JP2017066939A - Control method of internal combustion engine and control device of internal combustion engine - Google Patents

Control method of internal combustion engine and control device of internal combustion engine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of an internal combustion engine and a control device of the internal combustion engine capable of lowering turbine upstream-side pressure/turbine downstream-side pressure to a prescribed pressure ratio or less even in sudden acceleration of the internal combustion engine.SOLUTION: A control method of an internal combustion engine has a stepping amount prediction step (S115) for predicting an accelerator pedal stepping amount, an exhaust gas flow rate prediction step (S120) for predicting an exhaust gas flow rate on the basis of the accelerator pedal stepping amount and an operation state, a target opening prediction step (S125) for predicting a variable nozzle target opening on the basis of the exhaust gas flow rate and the operation state, an actual opening prediction step (S130) for predicting a variable nozzle actual opening on the basis of a variable nozzle follow-up time memorized in memorizing means, a present opening of a variable nozzle, and a variable nozzle target opening, and an exhaust gas flow rate reduction step (S145-S155) for forcibly and temporarily reducing the flow rate of the exhaust gas when delay in following-up of the variable nozzle actual opening to the variable nozzle target opening, is determined.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、タービンへの排気ガスの流速を制御可能な可変ノズルを有するターボ過給機を備えた内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control method for an internal combustion engine including a turbocharger having a variable nozzle capable of controlling a flow rate of exhaust gas to a turbine, and a control device for the internal combustion engine.

近年では、可変ノズルを有するターボ過給機を備えた内燃機関が広く普及している。このような内燃機関では、可変ノズルの開度を制御することで、内燃機関の回転数が低い場合であっても適切な過給圧を得ることが可能であり、内燃機関の出力特性を向上させることができる。なお、ターボ過給機を備えた内燃機関を非常に高負荷・高回転で運転すると、ターボ過給機のタービンの寿命が短くなる場合がある。内燃機関を非常に高負荷・高回転で運転した場合に発生するタービンの前後の大きな圧力差と、内燃機関の爆発工程毎に発生する排気の脈動と、によってタービンの前後に応力が発生するためである。所定応力以上の応力を長時間受け続けるとタービンの寿命が短くなる場合がある。これを回避するためには、タービンの前後の圧力比(タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力)が所定圧力比以下となるように制御すればよいことが知られている。   In recent years, an internal combustion engine equipped with a turbocharger having a variable nozzle has been widely used. In such an internal combustion engine, by controlling the opening of the variable nozzle, it is possible to obtain an appropriate boost pressure even when the rotational speed of the internal combustion engine is low, and improve the output characteristics of the internal combustion engine. Can be made. When an internal combustion engine equipped with a turbocharger is operated at a very high load and high rotation, the life of the turbocharger turbine may be shortened. Stress is generated before and after the turbine due to the large pressure difference before and after the turbine that occurs when the internal combustion engine is operated at very high load and high rotation, and the exhaust pulsation that occurs during each explosion process of the internal combustion engine It is. If a stress exceeding a predetermined stress is continuously applied for a long time, the life of the turbine may be shortened. In order to avoid this, it is known that the pressure ratio before and after the turbine (pressure on the upstream side of the turbine / pressure on the downstream side of the turbine) may be controlled to be equal to or less than a predetermined pressure ratio.

そこで、特許文献1では、噴射量と内燃機関回転数から燃料流量を算出し、燃料流量と吸入空気流量と大気圧からタービン上流側の圧力である上流側圧力を算出し、燃料流量と吸入空気流量と噴射量からタービン上流側の温度である上流側温度を算出している。そして、燃料流量と吸入空気流量と上流側圧力と上流側温度とに基づいて、タービン流量を算出し、算出したタービン流量と、圧力比・タービン流量特性とに基づいて可変ノズルの開度量の上限閾値を算出し、当該上限閾値以下の開度となるように可変ノズルの開度を制御している。この制御により、タービン上流側及びタービン下流側に圧力センサを設けることなく、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。   Therefore, in Patent Document 1, the fuel flow rate is calculated from the injection amount and the internal combustion engine speed, the upstream pressure that is the pressure upstream of the turbine is calculated from the fuel flow rate, the intake air flow rate, and the atmospheric pressure, and the fuel flow rate and the intake air are calculated. The upstream temperature, which is the temperature upstream of the turbine, is calculated from the flow rate and the injection amount. The turbine flow rate is calculated based on the fuel flow rate, the intake air flow rate, the upstream pressure, and the upstream temperature, and the upper limit of the opening amount of the variable nozzle based on the calculated turbine flow rate and the pressure ratio / turbine flow rate characteristics. A threshold is calculated, and the opening of the variable nozzle is controlled so that the opening is less than or equal to the upper threshold. By this control, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine can be set to a predetermined pressure ratio or less without providing pressure sensors on the upstream side and the downstream side of the turbine.

特開2014−043829号公報JP 2014-043829 A

特許文献1に記載された内燃機関の制御方法では、内燃機関の種々の運転状態において、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。しかし、内燃機関の減速中から急加速する運転状態では、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、短時間ではあるが一時的に所定の圧力比以下に抑え込むことができない可能性がある。   In the control method for an internal combustion engine described in Patent Document 1, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine can be set to a predetermined pressure ratio or less in various operating states of the internal combustion engine. However, in an operating state where the internal combustion engine is decelerating rapidly during deceleration, there is a possibility that the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine cannot be temporarily suppressed below a predetermined pressure ratio for a short time. .

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の急加速時であっても、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることが可能な内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention was devised in view of such points, and even when the internal combustion engine is suddenly accelerated, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine is set to a predetermined pressure ratio or less. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control apparatus that are capable of performing the above.

上記課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置は次の手段をとる。まず、本発明の第1の発明は、ターボ過給機のタービンへの排気ガスの流速を調整可能な可変ノズルを制御する内燃機関の制御方法であって、運転者からの加速要求を検出してアクセルペダル踏込量を予測する踏込量予測ステップと、予測した前記アクセルペダル踏込量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて前記内燃機関からの排気ガス流量を予測する排気ガス流量予測ステップと、予測した前記排気ガス流量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて可変ノズル目標開度を予測する目標開度予測ステップと、予め記憶手段に記憶されている可変ノズル追従時間と、前記可変ノズルの現在の開度と、前記可変ノズル目標開度と、に基づいて、前記可変ノズルの実際の開度である可変ノズル実開度を予測する実開度予測ステップと、予測した前記可変ノズル目標開度に対して、予測した前記可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合、強制的に前記内燃機関からの排気ガスの流量を一時的に減少させる排気ガス流量減少ステップと、を有する。   In order to solve the above problems, an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control apparatus according to the present invention employ the following means. A first aspect of the present invention is a control method for an internal combustion engine that controls a variable nozzle capable of adjusting a flow rate of exhaust gas to a turbine of a turbocharger, and detects an acceleration request from a driver. A depression amount prediction step for predicting an accelerator pedal depression amount, an exhaust gas flow rate prediction step for predicting an exhaust gas flow rate from the internal combustion engine based on the predicted accelerator pedal depression amount and an operating state of the internal combustion engine, A target opening prediction step for predicting a variable nozzle target opening based on the predicted exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine; a variable nozzle follow-up time stored in advance in storage means; An actual opening prediction step for predicting a variable nozzle actual opening that is an actual opening of the variable nozzle based on the current opening and the variable nozzle target opening; An exhaust gas flow rate reducing step for forcibly reducing the flow rate of exhaust gas from the internal combustion engine when it is determined that the follow-up of the predicted actual variable nozzle opening is delayed with respect to the variable nozzle target opening; Have.

この第1の発明によれば、(急)加速要求に応じて予測した可変ノズル目標開度に対して、実際の可変ノズルの機械的な応答時間を考慮して予測した可変ノズル実開度が、遅れることなく追従できるか否かを予測する。そして可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合は、排気ガスの流量を一時的に減少させることで、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。従って、内燃機関の急加速時であっても、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。   According to the first aspect of the present invention, the variable nozzle actual opening estimated in consideration of the mechanical response time of the actual variable nozzle with respect to the variable nozzle target opening predicted according to the (rapid) acceleration request is Predict whether or not you can follow without delay. If it is determined that the follow-up of the actual variable nozzle opening is delayed, the flow rate of the exhaust gas is temporarily reduced so that the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine is less than or equal to a predetermined pressure ratio. Can do. Accordingly, even during the rapid acceleration of the internal combustion engine, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine can be set to a predetermined pressure ratio or less.

次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御方法であって、前記内燃機関の吸気経路には、前記内燃機関への吸気量を調整可能な電子スロットル装置が設けられており、前記排気ガス流量減少ステップにて、前記電子スロットル装置を一時的に絞り側に制御することで、強制的に前記排気ガスの流量を一時的に減少させる。   Next, a second invention of the present invention is a control method for an internal combustion engine according to the first invention, wherein an electronic throttle capable of adjusting an intake air amount to the internal combustion engine is provided in an intake path of the internal combustion engine. A device is provided, and in the exhaust gas flow rate reduction step, the electronic throttle device is temporarily controlled to the throttle side to forcibly reduce the exhaust gas flow rate temporarily.

第2の発明によれば、排気ガス流量減少ステップにて、電子スロットル装置を一時的に絞り側に制御することで、排気ガスの流量を一時的に減少させる。これにより、応答性よく、排気ガスの流量を一時的に減少させることができるので、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。   According to the second invention, in the exhaust gas flow rate reduction step, the flow rate of the exhaust gas is temporarily reduced by temporarily controlling the electronic throttle device to the throttle side. Thereby, since the flow rate of the exhaust gas can be temporarily reduced with good responsiveness, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine can be set to a predetermined pressure ratio or less.

次に、本発明の第3の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御方法であって、前記内燃機関には、前記内燃機関に供給する燃料を噴射するインジェクタが設けられており、前記排気ガス流量減少ステップにて、前記インジェクタから噴射する燃料の量を一時的に減量することで、強制的に前記排気ガスの流量を一時的に減少させる。   Next, a third invention of the present invention is a method for controlling an internal combustion engine according to the first invention, wherein the internal combustion engine is provided with an injector for injecting fuel to be supplied to the internal combustion engine. In the exhaust gas flow rate reduction step, the flow rate of the exhaust gas is forcibly reduced temporarily by temporarily reducing the amount of fuel injected from the injector.

第3の発明によれば、排気ガス流量減少ステップにて、インジェクタから噴射する燃料の量を一時的に減量することで、排気ガスの流量を一時的に減少させる。これにより、応答性よく、排気ガスの流量を一時的に減少させることができるので、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることができる。   According to the third invention, in the exhaust gas flow rate reduction step, the flow rate of the exhaust gas is temporarily reduced by temporarily reducing the amount of fuel injected from the injector. Thereby, since the flow rate of the exhaust gas can be temporarily reduced with good responsiveness, the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine can be set to a predetermined pressure ratio or less.

次に、本発明の第4の発明は、ターボ過給機のタービンへの排気ガスの流速を調整可能な可変ノズルを制御する内燃機関の制御装置であって、運転者からの加速要求を検出してアクセルペダル踏込量を予測する踏込量予測手段と、予測した前記アクセルペダル踏込量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて前記内燃機関からの排気ガス流量を予測する排気ガス流量予測手段と、予測した前記排気ガス流量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて可変ノズル目標開度を予測する目標開度予測手段と、予め記憶手段に記憶されている可変ノズル応答時間と、前記可変ノズルの現在の開度と、前記可変ノズル目標開度と、に基づいて、現在から所定時間経過後における前記可変ノズルの実際の開度である可変ノズル実開度を予測する実開度予測手段と、予測した前記可変ノズル目標開度に対して、予測した前記可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合、強制的に前記内燃機関からの排気ガスの流量を一時的に減少させる排気ガス流量減少手段と、を備えている。   Next, a fourth aspect of the present invention is an internal combustion engine control device that controls a variable nozzle capable of adjusting a flow rate of exhaust gas to a turbine of a turbocharger, and detects an acceleration request from a driver. A depression amount prediction means for predicting an accelerator pedal depression amount, and an exhaust gas flow rate prediction means for predicting an exhaust gas flow rate from the internal combustion engine based on the predicted depression amount of the accelerator pedal and an operating state of the internal combustion engine; Target opening prediction means for predicting a variable nozzle target opening based on the predicted exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine; variable nozzle response time stored in advance in storage means; and the variable nozzle Based on the current opening and the variable nozzle target opening, an actual opening prediction means for predicting a variable nozzle actual opening that is an actual opening of the variable nozzle after a predetermined time has elapsed since the present Exhaust gas that temporarily decreases the flow rate of the exhaust gas from the internal combustion engine when it is determined that the follow-up of the predicted variable nozzle actual opening is delayed with respect to the predicted variable nozzle target opening And a flow rate reducing means.

第4の発明によれば、内燃機関の急加速時であっても、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力を、所定の圧力比以下とすることが可能な内燃機関の制御装置を提供することができる。   According to the fourth aspect of the invention, there is provided a control device for an internal combustion engine that can reduce the pressure on the upstream side of the turbine / the pressure on the downstream side of the turbine to a predetermined pressure ratio or less even during sudden acceleration of the internal combustion engine. can do.

本発明の内燃機関の制御方法を適用した内燃機関の概略構成を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure of the internal combustion engine to which the control method of the internal combustion engine of the present invention is applied. 内燃機関の制御装置の入出力、及び当該制御装置の構成の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the input / output of the control apparatus of an internal combustion engine, and the structure of the said control apparatus. 内燃機関の制御装置の処理手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process sequence of the control apparatus of an internal combustion engine. フローチャートの処理手順の説明における、予測したアクセルペダル踏込量、予測した排気ガス流量、予測した可変ノズル目標開度、予測した可変ノズル実開度、排気ガス流量を一時的に減少させる様子(電子スロットル装置のスロットル目標開度)の例を説明するタイムチャートである。In the explanation of the processing procedure of the flowchart, the predicted accelerator pedal depression amount, the predicted exhaust gas flow rate, the predicted variable nozzle target opening, the predicted variable nozzle actual opening, and the state of temporarily reducing the exhaust gas flow rate (electronic throttle It is a time chart explaining the example of the throttle target opening degree of an apparatus.

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●[制御対象の内燃機関の概略構成(図1)]
まず図1を用いて、制御対象の内燃機関の概略構成について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、4気筒のエンジン10(例えばディーゼルエンジン)を用いて説明する。エンジン10には、エンジン10の各気筒45A〜45Dへの吸入空気を導入する吸気管11が接続されている。またエンジン10には、各気筒45A〜45Dからの排気ガスが吐出される排気管12が接続されている。各気筒45A〜45Dには、燃料配管42A〜42Dを介してコモンレール41に接続されたインジェクタ43A〜43Dが設けられている。また吸気管11の吸気経路にはターボ過給機30のコンプレッサ35が設けられており、排気管12の排気経路にはターボ過給機30のタービン36が設けられている。制御装置50は、少なくとも、制御手段51、記憶手段53を有している。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing.
● [Schematic configuration of the internal combustion engine to be controlled (Fig. 1)]
First, a schematic configuration of an internal combustion engine to be controlled will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, a description will be given using a four-cylinder engine 10 (for example, a diesel engine) as an example of an internal combustion engine. The engine 10 is connected to an intake pipe 11 that introduces intake air into the cylinders 45 </ b> A to 45 </ b> D of the engine 10. The engine 10 is connected to an exhaust pipe 12 through which exhaust gas from each of the cylinders 45A to 45D is discharged. The cylinders 45A to 45D are provided with injectors 43A to 43D connected to the common rail 41 via fuel pipes 42A to 42D. A compressor 35 of the turbocharger 30 is provided in the intake path of the intake pipe 11, and a turbine 36 of the turbocharger 30 is provided in the exhaust path of the exhaust pipe 12. The control device 50 includes at least a control unit 51 and a storage unit 53.

流量検出手段21は、例えば吸入空気の流量を検出可能な流量センサであり、吸気通路11Aに設けられている。制御手段51は、流量検出手段21からの検出信号に基づいて、エンジン10が吸入した吸入空気の流量である吸入空気流量を検出することが可能である。   The flow rate detection means 21 is a flow rate sensor capable of detecting the flow rate of intake air, for example, and is provided in the intake passage 11A. The control means 51 can detect the intake air flow rate that is the flow rate of the intake air taken in by the engine 10 based on the detection signal from the flow rate detection means 21.

回転検出手段22は、例えば内燃機関の回転数(例えばクランク軸の回転数)や回転角度(例えば各気筒の圧縮上死点タイミング)等を検出可能な回転角度センサであり、エンジン10に設けられている。制御手段51は、回転検出手段22からの検出信号に基づいて、エンジン10の回転数や回転角度等を検出することが可能である。   The rotation detection means 22 is a rotation angle sensor that can detect, for example, the rotation speed of the internal combustion engine (for example, the rotation speed of the crankshaft), the rotation angle (for example, the compression top dead center timing of each cylinder), and the like. ing. The control unit 51 can detect the rotation speed, rotation angle, and the like of the engine 10 based on the detection signal from the rotation detection unit 22.

大気圧検出手段23は、例えば大気圧センサであり、制御装置50に設けられている。制御手段51は、大気圧検出手段23からの検出信号に基づいて、大気圧を検出することが可能である。   The atmospheric pressure detection means 23 is an atmospheric pressure sensor, for example, and is provided in the control device 50. The control means 51 can detect the atmospheric pressure based on the detection signal from the atmospheric pressure detection means 23.

過給圧検出手段24は、例えば圧力センサであり、吸気管11に設けられている。制御手段51は、過給圧検出手段24からの検出信号に基づいて、コンプレッサ35にて過給された吸入空気の圧力を検出可能である。   The supercharging pressure detection means 24 is a pressure sensor, for example, and is provided in the intake pipe 11. The control means 51 can detect the pressure of the intake air supercharged by the compressor 35 based on the detection signal from the supercharging pressure detection means 24.

アクセルペダル踏込量検出手段25は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御手段51は、アクセルペダル踏込量検出手段25からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。   The accelerator pedal depression amount detection means 25 is an accelerator pedal depression angle sensor, for example, and is provided on the accelerator pedal. The control means 51 can detect the amount of depression of the accelerator pedal by the driver based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means 25.

ターボ過給機30は、コンプレッサインペラ35Aを有するコンプレッサ35と、タービンインペラ36Aを有するタービン36とを備えている。タービン36には、タービンインペラ36Aへの排気ガスの流速を制御可能な可変ノズル33が設けられており、可変ノズル33は、駆動手段31によって開度が調整される。制御手段51は、駆動手段31に制御信号を出力して可変ノズル33の開度を調整可能であり、開度検出手段32(例えば、ノズル開度センサ)からの検出信号に基づいて、可変ノズル33の開度を検出することが可能である。   The turbocharger 30 includes a compressor 35 having a compressor impeller 35A and a turbine 36 having a turbine impeller 36A. The turbine 36 is provided with a variable nozzle 33 capable of controlling the flow rate of the exhaust gas to the turbine impeller 36 </ b> A, and the opening degree of the variable nozzle 33 is adjusted by the driving means 31. The control means 51 can output a control signal to the drive means 31 to adjust the opening of the variable nozzle 33, and based on the detection signal from the opening detection means 32 (for example, a nozzle opening sensor), the variable nozzle It is possible to detect the opening of 33.

コンプレッサ35には、吸気通路11Aと吸気管11が接続されている。そしてコンプレッサ35は、吸気通路11Aから吸入空気を吸入してコンプレッサインペラ35Aにて圧縮し、圧縮した吸入空気を吸気管11に吐出することで過給する。タービン36には、排気通路12Aと排気管12が接続されている。排気管12からの高温高圧の排気ガスは、タービン36に導入されてタービンインペラ36A(及びコンプレッサインペラ35A)を回転駆動して排気通路12Aへと吐出される。   An intake passage 11 </ b> A and an intake pipe 11 are connected to the compressor 35. The compressor 35 sucks intake air from the intake passage 11 </ b> A, compresses it with the compressor impeller 35 </ b> A, and supercharges it by discharging the compressed intake air to the intake pipe 11. An exhaust passage 12 </ b> A and the exhaust pipe 12 are connected to the turbine 36. The high-temperature and high-pressure exhaust gas from the exhaust pipe 12 is introduced into the turbine 36, and the turbine impeller 36A (and the compressor impeller 35A) is rotationally driven to be discharged into the exhaust passage 12A.

EGR通路13は、排気管12と吸気管11とを連通し、排気管12内の排気を吸気管11に還流させることが可能である。EGR弁14は、EGR通路13に配設されており、制御手段51からの制御信号に基づいて、EGR通路13の開度を調整する。   The EGR passage 13 allows the exhaust pipe 12 and the intake pipe 11 to communicate with each other and allows the exhaust gas in the exhaust pipe 12 to recirculate to the intake pipe 11. The EGR valve 14 is disposed in the EGR passage 13 and adjusts the opening degree of the EGR passage 13 based on a control signal from the control means 51.

コモンレール41には燃料タンク(図示省略)から燃料が供給され、コモンレール41内の燃料は高圧に維持されて燃料配管42A〜42Dを介してインジェクタ43A〜43Dのそれぞれに供給されている。インジェクタ43A〜43Dは、各気筒45A〜45Dに対応させて設けられており、制御手段51からの制御信号によって各気筒内に所定のタイミングで所定量の燃料を噴射する。   Fuel is supplied to the common rail 41 from a fuel tank (not shown), and the fuel in the common rail 41 is maintained at a high pressure and supplied to each of the injectors 43A to 43D via the fuel pipes 42A to 42D. The injectors 43A to 43D are provided corresponding to the respective cylinders 45A to 45D, and inject a predetermined amount of fuel into each cylinder at a predetermined timing by a control signal from the control means 51.

電子スロットル装置47は、吸気管11(吸気経路)に設けられており、制御手段51からの制御信号に基づいて吸気管11の開度を調整し、吸気流量を調整する。制御手段51は、電子スロットル装置47に制御信号を出力して吸気管11の開度を調整可能であり、スロットル開度検出手段47S(例えば、スロットル開度センサ)からの検出信号に基づいて、電子スロットル装置47の開度を検出することが可能である。   The electronic throttle device 47 is provided in the intake pipe 11 (intake path), and adjusts the opening of the intake pipe 11 based on a control signal from the control means 51 to adjust the intake flow rate. The control means 51 can adjust the opening of the intake pipe 11 by outputting a control signal to the electronic throttle device 47, and based on the detection signal from the throttle opening detection means 47S (for example, a throttle opening sensor), The opening degree of the electronic throttle device 47 can be detected.

制御手段51は、例えばCPU(中央処理ユニット)であり、図2に示すように、上述した各種の検出手段等からの検出信号が入力されて、エンジン10の運転状態を検出し、インジェクタ43A〜43D、EGR弁14、電子スロットル装置47を駆動する制御信号を出力する。また制御手段51は、自身がインジェクタ43A〜43Dに出力した制御信号(噴射指令信号)によって、各気筒45A〜45Dに供給した燃料量を検出することが可能である。また制御手段51への入力、及び制御手段51からの出力は、図1及び図2の例に限定されるものではない。例えば制御手段51は、内燃機関の動力を車輪に伝達する変速機の動作状態に関する情報が入力され、当該変速機のギア段(1速、2速、3速等)を検出することも可能である。なお図2中における符号51A〜51Eの各手段の説明については後述する。   The control means 51 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), and as shown in FIG. 2, detection signals from the various detection means described above are input to detect the operating state of the engine 10 and injectors 43A to 43A. 43D, the EGR valve 14 and the control signal for driving the electronic throttle device 47 are output. The control means 51 can detect the amount of fuel supplied to each of the cylinders 45A to 45D based on a control signal (injection command signal) output to the injectors 43A to 43D. Moreover, the input to the control means 51 and the output from the control means 51 are not limited to the example of FIG.1 and FIG.2. For example, the control means 51 can receive information on the operating state of the transmission that transmits the power of the internal combustion engine to the wheels, and can detect the gear stage (first speed, second speed, third speed, etc.) of the transmission. is there. In addition, description of each means of code | symbol 51A-51E in FIG. 2 is mentioned later.

記憶手段53は、例えばFlash−ROM等の記憶装置であり、後述する処理手順を実行するためのプログラムや、可変ノズル追従時間等が記憶されている。   The storage means 53 is a storage device such as a Flash-ROM, for example, and stores a program for executing a processing procedure described later, a variable nozzle tracking time, and the like.

●[制御手段51の処理手順(図3)]
内燃機関を非常に高負荷・高回転で運転すると、タービンインペラ36Aの前後に大きな圧力差が発生する。また、内燃機関の爆発工程毎には排気の脈動が発生する。この圧力差と排気脈動によって、タービンインペラ36Aの前後に応力が発生し、所定応力以上の応力を長時間受け続けるとタービンインペラ36Aの寿命が短くなる場合がある。特に、内燃機関の減速中から急加速する運転状態では、タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力(以降では、「タービン上流側の圧力/タービン下流側の圧力」を「(圧力)膨張比」と記載する)を、所定の圧力比以下とすることが困難であった。以下に説明する本願の処理では、内燃機関の減速中から急加速する運転状態であっても、(圧力)膨張比を、所定の圧力比以下とすることができる。以下、図3に示すフローチャートの各ステップの処理を説明する。図3に示すフローチャートの処理S100は、所定タイミング(例えば数ms〜数10ms等の所定時間間隔)で実行される。制御手段51は、処理S100が起動されると、ステップS110へと処理を進める。
[Processing procedure of control means 51 (FIG. 3)]
When the internal combustion engine is operated at a very high load and high rotation, a large pressure difference is generated before and after the turbine impeller 36A. Further, exhaust pulsation occurs at every explosion process of the internal combustion engine. Due to this pressure difference and exhaust pulsation, a stress is generated before and after the turbine impeller 36A, and if the stress exceeding the predetermined stress is continued for a long time, the life of the turbine impeller 36A may be shortened. In particular, in an operating state in which the internal combustion engine is accelerated rapidly during deceleration, the pressure upstream of the turbine / pressure downstream of the turbine (hereinafter, “pressure upstream of the turbine / pressure downstream of the turbine” is expressed as “(pressure) expansion ratio”. It is difficult to set the pressure ratio to a predetermined pressure ratio or less. In the processing of the present application described below, the (pressure) expansion ratio can be set to a predetermined pressure ratio or less even in an operating state where the internal combustion engine is accelerated rapidly during deceleration. Hereinafter, the process of each step of the flowchart shown in FIG. 3 will be described. 3 is executed at a predetermined timing (for example, a predetermined time interval such as several ms to several tens of ms). When the process S100 is activated, the control unit 51 advances the process to Step S110.

ステップS110にて制御手段51は、運転者からの加速要求の有無を判定し、加速要求がある場合(Yes)はステップS115に進み、加速要求が無い場合(No)はステップS190に進む。例えば制御手段51は、アクセルペダル踏込量検出手段からの検出信号に基づいて検出したアクセルペダルの踏込量の増量割合が、所定割合以上である場合、加速要求ありと判定する。   In step S110, the control means 51 determines whether or not there is an acceleration request from the driver. If there is an acceleration request (Yes), the process proceeds to step S115, and if there is no acceleration request (No), the process proceeds to step S190. For example, the control means 51 determines that there is an acceleration request when the increase ratio of the accelerator pedal depression amount detected based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means is equal to or greater than a predetermined ratio.

ステップS190に進んだ場合、制御手段51は、(加速要求中ではないので)従来の可変ノズルの制御を実施して処理を終了する。なお従来の可変ノズルの制御については詳細な説明を省略する。   When the processing proceeds to step S190, the control means 51 performs control of the conventional variable nozzle (because acceleration is not being requested) and ends the processing. Detailed description of the conventional control of the variable nozzle is omitted.

ステップS115に進んだ場合、制御手段51は、(所定時間後までの)アクセルペダル踏込量を予測してステップS120に進む。例えば制御手段51は、アクセルペダル踏込量検出手段からの検出信号に基づいて検出したアクセルペダルの踏込量の増量割合に基づいて、(予測期間内の)アクセルペダル踏込量を予測する。予測したアクセルペダル踏込量は、例えば図4の「アクセルペダル踏込量」にて点線に示す「アクセルペダル踏込量(A)」のとおりである。ステップS110、S115の処理は、運転者からの加速要求を検出してアクセルペダル踏込量を予測する踏込量予測ステップに相当する。そして当該踏込量予測ステップを実行している制御手段51は、図2に示す踏込量予測手段51Aとして動作する。   When the routine proceeds to step S115, the control means 51 predicts the accelerator pedal depression amount (until a predetermined time later) and proceeds to step S120. For example, the control means 51 predicts the accelerator pedal depression amount (within the prediction period) based on the increase rate of the accelerator pedal depression amount detected based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means. The predicted accelerator pedal depression amount is, for example, “accelerator pedal depression amount (A)” indicated by a dotted line in “accelerator pedal depression amount” in FIG. 4. The processes of steps S110 and S115 correspond to a depression amount prediction step of detecting an acceleration request from the driver and predicting the accelerator pedal depression amount. And the control means 51 which is performing the said depression amount prediction step operate | moves as the depression amount prediction means 51A shown in FIG.

ステップS120にて制御手段51は、(所定時間後までの)排気ガス流量を予測してステップS125に進む。例えば制御手段51は、ステップS115にて予測したアクセルペダル踏込量と、エンジン10(内燃機関)の運転状態(例えば回転数、変速機のギア段、要求トルク、EGR量等)と、に基づいて、エンジン10(内燃機関)からの排気ガスの流量を予測する。制御手段51は、排気ガス流量の予測の際、例えば回転数の上昇や過給圧の上昇を考慮して吸気量や燃料噴射量を予測し、予測した吸気量や燃料噴射量に基づいて、排気ガス流量を予測する。予測した排気ガス流量は、例えば図4の「排気ガス流量」にて点線に示す「排気ガス流量(B)」のとおりである。ステップS120の処理は、予測したアクセルペダル踏込量と内燃機関の運転状態とに基づいて内燃機関からの排気ガス流量を予測する排気ガス流量予測ステップに相当する。そして当該排気ガス流量予測ステップを実行している制御手段51は、図2に示す排気ガス流量予測手段51Bとして動作する。   In step S120, the control means 51 predicts the exhaust gas flow rate (until a predetermined time later) and proceeds to step S125. For example, the control means 51 is based on the accelerator pedal depression amount predicted in step S115 and the operating state of the engine 10 (internal combustion engine) (for example, the rotational speed, the gear position of the transmission, the required torque, the EGR amount, etc.). The flow rate of the exhaust gas from the engine 10 (internal combustion engine) is predicted. When predicting the exhaust gas flow rate, the control means 51 predicts the intake air amount and the fuel injection amount in consideration of, for example, the increase in the rotational speed and the boost pressure, and based on the predicted intake air amount and the fuel injection amount, Predict the exhaust gas flow rate. The predicted exhaust gas flow rate is, for example, “exhaust gas flow rate (B)” indicated by a dotted line in “exhaust gas flow rate” of FIG. The process of step S120 corresponds to an exhaust gas flow rate prediction step of predicting the exhaust gas flow rate from the internal combustion engine based on the predicted accelerator pedal depression amount and the operating state of the internal combustion engine. And the control means 51 which is performing the said exhaust gas flow volume prediction step operate | moves as the exhaust gas flow volume prediction means 51B shown in FIG.

ステップS125にて制御手段51は、(所定時間後までの)可変ノズル目標開度を予測してステップS130に進む。例えば制御手段51は、ステップS120にて予測した排気ガス流量と、エンジン10(内燃機関)の運転状態と、に基づいて、(予測期間内の)可変ノズル目標開度を予測する。制御手段51は、可変ノズル目標開度を予測する際、ステップS120にて予測した排気ガス流量に対して、(圧力)膨張比を、所定の圧力比以下とすることができる可変ノズル開度を、可変ノズル目標開度として算出する。予測した可変ノズル目標開度は、例えば図4の「可変ノズル開度」にて一点鎖線にて示す「可変ノズル目標開度(C)」のとおりである。ステップS125の処理は、予測した排気ガス流量と内燃機関の運転状態とに基づいて可変ノズル目標開度を予測する目標開度予測ステップに相当する。そして当該目標開度予測ステップを実行している制御手段51は、図2に示す目標開度予測手段51Cとして動作する。   In step S125, the control means 51 predicts the variable nozzle target opening (until a predetermined time) and proceeds to step S130. For example, the control means 51 predicts the variable nozzle target opening (within the prediction period) based on the exhaust gas flow rate predicted in step S120 and the operating state of the engine 10 (internal combustion engine). When the control unit 51 predicts the variable nozzle target opening, the control unit 51 sets a variable nozzle opening that can make the (pressure) expansion ratio equal to or less than a predetermined pressure ratio with respect to the exhaust gas flow rate predicted in step S120. The variable nozzle target opening is calculated. The predicted variable nozzle target opening is, for example, “variable nozzle target opening (C)” indicated by a one-dot chain line in “variable nozzle opening” in FIG. The process of step S125 corresponds to a target opening degree prediction step for predicting the variable nozzle target opening degree based on the predicted exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine. And the control means 51 which is performing the said target opening prediction step operate | moves as the target opening prediction means 51C shown in FIG.

ステップS130にて制御手段51は、(所定時間後までの)可変ノズルの実際の開度である可変ノズル実開度を予測してステップS135に進む。例えば制御手段51は、予め記憶手段53に記憶されている可変ノズル追従時間と、開度検出手段からの検出信号に基づいて検出した可変ノズルの現在の開度と、ステップS125にて予測した可変ノズル目標開度と、に基づいて、(予測期間内の)可変ノズル実開度を予測する。可変ノズルは、電動モータ等を用いて機械的に開度が制御されており、機械的な遅れが発生する場合がある。この機械的な遅れに応じた可変ノズル追従時間が、種々の実験等にて求められて記憶手段に記憶されている。   In step S130, the control means 51 predicts a variable nozzle actual opening that is an actual opening of the variable nozzle (until a predetermined time), and proceeds to step S135. For example, the control means 51, the variable nozzle follow-up time stored in advance in the storage means 53, the current opening degree of the variable nozzle detected based on the detection signal from the opening degree detection means, and the variable predicted in step S125. Based on the target nozzle opening, the actual variable nozzle opening (within the prediction period) is predicted. The opening of the variable nozzle is mechanically controlled using an electric motor or the like, and a mechanical delay may occur. The variable nozzle following time corresponding to the mechanical delay is obtained by various experiments and stored in the storage means.

予測した可変ノズル実開度は、追従遅れが発生すると予測された場合では、例えば図4の「可変ノズル開度」にて点線にて示す「可変ノズル実開度(D1)(追従遅れが発生した場合)」のように予測される。また、追従遅れが発生しないと予測された場合では、例えば図4の「可変ノズル開度」にて二点鎖線にて示す「可変ノズル実開度(D2)(追従遅れが発生しなかった場合)」のように予測される。ステップS130の処理は、予め記憶手段に記憶されている可変ノズル追従時間と、可変ノズルの現在の開度と、ステップS125にて予測した可変ノズル目標開度と、に基づいて、可変ノズル実開度を予測する実開度予測ステップに相当する。そして当該実開度予測ステップを実行している制御手段51は、図2に示す実開度予測手段51Dとして動作する。   When the predicted variable nozzle actual opening is predicted to cause a follow-up delay, for example, “variable nozzle actual opening (D1) (follow-up delay occurs) indicated by a dotted line in“ variable nozzle opening ”in FIG. )). Further, when it is predicted that no follow-up delay will occur, for example, “variable nozzle actual opening (D2) indicated by a two-dot chain line in“ variable nozzle opening ”of FIG. 4 (when no follow-up delay occurs) ) ". The process of step S130 is performed based on the variable nozzle follow-up time stored in the storage unit in advance, the current opening of the variable nozzle, and the variable nozzle target opening predicted in step S125. This corresponds to an actual opening degree prediction step for predicting the degree. And the control means 51 which is performing the said actual opening prediction step operate | moves as the actual opening prediction means 51D shown in FIG.

ステップS135にて制御手段51は、可変ノズルの追従遅れありと予測されるか否かを判定し、追従遅れが発生すると予測された場合(Yes)はステップS140Aに進み、追従遅れが発生しないと予測された場合(No)はステップS140Bに進む。例えば制御手段51は、ステップS125にて予測した可変ノズル目標開度に対して、ステップS130にて予測した可変ノズル実開度が遅れなく追従できているか否かを判定し、所定時間以上の追従遅れが発生すると予測した場合は、追従遅れが発生すると予測する。   In step S135, the control unit 51 determines whether or not it is predicted that there is a follow-up delay of the variable nozzle. If it is predicted that a follow-up delay will occur (Yes), the process proceeds to step S140A and the follow-up delay does not occur. If predicted (No), the process proceeds to step S140B. For example, the control means 51 determines whether or not the variable nozzle actual opening predicted in step S130 can follow the variable nozzle target opening predicted in step S125 without delay, and follows for a predetermined time or more. When it is predicted that a delay will occur, it is predicted that a tracking delay will occur.

ステップS140Bに進んだ場合、制御手段51は、図4に示す「可変ノズル開度」の「可変ノズル目標開度(C)」を上限開度として可変ノズルを制御して処理を終了する。この場合、追従遅れがないと予測されているので、図4の「可変ノズル開度」の「予測した可変ノズル実開度(D2)(追従遅れが発生しなかった場合)」に示すように、実際の可変ノズルの開度が制御される。なお、図4に示す「可変ノズル開度」は、上方が「閉」方向で、下方が「開」方向である点に注意する。つまり、「図4に示す可変ノズル目標開度(C)を上限開度として制御する」ということは、上方を「開」方向に置き換えた際には、可変ノズル目標開度(C)を下回らないように制御する、ということになる。   When the process proceeds to step S140B, the control unit 51 controls the variable nozzle with the “variable nozzle target opening (C)” of the “variable nozzle opening” shown in FIG. In this case, since it is predicted that there is no follow-up delay, as shown in “Predicted variable nozzle actual opening (D2) (when no follow-up delay occurs)” of “Variable nozzle opening” in FIG. The actual opening of the variable nozzle is controlled. It should be noted that the “variable nozzle opening” shown in FIG. 4 is the “closed” direction at the top and the “open” direction at the bottom. That is, “the variable nozzle target opening (C) shown in FIG. 4 is controlled as the upper limit opening” means that when the upper part is replaced with the “open” direction, the variable nozzle target opening (C) is below the variable nozzle target opening (C). It will be controlled so that there is no.

ステップS140Aに進んだ場合、制御手段51は、図4に示す「可変ノズル開度」の「可変ノズル目標開度(C)」となるように可変ノズルを制御してステップS145に進む。この場合、追従遅れがあると予測されているので、可変ノズルは、「可変ノズル目標開度(C)」を目標として制御されても、図4の「可変ノズル開度」の「予測した可変ノズル実開度(D1)(追従遅れが発生した場合)」に示すように、可変ノズル目標開度(C)に対して追従遅れが発生する。   When the process proceeds to step S140A, the control unit 51 controls the variable nozzle so that the “variable nozzle target opening (C)” of the “variable nozzle opening” shown in FIG. 4 is reached, and the process proceeds to step S145. In this case, since it is predicted that there is a follow-up delay, even if the variable nozzle is controlled with the target of “variable nozzle target opening (C)”, “predicted variable” of “variable nozzle opening” in FIG. As shown in "Nozzle actual opening (D1) (when follow-up delay occurs)", a follow-up delay occurs with respect to the variable nozzle target opening (C).

ステップS145に進んだ場合、制御手段51は、目標吸気量を算出してステップS150に進む。例えば制御手段51は、ステップS130にて予測した可変ノズル実開度と、内燃機関の運転状態と、に基づいて、(予測期間内において)当該可変ノズル実開度で可変ノズルが制御された場合に、(圧力)膨張比を所定の圧力比以下とすることができる排気ガス流量を算出し、算出した排気ガス流量に応じた吸気流量である目標吸気量を算出する。   When the process proceeds to step S145, the control means 51 calculates the target intake air amount and proceeds to step S150. For example, when the variable nozzle is controlled with the variable nozzle actual opening (within the prediction period) based on the variable nozzle actual opening predicted in step S130 and the operating state of the internal combustion engine, the control means 51 Further, an exhaust gas flow rate capable of setting the (pressure) expansion ratio to be equal to or lower than a predetermined pressure ratio is calculated, and a target intake air amount that is an intake air flow rate corresponding to the calculated exhaust gas flow rate is calculated.

ステップS150にて制御手段51は、目標吸気量に基づいて、電子スロットル装置の目標開度であるスロットル目標開度を算出してステップS155に進む。例えば制御手段51は、ステップS145にて算出した目標吸気量と、内燃機関の運転状態(回転数)と、に基づいて、(予測期間内において)流量検出手段21にて検出した吸入空気の流量が目標吸気量となるように、スロットル目標開度を算出する。ステップS150にて算出されるスロットル目標開度(E1)(図4参照)は、可変ノズルに追従遅れが発生した場合の電子スロットル装置の目標開度であり、可変ノズルの追従遅れが発生している期間において排気ガスの流量を一時的に減少させるために、電子スロットル装置を一時的に絞り側に制御するように設定される。これに対して図4の「電子スロットル開度」において一点鎖線にて示す「スロットル目標開度(E2)(可変ノズルに追従遅れが発生しなかった場合)」は、図3に示す処理とは別の処理(図示省略)で算出されたスロットル目標開度(E2)の例を示している。   In step S150, the control means 51 calculates the throttle target opening, which is the target opening of the electronic throttle device, based on the target intake air amount, and proceeds to step S155. For example, the control unit 51 determines the flow rate of the intake air detected by the flow rate detection unit 21 (within the prediction period) based on the target intake air amount calculated in step S145 and the operating state (rotation speed) of the internal combustion engine. The throttle target opening is calculated so that becomes the target intake air amount. The throttle target opening (E1) (see FIG. 4) calculated in step S150 is the target opening of the electronic throttle device when a follow-up delay occurs in the variable nozzle, and the follow-up delay of the variable nozzle occurs. In order to temporarily reduce the flow rate of the exhaust gas during a certain period, the electronic throttle device is set to be temporarily controlled to the throttle side. On the other hand, the “throttle target opening (E2) (when no follow-up delay has occurred in the variable nozzle)” indicated by a one-dot chain line in the “electronic throttle opening” of FIG. 4 is the process shown in FIG. An example of the throttle target opening (E2) calculated by another process (not shown) is shown.

ステップS155にて制御手段51は、図4に示すスロットル目標開度(E1)を下限開度として電子スロットル装置を制御して処理を終了する。なお、図4に示す「電子スロットル開度」は、上方が「閉」方向で、下方が「開」方向である点に注意する。つまり、「図4に示すスロットル目標開度(E1)を下限開度として制御する」ということは、上方を「開」方向に置き換えた際には、スロットル目標開度(E1)を超えないように制御する、ということになる。   In step S155, the control means 51 controls the electronic throttle device with the throttle target opening (E1) shown in FIG. Note that the “electronic throttle opening” shown in FIG. 4 is the “closed” direction at the top and the “open” direction at the bottom. That is, “the throttle target opening (E1) shown in FIG. 4 is controlled as the lower limit opening” means that the throttle target opening (E1) is not exceeded when the upper part is replaced with the “open” direction. It will be to control.

ステップS135、S145、S150、S155の処理は、目標開度予測ステップ(S125)にて予測した可変ノズル目標開度に対して、実開度予測ステップ(S130)にて予測した可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合、強制的に内燃機関からの排気ガスの流量を一時的に減少させる排気ガス流量減少ステップに相当する。そして当該排気ガス流量減少ステップを実行している制御手段51は、図2に示す排気ガス流量減少手段51Eとして動作する。   The processes of steps S135, S145, S150, and S155 are the variable nozzle actual opening predicted in the actual opening prediction step (S130) with respect to the variable nozzle target opening predicted in the target opening prediction step (S125). Is determined to be delayed, this corresponds to an exhaust gas flow rate reduction step for forcibly reducing the exhaust gas flow rate from the internal combustion engine. And the control means 51 which is performing the said exhaust gas flow volume reduction step operate | moves as the exhaust gas flow volume reduction means 51E shown in FIG.

なお、上記のステップS145、S150、S155の処理では、可変ノズルの追従遅れが発生した場合において、(圧力)膨張比を、所定の圧力比以下とするために、排気ガスの流量を一時的に減少させる手段として、電子スロットル装置を用いて吸気量を一時的に減少させたが、この手段に限定されるものではない。   In the processing of steps S145, S150, and S155, when the follow-up delay of the variable nozzle occurs, the flow rate of the exhaust gas is temporarily set so that the (pressure) expansion ratio is less than or equal to a predetermined pressure ratio. As a means for reducing, the intake air amount is temporarily reduced using an electronic throttle device, but the invention is not limited to this means.

例えば、インジェクタからの燃料噴射量を一時的に減少させてもよい。この場合、ステップS145、S150、S155の代わりに、例えば制御手段51は、ステップS130にて予測した可変ノズル実開度と、内燃機関の運転状態と、に基づいて、当該可変ノズル実開度で可変ノズルが制御された場合に、(圧力)膨張比を所定の圧力比以下とすることができる排気ガス流量を算出し、算出した排気ガス流量と、内燃機関の運転状態と、に基づいて、インジェクタからの燃料噴射量を算出する。そして制御手段51は、算出した燃料噴射量に基づいた制御信号を出力してインジェクタを制御する。この場合、排気ガスの流量を一時的に減少させるために、インジェクタからの燃料噴射量を一時的に減量する。   For example, the fuel injection amount from the injector may be temporarily reduced. In this case, instead of steps S145, S150, and S155, for example, the control unit 51 uses the variable nozzle actual opening based on the variable nozzle actual opening predicted in step S130 and the operating state of the internal combustion engine. When the variable nozzle is controlled, an exhaust gas flow rate that can reduce the (pressure) expansion ratio to a predetermined pressure ratio or less is calculated, and based on the calculated exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine, A fuel injection amount from the injector is calculated. And the control means 51 outputs the control signal based on the calculated fuel injection quantity, and controls an injector. In this case, in order to temporarily reduce the flow rate of the exhaust gas, the fuel injection amount from the injector is temporarily reduced.

以上、本実施の形態の説明では、主に内燃機関の制御方法について説明したが、この内燃機関の制御方法を実施するための装置である内燃機関の制御装置50を、図2に示すように構成してもよい。   In the above description of the present embodiment, the control method of the internal combustion engine has been mainly described. However, the control device 50 of the internal combustion engine, which is a device for implementing the control method of the internal combustion engine, is shown in FIG. It may be configured.

以上、本実施の形態にて説明した内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置は、加速時による(圧力)膨張比が所定の圧力比を超える可能性がある場合に動作し、タービンの破損を防止して寿命を延ばすことができる。また可変ノズル実開度の追従遅れを防止するために、電動モータ等のアクチュエーターに過度な負担をかけることを抑制できる。また加速時ではなく(圧力)膨張比が所定の圧力比を超える可能性がない場合には、本実施の形態にて説明した図3の処理が実行されないので(ステップS190の従来の制御を実施するので)、無駄な過給圧の低下が抑制され、内燃機関の動力の低下を回避することができる。また排気要求の可変ノズル開度まで可変ノズルを閉じられないことによる、EGR量の不足を回避することができる。さらに、上記の効果に加えて、可変ノズルを開くことによる過給圧の低下にて、空燃比がリッチとなりスモーク悪化が発生することを適切に回避できる。   As described above, the internal combustion engine control method and internal combustion engine control apparatus described in the present embodiment operate when the (pressure) expansion ratio during acceleration may exceed a predetermined pressure ratio, and the turbine is damaged. Can be prevented and the life can be extended. Moreover, in order to prevent the follow-up delay of the variable nozzle actual opening, it is possible to suppress an excessive load on an actuator such as an electric motor. If the (pressure) expansion ratio is not likely to exceed a predetermined pressure ratio, not during acceleration, the processing of FIG. 3 described in the present embodiment is not executed (the conventional control in step S190 is performed). Therefore, useless reduction in supercharging pressure is suppressed, and reduction in power of the internal combustion engine can be avoided. In addition, it is possible to avoid a shortage of the EGR amount due to the fact that the variable nozzle cannot be closed to the variable nozzle opening required for exhaust. Furthermore, in addition to the above-described effects, it is possible to appropriately avoid the occurrence of smoke deterioration due to the rich air-fuel ratio due to the decrease in supercharging pressure caused by opening the variable nozzle.

本発明の内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、処理、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The internal combustion engine control method and internal combustion engine control apparatus of the present invention are not limited to the configuration, processing, operation, and the like described in the present embodiment, and various modifications, additions, and deletions are possible without departing from the scope of the present invention. Is possible.

また、本発明の内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置を適用する対象制御システムは、図1の例に示すものに限定されず、可変ノズルを有するターボ過給機を備えた、種々の内燃機関に適用することが可能である。   The target control system to which the internal combustion engine control method and the internal combustion engine control apparatus according to the present invention are applied is not limited to that shown in the example of FIG. 1, and various types of turbochargers having variable nozzles are provided. It is possible to apply to an internal combustion engine.

また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。   Further, the above (≧), the following (≦), the greater (>), the less (<), etc. may or may not include an equal sign.

10 エンジン(内燃機関)
11 吸気管
12 排気管
13 EGR通路
14 EGR弁
21 流量検出手段
22 回転検出手段
23 大気圧検出手段
24 過給圧検出手段
25 アクセルペダル踏込量検出手段
30 ターボ過給機
31 駆動手段
32 開度検出手段
33 可変ノズル
35 コンプレッサ
35A コンプレッサインペラ
36 タービン
36A タービンインペラ
41 コモンレール
43A〜43D インジェクタ
45A〜45D 気筒
47 電子スロットル装置
47S スロットル開度検出手段
50 制御装置
51 制御手段
51A 踏込量予測手段
51B 排気ガス流量予測手段
51C 目標開度予測手段
51D 実開度予測手段
51E 排気ガス流量減少手段
53 記憶手段

10 Engine (Internal combustion engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Intake pipe 12 Exhaust pipe 13 EGR passage 14 EGR valve 21 Flow rate detection means 22 Rotation detection means 23 Atmospheric pressure detection means 24 Supercharging pressure detection means 25 Accelerator pedal depression amount detection means 30 Turbocharger 31 Drive means 32 Opening degree detection Means 33 Variable nozzle 35 Compressor 35A Compressor impeller 36 Turbine 36A Turbine impeller 41 Common rail 43A-43D Injector 45A-45D Cylinder 47 Electronic throttle device 47S Throttle opening detection means 50 Control device 51 Control means 51A Depression amount prediction means 51B Exhaust gas flow prediction Means 51C Target opening degree predicting means 51D Actual opening degree predicting means 51E Exhaust gas flow rate reducing means 53 Storage means

Claims (4)

ターボ過給機のタービンへの排気ガスの流速を調整可能な可変ノズルを制御する内燃機関の制御方法であって、
運転者からの加速要求を検出してアクセルペダル踏込量を予測する踏込量予測ステップと、
予測した前記アクセルペダル踏込量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて前記内燃機関からの排気ガス流量を予測する排気ガス流量予測ステップと、
予測した前記排気ガス流量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて可変ノズル目標開度を予測する目標開度予測ステップと、
予め記憶手段に記憶されている可変ノズル追従時間と、前記可変ノズルの現在の開度と、前記可変ノズル目標開度と、に基づいて、前記可変ノズルの実際の開度である可変ノズル実開度を予測する実開度予測ステップと、
予測した前記可変ノズル目標開度に対して、予測した前記可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合、強制的に前記内燃機関からの排気ガスの流量を一時的に減少させる排気ガス流量減少ステップと、を有する、
内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine for controlling a variable nozzle capable of adjusting a flow rate of exhaust gas to a turbine of a turbocharger,
A depression amount predicting step for detecting an acceleration request from the driver and predicting an accelerator pedal depression amount;
An exhaust gas flow rate predicting step for predicting an exhaust gas flow rate from the internal combustion engine based on the predicted accelerator pedal depression amount and the operating state of the internal combustion engine;
A target opening prediction step for predicting a variable nozzle target opening based on the predicted exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine;
Based on the variable nozzle tracking time stored in advance in the storage means, the current opening of the variable nozzle, and the variable nozzle target opening, the variable nozzle actual opening that is the actual opening of the variable nozzle An actual opening prediction step for predicting the degree,
Exhaust gas flow rate that forcibly decreases the flow rate of exhaust gas from the internal combustion engine when it is determined that the follow-up of the predicted actual variable nozzle opening is delayed with respect to the predicted variable nozzle target opening A reduction step,
A method for controlling an internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の吸気経路には、前記内燃機関への吸気量を調整可能な電子スロットル装置が設けられており、
前記排気ガス流量減少ステップにて、前記電子スロットル装置を一時的に絞り側に制御することで、強制的に前記排気ガスの流量を一時的に減少させる、
内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 1,
The intake passage of the internal combustion engine is provided with an electronic throttle device capable of adjusting the intake air amount to the internal combustion engine,
In the exhaust gas flow rate reduction step, by temporarily controlling the electronic throttle device to the throttle side, the flow rate of the exhaust gas is forcibly reduced temporarily.
A method for controlling an internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関には、前記内燃機関に供給する燃料を噴射するインジェクタが設けられており、
前記排気ガス流量減少ステップにて、前記インジェクタから噴射する燃料の量を一時的に減量することで、強制的に前記排気ガスの流量を一時的に減少させる、
内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine is provided with an injector for injecting fuel to be supplied to the internal combustion engine,
In the exhaust gas flow rate reduction step, by temporarily reducing the amount of fuel injected from the injector, the flow rate of the exhaust gas is forcibly reduced temporarily,
A method for controlling an internal combustion engine.
ターボ過給機のタービンへの排気ガスの流速を調整可能な可変ノズルを制御する内燃機関の制御装置であって、
運転者からの加速要求を検出してアクセルペダル踏込量を予測する踏込量予測手段と、
予測した前記アクセルペダル踏込量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて前記内燃機関からの排気ガス流量を予測する排気ガス流量予測手段と、
予測した前記排気ガス流量と前記内燃機関の運転状態とに基づいて可変ノズル目標開度を予測する目標開度予測手段と、
予め記憶手段に記憶されている可変ノズル応答時間と、前記可変ノズルの現在の開度と、前記可変ノズル目標開度と、に基づいて、現在から所定時間経過後における前記可変ノズルの実際の開度である可変ノズル実開度を予測する実開度予測手段と、
予測した前記可変ノズル目標開度に対して、予測した前記可変ノズル実開度の追従が遅れると判断した場合、強制的に前記内燃機関からの排気ガスの流量を一時的に減少させる排気ガス流量減少手段と、を備えている、
内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that controls a variable nozzle capable of adjusting a flow rate of exhaust gas to a turbine of a turbocharger,
A depression amount prediction means for detecting an acceleration request from the driver and predicting an accelerator pedal depression amount;
Exhaust gas flow rate predicting means for predicting the exhaust gas flow rate from the internal combustion engine based on the predicted accelerator pedal depression amount and the operating state of the internal combustion engine;
Target opening degree predicting means for predicting a variable nozzle target opening degree based on the predicted exhaust gas flow rate and the operating state of the internal combustion engine;
Based on the variable nozzle response time, the current opening of the variable nozzle, and the variable nozzle target opening previously stored in the storage means, the actual opening of the variable nozzle after a predetermined time has elapsed since the present time. An actual opening prediction means for predicting a variable nozzle actual opening that is a degree;
Exhaust gas flow rate that forcibly decreases the flow rate of exhaust gas from the internal combustion engine when it is determined that the follow-up of the predicted actual variable nozzle opening is delayed with respect to the predicted variable nozzle target opening A reduction means,
Control device for internal combustion engine.
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