JP2008111402A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一般的な装置を利用したコンパクトな構成で、エンジン始動時のトルクショック等を軽減する。
【解決手段】吸気通路4の過給機10の駆動を、正逆方向に切換自由とし、吸気通路4の過給機10上流の第1弁8と、一端を大気開放し、他端を過給機10下流の吸気通路4に接続し、第2弁18を介装した第1通路20と、一端を第1弁8と過給機10との間の吸気通路4に接続し、他端を触媒16上流の排気通路14に接続し、第3弁22を介装した第2通路24と、を設け、エンジン2始動要求時は、始動前に第1弁8及び第2弁18を閉じ第3弁22を開いて過給機10を逆方向駆動し、吸気通路4内の空気を排気通路14に排出し吸気通路4を負圧として始動し、2次空気供給時は、第1弁8を閉じ第2弁18及び第3弁22を開いて過給機10を逆方向駆動し、空気を排気通路14に供給し、過給時は、第1弁8を開き第3弁22を閉じて過給機10を正方向駆動する。
【選択図】図1
【解決手段】吸気通路4の過給機10の駆動を、正逆方向に切換自由とし、吸気通路4の過給機10上流の第1弁8と、一端を大気開放し、他端を過給機10下流の吸気通路4に接続し、第2弁18を介装した第1通路20と、一端を第1弁8と過給機10との間の吸気通路4に接続し、他端を触媒16上流の排気通路14に接続し、第3弁22を介装した第2通路24と、を設け、エンジン2始動要求時は、始動前に第1弁8及び第2弁18を閉じ第3弁22を開いて過給機10を逆方向駆動し、吸気通路4内の空気を排気通路14に排出し吸気通路4を負圧として始動し、2次空気供給時は、第1弁8を閉じ第2弁18及び第3弁22を開いて過給機10を逆方向駆動し、空気を排気通路14に供給し、過給時は、第1弁8を開き第3弁22を閉じて過給機10を正方向駆動する。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータとエンジンを原動機とするハイブリッド車両、あるいは、アイドルストップ車両などで、エンジンを始動する際に発生するトルクショック等(トルクショックまたは振動など)を軽減する制御を含む各種エンジン制御を、コンパクトな装置で効果的に行えるように改良した技術に関する。
ハイブリッド車両では、モータのみの駆動力による走行中に、エンジン駆動モードに切り換わると、運転者の意思とは無関係にエンジンが始動し、アイドルストップ車両では、信号待ちなどでエンジンを停止した後、再発進時に、スタータモータでエンジンを再始動する。
ここで、始動(クランキング)時は極低回転のため、スロットルバルブが閉じていても吸気負圧が発達せず、大気圧に近い状態の空気がシリンダへ吸入されるため、エンジン始動時に過剰の空気がシリンダへ吸入されて発生トルクが大きくなり、乗員に不快なトルクショック等を与えてしまうことがある。
ここで、始動(クランキング)時は極低回転のため、スロットルバルブが閉じていても吸気負圧が発達せず、大気圧に近い状態の空気がシリンダへ吸入されるため、エンジン始動時に過剰の空気がシリンダへ吸入されて発生トルクが大きくなり、乗員に不快なトルクショック等を与えてしまうことがある。
このようなトルクショック等を防止するため、特許文献1に記載された装置では、アイドルストップ車両において、エンジンの始動直前に、スロットルバルブを閉じた状態で、吸気マニホールドの空気を負圧タンクによって吸引し、吸気マニホールドを負圧(大気圧より小さい圧力)に設定した状態でエンジンを始動することで、シリンダへ流入する空気量を小さくして発生トルクを小さくしている。
一方、過給機の駆動力を排気通路への2次空気供給に利用する装置として特許文献2,3に記載のものでは、過給機下流の吸気通路と排気通路とを結んで2次空気供給通路を設け、エンジン始動後、過給機を駆動することで、吸気通路内の空気を、2次空気供給通路を介して排気通路へ2次空気として圧送、供給している。
特開2003−172237号公報
特開平9−137740号公報
特開平8−28253号公報
しかしながら、特許文献1に記載のものでは、負圧タンクによってスロットルバルブより下流の吸気通路から吸引される空気量は、負圧タンクの容積にほぼ比例するため、トルクショック等を防止するのに十分な負圧を得ようとすると負圧タンクが大型化してエンジンルームのスペースが損なわれるという問題点があった。
また、特許文献2,3に記載のものは、過給機を2次空気供給には利用できるが、エンジン始動時のトルクショック等を軽減する機能は備えていない。
また、特許文献2,3に記載のものは、過給機を2次空気供給には利用できるが、エンジン始動時のトルクショック等を軽減する機能は備えていない。
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、本来の車両搭載エンジンで各種エンジン制御を行うための一般的な装置を利用したコンパクトな構成で、エンジン始動時のトルクショック等を効果的に軽減できるようにすることを目的とする。
このため本発明は、排気通路に排気浄化触媒を備えたエンジンの制御装置であって、吸気通路に過給機を備え、該過給機の駆動方向を、吸気を過給する正方向と、逆方向とに切換自由に構成し、前記吸気通路の過給機上流側に介装した第1弁と、一端を大気開放し、他端を前記過給機下流側の吸気通路に接続し、かつ、第2弁を介装した第1通路と、一端を前記第1弁と過給機との間の吸気通路に接続し、他端を排気浄化触媒上流側の排気通路に接続し、第3弁を介装した第2通路と、を設け、エンジン始動要求時は、エンジン始動前に前記第1弁及び第2弁を閉じ、第3弁を開いて前記過給機を逆方向に駆動し、前記吸気通路内の空気を、第2通路を介して排気通路に排出し、吸気通路を負圧とした状態でエンジンを始動し、エンジン始動後、前記排気浄化触媒に2次空気を供給するときは、前記第1弁を閉じ、第2弁及び第3弁を開いて前記過給機を逆方向に駆動し、前記第1通路を介して吸入した空気の一部を、第2通路を介して2次空気として排気通路に供給し、過給時は、第1弁を開き、第3弁を閉じて前記過給機を正方向に駆動する構成とした。
以上の構成によって、エンジン始動要求時は、エンジン始動前に、吸気通路の過給機上流側に介装した第1弁と、第1通路の第2弁と、を閉じて、過給機を逆方向に駆動し、吸気通路内の空気を、第2通路を介して排気通路に排出し、吸気通路を負圧とした状態でエンジンを始動する。これにより、吸気通路内の負圧を十分に発達させた状態でエンジンを始動するため、エンジン始動時の吸入空気量を小さくして発生トルクを小さく抑えることができ、トルクショック等を防止できる。
エンジン始動後、排気浄化触媒に2次空気を供給するときは、第1弁を閉じ、第2弁を開き、過給機を逆方向に駆動し、第1通路を介して吸入した空気の一部を、第2通路を介して2次空気として排気通路に供給し、排気浄化触媒を暖機して活性化を促進する。
また、過給時は、第1弁を開き、第3弁を閉じて過給機を正方向に駆動することにより、過給機本来の吸気過給機能を得られる。
また、過給時は、第1弁を開き、第3弁を閉じて過給機を正方向に駆動することにより、過給機本来の吸気過給機能を得られる。
上記のように各弁の開閉の切換、過給機の制御を行うことにより、これら制御を支障なく行うことができる。
そして、1個の過給機および最小限の部品点数で構成されたコンパクトなシステムにより、過給機能の他、2次空気供給機能、トルクショック等の軽減機能を得ることができる。
そして、1個の過給機および最小限の部品点数で構成されたコンパクトなシステムにより、過給機能の他、2次空気供給機能、トルクショック等の軽減機能を得ることができる。
以下に、本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態について説明する。
本発明の構成は、ハイブリッド車両やアイドルストップ車両などに搭載されるものであるが、以下の実施形態では、ハイブリッド車両の形態として説明する。
図1は、本発明の基本的な形態である第1実施形態のシステム構成を示す。
図1において、エンジン2のシリンダ2aと接続した吸気通路4には、上流から順に、吸気中から異物を除去するエアクリーナ6、吸気通路4の開閉を切り換える第1弁8、電動式の過給機10、吸気通路4の吸気流量を調節する電子制御式のスロットルバルブ12、が設けられている。なお、エンジン2の空燃比制御のために吸気流量を検出するエアフローメータ(図示せず)を、吸気通路4に設けてもよい。
本発明の構成は、ハイブリッド車両やアイドルストップ車両などに搭載されるものであるが、以下の実施形態では、ハイブリッド車両の形態として説明する。
図1は、本発明の基本的な形態である第1実施形態のシステム構成を示す。
図1において、エンジン2のシリンダ2aと接続した吸気通路4には、上流から順に、吸気中から異物を除去するエアクリーナ6、吸気通路4の開閉を切り換える第1弁8、電動式の過給機10、吸気通路4の吸気流量を調節する電子制御式のスロットルバルブ12、が設けられている。なお、エンジン2の空燃比制御のために吸気流量を検出するエアフローメータ(図示せず)を、吸気通路4に設けてもよい。
ここで、本実施形態に係る過給機10は、エンジン2へ吸気を過給する正方向と、逆方向と、に駆動方向を切換自由に構成されている。
シリンダ2aと接続した排気通路14には、三元触媒など、排気浄化用の触媒16が介装されている。
また、エアクリーナ6より下流で第1弁8より上流の吸気通路4と、過給機10より下流でスロットルバルブ12より上流の吸気通路4と、を結んで、第2弁18を介装した第1通路20が設けられている。
シリンダ2aと接続した排気通路14には、三元触媒など、排気浄化用の触媒16が介装されている。
また、エアクリーナ6より下流で第1弁8より上流の吸気通路4と、過給機10より下流でスロットルバルブ12より上流の吸気通路4と、を結んで、第2弁18を介装した第1通路20が設けられている。
さらに、吸気通路4の第1弁8より下流で過給機10より上流部分と、排気通路14の触媒16より上流部分(マニホールド部)と、を結んで、第3弁22を介装した第2通路24が設けられている。なお、本実施形態では、第2通路24の一端は、排気通路14の各シリンダに分岐した各ブランチ部にそれぞれ連通するように構成しているが、マニホールド部より下流の排気合流部分に1箇所で連通するように構成してもよい。
ここで、本実施形態に係る第3弁22は、吸気側から排気側へ向かう方向のみ空気の流動を許容する逆止弁となっている。したがって、開かれた第1弁8を介して吸気を行いつつ過給機10を正方向に駆動する過給運転時は、第3弁22は閉じられ、第2通路24の排気側から吸気側への空気の流動は禁止される。
エンジン2には、クラッチ26を介するなどしてモータ28が接続され、モータ28の出力軸には、変速機30が接続され、変速機30の出力は車軸(図示せず)へと伝達されて、ハイブリッド車両用のパワートレインが構成されている。
エンジン2には、クラッチ26を介するなどしてモータ28が接続され、モータ28の出力軸には、変速機30が接続され、変速機30の出力は車軸(図示せず)へと伝達されて、ハイブリッド車両用のパワートレインが構成されている。
コントロールユニット32には、アクセルペダルの踏み込み量(車両の要求駆動力)を検出するアクセル開度センサ34からのアクセル開度信号、エンジン2の回転速度を検出するクランク角センサ36からのクランク角信号、車両の速度を検出する車速センサ38からの車速信号、エンジン2の冷却水温度を検出する水温センサ40からの冷却水温度信号、触媒16の温度状態(活性状態)を検出する触媒温度センサ42からの触媒温度信号、が夫々入力される。なお、触媒温度センサ42を省略して、水温センサ40によって触媒16の温度検出(活性判定)を行う構成としてもよい。
また、コントロールユニット32では、過給機10への正方向または逆方向の駆動指令、第1弁8、スロットルバルブ12、第2弁18への開閉切換指令なども行われる。なお、過給機10の駆動方向の切換を行うためには、コントロールユニット32の内部に過給機10の通電方向を切り換える回路を設ければよく、過給機10自体の構成を変更する必要はない。
次に、上記コントロールユニット32による本実施形態の制御を、図2の制御フローを参照して説明する。
ステップS1では、クランク角センサ36からのクランク角信号などに基づき、エンジン2が停止状態であるかを判定する。
エンジン2が停止状態と判定されると、ステップS2へ進み、アクセル開度センサ34および車速センサ38等の検出信号に基づき、現在の走行状態に応じてエンジン2の始動要求があるか否かを判定する。
ステップS1では、クランク角センサ36からのクランク角信号などに基づき、エンジン2が停止状態であるかを判定する。
エンジン2が停止状態と判定されると、ステップS2へ進み、アクセル開度センサ34および車速センサ38等の検出信号に基づき、現在の走行状態に応じてエンジン2の始動要求があるか否かを判定する。
ステップS2でエンジン2の始動要求があると判定された場合は、ステップS3へ進み、エンジン2の始動前に、第1弁8および第2弁18を閉じつつスロットルバルブ12を開いた状態で、過給機10を逆方向に駆動する。過給機10を逆方向に駆動させることにより、図1の矢印Aに示すように、第2通路24を介して、過給機10より下流の吸気通路4の空気を排気通路14へ圧送、排出し、過給機10より下流の吸気通路4の負圧を発達させることが可能となる。
ステップS4では、過給機10より下流の吸気通路4の圧力を検出したり、過給機10の駆動開始からの経過時間を検出したりするなどして、過給機10より下流の吸気通路4内がトルクショック等の防止に十分な負圧状態(低圧力状態)になったかを判定する。
ステップS4で、上記十分な負圧状態になったと判定されるとステップS5へ進んで、エンジン2を始動(クランキング)する。このエンジン2始動は、専用のスタータモータで行ってもよいが、変速機30をニュートラルとし、クラッチ26を接続して走行用のモータ28により行うような構成とすることもできる。
ステップS4で、上記十分な負圧状態になったと判定されるとステップS5へ進んで、エンジン2を始動(クランキング)する。このエンジン2始動は、専用のスタータモータで行ってもよいが、変速機30をニュートラルとし、クラッチ26を接続して走行用のモータ28により行うような構成とすることもできる。
このように、過給機10より下流の吸気通路4を負圧状態(所定以下の低圧力状態)としてシリンダ2aへの吸入空気量を十分に小さくしたうえでエンジン2が始動されるので、エンジン2始動時の発生トルクは小さく抑えられ、トルクショック等を防止できる。
ステップS5でエンジン2始動(クランキング)を行った後、ステップS6へ進んで、エンジン2が始動完了(完爆)したかを判定し、エンジン2が始動完了と判定されるとステップS7へ進んで、過給機10の駆動を停止して上記吸気通路4の負圧制御を解除する。なお、過給機10の駆動は、後述するエンジン2始動後の制御で、駆動が不要と判断されたときに停止するようにしてもよい。
ステップS5でエンジン2始動(クランキング)を行った後、ステップS6へ進んで、エンジン2が始動完了(完爆)したかを判定し、エンジン2が始動完了と判定されるとステップS7へ進んで、過給機10の駆動を停止して上記吸気通路4の負圧制御を解除する。なお、過給機10の駆動は、後述するエンジン2始動後の制御で、駆動が不要と判断されたときに停止するようにしてもよい。
エンジン2の始動完了後は、ステップS1の判定がNOとなってステップS11へ進み、触媒16が活性判定用の所定温度に達していないかを判定する。
ステップS11で触媒16が所定温度未満の未活性状態と判定されたときは、ステップS12へ進んで、第1弁8を閉じ、第2弁18を開くと共に、過給機10を逆方向に駆動して、図1の矢印Bに示すように、第1通路20を介して吸気通路4へ吸入した大気の一部を、第2通路24を介して2次空気として排気通路14に供給し、触媒16を暖機して活性させる。このように、触媒16が低温状態でのエンジン2の始動時に、排気通路14に2次空気を供給することで、有害な未燃燃料の大気への排出量を低減することができる。
ステップS11で触媒16が所定温度未満の未活性状態と判定されたときは、ステップS12へ進んで、第1弁8を閉じ、第2弁18を開くと共に、過給機10を逆方向に駆動して、図1の矢印Bに示すように、第1通路20を介して吸気通路4へ吸入した大気の一部を、第2通路24を介して2次空気として排気通路14に供給し、触媒16を暖機して活性させる。このように、触媒16が低温状態でのエンジン2の始動時に、排気通路14に2次空気を供給することで、有害な未燃燃料の大気への排出量を低減することができる。
そして、ステップS11で触媒16が所定温度以上となって活性状態と判定されるまで、上記ステップS1、ステップS11、ステップS12を循環し、触媒16の暖機を継続する。
ステップS11で触媒16が所定温度以上の活性状態と判定されたときは、ステップS13へ進んで、2次空気供給中であるか否か判定する。
ステップS11で触媒16が所定温度以上の活性状態と判定されたときは、ステップS13へ進んで、2次空気供給中であるか否か判定する。
ステップS13で、2次空気供給中と判定されたときは、ステップS14に進み、過給機10の駆動を停止し、排気通路14への2次空気供給を停止して、ステップS15へ進む。
なお、ステップS11で、エンジン2の始動時の触媒16がすでに活性状態であり、2次空気供給制御を行うことなく運転する場合(エンジン2が、停止後、短時間で再始動されたような場合など)は、ステップS12を経ずにステップS11からステップS13に進み、ステップS13の判定がNOとなって、ステップS14を経ずに、ステップS15へ進む。
なお、ステップS11で、エンジン2の始動時の触媒16がすでに活性状態であり、2次空気供給制御を行うことなく運転する場合(エンジン2が、停止後、短時間で再始動されたような場合など)は、ステップS12を経ずにステップS11からステップS13に進み、ステップS13の判定がNOとなって、ステップS14を経ずに、ステップS15へ進む。
ステップS15では、現在の走行状態に基づいて、過給要求の有無を判定する。ステップS15で、過給要求がないと判定されたときは、ステップS16に進んで、第2弁18を開いて、過給機10の駆動を停止した状態で運転を行う。第1弁8は閉じてもよいが、開いたままでもよい。
一方、ステップS15で、過給要求があると判定されたときは、ステップS17に進んで、第1弁8を開き、過給機10を正方向に駆動して運転する。これにより、過給機10の本来の吸気過給機能を得られる。なお、第2弁18は、通常の過給時は閉じるが、過給圧が所定圧以上のときに開くようにしてもよい。
一方、ステップS15で、過給要求があると判定されたときは、ステップS17に進んで、第1弁8を開き、過給機10を正方向に駆動して運転する。これにより、過給機10の本来の吸気過給機能を得られる。なお、第2弁18は、通常の過給時は閉じるが、過給圧が所定圧以上のときに開くようにしてもよい。
その後は、エンジン2は始動完了後であるため、ステップS1の判定がNOとなってステップS11へ進み、触媒16は活性状態であるため、ステップS11の判定がYESとなってステップS13へ進み、2次空気は供給停止状態であるため、ステップS13の判定がNOとなってステップS15へ進み、再び過給要求の有無を判定して、ステップS16またはステップS17のいずれかに進んで運転を行う、といった循環を繰り返す。
以上説明したように、本実施形態では、エンジン2の始動条件の成立直前に、過給機10を逆方向に駆動し、過給機10下流の吸気通路4内の空気を十分吸引し、過給機10下流の吸気通路4を十分な負圧状態とすることで、シリンダ2aへの吸入空気量を十分に小さくしたうえでエンジン2が始動されるので、エンジン2始動時の発生トルクは小さく抑えられ、トルクショック等を防止できる。
なお、過給機10による過給運転の状態からアクセルをオフとしてエンジン2を停止モードに移行すると、過給機10はその慣性によって回転し、過給機10下流の吸気通路4に空気が圧送されるが、その後短時間でエンジン2が再始動時される場合でも、ステップS3での制御によって、圧送された過給機10下流の吸気通路4内の空気を十分に吸引してから始動されるので、トルクショック等の軽減機能は確保される。
また、本実施形態では、1つの過給機および2次空気供給通路(第2通路24)を備える一般的なエンジン制御装置において、単に、過給機10を上述の位置に配設して逆方向に駆動可能とすることで、部品点数やコスト等を最低限に抑えると共に大きな負圧タンクが不要なコンパクトな構成によって、過給機能の他、2次空気供給機能、吸気通路4内に対する負圧付与機能(トルクショック等軽減機能)を得ることができる。
上記説明において第3弁22は逆止弁としたが、これに代わり、吸気側から排気側へ向かう方向のみならず、これとは逆方向の第2通路24の空気流動を許容するように、第3弁22の開閉を切換制御してもよい。
これにより、エンジン2の始動完了後、第1弁8を閉じ、第2弁18および第3弁22を開いた状態で、過給機10を正方向に駆動するように制御することで、第2通路24を介して排気通路14から吸気通路4へ排気還流(EGR)を行うことができ、エンジン2の燃焼温度が低下することで窒素酸化物(NOx)の排出量を抑制できる。
これにより、エンジン2の始動完了後、第1弁8を閉じ、第2弁18および第3弁22を開いた状態で、過給機10を正方向に駆動するように制御することで、第2通路24を介して排気通路14から吸気通路4へ排気還流(EGR)を行うことができ、エンジン2の燃焼温度が低下することで窒素酸化物(NOx)の排出量を抑制できる。
ここで、過給機10は電動式であるため、その駆動力の制御によって、EGR量(吸気通路4へと還流される排気の量)の制御も行うことができる。
なお、上記のように第3弁22の開閉を切換制御する構成の場合、吸気通路4への負圧付与中および2次空気供給中には、第3弁22を開き、EGRを行わないときは、第3弁22を閉じるように制御する。
なお、上記のように第3弁22の開閉を切換制御する構成の場合、吸気通路4への負圧付与中および2次空気供給中には、第3弁22を開き、EGRを行わないときは、第3弁22を閉じるように制御する。
次に、図3には、本発明に係るエンジンの制御装置の第2実施形態を示す。
本実施形態は、スロットルバルブ12より下流の吸気通路4と、第2通路24の第3弁22の配設部と、を結んで、第4弁44を介装した第3通路46を設ける一方、第3弁22を通路切換弁(電磁駆動式の三方弁)で構成することで、第3弁22より吸気側の第2通路24(吸気側部24a)と、第3通路46と、を選択的に、第3弁22より排気側の第2通路24(排気側部24b)へと連通自由に構成し、該第3通路46を用いてEGRを行うようにしたものである。なお、コントロールユニット32によって、第3弁22への通路切換指令が行われる。
本実施形態は、スロットルバルブ12より下流の吸気通路4と、第2通路24の第3弁22の配設部と、を結んで、第4弁44を介装した第3通路46を設ける一方、第3弁22を通路切換弁(電磁駆動式の三方弁)で構成することで、第3弁22より吸気側の第2通路24(吸気側部24a)と、第3通路46と、を選択的に、第3弁22より排気側の第2通路24(排気側部24b)へと連通自由に構成し、該第3通路46を用いてEGRを行うようにしたものである。なお、コントロールユニット32によって、第3弁22への通路切換指令が行われる。
図4は、本実施形態の制御のフローを示す。図2と相違する部分を重点的に説明する。
まず、ステップS3’、S12’では、第3弁22を吸気側部24aと排気側部24bとが連通する位置とし、第4弁44を閉じて、過給機10を逆方向に駆動することで、第1の実施形態と同様に吸気通路4への負圧付与および排気通路14への2次空気供給を行う。
まず、ステップS3’、S12’では、第3弁22を吸気側部24aと排気側部24bとが連通する位置とし、第4弁44を閉じて、過給機10を逆方向に駆動することで、第1の実施形態と同様に吸気通路4への負圧付与および排気通路14への2次空気供給を行う。
また、ステップS16’、S17’では、第4弁44は閉じられている。
さらに、ステップS16からステップS18に進み、現在の走行状態などに基づいて、EGRを行う条件を満たしている否かを判定する。
ステップS18でEGR条件(EGRを行う条件を満たした状態)でないと判定されたときは、ステップS19に進み、第4弁44と、吸気側部24a(排気側部24bでもよい)と、を共に閉じて、EGRを行うことなく運転する。
さらに、ステップS16からステップS18に進み、現在の走行状態などに基づいて、EGRを行う条件を満たしている否かを判定する。
ステップS18でEGR条件(EGRを行う条件を満たした状態)でないと判定されたときは、ステップS19に進み、第4弁44と、吸気側部24a(排気側部24bでもよい)と、を共に閉じて、EGRを行うことなく運転する。
一方、ステップS18でEGR条件と判定されたときは、ステップS20に進み、第3弁22を、第3通路46が排気側部24bと連通する位置に切り換え、第4弁44を開き、図3の矢印Cに示すように、排気側部24bおよび第3通路46を介して、排気通路14から吸気通路4(スロットルバルブ12より下流部分)へ排気の一部を還流させてEGRを行う。このEGRは、低中負荷運転領域で、排気通路14と、スロットルバルブ12が絞られることで低圧となるスロットルバルブ12より下流の吸気通路4と、の間に生じる差圧によって行われる。
なお、第4弁44を、開閉可能とするのみならず連続的に開度を可変とすれば、EGR量を高精度に制御できるが、第3弁22に対して、第3通路46の開度を連続的に調節できるようにEGR量の制御弁の機能を設ければ、部品点数を増加させることなく、最小限の構成で高精度なEGR量制御を行うことができる。
以上説明したように、本第2実施形態では、前記第1実施形態の構成に対し、単に第3通路46および第4弁44を設けるという最小限の構成の追加だけで、前記差圧によるEGRを行うことができる。本実施形態は、前記第1実施形態の変形態様において第3弁22を開き過給機10の駆動力によってEGRを行う構成と比較すると、部品点数は増大するが、EGRのために過給機10を駆動しなくて済むので燃費が優れる。
以上説明したように、本第2実施形態では、前記第1実施形態の構成に対し、単に第3通路46および第4弁44を設けるという最小限の構成の追加だけで、前記差圧によるEGRを行うことができる。本実施形態は、前記第1実施形態の変形態様において第3弁22を開き過給機10の駆動力によってEGRを行う構成と比較すると、部品点数は増大するが、EGRのために過給機10を駆動しなくて済むので燃費が優れる。
次に、図5には、本発明に係るエンジンの制御装置の第3実施形態を示す。
本実施形態は、吸気側部24aに第5弁48を介装し、高負荷運転領域でもEGRを可能とした点で、前記第2実施形態と相違する。
前記第2実施形態では、EGRを排気圧と吸気圧との差圧によって行ったが、特に、ハイブリッド車両では使用頻度の高い高負荷運転領域で上記差圧が小さくなって、EGR量を十分に確保することが難しいことがある。そこで、本実施形態では、高負荷運転領域でのEGR時に過給機10を積極的に正方向へ駆動してEGR量を増大し、EGRの性能を向上できるようにした。
本実施形態は、吸気側部24aに第5弁48を介装し、高負荷運転領域でもEGRを可能とした点で、前記第2実施形態と相違する。
前記第2実施形態では、EGRを排気圧と吸気圧との差圧によって行ったが、特に、ハイブリッド車両では使用頻度の高い高負荷運転領域で上記差圧が小さくなって、EGR量を十分に確保することが難しいことがある。そこで、本実施形態では、高負荷運転領域でのEGR時に過給機10を積極的に正方向へ駆動してEGR量を増大し、EGRの性能を向上できるようにした。
以下、本第3実施形態に係る制御を、図6を参照して第2実施形態との相違する点を重点的に説明する。
まず、ステップS3”、S12”では、第5弁48を開くことで、吸気通路4への負圧付与および排気通路14への2次空気供給を行う。
また、ステップS16”、S17”では、第5弁48は閉じられている。
まず、ステップS3”、S12”では、第5弁48を開くことで、吸気通路4への負圧付与および排気通路14への2次空気供給を行う。
また、ステップS16”、S17”では、第5弁48は閉じられている。
さらに、ステップS19’では、第5弁48を閉じ、EGRを行うことなく運転する。
そして、ステップS18でEGR条件と判定されたときはステップS31に進み、エンジン2が所定負荷以上の運転領域であるか否か判定する。
ステップS31でエンジン2が所定負荷未満の低中負荷運転領域(部分負荷運転領域)と判定されたときは、ステップS32に進み、第5弁48を閉じ、前記第2実施形態と同様に、排気通路14と吸気通路4との間の差圧によってEGRを行いながら運転する。
そして、ステップS18でEGR条件と判定されたときはステップS31に進み、エンジン2が所定負荷以上の運転領域であるか否か判定する。
ステップS31でエンジン2が所定負荷未満の低中負荷運転領域(部分負荷運転領域)と判定されたときは、ステップS32に進み、第5弁48を閉じ、前記第2実施形態と同様に、排気通路14と吸気通路4との間の差圧によってEGRを行いながら運転する。
一方、ステップS31でエンジン2が所定負荷以上の高負荷運転領域と判定されたときは、ステップS33に進み、第5弁48を開き、第3弁22によって、吸気側部24aと排気側部24bとを連通させるように切り換え、過給機10を正方向に駆動し、図5の矢印Dに示すように、過給機10の駆動力よって吸気側部24aと排気側部24bとを介して排気通路14から排気の一部を吸引し、吸気通路4へ還流させながら運転する。
本実施形態のEGRでは、少なくとも所定の条件、例えば、排気圧と吸気圧との差圧が小さい高負荷運転領域や所定以上のEGR量が要求される条件などで、過給機10を正方向に駆動して、排気通路14から吸気通路4へ排気の一部を圧送し、これにより、これらの条件でも所望のEGR量を満たすことができ、EGR制御性能を向上できる。特にハイブリッド車両で使用頻度が高い高負荷運転領域の燃費を向上可能となる。なお、部分負荷運転領域でも、排気通路14と吸気通路4との間の大きな差圧のみではEGR量を確保できないときは、第5弁48を開くと共に過給機10を正方向に駆動してEGRを行う構成としてもよい。
なお、前記第2実施形態と同様、第3弁22に、吸気側部24aの開度を連続的に調節できるようにしてEGR量の制御弁の機能を持たせれば、第5弁48を省略できる。
本発明は、上記第1〜3実施形態に示す構成に限られず、以下のように構成してもよい。
まず、上記第1〜3実施形態では、第1通路20の一端(上流側の端)を吸気通路4と接続しているが、本発明はこれに限られず、第1通路20の一端を吸気通路4と接続することなく大気に開放してもよく、さらには、この第1通路20の途中に、エアクリーナ6とは別体に第2エアクリーナを設けてもよい。このような構成としても、前記第1〜3実施形態のいずれかと同様の作用および効果を得ることができる。
本発明は、上記第1〜3実施形態に示す構成に限られず、以下のように構成してもよい。
まず、上記第1〜3実施形態では、第1通路20の一端(上流側の端)を吸気通路4と接続しているが、本発明はこれに限られず、第1通路20の一端を吸気通路4と接続することなく大気に開放してもよく、さらには、この第1通路20の途中に、エアクリーナ6とは別体に第2エアクリーナを設けてもよい。このような構成としても、前記第1〜3実施形態のいずれかと同様の作用および効果を得ることができる。
また、過給機10の応答遅れを確実に回避するため、吸気通路4(スロットルバルブ12より下流側)の圧力状態を常時監視し、エンジン2の始動要求がなくとも、吸気通路4内の圧力がエンジン2の停止中に所定以上となる場合は、過給機10を逆方向に駆動することで、常時、吸気通路4内を所定の負圧に保ってもよい。
また、本発明の構成は、ディコンプレッサを備えた車両にも搭載可能であり、これにより、エンジン始動時のトルクショック等を軽減するための長い時間のクランキングが不要となる。
また、本発明の構成は、ディコンプレッサを備えた車両にも搭載可能であり、これにより、エンジン始動時のトルクショック等を軽減するための長い時間のクランキングが不要となる。
2 エンジン
4 吸気通路
6 エアクリーナ
8 第1弁
10 過給機
12 スロットルバルブ
14 排気通路
16 触媒(排気浄化触媒)
18 第2弁
20 第1通路
22 第3弁
24 第2通路
24a 吸気側部
24b 排気側部
44 第4弁
46 第3通路
48 第5弁
4 吸気通路
6 エアクリーナ
8 第1弁
10 過給機
12 スロットルバルブ
14 排気通路
16 触媒(排気浄化触媒)
18 第2弁
20 第1通路
22 第3弁
24 第2通路
24a 吸気側部
24b 排気側部
44 第4弁
46 第3通路
48 第5弁
Claims (11)
- 排気通路に排気浄化触媒を備えたエンジンの制御装置であって、
吸気通路に過給機を備え、該過給機の駆動方向を、吸気を過給する正方向と、逆方向とに切換自由に構成し、
前記吸気通路の過給機上流側に介装した第1弁と、
一端を大気開放し、他端を前記過給機下流側の吸気通路に接続し、かつ、第2弁を介装した第1通路と、
一端を前記第1弁と過給機との間の吸気通路に接続し、他端を排気浄化触媒上流側の排気通路に接続し、第3弁を介装した第2通路と、を設け、
エンジン始動要求時は、エンジン始動前に前記第1弁及び第2弁を閉じ、第3弁を開いて前記過給機を逆方向に駆動し、前記吸気通路内の空気を、第2通路を介して排気通路に排出し、吸気通路を負圧とした状態でエンジンを始動し、
エンジン始動後、前記排気浄化触媒に2次空気を供給するときは、前記第1弁を閉じ、第2弁及び第3弁を開いて前記過給機を逆方向に駆動し、前記第1通路を介して吸入した空気の一部を、第2通路を介して2次空気として排気通路に供給し、
過給時は、第1弁を開き、第3弁を閉じて前記過給機を正方向に駆動する
構成としたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - スロットルバルブを、前記第1通路の他端より下流の吸気通路に備えることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。
- 前記エンジン始動前に吸気通路を負圧とするときは、前記スロットルバルブを開くことを特徴とする請求項2に記載のエンジンの制御装置。
- 前記第3弁は、前記第2通路の吸気側から排気側へ向かう方向のみ空気の流動を許容する逆止弁であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- 前記スロットルバルブより下流の吸気通路と、前記第2通路の第3弁の配設部と、を結んで第3通路を設け、
前記第3弁を、該第3弁より吸気側の第2通路と、前記第3通路と、を選択的に該第3弁より排気側の第2通路と連通自由に構成し、
排気還流要求時は、前記第3弁より排気側の第2通路と第3通路とを連通させ、前記排気通路から、前記第3弁より排気側の第2通路及び第3通路を介して、排気の一部を前記吸気通路へ還流させることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のエンジンの制御装置。 - 前記第3通路に介装される第4弁を設け、
排気還流要求時は、前記第4弁を開き、排気還流要求がない時は前記第4弁を閉じることを特徴とする請求項5に記載のエンジンの制御装置。 - 所定以上の負荷領域での排気還流要求時は、前記第1弁を閉じ、第2通路の第3弁より吸気側と排気側とを連通させると共に、前記過給機を正方向に駆動し、前記排気通路から前記第2通路を介して排気の一部を前記吸気通路へ還流させることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のエンジンの制御装置。
- 前記第3弁より吸気側の第2通路に第5弁を設け、
前記所定以上の負荷領域での排気還流要求時は、前記第5弁を開き、該排気還流要求がない時は第5弁を閉じることを特徴とする請求項7に記載のエンジンの制御装置。 - 排気還流要求時は、前記第1弁を閉じ、第3弁を開くと共に前記過給機を正方向に駆動し、前記排気通路から前記第2通路を介して排気の一部を前記吸気通路へ還流させることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- 前記第1通路の一端は、前記第1弁より上流の吸気通路と接続していることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- 前記第1通路の一端は、エアクリーナより下流の前記吸気通路と接続していることを特徴とする請求項10に記載のエンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006295794A JP2008111402A (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008111402A true JP2008111402A (ja) | 2008-05-15 |
Family
ID=39444045
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JP2006295794A Pending JP2008111402A (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | エンジンの制御装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010137728A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Toyota Motor Corp | 走行状態評価装置 |
CN102767426A (zh) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括进气增压系统的发动机组件 |
JP2017115773A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006295794A patent/JP2008111402A/ja active Pending
Cited By (4)
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JP2010137728A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Toyota Motor Corp | 走行状態評価装置 |
US8525656B2 (en) | 2008-12-11 | 2013-09-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving condition evaluation device and evaluation method |
CN102767426A (zh) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括进气增压系统的发动机组件 |
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