JP4353210B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ターボチャージャなどの過給機と、この過給機に過給アシストを行う過給アシスト機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。

車両の加速特性を向上させるために、エンジンにターボチャージャなどの過給機を備えたものが知られており、さらに、車両の走行開始時など、ターボチャージャの過給圧が十分に高まっていない際には、電動機などのアシスト機構により、過給アシストを行うエンジンの制御装置がある。このような過給アシストを行うものとして、たとえば特許第３０５５１４３号公報（特許文献１）に開示されたターボチャージャの制御装置がある。このターボチャージャの制御装置では、アクセルペダルにおけるアイドル位置を検出するとともに、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、アイドル位置から立上り点にいたるまでのアクセルペダルの踏み込み速度に応じて、電動機の回転駆動量（過給アシスト量）を決定してプレアシストを行うというものである。この制御装置によれば、アクセルペダルの踏み込み開始点からアクセルペダルの踏み込み量センサの立上り点との不感知領域の状態を検出するので、アクセルペダルの踏み込み操作が急速な場合に、エンジンのブースト圧（過給圧）を素早く上昇させることができるというものである。
特許第３０５５１４３号公報

しかし、上記特許文献１に開示されたターボチャージャの制御装置においては、アイドル位置から立上り点にいたるまでのアクセルペダルの踏み込み速度に応じて、過給アシスト量を決定している。このため、ターボチャージャによる過給の開始は、踏み込み量センサの立上り点以後となってしまう。したがって、エンジン（内燃機関）のブースト圧を素早く上昇させるにしても、制御遅れが避けられず、内燃機関に加速要求を開始する際に、過給アシストを行うために十分な条件が整っておらず、十分な過給圧を供給することができないことがあるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、内燃機関に対する加速要求の開始点において、十分な過給圧を供給することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、踏み込み量検出手段によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、過給アシスト制御手段は、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、を有し、過給アシスト制御手段は、第一踏み込み量が検出されてから第二踏み込み量が検出されるまでの第二踏み込み量到達時間と、プレアシスト開始手段によってアシスト機構によるプレアシストを開始させてから、実際に過給機がプレアシスト機構によって加速要求の開始点よりも前に十分な過給状態となるプレアシスト完了状態となるまでの時間であるプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、加速要求開始手段による加速要求が開始される前にプレアシスト完了状態となるように、第一踏み込み量および第二踏み込み量の少なくとも一方を補正する踏み込み量補正手段をさらに備えるものである。

本発明に係る内燃機関の制御装置では、アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、プレアシストを開始させている。このため、加速要求が開始される第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量に到達する以前に、プレアシストを行っているので、加速要求が開始される際に、過給アシストを行うための条件を整えた状態とすることができる。したがって、内燃機関に対する加速要求の開始点において、十分な過給圧を供給することができる。

第二踏み込み量到達時間とプレアシスト時間との関係は、個々のドライバの個性によって変化するものである。そのため、このような踏み込み量補正手段を備えることにより、ドライバの好みに応じたプレアシストを行うことができる。なお、ここでの第二踏み込み量到達時間とプレアシスト時間との関係の履歴は、統計的処理値を含むものである。

また、上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、踏み込み量検出手段によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、過給アシスト制御手段は、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、を有し、過給アシスト機構は、過給機におけるタービンのタービン回転数を電気エネルギーでアシストする過給アシスト機構であり、過給アシスト制御手段は、タービンのタービン回転数を制御するタービン回転数制御手段をさらに有し、タービン回転数制御手段は、第一踏み込み量が検出されてから第二踏み込み量が検出されるまでの第二踏み込み量到達時間と、プレアシスト開始手段によってアシスト機構によるプレアシストを開始させてから、実際に過給機がプレアシスト機構によって加速要求の開始点よりも前に十分な過給状態となるプレアシスト完了状態となるまでの時間であるプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、加速要求開始手段による加速要求が開始される前にプレアシスト完了状態となるように、プレアシスト完了状態となる時間に、タービンの回転数がプレアシスト完了状態となるタービンの回転数に到達するようにタービンの回転数を制御するものである。

このように、タービンの回転数を制御することにより、精度よくプレアシストを行うことができる。

さらに、第一踏み込み量に到達したときに、プレアシストの開始を報知するプレアシスト報知手段をさらに有する態様とすることもできる。

このように、プレアシスト報知手段を設けることにより、ドライバに対してプレアシストの開始を明確に報知することができる。

また、プレアシストの中止指示を検出する中止指示検出手段をさらに備え、過給アシスト制御手段は、第一踏み込み量が検出された後、中止指示検出手段が中止指示を検出した際に、プレアシストを中止するプレアシスト中止手段をさらに有する態様とすることもできる。

このように、プレアシスト中止手段を有する態様とすることにより、プレアシストが困難な状態である場合に、プレアシストを中止することができ、不意のトラブルを回避することができる。

さらに、ドライバのプレアシスト制御の要否を受け付けるプレアシスト受付手段をさらに備え、過給アシスト制御手段は、プレアシスト受付手段がプレアシスト不要指示を受け付けている際に、プレアシストを中止する態様とすることもできる。

このように、プレアシスト受付手段を設けることにより、ドライバの希望に応じてプレアシストを中止することができ、やはり無駄なエネルギーの消費量を低減することができる。

また、上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、踏み込み量検出手段によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、過給アシスト制御手段は、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、を有し、過給アシスト機構は、過給機におけるタービンのタービン回転数を電気エネルギーでアシストする過給アシスト機構であり、内燃機関と過給機との間に、過給機による過給圧を低減させるバイパス通路が形成されており、プレアシストは、過給機におけるタービン回転数の増加およびバイパス通路の開制御によって行うものである。

このように、タービンの回転数とバイパス通路の開制御によってプレアシストを行うことにより、サージ回避を好適に行うことができるので、より精度よくプレアシストを行うことができる。

そして、過給アシスト機構は、モータを備え、モータの回転によって過給機におけるタービンを回転させるモータアシスト機構である態様とすることもできる。

このように、アシスト機構としては、モータの回転によって過給機におけるタービンを回転させるモータアシスト機構を好適に用いることができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、車両が加速する際の加速開始点において、十分な過給圧をエンジンに供給することができる。

以下、図面を参照して本発明の第一の実施形態に係る内燃機関の制御装置の実施形態を説明する。なお、同一の部材、要素については、その説明を省略することがある。図１は第一の実施形態に係る内燃機関の制御装置のブロック構成図である。本実施形態に係る内燃機関の制御装置としては、いわゆるオートマチックトランスミッション（ＡＴ）車に搭載されたものについて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関であるエンジン１に対して、過給気を供給する過給機であるターボチャージャ２を備えている。ターボチャージャ２は、排気管６および吸気管７によってエンジン１と接続されており、排気管６を介してエンジン１より排気される排気ガスを吸入する一方、吸気管７を介してエンジン１に対して過給気を供給する。

ターボチャージャ２には、タービン３、コンプレッサ４、および過給アシスト機構である電動モータ５が設けられている。タービン３は、エンジン１の排気ガスによって駆動され、タービン３の回転トルクによってコンプレッサ４が作動する。コンプレッサ４の作動によって圧気が発生し、この圧気が吸気管７を介して過給気としてエンジン１に供給される。

電動モータ５は、回転軸を備えており、この回転軸がタービンの回転軸に接続されている。エンジン１から排出される排気ガスが多量である場合には、タービン３の回転トルクによってコンプレッサ４が作動するとともに、電動モータ５が作動して排気エネルギーを電気エネルギーに回生する。

また、停止中の車両が急加速を行う時や車両が低速走行中でかつエンジン１に高負荷がかかる時には、電動モータ５に電力を供給して電動モータ５を作動させる。この作動させられた電動モータ５の回転トルクによってコンプレッサ４を駆動して、過給気をエンジン１に供給する。こうして、ターボチャージャ２は、排気エネルギー以外のエネルギーとして電気エネルギーを利用して過給アシストを行う。加えて、電動モータ５は、エンジン１の出力に影響を与えない条件・範囲でのアシストを直ちに開始できる状態とする制御として、プレアシスト制御を行う。

さらに、エンジン１とターボチャージャ２との間における吸気管７には、ターボチャージャ２の過給圧を低減させるバイパス通路８が設けられている。バイパス通路８には、開閉弁８Ａが設けられており、開閉弁８Ａの開度を大きくすることにより、その開度に応じてターボチャージャ２の過給圧が低減される。

また、図示しない車室内には、ドライバが操作するアクセルペダル９が設けられており、このアクセルペダル９には、踏力調整機構９Ａが設けられている。踏力調整機構９Ａは、図示しないばね機構を備えており、アクセルペダル９の踏み込み開始位置、第一踏み込み量に相当する第一踏み込み位置、第一踏み込み位置よりも大きい踏み込み量となる第二踏み込み量に相当する第二踏み込み位置のそれぞれにおいて、付勢力が変化するようにばね力が調整されている。具体的に、アクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置到達した時点でそれよりも以前の踏み込み量のときよりもばね力が増加する。また、アクセルペダル９の踏み込み量が第二踏み込み位置到達した時点でそれよりも以前の踏み込み量のときよりもばね力がさらに増加する。このばね力により、アクセルペダル９を踏んだドライバは、踏み込み開始位置、第一踏み込み位置、および第二踏み込み位置にそれぞれ到達したことを認識できるようになっている。

さらに、本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、過給アシスト制御手段であるＥＣＵ１０を備えている。さらに、アクセルペダル９には、アクセルポジションセンサ１１は、ＥＣＵ１０に接続されるとともに、アクセルペダル９の踏み込み量を検出しており、検出した踏み込み量をＥＣＵ１０に出力している。また、アクセルポジションセンサ１１は、アクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置に到達した際に、プレアシストポジション信号をＥＣＵ１０に出力する。

また、図示しない車室内におけるインストルメントパネルには、プレアシスト受付手段であるプレアシストスイッチ１２およびプレアシスト報知手段であるインジケータランプ１３が設けられている。また、車室内におけるパーキングブレーキにはパーキングブレーキセンサ１４が設けられ、シフトレバーにはシフトレバーセンサ１５が設けられており、さらに、ブレーキペダルにはブレーキセンサ１６が設けられている。また、車両における車輪には、車速センサ１７が設けられている。これらのプレアシストスイッチ１２、インジケータランプ１３、パーキングブレーキセンサ１４、シフトレバーセンサ１５、ブレーキセンサ１６、および車速センサ１７は、いずれもＥＣＵ１０に接続されている。

プレアシストスイッチ１２は、ドライバの操作によってプレアシスト制御の要否を受け付ける。プレアシストスイッチ１２は、ドライバの操作によるプレアシスト制御の要否をＥＣＵ１０に出力する。インジケータランプ１３は、ＥＣＵ１０によって点灯・消灯・点滅させられ、ＥＣＵ１０が電動モータ５を作動させるプレアシスト制御を行っている際に点灯し、プレアシスト制御を行っていない際には消灯する。また、プレアシスト制御ができない状態にある場合には、インジケータランプ１３が点滅する。

パーキングブレーキセンサ１４は、パーキングブレーキ（サイドブレーキ）レバーの操作状況を検出しており、パーキングブレーキペダルによってブレーキがかけられた状態にある際には、パーキングブレーキ信号をＥＣＵ１０に出力する。シフトレバーセンサ１５は、シフトレバーポジション（セレクタ位置）を検出し、シフトレバーがニュートラルレンジ、パージングレンジ、ドライブレンジ、リバースレンジ、低ギアレンジのいずれにあるかを検出する。シフトレバーセンサ１５は、検出したシフトレバーポジションをＥＣＵ１０に出力する。

ブレーキセンサ１６は、ブレーキペダル（フットブレーキ）の操作状況を検出しており、ブレーキペダルが操作されてブレーキがかかっている場合に、フットブレーキ信号をＥＣＵ１０に出力する。また、車速センサ１７は、車両の車速を検出しており、検出した車速をＥＣＵ１０に出力する。

さらに、車両には、バッテリ２０および電力変換器２１が設けられている。バッテリ２０は、電動モータ５や図示しない発電機が発電した電力を蓄電している。また、電力変換器２１は、ＥＣＵ１０に接続されており、ＥＣＵ１０の指令に基づいてバッテリ２０に蓄電された電力を電動モータ５に供給したり、電動モータ５で回生された電力をバッテリ２０に供給したりする。さらに、バッテリ２０には、蓄電量センサ２２が設けられている。蓄電量センサ２２は、バッテリ２０の蓄電量を検出しており、検出した蓄電量をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、バッテリ２０の蓄電量として、電動モータ５によって過給アシストを行う余裕がある蓄電量を所定の基準値として記憶している。ＥＣＵ１０は、蓄電量センサ２２から出力されるバッテリ２０の蓄電量を記憶する基準値と比較し、蓄電量センサ２２から出力されたバッテリ２０の蓄電量が基準値以上である場合には、プレアシスト制御を許可する。また、バッテリ２０の蓄電量が基準値未満である場合には、プレアシスト中止指示を電力変換器２１に出力する。ＥＣＵ１０は、プレアシスト中止手段を構成する。

ＥＣＵ１０は、アクセルポジションセンサ１１から出力されたアクセルペダル９の踏み込み量が第二踏み込み位置に到達した時点でエンジン１に対して加速要求を行う。加速要求では、アクセルペダル９の踏み込み量に基づいて、エンジン１の回転数を制御する。ＥＣＵ１０は、エンジン１を制御するために、エンジン１における燃料噴射量や吸排気バルブのバルブタイミングの制御を行う。ＥＣＵ１０は加速要求開始手段を構成する。

また、ＥＣＵ１０は、プレアシスト制御条件が満たされたとき、具体的に、後に説明する制御手順において、ステップＳ３〜ステップＳ６の各条件が満たされたときに、プレアシスト制御を行う。このプレアシスト制御では、ＥＣＵ１０から電力変換器２１に電力供給信号を出力し、バッテリ２０の電力を電動モータ５に供給する。バッテリ２０から供給される電力によって電動モータ５が作動し、タービン３を回転させて過給気をエンジン１に供給する。ＥＣＵ１０は、プレアシスト開始手段を構成する。

さらに、ＥＣＵ１０は、第一踏み込み位置が検出されてから第二踏み込み位置が検出されるまでの第二踏み込み量到達時間と、プレアシスト制御を開始するプレアシスト開始状態からプレアシストを完了するプレアシスト完了状態までのプレアシスト時間との関係の履歴を記憶している。プレアシスト制御を行うにあたり、ＥＣＵ１０は、第二踏み込み量到達時間とプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、プレアシスト時間が経過したときに、タービン３の回転数がプレアシスト完了状態となるタービンの回転数に到達するようにタービン３の回転数を制御する。このように、ＥＣＵ１０は、タービン回転数制御手段を構成する。

また、ＥＣＵ１０には、バイパス通路８に設けられた開閉弁８Ａが接続されている。ＥＣＵ１０は、プレアシスト制御を行う際に、この開閉弁８Ａを開閉制御することにより、ターボチャージャ２における過給圧を調整する。

さらに、ＥＣＵ１０は、第二踏み込み量到達時間とプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、第一踏み込み位置を補正している。ＥＣＵ１０は、踏み込み量補正手段を構成する。なお、本実施形態では第一踏み込み位置を補正するようにしているが、第二踏み込み位置を補正したり、あるいは第一踏み込み位置および第二踏み込み位置の両方を補正したりすることもできる。

次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御手順について説明する。この制御手順では、車両が停止している状態で行われる制御について説明する。図２は、本実施形態に係る制御装置における制御手順を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態に係る制御装置においては、車速が０であるか否かを判断する（Ｓ１）。車速が０であるか否かの判断は、車速センサ１７から出力される車速に基づいて行われる。その結果、車速が０となっておらず、車両が走行していると判断した場合には、ステップＳ１に戻り、車速が０となるまでステップＳ１の判断を繰り返す。このとき、インジケータランプ１３は消灯している。

一方、車速が０となっており、車両が停止していると判断した場合には、プレアシストスイッチ１２がＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ２）。プレアシストスイッチ１２がＯＮとなっているか否かの判断は、プレアシストスイッチ１２が操作されて、プレアシスト制御が要であるとの受付が行われているか否かによって行われる。

その結果、プレアシストスイッチがＯＮとなっていないと判断した場合には、ステップＳ１に戻り、車速が０となるまでステップＳ１の判断を繰り返す。一方、プレアシストスイッチがＯＮとなっていると判断した場合には、アシスト許可信号がＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ３）。アシスト許可信号は、蓄電量センサ２２から出力されたバッテリ２０の蓄電量に基づいてＯＮ−ＯＦＦされる。蓄電量センサ２２から出力されたバッテリ２０の蓄電量が所定の基準値以上である場合には、アシスト許可信号がＯＮとなっていると判断した場合にはステップＳ４に進む。また、バッテリ２０の蓄電量が所定の基準値未満であり、アシスト許可信号がＯＮとなっていないと判断した場合には、過給アシストを行うことができないので、インジケータランプを点滅させ（Ｓ９）、プレアシストを禁止して（Ｓ１０）、制御を終了する。

ステップＳ４では、セレクタ位置がニュートラルレンジ、リバースレンジ、およびパーキングレンジのいずれにも位置していないか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、ニュートラルレンジ、リバースレンジ、およびパーキングレンジのいずれかに位置していると判断した場合には、ドライバが車両を走行させる意思がないと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ９）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ１０）、制御を終了する。

一方、セレクタ位置がニュートラルレンジ、リバースレンジ、およびパーキングレンジのいずれにも位置していないと判断した場合には、アクセルペダル９がプレアシストポジションにあるか否かを判断する（Ｓ５）。アクセルペダル９がプレアシストポジションにあるか否かの判断は、アクセルポジションセンサ１１から出力されるアクセルペダル９の踏み込み量によって判断され、アクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置と同じまたは第一踏み込み位置よりも大きく、かつ第二踏み込み位置と第二踏み込み位置よりも小さい場合にプレアシストポジションにあると判断する。また、アクセルの踏み込み量が第一踏み込み位置よりも小さい場合（踏み込み量が０である場合を含む）および第二踏み込み位置と同じまたは第二踏み込み位置よりも大きい場合には、プレアシストポジションにはないと判断する。

ステップＳ５における判断の結果、アクセルペダル９がプレアシストポジションにないと判断した場合には、ドライバが車両を走行させる意思がないと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ９）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ１０）、制御を終了する。一方、プレアシストポジションにあると判断した場合には、ブレーキまたはパーキングブレーキがＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ６）。ブレーキがＯＮとなっているか否かの判断は、ブレーキセンサ１６から出力されるブレーキ信号に基づいて行われる。また、パーキングブレーキがＯＮとなっているか否かの判断は、パーキングブレーキセンサ１４から出力されるパーキングブレーキ信号に基づいて判断される。

その結果、ブレーキおよびパーキングブレーキのいずれもがＯＮとなっていないと判断した場合には、ドライバは即座に車両を発進させたいと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ９）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ１０）、制御を終了する。一方、ブレーキまたはパーキングブレーキのいずれかがＯＮとなっていると判断した場合には、インジケータランプを点灯させ（Ｓ７）、プレアシスト制御を実行する（Ｓ８）。

プレアシスト制御では、ＥＣＵ１０から電力変換器２１に電力供給信号を出力し、バッテリ２０の電力を電動モータ５に供給する。バッテリ２０から供給される電力によって電動モータ５が作動し、タービン３を回転させて過給気をエンジン１に供給する。ここで、ＥＣＵ１０は、プレアシスト制御において、第二踏み込み量到達時間とプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、プレアシスト時間が経過したときに、タービン３の回転数がプレアシスト完了状態となるタービンの回転数に到達するようにタービン３の回転数を制御する。

また、プレアシスト時間が経過したときに、タービン３の回転数がプレアシスト完了状態となるタービンの回転数に到達するようにタービン３の回転数を制御することが困難である場合には、バイパス通路８に形成された開閉弁８Ａを開閉制御してターボチャージャ２の過給圧を調整する。この過給圧の調整により、サージ回避を好適に行うことができ、より精度よくプレアシスト制御を行うことができる。

このように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置においては、アクセルペダル９がプレアシストポジションにあるか否かを判断してプレアシスト制御を行うようにしている。いま、アクセルペダル９の踏み込み量とアクセルポジションセンサ１１からの出力信号との関係を図３（ａ）に示す。アクセルペダル９の踏み込み量が０の位置を非踏み込み位置Ｌ０とし、アクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置Ｌ１に到達する以前では、アクセルポジション信号Ｐ１およびプレアシストポジション信号Ｐ２のいずれもアクセルポジションセンサ１１からＥＣＵ１０に出力されることはない。

アクセルペダル９の踏み込み量が増加し、第一踏み込み位置Ｌ１に到達した際には、プレアシストポジション信号Ｐ２がアクセルポジションセンサ１１からＥＣＵ１０に出力される。その後、アクセルペダル９の踏み込み量がさらに増加し、第二踏み込み位置Ｌ２に到達した際には、プレアシストポジション信号Ｐ２が継続して出力されるとともに、アクセルペダル９の踏み込み量に応じたアクセルポジション信号Ｐ１がＥＣＵ１０に出力される。

このため、ＥＣＵ１０においては、第一踏み込み位置を超える位置までアクセルペダル９を踏み込むことにより、車両への加速要求が行われる第二踏み込み位置に到達する前段階において、プレアシストが行われる。したがって、加速要求が行われる第二踏み込み位置に到達するまでにプレアシスト制御が行われるので、加速要求が開始される時点で十分な過給圧をエンジン１に与えることができる。

また、プレアシスト制御を行うためには、単にアクセルペダル９を踏み込むのみでなく、第一踏み込み位置を超える位置までアクセルペダル９を踏み込む必要がある。このため、プレアシスト制御を望むドライバは、第一踏み込み位置を超える位置まで意図的にアクセルペダル９を踏み込むことにより、プレアシスト制御を行わせることができる。

さらに、プレアシスト制御が開始される第一踏み込み位置を超える位置までアクセルペダル９が操作された場合には、踏力調整機構９Ａによってばね力が増加し、踏み込みに対する反力が大きくなる。ここで、アクセルペダル９の踏み込み量と踏力調整機構９Ａのばね力との関係を図３（ｂ）に示す。アクセルペダル９の踏み込み量が非踏み込み位置Ｌ０と第一踏み込み位置Ｌ１との間にある際、踏力調整機構９Ａにおけるばね力は、一定の傾斜の第一部分Ｆ１をもって踏み込み量の増加に伴って増加する。続いて、アクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置Ｌ１〜第二踏み込み位置Ｌ２にある間の踏力調整機構９Ａにおけるばね力は、第一部分Ｆ１よりも傾斜の大きい第二部分Ｆ２をもって踏み込み量の増加に伴って増加する。このため、第一踏み込み位置Ｌ１を境として、踏力に対抗するばね力が大きくなるので、ドライバはアクセルペダル９の踏み込み量が第一踏み込み位置Ｌ１に到達したことを認識することができる。したがって、アクセルペダル９から受けるばね力によって、ドライバはプレアシスト制御の開始を認識することができる。さらに、第一踏み込み位置を超える位置までアクセルペダル９が踏み込まれてプレアシスト制御が開始される場合には、インジケータランプ１３が点灯してプレアシスト制御の開始を報知する。このインジケータランプ１３の表示によっても、ドライバはプレアシスト制御の開始を認識することができる。

しかも、アクセルペダル９の踏み込み量が第二踏み込み位置Ｌ１よりも大きい場合の踏力調整機構９Ａにおけるばね力は、第二部分Ｆ２よりもさらに傾斜の大きい第三部分Ｆ３をもって踏み込み量の増加に伴って増加する。このため、第二踏み込み位置Ｌ２を境として、踏力に対抗するばね力がさらに大きくなるので、ドライバはアクセルペダル９の踏み込み量が第二踏み込み位置Ｌ２に到達したことを認識することができる。したがって、アクセルペダル９から受けるばね力によって、ドライバは加速要求の開始を認識することができる。

また、プレアシスト制御を行うにあたり、バッテリ２０の蓄電量が基準値を超えていることが条件とされていることにより、バッテリ２０に対する過度の負担を防止し、バッテリ２０の蓄電量不足といったトラブルを回避することができる。さらに、プレアシスト制御を行うにあたり、プレアシストスイッチ１２がＯＮとなっていることが条件とされている。このため、ドライバの希望に応じてプレアシストを中止することができ、無駄なエネルギーの消費量を低減することができる

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る内燃機関の制御装置としては、いわゆるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）車に搭載されたものについて説明する。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置では、第一の実施形態におけるシフトレバーセンサが設けられていないのに代えて、ギア位置センサおよびクラッチセンサが設けられている。その他の点については、上記第一の実施形態と同様の構成を有している。

本実施形態に係る制御装置におけるギア位置センサは、車室内に設けられたシフトレバーに取り付けられており、シフトレバーのセレクタ位置が１速（１ｓｔ）にあるか否かを検出している。ギア位置センサは、ギア位置が１ｓｔにあることを検出した際には、１ｓｔ位置信号をＥＣＵに出力する。クラッチセンサは、車室内に設けられたクラッチペダルに取り付けられており、クラッチペダルの操作量を検出し、クラッチが切となっているか否かを検出している。クラッチセンサは、クラッチが切となっていることを検出した際には、クラッチ切信号をＥＣＵに出力する。

次に、本実施形態に係る制御装置における制御手順について説明する。図４は、本実施形態に係る制御装置における制御手順を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態に係る制御装置においては、車速が０であるか否かを判断する（Ｓ１１）。その結果、車速が０でないと判断した場合には、ステップＳ１に戻り、車速が０となるまでステップＳ１の判断を繰り返し、車速が０であると判断した場合には、プレアシストスイッチがＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ１２）。その結果、プレアシストスイッチがＯＮとなっていないと判断した場合には、ステップＳ１に戻り、車速が０となるまでステップＳ１の判断を繰り返す。一方、プレアシストスイッチがＯＮとなっている-と判断した場合には、アシスト許可信号がＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ１３）。その結果、アシスト許可信号がＯＮとなっていないと判断した場合には、過給アシストを行うことができないので、インジケータランプを点滅させ（Ｓ２０）、プレアシストを禁止して（Ｓ２１）、制御を終了する。ここまでは、上記第一の実施形態と同様の手順で行われる。

次に、ステップＳ１３でアシスト許可信号がＯＮとなっていると判断した場合には、セレクタ位置が１速（１ｓｔ）となっていないか否かを判断する（Ｓ１４）。セレクタ位置が１速となっているか否かの判断は、ギア位置センサから１ｓｔ位置信号が出力されているか否かによって行われる。その結果、セレクタ位置が１速（１ｓｔ）となっていないと判断した場合には、ドライバがプレアシスト制御を希望していないと判断することができるため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ２０）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ２１）、制御を終了する。

一方、セレクタ位置が１速（１ｓｔ）となっていると判断した場合には、アクセルペダルがプレアシストポジションにあるか否かを判断する（Ｓ１５）。アクセルペダルがプレアシストポジションにあるか否かの判断は、上記第一の実施形態と同様に行われる。その結果、アクセルペダルがプレアシストポジションにないと判断した場合には、ドライバが車両を走行させる意思がないと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ２０）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ２１）、制御を終了する。

また、アクセルペダルがプレアシストポジションにあると判断した場合には、ブレーキがＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ１６）。ブレーキがＯＮとなっているか否かの判断は、ブレーキセンサから出力されるブレーキ信号に基づいて行われる。その結果、ブレーキがＯＮとなってないと判断した場合には、ドライバは即座に車両を発進させたいと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ２０）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ２１）、制御を終了する。

一方、ブレーキがＯＮとなっていると判断した場合には、クラッチが切となっているか否かを判断する（Ｓ１７）。クラッチが切となっているか否かの判断は、クラッチセンサからクラッチ切信号が出力されているか否かによって行われる。

その結果、クラッチが切となってないと判断した場合には、ドライバがプレアシストを要求していないと考えられることから、プレアシストを行う状況にないため、インジケータランプを点滅させ（Ｓ２０）、プレアシスト制御を禁止して（Ｓ２１）、制御を終了する。一方、クラッチが切となっていると判断した場合には、インジケータランプを点灯させ（Ｓ１８）、プレアシスト制御を実行する（Ｓ１９）。なお、通常、車両が停止している場合には、クラッチは切の状態となっているので、このステップＳ１７の判断は省く態様とすることもできる。

こうして、プレアシストを実行すると判断された際には、上記第一の実施形態と同様の手順によって、プレアシストを行う。このように、マニュアルトランスミッション車においても、車両が加速する際の加速開始点において、十分な過給圧をエンジンに供給することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、車速が０である場合にのみプレアシストを行う態様としているが、たとえば車速が所定速度よりも低い低車速であるときに、プレアシストを行う態様とすることもできる。

第一の実施形態に係る内燃機関の制御装置のブロック構成図である。 第一の実施形態に係る制御装置における制御手順を示すフローチャートである。 （ａ）はいま、アクセルペダルの踏み込み量とアクセルポジションセンサからの出力信号との関係を示すグラフ、（ｂ）はアクセルペダルの踏み込み量と踏力調整機構のばね力との関係を示すグラフである。 第二の実施形態に係る制御装置における制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、２…ターボチャージャ、３…タービン、４…コンプレッサ、５…電動モータ、６…排気管、７…吸気管、８…バイパス通路、８Ａ…開閉弁、９…アクセルペダル、９Ａ…踏力調整機構、１１…アクセルポジションセンサ、１２…プレアシストスイッチ、１３…インジケータランプ、１４…パーキングブレーキセンサ、１５…シフトレバーセンサ、１６…ブレーキセンサ、１７…車速センサ、２０…バッテリ、２１…電力変換器、２２…蓄電量センサ。

Claims (7)

1. 車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、前記過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
   アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって検出された前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、前記過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、
   前記過給アシスト制御手段は、
   前記踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、前記アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって前記第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、前記内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、
   を有し、
   前記過給アシスト制御手段は、前記第一踏み込み量が検出されてから前記第二踏み込み量が検出されるまでの第二踏み込み量到達時間と、前記プレアシスト開始手段によって前記アシスト機構によるプレアシストを開始させてから、実際に前記過給機が前記プレアシスト機構によって加速要求の開始点よりも前に十分な過給状態となるプレアシスト完了状態となるまでの時間であるプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、前記加速要求開始手段による加速要求が開始される前に前記プレアシスト完了状態となるように、前記第一踏み込み量および前記第二踏み込み量の少なくとも一方を補正する踏み込み量補正手段をさらに備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、前記過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
   アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって検出された前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、前記過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、
   前記過給アシスト制御手段は、
   前記踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、前記アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって前記第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、前記内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、
   を有し、
   前記過給アシスト機構は、前記過給機におけるタービンのタービン回転数を電気エネルギーでアシストする過給アシスト機構であり、
   前記過給アシスト制御手段は、前記タービンのタービン回転数を制御するタービン回転数制御手段をさらに有し、
   前記タービン回転数制御手段は、前記第一踏み込み量が検出されてから前記第二踏み込み量が検出されるまでの第二踏み込み量到達時間と、前記プレアシスト開始手段によって前記アシスト機構によるプレアシストを開始させてから、実際に前記過給機が前記プレアシスト機構によって加速要求の開始点よりも前に十分な過給状態となるプレアシスト完了状態となるまでの時間であるプレアシスト時間との関係の履歴に基づいて、前記加速要求開始手段による加速要求が開始される前に前記プレアシスト完了状態となるように、前記プレアシスト完了状態となる時間に、前記タービンの回転数が前記プレアシスト完了状態となる前記タービンの回転数に到達するように前記タービンの回転数を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 前記第一踏み込み量に到達したときに、プレアシストの開始を報知するプレアシスト報知手段をさらに有する請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. プレアシストの中止指示を検出する中止指示検出手段をさらに備え、
   前記過給アシスト制御手段は、前記第一踏み込み量が検出された後、前記中止指示検出手段が中止指示を検出した際に、プレアシストを中止するプレアシスト中止手段をさらに有する請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. ドライバのプレアシスト制御の要否を受け付けるプレアシスト受付手段をさらに備え、
   前記過給アシスト制御手段は、前記プレアシスト受付手段がプレアシスト不要指示を受け付けている際に、前記プレアシストを中止する請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 車両に搭載された吸気通路上に配設された過給機と、前記過給機に対して過給アシストを行う過給アシスト機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
   アクセルペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって検出された前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、前記過給アシスト機構を制御する過給アシスト制御手段と、を備え、
   前記過給アシスト制御手段は、
   前記踏み込み量検出手段によって第一踏み込み量が検出された際に、前記アシスト機構にプレアシストを開始させるプレアシスト開始手段と、
   前記踏み込み量検出手段によって前記第一踏み込み量よりも大きい第二踏み込み量が検出された際に、前記内燃機関に対して加速要求を開始する加速要求開始手段と、
   を有し、
   前記過給アシスト機構は、前記過給機におけるタービンのタービン回転数を電気エネルギーでアシストする過給アシスト機構であり、
   前記内燃機関と前記過給機との間に、前記過給機による過給圧を低減させるバイパス通路が形成されており、
   前記プレアシストは、前記過給機におけるタービン回転数の増加および前記バイパス通路の開制御によって行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 前記過給アシスト機構は、モータを備え、モータの回転によって前記過給機におけるタービンを回転させるモータアシスト機構である請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

Images