JP2020143645A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To provide a control device for an internal combustion engine capable of more appropriately suppressing drop of a torque with a switching transition period in which the number of superchargers to be used for supercharge control is switched, without adding a new apparatus such as an electric motor and without impairing durability or reliability of the superchargers in an internal combustion engine system comprising multiple superchargers.SOLUTION: A control device 70 comprises: supercharge switching means 71A for switching the number of superchargers to be used for supercharge control; total lost torque estimation means 71B for estimating a total lost torque caused by drop of supercharge during a switching transition period just after the number of superchargers is switched; first required torque calculation means 71C for calculating a first required torque corresponding to the estimated total lost torque; injection start timing correction amount calculation means 71D for calculating an injection start timing correction amount based on the calculated first required torque; and injection start timing change means 71E for making injection start timing of a fuel earlier than ordinary injection timing based on the calculated injection start timing correction amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の過給機を有する内燃機関システムを制御する、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine system having a plurality of turbochargers.

近年の車両や建設機械等に搭載された内燃機関には、より大きな出力を得るために、排気ガスのエネルギーを用いて過給する過給機(いわゆるターボチャージャ)を備えたものがある。さらに、2機以上の(複数の)過給機を備えた内燃機関もある。例えば、第1過給機と第2過給機の2機の過給機を備えた内燃機関には、第1過給機と第2過給機を直列に配置したものと、第1過給機と第2過給機を並列に配置したものとがある。 Some internal combustion engines mounted on vehicles and construction machines in recent years are equipped with a supercharger (so-called turbocharger) that supercharges using the energy of exhaust gas in order to obtain a larger output. In addition, some internal combustion engines are equipped with two or more turbochargers. For example, in an internal combustion engine equipped with two superchargers, a first supercharger and a second supercharger, a first supercharger and a second supercharger are arranged in series, and a first supercharger. Some turbochargers and a second turbocharger are arranged in parallel.

直列あるいは並列に配置された2機の過給機を有する内燃機関は、1機の大型過給機のみを有する内燃機関と比較して、レスポンスの向上と低回転領域からトルクを得ることができる等のメリットがある。しかし、2機の過給機を備えた内燃機関では、運転状態に応じて、(ほぼ)1機の過給機のみで過給する場合と、2機の過給機で過給する場合と、を切り替える必要がある。過給機を1機から2機(あるいは2機から1機)へと切替える過渡期には、一時的な過給の落ち込みが発生して当該過給の落ち込みに伴うトルクの落ち込みが発生する。トルクの落ち込みは、ユーザがはっきりと体感できるレベルであり、ユーザに違和感を与えてしまうので、好ましくない。このため、過給制御に使用する過給機の数を切替える切替過渡期間のトルクの落ち込み量を抑制することが望まれている。 An internal combustion engine having two turbochargers arranged in series or in parallel can improve the response and obtain torque from a low rotation range as compared with an internal combustion engine having only one large turbocharger. There are merits such as. However, in an internal combustion engine equipped with two turbochargers, depending on the operating conditions, there are cases where only one turbocharger is supercharged and cases where two turbochargers are supercharged. , Need to be switched. In the transitional period when the turbocharger is switched from one to two (or from two to one), a temporary drop in supercharging occurs, and a drop in torque occurs due to the drop in supercharging. The drop in torque is a level that the user can clearly experience, and it gives the user a sense of discomfort, which is not preferable. Therefore, it is desired to suppress the amount of torque drop during the switching transition period in which the number of turbochargers used for supercharging control is switched.

例えば特許文献1には、第1過給機と第2過給機を直列に配置した内燃機関を制御する内燃機関システム制御装置が開示されている。特許文献1では、各シリンダに筒内圧センサを設け、この筒内圧センサにて、排気工程を迎えた気筒の筒内圧を取得し、取得した筒内圧に基づいて、第1過給機及び第2過給機に対する排気の供給状態の変化に伴う排気圧力の変動に関連するパラメータを取得している。そして、取得したパラメータに基づいて、過給機の切替前のポンプ損失(ピストンの吸気と排気のポンプ動作に伴う損失)と、過給機の切替過渡期間のポンプ損失と、を算出してポンプ損失段差を求めている。そして、求めたポンプ損失段差に基づいて、トルク補正噴射量を算出して燃料噴射量を増量する(トルクを増量する)ことで、ポンプ損失に起因するトルクの変動を抑制している。 For example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine system control device that controls an internal combustion engine in which a first supercharger and a second supercharger are arranged in series. In Patent Document 1, a cylinder pressure sensor is provided in each cylinder, and the cylinder pressure sensor acquires the cylinder pressure of the cylinder that has reached the exhaust process, and based on the acquired cylinder pressure, the first turbocharger and the second supercharger and the second The parameters related to the fluctuation of the exhaust pressure due to the change of the exhaust supply state to the turbocharger are acquired. Then, based on the acquired parameters, the pump loss before switching the supercharger (loss due to the pump operation of the intake and exhaust of the piston) and the pump loss during the transition transition period of the supercharger are calculated and pumped. We are looking for a loss step. Then, the torque correction injection amount is calculated based on the obtained pump loss step, and the fuel injection amount is increased (the torque is increased) to suppress the fluctuation of the torque due to the pump loss.

また特許文献2には、第1過給機と第2過給機を並列の配置した内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置が開示されている。なお特許文献2に記載の第1過給機と第2過給機は、一時的に直列的な過給動作をさせるための吸気バイパス通路及び吸気バイパス弁を備えている。特許文献2における制御装置は、シングルターボモード(1機の過給機のみで過給)からツインターボモード(2機の過給機で過給)への切替過渡期間を有している。そして切替過渡期間において、燃焼工程のメインとなるメイン噴射の後、燃焼工程による燃焼ガス内に再度少量の燃料を噴射するポスト噴射を行い、排気温度を上昇させて排気の膨張率を向上させている。これにより、過給機の切替過渡期間において、排気エネルギーを上昇させ(すなわち、過給機のタービン回転数の立ち上りを早くして)、過給の落ち込み(トルクの落ち込み)を抑制している。 Further, Patent Document 2 discloses an internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine in which a first supercharger and a second supercharger are arranged in parallel. The first supercharger and the second supercharger described in Patent Document 2 are provided with an intake bypass passage and an intake bypass valve for temporarily performing a serial supercharging operation. The control device in Patent Document 2 has a transitional period for switching from a single turbo mode (supercharging with only one supercharger) to a twin turbo mode (supercharging with two superchargers). Then, in the switching transition period, after the main injection, which is the main part of the combustion process, post-injection is performed to inject a small amount of fuel into the combustion gas in the combustion process again to raise the exhaust temperature and improve the expansion rate of the exhaust. There is. As a result, the exhaust energy is increased (that is, the start-up of the turbine speed of the turbocharger is accelerated) during the transitional period of switching of the turbocharger, and the decrease in supercharger (decrease in torque) is suppressed.

また特許文献3には、第1過給機と第2過給機を並列に配置した内燃機関を制御する、内燃機関の過給システムが開示されている。特許文献3では、第2過給機は、内燃機関の排気エネルギーで駆動されるとともに電動モータでも駆動できる構成とされている。そして特許文献3における制御装置は、第1過給機のみで過給している状態から第1過給機と第2過給機で過給する状態へと切替える切替過渡期間において、電動モータを用いて第2過給機の回転数を瞬時に立ち上げ、過給の落ち込み(トルクの落ち込み)を抑制している。 Further, Patent Document 3 discloses an internal combustion engine supercharging system that controls an internal combustion engine in which a first supercharger and a second supercharger are arranged in parallel. In Patent Document 3, the second supercharger is configured to be driven by the exhaust energy of the internal combustion engine and also to be driven by an electric motor. Then, the control device in Patent Document 3 sets the electric motor in the switching transition period in which the state of supercharging only with the first supercharger is switched to the state of supercharging with the first supercharger and the second supercharger. It is used to instantly start up the rotation speed of the second supercharger and suppress the drop in supercharging (drop in torque).

特開2010−190070号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-190070 特開2010−151087号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-151087 特開2010−048225号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-408225

特許文献1に記載のシステムでは、過給機の切替過渡期間のトルクの落ち込みは、ほぼポンプ損失トルクによる落ち込みであると想定している。しかし、種々の実験やシミュレーションの結果、ポンプ損失トルクよりも、過給の落ち込みに起因してシリンダやピストンに奪われる熱量の増加による冷却損失トルクのほうが、ポンプ損失トルクよりも大きいことがわかってきた。つまり、ポンプ損失トルクを補填するようにトルクを増量させても、トルクが不足する。また、トルクを増量させるために燃料噴射量(メイン噴射量)を増量しているが、燃費の低下を伴うので、あまり好ましくない。さらには、各気筒に筒内圧センサを設ける必要があり、コストアップとともにシリンダ(またはシリンダヘッド)の大幅な改造を伴うので、あまり好ましくない。 In the system described in Patent Document 1, it is assumed that the torque drop during the switching transition period of the turbocharger is substantially due to the pump loss torque. However, as a result of various experiments and simulations, it has become clear that the cooling loss torque due to the increase in the amount of heat lost to the cylinder and piston due to the drop in supercharging is larger than the pump loss torque than the pump loss torque. It was. That is, even if the torque is increased so as to compensate for the pump loss torque, the torque is insufficient. Further, although the fuel injection amount (main injection amount) is increased in order to increase the torque, it is not so preferable because it accompanies a decrease in fuel consumption. Furthermore, it is necessary to provide an in-cylinder pressure sensor in each cylinder, which is not very preferable because it involves a significant modification of the cylinder (or cylinder head) as well as an increase in cost.

特許文献2に記載のシステムでは、過給機の切替過渡期間にポスト噴射を行っている。しかし、加速中において過給機の膨張比制約(耐久性、信頼性を確保するための制約であり、「タービン上流側圧力/タービン下流側圧力」の上限制約など)内になんとか収まっているような状況の場合、排気の膨張比を上げることは、一時的とはいっても、耐久性や信頼性の観点から、あまり好ましくない。ポスト噴射を行って排気の膨張比を上げると、過給機のタービンの下流側圧力に対する上流側圧力の比が大きくなり、タービンの耐久性、信頼性に影響を及ぼす可能性がある。 In the system described in Patent Document 2, post injection is performed during the transitional period of switching of the turbocharger. However, it seems that it is somehow within the expansion ratio constraint of the turbocharger during acceleration (the constraint to ensure durability and reliability, such as the upper limit constraint of "turbine upstream pressure / turbine downstream pressure"). In such a situation, increasing the expansion ratio of the exhaust gas is not so preferable from the viewpoint of durability and reliability, although it is temporary. If the expansion ratio of the exhaust gas is increased by performing post injection, the ratio of the upstream pressure to the downstream pressure of the turbocharger turbine becomes large, which may affect the durability and reliability of the turbine.

特許文献3に記載のシステムでは、第2過給機に電動モータを追加しているので、コストがかかるとともに、サイズ及び重量が増加するので、あまり好ましくない。 In the system described in Patent Document 3, since an electric motor is added to the second supercharger, it is not very preferable because it is costly and increases in size and weight.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、複数の過給機を有する内燃機関システムにおいて、電動モータ等の新たな機器を追加することなく、過給機の耐久性や信頼性を損なわずに、過給制御に使用する過給機の数を切替える切替過渡期間に伴うトルクの落ち込みをより適切に抑制することができる、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 these points, and in an internal combustion engine system having a plurality of turbochargers, the durability of the turbocharger and the durability of the turbocharger can be improved without adding new equipment such as an electric motor. The challenge is to provide a control device for an internal combustion engine that can more appropriately suppress the drop in torque due to the switching transition period in which the number of turbochargers used for supercharging control is switched without impairing reliability. To do.

上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、複数の過給機を有する内燃機関の運転状態を検出し、検出した前記運転状態に基づいて前記内燃機関のシリンダ内へ噴射する燃料量を制御する内燃機関の制御装置において、前記制御装置は、前記内燃機関のピストンが圧縮上死点の位置の近傍にいる所定タイミングである通常噴射タイミングにて燃料の噴射を開始して前記シリンダ内へ噴射する燃料量を調整することで発生トルクを調整可能であるとともに、燃料の噴射開始時期を前記通常噴射タイミングに対して前後に調整することで、さらに発生トルクを調整可能であり、前記内燃機関の前記運転状態に応じて、過給制御に使用する過給機の数を切替える、過給切替手段と、前記過給切替手段を用いて過給機の数を切替えた直後の過給の落ち込みが発生した状態から目標とする過給状態に達するまでの切替過渡期間において、過給の落ち込みに起因するトルクの損失分である総合損失トルクを推定する、総合損失トルク推定手段と、前記切替過渡期間において、推定した前記総合損失トルクに応じた第1要求トルクを算出する、第1要求トルク算出手段と、前記切替過渡期間において、算出した前記第1要求トルクに基づいて噴射開始時期補正量を算出する、噴射開始時期補正量算出手段と、前記切替過渡期間において、算出した前記噴射開始時期補正量に基づいて燃料の噴射開始時期を前記通常噴射タイミングよりも早くする、噴射開始時期変更手段と、を有する、内燃機関の制御装置である。 In order to solve the above problems, the first invention of the present invention detects the operating state of an internal combustion engine having a plurality of turbochargers, and fuels to be injected into the cylinder of the internal combustion engine based on the detected operating state. In the control device of the internal combustion engine that controls the amount, the control device starts injection of fuel at a normal injection timing, which is a predetermined timing at which the piston of the internal combustion engine is near the position of the compression top dead point, and the cylinder. The generated torque can be adjusted by adjusting the amount of fuel injected inward, and the generated torque can be further adjusted by adjusting the fuel injection start timing before and after the normal injection timing. Supercharging switching means that switches the number of superchargers used for supercharging control according to the operating state of the internal combustion engine, and supercharging immediately after switching the number of superchargers using the supercharging switching means. In the switching transition period from the state in which the turbocharging occurs to the target supercharging state, the total loss torque estimating means for estimating the total loss torque, which is the loss of torque due to the supercharging drop, and the above-mentioned In the switching transition period, the first required torque calculation means that calculates the first required torque according to the estimated total loss torque, and the injection start timing correction based on the calculated first required torque in the switching transition period. The injection start time correction amount calculating means for calculating the amount and the injection start time change for making the fuel injection start time earlier than the normal injection timing based on the calculated injection start time correction amount in the switching transition period. A control device for an internal combustion engine having means and means.

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装置であって、前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、前記切替過渡期間において、前記内燃機関の前記ピストン及び前記シリンダの熱損失において過給の落ち込みに起因した前記熱損失の増量分に基づいて損失するトルクである冷却損失トルクを推定し、推定した前記冷却損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、内燃機関の制御装置である。 Next, the second invention of the present invention is the control device of the internal combustion engine according to the first invention, and the total loss torque estimation means in the control device is the internal combustion engine in the switching transient period. The cooling loss torque, which is the torque lost based on the increase in the heat loss due to the drop in supercharging in the heat loss of the piston and the cylinder, is estimated, and the total loss torque is based on the estimated cooling loss torque. It is a control device of an internal combustion engine that estimates.

次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、前記切替過渡期間において、さらに、前記内燃機関の前記シリンダからの排気流量に基づいた排気損失において過給の落ち込みに起因した前記排気損失の減量分に基づいて利得するトルクである排気損失トルクを推定し、推定した前記冷却損失トルクと前記排気損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、内燃機関の制御装置である。 Next, the third invention of the present invention is the control device for the internal combustion engine according to the second invention, and the total loss torque estimation means in the control device further increases the internal combustion engine during the switching transition period. The exhaust loss torque, which is the torque gained based on the reduction in the exhaust loss due to the drop in supercharging in the exhaust loss based on the exhaust flow rate from the cylinder of the engine, is estimated, and the estimated cooling loss torque and the said This is an internal combustion engine control device that estimates the total loss torque based on the exhaust loss torque.

次に、本発明の第4の発明は、上記第3の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、前記切替過渡期間において、さらに、前記内燃機関の前記ピストンによる吸気と排気のポンプ動作に基づいたポンプ損失において過給の落ち込みに起因した前記ポンプ損失の増量分に基づいて損失するトルクであるポンプ損失トルクを推定し、推定した前記冷却損失トルクと前記排気損失トルクと前記ポンプ損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、内燃機関の制御装置である。 Next, the fourth invention of the present invention is the control device for the internal combustion engine according to the third invention, and the total loss torque estimation means in the control device further increases the internal combustion engine during the switching transition period. The pump loss torque, which is the torque lost based on the increase in the pump loss due to the drop in supercharging in the pump loss based on the pump operation of the intake and exhaust by the piston of the engine, is estimated, and the estimated cooling loss It is an internal combustion engine control device that estimates the total loss torque based on the torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque.

次に、本発明の第5の発明は、上記第1の発明〜第4の発明のいずれか1つに係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の前記シリンダ内に噴射する燃料の圧力である燃料圧力を調整して燃料噴射時間幅を調整することで、さらに発生トルクを調整可能であり、前記切替過渡期間において、前記噴射開始時期補正量に基づいて早くした燃料の噴射開始時期に応じて増加したトルクである第1補填トルクを算出する、第1補填トルク算出手段と、前記切替過渡期間において、前記第1要求トルクに対して前記第1補填トルクでは不足するトルクである第2要求トルクを算出する、第2要求トルク算出手段と、前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記第2要求トルクに基づいて燃料圧力補正量を算出する、燃料圧力補正量算出手段と、前記切替過渡期間において、算出した前記燃料圧力補正量に基づいて燃料圧力を高くする、燃料圧力変更手段と、を有する、内燃機関の制御装置である。 Next, the fifth invention of the present invention is a control device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth inventions, wherein the control device is in the cylinder of the internal combustion engine. By adjusting the fuel pressure, which is the pressure of the fuel to be injected into the engine, and adjusting the fuel injection time width, the generated torque can be further adjusted, and in the switching transition period, it is made earlier based on the injection start time correction amount. The first compensation torque calculating means for calculating the first compensation torque, which is the torque increased according to the fuel injection start timing, and the first compensation torque are insufficient with respect to the first required torque in the switching transition period. The fuel pressure correction amount is calculated based on the second required torque calculating means for calculating the second required torque, and the second required torque when the second required torque is present in the switching transition period. It is a control device for an internal combustion engine having a fuel pressure correction amount calculating means and a fuel pressure changing means for increasing the fuel pressure based on the calculated fuel pressure correction amount in the switching transition period.

次に、本発明の第6の発明は、上記第5の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記燃料圧力補正量に基づいて高くした燃料圧力に応じて増加したトルクである第2補填トルクを算出する、第2補填トルク算出手段と、前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記第2要求トルクに対して前記第2補填トルクでは不足するトルクである第3要求トルクを算出する、第3要求トルク算出手段と、前記切替過渡期間において、前記第3要求トルクがある場合に、前記第3要求トルクに基づいて燃料補正量を算出する、燃料補正量算出手段と、前記切替過渡期間において、算出した前記燃料補正量に基づいて前記シリンダ内へ噴射する燃料量を増量する、燃料量変更手段と、を有する、内燃機関の制御装置である。 Next, the sixth invention of the present invention is the control device for the internal combustion engine according to the fifth invention, and the control device is said to have the second required torque in the switching transition period. When there is a second compensation torque calculation means that calculates a second compensation torque, which is a torque increased according to the fuel pressure increased based on the fuel pressure correction amount, and the second required torque in the switching transition period. When there is the third required torque in the switching transient period and the third required torque calculating means for calculating the third required torque, which is the torque insufficient for the second supplement torque with respect to the second required torque. In addition, the fuel correction amount calculating means that calculates the fuel correction amount based on the third required torque and the amount of fuel injected into the cylinder based on the calculated fuel correction amount in the switching transition period are increased. , A control device for an internal combustion engine.

第1の発明によれば、過給制御に使用する過給機の数を切替えた直後の切替過渡期間において、総合損失トルクに応じた第1要求トルクを算出し、第1要求トルクに基づいて噴射開始時期補正量を算出する。そして噴射開始時期補正量に基づいて、燃料の噴射開始時期を通常噴射タイミングよりも早くする。つまり、燃料量を変えずに、燃料の噴射開始時期を早くする。一般的に、シリンダ内に噴射された燃料の燃焼による膨張圧力のピーク位置は、種々の理由により、ピストンが圧縮上死点を過ぎてやや下がった位置となるように、噴射開始時期が調整されている。そこで、切替過渡期間において噴射開始時期を早くすることで、膨張圧力のピーク位置が、ピストンが圧縮上死点により近い位置となるようにする。これにより、燃料量を増やすことなく、内燃機関の発生トルクを増量させることができる。従って、電動モータ等の新たな機器を追加することなく、過給制御に使用する過給機の数を切替える切替過渡期間に伴うトルクの落ち込みをより適切に抑制することができる。また、燃料の噴射量を変えていないので、排気流量や排気圧力もほとんど変わらない。従って、過給機の耐久性や信頼性を損なわずに、過給制御に使用する過給機の数を切替える切替過渡期間に伴うトルクの落ち込みをより適切に抑制することができる。 According to the first invention, in the switching transition period immediately after switching the number of turbochargers used for supercharging control, the first required torque according to the total loss torque is calculated and based on the first required torque. Calculate the injection start time correction amount. Then, based on the injection start timing correction amount, the fuel injection start timing is made earlier than the normal injection timing. That is, the fuel injection start time is advanced without changing the fuel amount. In general, the peak position of the expansion pressure due to the combustion of the fuel injected into the cylinder is adjusted at the injection start timing so that the piston is at a position slightly lower than the compression top dead center for various reasons. ing. Therefore, by advancing the injection start timing in the switching transition period, the peak position of the expansion pressure is set so that the piston is closer to the compression top dead center. As a result, the torque generated by the internal combustion engine can be increased without increasing the amount of fuel. Therefore, it is possible to more appropriately suppress the drop in torque due to the switching transition period in which the number of turbochargers used for supercharging control is switched without adding a new device such as an electric motor. Moreover, since the fuel injection amount is not changed, the exhaust flow rate and the exhaust pressure are almost the same. Therefore, it is possible to more appropriately suppress the drop in torque due to the switching transition period in which the number of turbochargers used for supercharging control is switched without impairing the durability and reliability of the turbocharger.

種々の実験やシミュレーションにて、過給機の切替過渡期間における過給の落ち込みに起因するトルクの損失分は、冷却損失トルクと排気損失トルクとポンプ損失トルクであることがわかってきた。なかでも、冷却損失トルクが支配的(最も割合が大きい)であることもわかってきた。第2の発明によれば、ポンプ損失トルクでなく冷却損失トルクに基づいて総合損失トルクを推定することで、より適切な大きさの総合損失トルクを推定することができる。 In various experiments and simulations, it has been found that the torque loss due to the drop in supercharging during the switching transition period of the turbocharger is the cooling loss torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque. Among them, it has become clear that the cooling loss torque is dominant (the largest proportion). According to the second invention, by estimating the total loss torque based on the cooling loss torque instead of the pump loss torque, it is possible to estimate the total loss torque having a more appropriate magnitude.

第3の発明によれば、冷却損失トルクと排気損失トルクに基づいて総合損失トルクを推定することで、より精度よく総合損失トルクを推定することができる。 According to the third invention, the total loss torque can be estimated more accurately by estimating the total loss torque based on the cooling loss torque and the exhaust loss torque.

第4の発明によれば、冷却損失トルクと排気損失トルクとポンプ損失トルクに基づいて総合損失トルクを推定することで、さらに精度よく総合損失トルクを推定することができる。 According to the fourth invention, the total loss torque can be estimated more accurately by estimating the total loss torque based on the cooling loss torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque.

燃料の噴射開始時期を早くして発生トルクを増量する場合、どこまでも噴射開始時期を早くすることができるわけではなく限界があるので、増量できるトルク(第1補填トルク)にも限界がある。第5の発明によれば、第1要求トルクに対して、燃料の噴射開始時期を早くしたことによる第1補填トルクでは、まだ第2要求トルク分だけ不足している場合、燃料圧力を高くして噴射時間幅を短くする。つまり、燃料量を変えずに、燃料を噴射する時間幅を短くすることで、早く噴き終わらせる。シリンダ内では、噴射された燃料量に応じて燃焼が進んで膨張圧力にてピストンを押し下げる力を発生させるが、噴射時間幅が長い場合、ピストンの位置が上死点から大きく下がった位置まで燃焼を継続させることになり、効率が悪い。同じ燃料量であっても燃料圧力を高くして噴射時間幅を短くすると、ピストンの位置が上死点により近い位置で燃料を噴き終わり、ピストンの位置が上死点により近い位置で燃焼を終わらせることができる。従って、ピストンの位置が上死点により近い位置で、膨張圧力にてピストンを押し下げる力を発生させることができるので、燃料量を増やすことなく、発生トルクを増量させることができる。 When the fuel injection start time is advanced to increase the generated torque, the injection start time cannot be advanced indefinitely and there is a limit, so the torque that can be increased (first compensation torque) is also limited. According to the fifth invention, if the first compensation torque due to the earlier fuel injection start timing is still insufficient by the second required torque with respect to the first required torque, the fuel pressure is increased. To shorten the injection time width. That is, by shortening the time width for injecting fuel without changing the amount of fuel, the injection can be completed earlier. In the cylinder, combustion proceeds according to the amount of fuel injected and a force is generated to push down the piston by the expansion pressure, but when the injection time width is long, the piston position burns to a position greatly lowered from top dead center. Will continue, which is inefficient. Even if the amount of fuel is the same, if the fuel pressure is increased and the injection time width is shortened, the fuel is injected at the position where the piston position is closer to the top dead center, and the combustion ends at the position where the piston position is closer to the top dead center. Can be made. Therefore, since the force for pushing down the piston can be generated by the expansion pressure at the position where the position of the piston is closer to the top dead center, the generated torque can be increased without increasing the amount of fuel.

燃料圧力を高くして発生トルクを増量する場合、どこまでも燃料圧力を高くすることができるわけではなく限界があるので、増量できるトルク(第2補填トルク)にも限界がある。第6の発明によれば、第2要求トルクに対して、燃料圧力を高くしたことによる第2補填トルクでは、まだ第3要求トルク分だけ不足している場合、燃料量を増量する。なお、燃料の噴射開始時期を早めることで増量する第1補填トルクと、燃料圧力を高くすることで増量する第2補填トルクは、どちらも燃料量を変えていないので、第6の発明で増量させる燃料量(燃料補正量)は、少量で済む。従って、燃料の噴射開始時期や燃料圧力の調整を行わずに燃料量の増量のみで発生トルクを増量させる場合と比較して、燃費の低下を抑制することができる。 When the fuel pressure is increased to increase the generated torque, the fuel pressure cannot be increased indefinitely and there is a limit, so there is also a limit to the torque that can be increased (second compensation torque). According to the sixth invention, if the second compensation torque due to the increase in the fuel pressure with respect to the second required torque is still insufficient by the third required torque, the fuel amount is increased. Since neither the first compensation torque, which is increased by advancing the fuel injection start time, or the second compensation torque, which is increased by increasing the fuel pressure, does not change the fuel amount, the amount is increased in the sixth invention. The amount of fuel to be made (fuel correction amount) can be small. Therefore, it is possible to suppress a decrease in fuel consumption as compared with a case where the generated torque is increased only by increasing the fuel amount without adjusting the fuel injection start timing and the fuel pressure.

本発明の内燃機関の制御装置を有するシステム(2機の過給機を備えたシステム)の全体の概略構成の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the whole schematic structure of the system (the system including two superchargers) which has the control device of the internal combustion engine of this invention. シングル過給制御(第1過給機のみで過給)からツイン過給制御(第1過給機と第2過給機で過給)へと切替える制御と、切替過渡期間における過給の落ち込みとトルクの落ち込みの例を説明する図である。Control to switch from single supercharging control (supercharging only with the first supercharger) to twin supercharging control (supercharging with the first supercharger and the second supercharger), and the drop in supercharging during the transition transition period. It is a figure explaining an example of a drop of torque. 総合損失トルクを説明する図である。It is a figure explaining the total loss torque. 制御装置の処理手順(各補正量を求める処理手順)の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the processing procedure (processing procedure for obtaining each correction amount) of a control device. 制御装置の処理手順(過給制御切替処理の処理手順)の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the processing procedure (processing procedure of supercharging control switching processing) of a control device. 制御装置の処理手順(噴射開始時期補正量を制御に反映する処理手順)の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the processing procedure (processing procedure which reflects the injection start time correction amount in control) of a control device. 制御装置の処理手順(燃料圧力補正量を制御に反映する処理手順)の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the processing procedure (processing procedure which reflects a fuel pressure correction amount in control) of a control device. 制御装置の処理手順(燃料補正量を制御に反映する処理手順)の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the processing procedure (processing procedure which reflects a fuel correction amount in control) of a control device. 切替過渡期間にてトルクの落ち込みが発生している場合(補正前)における、シリンダ内の膨張圧力状態と、燃料の噴射タイミングと、燃料圧力の状態と、の例を説明するイメージ図である。It is an image diagram explaining an example of an expansion pressure state in a cylinder, a fuel injection timing, and a fuel pressure state when a torque drop occurs in a switching transition period (before correction). 図9に示す状態に対して、燃料の噴射開始時期を早くした場合(第1補填)における、シリンダ内の膨張圧力状態と、燃料の噴射タイミングと、燃料圧力の状態と、の例を説明するイメージ図である。An example of the expansion pressure state in the cylinder, the fuel injection timing, and the fuel pressure state when the fuel injection start time is earlier than the state shown in FIG. 9 (first compensation) will be described. It is an image diagram. 図10に示す状態から、さらに燃料圧力を高くした場合(第2補填)における、シリンダ内の膨張圧力状態と、燃料の噴射タイミングと、燃料圧力の状態と、の例を説明するイメージ図である。FIG. 5 is an image diagram illustrating an example of an expansion pressure state in a cylinder, a fuel injection timing, and a fuel pressure state when the fuel pressure is further increased (second compensation) from the state shown in FIG. 10. 図11に示す状態から、さらに燃料量を増加した場合(第3補填)における、シリンダ内の膨張圧力状態と、燃料の噴射タイミングと、燃料圧力の状態と、の例を説明するイメージ図である。It is an image diagram explaining an example of an expansion pressure state in a cylinder, a fuel injection timing, and a fuel pressure state when the amount of fuel is further increased from the state shown in FIG. 11 (third compensation). 図2に示す出力トルクの落ち込みを、燃料の噴射開始時期を早くする第1補填、燃料圧力を高くする第2補填、燃料量を増加する第3補填、にて補填する様子を説明する図である。It is a figure explaining how the drop in output torque shown in FIG. 2 is compensated by the first compensation that advances the fuel injection start time, the second compensation that raises the fuel pressure, and the third compensation that increases the fuel amount. is there.

●[内燃機関システム全体の概略構成の例(図1)]
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。まず図1を用いて、内燃機関の制御装置70を有する内燃機関システム全体の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関10(例えばディーゼルエンジン)を用いて説明する。また図1に示す内燃機関システムの例は、第1過給機31と第2過給機32の2機の過給機を並列に配置しているが、吸気バイパス管11CBと吸気バイパス弁61を有することで、第2過給機32と第1過給機31の直列的な過給動作も可能とされている。
● [Example of schematic configuration of the entire internal combustion engine system (Fig. 1)]
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. First, an example of a schematic configuration of the entire internal combustion engine system including the internal combustion engine control device 70 will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, an internal combustion engine 10 (for example, a diesel engine) mounted on a vehicle will be used as an example of the internal combustion engine. Further, in the example of the internal combustion engine system shown in FIG. 1, two turbochargers, a first supercharger 31 and a second supercharger 32, are arranged in parallel, but the intake bypass pipe 11CB and the intake bypass valve 61 are arranged in parallel. By having the above, it is possible to perform a series supercharging operation of the second supercharger 32 and the first supercharger 31.

以下、システム全体について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。吸気管11Aの流入側には、吸気流量検出手段21(例えば、吸気流量センサ)が設けられている。吸気流量検出手段21は、内燃機関10が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置70に出力する。吸気管11Aの流出側は、吸気管11B1、11B2の二股に分岐しており、吸気管11B1の流入側と吸気管11B2の流入側とに接続されている。 Hereinafter, the entire system will be described in order from the intake side to the exhaust side. An intake air flow rate detecting means 21 (for example, an intake air flow rate sensor) is provided on the inflow side of the intake pipe 11A. The intake flow rate detecting means 21 outputs a detection signal according to the flow rate of the air sucked by the internal combustion engine 10 to the control device 70. The outflow side of the intake pipe 11A is bifurcated into the intake pipes 11B1 and 11B2, and is connected to the inflow side of the intake pipe 11B1 and the inflow side of the intake pipe 11B2.

吸気管11B1の流出側は、第1過給機31(第1のターボチャージャ)のコンプレッサ31Aの流入側に接続されている。また吸気管11B1の途中には、吸気バイパス管11CBの流出側が接続されている。コンプレッサ31Aの流出側は、吸気管11C1の流入側に接続され、吸気管11C1の流出側は、吸気管11C2の流出側と合流されて吸気管11Dの流入側に接続されている。コンプレッサ31Aは、タービン31Bにて回転駆動され、吸気管11B1から吸入した空気を圧縮して吸気管11C1へ吐出する(過給する)。 The outflow side of the intake pipe 11B1 is connected to the inflow side of the compressor 31A of the first supercharger 31 (first turbocharger). Further, the outflow side of the intake bypass pipe 11CB is connected in the middle of the intake pipe 11B1. The outflow side of the compressor 31A is connected to the inflow side of the intake pipe 11C1, and the outflow side of the intake pipe 11C1 is merged with the outflow side of the intake pipe 11C2 and connected to the inflow side of the intake pipe 11D. The compressor 31A is rotationally driven by the turbine 31B, compresses the air sucked from the intake pipe 11B1, and discharges (supercharges) the air to the intake pipe 11C1.

吸気管11B2の流出側は、第2過給機32(第2のターボチャージャ)のコンプレッサ32Aの流入側に接続されている。コンプレッサ32Aの流出側は、吸気管11C2と吸気バイパス管11CBの二股に分岐しており、吸気管11C2の流入側と吸気バイパス管11CBの流入側とに接続されている。吸気管11C2の流出側は、吸気管11C1の流出側と合流されて吸気管11Dの流入側に接続されている。また吸気管11C2には、制御装置70からの制御信号に基づいて吸気管11C2を開閉する吸気切替弁62が設けられている。吸気バイパス管11CBの流出側は吸気管11B1に接続されている。また吸気バイパス管11CBには、制御装置70からの制御信号に基づいて吸気バイパス管11CBを開閉する吸気バイパス弁61が設けられている。 The outflow side of the intake pipe 11B2 is connected to the inflow side of the compressor 32A of the second supercharger 32 (second turbocharger). The outflow side of the compressor 32A is bifurcated into the intake pipe 11C2 and the intake bypass pipe 11CB, and is connected to the inflow side of the intake pipe 11C2 and the inflow side of the intake bypass pipe 11CB. The outflow side of the intake pipe 11C2 merges with the outflow side of the intake pipe 11C1 and is connected to the inflow side of the intake pipe 11D. Further, the intake pipe 11C2 is provided with an intake switching valve 62 that opens and closes the intake pipe 11C2 based on a control signal from the control device 70. The outflow side of the intake bypass pipe 11CB is connected to the intake pipe 11B1. Further, the intake bypass pipe 11CB is provided with an intake bypass valve 61 that opens and closes the intake bypass pipe 11CB based on a control signal from the control device 70.

コンプレッサ32Aを回転駆動するタービン32Bは、排気切替弁63が開状態とされた場合に、排気ガスのエネルギーにて回転駆動される。排気切替弁63は、制御装置70からの制御信号に基づいて排気管12B2を開閉する。制御装置70は、排気切替弁63を開状態にしてタービン32Bを回転駆動した場合、吸気切替弁62と吸気バイパス弁61のいずれか一方を開状態にして他方を閉状態にする。また制御装置70は、排気切替弁63を閉状態にしている場合、吸気切替弁62と吸気バイパス弁61の双方を閉状態にする。 The turbine 32B that rotationally drives the compressor 32A is rotationally driven by the energy of the exhaust gas when the exhaust switching valve 63 is opened. The exhaust switching valve 63 opens and closes the exhaust pipe 12B2 based on the control signal from the control device 70. When the exhaust switching valve 63 is opened and the turbine 32B is rotationally driven, the control device 70 opens one of the intake switching valve 62 and the intake bypass valve 61 and closes the other. Further, when the exhaust switching valve 63 is closed, the control device 70 closes both the intake switching valve 62 and the intake bypass valve 61.

コンプレッサ32Aは、タービン32Bにて回転駆動された場合、吸気切替弁62が開状態かつ吸気バイパス弁61が閉状態の場合では、吸気管11B2から吸入した空気を圧縮して吸気管11C2へ吐出(過給)する。またコンプレッサ32Aは、タービン32Bにて回転駆動された場合、吸気切替弁62が閉状態かつ吸気バイパス弁61が開状態の場合では、吸気管11B2から吸入した空気を圧縮して吸気バイパス管11CBへ吐出(過給)する。 When the compressor 32A is rotationally driven by the turbine 32B, when the intake switching valve 62 is in the open state and the intake bypass valve 61 is in the closed state, the air sucked from the intake pipe 11B2 is compressed and discharged to the intake pipe 11C2 ( Supercharge). Further, when the compressor 32A is rotationally driven by the turbine 32B, when the intake switching valve 62 is in the closed state and the intake bypass valve 61 is in the open state, the air sucked from the intake pipe 11B2 is compressed to the intake bypass pipe 11CB. Discharge (supercharge).

吸気管11Dの流入側は、吸気管11C1の流出側と吸気管11C2の流出側とが接続され、吸気管11Dの流出側は、吸気マニホルド11Eの流入側に接続されている。なお、第1過給機31のコンプレッサ31Aの下流側となる吸気管11C1、吸気管11D、吸気マニホルド11Eのいずれかには、過給圧を検出する過給圧検出手段22A(例えば、圧力センサ)が設けられている。過給圧検出手段22Aは、過給された吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置70に出力する。 The inflow side of the intake pipe 11D is connected to the outflow side of the intake pipe 11C1 and the outflow side of the intake pipe 11C2, and the outflow side of the intake pipe 11D is connected to the inflow side of the intake manifold 11E. In any one of the intake pipe 11C1, the intake pipe 11D, and the intake manifold 11E, which is on the downstream side of the compressor 31A of the first supercharger 31, the supercharging pressure detecting means 22A (for example, a pressure sensor) for detecting the supercharging pressure is used. ) Is provided. The supercharging pressure detecting means 22A outputs a detection signal corresponding to the pressure of the supercharged intake air to the control device 70.

吸気マニホルド11Eの流出側は、内燃機関10の各シリンダに接続されている。 The outflow side of the intake manifold 11E is connected to each cylinder of the internal combustion engine 10.

内燃機関10は複数のシリンダを有しており、インジェクタ43A〜43Hが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ43A〜43Hには、コモンレール42から燃料配管を介して燃料が供給されており、インジェクタ43A〜43Hは、制御装置70からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ内に燃料を噴射する。 The internal combustion engine 10 has a plurality of cylinders, and injectors 43A to 43H are provided in each cylinder. Fuel is supplied to the injectors 43A to 43H from the common rail 42 via a fuel pipe, and the injectors 43A to 43H are driven by a control signal from the control device 70 to inject fuel into the respective cylinders.

コモンレール42には、制御装置70からの制御信号に基づいて駆動される燃圧調整ポンプ41から燃料が供給されている。またコモンレール42には、コモンレール42内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段23(例えば、圧力センサ)が設けられている。燃圧検出手段23は、検出した燃料圧力に応じた検出信号を制御装置70に出力する。制御装置70は、燃圧検出手段23からの検出信号に基づいた燃料圧力が目標燃料圧力となるように燃圧調整ポンプ41を制御する。 Fuel is supplied to the common rail 42 from a fuel pressure adjusting pump 41 driven based on a control signal from the control device 70. Further, the common rail 42 is provided with a fuel pressure detecting means 23 (for example, a pressure sensor) for detecting the pressure of the fuel in the common rail 42. The fuel pressure detecting means 23 outputs a detection signal corresponding to the detected fuel pressure to the control device 70. The control device 70 controls the fuel pressure adjusting pump 41 so that the fuel pressure based on the detection signal from the fuel pressure detecting means 23 becomes the target fuel pressure.

内燃機関10には、回転検出手段25(例えば回転センサ)、クーラント温度検出手段24(例えば温度センサ)等が設けられている。回転検出手段25は、内燃機関10のクランクシャフトの回転数(すなわち、エンジン回転数)に応じた検出信号を制御装置70に出力する。クーラント温度検出手段24は、内燃機関10内に循環されている冷却用クーラントの温度を検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置70に出力する。 The internal combustion engine 10 is provided with a rotation detecting means 25 (for example, a rotation sensor), a coolant temperature detecting means 24 (for example, a temperature sensor), and the like. The rotation detecting means 25 outputs a detection signal corresponding to the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 10 (that is, the engine rotation speed) to the control device 70. The coolant temperature detecting means 24 detects the temperature of the cooling coolant circulated in the internal combustion engine 10 and outputs a detection signal corresponding to the detected temperature to the control device 70.

内燃機関10の排気側には排気マニホルド12A1、12A2の流入側が接続され、排気マニホルド12A1の流出側には排気管12B1の流入側が接続され、排気マニホルド12A2の流出側には排気管12B2の流入側が接続されている。排気管12B1の流出側は第1過給機31のタービン31Bの流入側に接続され、排気管12B2の流出側は第2過給機32のタービン32Bの流入側に接続されている。また排気管12B2には、制御装置70からの制御信号に基づいて排気管12B2を開閉する排気切替弁63が設けられている。また排気管12B1と排気管12B2には、排気切替弁63が閉状態の場合に排気管12B2内の排気を排気管12B1へと導く排気バイパス管12BBが接続されている。 The inflow side of the exhaust manifolds 12A1 and 12A2 is connected to the exhaust side of the internal combustion engine 10, the inflow side of the exhaust pipe 12B1 is connected to the outflow side of the exhaust manifold 12A1, and the inflow side of the exhaust pipe 12B2 is connected to the outflow side of the exhaust manifold 12A2. It is connected. The outflow side of the exhaust pipe 12B1 is connected to the inflow side of the turbine 31B of the first supercharger 31, and the outflow side of the exhaust pipe 12B2 is connected to the inflow side of the turbine 32B of the second supercharger 32. Further, the exhaust pipe 12B2 is provided with an exhaust switching valve 63 that opens and closes the exhaust pipe 12B2 based on a control signal from the control device 70. Further, the exhaust pipe 12B1 and the exhaust pipe 12B2 are connected to an exhaust bypass pipe 12BB that guides the exhaust gas in the exhaust pipe 12B2 to the exhaust pipe 12B1 when the exhaust switching valve 63 is in the closed state.

第1過給機31のタービン31Bの流出側には、排気管12C1の流入側が接続され、排気管12C1の流出側は、酸化触媒51の流入側に接続されている。第2過給機32のタービン32Bの流出側には、排気管12C2の流入側が接続され、排気管12C2の流出側は、排気管12C1の途中に接続されている。また排気管12C1には、排気管12C1内の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段22B(例えば圧力センサ)、排気管12C1内の排気の温度を検出する排気温度検出手段26(例えば温度センサ)等が設けられている。排気圧力検出手段22Bは、検出した圧力に応じた検出信号を制御装置70に出力し、排気温度検出手段26は、検出した温度に応じた検出信号を制御装置70に出力する。 The inflow side of the exhaust pipe 12C1 is connected to the outflow side of the turbine 31B of the first supercharger 31, and the outflow side of the exhaust pipe 12C1 is connected to the inflow side of the oxidation catalyst 51. The inflow side of the exhaust pipe 12C2 is connected to the outflow side of the turbine 32B of the second supercharger 32, and the outflow side of the exhaust pipe 12C2 is connected in the middle of the exhaust pipe 12C1. Further, the exhaust pipe 12C1 includes an exhaust pressure detecting means 22B (for example, a pressure sensor) for detecting the exhaust pressure in the exhaust pipe 12C1 and an exhaust temperature detecting means 26 (for example, a temperature sensor) for detecting the temperature of the exhaust in the exhaust pipe 12C1. Etc. are provided. The exhaust pressure detecting means 22B outputs a detection signal corresponding to the detected pressure to the control device 70, and the exhaust temperature detecting means 26 outputs a detection signal corresponding to the detected temperature to the control device 70.

第1過給機31のタービン31Bには、タービン31Bを回転駆動する排気の流速を調整可能な可変ノズル31Cが設けられ、可変ノズル31Cは、制御装置70からの制御信号に応じて動作するノズル駆動手段31D(例えば電動モータ)にて動作される。またノズル開度検出手段31E(例えば回転角度センサ)は、可変ノズル31Cの開度に応じたノズル駆動手段31Dの動作状態(この場合、電動モータの回転角度)に応じた検出信号を制御装置70に出力する。制御装置70は、ノズル開度検出手段31Eからの検出信号に基づいて求めた可変ノズル31Cの開度が、目標ノズル開度となるようにノズル駆動手段31Dを制御する。なお、第2過給機32のタービン32Bの可変ノズル32C、ノズル駆動手段32D、ノズル開度検出手段32Eも同様であるので、これらの説明は省略する。 The turbine 31B of the first supercharger 31 is provided with a variable nozzle 31C capable of adjusting the flow velocity of the exhaust gas that rotationally drives the turbine 31B, and the variable nozzle 31C is a nozzle that operates in response to a control signal from the control device 70. It is operated by the drive means 31D (for example, an electric motor). Further, the nozzle opening degree detecting means 31E (for example, a rotation angle sensor) outputs a detection signal according to the operating state of the nozzle driving means 31D (in this case, the rotation angle of the electric motor) according to the opening degree of the variable nozzle 31C. Output to. The control device 70 controls the nozzle driving means 31D so that the opening degree of the variable nozzle 31C obtained based on the detection signal from the nozzle opening degree detecting means 31E becomes the target nozzle opening degree. The same applies to the variable nozzle 32C, the nozzle driving means 32D, and the nozzle opening degree detecting means 32E of the turbine 32B of the second supercharger 32, and thus the description thereof will be omitted.

酸化触媒51の流出側は、DPF52(微粒子捕集フィルタ)の流入側に接続されている。酸化触媒51は、内燃機関10の排気中のHC(炭化水素)とCO(一酸化炭素)を酸化して浄化する。 The outflow side of the oxidation catalyst 51 is connected to the inflow side of the DPF 52 (particulate particulate filter). The oxidation catalyst 51 oxidizes and purifies HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) in the exhaust gas of the internal combustion engine 10.

DPF52の流出側は、尿素SCR53の流入側に接続されており、DPF52は、排気中の微粒子を捕集する。またDPF52には、DPF52の流入側と流出側の圧力差を検出する差圧検出手段22C(例えば差圧センサ)が設けられている。差圧検出手段22Cは、DPF52の流入側と流出側の圧力差に応じた検出信号を制御装置70に出力する。制御装置70は、差圧検出手段22Cからの検出信号に基づいた差圧から、DPF52に堆積された微粒子の量を推定することができる。 The outflow side of the DPF 52 is connected to the inflow side of the urea SCR53, and the DPF 52 collects fine particles in the exhaust gas. Further, the DPF 52 is provided with a differential pressure detecting means 22C (for example, a differential pressure sensor) for detecting the pressure difference between the inflow side and the outflow side of the DPF 52. The differential pressure detecting means 22C outputs a detection signal corresponding to the pressure difference between the inflow side and the outflow side of the DPF 52 to the control device 70. The control device 70 can estimate the amount of fine particles deposited on the DPF 52 from the differential pressure based on the detection signal from the differential pressure detecting means 22C.

尿素SCR53は、図示省略した尿素水添加弁から噴射された尿素を用いて、排気中のNOx(窒素酸化物)を還元して浄化する。 The urea SCR53 uses urea injected from a urea water addition valve (not shown) to reduce and purify NOx (nitrogen oxides) in the exhaust gas.

制御装置70は、少なくとも、制御手段71(CPU)、記憶手段73を有している。制御装置70は、複数の過給機を有する内燃機関(内燃機関システム)の運転状態を検出し、検出した運転状態に基づいて、内燃機関のシリンダ内へ噴射する燃料量を制御する。制御装置70(制御手段71)は、図1に示す検出手段やアクチュエータに限定されず、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関10の運転状態を検出する。そして、制御装置70(制御手段71)は、上記のインジェクタ43A〜43Hや、吸気バイパス弁61、吸気切替弁62、排気切替弁63、ノズル駆動手段31D、32D、燃圧調整ポンプ41を含めた各種のアクチュエータを制御する。記憶手段73は、例えばFlash−ROM等の記憶装置であり、後述する処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。なお、制御手段71は、過給切替手段71A、総合損失トルク推定手段71B、第1要求トルク算出手段71C、噴射開始時期補正量算出手段71D、噴射開始時期変更手段71E、第1補填トルク算出手段71F、第2要求トルク算出手段71G、燃料圧力補正量算出手段71H、燃料圧力変更手段71I、第2補填トルク算出手段71J、第3要求トルク算出手段71K、燃料補正量算出手段71L、燃料量変更手段71M、等の各種の処理手段を有しているが、これらについては後述する。 The control device 70 has at least a control means 71 (CPU) and a storage means 73. The control device 70 detects the operating state of an internal combustion engine (internal combustion engine system) having a plurality of turbochargers, and controls the amount of fuel injected into the cylinder of the internal combustion engine based on the detected operating state. The control device 70 (control means 71) is not limited to the detection means and the actuator shown in FIG. 1, and detects the operating state of the internal combustion engine 10 based on the detection signals from various detection means including the above-mentioned detection means. .. The control device 70 (control means 71) includes various injectors 43A to 43H, an intake bypass valve 61, an intake switching valve 62, an exhaust switching valve 63, nozzle driving means 31D and 32D, and a fuel pressure adjusting pump 41. Control the actuator of. The storage means 73 is, for example, a storage device such as a Flash-ROM, and stores programs, data, and the like for executing a process described later. The control means 71 includes a supercharging switching means 71A, a total loss torque estimating means 71B, a first required torque calculating means 71C, an injection start time correction amount calculating means 71D, an injection start time changing means 71E, and a first compensation torque calculating means. 71F, 2nd required torque calculation means 71G, fuel pressure correction amount calculation means 71H, fuel pressure changing means 71I, 2nd compensation torque calculation means 71J, 3rd required torque calculation means 71K, fuel correction amount calculation means 71L, fuel amount change It has various processing means such as means 71M, which will be described later.

大気圧検出手段22D(例えば大気圧センサ)は、例えば制御装置70に設けられており、制御装置70の周囲の大気圧に応じた検出信号を制御装置70に出力する。 The atmospheric pressure detecting means 22D (for example, an atmospheric pressure sensor) is provided in, for example, the control device 70, and outputs a detection signal corresponding to the atmospheric pressure around the control device 70 to the control device 70.

アクセルペダル踏込量検出手段27(例えばアクセルペダル踏込角度センサ)は、アクセルペダルに設けられており、運転者によるアクセルペダルの踏込量に応じた検出信号を制御装置70に出力する。 The accelerator pedal depression amount detecting means 27 (for example, an accelerator pedal depression angle sensor) is provided on the accelerator pedal, and outputs a detection signal according to the depression amount of the accelerator pedal by the driver to the control device 70.

●[過給制御の切替と、切替過渡期間の過給圧とトルクの落ち込みの例(図2、図3)]
図2に、過給制御を1ターボ(第1過給機31(図1参照)のみで過給)から2ターボ(第1過給機31と第2過給機32(図1参照)の双方で過給)に切替える場合の例を示す。図2の例は、時間Taまでは1ターボで過給制御を行い、時間Taにて1ターボから2ターボへと切替える切替条件が成立し、時間Tb以降にて2ターボで過給制御を行う例を示している。なお、時間Ta〜Tbは、1ターボから2ターボへ切替える際の切替中の時間である。
● [Examples of switching supercharging control and dropping of supercharging pressure and torque during the transition transition period (Figs. 2 and 3)]
In FIG. 2, the supercharging control is changed from 1 turbo (supercharging only with the first supercharger 31 (see FIG. 1)) to 2 turbos (first supercharger 31 and second supercharger 32 (see FIG. 1)). An example of switching to supercharging on both sides is shown. In the example of FIG. 2, supercharging control is performed with 1 turbo until time Ta, a switching condition for switching from 1 turbo to 2 turbo is satisfied at time Ta, and supercharging control is performed with 2 turbos after time Tb. An example is shown. The times Ta to Tb are the times during switching when switching from 1 turbo to 2 turbo.

時間Taまでは、制御装置70は、1ターボで過給制御を行うと判定している。この場合、制御装置70は、吸気バイパス弁61を閉状態に制御し、吸気切替弁62を閉状態に制御し、排気切替弁63を閉状態に制御している。この場合、第2過給機32のタービン32Bに排気が流入しないので、第2過給機32は過給を行わず、第1過給機31のみにて過給が行われる(図1、図2参照)。 Until the time Ta, the control device 70 determines that supercharging control is performed with one turbo. In this case, the control device 70 controls the intake bypass valve 61 to the closed state, the intake switching valve 62 to the closed state, and the exhaust switching valve 63 to the closed state. In this case, since the exhaust does not flow into the turbine 32B of the second supercharger 32, the second supercharger 32 does not supercharge, and only the first supercharger 31 supercharges (FIG. 1, FIG. 1, (See Fig. 2).

時間Taにて、制御装置70は、1ターボの過給制御から2ターボの過給制御へと切替える切替条件が成立した、と判定している。この場合、制御装置70は、過給の落ち込みを抑制するために、下記のように一時的に第2過給機32と第1過給機31を直列的に接続して過給する。この場合、制御装置70は、吸気バイパス弁61を開状態に制御し、吸気切替弁62を閉状態に制御し、排気切替弁63を開状態に制御する。なお、時間Taから切替時間が経過するまでは、この状態を維持して、第2過給機32と第1過給機31を直列的に接続して過給する(図1、図2参照)。 At time Ta, the control device 70 determines that the switching condition for switching from the supercharging control of 1 turbo to the supercharging control of 2 turbos is satisfied. In this case, the control device 70 temporarily connects the second supercharger 32 and the first supercharger 31 in series to supercharge, as described below, in order to suppress the drop in supercharging. In this case, the control device 70 controls the intake bypass valve 61 to the open state, the intake switching valve 62 to the closed state, and the exhaust switching valve 63 to the open state. It should be noted that this state is maintained until the switching time elapses from the time Ta, and the second supercharger 32 and the first supercharger 31 are connected in series to supercharge (see FIGS. 1 and 2). ).

時間Taから切替時間が経過した時間Tb以降では、制御装置70は、2ターボで過給制御を行うと判定している。この場合、制御装置70は、吸気バイパス弁61を閉状態に制御し、吸気切替弁62を開状態に制御し、排気切替弁63を開状態に制御している。この場合、制御装置70は、第1過給機31と第2過給機32を並列的に使用して過給を行う(図1、図2参照)。 After the time Tb when the switching time elapses from the time Ta, the control device 70 determines that the supercharging control is performed by the two turbochargers. In this case, the control device 70 controls the intake bypass valve 61 in the closed state, controls the intake switching valve 62 in the open state, and controls the exhaust switching valve 63 in the open state. In this case, the control device 70 supercharges by using the first supercharger 31 and the second supercharger 32 in parallel (see FIGS. 1 and 2).

図2に示すように、1ターボから2ターボへの切替を開始した時間Taから、2ターボに切替わった時間Tbからさらに時間が経過した時間Tcまで、の過渡状態時間(切替過渡期間に相当)の間では、第2過給機のタービンの回転数が充分上昇しきれてないため、過給圧の落ち込みが発生する。そして、この過給圧の落ち込みに伴って、内燃機関10の出力トルクも落ち込む。ユーザは、過給圧の落ち込みについては、ほぼ体感できないが、出力トルクの落ち込みについては、内燃機関を搭載した車両のショックを伴うので、体感してしまう。以下に説明するように、本実施の形態にて説明する制御装置の処理にて、この出力トルクの落ち込みを、ユーザが体感できない程度に抑制する。 As shown in FIG. 2, the transition state time (corresponding to the switching transition period) from the time Ta when switching from 1 turbo to 2 turbo is started, from the time Tb when switching to 2 turbo to the time Tc when a further time elapses. ), Since the rotation speed of the turbine of the second supercharger has not risen sufficiently, a drop in the supercharging pressure occurs. Then, as the supercharging pressure drops, the output torque of the internal combustion engine 10 also drops. The user can hardly feel the drop in the supercharging pressure, but the drop in the output torque is accompanied by the shock of the vehicle equipped with the internal combustion engine, so the user can feel it. As described below, in the processing of the control device described in the present embodiment, this drop in output torque is suppressed to the extent that the user cannot experience it.

図2に示す出力トルクの落ち込み分を、以下では、総合損失トルクΔTQとする。発明者は、種々の実験とシミュレーションを重ね、総合損失トルクΔTQの要因を解析した。そして発明者は、図3に示すように、総合損失トルクΔTQは、冷却損失トルクと、排気損失トルクと、ポンプ損失トルクと、の和であることを突き止めた。なお、図3からわかるように、総合損失トルクΔTQは、冷却損失トルクが支配的である(割合が非常に大きい)。 The amount of drop in the output torque shown in FIG. 2 is hereinafter referred to as the total loss torque ΔTQ. The inventor repeated various experiments and simulations to analyze the factors of the total loss torque ΔTQ. Then, as shown in FIG. 3, the inventor has found that the total loss torque ΔTQ is the sum of the cooling loss torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque. As can be seen from FIG. 3, the cooling loss torque is dominant in the total loss torque ΔTQ (the ratio is very large).

冷却損失トルクは、過給圧の落ち込みに伴い、シリンダ内に噴射した燃料が、霧化する前にシリンダやピストンに衝突することにより、シリンダやピストンから奪われる熱量(熱損失)によって損失するトルクである。この冷却損失トルクは、実際の内燃機関のクーラント温度と過給圧に対して種々の実験データを取得・解析することで、クーラント温度と過給圧に応じた冷却損失トルクの算出方法を導き出すことができる。つまり、過渡状態時間における冷却損失トルクから、過給制御の切替を行う前の冷却損失トルクを減算することで、増加した冷却損失トルクを求めることができる。制御装置は、内燃機関のピストン及びシリンダの熱損失において、過給の落ち込みに起因した熱損失の増量分に基づいて損失する熱損失トルクを、後述するように推定できる。 The cooling loss torque is the torque lost due to the amount of heat (heat loss) taken from the cylinder or piston by colliding with the cylinder or piston before the fuel injected into the cylinder atomizes as the boost pressure drops. Is. For this cooling loss torque, a method for calculating the cooling loss torque according to the coolant temperature and boost pressure can be derived by acquiring and analyzing various experimental data with respect to the actual coolant temperature and boost pressure of the internal combustion engine. Can be done. That is, the increased cooling loss torque can be obtained by subtracting the cooling loss torque before switching the supercharging control from the cooling loss torque in the transition state time. The control device can estimate the heat loss torque lost in the heat loss of the piston and cylinder of the internal combustion engine based on the increase in heat loss caused by the drop in supercharging, as will be described later.

排気損失トルクは、過給圧の落ち込みに伴う排気圧力の低下によって、「利得」するトルクである。排気圧損は、図1に示す酸化触媒51から大気に排出するまでのハードウェアで、圧力損失特性がほぼ決まっている。内燃機関10の排気マニホルド12A1内の排気圧力は、大気圧検出手段22Dにて検出した大気圧と、上記の圧力損失特性と、差圧検出手段22Cにて検出した差圧と、可変ノズル31Cの開度と、から求めることができる。そして内燃機関10の排気マニホルド12A1内の排気圧力から、排気損失トルクを求めることができる。つまり、過渡状態時間における排気損失トルクから、過給制御の切替を行う前の排気損失トルクを減算することで、「減少」した排気損失トルクを求めることができる。制御装置は、内燃機関のシリンダからの排気流量に基づいた排気損失において、過給の落ち込みに起因した排気損失の減量分に基づいて利得する排気損失トルクを、後述するように推定できる。 Exhaust loss torque is the torque that "gains" due to the decrease in exhaust pressure that accompanies the drop in supercharging pressure. The exhaust pressure loss is the hardware from the oxidation catalyst 51 shown in FIG. 1 to the exhaust gas to the atmosphere, and the pressure loss characteristic is almost determined. The exhaust pressure in the exhaust manifold 12A1 of the internal combustion engine 10 is the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detecting means 22D, the above pressure loss characteristics, the differential pressure detected by the differential pressure detecting means 22C, and the variable nozzle 31C. It can be obtained from the opening degree. Then, the exhaust loss torque can be obtained from the exhaust pressure in the exhaust manifold 12A1 of the internal combustion engine 10. That is, the "reduced" exhaust loss torque can be obtained by subtracting the exhaust loss torque before switching the supercharging control from the exhaust loss torque in the transition state time. The control device can estimate the exhaust loss torque gained based on the reduction in the exhaust loss due to the drop in supercharging in the exhaust loss based on the exhaust flow rate from the cylinder of the internal combustion engine, as will be described later.

ポンプ損失トルクは、ピストンが吸気マニホルドから吸気を吸引して排気マニホルドへと排気を圧送するポンプ動作をする際の、吸気側圧力と排気側圧力と、ピストンの上面の面積と、によって決まるトルクである。過給圧が落ち込むと、吸引するための力を増量することになるので、過給圧が落ち込むとポンプ損失が増量する。つまり、過渡状態時間におけるポンプ損失トルクから、過給制御の切替を行う前のポンプ損失トルクを減算することで、増加したポンプ損失トルクを求めることができる。制御装置は、内燃機関のピストンによる吸気と排気のポンプ動作に基づいたポンプ損失において、過給の落ち込みに起因したポンプ損失の増量分に基づいて損失するポンプ損失トルクを、後述するように推定できる。 The pump loss torque is the torque determined by the intake side pressure, the exhaust side pressure, and the area of the upper surface of the piston when the piston operates as a pump that sucks intake air from the intake manifold and pumps exhaust air to the exhaust manifold. is there. When the supercharging pressure drops, the force for suction increases, so when the supercharging pressure drops, the pump loss increases. That is, the increased pump loss torque can be obtained by subtracting the pump loss torque before switching the supercharging control from the pump loss torque in the transition state time. The control device can estimate the pump loss torque that is lost based on the increase in the pump loss due to the drop in supercharging in the pump loss based on the pump operation of the intake and exhaust by the piston of the internal combustion engine, as described later. ..

●[制御装置70の処理手順(図4〜図8)]
次に図4〜図8に示すフローチャートを用いて、制御装置70(制御手段71)の処理手順の例について説明する。図4に示す処理は、例えば所定時間間隔(例えば、数[ms]〜数10[ms]間隔)で起動され、起動されると、制御装置70(制御手段71)は、ステップS010へと処理を進める。
● [Processing procedure of control device 70 (FIGS. 4 to 8)]
Next, an example of the processing procedure of the control device 70 (control means 71) will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 to 8. The process shown in FIG. 4 is started, for example, at a predetermined time interval (for example, an interval of several [ms] to several tens [ms]), and when started, the control device 70 (control means 71) proceeds to step S010. To proceed.

ステップS010にて制御装置70は、入力信号処理として、種々の検出手段からの検出信号に基づいた物理量を取得して記憶し、ステップS020へと処理を進める。例えば、現在の、過給圧、クーラント温度、噴射する燃料量、噴射時間幅、燃料圧力、内燃機関の回転数、吸気流量、排気圧力、排気温度、第1過給機の可変ノズルの開度、DPFの差圧、大気圧等を取得して、今回過給圧、今回クーラント温度、今回燃料量、今回噴射時間幅、今回燃料圧力、今回回転数、今回吸気流量、今回排気圧力、今回排気温度、今回ノズル開度、今回差圧、今回大気圧等として記憶する。なお、記憶する物理量は、これらに限定されるものではない。 In step S010, the control device 70 acquires and stores physical quantities based on the detection signals from various detection means as input signal processing, and proceeds to the process in step S020. For example, the current supercharging pressure, coolant temperature, amount of fuel to be injected, injection time width, fuel pressure, internal combustion engine rotation speed, intake flow rate, exhaust pressure, exhaust temperature, opening of variable nozzle of the first supercharger. , DPF differential pressure, atmospheric pressure, etc., this time supercharging pressure, this time coolant temperature, this time fuel amount, this time injection time width, this time fuel pressure, this time rotation speed, this time intake flow rate, this time exhaust pressure, this time exhaust It is stored as temperature, this time nozzle opening, this time differential pressure, this time atmospheric pressure, etc. The physical quantity to be stored is not limited to these.

ステップS020にて制御装置70は、図5に示す[SB000:過給制御切替処理]を実行し、ステップS025に処理を進める。制御装置70は、図5に示す[SB000:過給制御切替処理]を実行する際、図5に示すステップSB010へ処理を進める。 In step S020, the control device 70 executes [SB000: supercharging control switching process] shown in FIG. 5, and proceeds to step S025. When the control device 70 executes [SB000: supercharging control switching process] shown in FIG. 5, the control device 70 proceeds to step SB010 shown in FIG.

[SB000:過給制御切替処理]
図5に示すステップSB010にて制御装置70は、現在、1ターボ過給制御中(第1過給機のみで過給するシングル過給制御中)であるか否かを判定し、1ターボ過給制御中である場合(Yes)はステップSB020に処理を進め、1ターボ過給制御中でない場合(No)はステップSB110に処理を進める。なお、図5に示すSB000の処理は、既存の処理であり、1ターボ過給制御(第1過給機のみで過給するシングル過給制御)から2ターボ過給制御(第1過給機と第2過給機の双方で過給するツイン過給制御)に切替える処理の例を示しているが、2ターボ過給制御から1ターボ過給制御に切替える処理であるステップSB110の詳細については記載を省略している。
[SB000: Supercharging control switching process]
In step SB010 shown in FIG. 5, the control device 70 determines whether or not it is currently in 1 turbocharging control (during single supercharging control in which only the first supercharger supercharges), and 1 turbocharger is in progress. If the supply control is in progress (Yes), the process proceeds to step SB020, and if the turbocharging control is not in progress (No), the process proceeds to step SB110. The process of SB000 shown in FIG. 5 is an existing process, from 1 turbocharging control (single supercharging control supercharging only with the first supercharger) to 2 turbocharging control (first supercharger). An example of the process of switching to (twin supercharging control in which both the turbocharger and the second turbocharger are supercharged) is shown. For details of step SB110, which is a process of switching from 2-turbocharging control to 1-turbocharging control, The description is omitted.

ステップSB020に処理を進めた場合、制御装置70は、内燃機関の運転状態に基づいて、1ターボ過給制御から2ターボ過給制御への切替条件が成立するか否かを判定し、切替条件が成立する場合(Yes)はステップSB030へ処理を進め、切替条件が成立しない場合(No)はステップSB060Aへ処理を進める。 When the process proceeds to step SB020, the control device 70 determines whether or not the switching condition from 1 turbocharging control to 2 turbocharging control is satisfied based on the operating state of the internal combustion engine, and determines whether or not the switching condition is satisfied. If is satisfied (Yes), the process proceeds to step SB030, and if the switching condition is not satisfied (No), the process proceeds to step SB060A.

ステップSB030に処理を進めた場合、制御装置70は、切替タイマ(図2参照)が起動中であるか否かを判定し、起動中である場合(Yes)はステップSB050に処理を進め、起動中でない場合(No)はステップSB040に処理を進める。 When the process proceeds to step SB030, the control device 70 determines whether or not the switching timer (see FIG. 2) is running, and if it is running (Yes), the process proceeds to step SB050 and starts. If not, the process proceeds to step SB040.

ステップSB040に処理を進めた場合、制御装置70は、切替開始フラグをONにして切替タイマを起動し、ステップSB050に処理を進める。 When the process proceeds to step SB040, the control device 70 turns on the switching start flag, activates the switching timer, and proceeds to step SB050.

ステップSB050に処理を進めた場合、制御装置70は、切替タイマが切替時間(図2参照)未満であるか否かを判定し、切替時間未満である場合(Yes)はステップSB060Bに処理を進め、切替時間以上である場合(No)はステップSB060Cに処理を進める。なお、切替時間の値は、実際の車両を用いた種々の実験等によって適切な値に設定されている。 When the process proceeds to step SB050, the control device 70 determines whether or not the switching timer is less than the switching time (see FIG. 2), and if it is less than the switching time (Yes), the process proceeds to step SB060B. If the switching time is longer than or equal to (No), the process proceeds to step SB060C. The value of the switching time is set to an appropriate value by various experiments using an actual vehicle.

ステップSB060Aに処理を進めた場合は、1ターボ過給制御を維持する(継続する)場合であり、第1過給機のみで過給を行う場合である。制御装置70は、吸気バイパス弁61を閉状態に制御し、吸気切替弁62を閉状態に制御し、排気切替弁63を閉状態に制御し(図2参照)、ステップSB070Aに処理を進める。 When the process proceeds to step SB060A, it is a case where the 1 turbocharging control is maintained (continued), and a case where the supercharging is performed only by the first supercharger. The control device 70 controls the intake bypass valve 61 to the closed state, controls the intake switching valve 62 to the closed state, controls the exhaust switching valve 63 to the closed state (see FIG. 2), and proceeds to step SB070A.

ステップSB070Aにて制御装置70は、切替タイマを停止して初期化し、図5に示す処理を終了して図4に示すステップS025に処理を進める。 In step SB070A, the control device 70 stops and initializes the switching timer, ends the process shown in FIG. 5, and proceeds to step S025 shown in FIG.

ステップSB060Bに処理を進めた場合は、1ターボ過給制御から2ターボ過給制御への切替中の場合であり、第2過給機と第1過給機とを直列的にして過給を行う場合である。制御装置70は、吸気バイパス弁61を開状態に制御し、吸気切替弁62を閉状態に制御し、排気切替弁63を開状態に制御し(図2参照)、図5に示す処理を終了して図4に示すステップS025に処理を進める。 When the process proceeds to step SB060B, it means that the 1-turbo supercharging control is being switched to the 2-turbo supercharging control, and the second supercharger and the first supercharger are connected in series to supercharge. It is a case to do. The control device 70 controls the intake bypass valve 61 in the open state, controls the intake switching valve 62 in the closed state, controls the exhaust switching valve 63 in the open state (see FIG. 2), and ends the process shown in FIG. Then, the process proceeds to step S025 shown in FIG.

ステップSB060Cに処理を進めた場合は、2ターボ過給制御を維持する(継続する)場合であり、第1過給機と第2過給機の双方を並列的にして過給を行う場合である。制御装置70は、吸気バイパス弁61を閉状態に制御し、吸気切替弁62を開状態に制御し、排気切替弁63を開状態に制御し(図2参照)、ステップSB070Cに処理を進める。 When the process is advanced to step SB060C, it is the case where the two turbocharger control is maintained (continued), and the case where both the first turbocharger and the second turbocharger are supercharged in parallel. is there. The control device 70 controls the intake bypass valve 61 in the closed state, controls the intake switching valve 62 in the open state, controls the exhaust switching valve 63 in the open state (see FIG. 2), and proceeds to step SB070C.

ステップSB070Cにて制御装置70は、切替タイマを停止して初期化し、図5に示す処理を終了して図4に示すステップS025に処理を進める。 In step SB070C, the control device 70 stops and initializes the switching timer, ends the process shown in FIG. 5, and proceeds to step S025 shown in FIG.

上記のステップSB010〜SB070Cの処理を実行する制御手段71は、内燃機関の運転状態に応じて、過給制御に使用する過給機の数を切替える、過給切替手段71A(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of steps SB010 to SB070C described above is a supercharging switching means 71A (see FIG. 1) that switches the number of superchargers used for supercharging control according to the operating state of the internal combustion engine. It is equivalent.

図4に示すステップS025にて制御装置70は、切替開始フラグ(図5のステップSB040にてONとされる)がONであるか否かを判定し、切替開始フラグがONである場合(Yes)はステップS030に処理を進め、切替開始フラグがONでない場合(No)はステップS040に処理を進める。 In step S025 shown in FIG. 4, the control device 70 determines whether or not the switching start flag (which is turned ON in step SB040 of FIG. 5) is ON, and when the switching start flag is ON (Yes). ) Proceeds to step S030, and if the switching start flag is not ON (No), the process proceeds to step S040.

ステップS030に処理を進めた場合、制御装置70は、現時点のタイミングが、図2に示す時間Taであると判定し、切替前過給圧に今回過給圧を記憶し、切替前クーラント温度に今回クーラント温度を記憶し、切替前燃料量に今回燃料量を記憶し、切替前噴射時間幅に今回噴射時間幅を記憶し、切替前燃料圧力に今回燃料圧力を記憶し、切替前回転数に今回回転数を記憶し、切替前吸気流量に今回吸気流量を記憶し、切替前排気圧力に今回排気圧力を記憶し、切替前排気温度に今回排気温度を記憶し、切替前ノズル開度に今回ノズル開度を記憶し、切替前差圧に今回差圧を記憶し、切替前大気圧に今回大気圧を記憶してステップS035に処理を進める。なお、ステップS030にて記憶した各種の物理量は、ステップS050〜S065にて各種の損失トルクを推定する際に使用される。なお、「切替前」として記憶する物理量は、これらに限定されるものではない。 When the process proceeds to step S030, the control device 70 determines that the current timing is the time Ta shown in FIG. 2, stores the boost pressure this time in the boost pressure before switching, and sets the coolant temperature before switching. The coolant temperature is stored this time, the fuel amount is stored in the fuel amount before switching, the injection time width is stored in the injection time width before switching, the fuel pressure is stored in the fuel pressure before switching, and the rotation speed before switching is used. The number of rotations is memorized this time, the intake flow flow is memorized in the intake flow before switching, the exhaust pressure is memorized in the exhaust pressure before switching, the exhaust temperature is memorized in the exhaust temperature before switching, and the nozzle opening before switching is memorized this time. The nozzle opening degree is memorized, the differential pressure is memorized in the differential pressure before switching, the atmospheric pressure is memorized in the atmospheric pressure before switching, and the process proceeds to step S035. The various physical quantities stored in step S030 are used when estimating various loss torques in steps S050 to S065. The physical quantity stored as "before switching" is not limited to these.

ステップS035にて制御装置70は、切替過渡タイマ(図2参照)を起動してステップS040に処理を進める。 In step S035, the control device 70 activates the switching transient timer (see FIG. 2) to proceed to step S040.

ステップS040に処理を進めた場合、制御装置70は、切替過渡タイマが起動中であるか否かを判定し、切替過渡タイマが起動中である場合(Yes)はステップS045に処理を進め、切替過渡タイマが起動中でない場合(No)はステップS070に処理を進める。 When the process proceeds to step S040, the control device 70 determines whether or not the switching transient timer is running, and if the switching transient timer is running (Yes), the process proceeds to step S045 to switch. If the transient timer is not running (No), the process proceeds to step S070.

ステップS045処理を進めた場合、制御装置70は、切替過渡タイマが過渡状態時間(切替過渡期間)以下(図2参照)であるか否かを判定し、過渡状態時間以下である場合(Yes)はステップS050に処理を進め、過渡状態時間を超えている場合(No)はステップS070に処理を進める。なお、過渡状態時間(切替過渡期間)の値は、実際の車両を用いた種々の実験等によって適切な値に設定されており、図2に示すように、切替中及び切替後の所定時間における過給圧や出力トルクの落ち込みが発生する時間(期間)である。例えば過渡状態時間(切替過渡期間)は、1〜2[sec]程度である。 When the step S045 process is advanced, the control device 70 determines whether or not the switching transient timer is equal to or less than the transition state time (switching transition period) (see FIG. 2), and if it is equal to or less than the transition state time (Yes). Proceeds to step S050, and if the transition state time has been exceeded (No), proceeds to step S070. The value of the transition state time (switching transition period) is set to an appropriate value by various experiments using an actual vehicle, and as shown in FIG. 2, during and after the switching, in a predetermined time. This is the time (duration) during which the boost pressure and output torque drop occur. For example, the transition state time (switching transition period) is about 1 to 2 [sec].

ステップS070に処理を進めた場合、制御装置70は、切替過渡タイマを停止して初期化し、噴射開始時期補正量、燃料圧力補正量、燃料補正量を初期化してステップS165へ処理を進める。 When the process proceeds to step S070, the control device 70 stops and initializes the switching transient timer, initializes the injection start timing correction amount, the fuel pressure correction amount, and the fuel correction amount, and proceeds to the process to step S165.

ステップS050へ処理を進めた場合、制御装置70は、冷却損失トルク(図3参照)を推定し、ステップS055へ処理を進める。例えば制御装置70は、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションにて求めた、クーラント温度と過給圧に応じたマップ値等から冷却損失トルクを推定することができる。制御装置70は、当該マップと切替前過給圧と切替前クーラント温度等を用いて、(切替前)冷却損失トルクを推定し、当該マップと今回過給圧と今回クーラント温度等を用いて(今回)冷却損失トルクを推定する。そして制御装置70は、(今回)冷却損失トルクから(切替前)冷却損失トルクを減算することで、切替前に対して増加した冷却損失トルクを推定することができる。なお、増加分の冷却損失トルクの推定方法は、上記の方法に限定されるものではない。 When the process proceeds to step S050, the control device 70 estimates the cooling loss torque (see FIG. 3) and proceeds to step S055. For example, the control device 70 can estimate the cooling loss torque from map values and the like according to the coolant temperature and boost pressure obtained in various experiments and various simulations using an actual vehicle. The control device 70 estimates the cooling loss torque (before switching) using the map, the supercharging pressure before switching, the coolant temperature before switching, etc., and uses the map, the supercharging pressure this time, the coolant temperature, etc. This time) Estimate the cooling loss torque. Then, the control device 70 can estimate the increased cooling loss torque with respect to the one before switching by subtracting the (before switching) cooling loss torque from the (this time) cooling loss torque. The method for estimating the increased cooling loss torque is not limited to the above method.

ステップS055にて制御装置70は、排気損失トルク(図3参照)を推定し、ステップS060へ処理を進める。例えば制御装置70は、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションにて求めた、排気流量と排気圧力(排気マニホルド内圧力)に応じたマップ値とDPFの差圧等から排気損失トルクを推定することができる。制御装置70は、当該マップと切替前排気流量(切替前吸気流量と切替前排気温度から算出)と切替前排気圧力と切替前差圧と切替前ノズル開度等を用いて(切替前)排気損失トルクを推定し、当該マップと今回排気流量(今回吸気流量と今回排気温度から算出)と今回排気圧力と今回差圧と今回ノズル開度等を用いて(今回)排気損失トルクを推定する。なお、切替前排気圧力(排気マニホルド内圧力)は、切替前排気圧力(タービン下流圧力)と切替前ノズル開度等から推定することができる。そして制御装置70は、(切替前)排気損失トルクから(今回)排気損失トルクを減算することで、切替前に対して減少した排気損失トルクを推定することができる。なお、減少分の排気損失トルクの推定方法は、上記の方法に限定されるものではない。 In step S055, the control device 70 estimates the exhaust loss torque (see FIG. 3) and proceeds to step S060. For example, the control device 70 has an exhaust loss torque based on a map value corresponding to the exhaust flow rate and the exhaust pressure (pressure in the exhaust manifold) and the differential pressure of the DPF obtained in various experiments and various simulations using an actual vehicle. Can be estimated. The control device 70 exhausts (before switching) using the map, the exhaust flow rate before switching (calculated from the intake flow rate before switching and the exhaust temperature before switching), the exhaust pressure before switching, the differential pressure before switching, the nozzle opening before switching, and the like. The loss torque is estimated, and the (this time) exhaust loss torque is estimated using the map, the current exhaust flow rate (calculated from the current intake flow rate and the current exhaust temperature), the current exhaust pressure, the current differential pressure, the current nozzle opening, and the like. The pre-switching exhaust pressure (exhaust manifold internal pressure) can be estimated from the pre-switching exhaust pressure (turbine downstream pressure), the pre-switching nozzle opening, and the like. Then, the control device 70 can estimate the exhaust loss torque reduced with respect to that before the switching by subtracting the exhaust loss torque (this time) from the exhaust loss torque (before switching). The method for estimating the reduced exhaust loss torque is not limited to the above method.

ステップS060にて制御装置70は、ポンプ損失トルク(図3参照)を推定し、ステップS065へ処理を進める。例えば制御装置70は、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションにて求めた、過給圧と排気圧力(排気マニホルド内圧力)に応じたマップ値や、過給圧と排気圧力とピストン上面の面積からポンプ損失を推定することができる。制御装置70は、当該マップと切替前過給圧と切替前排気圧力や、切替前過給圧と切替前排気圧力とピストン上面の面積等を用いて(切替前)ポンプ損失トルクを推定し、当該マップと今回過給圧と今回排気圧力や、今回過給圧と今回排気圧力とピストン上面の面積等を用いて(今回)ポンプ損失トルクを推定する。なお、切替前排気圧力(排気マニホルド内圧力)は、切替前排気圧力(タービン下流圧力)と切替前ノズル開度等から推定することができる。そして制御装置70は、(今回)ポンプ損失トルクから(切替前)ポンプ損失トルクを減算することで、切替前に対して増加したポンプ損失トルクを推定することができる。なお、増加分のポンプ損失トルクの推定方法は、上記の方法に限定されるものではない。 In step S060, the control device 70 estimates the pump loss torque (see FIG. 3) and proceeds to step S065. For example, the control device 70 includes map values according to the supercharging pressure and the exhaust pressure (pressure in the exhaust manifold) obtained by various experiments and various simulations using an actual vehicle, and the supercharging pressure and the exhaust pressure. The pump loss can be estimated from the area of the upper surface of the piston. The control device 70 estimates the pump loss torque (before switching) by using the map, the pre-switching boost pressure and the pre-switching exhaust pressure, the pre-switching boost pressure, the pre-switching exhaust pressure, the area of the upper surface of the piston, and the like. The pump loss torque is estimated using the map, the boost pressure this time, the exhaust pressure this time, the boost pressure this time, the exhaust pressure this time, the area of the upper surface of the piston, and so on. The pre-switching exhaust pressure (exhaust manifold internal pressure) can be estimated from the pre-switching exhaust pressure (turbine downstream pressure), the pre-switching nozzle opening, and the like. Then, the control device 70 can estimate the pump loss torque increased with respect to that before the switching by subtracting the pump loss torque (before switching) from the pump loss torque (this time). The method for estimating the increased pump loss torque is not limited to the above method.

ステップS065にて制御装置70は、総合損失トルクを推定し、ステップS110へ処理を進める。この場合、制御装置70は、「総合損失トルク=冷却損失トルク−排気損失トルク+ポンプ損失トルク(図3参照)」にて、総合損失トルクを推定(算出)する。 In step S065, the control device 70 estimates the total loss torque and proceeds to step S110. In this case, the control device 70 estimates (calculates) the total loss torque by "total loss torque = cooling loss torque-exhaust loss torque + pump loss torque (see FIG. 3)".

上記のステップS040〜S065の処理を実行する制御手段71は、過給切替手段71A(図1参照)を用いて過給機の数を切替えた直後の過給の落ち込みが発生した状態から目標とする過給状態に達するまでの切替過渡期間において、過給の落ち込みに起因するトルクの損失分である総合損失トルクを推定する、総合損失トルク推定手段71B(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the processes of steps S040 to S065 described above sets a target from a state in which a drop in supercharging occurs immediately after switching the number of superchargers using the supercharging switching means 71A (see FIG. 1). It corresponds to the total loss torque estimation means 71B (see FIG. 1) that estimates the total loss torque, which is the torque loss due to the drop in supercharging, in the switching transition period until the supercharging state is reached.

ステップS110にて制御装置70は、総合損失トルクに基づいて第1要求トルクを算出してステップS115に処理を進める。例えば制御装置70は、総合損失トルクから所定トルク(例えば10[Nm])だけ減算して第1要求トルクを算出する。なお、所定トルクは、ユーザが体感しない程度のトルク減少分である。以下、ステップS115〜S160Bにて、第1要求トルクを補填する補填トルクを順番に求める。補填トルクは3段階で求めており、まず燃料の噴射開始時期を早める(進角する)第1補填トルクで補填する。第1補填トルクではトルクが不足している場合では、さらに燃料圧力を高める第2補填トルクを追加して補填する。第1補填トルクと第2補填トルクでもトルクが不足している場合では、さらに燃料量を増加する第3補填トルクを追加して補填する。 In step S110, the control device 70 calculates the first required torque based on the total loss torque and proceeds to step S115. For example, the control device 70 calculates the first required torque by subtracting a predetermined torque (for example, 10 [Nm]) from the total loss torque. The predetermined torque is a torque reduction amount that the user does not experience. Hereinafter, in steps S115 to S160B, the compensation torque for supplementing the first required torque is sequentially obtained. The compensating torque is obtained in three stages, and first, compensating is performed by the first compensating torque that advances (advances) the fuel injection start time. If the torque is insufficient with the first compensation torque, the second compensation torque that further increases the fuel pressure is added to compensate. If the torque is insufficient even with the first compensation torque and the second compensation torque, the third compensation torque that further increases the fuel amount is added to compensate.

上記のステップS110の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、推定した総合損失トルクに応じた第1要求トルクを算出する、第1要求トルク算出手段71C(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of step S110 corresponds to the first required torque calculating means 71C (see FIG. 1) that calculates the first required torque according to the estimated total loss torque in the switching transition period. ing.

ステップS115にて制御装置70は、第1要求トルクに対する第1補填トルクを決定してステップS120に処理を進める。第1補填トルクは、燃料の噴射開始時期を早くする(進角させる)ことで得られるトルクであり、噴射開始時期を早くする(進角する)上限があるため、得られるトルクにも上限がある。例えば、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションから求めた第1補填トルクの上限が30[Nm]である場合、10[Nm]、20[Nm]、30[Nm]のそれぞれを得られる噴射進角増量値マップ(10[Nm]用マップ、20[Nm]用マップ、30[Nm]用マップの3つのマップ)を用意する。各噴射進角増量値マップは、例えば内燃機関の回転数と燃料量に応じた噴射進角増量値が設定されたマップである。例えば第1要求トルクが40[Nm]である場合、制御装置70は、第1補填トルクを上限の30[Nm]と決定し、第1要求トルクが25[Nm]である場合では第1補填トルクを25[Nm]と決定する。第1補填トルクの値は、第1要求トルクの値以下の値に決定される。 In step S115, the control device 70 determines the first compensation torque with respect to the first required torque, and proceeds to the process in step S120. The first compensation torque is the torque obtained by advancing the fuel injection start time (advancing the angle), and since there is an upper limit for advancing the injection start time (advancing the angle), the obtained torque also has an upper limit. is there. For example, when the upper limit of the first compensation torque obtained from various experiments and various simulations using an actual vehicle is 30 [Nm], each of 10 [Nm], 20 [Nm], and 30 [Nm] is set. Prepare the obtained injection advance angle increase value map (three maps, a map for 10 [Nm], a map for 20 [Nm], and a map for 30 [Nm]). Each injection advance angle increase value map is, for example, a map in which an injection advance angle increase value is set according to the rotation speed of the internal combustion engine and the amount of fuel. For example, when the first required torque is 40 [Nm], the control device 70 determines the first compensation torque as the upper limit of 30 [Nm], and when the first required torque is 25 [Nm], the first compensation The torque is determined to be 25 [Nm]. The value of the first compensation torque is determined to be equal to or less than the value of the first required torque.

上記のステップS115の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、噴射開始時期補正量に基づいて早くした燃料の噴射開始時期に応じて増加したトルクである第1補填トルクを算出する、第1補填トルク算出手段71F(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of step S115 calculates the first compensation torque, which is the torque increased according to the fuel injection start timing that has been accelerated based on the injection start timing correction amount in the switching transition period. It corresponds to the first compensation torque calculation means 71F (see FIG. 1).

ステップS120にて制御装置70は、第1補填トルクに応じた噴射開始時期補正量(噴射進角増量値)を算出してステップS125に処理を進める。制御装置70は、例えば第1補填トルクが30[Nm]である場合、30[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から噴射進角増量値を求めて噴射開始時期補正量に記憶する。また制御装置70は、例えば第1補填トルクが25[Nm]である場合、20[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた噴射進角増量値と、30[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた噴射進角増量値との間を補間して25[Nm]用の噴射進角増量値を求めて噴射開始時期補正量に記憶する。 In step S120, the control device 70 calculates the injection start timing correction amount (injection advance angle increase value) according to the first compensation torque, and proceeds to the process in step S125. For example, when the first compensation torque is 30 [Nm], the control device 70 obtains the injection advance angle increase value from the map for 30 [Nm], the current rotation speed, and the current fuel amount, and stores it in the injection start timing correction amount. .. Further, for example, when the first compensation torque is 25 [Nm], the control device 70 includes a map for 20 [Nm], an injection advance angle increase value obtained from the current rotation speed and the current fuel amount, and a map for 30 [Nm]. And the injection advance angle increase value obtained from the current rotation speed and the fuel amount this time are interpolated to obtain the injection advance angle increase value for 25 [Nm] and stored in the injection start timing correction amount.

上記のステップS120の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、算出した第1要求トルク(に基づいた第1補填トルク)に基づいて噴射開始時期補正量を算出する、噴射開始時期補正量算出手段71D(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of step S120 calculates the injection start time correction amount based on the calculated first required torque (first compensation torque based on) in the switching transition period. It corresponds to the quantity calculation means 71D (see FIG. 1).

ステップS125にて制御装置70は、第1要求トルクから第1補填トルクを減算して求めた第2要求トルク(≧0)を求め、ステップS130に処理を進める。第1補填トルクに上限があるため、第1要求トルクに対して第1補填トルクでは不足したトルクが第2要求トルクである。 In step S125, the control device 70 obtains the second required torque (≧ 0) obtained by subtracting the first compensation torque from the first required torque, and proceeds to the process in step S130. Since there is an upper limit to the first compensation torque, the torque that is insufficient for the first compensation torque with respect to the first required torque is the second required torque.

上記のステップS125の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、第1要求トルクに対して第1補填トルクでは不足するトルクである第2要求トルクを算出する、第2要求トルク算出手段71G(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of step S125 is the second required torque calculation means that calculates the second required torque, which is the torque that the first supplement torque is insufficient for the first required torque in the switching transition period. It corresponds to 71G (see FIG. 1).

ステップS130にて制御装置70は、第2要求トルクがあるか否か(ゼロより大きいか否か)を判定し、第2要求トルクがある場合(Yes)はステップS135に処理を進め、第2要求トルクが無い(ゼロ)の場合(No)はステップS140Bに処理を進める。 In step S130, the control device 70 determines whether or not there is a second required torque (whether or not it is greater than zero), and if there is a second required torque (Yes), the process proceeds to step S135, and the second If there is no required torque (zero), the process proceeds to step S140B.

ステップS135に処理を進めた場合、制御装置70は、第2要求トルクに対する第2補填トルクを決定してステップS140Aに処理を進める。第2補填トルクは、燃料圧力を高くして燃料噴射時間幅を短くすることで得られるトルクであり、燃料圧力を高くする上限があるため、得られるトルクにも上限がある。例えば、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションから求めた第2補填トルクの上限が30[Nm]である場合、10[Nm]、20[Nm]、30[Nm]のそれぞれを得られる燃料圧力増量値マップ(10[Nm]用マップ、20[Nm]用マップ、30[Nm]用マップの3つのマップ)を用意する。各燃料圧力増量値マップは、例えば内燃機関の回転数と燃料量に応じた燃料圧力増量値が設定されたマップである。例えば第2要求トルクが40[Nm]である場合、制御装置70は、第2補填トルクを上限の30[Nm]と決定し、第2要求トルクが25[Nm]である場合では第2補填トルクを25[Nm]と決定する。第2補填トルクの値は、第2要求トルクの値以下の値に決定される。 When the process proceeds to step S135, the control device 70 determines the second compensation torque with respect to the second required torque and proceeds to the process to step S140A. The second compensation torque is a torque obtained by increasing the fuel pressure and shortening the fuel injection time width, and since there is an upper limit for increasing the fuel pressure, the obtained torque also has an upper limit. For example, when the upper limit of the second compensation torque obtained from various experiments and various simulations using an actual vehicle is 30 [Nm], 10 [Nm], 20 [Nm], and 30 [Nm] are set respectively. Prepare the obtained fuel pressure increase value map (three maps, a map for 10 [Nm], a map for 20 [Nm], and a map for 30 [Nm]). Each fuel pressure increase value map is, for example, a map in which a fuel pressure increase value is set according to the rotation speed of the internal combustion engine and the fuel amount. For example, when the second required torque is 40 [Nm], the control device 70 determines the second compensation torque to be the upper limit of 30 [Nm], and when the second required torque is 25 [Nm], the second compensation is made. The torque is determined to be 25 [Nm]. The value of the second compensation torque is determined to be equal to or less than the value of the second required torque.

上記のステップS130〜S135の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、第2要求トルクがある場合に、燃料圧力補正量に基づいて高くした燃料圧力に応じて増加したトルクである第2補填トルクを算出する、第2補填トルク算出手段71J(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the processes of steps S130 to S135 is a torque that increases according to the fuel pressure increased based on the fuel pressure correction amount when there is a second required torque in the switching transition period. It corresponds to the second compensation torque calculation means 71J (see FIG. 1) that calculates the two compensation torques.

ステップS140Aにて制御装置70は、第2補填トルクに応じた燃料圧力補正量(燃料圧力増量値)を算出してステップS145に処理を進める。制御装置70は、例えば第2補填トルクが30[Nm]である場合、30[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から燃料圧力増量値を求めて燃料圧力補正量に記憶する。また制御装置70は、例えば第2補填トルクが25[Nm]である場合、20[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた燃料圧力増量値と、30[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた燃料圧力増量値との間を補間して25[Nm]用の燃料圧力増量値を求めて燃料圧力補正量に記憶する。 In step S140A, the control device 70 calculates the fuel pressure correction amount (fuel pressure increase value) according to the second compensation torque, and proceeds to the process in step S145. For example, when the second compensation torque is 30 [Nm], the control device 70 obtains a fuel pressure increase value from the map for 30 [Nm], the current rotation speed, and the current fuel amount, and stores it in the fuel pressure correction amount. Further, for example, when the second compensation torque is 25 [Nm], the control device 70 includes a map for 20 [Nm], a fuel pressure increase value obtained from the current rotation speed and the current fuel amount, and a map for 30 [Nm]. The fuel pressure increase value for 25 [Nm] is obtained by interpolating between the current rotation speed and the fuel pressure increase value obtained from the fuel amount this time, and stored in the fuel pressure correction amount.

上記のステップS130〜S140Aの処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、第2要求トルクがある場合に、第2要求トルクに基づいて燃料圧力補正量を算出する、燃料圧力補正量算出手段71H(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the processes of steps S130 to S140A calculates the fuel pressure correction amount based on the second required torque when there is a second required torque in the switching transition period. Fuel pressure correction amount calculation It corresponds to means 71H (see FIG. 1).

ステップS145にて制御装置70は、第2要求トルクから第2補填トルクを減算して求めた第3要求トルク(≧0)を求め、ステップS150に処理を進める。第2補填トルクに上限があるため、第2要求トルクに対して第2補填トルクでは不足したトルクが第3要求トルクである。 In step S145, the control device 70 obtains a third required torque (≧ 0) obtained by subtracting the second compensating torque from the second required torque, and proceeds to step S150. Since there is an upper limit to the second compensation torque, the torque that is insufficient for the second compensation torque with respect to the second required torque is the third required torque.

上記のステップS145の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、第2要求トルクがある場合に、第2要求トルクに対して第2補填トルクでは不足するトルクである第3要求トルクを算出する、第3要求トルク算出手段71K(図1参照)に相当している。 In the switching transition period, the control means 71 that executes the process of step S145 obtains a third required torque, which is a torque that is insufficient for the second supplement torque with respect to the second required torque when there is a second required torque. It corresponds to the third required torque calculation means 71K (see FIG. 1) for calculation.

ステップS150にて制御装置70は、第3要求トルクがあるか否か(ゼロより大きいか否か)を判定し、第3要求トルクがある場合(Yes)はステップS155に処理を進め、第3要求トルクが無い(ゼロ)の場合(No)はステップS160Bに処理を進める。 In step S150, the control device 70 determines whether or not there is a third required torque (whether or not it is greater than zero), and if there is a third required torque (Yes), the process proceeds to step S155, and the third If there is no required torque (zero), the process proceeds to step S160B.

ステップS155に処理を進めた場合、制御装置70は、第3要求トルクに対する第3補填トルクを決定してステップS160Aに処理を進める。第3補填トルクは、燃料量を増量することで得られるトルクであり、上限の値は総合損失トルクを充分補填できる。従って、制御装置70は、第3補填トルクの値を第3要求トルクの値に決定する。例えば第3要求トルクが25[Nm]である場合では第3補填トルクを25[Nm]と決定する。例えば、実際の車両を用いた種々の実験や種々のシミュレーションから、10[Nm]、20[Nm]、30[Nm]、40[Nm]、50[Nm]等のそれぞれを得られる燃量増量値マップ(10[Nm]用マップ、20[Nm]用マップ、30[Nm]用マップ、40[Nm]用マップ、50[Nm]用マップ、の5つのマップ)を用意する。各燃料量増量値マップは、例えば内燃機関の回転数と燃料量に応じた燃料量増量値が設定されたマップである。 When the process proceeds to step S155, the control device 70 determines the third compensation torque with respect to the third required torque and proceeds to the process to step S160A. The third compensation torque is the torque obtained by increasing the amount of fuel, and the upper limit value can sufficiently compensate the total loss torque. Therefore, the control device 70 determines the value of the third compensation torque to the value of the third required torque. For example, when the third required torque is 25 [Nm], the third compensation torque is determined to be 25 [Nm]. For example, the amount of fuel increased to obtain 10 [Nm], 20 [Nm], 30 [Nm], 40 [Nm], 50 [Nm], etc. from various experiments and various simulations using actual vehicles. Prepare a value map (five maps: a map for 10 [Nm], a map for 20 [Nm], a map for 30 [Nm], a map for 40 [Nm], and a map for 50 [Nm]). Each fuel amount increase value map is, for example, a map in which a fuel amount increase value is set according to the rotation speed of the internal combustion engine and the fuel amount.

ステップS160Aにて制御装置70は、第3補填トルクに応じた燃料補正量(燃料量増量値)を算出してステップS165に処理を進める。制御装置70は、例えば第3補填トルクが25[Nm]である場合、20[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた燃料量増量値と、30[Nm]用マップと今回回転数と今回燃料量から求めた燃料量増量値との間を補間して25[Nm]用の燃料量増量値を求めて燃料補正量に記憶する。 In step S160A, the control device 70 calculates the fuel correction amount (fuel amount increase value) according to the third compensation torque, and proceeds to the process in step S165. For example, when the third compensation torque is 25 [Nm], the control device 70 has a map for 20 [Nm], a fuel amount increase value obtained from the current rotation speed and the fuel amount this time, a map for 30 [Nm], and this time. By interpolating between the number of revolutions and the fuel amount increase value obtained from the fuel amount this time, the fuel amount increase value for 25 [Nm] is obtained and stored in the fuel correction amount.

上記のステップS150〜S160Aの処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、第3要求トルクがある場合に、第3要求トルクに基づいて燃料補正量を算出する、燃料補正量算出手段71L(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the processes of steps S150 to S160A calculates the fuel correction amount based on the third required torque when there is a third required torque in the switching transition period. The fuel correction amount calculating means 71L. (See Fig. 1).

ステップS140Bに処理を進めた場合、制御装置70は、燃料圧力補正量を初期化して(ゼロにして)ステップS160Bに処理を進める。 When the process proceeds to step S140B, the control device 70 initializes (sets to zero) the fuel pressure correction amount and proceeds to the process to step S160B.

ステップS160Bに処理を進めた場合、制御装置70は、燃料補正量を初期化して(ゼロにして)ステップS165に処理を進める。 When the process proceeds to step S160B, the control device 70 initializes (sets to zero) the fuel correction amount and proceeds to the process to step S165.

ステップS165に処理を進めた場合、制御装置70は、切替開始フラグをOFFにして処理を終了する。 When the process proceeds to step S165, the control device 70 turns off the switching start flag and ends the process.

なお、第1補填トルクとして求めた噴射開始時期補正量、第2補填トルクとして求めた燃料圧力補正量、第3補填トルクとして求めた燃料補正量、の各補正量を反映する処理については、図6に示すフローチャートにて説明する。 The processing that reflects each correction amount of the injection start timing correction amount obtained as the first compensation torque, the fuel pressure correction amount obtained as the second compensation torque, and the fuel correction amount obtained as the third compensation torque is shown in the figure. This will be described with reference to the flowchart shown in 6.

●[噴射開始時期補正量、燃料圧力補正量、燃料噴射量を反映する処理手順(図6〜図8)]
[燃料噴射時期処理(図6)]
噴射開始時期補正量は、既存の[燃料噴射時期処理]にて反映される。図6に示すように、[燃料噴射時期処理]には、既存のステップSC030に、ステップSC010、SC020A、SC020Bが、新たに追加されている。[燃料噴射時期処理]を実行する際、制御装置70はステップSC010に処理を進める。
● [Processing procedure that reflects the injection start time correction amount, fuel pressure correction amount, and fuel injection amount (Figs. 6 to 8)]
[Fuel injection timing processing (Fig. 6)]
The injection start timing correction amount is reflected in the existing [fuel injection timing processing]. As shown in FIG. 6, steps SC010, SC020A, and SC020B are newly added to the existing step SC030 in [Fuel injection timing processing]. When executing [fuel injection timing processing], the control device 70 advances the processing to step SC010.

ステップSC010にて制御装置70は、噴射開始時期補正量があるか否か(ゼロか否か)を判定し、噴射開始時期補正量がある場合(Yes)はステップSC020Aに処理を進め、噴射開始時期補正量が無い場合(No)はステップSC020Bに処理を進める。 In step SC010, the control device 70 determines whether or not there is an injection start time correction amount (zero or not), and if there is an injection start time correction amount (Yes), the process proceeds to step SC020A and the injection is started. If there is no timing correction amount (No), the process proceeds to step SC020B.

ステップSC020Aに処理を進めた場合、制御装置70は、通常噴射タイミングに噴射開始時期補正量を加算した値を目標噴射開始時期に記憶してステップSC030に処理を進める。なお、通常噴射タイミングは、内燃機関の運転状態に応じて、制御装置70が図示省略した既存の処理で算出した値であり、内燃機関のピストンが圧縮上死点の位置の近傍にいる所定タイミングである。 When the process proceeds to step SC020A, the control device 70 stores the value obtained by adding the injection start time correction amount to the normal injection timing at the target injection start time and proceeds to the process to step SC030. The normal injection timing is a value calculated by the control device 70 by an existing process (not shown) according to the operating state of the internal combustion engine, and is a predetermined timing in which the piston of the internal combustion engine is near the position of the compression top dead center. Is.

ステップSC020Bに処理を進めた場合、制御装置70は、通常噴射タイミングの値を目標噴射開始時期に記憶してステップSC030に処理を進める。 When the process proceeds to step SC020B, the control device 70 stores the value of the normal injection timing at the target injection start time and proceeds to the process to step SC030.

ステップSC030に処理(既存の処理)を進めた場合、制御装置70は、目標噴射開始時期に燃料を噴射開始するように、インジェクタ43A〜43Hからの噴射開始時期を制御して処理を終了する。 When the process (existing process) is advanced to step SC030, the control device 70 controls the injection start timings from the injectors 43A to 43H so as to start the fuel injection at the target injection start timing, and ends the process.

上記のステップSC010〜SC030の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、算出した噴射開始時期補正量に基づいて燃料の噴射開始時期を通常噴射タイミングよりも早くする、噴射開始時期変更手段71E(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of steps SC010 to SC030 described above sets the fuel injection start time earlier than the normal injection timing based on the calculated injection start time correction amount in the switching transition period. It corresponds to 71E (see FIG. 1).

[燃料圧力処理(図7)]
燃料圧力補正量は、既存の[燃料圧力処理]にて反映される。図7に示すように、[燃料圧力処理]には、既存のステップSD030に、ステップSD010、SD020A、SD020Bが、新たに追加されている。[燃料圧力処理]を実行する際、制御装置70はステップSD010に処理を進める。
[Fuel pressure treatment (Fig. 7)]
The fuel pressure correction amount is reflected in the existing [fuel pressure processing]. As shown in FIG. 7, in [Fuel pressure processing], steps SD010, SD020A, and SD020B are newly added to the existing step SD030. When executing [fuel pressure processing], the control device 70 advances the processing to step SD010.

ステップSD010にて制御装置70は、燃料圧力補正量があるか否か(ゼロか否か)を判定し、燃料圧力補正量がある場合(Yes)はステップSD020Aに処理を進め、燃料圧力補正量が無い場合(No)はステップSD020Bに処理を進める。 In step SD010, the control device 70 determines whether or not there is a fuel pressure correction amount (whether or not it is zero), and if there is a fuel pressure correction amount (Yes), the process proceeds to step SD020A, and the fuel pressure correction amount If there is no (No), the process proceeds to step SD020B.

ステップSD020Aに処理を進めた場合、制御装置70は、通常燃料圧力に燃料圧力補正量を加算した値を目標燃料圧力に記憶してステップSD030に処理を進める。なお、通常燃料圧力は、内燃機関の運転状態に応じて、制御装置70が図示省略した既存の処理で算出した値である。 When the process proceeds to step SD020A, the control device 70 stores the value obtained by adding the fuel pressure correction amount to the normal fuel pressure in the target fuel pressure and proceeds to the process to step SD030. The normal fuel pressure is a value calculated by the control device 70 by an existing process (not shown) according to the operating state of the internal combustion engine.

ステップSD020Bに処理を進めた場合、制御装置70は、通常燃料圧力の値を目標燃料圧力に記憶してステップSD030に処理を進める。 When the process proceeds to step SD020B, the control device 70 stores the value of the normal fuel pressure in the target fuel pressure and proceeds to the process to step SD030.

ステップSD030に処理(既存の処理)を進めた場合、制御装置70は、目標燃料圧力となるように、燃圧調整ポンプ41を制御して処理を終了する。 When the process (existing process) is advanced to step SD030, the control device 70 controls the fuel pressure adjusting pump 41 so as to reach the target fuel pressure, and ends the process.

上記のステップSD010〜SD030の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、算出した燃料圧力補正量に基づいて燃料圧力を高くする(通常燃料圧力Fpnよりも高くする)、燃料圧力変更手段71I(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the process of the above steps SD010 to SD030 raises the fuel pressure (higher than the normal fuel pressure Fpn) based on the calculated fuel pressure correction amount in the switching transition period, and is a fuel pressure changing means. It corresponds to 71I (see FIG. 1).

[燃料噴射処理(図8)]
燃料補正量は、既存の[燃料噴射処理]にて反映される。図8に示すように、[燃料噴射処理]には、既存のステップSE030に、ステップSE010、SE020A、SE020Bが、新たに追加されている。[燃料噴射処理]を実行する際、制御装置70はステップSE010に処理を進める。
[Fuel injection processing (Fig. 8)]
The fuel correction amount is reflected in the existing [fuel injection process]. As shown in FIG. 8, in [fuel injection processing], steps SE010, SE020A, and SE020B are newly added to the existing step SE030. When executing the [fuel injection process], the control device 70 proceeds to step SE010.

ステップSE010にて制御装置70は、燃料補正量があるか否か(ゼロか否か)を判定し、燃料補正量がある場合(Yes)はステップSE020Aに処理を進め、燃料補正量が無い場合(No)はステップSE020Bに処理を進める。 In step SE010, the control device 70 determines whether or not there is a fuel correction amount (whether or not it is zero), and if there is a fuel correction amount (Yes), the process proceeds to step SE020A, and if there is no fuel correction amount. (No) proceeds to step SE020B.

ステップSE020Aに処理を進めた場合、制御装置70は、通常燃料量に燃料補正量を加算した値を目標燃料量に記憶してステップSE030に処理を進める。なお、通常燃料量は、内燃機関の運転状態に応じて、制御装置70が図示省略した既存の処理で算出した値である。 When the process proceeds to step SE020A, the control device 70 stores the value obtained by adding the fuel correction amount to the normal fuel amount in the target fuel amount and proceeds to the process to step SE030. The normal fuel amount is a value calculated by the control device 70 by an existing process (not shown) according to the operating state of the internal combustion engine.

ステップSE020Bに処理を進めた場合、制御装置70は、通常燃料量の値を目標燃料量に記憶してステップSE030に処理を進める。 When the process proceeds to step SE020B, the control device 70 stores the value of the normal fuel amount in the target fuel amount and proceeds to the process to step SE030.

ステップSE030に処理(既存の処理)を進めた場合、制御装置70は、現在の燃料圧力を取得し、現在の燃料圧力に応じて目標燃料量を噴射時間幅に換算する。そして制御装置70は、目標噴射開始時期からの噴射時間幅が、換算した噴射時間幅となるように、インジェクタ43A〜43Hを制御して処理を終了する。 When the process (existing process) is advanced to step SE030, the control device 70 acquires the current fuel pressure and converts the target fuel amount into the injection time width according to the current fuel pressure. Then, the control device 70 controls the injectors 43A to 43H so that the injection time width from the target injection start time becomes the converted injection time width, and ends the process.

上記のステップSE010〜SE030の処理を実行する制御手段71は、切替過渡期間において、算出した燃料補正量に基づいてシリンダ内に噴射する燃料量を増量する(通常燃料量Qmnよりも増量する)、燃料量変更手段71M(図1参照)に相当している。 The control means 71 that executes the processes of steps SE010 to SE030 increases the amount of fuel injected into the cylinder based on the calculated fuel correction amount (increases from the normal fuel amount Qmn) in the switching transition period. It corresponds to the fuel amount changing means 71M (see FIG. 1).

以下、燃料噴射開始時期を早くして(進角させて)トルクを増量させる[第1補填]、燃料圧力を高くしてトルクを増量させる[第2補填]、燃料量を増量してトルクを増量する[第3補填]、これら第1補填、第2補填、第3補填を実施する前の状態である[補正前]における、燃料噴射タイミング、燃料噴射時間幅、シリンダ内の燃焼工程における圧力状態について説明する。 Hereinafter, the fuel injection start time is advanced (advanced) to increase the torque [first compensation], the fuel pressure is increased to increase the torque [second compensation], and the fuel amount is increased to increase the torque. Fuel injection timing, fuel injection time width, pressure in the combustion process in the cylinder in [3rd compensation], which is the state before performing these 1st compensation, 2nd compensation, and 3rd compensation [before correction] The state will be described.

●[補正前の状態の例(図9)]
図9〜図12は、対象とする気筒に対して、横軸をピストンの位置(クランク角度位置)とした場合において、シリンダ内の燃焼工程によって発生した圧力、燃料噴射パルス(インジェクタの駆動信号)、燃料圧力、燃料量の例を示している。
● [Example of state before correction (Fig. 9)]
9 to 12 show the pressure generated by the combustion process in the cylinder and the fuel injection pulse (injector drive signal) when the horizontal axis is the piston position (crank angle position) with respect to the target cylinder. , Fuel pressure, and fuel amount are shown.

図9は、上記の[第1補填]、[第2補填]、[第3補填]を実行する前の状態であり、燃料噴射開始時期が通常噴射タイミング(進角量θsnであり、従来の進角量)、燃料圧力が通常燃料圧力Fpn(従来の燃料圧力)、燃料量が通常燃料量Qmn(従来の燃料量)、の場合の例を示している。 FIG. 9 shows a state before executing the above [first compensation], [second compensation], and [third compensation], and the fuel injection start timing is the normal injection timing (advance angle amount θsn, which is the conventional state. An example is shown in the case where the advance angle amount), the fuel pressure is the normal fuel pressure Fpn (conventional fuel pressure), and the fuel amount is the normal fuel amount Qmn (conventional fuel amount).

燃料噴射パルスは、対象気筒の圧縮上死点のやや手前から燃焼を助長する少量の燃料がプリ噴射P1、P2等にて実行され、その後、圧縮上死点よりも進角量θsn手前の位置(通常噴射タイミング)からメイン噴射M1が実行される。なお、プリ噴射P1、P2の数、タイミング、パルス幅等は、これらに限定されるものではない。 The fuel injection pulse is a position where a small amount of fuel that promotes combustion is executed at pre-injection P1, P2, etc. from slightly before the compression top dead center of the target cylinder, and then the advance angle θsn is before the compression top dead center. The main injection M1 is executed from (normal injection timing). The number, timing, pulse width, etc. of the pre-injections P1 and P2 are not limited to these.

メイン噴射M1によってシリンダ内に燃料が噴射されると、噴射された燃料が燃焼し、膨張圧力Pnが発生する。この膨張圧力Pnのピークであるピーク圧力Ppは、圧縮上死点から遅角量θpnとなるように、メイン噴射M1の噴射開始時期の進角量θsn(通常噴射タイミング)が設定されている。 When fuel is injected into the cylinder by the main injection M1, the injected fuel burns and an expansion pressure Pn is generated. The peak pressure Pp, which is the peak of the expansion pressure Pn, is set with an advance angle θsn (normal injection timing) at the injection start timing of the main injection M1 so that the retard angle amount θpn is set from the compression top dead center.

●[第1補填の状態の例(図10)]
図10は、上記の[第1補填]を実行中の状態を示しており、図9に示す[補正前]に対して、メイン噴射M1の燃料噴射開始時期を、進角量θsn(通常噴射タイミング)から、進角量(θsn+Δθs)へと早くした状態の例を示している(Δθsは、噴射開始時期補正量)。なお、図10に示す例では、メイン噴射M1の燃料噴射開始時期を早くしたことに伴ってプリ噴射P1、P2の燃料噴射開始時期も早くしている。
● [Example of the first compensation state (Fig. 10)]
FIG. 10 shows a state in which the above [first compensation] is being executed, and the fuel injection start timing of the main injection M1 is set to the advance angle amount θsn (normal injection) with respect to the [before correction] shown in FIG. An example of a state in which the advance angle amount (θsn + Δθs) is increased from the timing) is shown (Δθs is the injection start timing correction amount). In the example shown in FIG. 10, the fuel injection start timing of the pre-injection P1 and P2 is also advanced as the fuel injection start timing of the main injection M1 is advanced.

メイン噴射M1の燃料噴射開始時期を早くしたことに伴って燃焼も早くなり、膨張圧力Pn1の位置及びピーク圧力Pp1の位置が、図9に示す膨張圧力Pnの位置及びピーク圧力Ppの位置よりも進角側に移動する。つまり、ピストンの位置がより圧縮上死点に近い位置でピーク圧力Pp1を発生させるので、燃料量を増量することなくトルクを増量することができる。制御装置は、燃料の噴射開始時期を通常噴射タイミング(進角量θsn)に対して前後に調整することで、発生トルクを調整可能である。なお、ピーク圧力Pp1の位置を圧縮上死点よりも進角側(図10では圧縮上死点の位置よりも左側)にしてはならないので、噴射開始時期補正量Δθsには限界がある。 Combustion also becomes faster as the fuel injection start timing of the main injection M1 is earlier, and the position of the expansion pressure Pn1 and the position of the peak pressure Pp1 are higher than the positions of the expansion pressure Pn and the peak pressure Pp shown in FIG. Move to the advance side. That is, since the peak pressure Pp1 is generated at a position where the position of the piston is closer to the compression top dead center, the torque can be increased without increasing the amount of fuel. The control device can adjust the generated torque by adjusting the fuel injection start timing back and forth with respect to the normal injection timing (advance angle amount θsn). Since the position of the peak pressure Pp1 must not be on the advance angle side of the compression top dead center (on the left side of the position of the compression top dead center in FIG. 10), there is a limit to the injection start timing correction amount Δθs.

●[第2補填の状態の例(図11)]
図11は、上記の[第2補填]を実行中の状態を示しており、図10に示す[第1補填]の状態から、さらに、燃料圧力を、通常燃料圧力Fpnから、燃料圧力(Fpn+ΔFp)へと高くした状態の例を示している(ΔFpは、燃料圧力補正量)。燃料圧力を高くしているので、燃料量(通常燃料量Qmn)が変わっていなくても、メイン噴射M1の噴射角度幅Tnが噴射角度幅Tn2に変更され、噴射角度幅は短くなる。つまり、噴射角度幅から換算した噴射時間幅も短くなる。
● [Example of the second compensation state (Fig. 11)]
FIG. 11 shows a state in which the above [second compensation] is being executed, and further, from the state of [first compensation] shown in FIG. 10, the fuel pressure is further increased from the normal fuel pressure Fpn to the fuel pressure (Fpn + ΔFp). ) Is shown as an example (ΔFp is the fuel pressure correction amount). Since the fuel pressure is increased, the injection angle width Tn of the main injection M1 is changed to the injection angle width Tn2 and the injection angle width is shortened even if the fuel amount (normal fuel amount Qmn) has not changed. That is, the injection time width converted from the injection angle width is also shortened.

メイン噴射M1の噴射角度幅(つまり噴射時間幅)を短くすることに伴って、ピストンが圧縮上死点の位置により近い位置にて燃料を噴き終わることができる。従って、膨張圧力Pn1の立上りタイミングとほぼ同じタイミングから膨張圧力Pn2を立上らせるとともに、膨張圧力Pn2の角度幅Wn2を、膨張圧力Pn1の角度幅Wn1よりも狭くすることができる。つまり、ピストンが圧縮上死点により近い位置で膨張圧力Pn2を発生させることができるので、燃料量を増量することなくトルクを増量することができる。制御装置は、燃料圧力を通常燃料圧力Fpnに対して高くまたは低く調整して燃料噴射時間幅を調整することで、発生トルクを調整可能である。なお、種々の要因により燃料圧力の上限が決まっているので、燃料圧力補正量ΔFpにも限界がある。 By shortening the injection angle width (that is, the injection time width) of the main injection M1, the piston can finish injecting fuel at a position closer to the position of the compression top dead center. Therefore, the expansion pressure Pn2 can be raised from substantially the same timing as the rising timing of the expansion pressure Pn1, and the angular width Wn2 of the expansion pressure Pn2 can be made narrower than the angular width Wn1 of the expansion pressure Pn1. That is, since the expansion pressure Pn2 can be generated at a position closer to the compression top dead center by the piston, the torque can be increased without increasing the fuel amount. The control device can adjust the generated torque by adjusting the fuel pressure to be higher or lower than the normal fuel pressure Fpn to adjust the fuel injection time width. Since the upper limit of the fuel pressure is determined by various factors, the fuel pressure correction amount ΔFp is also limited.

●[第3補填の状態の例(図12)]
図12は、上記の[第3補填]を実行中の状態を示しており、図11に示す[第2補填]の状態から、さらに、燃料量を、通常燃料量Qmnから、燃料量(Qmn+ΔQm)へと増量した状態の例を示している(ΔQmは、燃料補正量)。燃料量を増量しているので、メイン噴射M1の燃料噴射パルスのパルス幅は、噴射角度幅Tn2が噴射角度幅Tn2+ΔTnへと長くなる。
● [Example of the third compensation state (Fig. 12)]
FIG. 12 shows a state in which the above [third replenishment] is being executed, and further, from the state of [second replenishment] shown in FIG. 11, the fuel amount is further changed from the normal fuel amount Qmn to the fuel amount (Qmn + ΔQm). ) Is shown (ΔQm is the fuel correction amount). Since the amount of fuel is increased, the pulse width of the fuel injection pulse of the main injection M1 increases from the injection angle width Tn2 to the injection angle width Tn2 + ΔTn.

メイン噴射M1の噴射角度幅を長くして燃料量を増量するので、膨張圧力Pn3の面積が大きくなり、トルクを増量することができる。制御装置は、シリンダ内に噴射する燃料量を通常燃料量Qmnに対して増量または減量するように調整することで、発生トルクを調整可能である。また、第1補填と第2補填でも不足するトルクを第3補填で補填するので、増量するべき燃料量(燃料補正量ΔQm)は、さほど大きくなく、燃料補正量ΔQmが限界(上限)に達することは、まず無い。 Since the injection angle width of the main injection M1 is lengthened to increase the amount of fuel, the area of the expansion pressure Pn3 is increased, and the torque can be increased. The control device can adjust the generated torque by adjusting the amount of fuel injected into the cylinder so as to increase or decrease the amount with respect to the normal fuel amount Qmn. Further, since the torque that is insufficient even in the first compensation and the second compensation is compensated by the third compensation, the amount of fuel to be increased (fuel correction amount ΔQm) is not so large, and the fuel correction amount ΔQm reaches the limit (upper limit). That is unlikely.

●[出力トルクの落ち込みを、第1補填、第2補填、第3補填で補填した様子の例(図13)]
図13は、図2に示した出力トルクの落ち込みを、上述した制御装置の処理による第1補填、第2補填、第3補填で補填した様子を示している。図13の出力トルクにおけるTQ1は、第1補填にて補填できる上限補填トルクを示し、TQ2は、第2補填にて補填できる上限補填トルクを示している。
● [Example of how the drop in output torque is compensated by the first compensation, the second compensation, and the third compensation (Fig. 13)]
FIG. 13 shows how the drop in output torque shown in FIG. 2 is compensated by the first compensation, the second compensation, and the third compensation by the processing of the control device described above. TQ1 in the output torque of FIG. 13 indicates the upper limit compensation torque that can be compensated by the first compensation, and TQ2 indicates the upper limit compensation torque that can be compensated by the second compensation.

時間Ta以降にて出力トルクが落ち込み始めて、トルク落ち込み量がTQ1以下である時間T1では、噴射開始時期補正量(第1補填)のみでトルクは補填される。 At the time T1 when the output torque starts to drop after the time Ta and the torque drop amount is TQ1 or less, the torque is compensated only by the injection start time correction amount (first compensation).

時間T1に続く時間T2では、トルク落ち込み量がTQ1以上、かつ、TQ1+TQ2以下であり、噴射開始時期補正量(第1補填)+燃料圧力補正量(第2補填)にてトルクは補填される。この場合、TQ1分については第1補填で補填され、TQ1を超える分については第2補填で補填される。 In the time T2 following the time T1, the torque drop amount is TQ1 or more and TQ1 + TQ2 or less, and the torque is compensated by the injection start time correction amount (first compensation) + fuel pressure correction amount (second compensation). In this case, the portion exceeding TQ1 is compensated by the first compensation, and the portion exceeding TQ1 is compensated by the second compensation.

時間T2に続く時間T3では、トルク落ち込み量がTQ1+TQ2を超えるので、噴射開始時期補正量(第1補填)+燃料圧力補正量(第2補填)+燃料補正量(第3補填)にてトルクは補填される。この場合、TQ1分については第1補填で補填され、TQ2分については第2補填で補填され、TQ1+TQ2を超える分については第3補填で補填される。 At the time T3 following the time T2, the torque drop amount exceeds TQ1 + TQ2, so the torque is calculated by the injection start time correction amount (first compensation) + fuel pressure correction amount (second compensation) + fuel correction amount (third compensation). It will be compensated. In this case, the TQ1 portion is compensated by the first compensation, the TQ2 portion is supplemented by the second compensation, and the portion exceeding TQ1 + TQ2 is supplemented by the third compensation.

時間T3に続く時間T4では、トルク落ち込み量がTQ1以上、かつ、TQ1+TQ2以下であり、噴射開始時期補正量(第1補填)+燃料圧力補正量(第2補填)にてトルクは補填される。この場合、TQ1分については第1補填で補填され、TQ1を超える分については第2補填で補填される。 In the time T4 following the time T3, the torque drop amount is TQ1 or more and TQ1 + TQ2 or less, and the torque is compensated by the injection start time correction amount (first compensation) + fuel pressure correction amount (second compensation). In this case, the portion exceeding TQ1 is compensated by the first compensation, and the portion exceeding TQ1 is compensated by the second compensation.

時間T4に続く時間T5では、トルク落ち込み量がTQ1以下であり、噴射開始時期補正量(第1補填)のみでトルクは補填される。 At the time T5 following the time T4, the torque drop amount is TQ1 or less, and the torque is compensated only by the injection start timing correction amount (first compensation).

本発明の内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、処理手順、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。また、内燃機関システムについては、図1の例に示すものに限定されず、種々の内燃機関システムに適用することが可能である。 The control device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the configuration, structure, processing procedure, operation, etc. described in the present embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. is there. Further, the internal combustion engine system is not limited to the one shown in the example of FIG. 1, and can be applied to various internal combustion engine systems.

本実施の形態の説明では、第1過給機と第2過給機の2機の過給機を有する内燃機関システムを例として説明したが、3機以上の過給機を有する内燃機関にも、過給機の数を切替えた直後の切替過渡期間におけるトルクの落ち込みを抑制する本発明を適用することが可能である。また、本実施の形態の説明では、第1過給機と第2過給機が並列的に過給する構成(直列的に過給することも可能な構成)の例を説明したが、複数の過給機が並列的に過給する構成であっても、直列的に過給する構成であっても、過給機の数を切替えた直後の切替過渡期間におけるトルクの落ち込みを抑制する本発明を適用することが可能である。また本実施の形態の説明では、複数の過給機がターボチャージャである例を説明したが、複数の過給機がスーパーチャージャであってもよいし、複数の過給機がターボチャージャとスーパーチャージャであってもよく、過給機の数を切替えた直後の切替過渡期間におけるトルクの落ち込みを抑制する本発明を適用することが可能である。 In the description of the present embodiment, an internal combustion engine system having two superchargers, a first supercharger and a second supercharger, has been described as an example, but an internal combustion engine having three or more superchargers has been described. However, it is possible to apply the present invention that suppresses a drop in torque during the switching transition period immediately after switching the number of turbochargers. Further, in the description of the present embodiment, an example of a configuration in which the first supercharger and the second supercharger are supercharged in parallel (a configuration in which supercharging can be performed in series) has been described. Regardless of whether the turbochargers are supercharged in parallel or in series, this book suppresses the drop in torque during the switching transition period immediately after switching the number of turbochargers. It is possible to apply the invention. Further, in the description of the present embodiment, an example in which a plurality of turbochargers are turbochargers has been described, but a plurality of turbochargers may be superchargers, and a plurality of turbochargers may be turbochargers and superchargers. It may be a charger, and it is possible to apply the present invention that suppresses a drop in torque during the switching transition period immediately after switching the number of turbochargers.

本実施の形態の説明では、総合損失トルクを、冷却損失トルクと排気損失トルクとポンプ損失トルクに基づいて求めたが、冷却損失トルクが支配的である(割合が大きい)ので、冷却損失トルクと排気損失トルク、または、冷却損失トルクとポンプ損失トルク、または、冷却損失トルク、に基づいて求めるようにしてもよい。 In the description of the present embodiment, the total loss torque is obtained based on the cooling loss torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque. However, since the cooling loss torque is dominant (the ratio is large), it is referred to as the cooling loss torque. It may be calculated based on the exhaust loss torque, or the cooling loss torque and the pump loss torque, or the cooling loss torque.

本実施の形態の説明では、噴射開始時期を早くする第1補填、燃料圧力を高くする第2補填、燃料量を増量する第3補填を実施する例を説明したが、第1補填のみ、または第1補填と第2補填のみ、を実施するようにしてもよい。 In the description of the present embodiment, an example of performing the first compensation for earliering the injection start time, the second compensation for increasing the fuel pressure, and the third compensation for increasing the fuel amount has been described, but only the first compensation or Only the first compensation and the second compensation may be carried out.

また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。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 numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values. Further, the above (≧), the following (≦), the larger (>), the less than (<), etc. may or may not include the equal sign.

10 内燃機関
11A、11B1、11B2、11C1、11C2、11D 吸気管
11CB 吸気バイパス管
11E 吸気マニホルド
12A1、12A2 排気マニホルド
12B1、12B2、12C1、12C2 排気管
12BB 排気バイパス管
21 吸気流量検出手段
22A 過給圧検出手段
22B 排気圧力検出手段
22C 差圧検出手段
22D 大気圧検出手段
24 クーラント温度検出手段
25 回転検出手段
26 排気温度検出手段
27 アクセルペダル踏込量検出手段
31 第1過給機
31A、32A コンプレッサ
31B、32B タービン
31C、32C 可変ノズル
31D、32D ノズル駆動手段
31E、32E ノズル開度検出手段
32 第2過給機
41 燃圧調整ポンプ
51 酸化触媒
52 DPF
53 尿素SCR
61 吸気バイパス弁
62 吸気切替弁
63 排気切替弁
70 制御装置
71 制御手段
71A 過給切替手段
71B 総合損失トルク推定手段
71C 第1要求トルク算出手段
71D 噴射開始時期補正量算出手段
71E 噴射開始時期変更手段
71F 第1補填トルク算出手段
71G 第2要求トルク算出手段
71H 燃料圧力補正量算出手段
71I 燃料圧力変更手段
71J 第2補填トルク算出手段
71K 第3要求トルク算出手段
71L 燃料補正量算出手段
71M 燃料量変更手段
73 記憶手段
Δθs 噴射開始時期補正量
ΔFp 燃料圧力補正量
ΔQm 燃料補正量

10 Internal combustion engine 11A, 11B1, 11B2, 11C1, 11C2, 11D Intake pipe 11CB Intake bypass pipe 11E Intake manifold 12A1, 12A2 Exhaust manifold 12B1, 12B2, 12C1, 12C2 Exhaust pipe 12BB Exhaust bypass pipe 21A Intake flow detection means Detection means 22B Exhaust pressure detection means 22C Differential pressure detection means 22D Atmospheric pressure detection means 24 Coolant temperature detection means 25 Rotation detection means 26 Exhaust temperature detection means 27 Accelerator pedal depression amount detection means 31 First supercharger 31A, 32A Compressor 31B, 32B Turbine 31C, 32C Variable nozzle 31D, 32D Nozzle drive means 31E, 32E Nozzle opening detection means 32 Second turbocharger 41 Fuel pressure adjustment pump 51 Oxidation catalyst 52 DPF
53 Urea SCR
61 Intake bypass valve 62 Intake switching valve 63 Exhaust switching valve 70 Control device 71 Control means 71A Supercharging switching means 71B Total loss torque estimation means 71C First required torque calculation means 71D Injection start time correction amount calculation means 71E Injection start time changing means 71F 1st compensation torque calculation means 71G 2nd required torque calculation means 71H Fuel pressure correction amount calculation means 71I Fuel pressure change means 71J 2nd compensation torque calculation means 71K 3rd required torque calculation means 71L Fuel correction amount calculation means 71M Fuel amount change Means 73 Storage means Δθs Injection start timing correction amount ΔFp Fuel pressure correction amount ΔQm Fuel correction amount

Claims (6)

複数の過給機を有する内燃機関の運転状態を検出し、検出した前記運転状態に基づいて前記内燃機関のシリンダ内へ噴射する燃料量を制御する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関のピストンが圧縮上死点の位置の近傍にいる所定タイミングである通常噴射タイミングにて燃料の噴射を開始して前記シリンダ内へ噴射する燃料量を調整することで発生トルクを調整可能であるとともに、燃料の噴射開始時期を前記通常噴射タイミングに対して前後に調整することで、さらに発生トルクを調整可能であり、
前記内燃機関の前記運転状態に応じて、過給制御に使用する過給機の数を切替える、過給切替手段と、
前記過給切替手段を用いて過給機の数を切替えた直後の過給の落ち込みが発生した状態から目標とする過給状態に達するまでの切替過渡期間において、過給の落ち込みに起因するトルクの損失分である総合損失トルクを推定する、総合損失トルク推定手段と、
前記切替過渡期間において、推定した前記総合損失トルクに応じた第1要求トルクを算出する、第1要求トルク算出手段と、
前記切替過渡期間において、算出した前記第1要求トルクに基づいて噴射開始時期補正量を算出する、噴射開始時期補正量算出手段と、
前記切替過渡期間において、算出した前記噴射開始時期補正量に基づいて燃料の噴射開始時期を前記通常噴射タイミングよりも早くする、噴射開始時期変更手段と、
を有する、
内燃機関の制御装置。
In an internal combustion engine control device that detects the operating state of an internal combustion engine having a plurality of turbochargers and controls the amount of fuel injected into the cylinder of the internal combustion engine based on the detected operating state.
The control device is
The generated torque can be adjusted by starting fuel injection at the normal injection timing, which is a predetermined timing when the piston of the internal combustion engine is near the position of the compression top dead center, and adjusting the amount of fuel injected into the cylinder. At the same time, the generated torque can be further adjusted by adjusting the fuel injection start timing before and after the normal injection timing.
A supercharging switching means that switches the number of superchargers used for supercharging control according to the operating state of the internal combustion engine.
Torque due to the drop in supercharging during the switching transition period from the state in which the drop in turbocharging occurs immediately after switching the number of turbochargers using the supercharging switching means to the time when the target supercharging state is reached. Total loss torque estimation means that estimates the total loss torque, which is the loss amount of
In the switching transition period, the first required torque calculating means for calculating the first required torque according to the estimated total loss torque, and
In the switching transition period, the injection start timing correction amount calculating means for calculating the injection start timing correction amount based on the calculated first required torque, and the injection start timing correction amount calculating means.
In the switching transition period, the injection start time changing means for making the fuel injection start time earlier than the normal injection timing based on the calculated injection start time correction amount, and
Have,
Control device for internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、
前記切替過渡期間において、
前記内燃機関の前記ピストン及び前記シリンダの熱損失において過給の落ち込みに起因した前記熱損失の増量分に基づいて損失するトルクである冷却損失トルクを推定し、
推定した前記冷却損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
The total loss torque estimation means in the control device is
In the switching transition period
A cooling loss torque, which is a torque lost based on an increase in the heat loss due to a drop in supercharging in the heat loss of the piston and the cylinder of the internal combustion engine, is estimated.
The total loss torque is estimated based on the estimated cooling loss torque.
Control device for internal combustion engine.
請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、
前記切替過渡期間において、
さらに、前記内燃機関の前記シリンダからの排気流量に基づいた排気損失において過給の落ち込みに起因した前記排気損失の減量分に基づいて利得するトルクである排気損失トルクを推定し、
推定した前記冷却損失トルクと前記排気損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 2.
The total loss torque estimation means in the control device is
In the switching transition period
Further, the exhaust loss torque, which is the torque gained based on the reduction in the exhaust loss due to the drop in supercharging in the exhaust loss based on the exhaust flow rate from the cylinder of the internal combustion engine, is estimated.
The total loss torque is estimated based on the estimated cooling loss torque and the exhaust loss torque.
Control device for internal combustion engine.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置における前記総合損失トルク推定手段は、
前記切替過渡期間において、
さらに、前記内燃機関の前記ピストンによる吸気と排気のポンプ動作に基づいたポンプ損失において過給の落ち込みに起因した前記ポンプ損失の増量分に基づいて損失するトルクであるポンプ損失トルクを推定し、
推定した前記冷却損失トルクと前記排気損失トルクと前記ポンプ損失トルクに基づいて前記総合損失トルクを推定する、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 3.
The total loss torque estimation means in the control device is
In the switching transition period
Further, the pump loss torque, which is the torque lost based on the increase in the pump loss due to the drop in supercharging in the pump loss based on the pump operation of the intake and exhaust by the piston of the internal combustion engine, is estimated.
The total loss torque is estimated based on the estimated cooling loss torque, the exhaust loss torque, and the pump loss torque.
Control device for internal combustion engine.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記内燃機関の前記シリンダ内に噴射する燃料の圧力である燃料圧力を調整して燃料噴射時間幅を調整することで、さらに発生トルクを調整可能であり、
前記切替過渡期間において、前記噴射開始時期補正量に基づいて早くした燃料の噴射開始時期に応じて増加したトルクである第1補填トルクを算出する、第1補填トルク算出手段と、
前記切替過渡期間において、前記第1要求トルクに対して前記第1補填トルクでは不足するトルクである第2要求トルクを算出する、第2要求トルク算出手段と、
前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記第2要求トルクに基づいて燃料圧力補正量を算出する、燃料圧力補正量算出手段と、
前記切替過渡期間において、算出した前記燃料圧力補正量に基づいて燃料圧力を高くする、燃料圧力変更手段と、
を有する、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
The control device is
The generated torque can be further adjusted by adjusting the fuel pressure, which is the pressure of the fuel injected into the cylinder of the internal combustion engine, to adjust the fuel injection time width.
In the switching transition period, the first compensation torque calculating means for calculating the first compensation torque, which is the torque increased according to the fuel injection start timing earlier based on the injection start timing correction amount,
In the switching transition period, the second required torque calculating means for calculating the second required torque, which is a torque insufficient for the first supplement torque with respect to the first required torque,
A fuel pressure correction amount calculating means that calculates a fuel pressure correction amount based on the second required torque when there is the second required torque in the switching transition period.
A fuel pressure changing means for increasing the fuel pressure based on the calculated fuel pressure correction amount during the switching transition period.
Have,
Control device for internal combustion engine.
請求項5に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記燃料圧力補正量に基づいて高くした燃料圧力に応じて増加したトルクである第2補填トルクを算出する、第2補填トルク算出手段と、
前記切替過渡期間において、前記第2要求トルクがある場合に、前記第2要求トルクに対して前記第2補填トルクでは不足するトルクである第3要求トルクを算出する、第3要求トルク算出手段と、
前記切替過渡期間において、前記第3要求トルクがある場合に、前記第3要求トルクに基づいて燃料補正量を算出する、燃料補正量算出手段と、
前記切替過渡期間において、算出した前記燃料補正量に基づいて前記シリンダ内へ噴射する燃料量を増量する、燃料量変更手段と、
を有する、
内燃機関の制御装置。

The control device for an internal combustion engine according to claim 5.
The control device is
A second compensation torque calculation means that calculates a second compensation torque, which is a torque increased according to a fuel pressure increased based on the fuel pressure correction amount, when there is the second required torque in the switching transition period. When,
With the third required torque calculation means, which calculates the third required torque, which is the torque insufficient for the second supplement torque, with respect to the second required torque when the second required torque is present in the switching transition period. ,
A fuel correction amount calculating means that calculates a fuel correction amount based on the third required torque when there is the third required torque in the switching transition period.
A fuel amount changing means for increasing the amount of fuel injected into the cylinder based on the calculated fuel correction amount during the switching transition period.
Have,
Control device for internal combustion engine.

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