JP2016153621A - 過給エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態のエンジンシステムの全体構成について説明するための図である。図1に示されるように本実施の形態のエンジンシステムは、過給エンジン1及び制御装置50を備えている。過給エンジン1は、左バンク10Lと右バンク10Rとを有し、各バンク10L、10Rに3つずつ気筒が配置されたV型6気筒エンジンである。左バンク10Lに配置された第2気筒#2、第4気筒#4、及び、第6気筒#6は第1の気筒群を構成し、右バンク10Rに配置された第1気筒#1、第3気筒#3、及び、第5気筒#5は第2の気筒群を構成している。以下の実施の形態の説明において、左バンク10Lと第1の気筒群とは同義であり、右バンク10Rと第2の気筒群とは同義であるとする。また、以下の実施の形態の説明において、左バンク10Lと右バンク10Rのそれぞれに対応して設けられた同一の部品及び部材には、それぞれ同一の数字の後に“L”又は“R”の文字を付して表す。
2−1.減筒運転
制御装置50が実行する制御プログラムには、減筒運転のための制御プログラムが含まれる。過給エンジン1の減筒運転は、可変バルブリフト装置31、32、33によって吸気バルブを閉状態で停止させるとともに左バンク10Lの燃料噴射と点火を停止させ、左バンク10Lの3つの気筒を休止させることで達成させる。これにより過給エンジン1の稼動気筒数は6気筒から3気筒へ減らされる。図2は、減筒運転の燃費効果を示す図である。図2に示すように、減筒運転によって稼動気筒数を6気筒から3気筒へ減らすことにより、等トルクを得るために必要な1気筒あたりの充填効率は大きくなる。充填効率が大きくなれば、稼動気筒のポンプ損失は減少し、エンジン全体の熱効率は向上する。結果、減筒運転を行うことによって燃費は向上する。減筒運転が行われる運転域は、負荷トルクとエンジン回転速度とをパラメータとするマップにおいて定められている。
図3は、制御装置50により実行される逆流抑制制御のルーチンを示すフローチャートである。フローチャートに示された逆流抑制制御のルーチンは、制御装置50のクロック数に対応する所定の制御周期で繰り返し実行される。
3−1.過給エンジンの運転域の設定
図4及び図6は、過給エンジン1の運転域の設定を示す図である。過給エンジン1の運転は、負荷トルクとエンジン回転速度とを軸とする2次元平面上に設定された運転域にしたがって行われる。図4及び図6に示す例では、低中負荷域は減筒運転による3気筒運転が行われる運転域(3気筒運転領域)とされている。高負荷域は全気筒を稼動させる6気筒運転が行われる運転域(6気筒運転領域)とされている。さらに、3気筒運転領域は、コンプレッサ7Rによる過給が行われる過給域と、過給が行われないNA域(自然吸気域)とに分けられる。
過給エンジン1が6気筒運転領域で運転されている場合において、運転者からの減速要求によって過給エンジン1の対する負荷トルクが低下したとき、図4に矢印で示すように、過給エンジン1の目標動作点が6気筒運転領域から3気筒過給運転領域へ移動する場合がある。この場合の過給エンジン1の動作をタイムチャートで表したものが図5である。
過給エンジン1が3気筒NA運転領域で運転されている場合において、運転者からの加速要求によって過給エンジン1の対する負荷トルクが増大したとき、図6に矢印で示すように、過給エンジン1の目標動作点が3気筒NA運転領域から3気筒過給運転領域へ移動する場合がある。この場合の過給エンジン1の動作をタイムチャートで表したものが図7である。
上述の実施の形態においては、制御装置50が図3に示す逆流抑制制御のルーチンを実行することによって、本発明に係る「スロットル操作手段」及び「圧力制御手段」が実現される。特に、ステップS4の処理は「スロットル操作手段」の機能に相当し、ステップS6移行の処理は「圧力制御手段」の機能に相当する。
2L、2R 吸気通路
5L、5R スロットル
7L、7R コンプレッサ
4 サージタンク(共用吸気通路)
10L 左バンク
10R 右バンク
12L、12R 排気通路
13L、13R タービン
16L、16R ウエストゲートバルブ
17L、17R ブローバイガス通路
20L、20R エアフローメータ
21L、21R、22 圧力センサ
31、32、33 可変バルブリフト機構
50 制御装置
#1、#2、#3、#4、#5、#6 気筒
Claims (5)
- 複数の気筒群に群分けされる複数の気筒と、
互いに独立して設けられた、前記複数の気筒群と同数の複数の吸気通路と、
前記複数の気筒群と1対1で設けられた複数の排気通路と、
前記複数の吸気通路のそれぞれに設けられた複数のコンプレッサと、
前記複数の排気通路のそれぞれに設けられた、前記複数のコンプレッサと1対1で連結される複数のタービンと、
前記複数の吸気通路のそれぞれに設けられた、前記コンプレッサの下流に位置する複数のスロットルと、
前記複数のスロットルの下流において前記複数の吸気通路が集合してなり、前記複数の気筒群の間で共用される共用吸気通路と、を備え、
前記複数の気筒群のうちの一部の気筒群への燃料噴射を停止するとともに、前記一部の気筒群の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を閉状態で停止する減筒運転を実行可能に構成された過給エンジンの制御装置において、
前記減筒運転が実行されている場合、減筒対象とされた特定気筒群の排出ガスが流れる特定排気通路に設けられた特定タービンにより駆動される特定コンプレッサの下流に位置する特定スロットルを全閉に操作するスロットル操作手段と、
前記減筒運転が実行されている場合であって、前記特定スロットルの上流の圧力が前記特定スロットルの下流の圧力未満の場合は、前記特定気筒群を構成する少なくとも1つの気筒を前記特定気筒群以外の気筒群を構成する気筒よりも少ない燃料噴射量で稼働させることにより前記特定タービンに与える排気エネルギを増大させ、それにより前記特定コンプレッサの回転速度を上昇させることによって、前記特定スロットルの上流の圧力を前記特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに制御する圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする過給エンジンの制御装置。 - 前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの上流の圧力を前記特定スロットルの下流の圧力と略同じ大きさに制御することを特徴とする請求項1に記載の過給エンジンの制御装置。
- 前記過給エンジンは、前記特定排気通路に設けられた、前記特定タービンに与える排気エネルギを調整するアクチュエータを備え、
前記圧力制御手段は、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも1つの気筒を稼働させる場合、前記特定タービンに与えられる排気エネルギが最大になるように前記アクチュエータを操作するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の過給エンジンの制御装置。 - 前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの上流の圧力の計測値と、前記特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに設定された目標値との差に応じて、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも1つの気筒の燃料噴射量を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の過給エンジンの制御装置。
- 前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの下流の圧力が大気圧以上の場合、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも1つの気筒を稼働させ、前記特定スロットルの下流の圧力が大気圧より小さい場合、前記特定気筒群を構成する全ての気筒の稼働の休止を維持するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の過給エンジンの制御装置。
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