JP2004316558A - Control device of supercharger with electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された内燃機関の吸気通路上に配設された電動機付過給機を制御する電動機付過給機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの吸気通路上に電動機で駆動する過給機を配設し、この過給機による過給によって高出力(あるいは、低燃費)を得ようとする試みは以前から知られている。[特許文献1]にも上述したような内燃機関が記載されている。[特許文献1]に記載の内燃機関においては、ターボユニットのタービン/コンプレッサの回転軸に電動機(モータ)が組み込まれている。そして、[特許文献1]に記載の内燃機関においては、車両が発進する以前に予めモータによる過給を開始することで発進後のターボラグを解消すると共に、トランスミッションをニュートラルとすることでブレーキへの負担軽減とクリープによる不意の走行開始を防止している。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−8640号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
[特許文献1]に記載の内燃機関においては、上述したように、停車時にターボラグを解消するために電動機によって予め過給を行うが、このようにしたり、低速時にその後の出力増を予測して電動機を用いて予め過給を行うと、過給のし過ぎ(以下、過過給と言うこととする)となってしまうおそれがあった。従って、本発明の目的は、過給のし過ぎを防止しつつ過給を円滑に行うことのできる電動機付過給機の制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の電動機付過給機の制御装置は、車両に搭載された内燃機関の吸気通路上に配設されて電動機によって駆動される過給機と、電動機を制御して過給圧を制御する過給圧制御手段と、車両の速度を検出する速度検出手段とを備えており、過給圧制御手段は、速度検出手段によって検出された車両速度が所定値以下の場合に、電動機に印加する電力を所定電力以下に制限することを特徴としている。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動機付過給機の制御装置において、過給圧制御手段は、電動機の回転数に対する過給圧の変化率が所定値以下の回転数領域に電動機の目標回転数を設定し、設定した目標回転数となるように電動機に印加する電力を決定することを特徴としている。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電動機付過給機の制御装置において、過給圧制御手段は、EGR量が多いほど電動機の目標回転数を低く設定し、設定した目標回転数となるように電動機に印加する電力を決定することを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の制御装置を有するエンジン1を図1に示す。
【0009】
なお、「過給圧」の語は大気圧に対しての差圧を示すものを指す語として用いられる場合がある。一方で、「過給圧」の語は吸気管内の絶対圧力を指す語として用いられる場合もある。以下、両者を明確に分けて説明する必要がある場合は、その指すところが明確となるような説明を行う。例えば、吸気管内圧力を検出する圧力センサの出力に基づいて過給圧制御を行う場合、この圧力センサが大気圧に対する差圧を検出するセンサであれば過給圧制御は「大気圧に対する差としての過給圧」に基づいて制御されることが容易であるし、圧力センサが絶対圧力を検出するセンサであれば過給圧制御は「絶対圧力としての吸気圧」に基づいて制御されるのが容易である。
【0010】
本実施形態で説明するエンジン1は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみが断面図として図1に示されている。エンジン1は、インジェクタ2によってシリンダ3内に燃料を噴射するタイプのエンジンである。このエンジン1は、いわゆるリーンバーンエンジンであり、成層燃焼も可能である。後述する電動機20aによる過給機20とターボチャージャ11とによってより多くの吸入空気を過給して、高出力化だけでなく低燃費化をも実現し得るものである。
【0011】
エンジン1は、圧縮行程にピストン4の上面に形成された窪みの内部に燃料を噴射することで成層燃焼を行うこともできるし、吸気行程噴射によって通常の均質燃焼も行える。シリンダ3の内部と吸気通路5との間は、吸気バルブ8によって開閉される。燃焼後の排気ガスは排気通路6に排気される。シリンダ3の内部と排気通路6との間は、排気バルブ9によって開閉される。吸気通路5上には、上流側からエアクリーナ10、エアフロメータ27、過給機20、ターボユニット11、インタークーラー12、スロットルバルブ13などが配置されている。
【0012】
エアクリーナ10は、吸入空気中のゴミや塵などを取り除くフィルタである。本実施形態のエアフロメータ27は、ホットワイヤ式のものであり、吸入空気量を質量流量として検出するものである。過給機20は、内蔵された電動機(モータ)20aによって電気的に駆動されるものである。モータ20aの出力軸にコンプレッサホイールが直結されている。過給機20のモータ20aは、コントローラ21を介してバッテリ22と接続されている。コントローラ21は、モータ20aへの供給電力を制御してモータ20aの駆動を制御する。モータ20aの回転数(即ち、コンプレッサホイールの回転数)はコントローラ21によって検出し得る。
【0013】
過給機20の上流側と下流側とをバイパスするように、バイパス路24が設けられている。このバイパス路24上には、バイパス路24を経由する吸入空気量を調節するバルブ25が配設されている。バルブ25は電気的に駆動され、バイパス路24を通る空気流量を任意に調節する。過給機20が作動していないときは、過給機20は吸気抵抗として作用してしまうので、バルブ25によってバイパス路24を開放して過給機20が吸気抵抗となってしまうのを回避する。反対に、過給機20の作動時には、過給機20によって過給された吸入空気がバイパス路24を介して逆流するのを防止するために、バルブ25によってバイパス路24を遮断する。
【0014】
ターボユニット11は、吸気通路5と排気通路6との間に配されて過給を行うものである。即ち、本実施形態のエンジン1では、直列に配された過給機20とターボユニット11とによって過給を行うことができる。ターボユニット11は、バリアブルジオメトリ機構としてバリアブルノズル機構11aを有している。バリアブルノズル機構11aは後述するECU16によって制御される。ターボユニット11の下流側には、過給機20やターボユニット11の過給による圧力増加で温度が上昇した吸入空気の温度を下げる空冷式インタークーラー12が配されている。インタークーラー12によって吸入空気の温度を下げ、充填効率を向上させる。
【0015】
インタークーラー12の下流側には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ13が配されている。本実施形態のスロットルバルブ13は、いわゆる電子制御式スロットルバルブであり、アクセルペダル14の操作量をアクセルポジショニングセンサ15で検出し、この検出結果と他の情報量とに基づいてECU16がスロットルバルブ13の開度を決定するものである。スロットルバルブ13は、これに付随して配設されたスロットルモータ17によって開閉される。また、スロットルバルブ13に付随して、その開度を検出するスロットルポジショニングセンサ18も配設されている。
【0016】
スロットルバルブ13の下流側には、吸気通路5内の圧力(過給圧・吸気圧)を検出する圧力センサ19も配設されている。これらのセンサ15,18,19,27はECU16に接続されており、その検出結果をECU16に送出している。ECU16は、CPU,ROM,RAM等からなる電子制御ユニットである。ECU16には、上述したインジェクタ2、点火プラグ7、バルブ25、エアフロメータ27、コントローラ21やバッテリ22等が接続されており、これらはECU16からの信号によって制御されていたり、その状態(バッテリ22であれば充電状態)が監視されている。
【0017】
上述した過給機20のモータ20aもコントローラ21を介してECU16に接続されており、ECU16及びコントローラ21によって制御されている。ECU16及びコントローラ21は、電動機20aを制御することで過給圧を制御し得るので、ここでは過給圧制御手段として機能している。また、本実施形態では、エンジン1の運転状態として吸入空気量を用いて過給圧制御を行う。吸入空気量はエアフロメータ27によって検出されるので、ここではエアフロメータが運転状態検出手段として機能している。さらに、追って詳しく説明するが、検出された吸入空気量に基づいて過給可能な過給圧上限がECU16によって設定される。即ち、本実施形態においては、ECU16は上限設定手段としても機能している。
【0018】
一方、排気通路6上には、ターボユニット11の下流側に排気ガスを浄化する排気浄化触媒23が取り付けられている。また、エンジン1のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジショニングセンサ26が取り付けられている。クランクポジショニングセンサ26は、クランクポジションの位置からエンジン回転数を検出することもできる。
【0019】
また、排気通路6(ターボユニット11の上流側)から吸気通路5(圧力センサ19の下流側に形成されたサージタンク部)にかけて排気ガスを還流させるためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路28が配設されている。EGR通路28上には、排気ガス還流量(EGR量)を調節するEGRバルブ29が取り付けられている。EGRバルブ25の開度(DUTY比)制御も上述したECU16によって行われる。なお、図示していないが、EGRバルブ29と吸気通路5のサージタンクとの間に、エンジン1の冷却水を利用してEGRガスを冷却するEGRクーラーが設けられている。
【0020】
本実施形態では、車両速度が所定値以下、特に、ここでは車両が停止しているか低速走行している場合に、モータ20aへの印加電力を所定電力以下に制限する。このようにすることで、車両が発進した後のターボラグを解消しつつも過過給を防止することができる。ここで、モータ20aの回転数に対する過給圧の変化率が所定値以下の回転数領域にモータ20aの目標回転数を設定し、この目標回転数となるようにモータ20aへの印加電力が決定される。また、このとき、EGR量が多いほどモータ20aの目標回転数は低く設定される。
【0021】
この制御のフローチャートを図2及び図3に示す。まず、過給機20(モータ20a)を用いた過給を行う条件となっているか否かを判定する(ステップ200)。ここに言う開始・維持条件とは、出力増が必要な状況である、あるいは、出力増が予測される状況であると判断できる条件である。開始・維持条件は、モータ20aによる過給が開始されていなければ開始するための判断条件となるし、既に開始されていればそのままモータ20aによる過給を維持するための判断条件となる。ステップ200が否定されるのであれば、過給機20を用いた過給は行われず、図2及び図3のフローチャートを抜ける。
【0022】
一方、ステップ200が肯定され、過給機20(モータ20a)による過給が必要と判断される場合は、まず、アクセル開度・エンジン回転数・エンジン負荷に基づいて、目標過給圧Ptと目標新気量GatとがECU16によって決定される(ステップ205)。アクセル開度はアクセルポジショニングセンサ15によって検出される。エンジン回転数はクランクポジショニングセンサ26によって検出される。エンジン負荷は、エアフロメータ27によって検出される吸入空気量やスロットルポジショニングセンサ18によって検出されるスロットル開度に基づいて算出される。
【0023】
シリンダ3に供給されるガスは、大気から新たに吸入された空気(新気)とEGR機構によって環流された排ガスとで構成される。目標新気量Gatは、この新気量の目標である。エンジン1がある出力を得るためには、その燃焼に必要な空気量が新気として必要となる。次に、車速Vを検出する(ステップ210)。車速Vは、車輪毎に取り付けられた図示されない車速センサの検出結果に基づいてECU16によって算出(検出)される。そして、検出した車速Vが所定値を超えているか否かを判定する(ステップ215)。
【0024】
車速Vが所定値を超えていれば、通常通りステップ205において決定された目標過給圧Pt及び目標新気量Gatに基づいてモータ20aの目標回転数を決定する(ステップ220)。一方、車速Vが所定値以下であれば、目標回転数を制限してモータ20aの目標回転数を決定する(ステップ220)。後述もするが、モータ20aの目標回転数を制限することは、モータ20aに印加する電力量を制限する(所定電力以下に制限する)こととなる。
【0025】
このときの制限の仕方は、回転数の上限を決め、その上限を超えない範囲で、目標過給圧Pt及び目標新気量Gatに基づいて目標回転数を決めても良いし、車速Vが上限を超えた場合は所定の固定された目標回転数を用いるようにしても良い。このとき、目標回転数は、図4に示されるように、過給圧感度の低い領域内に制限される。図4のグラフは、コンプレッサホイールの回転数(即ち、モータ20aの回転数に等しい)と過給圧との関係を示しており、コンプレッサ作動線は図示されるように、コンプレッサ回転数の上昇に対して、過給圧は指数関数的に上昇する。
【0026】
このため、コンプレッサ回転数が低い側では、コンプレッサ回転数の変化に対して過給圧の変化が鈍い領域が存在する。上述した過給圧感度が低いとは、この領域のことで、モータ20a(ここではコンプレッサホイールの回転数に等しい)の回転数に対する過給圧の変化率が低いということである。即ち、モータ20aの回転数の変化に対して過給圧の変化が少ない範囲にモータ20aの目標回転数を制限することが、モータ20aに印加する電力を所定電力以下とすることとなる。
【0027】
その後さらに、EGRによる排気ガス環流が可能な領域か否かを判定する(ステップ230)。上述した目標新気量Gatを吸入するのに余裕がない場合は、EGRを行うと新気量が減ってしまうのでEGRによる排気ガス環流は行えない。しかし、EGRによる排気ガス環流が可能な場合は、EGRによる排気ガス環流を行って排気エミッション性能向上や燃費性能向上を図る。EGRによる排気ガス環流が可能な場合、即ち、ステップ230が肯定される場合は、EGR量を加味した上で、上述した目標回転数に基づいてモータ20aに印加する電力量が決定される(ステップ235)。
【0028】
なお、EGR量は、別のルーチンによって算出される。本実施形態では、このとき、EGR量が多いほどモータ20aの目標回転数が低くなるように、ステップ220又はステップ225によって決定された目標回転数が修正(設定)される。EGR量を加味して修正された目標回転数に基づいて、モータ20aへの印可電力量が決定されている。印加電力量が決定されたら、これに基づいてモータ20aを駆動して過給機20による過給を実施する(ステップ240)。ステップ240の後、エアフロメータ27によって実際の新気量Gaを検出し(ステップ245)、検出した新気量Gaが上述した目標新気量Gatに達しているか否かを判定する(ステップ250)。
【0029】
新気量Gaが目標新気量Gatに達していない、即ち、ステップ250が否定される場合は、EGRバルブ29を制御してEGRによる排気ガス還流量を減らすと共に、バリアブルノズル機構11aの開度を絞る(ステップ255)。このようにすることで、新気量を増加させると共に、新気量が少なかった(EGR量が多かった)ことで生じるターボラグを解消するためにターボユニット11による過給を促進して過給遅れを低減する。一方、新気量Gaが目標新気量Gatに達している、即ち、ステップ250が肯定される場合は、EGRバルブ29を制御してEGRによる排気ガス還流量を増やすと共に、バリアブルノズル機構11aの開度を開く(ステップ260)。このようにすることで、新気量を減少させてEGR量を確保し、燃費を向上させることができる。
【0030】
なお、ステップ230が否定される場合、即ち、EGRによる排気ガス環流が行えない場合は、上述した目標回転数に基づいてモータ20aに印加する電力量が決定され(ステップ265)、決定された印加電力量に基づいてモータ20aを駆動して過給機20による過給が実施される(ステップ270)。ステップ255、ステップ260又はステップ270の後、圧力センサ19によって実際の過給圧Pを検出し(ステップ275)、検出した過給圧Pが上述した目標過給圧Ptに達しているか否かを判定する(ステップ280)。
【0031】
過給圧Pが目標過給圧Ptに達している、即ち、ステップ280が肯定される場合は、さらに現在の状態が、モータ20aを駆動させないでも目標過給圧Ptを達成し得る領域内にある否かを判定する(ステップ285)。現在の状態がモータ20aを駆動させないでも目標過給圧Ptを達成し得る領域内にあるのであれば、モータ20aの駆動を停止し、過給機20による過給を終える(ステップ290)。
【0032】
一方、過給圧Pが目標過給圧Ptに達していない場合(ステップ280が否定される場合)、あるいは、過給圧Pが目標過給圧Ptに達していても、現在の状態がモータ20aを駆動させないと目標過給圧Ptを達成し得る領域内にある場合(ステップ285が否定される場合)には、過給機20による過給を停止させる条件に該当しているか否かを判定する(ステップ295)。停止条件に該当していれば、モータ20aの駆動を停止し、過給機20による過給を終える(ステップ290)。停止条件に該当していなければ、そのまま過給機20による過給が維持された状態で図2及び図3のフローチャートを抜け、再度ステップ200から実行される。
【0033】
上述したように、車速Vが所定値以下の場合にモータ20aの回転数を制限する(即ち、印可電力を制限する)ことで、車速Vが所定値以下で高い過給圧が必要とされる状況ではない場合に、過給圧が高くなりすぎてしまう(過過給となってしまう)ことを効果的に防止することができる。
【0034】
そして、上述した実施形態では、モータ20aの回転数を上述した過給圧感度の低い領域内に制限する(即ち、印可電力を制限する)。このようなモータ20aの回転数変化に対して過給圧が大きく変化しない、即ち、車両挙動を大きく変化させない領域にモータ20aの目標回転数を設定し、設定した目標回転数となるようにモータ20aに印加する電力を決定することで、過過給を抑止して車両挙動に悪影響を及ぼしてしまうのを回避することができる。
【0035】
さらに、上述した実施形態では、EGR量が多いほどモータ20aの目標回転数を低くなるように設定している。このようにすることで、EGR量が多いときには過給効果を制限してEGRの効果を確実なものとして、排気エミッション性能をより一層向上させることができる。
【0036】
なお、上述した実施形態では、低速走行時のような車両走行時にもモータ20aへの印加電力を所定電力以下に制限したが、車両が停止していると判定されるときのみモータ20aへの印加電力を所定電力以下に制限しても良い。この場合は、車両停止時に、発進後の加速性をよくするために予め過給機20による過給を開始する(プレアシスト)。この場合に、過過給が生じるのを防止するためにモータ20aへの印加電力を所定電力以下に制限する。この場合のフローチャートを図5に示す。
【0037】
まず、上述したプレアシスト開始条件が成立しているか否かを判断する(ステップ500)。プレアシスト開始条件とは、車両が停止しているがすぐに発進すると思われる状況であるとみなすための条件である。例えば、車両が停止状態で、ブレーキペダルが踏まれている状態から踏まれていない状況に移行した場合などがプレアシスト条件の一つとして挙げられる。車両停止状態で、ギアがニュートラルから接続状態(前進)に移行された場合をプレアシスト条件としても良い。ここでは、車両が停止していること(即ち、車速=0と見なせる)がここで判断されている。ステップ500が否定される場合は、図5のフローチャートを抜ける。
【0038】
一方、ステップ500が肯定され、プレアシスト条件が成立している場合は、モータ20aの目標回転数が決定される(ステップ505)。この目標回転数は、上述した図4における過給感度の低い領域に制限される。この領域内でも、所定の固定された目標回転数として決定されても良いし、エンジン1の運転状態に応じて決定しても良い。目標回転数が決定されたら、EGR可能領域であるか否かを判定する(ステップ510)。このステップ自体は上述したステップ230と同様である。
【0039】
ステップ510が肯定された場合、即ち、EGRによる排気ガス環流が可能であり、実施される場合は、ステップ505で決定された目標回転数を低回転側に修正する(ステップ515)。本実施形態では、このとき、EGR量が多いほどモータ20aの目標回転数が低くなるように、目標回転数が修正される。そして、修正された目標回転数に基づいて、モータ20aへの印可電力量が決定される(ステップ520)。一方、ステップ510が否定される場合、即ち、EGRによる排気ガス環流が行われない場合は、ステップ505において決定された目標回転数に基づいて、モータ20aへの印可電力量が決定される(ステップ520)。
【0040】
このようにすることで、車両停止時(車速が所定値0以下)にモータ20aの回転数を制限することで、プレアシスト時における過過給を抑止することができる。特に、モータ20aの回転数を図4における低過給感度領域内に制限することで、車両発進後の車両運動性能を向上させつつも、過過給による悪影響を確実に防止することができる。また、EGR量が多いほどモータ20aの目標回転数を低くすることで、排気エミッション性能をより一層向上させることができる。
【0041】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した図1に示される実施形態では、ターボユニット11とは別に、その上流側にモータ20a付きの過給機20が設けられた。しかし、本発明は電動機(モータ)付過給機に対して適用し得るものであり、図6に示されるように、ターボユニット11の内部に電動機(モータ)11bを内蔵させたものに対しても適用し得る。図6に記載の実施形態は、モータ11bの配設(及び過給機20が配設されていないこと)以外は図1に記載のものとほぼ同様の構成であるため、同一の構成部分には同一の符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0042】
図6に記載の実施形態では、ターボユニット11のタービン/コンプレッサホイールの回転軸が出力軸となるようにモータ11bが内蔵されている。このようにしても、モータ20aへの印加電力と過給効果との関係などは変わるため、各種制御マップは異なることとなるが、基本的に図2,3及び図5のフローチャートで示される制御は同様に実行することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明の電動機付過給機の制御装置によれば、車速が所定値以下の場合に電動機への印可電力を制限することで、車速が所定値以下のような状況下での過過給を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御装置の一実施形態を有する内燃機関(エンジン)の構成を示す構成図である。
【図2】本発明の制御装置の一実施形態による過給圧制御のフローチャート(前半部分)である。
【図3】本発明の制御装置の一実施形態による過給圧制御のフローチャート(後半部分)である。
【図4】コンプレッサホイール回転数(=モータ回転数)と過給圧との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の制御装置の一実施形態による過給圧制御のフローチャート(停車時プレアシスト時)である。
【図6】本発明の制御装置の他の実施形態を有する内燃機関(エンジン)の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1…エンジン、2…インジェクタ、3…シリンダ、4…ピストン、5…吸気通路、6…排気通路、7…点火プラグ、8…吸気バルブ、9…排気バルブ、10…エアクリーナ、11…ターボユニット、11a…バリアブルノズル機構、12…インタークーラー、13…スロットルバルブ、14…アクセルペダル、15…アクセルポジショニングセンサ、16…ECU、17…スロットルモータ、18…スロットルポジショニングセンサ、19…圧力センサ、20…過給機、20a…モータ(電動機)、21…コントローラ、22…バッテリ、23…排気浄化触媒、24…バイパス路、25…バルブ、26…クランクポジショニングセンサ、27…エアフロメータ、28…EGR通路、29…EGRバルブ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a supercharger with a motor, which controls a supercharger with a motor disposed on an intake passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Attempts to provide a supercharger driven by an electric motor in an intake passage of an engine and obtain high output (or low fuel consumption) by supercharging by the supercharger have been known for some time. [Patent Document 1] also describes the internal combustion engine as described above. In the internal combustion engine described in Patent Literature 1, an electric motor (motor) is incorporated in a rotating shaft of a turbine / compressor of a turbo unit. In the internal combustion engine described in [Patent Literature 1], turbo lag after the start is eliminated by starting supercharging by a motor before the vehicle starts, and the transmission is set to neutral so that the transmission to the brake is prevented. This reduces the burden and prevents unexpected starting due to creep.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-8640
[Problems to be solved by the invention]
In the internal combustion engine described in [Patent Document 1], as described above, supercharging is previously performed by an electric motor in order to eliminate the turbo lag when the vehicle is stopped. If supercharging is performed in advance using an electric motor, there is a possibility that supercharging may be excessive (hereinafter, referred to as supercharging). SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a supercharger with a motor capable of performing supercharging smoothly while preventing overcharging.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A control device for a supercharger with an electric motor according to claim 1 is provided on an intake passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle and driven by the electric motor, and controls a supercharging pressure by controlling the electric motor. Pressure control means for controlling the speed of the vehicle, and speed detection means for detecting the speed of the vehicle. The supercharge pressure control means, when the vehicle speed detected by the speed detection means is a predetermined value or less, the electric motor Is limited to a predetermined power or less.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the control device for a supercharger with an electric motor according to the first aspect, the supercharging pressure control means includes: It is characterized in that a target rotation speed of the motor is set in the region, and the electric power applied to the motor is determined so as to reach the set target rotation speed.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the control device for a supercharger with an electric motor according to the first or second aspect, the supercharging pressure control means sets the target rotation speed of the electric motor lower as the EGR amount increases. It is characterized in that the electric power applied to the electric motor is determined so that the target rotation speed is obtained.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the control device of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an engine 1 having a control device according to the present embodiment.
[0009]
The term “supercharging pressure” may be used as a term indicating a pressure difference with respect to the atmospheric pressure. On the other hand, the term "supercharging pressure" is sometimes used as a term indicating the absolute pressure in the intake pipe. In the following, when it is necessary to clearly explain the two, a description will be given so that the pointed point is clear. For example, when performing supercharging pressure control based on the output of a pressure sensor that detects the pressure in the intake pipe, if this pressure sensor is a sensor that detects a differential pressure with respect to atmospheric pressure, the supercharging pressure control will be performed as “the difference with respect to atmospheric pressure. It is easy to control based on “supercharging pressure”, and if the pressure sensor is a sensor that detects absolute pressure, supercharging pressure control is controlled based on “intake pressure as absolute pressure”. Is easy.
[0010]
The engine 1 described in the present embodiment is a multi-cylinder engine, but here only one cylinder is shown in FIG. 1 as a cross-sectional view. The engine 1 is of a type in which fuel is injected into a cylinder 3 by an injector 2. The engine 1 is a so-called lean burn engine, and is capable of stratified combustion. By supercharging a larger amount of intake air by the
[0011]
The engine 1 can perform stratified combustion by injecting fuel into a depression formed on the upper surface of the piston 4 during the compression stroke, and can also perform normal homogeneous combustion by injection in the intake stroke. The interior of the cylinder 3 and the intake passage 5 are opened and closed by an intake valve 8. The exhaust gas after combustion is exhausted to the exhaust passage 6. The interior of the cylinder 3 and the exhaust passage 6 are opened and closed by an exhaust valve 9. On the intake passage 5, an
[0012]
The
[0013]
A
[0014]
The
[0015]
Downstream of the
[0016]
A
[0017]
The
[0018]
On the other hand, on the exhaust passage 6, an
[0019]
An EGR (Exhaust Gas Recirculation)
[0020]
In the present embodiment, the power applied to the
[0021]
2 and 3 show flowcharts of this control. First, it is determined whether a condition for performing supercharging using the supercharger 20 (
[0022]
On the other hand, if step 200 is affirmed and it is determined that supercharging by the supercharger 20 (
[0023]
The gas supplied to the cylinder 3 is composed of air (fresh air) newly sucked from the atmosphere and exhaust gas circulated by the EGR mechanism. The target fresh air amount Gat is a target of this fresh air amount. In order for the engine 1 to obtain a certain output, the amount of air required for its combustion is required as fresh air. Next, the vehicle speed V is detected (step 210). The vehicle speed V is calculated (detected) by the
[0024]
If the vehicle speed V exceeds the predetermined value, the target rotation speed of the
[0025]
In this case, the upper limit of the rotational speed is determined, and the target rotational speed may be determined based on the target supercharging pressure Pt and the target fresh air amount Gat within a range not exceeding the upper limit. If the upper limit is exceeded, a predetermined fixed target rotation speed may be used. At this time, the target rotation speed is limited to a region where the boost pressure sensitivity is low, as shown in FIG. The graph of FIG. 4 shows the relationship between the number of revolutions of the compressor wheel (that is, equal to the number of revolutions of the
[0026]
For this reason, on the side where the compressor rotation speed is low, there is a region where the change in the supercharging pressure is slow with respect to the change in the compressor rotation speed. The above-mentioned low boost pressure sensitivity means that the change rate of the boost pressure with respect to the rotation speed of the
[0027]
Thereafter, it is further determined whether or not the region is in a region where exhaust gas recirculation by EGR is possible (step 230). If there is not enough room to inhale the target fresh air amount Gat described above, the EGR will reduce the fresh air amount, so that exhaust gas recirculation by EGR cannot be performed. However, when exhaust gas recirculation by EGR is possible, exhaust gas recirculation by EGR is performed to improve exhaust emission performance and fuel efficiency. If exhaust gas recirculation by EGR is possible, that is, if step 230 is affirmative, the amount of electric power applied to the
[0028]
Note that the EGR amount is calculated by another routine. In this embodiment, at this time, the target rotation speed determined in step 220 or step 225 is corrected (set) so that the target rotation speed of the
[0029]
If the fresh air amount Ga has not reached the target fresh air amount Gat, that is, if step 250 is denied, the
[0030]
If step 230 is denied, that is, if exhaust gas recirculation by EGR cannot be performed, the amount of electric power to be applied to the
[0031]
If the supercharging pressure P has reached the target supercharging pressure Pt, that is, if the step 280 is affirmative, the current state further falls within a region where the target supercharging pressure Pt can be achieved without driving the
[0032]
On the other hand, even if the supercharging pressure P has not reached the target supercharging pressure Pt (step 280 is negative), or if the supercharging pressure P has reached the target supercharging pressure Pt, the current state is the motor. If the target supercharging pressure Pt is within the range where the target supercharging pressure Pt can be achieved unless the 20a is driven (
[0033]
As described above, when the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined value, the rotation speed of the
[0034]
In the above-described embodiment, the rotation speed of the
[0035]
Further, in the above-described embodiment, the target rotation speed of the
[0036]
In the above-described embodiment, the power applied to the
[0037]
First, it is determined whether the pre-assist start condition described above is satisfied (step 500). The pre-assist start condition is a condition for assuming that the vehicle is stopped but is likely to start immediately. For example, one of the pre-assist conditions is when the vehicle is stopped and a transition is made from a state where the brake pedal is depressed to a state where the brake pedal is not depressed. The pre-assist condition may be a case where the gear is shifted from the neutral state to the connected state (forward) while the vehicle is stopped. Here, it is determined here that the vehicle is stopped (that is, the vehicle speed can be regarded as 0). If
[0038]
On the other hand, if
[0039]
If
[0040]
By doing so, the supercharging at the time of pre-assist can be suppressed by limiting the rotation speed of the
[0041]
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the embodiment shown in FIG. 1 described above, the
[0042]
In the embodiment shown in FIG. 6, the motor 11b is incorporated so that the rotation axis of the turbine / compressor wheel of the
[0043]
【The invention's effect】
According to the control device for a supercharger with a motor of the present invention, when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, the electric power applied to the electric motor is limited, so that the supercharging is performed under the situation where the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value. It can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an internal combustion engine having one embodiment of a control device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart (first half) of supercharging pressure control according to an embodiment of the control device of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart (second half) of boost pressure control according to an embodiment of the control device of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a compressor wheel speed (= motor speed) and a supercharging pressure.
FIG. 5 is a flowchart of supercharging pressure control by the control device according to the embodiment of the present invention (when the vehicle is stopped and pre-assisted).
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of an internal combustion engine having another embodiment of the control device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Injector, 3 ... Cylinder, 4 ... Piston, 5 ... Intake passage, 6 ... Exhaust passage, 7 ... Spark plug, 8 ... Intake valve, 9 ... Exhaust valve, 10 ... Air cleaner, 11 ... Turbo unit, 11a: variable nozzle mechanism, 12: intercooler, 13: throttle valve, 14: accelerator pedal, 15: accelerator positioning sensor, 16: ECU, 17: throttle motor, 18: throttle positioning sensor, 19: pressure sensor, 20: supercharging Machine, 20a ... motor (electric motor), 21 ... controller, 22 ... battery, 23 ... exhaust gas purification catalyst, 24 ... bypass passage, 25 ... valve, 26 ... crank positioning sensor, 27 ... air flow meter, 28 ... EGR passage, 29 ... EGR valve.
Claims (3)
前記過給圧制御手段は、前記速度検出手段によって検出された車両速度が所定値以下の場合に、前記電動機に印加する電力を所定電力以下に制限することを特徴とする電動機付過給機の制御装置。A supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle and driven by an electric motor, a supercharging pressure control means for controlling the electric motor to control a supercharging pressure, and controlling a speed of the vehicle. Speed detecting means for detecting,
The supercharging pressure control means, wherein when the vehicle speed detected by the speed detection means is equal to or less than a predetermined value, the electric power applied to the electric motor is limited to a predetermined electric power or less, Control device.
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