JP2010185375A - Intake control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インパルスチャージを行う内燃機関の吸気制御装置に関する。 The present invention relates to an intake control device for an internal combustion engine that performs impulse charging.
この種の技術が、例えば特許文献1に提案されている。特許文献1には、吸気制御弁(インパルス弁)よりも下流側の吸気通路の容積を可変に構成し、インパルスチャージ(インパルス過給)を行う際に当該容積を小さくすることが提案されている。この技術では、脈動効果により過給効果を高めることを図っている。
This type of technique is proposed in
しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術では、構造が複雑となり、また、過渡運転時での領域切り替えに素早く対応することが困難であった。
However, with the technique described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、2系統の吸気通路を有する内燃機関の吸気制御装置において、吸気通路の切り替え時における過給圧段差を適切に抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in an intake control device for an internal combustion engine having two intake passages, appropriately suppresses a boost pressure step at the time of switching between intake passages. For the purpose.
本発明の1つの観点では、内燃機関の吸気制御装置は、ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた2系統の吸気通路と、前記2系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、前記2系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置にそれぞれ設けられた第1切り替え弁及び第2切り替え弁と、吸気を流す通路を、前記2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記第1切り替え弁と前記第2切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第1切り替え弁及び当該第2切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an intake control device for an internal combustion engine includes any one of two intake passages provided on an intake passage from a turbocharger to a cylinder of the internal combustion engine, and the two intake passages. Intake air flows through an intake control valve provided on one of the passages, and a first switching valve and a second switching valve provided at an upstream merging position and a downstream merging position in the two systems of intake passages, respectively. When the passage is switched to one of the two intake passages, the temporal change in opening between the first switching valve and the second switching valve is substantially the same. Control means for controlling the first switching valve and the second switching valve.
上記の内燃機関の吸気制御装置は、2系統の吸気通路を具備し、インパルスチャージを行う。2系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置のそれぞれには、第1切り替え弁及び第2切り替え弁が設けられている。制御手段は、吸気を流す通路を2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、第1切り替え弁と第2切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第1切り替え弁及び当該第2切り替え弁に対する制御を行う。これにより、2系統の吸気通路の切り替え時に発生し得る過給圧段差を、適切に抑制することができる。 The intake control apparatus for an internal combustion engine includes two intake passages and performs impulse charge. A first switching valve and a second switching valve are provided in each of the upstream merging position and the downstream merging position in the two systems of intake passages. When the control means switches the passage through which the intake air flows to one of the two intake passages, the temporal change in opening of the first switching valve and the second switching valve is substantially the same. In addition, the first switching valve and the second switching valve are controlled. Thereby, the supercharging pressure level difference which may occur when switching between the two intake passages can be appropriately suppressed.
本発明の他の観点では、内燃機関の吸気制御装置は、ターボ過給機から内燃機関の気筒までの吸気通路上に設けられた2系統の吸気通路と、前記2系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、前記2系統の吸気通路における下流側の合流位置付近であって、前記2系統の吸気通路において前記吸気制御弁が設けられた通路とは異なる通路上に設けられた切り替え弁と、吸気を流す通路を、前記2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記吸気制御弁の開口面積と前記切り替え弁の開口面積との総和が、前記吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備える。 In another aspect of the present invention, an intake control device for an internal combustion engine includes any one of two intake passages provided on an intake passage from a turbocharger to a cylinder of the internal combustion engine, and the two intake passages. An intake control valve provided on one of the passages, and a passage in the vicinity of a downstream merging position in the two intake passages, which is different from the passage provided with the intake control valve in the two intake passages When the switching valve provided above and the passage for flowing the intake air are switched to one of the two passages, the opening area of the intake control valve and the opening area of the switching valve Control means for controlling the intake control valve and the switching valve so that the sum is substantially the same as the opening area when the intake control valve is fully opened.
上記の内燃機関の吸気制御装置は、2系統の吸気通路を具備し、インパルスチャージを行う。2系統の吸気通路のいずれか一方の通路上には吸気制御弁が設けられており、他方の通路上には切り替え弁が設けられている。具体的には、切り替え弁は、2系統の吸気通路における下流側の合流位置付近に設けられている。制御手段は、吸気を流す通路を2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、吸気制御弁の開口面積と切り替え弁の開口面積との総和が、吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う。これにより、2系統の吸気通路の切り替え時に発生し得る過給圧段差を、適切に抑制することができる。 The intake control apparatus for an internal combustion engine includes two intake passages and performs impulse charge. An intake control valve is provided on one of the two systems of intake passages, and a switching valve is provided on the other passage. Specifically, the switching valve is provided near the downstream merging position in the two intake passages. When the control means switches the passage for intake air to one of the two intake passages, the sum of the opening area of the intake control valve and the opening area of the switching valve is determined when the intake control valve is fully opened. The intake control valve and the switching valve are controlled so as to be substantially the same as the opening area at. Thereby, the supercharging pressure level difference which may occur when switching between the two intake passages can be appropriately suppressed.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
(装置構成)
図1は、第1実施形態における内燃機関の吸気制御装置101の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。
(Device configuration)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an intake
内燃機関の吸気制御装置101は、主に、吸気通路1と、ターボチャージャ2と、インタークーラ(I/C)3と、第1吸気通路1aと、第2吸気通路1bと、サージタンク4と、インパルス弁5と、インテークマニホールド6と、エンジン(内燃機関)7と、エキゾーストマニホールド8と、排気通路9と、切り替え弁11、12と、ECU(Engine Control Unit)51と、を備える。内燃機関の吸気制御装置101は、吸気通路切り替え型のインパルスチャージシステムとして構成されている。
The internal combustion engine
吸気通路1には、図示しないエアクリーナにて浄化された吸気が供給される。吸気通路1を流れる吸気は、ターボチャージャ2のコンプレッサ2aで過給されて、インタークーラ3で冷却される。吸気通路1は、インタークーラ3の下流側において2系統の通路(第1吸気通路1a及び第2吸気通路1b)を備える。
Intake air purified by an air cleaner (not shown) is supplied to the
第1吸気通路1aは、第2吸気通路1bよりも配管の内径が小さく構成されている。基本的には、第1吸気通路1aは、低〜中エンジン回転数において吸気を流すために使用され、第2吸気通路1bは、高エンジン回転数において吸気を流すために使用される。
The
第1吸気通路1a上には、吸気を貯蔵可能に構成されたサージタンク4と、比較的短時間で開閉可能に構成されたインパルス弁5とが設けられている。インパルス弁5は、ECU51から供給される制御信号S5によって制御が行われる。なお、インパルス弁5は、吸気制御弁に相当する。
A surge tank 4 configured to store intake air and an
また、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの合流位置には、切り替え弁11、12が設けられている。具体的には、切り替え弁11は第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの上流側の合流位置に設けられ、切り替え弁12は第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの下流側の合流位置に設けられている。切り替え弁11、12は、三方弁として構成されており、吸気が流れる通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。なお、切り替え弁11、12は、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ECU51から供給される制御信号S11、S12によって制御が行われる。また、切り替え弁11、12は、本発明における第1切り替え弁及び第2切り替え弁に相当する。
In addition,
吸気通路1を通過した吸気は、インテークマニホールド(インマニ)6を通過して、エンジン7に供給される。エンジン7は、気筒内において吸気と燃焼との混合気を燃焼させることで、車両における走行用動力源を出力する。例えば、エンジン7は、直列4気筒のディーゼルエンジンなどで構成される。
The intake air that has passed through the
エンジン7での燃焼により発生した排気ガスは、エキゾーストマニホールド(エキマニ)8を通過して、排気通路9に排出される。排気通路9上にはターボチャージャ2のタービン2bが設けられており、当該タービン2bは排気ガスのエネルギーによって回転される。タービン2bを通過した排気ガスは、図示しない排気浄化触媒により浄化される。
Exhaust gas generated by combustion in the
ECU51は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備え、内燃機関の吸気制御装置101内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ECU51は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替えるために、切り替え弁11、12に対する制御を行う。
The
次に、図2を参照して、切り替え弁11、12の具体的な構成について説明する。
Next, a specific configuration of the switching
図2(a)は、切り替え弁11の概略構成を示している。図2(a)では、下にインタークーラ3側を示し、上に切り替え弁12側を示している。図示のように、切り替え弁11は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの合流位置A11に設けられており、三方弁として構成されている。また、切り替え弁11は、吸気が流れる通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。基本的には、切り替え弁11が位置b11に設定されている場合には第1吸気通路1aにのみ吸気が流れ(第2吸気通路1bに流れない)、切り替え弁11が位置b12に設定されている場合には第2吸気通路1bにのみ吸気が流れる(第1吸気通路1aに流れない)。なお、以下では、切り替え弁11の開度(開度角)を、図2(a)中の「θ11」で示すように定義する。
FIG. 2A shows a schematic configuration of the switching
図2(b)は、切り替え弁12の概略構成を示している。図2(b)では、下に切り替え弁11側を示し、上にインマニ6側を示している。図示のように、切り替え弁12は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの合流位置A12に設けられており、三方弁として構成されている。また、切り替え弁12は、吸気が流れる通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。基本的には、切り替え弁12が位置b21に設定されている場合には第1吸気通路1aにのみ吸気が流れ(第2吸気通路1bに流れない)、切り替え弁12が位置b22に設定されている場合には第2吸気通路1bにのみ吸気が流れる(第1吸気通路1aに流れない)。なお、以下では、切り替え弁12の開度(開度角)を、図2(b)中の「θ12」で示すように定義する。
FIG. 2B shows a schematic configuration of the switching
(制御方法)
次に、第1実施形態において、吸気を流す通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第1実施形態では、ECU51は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時に発生し得る過給圧段差(トルク段差)が抑制されるように、切り替え弁11、12の開度を制御することで第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替えを行う。具体的には、ECU51は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、切り替え弁11と切り替え弁12との時間的な開度変化が略同一となるように、切り替え弁11、12に対する制御を行う。なお、上記したような過給圧段差は、第1吸気通路1aのみに吸気を流している際の吸気管内圧が、第2吸気通路1bのみに吸気を流している際の吸気管内圧よりも高くなる傾向にあることで、当該切り替えによって吸気管内圧が変化する(例えば低下する)ことにより生じる。
(Control method)
Next, in the first embodiment, a control method that is performed when the passage for flowing the intake air is switched to one of the
図3を参照して、第1実施形態における切り替え弁11、12の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
With reference to FIG. 3, the control method of the switching
図3は、横軸に切り替え開始後の時間を示し(時刻t11は切り替え開始時の時刻を示している)、縦軸に切り替え弁11、12の開度を示している。第1実施形態では、ECU51は、図3に示すような関数f1に従って、切り替え弁11及び切り替え弁12の両方の開度を時間変化させる。つまり、切り替え弁11の開度θ11と切り替え弁12の開度θ12とが同じ値となるように制御を行う。具体的には、切り替え開始後の時間を「t」とした場合、ECU51は、「θ11=f1(t)」となるように切り替え弁11の開度を制御すると共に、「θ12=f1(t)」となるように切り替え弁12の開度を制御する。このように制御した場合、時刻t12において、切り替え弁11の開度θ11と切り替え弁12の開度θ12とが共に「90(deg)」となる。
In FIG. 3, the horizontal axis indicates the time after the start of switching (time t11 indicates the time at the start of switching), and the vertical axis indicates the opening of the switching
なお、図3で示す関数f1は一例であり、このような関数f1を用いることに限定はされない。第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、切り替え弁11、12の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
The function f1 shown in FIG. 3 is an example, and the use of such a function f1 is not limited. When switching between the
次に、図4を参照して、第1実施形態において、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ECU51によって所定の周期で繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 4, the process performed when switching from the
まず、ステップS101では、ECU51は、吸気を流す通路を第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える要求があるか否かを判定する。具体的には、当該切り替えに用いられるフラグ(以下、「切り替えフラグ」と呼ぶ。)がオンとなっているか否かを判定する。この切り替えフラグは、エンジン7の状態(エンジン回転数など)に基づいて設定される。例えば、低〜中エンジン回転数では切り替えフラグはオフに設定され、高エンジン回転数では切り替えフラグはオンに設定される。
First, in step S101, the
切り替えフラグがオンである場合(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進む。これに対して、切り替えフラグがオンでない場合(ステップS101;No)、処理はステップS106に進む。この場合、ECU51は切り替えフラグをオフに維持する(ステップS106)。そして、処理は終了する。
If the switching flag is on (step S101; Yes), the process proceeds to step S102. On the other hand, when the switching flag is not on (step S101; No), the process proceeds to step S106. In this case, the
ステップS102では、ECU51は、切り替え開始後の時間tが「0」より大きいか否かを判定する、つまり正の値であるか否かを判定する。「t>0」である場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS104に進む。これに対して、「t>0」でない場合(ステップS102;No)、つまり「t≦0」である場合、処理はステップS103に進む。ステップS103では、ECU51は、切り替え開始後の時間tを「0」に設定する。そして、処理はステップS104に進む。
In step S102, the
ステップS104では、ECU51は、図3に示すような関数f1に従って、切り替え弁11及び切り替え弁12の開度を制御する。具体的には、ECU51は、「θ11=f1(t)」となるように切り替え弁11の開度を制御すると共に、「θ12=f1(t)」となるように切り替え弁12の開度を制御する。そして、処理はステップS105に進む。
In step S104, the
ステップS105では、ECU51は、切り替え弁11の開度θ11と切り替え弁12の開度θ12とが共に「90(deg)」となったか否かを判定する。つまり、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了したか否かを判定する。「θ11=θ12=90」である場合(ステップS105;Yes)、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
In step S105, the
これに対して、「θ11=θ12=90」でない場合(ステップS105;No)、処理はステップS106に進む。この場合には、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了していないため、ECU51は、切り替えフラグをオフに維持する(S106)。そして、処理は終了する。
On the other hand, when “θ11 = θ12 = 90” is not satisfied (step S105; No), the process proceeds to step S106. In this case, since the switching from the
以上説明した第1実施形態によれば、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
According to the first embodiment described above, it is possible to appropriately suppress the supercharging pressure step that can occur when switching from the
なお、上記では、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える場合に行う制御を示したが(図3及び図4参照)、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図3で示すような関数を逆に辿って、切り替え弁11、12の開度を制御することができる。これによっても、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、三方弁で構成された切り替え弁11、12の代わりに、二方弁で構成された切り替え弁を用いて、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替えを行う点で、第1実施形態と異なる。
In the above, the control performed when switching from the
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, switching between the
(装置構成)
図5は、第2実施形態における内燃機関の吸気制御装置102の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。なお、第1実施形態における内燃機関の吸気制御装置101(図1参照)と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Device configuration)
FIG. 5 shows a schematic configuration of the intake
内燃機関の吸気制御装置102は、切り替え弁11、12の代わりに切り替え弁14、15を有すると共に、ECU51の代わりにECU52を有する点で、内燃機関の吸気制御装置101と異なる。
The
切り替え弁14は、サージタンク4の上流側の第1吸気通路1a上に設けられている。切り替え弁15は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの下流側の合流位置近傍の、第2吸気通路1b上に設けられている。好適には、切り替え弁15は、可能な限りにおいて、インマニ6に近い位置に配置される。こうするのは、デッドボリュームを小さくして、インパルスチャージ効果を大きくするためである。
The switching
また、切り替え弁14、15は、二方弁として構成されている。基本的には、切り替え弁14が全開である場合には第1吸気通路1aに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁14が全閉である場合には第1吸気通路1aに吸気は流れない。加えて、基本的には、切り替え弁15が全開である場合には第2吸気通路1bに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁15が全閉である場合には第2吸気通路1bに吸気は流れない。更に、前述したように第1吸気通路1aは第2吸気通路1bよりも配管の内径が小さく構成されているため、切り替え弁14の全開開口面積(全開時における開口面積を意味する。以下同じ。)は切り替え弁15の全開開口面積よりも小さい。なお、切り替え弁14、15は、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ECU52から供給される制御信号S14、S15によって制御が行われる。
The switching
ECU52は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどを備え、内燃機関の吸気制御装置102内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ECU52は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替えるために、切り替え弁14、15に対する制御を行う。
The ECU 52 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and performs various controls on the components in the
(制御方法)
次に、第2実施形態において、吸気を流す通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第2実施形態でも、ECU52は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時に発生し得る過給圧段差が抑制されるように、切り替え弁14、15の開度を制御する。具体的には、ECU52は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、切り替え弁14の開口面積と切り替え弁15の開口面積との総和が、切り替え弁14の全開開口面積と略同一となるように、切り替え弁14、15に対する制御を行う。
(Control method)
Next, in the second embodiment, a control method that is performed when the passage for flowing the intake air is switched to one of the
図6を参照して、第2実施形態における切り替え弁14、15の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
With reference to FIG. 6, the control method of the switching
図6は、上に切り替え弁14の開度を示し、下に切り替え弁15の開度を示しており、それぞれ横軸に切り替え開始後の時間を示している(時刻t21は切り替え開始時の時刻を示している)。第2実施形態では、ECU52は、切り替え弁14の開口面積(以下、「S21」と表記する。)と切り替え弁15の開口面積(以下、「S22」と表記する。)との総和が、切り替え弁14の全開開口面積(以下、「S21max」と表記する。)と略同一となるように、切り替え弁14、15に対する制御を行う。つまり、「S21+S22=S21max」となるように、切り替え弁14、15に対する制御を行う。
FIG. 6 shows the opening degree of the switching
具体的には、ECU52は、図6中の関数f21に従って切り替え弁14の開度を制御(全開から全閉へ制御)すると共に、図6中の関数f22に従って切り替え弁15の開度を制御(全閉から全開へ制御)する。詳しくは、切り替え開始後の時間を「t」とした場合、ECU52は、「S21=f21(t)」となるように切り替え弁14の開度を制御すると共に、「S22=f22(t)」となるように切り替え弁15の開度を制御する。
Specifically, the ECU 52 controls the opening degree of the switching
このように制御した場合、時刻t22において切り替え弁14が全閉となる。この時刻t22において、切り替え弁15の開口面積S22は「S21max」となる。そして、この後の時刻t23において、切り替え弁15が全開となる。つまり、切り替え弁15の開口面積S22が「S22max」となる。
When controlled in this way, the switching
なお、図6で示す関数f21、f22は一例であり、このような関数f21、f22を用いることに限定はされない。第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、切り替え弁14、15の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
The functions f21 and f22 shown in FIG. 6 are examples, and the use of such functions f21 and f22 is not limited. When switching between the
次に、図7を参照して、第2実施形態において、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ECU52によって所定の周期で繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 7, the process performed when switching from the
ステップS201〜S203、S206の処理は、それぞれ、前述したステップS101〜S103、S106の処理と同様であるため(図4参照)、その説明を省略する。ここでは、ステップS204、S205における処理の説明を行う。 Since the processes of steps S201 to S203 and S206 are the same as the processes of steps S101 to S103 and S106 described above (see FIG. 4), description thereof will be omitted. Here, the processing in steps S204 and S205 will be described.
ステップS204では、ECU52は、図6に示すような関数f21に従って切り替え弁14の開度を制御すると共に、図6に示すような関数f22に従って切り替え弁15の開度を制御する。具体的には、ECU52は、「S21=f21(t)」となるように切り替え弁14の開度を制御すると共に、「S22=f22(t)」となるように切り替え弁15の開度を制御する。そして、処理はステップS205に進む。
In step S204, the ECU 52 controls the opening degree of the switching
ステップS205では、ECU52は、切り替え弁11の開口面積S21が「0」となっており、且つ、切り替え弁15の開口面積S22が「S21max」となっているか否かを判定する。つまり、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了したか否かを判定する。「S21=0」且つ「S22=S21max」である場合(ステップS205;Yes)、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
In step S205, the ECU 52 determines whether the opening area S21 of the switching
これに対して、「S21=0」且つ「S22=S21max」でない場合(ステップS205;No)、処理はステップS206に進む。この場合には、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了していないため、ECU52は、切り替えフラグをオフに維持する(S206)。そして、処理は終了する。
In contrast, if not "S21 = 0" and "S22 = S21 max" (step S205; No), the process proceeds to step S206. In this case, since the switching from the
以上説明した第2実施形態によっても、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
Also according to the second embodiment described above, it is possible to appropriately suppress the boost pressure level difference that can occur when switching from the
なお、上記では、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える場合に行う制御を示したが(図6及び図7参照)、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図6で示すような関数を逆に辿って、切り替え弁14、15の開度を制御することができる。これによっても、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、前述した切り替え弁11、12及び切り替え弁14、15の代わりに、インパルス弁(吸気制御弁)5及び二方弁で構成された切り替え弁を用いて、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替えを行う点で、第1及び第2実施形態と異なる。
In the above, the control performed when switching from the
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, instead of the switching
(装置構成)
図8は、第3実施形態における内燃機関の吸気制御装置103の概略構成を示す。図において、実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。なお、第1実施形態における内燃機関の吸気制御装置101(図1参照)と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Device configuration)
FIG. 8 shows a schematic configuration of the intake
内燃機関の吸気制御装置103は、切り替え弁11、12の代わりに切り替え弁17を有すると共に、ECU51の代わりにECU53を有する点で、内燃機関の吸気制御装置101と異なる。
The
切り替え弁17は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの下流側の合流位置近傍の、第2吸気通路1b上に設けられている。好適には、切り替え弁17は、可能な限りにおいて、インマニ6に近い位置に配置される。こうするのは、デッドボリュームを小さくして、インパルスチャージ効果を大きくするためである。
The switching
また、切り替え弁17は、二方弁として構成されている。基本的には、切り替え弁17が全開である場合は第2吸気通路1bに吸気が流れる傾向にあり、切り替え弁17が全閉である場合には第2吸気通路1bに吸気は流れない。加えて、基本的には、インパルス弁5が全開である場合は第1吸気通路1aに吸気が流れる傾向にあり、インパルス弁5が全閉である場合には第1吸気通路1aに吸気は流れない。更に、前述したように第1吸気通路1aは第2吸気通路1bよりも配管の内径が小さく構成されているため、切り替え弁17の全開開口面積はインパルス弁5の全開開口面積よりも大きい。なお、切り替え弁17は、図示しないアクチュエータを介して、ECU53から供給される制御信号S17によって制御が行われる。
The switching
ECU53は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどを備え、内燃機関の吸気制御装置103内の構成要素に対して種々の制御を行う。本実施形態では、ECU53は、本発明における制御手段として機能し、吸気が流れる通路を第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替えるために、インパルス弁5及び切り替え弁17に対する制御を行う。
The
(制御方法)
次に、第3実施形態において、吸気を流す通路を、第1吸気通路1a及び第2吸気通路1bのいずれか一方に切り替える際に行われる制御方法について説明する。第3実施形態でも、ECU53は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時に発生し得る過給圧段差が抑制されるように、インパルス弁5及び切り替え弁17の開度を制御する。具体的には、ECU53は、第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、インパルス弁5の開口面積と切り替え弁17の開口面積との総和が、インパルス弁5の全開開口面積と略同一となるように、インパルス弁5及び切り替え弁17に対する制御を行う。
(Control method)
Next, in the third embodiment, a control method that is performed when the passage for flowing the intake air is switched to one of the
図9を参照して、第3実施形態におけるインパルス弁5及び切り替え弁17の制御方法について具体的に説明する。ここでは、吸気を流す通路を、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる制御方法について説明する。
With reference to FIG. 9, the control method of the
図9は、上にインパルス弁5の開度を示し、下に切り替え弁17の開度を示しており、それぞれ横軸に切り替え開始後の時間を示している(時刻t31は切り替え開始時の時刻を示している)。第3実施形態では、まず、ECU53は、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える要求があった際に、インパルス弁5を全開に設定する。詳しくは、ECU53は、当該要求時において、インパルス弁5が全開でなかった場合に、インパルス弁5を全開に設定する。図9においては、時刻t32でインパルス弁5が全開となる。
FIG. 9 shows the opening degree of the
この後、ECU53は、インパルス弁5の開口面積(以下、「S31」と表記する。)と切り替え弁17の開口面積(以下、「S32」と表記する。)との総和が、インパルス弁5の全開開口面積(以下、「S31max」と表記する。)と略同一となるように、インパルス弁5及び切り替え弁17に対する制御を行う。つまり、「S31+S32=S31max」となるように、インパルス弁5及び切り替え弁17に対する制御を行う。
Thereafter, the
具体的には、ECU53は、図9中の関数f31に従ってインパルス弁5の開度を制御(全開から全閉へ制御)すると共に、図9中の関数f32に従って切り替え弁17の開度を制御(全閉から全開へ制御)する。詳しくは、切り替え開始後の時間を「t」とした場合、ECU53は、「S31=f31(t)」となるようにインパルス弁5の開度を制御すると共に、「S32=f32(t)」となるように切り替え弁17の開度を制御する。
Specifically, the
このように制御した場合、時刻t33においてインパルス弁5が全閉となる。この時刻t33において、切り替え弁17の開口面積S32は「S31max」となる。そして、この後の時刻t34において、切り替え弁17が全開となる。つまり、切り替え弁17の開口面積S32が「S32max」となる。
When controlled in this way, the
なお、図9で示す関数f31、f32は一例であり、このような関数f31、f32を用いることに限定はされない。第1吸気通路1aと第2吸気通路1bとの切り替え時において、インパルス弁5及び切り替え弁17の開度を制御する際に用いる関数は、過給圧段差が生じないように、車両ごとに適合などにより決定される。
The functions f31 and f32 shown in FIG. 9 are examples, and the use of such functions f31 and f32 is not limited. When switching between the
次に、図10を参照して、第3実施形態において、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に行われる処理について説明する。当該処理は、ECU53によって所定の周期で繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 10, the process performed when switching from the
ステップS301の処理は、前述したステップS101の処理と同様であるため(図4参照)、その説明を省略する。 Since the process of step S301 is the same as the process of step S101 described above (see FIG. 4), description thereof is omitted.
ステップS302では、ECU53は、インパルス弁5が全開であるか否かを判定する。インパルス弁5が全開である場合(ステップS302;Yes)、処理はステップS304に進む。これに対して、インパルス弁5が全開でない場合(ステップS302;No)、処理はステップS303に進む。この場合、ECU53は、インパルス弁5を全開にする制御を行う(ステップS303)。そして、処理は終了する。
In step S302, the
ステップS304、S305の処理は、それぞれ、前述したステップS102、S103の処理と同様であるため(図4参照)、その説明を省略する。 Since the processing of steps S304 and S305 is the same as the processing of steps S102 and S103 described above (see FIG. 4), the description thereof is omitted.
ステップS306では、ECU53は、図9に示すような関数f31に従ってインパルス弁5の開度を制御すると共に、図9に示すような関数f32に従って切り替え弁17の開度を制御する。具体的には、ECU53は、「S31=f31(t)」となるようにインパルス弁5の開度を制御すると共に、「S32=f32(t)」となるように切り替え弁17の開度を制御する。そして、処理はステップS307に進む。
In step S306, the
ステップS307では、ECU53は、インパルス弁5の開口面積S31が「0」となっており、且つ、切り替え弁17の開口面積S32が「S31max」となっているか否かを判定する。つまり、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了したか否かを判定する。「S31=0」且つ「S32=S31max」である場合(ステップS307;Yes)、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了しているため、処理は終了する。
In step S307, the
これに対して、「S31=0」且つ「S32=S31max」でない場合(ステップS307;No)、処理はステップS308に進む。この場合には、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへの切り替えが完了していないため、ECU53は、切り替えフラグをオフに維持する(S308)。そして、処理は終了する。
On the other hand, when “S31 = 0” and “S32 = S31 max ” are not satisfied (step S307; No), the process proceeds to step S308. In this case, since the switching from the
以上説明した第3実施形態によっても、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
Also according to the third embodiment described above, it is possible to appropriately suppress the boost pressure level difference that can occur when switching from the
なお、上記では、第1吸気通路1aから第2吸気通路1bへ切り替える場合に行う制御を示したが(図9及び図10参照)、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える場合にも同様の制御を行うことができる。例えば、図9で示すような関数を逆に辿って、インパルス弁5及び切り替え弁17の開度を制御することができる。これによっても、第2吸気通路1bから第1吸気通路1aへ切り替える際に発生し得る過給圧段差を適切に抑制することができる。
In the above description, the control performed when switching from the
1 吸気通路
1a 第1吸気通路
1b 第2吸気通路
2 ターボチャージャ
3 インタークーラ
4 サージタンク
5 インパルス弁
6 インテークマニホールド
7 エンジン
8 エキゾーストマニホールド
9 排気通路
11、12、14、15、17 切り替え弁
51、52、53 ECU
101、102、103 内燃機関の吸気制御装置
DESCRIPTION OF
101, 102, 103 Intake control device for internal combustion engine
Claims (2)
前記2系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、
前記2系統の吸気通路における上流側の合流位置及び下流側の合流位置にそれぞれ設けられた第1切り替え弁及び第2切り替え弁と、
吸気を流す通路を、前記2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記第1切り替え弁と前記第2切り替え弁との時間的な開度変化が略同一となるように、当該第1切り替え弁及び当該第2切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 Two intake passages provided on the intake passage from the turbocharger to the cylinder of the internal combustion engine;
An intake control valve provided on any one of the two intake passages;
A first switching valve and a second switching valve respectively provided at an upstream merging position and a downstream merging position in the two systems of intake passages;
When the passage for intake air is switched to one of the two intake passages, the temporal change in opening of the first switching valve and the second switching valve is substantially the same. And an intake control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the first switching valve and the second switching valve.
前記2系統の吸気通路のいずれか一方の通路上に設けられた吸気制御弁と、
前記2系統の吸気通路における下流側の合流位置付近であって、前記2系統の吸気通路において前記吸気制御弁が設けられた通路とは異なる通路上に設けられた切り替え弁と、
吸気を流す通路を、前記2系統の吸気通路のうちのいずれか一方の通路に切り替える際に、前記吸気制御弁の開口面積と前記切り替え弁の開口面積との総和が、前記吸気制御弁の全開時における開口面積と略同一となるように、当該吸気制御弁及び当該切り替え弁に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 Two intake passages provided on the intake passage from the turbocharger to the cylinder of the internal combustion engine;
An intake control valve provided on any one of the two intake passages;
A switching valve provided in a vicinity of a downstream merging position in the two intake passages and provided on a passage different from the passage provided with the intake control valve in the two intake passages;
When the passage for intake air is switched to one of the two passages of the two systems, the sum of the opening area of the intake control valve and the opening area of the switching valve is the total opening of the intake control valve. And an intake control device for controlling the intake control valve and the switching valve so as to be substantially the same as the opening area at the time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009030242A JP2010185375A (en) | 2009-02-12 | 2009-02-12 | Intake control device of internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110242452A (en) * | 2019-06-21 | 2019-09-17 | 同济大学 | A kind of petrol engine intake system and air input control method |
-
2009
- 2009-02-12 JP JP2009030242A patent/JP2010185375A/en active Pending
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