制御することができるベーンを有しており、このベーンの開度を制御して排気タービンに流入する排気ガスの流量を制御することによって排気タービンの回転数を制御し、それによって、コンプレッサの回転数を制御する。そして、この過給機は、コンプレッサの回転数を制御することによって、吸入ガスの圧力（以下この圧力を「過給圧」という）を制御する。

特開２００９−９２０５５号公報 特開平６−２７２６０１号公報 特開２００６−１６９７５号公報

ところで、一般的に、過給機を備えた内燃機関では、機関運転状態（すなわち、内燃機関の運転の状態）に応じて吸入ガスの過給圧の目標値（以下この目標値を「目標過給圧」という）が設定される。そして、特許文献１に記載の過給機は、この目標過給圧が達成されるように、ベーンの開度（以下この開度を「ベーン開度」という）を制御する。具体的には、過給機は、過給圧が目標過給圧よりも高いときにはベーン開度を増大することによって過給圧を低下させ、過給圧が目標過給圧よりも低いときにはベーン開度を減少することによって過給圧を上昇させ、これら過給圧の低下と過給圧の上昇とを繰り返すことによって過給圧を目標過給圧に制御する。

ここで、内燃機関から出力されるトルク（以下このトルクを「機関トルク」という）として要求されるトルク（以下このトルクを「要求トルク」という）が急激に上昇すると、吸気ガスの量が増大せしめられ、その結果、燃焼室から排出される排気ガスの量が増大する。このため、排気タービンに流入する排気ガスの流量が増大し、その結果、過給圧が上昇する。ここで、過給圧の上昇が非常に大きいと、過給圧が目標過給圧を大きく上回ってしまう現象（以下この現象を「過給圧のオーバーシュート」という）が生じる。そこで、特許文献１に記載の制御装置は、要求トルクが急激に上昇したときにベーン開度を増大して過給圧の上昇を抑制することによって、過給圧のオーバーシュートの発生を抑制する。

ところが、一般的に、ベーン開度の制御による過給圧の制御速度は比較的遅い。このため、要求トルクが急激に上昇したときにベーン開度を増大したとしても過給圧の上昇は即座には抑制されない。この場合、結果的には、過給圧のオーバーシュートが生じてしまう。そして、過給圧のオーバーシュートが生じればベーン開度がさらに大きく増大せしめられることから、ベーン開度が増大せしめられてから一定時間が経過し、過給圧の上昇が抑制され始めた後、過給圧が大きく低下することによって、過給圧が目標過給圧を大きく下回ってしまう現象（以下この現象を「過給圧のアンダーシュート」という）が生じてしまう可能性がある。

いずれにせよ、特許文献１に記載の制御装置では、要求トルクが急激に上昇したときに過給圧が大きく上昇したり低下したりし、過給圧のオーバーシュートおよび過給圧のアンダーシュートが生じることから、機関トルクが滑らかに要求トルクに到達しないことになる。

そこで、本発明の目的は、過給機を備えた内燃機関において、要求トルクが急激に上昇したときであっても機関トルクを滑らかに要求トルクに到達させることにある。

本願の１番目の発明は、過給圧を制御可能な過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、実際の過給圧を目標過給圧に制御する過給圧制御手段と、所定の条件が成立したときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定する目標燃料噴射量設定手段とを具備する制御装置に関する。

そして、本発明の制御装置は、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回るか否かを予測する過給圧予測手段と、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときに実際の過給圧が目標過給圧を下回ったときの最も低い過給圧を最低過給圧として予測する最低過給圧予測手段とをさらに具備する。そして、本発明では、前記所定の条件が成立したときであっても実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときには実際の過給圧が最低過給圧になるまでの間、実際の過給圧が最低過給圧になったときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量に向かって或いは同燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に向かって目標燃料噴射量が増大するように同目標燃料噴射量が設定される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回る場合に実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量が目標燃料噴射量に設定されると、目標燃料噴射量が増大した後に減少することになる。この場合、機関トルク（すなわち、内燃機関から出力されるトルク）が上昇した後に低下し、その結果、機関トルクが要求トルク（すなわち、機関トルクとして要求されるトルク）に滑らかに到達しないことになる。一方、本発明では、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回る場合、実際の過給圧が最低過給圧になるまでの間、実際の過給圧が最低過給圧になったときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量に向かって或いは同燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に向かって目標燃料噴射量が増大するように同目標燃料噴射量が設定される。このため、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回った場合であっても目標燃料噴射量が増大した後に減少することなく徐々に増大することから、機関トルクが要求トルクに滑らかに到達するという効果が得られる。

本発明の制御装置が適用される内燃機関の全体図である。 図１に示されている内燃機関の過給機の排気タービンの内部を示した図である。 第１実施形態の燃料噴射制御を実行するルーチンの一例を示した図である。 第１実施形態の過給圧制御において目標過給圧を取得するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態の過給圧制御を実行するルーチンの一例を示した図である。 （Ａ）は第１実施形態において要求燃料噴射量を取得するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において許容燃料噴射量を取得するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。 第２実施形態の目標燃料噴射量の制御を実行したときのアクセルペダル開度、過給圧、ベーン操作量補正量、および、燃料噴射量の様子の一例を示した図である。 第２実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。 第３実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。 第４実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。 第５実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。 本発明の制御装置が適用される別の内燃機関の全体図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の制御装置が適用された内燃機関１０を示している。内燃機関１０は、内燃機関の本体（以下「機関本体」という）２０と、該機関本体の４つの燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁２１と、該燃料噴射弁２１に燃料供給管２３を介して燃料を供給する燃料ポンプ２２とを具備する。また、内燃機関１０は、外部から燃焼室に空気を供給する吸気系３０と、燃焼室から排出される排気ガスを外部に排出する排気系４０とを具備する。また、内燃機関１０は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆる、ディーゼルエンジン）である。

吸気系３０は、吸気枝管３１と吸気管３２とを有する。なお、以下の説明において、吸気系３０を「吸気通路」と称することもある。吸気枝管３１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された吸気ポート（図示せず）に接続されている。一方、吸気枝管３１の他方の端部は、吸気管３２に接続されている。吸気管３２内には、該吸気管内を流れる空気の量を制御するスロットル弁３３が配置されている。さらに、吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気を冷却するインタークーラ３４が配置されている。さらに、吸気管３２の外部を臨む端部には、エアクリーナ３６が配置されている。

一方、排気系４０は、排気枝管４１と排気管４２とを有する。なお、以下の説明において、排気系４０を「排気通路」と称することもある。排気枝管４１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された排気ポート（図示せず）に接続されている。一方、排気枝管４１の他方の端部は、排気管４２に接続されている。排気管４２には、排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒４３ａを内蔵した触媒コンバータ４３が配置されている。

また、内燃機関１０は、過給機３５を具備する。過給機３５は、インタークーラ３４よりも上流の吸気管３２内に配置されるコンプレッサ３５Ａと、触媒コンバータ４３よりも上流の排気管４２内に配置される排気タービン３５Ｂとを有する。排気タービン３５Ｂは、図２に示されているように、排気タービン本体３５Ｃと翼状の複数のベーン３５Ｄとを有する。

排気タービン３５Ｂ（厳密には、排気タービン本体３５Ｃ）は、シャフト（図示せず）を介してコンプレッサ３５Ａに接続されている。排気タービン本体３５Ｃが排気ガスによって回転せしめられると、その回転がシャフトを介してコンプレッサ３５Ａに伝達され、これによって、コンプレッサ３５Ａが回転せしめられる。このコンプレッサ３５Ａの回転によってコンプレッサよりも下流の吸気管３２内のガスが圧縮せしめられ、その結果、同ガスの圧力（以下この圧力を「過給圧」という）が上昇せしめられる。

一方、ベーン３５Ｄは、排気タービン本体３５Ｃを包囲するように該排気タービン本体の回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に等角度間隔で配置されている。また、各ベーン３５Ｄは、図２に符号Ｒ２で示されているそれぞれ対応する軸線周りで回動可能に配置されている。そして、各ベーン３５Ｄが延在している方向（すなわち、図２に符号Ｅで示されている方向）を「延在方向」と称し、排気タービン本体３５Ｃの回転中心軸線Ｒ１とベーン３５Ｄの回動軸線Ｒ２とを結ぶ線（すなわち、図２に符号Ａで示されている線）を「基準線」と称したとき、各ベーン３５Ｄは、その延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が全てのベーン３５Ｄに関して等しくなるように回動せしめられる。そして、各ベーン３５Ｄがその延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が小さくなるように、すなわち、隣り合うベーン３５Ｄ間の流路面積が小さくなるように回動せしめられると、排気タービン本体３５Ｃに供給される排気ガスの流速が速くなる。その結果、排気タービン本体３５Ｃの回転速度が速くなり、その結果、コンプレッサ３５Ａの回転速度も速くなり、したがって、吸気管３２内を流れるガスがコンプレッサ３５Ａによって大きく圧縮されることになる。このため、各ベーン３５Ｄの延在方向Ｅとそれに対応する基準線とがなす角度（以下この角度を「ベーン開度」という）が小さくなるほど、コンプレッサ３５Ａによって吸気管３２内を流れるガスが圧縮される程度が大きくなる。

また、エアクリーナ３６よりも下流であってコンプレッサ３５Ａよりも上流の吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ７１が取り付けられている。また、吸気枝管３１には、該吸気枝管内のガスの圧力（すなわち、過給圧）を検出する圧力センサ（以下「過給圧センサ」という）７２が取り付けられている。また、機関本体２０には、クランクシャフトの回転位相を検出するクランクポジションセンサ７４が取り付けられている。

また、内燃機関１０は、電子制御装置６０を具備する。電子制御装置６０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）６１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ（Ｂａｃｋ ｕｐ ＲＡＭ）６４と、インターフェース６５とを有する。インターフェース６５には、燃料噴射弁２１、燃料ポンプ２２、スロットル弁３３、および、ベーン３５Ｄが接続されており、これらの動作を制御する制御信号がインターフェース６５を介して電子制御装置６０から与えられる。また、インターフェース６５には、エアフローメータ７１、過給圧センサ７２、クランクポジションセンサ７４、および、アクセルペダルＡＰの開度（すなわち、アクセルペダルＡＰの踏込量であって、以下これを「アクセルペダル開度」という）を検出するアクセルペダル開度センサ７５も接続されており、エアフローメータ７１によって検出された流量に対応する信号、過給圧センサ７２によって検出された圧力に対応する信号、クランクポジションセンサ７４によって検出されたクランクシャフトの回転位相に対応する信号、および、アクセルペダル開度センサ７５によって検出されたアクセルペダルＡＰの踏込量に対応する信号がインターフェース６５に入力される。

なお、過給圧センサ７２によって検出された圧力に対応する信号に基づいて過給圧が電子制御装置６０によって算出され、クランクポジションセンサ７４によって検出されたクランクシャフトの回転位相に対応する信号に基づいて機関回転数（すなわち、内燃機関１０の回転数）が電子制御装置６０によって算出され、アクセルペダル開度センサ７５によって検出されたアクセルペダルＡＰの踏込量に対応する信号に基づいてアクセルペダル開度が電子制御装置６０によって算出される。

ところで、上述したように、本実施形態では、過給機３５のコンプレッサ３５Ａによって吸気管３２内を流れるガスが圧縮される。そして、過給圧は、排気タービン３５Ｂのベーン３５Ｄの回動位置（すなわち、ベーン開度）を制御することによって制御可能であり、ベーン開度以外の条件が同じであれば、ベーン開度が小さいほど過給圧が高くなる。

ところで、ベーン開度を小さくすればコンプレッサ３５Ａによる過給能力（以下この能力を「コンプレッサ過給能力」という）が大きくなり、過給圧（すなわち、コンプレッサ３５Ａよりも下流の吸気通路の部分、特に、スロットル弁３３よりも下流の吸気通路の部分内のガスの圧力であって、燃焼室内に吸入されるガスの圧力）が上昇し、逆に、ベーン開度を大きくすればコンプレッサ過給能力が小さくなり、過給圧が低下する。このように、ベーン開度を制御することによって過給圧を制御することができる（過給圧の制御については後述にて詳細に説明する）。

次に、第１実施形態における燃料噴射弁２１からの燃料の噴射の制御について説明する。なお、以下の説明において、「機関運転」は「内燃機関１０の運転」であり、「機関運転状態」は「内燃機関１０の運転状態」であり、「目標燃料噴射量」は「燃料噴射弁２１から噴射させるべき燃料の量」であり、「目標開弁時間」は「燃料噴射弁２１から目標燃料噴射量の燃料を噴射させるために燃料噴射弁２１を開弁させるべき時間」である。

第１実施形態では、機関運転中、機関運転状態に応じて適切な目標燃料噴射量が設定される（目標燃料噴射量の設定については後述にて詳細に説明する）。そして、燃料噴射弁２１の目標開弁時間が目標燃料噴射量に基づいて算出される。そして、この目標開弁時間だけ燃料噴射弁２１が開弁せしめられる。これによって、燃料噴射弁２１から目標燃料噴射量の燃料が噴射される。

第１実施形態の燃料噴射制御を実行するルーチンの一例が図３に示されている。このルーチンが開始されると、ステップ１０において、その時の機関運転状態に応じて設定された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ１１において、ステップ１０で取得された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）に基づいて燃料噴射弁２１の目標開弁時間ＴＴｉｎｇが算出される。次いで、ステップ１２において、ステップ１１で算出された目標開弁時間ＴＴｉｎｇだけ燃料噴射弁２１を開弁させる制御が実行され、ルーチンが終了する。

次に、第１実施形態の過給圧の制御について説明する。なお、以下の説明において、「機関トルク」は「内燃機関１０から出力されるトルク」であり、「要求トルク」は「内燃機関１０から出力されるトルクとして要求されるトルク」であり、「実過給圧」は「実際の過給圧」である。

第１実施形態では、要求トルクを内燃機関１０に出力させるために適切な過給圧が予め実験等によって求められ、図３に示されているように、これら過給圧がアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとの関数のマップの形で目標過給圧ＴＰｉｍとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、アクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて上記マップ（以下このマップを「目標過給圧マップ」という）から目標過給圧ＴＰｉｍが取得される。そして、実過給圧を目標過給圧にするためにベーン３５Ｄに与えるべき操作量（以下この操作量を「ベーン操作量」という）が実過給圧と目標過給圧との差に基づいて算出される。そして、この算出されたベーン操作量がベーン３５Ｄに与えられる。これによって、ベーン開度が目標ベーン開度に制御され、その結果、実過給圧が目標過給圧に制御される。

なお、第１実施形態の目標過給圧マップは、アクセルペダル開度が大きいほど目標過給圧が高く且つ機関回転数が大きいほど目標過給圧が高くなるように作成されている。

第１実施形態の過給圧制御を実行するルーチンの一例が図５に示されている。このルーチンが開始されると、ステップ２０において、アクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅと実過給圧Ｐｉｍと実ベーン開度Ｖが取得される。次いで、ステップ２１において、ステップ２０で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて目標過給圧マップから目標過給圧ＴＰｉｍが取得される。次いで、ステップ２２において、ステップ２０で取得された実過給圧Ｐｉｍとステップ２１で取得された目標過給圧ＴＰｉｍとに基づいて目標ベーン開度ＴＶが算出される。次いで、ステップ２３において、ステップ２０で取得された実ベーン開度Ｖとステップ２２で算出された目標ベーン開度ＴＶとに基づいてベーン操作量ＴＩｔが算出される。次いで、ステップ２４において、ステップ２３で算出された操作量ＴＩｔをベーン３５Ｄに与える制御が実行され、ルーチンが終了する。

次に、第１実施形態の目標燃料噴射量の設定について説明する。なお、以下の説明において、「燃料噴射量」は「燃料噴射弁２１から噴射される燃料の量」であり、「吸入空気量」は「燃焼室に吸入される空気の量」であり、「噴射燃料」は「燃料噴射弁２１から噴射された燃料」であり、「過渡過給圧制御期間」は「実過給圧が目標過給圧に制御されるまでの期間」である。

要求トルクはアクセルペダル開度と機関回転数とによって決まる。したがって、要求トルクを内燃機関１０に出力させるために必要な燃料噴射量もアクセルペダル開度と機関回転数とによって決まると言える。そこで、第１実施形態では、要求トルクを内燃機関に出力させるために必要な燃料噴射量が予め実験等によって求められ、これら燃料噴射量が図６（Ａ）に示されているようにアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとの関数のマップの形で要求燃料噴射量Ｑｄとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、アクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて上記マップ（以下このマップを「要求燃料噴射量マップ」という）から要求燃料噴射量Ｑｄが取得される。なお、要求燃料噴射量マップは、アクセルペダル開度Ａｃｃが大きいほど要求燃料噴射量Ｑｄが多く且つ機関回転数Ｎｅが大きいほど要求燃料噴射量Ｑｄが多くなるように作成されている。

ところで、吸入空気量が要求燃料噴射量の燃料全てを燃焼させるのに十分な量であれば、噴射燃料全てが燃焼することから、内燃機関１０から要求トルクを出力させることができる。しかしながら、吸入空気量が要求燃料噴射量の燃料全てを燃焼させるのに十分な量でなければ、噴射燃料の一部が燃焼しないことから、内燃機関１０から要求トルクを出力させることができない。すなわち、噴射燃料全てを燃焼させることができる噴射燃料の量には、吸入空気量に応じた限界がある。ここで、吸入空気量は実過給圧に応じて変化することから、噴射燃料全てを燃焼させることができる噴射燃料の量には、実過給圧に応じた限界があると言える。そこで、第１実施形態では、実過給圧に応じて噴射燃料全てを燃焼させることができる噴射燃料の量が予め実験等によって求められ、これら噴射燃料の量が図６（Ｂ）に示されているように実過給圧Ｐｉｍの関数のマップの形で許容燃料噴射量Ｑｐとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、実過給圧Ｐｉｍに基づいて上記マップ（以下このマップを「許容燃料噴射量マップ」という）から許容燃料噴射量Ｑｐが取得される。なお、許容燃料噴射量マップは、実過給圧Ｐｉｍが所定値ＰｉｍＵよりも低いときに実過給圧Ｐｉｍが高くなるほど許容燃料噴射量Ｑｐが多くなり且つ実過給圧Ｐｉｍが所定値ＰｉｍＵであるときに許容燃料噴射量Ｑｐが最大値ＱｐＭａｘとなり且つ実過給圧Ｐｉｍが所定値ＰｉｍＵよりも大きいときに実過給圧Ｐｉｍに係わらず許容燃料噴射量Ｑｐが最大値ＱｐＭａｘとなるように作成されている。

そして、要求燃料噴射量マップから取得される要求燃料噴射量Ｑｄと許容燃料噴射量マップから取得される許容燃料噴射量Ｑｐとを比較したときに、要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐ以下であれば、要求燃料噴射量Ｑｄの燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射されたとしても噴射燃料全てが燃焼し、これによって、要求トルクが内燃機関１０から出力される。そこで、第１実施形態では、要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐ以下であるときには、要求燃料噴射量Ｑｄが目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）に設定される。そして、この場合、要求燃料噴射量Ｑｄの燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射される。これによれば、要求トルクを内燃機関１０から出力させることができる。一方、要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐよりも多ければ、要求燃料噴射量Ｑｄの燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射されると一部の噴射燃料が燃焼せず、このため、要求トルクが内燃機関１０から出力されないし、燃焼しなかった一部の噴射燃料が無駄になる。そこで、第１実施形態では、要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐよりも多いときには、許容燃料噴射量Ｑｐが目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）に設定される。そして、この場合、許容燃料噴射量Ｑｐの燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射される。これによれば、結果的に無駄になってしまう燃料を燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射させることなく、要求トルクに可能な限り近い値のトルクを内燃機関１０から出力させることができる。

ところで、上述したように、第１実施形態では、アクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに応じて目標過給圧ＴＰｉｍが設定され、実過給圧と目標過給圧との差に基づいてベーン操作量が算出され、このベーン操作量がベーン３５Ｄに与えられる。したがって、アクセルペダル開度が増大したときにも上述したように順次算出されるベーン操作量がベーン３５Ｄに与えられ、最終的に、実過給圧が目標過給圧に制御される。ところが、アクセルペダル開度が比較的大きく増大したときに上述したように実過給圧が目標過給圧に制御されると、過渡過給圧制御期間において実過給圧がいったん目標過給圧を大きく上回った後に目標過給圧を大きく下回る現象が生じることがある。そして、この現象が生じた場合、実過給圧に応じて設定される許容燃料噴射量Ｑｐがいったん大きく上昇した後に大きく低下することになる。ここで、過渡過給圧制御期間において要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐよりも多く、その結果、目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が常に許容燃料噴射量Ｑｐに設定される場合、目標燃料噴射量がいったん大きく上昇した後に大きく低下し、その結果、機関トルクがいったん大きく増大した後に大きく減少することになる。この場合、機関トルクが要求トルクに滑らかに到達しないことになる。

そこで、第１実施形態では、過渡過給圧制御期間の開始時点または同期間中の特定の時点において、同期間中に実過給圧が目標過給圧を大きく上回った後に目標過給圧を大きく下回る現象が生じ且つ許容燃料噴射量が目標燃料噴射量に設定されると予測されたとき、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。そして、このように機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断された時点を「高加速運転開始時点」とし、その後、実過給圧が目標過給圧を下回った後に実過給圧が目標過給圧に向かって再び上昇し始める時点（すなわち、実過給圧が目標過給圧を下回った後に実過給圧が最も低い過給圧になる時点）を「高加速運転終了時点」としたとき、高加速運転開始時点から高加速運転終了時点までの期間（以下この期間を「高加速運転期間」という）においては、目標燃料噴射量が高加速運転開始時点の直前に設定された目標燃料噴射量に所定量（以下この量を「高加速運転加算量」という）を加えることによって同高加速運転加算量ずつ徐々に増大する量に設定される。

なお、上記高加速運転加算量は、高加速運転終了時点における目標燃料噴射量が高加速運転終了時点の実過給圧に基づいて許容燃料噴射量マップから取得される許容燃料噴射量（以下この許容燃料噴射量を「高加速運転終了時点の許容燃料噴射量」という）を超えない一定の量に設定される。

このように、第１実施形態では、高加速運転期間において実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回った場合であっても目標燃料噴射量が増大した後に減少することなく徐々に増大し且つ目標燃料噴射量の燃料全てが燃焼する。このため、第１実施形態によれば、機関トルクが要求トルクに滑らかに到達するという効果が得られる。

なお、第１実施形態では、高加速運転加算量は、高加速運転終了時点の目標燃料噴射量が同高加速運転終了時点の許容燃料噴射量を超えないような一定の量に設定される。しかしながら、高加速運転終了時点の目標燃料噴射量が同高加速運転終了時点の許容燃料噴射量を超えず且つ高加速運転期間において目標燃料噴射量が減少することなく増大する限りにおいて、第１実施形態の高加速運転加算量は、例えば、高加速運転開始時点から時間の経過と共に徐々に少なくなる量であってもよいし、高加速運転開始時点から時間の経過と共に徐々に多くなる量であってもよい。すなわち、第１実施形態の高加速運転加算量は、広くは、高加速運転終了時点の目標燃料噴射量が同高加速運転終了時点の許容燃料噴射量を超えず且つ高加速運転期間において目標燃料噴射量が減少することなく増大するような量であればよい。

また、第１実施形態は、要求燃料噴射量が許容燃料噴射量よりも多いという条件が成立したときに許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するものである。しかしながら、第１実施形態において、こうした条件以外に、例えば、要求燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するよりも許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するほうが好ましい別の条件がある場合には、第１実施形態は、要求燃料噴射量が許容燃料噴射量よりも多いという条件に代えて或いはこれに加えて、要求燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するよりも許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するほうが好ましい別の条件が成立したときに許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するものであってもよい。すなわち、第１実施形態は、広くは、許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定すべき所定の条件が成立したときに許容燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定するものであればよい。

また、第１実施形態では、許容燃料噴射量は、噴射燃料全てが燃焼するか否かを考慮して実過給圧に応じて設定される量である。しかしながら、第１実施形態の許容燃料噴射量は、噴射燃料全てが燃焼するか否かを考慮するのに代えて或いはこれに加えて、例えば、許容燃料噴射量が噴射燃料の燃焼によって発生するスモークを考慮して実過給圧に応じて設定される量であってもよい。すなわち、第１実施形態の許容燃料噴射量は、広くは、単に実過給圧に応じて設定される燃料噴射量であればよい。なお、許容燃料噴射量が噴射燃料の燃焼によって発生するスモークを考慮して実過給圧に応じて設定される量である場合、燃料噴射量が多いほどスモークが発生しやすくなることから、スモークが発生しやすいほど許容燃料噴射量が少ない量に設定される。

また、第１実施形態において、機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かの判断は、例えば、実過給圧が目標過給圧に向かって急激に上昇していることをもって機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断したり、或いは、実過給圧の上昇率が所定の上昇率よりも大きい（すなわち、実過給圧の上昇率が非常に大きい）ことをもって機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断したり、或いは、アクセルペダル開度が所定量以上に増大したときにアクセルペダル開度の増大直前の実過給圧とアクセルペダル開度の増大時の目標過給圧との差が所定値よりも大きい（すなわち、アクセルペダル開度の増大直前の実過給圧とアクセルペダル開度の増大時の目標過給圧との差が非常に大きい）ことをもって機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断したりすることによって行われればよい。すなわち、第１実施形態において、機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かの判断は、広くは、実過給圧に影響を与えるパラメータに基づいて適宜行われればよい。

こうしたことから、第１実施形態に含まれる本発明の思想は、所定の条件が成立したときに実過給圧に応じて設定される燃料噴射量（例えば、第１実施形態の許容燃料噴射量）を目標燃料噴射量に設定する制御装置において、実過給圧が目標過給圧を上回った後に下回るか否かを予測し、実過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときに実過給圧が目標過給圧を下回ったときの最も低い過給圧を最低過給圧（例えば、第１実施形態の高加速運転終了時点の実過給圧）として予測し、上記所定の条件が成立したときであっても実過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測したときには実過給圧が最低過給圧になるまでの間（例えば、第１実施形態の高加速運転期間）、実過給圧が最低過給圧になったときに実過給圧に応じて設定される燃料噴射量に向かって或いは同燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に向かって目標燃料噴射量が増大するように同目標燃料噴射量を設定するものである。

第１実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例が図７に示されている。図７のルーチンが開始されると、ステップ１００において、現在のアクセルペダル開度Ａｃｃと現在の機関回転数Ｎｅと現在の実過給圧Ｐｉｍとが取得される。次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて要求燃料噴射量マップから現在の要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）が取得されると共にステップ１００で取得された実過給圧Ｐｉｍに基づいて許容燃料噴射量マップから現在の許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ１０２において、現在の機関運転状態が高加速運転状態にあるか否かが判別される。ここで、現在の機関運転状態が高加速運転状態にあると判別されたときには、ルーチンはステップ１０３に進む。一方、現在の機関運転状態が高加速運転状態にないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０６に進む。

ステップ１０２において現在の機関運転状態が高加速運転状態にあると判別され、ルーチンがステップ１０３に進むと、本ルーチンの前回の実行時にステップ１０５において保存された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ−１）に所定量ｄＱを加えた量が参照燃料噴射量Ｑｒ（ｉ）に設定される。次いで、ステップ１０４において、ステップ１０１で取得された要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）と同ステップ１０１で取得された許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）とステップ１０４で設定された参照燃料噴射量Ｑｒ（ｉ）とのうち最も少ない量が今回の目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）に設定される。この場合、ステップ１０４で設定された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が図３のステップ１０において目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）として取得され、図３のルーチンに従ってこの目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）の燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射される。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０４で設定された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が電子制御装置６０に保存される。

一方、ステップ１０２において現在の機関運転状態が高加速運転状態にないと判別され、ルーチンがステップ１０６に進むと、ステップ１０１で取得された要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）と同ステップ１０１で取得された許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）とのうち少ない方の量が今回の目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）として設定される。この場合、ステップ１０６で設定された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が図３のステップ１０において目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）として取得され、図３のルーチンに従ってこの目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）の燃料が燃料噴射弁２１から燃焼室に噴射される。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０６で設定された目標燃料噴射量ＴＱ（ｉ）が電子制御装置６０に保存される。

ところで、上述したように、第１実施形態では、実過給圧を目標過給圧に制御するために実過給圧と目標過給圧との差に基づいてベーン操作量が算出される。したがって、目標過給圧が一気に大きくなったときには実過給圧と目標過給圧との差が大きいことから、基本的には、ベーン操作量も一気に大きくされる。そして、この場合、実過給圧が目標過給圧に制御されるまでの間において、実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回る現象が生じやすい。そこで、第１実施形態において、実過給圧が目標過給圧に制御されるまでの間において実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回るとしても、目標過給圧からの実過給圧のずれを可能な限り小さくするために、上述したように算出されるベーン操作量を実過給圧の上昇率（すなわち、単位時間当たりの実過給圧の上昇量）に応じて補正する制御を行うようにしてもよい。より具体的には、実過給圧が目標過給圧に向かって上昇しているときに実過給圧の上昇率が大きいほど大きい値をとるパラメータが上述したように算出されるベーン操作量に対する補正量（以下この補正量を「ベーン操作量補正量」という）として実過給圧の上昇率に基づいて算出され、このベーン操作量補正量を上述したように算出されるベーン操作量から差し引いて最終的なベーン操作量とするようにしてもよい。

ところで、上述したように、ベーン操作量補正量が用いられる場合、このベーン操作量補正量と実過給圧とを用いて以下のようにして機関運転状態が高加速運転状態にあるか否かを判断することができる。すなわち、実過給圧が目標過給圧に向かって急激に上昇しているとベーン操作量補正量が大きくなる。見方を換えれば、ベーン操作量補正量が大きいときには実過給圧が目標過給圧に向かって急激に上昇していることになる。そして、このように実過給圧が目標過給圧に向かって急激に上昇しているときに実過給圧が目標過給圧近傍の値に達している場合、実過給圧が目標過給圧を大きく上回り、その後、目標過給圧を大きく下回る可能性が高い。したがって、ベーン操作量補正量と実過給圧とを用いて機関運転状態が高加速運転状態にあるか否かを判断することができる。

そこで、この実施形態（以下「第２実施形態」という）では、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が目標過給圧から所定値（以下この値を「閾値算出用減算値」という）を差し引くことによって過給圧閾値として算出される。一方、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高いベーン操作量補正量が補正量閾値として予め設定されている。そして、機関運転中、実過給圧が過給圧閾値よりも高く且つベーン操作量補正量が補正量閾値よりも大きいときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。そして、第２実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合には、第１実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合と同じように目標燃料噴射量が設定される。

なお、上記閾値算出用減算値は、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が過給圧閾値として算出されるように、例えば、予め実験等によって求められた一定の値に設定される。

このように、第２実施形態では、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性を良好に表すパラメータである過給圧閾値とベーン操作量補正量とを用いて機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かが判断される。このため、第２実施形態によれば、より正確に、機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かが判断されるという効果が得られる。

また、第２実施形態の目標燃料噴射量の設定が行われるときのアクセルペダル開度、過給圧、ベーン操作量補正量、および、燃料噴射量の様子の一例が図８に示されている。図８に示されている例では、時刻Ｔ１において、アクセルペダル開度Ａｃｃが開度Ａｃｃ１から開度Ａｃｃ２に増大される。すると、時刻Ｔ１後に目標過給圧ＴＰｉｍが徐々に増大される。そして、時刻Ｔ１後の目標過給圧ＴＰｉｍの増大に伴い、時刻Ｔ１後に過給圧閾値Ｐｉｍｔｈが増大する。また、時刻Ｔ１後の目標過給圧ＴＰｉｍの増大に伴い、時刻Ｔ１後に実過給圧Ｐｉｍが上昇する。

また、時刻Ｔ１にアクセルペダル開度Ａｃｃが開度Ａｃｃ１から開度Ａｃｃ２に増大されると、要求燃料噴射量Ｑｄが燃料噴射量Ｑｄ１から燃料噴射量Ｑｄ２に増大し、その後、徐々に減少する。また、時刻Ｔ１後の実吸気圧Ｐｉｍの上昇に伴い、時刻Ｔ１後に許容燃料噴射量Ｑｐが増大する。なお、時刻Ｔ１以前では、要求燃料噴射量Ｑｄが許容燃料噴射量Ｑｐよりも少ないことから、要求燃料噴射量Ｑｄが目標燃料噴射量ＴＱに設定されている。

そして、時刻Ｔ２において、ベーン操作量補正量Ｖｍの絶対値が大きくなり始める。そして、時刻Ｔ２後の時刻Ｔ３において、実過給圧Ｐｉｍが過給圧閾値Ｐｉｍｔｈよりも高く且つベーン操作量補正量Ｖｍの絶対値が補正量閾値Ｖｍｔｈよりも大きい状態が発生する。第２実施形態では、このとき、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。したがって、図８に示されている例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間は、機関運転状態が高加速運転状態になく且つ許容燃料噴射量Ｑｐが要求燃料噴射量Ｑｄよりも少ないことから、許容燃料噴射量Ｑｐが目標燃料噴射量ＴＱに設定されている。

そして、時刻Ｔ４において、実過給圧Ｐｉｍが最も高い過給圧となる。そして、その後、時刻Ｔ５において、実過給圧Ｐｉｍが最も低い過給圧となる。したがって、図８に示されている例において、高加速運転期間は、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までの期間である。そして、この時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までの期間では、時刻Ｔ３における目標燃料噴射量ＴＱから時刻Ｔ５における許容燃料噴射量Ｑｐに向かって、目標燃料噴射量ＴＱが徐々に増大せしめられる。そして、時刻Ｔ５以降では、機関運転状態が高加速運転状態になく且つ許容燃料噴射量Ｑｐが要求燃料噴射量Ｑｄよりも少ないことから、許容燃料噴射量Ｑｐが目標燃料噴射量ＴＱに設定される。

なお、第２実施形態では、閾値算出用減算値は、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が過給圧閾値として算出されるように、例えば、予め実験等によって求められた一定の値に設定される。しかしながら、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が過給圧閾値として算出される限りにおいて、第２実施形態の閾値算出用減算値は、例えば、目標過給圧が高いほど大きな値に設定されてもよい。すなわち、第２実施形態の閾値算出用減算値は、広くは、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が過給圧閾値として算出されるような値であればよい。

また、第２実施形態は、目標過給圧からの実過給圧のずれを可能な限り小さくするためにベーン操作量を実過給圧の上昇率に応じて補正するベーン操作量補正量を用いて実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回るか否かが判断するものである。しかしながら、第１実施形態において、こうしたベーン操作量補正量以外に、実過給圧の上昇率を表す別のパラメータがある場合には、第１実施形態は、ベーン操作量補正量を用いるのに代えて或いはこれに加えて、実過給圧の上昇率を表す別のパラメータを用いて実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回るか否かを判断するものであってもよい。すなわち、第１実施形態は、広くは、実過給圧の上昇率を表すパラメータを用いて実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回るか否かを判断するものであればよい。

第２実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例が図９に示されている。なお、図９のステップ２０５〜２０８は、それぞれ、図７のステップ１０３〜１０６と同じであるので、これらステップの詳細な説明は省略する。

図９のルーチンが開始されると、ステップ２００において、現在のアクセルペダル開度Ａｃｃと現在の機関回転数Ｎｅと現在の実過給圧Ｐｉｍと現在の目標過給圧ＴＰｉｍと現在のベーン操作量補正量Ｖｍとが取得される。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて要求燃料噴射量マップから現在の要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）が取得されると共にステップ３００で取得された実過給圧Ｐｉｍに基づいて許容燃料噴射量マップから現在の許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ２０２において、ステップ３００で取得された目標過給圧ＴＰｉｍに基づいて過給圧閾値Ｐｉｍｔｈが算出される。次いで、ステップ２０３において、ステップ２００で取得された実過給圧Ｐｉｍがステップ２０２で算出された過給圧閾値Ｐｉｍｔｈ以上である（Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０４に進む。一方、Ｐｉｍ＜Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０８に進む。

ステップ２０３においてＰｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別され、ルーチンがステップ２０４に進むと、ステップ２００で取得されたベーン操作量補正量Ｖｍが補正量閾値Ｖｍｔｈ以上である（Ｖｍ≧Ｖｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖｍ≧Ｖｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０５に進む。一方、Ｖｍ＜Ｖｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０８に進む。

ところで、ベーン操作量補正量が大きいとしても実過給圧が目標過給圧から遠ければ実過給圧が目標過給圧を大きく上回る可能性が低いと言えるし、ベーン操作量補正量が小さいとしても実過給圧が目標過給圧に近ければ実過給圧が目標過給圧を大きく上回る可能性が高いと言える。すなわち、厳密には、目標過給圧に対する実過給圧とベーン操作量補正量との関係に応じて、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧や機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高いベーン操作量補正量が異なる。そこで、第２実施形態において、目標過給圧から所定値を差し引くことによって算出される過給圧閾値と予め設定されている補正量閾値とを用いる代わりに、以下のように算出される過給圧閾値または補正量閾値を用いるようにしてもよい。

すなわち、この実施形態（以下「第３実施形態」という）では、ベーン操作量補正量を考慮したときに機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い目標過給圧に対する実過給圧の差が算出され、この差を目標過給圧から差し引いた値が過給圧閾値に設定される。そして、実過給圧がこの過給圧閾値以上になったときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。或いは、第３実施形態では、目標過給圧に対する実過給圧の差を考慮したときに機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高いベーン操作量補正量が補正量閾値として算出される。そして、ベーン操作量補正量がこの補正量閾値以上になったときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。そして、第３実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合には、第１実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合と同じように目標燃料噴射量が設定される。

なお、第３実施形態に従って設定される過給圧閾値は、ベーン操作量補正量が大きいほど小さい値に設定され、第３実施形態に従って算出される補正量閾値は、目標過給圧に対する実過給圧の差が小さいほど小さい値として算出される。

このように、第３実施形態では、ベーン操作量補正量を考慮して設定される過給圧閾値、または、目標過給圧に対する実過給圧の差を考慮して設定される補正量閾値を用いて機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かが判断される。このため、第３実施形態によれば、より正確に、機関運転状態が高加速運転状態に移行したか否かが判断されるという効果が得られる。

第３実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例が図１０に示されている。なお、図１０のステップ３０４〜３０７は、それぞれ、図７のステップ１０３〜１０６と同じであるので、これらステップの詳細な説明は省略する。

図１０のルーチンが開始されると、ステップ３００において、現在のアクセルペダル開度Ａｃｃと現在の機関回転数Ｎｅと現在の実過給圧Ｐｉｍと現在の目標過給圧ＴＰｉｍと現在のベーン操作量補正量Ｖｍとが取得される。次いで、ステップ３０１において、ステップ３００で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて要求燃料噴射量マップから現在の要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）が取得されると共にステップ３００で取得された実過給圧Ｐｉｍに基づいて許容燃料噴射量マップから現在の許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ３０２において、ステップ３００で取得された実過給圧Ｐｉｍと目標過給圧ＴＰｉｍとベーン操作量補正量Ｖｍとに基づいて過給圧閾値Ｐｉｍｔｈが算出される。次いで、ステップ３０３において、ステップ３００で取得された実過給圧Ｐｉｍがステップ３０２で算出された過給圧閾値Ｐｉｍｔｈ以上である（Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０４に進む。一方、Ｐｉｍ＜Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０７に進む。

ところで、上述した実施形態において、アクセルペダル開度が最大値となっており且つ実過給圧が一定の過給圧に維持されているとき、実過給圧は機関回転数に応じた或る一定の過給圧（以下この過給圧を「定常全負荷過給圧」という）となる。そして、上述した実施形態において、アクセルペダル開度が最大値とされて実過給圧が定常全負荷過給圧に制御されるまでの間に機関運転状態が高加速機関運転に移行することが多い。そこで、第２実施形態において、機関運転状態が高加速運転状態にあるか否かを判断するための過給圧閾値を算出するときに目標過給圧として定常全負荷過給圧を用いるようにしてもよい。

すなわち、この実施形態（以下「第４実施形態」という）では、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い過給圧が定常全負荷過給圧から所定値を差し引くことによって過給圧閾値として算出される。一方、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高いベーン操作量補正量が補正量閾値として予め設定されている。そして、機関運転中、実過給圧が過給圧閾値よりも高く且つベーン操作量補正量が補正量閾値よりも大きいときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。そして、第４実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合には、第２実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合と同じように目標燃料噴射量が設定される。

このように、第４実施形態によれば、目標過給圧として定常全負荷過給圧が用いられることから、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性がより高いときに、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。したがって、実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回る現象がより確実に生じるときに、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。したがって、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断されたときに行うべき上述した目標燃料噴射量の制御を実行する回数が少なくなる。このため、第４実施形態によれば、全体として、目標燃料噴射量の制御が簡潔なものとなるという効果がある。

第４実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例が図１１に示されている。なお、図１１に示されているステップ４０６〜４０９は、それぞれ、図７のステップ１０３〜１０６と同じであるので、これらステップの詳細な説明は省略する。

図１１のルーチンが開始されると、ステップ４００において、現在のアクセルペダル開度Ａｃｃと現在の機関回転数Ｎｅと現在の実過給圧Ｐｉｍと現在のベーン操作量補正量Ｖｍとが取得される。次いで、ステップ４０１において、ステップ４００で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて要求燃料噴射量マップから現在の要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）が取得されると共にステップ４００で取得された実過給圧Ｐｉｍに基づいて許容燃料噴射量マップから現在の許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ４０２において、ステップ４００で取得された機関回転数Ｎｅに基づいて定常全負荷過給圧ＰｉｍＭａｘが算出される。次いで、ステップ４０３において、ステップ４０２で算出された定常全負荷過給圧ＰｉｍＭａｘに基づいて過給圧閾値Ｐｉｍｔｈが算出される。次いで、ステップ４０４において、ステップ４００で取得された実過給圧Ｐｉｍがステップ４０３で算出された過給圧閾値Ｐｉｍｔｈ以上である（Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０５に進む。一方、Ｐｉｍ＜Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０９に進む。

ステップ４０４においてＰｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別され、ルーチンがステップ４０５に進むと、ステップ４００で取得されたベーン操作量補正量Ｖｍが補正量閾値Ｖｍｔｈ以上である（Ｖｍ≧Ｖｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖｍ≧Ｖｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０６に進む。一方、Ｖｍ＜Ｖｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０９に進む。

なお、第３実施形態において、機関運転状態が高加速運転状態にあるか否かを判断するための過給圧閾値または補正量閾値を算出するときに目標過給圧として定常全負荷過給圧を用いるようにしてもよい。

すなわち、この実施形態（以下「第５実施形態」という）では、ベーン操作量補正量を考慮したときに機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高い定常全負荷過給圧に対する実過給圧の差が算出され、この差を定常全負荷過給圧から差し引いた値が過給圧閾値に設定される。そして、実過給圧がこの過給圧閾値以上になったときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。或いは、第５実施形態では、定常全負荷過給圧に対する実過給圧の差を考慮したときに機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性が高いベーン操作量補正量が補正量閾値として算出される。そして、ベーン操作量補正量がこの補正量閾値以上になったときに、機関運転状態が高加速運転状態にあると判断される。そして、第５実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合には、第３実施形態において機関運転状態が高加速運転状態にあると判断された場合と同じように目標燃料噴射量が設定される。

なお、第５実施形態に従って設定される過給圧閾値は、ベーン操作量補正量が大きいほど小さい値に設定され、第５実施形態に従って算出される補正量閾値は、定常全負荷過給圧に対する実過給圧の差が小さいほど小さい値として算出される。

このように、第５実施形態によれば、目標過給圧として定常全負荷過給圧が用いられることから、機関運転状態が高加速運転状態に移行する可能性がより高いときに、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。したがって、実過給圧が目標過給圧を上回った後に目標過給圧を下回る現象がより確実に生じるときに、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断される。したがって、機関運転状態が高加速運転状態に移行したと判断されたときに行うべき上述した目標燃料噴射量の制御を実行する回数が少なくなる。このため、第５実施形態によれば、全体として、目標燃料噴射量の制御が簡潔なものとなるという効果が得られる。

第５実施形態の目標燃料噴射量の設定を実行するルーチンの一例が図１２に示されている。なお、図１２に示されているステップ５０５〜５０８は、それぞれ、図７のステップ１０３〜１０６と同じであるので、これらステップの詳細な説明は省略する。

図１１のルーチンが開始されると、ステップ５００において、現在のアクセルペダル開度Ａｃｃと現在の機関回転数Ｎｅと現在の実過給圧Ｐｉｍと現在のベーン操作量補正量Ｖｍとが取得される。次いで、ステップ５０１において、ステップ５００で取得されたアクセルペダル開度Ａｃｃと機関回転数Ｎｅとに基づいて要求燃料噴射量マップから現在の要求燃料噴射量Ｑｄ（ｉ）が取得されると共にステップ５００で取得された実過給圧Ｐｉｍに基づいて許容燃料噴射量マップから現在の許容燃料噴射量Ｑｐ（ｉ）が取得される。次いで、ステップ５０２において、ステップ５００で取得された機関回転数Ｎｅに基づいて定常全負荷過給圧ＰｉｍＭａｘが算出される。次いで、ステップ５０３において、ステップ５０２で算出された定常全負荷過給圧ＰｉｍＭａｘに基づいて過給圧閾値Ｐｉｍｔｈが算出される。次いで、ステップ５０４において、ステップ５００で取得された実過給圧Ｐｉｍがステップ５０３で算出された過給圧閾値Ｐｉｍｔｈ以上である（Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｐｉｍ≧Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ５０５に進む。一方、Ｐｉｍ＜Ｐｉｍｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ５０８に進む。

なお、上述した第１実施形態〜第５実施形態の目標燃料噴射量の制御は、図１３に示されている内燃機関１０にも適用可能である。図１３に示されている内燃機関１０は、排気再循環装置（以下これを「ＥＧＲ装置」という）５０を具備する。ＥＧＲ装置５０は、排気再循環管（以下これを「ＥＧＲ通路」という）５１を有する。ＥＧＲ通路５１の一端は、排気枝管４１に接続されている。すなわち、ＥＧＲ通路５１の一端は、排気タービン３５Ｂよりも上流の排気通路の部分に接続されている。一方、ＥＧＲ通路５１の他端は、吸気枝管３１に接続されている。すなわち、ＥＧＲ通路５１の他端は、コンプレッサ３５Ａよりも下流の吸気通路の部分に接続されている。また、ＥＧＲ通路５１には、該ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気再循環制御弁（以下この排気再循環制御弁を「ＥＧＲ制御弁」という）５２が配置されている。内燃機関１０では、ＥＧＲ制御弁５２の開度（以下この開度を「ＥＧＲ制御弁開度」という）が大きいほど、ＥＧＲ通路５１内を流れる排気ガスの流量が多くなる。さらに、ＥＧＲ通路５１には、該ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスを冷却する排気再循環クーラ５３が配置されている。また、ＥＧＲ制御弁５２は、インターフェース６５に接続されており、この動作を制御する信号がインターフェース６５を介して電子制御装置６０から与えられる。

そして、ＥＧＲ装置５０によって吸気管３２内を流れる空気中に排気ガス（以下この排気ガスを「ＥＧＲガス」という）が導入される。ここで、ＥＧＲガスの量（以下この量を「ＥＧＲガス量」という）は、ＥＧＲ制御弁５２の開度（すなわち、ＥＧＲ制御弁開度）を制御することによって制御可能であり、ＥＧＲ制御弁開度以外の条件が同じであれば、ＥＧＲ制御弁開度が大きいほどＥＧＲガス量が多くなる。

なお、上述した実施形態は本発明の制御装置を圧縮自着火式の内燃機関に適用したものであるが、本発明は火花点火式の内燃機関にも適用可能である。

１０…内燃機関、２０…機関本体、２１…燃料噴射弁、３５…過給機、３５Ａ…コンプレッサ、３５Ｂ…排気タービン、３５Ｄ…ベーン、６０…電子制御装置、７２…過給圧センサ、７４…クランクポジションセンサ、７５…アクセルペダル開度センサ

Claims (1)

1. 過給圧を制御可能な過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、実際の過給圧を目標過給圧に制御する過給圧制御手段と、所定の条件が成立したときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量を目標燃料噴射量に設定する目標燃料噴射量設定手段とを具備する制御装置において、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回るか否かを予測する過給圧予測手段と、実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときに実際の過給圧が目標過給圧を下回ったときの最も低い過給圧を最低過給圧として予測する最低過給圧予測手段とをさらに具備し、前記所定の条件が成立したときであっても実際の過給圧が目標過給圧を上回った後に下回ると予測されたときには実際の過給圧が最低過給圧になるまでの間、実際の過給圧が最低過給圧になったときに実際の過給圧に応じて設定される燃料噴射量に向かって或いは同燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に向かって目標燃料噴射量が増大するように同目標燃料噴射量が設定される内燃機関の制御装置。

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