特許 5821607 内燃機関の制御方法及び制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5821607

(24)【登録日】2015年10月16日

(45)【発行日】2015年11月24日

(54)【発明の名称】内燃機関の制御方法及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/10 20060101AFI20151104BHJP

   F02B 37/12 20060101ALI20151104BHJP

   F02B 39/10 20060101ALI20151104BHJP

   F02D 23/00 20060101ALI20151104BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/10 Z

   F02B37/12 302B

   F02B39/10

   F02D23/00 D

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-277176(P2011-277176)

(22)【出願日】2011年12月19日

(65)【公開番号】特開2013-127222(P2013-127222A)

(43)【公開日】2013年6月27日

【審査請求日】2014年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】渡部 由宣

(72)【発明者】

【氏名】植田 隆広

【審査官】 木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０７５５９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２９９９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１５５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４５４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４２０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１５２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２２４２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／１０

Ｆ０２Ｂ ３７／１２

Ｆ０２Ｂ ３９／１０

Ｆ０２Ｄ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動過給機を備えた内燃機関における低回転速度からの加速時に、前記電動過給機の電動機にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して前記電動過給機の圧縮機の回転速度を上昇させ、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に近づいたとき、前記初期駆動電力の印加を停止すると共に、前記電動機に前記初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加し、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間を設定時間とし、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記設定時間が経過したとき、前記初期駆動電力の印加を停止することを特徴とする内燃機関の制御方法。

【請求項2】

エンジン回転速度が設定値以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定する請求項１に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項3】

前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ前記内燃機関のトルク低下を防止するのに必要十分な電力を前記事後駆動電力とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項4】

電動過給機を備えた内燃機関における低回転速度からの加速時に、前記電動過給機の電動機にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して前記電動過給機の圧縮機の回転速度を上昇させ、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に近づいたとき、前記初期駆動電力の印加を停止すると共に、前記電動機に前記初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加し、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間を設定時間とし、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記設定時間が経過したとき、前記初期駆動電力の印加を停止する制御部を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

【請求項5】

エンジン回転速度が設定値以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定する加速判定部を更に備える請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ前記内燃機関のトルク低下を防止するのに必要十分な電力を前記事後駆動電力とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動過給機を備えた内燃機関の制御方法及び制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電動機を備えた電動過給機は、電動過給機のタービンの回転速度を任意に調整することができる。

【0003】

そのため、エンジン回転速度が低速の領域（低速域）では、電動機のアシストにより、内燃機関の過渡応答性（トルク応答性、レスポンスともいう）の向上、トルクの向上、燃費改善、排出ガスの浄化を図ることができる。

【0004】

一方、エンジン回転速度が高速の領域（高速域）では、余剰の排出ガスエネルギを利用して発電をすることにより、エネルギの回収による高効率化を図ることができる。

【0005】

このような理由から、電動過給機は将来の過給機として期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−１９８２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の過給機では、車両発進時など低速域において、排出ガスで駆動されるタービンが同一軸上の圧縮機を回転させ、高圧の空気を過給する。

【0008】

これに対し、電動過給機では、排出ガスエネルギが不足する低速域において、電動機のアシストによりタービンの回転速度を上昇させ、過給機の弱点であった過渡応答遅れを改善し、過渡応答性を向上させることができる。

【0009】

一般に、電動機に印加する電力が大きいほど、タービンの回転速度の増加は大きくなり、過渡応答性も良くなる。また、電動機によるアシストの継続時間が長いほど、最大トルクが向上する。

【0010】

しかしながら、吸気流量が少ない低速域では圧縮機の使用可能な圧力比（出口圧力に対する入口圧力の比）が低いため、電動機に印加する電力を大きくしすぎたり、電動機によるアシストの継続時間を長くしすぎたりすると、圧縮機の運転領域がサージング領域に入りサージングが発生する。

【0011】

例えば、図９は、電動機によるアシストを行ったときの圧縮機の作動線図であり、（ａ）はアシスト１．０秒、（ｂ）はアシスト１．５秒のときの作動線図であるが、アシスト１．５秒の場合には圧縮機の運転領域がサージング領域に入ってしまっている。

【0012】

従って、圧縮機のサージングを回避するためには、長時間、電動機によるアシストを行うことができない。

【0013】

しかし、電動機によるアシストを停止すると、一旦上昇した過給圧力が減少してしまい、図１０に示すように、トルク低下現象が発生してしまう。

【0014】

そこで、本発明の目的は、過渡応答性の向上とサージングの防止に加え、電動機によるアシストを停止した後のトルク低下をも防止することができる内燃機関の制御方法及び制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この目的を達成するために創案された本発明は、電動過給機を備えた内燃機関における低回転速度からの加速時に、前記電動過給機の電動機にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して前記電動過給機の圧縮機の回転速度を上昇させ、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に近づいたとき、前記初期駆動電力の印加を停止すると共に、前記電動機に前記初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加し、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間を設定時間とし、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記設定時間が経過したとき、前記初期駆動電力の印加を停止する内燃機関の制御方法である。

【0016】

エンジン回転速度が設定値以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定すると良い。

【0018】

前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ前記内燃機関のトルク低下を防止するのに必要十分な電力を前記事後駆動電力とすると良い。

【0019】

また本発明は、電動過給機を備えた内燃機関における低回転速度からの加速時に、前記電動過給機の電動機にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して前記電動過給機の圧縮機の回転速度を上昇させ、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に近づいたとき、前記初期駆動電力の印加を停止すると共に、前記電動機に前記初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加し、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間を設定時間とし、前記初期駆動電力の印加を開始してから前記設定時間が経過したとき、前記初期駆動電力の印加を停止する制御部を備える内燃機関の制御装置である。

【0020】

エンジン回転速度が設定値以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定する加速判定部を更に備えると良い。

【0022】

前記制御部は、前記圧縮機の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ前記内燃機関のトルク低下を防止するのに必要十分な電力を前記事後駆動電力とすると良い。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、過渡応答性の向上とサージングの防止に加え、電動機によるアシストを停止した後のトルク低下をも防止することができる内燃機関の制御方法及び制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の対象となる内燃機関の一例を示す概略図である。

【図2】本発明の対象となる燃料噴射系の一例を示す概略図である。

【図3】本発明に係る内燃機関の制御方法を示すフローチャートである。

【図4】本発明に係る内燃機関の制御方法により電動機に印加される電力の印加パターンを纏めた図である。

【図5】（ａ）〜（ｅ）は低回転速度からの加速を開始してから２．０秒以内にエンジン回転速度が８００ｒｐｍを超えない場合の運転イメージ図である。

【図6】（ａ）〜（ｅ）は低回転速度からの加速を開始してから１．０秒以内にエンジン回転速度が８００ｒｐｍを超えるものの、２．０秒以内に１０００ｒｐｍを超えない場合の運転イメージ図である。

【図7】（ａ）〜（ｅ）は低回転速度からの加速を開始してから２．０秒以内にエンジン回転速度が１０００ｒｐｍを超えた場合の運転イメージ図である。

【図8】電動機によるアシストと事後運転の有無で内燃機関のトルクがどのように変化するかシミュレーションした結果を示す図である。

【図9】図９は、電動機によるアシストを行ったときの圧縮機の作動線図であり、（ａ）はアシスト１．０秒、（ｂ）はアシスト１．５秒のときの作動線図である。

【図10】電動機によるアシストの有無とその継続時間で内燃機関のトルクがどのように変化するかシミュレーションした結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

【0026】

図１に示すように、本発明の対象となる内燃機関１０は、吸気系に電動過給機１１が接続されており、排気エネルギにより電動過給機１１のタービン（排気タービン）１２を駆動させて圧縮機（吸気タービン）１３により過給するようになっている。

【0027】

電動過給機１１は、電動機１４によって同一軸上のタービン１２と圧縮機１３を回転させることができ、排ガスの流量や流速に依らず任意の回転速度が得られるものである。

【0028】

圧縮機１３で圧縮され高温となった空気は、チャージエアクーラ１５にて一気に冷却され、吸気スロットル１６で吸気量が調整された後、吸気弁１７を介して燃焼室１８に供給されて燃焼に使用される。未燃焼の混合ガス、即ち、ブローバイガスは、リターンパス１９を通じて吸気側に環流される。

【0029】

その後、燃焼に使用された排ガスは、排気弁２０を介して排気され、その排気エネルギによってタービン１２を駆動する。タービン１２の前段には、エンジン回転速度に応じてタービンブレードの開口面積を可変させることで排ガスの流量を変化させ、過給効率や排気圧力を調節するＶＧＴベーン２１が設けられている。

【0030】

排気の際には、排気の一部を吸気に戻すことにより、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）を行うようになっている。ＥＧＲを行うことでＮＯ_Xの排出量を低減することができる。

【0031】

ＥＧＲでは、高温の排気を直接吸気すると吸気温度が上昇して、吸気充填効率の低下を招いてしまうことから、排ガスはＥＧＲクーラ２２で一旦冷却されてから吸気に投入される。ＥＧＲクーラ２２の後段には、ＥＧＲバルブ２３が設けられており、その開度を制御することにより、ＥＧＲ量を調節できるようになっている。

【0032】

内燃機関１０の制御を行うためのＥＣＵ（Engine Control Unit）２４には、大気圧力を検出するための大気圧力センサ２５、吸気流量を検出するためのエアフローセンサ２６、吸気圧力を検出するためのブーストセンサ２７、吸気スロットル１６、燃焼室１８に燃料を噴射するための燃料インジェクタ２８、ＶＧＴベーン２１、排気温度を検出するための排気温度センサ２９、ピストン３０に接続されたクランクシャフト３１のクランク角度を検出するクランク角度センサ３２、電動過給機１１の電動機１４などが接続されている。

【0033】

図２に示すように、本発明の対象となる燃料噴射系は、複数気筒のコモンレール噴射系であり、エンジン回転速度に依らず任意の噴射圧力を得られるものである。

【0034】

コモンレール３３に蓄圧した燃料を噴射ノズルである各燃料インジェクタ２８に供給するようになっている。そのため、コモンレール３３に燃料を所定の圧力に加圧して圧送する高圧ポンプ３４が設けられている。つまり、このコモンレール噴射系では、噴射圧力はコモンレール３３に蓄えられる圧力に依存する。

【0035】

通常はコモンレール３３の実圧力を圧力センサ３５によってモニタ（フィードバック）しながら、高圧ポンプ３４の吐出量制御バルブ３６を制御してその吐出量を制御している。

【0036】

さて、本発明に係る内燃機関の制御方法は、電動過給機１１を備えた内燃機関１０における低回転速度（アイドル回転速度付近）からの加速時に、電動過給機１１の電動機１４にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して電動過給機１１の圧縮機１３の回転速度を上昇させ、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に近づいたとき、初期駆動電力の印加を停止すると共に、電動機１４に初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加することを特徴とする。

【0037】

低回転速度からの加速時に圧縮機１３の回転速度を上昇させるのは、低速域における過給不足を補い、過渡応答性を向上させるためである。

【0038】

このとき、エンジン回転速度が設定値（例えば、６５０ｒｐｍ）以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値（例えば、８０％）以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定すると良い。

【0039】

なお、エンジン回転速度は、クランク角度センサ３２の出力に基づいて検出することができ、アクセル開度の変化量は、ＥＣＵ２４によって制御される燃料噴射量の変化量に基づいて検出するか、又はアクセル開度を検出するためのスロットルペダルセンサを設けることで検出することができる。

【0040】

また、エンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加するのは、電動機１４に印加する電力を大きくするほど過渡応答性を向上させることができるものの、大きくしすぎると圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入り、圧縮機１３のサージングが発生するため、サージングが発生しない範囲の最大電力を初期駆動電力とすることで、サージング領域での運転を防止しつつ、過渡応答性を最大限に向上させることができるからである。

【0041】

圧縮機１３の運転領域がサージング領域に近づいたとき、初期駆動電力の印加を停止するのは、電動機１４によるアシストの継続時間を長くするほど最大トルクを向上させることができるものの、長くしすぎると圧縮機１３のサージングが発生するため、電動機１４によるアシストをサージングが発生するまでの可能な限り長い時間行うことで、サージング領域での運転を防止しつつ、最大トルクを最大限に向上させることができるからである。

【0042】

この際、初期駆動電力の印加を開始してから圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間を設定時間とし、初期駆動電力の印加を開始してから設定時間が経過したとき、初期駆動電力の印加を停止すると良い。これにより、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に近づいたとき、初期駆動電力の印加を停止することができる。

【0043】

初期駆動電力の印加を停止すると共に初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加するのは、初期駆動電力の印加を停止するのに伴って一旦上昇した過給圧力が低下して、内燃機関１０のトルク低下現象が発生するのを防止するためである。

【0044】

このとき、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ内燃機関１０のトルク低下を防止するのに必要十分な電力を事後駆動電力とすることで、サージング領域での運転を防止しつつ、トルクを維持することができる。

【0045】

この制御方法を実現する制御装置は、電動過給機１１を備えた内燃機関１０における低回転速度からの加速時に、電動過給機１１の電動機１４にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して電動過給機１１の圧縮機１３の回転速度を上昇させ、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に近づいたとき、初期駆動電力の印加を停止すると共に、電動機１４に初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加する制御部３７を備える。

【0046】

また、制御装置は、エンジン回転速度が設定値以下であり、且つアクセル開度の変化量が設定値以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定する加速判定部３８を更に備える。

【0047】

制御部３７と加速判定部３８は、ＥＣＵ２４に搭載されており、これらによって前述した制御が実施される。

【0048】

以下、ある内燃機関１０において本発明に係る制御方法を実施する場合について説明する。

【0049】

この内燃機関１０の特性についてシミュレーションにより調べたところ、エンジン回転速度が８００ｒｐｍのとき、０．５ｋＷの初期駆動電力を１．０秒、１．５秒、２．０秒の３通りの時間だけ電動機１４に印加した場合、いずれの場合も圧縮機１３のサージングは発生しなかった。また、初期駆動電力を１．０ｋＷ、１．５ｋＷと変えて同様のシミュレーションを行ったところ、初期駆動電力を１．０ｋＷとした場合には１．５秒以上で、１．５ｋＷとした場合には１．０秒以上で圧縮機１３のサージングが発生した。

【0050】

この結果から、内燃機関１０において、エンジン回転速度が８００ｒｐｍのときにサージングが発生しない範囲の最大電力は１．０ｋＷであることが分かる。また、この最大電力の印加を開始してから圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間は１．０秒であることが分かる。

【0051】

そして、エンジン回転速度を１０００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍと変えて同様のシミュレーションを行ったところ、エンジン回転速度が１０００ｒｐｍのときには、初期駆動電力を０．５ｋＷ、１．０ｋＷとした場合にはいずれの印加時間でも圧縮機１３のサージングは発生せず、初期駆動電力を１．５ｋＷとした場合には２．０秒の印加時間で圧縮機１３のサージングが発生した。また、エンジン回転速度が１２００ｒｐｍのときには、いずれの場合も圧縮機１３のサージングは発生しなかった。

【0052】

この結果から、内燃機関１０において、エンジン回転速度が１０００ｒｐｍのときにサージングが発生しない範囲の最大電力は１．５ｋＷであることが分かる。また、この最大電力の印加を開始してから圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間は１．５秒であることが分かる。

【0053】

一方、エンジン回転速度が１２００ｒｐｍのときにサージングが発生しない範囲の最大電力は１．５ｋＷ以上であることが分かる。また、この最大電力の印加を開始してから圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入る直前までの経過時間は２．０秒以上であることが分かる。

【0054】

これらシミュレーションの結果を基に内燃機関１０に適した制御方法を纏めると図３のフローチャートのようになる。

【0055】

このフローチャートは、加速判定部３８によって低回転速度からの加速であると判定されたときに開始される。具体的には、エンジン回転速度が６５０ｒｐｍ以下であり、且つアクセル開度の変化量が８０％以上であるとき、低回転速度からの加速であると判定し、この判定の結果を受けて制御部３７が以下のフローチャートを実施する。

【0056】

ステップＳ１０１では、エンジン回転速度に関係なく、電動機１４に１．０ｋＷの初期駆動電力を印加する。

【0057】

ステップＳ１０１は、この時点では加速が開始されてからのエンジン回転速度を判定していないため、エンジン回転速度が低い場合のことを考えて、エンジン回転速度が８００ｒｐｍのときの最大の初期駆動電力を印加するようにしたものである。これにより、エンジン回転速度が８００ｒｐｍ以下であっても圧縮機１３のサージングは発生しにくくなる。

【0058】

なお、エンジン回転速度の判定を行わずに始めから初期駆動電力を印加するのは、できる限り速く圧縮機１３の回転速度を上昇させることで、内燃機関１０の過渡応答性を向上させるためである。

【0059】

続くステップＳ１０２では、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦１．０秒で、且つエンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦８００ｒｐｍであるか否かの判定を行う。本条件を満たす限りステップＳ１０１が繰り返され、その後ステップＳ１０３に進む。

【0060】

ステップＳ１０３では、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦８００ｒｐｍであるか否かの判定を行う。本条件を満たす場合には、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ＞１．０秒で、且つエンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦８００ｒｐｍであるということなので、このまま初期駆動電力の印加を続けると、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入ってサージングが発生してしまう。

【0061】

そのため、ステップＳ１０４に進んで初期駆動電力の印加を停止すると共に、電動機１４に初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加する。つまり、ステップＳ１０４では、電動機１４に０．２５ｋＷの事後駆動電力を印加する。

【0062】

なお、本実施の形態では、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入ることなく、且つ内燃機関１０のトルク低下を防止するのに必要十分な電力として０．２５ｋＷを選択した。

【0063】

そして、続くステップＳ１０５で初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦５．０秒となるまで事後駆動電力の印加を続けてトルクを維持し、初期駆動電力の印加の停止に伴うトルク低下を防止する。このルートを辿った場合には、制御はその後終了する。

【0064】

なお、本明細書では、これらステップＳ１０４、Ｓ１０５の制御を事後運転と称する。

【0065】

一方、ステップＳ１０３の条件を満たさない場合にはステップＳ１０６に進む。この場合、エンジン回転速度が８００ｒｐｍより高いので、このまま初期駆動電力の印加を続けても圧縮機１３のサージングが発生しにくく、寧ろ過渡応答性を向上させるために初期駆動電力を増大させることが好ましい。そのため、ステップＳ１０６では初期駆動電力の印加を続けると共にエンジン回転速度に応じて初期駆動電力を１．５ｋＷに増大させる。

【0066】

その後のステップＳ１０７では、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦１．５秒で、且つエンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦１０００ｒｐｍであるか否かの判定を行う。本条件を満たす限りステップＳ１０６が繰り返され、その後ステップＳ１０８に進む。

【0067】

ステップＳ１０８では、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦１０００ｒｐｍであるか否かの判定を行う。本条件を満たす場合には、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ＞１．５秒で、且つエンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦１０００ｒｐｍであるということなので、このまま初期駆動電力の印加を続けると、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に入ってサージングが発生してしまう。

【0068】

そのため、ステップＳ１０４、Ｓ１０５に進んで事後運転を行う。このルートを辿った場合には、制御はその後終了する。

【0069】

一方、ステップＳ１０８の条件を満たさない場合にはステップＳ１０６に進む。この場合、エンジン回転速度が１０００ｒｐｍより高いので、このまま初期駆動電力の印加を続けても圧縮機１３のサージングが発生しにくく、寧ろ過渡応答性を向上させるために初期駆動電力を増大させることが好ましい。そのため、ステップＳ１０９では初期駆動電力の印加を続けると共にエンジン回転速度に応じて初期駆動電力を２．０ｋＷに増大させる。電動機１４に印加できる電力の最大値は、システムによって異なるが、通常は２．０ｋＷ程度であり、これを考慮してエンジン回転速度が１０００ｒｐｍより高い場合に印加する初期駆動電力を２．０ｋＷとした。

【0070】

最後のステップＳ１１０では、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦２．０秒となるまで初期駆動電力の印加を続けてトルクを上昇させ、過渡応答性を向上させる。エンジン回転速度が１２００ｒｐｍのときには、エンジン回転速度が８００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍのときの比べて排気エネルギが十分に確保できるため、２．０秒程度のアシストで十分である。そのため、本実施の形態では、ステップＳ１１０の条件をｔ≦２．０秒とした。このルートを辿った場合には、制御はその後終了する。

【0071】

以上の制御により印加される初期駆動電力及び事後駆動電力の印加パターンを纏めると、図４に示すようになる。

【0072】

即ち、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ≦８００ｒｐｍの場合には、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦１．０秒のとき、１．０ｋＷの初期駆動電力を印加し、１．０秒＜ｔ≦５．０秒のとき、０．２５ｋＷの事後駆動電力を印加する。

【0073】

また、エンジン回転速度Ｎｅが８００ｒｐｍ＜Ｎｅ≦１０００ｒｐｍの場合には、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦１．５秒のとき、１．５ｋＷの初期駆動電力を印加し、１．５秒＜ｔ≦５．０秒のとき、０．２５ｋＷの事後駆動電力を印加する。

【0074】

そして、エンジン回転速度Ｎｅが１０００ｒｐｍ＜Ｎｅの場合には、初期駆動電力の印加を開始してからの経過時間ｔがｔ≦２．０秒のとき、２．０ｋＷの初期駆動電力を印加し、事後駆動電力の印加は行わない。

【0075】

例えば、図５は、低回転速度からの加速を開始してから２．０秒以内にエンジン回転速度が８００ｒｐｍを超えない場合の運転イメージ図であって、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度、（ｄ）は電動機出力（電動機に印加した電力の大きさ）、（ｅ）はトルクであるが、初期駆動電力の印加を１．０秒で停止した後、事後運転を行うことで、トルク低下を回避できる。

【0076】

また、図６は、低回転速度からの加速を開始してから１．０秒以内にエンジン回転速度が８００ｒｐｍを超えるものの、２．０秒以内に１０００ｒｐｍを超えない場合の運転イメージ図であって、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度、（ｄ）は電動機出力、（ｅ）はトルクであるが、エンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力の印加を１．５秒で停止した後、事後運転を行うことで、トルク低下を回避できる。

【0077】

更に、図７は、低回転速度からの加速を開始してから２．０秒以内にエンジン回転速度が１０００ｒｐｍを超えた場合の運転イメージ図であって、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度、（ｄ）は電動機出力、（ｅ）はトルクであるが、エンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力の印加を２．０秒で停止することで、事後運転を行わなくてもトルク低下は発生しない。

【0078】

これまで説明した制御方法を用いて実際にシミュレーションを行った結果を図８に示す。

【0079】

この結果から、電動機１４によるアシストを行うことで、過渡応答性の向上を図れ、更に事後運転を追加することで、トルク低下を防止できることが分かる。

【0080】

なお、前述した初期駆動電力と事後駆動電力の具体的数値は、内燃機関の特性によって適宜変更されることは言うまでもない。また、本実施の形態では、エンジン回転速度を８００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍで区切ったが、より細かく区切るようにすれば、圧縮機１３のサージングの可能性をより低減することが可能になる。

【0081】

このように本発明によれば、電動過給機１１を備えた内燃機関１０における低回転速度からの加速時に、電動過給機１１の電動機にエンジン回転速度に応じた最大の初期駆動電力を印加して電動過給機１１の圧縮機１３の回転速度を上昇させ、圧縮機１３の運転領域がサージング領域に近づいたとき、初期駆動電力の印加を停止すると共に、電動機１４に初期駆動電力よりも小さい事後駆動電力を印加することで、過渡応答性の向上とサージングの防止に加え、電動機によるアシストを停止した後のトルク低下をも防止することができる内燃機関の制御方法及び制御装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0082】

１０ 内燃機関
１１ 電動過給機
１２ タービン
１３ 圧縮機
１４ 電動機
１５ チャージエアクーラ
１６ 吸気スロットル
１７ 吸気弁
１８ 燃焼室
１９ リターンパス
２０ 排気弁
２１ ＶＧＴベーン
２２ ＥＧＲクーラ
２３ ＥＧＲバルブ
２４ ＥＣＵ
２５ 大気圧力センサ
２６ エアフローセンサ
２７ ブーストセンサ
２８ 燃料インジェクタ
２９ 排気温度センサ
３０ ピストン
３１ クランクシャフト
３２ クランク角度センサ
３３ コモンレール
３４ 高圧ポンプ
３５ 圧力センサ
３６ 吐出量制御バルブ
３７ 制御部
３８ 加速判定部

【図1】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図2】