JP3812138B2 - Control device for turbocharged engine - Google Patents

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気タービンにより吸気コンプレッサを駆動するターボ過給機を備えるエンジンの制御装置に関し、特に、アイドル停車時又は減速時に発進加速又は再加速に備えて排気タービンの応答遅れを改善するように制御を行うターボ過給機付エンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のターボ過給機付エンジンの制御装置として、特開平5−280408号公報に示されるように、減速状態の終了時に、目標過給圧を低く補正して、該補正後の目標過給圧を達成すべく、排気バイパス弁を制御するものがある。これは、2サイクルエンジンにおける発進加速時及び再加速時の燃焼改善(残留ガスの低減)を狙いとし、加速初期の過給圧を定常使用条件よりも低く設定するものである(第1の従来例)。
【0003】
また、特開平5−321804号公報に示されるように、加速時に排気エネルギーを高めることでターボラグを短縮し、加速応答性を向上させるため、過給圧の上昇が遅れる加速時に、所定の過給圧上昇状態に達するまでの期間、点火時期を遅角させるように制御して、ターボ過給機に与える排気エネルギーを増大させるようにしたものがある(第2の従来例)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第1の従来例の場合、4サイクルエンジンにおいては吸排気弁の開閉タイミングの適合によりある程度の残留ガス量の制御が可能であるため、過給圧制御による効果代は少ない。その一方、減速状態の終了時に過給圧を低く設定してしまうことにより、再加速時にターボラグにより加速性能が悪化するという問題点があった。
【0005】
また、前記第2の従来例の場合、加速時に排気エネルギーを高めることでターボラグを短縮できるものの、点火時期遅角により排気エネルギーを増大させて、過給圧を上昇させているため、出力最適な点火時期が使えず、発生トルクに目減りが生じるという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点を考慮し、アイドル停車時又は減速時に発進加速又は再加速に備えて排気タービンの応答遅れを改善するように良好な制御を行うことのできるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、排気タービンにより吸気コンプレッサを駆動するターボ過給機を備えるエンジンにおいて、図1に示すように、少なくともアイドル停車時であること作動条件として検出する作動条件検出手段と、前記作動条件の検出時に、吸入空気量制御によるアイドル回転数フィードバック制御における目標アイドル回転数を比較的高回転数に設定することにより吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化する吸入空気量及び空燃比の制御手段と、を設けて、ターボ過給機付エンジンの制御装置を構成する。
【0007】
請求項2に係る発明では、排気タービンにより吸気コンプレッサを駆動するターボ過給機を備えるエンジンにおいて、図1に示すように、少なくとも減速時であることを作動条件として検出する作動条件検出手段と、前記作動条件の検出時に、吸気を吸気コンプレッサをバイパスさせる吸気バイパス弁を開くことにより吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化する吸入空気量及び空燃比の制御手段と、を設けて、ターボ過給機付エンジンの制御装置を構成する。
【0009】
請求項3に係る発明では、前記吸入空気量及び空燃比の制御手段は、サージ限界まで空燃比をリーン化することを特徴とする。
請求項4に係る発明では、前記作動条件検出手段は、作動条件の1つとして自動変速機が走行レンジにあることを検出することを特徴とする。
請求項5に係る発明では、前記エンジンは、圧縮行程にて燃焼室内に直接燃料を噴射することにより点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して成層燃焼を行わせる直噴火花点火式エンジンであることを特徴とする。
【0010】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、アイドル停車時に、発進加速に備えて、吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化することで、空燃比のリーン化により燃費の悪化を最小限に抑えつつ、吸入空気量増量により排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させることができ、発進加速時の排気タービンの応答遅れを改善して、過渡トルクを向上させることができる。
また、アイドル停車時制御に際し、吸入空気量の増量のため、アイドル回転数フィードバック制御の目標アイドル回転数を比較的高回転数に設定して、アイドルアップを図ることで、効果的に吸入空気量を増量することができる。
【0011】
請求項2に係る発明によれば、減速時に、再加速に備えて、吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化することで、空燃比のリーン化により燃費の悪化を最小限に抑えつつ、吸入空気量増量により排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させることができ、再加速時の排気タービンの応答遅れを改善して、過渡トルクを向上させることができる。
また、減速時制御に際し、吸入空気量の増量のため、吸気コンプレッサに対する吸気バイパス弁を開くことで、吸気抵抗を減らして、効果的に吸入空気量を増量することができる。
【0013】
請求項3に係る発明によれば、サージ限界まで空燃比をリーン化することで、燃費悪化を最小にすることができる。
請求項4に係る発明によれば、アイドル停車時制御又は減速時制御の作動条件の1つとして自動変速機が走行レンジにあることを検出することで、発進加速又は再加速の意図があることを的確にとらえて制御することが可能となる。
【0014】
請求項5に係る発明によれば、成層燃焼を行う直噴火花点火式エンジンに適用することで、空燃比のリーン化をより可能にすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は一実施形態を示すエンジンのシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載されるエンジン(内燃機関)1の各気筒の燃焼室には、図示しないエアクリーナから、吸入空気量Qa検出用のエアフローメータ2、ターボ過給機3の吸気コンプレッサ4、インタークーラ5、電制スロットル弁6、吸気マニホールド7を経て、空気が吸入される。また、吸気コンプレッサ4をバイパスするバイパス通路8が設けられ、ここに吸気バイパス弁9が介装されている。
【0016】
そして、各気筒の燃焼室内に燃料(ガソリン)を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁(インジェクタ)10が設けられている。
燃料噴射弁10は、エンジンコントロールユニット20からエンジン回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成し、点火栓により点火されて、燃焼(均質燃焼又は成層燃焼)する。
【0017】
エンジン1からの排気は、排気マニホールド11、ターボ過給機3の排気タービン12、排気浄化用の触媒13を経て、排出される。また、排気タービン12をバイパスするバイパス通路14が設けられ、ここに排気バイパス弁15が介装されている。
エンジン1の出力側(クランク軸側)には自動変速機16が接続されている。
【0018】
エンジンコントロールユニット20は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、電制スロットル弁6、燃料噴射弁10、吸気バイパス弁9及び排気バイパス弁15などの作動を制御する。
【0019】
前記各種センサとしては、前記エアフローメータ2の他、エンジン1のクランク軸又はカム軸回転を検出することによりエンジン回転数Neを検出可能なクランク角センサ21、エンジン1の冷却水温Twを検出する水温センサ22、アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)APOを検出するアクセルセンサ23(アクセル開度=0でONとなるアイドルスイッチを含む)、自動変速機16の出力軸回転より車速VSPを検出する車速センサ24、自動変速機16の変速レンジ(Dレンジ、Nレンジ等)を検出する変速レンジセンサ(スイッチ)25、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキスイッチ26などが設けられている。
【0020】
ここにおいて、本発明では、エンジンコントロールユニット20により、通常の制御の他、アイドル停車時又は減速時に、発進加速又は再加速に備えて排気タービンの応答遅れを改善するように制御を行うが、アイドル停車時制御と減速時制御とに分けて、各制御内容をフローチャートにより説明する。
図3はアイドル停車時制御のフローチャートである。
【0021】
ステップ1(図にはS1と記す。以下同様)では、水温センサからの信号に基づいて、エンジン暖機後条件(水温Twが所定値以上)か否かを判定する。
ステップ2では、アイドルスイッチON、すなわちアクセル開度APO=0か否かを判定する。
ステップ3では、車速センサからの信号に基づいて、車速VSP=0か否かを判定する。
【0022】
ステップ4では、変速レンジセンサからの信号に基づいて、自動変速機がDレンジに代表される走行レンジか否かを判定する。
これらの判定の結果、全てYES、すなわち、エンジン暖機後条件で、アイドルスイッチON、車速VSP=0、走行レンジのときに、アイドル停車時の作動条件と判定して、ステップ5へ進む。従って、ステップ1〜4の部分が作動条件検出手段に相当する。尚、ステップ1〜4の条件に加え、ブレーキスイッチONを条件としてもよい。
【0023】
これに対し、いずれか1つでNOの場合は、作動条件不成立として、処理を終了する。
ステップ5では、目標アイドル回転数をアイドルアップ(吸入空気量増量)のため通常より高めの所定値に設定する。
ステップ6では、クランク角センサからの信号に基づいて、実アイドル回転数を検出する。
【0024】
ステップ7では、目標アイドル回転数と実アイドル回転数との偏差の絶対値を所定値Aと比較し、偏差の絶対値が所定値A以下か否かを判定する。
偏差の絶対値が所定値Aより大きい場合は、ステップ8へ進んで、実アイドル回転数と目標アイドル回転数とを比較し、実アイドル回転数の方が小さければ、ステップ9で電制スロットル弁の開度TVOを微小量増大させる。但し、実アイドル回転数の方が大きくなった場合は、ステップ10で電制スロットル弁の開度TVOを微小量減少させる。そして、これらの後、ステップ6へ戻る。
【0025】
このような制御を繰り返し、目標アイドル回転数のアイドルアップ設定(吸入空気量増量設定)に対応させて、電制スロットル弁の開度TVOを増大し、吸入空気量を増量する。この結果、実アイドル回転数が目標アイドル回転数付近に達すると、ステップ7での判定で、ステップ11へ進む。
ステップ11では、燃料噴射量を成層燃焼用のリーン設定にして、固定する。
【0026】
ステップ12では、目標サージレベルをサージ限界付近に設定する。尚、サージレベルの捉え方には各種あるが、例えば所定時間におけるエンジン回転数の変動量(回転変動量)を算出すればよく、この場合は、目標サージレベルとして、目標回転変動量を可能な限り大きめに設定する。
ステップ13では、実サージレベル(例えば実回転変動量)を検出する。
【0027】
ステップ14では、目標サージレベルと実サージレベルとの偏差の絶対値を所定値Bと比較し、偏差の絶対値が所定値B以下か否かを判定する。
偏差の絶対値が所定値Bより大きい場合は、ステップ15へ進んで、実サージレベルと目標サージレベルとを比較し、実サージレベルの方が小さければ、ステップ16で、電制スロットル弁の開度TVOを微小量増大させ、吸入空気量を増量して、空燃比をリーン化する。但し、実サージレベルの方が大きくなった場合は、ステップ17で、電制スロットル弁の開度TVOを微小量減少させ、吸入空気量を減量して、空燃比をリッチ化する。そして、これらの後、ステップ13へ戻る。
【0028】
このような制御を繰り返し、目標サージレベルのサージ限界設定に対応させて、電制スロットル弁の開度TVOを増大し、サージ限界まで吸入空気量を増量して、空燃比をA/F=50〜70までリーン化する。この結果、実サージレベルが目標サージレベル付近に達すると、ステップ14での判定で、処理を終了する。従って、ステップ5〜17の部分が吸入空気量及び空燃比の制御手段に相当する。
【0029】
図4はアイドル停車時制御のタイムチャートである。
このように、Dレンジでのアイドル停車時に、発進加速に備えて、アイドル回転数フィードバック制御の目標アイドル回転数を比較的高回転数に設定して、アイドルアップを図ることで、吸入空気量を増量すると共に、燃料噴射量を固定して、サージ限界まで、吸入空気量を増量して、空燃比をリーン化する。従って、空燃比のリーン化により燃費の悪化を最小限に抑えつつ、吸入空気量増量により排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させることができ、発進加速時の排気タービンの応答遅れを改善して、過渡トルクを向上させることができる。
【0030】
図5はアイドル停車時制御におけるアイドルアップによるタービン回転数上昇効果を示したもので、アイドルアップによる吸入空気量の増量と、空燃比のリーン化による吸入空気量の増量とによって、排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させ得ることを示している。また、アイドルアップにより燃費は悪化するが、サージ限界まで空燃比をリーン化することで、燃費の悪化を最小限に抑え得ることを示している。
【0031】
図6はアイドル停車時制御による過渡トルク向上のイメージを示したもので、タービン回転数の上昇により、発進加速性能が向上することを車両Gによって示している。
図7は減速時制御のフローチャートである。
ステップ21では、水温センサからの信号に基づいて、エンジン暖機後条件(水温Twが所定値以上)か否かを判定する。
【0032】
ステップ22では、アイドルスイッチON、すなわちアクセル開度APO=0か否かを判定する。
ステップ23では、車速センサからの信号に基づいて、車速の変化量ΔVSPを算出し、車速の変化量ΔVSP<0か否かを判定する。
ステップ24では、変速レンジセンサからの信号に基づいて、自動変速機がDレンジに代表される走行レンジか否かを判定する。
【0033】
これらの判定の結果、全てYES、すなわち、エンジン暖機後条件で、アイドルスイッチON、車速の変化量ΔVSP<0、走行レンジのときに、減速時の作動条件と判定して、ステップ25へ進む。従って、ステップ21〜24の部分が作動条件検出手段に相当する。
これに対し、いずれか1つでNOの場合は、作動条件不成立として、処理を終了する。
【0034】
ステップ25では、吸気を吸気コンプレッサをバイパスさせるため、吸気バイパス弁を開く。これにより、吸気抵抗を減らして、吸入空気量を増量することができる。
ステップ26では、排気を排気タービンをバイパスさせないため、排気バイパス弁を閉じる。
【0035】
ステップ27では、燃料カット中か否かを判定する。
燃料カット中の場合は、ステップ28へ進んで、電制スロットル弁を全開に制御して、吸入空気量を増大させ、処理を終了する。
燃料カット中でない場合は、ステップ29へ進む。
ステップ29では、燃料噴射量を成層燃焼用のリーン設定にして、固定する。
【0036】
ステップ30では、目標サージレベル(例えば目標回転変動量)をサージ限界付近に設定する。
ステップ31では、実サージレベル(例えば実回転変動量)を検出する。
ステップ32では、目標サージレベルと実サージレベルとの偏差の絶対値を所定値Bと比較し、偏差の絶対値が所定値B以下か否かを判定する。
【0037】
偏差の絶対値が所定値Bより大きい場合は、ステップ33へ進んで、実サージレベルと目標サージレベルとを比較し、実サージレベルの方が小さければ、ステップ34で、電制スロットル弁の開度TVOを微小量増大させ、吸入空気量を増量して、空燃比をリーン化する。但し、実サージレベルの方が大きくなった場合は、ステップ35で、電制スロットル弁の開度TVOを微小量減少させ、吸入空気量を減量して、空燃比をリッチ化する。そして、これらの後、ステップ31へ戻る。
【0038】
このような制御を繰り返し、目標サージレベルのサージ限界設定に対応させて、電制スロットル弁の開度TVOを増大し、サージ限界まで吸入空気量を増量して、空燃比をA/F=50〜70までリーン化する。この結果、実サージレベルが目標サージレベル付近に達すると、ステップ32での判定で、処理を終了する。従って、ステップ25〜35の部分が吸入空気量及び空燃比の制御手段に相当する。
【0039】
図8は減速時制御のタイムチャートである。
このように、Dレンジでの減速時に、再加速に備えて、吸気コンプレッサに対する吸気バイパス弁を開くことで、吸気抵抗を減らして、吸入空気量を増量すると共に、燃料噴射量を固定して、サージ限界まで、吸入空気量を増量して、空燃比をリーン化する。従って、空燃比のリーン化により燃費の悪化を最小限に抑えつつ、吸入空気量増量により排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させることができ、再加速時の排気タービンの応答遅れを改善して、過渡トルクを向上させることができる。
【0040】
図9は減速時制御における吸気バイパス開によるタービン回転数上昇効果を示したもので、吸気バイパス開による吸入空気量の増量と、空燃比のリーン化による吸入空気量の増量とによって、排気エネルギーを増大させて、タービン回転数を上昇させ得ることを示している。
図10は減速時制御による過渡トルク向上のイメージを示したもので、タービン回転数の上昇により、再加速性能が向上することを車両Gによって示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施形態を示すシステム図
【図3】 アイドル停車時制御のフローチャート
【図4】 アイドル停車時制御のタイムチャート
【図5】 アイドルアップによるタービン回転数の上昇効果を示す図
【図6】 アイドル停車時制御による過渡トルク向上のイメージ図
【図7】 減速時制御のフローチャート
【図8】 減速時制御のタイムチャート
【図9】 吸気バイパス開によるタービン回転数の上昇効果を示す図
【図10】 減速時制御による過渡トルク向上のイメージ図
【符号の説明】
1 エンジン
2 エアフローメータ
3 ターボ過給機
4 吸気コンプレッサ
5 インタークーラ
6 電制スロットル弁
7 吸気マニホールド
8 バイパス通路
9 吸気バイパス弁
10 燃料噴射弁
11 排気マニホールド
12 排気タービン
13 触媒
14 バイパス通路
15 排気バイパス弁
16 自動変速機
20 エンジンコントロールユニット
21 クランク角センサ
22 水温センサ
23 アクセルセンサ
24 車速センサ
25 変速レンジセンサ
26 ブレーキスイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine control device including a turbocharger that drives an intake air compressor by an exhaust turbine, and in particular, to improve response delay of the exhaust turbine in preparation for start acceleration or reacceleration at idle stop or deceleration. The present invention relates to a control device for a turbocharged engine that performs control.
[0002]
[Prior art]
As a conventional control device for a turbocharged engine, as disclosed in JP-A-5-280408, at the end of the deceleration state, the target supercharging pressure is corrected to be low, and the corrected target supercharging pressure is corrected. There are some which control the exhaust bypass valve to achieve the above. This is intended to improve combustion (reduction of residual gas) at the time of start acceleration and reacceleration in a two-cycle engine, and set the supercharging pressure at the initial stage of acceleration lower than the normal use condition (first conventional technique). Example).
[0003]
Also, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-321804, in order to shorten the turbo lag and improve the acceleration response by increasing the exhaust energy at the time of acceleration, a predetermined supercharging is performed at the time of acceleration at which the increase of the supercharging pressure is delayed. There is one in which the exhaust energy given to the turbocharger is increased by controlling the ignition timing to be retarded until the pressure rise state is reached (second conventional example).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the first conventional example, since the residual gas amount can be controlled to some extent by adapting the opening / closing timing of the intake / exhaust valves in the four-cycle engine, the effect cost by the supercharging pressure control is small. On the other hand, since the supercharging pressure is set low at the end of the deceleration state, there is a problem that the acceleration performance deteriorates due to the turbo lag at the time of reacceleration.
[0005]
In the case of the second conventional example, although the turbo lag can be shortened by increasing the exhaust energy during acceleration, the exhaust pressure is increased by retarding the ignition timing and the boost pressure is raised, so that the output is optimal. There was a problem that the ignition timing could not be used and the generated torque was reduced.
In view of such conventional problems, the present invention is a turbocharger capable of performing good control so as to improve the response delay of the exhaust turbine in preparation for start acceleration or reacceleration at the time of idling stop or deceleration. An object of the present invention is to provide a control device for a machine engine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the invention according to claim 1, in an engine equipped with a turbocharger for driving the intake compressor by the exhaust gas turbine, as shown in FIG. 1, operating conditions is detected as operating condition that is at least idle stop When detecting the operating condition, the intake air amount is increased by setting the target idle speed in the idle speed feedback control by the intake air quantity control to a relatively high speed , and the air-fuel ratio is made lean. And a control device for the turbocharger-equipped engine.
[0007]
In the invention according to claim 2, in an engine including a turbocharger that drives an intake compressor by an exhaust turbine, as shown in FIG. 1, an operating condition detecting unit that detects at least a deceleration time as an operating condition; wherein upon detection of the operating conditions, as well as increasing the amount of intake air by opening the intake bypass valve for bypassing the intake air compressor intake, provided with control means of the intake air amount and the air-fuel ratio to lean the air-fuel ratio, a, A control device for a turbocharged engine is configured.
[0009]
The invention according to claim 3 is characterized in that the intake air amount and air-fuel ratio control means leans the air-fuel ratio to the surge limit.
The invention according to claim 4 is characterized in that the operating condition detecting means detects that the automatic transmission is in a traveling range as one of operating conditions.
In the invention according to claim 5 , the engine directly injects spark ignition that stratified combustion is performed by injecting fuel directly into the combustion chamber in the compression stroke to form a stratified mixture intensively around the spark plug. It is a type engine.
[0010]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the vehicle is idling, the intake air amount is increased and the air-fuel ratio is made lean in preparation for start-up acceleration. On the other hand, the exhaust energy can be increased by increasing the intake air amount to increase the turbine speed, and the response delay of the exhaust turbine during start-up acceleration can be improved, and the transient torque can be improved.
In addition, in the idling stop control, in order to increase the intake air amount, the target idle rotation speed of the idle rotation speed feedback control is set to a relatively high rotation speed, and idling up is performed effectively, so that the intake air volume is effectively Can be increased.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, in preparation for re-acceleration at the time of deceleration, the intake air amount is increased and the air-fuel ratio is made lean, so that the deterioration of the fuel consumption is suppressed to the minimum by making the air-fuel ratio lean. The exhaust energy can be increased by increasing the intake air amount to increase the turbine speed, and the response delay of the exhaust turbine during re-acceleration can be improved, and the transient torque can be improved.
In addition, during the deceleration control, the intake air amount can be effectively increased by reducing the intake resistance by opening the intake bypass valve for the intake compressor in order to increase the intake air amount.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the deterioration of fuel consumption can be minimized by reducing the air-fuel ratio to the surge limit.
According to the invention according to claim 4 , there is an intention of starting acceleration or reacceleration by detecting that the automatic transmission is in the traveling range as one of the operating conditions of the idle stop control or the deceleration control. Can be accurately controlled.
[0014]
According to the invention which concerns on Claim 5 , leaning of an air fuel ratio can be made more possible by applying to the direct injection spark ignition type engine which performs stratified combustion.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 2 is an engine system diagram showing an embodiment. First, this will be described.
A combustion chamber of each cylinder of an engine (internal combustion engine) 1 mounted on a vehicle has an air flow meter 2 for detecting an intake air amount Qa, an intake compressor 4 of a turbocharger 3, an intercooler 5, Air is sucked through the electric throttle valve 6 and the intake manifold 7. Further, a bypass passage 8 for bypassing the intake compressor 4 is provided, and an intake bypass valve 9 is interposed therein.
[0016]
An electromagnetic fuel injection valve (injector) 10 is provided so that fuel (gasoline) is directly injected into the combustion chamber of each cylinder.
The fuel injection valve 10 is energized to open a solenoid valve by an injection pulse signal output in an intake stroke or a compression stroke in synchronization with engine rotation from the engine control unit 20 and injects fuel adjusted to a predetermined pressure. It is supposed to be. In the case of intake stroke injection, the injected fuel diffuses into the combustion chamber to form a homogeneous mixture, and in the case of compression stroke injection, a stratified mixture is intensively formed around the spark plug, It is ignited by a spark plug and burns (homogeneous combustion or stratified combustion).
[0017]
Exhaust gas from the engine 1 is discharged through an exhaust manifold 11, an exhaust turbine 12 of the turbocharger 3, and an exhaust purification catalyst 13. Further, a bypass passage 14 for bypassing the exhaust turbine 12 is provided, and an exhaust bypass valve 15 is interposed therein.
An automatic transmission 16 is connected to the output side (crankshaft side) of the engine 1.
[0018]
The engine control unit 20 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, receives input signals from various sensors, and performs arithmetic processing based on the signals. The operation of the electric throttle valve 6, the fuel injection valve 10, the intake bypass valve 9, the exhaust bypass valve 15 and the like is controlled.
[0019]
As the various sensors, in addition to the air flow meter 2, a crank angle sensor 21 capable of detecting the engine speed Ne by detecting the crankshaft or camshaft rotation of the engine 1, and a water temperature for detecting the cooling water temperature Tw of the engine 1. A sensor 22, an accelerator sensor 23 (including an idle switch that is turned on when the accelerator opening = 0), and a vehicle speed VSP are detected from the rotation of the output shaft of the automatic transmission 16. A vehicle speed sensor 24, a shift range sensor (switch) 25 for detecting a shift range (D range, N range, etc.) of the automatic transmission 16, a brake switch 26 for detecting depression of a brake pedal, and the like are provided.
[0020]
Here, in the present invention, the engine control unit 20 performs control so as to improve the response delay of the exhaust turbine in preparation for start acceleration or reacceleration at the time of idling stop or deceleration in addition to normal control. The contents of each control will be described with reference to flowcharts separately for the control at the time of stopping and the control at the time of deceleration.
FIG. 3 is a flowchart of the idle stop control.
[0021]
In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the engine warm-up condition (water temperature Tw is equal to or greater than a predetermined value) based on a signal from the water temperature sensor.
In step 2, it is determined whether the idle switch is ON, that is, whether the accelerator opening APO = 0.
In step 3, it is determined whether or not the vehicle speed VSP = 0 based on the signal from the vehicle speed sensor.
[0022]
In step 4, it is determined whether or not the automatic transmission is a travel range represented by the D range, based on a signal from the shift range sensor.
As a result of these determinations, it is determined that all the conditions are YES, that is, when the engine is warmed up and the idle switch is ON, the vehicle speed VSP = 0, and the travel range, the operation conditions are when the vehicle is idling. Accordingly, the steps 1 to 4 correspond to the operating condition detection means. In addition to the conditions in steps 1 to 4, the brake switch may be turned on.
[0023]
On the other hand, if any one of them is NO, the operation condition is not satisfied and the process is terminated.
In step 5, the target idle speed is set to a predetermined value higher than normal for idling up (intake air amount increase).
In step 6, the actual idle speed is detected based on the signal from the crank angle sensor.
[0024]
In step 7, the absolute value of the deviation between the target idle speed and the actual idle speed is compared with a predetermined value A to determine whether or not the absolute value of the deviation is equal to or less than the predetermined value A.
When the absolute value of the deviation is larger than the predetermined value A, the routine proceeds to step 8 where the actual idle speed and the target idle speed are compared, and if the actual idle speed is smaller, the electric throttle valve at step 9 Is increased by a small amount. However, if the actual idle speed becomes larger, the opening degree TVO of the electric throttle valve is decreased by a small amount in step 10. After that, the process returns to Step 6.
[0025]
Such control is repeated, and the opening degree TVO of the electric throttle valve is increased to increase the intake air amount in response to the idle-up setting (intake air amount increase setting) of the target idle speed. As a result, when the actual idle speed reaches the vicinity of the target idle speed, the determination at step 7 proceeds to step 11.
In step 11, the fuel injection amount is set to a lean setting for stratified combustion and fixed.
[0026]
In step 12, the target surge level is set near the surge limit. Although there are various ways of capturing the surge level, for example, it is only necessary to calculate the fluctuation amount (rotational fluctuation amount) of the engine speed during a predetermined time. In this case, the target rotational fluctuation amount can be used as the target surge level. Set as large as possible.
In step 13, an actual surge level (for example, an actual rotation fluctuation amount) is detected.
[0027]
In step 14, the absolute value of the deviation between the target surge level and the actual surge level is compared with a predetermined value B to determine whether or not the absolute value of the deviation is equal to or less than the predetermined value B.
If the absolute value of the deviation is larger than the predetermined value B, the process proceeds to step 15 where the actual surge level is compared with the target surge level. If the actual surge level is smaller, in step 16, the electric throttle valve is opened. The TVO is increased by a small amount, the intake air amount is increased, and the air-fuel ratio is made lean. However, if the actual surge level becomes larger, in step 17, the opening degree TVO of the electric throttle valve is decreased by a small amount, the intake air amount is decreased, and the air-fuel ratio is enriched. After that, the process returns to step 13.
[0028]
By repeating such control, the opening degree TVO of the electric throttle valve is increased corresponding to the surge limit setting of the target surge level, the intake air amount is increased to the surge limit, and the air-fuel ratio is set to A / F = 50. Lean up to ~ 70. As a result, when the actual surge level reaches the vicinity of the target surge level, the process is terminated in the determination in step 14. Accordingly, steps 5 to 17 correspond to intake air amount and air-fuel ratio control means.
[0029]
FIG. 4 is a time chart of the idle stop control.
In this way, when idling in the D range, in preparation for start-up acceleration, the target idle speed of the idle speed feedback control is set to a relatively high speed, and idling up is performed, thereby reducing the intake air amount. While increasing the fuel injection amount, the intake air amount is increased up to the surge limit, and the air-fuel ratio is made lean. Therefore, while making the air-fuel ratio lean to minimize deterioration of fuel consumption, the exhaust energy can be increased by increasing the intake air amount and the turbine speed can be increased, and the response delay of the exhaust turbine during start acceleration can be reduced. It is possible to improve the transient torque.
[0030]
FIG. 5 shows the effect of increasing the turbine speed by idling up in the idling stop control. The exhaust energy is increased by increasing the intake air amount by idling up and increasing the intake air amount by leaning the air-fuel ratio. This indicates that the turbine speed can be increased. In addition, although the fuel efficiency deteriorates due to idle-up, it is shown that the deterioration of the fuel efficiency can be suppressed to a minimum by reducing the air-fuel ratio to the surge limit.
[0031]
FIG. 6 shows an image of transient torque improvement by the idling stop control, and vehicle G indicates that the start acceleration performance is improved by the increase of the turbine rotational speed.
FIG. 7 is a flowchart of the deceleration control.
In step 21, it is determined based on a signal from the water temperature sensor whether or not the engine has been warmed up (water temperature Tw is equal to or greater than a predetermined value).
[0032]
In step 22, it is determined whether the idle switch is ON, that is, whether the accelerator opening APO = 0.
In step 23, a vehicle speed change amount ΔVSP is calculated based on a signal from the vehicle speed sensor, and it is determined whether or not the vehicle speed change amount ΔVSP <0.
In step 24, based on the signal from the shift range sensor, it is determined whether or not the automatic transmission is in a travel range represented by the D range.
[0033]
As a result of these determinations, all are YES, that is, when the engine is warmed up under the condition after engine warm-up, the vehicle speed change amount ΔVSP <0, and the traveling range, it is determined that the operating condition is during deceleration, and the process proceeds to step 25. . Accordingly, the steps 21 to 24 correspond to the operating condition detection means.
On the other hand, if any one of them is NO, the operation condition is not satisfied and the process is terminated.
[0034]
In step 25, the intake bypass valve is opened to bypass intake air to the intake compressor. As a result, the intake resistance can be reduced and the intake air amount can be increased.
In step 26, the exhaust bypass valve is closed to prevent the exhaust from bypassing the exhaust turbine.
[0035]
In step 27, it is determined whether or not the fuel is being cut.
If the fuel is being cut, the routine proceeds to step 28, where the electric throttle valve is controlled to be fully opened, the intake air amount is increased, and the processing is terminated.
If the fuel is not being cut, the process proceeds to step 29.
In step 29, the fuel injection amount is set to a lean setting for stratified combustion and fixed.
[0036]
In step 30, the target surge level (for example, the target rotation fluctuation amount) is set near the surge limit.
In step 31, an actual surge level (for example, an actual rotation fluctuation amount) is detected.
In step 32, the absolute value of the deviation between the target surge level and the actual surge level is compared with a predetermined value B to determine whether or not the absolute value of the deviation is equal to or less than the predetermined value B.
[0037]
If the absolute value of the deviation is larger than the predetermined value B, the process proceeds to step 33, where the actual surge level is compared with the target surge level. If the actual surge level is smaller, in step 34, the electric throttle valve is opened. The TVO is increased by a small amount, the intake air amount is increased, and the air-fuel ratio is made lean. However, if the actual surge level becomes larger, in step 35, the opening degree TVO of the electric throttle valve is decreased by a small amount, the intake air amount is decreased, and the air-fuel ratio is enriched. After that, the process returns to step 31.
[0038]
By repeating such control, the opening degree TVO of the electric throttle valve is increased corresponding to the surge limit setting of the target surge level, the intake air amount is increased to the surge limit, and the air-fuel ratio is set to A / F = 50. Lean up to ~ 70. As a result, when the actual surge level reaches the vicinity of the target surge level, the determination is made at step 32, and the process is terminated. Accordingly, steps 25 to 35 correspond to intake air amount and air-fuel ratio control means.
[0039]
FIG. 8 is a time chart of the deceleration control.
Thus, at the time of deceleration in the D range, in preparation for re-acceleration, by opening the intake bypass valve for the intake compressor, the intake resistance is reduced, the intake air amount is increased, and the fuel injection amount is fixed, The intake air amount is increased to the surge limit, and the air-fuel ratio is made lean. Therefore, while making the air-fuel ratio leaner while minimizing the deterioration of fuel consumption, the exhaust energy can be increased by increasing the amount of intake air and the turbine speed can be increased, and the response delay of the exhaust turbine during re-acceleration can be reduced. It is possible to improve the transient torque.
[0040]
FIG. 9 shows the effect of increasing the turbine speed by opening the intake bypass in the control at the time of deceleration. It is shown that it can be increased to increase the turbine speed.
FIG. 10 shows an image of transient torque improvement by control during deceleration, and vehicle G indicates that the reacceleration performance is improved as the turbine rotational speed is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of the present invention. FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart of idle stop control. 5] Diagram showing the effect of increasing the turbine speed by idling up. [Fig. 6] Image of transient torque improvement by idling stop control. [Fig. 7] Deceleration control flowchart [Fig. 8] Deceleration control time chart [Fig. ] Diagram showing the effect of increasing turbine speed due to intake bypass opening [Fig. 10] Image of transient torque improvement by control during deceleration [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Air flow meter 3 Turbocharger 4 Intake compressor 5 Intercooler 6 Electric throttle valve 7 Intake manifold 8 Bypass passage 9 Intake bypass valve 10 Fuel injection valve 11 Exhaust manifold 12 Exhaust turbine 13 Catalyst 14 Bypass passage 15 Exhaust bypass valve 16 Automatic transmission 20 Engine control unit 21 Crank angle sensor 22 Water temperature sensor 23 Acceleration sensor 24 Vehicle speed sensor 25 Shift range sensor 26 Brake switch

Claims (5)

排気タービンにより吸気コンプレッサを駆動するターボ過給機を備えるエンジンにおいて、
少なくともアイドル停車時であること作動条件として検出する作動条件検出手段と、
前記作動条件の検出時に、吸入空気量制御によるアイドル回転数フィードバック制御における目標アイドル回転数を比較的高回転数に設定することにより吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化する吸入空気量及び空燃比の制御手段と、
を設けたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
In an engine equipped with a turbocharger that drives an intake compressor by an exhaust turbine,
An operating condition detecting means for detecting at least that the vehicle is in an idle stop as an operating condition;
When the operating condition is detected, the intake air amount is increased by setting the target idle speed in the idle speed feedback control based on the intake air amount control to a relatively high speed , and the air-fuel ratio is made lean. And air-fuel ratio control means;
A control device for a turbocharged engine, characterized by comprising:
排気タービンにより吸気コンプレッサを駆動するターボ過給機を備えるエンジンにおいて、
少なくとも減速時であることを作動条件として検出する作動条件検出手段と、
前記作動条件の検出時に、吸気を吸気コンプレッサをバイパスさせる吸気バイパス弁を開くことにより吸入空気量を増量すると共に空燃比をリーン化する吸入空気量及び空燃比の制御手段と、
を設けたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
In an engine equipped with a turbocharger that drives an intake compressor by an exhaust turbine,
An operating condition detecting means for detecting at least that the vehicle is decelerating as an operating condition;
Upon detection of said operating condition, thereby increasing the amount of intake air by opening the intake bypass valve for bypassing the intake air compressor intake, and control means of the intake air amount and the air-fuel ratio to lean the air-fuel ratio,
A control device for a turbocharged engine, characterized by comprising:
前記吸入空気量及び空燃比の制御手段は、サージ限界まで空燃比をリーン化することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 3. The control device for an engine with a turbocharger according to claim 1, wherein the intake air amount and air / fuel ratio control means leans the air / fuel ratio to a surge limit. 前記作動条件検出手段は、作動条件の1つとして自動変速機が走行レンジにあることを検出することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。The turbocharger according to any one of claims 1 to 3 , wherein the operating condition detecting means detects that the automatic transmission is in a traveling range as one of the operating conditions. Engine control device. 前記エンジンは、圧縮行程にて燃焼室内に直接燃料を噴射することにより点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して成層燃焼を行わせる直噴火花点火式エンジンであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。The engine is a direct-injection spark-ignition engine in which stratified combustion is performed by forming a stratified mixture intensively around a spark plug by directly injecting fuel into a combustion chamber in a compression stroke. The control device for the turbocharged engine according to any one of claims 1 to 4 .
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