JP3796966B2

JP3796966B2 - Supercharging control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3796966B2
Application number: JP16793398A
Authority: JP
Inventors: 順一郎吉田; 裕紀坂本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP2000002121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量を可変に制御する可変容量ターボ過給機を搭載した内燃機関において、機関冷却水温度に関連した過給機の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気の流動エネルギによりタービン及び該タービンに連結したコンプレッサを駆動し、吸気圧力を加圧して過給する内燃機関のターボ過給機において、タービンの入口面積を可変に制御できる可変容量ターボ過給機が知られ、このものでは、機関の運転条件に応じてタービン入口面積の絞り量を制御することにより適切な過給状態に制御できる（特開昭５８−１７６４１７号公報等参照) 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ディーゼル機関で前記可変容量ターボ過給機を備える場合、吸気温度上昇時に空気密度低下による吸入空気量の減少を抑制するため、過給圧を上昇する制御を行うと、高回転高負荷域等で機関冷却水温度（以下適宜水温と略す) が過度に上昇してしまうことがあった。即ち、過給圧を上昇させるために過給機の絞り量を大きくすると排圧の上昇によってポンピングロスが増大するため燃費が悪化し、そのため燃料が増量補正されると共に該燃料の増量に応じて吸入空気量も増量されるため、燃焼温度が上昇し、水温を上昇させるものである。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、水温状態に応じて可変容量ターボ過給機を制御することにより、水温の過度の上昇を抑制しつつ適切な過給性能が得られるようにした内燃機関の過給制御装置を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため請求項１に係る発明は、図１に示すように、
過給状態を可変に制御する可変容量ターボ過給機を搭載した内燃機関の過給制御装置において、
機関の冷却水温度を検出する水温検出手段と、
検出された機関冷却水温度に基づいて前記過給機の制御量を補正する過給制御量補正手段と、を備え、
前記過給制御量補正手段は、過給機の制御量を機関冷却水温度の増大に応じて過給圧減少方向に補正している間に、機関冷却水温度の上昇速度が所定値以下に低下したときに、該制御量を所定期間クランプすることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、
過給状態を可変に制御する可変容量ターボ過給機を搭載した内燃機関の過給制御装置において、
機関の冷却水温度を検出する水温検出手段と、
検出された機関冷却水温度に基づいて前記過給機の制御量を補正する過給制御量補正手段と、を備え、
前記過給制御量補正手段は、過給機の制御量を機関冷却水温度の増大に応じて過給圧減少方向に補正している間に、機関冷却水温度が上限設定温度以上となったときに、該制御量を所定期間クランプすることを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、
機関冷却水温度が下限設定温度以下に低下したとき、前記制御量のクランプを終了することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る発明は、
前記下限設定温度は、外気温度によって可変に設定されることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、
前記制御量のクランプは、予め設定された時間行われることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明は、
前記制御量のクランプ終了後、該制御量を機関冷却水温度に対する補正無しの値に徐々に近づけるランプ制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項７に係る発明は、
前記過給機は、所定の条件で吸入空気量又は過給圧を目標値に近づけるようにフィードバック制御され、前記過給制御量補正手段は、前記フィードバック制御時に前記目標値を補正することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、
過給機の制御量の水温に応じた過給圧減少方向への補正を継続すると水温の上昇速度が徐々に減少する。このまま補正を継続すると水温はピークに達した後下がり始めるが、補正により水温の低下に応じて過給機の制御量を増大させると、水温の減少が鈍り高水温状態に維持される期間が延びてしまう。そこで、水温の上昇速度が所定値以下に低下したときに、十分に過給圧減少方向に補正された制御量で所定期間クランプすることにより、水温の減少を促進し、高水温状態から短時間で脱却して低水温状態にある時間割合を増大することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によると、
水温に応じた過給機制御量の補正後、水温が上限設定温度以上となったときに、過給圧減少方向に補正された制御量で所定期間クランプすることにより、水温の減少を促進し、高水温状態から短時間で脱却して低水温状態にある時間割合を増大することができる。なお、吸気温度条件等によって過給機制御量の補正後の水温のピーク値は異なるため、ピーク値が低い場合でもクランプ制御がなされるためには、上限設定温度を低めに設定する必要があるが、外気温度等に基づいて上限設定温度を十分ピーク値に近づけるように可変に設定するようにしてもよい。
【００１３】
請求項３に係る発明によると、
過給圧減少方向に補正された制御量でクランプすることにより、水温を減少させ、下限設定温度以下に低下するまでクランプを継続することにより、十分な期間低水温状態に維持することができ、また、必要以上の期間クランプすることなく運転状態に応じた通常制御へ復帰させることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によると、
前記下限設定温度を、外気温度によって可変に設定することにより、より適切なクランプ期間に制御することができる。
請求項５に係る発明によると、
クランプ期間を時間で設定することにより、簡易な制御となる。
【００１５】
請求項６に係る発明によると、
前記制御量のクランプ終了後は、水温に対する補正無しの値として運転状態に応じた通常制御に復帰させる必要があるが、急激に復帰させると吸入空気量の急変によって運転性が悪化する。そこで、ランプ制御によって運転性の悪化を抑制しつつ徐々に通常制御に復帰させることができる。
【００１６】
請求項７に係る発明によると、
過給機の制御量に対して水温に応じた補正を行っても、直ぐに吸入空気量又は過給圧が反応するわけではなく、また、過給機の制御量のオープン制御値を直接補正することは、通常制御に影響を与えるので、吸入空気量又は過給圧の目標値を水温で補正することでフィードバック制御によって過給機の制御量を補正する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図２は、可変容量ターボ過給機を搭載した本発明に係るディーゼル機関の概略構成を示す。図において、機関１の排気通路２にタービン部４Ａを介在させ、吸気通路３にコンプレッサ部４Ｂを介在させた可変容量ターボ過給機４が搭載されている。該可変容量ターボ過給機４は、タービン部４Ａのタービン入口面積を可変に絞る可動ベーンを備えており、該可動ベーンの絞り量をアクチュエータ５によって制御することにより、過給圧を増減制御できるようになっている。即ち、前記アクチュエータ５は、ダイアフラム式の負圧アクチュエータによって構成され、真空ポンプ６によって発生し、一方向弁７を介してリザーバタンク８内に蓄圧された負圧を、吸気通路３に装着されたエアクリーナ９からの大気圧によって希釈する割合をデューティ制御弁１０でデューティ制御することにより、前記アクチュエータ５に供給される負圧を制御する。そして、前記デューティ制御弁１０の制御デューティ値を増加すると、大気圧の導入割合が減少してアクチュエータ５への供給負圧が増大し、過給機４の可動ベーンの絞り量が増大（タービン入口面積が減少) して排気流速が増大し過給圧が増大するようになっている。また、前記制御デューティ値を減少すると、前記とは逆に大気圧の導入割合が増大してアクチュエータ５への供給負圧が減少し、可動ベーンの絞り量が減少して排気流速が減少し過給圧が減少するようになっている。前記コンプレッサ４Ｂで過給された吸気は、インタークーラ１１を介して冷却されて機関１に吸入される。
【００１８】
また、前記排気通路２と吸気通路３とが、ＥＧＲ通路１２を介して接続されており、該ＥＧＲ通路１２の途中にＥＧＲ弁１３が設けられている。該ＥＧＲ弁13は、ステップモータ等で構成される図示しないアクチュエータにより全閉位置から全開位置まで略連続的に開度が制御される。
前記過給機４制御用のデューティ制御弁１０及びＥＧＲ弁１３を制御するコントロールユニット１４は、入出力回路及びメモリを備えたマイクロコンピュータによって構成され、本発明に係る各種演算手段の機能を有している。コントロールユニット１４には、燃料噴射量や燃料噴射時期を決定するための基本的な運転状態パラメータとして、機関回転速度Ｎ及び負荷代表値としての燃料噴射量Ｔｐが入力されるが、これらはデューティ制御弁１０の制御デューティ値つまり過給機４の絞り制御量や目標ＥＧＲ率の決定及びその補正などにも用いられる。また、前記絞り制御量の補正のため大気圧センサ１５からの大気圧Ｐａ、目標ＥＧＲ率の補正のため水温センサ１６からの冷却水温度Ｔｗがそれぞれ入力され、さらに、吸入空気量（過給状態を含む) のフィードバック制御のためにエアフロメータ１７からの吸入空気量ＱＡＣが入力される。
【００１９】
図３は、前記可変容量ターボ過給機４の制御ブロック図を示す。概要を説明すると、デューティ制御弁１０のフィードフォワード制御量を算出する一方、目標吸入空気量の算出と実際の吸入空気量の検出を行い、フィードバック制御禁止領域では、前記フィードフォワード制御量に基づいてデューティ制御弁１０をデューティ制御することにより、過給機４の絞り制御をオープン制御とする。また、フィードバック制御領域では、前記目標吸入空気量と実際の吸入空気量とを比較してフィードバック補正量を算出し、フィードフォワード制御量とフィードバック補正量とに基づいてデューティ制御弁１０をデューティ制御することにより、過給機４の絞り制御をフィードバック制御とする。ここで、大気圧補正，過渡補正，目標ＥＧＲ率補正に対応した補正を併用すると共に、本発明に係る構成として、水温に基づいて目標吸入空気量の補正（高水温時目標吸入空気量補正演算) を行い、フィードバック制御時に水温に応じて過給機の制御量を補正し、水温の上昇を抑制する構成としている。
【００２０】
次に、各ブロックの動作を、図４以下に示すフローチャートに従って説明する。
図４，図５は、目標吸入空気量演算ルーチンのフローを示す。
ステップ（図ではＳと記す。以下同様) １では、機関回転速度Ｎと負荷代表値としての燃料噴射量Ｔｐに基づいて、マップからの検索等により目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ１を演算する。ここで、該吸入空気量ＱＣＳＳＰ１は、同一の運転状態で後述するように設定される目標ＥＧＲ率でＥＧＲ率を行うことを考慮して設定される。
【００２１】
ステップ２では、前記大気圧センサ１３によって検出された大気圧Ｐａと燃料噴射量Ｔｐとに基づいて、マップからの検索等により大気圧補正係数ＡＤＦ１を演算する。該大気圧補正係数ＡＤＦ１は、高地等では大気圧の低下により空気密度が減少するため、同一の目標吸入空気量では高負荷域での過給圧が増大し過ぎるのでその補正のために設定される。
【００２２】
ステップ３では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐとに基づいてマップからの検索等により、目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭを演算する。
ステップ４では、前記水温センサ１４によって検出される冷却水温Ｔｗに基づいて、前記目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭに対する第１補正量ＫＥＧＲ１を演算する。
該第１補正量ＫＥＧＲ１は、一般に機関の低温条件ほどＮＯｘが発生しにくく、また、ＥＧＲにより発生量が増大するカーボンによりシリンダ壁が摩耗しやすくなることを考慮してＥＧＲ量を減少させる特性を持たせて設定される。この第１補正量ＫＥＧＲ１としては、他に燃料噴射時期、大気圧による補正などを算入するようにしてもよい。
【００２３】
ステップ５では、前記第１補正量ＫＥＧＲ１によるＥＧＲ率の変化に伴う吸入空気量の変化に対する補正を行うため、まず、シリンダへの総吸入ガス量（吸入空気量＋ＥＧＲガス量) を一定とした条件で、吸入空気量の変化率としての基本補正量Ａを、前記目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲＭと第１補正量ＫＥＧＲ１とに基づいて次式により算出する。但し、ＥＧＲ率の設定の相違に応じて２通りに算出される。
【００２４】
▲１▼ ＥＧＲ率がＥＧＲガス量／吸入空気量として設定される場合は、
Ａ＝（１＋ＭＥＧＲＭ) ／（ＫＥＧＲ１×ＭＥＧＲＭ＋１)
▲２▼ＥＧＲ率がＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量) として設定される場合は、
Ａ＝（１−ＫＥＧＲ１×ＭＥＧＲＭ) ／（１−ＭＥＧＲＭ)
実際には、ＥＧＲ率が変化すると、シリンダへの総吸入ガス量自体が変化するが少なくとも燃焼悪化等の無い範囲でＥＧＲを用いている運転範囲では、ＥＧＲ率の変化割合に対して一定の傾向を持つ。
【００２５】
このため、ステップ６では、前記第１補正量ＫＥＧＲ１に基づいて、ＥＧＲ率の変化に伴う体積効率変化に応じた吸入空気量の補正係数（体積効率補正係数) ＣＱＡＣＣを、マップからの検索等により演算する。
ステップ７では、前記基本補正量Ａと体積効率補正係数ＣＱＡＣＣとに基づいて、吸入空気量の補正量Ｚを次式により演算する。
【００２６】
Ｚ＝Ａ×ＣＱＡＣＣ
ステップ８では、目標吸入空気量補正係数ＶＮＥＧＲ２を、前記Ｚの関数ｆ（Ｚ) として演算する。
ステップ９では、前記目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ１を、ステップ８で算出した目標吸入空気量補正係数ＶＮＥＧＲ２に基づいて、次式のように補正し、補正後の吸入空気量ＱＣＳＳＰ１Ａを算出する。
【００２７】
ＱＣＳＳＰ１Ａ＝ＱＣＳＳＰ１×ＡＤＦ１×ＶＮＥＧＲ２
ステップ１０では、前記大気圧センサ１３によって検出された大気圧Ｐａと機関回転速度Ｎとに基づいて、マップからの検索等により目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸを演算する。該目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸは、高地等で大気圧の低下によりタービンの入口圧力と出口圧力の差圧の減少によって過給機の回転が過剰に増大することを制限するため設定される。
【００２８】
ステップ１１では、前記ステップ９で演算した補正後吸入空気量ＱＣＳＳＰ１Ａを、前記目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸで制限した制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸを、補正後吸入空気量ＱＣＳＳＰ１Ａと目標吸入空気量制限値ＱＣＳＭＡＸとの小さい方を選択することにより求める。
次いで、本発明に係る高水温補正制御に移行する。以下、図１０を参照して説明する。
【００２９】
ステップ１２では、水温Ｔｗが補正開始水温である第１の設定値Ｔｗ１を超えているかを判定し、第１の設定値Ｔｗ１以下の場合は、水温による補正を行わないようにするため、ステップ１６へ進んで、最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２を１にセットし、ステップ１７で該最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２（＝１) を前記制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸに乗じた値、つまり制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸを、そのまま補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２として算出する。
【００３０】
同様に、ステップ１３で機関回転速度Ｎが第１の設定値Ｎ１を超えているか、ステップ１４で燃料噴射量Ｔｐが第１の設定値Ｔｐ１を超えているか、ステップ１５で水温の変化速度ΔＴｗが第１の設定値Ｄｔｗ１を超えているかを順次判定し、これら判定のいずれかが不成立（ＮＯ) である場合もステップ１６，ステップ１７へ進んで、水温による補正を行うことなく、前記制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸを、そのまま補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２として設定する。
【００３１】
そして、これらステップ１２〜ステップ１５の全ての条件が成立したとき、即ち、高水温，高回転高負荷時であって、かつ、水温の上昇速度が大きい場合は、水温が過度に上昇しやすい条件であるので、ステップ１８へ進み、水温による過給機制御量の補正を行う。
ステップ１８では、水温Ｔｗに基づいて高水温補正係数ＨＩＷＱ１をマップからの検索等により算出する。該高水温補正係数ＨＩＷＱ１は、水温が高いときほど、小さい値に設定されている。
【００３２】
ステップ１９では、水温Ｔｗの上昇変化率ΔＴｗが第２の設定値Ｄｔｗ２（≪Ｄｔｗ１) 以下に減少したかを判定する。
上昇変化率ΔＴｗが第２の設定値Ｄｔｗ２を超えているときは、ステップ２０へ進み、最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２を前記ＨＩＷＱ１にセットした後、ステップ１７へ進み、最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２（＝ＨＩＷＱ１) を前記制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸに乗じた値を、補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２として算出する。
【００３３】
このようにして、水温補正係数により目標吸入空気量を減少補正することにより、実際の吸入空気量を減少させるように過給機４の制御量が過給圧減少方向にフィードバック補正される結果、図１０に示すように、水温の上昇変化率ΔＴｗが減少し始める。
そして、前記のように水温の上昇変化率ΔＴｗが減少していって、水温Ｔｗが略ピークとなる状態でΔＴｗが前記第２の設定値Ｄｔｗ２以下となってステップ１９の判定が成立し、ステップ２１へ進む。
【００３４】
ステップ２１では、最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２を前回設定された値ＨＩＷＱ２（ｎ−１) と等しい値に維持し、ステップ２２へ進んで、該最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２を、前記制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸに乗じた値を補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２として算出する。このように、最終高水温補正係数ＨＩＷＱ２をクランプすることにより、補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２が実質的にクランプされる。
【００３５】
このようにして目標吸入空気量が十分減少補正されたところでクランプすることにより、実際の吸入空気量及び過給圧（吸気圧) も十分減少した値に略一定にクランプされるので、水温は減少し続ける（図１０参照) 。
そして、ステップ２３で水温Ｔｗが第２の設定値Ｔｗ２（＜Ｔｗ１) 以下に減少したかを判定し、第２の設定値Ｔｗ２を超えている間は、前記クランプ状態を継続する。
【００３６】
前記クランプによる水温の減少により、ステップ２３で水温が第２の設定値Ｔｗ２以下に減少したと判定されると、十分水温Ｔｗが減少して一応水温補正が必要な耐熱条件を脱したと判断し、図１０に示すように、徐々に水温補正を解除していくランプ処理を行う。
即ち、ステップ２４では、水温補正係数の修正量であるランプ値Ｌを、単位時間当たりの修正量Ｌｈにステップ２４の判定成立後の経過時間ｔを乗じることによって演算する。
【００３７】
次いでステップ２５へ進み、最高水温補正係数ＨＩＷＱ２を、ＨＩＷＱ１に前記ランプ値Ｌを加算した値で修正する。
ステップ２６では、前記修正された最高水温補正係数ＨＩＷＱ２に前記制限後目標吸入空気量ＱＣＳＳＰＭＸを乗じることにより、補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２を算出する。
【００３８】
ステップ２７では、前記最高水温補正係数ＨＩＷＱ２が水温補正無しの値である１になったかを判定し、１になるまでの間はステップ２４に戻ってランプ処理を継続し、１になった後は、ランプ処理を停止して水温補正無しの補正後最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２に維持する。
次に、過給機４の過給制御用のデューティ制御弁８の基本デューティ値を演算するルーチンを、図６，図７のフローチャートに従って説明する。
【００３９】
ステップ３１で機関回転速度Ｎの増大変化量ΔＮ［＝（Ｎ_new−Ｎ_old) ］が設定値ＤＮ１以上かを判定し、ステップ３２で吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴ［＝（ＱＡＶＮＴ_new−ＱＡＶＮＴ_old) ］が設定値ＤＱ１以上かを判定し、いずれかが不成立（ＮＯ) の場合は、ステップ３３を経てステップ３４へ進み、機関回転速度Ｎと燃料噴射量Ｔｐとに基づいてマップからの検索等により、可変容量ターボ過給機（ＶＮＴ) ４の可動ベーンの基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１（＝デューティ制御弁８の基本デューティ値) をｆ１（Ｎ，Ｔｐ) として演算する。
【００４０】
また、ステップ３１及びステップ３２の判定がいずれも成立（ＹＥＳ) した場合、つまり機関回転速度Ｎ，吸入空気量ＱＡＶＮＴ共に大きく増大中で過給機４の回転が過度に増大して過給圧が過度に増大しやすい条件のときは、ステップ35へ進んで機関回転速度Ｎ，燃料噴射量Ｔｐに基づいてマップからの検索等により、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１をｆ２（Ｎ，Ｔｐ) として演算する。ここで、該ｆ２（Ｎ，Ｔｐ) は、同一の（Ｎ，Ｔｐ) 条件での前記ｆ１（Ｎ，Ｔｐ) の値より小さい値に設定され、これにより、過給圧機４の可動ベーン開度を大きくして回転上昇を抑制し、過給圧の上昇を抑制する。
【００４１】
この状態から、ステップ３１又はステップ３２の判定のいずれかが不成立に転じると、ステップ３３で前回基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１がｆ２（Ｎ，Ｔｐ) として演算されたか否かの判定によりステップ３６へ進み、不成立に転じてからの経過時間Ｔｄが設定されたディレイ時間Ｔ１に達するまでは、ステップ３５へ進んで基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１が２がｆ２（Ｎ，Ｔｐ) として演算され続ける。
【００４２】
前記経過時間Ｔｄがディレイ時間Ｔ１に達すると、ステップ３７へ進み、Ｔ１に達してからの経過時間ＴＬが設定されたランプ時間Ｔ２に達するまでは、ステップ３８へ進んで基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１が次式により演算される。
ＤＵＴＢ１＝ｆ２（Ｎ，Ｔｐ) ＋Ｌｄ×ＴＬ
ここで、Ｌｄは経過時間ＴＬに乗じられるランプ係数であり、これにより、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１は経過時間ＴＬの増大と共に所定の傾きで徐々に変化して同一（Ｎ，Ｔｐ) 条件でのｆ１（Ｎ，Ｔｐ) に近づけられる。
【００４３】
前記経過時間ＴＬがランプ時間Ｔ２に達した後は、ステップ３４へ進み、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１がｆ１（Ｎ，Ｔｐ) として演算される。
即ち、基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を、定常的な運転条件ではｆ１（Ｎ，Ｔｐ) で設定し、過給圧が上昇しやすい過渡的な条件になったときにｆ２（Ｎ，Ｔｐ) に切り換えて増大補正して設定し、該過渡的な条件から外れた後も所定のディレイ時間Ｔｄはｆ２（Ｎ，Ｔｐ) による設定を継続し、その後徐々に所定量Ｌｄずつ増加して設定しながら（Ｌｄは正の値) 、ｆ１（Ｎ，Ｔｐ) での設定に戻すようにするものであり、過渡条件での回転上昇防止操作は応答性良く速やかに行うが、戻し操作は徐々に行うことによりハンチングを防止する。
【００４４】
このようにして基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を演算した後、ステップ３９では、大気圧Ｐａに基づいて、デューティ値の大気圧補正量ＡＤＦ２を演算する。これは、前記大気圧補正係数ＡＤＦ１と同様の理由で高地等で空気密度低下により過給圧が増大するのを抑制するため、過給機４のフィードフォワード制御量である基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を補正するものである。
【００４５】
ステップ４１以降では、目標ＥＧＲ率の変化に対する補正を行う。該補正も前記大気圧補正と同様、フィードフォワード制御量である基本開度ＤＵＴＢ１を補正するものである。
ステップ４１〜ステップ４５は、前記目標吸入空気量演算ルーチンにおけるステップ４〜ステップ７と同様にして、目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ，第１補正量ＫＥＧＲ１，基本補正量Ａ，体積効率補正係数ＣＱＡＣＣ，吸入空気量補正量Ｚが順次演算される。
【００４６】
そして、ステップ４６で、前記吸入空気量補正量Ｚに応じた過給機４の制御補正量としてデューティ値補正量ＶＥＧＲ［＝ｆ２（Ｚ) ］を演算する。
ステップ４７では、前記基本ＶＮＴ開度ＤＵＴＢ１を、前記大気圧補正量ＡＤＦ２及びデューティ値補正量ＶＥＧＲによって次式のように補正して、補正後デューティ値ＤＵＴＢ２を演算する。
【００４７】
ＤＵＴＢ２＝ＤＵＴＢ１×ＡＤＦ２×ＶＥＧＲ
次に、最終出力デューティ値の演算ルーチンを、図８，図９のフローチャートに従って説明する。
ステップ５１では、Ｐ（比例) 分、Ｉ（積分) 分を用いた過給機４のフィードバック制御におけるデューティ補正量ＤＵＴＳを、前記最終目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２と、エアフロメータ１５により検出された実際の吸入空気量ＱＡＶＮＴとの偏差（＝ＱＣＳＳＰ２−ＱＡＶＮＴ) に基づいて演算する。
【００４８】
ステップ５２では、吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴに基づいてＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴを演算する。これは、吸入空気量の増大変化が大きいと過給圧が目標値より過度に上昇してしまうので、過給機４のベーン開度を増大補正するためのデューティ値補正量として設定される。
ステップ５３では、機関回転速度Ｎの増大変化量ΔＮが設定値ＤＮ２以上かを判定し、ステップ５４で吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴが設定値ＤＱ２以上かを判定し、両判定共に成立（ＹＥＳ) した場合は、過給機が過度に回転上昇しやすい急加速運転状態であるため、ステップ５５へ進んで前記ＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴを用いて、最終的に出力されるデューティ値ＬＡＤＵＴＹを次式にように演算する。
【００４９】
ＬＡＤＵＴＹ＝ＤＵＴＢ２−ＤＵＴＤＴ
即ち、ＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴで過給機４の開度を増大補正することより、過給機４の過度の回転上昇を早めに抑制できる。
この状態から、吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴについては設定値ＤＱ２未満になった場合は、ステップ５３からステップ５６へ進み、吸入空気量ＱＡＶＮＴが目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２に対して所定レベルＱＣＳＳＰＡ未満の偏差となるまで接近したかを判定し、接近した場合は、ステップ５７へ進んで吸入空気量の増大変化量ΔＱＡＶＮＴが設定値ＤＱ３（＜ＤＱ２) 以上あるかを判定し、設定値ＤＱ３以上あると判定された場合は、ステップ５５へ進んでＤＴ１制御デューティ補正量ＤＵＴＤＴによって過給機のベーン開度を増大する補正を行い、オーバーシュートを抑制しつつ速やかに目標吸入空気量ＱＣＳＳＰ２に近づけるようにする。
【００５０】
ステップ５３で機関回転速度Ｎの増大変化量ΔＮ［＝（Ｎ_new−Ｎ_old) ］が設定値ＤＮ２未満になったと判定された場合、又は、ステップ５６，ステップ５７のいずれかが不成立の場合は、ステップ５８へ進み過給制御の吸入空気量検出に基づくフィードバックを禁止する領域を判定するため、該禁止領域境界における燃料噴射量Ｔｍを機関回転速度Ｎの関数ｆ（Ｎ) として演算する。
【００５１】
ステップ５９で、燃料噴射量Ｔｐが前記燃料噴射量Ｔｍ以下であるフィードバック禁止領域であるかを判定する。
そして、ステップ５９でフィードバック禁止領域であると判定された場合は、ステップ６０へ進み、前記基本デューティ値演算ルーチンで求めた補正後デューティ値ＤＵＴＢ２を、そのまま最終出力デューティ値ＬＡＤＵＴＹとして出力する。
【００５２】
また、ステップ５９でフィードバック禁止領域でないと判定された場合は、ステップ６１へ進み、前記補正後デューティ値ＤＵＴＢ２にステップ６１で求めたフィードバック補正量としてのＰＩ制御デューティ補正量ＤＵＴＳを加算した値を、最終出力デューティ値ＬＡＤＵＴＹとして出力する。
このようにすれば、水温が上昇しやすい条件で、水温に応じて目標吸入空気量を補正することにより、吸入空気量，過給圧の上昇を抑制して水温の過度の上昇を抑制できる。
【００５３】
また、水温の上昇速度が所定値以下に低下したときに、十分に過給圧減少方向に補正された制御量で所定期間クランプすることにより、水温の減少を促進し、高水温状態から短時間で脱却して低水温状態にある時間割合を増大することができ、再度水温が上昇する耐熱条件に移行しにくくすることができる。
なお、クランプの開始を水温の上昇速度で判定する代わりに、上限設定温度を設定し、該上限設定温度以上となったときに、クランプを開始する構成とすることもできる。但し、この場合は、吸気温度条件等によって過給機制御量の補正後の水温のピーク値は異なるため、ピーク値が低い場合でもクランプ制御がなされるためには、上限設定温度を低めに設定する必要がある。したがって、外気温度等に基づいて上限設定温度を十分ピーク値に近づけるように可変に設定するのがよい。
【００５４】
また、クランプを終了させる水温（下限設定温度) を外気温度によって可変に設定する構成として、より適切なクランプ期間に制御することもできる。
但し、簡易的には、クランプを予め設定した時間行うようにしてもよい。
また、前記クランプの終了後は、前記ランプ処理を行って徐々に水温に対する補正無しの制御量に近づけて運転状態に応じた通常制御に復帰させるようにしたため、吸入空気量，過給圧を徐々に変化させて運転性の悪化を抑制しつつ徐々に通常制御に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態のシステム構成を示す図。
【図３】同上の実施の形態の過給機の制御ブロック図。
【図４】同上の過給機制御における目標吸入空気量演算ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図５】同じく目標吸入空気量演算ルーチンの後段を示すフローチャート。
【図６】基本デューティ値演算ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図７】同じく基本デューティ値演算ルーチンの後段を示すフローチャート。
【図８】同じく最終出力デューティ値の演算ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図９】同じく最終出力デューティ値の演算ルーチンの後段を示すフローチャート。
【図１０】本発明に係る制御時の各種状態量の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ディーゼル機関
４可変容量ターボ過給機
５アクチュエータ
１０デューティ制御弁
１４コントロールユニット
１６水温センサ
１７エアフロメータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a supercharger control technique related to engine coolant temperature in an internal combustion engine equipped with a variable capacity turbocharger that variably controls capacity.
[0002]
[Prior art]
In a turbocharger of an internal combustion engine that drives a turbine and a compressor connected to the turbine by the flow energy of exhaust gas and boosts intake pressure to supercharge the variable capacity turbocharger capable of variably controlling the inlet area of the turbine In this system, it is possible to control to an appropriate supercharging state by controlling the throttle amount of the turbine inlet area in accordance with the operating conditions of the engine (see Japanese Patent Laid-Open No. 58-176417, etc.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the diesel engine is equipped with the variable capacity turbocharger, if the control to increase the supercharging pressure is performed in order to suppress the decrease in the intake air amount due to the decrease in the air density when the intake air temperature rises, The engine cooling water temperature (hereinafter abbreviated as “water temperature” where appropriate) may increase excessively. That is, if the throttle amount of the turbocharger is increased in order to increase the supercharging pressure, the pumping loss increases due to the increase in the exhaust pressure, and thus the fuel consumption deteriorates.For this reason, the fuel is increased and corrected according to the increase in the fuel. Since the intake air amount is also increased, the combustion temperature rises and the water temperature rises.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and by controlling the variable capacity turbocharger according to the water temperature state, it is possible to achieve an appropriate supercharging performance while suppressing an excessive increase in the water temperature. An object of the present invention is to provide a supercharging control device for an internal combustion engine in which the above is obtained.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, as shown in FIG.
  In a supercharging control device for an internal combustion engine equipped with a variable capacity turbocharger that variably controls a supercharging state,
  Water temperature detection means for detecting the cooling water temperature of the engine;
  Detected engine coolant temperatureSupercharging control amount correction means for correcting the control amount of the supercharger based on
The supercharging control amount correcting means corrects the control amount of the supercharger in the direction of decreasing supercharging pressure in accordance with the increase in engine cooling water temperature, while the rate of increase in the engine cooling water temperature falls below a predetermined value. Clamp the control amount for a predetermined period when it dropsIt is characterized by.
[0007]
  Also,Claim 2The invention according to
  In a supercharging control device for an internal combustion engine equipped with a variable capacity turbocharger that variably controls a supercharging state,
  Water temperature detection means for detecting the cooling water temperature of the engine;
  Supercharging control amount correction means for correcting the control amount of the supercharger based on the detected engine coolant temperature,
  The supercharging control amount correction means corrects the control amount of the supercharger in the direction of decreasing supercharging pressure in accordance with the increase in engine cooling water temperature, and the engine cooling water temperature becomes equal to or higher than the upper limit set temperature. Sometimes, the control amount is clamped for a predetermined period.
  Also,Claim 3The invention according to
  When the engine coolant temperature falls below a lower limit set temperature, the control amount clamping is terminated.
[0008]
  Also,Claim 4The invention according to
  The lower limit set temperature is variably set according to the outside air temperature.
  Also,Claim 5The invention according to
  The clamp of the control amount is performed for a preset time.
  Also,Claim 6The invention according to
  After the clamping of the control amount, ramp control is performed in which the control amount is gradually brought closer to an uncorrected value for the engine coolant temperature.
[0009]
  Also,Claim 7The invention according to
  The supercharger is feedback-controlled so that the intake air amount or the supercharging pressure approaches a target value under a predetermined condition, and the supercharging control amount correcting means corrects the target value during the feedback control. And
[0010]
【The invention's effect】
  According to the invention of claim 1,
【The invention's effect】
  According to the invention of claim 1,
If the correction in the supercharging pressure decreasing direction corresponding to the water temperature of the control amount of the supercharger is continued, the rising speed of the water temperature gradually decreases. If the correction is continued as it is, the water temperature will begin to decrease after reaching the peak. End up. Therefore, when the rate of increase in the water temperature falls below the predetermined value, the decrease in the water temperature is promoted by clamping with a control amount that has been sufficiently corrected in the direction of decreasing the supercharging pressure for a short time from the high water temperature state. It is possible to increase the proportion of time in which the water temperature is in a low water temperature state.
[0012]
  Claim 2According to the invention according to
  After correction of the turbocharger control amount according to the water temperature, when the water temperature exceeds the upper limit set temperature, it clamps for a predetermined period with the control amount corrected in the supercharging pressure decreasing direction, promoting the decrease in water temperature. It is possible to escape from the high water temperature state in a short time and increase the time ratio in the low water temperature state. In addition, since the peak value of the water temperature after the correction of the supercharger control amount differs depending on the intake air temperature condition, etc., in order to perform clamp control even when the peak value is low, it is necessary to set the upper limit set temperature lower. However, the upper limit set temperature may be variably set so as to be sufficiently close to the peak value based on the outside air temperature or the like.
[0013]
  Claim 3According to the invention according to
  By clamping with the control amount corrected in the supercharging pressure decreasing direction, the water temperature is decreased, and by continuing the clamp until it falls below the lower limit set temperature, it can be maintained in a low water temperature state for a sufficient period of time, Further, it is possible to return to the normal control according to the operation state without clamping for a period longer than necessary.
[0014]
  Claim 4According to the invention according to
  By setting the lower limit set temperature variably according to the outside air temperature, it is possible to control the lower limit set temperature in a more appropriate clamping period.
  Claim 5According to the invention according to
  By setting the clamp period in time, simple control is achieved.
[0015]
  Claim 6According to the invention according to
  After the control amount is clamped, it is necessary to return to the normal control corresponding to the operation state as a value without correction for the water temperature. However, if the control amount is suddenly returned, the drivability deteriorates due to a sudden change in the intake air amount. Therefore, it is possible to gradually return to the normal control while suppressing deterioration in drivability by the lamp control.
[0016]
  Claim 7According to the invention according to
  Even if correction according to the water temperature is performed for the control amount of the turbocharger, the intake air amount or the supercharging pressure does not react immediately, and the open control value of the control amount of the supercharger is directly corrected. Since this affects normal control, the control amount of the supercharger is corrected by feedback control by correcting the target value of the intake air amount or the supercharging pressure with the water temperature.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a schematic configuration of a diesel engine according to the present invention equipped with a variable capacity turbocharger. In the figure, a variable capacity turbocharger 4 having a turbine portion 4A interposed in an exhaust passage 2 of an engine 1 and a compressor portion 4B interposed in an intake passage 3 is mounted. The variable capacity turbocharger 4 includes a movable vane that variably narrows the turbine inlet area of the turbine section 4A. By controlling the throttle amount of the movable vane by the actuator 5, the supercharging pressure can be increased or decreased. It is like that. That is, the actuator 5 is constituted by a diaphragm type negative pressure actuator, and the negative pressure generated by the vacuum pump 6 and accumulated in the reservoir tank 8 via the one-way valve 7 is attached to the intake passage 3. The negative pressure supplied to the actuator 5 is controlled by duty-controlling the ratio of dilution by the atmospheric pressure from the air cleaner 9 with the duty control valve 10. When the control duty value of the duty control valve 10 is increased, the introduction ratio of the atmospheric pressure is decreased, the supply negative pressure to the actuator 5 is increased, and the throttle amount of the movable vane of the supercharger 4 is increased (turbine inlet). As the area decreases, the exhaust flow rate increases and the supercharging pressure increases. On the other hand, when the control duty value is decreased, the introduction ratio of the atmospheric pressure is increased and the supply negative pressure to the actuator 5 is decreased, the throttle amount of the movable vane is decreased, and the exhaust flow velocity is decreased. The supply pressure decreases. The intake air supercharged by the compressor 4B is cooled via the intercooler 11 and drawn into the engine 1.
[0018]
The exhaust passage 2 and the intake passage 3 are connected via an EGR passage 12, and an EGR valve 13 is provided in the middle of the EGR passage 12. The opening degree of the EGR valve 13 is controlled substantially continuously from a fully closed position to a fully open position by an actuator (not shown) constituted by a step motor or the like.
The control unit 14 for controlling the duty control valve 10 and the EGR valve 13 for controlling the supercharger 4 is constituted by a microcomputer having an input / output circuit and a memory, and has functions of various calculation means according to the present invention. ing. The control unit 14 receives the engine rotational speed N and the fuel injection amount Tp as a load representative value as basic operating state parameters for determining the fuel injection amount and fuel injection timing. The control duty value of the valve 10, that is, the throttle control amount of the supercharger 4 and the target EGR rate are determined and corrected. Further, the atmospheric pressure Pa from the atmospheric pressure sensor 15 for correction of the throttle control amount, and the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 16 for correction of the target EGR rate are input, respectively, and the intake air amount (supercharging state) The intake air amount QAC from the air flow meter 17 is input for feedback control.
[0019]
FIG. 3 shows a control block diagram of the variable capacity turbocharger 4. In brief, while calculating the feedforward control amount of the duty control valve 10, the target intake air amount is calculated and the actual intake air amount is detected. In the feedback control prohibited region, the feedforward control amount is calculated based on the feedforward control amount. By performing duty control of the duty control valve 10, the throttle control of the supercharger 4 is set to open control. In the feedback control region, the target intake air amount is compared with the actual intake air amount to calculate a feedback correction amount, and the duty control valve 10 is duty controlled based on the feedforward control amount and the feedback correction amount. Thus, the throttle control of the supercharger 4 is set as feedback control. Here, the correction corresponding to the atmospheric pressure correction, the transient correction, and the target EGR rate correction are used together, and as a configuration according to the present invention, correction of the target intake air amount based on the water temperature (high water temperature target intake air amount correction calculation) ), The control amount of the turbocharger is corrected according to the water temperature during feedback control, and the rise in the water temperature is suppressed.
[0020]
Next, the operation of each block will be described according to the flowchart shown in FIG.
4 and 5 show the flow of the target intake air amount calculation routine.
Step (denoted as S in the figure; the same applies hereinafter) In step 1, based on the engine speed N and the fuel injection amount Tp as the load representative value, the target intake air amount QCSSP1 is calculated by searching from a map or the like. Here, the intake air amount QCSSP1 is set in consideration of performing the EGR rate at a target EGR rate set as described later in the same operation state.
[0021]
In Step 2, based on the atmospheric pressure Pa detected by the atmospheric pressure sensor 13 and the fuel injection amount Tp, an atmospheric pressure correction coefficient ADF1 is calculated by searching from a map or the like. The atmospheric pressure correction coefficient ADF1 is set to correct the supercharging pressure in the high load region because the air density decreases due to a decrease in atmospheric pressure at high altitudes, etc., so that the supercharging pressure in the high load region increases excessively at the same target intake air amount. The
[0022]
In step 3, the target EGR rate MEGRM is calculated by searching from the map based on the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp.
In step 4, based on the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 14, a first correction amount KEGR1 for the target EGR rate MEGRM is calculated.
The first correction amount KEGR1 generally has a characteristic of reducing the EGR amount in consideration of the fact that NOx is less likely to be generated under the low temperature conditions of the engine, and that the cylinder wall is likely to be worn by carbon whose generation amount increases due to EGR. It is set to have. As the first correction amount KEGR1, other corrections such as fuel injection timing and atmospheric pressure may be included.
[0023]
In step 5, in order to correct the change in the intake air amount due to the change in the EGR rate by the first correction amount KEGR1, first, the condition that the total intake gas amount (intake air amount + EGR gas amount) to the cylinder is made constant. Thus, the basic correction amount A as the change rate of the intake air amount is calculated by the following equation based on the target EGR rate MEGRM and the first correction amount KEGR1. However, it is calculated in two ways according to the difference in the EGR rate setting.
[0024]
(1) When the EGR rate is set as EGR gas amount / intake air amount,
A = (1 + MEGRM) / (KEGR1 × MEGRM + 1)
(2) When the EGR rate is set as EGR gas amount / (EGR gas amount + intake air amount),
A = (1-KEGR1 × MEGRM) / (1-MEGRM)
Actually, when the EGR rate changes, the total intake gas amount to the cylinder itself changes, but in an operating range where EGR is used at least in a range where there is no deterioration in combustion, etc., a constant trend with respect to the change rate of the EGR rate have.
[0025]
Therefore, in step 6, based on the first correction amount KEGR1, the correction coefficient (volume efficiency correction coefficient) CQACC of the intake air amount according to the volume efficiency change accompanying the change of the EGR rate is obtained by searching from the map or the like. Calculate.
In step 7, the correction amount Z of the intake air amount is calculated by the following equation based on the basic correction amount A and the volumetric efficiency correction coefficient CQACC.
[0026]
Z = A × CQACC
In step 8, the target intake air amount correction coefficient VNEGR2 is calculated as a function f (Z) of Z.
In step 9, the target intake air amount QCSSP1 is corrected according to the following equation based on the target intake air amount correction coefficient VNEGR2 calculated in step 8, and the corrected intake air amount QCSSP1A is calculated.
[0027]
QCSSP1A = QCSSP1 × ADF1 × VNEGR2
In step 10, based on the atmospheric pressure Pa detected by the atmospheric pressure sensor 13 and the engine speed N, a target intake air amount limit value QCSMAX is calculated by searching from a map or the like. The target intake air amount limit value QCSMAX is set in order to limit an excessive increase in the rotation of the supercharger due to a decrease in the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the turbine due to a decrease in atmospheric pressure at high altitudes or the like.
[0028]
In step 11, the corrected intake air amount QCSSP1A calculated in step 9 is limited, the post-restriction target intake air amount QCSSPMX limited by the target intake air amount limit value QCSMAX is corrected, the corrected intake air amount QCSSP1A and the target intake air amount limit It is obtained by selecting the smaller one of the values QCSMAX.
Next, the process proceeds to the high water temperature correction control according to the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0029]
In step 12, it is determined whether or not the water temperature Tw exceeds the first set value Tw1 that is the correction start water temperature. If the water temperature Tw is equal to or lower than the first set value Tw1, the correction based on the water temperature is not performed. , The final high water temperature correction coefficient HIWQ2 is set to 1, and in step 17 the final high water temperature correction coefficient HIWQ2 (= 1) is multiplied by the post-restriction target intake air amount QCSSPMX, that is, the post-restriction target intake air The amount QCSSPMX is calculated as it is as the corrected final target intake air amount QCSSP2.
[0030]
Similarly, whether the engine speed N exceeds the first set value N1 in step 13, whether the fuel injection amount Tp exceeds the first set value Tp1 in step 14, or the change rate ΔTw of the water temperature in step 15 is It is sequentially determined whether or not the first set value Dtw1 has been exceeded, and if any of these determinations is not established (NO), the process proceeds to step 16 and step 17, and the post-limit target is not corrected without performing correction by the water temperature. The intake air amount QCSSPMX is set as it is as the corrected final target intake air amount QCSSP2.
[0031]
And when all these conditions of Step 12 to Step 15 are satisfied, that is, when the water temperature is high, the rotation speed is high, and the water temperature is rising at a high rate, the water temperature is likely to rise excessively. Therefore, it progresses to step 18 and the supercharger control amount is corrected by the water temperature.
In step 18, the high water temperature correction coefficient HIWQ1 is calculated based on the water temperature Tw by searching from the map. The high water temperature correction coefficient HIWQ1 is set to a smaller value as the water temperature is higher.
[0032]
In step 19, it is determined whether the rate of change ΔTw in the water temperature Tw has decreased below the second set value Dtw2 (<< Dtw1).
When the increase rate ΔTw exceeds the second set value Dtw2, the process proceeds to step 20, and after setting the final high water temperature correction coefficient HIWQ2 to the HIWQ1, the process proceeds to step 17, and the final high water temperature correction coefficient HIWQ2 (= A value obtained by multiplying the post-limit target intake air amount QCSSPMX by HIWQ1) is calculated as a corrected final target intake air amount QCSSP2.
[0033]
In this way, the target intake air amount is corrected to decrease by the water temperature correction coefficient, so that the control amount of the supercharger 4 is feedback-corrected in the supercharging pressure decreasing direction so as to decrease the actual intake air amount, As shown in FIG. 10, the rate of change ΔTw in the water temperature begins to decrease.
As described above, the change rate ΔTw of the water temperature decreases, and ΔTw becomes equal to or less than the second set value Dtw2 in a state where the water temperature Tw is substantially peaked. Proceed to 21.
[0034]
In step 21, the final high water temperature correction coefficient HIWQ2 is maintained at a value equal to the previously set value HIWQ2 (n-1), and the process proceeds to step 22 where the final high water temperature correction coefficient HIWQ2 is set to the post-limit target intake air. A value multiplied by the amount QCSSPMX is calculated as a corrected final target intake air amount QCSSP2. Thus, by clamping the final high water temperature correction coefficient HIWQ2, the corrected final target intake air amount QCSSP2 is substantially clamped.
[0035]
By clamping when the target intake air amount is corrected to be sufficiently reduced in this way, the actual intake air amount and supercharging pressure (intake pressure) are also clamped to a substantially reduced value, so the water temperature decreases. (See FIG. 10).
Then, in step 23, it is determined whether or not the water temperature Tw has decreased below the second set value Tw2 (<Tw1), and the clamp state is continued while the second set value Tw2 is exceeded.
[0036]
If it is determined in step 23 that the water temperature has decreased to the second set value Tw2 or less due to the decrease in the water temperature due to the clamp, it is determined that the water temperature Tw has sufficiently decreased and that the heat resistance condition that needs to be corrected is removed. As shown in FIG. 10, a ramp process for gradually canceling the water temperature correction is performed.
That is, in step 24, the ramp value L, which is the correction amount of the water temperature correction coefficient, is calculated by multiplying the correction amount Lh per unit time by the elapsed time t after the determination in step 24 is established.
[0037]
Next, the routine proceeds to step 25 where the maximum water temperature correction coefficient HIWQ2 is corrected with a value obtained by adding the ramp value L to HIWQ1.
In step 26, a corrected final target intake air amount QCSSP2 is calculated by multiplying the corrected maximum water temperature correction coefficient HIWQ2 by the post-restriction target intake air amount QCSSPMX.
[0038]
In step 27, it is determined whether or not the maximum water temperature correction coefficient HIWQ2 is 1, which is a value without water temperature correction. Until it becomes 1, the process returns to step 24 and the ramp process is continued. Then, the ramp processing is stopped and the corrected final target intake air amount QCSSP2 is maintained without correcting the water temperature.
Next, a routine for calculating the basic duty value of the supercharging control duty control valve 8 of the supercharger 4 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0039]
In step 31, the increase change amount ΔN [= (N_new-N_old)] Is greater than or equal to the set value DN1, and in step 32, the increase in intake air amount ΔQAVNT [= (QAVNT_new-QAVNT_old)] Is greater than or equal to the set value DQ1, and if either is not established (NO), the process proceeds to step 34 through step 33, a search from the map based on the engine speed N and the fuel injection amount Tp, etc. Thus, the basic VNT opening DUTB1 (= basic duty value of the duty control valve 8) of the movable vane of the variable capacity turbocharger (VNT) 4 is calculated as f1 (N, Tp).
[0040]
If both the determinations at step 31 and step 32 are satisfied (YES), that is, the engine speed N and the intake air amount QAVNT are both greatly increased, the rotation of the supercharger 4 is excessively increased and the supercharging pressure is increased. When the condition is likely to increase excessively, the routine proceeds to step 35, where the basic VNT opening DUTB1 is calculated as f2 (N, Tp) by searching the map based on the engine speed N and the fuel injection amount Tp. Here, the f2 (N, Tp) is set to a value smaller than the value of the f1 (N, Tp) under the same (N, Tp) condition. To increase the rotation and suppress the boost pressure.
[0041]
If either of the determinations in step 31 or step 32 is not established from this state, the process proceeds to step 36 by determining whether or not the previous basic VNT opening DUTB1 was calculated as f2 (N, Tp) in step 33, Until the elapsed time Td from the start of failure is reached to the set delay time T1, the routine proceeds to step 35 and the basic VNT opening DUTB1 is continuously calculated as 2 as f2 (N, Tp).
[0042]
When the elapsed time Td reaches the delay time T1, the process proceeds to step 37. Until the elapsed time TL after reaching the time T1 reaches the set ramp time T2, the process proceeds to step 38 and the basic VNT opening DUTB1 is the next. Calculated by an expression.
DUTB1 = f2 (N, Tp) + Ld × TL
Here, Ld is a ramp coefficient by which the elapsed time TL is multiplied, whereby the basic VNT opening DUTB1 gradually changes with a predetermined slope as the elapsed time TL increases, and f1 under the same (N, Tp) condition. (N, Tp).
[0043]
After the elapsed time TL reaches the ramp time T2, the routine proceeds to step 34, where the basic VNT opening DUTB1 is calculated as f1 (N, Tp).
In other words, the basic VNT opening DUTB1 is set to f1 (N, Tp) under steady operating conditions, and is switched to f2 (N, Tp) when the supercharging pressure tends to rise. Even after deviating from the transient condition, the predetermined delay time Td continues to be set by f2 (N, Tp), and then gradually increased by a predetermined amount Ld while being set (Ld Is a positive value) and f1 (N, Tp), and the rotation rise prevention operation under transient conditions is performed quickly with good responsiveness, but the return operation is performed gradually by hunting. To prevent.
[0044]
After calculating the basic VNT opening degree DUTB1 in this way, in step 39, the atmospheric pressure correction amount ADF2 of the duty value is calculated based on the atmospheric pressure Pa. This is because, for the same reason as the atmospheric pressure correction coefficient ADF1, the basic VNT opening DUTB1 that is the feedforward control amount of the turbocharger 4 is set to suppress an increase in the supercharging pressure due to a decrease in air density at high altitudes. It is to correct.
[0045]
In step 41 and subsequent steps, correction for a change in the target EGR rate is performed. The correction also corrects the basic opening degree DUTB1, which is a feedforward control amount, in the same manner as the atmospheric pressure correction.
Steps 41 to 45 are the same as steps 4 to 7 in the target intake air amount calculation routine, and the target EGR rate MEGR, the first correction amount KEGR1, the basic correction amount A, the volumetric efficiency correction coefficient CQACC, and the intake air amount. The correction amount Z is sequentially calculated.
[0046]
In step 46, a duty value correction amount VEGR [= f2 (Z)] is calculated as a control correction amount of the supercharger 4 according to the intake air amount correction amount Z.
In step 47, the basic VNT opening DUTB1 is corrected by the atmospheric pressure correction amount ADF2 and the duty value correction amount VEGR as shown in the following equation to calculate a corrected duty value DUTB2.
[0047]
DUTB2 = DUTB1 × ADF2 × VEGR
Next, the final output duty value calculation routine will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In step 51, the duty correction amount DUTS in the feedback control of the supercharger 4 using P (proportional) and I (integral) is used as the actual target air flow meter 15 detected by the final target intake air amount QCSSP 2. Calculation is performed based on the deviation from the intake air amount QAVNT (= QCSSP2−QAVNT).
[0048]
In step 52, the DT1 control duty correction amount DUTDT is calculated based on the intake air amount increase change amount ΔQAVNT. This is set as a duty value correction amount for correcting the increase in the vane opening of the supercharger 4 because the supercharging pressure rises excessively from the target value when the increase in the intake air amount is large.
In step 53, it is determined whether the increase change amount ΔN of the engine rotational speed N is equal to or greater than the set value DN2. In step 54, it is determined whether the increase change amount ΔQAVNT in the intake air amount is equal to or greater than the set value DQ2. ), Since the turbocharger is in a rapid acceleration operation state in which the rotation is likely to excessively increase, the routine proceeds to step 55, and the duty value LADUTY that is finally output is next calculated using the DT1 control duty correction amount DUTDT. Operate as in the equation.
[0049]
LADUTY = DUTB2-DUTDT
That is, by excessively correcting the opening degree of the supercharger 4 with the DT1 control duty correction amount DUTDT, an excessive increase in the rotation of the supercharger 4 can be suppressed early.
In this state, when the increase change amount ΔQAVNT of the intake air amount becomes less than the set value DQ2, the process proceeds from step 53 to step 56, where the intake air amount QAVNT is less than the predetermined level QCSSPA with respect to the target intake air amount QCSSP2. It is determined whether or not the vehicle has approached until the deviation is reached. If the vehicle has approached, the routine proceeds to step 57, where it is determined whether or not the increase amount ΔQAVNT of the intake air amount is greater than or equal to the set value DQ3 (<DQ2). If it is determined, the routine proceeds to step 55 where correction is performed to increase the vane opening of the turbocharger by the DT1 control duty correction amount DUTDT so that the target intake air amount QCSSP2 can be quickly brought close while suppressing overshoot. .
[0050]
In step 53, the increase change amount ΔN [= (N_new-N_old)] Is determined to be less than the set value DN2, or if any of Step 56 and Step 57 is not established, the process proceeds to Step 58, where feedback based on the intake air amount detection of the supercharging control is prohibited. Therefore, the fuel injection amount Tm at the boundary of the prohibited region is calculated as a function f (N) of the engine speed N.
[0051]
In step 59, it is determined whether the fuel injection amount Tp is in a feedback prohibition region where the fuel injection amount Tm is equal to or less than the fuel injection amount Tm.
If it is determined in step 59 that the feedback prohibition region is set, the process proceeds to step 60, and the corrected duty value DUTB2 obtained in the basic duty value calculation routine is output as the final output duty value LADUTY.
[0052]
On the other hand, if it is determined in step 59 that the region is not the feedback prohibition region, the process proceeds to step 61, and a value obtained by adding the PI control duty correction amount DUTS as the feedback correction amount obtained in step 61 to the corrected duty value DUTB2 is obtained. Output as the final output duty value LADUTY.
In this way, by correcting the target intake air amount according to the water temperature under conditions where the water temperature is likely to rise, an increase in the intake air amount and the supercharging pressure can be suppressed, and an excessive increase in the water temperature can be suppressed.
[0053]
In addition, when the water temperature rise rate falls below a predetermined value, it is clamped for a predetermined period with a control amount that has been sufficiently corrected in the direction of decreasing supercharging pressure, thereby facilitating a decrease in water temperature. Thus, it is possible to increase the time ratio in which the water temperature is in a low water temperature state and to make it difficult to shift to the heat resistant condition where the water temperature rises again.
Instead of determining the start of clamping based on the rising speed of the water temperature, it is possible to set an upper limit set temperature and start the clamp when the temperature reaches or exceeds the upper limit set temperature. However, in this case, the peak value of the water temperature after correction of the turbocharger control amount differs depending on the intake air temperature condition, etc., so the clamp temperature can be controlled even when the peak value is low, so the upper limit set temperature is set low. There is a need to. Therefore, it is preferable to variably set the upper limit set temperature to be sufficiently close to the peak value based on the outside air temperature or the like.
[0054]
Further, as a configuration in which the water temperature (lower limit set temperature) for ending the clamp is variably set according to the outside air temperature, it can be controlled in a more appropriate clamp period.
However, for simplicity, the clamping may be performed for a preset time.
In addition, after the end of the clamp, the ramp process is performed to gradually return the control amount to the control amount without correction for the water temperature and return to the normal control according to the operation state, so that the intake air amount and the supercharging pressure are gradually increased. It is possible to gradually return to normal control while suppressing deterioration of drivability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration / function of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a control block diagram of a supercharger according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a first stage of a target intake air amount calculation routine in the supercharger control same as above.
FIG. 5 is a flowchart showing a subsequent stage of a target intake air amount calculation routine.
FIG. 6 is a flowchart showing a previous stage of a basic duty value calculation routine.
FIG. 7 is a flowchart showing the subsequent stage of the basic duty value calculation routine.
FIG. 8 is a flowchart showing the former stage of the final output duty value calculation routine.
FIG. 9 is a flowchart showing the subsequent stage of the final output duty value calculation routine.
FIG. 10 is a time chart showing changes in various state quantities during control according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Diesel engine
4 Variable capacity turbocharger
5 Actuator
10 Duty control valve
14 Control unit
16 Water temperature sensor
17 Air flow meter

Claims

In a supercharging control device for an internal combustion engine equipped with a variable capacity turbocharger that variably controls a supercharging state,
Water temperature detection means for detecting the cooling water temperature of the engine;
Supercharging control amount correction means for correcting the control amount of the supercharger based on the detected engine coolant temperature,
The supercharging control amount correcting means corrects the control amount of the supercharger in the direction of decreasing supercharging pressure in accordance with the increase in engine cooling water temperature, while the rate of increase in the engine cooling water temperature falls below a predetermined value. A supercharging control device for an internal combustion engine, wherein the control amount is clamped for a predetermined period when it drops.

In a supercharging control device for an internal combustion engine equipped with a variable capacity turbocharger that variably controls a supercharging state,
Water temperature detection means for detecting the cooling water temperature of the engine;
Supercharging control amount correction means for correcting the control amount of the supercharger based on the detected engine coolant temperature,
The supercharging control amount correction means corrects the control amount of the supercharger in the direction of decreasing supercharging pressure in accordance with the increase in engine cooling water temperature, and the engine cooling water temperature becomes equal to or higher than the upper limit set temperature. Sometimes, the supercharging control device for an internal combustion engine, wherein the control amount is clamped for a predetermined period.

The supercharging control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein when the engine coolant temperature falls below a lower limit set temperature, the clamping of the control amount is terminated.

The supercharging control device for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the lower limit set temperature is variably set according to the outside air temperature.

The supercharging control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein the control amount is clamped for a preset time.

6. The internal combustion engine according to claim 1 , wherein after completion of clamping of the control amount, ramp control is performed to gradually bring the control amount closer to an uncorrected value for the engine coolant temperature. Engine supercharging control device.

The supercharger is feedback-controlled so that the intake air amount or the supercharging pressure approaches a target value under a predetermined condition, and the supercharging control amount correcting means corrects the target value during the feedback control. The supercharging control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6 .