JP2009250191A - Control device of internal combustion engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の過給機を有する内燃機関の制御装置に関し、特に運転状態(過給に使用する過給機の数)に応じて、過給機の使用回転数上限値を最適化する装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a plurality of superchargers, and in particular, optimizes the upper limit value of the rotational speed of the supercharger according to the operating state (the number of superchargers used for supercharging). Relates to the device.
複数の過給機を有し、運転状態に応じて過給に使用する過給機の数を調整する内燃機関が提案されている。例えば、並列に接続されたプライマリターボ、セカンダリターボを有する内燃機関がこれに該当する。かかる内燃機関では、運転状態に応じてセカンダリターボが過給に使用されずプライマリターボが過給に使用されるシングルターボモードと、プライマリターボ、セカンダリターボが過給に使用されるツインターボモードとが切り替えて使用される。 An internal combustion engine that has a plurality of superchargers and adjusts the number of superchargers used for supercharging according to the operating state has been proposed. For example, an internal combustion engine having a primary turbo and a secondary turbo connected in parallel corresponds to this. In such an internal combustion engine, there are a single turbo mode in which the secondary turbo is used for supercharging and the primary turbo and the secondary turbo are used for supercharging depending on the operating state, and a twin turbo mode in which the primary turbo and secondary turbo are used for supercharging. Used by switching.
特許文献1は、加速時にシングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるタイミングを、通常走行時に比べて遅らせる装置を開示する。これにより、シングルターボモードで運転される領域が広がり、加速時にツインターボモードに切り替わって過給圧が低下するのを防止することが可能になる。
しかしながら、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替えは、プライマリターボの実使用における回転数の上限値である使用回転数上限値を超えるまでに行われる。使用回転数上限値は、プライマリターボの単体として使用可能な回転数の上限値である最高回転数から、エアクリーナの目詰まりによる圧力損失など過給機本体以外に起因する圧力損失を考慮した余裕度合いを差し引いた回転数値が設定される。かかる余裕度合いは、運転状態に応じて異なる値に設定されるものではなく、最も圧力損失が多く発生する状態、すなわちツインターボモードにおいて想定される多めの圧力損失を考慮した値に設定される。そのため、特許文献1の装置は、多めの圧力損失を考慮した使用回転数上限値を超えない範囲内で、シングルターボモードからツインターボモードに切り替えられるタイミングを遅らせるため、切り替えタイミングを遅らせることが可能な幅を十分に設けることが出来ない。すなわち、シングルターボモードにおける過給機の性能を十分に発揮出来ていない。 However, switching from the single turbo mode to the twin turbo mode is performed before the upper limit value of the rotational speed that is the upper limit value of the rotational speed in actual use of the primary turbo is exceeded. The operating speed upper limit is a margin considering the pressure loss caused by other than the turbocharger itself, such as the pressure loss due to clogging of the air cleaner, from the maximum speed that is the upper limit of the speed that can be used as a single primary turbo. The number of rotations minus is set. The margin is not set to a different value depending on the operating state, but is set to a value that takes into account a large pressure loss that is assumed in the twin turbo mode, that is, a state where the most pressure loss occurs. Therefore, the device of Patent Document 1 delays the timing for switching from the single turbo mode to the twin turbo mode within a range that does not exceed the upper limit of the number of rotations used in consideration of a larger pressure loss, so the switching timing can be delayed. A sufficient width cannot be provided. That is, the performance of the turbocharger in the single turbo mode cannot be sufficiently exhibited.
したがって本発明の目的は、過給機の使用回転数上限値を運転状態に応じて変え、過給機の性能を十分に発揮させる装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus that changes the upper limit value of the rotational speed of the supercharger in accordance with the operating state and sufficiently exhibits the performance of the supercharger.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、過給に使用する過給機の数が少ない第1運転モード、及び第1運転モードに比べて過給に使用する過給機の数が多い第2運転モードのいずれにおいても過給に使用される第1過給機と、第1運転モードでは過給に使用され、第2運転モードでは過給に使用されない第2過給機とを含み、並列に接続された2以上の過給機と、第1、第2運転モードに応じて、第1過給機の回転数の上限値である使用回転数上限値を調整する制御部とを備え、第1運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値は、第2運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値に比べて高く設定される。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a first operation mode in which the number of superchargers used for supercharging is small, and a second number in which the number of superchargers used for supercharging is larger than that in the first operation mode. Including a first supercharger used for supercharging in any of the operation modes, and a second supercharger used for supercharging in the first operation mode and not used for supercharging in the second operation mode. And two or more superchargers connected to the controller, and a control unit that adjusts a use rotation speed upper limit value that is an upper limit value of the rotation speed of the first supercharger according to the first and second operation modes, The use rotation speed upper limit value of the first supercharger in the first operation mode is set higher than the use rotation speed upper limit value of the first supercharger in the second operation mode.
これにより、シングルターボモードなど過給に使用する過給機の数が少ない第1運転モードから、ツインターボモードなど過給に使用する過給機の数が多い第2運転モードに切り替える時点における第1エンジン回転数を、第1運転モードにおける使用回転数上限値を第2運転モードにおける使用回転数上限値に合わせる形態で第1運転モードから第2運転モードに切り替える時点における第2エンジン回転数に比べて、高くすることが可能になる。切り替え点におけるエンジン回転数が高くなると、第1運転モードで運転可能な領域が広がり、第1過給機の性能を十分に発揮させることが可能になる。 As a result, the first operation mode when the number of superchargers used for supercharging such as the single turbo mode is small is switched to the second operation mode when the number of superchargers used for supercharging such as the twin turbo mode is large. 1 engine speed is set to the second engine speed at the time of switching from the first operation mode to the second operation mode in such a manner that the upper limit value of the use speed in the first operation mode is matched with the upper limit value of the use speed in the second operation mode. Compared to it, it becomes possible to make it higher. When the engine speed at the switching point becomes high, the region that can be operated in the first operation mode is widened, and the performance of the first supercharger can be sufficiently exhibited.
また、第1運転モードと第2運転モードとを切り替えるエンジン回転数のヒステリシスを広くすることが可能になる。通常、ヒステリシスの幅であるエンジン回転数幅は、一定数だけ必要とされるが、そのうちの一部を、第1運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値を上げることにより実現でき、その分、過給機を小型化することが可能になる。過給機が小型化できることにより、燃費を向上させることも可能になる。 Further, it is possible to widen the hysteresis of the engine speed for switching between the first operation mode and the second operation mode. Normally, a certain number of engine speed ranges, which are the width of hysteresis, are required, but some of them can be realized by increasing the upper limit value of the number of revolutions used in the first supercharger in the first operation mode. Thus, the turbocharger can be reduced in size. Since the turbocharger can be reduced in size, fuel efficiency can be improved.
なお、本発明の内燃機関としては、プライマリターボ、セカンダリターボを有するパラレルツインターボシステムを構成する内燃機関が考えられる。但し、3以上の過給機が並列に接続され、運転状態に応じて過給に使用する過給機の数が変わる内燃機関であってもよい。この場合、過給に使用する過給機の数が少ない場合には、過給機の使用回転上限値が高く設定され、過給に使用する過給機の数が多い場合には、過給機の使用回転上限値が低く設定される。 As the internal combustion engine of the present invention, an internal combustion engine constituting a parallel twin turbo system having a primary turbo and a secondary turbo can be considered. However, it may be an internal combustion engine in which three or more superchargers are connected in parallel and the number of superchargers used for supercharging varies depending on the operating state. In this case, when the number of superchargers used for supercharging is small, the upper limit value of the turbocharger used is set high, and when the number of superchargers used for supercharging is large, The machine use rotation upper limit is set low.
好ましくは、第1運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値は、第1運転モードにおける第1過給機に関連する部位に起因する圧力損失に基づいて決定され、第2運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値は、第2運転モードにおける第1過給機に関連する部位に起因する圧力損失に基づいて決定される。 Preferably, the use rotation speed upper limit value of the first supercharger in the first operation mode is determined based on a pressure loss caused by a portion related to the first supercharger in the first operation mode, and the second operation mode The upper limit value of the rotational speed of the first supercharger at is determined based on the pressure loss due to the portion related to the first supercharger in the second operation mode.
第1過給機の使用回転数上限値は、第1過給機の単体として使用可能な回転数の上限値である最高回転数から、第1過給機に関連する部位に起因する圧力損失を考慮した余裕度合いを差し引いた値が設定される。第1運転モードにおける吸入空気量は、第2運転モードにおける吸入空気量に比べて少ないため、かかる部位における圧力損失も相対的に少ないため、運転モードに応じて異なる圧力損失(余裕度合い)に基づいて、第1運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値を、第2運転モードにおける第1過給機の使用回転数上限値に比べて高い値に設定することができる。なお、第1過給機に関連する部位に起因する圧力損失としては、エアクリーナの目詰まりなど経年変化による圧力損失、及び第1過給機を含む内燃機関を構成する吸気通路などの配管における圧力損失のばらつきが挙げられる。 The upper limit value of the rotational speed of the first supercharger is the pressure loss caused by the portion related to the first supercharger from the maximum rotational speed that is the upper limit value of the rotational speed that can be used as a single unit of the first supercharger. A value obtained by subtracting the margin degree considering the above is set. Since the amount of intake air in the first operation mode is smaller than the amount of intake air in the second operation mode, the pressure loss at this portion is also relatively small, and therefore, based on the pressure loss (margin degree) that differs depending on the operation mode. Thus, the use rotation speed upper limit value of the first supercharger in the first operation mode can be set higher than the use rotation speed upper limit value of the first supercharger in the second operation mode. The pressure loss due to the portion related to the first supercharger includes pressure loss due to aging such as clogging of the air cleaner and pressure in piping such as an intake passage constituting the internal combustion engine including the first supercharger. Variations in loss can be mentioned.
以上のように本発明によれば、過給機の使用回転数上限値を運転状態に応じて変え、過給機の性能を十分に発揮させる装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a device that changes the upper limit value of the rotation speed of the supercharger in accordance with the operating state and sufficiently exhibits the performance of the supercharger.
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。内燃機関1は、制御部5、プライマリターボ13、セカンダリターボ14、エンジン本体30、コンプレッサ入口側吸気通路51、コンプレッサ出口側吸気通路52、吸気マニホールド55、タービン入口側排気通路72、及びタービン出口側排気通路73を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The internal combustion engine 1 includes a control unit 5, a
制御部5は、CPU、制御プログラムを格納したROM、及び各種データを格納するRAM等を有し、各種センサからの信号が入力され、また、吸気切替バルブ19等に制御信号を出力して内燃機関1を含む車両の各部を制御する。特に、本実施形態では、制御部5は、ツインターボモードとシングルターボモードとで、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimが異なる状態(第1上限値N1または第2上限値N2)で、内燃機関1の運転制御を行う。
The control unit 5 includes a CPU, a ROM that stores a control program, and a RAM that stores various data. The control unit 5 receives signals from various sensors, and outputs control signals to the intake
内燃機関1の運転中、エンジン本体30の各シリンダーの燃焼室には、コンプレッサ入口側吸気通路51、コンプレッサ出口側吸気通路52、及び吸気マニホールド55を介して、空気が吸入される(図1の実線矢印参照)。インジェクタから噴射された燃料は、吸入された空気と共に混合気を形成する。制御部5からの点火信号に基づく点火プラグの点火によって、混合気は燃焼する。混合気の燃焼による爆発力に応じたピストンの往復運動により、クランクシャフト(不図示)が回転する。燃焼により発生した排気ガスは、排気マニホールド71、タービン入口側排気通路72、及びタービン出口側排気通路73を介して排出される(図1の破線矢印参照)。
During the operation of the internal combustion engine 1, air is sucked into the combustion chamber of each cylinder of the
次に、プライマリターボ13、セカンダリターボ14を中心に、内燃機関1の各部の構成を説明する。プライマリターボ13、セカンダリターボ14は、並列に接続され、プライマリターボ13は、低吸入空気量域から高吸入空気量域までで作動し、セカンダリターボ14は、低吸入空気量域で停止する。従って、低吸入空気量域では、セカンダリターボ14が過給に使用されずプライマリターボ13が過給に使用されるシングルターボモードで運転が行われ、高吸入空気量域では、プライマリターボ13、セカンダリターボ14が過給に使用されるツインターボモードで運転が行われる。
Next, the configuration of each part of the internal combustion engine 1 will be described focusing on the
プライマリターボ13は、第1タービン13t、及び第1コンプレッサ13cを有し、セカンダリターボ14は、第2タービン14t、及び第2コンプレッサ14cを有する。第1タービン13t、及び第2タービン14tの入口側は、排気マニホールド71に連通するタービン入口側排気通路72と接続される。第1タービン13t、及び第2タービン14tの出口側は、排気ガス浄化触媒(不図示)に連通するタービン出口側排気通路73と接続される。
The
第1コンプレッサ13c、及び第2コンプレッサ14cの入口側は、コンプレッサ入口側吸気通路51と接続される。コンプレッサ入口側吸気通路51には、エアクリーナ11、及びエアクリーナを流れた空気量、即ち吸入空気量Aを検出するエアフローメータ12が設けられる。吸入空気量Aは、本実施形態では、最高インマニ圧力Pmaxの算出に用いられる。第1コンプレッサ13c、及び第2コンプレッサ14cの出口側は、吸気マニホールド55に連通するコンプレッサ出口側吸気通路52と接続される。コンプレッサ出口側吸気通路52には、インタークーラ23、及びスロットルバルブ25が設けられる。
The inlet sides of the
ツインターボモードとシングルターボモードとの切り替え、すなわちセカンダリターボ14の作動と停止の切り替えを行うために、タービン入口側排気通路72の第2タービン14tの入口側に、第2タービン14tへの排気ガスの流れの遮断と開放との切り替えを行う排気切替バルブ31が設けられ、コンプレッサ出口側吸気通路52の第2コンプレッサ14cの出口側に、第2コンプレッサ14cから吸気マニホールド55への空気の流れの遮断と開放との切り替えを行う吸気切替バルブ19が設けられる。
In order to switch between the twin turbo mode and the single turbo mode, that is, to switch the operation and stop of the
シングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを円滑に行うため、コンプレッサ出口側吸気通路52上であって第2コンプレッサ14cの出口と吸気切替バルブ19との間と、コンプレッサ入口側吸気通路51の第1コンプレッサ13cの入口側とを連通する吸気バイパス通路53が設けられる。吸気バイパス通路53には、空気の流れの遮断と開放との切り替えを行う吸気バイパスバルブ17が設けられる。
In order to smoothly switch from the single turbo mode to the twin turbo mode, on the compressor outlet
シングルターボモードの場合には、吸気切替バルブ19、及び排気切替バルブ31の両方が閉弁するとともに、吸気バイパスバルブ17は開弁し、これによりプライマリターボ13が作動して、セカンダリターボ14は停止する。ツインターボモードの場合には、吸気切替バルブ19、及び排気切替バルブ31の両方が開弁するとともに、吸気バイパスバルブ17は閉弁し、これによりプライマリターボ13、セカンダリターボ14が作動する。
In the single turbo mode, both the
吸気切替バルブ19の上流と下流とを連通する吸気リード通路(吸気切替バルブ19のバイパス通路)54には、圧力差に応じて開閉する吸気リードバルブ21が設けられる。すなわち、吸気切替バルブ19の閉弁時において、第2コンプレッサ14cの出口圧力が、第1コンプレッサ13cの出口圧力よりも所定量だけ大きくなった場合に、開弁し、空気が吸気リードバルブ21を介して上流側から下流側に流れる。
An
吸気バイパス通路53、及び吸気リード通路54は、コンプレッサ入口側吸気通路51、及びコンプレッサ出口側吸気通路52に比べて細めに設定される。
The
また、吸気マニホールド55内には、インマニ圧力Pを検出する圧力センサ27が設けられる。本実施形態では、インマニ圧力Pが、最高インマニ圧力Pmaxを超えないような運転制御が行われる。
Further, a
次に、内燃機関1の運転制御の詳細について説明する。シングルターボモードでは、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimは、プライマリターボ13の最高回転数Nmaxよりも低い第1上限値N1に設定される(Nlim=N1<Nmax、図4のステップS12参照)。ツインターボモードでは、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimは、第1上限値N1よりも低い第2上限値N2に設定される(Nlim=N2<N1、図4のステップS13参照)。
Next, details of operation control of the internal combustion engine 1 will be described. In the single turbo mode, the use engine speed upper limit N lim of the
最高回転数Nmaxは、プライマリターボ13の単体として使用可能な回転数の上限値(例えば17万rpm)である。第1上限値N1は、プライマリターボ13を含む内燃機関1がシングルターボモードにおけるプライマリターボ13の回転数の上限値(例えば16万rpm)である。第2上限値N2は、プライマリターボ13を含む内燃機関1がツインターボモードにおけるプライマリターボ13の回転数の上限値(例えば15.5万rpm)である。従って、プライマリターボ13は、単体としては、回転数を最高回転数Nmaxにまで上げて使用することが可能であるが、シングルターボモード時には、第1上限値N1以下に使用が制限され、ツインターボモード時には、第2上限値N2以下に使用が制限される。
The maximum rotational speed N max is an upper limit value (for example, 170,000 rpm) of the rotational speed that can be used as a single unit of the
最高回転数Nmaxと、第1上限値N1との第1差異は、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13に関連する部位に起因する圧力損失、具体的には、エアクリーナ11の目詰まりなど経年変化による圧力損失(2kPa程度)、及び内燃機関1を構成する吸気通路などの配管における圧力損失のばらつき(2kPa程度)に基づく回転数の差異(余裕度合い)である。同様に、最高回転数Nmaxと、第2上限値N2との第2差異は、ツインターボモードにおけるプライマリターボ13に関連する部位に起因する圧力損失、具体的には、エアクリーナ11の目詰まりなど経年変化による圧力損失(5kPa程度)、及び内燃機関1を構成する吸気通路などの配管における圧力損失のばらつき(5kPa程度)に基づく回転数の差異(余裕度合い)である。第1差異が、第2差異より小さいのはシングルターボモードにおける吸入空気量は、ツインターボモードにおける吸入空気量に比べて少ないため、かかる部位における圧力損失も相対的に少ないからである。運転モードに応じて異なる圧力損失(余裕度合い)に基づいて、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimを、ツインターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimに比べて高い値に設定する。
A maximum speed N max, the first difference between the first upper limit value N 1, the pressure loss due to the sites associated with the
シングルターボモードで運転されている時は、プライマリターボ13の回転数が第1上限値N1を超えないように、すなわち、インマニ圧力Pが、第1上限値N1と吸気量Aとに基づいて算出される最高インマニ圧力Pmaxを超えないように、運転制御が行われる。具体的には、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の回転数の上限値である第1上限値N1に対応した第1切り替え点PO1(図2、図3の黒丸点参照)におけるエンジン回転数を超えるまでに、すなわち、インマニ圧力Pが最高インマニ圧力Pmaxを超えるまでに、シングルターボモードからツインターボモードに切り替えられる。また、ツインターボモードで運転されている時は、プライマリターボ13の回転数が第2上限値N2を超えないように、すなわちインマニ圧力Pが、第2上限値N2と吸気量Aとに基づいて算出される最高インマニ圧力Pmaxを超えないように、運転制御が行われる。具体的には、ツインターボモードにおけるプライマリターボ13の回転数の上限値である第2上限値N2に対応した出力点POmax(図2、図3の星印点参照)におけるエンジン回転数を超えるまでに、すなわち、インマニ圧力Pが、最高インマニ圧力Pmaxを超えるまでに、燃料噴射量を減らすなどの調整が行われる。
When it is operated in the single turbo mode, as the rotation speed of the
次に、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimを設定する手順について、図4のフローチャートを用いて説明する。また、吸入空気量Aと、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimとに基づいて最高インマニ圧力Pmaxを算出する手順について、図5のフローチャートを用いて説明する。これらの処理は、内燃機関1の運転中に常時行われる(例えば、一定時間おきに)。但し、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlim(=第1上限値N1)付近や、ツインターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlim(=第2上限値N2)付近での運転時にだけ行われる形態であってもよい。
Next, a procedure for setting the use engine speed upper limit N lim of the
プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimを設定する処理では、ステップS11で、シングルターボモードで運転が行われているか否かが判断される。かかる判断は、排気切替バルブ31の開度などに基づいて行われる。シングルターボモードで運転されている場合は、ステップS12で、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimが、第1上限値N1に設定される。ツインターボモードで運転されている場合は、ステップS13で、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimが、第2上限値N2に設定される。ステップS12またはステップS13で設定されたプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimは、後述する最高インマニ圧力Pmaxを算出する制御におけるステップS31で使用される。
In the process of setting the use rotation speed upper limit N lim of the
最高インマニ圧力Pmaxを算出する処理では、ステップS31で、エアフローメータ12で検出された吸入空気量Aと、プライマリターボ13のコンプレッサマップ(図6参照)と、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimとに基づいて、プライマリターボ13における最高圧力比πcが算出される。ステップS32で、吸入空気量Aと、エアフローメータ12から第1コンプレッサ13cの入口までの間に生じる圧力差(コンプレッサ前圧力損失ΔP1)と吸入空気量Aとの関係マップ(図7参照)とに基づいて、第1コンプレッサ13cの入口における圧力(コンプレッサ前圧P1)が算出される(P1=大気圧−ΔP1)。ステップS33で、最高圧力比πcと、コンプレッサ前圧P1とに基づいて、第1コンプレッサ13cの出口における最高圧力(最高コンプレッサ出口圧力P3)が算出される(P3=πc×P1)。ステップS34で、吸入空気量Aと、特定の実験式に基づいて、インタークーラ23における圧力損失ΔPicが算出される。ステップS35で、最高コンプレッサ出口圧力P3と、インタークーラ圧力損失ΔPicとに基づいて、最高インマニ圧力Pmaxが算出される(Pmax=P3−ΔPic)。
In the process of calculating the maximum intake manifold pressure Pmax , in step S31, the intake air amount A detected by the
従来は、ツインターボモードにおける圧力損失などを考慮した余裕度合いを使って、プライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimが設定されてきた、すなわち、シングルターボモードにおいても、ツインターボモードにおいても、使用回転上限値Nmaxは、第2上限値N2に設定されていた。そのため、シングルターボモードにおいては、過大に見積もられた余裕度合いに対応する使用回転上限値(Nlim=N2<N1)を超えない範囲内で運転制御が行われていた。
Conventionally, the upper limit of rotation speed N lim of the
本実施形態では、シングルターボモードにおいて、過大に見積もられていたロバスト性を最適化するため、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転上限値Nlimを、ツインターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転上限値Nlimよりも高く設定する。これにより、シングルターボモードからツインターボモードに切り替える時点(第1切り替え点PO1、図2、図3の黒丸点参照)における第1エンジン回転数NE1を、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の回転数の上限をツインターボモードにおける回転数の上限に合わせる形態でシングルターボモードからツインターボモードに切り替える時点(第2切り替え点PO2、図2、図3の白丸点参照)の第2エンジン回転数NE2に比べて、高くすることが可能になる(回転数差異d=NE1−NE2=100rpm程度)。切り替え点におけるエンジン回転数が高くなると、シングルターボモードで運転可能な領域が広がり、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の性能を十分に発揮させることが可能になる。また、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時のトルクショックや、排気エミッションの悪化を抑制することも可能になる。
In the present embodiment, in order to optimize the robustness that has been overestimated in the single turbo mode, the use rotation upper limit N lim of the
また、切り替え点におけるエンジン回転数が高くなると、ツインターボモードからシングルターボモードへ切り替える時点(第3切り替え点)における第3エンジン回転数NE3と、第1エンジン回転数NE1との差異であるエンジン回転数幅W(ヒステリシスの幅)を広くすることが可能になる(図3参照)。通常、ヒステリシスの幅であるエンジン回転数幅Wは、400〜500rpm程度必要とされるが、そのうちの100rpm程度を、シングルターボモードにおけるプライマリターボ13の使用回転数上限値Nlimを第2上限値N2から第1上限値N1に変えることにより実現でき、その分、プライマリターボ13を小型化することが可能になる。ターボが小型化できることにより、燃費を0.5〜1%程度向上させることが可能になる。
Further, when the engine speed at the switching point increases, it is the difference between the third engine speed NE 3 and the first engine speed NE 1 at the time of switching from the twin turbo mode to the single turbo mode (third switching point). The engine speed width W (width of hysteresis) can be increased (see FIG. 3). Normally, the engine speed width W, which is the width of the hysteresis, is required to be about 400 to 500 rpm, of which about 100 rpm is used as the second upper limit value for the rotational speed upper limit value N lim of the
なお、本実施形態では、過給機を2つ備えたパラレルツインターボシステムを構成する内燃機関を使って説明したが、3以上の過給機が並列に接続され、運転状態に応じて過給に使用する過給機の数、及び使用回転数上限値が変わる他の形態(内燃機関)であってもよい。この場合、過給に使用する過給機の数が少ない場合には、過給機の使用回転上限値が高く設定され、過給に使用する過給機の数が多い場合には、過給機の使用回転上限値が低く設定される。 Although the present embodiment has been described using an internal combustion engine constituting a parallel twin turbo system having two superchargers, three or more superchargers are connected in parallel, and supercharging is performed according to operating conditions. Other forms (internal combustion engine) in which the number of superchargers used and the upper limit value of the number of revolutions used can be changed. In this case, when the number of superchargers used for supercharging is small, the upper limit value of the turbocharger used is set high, and when the number of superchargers used for supercharging is large, The machine use rotation upper limit is set low.
1 内燃機関
5 制御部
11 エアクリーナ
12 エアフローメータ
13 プライマリターボ
13c 第1コンプレッサ
13t 第1タービン
14 セカンダリターボ
14c 第2コンプレッサ
14t 第2タービン
17 吸気バイパスバルブ
19 吸気切替バルブ
21 吸気リードバルブ
23 インタークーラ
25 スロットルバルブ
27 圧力センサ
30 エンジン本体
31 排気切替バルブ
51 コンプレッサ入口側吸気通路
52 コンプレッサ出口側吸気通路
53 吸気バイパス通路
54 吸気リード通路
55 吸気マニホールド
71 排気マニホールド
72 タービン入口側排気通路
73 タービン出口側排気通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 5
Claims (2)
前記第1、第2運転モードに応じて、前記第1過給機の回転数の上限値である使用回転数上限値を調整する制御部とを備え、
前記第1運転モードにおける前記第1過給機の使用回転数上限値は、前記第2運転モードにおける前記第1過給機の使用回転数上限値に比べて高く設定されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Used for supercharging in both the first operation mode in which the number of superchargers used for supercharging is small and the second operation mode in which the number of superchargers used for supercharging is large compared to the first operation mode And two or more superchargers connected in parallel, including a first supercharger that is used for supercharging in the first operation mode and a second supercharger that is not used for supercharging in the second operation mode. A machine,
A control unit that adjusts a use rotation speed upper limit value that is an upper limit value of the rotation speed of the first supercharger according to the first and second operation modes;
The upper limit value of the rotation speed of the first supercharger in the first operation mode is set higher than the upper limit value of the rotation speed of the first supercharger in the second operation mode. Control device for internal combustion engine.
前記第2運転モードにおける前記第1過給機の使用回転数上限値は、前記第2運転モードにおける前記部位に起因する圧力損失に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
The upper limit value of the rotational speed of the first supercharger in the first operation mode is determined based on a pressure loss caused by a portion related to the first supercharger in the first operation mode,
The use upper limit value of the first supercharger in the second operation mode is determined based on a pressure loss caused by the part in the second operation mode. Control device.
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Cited By (3)
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JP2020012399A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 株式会社豊田自動織機 | Supercharging system |
JP2020122467A (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 株式会社豊田自動織機 | Supercharging system |
JP2020133415A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社豊田自動織機 | Control device for internal combustion engine |
-
2008
- 2008-04-10 JP JP2008102319A patent/JP2009250191A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020012399A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 株式会社豊田自動織機 | Supercharging system |
JP2020122467A (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 株式会社豊田自動織機 | Supercharging system |
JP7056596B2 (en) | 2019-01-31 | 2022-04-19 | 株式会社豊田自動織機 | Supercharging system |
AU2019426487B2 (en) * | 2019-01-31 | 2023-03-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Supercharging system |
JP2020133415A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社豊田自動織機 | Control device for internal combustion engine |
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