内燃機関の制御装置
【課題】従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１からのスロットル開度及び吸気管圧力の情報に基づいて、吸気管圧上昇推定値を演算し、電動機１４をフィードバック制御する。電動機制御装置４０は、検出されたスロットル開度の時間微分値を算出する。電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負の値であることを確認した場合には、現在の吸気管圧力から吸気管圧上昇推定値を算出する。電動機制御装置４０は、算出された吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を超える場合は過過給と判断し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を上回った値に応じて、吸気管圧の減圧制御を行う。
【解決手段】電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１からのスロットル開度及び吸気管圧力の情報に基づいて、吸気管圧上昇推定値を演算し、電動機１４をフィードバック制御する。電動機制御装置４０は、検出されたスロットル開度の時間微分値を算出する。電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負の値であることを確認した場合には、現在の吸気管圧力から吸気管圧上昇推定値を算出する。電動機制御装置４０は、算出された吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を超える場合は過過給と判断し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を上回った値に応じて、吸気管圧の減圧制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の運転状態と吸気管圧とに応じて、電動過給機の駆動を制御する機能を有する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の制御装置には、内燃機関の出力を増大させるために、吸気通路上に設けられた電機過給機の電動機の駆動を制御して、シリンダ内に吸入される吸気の圧力（以下、吸気管圧）を増大させ、吸気を過給するものがある。なお、近年では、従来の出力向上という目的に加えて低燃費化を目的として、エンジンの小排気量化が可能となるように電動過給機が用いられる。
【０００３】
ここで、内燃機関の高出力時において、電動過給機のコンプレッサによる圧縮状態のときに、コンプレッサの下流に配置されたスロットルが閉じられた場合には、吸気管圧が極端に高い状態、即ち過過給になってしまう。この過過給によって、吸気系の部品が破損する可能性がある。
【０００４】
これに対して、上記のような電動過給機の過過給による影響を軽減するため、スロットルが閉じられた場合にも対応するように、電動機の駆動がフィードバック制御される。例えば、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、タービン・コンプレッサと同軸に電動機が設けられ、そのタービン・コンプレッサと同回転数である電動機の回転数を監視する。そして、吸気管圧の上昇に先行してタービン・コンプレッサの回転数が上昇することを利用し、電動機の回転数に基づいて、電動機の駆動がフィードバック制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図５の従来例に示すように、スロットルバルブが全閉状態となったことにより、吸気管圧が上昇する。そして、スロットルバルブが全閉状態となった時点から、機械的な遅延分の時間（矢示Ｘ）をおいた後に、吸気管圧の上昇の影響を受けて電動機回転数も上昇する。この後、電動機回転数が所定の減圧制御開始値に達したことにより（矢示Ｙ）、減圧制御が開始され、吸気管圧が減圧される。このように、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図５に示すような比較的大きなｄｅｌａｙが発生する。
【０００７】
従って、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、フィードバック制御が電動機の回転数に基づくものであるため、図５の矢示Ｚのように、フィードバック制御の作用が生じるまで、吸気管圧の上昇は避けられない。このため、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置でも、過過給によって、コンプレッサ、スロットルバルブ及び吸気管等の吸気系の部品が破損する可能性がある。
【０００８】
また、このような過過給を抑えるためには、コンプレッサとスロットルとの間の空気を、大気開放させるか、又は吸気上流に環流させるブローオフバルブを内燃機関の吸入側に設ける必要がある。このため、従来のものでは、部品点数が増加していた。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に回転可能に設けられ、回転することにより前記内燃機関の吸気を過給するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機とを備える電動過給機に接続されたものであって、吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部とを備え、前記電動機制御部は、監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、電動機制御部は、スロットルバルブの単位時間あたりの変位量からスロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御するので、スロットルバルブの閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関を示す構成図である。
【図２】図１の電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】動作条件を説明するための説明図である。
【図４】図１の電動機制御装置の動作タイミングを説明するための説明図である。
【図５】従来の内燃機関の制御装置の動作タイミングを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関を示す構成図である。
図１において、内燃機関１は、４気筒のガソリンエンジンであり、４つのシリンダをもつシリンダブロック２を有している。また、内燃機関１は、電動過給機１０によって各シリンダ内への吸気が過給されることにより、高出力化とともに低燃費化を実現するものである。
【００１４】
各シリンダの吸入口には、インテークマニホールド３が接続されている。また、各シリンダの排出口には、エギゾーストマニホールド４が接続されている。インテークマニホールド３の反シリンダ側には、吸気管が接続されており、その吸気管及びインテークマニホールド３によって吸気通路５が形成されている。エギゾーストマニホールド４の反シリンダ側には、排気管が接続されており、その排気管及びエギゾーストマニホールド４によって排気通路６が形成されている。
【００１５】
吸気通路５と排気通路６との間には、電動過給機１０が設けられている。電動過給機１０は、タービンホイール１１、回転軸１２、コンプレッサホイール１３及び電動機１４を有している。タービンホイール１１及びコンプレッサホイール１３は、それぞれ回転軸１２の一端部及び他端部に取り付けられている。即ち、タービンホイール１１及びコンプレッサホイール１３は、互いに同軸上に配置されている。
【００１６】
タービンホイール１１は、シリンダブロック２の各シリンダで発生した排気ガスを受けて回転する。また、タービンホイール１１は、排気エネルギの伝達効率を調節するためのタービン可変ベーン１１ａを有している。コンプレッサホイール１３は、タービンホイール１１とともに回転する。また、コンプレッサホイール１３は、回転することにより、吸気を圧縮する。さらに、コンプレッサホイール１３は、圧縮空気量を調節するためのコンプレッサ可変ベーン１３ａを有している。
【００１７】
電動機１４は、回転軸１２を回転駆動する。電動機１４には、回転軸１２の回転数に応じた信号を生成する回転数検出手段（図示せず）が取り付けられている。また、電動機１４は、回転軸１２及びコンプレッサホイール１３を正方向（回転軸１２の周方向の一方）へ回転駆動する場合には、吸気通路５の吸気管圧を加圧し、シリンダ内に吸入される吸気を過給する。これとともに、電動機１４は、回転軸１２及びコンプレッサホイール１３を逆方向（回転軸１２の周方向の他方）へ回転駆動する場合には、吸気管圧を減圧する。
【００１８】
なお、電動過給機１０の基本的な動作としては、内燃機関１の低回転時には、電動機１４の回転駆動によって吸気を過給し、内燃機関１の高回転時には、タービンホイール１１の排気エネルギによる回転によって吸気を過給するものである。しかしながら、電動過給機１０の動作は、この例に限定するものではなく、内燃機関１の回転数によらず電動機１４の回転駆動による過給と、排気エネルギによる過給とが重畳してもよい。
【００１９】
また、吸気通路５における電動過給機１０の上流側（反内燃機関１側）には、吸入空気量に応じた信号を生成するエアーフローセンサ２０（吸気量検出手段）が設けられている。さらに、吸気通路５における電動過給機１０の下流側には、電動過給機１０の下流側の吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧センサ２１（吸気管圧検出手段）が設けられている。
【００２０】
また、吸気通路５における吸気管圧センサ２１の下流側には、吸気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。さらに、吸気通路５におけるインタークーラ２２の下流側には、吸気通路５を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブ２３が設けられている。スロットルバルブ２３には、スロットルバルブ２３を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２４が接続されている。
【００２１】
スロットルバルブアクチュエータ２４は、スロットルバルブ２３の開度に応じた信号を生成する。また、スロットルバルブアクチュエータ２４は、スロットル開度検出手段（図示せず）を内蔵しており、スロットル開度検出手段は、スロットルバルブ２３の開度に応じた信号を生成する。
【００２２】
ここで、排気通路６は、タービンホイール１１へ排気ガスを導くタービン側通路６ａと、タービンホイール１１を迂回するバイパス通路６ｂとに分岐している。排気通路６における分岐点には、バイパス通路６ｂへの開口を開閉するウェストゲートバルブ３０と、ウェストゲートバルブ３０を開閉駆動するウェストゲートバルブアクチュエータ３１とが取り付けられている。
【００２３】
次に、内燃機関１の吸気通路５に取り込まれた吸気が排気通路６から排出されるまでの流れについて説明する。まず、大気中から吸気通路５に取り込まれた吸気は、エアクリーナ（図示せず）によって塵埃が除去される。続いて、塵埃が除去された吸気はエアーフローセンサ２０を経て、電動過給機１０のコンプレッサホイール１３の回転によって圧縮される。
【００２４】
次に、圧縮された吸気は、圧力上昇によって温度が上昇し膨張する。このため、内燃機関１の吸気充填効率を向上させるために、圧縮された吸気は、インタークーラ２２によって冷却される。続いて、冷却された吸気は、スロットルバルブ２３の開度に応じて流量が調節される。そして、ポート噴射エンジンの場合には燃料と混合されて混合気となり、シリンダブロック２の各シリンダ内に吸入される。
【００２５】
この後、シリンダ内に吸入された混合気は着火され、シリンダ内のピストン（図示せず）が押し下げられる。続いて、クランク（図示せず）によってピストンの上下運動が回転運動に変換され、混合気の燃焼によって生じたエネルギは、車両の推進力となる動力として利用される。
【００２６】
また、シリンダ内での燃焼によって発生した排気ガスは、エギゾーストマニホールド４を通ってシリンダ内から排出される。続いて、シリンダ内から排出された排気ガスは、ウェストゲートバルブ３０が閉じている場合には、タービン側通路６ａを通ってタービンホイール１１へ導かれ、タービンホイール１１を回転させる。
【００２７】
これに対して、排気ガスは、ウェストゲートバルブ３０が開いている場合には、バイパス通路６ｂへ導かれる。そして、タービンホイール１１を回転させた排気ガスとバイパス通路６ｂを通った排気ガスとは合流し、排気ガス浄化触媒等が一体化されたマフラ（図示せず）により浄化され、大気中に排出される。
【００２８】
次に、内燃機関１及び電動過給機１０の制御系について説明する。電動過給機１０の電動機１４には、電動機制御装置４０（電動機制御部）が接続されている。電動機制御装置４０には、エンジン制御装置４１が接続されている。なお、電動機制御装置４０及びエンジン制御装置４１は、それぞれＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有するハードウェア（算術論理演算可能回路）である。
【００２９】
また、エンジン制御装置４１は、電動機１４、エアーフローセンサ２０及び吸気管圧センサ２１を介して、それぞれ電動機回転数、吸入空気量及び吸気管圧を監視する。さらに、エンジン制御装置４１は、スロットルバルブアクチュエータ２４からのスロットル開度の信号、ウェストゲートバルブアクチュエータ３１からのウェストゲートバルブ開度の信号、タービン可変ベーン１１ａからのタービン可変ベーンの開度の信号、及びコンプレッサ可変ベーン１３ａからのコンプレッサ可変ベーン開度の信号をそれぞれ受ける。
【００３０】
また、エンジン制御装置４１は、タービン可変ベーン１１ａ、コンプレッサ可変ベーン１３ａ、スロットルバルブアクチュエータ２４及びウェストゲートバルブアクチュエータ３１のそれぞれの駆動を制御する。さらに、エンジン制御装置４１は、スロットル開度及び吸気管圧力の情報を電動機制御装置４０に送る。
【００３１】
また、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１からのスロットル開度及び吸気管圧力の情報に基づいて、吸気管圧上昇推定値（吸気管圧力上昇予測値）を演算し、電動機１４をフィードバック制御する。具体的には、電動機制御装置４０は、検出されたスロットル開度の時間微分値を算出する。即ち、電動機制御装置４０は、スロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量を算出する。
【００３２】
そして、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負の値であることを確認した場合（スロットルが閉じられる方向に動く場合）には、現在の吸気管圧力とスロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量とに基づいて、現在から所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出する。電動機制御装置４０は、算出した吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を超えていることを確認した場合には、過過給が生じると判断し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を上回った値（差分）に応じて、吸気管圧の減圧制御を行う。
【００３３】
ここで、吸気管圧の減圧制御とは、電動機１４の回転制御、ウェストゲートバルブ３０の開度制御、タービン可変ベーン１１ａの開度制御、及びコンプレッサ可変ベーン１３ａの開度制御である。具体的に、電動機制御装置４０は、減圧制御を行う際に、電動機１４にタービン・コンプレッサの回転を制動させる。これとともに、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１を介して、（過過給が生じると判断した時点のそれぞれの状態を基準に）ウェストゲートバルブ３０の開度を増加させ、タービン可変ベーン１１ａ及びコンプレッサ可変ベーン１３ａの開度を減少させる。
【００３４】
なお、電動機１４にタービン・コンプレッサの回転を制動させる際には、電動機１４を過給方向とは逆方向に駆動制御してもよく、又は電動機１４を回生制御してもよい。つまり、電動機１４を逆方向への駆動制御、又は回生制御することにより、電動機１４の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この場合、逆方向に駆動制御する方が、回生制御するよりも、より効果的な制動制御が可能となる。
【００３５】
次に、電動機制御装置４０の動作の一例について説明する。図２は、図１の電動機制御装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。図２において、まず、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１から車両パラメータを取得する（ステップＳ１）。具体的に、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１から、電動機回転数、スロットルバルブ２３の開度、吸入空気量及び吸気管圧力の情報を取得する。
【００３６】
ステップＳ２では、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値を算出し、時間微分値の正負を判定する。ここで、スロットル開度の時間微分値は、スロットルバルブ２３の回動方向と同義であり、時間微分値が正の場合にはスロットルバルブ２３が開方向に動いたことを意味し、時間微分値が負の場合にはスロットルバルブ２３が閉方向に動いたことを意味する。
【００３７】
ステップＳ２において、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が正（即ち、ＮＯ方向）であることを確認した場合には、図２の動作を終了する。他方、ステップ２において、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負（即ち、ＹＥＳ方向）であることを確認した場合には、吸気管圧力上昇推定値を算出する（ステップＳ３）。
【００３８】
ここで、吸気管圧力上昇推定値は、現在における吸気管圧力とスロットル開度の時間微分値から算出される吸気管圧力上昇差分値との合算値となる。この吸気管圧力上昇差分値は、現在の吸気管圧力に基づいて算出可能であるが、推定精度向上のために、吸気管圧力とともに電動機回転数及び吸入空気量の少なくともいずれか一方を用いてもよい。図３に吸気管圧力上昇推定の一例を示す。なお、図３では、吸気管圧力、スロットル開度の時間微分値（の絶対値）、電動機回転数及び吸入空気量のそれぞれの大小により、吸気管圧力上昇差分値の大小を決定できることを示す。
【００３９】
続いて、電動機制御装置４０は、推定された吸気管圧力上昇推定値によって、過過給状態に陥る可能性があるか否かを判定する（ステップＳ４）。このときに、電動機制御装置４０は、吸気管圧力上昇推定値が所定の閾値よりも小さい（即ち、ステップＳ４のＮＯ方向）ことを確認した場合には、過過給状態に陥る可能性はないと判断し、図２に示す動作を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ４において、電動機制御装置４０は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値よりも大きいことを確認した場合（即ち、ステップＳ４のＹＥＳ方向）には、過過給状態に陥る可能性があると判断し、電動機１４の制動制御（減圧制御）を行うべくステップＳ５に移行する。
【００４１】
ここで、電動機１４の制動力は、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧に応じたものである。この制動力は、電動機１４の逆駆動制御によって、あるいは電動機１４の回生制御によって得られるものとする。なお、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧が、回生制御によって得られる制動力よりも大きい場合には、電動機１４の逆駆動によって制動力を得るものとする。
【００４２】
従って、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値を用いて、スロットルバルブ２３の単位時間（微小時間）あたりの変化量から、過過給が発生するか否かを予測し、過過給の発生を予測した場合には、減圧方向へ駆動制御する。
【００４３】
上記のような実施の形態１の内燃機関の制御装置によれば、電動機制御装置４０は、スロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量からスロットルバルブ２３の閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出する。そして、電動機制御装置４０は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機１４の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この構成により、スロットルバルブ２３の閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。
【００４４】
ここで、図４は、図１の電動機制御装置４０の動作タイミングを説明するための説明図である。電動機制御装置４０は、図４に示すように、矢示Ａの時点で、電動機１４のフィードバック制御（制動制御）を開始することから、電動機制御装置４０における吸気管圧の上昇の推定に要する時間、即ち過過給が生じると判断するまでのｄｅｌａｙ（矢示Ｂ）が、図５の従来例に比べて短くなっていることがわかる。この結果、電動機制御装置４０では、図４の矢示Ｃのように、図５の従来例に比べて、吸気管圧の上昇が抑制される。
【００４５】
なお、実施の形態１では、電動過給機１０が吸気通路５と排気通路６との間に設けられ、タービンホイール１１とコンプレッサホイール１３とが回転軸１２によって互いに接続されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、電動過給機１０は、吸気通路５に設けられたコンプレッサホイール１３と電動機１４とを有し、電気エネルギのみで吸気を過給するいわゆる電動コンプレッサであってもよい。このように、実施の形態１のタービンホイール１１を省略した場合であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、電動過給機１０のみでなく、吸気通路５及び排気通路６における電動過給機１０の後段又は前段に機械式過給機をさらに設けて、いわゆるツインチャージャーを構成してもよい。この場合であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
さらに、実施の形態１では、電動機制御装置４０とエンジン制御装置４１とが異なるハードウェアによってそれぞれ構成されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、例えばエンジン制御装置４１等に機能を集約できる場合には、電動機制御装置４０は電動機１４を駆動する単純なドライバ（駆動電力発生手段）として機能してもよい。この場合も、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、実施の形態１では、タービンホイール１１がタービン可変ベーン１１ａを、コンプレッサホイール１３がコンプレッサ可変ベーン１３ａをそれぞれ有していた。しかしながら、これらのタービン可変ベーン１１ａ及びコンプレッサ可変ベーン１３ａを省略してもよい。
【００４９】
さらに、実施の形態１では、４気筒のガソリンエンジンについて説明した。しかしながら、この発明は、４気筒のガソリンエンジン以外の気筒数及び燃料種別の内燃機関についても、適用することができる。また、この発明が適用される内燃機関の燃焼方式についても制限はなく、この発明は、シリンダ内に燃料を直接噴射する直噴エンジンにも適用することができ、スロットルバルブ２３の下流側のインテークマニホールド３に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 内燃機関、５ 吸気通路、１０ 電動過給機、１１ タービンホイール、１１ａ タービン可変ベーン、１２ 回転軸、１３ コンプレッサホイール、１３ａ コンプレッサ可変ベーン、１４ 電動機、２０ エアーフローセンサ（吸気量検出手段）、２１ 吸気管圧センサ、２４ スロットルバルブアクチュエータ、３０ ウェストゲートバルブ、３１ ウェストゲートバルブアクチュエータ、４０ 電動機制御装置（電動機制御部）、４１ エンジン制御装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の運転状態と吸気管圧とに応じて、電動過給機の駆動を制御する機能を有する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の制御装置には、内燃機関の出力を増大させるために、吸気通路上に設けられた電機過給機の電動機の駆動を制御して、シリンダ内に吸入される吸気の圧力（以下、吸気管圧）を増大させ、吸気を過給するものがある。なお、近年では、従来の出力向上という目的に加えて低燃費化を目的として、エンジンの小排気量化が可能となるように電動過給機が用いられる。
【０００３】
ここで、内燃機関の高出力時において、電動過給機のコンプレッサによる圧縮状態のときに、コンプレッサの下流に配置されたスロットルが閉じられた場合には、吸気管圧が極端に高い状態、即ち過過給になってしまう。この過過給によって、吸気系の部品が破損する可能性がある。
【０００４】
これに対して、上記のような電動過給機の過過給による影響を軽減するため、スロットルが閉じられた場合にも対応するように、電動機の駆動がフィードバック制御される。例えば、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、タービン・コンプレッサと同軸に電動機が設けられ、そのタービン・コンプレッサと同回転数である電動機の回転数を監視する。そして、吸気管圧の上昇に先行してタービン・コンプレッサの回転数が上昇することを利用し、電動機の回転数に基づいて、電動機の駆動がフィードバック制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図５の従来例に示すように、スロットルバルブが全閉状態となったことにより、吸気管圧が上昇する。そして、スロットルバルブが全閉状態となった時点から、機械的な遅延分の時間（矢示Ｘ）をおいた後に、吸気管圧の上昇の影響を受けて電動機回転数も上昇する。この後、電動機回転数が所定の減圧制御開始値に達したことにより（矢示Ｙ）、減圧制御が開始され、吸気管圧が減圧される。このように、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図５に示すような比較的大きなｄｅｌａｙが発生する。
【０００７】
従って、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置では、フィードバック制御が電動機の回転数に基づくものであるため、図５の矢示Ｚのように、フィードバック制御の作用が生じるまで、吸気管圧の上昇は避けられない。このため、特許文献１に示すような従来の内燃機関の制御装置でも、過過給によって、コンプレッサ、スロットルバルブ及び吸気管等の吸気系の部品が破損する可能性がある。
【０００８】
また、このような過過給を抑えるためには、コンプレッサとスロットルとの間の空気を、大気開放させるか、又は吸気上流に環流させるブローオフバルブを内燃機関の吸入側に設ける必要がある。このため、従来のものでは、部品点数が増加していた。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に回転可能に設けられ、回転することにより前記内燃機関の吸気を過給するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機とを備える電動過給機に接続されたものであって、吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部とを備え、前記電動機制御部は、監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、電動機制御部は、スロットルバルブの単位時間あたりの変位量からスロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御するので、スロットルバルブの閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関を示す構成図である。
【図２】図１の電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】動作条件を説明するための説明図である。
【図４】図１の電動機制御装置の動作タイミングを説明するための説明図である。
【図５】従来の内燃機関の制御装置の動作タイミングを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関を示す構成図である。
図１において、内燃機関１は、４気筒のガソリンエンジンであり、４つのシリンダをもつシリンダブロック２を有している。また、内燃機関１は、電動過給機１０によって各シリンダ内への吸気が過給されることにより、高出力化とともに低燃費化を実現するものである。
【００１４】
各シリンダの吸入口には、インテークマニホールド３が接続されている。また、各シリンダの排出口には、エギゾーストマニホールド４が接続されている。インテークマニホールド３の反シリンダ側には、吸気管が接続されており、その吸気管及びインテークマニホールド３によって吸気通路５が形成されている。エギゾーストマニホールド４の反シリンダ側には、排気管が接続されており、その排気管及びエギゾーストマニホールド４によって排気通路６が形成されている。
【００１５】
吸気通路５と排気通路６との間には、電動過給機１０が設けられている。電動過給機１０は、タービンホイール１１、回転軸１２、コンプレッサホイール１３及び電動機１４を有している。タービンホイール１１及びコンプレッサホイール１３は、それぞれ回転軸１２の一端部及び他端部に取り付けられている。即ち、タービンホイール１１及びコンプレッサホイール１３は、互いに同軸上に配置されている。
【００１６】
タービンホイール１１は、シリンダブロック２の各シリンダで発生した排気ガスを受けて回転する。また、タービンホイール１１は、排気エネルギの伝達効率を調節するためのタービン可変ベーン１１ａを有している。コンプレッサホイール１３は、タービンホイール１１とともに回転する。また、コンプレッサホイール１３は、回転することにより、吸気を圧縮する。さらに、コンプレッサホイール１３は、圧縮空気量を調節するためのコンプレッサ可変ベーン１３ａを有している。
【００１７】
電動機１４は、回転軸１２を回転駆動する。電動機１４には、回転軸１２の回転数に応じた信号を生成する回転数検出手段（図示せず）が取り付けられている。また、電動機１４は、回転軸１２及びコンプレッサホイール１３を正方向（回転軸１２の周方向の一方）へ回転駆動する場合には、吸気通路５の吸気管圧を加圧し、シリンダ内に吸入される吸気を過給する。これとともに、電動機１４は、回転軸１２及びコンプレッサホイール１３を逆方向（回転軸１２の周方向の他方）へ回転駆動する場合には、吸気管圧を減圧する。
【００１８】
なお、電動過給機１０の基本的な動作としては、内燃機関１の低回転時には、電動機１４の回転駆動によって吸気を過給し、内燃機関１の高回転時には、タービンホイール１１の排気エネルギによる回転によって吸気を過給するものである。しかしながら、電動過給機１０の動作は、この例に限定するものではなく、内燃機関１の回転数によらず電動機１４の回転駆動による過給と、排気エネルギによる過給とが重畳してもよい。
【００１９】
また、吸気通路５における電動過給機１０の上流側（反内燃機関１側）には、吸入空気量に応じた信号を生成するエアーフローセンサ２０（吸気量検出手段）が設けられている。さらに、吸気通路５における電動過給機１０の下流側には、電動過給機１０の下流側の吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧センサ２１（吸気管圧検出手段）が設けられている。
【００２０】
また、吸気通路５における吸気管圧センサ２１の下流側には、吸気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。さらに、吸気通路５におけるインタークーラ２２の下流側には、吸気通路５を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブ２３が設けられている。スロットルバルブ２３には、スロットルバルブ２３を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２４が接続されている。
【００２１】
スロットルバルブアクチュエータ２４は、スロットルバルブ２３の開度に応じた信号を生成する。また、スロットルバルブアクチュエータ２４は、スロットル開度検出手段（図示せず）を内蔵しており、スロットル開度検出手段は、スロットルバルブ２３の開度に応じた信号を生成する。
【００２２】
ここで、排気通路６は、タービンホイール１１へ排気ガスを導くタービン側通路６ａと、タービンホイール１１を迂回するバイパス通路６ｂとに分岐している。排気通路６における分岐点には、バイパス通路６ｂへの開口を開閉するウェストゲートバルブ３０と、ウェストゲートバルブ３０を開閉駆動するウェストゲートバルブアクチュエータ３１とが取り付けられている。
【００２３】
次に、内燃機関１の吸気通路５に取り込まれた吸気が排気通路６から排出されるまでの流れについて説明する。まず、大気中から吸気通路５に取り込まれた吸気は、エアクリーナ（図示せず）によって塵埃が除去される。続いて、塵埃が除去された吸気はエアーフローセンサ２０を経て、電動過給機１０のコンプレッサホイール１３の回転によって圧縮される。
【００２４】
次に、圧縮された吸気は、圧力上昇によって温度が上昇し膨張する。このため、内燃機関１の吸気充填効率を向上させるために、圧縮された吸気は、インタークーラ２２によって冷却される。続いて、冷却された吸気は、スロットルバルブ２３の開度に応じて流量が調節される。そして、ポート噴射エンジンの場合には燃料と混合されて混合気となり、シリンダブロック２の各シリンダ内に吸入される。
【００２５】
この後、シリンダ内に吸入された混合気は着火され、シリンダ内のピストン（図示せず）が押し下げられる。続いて、クランク（図示せず）によってピストンの上下運動が回転運動に変換され、混合気の燃焼によって生じたエネルギは、車両の推進力となる動力として利用される。
【００２６】
また、シリンダ内での燃焼によって発生した排気ガスは、エギゾーストマニホールド４を通ってシリンダ内から排出される。続いて、シリンダ内から排出された排気ガスは、ウェストゲートバルブ３０が閉じている場合には、タービン側通路６ａを通ってタービンホイール１１へ導かれ、タービンホイール１１を回転させる。
【００２７】
これに対して、排気ガスは、ウェストゲートバルブ３０が開いている場合には、バイパス通路６ｂへ導かれる。そして、タービンホイール１１を回転させた排気ガスとバイパス通路６ｂを通った排気ガスとは合流し、排気ガス浄化触媒等が一体化されたマフラ（図示せず）により浄化され、大気中に排出される。
【００２８】
次に、内燃機関１及び電動過給機１０の制御系について説明する。電動過給機１０の電動機１４には、電動機制御装置４０（電動機制御部）が接続されている。電動機制御装置４０には、エンジン制御装置４１が接続されている。なお、電動機制御装置４０及びエンジン制御装置４１は、それぞれＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有するハードウェア（算術論理演算可能回路）である。
【００２９】
また、エンジン制御装置４１は、電動機１４、エアーフローセンサ２０及び吸気管圧センサ２１を介して、それぞれ電動機回転数、吸入空気量及び吸気管圧を監視する。さらに、エンジン制御装置４１は、スロットルバルブアクチュエータ２４からのスロットル開度の信号、ウェストゲートバルブアクチュエータ３１からのウェストゲートバルブ開度の信号、タービン可変ベーン１１ａからのタービン可変ベーンの開度の信号、及びコンプレッサ可変ベーン１３ａからのコンプレッサ可変ベーン開度の信号をそれぞれ受ける。
【００３０】
また、エンジン制御装置４１は、タービン可変ベーン１１ａ、コンプレッサ可変ベーン１３ａ、スロットルバルブアクチュエータ２４及びウェストゲートバルブアクチュエータ３１のそれぞれの駆動を制御する。さらに、エンジン制御装置４１は、スロットル開度及び吸気管圧力の情報を電動機制御装置４０に送る。
【００３１】
また、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１からのスロットル開度及び吸気管圧力の情報に基づいて、吸気管圧上昇推定値（吸気管圧力上昇予測値）を演算し、電動機１４をフィードバック制御する。具体的には、電動機制御装置４０は、検出されたスロットル開度の時間微分値を算出する。即ち、電動機制御装置４０は、スロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量を算出する。
【００３２】
そして、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負の値であることを確認した場合（スロットルが閉じられる方向に動く場合）には、現在の吸気管圧力とスロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量とに基づいて、現在から所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出する。電動機制御装置４０は、算出した吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を超えていることを確認した場合には、過過給が生じると判断し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を上回った値（差分）に応じて、吸気管圧の減圧制御を行う。
【００３３】
ここで、吸気管圧の減圧制御とは、電動機１４の回転制御、ウェストゲートバルブ３０の開度制御、タービン可変ベーン１１ａの開度制御、及びコンプレッサ可変ベーン１３ａの開度制御である。具体的に、電動機制御装置４０は、減圧制御を行う際に、電動機１４にタービン・コンプレッサの回転を制動させる。これとともに、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１を介して、（過過給が生じると判断した時点のそれぞれの状態を基準に）ウェストゲートバルブ３０の開度を増加させ、タービン可変ベーン１１ａ及びコンプレッサ可変ベーン１３ａの開度を減少させる。
【００３４】
なお、電動機１４にタービン・コンプレッサの回転を制動させる際には、電動機１４を過給方向とは逆方向に駆動制御してもよく、又は電動機１４を回生制御してもよい。つまり、電動機１４を逆方向への駆動制御、又は回生制御することにより、電動機１４の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この場合、逆方向に駆動制御する方が、回生制御するよりも、より効果的な制動制御が可能となる。
【００３５】
次に、電動機制御装置４０の動作の一例について説明する。図２は、図１の電動機制御装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。図２において、まず、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１から車両パラメータを取得する（ステップＳ１）。具体的に、電動機制御装置４０は、エンジン制御装置４１から、電動機回転数、スロットルバルブ２３の開度、吸入空気量及び吸気管圧力の情報を取得する。
【００３６】
ステップＳ２では、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値を算出し、時間微分値の正負を判定する。ここで、スロットル開度の時間微分値は、スロットルバルブ２３の回動方向と同義であり、時間微分値が正の場合にはスロットルバルブ２３が開方向に動いたことを意味し、時間微分値が負の場合にはスロットルバルブ２３が閉方向に動いたことを意味する。
【００３７】
ステップＳ２において、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が正（即ち、ＮＯ方向）であることを確認した場合には、図２の動作を終了する。他方、ステップ２において、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値が負（即ち、ＹＥＳ方向）であることを確認した場合には、吸気管圧力上昇推定値を算出する（ステップＳ３）。
【００３８】
ここで、吸気管圧力上昇推定値は、現在における吸気管圧力とスロットル開度の時間微分値から算出される吸気管圧力上昇差分値との合算値となる。この吸気管圧力上昇差分値は、現在の吸気管圧力に基づいて算出可能であるが、推定精度向上のために、吸気管圧力とともに電動機回転数及び吸入空気量の少なくともいずれか一方を用いてもよい。図３に吸気管圧力上昇推定の一例を示す。なお、図３では、吸気管圧力、スロットル開度の時間微分値（の絶対値）、電動機回転数及び吸入空気量のそれぞれの大小により、吸気管圧力上昇差分値の大小を決定できることを示す。
【００３９】
続いて、電動機制御装置４０は、推定された吸気管圧力上昇推定値によって、過過給状態に陥る可能性があるか否かを判定する（ステップＳ４）。このときに、電動機制御装置４０は、吸気管圧力上昇推定値が所定の閾値よりも小さい（即ち、ステップＳ４のＮＯ方向）ことを確認した場合には、過過給状態に陥る可能性はないと判断し、図２に示す動作を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ４において、電動機制御装置４０は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値よりも大きいことを確認した場合（即ち、ステップＳ４のＹＥＳ方向）には、過過給状態に陥る可能性があると判断し、電動機１４の制動制御（減圧制御）を行うべくステップＳ５に移行する。
【００４１】
ここで、電動機１４の制動力は、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧に応じたものである。この制動力は、電動機１４の逆駆動制御によって、あるいは電動機１４の回生制御によって得られるものとする。なお、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧が、回生制御によって得られる制動力よりも大きい場合には、電動機１４の逆駆動によって制動力を得るものとする。
【００４２】
従って、電動機制御装置４０は、スロットル開度の時間微分値を用いて、スロットルバルブ２３の単位時間（微小時間）あたりの変化量から、過過給が発生するか否かを予測し、過過給の発生を予測した場合には、減圧方向へ駆動制御する。
【００４３】
上記のような実施の形態１の内燃機関の制御装置によれば、電動機制御装置４０は、スロットルバルブ２３の単位時間あたりの変位量からスロットルバルブ２３の閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出する。そして、電動機制御装置４０は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機１４の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この構成により、スロットルバルブ２３の閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。
【００４４】
ここで、図４は、図１の電動機制御装置４０の動作タイミングを説明するための説明図である。電動機制御装置４０は、図４に示すように、矢示Ａの時点で、電動機１４のフィードバック制御（制動制御）を開始することから、電動機制御装置４０における吸気管圧の上昇の推定に要する時間、即ち過過給が生じると判断するまでのｄｅｌａｙ（矢示Ｂ）が、図５の従来例に比べて短くなっていることがわかる。この結果、電動機制御装置４０では、図４の矢示Ｃのように、図５の従来例に比べて、吸気管圧の上昇が抑制される。
【００４５】
なお、実施の形態１では、電動過給機１０が吸気通路５と排気通路６との間に設けられ、タービンホイール１１とコンプレッサホイール１３とが回転軸１２によって互いに接続されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、電動過給機１０は、吸気通路５に設けられたコンプレッサホイール１３と電動機１４とを有し、電気エネルギのみで吸気を過給するいわゆる電動コンプレッサであってもよい。このように、実施の形態１のタービンホイール１１を省略した場合であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、電動過給機１０のみでなく、吸気通路５及び排気通路６における電動過給機１０の後段又は前段に機械式過給機をさらに設けて、いわゆるツインチャージャーを構成してもよい。この場合であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
さらに、実施の形態１では、電動機制御装置４０とエンジン制御装置４１とが異なるハードウェアによってそれぞれ構成されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、例えばエンジン制御装置４１等に機能を集約できる場合には、電動機制御装置４０は電動機１４を駆動する単純なドライバ（駆動電力発生手段）として機能してもよい。この場合も、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、実施の形態１では、タービンホイール１１がタービン可変ベーン１１ａを、コンプレッサホイール１３がコンプレッサ可変ベーン１３ａをそれぞれ有していた。しかしながら、これらのタービン可変ベーン１１ａ及びコンプレッサ可変ベーン１３ａを省略してもよい。
【００４９】
さらに、実施の形態１では、４気筒のガソリンエンジンについて説明した。しかしながら、この発明は、４気筒のガソリンエンジン以外の気筒数及び燃料種別の内燃機関についても、適用することができる。また、この発明が適用される内燃機関の燃焼方式についても制限はなく、この発明は、シリンダ内に燃料を直接噴射する直噴エンジンにも適用することができ、スロットルバルブ２３の下流側のインテークマニホールド３に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 内燃機関、５ 吸気通路、１０ 電動過給機、１１ タービンホイール、１１ａ タービン可変ベーン、１２ 回転軸、１３ コンプレッサホイール、１３ａ コンプレッサ可変ベーン、１４ 電動機、２０ エアーフローセンサ（吸気量検出手段）、２１ 吸気管圧センサ、２４ スロットルバルブアクチュエータ、３０ ウェストゲートバルブ、３１ ウェストゲートバルブアクチュエータ、４０ 電動機制御装置（電動機制御部）、４１ エンジン制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に回転可能に設けられ、回転することにより前記内燃機関の吸気を過給するコンプレッサホイールと、
前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機と
を備える電動過給機に接続された内燃機関の制御装置であって、
吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、
前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、
前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部と
を備え、
前記電動機制御部は、
監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、
算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、
算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記電動機の回転数に応じた信号を生成する回転数検出手段と、
前記吸気通路内の吸気量に応じた信号を生成する吸気量検出手段と
の少なくともいずれか一方をさらに備え、
前記電動機制御部は、前記吸気管圧上昇推定値を算出する際に、前記吸気管圧及び前記変位量とともに、前記吸気通路内の吸気量と前記電動機の回転数との少なくともいずれか一方を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記電動機制御部は、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する際に、前記電動機を過給方向に対する逆方向に駆動させて、前記コンプレッサの回転に対する制動トルクを前記電動機から発生させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記電動機制御部は、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する際に、前記電動機を回生状態とすることによって、前記コンプレッサの回転に対する制動トルクを前記電動機から発生させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記電動過給機は、前記内燃機関の排気通路に設けられ前記コンプレッサホイールとともに回転するタービンホイールをさらに備え、
前記内燃機関の排気通路は、前記コンプレッサホイールを通るタービン側通路と、前記コンプレッサホイールを迂回するためのバイパス通路とに分岐されており、
前記電動機制御部は、前記タービン側通路と前記バイパス通路との分岐箇所に設けられ前記バイパス通路への開口を開閉するウェストゲートバルブの開度を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記ウェストゲートバルブの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から増加させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記タービンホイールは、排気エネルギの伝達効率を調節するためのタービン可変ベーンを有し、
前記電動機制御部は、前記タービン可変ベーンの開閉を制御し、前記吸気管圧上昇推定値が前記所定の閾値を越えていることを確認した場合に、過過給が生じると判断した際に、前記タービン可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記コンプレッサは、圧縮空気量を調節するためのコンプレッサ可変ベーンを有し、
前記電動機制御部は、前記コンプレッサ可変ベーンの開閉を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記コンプレッサ可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に回転可能に設けられ、回転することにより前記内燃機関の吸気を過給するコンプレッサホイールと、
前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機と
を備える電動過給機に接続された内燃機関の制御装置であって、
吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、
前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、
前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部と
を備え、
前記電動機制御部は、
監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、
算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、
算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記電動機の回転数に応じた信号を生成する回転数検出手段と、
前記吸気通路内の吸気量に応じた信号を生成する吸気量検出手段と
の少なくともいずれか一方をさらに備え、
前記電動機制御部は、前記吸気管圧上昇推定値を算出する際に、前記吸気管圧及び前記変位量とともに、前記吸気通路内の吸気量と前記電動機の回転数との少なくともいずれか一方を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記電動機制御部は、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する際に、前記電動機を過給方向に対する逆方向に駆動させて、前記コンプレッサの回転に対する制動トルクを前記電動機から発生させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記電動機制御部は、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する際に、前記電動機を回生状態とすることによって、前記コンプレッサの回転に対する制動トルクを前記電動機から発生させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記電動過給機は、前記内燃機関の排気通路に設けられ前記コンプレッサホイールとともに回転するタービンホイールをさらに備え、
前記内燃機関の排気通路は、前記コンプレッサホイールを通るタービン側通路と、前記コンプレッサホイールを迂回するためのバイパス通路とに分岐されており、
前記電動機制御部は、前記タービン側通路と前記バイパス通路との分岐箇所に設けられ前記バイパス通路への開口を開閉するウェストゲートバルブの開度を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記ウェストゲートバルブの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から増加させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記タービンホイールは、排気エネルギの伝達効率を調節するためのタービン可変ベーンを有し、
前記電動機制御部は、前記タービン可変ベーンの開閉を制御し、前記吸気管圧上昇推定値が前記所定の閾値を越えていることを確認した場合に、過過給が生じると判断した際に、前記タービン可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記コンプレッサは、圧縮空気量を調節するためのコンプレッサ可変ベーンを有し、
前記電動機制御部は、前記コンプレッサ可変ベーンの開閉を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記コンプレッサ可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１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２０１１−１８４４（Ｐ２０１１−１８４４Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４４０４３（Ｐ２００９−１４４０４３）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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