内燃機関の制御装置
【課題】アシスト機能付きの過給器を備える内燃機関においてプレアシストを効率的且つ効果的に行う。
【解決手段】車両１０において、エンジン２００はＭＡＴ２０９を備え、その動作がＥＣＵ１００によって制御される。また、ＥＣＵ１００は、プレアシスト制御処理を実行する。プレアシスト制御では、車両１０が走行車線を走行し且つ追い越し車線に接近中であるかが、ナビゲーション処理系４００を介して取得される位置情報及び地図データ並びにビデオカメラ５００及び映像処理部６００を介して取得される画像データ等から判断される。車両１０が追い越し車線に接近中である場合、ＥＣＵ１００は、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされたことをもって追い越し車線への車線変更が行われる可能性が高いと判断し、ＭＡＴ２０９のモータ２０９ｃを制御してプレアシストを実行する。
【解決手段】車両１０において、エンジン２００はＭＡＴ２０９を備え、その動作がＥＣＵ１００によって制御される。また、ＥＣＵ１００は、プレアシスト制御処理を実行する。プレアシスト制御では、車両１０が走行車線を走行し且つ追い越し車線に接近中であるかが、ナビゲーション処理系４００を介して取得される位置情報及び地図データ並びにビデオカメラ５００及び映像処理部６００を介して取得される画像データ等から判断される。車両１０が追い越し車線に接近中である場合、ＥＣＵ１００は、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされたことをもって追い越し車線への車線変更が行われる可能性が高いと判断し、ＭＡＴ２０９のモータ２０９ｃを制御してプレアシストを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＡＴ（Motor Assist Turbo）等アシスト機構付きの過給器を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、追い越し用にフライングブーストアップを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたターボチャージャの制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、車両が定常走行か１０ｋｍ／ｈ以下でウィンカが操作された場合に、実際の加速に先んじて電動機により過給圧を上昇せしめ、またスロットル開度を制限して車速の変化を抑制する。ここで、実際に加速が開始された場合にスロットル開度の制限を解除することにより、追い越し時にターボチャージャの応答性を高めることが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８１５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したフライングブーストアップを含むプレアシストは、過給器の応答性を向上させ得るが、従来の技術では、上述した条件が満たされれば電動機が作動してしまうため、実際に運転者が追い越し走行を所望しない場合であっても頻繁に電動機が作動しかねない。或いは、追い越し走行用の車線が存在しない場合であっても電動機が作動しかねない。即ち、従来の技術には、電動機が無駄に作動しかねないという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、効率的且つ効果的に過給器のプレアシストを行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、過給器及び該過給器をアシストするアシスト手段を備えた内燃機関を有する車両において前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記車両の走行位置に対応する所定種類の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する判別手段と、前記車線変更が行われると判別された場合に前記過給器をアシストするための準備動作として規定されるプレアシストが行われるように前記アシスト手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明において「過給器をアシストする」とは、例えば過給器を構成するタービンの回転を促進する等、過給器による過給動作を幾らかなりとも支援又は補助すること等を包括する概念である。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、位置情報取得手段によって、例えば、カーナビゲーション装置等を介して供給される各種道路情報、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を介して得られる絶対位置情報或いは車両の周囲が映し出された各種画像情報等の各種形態を採り得る位置情報が取得される。即ち、本発明に係る「位置情報」とは、必ずしも位置そのものの情報でなくてもよく、車両の位置を特定し得る情報を包括する概念である。
【０００９】
ここに、「取得」とは、上述したカーナビゲーション装置、ＧＰＳに関する各種処理装置、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の撮像装置及び撮像された画像又は映像の処理装置等然るべき各種手段を介して直接的に又は間接的に検出或いは生成されること、これら検出或いは生成された電気的又は電子的な信号、情報又はデータ等を電気的又は電子的に受け取ること、或いはこれら電気的又は電子的な信号、情報又はデータ等から予め設定されたアルゴリズムや算出式等に従って導出すること等を包括する概念である。
【００１０】
一方、判別手段は、取得された位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する。尚、判別手段は、係る判別の過程において、走行中の車線に他の車線が隣接しているか否かについても判別を行う趣旨である。また、係る判別処理は、未だ車線変更が行われていない段階においてなされるものであり、必ずしも実際の車線変更の有無を表していなくてもよい趣旨である。尚、係る判別に際しての基準は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて係る車線変更が行われるか否かが比較的高精度に判別され得るように設定されていてもよい。
【００１１】
制御手段は、判別手段によって係る車線変更が行われると判別された場合に、プレアシストが行われるようにアシスト手段を制御する。ここに、本発明に係る「プレアシスト」とは、過給器をアシストするための準備動作を包括する概念であり、何らこのようなプレアシストがなされない場合と比較して幾らかなりとも過給器のアシストが速やかに行われ得る限りにおいてその態様は何ら限定されない趣旨である。
【００１２】
このように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、加速要求等過給器の迅速な動作が期待され易い車線変更時に確実にプレアシストを実行することが可能となる。即ち、効率的且つ効果的に過給器のプレアシストを実行することが可能となるのである。
【００１３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記アシスト手段は電動機を含む。
【００１４】
この態様によれば、過給器が、例えばモータ等の電動機を備えた、例えばＭＡＴと称される形態を採り得るので、プレアシスト時の制御が比較的簡便となり効果的である。
【００１５】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記位置情報は、前記走行中の車線を含む道路に関する道路情報、前記車両の絶対位置を表す絶対位置情報及び前記走行中の車線の少なくとも一部を含む画像情報のうち少なくとも一つを含む。
【００１６】
この態様によれば、位置情報として、前述した如き道路情報、絶対位置情報及び画像情報のうち少なくとも一つを含むので、車線変更が行われるか否かを比較的高精度に判別することが可能となる。
【００１７】
尚、この態様では、前記位置情報は、前記道路情報の少なくとも一部として前記走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを表す情報を含み、前記判別手段は、前記走行中の車線が前記追い越し禁止車線である場合には前記車線変更が行われないと判別してもよい。
【００１８】
道路情報の少なくとも一部として、例えばこのように追い越し禁止道路であるか否かといった各種属性情報が含まれる場合、実践的にみて有益である。
【００１９】
また、位置情報が道路情報、絶対位置情報及び画像情報の少なくとも一部を含む態様では、前記位置情報は、前記画像情報の少なくとも一部として、前記走行中の車線と前記隣接する車線との境界を規定する指標物の画像を含み、前記判別手段は、前記指標物の画像から前記車両と前記指標物との位置関係を特定すると共に該位置関係に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別してもよい。
【００２０】
この場合、判別手段は、画像情報から、例えば車線同士の境界に形成される白線等の指標物と車両との位置関係を特定し、係る位置関係に基づいて、例えば、車両が指標物に近付いているか、近付く速度はどの程度なのか、或いは車両と指標物との距離が所定の基準値未満となったか等個別具体的に設定され得る判断基準に従って比較的高精度に車線変更の実行有無を判別することが可能となる。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記車両は前記車両の進行方向を告知する方向指示器を備え、前記判別手段は更に、前記方向指示器の動作状態に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する。
【００２２】
この態様によれば、ウィンカ等の方向指示器の動作状態、例えば、運転者によって操作がなされたか、左右何れかに方向指示がなされたか、方向指示がなされてからの経過時間はどの程度なのか等の各種判断基準に従って、車線変更の可能性を一層高精度に判別することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記車両と前記隣接する車線を走行する他の車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方を特定する特定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記車線変更が行われると判別される場合であっても、前記特定される少なくとも一方が所定の閾値未満である場合には前記プレアシストを禁止する。
【００２４】
この態様によれば、特定手段によって、隣接する車線を走行する他の車両、例えば、隣接する車線へ車線変更が行われた際に直前又は直後を走行することになる車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方が特定される。
【００２５】
係る少なくとも一方が所定の閾値未満である場合、車線変更が行われても加速や追い越し走行等が行われない可能性が高いため、プレアシストの必要性は比較的低いものとなり易い。この態様によれば、このような場合にはプレアシストが禁止されるため、一層アシスト手段を効率的に使用することが可能となる。
【００２６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０のブロック図である。
【００２９】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００、エンジン２００、方向指示器３００、ナビゲーション処理系４００、ビデオカメラ５００及び映像処理部６００を備える。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作を制御すると共に、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例として機能するように構成されている。
【００３１】
エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。ここで、図２を参照して、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図２は、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を含むエンジンシステムの模式図である。
【００３２】
図２において、エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換することが可能に構成されている。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を包括する概念であり、ガソリンエンジンに限らず、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジン等であってもよい。
【００３３】
シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２を介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいて不図示のインジェクタから噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０３を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０３の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。
【００３４】
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０５による点火動作により混合気が燃焼する。燃焼済みの混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０６の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２０８を介して、ＭＡＴ２０９に供給される。
【００３５】
ＭＡＴ２０９は、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０９ｂ（即ち、本発明に係る「過給器」の一例）並びにモータ２０９ｃ（即ち、本発明に係る「アシスト手段」の一例）を備える。
【００３６】
排気マニホールド２０８を介して供給される排気の一部は、タービン２０９ａに流入し、タービン２０９ａを回転させる。このタービン２０９ａの回転は、タービン２０９ａと同軸に構成されたコンプレッサ２０９ｂへ伝達され、コンプレッサ２０９ｂを作動させる動力となる。尚、タービン２０９ａの回転速度（時間当たりの回転数）は、回転センサ２１０によって常に検出されており、回転センサ２１０と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。また、タービン２０９ａに流入しない排気は、排気管２１１及び触媒装置２１２等を順次介して車両外等へ排気される。
【００３７】
一方、モータ２０９ｃは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によりその動作が制御される電動機である。モータ２０９ｃは、タービン２０９ａに動力を供給することが可能に構成されており、その力行時にタービン２０９ａの回転をアシストすることが可能に構成されている。モータ２０９ｃによってアシストされた状態において、タービン２０９ａは、排気のみによる回転と比較して高速に回転することが可能であり、より高い過給圧を実現することが可能である。
【００３８】
コンプレッサ２０９ｂは、吸気管２１３に接続されている。吸気管２１３には、外部から吸入された空気を浄化するためのエアクリーナ２１４が設置されており、エアクリーナ２１４によって浄化された空気が、タービン２０９ａの回転に伴って作動するコンプレッサ２０９ｂによってインタークーラ２１６に大気圧以上の過給圧で圧送される構成となっている。インタークーラ２１６では更にこの圧送された空気が冷却され、吸入効率が高められる。
【００３９】
吸気管２１３は、前述の吸気マニホールド２０２に連通しており、インタークーラ２１６を通過した吸入空気は、スロットルバルブ２１８を介して吸気マニホールド２０２へ供給される。吸気マニホールド２０２には、吸気マニホールド内の圧力を検出するためのインマニ圧センサ２２０が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、インマニ圧センサ２２０によって検出されたインマニ圧は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００４０】
尚、吸気管２１３には、吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ２１５及び過給器２０９の過給圧を検出する過給圧センサ２１７が設置されている。エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７によって検出された吸気量及び過給圧は、夫々エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４１】
スロットルバルブ２１８は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、アクセル開度や車速或いは内燃機関の機関回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能に構成されている。尚、スロットルバルブ２１８は、アクセルペダルと機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセルペダル操作とは無関係にスロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能である。また、スロットルバルブ２１８の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ２１９によって検出されており、スロットル開度センサ２１９と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４２】
吸気バルブ２０３は、吸気カムシャフト２２１に連結された吸気カム２０４によってその開閉動作が制御される。吸気カムシャフト２２１は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００４３】
吸気カムシャフト２２１の一方端には、不図示の吸気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２２が設けられている。この吸気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、吸気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２２は、吸気カムシャフト２２１を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば吸気カムシャフト２２１をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、吸気バルブ２０３の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００４４】
吸気カムシャフト２２１の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２３が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２３は、吸気カムシャフト２２１をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、吸気カム２０４は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２３によって吸気カムシャフト２２１がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するようになっている。吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するとは即ち、吸気バルブ２０３の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、吸気バルブ２０３の作用角が相対的に大きくなる方向に吸気カムシャフト２２１が移動された場合、吸気バルブ２０３の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。従って、燃焼室内に導かれる吸気量は相対的に多くなる。
【００４５】
排気バルブ２０６は、排気カムシャフト２２４に連結された排気カム２０７によってその開閉動作が制御される。排気カムシャフト２２４は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００４６】
排気カムシャフト２２４の一方端には、不図示の排気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２５が設けられている。この排気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、排気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２５は、排気カムシャフト２２４を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば排気カムシャフト２２４をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、排気バルブ２０６の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００４７】
排気カムシャフト２２４の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２６が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２６は、排気カムシャフト２２４をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、排気カム２０７は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２６によって排気カムシャフト２２４がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するようになっている。排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するとは即ち、排気バルブ２０６の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、排気バルブ２０６の作用角が相対的に大きくなる方向に排気カムシャフト２２４が移動された場合、排気バルブ２０６の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。
【００４８】
図１に戻り、方向指示器３００は、車両１０の進行方向を車両外に告知するために設けられた不図示のウィンカランプを作動させるための操作レバーであり、車両１０の運転者による操作が可能に構成されている。方向指示器３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、方向指示器３００の操作状態は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００４９】
ナビゲーション処理系４００は、ＨＤＤ等然るべき記憶手段に記憶された地図データに基づいて液晶表示パネル等の表示手段上に表示される地図画面上に、ＧＰＳ等の測位システムを介して得られた絶対位置情報を表示することが可能に構成されている。ナビゲーション処理系４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、車両１０が走行している道路に関する情報、より具体的には車両１０が現在片側何車線の道路においていずれの車線を走行中であるのかといった情報は、ＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５０】
ビデオカメラ５００は、車両１０の側方又は前方に取り付けられた撮像システムであり、当該側方又は前方部分における車両１０の走行路面を撮像することが可能に構成されている。ビデオカメラ５００によって撮像された路面の画像データは、映像処理部６００によって所定の映像処理がなされる。映像処理部６００によって映像処理がなされた画像データは、後述するプレアシスト制御処理において映像処理部６００と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって利用される構成となっている。
【００５１】
＜実施形態の動作＞
排気によってタービン２０９ａを回転せしめる構成に鑑みれば、過給器２０９による過給動作は、加速要求時等の過渡期間においては特に遅れを生じ易い。然るに、本実施形態の構成によれば、実際にタービン２０９ａの回転をアシストする前段階としてモータ２０９ｃに通電し、加速要求と共に遅延無くタービン２０９ａの回転をアシストすべくプレアシストを実行することが可能であり、係るプレアシストにより、過給遅延を軽減することが可能である。一方で、プレアシスト期間にはモータへの電力供給が行われるから、効率的な電力利用の観点からは、プレアシストは効率的且つ効果的に実行されるのが望ましい。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００が、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従ってプレアシスト制御処理を実行し、プレアシストを効率的且つ効果的に実行せしめている。
【００５２】
ここで、図３を参照してプレアシスト制御処理の詳細について説明する。ここに、図３は、プレアシスト制御処理のフローチャートである。
【００５３】
図３において、始めに、ＥＣＵ１００は、位置情報を取得する（ステップＡ１０）。この際、ＥＣＵ１００は、ナビゲーション処理系４００から送信される絶対位置データ、然るべき記憶手段から読み出された、係る絶対位置データに対応する地図データ及び映像処理部６００から送信される画像データ等を取得する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１００は、車両１０が走行車線を走行中であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。本実施形態において「走行車線」とは、例えば高速道路や車両専用道路等における一般的な意味合いでの走行車線を含み、更には単に右側に他の車線が隣接している車線をも包括する概念である。即ち、ステップＡ１１に係る処理では、車両１０が、片側二車線以上の道路を走行中であるか否かが判別される。ＥＣＵ１００は、ステップＡ１０に係る処理において取得された絶対位置データ及び地図データに基づいて、車両１０が片側二車線以上の道路を走行中であるか否かを判別する。更に、ＥＣＵ１００は、地図データに含まれる道路情報によって、走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを判別する。本実施形態では、走行中の車線が追い越し禁止車線である場合、便宜的に走行車線を走行中ではないと判別される。
【００５５】
走行車線を走行中ではない場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返す。一方、走行車線を走行中である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０が追い越し車線に接近中であるか否かを判別する（ステップＡ１２）。
【００５６】
ここで、本実施形態における「追い越し車線」とは、走行車線と対応する概念であり、走行車線の右側に隣接する車線を指す。追い越し車線に接近中であるか否かの判別は、ステップＡ１１に係る処理において取得された画像データに基づいて実行される。即ち、係る画像データによって表される画像において、走行車線と追い越し車線との境界を規定する白線の相対位置が車両１０に接近する方向へ変化している場合、車両１０が追い越し車線へ接近中であると判別される。尚、車両１０においてビデオカメラ５００の設置位置は既知であるから、係る画像に映し出された白線の位置から、車両１０と白線との距離を特定することができる。ステップＡ１２に係る処理では、予めＲＯＭに格納された基準値と係る距離を表す値との比較及び白線への接近速度等に基づいて、車両１０が追い越し車線に接近中であるか否かが総合的に判別される。
【００５７】
車両１０が追い越し車線に接近中ではない場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返すと共に、車両１０が追い越し車線に接近中である場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、更に方向指示器３００が追い越し車線方向に操作されたか否かを判別する（ステップＡ１３）。追い越し車線方向とは、即ち、車両１０の右方向であり、ＥＣＵ１００は、方向指示器３００から、右側のウィンカランプを点灯させる旨の入力がなされたか否かを判別する。
【００５８】
追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされていない場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返す。一方で、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされた場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車線変更が行われる可能性が高いものと判断し、ＭＡＴ２０９のモータ２０９ｃに通電してプレアシストを実行する（ステップＡ１４）。プレアシストが実行されることによって、例えば実際の車線変更に際し運転者による急激なアクセル操作がなされたとしても、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０８ｂの過給遅延が軽減され、速やかに所望の過給圧を得ることが可能となり効果的である。
【００５９】
一方、プレアシストが実行されたまま、実際には車線変更が行われない場合も考え得る。そこで、ＥＣＵ１００は、プレアシストを実行すると、プレアシスト解除条件が満たされたか否かを判別する（ステップＡ１５）。
【００６０】
ここで、本実施形態におけるプレアシスト解除条件とは、実際に車線変更がなされること等によってＭＡＴ２０９のモータアシスト実行条件が満たされ、モータ２０９ｃによるアシストが実行された場合や、プレアシストが実行されたまま一定期間モータアシストが実行されない場合等を指す。尚、係るプレアシスト解除条件は、車両１０の仕様、性能又は使用環境等に応じて個別具体的に設定されてもよいし、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、プレアシストを効果的に実行しつつモータ２０９ｃを効率的に動作させ得るように設定されていてもよい。
【００６１】
プレアシスト解除条件が満たされない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１５を繰り返し実行してプレアシストの実行を継続すると共に、プレアシスト解除条件が満たされた場合には（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、処理をステップＡ１０に戻して一連の処理を繰り返す。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る車両１０によれば、プレアシスト制御処理によって、加速要求を伴い易い追い越し車線への車線変更が行われる場合にプレアシストが実行される。従って、効率的且つ効果的である。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。始めに、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両１１の構成について説明する。ここに、図４は、車両１１のブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６４】
図４において、車両１１は、レーダ７００を備える点において第１実施形態に係る車両１０と相違している。
【００６５】
レーダ７００は、例えば、周波数７６〜７７ＧＨｚ帯の電波を使用する車載用ミリ波レーダであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００の制御に従って動作するように構成されている。レーダ７００は、一定の時間間隔でミリ波を出射し、対象物によって反射した反射波を受信することが可能に構成される。ＥＣＵ１００は、レーダ７００が受信した反射波に基づいて、車両１０に対する対象物の相対速度を算出することが可能に構成されており、本実施形態では特に、本発明に係る特定手段の一例としても機能するように構成されている。
【００６６】
尚、レーダ７００の構成は、ミリ波レーダに限定されない。例えば、赤外線レーダであってもよい。また、レーダ７００の使用目的は、本実施形態に係るプレアシストに限定されず、例えば、ＡＣＣ（Auto Cruise Control：車速維持制御装置）等に利用されてもよい。
【００６７】
次に、図５を参照して、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図３と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６８】
図５において、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされた場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、車両１０と、追い越し車線を走行中の他の車両との相対速度ΔＶを算出する（ステップＢ１０）。ＥＣＵ１００は、既に述べたように、レーダ７００の反射波に基づいて係る相対速度ΔＶを算出する。
【００６９】
相対速度ΔＶが算出されると、ＥＣＵ１００は、相対速度ΔＶが予め設定されＲＯＭに格納される基準値ΔＶｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＢ１１）。相対速度ΔＶが基準値ΔＶｔｈ未満である場合（ステップＢ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、追い越し車線への車線変更が行われても、加速要求がなされる可能性が低いものと判断し、プレアシストを実行することなく処理をステップＡ１０に戻して一連の処理を繰り返す。
【００７０】
相対速度ΔＶが基準値ΔＶｔｈ以上である場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、追い越し車線への車線変更後に加速要求が行われる可能性が高いものと判断して、プレアシストを実行する（ステップＡ１４）。
【００７１】
このように、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理では、追い越し車線への車線変更がなされると判断されても、車線変更後に加速要求が行われる可能性が低いと判断される場合には、プレアシストが実行されない。従って、一層効率的にプレアシストを実行することが可能となる。
【００７２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両のブロック図である。
【図２】図１の車両におけるＥＣＵ及びエンジンの模式図である。
【図３】ＥＣＵが実行するプレアシスト制御処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両のブロック図である。
【図５】第２実施形態に係るプレアシスト制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０９…ＭＡＴ、２０９ａ…タービン、２０９ｂ…コンプレッサ、２０９ｃ…モータ、３００…方向指示器、４００…ナビゲーション処理系、５００…ビデオカメラ、６００…映像処理部、７００…レーダ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＡＴ（Motor Assist Turbo）等アシスト機構付きの過給器を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、追い越し用にフライングブーストアップを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたターボチャージャの制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、車両が定常走行か１０ｋｍ／ｈ以下でウィンカが操作された場合に、実際の加速に先んじて電動機により過給圧を上昇せしめ、またスロットル開度を制限して車速の変化を抑制する。ここで、実際に加速が開始された場合にスロットル開度の制限を解除することにより、追い越し時にターボチャージャの応答性を高めることが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８１５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したフライングブーストアップを含むプレアシストは、過給器の応答性を向上させ得るが、従来の技術では、上述した条件が満たされれば電動機が作動してしまうため、実際に運転者が追い越し走行を所望しない場合であっても頻繁に電動機が作動しかねない。或いは、追い越し走行用の車線が存在しない場合であっても電動機が作動しかねない。即ち、従来の技術には、電動機が無駄に作動しかねないという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、効率的且つ効果的に過給器のプレアシストを行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、過給器及び該過給器をアシストするアシスト手段を備えた内燃機関を有する車両において前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記車両の走行位置に対応する所定種類の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する判別手段と、前記車線変更が行われると判別された場合に前記過給器をアシストするための準備動作として規定されるプレアシストが行われるように前記アシスト手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明において「過給器をアシストする」とは、例えば過給器を構成するタービンの回転を促進する等、過給器による過給動作を幾らかなりとも支援又は補助すること等を包括する概念である。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、位置情報取得手段によって、例えば、カーナビゲーション装置等を介して供給される各種道路情報、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を介して得られる絶対位置情報或いは車両の周囲が映し出された各種画像情報等の各種形態を採り得る位置情報が取得される。即ち、本発明に係る「位置情報」とは、必ずしも位置そのものの情報でなくてもよく、車両の位置を特定し得る情報を包括する概念である。
【０００９】
ここに、「取得」とは、上述したカーナビゲーション装置、ＧＰＳに関する各種処理装置、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の撮像装置及び撮像された画像又は映像の処理装置等然るべき各種手段を介して直接的に又は間接的に検出或いは生成されること、これら検出或いは生成された電気的又は電子的な信号、情報又はデータ等を電気的又は電子的に受け取ること、或いはこれら電気的又は電子的な信号、情報又はデータ等から予め設定されたアルゴリズムや算出式等に従って導出すること等を包括する概念である。
【００１０】
一方、判別手段は、取得された位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する。尚、判別手段は、係る判別の過程において、走行中の車線に他の車線が隣接しているか否かについても判別を行う趣旨である。また、係る判別処理は、未だ車線変更が行われていない段階においてなされるものであり、必ずしも実際の車線変更の有無を表していなくてもよい趣旨である。尚、係る判別に際しての基準は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて係る車線変更が行われるか否かが比較的高精度に判別され得るように設定されていてもよい。
【００１１】
制御手段は、判別手段によって係る車線変更が行われると判別された場合に、プレアシストが行われるようにアシスト手段を制御する。ここに、本発明に係る「プレアシスト」とは、過給器をアシストするための準備動作を包括する概念であり、何らこのようなプレアシストがなされない場合と比較して幾らかなりとも過給器のアシストが速やかに行われ得る限りにおいてその態様は何ら限定されない趣旨である。
【００１２】
このように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、加速要求等過給器の迅速な動作が期待され易い車線変更時に確実にプレアシストを実行することが可能となる。即ち、効率的且つ効果的に過給器のプレアシストを実行することが可能となるのである。
【００１３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記アシスト手段は電動機を含む。
【００１４】
この態様によれば、過給器が、例えばモータ等の電動機を備えた、例えばＭＡＴと称される形態を採り得るので、プレアシスト時の制御が比較的簡便となり効果的である。
【００１５】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記位置情報は、前記走行中の車線を含む道路に関する道路情報、前記車両の絶対位置を表す絶対位置情報及び前記走行中の車線の少なくとも一部を含む画像情報のうち少なくとも一つを含む。
【００１６】
この態様によれば、位置情報として、前述した如き道路情報、絶対位置情報及び画像情報のうち少なくとも一つを含むので、車線変更が行われるか否かを比較的高精度に判別することが可能となる。
【００１７】
尚、この態様では、前記位置情報は、前記道路情報の少なくとも一部として前記走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを表す情報を含み、前記判別手段は、前記走行中の車線が前記追い越し禁止車線である場合には前記車線変更が行われないと判別してもよい。
【００１８】
道路情報の少なくとも一部として、例えばこのように追い越し禁止道路であるか否かといった各種属性情報が含まれる場合、実践的にみて有益である。
【００１９】
また、位置情報が道路情報、絶対位置情報及び画像情報の少なくとも一部を含む態様では、前記位置情報は、前記画像情報の少なくとも一部として、前記走行中の車線と前記隣接する車線との境界を規定する指標物の画像を含み、前記判別手段は、前記指標物の画像から前記車両と前記指標物との位置関係を特定すると共に該位置関係に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別してもよい。
【００２０】
この場合、判別手段は、画像情報から、例えば車線同士の境界に形成される白線等の指標物と車両との位置関係を特定し、係る位置関係に基づいて、例えば、車両が指標物に近付いているか、近付く速度はどの程度なのか、或いは車両と指標物との距離が所定の基準値未満となったか等個別具体的に設定され得る判断基準に従って比較的高精度に車線変更の実行有無を判別することが可能となる。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記車両は前記車両の進行方向を告知する方向指示器を備え、前記判別手段は更に、前記方向指示器の動作状態に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する。
【００２２】
この態様によれば、ウィンカ等の方向指示器の動作状態、例えば、運転者によって操作がなされたか、左右何れかに方向指示がなされたか、方向指示がなされてからの経過時間はどの程度なのか等の各種判断基準に従って、車線変更の可能性を一層高精度に判別することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記車両と前記隣接する車線を走行する他の車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方を特定する特定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記車線変更が行われると判別される場合であっても、前記特定される少なくとも一方が所定の閾値未満である場合には前記プレアシストを禁止する。
【００２４】
この態様によれば、特定手段によって、隣接する車線を走行する他の車両、例えば、隣接する車線へ車線変更が行われた際に直前又は直後を走行することになる車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方が特定される。
【００２５】
係る少なくとも一方が所定の閾値未満である場合、車線変更が行われても加速や追い越し走行等が行われない可能性が高いため、プレアシストの必要性は比較的低いものとなり易い。この態様によれば、このような場合にはプレアシストが禁止されるため、一層アシスト手段を効率的に使用することが可能となる。
【００２６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０のブロック図である。
【００２９】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００、エンジン２００、方向指示器３００、ナビゲーション処理系４００、ビデオカメラ５００及び映像処理部６００を備える。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作を制御すると共に、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例として機能するように構成されている。
【００３１】
エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。ここで、図２を参照して、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図２は、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を含むエンジンシステムの模式図である。
【００３２】
図２において、エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換することが可能に構成されている。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を包括する概念であり、ガソリンエンジンに限らず、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジン等であってもよい。
【００３３】
シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２を介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいて不図示のインジェクタから噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０３を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０３の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。
【００３４】
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０５による点火動作により混合気が燃焼する。燃焼済みの混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０６の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２０８を介して、ＭＡＴ２０９に供給される。
【００３５】
ＭＡＴ２０９は、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０９ｂ（即ち、本発明に係る「過給器」の一例）並びにモータ２０９ｃ（即ち、本発明に係る「アシスト手段」の一例）を備える。
【００３６】
排気マニホールド２０８を介して供給される排気の一部は、タービン２０９ａに流入し、タービン２０９ａを回転させる。このタービン２０９ａの回転は、タービン２０９ａと同軸に構成されたコンプレッサ２０９ｂへ伝達され、コンプレッサ２０９ｂを作動させる動力となる。尚、タービン２０９ａの回転速度（時間当たりの回転数）は、回転センサ２１０によって常に検出されており、回転センサ２１０と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。また、タービン２０９ａに流入しない排気は、排気管２１１及び触媒装置２１２等を順次介して車両外等へ排気される。
【００３７】
一方、モータ２０９ｃは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によりその動作が制御される電動機である。モータ２０９ｃは、タービン２０９ａに動力を供給することが可能に構成されており、その力行時にタービン２０９ａの回転をアシストすることが可能に構成されている。モータ２０９ｃによってアシストされた状態において、タービン２０９ａは、排気のみによる回転と比較して高速に回転することが可能であり、より高い過給圧を実現することが可能である。
【００３８】
コンプレッサ２０９ｂは、吸気管２１３に接続されている。吸気管２１３には、外部から吸入された空気を浄化するためのエアクリーナ２１４が設置されており、エアクリーナ２１４によって浄化された空気が、タービン２０９ａの回転に伴って作動するコンプレッサ２０９ｂによってインタークーラ２１６に大気圧以上の過給圧で圧送される構成となっている。インタークーラ２１６では更にこの圧送された空気が冷却され、吸入効率が高められる。
【００３９】
吸気管２１３は、前述の吸気マニホールド２０２に連通しており、インタークーラ２１６を通過した吸入空気は、スロットルバルブ２１８を介して吸気マニホールド２０２へ供給される。吸気マニホールド２０２には、吸気マニホールド内の圧力を検出するためのインマニ圧センサ２２０が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、インマニ圧センサ２２０によって検出されたインマニ圧は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００４０】
尚、吸気管２１３には、吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ２１５及び過給器２０９の過給圧を検出する過給圧センサ２１７が設置されている。エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７によって検出された吸気量及び過給圧は、夫々エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４１】
スロットルバルブ２１８は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、アクセル開度や車速或いは内燃機関の機関回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能に構成されている。尚、スロットルバルブ２１８は、アクセルペダルと機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセルペダル操作とは無関係にスロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能である。また、スロットルバルブ２１８の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ２１９によって検出されており、スロットル開度センサ２１９と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４２】
吸気バルブ２０３は、吸気カムシャフト２２１に連結された吸気カム２０４によってその開閉動作が制御される。吸気カムシャフト２２１は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００４３】
吸気カムシャフト２２１の一方端には、不図示の吸気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２２が設けられている。この吸気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、吸気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２２は、吸気カムシャフト２２１を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば吸気カムシャフト２２１をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、吸気バルブ２０３の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００４４】
吸気カムシャフト２２１の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２３が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２３は、吸気カムシャフト２２１をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、吸気カム２０４は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２３によって吸気カムシャフト２２１がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するようになっている。吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するとは即ち、吸気バルブ２０３の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、吸気バルブ２０３の作用角が相対的に大きくなる方向に吸気カムシャフト２２１が移動された場合、吸気バルブ２０３の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。従って、燃焼室内に導かれる吸気量は相対的に多くなる。
【００４５】
排気バルブ２０６は、排気カムシャフト２２４に連結された排気カム２０７によってその開閉動作が制御される。排気カムシャフト２２４は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００４６】
排気カムシャフト２２４の一方端には、不図示の排気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２５が設けられている。この排気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、排気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２５は、排気カムシャフト２２４を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば排気カムシャフト２２４をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、排気バルブ２０６の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００４７】
排気カムシャフト２２４の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２６が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２６は、排気カムシャフト２２４をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、排気カム２０７は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２６によって排気カムシャフト２２４がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するようになっている。排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するとは即ち、排気バルブ２０６の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、排気バルブ２０６の作用角が相対的に大きくなる方向に排気カムシャフト２２４が移動された場合、排気バルブ２０６の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。
【００４８】
図１に戻り、方向指示器３００は、車両１０の進行方向を車両外に告知するために設けられた不図示のウィンカランプを作動させるための操作レバーであり、車両１０の運転者による操作が可能に構成されている。方向指示器３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、方向指示器３００の操作状態は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００４９】
ナビゲーション処理系４００は、ＨＤＤ等然るべき記憶手段に記憶された地図データに基づいて液晶表示パネル等の表示手段上に表示される地図画面上に、ＧＰＳ等の測位システムを介して得られた絶対位置情報を表示することが可能に構成されている。ナビゲーション処理系４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、車両１０が走行している道路に関する情報、より具体的には車両１０が現在片側何車線の道路においていずれの車線を走行中であるのかといった情報は、ＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５０】
ビデオカメラ５００は、車両１０の側方又は前方に取り付けられた撮像システムであり、当該側方又は前方部分における車両１０の走行路面を撮像することが可能に構成されている。ビデオカメラ５００によって撮像された路面の画像データは、映像処理部６００によって所定の映像処理がなされる。映像処理部６００によって映像処理がなされた画像データは、後述するプレアシスト制御処理において映像処理部６００と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって利用される構成となっている。
【００５１】
＜実施形態の動作＞
排気によってタービン２０９ａを回転せしめる構成に鑑みれば、過給器２０９による過給動作は、加速要求時等の過渡期間においては特に遅れを生じ易い。然るに、本実施形態の構成によれば、実際にタービン２０９ａの回転をアシストする前段階としてモータ２０９ｃに通電し、加速要求と共に遅延無くタービン２０９ａの回転をアシストすべくプレアシストを実行することが可能であり、係るプレアシストにより、過給遅延を軽減することが可能である。一方で、プレアシスト期間にはモータへの電力供給が行われるから、効率的な電力利用の観点からは、プレアシストは効率的且つ効果的に実行されるのが望ましい。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００が、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従ってプレアシスト制御処理を実行し、プレアシストを効率的且つ効果的に実行せしめている。
【００５２】
ここで、図３を参照してプレアシスト制御処理の詳細について説明する。ここに、図３は、プレアシスト制御処理のフローチャートである。
【００５３】
図３において、始めに、ＥＣＵ１００は、位置情報を取得する（ステップＡ１０）。この際、ＥＣＵ１００は、ナビゲーション処理系４００から送信される絶対位置データ、然るべき記憶手段から読み出された、係る絶対位置データに対応する地図データ及び映像処理部６００から送信される画像データ等を取得する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１００は、車両１０が走行車線を走行中であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。本実施形態において「走行車線」とは、例えば高速道路や車両専用道路等における一般的な意味合いでの走行車線を含み、更には単に右側に他の車線が隣接している車線をも包括する概念である。即ち、ステップＡ１１に係る処理では、車両１０が、片側二車線以上の道路を走行中であるか否かが判別される。ＥＣＵ１００は、ステップＡ１０に係る処理において取得された絶対位置データ及び地図データに基づいて、車両１０が片側二車線以上の道路を走行中であるか否かを判別する。更に、ＥＣＵ１００は、地図データに含まれる道路情報によって、走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを判別する。本実施形態では、走行中の車線が追い越し禁止車線である場合、便宜的に走行車線を走行中ではないと判別される。
【００５５】
走行車線を走行中ではない場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返す。一方、走行車線を走行中である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０が追い越し車線に接近中であるか否かを判別する（ステップＡ１２）。
【００５６】
ここで、本実施形態における「追い越し車線」とは、走行車線と対応する概念であり、走行車線の右側に隣接する車線を指す。追い越し車線に接近中であるか否かの判別は、ステップＡ１１に係る処理において取得された画像データに基づいて実行される。即ち、係る画像データによって表される画像において、走行車線と追い越し車線との境界を規定する白線の相対位置が車両１０に接近する方向へ変化している場合、車両１０が追い越し車線へ接近中であると判別される。尚、車両１０においてビデオカメラ５００の設置位置は既知であるから、係る画像に映し出された白線の位置から、車両１０と白線との距離を特定することができる。ステップＡ１２に係る処理では、予めＲＯＭに格納された基準値と係る距離を表す値との比較及び白線への接近速度等に基づいて、車両１０が追い越し車線に接近中であるか否かが総合的に判別される。
【００５７】
車両１０が追い越し車線に接近中ではない場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返すと共に、車両１０が追い越し車線に接近中である場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、更に方向指示器３００が追い越し車線方向に操作されたか否かを判別する（ステップＡ１３）。追い越し車線方向とは、即ち、車両１０の右方向であり、ＥＣＵ１００は、方向指示器３００から、右側のウィンカランプを点灯させる旨の入力がなされたか否かを判別する。
【００５８】
追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされていない場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、これまでの処理を繰り返す。一方で、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされた場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車線変更が行われる可能性が高いものと判断し、ＭＡＴ２０９のモータ２０９ｃに通電してプレアシストを実行する（ステップＡ１４）。プレアシストが実行されることによって、例えば実際の車線変更に際し運転者による急激なアクセル操作がなされたとしても、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０８ｂの過給遅延が軽減され、速やかに所望の過給圧を得ることが可能となり効果的である。
【００５９】
一方、プレアシストが実行されたまま、実際には車線変更が行われない場合も考え得る。そこで、ＥＣＵ１００は、プレアシストを実行すると、プレアシスト解除条件が満たされたか否かを判別する（ステップＡ１５）。
【００６０】
ここで、本実施形態におけるプレアシスト解除条件とは、実際に車線変更がなされること等によってＭＡＴ２０９のモータアシスト実行条件が満たされ、モータ２０９ｃによるアシストが実行された場合や、プレアシストが実行されたまま一定期間モータアシストが実行されない場合等を指す。尚、係るプレアシスト解除条件は、車両１０の仕様、性能又は使用環境等に応じて個別具体的に設定されてもよいし、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、プレアシストを効果的に実行しつつモータ２０９ｃを効率的に動作させ得るように設定されていてもよい。
【００６１】
プレアシスト解除条件が満たされない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１５を繰り返し実行してプレアシストの実行を継続すると共に、プレアシスト解除条件が満たされた場合には（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、処理をステップＡ１０に戻して一連の処理を繰り返す。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る車両１０によれば、プレアシスト制御処理によって、加速要求を伴い易い追い越し車線への車線変更が行われる場合にプレアシストが実行される。従って、効率的且つ効果的である。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。始めに、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両１１の構成について説明する。ここに、図４は、車両１１のブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６４】
図４において、車両１１は、レーダ７００を備える点において第１実施形態に係る車両１０と相違している。
【００６５】
レーダ７００は、例えば、周波数７６〜７７ＧＨｚ帯の電波を使用する車載用ミリ波レーダであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００の制御に従って動作するように構成されている。レーダ７００は、一定の時間間隔でミリ波を出射し、対象物によって反射した反射波を受信することが可能に構成される。ＥＣＵ１００は、レーダ７００が受信した反射波に基づいて、車両１０に対する対象物の相対速度を算出することが可能に構成されており、本実施形態では特に、本発明に係る特定手段の一例としても機能するように構成されている。
【００６６】
尚、レーダ７００の構成は、ミリ波レーダに限定されない。例えば、赤外線レーダであってもよい。また、レーダ７００の使用目的は、本実施形態に係るプレアシストに限定されず、例えば、ＡＣＣ（Auto Cruise Control：車速維持制御装置）等に利用されてもよい。
【００６７】
次に、図５を参照して、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図３と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６８】
図５において、追い越し車線方向への方向指示器３００の操作がなされた場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、車両１０と、追い越し車線を走行中の他の車両との相対速度ΔＶを算出する（ステップＢ１０）。ＥＣＵ１００は、既に述べたように、レーダ７００の反射波に基づいて係る相対速度ΔＶを算出する。
【００６９】
相対速度ΔＶが算出されると、ＥＣＵ１００は、相対速度ΔＶが予め設定されＲＯＭに格納される基準値ΔＶｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＢ１１）。相対速度ΔＶが基準値ΔＶｔｈ未満である場合（ステップＢ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、追い越し車線への車線変更が行われても、加速要求がなされる可能性が低いものと判断し、プレアシストを実行することなく処理をステップＡ１０に戻して一連の処理を繰り返す。
【００７０】
相対速度ΔＶが基準値ΔＶｔｈ以上である場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、追い越し車線への車線変更後に加速要求が行われる可能性が高いものと判断して、プレアシストを実行する（ステップＡ１４）。
【００７１】
このように、第２実施形態に係るプレアシスト制御処理では、追い越し車線への車線変更がなされると判断されても、車線変更後に加速要求が行われる可能性が低いと判断される場合には、プレアシストが実行されない。従って、一層効率的にプレアシストを実行することが可能となる。
【００７２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両のブロック図である。
【図２】図１の車両におけるＥＣＵ及びエンジンの模式図である。
【図３】ＥＣＵが実行するプレアシスト制御処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両のブロック図である。
【図５】第２実施形態に係るプレアシスト制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０９…ＭＡＴ、２０９ａ…タービン、２０９ｂ…コンプレッサ、２０９ｃ…モータ、３００…方向指示器、４００…ナビゲーション処理系、５００…ビデオカメラ、６００…映像処理部、７００…レーダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給器及び該過給器をアシストするアシスト手段を備えた内燃機関を有する車両において前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記車両の走行位置に対応する所定種類の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する判別手段と、
前記車線変更が行われると判別された場合に前記過給器をアシストするための準備動作として規定されるプレアシストが行われるように前記アシスト手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記アシスト手段は電動機を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記位置情報は、前記走行中の車線を含む道路に関する道路情報、前記車両の絶対位置を表す絶対位置情報及び前記走行中の車線の少なくとも一部を含む画像情報のうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記位置情報は、前記道路情報の少なくとも一部として前記走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを表す情報を含み、
前記判別手段は、前記走行中の車線が前記追い越し禁止車線である場合には前記車線変更が行われないと判別する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記位置情報は、前記画像情報の少なくとも一部として、前記走行中の車線と前記隣接する車線との境界を規定する指標物の画像を含み、
前記判別手段は、前記指標物の画像から前記車両と前記指標物との位置関係を特定すると共に該位置関係に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記車両は前記車両の進行方向を告知する方向指示器を備え、
前記判別手段は更に、前記方向指示器の動作状態に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記車両と前記隣接する車線を走行する他の車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方を特定する特定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記車線変更が行われると判別される場合であっても、前記特定される少なくとも一方が所定の閾値未満である場合には前記プレアシストを禁止する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
過給器及び該過給器をアシストするアシスト手段を備えた内燃機関を有する車両において前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記車両の走行位置に対応する所定種類の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて、走行中の車線に隣接する車線への車線変更が行われるか否かを判別する判別手段と、
前記車線変更が行われると判別された場合に前記過給器をアシストするための準備動作として規定されるプレアシストが行われるように前記アシスト手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記アシスト手段は電動機を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記位置情報は、前記走行中の車線を含む道路に関する道路情報、前記車両の絶対位置を表す絶対位置情報及び前記走行中の車線の少なくとも一部を含む画像情報のうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記位置情報は、前記道路情報の少なくとも一部として前記走行中の車線が追い越し禁止車線であるか否かを表す情報を含み、
前記判別手段は、前記走行中の車線が前記追い越し禁止車線である場合には前記車線変更が行われないと判別する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記位置情報は、前記画像情報の少なくとも一部として、前記走行中の車線と前記隣接する車線との境界を規定する指標物の画像を含み、
前記判別手段は、前記指標物の画像から前記車両と前記指標物との位置関係を特定すると共に該位置関係に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記車両は前記車両の進行方向を告知する方向指示器を備え、
前記判別手段は更に、前記方向指示器の動作状態に基づいて前記車線変更が行われるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記車両と前記隣接する車線を走行する他の車両との相対距離及び相対速度のうち少なくとも一方を特定する特定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記車線変更が行われると判別される場合であっても、前記特定される少なくとも一方が所定の閾値未満である場合には前記プレアシストを禁止する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１９８２２７（Ｐ２００７−１９８２２７Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６８８７（Ｐ２００６−１６８８７）
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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