CN106939845A - 内燃机的控制装置 - Google Patents
内燃机的控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106939845A CN106939845A CN201611052560.7A CN201611052560A CN106939845A CN 106939845 A CN106939845 A CN 106939845A CN 201611052560 A CN201611052560 A CN 201611052560A CN 106939845 A CN106939845 A CN 106939845A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- combustion engine
- internal combustion
- motor
- valve
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/14—Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
- F02B25/145—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke with intake and exhaust valves exclusively in the cylinder head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0261—Controlling the valve overlap
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B2037/122—Control of rotational speed of the pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
- F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明提供一种内燃机的控制装置,能够适当控制具有带电动机的增压器和气门动作相位可变机构的直喷式内燃机中的增压状态和重叠期间,提高内燃机输出而提高燃料效率,并改善增压器的响应性。在执行马达辅助增压控制而由马达(124)对压缩机(123)进行驱动辅助时,进行这样的控制:增大排气泄压阀(14)的开度WGO,并增加进气门的气门开启期间与排气门的气门开启期间重叠的重叠期间TCAOVL。在马达辅助增压控制开始时刻,将马达(124)的驱动扭矩设定为最大扭矩TMAX,将排气泄压阀(14)的开度WGO设定为最大开度VOMAX。
Description
技术领域
本发明涉及具有可进行电动机的驱动辅助的增压器、并将燃料直接喷射至燃烧室内的内燃机的控制装置,尤其涉及具有变更内燃机的进气门和/或排气门的动作相位的气门动作相位可变机构的内燃机的控制装置。
背景技术
专利文献1示出了一种具有气门动作可变机构和带电动机的增压器的内燃机的控制装置。使电动机动作而进行增压时,由于进气压力与排气压力之间的差压(=进气压力-排气压力)增加,因此,存在流入燃烧室的燃料和进气还没有助燃就直接被排出至排气通路的量(吹走量)增加的倾向。为了降低该吹走量,在电动机动作时(进行增压器的驱动辅助时),上述控制装置进行使进气门的气门开启期间与排气门的气门开启期间重叠的重叠(overlap)期间相比于电动机非动作时缩短的控制。由此,能够防止吹走量过度增加的情况。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-23837号公报
由于专利文献1所示的内燃机是将燃料喷射至进气端口内的端口喷射式内燃机,因此,由于重叠期间内的吹走量的增大而导致燃料效率的恶化以及排气特性的恶化显著。对此,将燃料直接喷射至燃烧室内的直喷式内燃机能够获得下述效果:能够将燃料的喷射正时从进气冲程的后半设定为压缩冲程,此外,在重叠期间内通过促进燃烧后的残留气体的清除来提高内燃机输出而改善燃料效率。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的,其目的在于提供一种内燃机的控制装置,能够适当控制具有带电动机的增压器和气门动作相位可变机构的直喷式内燃机中的增压状态和重叠期间、提高内燃机输出、改善燃料效率并改善增压器的响应性。
为了实现上述目的,技术方案1所述的发明是内燃机(1)的控制装置,该内燃机是燃料被直接喷射至燃烧室内的内燃机,所述控制装置具有:增压器(12);气门动作相位可变机构(20),其能够变更所述内燃机的进气门和排气门中的至少一方的动作相位;以及排气泄压阀(14),其设置于绕过所述增压器的涡轮的旁通路(11)中,所述增压器(12)具有:涡轮(121),其设置于所述内燃机的排气通路(10)中;压缩机(123),其被所述涡轮进行旋转驱动,对所述内燃机的进气进行加压;以及电动机(124),其被设置成能够驱动该压缩机,所述内燃机(1)的控制装置的特征在于,在由所述电动机(124)对所述压缩机(123)进行驱动辅助时,增大所述排气泄压阀的开度(WGO),并增加所述进气门的气门开启期间与所述排气门的气门开启期间重叠的重叠期间(TCAOVL)。在此,“增加重叠期间”包括使开始由电动机进行的压缩机的驱动辅助的时刻的重叠期间从大于“0”的状态增加的情况以及从重叠期间为“0”以下的值的状态增加的情况。
根据该结构,在由电动机对压缩机进行驱动辅助时,进行这样的控制:增大排气泄压阀的开度,并增加进气门的气门开启期间与排气门的气门开启期间重叠的重叠期间。通过增大排气泄压阀的开度,能够在内燃机的要求负载较高时将排气压力的增大设为最小限度,提高填充效率,并且将点火正时设定成接近最佳点火正时。此外,通过增加重叠期间,能够促进燃烧室内的残留气体的清除,增加新鲜空气量,并且避免爆震且使点火正时提前。其结果是,能够提高内燃机输出而提高燃料效率,并且改善增压器的响应性。
技术方案2所述的发明在技术方案1所述的内燃机的控制装置的基础上,其特征在于,由所述电动机(124)进行的驱动辅助是在所述内燃机的转速较低且所述内燃机的进气压力低于目标增压压力(POBJ)的运转状态下执行的。
通过在内燃机转速较低且进气压力低于目标增压压力的运转状态下由电动机进行驱动辅助,能够使进气压力的上升加快而获得改善增压器的响应性的效果以及促进清除的效果。
技术方案3所述的发明在技术方案1或技术方案2所述的内燃机的控制装置的基础上,其特征在于,在由所述电动机(124)进行的驱动辅助开始之后,在所述内燃机的进气压力(PB)达到目标增压压力(POBJ)时,减少所述电动机(124)的输出并减小所述排气泄压阀的开度(WGO)。
根据该结构,由电动机进行的驱动辅助开始之后,在进气压力达到规定的压力时,进行这样的控制:减少电动机的输出并减小排气泄压阀的开度。在获得了足够的增压压力(目标增压压力)之后,减少由电动机进行的驱动辅助而转移到利用通常的排气能量进行的增压,由此,能够降低用于驱动电动机的电力。
技术方案4所述的发明在技术方案1或技术方案2所述的内燃机的控制装置的基础上,其特征在于,从由所述电动机(124)进行的驱动辅助的开始时刻起经过了规定的时间(TMASTX)时,减少所述电动机(124)的输出并减小所述排气泄压阀的开度(WGO)。
根据该结构,从由电动机进行的驱动辅助的开始时刻起经过了规定的时间时,进行这样的控制:减少电动机的输出并减小排气泄压阀的开度。通过将规定的时间设定为进气压力可靠地达到目标增压压力的时间,能够获得与技术方案3所述的发明相同的效果。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的内燃机的结构的图。
图2是示出图1所示的内燃机的控制系统的结构的框图。
图3是用于说明图1中气门动作相位可变机构的气门动作相位的可变范围而示出进气门和排气门的升程曲线的图。
图4是示出将节气门的开度设为全开时的内燃机转速(NE)与进气压力(PB)和排气压力(PEX)之间的关系的图。
图5是用于说明马达辅助增压控制的概要的时间图。
图6是示出进气压力(PB)减去排气压力(PEX)得到的差压(DP)与重叠期间(TCAOVL)之间的关系的图。
图7是示出进气门和排气门的气门动作相位(CAIN,CAEX)的计算中使用的映射图的图。
图8是示出进行了与要求扭矩(TRQD)对应的内燃机输出控制的情况下的输出扭矩(TRQE)的推移的图。
图9是用于说明通过进行马达辅助而使得进气压力高于排气压力且能够获得清除效果的期间增加这一方面的时间图。
图10是用于说明马达辅助增压控制处理的流程图。
标号说明
1:内燃机;2:进气通路;10:排气通路;11:旁通路;12:涡轮增压器(增压器);121:涡轮;123:压缩机;124:马达;14:排气泄压阀;20:气门动作相位可变机构;21:进气压力传感器;22:吸入空气流量传感器;23:发动机转速传感器;24:油门传感器;30:电子控制单元
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的内燃机的结构的图。内燃机(以下称作“发动机”)1是具有4个气缸6且将燃料直接喷射至气缸6的燃烧室内的直喷发动机,在各气缸6中设有燃料喷射阀7、火花塞8以及进气门和排气门(未图示)。
发动机1具有进气通路2、排气通路10、涡轮增压器(增压器)12和气门动作相位可变机构20。进气通路2与调压箱4连接,调压箱4通过进气歧管5与各气缸6的燃烧室连接。在进气通路2中设有用于冷却被加压后的空气的中间冷却器3和节气门13,节气门13构成为能够由节气门致动器13a驱动。在调压箱4中设有用于检测进气压力PB的进气压力传感器21,在进气通路2中设有用于检测吸入空气流量GAIR的吸入空气流量传感器22。
涡轮增压器12具有:涡轮121,其设置于排气通路9中,通过排气的动能而被进行旋转驱动;压缩机123,其通过轴122与涡轮121联结;以及马达(电动机)124,其被设置成能够驱动轴122旋转。压缩机123设置于进气通路2中,进行被吸入发动机1的空气的加压(压缩)。通过驱动马达124来进行辅助涡轮121对压缩机123的驱动的驱动辅助。
气门动作相位可变机构20是用于变更各气缸6的进气门和排气门的动作相位的机构。
发动机1的各气缸6的燃烧室通过排气歧管9与排气通路10连接。绕过涡轮121的旁通路11与排气通路10连接,在旁通路11中设有排气泄压阀14,排气泄压阀14控制通过旁通路11的废气的流量。
图2是示出进行发动机1的控制的控制系统的结构的框图,电子控制单元(以下称作“ECU”)30除了与上述的进气压力传感器21和吸入空气流量传感器22连接外,还与检测发动机1的转速NE的发动机转速传感器23、检测由发动机1驱动的车辆的油门踏板(未图示)的踩下量(以下称作“油门踏板操作量”)AP的油门传感器24、检测发动机冷却水温TW的冷却水温传感器25以及未图示的其他传感器连接,这些传感器的检测信号被供给至ECU 30。
ECU 30的输出侧与燃料喷射阀7、火花塞8、马达124、排气泄压阀14、节气门致动器13a、以及设置于气门动作相位可变机构20的进气门用致动器201和排气门用致动器202连接。通过驱动进气门用致动器201来变更进气门动作相位CAIN,通过驱动排气门用致动器202来变更排气门动作相位CAEX。
ECU 30具有输入电路、中央运算处理单元(以下称作“CPU”)、存储电路以及输出电路,其中,所述输入电路具有对来自各种传感器的输入信号波形进行整形、将电压电平修正为规定的电平并将模拟信号值转换为数字信号值等功能,所述存储电路存储由CPU执行的各种运算程序和运算结果等,所述输出电路将驱动信号供给至马达124等。
ECU 30根据发动机运转状态(主要是发动机转速NE和要求扭矩TRQD)来进行基于燃料喷射阀7的燃料喷射控制、基于火花塞8的点火控制、基于马达124的涡轮增压器12的驱动辅助控制、基于排气泄压阀14的涡轮驱动控制、基于节气门13的吸入空气量控制、以及基于进气门用致动器201和排气门用致动器202的气门动作相位控制。主要根据油门踏板操作量AP来计算要求扭矩TRQD,并且以随着油门踏板操作量AP的增加而增加的方式来计算出要求扭矩TRQD。
图3示出用于说明由气门动作相位可变机构20实现的气门动作相位的可变范围的升程曲线,横轴是曲轴角度CA(“0”与进气冲程开始上止点对应)。虚线L1和L3分别与排气门和进气门的最超前动作相位对应,实线L2和L4分别与排气门和进气门的最滞后动作相位对应。在本实施方式中,进气门的气门开启期间与排气门的气门开启期间重叠的重叠期间TCAOVL为重要的控制参数,因此,使用进气门打开正时CAIO和排气门关闭正时CAEC对重叠期间TCAOVL的可变范围进行说明。
在本实施方式的气门动作相位可变机构20中,进气门打开正时CAIO的最超前相位CAIOMIN是ATDC(进气冲程开始上止点后)-40度左右(即上止点前40度左右),最滞后相位CAIOMAX是ATDC40度左右,排气门关闭正时CAEC的最超前相位CAECMIN是ATDC-20度左右,最滞后相位CAECMAX是ATDC30度左右。因此,将重叠期间TCAOVL定义为(CAEC-CAIO)时,最小值是小于0的值,最大值TCAOVLMAX是(CAECMAX-CAIOMIN:70度左右)。
另外,在图3中,以升程量LFT大于基准升程量LFT0的状态作为气门开启状态,示出了开闭气门的正时。
图4是示出将节气门13的开度设为全开时的发动机转速NE与进气压力PB和排气压力PEX之间的关系图,实线L11示出不进行基于马达124的驱动辅助(以下称作“马达辅助”)的情况下的排气压力PEX的推移,虚线L12示出进行了马达辅助的情况下的排气压力PEX的推移,单点划线L13示出进气压力PB的推移。根据该附图可知,在发动机转速NE低于边界转速NEB的范围内,可以通过进行马达辅助来使排气压力PEX低于进气压力PB。在使排气压力PEX低于进气压力PB的状态下,可以通过增加重叠期间TCAOVL来促进气缸内的残留气体的清除。
因此,在本实施方式中,在发动机转速NE较低且进气压力PB低于目标增压压力POBJ的运转状态(以下称作“特定运转状态”)下,执行马达辅助,并执行如下的马达辅助增压控制:将排气泄压阀14的开度设为最大,降低排气压力PEX,并增加重叠期间TCAOVL。目标增压压力POBJ是利用增压来提高进气压力PB时的目标压力,被设定成,要求扭矩TRQD越高,则目标增压压力POBJ越高,因此,上述特定运转状态主要与在发动机转速NE较低的状态下突然踩下油门踏板而使节气门13开启至接近全开的状态的高负载的运转状态相当。
图5是用于说明本实施方式中的马达辅助增压控制的概要的时间图,该附图的(a)~(d)分别示出马达124的输出扭矩TRQM、排气泄压阀14的开度(以下称作“WG开度”)WGO、进气压力PB和排气压力PEX以及进气门打开正时CAIO和排气门关闭正时CAEC的推移。另外,图5的(b)所示的虚线示出通过排气泄压阀14的废气流量的推移。此外,图5的(d)的纵轴示出进气门打开正时CAIO和排气门关闭正时CAEC越延迟越增加。
在时刻t0,马达辅助增压控制开始后,以马达输出扭矩TRQM成为最大值TMAX的方式驱动马达124,并且,打开排气泄压阀14,将WG开度WGO设定为最大开度VOMAX。图5的(d)中的实线和虚线分别示出进气门打开正时CAIO和排气门关闭正时CAEC的推移,马达辅助增压控制刚开始之后,维持在马达辅助增压控制即将开始时的值。图5的(d)所示的示例与马达辅助增压控制开始时的重叠期间TCAOVL小于“0”的值的的情况对应。
进气门打开正时CAIO从进气压力PB超过排气压力PEX的时刻t1附近的时刻开始提前,以使排气门关闭正时CAEC延迟的方式变更气门动作相位,重叠期间TCAOVL增加。图5的(d)示出气门动作相位的变更从时刻t1开始,这示出的是理想的状态,而实际上气门动作相位的变更开始时刻与时刻t1并不一定一致。
当进气压力PB在时刻t2达到目标增压压力POBJ时,执行使马达输出扭矩TRQM和WG开度WGO逐渐减小的过渡控制。此时,将进气门和排气门的动作相位控制成:进气门打开正时CAIO逐渐延迟,排气门关闭正时CAEC逐渐提前。在时刻t3,马达输出扭矩TRQM和WG开度WGO一同成为“0”,转移到通常的增压控制。另外,实际上通过进气门动作相位CAIN的变更来执行进气门打开正时CAIO的变更(提前、延迟),实际上通过排气门动作相位CAEX的变更来执行排气门关闭期CAEC的变更。
图6是示出进气压力PB减去排气压力PEX得到的差压DP(=PB-PEX)与重叠期间TCAOVL之间的理想关系的图,在本实施方式中,当差压力DP为负的值时,原则上将重叠期间TCAOVL设为小于“0”的值,以获得重叠期间TCAOVL随着差压DP的增加而增加的特性的方式,进行进气门动作相位CAIN的计算映射图(以下称作“CAIN映射图”)和排气门动作相位CAEX的计算映射图(以下“CAEX映射图”)的设定。
在本实施方式中,如图7所示,设置有与将马达输出扭矩TRQM设为最大(100%)的状态对应的第1CAIN映射图(该附图的(a))和第1CAEX映射图(该附图(c))、以及与不进行马达辅助(0%)的状态对应的第2CAIN映射图(该附图的(b))和第2CAEX映射图(该附图(d))。各映射图是根据发动机转速NE和发动机1的估计输出扭矩TRQH来设定的。根据发动机1的吸入空气流量GAIR和点火正时IG来计算估计输出扭矩TRQH。更具体来说,以随着吸入空气流量GAIR的增加而增加的方式计算出估计输出扭矩TRQH,在点火正时IG相对于最佳点火正时(输出扭矩为最大的点火正时)延迟时,以随着其延迟量的增加而减小的方式计算出估计输出扭矩TRQH。
在第1和第2CAIN映射图中,设定有以最滞后相位为基准的提前量CAIN0~CAIN5和CAIN0~CAIN3a,在第1和第2CAEX映射图中,设定有以最超前相位为基准的延迟量CAEX0~CAEX4和CAEX0~CAEX3。另外,CAIN0和CAEX0都与基准相位对应,被设定成“0”。此外,当马达输出扭矩TRQM位于0%与100%之间时,根据该时刻的马达输出扭矩TRQM进行插值运算,由此计算出进气门动作相位CAIN和排气门动作相位CAEX。
第1和第2CAIN映射图的设定值被设定成具有以下这样的关系:CAIN0<CAIN1<CAIN2<CAIN3<CAIN3a<CAIN4<CAIN5,即,在估计输出扭矩TRQH较大的高负载区域,第1CAIN映射图的设定值大于第2CAIN映射图的设定值,重叠期间TCAOVL增加。
此外,第1和第2CAEX映射图的设定值具有以下这样的关系:CAEX0<CAEX1<CAEX2<CAEX3<CAEX4,即,在估计输出扭矩TRQH较大的高负载区域,设定成:第1CAEX映射图的设定值大于第2CAEX映射图的设定值,重叠期间TCAOVL增加。
通过图7所示的映射图设定实现了接近图5的(d)所示的特性的进气门打开正时CAIO的变化特性以及排气门关闭期CAEC的变化特性,并且,实现了接近图6所示的理想特性的重叠期间TCAOVL的变化特性。另外,在图5的(d)中,在时刻t0至t1的期间维持进气门打开正时CAIO和排气门关闭期CAEC是因为,相对于伴随着要求扭矩TRQD的增加的目标增压压力POBJ的增加,估计输出扭矩TRQH的增加延迟。
图8是示出进行了与发动机1的要求扭矩TRQD对应的发动机输出控制的情况下的输出扭矩TRQE的推移的图。该附图的虚线L21示出要求扭矩TRQD的推移,实线L22和虚线L23示出输出扭矩TRQE的推移,分别与执行了马达辅助增压控制的情况以及执行了不进行马达辅助的通常的增压控制的情况对应。如图8所示,通过执行马达辅助增压控制,能够使发动机输出扭矩TRQE迅速增大至要求扭矩TRQD,能够获得涡轮增压器12的响应性改善效果。
图9是用于说明通过进行马达辅助增压控制来使得进气压力高于排气压力而能够获得清除效果的期间增加这一方面的时间图(横轴是曲轴角度CA),该附图的(a)示出进气门和排气门的动作相位,该附图的(b)示出进气压力PBS和排气压力PEXS的推移。在此,进气压力PBS和排气压力PEXS与单缸的进气压力和排气压力相当。
虚线L31、L33、L41和L51与不进行马达辅助增压控制的情况对应,实线L32、L34、L42和L52与进行马达辅助增压控制的情况对应。
在不进行马达辅助增压控制的情况下,进气压力PBS高于排气压力PEXS的高进气压力期间是TCA1,能够获得清除效果的重叠期间TCAOVL被限制在高进气压力期间TCA1以下。与此相对,在进行马达辅助增压控制的情况下,进气压力PBS从虚线L51所示的压力值上升至以实线L52所示的压力值,因此,高进气压力期间为TCA2,能够使可获得清除效果的重叠期间TCAOVL增加至高进气压力期间TCA2。另外,排气压力PEXS的推移从虚线L41变化为实线L42是因为,为了使重叠期间TCAOVL增加而使排气门动作相位延迟。
图10是用于说明上述的马达辅助增压控制的流程图。在步骤S11中,根据要求扭矩TRQD和发动机转速NE来计算目标增压压力POBJ。在步骤S12中,对发动机转速NE是否低于边界转速NEB(例如设定为3000rpm左右)进行判别。步骤S12的答案是肯定(“是”)时,对进气压力PB是否高于目标增压压力POBJ进行判别(步骤S13)。边界转速NEB被设定成能够对通过执行马达辅助使排气压力PEX低于进气压力PB的发动机1的低转速状态进行判定(参照图4)。
步骤S12或S13的答案是否定(“否”)且发动机转速NE为边界转速NEB以上时、或进气压力PB为目标增压压力POBJ以上时,对马达辅助开启标志FMAST是否是“1”进行判别(步骤S18)。马达辅助开启标志FMAST是开始马达辅助时被设定成“1”的标志(参照步骤S14)。步骤S18的答案是否定(“否”)时,将马达辅助设为“关闭”(步骤S19),使用第2CAIN映射来计算进气门动作相位CAIN(步骤S20),并且,使用第2CAEX映射图来计算排气门动作相位CAEX(步骤S21)。然后,执行通常的增压压力控制(步骤S25)。步骤S18的答案是肯定(“是”)、且在步骤S14执行后步骤S12或S13的答案成为否定(“否”)时,前进至步骤S22,执行参照图5进行了说明的过渡控制。
步骤S13的答案是肯定(“是”)时,执行马达辅助增压压力控制。在步骤S14中,将马达辅助设为“开启”,将马达辅助开启标志FMAST设定成“1”。此时,以使输出扭矩TRQM成为最大值TMAX的方式驱动马达124。在步骤S15中,将排气泄压阀14设为全开。即,当排气泄压阀14关闭时,使排气泄压阀14打开至全开状态,当排气泄压阀14已经为全开状态时,维持该状态。
在步骤S16中,使用第1CAIN映射图来计算进气门动作相位CAIN(步骤S16),并且,使用第1CAEX映射图来计算排气门动作相位CAEX(步骤S17)。如参照图7进行了说明的那样,在估计输出扭矩TRQH较大的高负载区域,第1CAIN映射图的设定值大于第2CAIN映射图的设定值,且第1CAEX映射图的设定值大于第2CAEX映射图的设定值。因此,通过应用由步骤S16和S17计算出的进气门动作相位CAIN和排气门动作相位CAEX而使得重叠期间TCAOVL增加。执行步骤S17后,返回至步骤S12。
在根据步骤S12~S17的马达辅助增压控制的执行过程中,步骤S12或S13的答案为否定(“否”)时,经由步骤S18前进至步骤S22,执行参照图5进行了说明的过渡控制。即,使马达输出扭矩TRQM和WG开度WGO逐渐减小。此外,通过进行第1CAIN映射图的设定值与第2CAIN映射图的设定值的插值运算计算出进气门动作相位CAIN并使进气门动作相位CAIN逐渐延迟,另一方面,通过进行第1CAEX映射图的设定值与第2CAEX映射图的设定值的插值运算来计算出排气门动作相位CAEX,并使排气门动作相位CAEX逐渐提前。
在步骤S23中,对马达输出扭矩TRQM是否是“0”进行判别,该答案是否定(“否”)时,继续过渡控制。步骤S23的答案为肯定(“是”)时,将马达辅助开启标志FMAST设定成“0”(步骤S24),转移到通常控制。
如上所述,在本实施方式中,在执行使马达124进行压缩机123的驱动辅助的马达辅助增压控制时,进行这样的控制:增大排气泄压阀14的开度WGO,并增加进气门的气门开启期间与排气门的气门开启期间重叠的重叠期间TCAOVL。通过增加排气泄压阀14的开度WGO,能够在要求负载TRQD较高、即目标增压压力POBJ较高时使排气压力PEX的增加为最小限度,提高填充效率并将点火正时设定成接近最佳点火正时。此外,通过增加重叠期间TCAOVL,能够促进燃烧室内的残留气体的清除,增加新鲜空气量,并且避免爆震且使点火正时提前。其结果是,能够提高发动机输出,改善燃料效率。更具体来说,通过以发动机1的特定运转状态(NE<NEB、PB<POBJ)来进行马达辅助增压控制,能够获得由显著的促进清除的效果而带来的提高发动机输出的效果以及改善涡轮增压器12的响应性的效果。
此外,在马达辅助开始后进气压力PBA达到目标增压压力POBJ时,减小马达输出扭矩TRQM,并进行减小排气泄压阀的开度WGO的过渡控制。在获得了足够的增压压力(目标增压压力)之后,减小马达输出扭矩TRQM而转移到利用通常的排气能量进行的增压,由此,能够降低用于驱动马达124的电力。
并且,本发明并不限于上述实施方式,能够进行各种变形。例如,在图10所示的控制中,将执行马达辅助增压控制的特定运转状态设为发动机转速NE低于边界转速NEB且进气压力PB低于目标增压压力POBJ的状态,但为了更方便,也可以将从油门踏板操作量AP由较小的值突然增大的时刻开始至经过了规定时间TMASTX为止判定为特定运转状态,执行马达辅助增压控制。规定时间TMASTX被设定为例如从节气门开度由接近全闭的状态转移到节气门全开运转的时刻(马达辅助增压控制开始时刻)开始,进气压力PB可靠地达到目标增压压力POBJ的时间。通过将规定时间TMASTX设定成能够获得足够的增压压力,能够避免由马达124造成的过度的辅助,降低所消耗的电力。
此外,在图5的(d)所示的示例中,示出了马达辅助增压控制的开始时刻的重叠期间TCAOVL是小于“0”的值、从该状态开始增加重叠期间TCAOVL的动作例,但还存在马达辅助增压控制的开始时刻的重叠期间TCAOVL是大于“0”的初始值的情况,在该情况下,根据该初始值,在执行马达辅助增压控制的过程中,进行使重叠期间TCAOVL增加的控制。
此外,在上述的马达辅助增压控制中,从控制开始时刻开始使马达输出扭矩TRQM和WG开度WGO成为最大值,但并不一定为最大值,也可以设定为比最大值稍小的值。此外,在上述的实施方式中,使用了能够变更进气门和排气门的动作相位的气门动作相位可变机构20,但通过变更进气门或排气门的任意一方的动作相位就能够进行重叠期间TCAOVL的变更,因此,也可以使用能够变更进气门或排气门的任意一方的动作相位的气门动作相位可变机构作为气门动作相位可变机构20。此外,图1示出了四缸发动机,但本发明能够与气缸的数量无关地进行应用。
Claims (4)
1.一种内燃机的控制装置,该内燃机是燃料被直接喷射至燃烧室内的内燃机,所述控制装置具有:
增压器,其具有:涡轮,其设置于所述内燃机的排气通路中;压缩机,其被所述涡轮进行旋转驱动而对所述内燃机的进气进行加压;以及电动机,其被设置成能够驱动该压缩机;
气门动作相位可变机构,其能够变更所述内燃机的进气门和排气门中的至少一方的动作相位;以及
排气泄压阀,其设置于绕过所述涡轮的旁通路中,
所述内燃机的控制装置的特征在于,
在由所述电动机对所述压缩机进行驱动辅助时,增大所述排气泄压阀的开度,并增加所述进气门的气门开启期间与所述排气门的气门开启期间重叠的重叠期间。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
由所述电动机进行的驱动辅助是在所述内燃机的转速较低且所述内燃机的进气压力低于目标增压压力的运转状态下执行的。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
在由所述电动机进行的驱动辅助开始之后,在所述内燃机的进气压力达到了目标增压压力时,减少所述电动机的输出并减小所述排气泄压阀的开度。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
从由所述电动机进行的驱动辅助的开始时刻起经过了规定的时间时,降低所述电动机的输出并减小所述排气泄压阀的开度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-238668 | 2015-12-07 | ||
JP2015238668A JP6322618B2 (ja) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106939845A true CN106939845A (zh) | 2017-07-11 |
CN106939845B CN106939845B (zh) | 2020-02-14 |
Family
ID=58799600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611052560.7A Active CN106939845B (zh) | 2015-12-07 | 2016-11-24 | 内燃机的控制装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10302009B2 (zh) |
JP (1) | JP6322618B2 (zh) |
CN (1) | CN106939845B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2995798A1 (en) * | 2014-09-11 | 2016-03-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
JP6322618B2 (ja) * | 2015-12-07 | 2018-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6280537B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2018-02-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
US10145320B1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-12-04 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for boost and EGR control |
EP3690517B1 (en) | 2017-09-29 | 2023-11-01 | QD Laser, Inc. | Image projection device |
JP7214490B2 (ja) * | 2019-02-05 | 2023-01-30 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジンシステム及びその制御方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017053A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Denso Corp | 過給機付き内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
US20070033938A1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Honda Motor Co. Ltd. | Engine system with a supercharger |
JP2007262968A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 加速要求判定装置及び制御装置 |
JP2008019835A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Mazda Motor Corp | 過給機付きエンジン |
JP2012092794A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2013127222A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
CN104595046A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 三菱电机株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2712922B1 (fr) * | 1993-11-22 | 1996-01-05 | Remi Curtil | Procédé pour améliorer le fonctionnement d'un moteur thermique suralimenté et balayé avec de l'air, et moteur thermique agencé pour la mise en Óoeuvre du procédé. |
KR100749620B1 (ko) * | 2005-03-02 | 2007-08-14 | 가부시키가이샤 덴소 | 과급기 부착 내연 기관용 제어 장치 |
JP2007023837A (ja) | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | 電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置 |
US7921944B2 (en) * | 2007-10-29 | 2011-04-12 | Ford Global Technologies, Llc | Compression system for internal combustion engine including a rotationally uncoupled exhaust gas turbine |
US7870843B2 (en) * | 2008-11-26 | 2011-01-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Torque control system with scavenging |
JP5249866B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2013-07-31 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排気エネルギー回収装置 |
JP5448873B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-03-19 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排気エネルギー回収装置、これを備える船舶、これを備える発電プラント、エンジン排気エネルギー回収装置の制御装置およびエンジン排気エネルギー回収装置の制御方法 |
JP5716352B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2015-05-13 | いすゞ自動車株式会社 | ターボ過給システム |
JP5644377B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2014-12-24 | いすゞ自動車株式会社 | エンジンシステム |
EP2813690B1 (en) * | 2012-02-08 | 2019-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
JP6322618B2 (ja) * | 2015-12-07 | 2018-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6280537B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2018-02-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6647160B2 (ja) * | 2016-07-05 | 2020-02-14 | 本田技研工業株式会社 | 車両の制御装置 |
JP6367872B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2018-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2015
- 2015-12-07 JP JP2015238668A patent/JP6322618B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-11-15 US US15/352,484 patent/US10302009B2/en active Active
- 2016-11-24 CN CN201611052560.7A patent/CN106939845B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017053A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Denso Corp | 過給機付き内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
US20070033938A1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Honda Motor Co. Ltd. | Engine system with a supercharger |
JP2007262968A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 加速要求判定装置及び制御装置 |
JP2008019835A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Mazda Motor Corp | 過給機付きエンジン |
JP2012092794A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2013127222A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
CN104595046A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 三菱电机株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170159552A1 (en) | 2017-06-08 |
JP6322618B2 (ja) | 2018-05-09 |
JP2017106337A (ja) | 2017-06-15 |
CN106939845B (zh) | 2020-02-14 |
US10302009B2 (en) | 2019-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106939845A (zh) | 内燃机的控制装置 | |
CN106246393B (zh) | 内燃机的控制装置 | |
JP5152135B2 (ja) | 過給式エンジンの吸気量制御装置 | |
JP5935817B2 (ja) | 内燃機関の過給制御装置 | |
EP1816326A1 (en) | Control of supercharged engine with variable geometry turbocharger and electric supercharger | |
US20110088669A1 (en) | Compression System for Internal Combustion Engine Including a Rotationally Uncoupled Exhaust Gas Turbine | |
US20130146037A1 (en) | Miller cycle engine system and control method thereof | |
JP2004036595A (ja) | 圧縮着火式内燃機関の制御装置 | |
KR101826551B1 (ko) | 엔진 제어 장치 및 방법 | |
CN106988902A (zh) | 内燃机的控制装置 | |
CN102220911B (zh) | 用于减小发动机中的涡轮迟滞的方法和系统 | |
US9689305B2 (en) | Method for operating a spark ignition internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger | |
JP5991405B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2006125352A (ja) | 過給機付き内燃機関の制御装置 | |
CN110259589B (zh) | 内燃机的控制装置 | |
JP3788146B2 (ja) | 過給機付き可変動弁エンジンの高負荷運転時制御装置 | |
JP5338709B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
CN110730861B (zh) | 内燃机的控制方法及控制装置 | |
JP3361156B2 (ja) | エンジンの燃料噴射制御装置 | |
JP7486904B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2019173578A (ja) | エンジン制御装置 | |
JP7256682B2 (ja) | 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置 | |
US20070107427A1 (en) | Method and control device for controlling a turbocharger having a controllable turbine flow cross-section | |
JP2003328809A (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
JP3337799B2 (ja) | 過給機付エンジンの制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |