JP2020159277A - Air amount controller, suction/exhaust device and vehicle - Google Patents

Air amount controller, suction/exhaust device and vehicle Download PDF

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岳夫 青木
Takeo Aoki
岳夫 青木
和貴 大石
Kazuki Oishi
和貴 大石
友規 船津
Tomonori Funatsu
友規 船津
大輔 木下
Daisuke Kinoshita
大輔 木下
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Abstract

To provide an air amount controller capable of suppressing surging occurring in a compressor, a suction/exhaust device, and a vehicle.SOLUTION: An air amount controller of a suction/exhaust device having a supercharger in a vehicle, comprises a determination unit that determines the possibility of surging in the supercharger based on parameters related to the operation of an internal combustion engine during acceleration operation of the vehicle, and an adjustment unit that adjusts an amount of suctioned air suctioned into the internal combustion engine so that it is larger than a surging occurrence threshold according to a determination result of the determination unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、空気量制御装置、吸排気装置および車両に関する。 The present disclosure relates to an air volume control device, an intake / exhaust device, and a vehicle.

従来、圧縮機およびタービンで構成される過給機を有する吸排気装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、車両の減速時(アクセルオフ時)に燃料噴射量を減量して、再循環経路部を全閉することで、圧縮機で発生するサージングを抑制している。 Conventionally, an intake / exhaust device having a supercharger composed of a compressor and a turbine is known (see, for example, Patent Document 1). In this technology, the fuel injection amount is reduced when the vehicle is decelerating (when the accelerator is off), and the recirculation path portion is fully closed to suppress surging that occurs in the compressor.

特開2004−360525号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-360525

ところで、車両が登坂する際、加速のためにアクセルをオンしても、車両の重力に起因して、車両が減速する場合があり、ひいては上記のサージングが発生することがある。特許文献1に記載の構成の場合、このようなサージングを抑制できないため、サージングを抑制する構成として一定の限界のある構成となっていた。 By the way, when the vehicle climbs a slope, even if the accelerator is turned on for acceleration, the vehicle may decelerate due to the gravity of the vehicle, and the above surging may occur. In the case of the configuration described in Patent Document 1, since such surging cannot be suppressed, the configuration that suppresses surging has a certain limit.

本開示の目的は、圧縮機で発生するサージングを抑制することが可能な空気量制御装置、吸排気装置および車両を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an air amount control device, an intake / exhaust device, and a vehicle capable of suppressing surging generated in a compressor.

本開示に係る空気量制御装置は、
車両における過給機を有する吸排気装置の空気量制御装置であって、
前記車両の加速動作時において、内燃機関の動作に係るパラメータに基づいて前記過給機でサージングの発生可能性を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、前記内燃機関に吸気される吸気量をサージング発生閾値より大きくなるように調整する調整部と、
を備える。
The air amount control device according to the present disclosure is
An air amount control device for an intake / exhaust device having a supercharger in a vehicle.
A determination unit that determines the possibility of surging in the turbocharger based on parameters related to the operation of the internal combustion engine during the acceleration operation of the vehicle.
An adjustment unit that adjusts the amount of intake air taken into the internal combustion engine so as to be larger than the surging occurrence threshold value according to the determination result of the determination unit.
To be equipped.

本開示に係る吸排気装置は、
内燃機関に空気を吸気する吸気管と、
前記内燃機関の排気ガスを排気する排気管と、
前記吸気管に設けられる圧縮機と、前記排気管に設けられるタービンとを有する過給機と、
前記排気管の排気ガスを前記吸気管に向けて再循環させる再循環経路部と、
上記の空気量制御装置と、
を備える。
The intake / exhaust device according to the present disclosure is
An intake pipe that draws air into the internal combustion engine,
An exhaust pipe that exhausts the exhaust gas of the internal combustion engine and
A supercharger having a compressor provided in the intake pipe and a turbine provided in the exhaust pipe, and
A recirculation path portion that recirculates the exhaust gas of the exhaust pipe toward the intake pipe,
With the above air volume control device,
To be equipped.

本開示に係る車両は、
上記の吸排気装置を備える。
The vehicle pertaining to this disclosure
The above intake / exhaust device is provided.

本開示によれば、圧縮機で発生するサージングを抑制することができる。 According to the present disclosure, surging generated in the compressor can be suppressed.

本開示の実施の形態に係る空気量制御装置が適用された車両の吸排気装置を示す図である。It is a figure which shows the intake / exhaust device of the vehicle to which the air amount control device which concerns on embodiment of this disclosure is applied. 圧力比に対する吸気量の推移を示す図である。It is a figure which shows the transition of the intake amount with respect to the pressure ratio. 空気量制御装置における空気量制御の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the air amount control in an air amount control device. 圧力比に対する吸気量の推移の理想線を示す図である。It is a figure which shows the ideal line of the transition of the intake amount with respect to the pressure ratio. 内燃機関の回転数と、燃料噴射量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation speed of an internal combustion engine, and the fuel injection amount.

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本開示の実施の形態に係る空気量制御装置100が適用された車両Vの吸排気装置1を示す図である。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an intake / exhaust device 1 of a vehicle V to which the air amount control device 100 according to the embodiment of the present disclosure is applied.

図1に示すように、車両Vの吸排気装置1は、内燃機関10と、吸気管20と、排気管30と、冷却部40と、再循環経路部50と、過給機60と、空気量制御装置100とを有する。 As shown in FIG. 1, the intake / exhaust device 1 of the vehicle V includes an internal combustion engine 10, an intake pipe 20, an exhaust pipe 30, a cooling unit 40, a recirculation path unit 50, a supercharger 60, and air. It has a quantity control device 100.

内燃機関10は、例えば車両Vに搭載されるディーゼルエンジンであり、吸気管20および排気管30に接続されている。吸気管20は、内燃機関10に外気を吸気する。 The internal combustion engine 10 is, for example, a diesel engine mounted on a vehicle V, and is connected to an intake pipe 20 and an exhaust pipe 30. The intake pipe 20 takes in outside air to the internal combustion engine 10.

排気管30は、内燃機関10で生じた排気ガスを排気する。排気管30のタービン62の上流側には、空気過剰率検出部31が設けられている。空気過剰率検出部31は、例えばラムダセンサーであり、内燃機関10における空気過剰率を検出する。なお、空気過剰率検出部31は、排気管30のタービン62の下流側に設けられていても良い。 The exhaust pipe 30 exhausts the exhaust gas generated by the internal combustion engine 10. An excess air ratio detection unit 31 is provided on the upstream side of the turbine 62 of the exhaust pipe 30. The excess air rate detection unit 31 is, for example, a lambda sensor, and detects the excess air rate in the internal combustion engine 10. The excess air ratio detection unit 31 may be provided on the downstream side of the turbine 62 of the exhaust pipe 30.

冷却部40は、吸気管20に配置されており、吸気管20における、後述する圧縮機61により圧縮された外気を冷却する。 The cooling unit 40 is arranged in the intake pipe 20 and cools the outside air compressed by the compressor 61 described later in the intake pipe 20.

再循環経路部50は、排気管30から分岐して排気管30内の排気ガスを吸気管20に向けて再循環させる経路である。 The recirculation path portion 50 is a path that branches from the exhaust pipe 30 and recirculates the exhaust gas in the exhaust pipe 30 toward the intake pipe 20.

再循環経路部50には、再循環経路部50を介して排気管30から吸気管20に戻す排気ガスの流量を調整する再循環バルブ51が設けられている。再循環バルブ51は、空気量制御装置100の制御の下、車両Vの加速動作時における、内燃機関10に吸気される空気量(以下、「吸気量」という)に応じて、開閉状態を遷移させる、または、開度を調整することで、排気管30から吸気管20へ戻す排気ガスの流量を調整する。 The recirculation path section 50 is provided with a recirculation valve 51 that adjusts the flow rate of the exhaust gas returned from the exhaust pipe 30 to the intake pipe 20 via the recirculation path section 50. Under the control of the air amount control device 100, the recirculation valve 51 changes the open / closed state according to the amount of air taken into the internal combustion engine 10 (hereinafter, referred to as "intake amount") during the acceleration operation of the vehicle V. The flow rate of the exhaust gas returned from the exhaust pipe 30 to the intake pipe 20 is adjusted by adjusting the opening degree.

過給機60は、圧縮機61と、タービン62と、接続部63とを有する。圧縮機61は、吸気管20に設けられている。 The supercharger 60 includes a compressor 61, a turbine 62, and a connection portion 63. The compressor 61 is provided in the intake pipe 20.

タービン62は、排気管30に設けられており、図示しないタービンインペラが、内燃機関10から排出された排気ガスにより回転する。 The turbine 62 is provided in the exhaust pipe 30, and a turbine impeller (not shown) is rotated by the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10.

圧縮機61とタービン62とは接続部63により接続されており、圧縮機61の図示しないコンプレッサインペラとタービンインペラとが図示しない回転軸により一体に回転する。これにより、圧縮機61では、コンプレッサインペラが回転して、吸気管20に送り込まれた外気を圧縮して内燃機関10に送り出す。 The compressor 61 and the turbine 62 are connected by a connecting portion 63, and the compressor impeller (not shown) and the turbine impeller of the compressor 61 rotate integrally by a rotating shaft (not shown). As a result, in the compressor 61, the compressor impeller rotates to compress the outside air sent to the intake pipe 20 and send it to the internal combustion engine 10.

空気量制御装置100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)および入出力回路を備えている。空気量制御装置100は、予め設定されたプログラムに基づいて、過給機60(圧縮機61)で発生するサージングを抑制する制御を行うように構成されている。空気量制御装置100は、判定部110と、調整部120とを有する。 The air amount control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an input / output circuit (not shown). The air amount control device 100 is configured to perform control for suppressing surging generated in the supercharger 60 (compressor 61) based on a preset program. The air amount control device 100 has a determination unit 110 and an adjustment unit 120.

判定部110は、車両Vの加速動作時において、吸気量と、圧縮機61の入出口における圧力比(以下、圧力比という)との関係に基づいて、圧縮機61でサージングの発生可能性を判定する。 The determination unit 110 determines the possibility of surging in the compressor 61 based on the relationship between the intake amount and the pressure ratio (hereinafter referred to as the pressure ratio) at the inlet and outlet of the compressor 61 during the acceleration operation of the vehicle V. judge.

吸気量は、吸気管20に設けられる吸気量センサ(図示せず)の検出結果に基づく空気量である。また、圧力比は、圧縮機61の入口側の圧力に対する、圧縮機61の出口側の圧力の割合である。圧縮機61の入口側の圧力、および、圧縮機61の出口側の圧力は、吸気管20の対応する部位に設けられる圧力センサ(図示せず)の検出結果に基づく圧力である。なお、圧力比は、圧力センサの検出結果の他に、圧縮機61の入口側の圧力として大気圧等の数値、内燃機関10の稼働状況に基づいて設けられる推定モデルやデータマップ等が用いられてもよい。 The intake amount is the amount of air based on the detection result of the intake amount sensor (not shown) provided in the intake pipe 20. The pressure ratio is the ratio of the pressure on the outlet side of the compressor 61 to the pressure on the inlet side of the compressor 61. The pressure on the inlet side of the compressor 61 and the pressure on the outlet side of the compressor 61 are pressures based on the detection results of a pressure sensor (not shown) provided at the corresponding portion of the intake pipe 20. As the pressure ratio, in addition to the detection result of the pressure sensor, a numerical value such as atmospheric pressure is used as the pressure on the inlet side of the compressor 61, and an estimation model or data map provided based on the operating status of the internal combustion engine 10 is used. You may.

車両Vにおける吸気量と圧力比との関係に基づいて、圧縮機61でサージングが発生することが知られている。例えば、図2に示すように、縦軸を圧力比、横軸を吸気量とした場合、図2に示す実線Sにより、サージングが発生する領域と、サージングが発生しない領域とが分けられる。 It is known that surging occurs in the compressor 61 based on the relationship between the intake amount and the pressure ratio in the vehicle V. For example, as shown in FIG. 2, when the vertical axis is the pressure ratio and the horizontal axis is the intake amount, the solid line S shown in FIG. 2 separates a region where surging occurs and a region where surging does not occur.

実線Sは、吸気量が増えるにつれ、圧力比が大きくなるように推移する。図2では、実線Sよりも左側の領域がサージングが発生する領域であり、実線Sよりも右側の領域がサージングが発生しない領域である。すなわち、実線Sは、後述するサージング発生閾値を示している。なお、図2では、理解しやすさを考慮して各線を簡略化して図示している。 The solid line S changes so that the pressure ratio increases as the intake amount increases. In FIG. 2, the region on the left side of the solid line S is the region where surging occurs, and the region on the right side of the solid line S is the region where surging does not occur. That is, the solid line S indicates the surging occurrence threshold value described later. In FIG. 2, each line is simplified and illustrated in consideration of ease of understanding.

圧縮機61でサージングが発生すると、圧縮機61で圧縮した空気が圧縮機61側に逆流して圧縮機61が損傷するおそれがある。 When surging occurs in the compressor 61, the air compressed by the compressor 61 may flow back to the compressor 61 side and damage the compressor 61.

このようなサージングが発生する状況として、車両Vの加速動作時において、例えば、車両Vが登坂する際、加速のためにアクセルがオン状態だが、車両Vの重力に起因して車両Vが減速するような場合が挙げられる。この場合、例えば、図2に示す破線L1のように、車両Vの減速に起因して、吸気量が、任意の量であるAから低下して、実線Sよりも左側の領域に突入する。 As a situation where such surging occurs, during the acceleration operation of the vehicle V, for example, when the vehicle V climbs a slope, the accelerator is on for acceleration, but the vehicle V decelerates due to the gravity of the vehicle V. There are cases like this. In this case, for example, as shown by the broken line L1 shown in FIG. 2, the intake amount decreases from A, which is an arbitrary amount, due to the deceleration of the vehicle V, and enters the region on the left side of the solid line S.

再循環バルブ51が開いた状態では、吸気量の変動に応じて上記の排気ガス量も変動するため、吸気量と排気ガス量とのバランスが崩れて、吸気量が不安定な状態となり、サージングが連続的に発生する。 When the recirculation valve 51 is open, the above exhaust gas amount also fluctuates according to the fluctuation of the intake amount, so that the balance between the intake amount and the exhaust gas amount is lost, the intake amount becomes unstable, and surging occurs. Occurs continuously.

本実施の形態では、判定部110は、吸気量がサージング発生閾値以下になった場合、サージングが発生すると判定する。サージング発生閾値は、圧縮機61でサージングが発生する基準となる空気量であり、例えば実線Sのように圧力比毎に任意に設定され得る。サージング発生閾値は、図2における実線Sのように設定されても良いし、実線Sよりも右側にシフトさせた線に設定されても良い。言い換えると、サージング発生閾値は、サージングが発生する領域と、サージングが発生しない領域との境界線となるように設定されても良いし、当該境界線よりもサージングが発生しない側にシフトさせた線になるように設定されても良い。 In the present embodiment, the determination unit 110 determines that surging occurs when the intake amount becomes equal to or less than the surging occurrence threshold. The surging occurrence threshold value is the amount of air that serves as a reference for surging to occur in the compressor 61, and can be arbitrarily set for each pressure ratio as shown in the solid line S, for example. The surging occurrence threshold value may be set as shown by the solid line S in FIG. 2, or may be set as a line shifted to the right of the solid line S. In other words, the surging occurrence threshold value may be set to be the boundary line between the area where surging occurs and the area where surging does not occur, or a line shifted from the boundary line to the side where surging does not occur. It may be set to be.

これにより、車両Vの加速動作時において、サージングの発生可能性を迅速に判定することができる。 As a result, the possibility of surging can be quickly determined during the acceleration operation of the vehicle V.

調整部120は、再循環経路部50における再循環バルブ51を制御することで、吸気量がサージング発生閾値より大きくなるように調整する。具体的には、調整部120は、判定部110によりサージングが発生すると判定された場合、吸気管20に吸気される新気量を調整前よりも増やすように調整する。つまり、調整部120は、再循環経路部50の排気ガスの再循環量を調整前よりも減らすように再循環経路部50の再循環バルブ51を制御する。より具体的には、調整部120は、再循環経路部50の再循環バルブ51を閉じて、吸気管20に再循環する排気ガス量を0にする。 The adjusting unit 120 adjusts the intake amount so as to be larger than the surging occurrence threshold value by controlling the recirculation valve 51 in the recirculation path unit 50. Specifically, when the determination unit 110 determines that surging occurs, the adjustment unit 120 adjusts so that the amount of fresh air taken into the intake pipe 20 is increased as compared with that before the adjustment. That is, the adjusting unit 120 controls the recirculation valve 51 of the recirculation path unit 50 so as to reduce the recirculation amount of the exhaust gas of the recirculation path unit 50 as compared with that before the adjustment. More specifically, the adjusting unit 120 closes the recirculation valve 51 of the recirculation path unit 50 to reduce the amount of exhaust gas recirculated to the intake pipe 20 to zero.

このようにすることで、図2に示す実線L2のように、吸気量が実線Sの側に推移した後(実線矢印参照)、再循環する排気ガス量の減少に伴い、新気量が増える。その結果、吸気量が実線Sから右側に離れるように推移するので、車両Vの加速時において、サージングが連続的に発生することを抑制することができる。 By doing so, as shown in the solid line L2 shown in FIG. 2, after the intake amount has changed to the side of the solid line S (see the solid line arrow), the amount of fresh air increases as the amount of exhaust gas recirculated decreases. .. As a result, the amount of intake air changes to the right side from the solid line S, so that it is possible to suppress the continuous occurrence of surging when the vehicle V is accelerating.

また、調整部120は、例えば、吸気量とサージング発生閾値との差分が許容量となった場合、再循環経路部50における再循環に係る制御を再開させる。許容量は、吸気量が実線Sに対してサージングが発生するおそれのない程度まで離れたとされる量に適宜設定され得る。 Further, the adjusting unit 120 restarts the control related to the recirculation in the recirculation path unit 50, for example, when the difference between the intake amount and the surging occurrence threshold becomes an allowable amount. The permissible amount can be appropriately set to an amount at which the intake amount is considered to be separated from the solid line S to such an extent that surging does not occur.

このようにすることで、再循環経路部50における排気ガスの再循環に係る制御を行う定常の状態にスムーズに移行させることができる。 By doing so, it is possible to smoothly shift to a steady state in which control related to the recirculation of the exhaust gas in the recirculation path portion 50 is performed.

なお、調整部120により、吸気量を調整する期間(再循環経路部50を停止する期間)については、排気ガスの状態を考慮して決定しても良い。また、判定部110は、車両Vの加速動作時以外でも、サージングの発生可能性を判定しても良い。 The period for adjusting the intake amount by the adjusting unit 120 (the period for stopping the recirculation path unit 50) may be determined in consideration of the state of the exhaust gas. Further, the determination unit 110 may determine the possibility of surging even when the vehicle V is not accelerating.

以上のように構成された空気量制御装置100における空気量制御の動作例について説明する。図3は、空気量制御装置100における空気量制御の動作例を示すフローチャートである。図3における処理は、例えば、車両Vの動作中に適宜実行される。 An operation example of air amount control in the air amount control device 100 configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of air amount control in the air amount control device 100. The process in FIG. 3 is appropriately executed, for example, during the operation of the vehicle V.

図3に示すように、制御部100は、空気過剰率検出部31から空気過剰率を取得する(ステップS101)。次に、制御部100は、空気過剰率に基づく吸気量がサージング発生閾値以下であるか否かについて判定する(ステップS102)。 As shown in FIG. 3, the control unit 100 acquires the excess air ratio from the excess air ratio detection unit 31 (step S101). Next, the control unit 100 determines whether or not the intake amount based on the excess air ratio is equal to or less than the surging occurrence threshold value (step S102).

判定の結果、吸気量がサージング発生閾値より多い場合(ステップS102、NO)、本制御は終了する。一方、吸気量がサージング発生閾値以下である場合(ステップS102、YES)、制御部100は、再循環バルブ51を制御して、再循環経路部50における排気ガス量を減らす側に調整して、吸気量を調整する(ステップS103)。 As a result of the determination, when the intake amount is larger than the surging occurrence threshold value (step S102, NO), this control ends. On the other hand, when the intake air amount is equal to or less than the surging occurrence threshold value (step S102, YES), the control unit 100 controls the recirculation valve 51 and adjusts to the side where the exhaust gas amount in the recirculation path unit 50 is reduced. The intake amount is adjusted (step S103).

次に、制御部100は、再循環経路部50における再循環制御を再開するか否かについて判定する(ステップS104)。判定の結果、再循環制御を再開しない場合(ステップS104、NO)、ステップS104の処理を繰り返す。 Next, the control unit 100 determines whether or not to restart the recirculation control in the recirculation path unit 50 (step S104). As a result of the determination, when the recirculation control is not restarted (step S104, NO), the process of step S104 is repeated.

一方、再循環制御を再開する場合(ステップS104、YES)、制御部100は、再循環制御を再開するように再循環バルブ51を制御する(ステップS105)。その後、本制御は終了する。 On the other hand, when resuming the recirculation control (step S104, YES), the control unit 100 controls the recirculation valve 51 so as to restart the recirculation control (step S105). After that, this control ends.

以上のように構成された本実施の形態によれば、圧縮機61においてサージングが連続的に発生することを抑制することができ、ひいてはサージングに起因する圧縮機61の損傷を抑制することができる。 According to the present embodiment configured as described above, it is possible to suppress the continuous occurrence of surging in the compressor 61, and it is possible to suppress damage to the compressor 61 due to surging. ..

なお、上記実施の形態では、排気ガス中の空気過剰率に基づいて、吸気量を調整していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、吸気管20に設けられる吸気量センサの検出結果に基づいて、吸気量を調整しても良い。 In the above embodiment, the intake air amount is adjusted based on the excess air ratio in the exhaust gas, but the present disclosure is not limited to this. For example, the intake amount may be adjusted based on the detection result of the intake amount sensor provided in the intake pipe 20.

また、吸気量センサの検出結果に基づいて、吸気量を調整する場合、判定部110は、図4において、実線I(以下、「理想線I」という)で示される吸気量の理想的推移を算出し、当該理想線Iに対して、サージングが発生するか否かの境界線(図2や図4に示す実線S)側への吸気量のずれ量に応じて、サージングの発生可能性を判定しても良い。ずれ量の基準値は、吸気量の理想的推移と、サージング発生閾値との差分に応じて圧力比毎に適宜設定され得る。 When adjusting the intake amount based on the detection result of the intake amount sensor, the determination unit 110 determines the ideal transition of the intake amount indicated by the solid line I (hereinafter referred to as “ideal line I”) in FIG. Calculated, the possibility of surging is determined according to the amount of deviation of the intake amount toward the boundary line (solid line S shown in FIGS. 2 and 4) of whether or not surging occurs with respect to the ideal line I. You may judge. The reference value of the deviation amount can be appropriately set for each pressure ratio according to the difference between the ideal transition of the intake amount and the surging occurrence threshold value.

例えば、図4には、吸気量がAの状態から実線矢印の方向に推移する理想線Iが示されている。 For example, FIG. 4 shows an ideal line I in which the intake amount changes from the state of A in the direction of the solid arrow.

判定部110は、破線L3のように、吸気量の理想的推移に対するずれ量が比較的小さい場合、サージングの発生可能性がないと判定し、破線L4のように、吸気量の理想的推移に対するずれ量が比較的大きい場合、サージングの発生可能性があると判定する。 The determination unit 110 determines that there is no possibility of surging when the deviation amount with respect to the ideal transition of the intake amount is relatively small as shown by the broken line L3, and determines that surging is not likely to occur, and with respect to the ideal transition of the intake amount as shown by the broken line L4. If the amount of deviation is relatively large, it is determined that surging may occur.

このようにすることで、圧縮機61におけるサージングの発生を未然に防ぐことができる。なお、判定部110による判定は一定期間毎に行うようにしても良い。 By doing so, it is possible to prevent the occurrence of surging in the compressor 61. The determination by the determination unit 110 may be performed at regular intervals.

また、上記実施の形態では、吸気量がサージング発生閾値以下になったタイミングで、サージングが発生すると判定していたが、本開示はこれに限定されない。判定部110は、例えば、吸気量がサージング発生閾値以下となり、かつ、再度サージング発生閾値以上となったタイミングで、サージングが発生すると判定しても良い。 Further, in the above embodiment, it is determined that surging occurs at the timing when the intake amount becomes equal to or less than the surging occurrence threshold value, but the present disclosure is not limited to this. The determination unit 110 may determine that surging occurs, for example, at the timing when the intake amount becomes equal to or lower than the surging occurrence threshold and becomes equal to or higher than the surging occurrence threshold again.

例えば、図2の例の場合、破線L1が、Aの状態から実線Sを飛び越えて、左側の領域に推移した後、再び実線Sを飛び越えて右側の領域に推移したタイミングで、判定部110は、サージングが発生すると判定しても良い。 For example, in the case of the example of FIG. 2, the determination unit 110 jumps over the solid line S from the state of A and shifts to the left region, and then jumps over the solid line S again and shifts to the right region. , It may be determined that surging occurs.

このようにしても、連続的なサージングの発生を抑制することができる。 Even in this way, the occurrence of continuous surging can be suppressed.

また、上記実施の形態では、内燃機関10の動作に係るパラメータとして、吸気量を例示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、内燃機関10の回転数および燃料噴射量であっても良い。 Further, in the above embodiment, the intake amount is exemplified as a parameter related to the operation of the internal combustion engine 10, but the present disclosure is not limited to this. For example, it may be the rotation speed of the internal combustion engine 10 and the fuel injection amount.

図5は、内燃機関10の回転数と、燃料噴射量との関係を示す図である。車両Vが加速する場合、例えば図5に示すような関係となる。具体的には、内燃機関10の回転数が増えるにつれ、燃料噴射量が上昇していき、その後、低下していく。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine 10 and the fuel injection amount. When the vehicle V accelerates, the relationship is as shown in FIG. 5, for example. Specifically, as the number of revolutions of the internal combustion engine 10 increases, the fuel injection amount increases and then decreases.

しかし、登坂時等、車両Vが加速しようとしているにも関わらず、車両Vにかかる重量に起因して車両Vが減速する場合、内燃機関10および燃料噴射量は、ともに低下する。より詳細には、内燃機関10の回転数および燃料噴射量がともに上昇する途中の段階(矢印B1参照)で、内燃機関10の回転数および燃料噴射量がともに低下していく(矢印B2参照)。これは、燃料噴射量が上昇する段階の所定領域(例えば、回転数がR1〜R2の範囲の領域)が、サージングが発生しやすい領域であるためである。 However, when the vehicle V decelerates due to the weight applied to the vehicle V even though the vehicle V is about to accelerate, such as when climbing a slope, both the internal combustion engine 10 and the fuel injection amount decrease. More specifically, at the stage where both the rotation speed and the fuel injection amount of the internal combustion engine 10 are increasing (see arrow B1), both the rotation speed and the fuel injection amount of the internal combustion engine 10 decrease (see arrow B2). .. This is because a predetermined region at the stage where the fuel injection amount increases (for example, a region where the rotation speed is in the range of R1 to R2) is a region where surging is likely to occur.

そのため、判定部110は、所定の燃料噴射量以上となった場合、サージングの発生可能性があると判定する。つまり、判定部110は、少なくとも、サージングが発生する領域(回転数がR1〜R2の範囲の領域)を含む燃料噴射量となる場合、サージングの発生可能性があると判定する。 Therefore, the determination unit 110 determines that surging may occur when the fuel injection amount exceeds a predetermined value. That is, the determination unit 110 determines that surging may occur when the fuel injection amount includes at least the region where surging occurs (the region where the rotation speed is in the range of R1 to R2).

そして、調整部120は、サージングの発生可能性があると判定された場合、再循環バルブ51を閉じる等して吸気量を調整する。このようにしても、サージングが発生することを未然に防ぐことができる。なお、吸気量の調整を終了するタイミングは、R1〜R2の範囲を過ぎた後のタイミングに適宜設定され得る。 Then, when it is determined that surging may occur, the adjusting unit 120 adjusts the intake amount by closing the recirculation valve 51 or the like. Even in this way, it is possible to prevent surging from occurring. The timing at which the adjustment of the intake air amount is finished can be appropriately set at the timing after passing the range of R1 to R2.

また、上記実施の形態では、再循環経路部50における排気ガス量を調整することで、吸気量を調整していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、過給機60がVGS(Variable Geometry Turbocharger System)型過給機である場合、調整部120は、タービン62の入口側に設けられる複数のベーンノズル(図示せず)を制御することで、吸気量を調整しても良い。 Further, in the above embodiment, the intake amount is adjusted by adjusting the exhaust gas amount in the recirculation path portion 50, but the present disclosure is not limited to this. For example, when the supercharger 60 is a VGS (Variable Geometry Turbocharger System) type supercharger, the adjusting unit 120 controls a plurality of vane nozzles (not shown) provided on the inlet side of the turbine 62 to take in air. You may adjust the amount.

この構成では、複数のベーンノズルがタービン62におけるハウジングの内部に設けられており、可変駆動可能に構成されている。制御部100は、ベーンノズルを駆動制御して、タービン62の入口面積を可変に絞ることで、タービン62の入口面積の絞り量を制御する。 In this configuration, a plurality of vane nozzles are provided inside the housing of the turbine 62, and are configured to be variably driveable. The control unit 100 controls the drive control of the vane nozzle to variably throttle the inlet area of the turbine 62, thereby controlling the throttle amount of the inlet area of the turbine 62.

例えば、調整部120は、判定部110によりサージングが発生すると判定された場合、タービン62の入口面積を絞る側に制御して、排気ガスの流速を速めるように制御する。これにより、過給圧が高められて、実質的に吸気量が増加し、ひいてはサージングの発生を抑制することができる。 For example, when the determination unit 110 determines that surging occurs, the adjustment unit 120 controls the turbine 62 to the side where the inlet area is narrowed to increase the flow velocity of the exhaust gas. As a result, the supercharging pressure is increased, the intake air amount is substantially increased, and the occurrence of surging can be suppressed.

また、上記実施の形態では、吸気量を増加させるように制御していたが、本開示はこれに限定されず、例えば、圧力比を減少させるように制御しても良い。圧力比の調整については、過給機60を適宜制御すれば良い。 Further, in the above embodiment, control is performed so as to increase the intake air amount, but the present disclosure is not limited to this, and for example, control may be performed so as to decrease the pressure ratio. The supercharger 60 may be appropriately controlled for adjusting the pressure ratio.

サージング発生閾値(図2に示す実線S)は、吸気量が減少するにつれ、それに対応する圧力比が減少するように設定されるので、吸気量を増加させなくても、圧力比を低下させることで、その低下した圧力比に対応したサージング発生閾値とすることが可能となる。そのため、サージング発生閾値が圧力比に応じて低下するので、吸気量をサージング発生閾値よりも大きくなるように制御することが可能となる。 The surging occurrence threshold (solid line S shown in FIG. 2) is set so that the pressure ratio corresponding to the decrease in the intake amount decreases, so that the pressure ratio can be decreased without increasing the intake amount. Therefore, it is possible to set the surging occurrence threshold value corresponding to the lowered pressure ratio. Therefore, since the surging occurrence threshold value decreases according to the pressure ratio, it is possible to control the intake amount so as to be larger than the surging occurrence threshold value.

また、上記実施の形態では、吸気量の調整の際、再循環バルブ51を閉じていたが、本開示はこれに限定されず、再循環バルブ51を完全に閉じなくても良い。 Further, in the above embodiment, the recirculation valve 51 is closed when adjusting the intake air amount, but the present disclosure is not limited to this, and the recirculation valve 51 does not have to be completely closed.

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above-described embodiments are merely examples of embodiment of the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be construed in a limited manner by these. That is, the present disclosure can be carried out in various forms without departing from its gist or its main features.

本開示の空気量制御装置は、圧縮機で発生するサージングを抑制することが可能な空気量制御装置、吸排気装置および車両として有用である。 The air amount control device of the present disclosure is useful as an air amount control device, an intake / exhaust device, and a vehicle capable of suppressing surging generated in a compressor.

1 吸排気装置
10 内燃機関
20 吸気管
30 排気管
31 空気過剰率検出部
40 冷却部
50 再循環経路部
51 再循環バルブ
60 過給機
61 圧縮機
62 タービン
63 接続部
100 空気量制御装置
110 判定部
120 調整部
V 車両
1 Intake / exhaust device 10 Internal combustion engine 20 Intake pipe 30 Exhaust pipe 31 Excess air rate detector 40 Cooling unit 50 Recirculation path 51 Recirculation valve 60 Supercharger 61 Compressor 62 Turbine 63 Connection 100 Air volume control device 110 Judgment Part 120 Adjustment part V Vehicle

Claims (8)

車両における過給機を有する吸排気装置の空気量制御装置であって、
前記車両の加速動作時において、内燃機関の動作に係るパラメータに基づいて前記過給機でサージングの発生可能性を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、前記内燃機関に吸気される吸気量をサージング発生閾値より大きくなるように調整する調整部と、
を備える空気量制御装置。
An air amount control device for an intake / exhaust device having a supercharger in a vehicle.
A determination unit that determines the possibility of surging in the turbocharger based on parameters related to the operation of the internal combustion engine during the acceleration operation of the vehicle.
An adjustment unit that adjusts the amount of intake air taken into the internal combustion engine so as to be larger than the surging occurrence threshold value according to the determination result of the determination unit.
Air volume control device equipped with.
前記判定部は、前記吸気量と、前記過給機の圧縮機の入出口における圧力比との関係に基づいて前記サージングの発生可能性を判定する、
請求項1に記載の空気量制御装置。
The determination unit determines the possibility of surging based on the relationship between the intake amount and the pressure ratio at the inlet / outlet of the compressor of the turbocharger.
The air amount control device according to claim 1.
前記判定部は、前記吸気量が前記サージング発生閾値以下になった場合、前記サージングが発生すると判定し、
前記調整部は、前記判定部により前記サージングが発生すると判定された場合、吸気管に吸気される新気量を調整前よりも増やすように調整する、
請求項2に記載の空気量制御装置。
The determination unit determines that the surging occurs when the intake amount becomes equal to or less than the surging occurrence threshold value.
When the determination unit determines that the surging occurs, the adjusting unit adjusts so that the amount of fresh air taken into the intake pipe is increased as compared with that before the adjustment.
The air amount control device according to claim 2.
前記サージング発生閾値は、前記圧力比毎に設定されている、
請求項3に記載の空気量制御装置。
The surging occurrence threshold is set for each pressure ratio.
The air amount control device according to claim 3.
前記調整部は、前記判定部の判定結果に応じて、前記吸排気装置における再循環経路部の排気ガスの再循環量を調整前よりも減らす、
請求項1〜4の何れか1項に記載の空気量制御装置。
The adjusting unit reduces the amount of recirculation of the exhaust gas in the recirculation path portion of the intake / exhaust device as compared with that before the adjustment, depending on the determination result of the determination unit.
The air amount control device according to any one of claims 1 to 4.
前記調整部は、前記判定部の判定結果に応じて、前記過給機のタービンにおける入口面積の絞り量を、調整前よりも増やす、
請求項1〜4の何れか1項に記載の空気量制御装置。
The adjusting unit increases the throttle amount of the inlet area in the turbine of the turbocharger according to the determination result of the determination unit as compared with that before the adjustment.
The air amount control device according to any one of claims 1 to 4.
内燃機関に空気を吸気する吸気管と、
前記内燃機関の排気ガスを排気する排気管と、
前記吸気管に設けられる圧縮機と、前記排気管に設けられるタービンとを有する過給機と、
前記排気管の排気ガスを前記吸気管に向けて再循環させる再循環経路部と、
請求項1〜6の何れか1項に記載の空気量制御装置と、
を備える吸排気装置。
An intake pipe that draws air into the internal combustion engine,
An exhaust pipe that exhausts the exhaust gas of the internal combustion engine and
A supercharger having a compressor provided in the intake pipe and a turbine provided in the exhaust pipe, and
A recirculation path portion that recirculates the exhaust gas of the exhaust pipe toward the intake pipe,
The air amount control device according to any one of claims 1 to 6.
Intake and exhaust device equipped with.
請求項7に記載の吸排気装置を備える、
車両。
The intake / exhaust device according to claim 7 is provided.
vehicle.
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