JP2008014281A - 過給機付き内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機を備えた内燃機関でトルク段差の発生を抑制して、内燃機関を円滑に駆動させる制御装置を提供する。
【解決手段】過給機５を備えた内燃機関１Ａの制御装置であって、前記内燃機関を制御して発生させるトルクを調整するトルク制御手段１０Ａを備え、前記トルク制御手段は、前記過給機が始動されたときに当該過給機が立上がるときを検出し、前記過給機の始動時から立上がる時までのトルク段差の発生を抑制する。内燃機関の出力状態を緩やか（スムーズ）なものとして円滑に駆動させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。より詳細には、過給機の始動に伴って発生するトルク段差（変動）を抑制して内燃機関を円滑に駆動させる制御装置に関する。

近年、過給機を備えた内燃機関が車両用として採用され、広く搭載されるようになっている。過給機を備えた内燃機関は吸気を過給することによって通常よりも大きなトルクを発生させることができるので、車両の加速性能を向上させることができる。しかし、過給機を始動するときには内燃機関側の力を利用して過給のための動作を開始することが必要である。そのため、過給機を始動させることは内燃機関への一定の負荷となってしまう。

過給機が始動されたときには、例えば内燃機関の吸入空気量が一時的に減少する。そのため過給機が始動されたときには、内燃機関のトルクが一時的に低下し、その後に過給機が立上がる（過給機が実質的に機能し始める）とトルクが上昇に転じる現象（以下、トルク段差と称す）が現れる場合が多い。トルク段差を発生させる内燃機関を搭載した車両は、過給機の始動時に加速度の段差（息つき）が発生し易いので車両の加速感やドライバビリティ（運転操作性）が悪いものとなり、商品性が低いものと評価されてしまう。

そこで、例えば特許文献１は機械式の過給機を備えた内燃機関に関して、過給機の駆動開始時に生じるトルク段差を解消する制御装置について開示する。この制御装置は内燃機関から過給機に伝達する回転力を断続するクラッチを備えている。この制御装置は、上記クラッチを接続して内燃機関の回転力を過給機に伝達するときに、スロットルバルブの開度を増加させて吸入空気量を増やすようにしている。これにより過給機を始動するときに発生するトルク段差を抑制している。その結果、内燃機関を搭載した車両に生じる加速度の段差を抑制できる。

特開平１０−７７８７１号公報

近年、始動を円滑に行えるように駆動アシスト機能を備えた過給機が提案されるようになっている。このような過給機は回転軸に回転補助用のモータ等を備えている。補助モータなどを備えて過給機であれば、従来より短時間で過給機を立上げることができ、また始動に際して内燃機関に与える影響を抑制できるので好ましい。しかしながら、上記特許文献１の技術はこのようなアシスト機能付きの過給機については配慮していない。そのため、吸入空気量を増やすタイミングとアシスト機能を作用させるタイミングとの調整を誤ると、却ってトルク段差が生じてしまう可能性がある。また、特許文献１は内燃機関の点火時期によりトルク段差を抑制することなどについても検討されていない。このように、特許文献１の技術では、種々ある過給機付きの内燃機関を確実に円滑に駆動することについて十分な検討がなされていない。

したがって、本発明の目的は、過給機を備えた内燃機関でトルク段差の発生を抑制して、内燃機関を円滑に駆動させる制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関を制御して発生させるトルクを調整するトルク制御手段を備え、前記トルク制御手段は、前記過給機が始動されたときに当該過給機が立上がるときを検出し、前記過給機の始動時から立上がる時（過給機が実質的に機能して内燃機関のトルクを増加させる時）までのトルク段差の発生を抑制することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置により達成される。

トルク制御手段が、過給機が始動されたときに当該過給機が立上がるとき、すなわち実際に過給機が機能してトルクを増加させる時期を検出し、始動時から立上がる時までのトルク段差の発生を確実に抑制する。よって、内燃機関の出力状態を緩やか（スムーズ）なものとして円滑に駆動させることができる。

そして、前記過給機が駆動アシスト手段を備えた駆動アシスト式過給機であって、前記トルク制御手段は、前記過給機の標準動作時よりも早い時期から前記駆動アシスト手段を駆動させて、前記トルク段差の発生を抑制する過給機付き内燃機関の制御装置でもよい。この場合、駆動アシスト手段を早期に駆動することでトルク段差の発生を抑制できる。

また、前記トルク制御手段は、前記内燃機関から発生させるトルクを予め抑制することにより、前記トルク段差の発生を抑制する過給機付き内燃機関の制御装置でもよい。この場合、過給機の立上がり前に、トルクが一旦、低下することを想定して発生させるトルクを抑制するのでトルク段差の発生を抑制できる。

そして、前記トルク制御手段は、前記内燃機関の点火時期を遅角させて発生させるトルクを抑制するようにしてもよい。

また、前記トルク制御手段は、前記内燃機関へ供給する吸入空気量を減少させて発生させるトルクを抑制するようにしてもよい。この場合、前記トルク制御手段は、アクセル開度から定まる吸入空気量より少ない吸入空気量となるようにスロットルバルブ開度を維持し、前記トルク段差が抑制されるタイミングで前記吸入空気量を増加させてもよい。

本発明によると、過給機を備えた内燃機関でトルク段差の発生を抑制して、内燃機関を円滑に駆動させる制御装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置は過給機の始動時に発生し易いトルク段差を抑制して、内燃機関の出力の安定化を図るものである。

実施例１は、駆動アシスト式の過給機が適用されている内燃機関（以下、エンジンと称す）に係るものである。なお、過給機には機械駆動式のスーパーチャージと、エンジンの排気ガスでタービンを回転させるターボチャージャとがある。本実施例１はターボチャージャの場合について説明する。そして、このターボチャージャは、タービン回転を補助する駆動補助モータ（ＭＡ）を備えたアシスト式の過給機である。図１は、実施例１に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ａの周辺構成について示したブロック図である。

エンジン１Ａには、気筒内に吸入空気を供給する吸気管２と、気筒内で発生した排気ガスを排出するための排気管３とが接続されている。吸気管２には上流側から電子式のスロットルバルブ４（以下、単にスロットル４と称す）、ターボチャージャ５が配置されている。なお、ターボチャージャ５は排気管３側を流れる排気ガスの流れを利用して吸気管２内を流れる吸入空気を過給する装置であり、排気管３側にも接続されている。しかし、図１では作図上の都合で、この部分の配管の図示を省略してある。また、運転者によって踏み込まれ、スロットル４の開度調整に反映されるアクセルペダル６（以下、単にアクセル６と称す）が配備されている。

エンジン１Ａのピストンに接続されたクランクシャフト２０が回転して車両の駆動源となる。クランクシャフト２０は、例えばトルクコンバータ２１（以下、トルコン２１と称す）を介して駆動軸２２に接続されている。この駆動軸２２はトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２３を介して駆動輪２５を回転するドライブシャフト２４に接続されている。

そして、上記吸気管２にはエアフローメータ７が配備されており、その内部を流れている吸入空気量（ＭＡＦ）が検出されている。また、ターボチャージャ５にはターボ回転数（ＴＡＦ）を検出するターボ回転数センサ８が配備され、アクセル６にはアクセル開度（ＡＣＴ）を検出するアクセル開度センサ９が配備されている。また、クランクシャフト２０の回転数をエンジン回転数（ＮＥ）として検出するクランク角センサ２６、及び駆動軸２２の回転数をトランスミッションの入口回転数（ＮＭ）として検出するミッション回転数センサ２７が配備されている。上記各センサ７〜９、２６，２７からの出力信号は制御装置となるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１０に供給されている。ＥＣＵ１０Ａは、これらの出力信号に基づいてエンジン１Ａの駆動を制御する。

そして、本実施例におけるＥＣＵ１０Ａは、特にターボチャージャ５を始動させたときに発生するトルク段差を抑制するトルク制御手段として機能する。前述したように、ターボチャージャ５は始動アシスト機能を備えた過給機で、駆動アシスト手段となるアシストモータ１５（以下、ＭＡ１５と略す）を備えている。ＥＣＵ１０Ａは、後述するように標準動作時よりも早い時期にＭＡ１５を駆動させることによりターボチャージャ５の始動に伴って発生するトルク段差を抑制する。

ＥＣＵ１０Ａの詳細な構成については図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心に形成したマイコンである。ＥＣＵ１０Ａは、トルク段差抑制に関するプログラムやこのプログラムを実行する際に用いる一連のデータを格納したＲＯＭ及び処理領域を提供するＲＡＭなどの記憶部を備えている。ＥＣＵ１０Ａは、内燃機関１側のＥＣＵを流用することにより実現してもよいし、トルク段差を抑制するための専用ＥＣＵを準備して制御装置を実現するようにしてもよい。

ここで、ターボチャージャ５の始動に伴って発生するトルク段差を抑制するため、上記ＥＣＵ１０Ａが実行する制御の概要について図を参照して説明する。図２は、ターボチャージャ５に設けたアシストモータ（ＭＡ）を駆動させるタイミングを変えることによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。なお、エンジン１Ａが回転して発生させたトルクに基づいて、このエンジン１Ａを搭載した車両が加速される。すなわち、車両の加速度に段差が発生するのは、エンジン側のトルク段差に基づくものである。よって、車両で問題となる加速度の段差をエンジン１Ａが備えるターボチャージャ５を始動させたときのトルク段差として説明する。

図２では、比較例として一般的な動作でターボチャージャが始動されたときの曲線Ｃ１を示している。この曲線Ｃ１は、時間Ａでアクセルが踏込まれ加速要求があることを確認し、ターボチャージャ５を始動させた（スイッチオンとした）場合を示している。この後に、時間Ｂとなったときからターボチャージャ５により過給するための動作が開始される。上記時間Ｂを一般的なターボチャージャの標準動作時である。時間Ｂからその後の一定時間、時間Ｃまでは一旦トルクが低下する。時間Ｃになったときが、ターボチャージャ５が立上がるとき（機能するとき）である。このように、比較例Ｃ１の場合はエンジンが発生させるトルクの増大に伴ってトルクが上昇する。しかし、時間Ｂでターボチャージャ５が動作を開始すると、エンジン側に流れる吸入空気が減少するので一時的にトルクが減少して、図示のようにトルク段差ＳＴが発生することになる。これが先に課題で説明した車両の商品性を低下させる加速度の段差となる。

なお、図１で説明したように、ターボチャージャ５は回転アシストモータ１５（ＭＡ１５）を備えるので、アシスト機能を備えていな一般的なターボチャージャと比較した場合にはトルク変動を抑制しながらの始動を行える。標準動作時となる時間ＢにおいてＭＡ１５の駆動を開始することで、図２に示すトルク段差ＳＴの幅（深さ）が小さくなるように抑制できる。しかし、このような一般的なＭＡ１５の駆動では、トルク段差ＳＴの発生自体を抑制するまでの効果は期待できない。

上記比較例の問題を解消するのが、曲線Ｃ２で示す実施例１の場合である。ＥＣＵ１０Ａはターボチャージャ５の動作直前におけるトルク（ピークトルクと称す）と、そのときの時間Ｂを確認する。そして、ＥＣＵ１０Ａは時間Ｂからトルクが減少に転ずることを想定し、時間Ｂよりも所定時間ＴＬだけ早めにＭＡ１５を始動させる。ここで時間Ｂはターボチャージャ５の一般的な作動開始時（標準動作時）であり、従来にあっては、この標準動作時からエンジンのトルクが減少してトルク段差となっていた。すなわち、時間Ｂからトルク段差が開始する状態となっていた。そこで、本実施例ではＥＣＵ１０Ａが標準動作時Ｂとそのときのトルク（上記ピークトルク）を確認し、標準動作時Ｂよりも所定時間ＴＬ早い時間ＤからＭＡ１５を駆動させてトルクが減少することが無いように準備する。ＥＣＵ１０Ａがこのようなトルク調整を行うので、トルクがピークトルクより減少するのを抑制できる。よって、実施例１の制御装置によるとトルク段差ＳＴの発生を抑制したスムーズな曲線Ｃ２得ることができるので、ターボチャージャ５を起動させた場合でもエンジン１Ａを円滑に駆動できる。

図３は、ＥＣＵ１０Ａがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。この処理は、例えば車両側のイグニッションキーがオンされたときなどに起動される。ＥＣＵ１０Ａはアクセル開度センサ９の出力からアクセル開度を確認し（Ｓ１１）、アクセルの開度状態に基づいて加速度要求がある（すなわち、ターボチャージャ５が始動された）か否かを判断する（Ｓ１２）。このステップＳ１２で加速度要求が無い（Ｎｏ）と判断した場合にはこのルーチンを終了する。

上記ステップＳ１２で加速度要求ありとの判断をした場合には、ＥＣＵ１０Ａはクランク角センサ２６によりエンジン回転数ＮＥを確認すると共に、ミッション回転数センサ２７によりミッション入口回転数ＮＭを確認する（Ｓ１３）。そして、ＥＣＵ１０Ａは、所定のマップに基づいてアクセル６が踏込まれた時間Ａから車両の加速度がピークとなる時間Ｂを求める（Ｓ１４）。前述したように、ＥＣＵ１０Ａはターボチャージャ５の始動直前でのピークトルクの時間Ｂを求める。ここではエンジン回転数ＮＥとミッション入口回転数ＮＭとに基づいて時間Ａから時間Ｂまでの時間を検出する場合の例を示している。例えば図４で示すような、エンジン回転数とミッション入口回転数とから時間Ｂを求める時間算出マップを予め準備する。このマップをＥＣＵ１０Ａの記憶部に記憶しておけばよい。

ＥＣＵ１０Ａは、上記ステップＳ１４で時間Ｂを確認すると、これに引続いて時間Ｂからアシストモータ（ＭＡ１５）を作動させるまでにかかる所定時間ＴＬを引いて早期の時間Ｄにオン（駆動）させる（Ｓ１５）。このようにＭＡを通常（標準動作時Ｂ）より早期に駆動させることで、ターボチャージャ５が実質的に始動されたときにトルクが減衰するのを抑制して、トルク段差の発生を抑制できる。

上記実施例１は過給機がターボチャージャであって、その回転軸の駆動を補助するモータ（ＭＡ１５）を駆動アシスト手段とした場合について説明したが、過給機が機械駆動式のスーパーチャージャーでクラッチを接続する場合に置き換えることができる。スーパーチャージャーでクラッチを接続するタイミングを通常より早めとする制御を実行することで、上記実施例１と同様の効果を期待できる。

図面を参照して、更に他の実施例を説明する。上記実施例１はターボチャージャ５が駆動アシスト手段となるアシストモータ（ＭＡ１５）を備えていた。そして、トルク制御手段としてのＥＣＵ１０Ａが、ＭＡ１５を通常よりも早期に駆動させることによりトルク段差の発生を抑制することで、エンジン１Ａを円滑に駆動させる。これに対して、以下で示す実施例はアシスト機能を備えていない一般的なターボチャージャが適用されているエンジンの制御装置に係るものである。

本実施例２の制御装置は、エンジンの点火時期ＳＡを遅角側に制御ことによりトルク段差の抑制を図る。図５は、実施例２に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｂの周辺構成について示したブロック図である。この図５では図１で示した構成と同一の部位には同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。図５はエンジン１Ｂのクランクシャフト以下の図を省略している。

本実施例２のＥＣＵ１０Ｂは、アクセル開度センサ９が検出するアクセル開度（ＡＣＴ）並びに、エアフローメータ７が検出する吸入空気量（ＭＡＦ）、ターボ回転数センサ８が検出するターボ回転数（ＴＡＦ）を確認して、スロットル４の開度及び点火時期を制御してエンジン１Ｂを制御する。そして、このＥＣＵ１０Ｂは、特に点火時期の指示信号ＳＡＳによりエンジン１Ｂの点火時期ＳＡを遅角制御してトルク段差を抑制する。

ターボチャージャ５の始動に伴って発生するトルク段差を抑制するため、上記ＥＣＵ１０Ｂが実行する制御の概要について図を参照して説明する。図６はエンジン１Ｂの点火時期を変えることによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。この図６の上段図は、先に示した実施例１の図２の場合と同様に、一般的なタイミングでターボチャージャを始動させたときのトルク変化示した曲線Ｃ３を比較例として示している。時間Ｅでアクセルが踏込まれ加速要求があることを確認し、ターボチャージャ５が始動（オン）された場合を示している。この比較例Ｃ３の場合も、エンジン１Ｂが発生させるトルクが一旦上昇する。しかし、ターボチャージャ５の作動が開始されると吸入空気が減少するので一時的にトルクが減少して図示のようにトルク段差ＳＴが発生する。そして、その後にターボチャージャ５が立上がる（機能し始める）時間Ｆからトルクが上昇に転じる。比較例の曲線Ｃ３は従来の一般的なトルク段差ＳＴの様子を示していることになる。

上記比較例でのトルク段差ＳＴを解消しているのが曲線Ｃ４で示す本実施例２の場合である。上記のようにターボチャージャ５の動作を開始すると、エンジンが発生させたトルクが減少する。よって、この実施例２のＥＣＵ１０Ｂはターボチャージャ５が立上がるとき（図６で時間Ｆ）より前にあってはエンジン１Ｂから発生させるトルクを積極的に抑制するという手法を採用する。発生させるトルクを抑制しておくことで、ターボチャージャ５の動作開始に伴って生じるトルクの減少を抑えることができる。そして、ＥＣＵ１０Ｂは時間Ｆからトルクが上昇に転ずることを想定し、この時間Ｆとなったときにトルク値となるようにエンジン１Ｂの駆動を制御する。ＥＣＵ１０Ｂはターボチャージャ５の始動に伴って、このようにトルク調整するのでスムーズな曲線Ｃ４を得ることができる。

図６の下段の図は、上段の曲線Ｃ４を得るためＥＣＵ１０Ｂが制御するエンジン１Ｂの点火時期について示している。通常時、ＥＣＵ１０Ｂはエンジン１Ｂから最大のトルクが得られるように点火時期を制御する、なお、このような点火制御をＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）制御と称する。これに対して、本実施例２のＥＣＵ１０Ｂは時間Ｅにターボチャージャが始動されることを確認したとき、この時間Ｅからターボチャージャ５が立ち上る時間Ｆまでの時間ＥＦについて遅角制御を実行してトルクの発生を抑制する。

このような遅角制御を行うとことでエンジン１Ｂから発生させるトルクを抑制できる。そのため、図６上段の図で示すように破線で示す山型の曲線Ｃ３を実施例の緩やかに増加する曲線Ｃ４に変更できる。さらに、ＥＣＵ１０Ｂは時間Ｆの後に所定時間Ｇを設定して、時間Ｆから時間Ｇまでの間を徐々に進角制御を行って本来のＭＢＴ制御に戻す。時間Ｆで直ちにＭＢＴ制御に戻すとトルク変動が発生するので、このように所定時間Ｇを設定するのが好ましい。

図７は、点火時期の変更に応じてトルクが変化することを説明するために示した図である。前述したようにＥＣＵ１０Ｂは通常時にあって、エンジン１Ｂから最大のトルク（１００％）が得られるようにＭＢＴ制御を実行する。しかし、ターボチャージャ５の始動時にＭＢＴ制御を行うとトルク段差が発生してしまう。そこで、ＥＣＵ１０Ｂはエンジン１Ｂの点火時期を遅角する側に制御して発生するトルクを抑制するのである。なお、点火時期はＭＢＴから進角側、遅角側のどちらにずらしても発生するトルクを抑制できるが、ここでは遅角側に調整してトルクを抑制している。例えばＭＢＴの位置を基準にした角度で、１０度から１０数度の遅角調整を行って発生するトルクを抑制する。この遅角制御によりＭＢＴ時におけるトルク（１００％）に対して、発生するトルクを１０〜２０％程度抑制することができる。

図８は、ＥＣＵ１０Ｂがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。この図８で示す処理も、例えば車両側のイグニッションキーがオンされたときなどに起動される。ＥＣＵ１０Ｂはアクセル開度センサ９の出力からアクセル開度を確認し（Ｓ２１）、アクセルの開度状態に基づいて加速度要求があるか否かを判断する（Ｓ２２）。このステップＳ２２で加速度要求が無い（Ｎｏ）と判断した場合にはこのルーチンを終了する。

上記ステップＳ２２で加速度要求ありとの判断をした場合には、ＥＣＵ１０Ｂは点火時期を遅角する制御を開始する（Ｓ２３）。前述したようにＥＣＵ１０Ｂは遅角制御を行うことにより、エンジンから発生させるトルクを抑制する。そして、ＥＣＵ１０Ｂはターボ回転数センサ８の出力に基づいてターボ回転数（ＴＡＦ）を確認し（Ｓ２４）、ターボチャージャ５が作動領域に入ったかを確認する（Ｓ２５）。ＥＣＵ１０Ｂは回転数を確認することにより、ターボチャージャ５の状態を確認している。一般にターボチャージャは十数万ｒｐｍ以上で作動するので回転数を確認することでターボチャージャ５が機能する時間Ｆ（図６参照）を確認できる。上記ステップＳ２５でターボチャージャの作動領域となるまで、点火遅角の制御を継続する。

なお、ターボチャージャ５が作動領域に入ったか否かの確認は、例えば図９に示すようなマップを予めＥＣＵ１０Ｂの記憶部に格納して判断を行うようにしてもよい。ターボチャージャ５が実質的に機能している状態は、ターボチャージャ５のコンプレッサ前後の圧力比が１以上となる。よって、図９で示すようなマップに基づいて、ターボチャージャ５が作動領域にあるかどうかを判断するようにしてもよい。

上記ステップＳ２５でターボチャージャ５が作動領域となったときに、通常の点火時期制御に切り替える。すなわち、ＥＣＵ１０Ｂが図６における時間Ｆとなるまでエンジンから発生させるトルクを抑制し、ターボチャージャが機能してトルクが増加に転じたときに遅角制御から通常のＭＢＴ制御に戻す（Ｓ２６）。以上で説明したＥＣＵ１０Ｂの制御によって、ターボチャージャ５の始動時に発生する可能があるトルク段差を抑制できる。よって、本実施例２の制御装置によってもエンジン１Ｂの駆動を円滑に行える。

次に説明する実施例３は点火時期を遅角側に調整することによってターボチャージャの始動に伴って発生するトルク段差を抑制するという点で上記実施例２と基本的な概念が共通する。この実施例３は、特にオートマチックシフトを採用する車両のようにエンジンの出力側にトルコン（トルクコンバータ）を配置する構造に好適な実施例である。

図１０は、実施例３に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｃの周辺構成について示したブロック図である。この図１０についても図１で示した構成と同一の部位には同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。この図１０はエンジン１Ｃのクランクシャフト以下の構成も図示してある。

ＥＣＵ１０Ｃは、通常時に、アクセル開度センサ９が検出するアクセル開度（ＡＣＴ）並びに、エアフローメータ７が検出する吸入空気量（ＭＡＦ）、ターボ回転数センサ８が検出するターボ回転数（ＴＡＦ）を確認して、スロットル４の開度及び点火時期を制御してエンジン１Ｃを制御している。そして、本実施例３のＥＣＵ１０Ｃは、クランク角センサ２６が検出するエンジン回転数（ＮＥ）と、ミッション回転数センサ２７が検出するトランスミッションの入口回転数（ＮＭ）との比としてトルコン速度比ＴＲを算出する。ＥＣＵ１０Ｃがトルコン速度比ＴＲに基づいて点火時期を遅角制御する。実施例２がターボチャージャの回転数或いは圧力比からターボの立上がり時期を検出していたが、この実施例３ではトルコン速度比ＴＲからターボチャージャの立上がり時期を検出してトルク段差を抑制する。

図１１は、エンジン１Ｃの点火時期を調整することによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。図１１の上段で示している比較例の曲線Ｃ５は、従来一般的なトルク段差ＳＴの様子を示している。本実施例３はトルコン速度比ＴＲに着目して、ターボチャージャ５が機能する時期を検出する。図１１の下段で示すように、ターボチャージャ５を始動させた時間Ｈにあってはトルコン速度比ＴＲの値が小さい。トルコン速度比は小さい程にトルクの増幅効果が大きい。ここで実施例２と同様に点火時期を遅角制御することでトルクの発生を抑制する。そして、ターボチャージャ５が立上がるとき（時間Ｉ）にトルコン速度比ＴＲが所定値αに調整する。そして、時間Ｉの後は遅角制御を止めて通常のＭＢＴ制御を行うようにする。このようにすることで、実施例２の場合と同様に、ターボチャージャ５を始動させた直度にあってトルコン速度比が小さいが徐々に大きくさせてトラッキングの発生を抑制できる。すなわち、トルコン速度比を調整してトルクが減少する現象が現れないようにして、トルク段差ＳＴを抑制したスムーズな曲線Ｃ６を得ることができる。本実施例３の場合も、時間Ｉで直ちにＭＢＴ制御に戻すとトルク変動が発生するので、徐々に進角させるのが好ましい。

ＥＣＵ１０Ｃは記憶部内に所定の換算マップを記憶しており、このマップに基づいてトルコン速度比ＴＲからトルクの状態を確認する。図１２は、トルク比とトルコン速度比ＴＲとの関係について示した図である。ＥＣＵ１０Ｃはトルク比が１以上となるトルコン速度比ＴＲの所定値αを基準に判断する。すなわち、ＥＣＵ１０Ｃはトルク増幅効果がなくなるトルク比が「１」となるトルコン速度比の所定値「α」を記憶する。トルコン速度比がαを超えたことに基づいて遅角制御を中止する。なお、トルク増幅効果のなくなるトルコン速度比は運転条件によって変化することがないので安定した判断を行える。なお、トルコン速度比ＴＲの所定値αはトルコンにより異なるが、例えば０．８〜０．９程度である。トルコン毎に上記所定値αを定めたマップ（図１２）を用いて、点火時期を遅角制御してトルク段差の発生を抑制できる。

図１３は、ＥＣＵ１０Ｃがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。この処理も、例えば車両側のイグニッションキーがオンされたときなどに起動される。アクセル開度センサ９の出力からアクセル開度を確認し（Ｓ３１）、アクセルの開度状態に基づいて加速度要求があるか否かを判断する（Ｓ３２）。このステップＳ３２で加速度要求が無い（Ｎｏ）と判断した場合にはこのルーチンを終了する。

上記ステップＳ３２で加速度要求ありとの判断をした場合、ＥＣＵ１０Ｃはクランク角センサ２６の出力からエンジン回転数（ＮＥ）、そしてミッション回転数センサ２７の出力からトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の入口回転数（ＮＭ）を確認する（Ｓ３３）。そして、トルコン速度比ＴＲを算出する（Ｓ３４）。トルコン速度比ＴＲは次式によって得られる。
ＴＲ＝Ｔ／Ｍ入口回転数（ＮＭ）／エンジン回転数（ＮＥ）

ＥＣＵ１０Ｃは、点火時期を遅角する制御を開始する（Ｓ３５）。具体的には図１１で示したマップでトルコン速度比ＴＲからエンジンから発生させるトルクを抑制する。そして、ＥＣＵ１０Ｃはトルコン速度比ＴＲが所定値αを超えた否かによりターボチャージャ５が立上がった（実質的に機能する）状態となっているかを確認する（Ｓ３６）。ＥＣＵ１０Ｃは、このステップＳ３６でトルコン速度比ＴＲが所定値αを超えるまで点火遅角の制御を継続する。このステップＳ３６の処理は、図８で示す実施例２のフローチャートにおけるステップＳ２５でターボチャージャが作動領域に入ったかを確認しているのと対応する。

上記ステップＳ３６でターボチャージャ５が作動領域となったときに、通常の点火時期制御に切り替える。すなわち、ＥＣＵ１０Ｃが図１１における時間Ｉとなるまでエンジンから発生させるトルクを抑制し、ターボチャージャが機能してトルクが増加に転じたときに遅角制御から通常のＭＢＴ制御に戻す（Ｓ３７）。以上で説明したＥＣＵ１０Ｃの制御によってもターボチャージャ５の始動時に発生する可能があるトルク段差を抑制できる。よって、本実施例３の制御装置によってもエンジン１Ｃの駆動を円滑に行える。

上記実施例２及び実施例３は、点火時期を遅角制御することよってエンジンから発生させるトルクを意図的に低く抑えることにより、ターボチャージャを始動させたときに発生するトルク段差を抑制していた。次に示す実施例４は、スロットル開度を閉じ側に制御することにより、エンジンから発生させるトルクを低く抑えて同様にトルク段差の発生を抑制するものである。図１４は、実施例４に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｄの周辺構成について示したブロック図である。この図１４についても図１で示した構成と同一の部位には同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。

本実施例４のＥＣＵ１０Ｄは、アクセル開度センサ９が検出するアクセル開度（ＡＣＴ）並びに、エアフローメータ７が検出する吸入空気量（ＭＡＦ）、ターボ回転数センサ８が検出するターボ回転数（ＴＡＦ）を確認して、スロットル４の開度及び点火時期を制御してエンジン１Ｄを制御している。このＥＣＵ１０Ｄは、特にスロットル開度の指示信号ＴＨＳによりスロットルの開閉を通常よりも閉じ側に制御することでトルク段差を抑制する。ＥＣＵ１０Ｄはクランク角センサ２６が検出するエンジン回転数（ＮＥ）と負荷率（ＫＬ）とを算出する。このエンジン回転数（ＮＥ）と負荷率（ＫＬ）とに基づいてターボチャージャの立上がり時期を検出し、この時期以前ではスロットル開度を閉じ側に制御することでトルク段差の発生を抑制する。なお、負荷率（ＫＬ）とは筒内全容積に対する実際の筒内吸入空気量である。

図１５は、エンジン１Ｄのスロットル開度を調整することによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。図１５の上段で示す比較例の曲線Ｃ７は、従来の一般的なトルク段差ＳＴの様子を示している。本実施例４はエンジン回転数と負荷率からターボチャージャ５が機能する時期を検出する。図１５の下段で示すように、ターボチャージャ５を始動させた時間Ｊにあってはスロットル開度を小さく抑える。そして、ターボチャージャ５が実質的に起動してトルクが増加する時間Ｋとなったときにスロットル４を開く（好ましくは全開）とすることでトルク段差ＳＴの発生を抑制したスムーズな曲線Ｃ８を得ることができる。

図１６は、エンジン回転数ＮＥと負荷率ＫＬとから立ち上りまでの時間ＪＫを求めるための時間算出マップの例を示した図である。ＥＣＵ１０Ｄは図１６で示すようなマップを記憶部に予め記憶しており、ターボチャージャ５が始動してから実際に立上がるまでの時間ＪＫを算出できるようしてある。

図１７は、ＥＣＵ１０Ｄがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。この処理は例えば車両側のイグニッションキーがオンされたときなどに起動される。アクセル開度センサ９の出力からアクセル開度を確認し（Ｓ４１）、アクセルの開度状態に基づいて加速度要求があるか否かを判断する（Ｓ４２）。このステップＳ４２で加速度要求が無い（Ｎｏ）と判断した場合にはこのルーチンを終了する。

上記ステップＳ４２で加速度要求ありとの判断をした場合、ＥＣＵ１０Ｄはクランク角センサ２６の出力からエンジン回転数（ＮＥ）と負荷率（ＫＬ）を確認する（Ｓ４３）。そして、エンジン回転数ＮＥ、負荷率ＫＬを確認して図１６のマップからターボチャージャ５が実質的に作動する時間、すなわち立上がる時間Ｋを求める（Ｓ４４）。

ＥＣＵ１０Ｄは、上記時間Ｋにおいてスロットルが全開となるようにスロットル４の開度を制御する（Ｓ４５）。すなわち、時間Ｊから通常よりも時間を掛けて時間Ｋでスロットルが全開となるように調整する。そして、時間Ｋとなったらスロットル４の開度を一定に維持する。本実施例４の場合も、ターボチャージャ５が始動された時間Ｊ直後におけるスロットル開度が抑制される。そして、スロットル開度を通常より閉じる側に制御することによりエンジンから発生させるトルクを抑え加減とする。そして、ＥＣＵ１０Ｄは、ターボチャージャ５が実質的に機能する（立上がる）時間Ｋを確認して、この時間Ｋにおいてスロットルが全開となるように調整する。よって、図１５の上段で示す実施例の曲線Ｃ８のようにトルク段差の発生を抑制できる。よって、本実施例４の制御装置によってもエンジン１Ｄの駆動を円滑に行える。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ａの周辺構成について示したブロック図である。 ターボチャージャに設けたアシストモータを駆動させるタイミングを変えることによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。 実施例１のＥＣＵがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。 エンジン回転数とミッション入口回転数とから時間を求める時間算出マップの例を示した図である。 実施例２に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｂの周辺構成について示したブロック図である。 エンジンの点火時期を変えることによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。 点火時期の変更に応じてトルクが変化することを説明するために示した図である。 実施例２のＥＣＵがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。 ターボチャージャが作動領域にあるかの判断に用いるマップの例を示した図である。 実施例３に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｃの周辺構成について示したブロック図である。 エンジンの点火時期を調整することによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である トルク比とトルコン速度比との関係について示した図である。 実施例３のＥＣＵがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。 実施例４に係る制御装置が適用されているターボチャージャ付きエンジン１Ｄの周辺構成について示したブロック図である。 スロットル開度を調整することによって、トルク段差を抑制する様子を説明するために示した図である。 エンジン回転数と負荷率とから立上りまでの時間を求めるための時間算出マップの例を示した図である。 実施例４のＥＣＵがトルク段差抑制のルーチンを実行したときの一例のフローチャートである。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｄ） エンジン（内燃機関）
４ スロットルバルブ
５ ターボチャージャ（過給機）
６ アクセルペダル
１０（１０Ａ〜１０Ｄ） ＥＣＵ（トルク制御手段）
１５ アシストモータ（ＭＡ）
２１ トルクコンバータ
２３ トランスミッション

Claims (6)

1. 過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関を制御して発生させるトルクを調整するトルク制御手段を備え、
   前記トルク制御手段は、前記過給機が始動されたときに当該過給機が立上がるときを検出し、前記過給機の始動時から立上がる時までのトルク段差の発生を抑制する、ことを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
2. 前記過給機が駆動アシスト手段を備えた駆動アシスト式過給機であって、
   前記トルク制御手段は、前記過給機の標準動作時よりも早い時期から前記駆動アシスト手段を駆動させて、前記トルク段差の発生を抑制する、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制御装置。
3. 前記トルク制御手段は、前記内燃機関から発生させるトルクを予め抑制することにより、前記トルク段差の発生を抑制する、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制御装置。
4. 前記トルク制御手段は、前記内燃機関の点火時期を遅角させて発生させるトルクを抑制する、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制御装置。
5. 前記トルク制御手段は、前記内燃機関へ供給する吸入空気量を減少させて発生させるトルクを抑制する、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制御装置。
6. 前記トルク制御手段は、アクセル開度から定まる吸入空気量より少ない吸入空気量となるようにスロットルバルブ開度を維持し、前記トルク段差が抑制されるタイミングで前記吸入空気量を増加させる、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制御装置。
   

Images