JP2016118139A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、電動過給機を備える内燃機関において、消費電力の増加に配慮しつつ持続感のある加速が得られるように加速のアシストを行えるようにすることを目的とする【解決手段】電動過給機２４が有する電動機２４ｂによるアシストを伴う車両の加速が要求されたときに、車両の加速開始からの遅れ時間ｔｄが経過したときに電動機２４ｂによる過給を開始し、かつ、時間に関する２次関数であって２次の係数が正である２次関数に従って電動コンプレッサ２４ａの回転速度が増加するように、上記過給の開始後の電動機２４ｂへの通電を制御する。【選択図】図４

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、電動過給機を備える内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、動力源として内燃機関と電動モータとを備える車両の駆動力制御装置が開示されている。この従来の制御装置は、車両の加速時には、車両の周囲の状況、および、アクセルペダルの操作状態に基づいて、車両の目標加速度を設定する。設定された目標加速度が大きいほど、車両の駆動力が高められる。車両の駆動力の増大は、エンジン出力、電動モータの出力、車両の変速機の変速比、および、車両のロックアップクラッチの係合／解放などのうちの少なくとも１つを制御することによって行われる。上記目標加速度は、アクセルペダルの踏力の変化量と車両の実際の加速度との関係を人間の知覚特性に沿ったものとするために、ウェーバー・へフナーの法則を用いて設定されている。具体的には、目標加速度は、踏力が増加するほど、指数関数的に増加するように設定されている。

特開２００９−０５７８７４号公報 特開２００８−２６７３６８号公報 特開２０１１−１１２０３２号公報 特開２０１３−２０４５３４号公報

上記特許文献１には、車両の加速時に到達目標となる加速度である目標加速度を、ウェーバー・へフナーの法則を用いてアクセルペダルの踏力に応じた値に設定する点についての開示はなされている。しかしながら、特許文献１には、加速期間中における加速度の時間変化の軌跡をどのような形状とするかについては何ら開示されていない。

ところで、電動過給機を備える内燃機関によれば、電動機の通電を制御することで過給圧を調整し、内燃機関による車両の加速をアシストさせることができる。電動機を作動させるためには電力を必要とする。このため、電動機による電動アシストによって車両の加速をアシストする際に、特別な配慮なしに常に電動機に供給可能な最大の電力を与えるようにすると、加速応答性を十分に高めることはできても消費電力量の増加が問題となることがある。したがって、電動アシストを利用して加速応答性を高める際には、消費電力の増加に配慮しつつ、車両の運転者に対して十分な加速感をもたらせるものであることが望ましいといえる。ここで、一般に、運転者が感じる加速感は、加速応答性のみではなく車両の加々速度に影響され、その加々速度の大小によって運転者は加速の緩急を判別できることが知られている。したがって、加々速度が１次関数に従って経時的に増加する加速特性によれば、加速が長く持続していると運転者に感じさせられるような持続感の高い加速が得られると考えられる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電動過給機を備える内燃機関において、消費電力の増加に配慮しつつ持続感のある加速が得られるように加速のアシストを行えるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸入空気を過給するコンプレッサと前記コンプレッサを駆動可能な電動機とを有する電動過給機を備える内燃機関を制御するものであって、電動機制御手段を備えている。電動機制御手段は、前記電動機の通電を制御する。より具体的には、前記電動機制御手段は、前記内燃機関を搭載する車両に対して前記電動過給機によるアシストを伴う加速が要求されたときに、前記車両の加速開始からの遅れ時間が経過したときに前記電動機による過給を開始し、かつ、時間に関する２次関数であって２次の係数が正である２次関数に従って前記コンプレッサの回転速度が増加するように、前記過給の開始後の前記電動機への通電を制御する。

前記遅れ時間は、前記車両の加速が要求されたときのアクセルペダルのアクセル開度が大きいほど短いことが好ましい。

前記電動機制御手段は、前記遅れ時間の経過中にアクセルペダルのアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど短くなるように前記遅れ時間を更新するものであってもよい。

前記電動機制御手段は、前記車両の加速が要求されたときに、アクセルペダルのアクセル開度が大きいほど、前記電動機への通電の制御に用いる前記２次の係数をより大きな値に修正することが好ましい。

前記電動機制御手段は、前記車両の加速中にアクセルペダルのアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど、前記電動機への通電の制御に用いる前記２次の係数をより大きな値とするものであってもよい。

前記電動機制御手段は、前記車両の加速が要求されたときに用いられている当該車両の変速比が高いほど、加速中に到達する前記コンプレッサの回転速度がより高くなるように前記電動機への通電を制御するものであってもよい。

前記遅れ時間は、前記電動機によるアシストを伴わない場合の前記車両の加速において加速度が２次関数に従って上昇し終えるまでの期間であることが好ましい。

上述のように、加々速度が１次関数に従って経時的に増加する加速特性によれば、加速が長く持続していると運転者に感じさせられるような持続感の高い加速が得られると考えられる。そして、この加速特性が得られるときには、加々速度の時間変化率は一定値を示す。電動アシストを伴わない場合の車両の加速の初期には、加速度が２次関数に従って増加するとみなせる期間があり、そして、この期間の経過後には、加速度が１次関数に従って増加するとみなせる期間がある。本発明によれば、加速初期に遅れ時間を設けることにより、電動アシストを伴わない場合の車両の加速初期の特性を利用して、電動機の電力消費なしに加々速度の時間変化率を加速初期において経時的に一定に近づけられることができる。そのうえで、本発明によれば、遅れ時間が経過したときに開始する電動機による過給では、２次の係数が正であって時間を独立変数とする２次関数に従って電動過給機のコンプレッサの回転速度が増加するように通電が制御される。その結果、この通電制御中の加速度についても２次関数的に増加させることができる。これにより、加速時に加速度が立ち上がる期間中に、加々速度の時間変化率を経時的に一定に近づけられることができる。以上のことから、本発明によれば、消費電力の増加に配慮しつつ持続感のある加速が得られるように加速のアシストを行えるようにすることができる。

本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における特徴的な電動アシスト制御との対比のために参照する電動アシストの参考例を表したタイムチャートである。 持続感の高い加速が得られる加速特性を説明するための図である。 加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけるようにするための電動機の制御手法を説明するためのタイムチャートである。 加速度Ｇと過給圧との関係を示す図である。 過給圧と電動過給機（電動コンプレッサ）の回転速度との関係を示す図である。 電動過給機の回転速度と電動機の印加電圧との関係を示す図である。 電動アシストを伴わないベース加速を対象として、加速度Ｇの時間変化の軌跡についてのアクセル開度に応じた違いを説明するためのタイムチャートである。 アクセル開度に応じた軌跡となるように加速度Ｇの時間変化の軌跡を電動アシストを利用して制御する手法を説明するためのタイムチャートである。 シフトポジションの違いによる加速度Ｇの時間変化の軌跡の違いの一例を表したタイムチャートである。 加速中にアクセルペダルの踏み増しが行われたときに実行される加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態１における加速時の電動アシスト制御の流れを示すフローチャートである。 アクセル開度と遅れ時間ｔｄとの関係を予め定めたマップの特性を表した図である。

実施の形態１．
［実施の形態１のシステムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示す内燃機関１０は、内燃機関本体１２を備えている。内燃機関１０は、火花点火式エンジン（一例として、ガソリンエンジン）であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関本体１２の各気筒には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。なお、本発明は、火花点火式エンジンに限らず、ディーゼルエンジンなどの圧縮着火式エンジンにも同様に適用することができる。

吸気通路１４の主吸気通路１４ａの入口付近には、エアクリーナ１８が設けられている。エアクリーナ１８には、主吸気通路１４ａを流れる空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアクリーナ１８よりも下流側の主吸気通路１４ａには、吸入空気を過給するために、ターボ過給機２２のコンプレッサ２２ａ（以下、「ターボコンプレッサ２２ａ」と称する）が配置されている。ターボ過給機２２は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２２ｂを排気通路１６に備えている。ターボコンプレッサ２２ａは、連結軸を介してタービン２２ｂと一体的に連結されており、タービン２２ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。

吸気通路１４は、吸気バイパス通路１４ｂを備えている。吸気バイパス通路１４ｂは、エアクリーナ１８よりも下流側であってターボコンプレッサ２２ａよりも上流側において主吸気通路１４ａをバイパスする。吸気バイパス通路１４ｂには、電動過給機２４のコンプレッサ２４ａ（以下、「電動コンプレッサ２４ａ」と称する）が配置されている。電動コンプレッサ２４ａは、電動機２４ｂによって駆動される。電動機２４ｂには、バッテリ（図示省略）から電力が供給される。吸気バイパス通路１４ｂの上流側端部と下流側端部との間に位置する主吸気通路１４ａの部位には、主吸気通路１４ａを開閉する吸気バイパスバルブ２６が配置されている。

ターボコンプレッサ２２ａよりも下流側の主吸気通路１４ａには、ターボコンプレッサ２２ａ、もしくはターボコンプレッサ２２ａと電動コンプレッサ２４ａの双方によって圧縮された吸入空気を冷却するためのインタークーラ２８が配置されている。インタークーラ２８よりも下流側の主吸気通路１４ａには、主吸気通路１４ａを開閉する電子制御式のスロットルバルブ３０が配置されている。スロットルバルブ３０よりも下流側の主吸気通路１４ａは、吸気マニホールド１４ｃとして構成されており、吸入空気は、吸気マニホールド１４ｃを介して各気筒に分配される。吸気マニホールド１４ｃには、吸気圧力（より具体的には、吸気マニホールド圧力）を検出する吸気圧力センサ３２が取り付けられている。

各気筒からの排気ガスは、排気通路１６の排気マニホールド１６ａによって集められて下流側に排出される。排気通路１６は、タービン２２ｂをバイパスする排気バイパス通路１６ｂを備えている。排気バイパス通路１６ｂには、排気バイパス通路１６ｂを開閉するバイパスバルブとして、電子制御式のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）３４が配置されている。ＷＧＶ３４の開度を変更することにより、タービン２２ｂを通過する排気の流量を調整してターボコンプレッサ２２ａの駆動力を調整することができる。

さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御する制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０とともに、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路（図示省略）などを備えている。ＥＣＵ４０は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置（ＣＰＵ）とを備え、内燃機関１０のシステム全体の制御を行うものである。入出力インターフェースは、内燃機関１０もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関１０が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。メモリには、内燃機関１０を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。

ＥＣＵ４０が信号を取り込むセンサには、上述したエアフローメータ２０および吸気圧力センサ３２に加え、クランク軸の回転位置およびエンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ４２等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。上記センサには、内燃機関１０を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセルポジションセンサ４４、車速を検出するための車速センサ４６、および、内燃機関１０と組み合わされる変速機（図示省略）の変速比を切り替える操作機構（図示省略）のシフトポジションを検出するためのシフトポジションセンサ４８も含まれる。

ＥＣＵ４０が操作信号を出すアクチュエータには、上述した電動機２４ｂ、吸気バイパスバルブ２６、スロットルバルブ３０およびＷＧＶ３４に加え、各気筒の燃焼室内に燃料を供給するための燃料噴射弁５０、および、各燃焼室内の混合気に点火するための点火装置５２等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。

［実施の形態１の制御］
（利用可能な過給モード）
電動過給機２４によれば、電動機２４ｂにより電動コンプレッサ２４ａを駆動することで吸入空気を過給することができる。上記構成を備えることによって、内燃機関１０は、ターボ過給機２２のみを利用する過給モードであるシングル過給モードと、ターボ過給機２２とともに電動コンプレッサ２４ａを利用する過給モードであるツイン過給モードとを択一的に選択可能となっている。シングル過給モードでは、電動機２４ｂへの通電が停止され、かつ、吸気バイパスバルブ２６が全開とされる。その結果、電動コンプレッサ２４ａが吸気抵抗となるのを回避しつつ、排気エネルギを利用してターボコンプレッサ２２ａによって過給された吸気が各気筒の燃焼室に供給されるようになる。一方、ツイン過給モードでは、吸気バイパスバルブ２６が閉じられた状態で電動機２４ｂへの通電が行われる。その結果、吸気通路１４に導入された吸気が電動コンプレッサ２４ａおよびターボコンプレッサ２２ａによって順に過給されたうえで各気筒の燃焼室に供給される。これにより、電動過給機２４を利用してターボ過給機２２による過給をアシストすることができる。以下、電動過給機２４を利用した過給のアシストのことを、単に「電動アシスト」と称する。

（加速応答性を最大限に高める電動アシストの参考例）
図２は、本発明の実施の形態１における特徴的な電動アシスト制御との対比のために参照する電動アシストの参考例を表したタイムチャートである。なお、図２に示す加速動作の各例は、自然吸気状態から過給を利用して車両の加速を行ったときのものである。

図２中に破線で示す波形は、電動アシストを伴わずにターボ過給機２２による過給を最大限利用して行われた加速時の加速度Ｇの波形を示している。このような加速は、加速要求が出されたときに、スロットルバルブ３０を全開とし、かつ、ＷＧＶ３４の開度を最小開度に制御することによって実現される。図２中の時点ｔ０は、加速要求時点である。時点ｔ０から時点ｔ１までの期間における加速度Ｇの直線的な上昇は、スロットルバルブ３０を速やかに全開としたことに伴ってエンジントルクが速やかに高まった結果として実現される。時点ｔ１から時点ｔ２までの期間における加速度Ｇの時間変化の軌跡は、ターボ過給機２２による過給の応答性に依存する。より具体的には、加速時にターボ過給機２２が十分な過給を行えるような回転速度にまでタービン２２ｂの回転速度（すなわち、ターボコンプレッサ２２ａの回転速度）が到達するには時間を要する。このため、時点ｔ１以降の期間での加速度Ｇの上昇度合いは、時点ｔ１よりも前の期間での加速度Ｇの上昇度合いよりも低くなる。

一方、図２中に実線で示す波形は、利用可能な最大限の電動アシストを伴ってターボ過給機２２による過給を最大限利用して行われた加速における加速度Ｇの波形を示している。この加速では、電動機２４ｂが最高出力を発揮できるような印加電圧が電動機２４ｂに付与されることで、最大限の電動アシストを伴う加速を実現することができる。その結果、電動アシストを伴わない場合と比べて、時点ｔ１以降の加速度Ｇを高い上昇率で直線的に立ち上げることが可能となる。

（加速中の加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御の必要性）
本実施形態では、車両の加速時にターボ過給機２２による過給をアシストするために電動アシストを利用する。電動アシストによる加速のアシストによれば、内燃機関１０の加速応答性を高めることができる。しかしながら、加速のアシストのために電動機２４ｂを作動させるためには電力を必要とする。より具体的には、この電力を得るためには、内燃機関１０が備えるオルタネータ（図示省略）などを利用して発電を行う必要がある。オルタネータの発電は、内燃機関１０の動力を利用して行われる。このため、電動機２４ｂの電力消費が増えることは、内燃機関１０の燃費悪化に繋がる。したがって、電動アシストによって車両の加速をアシストする際に、図２中に実線で示す波形のように常に電動機２４ｂに供給可能な最大の電力を与えるようにすると、次のような事態が懸念される。すなわち、最大限の電動アシストを伴う加速によれば、電動アシストを伴わない加速と比べて、同じ加速度Ｇに到達するまでに要する時間は短くなる、つまり、加速応答性を十分に高められる。一方、加速応答性を十分に高めることはできても消費電力量が増加し、燃費が悪化してしまう可能性がある。また、図２において、最大限の電動アシストを伴う加速における時点ｔ３から時点ｔ２までの期間は、加速度Ｇが一定となる。このため、この加速は、電動アシストを伴わない加速と比べて、持続感（伸び感）の弱いものとなる。

以上のように、最大限の電動アシストを伴う加速は、加速応答性は最大限に高めることはできるが、消費電力が大きく、かつ、車両の運転者に与える感覚としては加速の持続感の弱いものとなる。ここで、最大限の電動アシストを伴う加速と比べて電動機２４ｂに与える電力は少なくても運転者に対して加速の持続感を与えることができれば、消費電力の増加に配慮しつつ、運転者に対して十分な加速感をもたらすことができると考えられる。

（実施の形態１における特徴的な加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御）
そこで、本実施形態では、消費電量の増加に配慮しつつ持続感（伸び感）のある加速を実現するために、電動アシストを利用して加速中の加速度Ｇの時間変化の軌跡を以下に説明するように制御することとした。

図３は、持続感の高い加速が得られる加速特性を説明するための図である。図３中に示す加速度Ｇの時間変化の軌跡は、２次の係数が正であって時間を独立変数とする２次関数に従って加速度Ｇが増加するときに得られる。加速度Ｇの軌跡が時間を独立変数とする２次関数であると、加速度Ｇの時間微分である加々速度ΔＧの軌跡は、図３に示すように、１次関数に従って経時的に増加するものとなる。一般に、運転者が感じる加速感は、加々速度ΔＧに影響され、その加々速度ΔＧの大小によって運転者は加速の緩急を判別できることが知られている。したがって、図３に示すように加々速度ΔＧが１次関数に従って経時的に増加する加速特性によれば、加速が長く持続していると運転者に感じさせられるような持続感の高い加速が得られると考えられる。そして、図３に示す加速特性によれば、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒ（すなわち、時間の変化量に対する加々速度ΔＧの変化量を示す直線の傾き）は、一定値となる。本実施形態では、車両の「加速」を扱っているため、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒは正の値となる。

換言すると、加速度Ｇが立ち上がっていく期間中の加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけることができれば、図３に示すような２次関数に従った軌跡に近い加速度Ｇの軌跡が得られることになり、その結果、持続感の高い加速が得られることになるといえる。そして、加速度Ｇが立ち上がっていく期間中の時間変化率Ｒをより大きな値で一定に近づけることができれば、加速応答性をより高めつつ持続感のある加速が得られるにようになるといえる。

図４は、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけるようにするための電動機２４ｂの制御手法を説明するためのタイムチャートである。図５は加速度Ｇと過給圧との関係を示し、図６は過給圧と電動過給機２４（電動コンプレッサ２４ａ）の回転速度との関係を示し、図７は電動過給機２４の回転速度と電動機２４ｂの印加電圧との関係を示している。

図４中に破線で示す加速度Ｇの波形は、電動アシストを伴わない加速（以下、説明の便宜上、「ベース加速」と称する）でのものである。より具体的には、図４は、アクセル開度が所定値未満となる小アクセル開度域から当該所定値以上のアクセル開度に向けてアクセルペダルが踏み込まれたときのものである。

ベース加速における加速度Ｇの時間変化の軌跡を概略的に説明すると、時点ｔ１よりも前の期間を除き、加速度Ｇは、加速初期には２次間数に従って増加し、その後は１次関数に従って増加するという特性となる。このような特性自体は、ターボ過給機２２が備えられていない自然吸気エンジンにおいて電動アシストを伴わない「ベース加速」についても、加速度Ｇの立ち上がりの程度に違いはあるが基本的には同様である。

図４において、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う関数が２次関数から１次関数に切り替わる時点を「ｔ４」とする。ベース加速の上記特性によれば、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間については、加速度Ｇが２次関数に従って増加する軌跡、つまり、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒが一定となる軌跡が得られているといえる。このため、本制御手法では、加速要求時点ｔ０から時点ｔ４未満までの加速初期期間（すなわち、ベース加速において加速度Ｇが２次関数に従って上昇し終えるまでの期間）は、電動機２４ｂへの通電を行わない遅れ時間ｔｄとしている。なお、加速応答性を高めるための電動過給機の制御として、上記吸気バイパスバルブ２６相当のバイパスバルブを開いた状態で電動過給機を作動させることによって、予め電動過給機の回転速度を高めておく予回転制御が公知である。本実施形態とは異なり、このような予回転制御を利用している場合であれば、遅れ時間ｔｄの経過を待たずに予回転のための通電は行われることになるが、予回転のための通電がなされただけでは、電動機による（吸入空気の）過給は開始されない。

そのうえで、時点ｔ４以上時点ｔ５以下までの期間、つまり、ベース加速において加速度Ｇが１次関数に従って増加する期間については、電動過給機２４の回転速度が２次関数に従って増加するように電動機２４ｂへの通電が制御される。すなわち、時点ｔ４において電動機２４ｂによる過給が開始される。ここで、図５〜図７に示すように、加速度Ｇ、過給圧（吸気マニホールド圧力）、電動過給機２４の回転速度およびその印加電圧には相関性がある。このため、電動過給機２４の回転速度が２次関数に従って増加するようにするための通電制御は、例えば、時点ｔ４以上時点ｔ５以下までの期間（以下、「電圧印加期間」と称する）中に２次関数に従ってゼロから増加していくように印加電圧を調整することによって行うことができる。その結果、電圧印加期間中に過給圧を２次関数に従って増加させることができる。上記相関性によれば、過給圧が２次関数に従って増加すると、加速度Ｇも２次関数に従って増加する。このため、１次関数的に増加するベース加速の加速度Ｇの軌跡に対して、電動アシストによる２次関数的な加速度Ｇの増加分を加えることにより、図４中に実線で示すように、電圧印加期間における最終的な加速度Ｇの軌跡についても、時間経過とともに２次関数的に増加するものとすることが可能となる。

より具体的には、電動アシストを利用して加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけられる加速を実現するためには、ベース加速によって加速度Ｇが２次関数的に増加する時点ｔ１以上時点ｔ４未満までの期間と、その後の電圧印加期間との間で加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを同じにする必要がある。このため、電圧印加期間においては、上記の必要性を満足するように２次の係数が選定された２次関数に従って増加するように、電動機２４ｂに対して電圧が印加される。

（アクセル開度に応じた加々速度ΔＧの時間変化率Ｒの変更）
図８は、電動アシストを伴わないベース加速を対象として、加速度Ｇの時間変化の軌跡についてのアクセル開度に応じた違いを説明するためのタイムチャートである。図８に示す加速度Ｇの各軌跡は、アクセル開度が所定値未満となる小アクセル開度域から当該所定値以上のアクセル開度に向けてアクセルペダルが踏み込まれたときのものである。

ベース加速における加速度Ｇの軌跡の基本特性（すなわち、加速度Ｇが加速初期においては２次関数的に増加し、その後は１次関数的に増加すること）は、アクセル開度によらずに同じである。そのうえで、ベース加速の加速度Ｇの軌跡は、踏み込み後のアクセル開度が大きいほど、加速度Ｇがより急激に立ち上がる傾向を示す。より具体的には、アクセル開度が大きいほど、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う関数が２次関数から１次関数に切り替わる時点ｔ４が早くなる。また、アクセル開度が大きいほど、加速度Ｇが２次関数的な増加を示す期間における当該２次関数の２次の係数が大きくなる。図８に示すようなアクセル開度に応じたベース加速の加速度Ｇの軌跡の変化の傾向は、本実施形態の内燃機関１０の構成であれば、加速が要求されたときにアクセル開度が大きいほどＷＧＶ３４の開度がより閉じられるようになっていることで実現される。

図９は、アクセル開度に応じた軌跡となるように加速度Ｇの時間変化の軌跡を電動アシストを利用して制御する手法を説明するためのタイムチャートである。図８を参照して既述したように、本実施形態の内燃機関１０では、アクセル開度に応じてベース加速における加速度Ｇの軌跡が異なる。このような前提がある場合には、アクセル開度によらずに同じ遅れ時間ｔｄおよび印加電圧波形を一律に用いると、加速期間中の加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけられない場合がある。そこで、本実施形態では、加速が要求されたときに、アクセル開度によらずに加々速度ΔＧの時間変化率Ｒをより適切に一定に近づけられる加速の電動アシストを実現するために、次のような制御を行うこととした。すなわち、図８を参照して既述したベース加速の特性を考慮して、加速が要求されたときのアクセル開度が大きいほど、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒがより大きな値で一定となるように加速度Ｇの時間変化の軌跡を制御するようにした。

具体的には、上述のように、時点ｔ４は、アクセル開度が大きいほど早くなる。そこで、本実施形態では、加速が要求されたときのアクセル開度が大きいほど、遅れ時間が短くなるようにした。また、上述のように、ベース加速の加速度Ｇの軌跡の初期における２次関数の２次の係数は、アクセル開度が大きいほど大きくなる。そこで、本実施形態では、加速が要求されたときには、印加電圧波形が従う２次関数の２次の係数として、ベース加速の加速度Ｇの２次の係数に関連付けられた２次の係数を用いるようにし、かつ、アクセル開度が大きいほど、２次の係数がより大きい２次関数に従って増加するように電動機２４ｂに印加する電圧を制御することとした。

（シフトポジションに応じた加速度Ｇの時間変化の軌跡の変更）
図１０は、シフトポジションの違いによる加速度Ｇの時間変化の軌跡の違いの一例を表したタイムチャートである。図１０においては、ベース加速を対象として、２速ギアと４速ギアを例示して、シフトポジションに応じた加速度Ｇの軌跡の違いを表している。図１０に示すように、変速機の変速比が高いほど、ベース加速において加速時に到達する加速度Ｇの最大値が大きくなる。そこで、本実施形態では、加速要求が出された場合に、変速比が高いほど、加速中に到達する電動過給機２４の回転速度がより高くなるように電動機２４ｂへの通電を制御することとした。より具体的には、このような通電制御として、変速比が高いほど、電動機２４ｂに対する最大印加電圧を高くすることとした。

（加速中のアクセル開度の変化に対する加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御）
図１１は、加速中にアクセルペダルの踏み増しが行われたときに実行される加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図１１に示す制御例では、図４を参照して説明した制御手法を用いて電動アシストを行っている加速中に、時点ｔ６においてアクセルペダルの踏み増しが行われた場合のものである。なお、図１１中に破線で示す波形は、アクセルペダルの踏み増しが行われなかった場合のものである。

本実施形態では、運転者の加速要求により良く合致した加速を実現するために、時点ｔ６においてアクセルペダルの踏み増しが行われた場合には、次のような制御が実行される。すなわち、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒがより大きな加速度Ｇの軌跡が得られるようにするために、２次の係数がより大きな２次関数に従って電動機２４ｂへの印加電圧が増加するように印加電圧波形が修正される。より具体的には、印加電圧波形の２次の係数は、踏み増し後のアクセル開度が大きいほど大きくされる。このような制御によれば、踏み増し後のアクセル開度に応じた値となるように、加速度Ｇの軌跡が従う２次関数の２次の係数が大きくされることになる。その結果、運転者の加速要求により良く合致した加速を実現することができる。

また、加速中にアクセルペダルが踏み戻されたときには、踏み戻しの時期や量によっては加速が継続される場合がある。そこで、本実施形態では、そのような場合には、印加電圧波形の２次の係数が小さくされる。より具体的には、加速が継続されている状況であることを条件として、踏み戻し後のアクセル開度が小さいほど、２次の係数が小さくされる。

また、図１１には表されていないが、加速が開始した後の遅れ時間ｔｄの経過中にアクセル開度が変更される場合がある。本実施形態では、このような場合には、遅れ時間ｔｄは、変更後のアクセル開度に応じた時間となるように更新される。より具体的には、遅れ時間ｔｄは、変更後のアクセル開度が大きいほど短くされ、逆に、変更後のアクセル開度が小さいほど長くされる。ただし、アクセルペダルの踏み増しがなされた場合には、加速要求からの経過時間次第では、遅れ時間ｔｄを短く修正することが間に合わない場合がある。そのような場合には、踏み増しがなされた時点において電圧印加が開始されることになる。

（実施の形態１における具体的処理）
図１２は、本発明の実施の形態１における加速時の電動アシスト制御の流れを示すフローチャートである。図１２に示すように、ＥＣＵ４０は、まず、ステップ１００において、アクセルポジションセンサ４４とシフトポジションセンサ４８とを用いてアクセル開度とシフトポジションとを取得する。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１０２に進む。ステップ１０２では、アクセル開度が所定値以上であるか否かが判定される。この所定値は、アクセルペダルが踏み込まれたときに、電動アシストを必要とする加速が要求されたか否かを判断するためのアクセル開度の閾値として予め設定された値である。アクセル開度が所定値未満である間は、ＥＣＵ４０は、ステップ１００に戻り、所定のサンプリング周期に従ってアクセル開度等を再度取得する。したがって、アクセル開度が所定値未満となる状態からアクセル開度が所定値以上となるようにアクセルペダルが踏み込まれ、これに伴って本ステップ１０２の判定が成立したときには、電動アシストを必要とする加速が要求されたと判断することができる。なお、このような加速要求が検知されたことを受けて、スロットルバルブ３０が全開とされるとともに、アクセル開度に応じた開度でＷＧＶ３４が閉じられる。このような所定の加速動作によって、車両の加速が速やかに開始される。

ステップ１０２の判定が成立した場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４に進む。ステップ１０４では、ステップ１０２の判定の成立時点（すなわち、今回の加速要求時点ｔ０）からの経過時間ｔのカウントが開始される。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１０６に進む。ステップ１０６では、ステップ１００もしくは後述のステップ１１０において取得したアクセル開度に応じた遅れ時間ｔｄが下記のマップを参照して算出される。図１３は、アクセル開度と遅れ時間ｔｄとの関係を予め定めたマップの特性を表した図である。図１３に示すように、このマップでは、アクセル開度が大きいほど、遅れ時間ｔｄが短くなるように設定されている。このようなマップの特性は、次のような手法によって取得することができる。すなわち、図８に表したように、ベース加速における加速度Ｇの時間変化の軌跡は、２次関数と１次関数とを用いて模擬することができる。そして、図８に示すようなアクセル開度に応じたベース加速の加速度Ｇの軌跡は、予め実験等によって取得しておくことができる。具体的には、アクセル開度が所定値未満となる小アクセル開度域から当該所定値以上のアクセル開度に向けてアクセルペダルが踏み込まれたときを対象として、ベース加速における加速度Ｇの軌跡を所定アクセル開度毎に加速度センサ等を利用して取得する。そして、取得した各軌跡を２次関数と１次関数とを用いて近似する。このようにして得られる各軌跡によれば、軌跡が従う関数が２次関数から１次関数に切り替わる時点ｔ４をアクセル開度毎に取得することができる。したがって、アクセル開度に応じた遅れ時間ｔｄを取得することができる。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１０８に進む。ステップ１０８では、今回の加速要求からの経過時間ｔが遅れ時間ｔｄよりも長いか否かが判定される。本ステップ１０８の判定が不成立となる間、すなわち、遅れ時間ｔｄの経過中は、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０に進み、サンプリング周期に従ってアクセル開度を再度取得する。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１１２に進む。ステップ１１２では、車速センサ４６を利用して車速の変化を判断することによって、車両が加速中であるか否かが判定される。その結果、この判定が不成立となる場合、すなわち、アクセル開度の変更に伴って加速から減速に転じた場合であれば、今回の電動アシスト制御が速やかに終了される。一方、上記判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１０６に進む。このような順序でステップ１０６に進んだ状況としては、ステップ１０２の判定が当初に成立したときのアクセル開度が維持されている場合、アクセル開度が増加した場合（アクセルペダルの踏み増しがなされた場合）、または、加速が継続する範囲内でアクセル開度が減少した場合（アクセルペダルの踏み戻しがなされた場合）が想定される。ステップ１０６では、当初のアクセル開度が維持されている場合であれば、遅れ時間ｔｄは当初に算出した値で維持される（すなわち、更新されない）。一方、アクセルペダルの踏み増しもしくは踏み戻しがなされた場合には、図１３に示すマップを参照して、変更後のアクセル開度に応じた値となるように遅れ時間ｔｄが更新される。

ステップ１０８の判定が成立した場合、つまり、経過時間ｔが遅れ時間ｔｄよりも長くなった場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１１４に進む。ステップ１１４では、取得された最新のアクセル開度とシフトポジションとに基づいて印加電圧波形が算出される。ここでいう印加電圧波形とは、図４に示す電圧印加期間中に電動機２４ｂに対して印加される電圧の波形のことである。この印加電圧波形は、遅れ時間ｔｄの経過後の加速度Ｇの軌跡を、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒが遅れ時間ｔｄの経過中の２次関数の軌跡と同じ２次関数の軌跡とするために必要な印加電圧の波形である。つまり、印加電圧波形は、図４中にハッチングを付して示す領域分だけ加速度Ｇを立ち上げるために必要な印加電圧の波形であり、この印加電圧波形による電圧印加の開始時期は、遅れ時間ｔｄに応じて変化する。既述したように、ベース加速の加速度Ｇの模擬的な軌跡は実験等により取得することができる。また、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒが遅れ時間ｔｄの経過中の２次関数の軌跡と同じとなる加速度Ｇの２次関数の軌跡も算出可能である。したがって、これらの２つの軌跡を基礎として、これらの軌跡の差を埋めるために必要な各時点での印加電圧を算出し、その結果として、印加電圧波形を算出することができる。そして、アクセル開度が大きいほど、ベース加速の軌跡が従う２次関数の２次の係数が大きくなるので、図９に示すように、印加電圧波形は、アクセル開度が大きいほど、２次の係数が大きな２次関数に従う波形となる。

上記の印加電圧波形の算出は、オンボードで行われるようになっていてもよいが、ここでは、印加電圧波形を事前に算出し、算出した印加電圧波形をアクセル開度に応じて異なる波形としてマップ化してＥＣＵ４０に記憶しているものとする。本ステップ１１４では、そのようなマップを参照して、アクセル開度に応じた必要電圧波形が算出される。また、このマップに記憶されている必要電圧波形は、シフトポジションに応じて最大印加電圧が異なるものとされている。より具体的には、このマップでは、シフトポジションに基づいて把握される変速比が高いほど、各アクセル開度での最大印加電圧が高くなるように設定されている。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１６に進む。ステップ１１６では、ステップ１１４において算出された印加電圧波形に従う電圧の印加が電動機２４ｂに対して行われる。より具体的には、この電圧印加は、ステップ１０８の判定成立後、すなわち、遅れ時間ｔｄの経過後に速やかに開始される。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１１８に進む。ステップ１１８では、アクセル開度が変更されたか否かが判定される。

ステップ１１８においてアクセル開度が変更されていないと判定された場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２０に進む。ステップ１２０では、印加電圧波形に従って印加される電圧が最大印加電圧に到達したか否かが判定される。その結果、本判定が不成立となる間は、電圧印加が継続される。一方、本判定が成立した場合には、今回の電動アシスト制御が終了される。

一方、ステップ１１８においてアクセル開度が変更されたと判定された場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２２に進む。ステップ１２２では、ステップ１１２と同様の処理を利用して、車両が加速中であるか否かが判定される。その結果、この判定が不成立となる場合、すなわち、アクセル開度の変更に伴って加速から減速に転じた場合であれば、今回の電動アシスト制御が速やかに終了される。

一方、ステップ１２２の判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１１４に戻る。その結果、ステップ１１４において、変更されたアクセル開度に応じた印加電圧波形（以下、「修正電圧波形」と称する）が算出される。以下、アクセルペダルが踏み増された場合を例に挙げて、修正電圧波形の算出手法の一例を説明する。既述したように、ベース加速の加速度Ｇの軌跡は、アクセル開度に応じて変化する（図８参照）。ＥＣＵ４０には、ベース加速の加速度Ｇの軌跡とアクセル開度との関係がマップとして記憶されている。このマップによれば、アクセルペダルの踏み増しがなされたときに、踏み増し後のアクセル開度に応じたベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う１次関数を取得することができる。ここでは、アクセルペダルの踏み増しがなされた時点ｔ６（図１１参照）より後の期間におけるベース加速の加速度Ｇの軌跡が、上記のように取得した１次関数を用いて図１１中に「Ｌ」と付して示す直線として取得される。この軌跡（直線Ｌ）は、アクセルペダルの踏み増し後にターボ過給機２２による過給によって立ち上げることが可能な加速度Ｇの潜在的な軌跡に相当する。また、アクセル開度が大きいほどベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う２次関数の２次の係数が大きくなる。ＥＣＵ４０には、アクセル開度とベース加速の２次の係数との関係を定めたマップ（図示省略）が記憶されている。このマップによれば、時点ｔ６より後の期間において電動アシストを用いて実現すべき加速度Ｇの軌跡が従う２次関数の２次の係数を、ベース加速の加速度Ｇの軌跡と関連づけた値であって、かつアクセル開度に応じた値として取得することができる。そして、取得された２次の係数を用いる２次関数の軌跡は、図１１中に「Ｃ」と付して示す曲線として求めることができる。ＥＣＵ４０は、これら２つの軌跡（曲線Ｃおよび直線Ｌ）を基礎として、これらの軌跡の差を埋めるために必要な各時点での印加電圧を算出する。このような手法によって、時間経過とともに２次関数的に増加する修正電圧波形を算出することができる。なお、ここでは、アクセルペダルの踏み増しが行われた場合の修正電圧波形の算出について説明したが、加速が継続する範囲内でアクセルペダルが踏み戻された場合の修正電圧波形についても同様に算出することができる。

（実施の形態１の電動アシスト制御の効果）
図１２を参照して説明した本実施形態の電動アシスト制御によれば、電動アシストを伴う車両の加速が要求されたときには、加速開始からの遅れ時間ｔｄが経過するまで電動機２４ｂへの通電が遅延される。そして、遅れ時間ｔｄが経過した後には、上記印加電圧波形に従って電動機２４ｂに電圧が印加される。この印加電圧波形は、時間に関する２次関数であって２次の係数が正である２次関数に従って電圧が増加する。ベース加速の初期では、加速度Ｇが２次関数に従って増加する。このため、本実施形態の手法で遅れ時間ｔｄを適切に設定することにより（より具体的には、ベース加速において加速度Ｇが２次関数に従って上昇し終える期間となるように遅れ時間ｔｄを設定することにより）、加速初期におけるベース加速の特性を利用して、電動機２４ｂの電力消費なしに加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを加速初期において経時的に一定に近づけることができる。そのうえで、その後にベース加速の加速度Ｇが１次関数に従って増加する期間においては、印加電圧が２次関数に従って増加するように電動機２４ｂへの通電を制御することにより、電動過給機２４の回転速度を２次関数的に増加させることができ、その結果として、最終的な加速度Ｇについても２次関数的に増加させることができる。これにより、加速時に加速度Ｇが立ち上がる期間中に、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを経時的に一定に近づけられることができる。以上のことから、本実施形態の制御によれば、電動アシストを利用してベース加速よりも加速応答性を高める際に、消費電力の増加に配慮しつつ持続感（伸び感）のある加速を実現することができる。

また、本実施形態の制御によれば、車両の加速が要求されたときのアクセル開度が大きいほど、遅れ時間ｔｄが短くされる。これにより、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が上記図８に示すようにアクセル開度に応じて変化する内燃機関１０において、アクセル開度に応じた適切な時間となるように遅れ時間ｔｄを設定することができる。具体的には、ベース加速の加速特性をより有効に利用して、消費電力の増加抑制を図りつつ、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを加速初期において経時的に一定に近づけることができる。さらに、アクセル開度に応じて遅れ時間ｔｄを変更したことの効果として次のような効果を挙げることができる。すなわち、この設定によれば、アクセル開度が小さくなると、遅れ時間ｔｄが長くされる。遅れ時間ｔｄが長くなると、遅れ時間ｔｄ中にターボ過給機２２が行う仕事は、同じタイミングにおいて電動アシストがなされた場合と比べて稼動する過給機の数が減るために増加する。したがって、遅れ時間ｔｄを長くすると、図９に表されているように、加速時に同等の加速度Ｇに到達させるために必要な最大印加電圧を低くすることができる。このことから、本実施形態の制御手法は、同等の加速度Ｇに到達する際の消費電力の増加を抑制するという点において優れているといえる。そして、本制御手法によれば、遅れ時間ｔｄの調整によって、加速時に加速度Ｇが最大値に到達するまでに要する時間をアクセル開度に応じて変更可能な加速特性を実現することもできる。

また、本実施形態の制御によれば、遅れ時間ｔｄの経過中にアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど短くなるように遅れ時間ｔｄが更新される。これにより、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が上記図８に示すようにアクセル開度に応じて変化する内燃機関１０において、変更後のアクセル開度に応じた適切な時間となるように遅れ時間ｔｄを修正することができる。

また、本実施形態の制御によれば、車両の加速が要求されたときに、アクセル開度が大きいほど、印加電圧波形が従う２次関数の２次の係数が大きくされる。これにより、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が上記図８に示すようにアクセル開度に応じて変化する内燃機関１０において、アクセル開度によらずにベース加速の加速度Ｇの軌跡の初期（軌跡が２次関数に従う期間）における加々速度ΔＧの時間変化率Ｒに近づけられるように、電動アシストの開始後における加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを調整した加速を実現することができる。そして、このような電動アシストによれば、アクセル開度が大きいほど、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒをより大きな値で一定に近づけることができるので、アクセル開度が大きいほど、加速度Ｇの立ち上がりを鋭くすることができる。このため、運転者の意図に近い走行が可能となる。

また、本実施形態の制御によれば、車両の加速中にアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど、印加電圧波形が従う２次関数の２次の係数が大きくされる。これにより、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が上記図８に示すようにアクセル開度に応じて変化する内燃機関１０において、変更後のアクセル開度に応じた値にて加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを一定に近づけられるように加速度Ｇの軌跡を適切に修正できるようになる。

また、本実施形態の制御によれば、車両の加速が要求されたときに用いられている変速比が高いほど、印加電圧波形における最大印加電圧が大きくされる。その結果、加速中に電動アシストを伴って達成される電動過給機２４の回転速度（つまり、加速度Ｇ）の最大値が大きくなる。これにより、運転者によって選択されたシフトポジションに応じて得られる加速度Ｇを変更できるので、運転者の意図に近い走行が可能となる。

なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が図１２に示すフローチャートの一連の処理を実行することにより本発明における「電動機制御手段」が実現されている。

ところで、上述した実施の形態１においては、加速が要求されたときに、変速比が高いほど、印加電圧波形における最大印加電圧が大きくしている。その一方で、変速比が高いほど、時点ｔ４（図４参照）が早くなる。そこで、加速が要求されたときに、変速比が高いほど、遅れ時間ｔｄが短くなるようにしてもよい。また、変速比が高いほど、ベース加速の加速度Ｇの軌跡の初期における２次関数の２次の係数が大きくなる。そこで、加速が要求されたときに、変速比が高いほど、２次の係数がより大きい２次関数に従って増加するように、電動機２４ｂに対して印加する電圧が制御されるようになっていてもよい。

また、上述した実施の形態１においては、電動機２４ｂによる電力のみを動力源とする電動過給機２４を、排気エネルギを動力源とするターボ過給機２２とともに備える内燃機関１０を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における内燃機関が備える電動過給機は、上記構成のものに限らず、電動機による電力と排気エネルギとを動力源とする単一の過給機である電動アシストターボ過給機であってもよく、あるいは、電動機による電力のみを動力源とする電動過給機だけであってもよい。

１０ 内燃機関
１２ 内燃機関本体
１４ 吸気通路
１４ａ 主吸気通路
１４ｂ 吸気バイパス通路
１４ｃ 吸気マニホールド
１６ 排気通路
１６ａ 排気マニホールド
１６ｂ 排気バイパス通路
１８ エアクリーナ
２０ エアフローメータ
２２ ターボ過給機
２２ａ ターボコンプレッサ
２２ｂ タービン
２４ 電動過給機
２４ａ 電動コンプレッサ
２４ｂ 電動機
２６ 吸気バイパスバルブ
２８ インタークーラ
３０ スロットルバルブ
３２ 吸気圧力センサ
３４ ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
４０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２ クランク角センサ
４４ アクセルポジションセンサ
４６ 車速センサ
４８ シフトポジションセンサ
５０ 燃料噴射弁
５２ 点火装置

（加速中の加速度Ｇの時間変化の軌跡の制御の必要性）
本実施形態では、車両の加速時にターボ過給機２２による過給をアシストするために電動アシストを利用する。電動アシストによる加速のアシストによれば、内燃機関１０の加速応答性を高めることができる。しかしながら、加速のアシストのために電動機２４ｂを作動させるためには電力を必要とする。より具体的には、この電力を得るためには、内燃機関１０が備えるオルタネータ（図示省略）などを利用して発電を行う必要がある。オルタネータの発電は、内燃機関１０の動力を利用して行われる。オルタネータによって発電された電力は、上述のバッテリを介して電動機２４ｂに供給される。このように発電のために内燃機関１０の動力を利用している場合、電動機２４ｂの電力消費が増えることは、内燃機関１０の燃費悪化に繋がる。したがって、電動アシストによって車両の加速をアシストする際に、図２中に実線で示す波形のように常に電動機２４ｂに供給可能な最大の電力を与えるようにすると、次のような事態が懸念される。すなわち、最大限の電動アシストを伴う加速によれば、電動アシストを伴わない加速と比べて、同じ加速度Ｇに到達するまでに要する時間は短くなる、つまり、加速応答性を十分に高められる。一方、加速応答性を十分に高めることはできても消費電力量が増加し、燃費が悪化してしまう可能性がある。また、図２において、最大限の電動アシストを伴う加速における時点ｔ３から時点ｔ２までの期間は、加速度Ｇが一定となる。このため、この加速は、電動アシストを伴わない加速と比べて、持続感（伸び感）の弱いものとなる。

図４において、ベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う関数が２次関数から１次関数に切り替わる時点を「ｔ４」とする。ベース加速の上記特性によれば、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間については、加速度Ｇが２次関数に従って増加する軌跡、つまり、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒが一定となる軌跡が得られているといえる。このため、本制御手法では、加速要求時点ｔ０から時点ｔ４未満までの加速初期期間（すなわち、ベース加速において加速度Ｇが２次関数に従って上昇し終えるまでの期間）は、電動機２４ｂへの通電を行わない遅れ時間ｔｄとしている。なお、加速応答性を高めるための電動過給機の制御として、上記吸気バイパスバルブ２６相当のバイパスバルブを開いた状態で電動過給機を作動させることによって、予め電動過給機の回転速度を高めておく予回転制御が公知である。本実施形態とは異なり、このような予回転制御を利用している場合であれば、遅れ時間ｔｄの経過を待たずに予回転のための通電は行われることになるが、予回転のための通電がなされただけでは、電動機による（吸入空気の）過給は開始されない。すなわち、この場合における過給は、遅れ時間ｔｄを経過したときに過給のための通電を開始するとともにバイパスバルブを閉じたときに開始されることになる。

次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１６に進む。ステップ１１６では、ステップ１１４において算出された印加電圧波形に従う電圧の印加が電動機２４ｂに対して行われるとともに、吸気バイパスバルブ２６が閉じられる。より具体的には、この電圧印加は、ステップ１０８の判定成立後、すなわち、遅れ時間ｔｄの経過後に速やかに開始される。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１１８に進む。ステップ１１８では、アクセル開度が変更されたか否かが判定される。

一方、ステップ１２２の判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１１４に戻る。その結果、ステップ１１４において、変更されたアクセル開度に応じた印加電圧波形（以下、「修正電圧波形」と称する）が算出されるとともに、吸気バイパスバルブ２６が閉じ状態で維持される。以下、アクセルペダルが踏み増された場合を例に挙げて、修正電圧波形の算出手法の一例を説明する。既述したように、ベース加速の加速度Ｇの軌跡は、アクセル開度に応じて変化する（図８参照）。ＥＣＵ４０には、ベース加速の加速度Ｇの軌跡とアクセル開度との関係がマップとして記憶されている。このマップによれば、アクセルペダルの踏み増しがなされたときに、踏み増し後のアクセル開度に応じたベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う１次関数を取得することができる。ここでは、アクセルペダルの踏み増しがなされた時点ｔ６（図１１参照）より後の期間におけるベース加速の加速度Ｇの軌跡が、上記のように取得した１次関数を用いて図１１中に「Ｌ」と付して示す直線として取得される。この軌跡（直線Ｌ）は、アクセルペダルの踏み増し後にターボ過給機２２による過給によって立ち上げることが可能な加速度Ｇの潜在的な軌跡に相当する。また、アクセル開度が大きいほどベース加速の加速度Ｇの軌跡が従う２次関数の２次の係数が大きくなる。ＥＣＵ４０には、アクセル開度とベース加速の２次の係数との関係を定めたマップ（図示省略）が記憶されている。このマップによれば、時点ｔ６より後の期間において電動アシストを用いて実現すべき加速度Ｇの軌跡が従う２次関数の２次の係数を、ベース加速の加速度Ｇの軌跡と関連づけた値であって、かつアクセル開度に応じた値として取得することができる。そして、取得された２次の係数を用いる２次関数の軌跡は、図１１中に「Ｃ」と付して示す曲線として求めることができる。ＥＣＵ４０は、これら２つの軌跡（曲線Ｃおよび直線Ｌ）を基礎として、これらの軌跡の差を埋めるために必要な各時点での印加電圧を算出する。このような手法によって、時間経過とともに２次関数的に増加する修正電圧波形を算出することができる。なお、ここでは、アクセルペダルの踏み増しが行われた場合の修正電圧波形の算出について説明したが、加速が継続する範囲内でアクセルペダルが踏み戻された場合の修正電圧波形についても同様に算出することができる。

（実施の形態１の電動アシスト制御の効果）
図１２を参照して説明した本実施形態の電動アシスト制御によれば、電動アシストを伴う車両の加速が要求されたときには、加速開始からの遅れ時間ｔｄが経過するまで電動機２４ｂへの通電が遅延される。そして、遅れ時間ｔｄが経過した後には、上記印加電圧波形に従って電動機２４ｂに電圧が印加される。この印加電圧波形は、時間に関する２次関数であって２次の係数が正である２次関数に従って電圧が増加する。ベース加速の初期では、加速度Ｇが２次関数に従って増加する。このため、本実施形態の手法で遅れ時間ｔｄを適切に設定することにより（より具体的には、ベース加速において加速度Ｇが２次関数に従って上昇し終える期間となるように遅れ時間ｔｄを設定することにより）、加速初期におけるベース加速の特性を利用して、電動機２４ｂの電力消費なしに加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを加速初期において経時的に一定に近づけることができる。そのうえで、その後にベース加速の加速度Ｇが１次関数に従って増加する期間においては、印加電圧が２次関数に従って増加するように電動機２４ｂへの通電を制御することにより、電動過給機２４の回転速度を２次関数的に増加させることができ、その結果として、最終的な加速度Ｇについても２次関数的に増加させることができる。これにより、加速時に加速度Ｇが立ち上がる期間中に、加々速度ΔＧの時間変化率Ｒを経時的に一定に近づけられることができる。以上のことから、本実施形態の制御によれば、電動アシストを利用してベース加速よりも加速応答性を高める際に、消費電力の増加に配慮しつつ持続感（伸び感）のある加速を実現することができる。なお、上述した予回転制御を伴う場合には、図１２のフローチャートに従う処理に関連して、例えば、次のような処理が実行される。すなわち、ステップ１０２の判定が成立したとき（加速要求が検知されたとき）に予回転のために電動機２４ｂへの通電が開始される。予回転のための通電は、ステップ１０８の判定が成立するまで実行され、ステップ１０８の判定が成立した後は、過給のための通電が行われる。

Claims (7)

1. 吸入空気を過給するコンプレッサと前記コンプレッサを駆動可能な電動機とを有する電動過給機を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記電動機の通電を制御する電動機制御手段を備え、
   前記電動機制御手段は、前記内燃機関を搭載する車両に対して前記電動過給機によるアシストを伴う加速が要求されたときに、前記車両の加速開始からの遅れ時間が経過したときに前記電動機による過給を開始し、かつ、時間に関する２次関数であって２次の係数が正である２次関数に従って前記コンプレッサの回転速度が増加するように、前記過給の開始後の前記電動機への通電を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記遅れ時間は、前記車両の加速が要求されたときのアクセルペダルのアクセル開度が大きいほど短い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。
3. 前記電動機制御手段は、前記遅れ時間の経過中にアクセルペダルのアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど短くなるように前記遅れ時間を更新することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記電動機制御手段は、前記車両の加速が要求されたときに、アクセルペダルのアクセル開度が大きいほど、前記電動機への通電の制御に用いる前記２次の係数をより大きな値とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記電動機制御手段は、前記車両の加速中にアクセルペダルのアクセル開度が変更された場合には、変更後のアクセル開度が大きいほど、前記電動機への通電の制御に用いる前記２次の係数をより大きな値に修正することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記電動機制御手段は、前記車両の加速が要求されたときに用いられている当該車両の変速比が高いほど、加速中に到達する前記コンプレッサの回転速度がより高くなるように前記電動機への通電を制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記遅れ時間は、前記電動機によるアシストを伴わない場合の前記車両の加速において加速度が２次関数に従って上昇し終えるまでの期間であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。

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