JP6128425B2 - Supercharger control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の過給機制御装置に関する。 The present invention relates to a supercharger control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
内燃機関の出力向上、燃費改善を図るために排ガスを利用した過給機が用いられている。
過給機は、排気通路を流れる排ガスによって排気タービンを駆動し、当該排気タービンに連結されたコンプレッサによって空気を過給することで内燃機関の出力を上げている。
A turbocharger using exhaust gas is used to improve the output and fuel consumption of an internal combustion engine.
The supercharger drives the exhaust turbine with the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and boosts the output of the internal combustion engine by supercharging air with a compressor connected to the exhaust turbine.
こうした過給機を有する内燃機関には、過給圧の制御のために排出ガスをバイパスさせるウエストゲートシステムが装備されている。過給機の排気タービンを迂回させるバイパス通路が設けられるとともに、当該バイパス通路にウエストゲートバルブが設けられている。
そして、ウエストゲートバルブの排気通路下流には、排ガスを浄化する浄化装置が配置されている。
An internal combustion engine having such a supercharger is equipped with a wastegate system that bypasses exhaust gas for controlling the supercharging pressure. A bypass passage that bypasses the exhaust turbine of the supercharger is provided, and a wastegate valve is provided in the bypass passage.
And the purification apparatus which purifies exhaust gas is arrange | positioned downstream of the exhaust passage of a wastegate valve.
例えば、特許文献1には、内燃機関の低負荷運転時において、内燃機関の運転状態に応じてウエストゲートバルブの開閉を切替える過給機が開示されている。この過給機は、運転者から加速要求があった場合にはウエストゲートバルブを閉止する。一方、内燃機関の稼働直後等で排ガス浄化装置を暖めたい場合にはウエストゲートバルブを開放する。これにより、加速性能と排ガス浄化装置内の触媒の暖機性能とを向上させている。 For example, Patent Document 1 discloses a supercharger that switches opening and closing of a wastegate valve in accordance with an operation state of an internal combustion engine during low load operation of the internal combustion engine. This supercharger closes the wastegate valve when the driver requests acceleration. On the other hand, when it is desired to warm the exhaust gas purification device immediately after the operation of the internal combustion engine, the waste gate valve is opened. Thereby, the acceleration performance and the warm-up performance of the catalyst in the exhaust gas purification device are improved.
ところで、車両に通常運転モード、当該通常運転モードよりも燃費の抑制を優先する省燃費運転モード、及び通常運転モードより走行性能を優先するスポーツ運転モード等の機能が設けられているものがある。このような車両では、スポーツ運転モード時における加速要求(図9中の実線)に対応するために、スロットルバルブを短時間で開放する(図9中の一点鎖線)とともに、ウエストゲートバルブを短時間で閉止できるように設定されている。即ち、ウエストゲートバルブの閉弁速度は大きく設定されている。 Some vehicles are provided with functions such as a normal driving mode, a fuel-saving driving mode that prioritizes suppression of fuel consumption over the normal driving mode, and a sports driving mode that prioritizes running performance over the normal driving mode. In such a vehicle, in order to respond to the acceleration request in the sports driving mode (solid line in FIG. 9), the throttle valve is opened in a short time (dashed line in FIG. 9), and the wastegate valve is opened for a short time. It is set so that it can be closed with. That is, the valve closing speed of the waste gate valve is set large.
一方、省燃費運転モードでは、運転者からの加速要求(図9中の実線)があるとアクセル操作量に対してスロットルバルブがゆっくりと開放する(図9中の二点鎖線)ように設定されている。しかし、ウエストゲートバルブの閉弁速度はスポーツ運転モード時と同じ設定が適用されるため、省燃費運転モードにおいてもウエストゲートバルブは短時間で閉止される。したがって、スロットルバルブの開弁速度に対して過給圧の立ち上がりが早いため(図10中の実線)、要求トルクを満たす必要最小限の過給圧(図10中の点線)との間に大きな差が生じる。即ち、無駄な過給圧(図10中の実線と点線との差分部分)が発生するため、燃費が低下してしまうという問題点があった。 On the other hand, in the fuel-saving operation mode, when there is an acceleration request from the driver (solid line in FIG. 9), the throttle valve is set to slowly open (two-dot chain line in FIG. 9) with respect to the accelerator operation amount. ing. However, since the closing speed of the wastegate valve is the same as that in the sport driving mode, the wastegate valve is closed in a short time even in the fuel saving operation mode. Accordingly, since the boost pressure rises quickly with respect to the opening speed of the throttle valve (solid line in FIG. 10), it is large between the required minimum boost pressure satisfying the required torque (dotted line in FIG. 10). There is a difference. That is, there is a problem that fuel efficiency is reduced because useless supercharging pressure (the difference between the solid line and the dotted line in FIG. 10) is generated.
なお、特許文献1には、ウエストゲートバルブの開閉を切替える旨の記載は有るが、ウエストゲートバルブの開閉速度についての記載は無い。 In addition, although patent document 1 has the description of switching opening and closing of a wastegate valve, there is no description about the opening and closing speed of a wastegate valve.
そこで、本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、複数の運転モードを有する車両において、運転者からの加速要求が有った場合に、内燃機関の要求トルクを満たす過給圧を効率良く供給可能な内燃機関の過給機制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is an invention made in view of the above-described problems of the prior art, and satisfies the required torque of the internal combustion engine when there is an acceleration request from the driver in a vehicle having a plurality of operation modes. An object of the present invention is to provide a supercharger control device for an internal combustion engine that can efficiently supply a supercharging pressure.
上記目的を達成する本発明の内燃機関の過給機制御装置は、通常運転モード、当該通常運転モードよりも燃費の抑制を優先する省燃費運転モード、及び前記通常運転モードより走行性能を優先するスポーツ運転モードを有する車両に装備され、ウエストゲートバルブを有する過給機を備えた内燃機関の過給機制御装置であって、
前記複数の運転モードのうち何れか一つを選択する運転モード選択手段と、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードに対応して予め設定された所定のスロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブを開くスロットル制御手段と、
前記所定のスロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブの閉弁量を制御するウエストゲート制御手段と、を備え、
運転者のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段と、を更に備え、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードが省燃費運転モードで、且つ前記アクセル操作量判定手段によってアクセル操作量が所定値以上であると判定された場合に、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを前記スロットル開弁速度にしたがって開くとともに、前記ウエストゲート制御手段は、前記スロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御することを特徴とする。
The supercharger control device for an internal combustion engine of the present invention that achieves the above object prioritizes running performance over the normal operation mode, the fuel saving operation mode that prioritizes suppression of fuel consumption over the normal operation mode, and the normal operation mode. A supercharger control device for an internal combustion engine equipped with a supercharger having a wastegate valve, which is equipped on a vehicle having a sports driving mode,
An operation mode selection means for selecting any one of the plurality of operation modes;
Throttle control means for opening the throttle valve in accordance with a predetermined throttle opening speed set in advance corresponding to the operation mode selected by the operation mode selection means;
Wastegate control means for controlling the valve closing amount of the wastegate valve in accordance with the predetermined throttle valve opening speed ,
An accelerator operation amount detection means for detecting the driver's accelerator operation amount;
An accelerator operation amount determination means for determining whether or not the accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount detection means is equal to or greater than a predetermined value;
When the operation mode selected by the operation mode selection means is a fuel-saving operation mode and the accelerator operation amount determination means determines that the accelerator operation amount is greater than or equal to a predetermined value, the throttle control means While opening a valve according to the said throttle valve opening speed, the said waste gate control means controls the said waste gate valve in the valve closing direction according to the said throttle valve opening speed .
本発明の内燃機関の過給機制御装置によれば、選択された運転モード時において、スロットル開弁速度に合わせてウエストゲートバルブを閉じることができる。このため、スロットルバルブの開度に応じて過給圧を次第に上昇させることができる。即ち、内燃機関の要求トルクに応じた過給圧を効率良く供給することができる。これにより、無駄な過給圧が発生することを防止し、燃費を向上させることができる。 According to the supercharger control device for an internal combustion engine of the present invention, the wastegate valve can be closed in accordance with the throttle valve opening speed in the selected operation mode. For this reason, the supercharging pressure can be gradually increased according to the opening degree of the throttle valve. That is, the boost pressure corresponding to the required torque of the internal combustion engine can be efficiently supplied. Thereby, useless supercharging pressure can be prevented from being generated, and fuel consumption can be improved.
また、運転者のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段と、を更に備え、前記運転モード選択手段によって選択された運転モードが省燃費運転モードで、且つ前記アクセル操作量判定手段によってアクセル操作量が所定値以上であると判定された場合に、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを前記スロットル開弁速度にしたがって開くとともに、前記ウエストゲート制御手段は、前記スロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御するので、省燃費運転モード時において、アクセル操作量検出手段によって検出されたアクセル操作量が所定値以上の場合、即ち運転者が加速意思を有している場合に、スロットル開弁速度に合わせてウエストゲートバルブを閉じることができる。このため、スロットルバルブの開度に応じて過給圧を上昇させることができる。このように、省燃費運転モード時において運転者が加速意思を有している場合に、スロットル開弁速度に合わせてウエストゲートバルブを閉じるため、無駄な過給圧が発生することを防止し、燃費を更に向上させることができる。
Further, an accelerator operation amount detection means for detecting the driver's accelerator operation amount, and an accelerator operation amount determination means for determining whether or not the accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount detection means is equal to or greater than a predetermined value. The throttle control means, when the operation mode selected by the operation mode selection means is a fuel-saving operation mode and the accelerator operation amount determination means determines that the accelerator operation amount is a predetermined value or more, The throttle valve is opened in accordance with the throttle valve opening speed, and the waste gate control means controls the waste gate valve in the valve closing direction in accordance with the throttle valve opening speed. When the accelerator operation amount detected by the operation amount detecting means is greater than a predetermined value, that is, driving There when it has the acceleration intention, it is possible to close the waste gate valve in accordance with the throttle opening speed. For this reason, the supercharging pressure can be increased according to the opening of the throttle valve. In this way, when the driver has an intention to accelerate in the fuel-saving driving mode, the wastegate valve is closed in accordance with the throttle valve opening speed, so that unnecessary supercharging pressure is prevented from being generated, The fuel consumption can be further improved.
また、前記運転モード選択手段によって選択された運転モードがスポーツ運転モード又は通常運転モードの場合に、前記ウエストゲート制御手段は、前記ウエストゲートバルブを閉止し、運転者がアクセル操作によって前記スロットルバルブを開いても、予めマップに設定された前記内燃機関の所定回転数又は前記内燃機関の所定負荷量に到達するまで前記ウエストゲートバルブの閉弁状態を維持してもよい。 Further, when the driving mode selected by the driving mode selection means is a sports driving mode or a normal driving mode, the waste gate control means closes the waste gate valve, and the driver operates the throttle valve by an accelerator operation. Even if it opens, the closed state of the waste gate valve may be maintained until a predetermined rotational speed of the internal combustion engine or a predetermined load amount of the internal combustion engine set in the map is reached.
このように、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時において、ウエストゲートバルブが閉止されると、内燃機関の所定回転数又は内燃機関の所定負荷量に到達するまで開弁されない。したがって、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時において、運転者が加速意思を有してアクセル操作を行うと、ウエストゲートバルブは閉じられているため、タービン回転速度が即座に上昇し過給が開始する。これにより、加速要求から過給開始までのタイムラグがほとんど無くなるため、加速レスポンスを向上させることができる。 As described above, when the wastegate valve is closed in the sport driving mode or the normal driving mode, the valve is not opened until the predetermined rotational speed of the internal combustion engine or the predetermined load amount of the internal combustion engine is reached. Therefore, if the driver operates the accelerator with the intention of accelerating in the sport driving mode or the normal driving mode, the wastegate valve is closed, so the turbine rotation speed immediately increases and supercharging starts. To do. As a result, the time lag from the acceleration request to the start of supercharging is almost eliminated, and the acceleration response can be improved.
本発明によれば、複数の運転モードを有する車両において、運転者からの加速要求が有った場合に、内燃機関の要求トルクを満たす過給圧を効率良く供給可能な内燃機関の過給機制御装置を提供することができる。 According to the present invention, in a vehicle having a plurality of operation modes, a supercharger for an internal combustion engine that can efficiently supply a supercharging pressure that satisfies the required torque of the internal combustion engine when there is an acceleration request from the driver. A control device can be provided.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置を示す図である。また、図2は、本発明の実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置のブロック図である。
図1及び図2に示すように、車両の内燃機関1は、内燃機関本体11と、内燃機関本体11の内部に設けられ、ピストン12とシリンダヘッド13及びシリンダ14とによって囲まれた空間にて燃料を燃焼させる燃焼室11aと、当該燃焼室11aに空気を導入する吸気通路2と、燃焼室11aで燃焼した燃焼ガスを内燃機関1の外部に導出する排気通路3とを有している。
FIG. 1 is a diagram showing a supercharger control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the supercharger control device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, an internal combustion engine 1 of a vehicle is provided in an internal combustion engine
また、シリンダヘッド13にはインジェクタ15が設けられている。このインジェクタ15は、その先端側が燃焼室11aに臨むように配設されており、インジェクタ15から燃焼室11a内に直接燃料が噴射される。
The
インジェクタ15と図示しない燃料タンクとの間には燃料供給路16が設けられ、この燃料供給路16上に、燃料ポンプ17が設けられている。
A
また、内燃機関1には、EGR装置20が設けられている。このEGR装置20は、EGR通路21(排気還流通路)を備えている。
EGR通路21の一端部21aは吸気温度センサ18とスロットルバルブ19との間の吸気通路2に接続されている。
EGR通路21の他端部21bは排気通路3に接続されており、排ガスの一部がEGR通路21を通って吸気通路2に導入される。
The internal combustion engine 1 is provided with an
One
The
EGR通路21の一端部21aには、当該EGR通路21を開閉するEGRバルブ22が設けられている。EGR通路21におけるEGRバルブ22の上流(排気側)には、EGR通路21内を流れる排ガスを冷却するためのEGRクーラが設けられている。
One
また、内燃機関1には過給機30が設けられている。この過給機30は、吸気通路2に配設され、エアクリーナ8で吸引した空気を加圧するコンプレッサ31と、排気通路3に配設され、当該排気通路3内の排ガスを排出すると共に、コンプレッサ31と同軸に配設された排気タービン32と、排気タービン32とコンプレッサ31とを連結するシャフト33と、を備えている。
The internal combustion engine 1 is provided with a
過給機30は、内燃機関1から排出された排ガスにより、排気タービン32を回転させる。そして、この排気タービン32の回転力でコンプレッサ31を駆動させて、吸気通路2の空気(吸気)を過給する。過給された空気は、内燃機関1の各気筒の燃焼室11aに供給される。
コンプレッサ31の下流側(吸気流れの下流側)の吸気通路2には、コンプレッサ31により過給された空気を冷却するインタークーラ4が設けられている。なお、図中の符号5は、排気通路3の排気タービン32下流に設けられた触媒を示している。
The
An
過給機30は、一端が排気タービン32よりも上流側の排気通路3に接続され、他端が排気タービン32よりも下流側の排気通路3に接続されて、排気タービン32を迂回するバイパス通路34を備えている。
このバイパス通路34には、ウエストゲートバルブ35と、当該ウエストゲートバルブ35を開閉制御する電動モータ36と、が設けられている。
電動モータ36の回転量及び回転数を制御することによって、ウエストゲートバルブ35の開度及び開閉速度を調整することができる。
The
The
By controlling the rotation amount and the rotation speed of the
そして、過給機30を制御する過給機制御装置6は、運転モード選択スイッチ7(運転モード選択手段に相当)と、アクセルセンサ9(アクセル操作量検出手段に相当)と、を備えている。
And the supercharger control apparatus 6 which controls the
運転モード選択スイッチ7は運転席に設けられており、運転者が通常運転モード、当該通常運転モードよりも燃費の抑制を優先する省燃費運転モード、通常運転モードより走行性能を優先するスポーツ運転モードのうち何れか一つのモードを選択することができる。
運転モード選択スイッチ7によって選択された運転モードは、ECU40に出力される。
なお、本実施形態においては、運転モードを通常運転モード、省燃費運転モード及びスポーツ運転モードの3種類としたが、この数に限定されるものではない。例えば、ローンチコントロール運転モード等を更に有していてもよい。
The driving
The operation mode selected by the operation
In the present embodiment, three types of operation modes, the normal operation mode, the fuel-saving operation mode, and the sport operation mode, are used, but the present invention is not limited to this number. For example, you may have launch control operation mode etc. further.
また、アクセルセンサ9は、運転者によるアクセル開度(アクセル操作量)を検出する。そして、アクセルセンサ9による検出結果は、ECU40に出力される。
The
さらに、過給機制御装置6は、スロットルバルブ19の開閉を制御するスロットル制御手段43と、ウエストゲートバルブ35の開閉を制御するウエストゲート制御手段41と、を備えている。
Further, the supercharger control device 6 includes throttle control means 43 that controls opening and closing of the
スロットル制御手段43及びウエストゲート制御手段41は、ECU40内に設けられている。
The throttle control means 43 and the wastegate control means 41 are provided in the
スロットル制御手段43は、アクセルセンサ9による検出結果及び運転モード選択スイッチ7によって選択された運転モードに基づいてスロットル開弁速度を算出するとともに、当該スロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブ19を開く。
スロットル開弁速度は、図3に示すように、運転モードによって異なる。例えば、スポーツ運転モードでは図3中の一点鎖線で示すように、アクセル操作による加速要求(図3中の実線)と同等の速度にてスロットルバルブ19を開く。一方、省燃費運転モードでは図3中の二点鎖線で示すように、アクセル操作による加速要求に対してゆっくりとスロットルバルブ19を開く。
算出されたスロットルバルブ19の開弁速度は、ウエストゲート制御手段41に出力される。
The throttle control means 43 calculates the throttle valve opening speed based on the detection result by the
As shown in FIG. 3, the throttle valve opening speed varies depending on the operation mode. For example, in the sports driving mode, as shown by the one-dot chain line in FIG. 3, the
The calculated opening speed of the
また、過給機制御装置6は、アクセル開度増加量が所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段44を更に備えている。
アクセル操作量判定手段44は、図4に示すように、アクセルセンサ9の検出結果に基づいて単位時間Δt当たりのアクセル開度増加量ΔAPSを算出するとともに、当該アクセル開度増加量ΔAPSが所定値以上か否かを判定する。
そして、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値以上であると判定した場合には、ウエストゲートバルブ35を閉じる旨の閉止信号を作成する。作成された閉止信号は、ウエストゲート制御手段41に出力される。
The supercharger control device 6 further includes accelerator operation amount determination means 44 that determines whether or not the accelerator opening increase amount is equal to or greater than a predetermined value.
As shown in FIG. 4, the accelerator operation amount determination means 44 calculates an accelerator opening increase amount ΔAPS per unit time Δt based on the detection result of the
When it is determined that the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or greater than a predetermined value, a closing signal for closing the
また、ウエストゲート制御手段41は、選択された運転モードが省燃費運転モードの場合に、アクセル操作量判定手段44から出力された閉止信号を受信すると、電動モータ36を駆動させ、スロットル制御手段43から出力されたスロットルバルブ19の開弁速度に合わせてウエストゲートバルブ35を閉じる。
具体的に、スロットルバルブ19の開度が大きくなるにしたがって(図3中の二点鎖線参照)、ウエストゲートバルブ35の開度は、図5の実線に示すように、次第に小さくなるように設定されている。なお、図5中の点線は、スポーツ運転モード時におけるウエストゲートバルブ35の開度の変化を示している。
係る場合にウエストゲート制御手段41は、電動モータ36の回動速度を制御することでウエストゲートバルブ35の閉弁速度をスロットルバルブ19の開弁速度に一致させる。
In addition, when the selected operation mode is the fuel-saving operation mode, the
Specifically, as the opening of the
In such a case, the wastegate control means 41 controls the rotation speed of the
ECU40の入力部には、運転モード選択スイッチ7、アクセルセンサ9、吸気温度を検出する吸気温度センサ18、吸気量を検出するエアフロセンサ25、エンジン回転数センサ(図示しない)等の各種センサ類が接続されている。
Various sensors such as an operation
また、ECU40の出力部には、ウエストゲートバルブ35、スロットルバルブ19、EGRバルブ22、内燃機関1の燃料ポンプ17等が接続されている。
Further, the
ECU40は、図示しないCPU、ROM、RAM及びバックアップRAM等を更に備えている。
The
ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が格納されている。
CPUは、ROMに格納された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。
また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、例えば、内燃機関1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like.
The CPU executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM.
The RAM is a memory that temporarily stores the calculation results of the CPU, data input from each sensor, and the like. The backup RAM stores, for example, data to be saved when the internal combustion engine 1 is stopped. It is a non-volatile memory.
次に、本実施形態におけるウエストゲートバルブ35の制御について説明する。
Next, control of the
ウエストゲートバルブ35は、ノーマルオープン制御又はノーマルクローズ制御される。ノーマルオープン制御及びノーマルクローズ制御についての詳細は後述する。
運転者が通常モードや省燃費運転モードを選択した場合に、ノーマルオープン制御を実施する。一方、運転者がスポーツ運転モードを選択した場合に、ノーマルクローズ制御を実施する。
The
When the driver selects the normal mode or the fuel saving operation mode, the normal open control is performed. On the other hand, when the driver selects the sport driving mode, the normal close control is performed.
ノーマルオープン制御は、低回転且つ低負荷域では開弁、高回転且つ高負荷域にウエストゲートバルブ35を開弁方向に制御するものである。
ノーマルオープン制御用マップを用いて制御され、ノーマルオープン制御用マップには、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じたウエストゲートバルブ35の開閉状態が規定されている。
低回転且つ低負荷域から内燃機関1の加速(回転及び負荷上昇)を始めると、中負荷域でウエストゲートバルブ35が一旦閉方向へ制御され、さらに高負荷域に突入し過給圧が所定値に達するとウエストゲートバルブ35が開方向へ制御される。
In the normal open control, the valve is opened in the low rotation and low load range, and the
The normal open control map is used to control the
When acceleration (rotation and load increase) of the internal combustion engine 1 is started from a low rotation and low load range, the
一方、ノーマルクローズ制御は、アイドリングを含む低回転且つ低負荷域にウエストゲートバルブ35を閉止する制御である。
ノーマルクローズ制御用マップを用いて制御され、ノーマルクローズ制御用マップには、ノーマルオープン制御用マップと同様に、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じたウエストゲートバルブ35の開閉状態が規定されている。
ノーマルクローズ制御の場合、アイドリング等の低回転且つ低負荷域において、ウエストゲートバルブ35は閉止されている。
低回転且つ低負荷域から内燃機関1の加速(回転及び負荷上昇)を始めると、高負荷域になるまでウエストゲートバルブ35の閉止状態が維持され、高負荷域に突入し過給圧が所定値に達した時点でウエストゲートバルブ35は開弁方向に制御される。
On the other hand, the normal close control is a control for closing the
The normal close control map is used to control, and the normal close control map defines the open / close state of the
In the case of normal close control, the
When acceleration (rotation and load increase) of the internal combustion engine 1 is started from a low rotation and low load range, the closed state of the
ところで、複数の運転モードが設けられている車両では、一般的にスポーツ運転モード時の加速レスポンスに対応するため、短時間でウエストゲートバルブ35を閉止できるように設定されている。即ち、ウエストゲートバルブ35の閉弁速度が大きく設定されている。
一方、省燃費運転モードでは、運転者からの加速要求があってもアクセル開度増加量ΔAPSに対してスロットルバルブ19がゆっくりと開くように設定されている。即ち、スロットルバルブ19の開弁速度は小さく設定されている。しかし、省燃費運転モードにおいても、ウエストゲートバルブ35は短時間で閉止されるため、スロットルバルブ19の開弁速度に対して過給圧の立ち上がりが早過ぎることとなり、無駄な過給圧が発生してしまう。このため、燃費が悪化してしまう。
By the way, in a vehicle provided with a plurality of operation modes, the
On the other hand, in the fuel saving operation mode, the
そこで、本発明では、省燃費運転モード時において、運転者からの加速要求が有った場合に、スロットルバルブ19の開弁速度に合うようにウエストゲートバルブ35の閉弁速度を制御する。
一方、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時は、ウエストゲートバルブ35を閉止し、運転者からの加速要求が有っても、マップに設定されたエンジン回転数及びエンジン負荷に到達するまでウエストゲートバルブ35を開弁しない。
Therefore, in the present invention, when there is an acceleration request from the driver in the fuel saving operation mode, the valve closing speed of the
On the other hand, in the sport driving mode or the normal driving mode, the
以下、ウエストゲートバルブ35の制御方法について図6のフローチャートに沿って説明する。図6は、ウエストゲートバルブ35を制御するための過給機制御ルーチンを示すフローチャートである。
Hereinafter, the control method of the
図6に示すように、まず、運転者が運転モード選択スイッチ7を操作して運転モードを選択する(ステップS1)。
選択された運転モードはECU40に出力される。
As shown in FIG. 6, first, the driver operates the operation
The selected operation mode is output to the
次に、ウエストゲート制御手段41は、選択された運転モードが省燃費運転モードか否かを判定する(ステップS2)。
ウエストゲート制御手段41は、運転モードが省燃費運転モードであると判定した場合(ステップS2:YES)に、電動モータ36を駆動させてウエストゲートバルブ35を開き、ノーマルオープン制御を実施する(ステップS3)。
Next, the wastegate control means 41 determines whether or not the selected operation mode is a fuel saving operation mode (step S2).
When it is determined that the operation mode is the fuel-saving operation mode (step S2: YES), the
次に、アクセルセンサ9によってアクセル開度を検出する(ステップS4)。
そして、アクセルセンサ9によって検出された検出結果に基づいてウエストゲート制御手段41がアクセル開度増加量ΔAPSを算出する。
Next, the accelerator opening is detected by the accelerator sensor 9 (step S4).
Then, based on the detection result detected by the
続いて、ウエストゲート制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが予め設計等によって決定された所定値At以上か否かを判定する(ステップS5)。
そして、ウエストゲート制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以上であると判定した場合(ステップ5:YES)、スロットルバルブ19の開弁速度に合うようにウエストゲートバルブ35の閉弁速度を制御しながらウエストゲートバルブ35を閉弁方向へ制御する(ステップS6)。
Subsequently, the wastegate control means 41 determines whether or not the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or larger than a predetermined value At determined in advance by design or the like (step S5).
When the wastegate control means 41 determines that the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or greater than the predetermined value At (step 5: YES), the
一方、ウエストゲート制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At未満であると判定した場合(ステップ5:NO)に、再び、ステップS4を実施する。 On the other hand, the wastegate control means 41 implements step S4 again, when it determines with the accelerator opening increase amount (DELTA) APS being less than predetermined value At (step 5: NO).
ところで、ステップS2において、ウエストゲート制御手段41は、運転モードが省燃費運転モードでは無いと判定した場合(ステップS2:NO)に、ウエストゲートバルブ35を閉じて、ノーマルクローズ制御を実施する(ステップS7)。
By the way, if it is determined in step S2 that the operation mode is not the fuel-saving operation mode (step S2: NO), the
上述した内燃機関1の過給機制御装置6によれば、アクセルセンサ9を備えているため、運転者の加速意思を把握することができる。そして、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以上の場合、運転者は加速意思を有していると考えられるので、運転モードに対応した所定のスロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブ19を開放することで、運転者の意思通り加速することができる。
According to the supercharger control device 6 of the internal combustion engine 1 described above, since the
また、省燃費運転モード時において、アクセル操作量が所定値At以上の場合に、スロットルバルブ19の開弁速度に合わせてウエストゲートバルブ35を閉じることができる。このため、スロットルバルブ19の開度に応じて過給圧を次第に上昇させることができる。即ち、内燃機関1の要求トルク(図7参照)を満たすことができる過給圧(図8参照)を効率良く供給することができる。これにより、無駄な過給圧が発生することを防止し、燃費を向上させるとともに、ドライバビリティを向上させることができる。
In the fuel saving operation mode, when the accelerator operation amount is equal to or greater than the predetermined value At, the
さらに、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時において、ウエストゲートバルブ35が閉止されると、内燃機関の所定回転数又は内燃機関の所定負荷量に到達するまで開弁されない。したがって、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時において、運転者が加速意思を有してアクセル操作を行うと、ウエストゲートバルブ35は閉じられているため、タービン回転速度が即座に上昇し過給が開始する。これにより、加速要求から過給開始までのタイムラグがほとんど無くなるため、加速レスポンスを向上させることができる。
Further, when the
1 内燃機関
2 吸気通路
3 排気通路
4 インタークーラ
5 触媒
6 過給機制御装置
7 運転モード選択スイッチ
8 エアクリーナ
9 アクセルセンサ
11 内燃機関本体
11a 燃焼室
12 ピストン
13 シリンダヘッド
14 シリンダ
15 インジェクタ
16 燃料供給路
17 燃料ポンプ
18 吸気温度センサ
19 スロットルバルブ
20 EGR装置
21 EGR通路
21a 一端部
21b 他端部
22 EGRバルブ
25 エアフロセンサ
30 過給機
31 コンプレッサ
32 排気タービン
33 シャフト
34 バイパス通路
35 ウエストゲートバルブ
36 電動モータ
40 ECU
41 ウエストゲート制御手段
43 スロットル制御手段
44 アクセル操作量判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
41 Wastegate control means 43 Throttle control means 44 Accelerator operation amount determination means
Claims (2)
前記複数の運転モードのうち何れか一つを選択する運転モード選択手段と、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードに対応して予め設定された所定のスロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブを開くスロットル制御手段と、
前記所定のスロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブの閉弁量を制御するウエストゲート制御手段と、を備え、
運転者のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段と、を更に備え、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードが省燃費運転モードで、且つ前記アクセル操作量判定手段によってアクセル操作量が所定値以上であると判定された場合に、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを前記スロットル開弁速度にしたがって開くとともに、前記ウエストゲート制御手段は、前記スロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御することを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。 A turbocharger equipped with a normal driving mode, a fuel-saving driving mode that prioritizes suppression of fuel consumption over the normal driving mode, and a sports driving mode that prioritizes driving performance over the normal driving mode, and having a wastegate valve A supercharger control device for an internal combustion engine comprising:
An operation mode selection means for selecting any one of the plurality of operation modes;
Throttle control means for opening the throttle valve in accordance with a predetermined throttle opening speed set in advance corresponding to the operation mode selected by the operation mode selection means;
Wastegate control means for controlling the valve closing amount of the wastegate valve in accordance with the predetermined throttle valve opening speed ,
An accelerator operation amount detection means for detecting the driver's accelerator operation amount;
An accelerator operation amount determination means for determining whether or not the accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount detection means is equal to or greater than a predetermined value;
When the operation mode selected by the operation mode selection means is a fuel-saving operation mode and the accelerator operation amount determination means determines that the accelerator operation amount is greater than or equal to a predetermined value, the throttle control means A supercharger control for an internal combustion engine , wherein the wastegate control means controls the wastegate valve in a valve closing direction in accordance with the throttle valve opening speed while opening a valve according to the throttle valve opening speed. apparatus.
When the driving mode selected by the driving mode selection means is a sports driving mode or a normal driving mode, the waste gate control means closes the waste gate valve, and the driver opens the throttle valve by an accelerator operation. 2. The internal combustion engine according to claim 1 , wherein the closed state of the waste gate valve is maintained until a predetermined rotational speed of the internal combustion engine or a predetermined load amount of the internal combustion engine set in a map is reached. Engine supercharger control device.
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