JP4037342B2 - Device for controlling the output of an internal combustion engine with a supercharger - Google Patents
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Description
この発明は、過給機付きの内燃機関の出力を制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling the output of an internal combustion engine with a supercharger.
内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)への吸入空気量を、スロットル弁の開度によって制御する手法が知られている。また、過給機を設け、加圧された空気をエンジンに供給することにより吸入空気量を制御することも知られている。 There is known a method of controlling the amount of intake air to an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) by the opening of a throttle valve. It is also known to control the intake air amount by providing a supercharger and supplying pressurized air to the engine.
下記の特許文献1には、スロットル制御と過給圧制御を組み合わせて吸入空気量を制御する手法が記載されている。この手法によると、アクセルペダル開度が所定値に達するまで、スロットル弁の開度をゼロから全開まで連続的に増やし、過給を実施しない。アクセルペダル開度が該所定値を超えた後、スロットル弁は全開に維持され、過給圧を連続的に増やす。
過給機として、排気ガスのエネルギーによって過給を行うターボチャージャが知られている。過給機が生成する過給圧が最大になるエンジン回転数は、一般に、インターセプト回転数と呼ばれる。 As a supercharger, a turbocharger that performs supercharging with the energy of exhaust gas is known. The engine speed at which the supercharging pressure generated by the supercharger is maximized is generally called the intercept speed.
エンジン回転数がインターセプト回転数より低いとき、エンジン回転数がインターセプト回転数より高い時に比べ、過給機により生成可能なエンジン出力は低い。上記の従来の手法では、インターセプト回転数を考慮せずにスロットル特性が決められているので、スロットル制御から過給圧制御に移行する時にエンジン回転数がインターセプト回転数より低いと、エンジン出力が滑らかに上昇しないおそれがある。また、スロットル制御から過給圧制御に移行する時にエンジン回転数がインターセプト回転数より高いと、エンジン出力が急激に増大するおそれがある。このような滑らかでないエンジン出力の変化は、運転者に不快感をもたらすおそれがある。 When the engine speed is lower than the intercept speed, the engine output that can be generated by the supercharger is lower than when the engine speed is higher than the intercept speed. In the above conventional method, the throttle characteristic is determined without considering the intercept rotation speed. Therefore, when the engine speed is lower than the intercept rotation speed when the control is shifted from the throttle control to the supercharging pressure control, the engine output is smooth. There is a risk that it will not rise. Further, if the engine speed is higher than the intercept speed when the throttle control is shifted to the supercharging pressure control, the engine output may increase rapidly. Such a non-smooth change in engine output may cause discomfort to the driver.
一方、スロットル弁の開度が所定値に達すると吸入空気量が飽和する現象が生じる。この所定値を、便宜上、飽和スロットル開度と呼ぶ。スロットル弁の開度が飽和スロットル開度を超えても、エンジン出力はほとんど増えない。飽和スロットル開度は、エンジン回転数に応じて変化する。 On the other hand, when the opening degree of the throttle valve reaches a predetermined value, a phenomenon in which the intake air amount is saturated occurs. This predetermined value is called a saturated throttle opening for convenience. Even if the opening of the throttle valve exceeds the saturation throttle opening, the engine output hardly increases. The saturation throttle opening varies depending on the engine speed.
上記の従来の手法では、吸入空気量が飽和した状態で、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられ、過給圧制御を開始した時にエンジン出力が急激に増大するおそれがある。このようなエンジン出力の変動は、運転者に不快感を与えることがある。 In the conventional method described above, when the intake air amount is saturated, the throttle control is switched to the supercharging pressure control, and when the supercharging pressure control is started, the engine output may rapidly increase. Such fluctuations in engine output can cause discomfort to the driver.
したがって、スロットル制御から過給圧制御にわたり、アクセルペダル開度の変動に対してエンジン出力が滑らかに変化することのできるようエンジン出力を制御する装置が必要とされている。 Therefore, there is a need for a device that controls the engine output so that the engine output can smoothly change with respect to fluctuations in the accelerator pedal opening from throttle control to supercharging pressure control.
この発明の一つの側面によると、過給機を備えた内燃機関の出力を制御する装置は、内燃機関に吸入される空気量を調整するためのスロットル弁と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段を備える。制御装置は、検出されたアクセルペダル開度が所定値以下ならば、該検出されたアクセルペダル開度に基づいて、スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手段と、検出されたアクセルペダル開度が所定値より大きければ、該検出されたアクセルペダル開度に基づいて、過給機により生成される過給圧を制御する過給圧制御手段を備える。スロットル制御手段は、検出された回転数が過給機のインターセプト回転数より低ければ、所与のアクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度が基準開度よりも低くなるように、スロットル弁を制御する。基準開度は、内燃機関の回転数が過給機のインターセプト回転数である時の、該所与のアクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度である。 According to one aspect of the present invention, an apparatus for controlling the output of an internal combustion engine equipped with a supercharger detects a rotational speed of the internal combustion engine and a throttle valve for adjusting the amount of air taken into the internal combustion engine. A rotation speed detecting means and an accelerator pedal opening degree detecting means for detecting the opening degree of the accelerator pedal are provided. When the detected accelerator pedal opening is equal to or less than a predetermined value, the control device includes a throttle control means for controlling the opening of the throttle valve based on the detected accelerator pedal opening, and the detected accelerator pedal opening If is larger than a predetermined value, a supercharging pressure control means for controlling the supercharging pressure generated by the supercharger is provided based on the detected accelerator pedal opening. The throttle control means controls the throttle valve so that the throttle valve opening relative to a given accelerator pedal opening is lower than the reference opening if the detected rotation speed is lower than the turbocharger intercept rotation speed. To do. The reference opening is the opening of the throttle valve with respect to the given accelerator pedal opening when the rotational speed of the internal combustion engine is the intercept rotational speed of the supercharger.
エンジン回転数がインターセプト回転数より低いとき、エンジン回転数がインターセプト回転数より高い時に比べて、過給機によって生成されるエンジン出力は低い。この発明によれば、エンジン回転数がインターセプト回転数より低いときは、スロットル特性がより緩やかに変化するようスロットル弁が制御されるので、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられるとき、エンジン出力を滑らかに遷移させることができる。 When the engine speed is lower than the intercept speed, the engine output generated by the supercharger is lower than when the engine speed is higher than the intercept speed. According to the present invention, when the engine speed is lower than the intercept speed, the throttle valve is controlled so that the throttle characteristic changes more gently. Therefore, when the throttle control is switched to the supercharging pressure control, the engine output is reduced. It is possible to make a smooth transition.
この発明の一実施形態によると、制御装置のスロットル制御手段は、検出されたエンジン回転数がインターセプト回転数より低ければ、該検出されたエンジン回転数が低くなるに従って、アクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度の変化が緩やかになるように、スロットル弁を制御する。 According to one embodiment of the present invention, if the detected engine speed is lower than the intercept rotational speed, the throttle control means of the control device may control the throttle valve with respect to the accelerator pedal opening as the detected engine rotational speed decreases. The throttle valve is controlled so that the change in the opening of the valve becomes gentle.
飽和スロットル開度はエンジン回転数に従って変化する。この発明によれば、エンジン回転数が低くなるほど、スロットル開度がより緩やかに飽和スロットル開度に達するようスロットル弁が制御される。このような制御により、アクセルペダル開度の変動に対してエンジン出力が反応しない不感帯の増大が抑制される。不感帯の増大が抑制されるので、運転者に与える不快感が抑制される。また、不感帯の増大が抑制されるので、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられるとき、エンジン出力を滑らかに遷移させることができる。 The saturation throttle opening changes according to the engine speed. According to the present invention, the throttle valve is controlled so that the throttle opening gradually reaches the saturated throttle opening as the engine speed decreases. By such control, an increase in the dead zone in which the engine output does not react to fluctuations in the accelerator pedal opening is suppressed. Since an increase in the dead zone is suppressed, discomfort given to the driver is suppressed. Further, since the increase of the dead zone is suppressed, the engine output can be smoothly changed when the throttle control is switched to the supercharging pressure control.
この発明の一実施形態によると、制御装置のスロットル制御手段は、検出されたエンジン回転数がインターセプト回転数以上ならば、該検出されたエンジン回転数が高くなるに従って、アクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度の変化が急峻になるように、スロットル弁を制御する。 According to one embodiment of the present invention, if the detected engine speed is equal to or higher than the intercept speed, the throttle control means of the control device is configured to control the throttle valve with respect to the accelerator pedal opening as the detected engine speed increases. The throttle valve is controlled so that the change in the opening degree becomes steep.
エンジン回転数が高くなるほど、飽和スロットル開度は大きくなる。この発明によれば、エンジン回転数がインターセプト回転数を超えたならば、エンジン回転数が高くなるに従って、スロットル開度がより急峻に飽和スロットル開度に達するようスロットル弁が制御される。このような制御により、エンジン回転数が高い場合には、アクセルペダル開度の増大に対してエンジン出力を俊敏に反応させることができる。 As the engine speed increases, the saturation throttle opening increases. According to the present invention, if the engine speed exceeds the intercept speed, the throttle valve is controlled so that the throttle opening more rapidly reaches the saturated throttle opening as the engine speed increases. With such control, when the engine speed is high, the engine output can be made to react quickly to an increase in the accelerator pedal opening.
この発明の一実施形態によると、制御装置のスロットル制御手段は、さらに、大気圧を検出する手段を備え、エンジン回転数が同じである時は、大気圧が低くなるほど、アクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度の変化が緩やかになるように、スロットル弁を制御する。 According to one embodiment of the present invention, the throttle control means of the control device further includes means for detecting atmospheric pressure. When the engine speed is the same, the throttle relative to the accelerator pedal opening degree decreases as the atmospheric pressure decreases. The throttle valve is controlled so that the change in the valve opening becomes gradual.
大気圧が低くなるほど、インターセプト回転数は高くなる。インターセプト回転数が高くなると、所与のエンジン回転数に対して過給機が生成可能なエンジン出力が低下する。この発明によれば、インターセプト回転数が高くなるほど、スロットル特性がより緩やかに変化するようにスロットル弁が制御される。このような制御により、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられるとき、エンジン出力を滑らかに遷移させることができる。 The lower the atmospheric pressure, the higher the intercept rotation speed. When the intercept speed increases, the engine output that can be generated by the supercharger for a given engine speed decreases. According to the present invention, the throttle valve is controlled so that the throttle characteristic changes more gradually as the intercept speed increases. By such control, when the throttle control is switched to the supercharging pressure control, the engine output can be smoothly changed.
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の実施形態に従う内燃機関(以下、「エンジン」という)および制御装置の全体的な構成図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and a control device according to an embodiment of the present invention.
電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)1は、車両の各部から送られてくるデータを受け入れる入力インターフェース1a、車両の各部の制御を行うための演算を実行するCPU1b、読み取り専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)を有するメモリ1c、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース1dを備えている。メモリ1cのROMには、車両の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータが格納されている。ROMは、EPROMのような書き換え可能なROMでもよい。RAMには、CPU1bによる演算のための作業領域が設けられる。車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号は、RAMに一時的に記憶される。
An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 1 includes an
エンジン2は、たとえば4気筒を備えるエンジンである。吸気通路3が、吸気弁5を介してエンジン2に連結されている。排気通路4が、排気弁6を介してエンジン2に連結されている。
The
吸気通路3にはスロットル弁7が設けられている。スロットル弁7は、エンジン2に吸入される空気量を調節する。スロットル弁7の開度は、ECU1からの制御信号によって制御される。
A
燃料噴射弁8は、エンジン2とスロットル弁7の間に、気筒毎に設けられている。燃料噴射弁8は、燃料タンクから供給された燃料を、ECU1からの制御信号に従って噴射する。
The
ターボ過給機9は、吸気通路3に設けられたコンプレッサ10と、排気通路4に設けられたタービン11と、コンプレッサ10およびタービン11を連結する回転軸12を備える。タービン11は、排気ガスのエネルギーにより回転駆動される。タービン11の回転によりコンプレッサ10が回転し、コンプレッサ10は、圧縮した空気を生成する。
The
コンプレッサ10の下流には、過給圧(Pc)センサ13が設けられる。過給圧センサ13は、コンプレッサ10によって生成された空気の圧力、すなわち過給圧Pcを検出し、これをECU1に送る。
A supercharging pressure (Pc)
チェンバ15には、吸気管圧力(Pb)センサ14が設けられている。吸気管圧力センサ14は、チェンバ15に充填された空気の圧力Pbを検出し、それをECU1に送る。
The
排気通路4には、電動ウエストゲートバルブ21が設けられている。電動ウエストゲートバルブ21の開度は、ECU1からの制御信号に従って制御される。
An electric
ウエストゲートバルブ21の開度を大きくするほど、バイパス通路22に流入する排ガス量が増える。バイパス通路22に流れる排ガス量が多くなるほど、タービン11の回転が抑えられ、コンプレッサ10によって生成される過給圧が低くなる。電動ウエストゲートバルブ21の開弁量を制御することにより、過給圧を制御することができる。
As the opening degree of the
排気通路4には、触媒装置23が設けられている。触媒装置23は、排気通路4を通る排気ガス中のHC、CO、NOxなどの成分を浄化する。
A
スロットル弁開度センサ25は、スロットル弁7に連結して設けられる。スロットル弁開度センサ25は、スロットル弁7の開度を検出して、それをECU1に送る。
The throttle
回転数(Ne)センサ26は、エンジン2のカム軸またはクランク軸の周辺に取り付けられる。回転数センサ26によって検出されたエンジン回転数NEは、ECU1に送られる。
The rotation speed (Ne)
アクセルペダル開度センサ27は、アクセルペダルの開度APを検出し、それをECU1に送る。大気圧センサ28は、大気圧PAを検出し、それをECU1に送る。
The accelerator
ECU1に向けて送られた信号は入力インターフェース1aに渡され、アナログ−デジタル変換される。CPU1bは、変換されたデジタル信号を、メモリ1cに格納されているプログラムに従って処理し、制御信号を生成する。出力インターフェース1dは、これらの制御信号を、スロットル弁7、燃料噴射弁8、電動ウエストゲートバルブ21、およびその他のアクチュエータに送る。
The signal sent to the ECU 1 is passed to the
図2は、本願発明の一実施形態に従う、所定のエンジン回転数の時のスロットル特性31および過給圧特性32を示す。該エンジン回転数の飽和スロットル開度がTHsで表されている。アクセルペダル開度APsは、飽和スロットル開度THsに対応するアクセルペダル開度であり、以下、飽和アクセルペダル開度と呼ばれる。 FIG. 2 shows a throttle characteristic 31 and a supercharging pressure characteristic 32 at a predetermined engine speed according to an embodiment of the present invention. The saturation throttle opening of the engine speed is represented by THs. The accelerator pedal opening APs is an accelerator pedal opening corresponding to the saturated throttle opening THs, and is hereinafter referred to as a saturated accelerator pedal opening.
アクセルペダル開度が飽和アクセルペダル開度APsに達するまでのアクセルペダル開度領域を第1の領域と呼ぶ。第1の領域では、アクセルペダル開度APが増加するにつれスロットル開度THが増加するよう、スロットル弁が制御される。第1の領域では、過給圧制御は実施されない。 The accelerator pedal opening area until the accelerator pedal opening reaches the saturated accelerator pedal opening APs is referred to as a first area. In the first region, the throttle valve is controlled so that the throttle opening TH increases as the accelerator pedal opening AP increases. In the first region, the supercharging pressure control is not performed.
スロットル開度が飽和スロットル開度THsを超えた後も、スロットル開度はアクセルペダル開度に応じて増やされる。しかし、この領域では、スロットル開度の変動に対してエンジン出力は反応しない。スロットル開度は、全開に達した後は、該全開に維持される。 Even after the throttle opening exceeds the saturation throttle opening THs, the throttle opening is increased according to the accelerator pedal opening. However, in this region, the engine output does not react to fluctuations in the throttle opening. The throttle opening is maintained at the fully open position after reaching the fully open position.
代替的に、スロットル開度が飽和スロットル開度THsに達した後、スロットル開度を該飽和スロットル開度に維持してもよい。 Alternatively, after the throttle opening reaches the saturation throttle opening THs, the throttle opening may be maintained at the saturation throttle opening.
アクセルペダル開度が飽和アクセルペダル開度APsより大きい第2の領域では、アクセルペダル開度APが増えるにつれ、過給機により生成される過給圧Pcが増えるように制御される。 In the second region where the accelerator pedal opening is larger than the saturated accelerator pedal opening APs, the supercharging pressure Pc generated by the supercharger is controlled to increase as the accelerator pedal opening AP increases.
このように、アクセルペダル開度が飽和アクセルペダル開度APsに達した時、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられる。 Thus, when the accelerator pedal opening reaches the saturated accelerator pedal opening APs, the throttle control is switched to the supercharging pressure control.
過給機で圧力を上昇させ、スロットル弁で空気量を絞ることにより圧力を下げたとき、理論上は、気体の状態方程式より吸気温度の上昇は無い。しかしながら、過給機の断熱効率が低いので、過給機自体の摩擦等による熱の影響により、吸気温度は、状態方程式で導かれる値以上に上昇するおそれがある。これは、ノッキングを発生させるおそれがある。過給圧制御を第2の領域に限定することにより、過給に起因するノッキングを抑制することができる。 When the pressure is lowered by increasing the pressure with the supercharger and reducing the amount of air with the throttle valve, the intake air temperature does not increase theoretically from the gas equation of state. However, since the heat insulation efficiency of the supercharger is low, the intake air temperature may rise above the value derived from the equation of state due to the influence of heat due to friction of the supercharger itself. This may cause knocking. By limiting the supercharging pressure control to the second region, knocking due to supercharging can be suppressed.
図3は、スロットル開度に対するエンジン出力特性を概略的に示す。参照番号41〜44のそれぞれは、エンジン回転数NE1〜NE4のそれぞれについてのエンジン出力を示す。示されるエンジン回転数は、NE1<NE2<NE3<NE4の関係にある。 FIG. 3 schematically shows engine output characteristics with respect to throttle opening. Each of reference numerals 41 to 44 indicates an engine output for each of the engine speeds NE1 to NE4. The engine speed shown is in the relationship NE1 <NE2 <NE3 <NE4.
エンジン回転数NE1における飽和スロットル開度はTH1である。エンジン回転数NE1では、スロットル開度が飽和スロットル開度TH1に達したとき、エンジン出力が飽和点45に達する。エンジン回転数NE2における飽和スロットル開度はTH2である。エンジン回転数NE2では、スロットル開度が飽和スロットル開度TH2に達した時、エンジン出力が飽和点46に達する。エンジン回転数NE3における飽和スロットル開度はTH3である。エンジン回転数NE3では、スロットル開度が飽和スロットル開度TH3に達したとき、エンジン出力が飽和点47に達する。エンジン回転数NE4における飽和スロットル開度はTH4である。エンジン回転数NE4では、スロットル開度が飽和スロットル開度TH4に達したとき、エンジン出力が飽和点48に達する。 The saturation throttle opening at the engine speed NE1 is TH1. At the engine speed NE1, the engine output reaches the saturation point 45 when the throttle opening reaches the saturation throttle opening TH1. The saturation throttle opening at the engine speed NE2 is TH2. At the engine speed NE2, the engine output reaches the saturation point 46 when the throttle opening reaches the saturation throttle opening TH2. The saturation throttle opening at the engine speed NE3 is TH3. At the engine speed NE3, the engine output reaches the saturation point 47 when the throttle opening reaches the saturation throttle opening TH3. The saturation throttle opening at the engine speed NE4 is TH4. At the engine speed NE4, the engine output reaches the saturation point 48 when the throttle opening reaches the saturation throttle opening TH4.
このように、エンジン回転数が低くなるにつれ、飽和スロットル開度が小さくなり、エンジン出力が早期に飽和する。これは、エンジン回転数が低くなるほど、エンジンに空気を引き込む力が弱くなり、スロットル弁を開いてもエンジンに吸入される空気量が小さくなるからである。 As described above, as the engine speed decreases, the saturation throttle opening decreases, and the engine output is saturated early. This is because as the engine speed decreases, the force for drawing air into the engine becomes weaker and the amount of air taken into the engine becomes smaller even when the throttle valve is opened.
図4は、車両が低地に位置している時の、(a)吸気管圧特性35および(b)過給機により生成されるエンジン出力(エンジントルク)特性36を示す。低地における大気圧は、たとえば101.3kPa(=約760mmHg)である。インターセプト回転数がNE2で示されており、たとえば2000rpmである。 FIG. 4 shows (a) the intake pipe pressure characteristic 35 and (b) the engine output (engine torque) characteristic 36 generated by the supercharger when the vehicle is located in a lowland. The atmospheric pressure in the lowland is, for example, 101.3 kPa (= about 760 mmHg). The intercept speed is indicated by NE2, for example 2000 rpm.
エンジン回転数がインターセプト回転数NE2を超えると、過給機は能力を最大限に発揮することができる状態になる。この状態では、最大過給圧を生成することができ、よって過給機によって生成されるエンジン出力が最大になる。エンジン回転数がインターセプト回転数NE2に達するまでは、過給機の能力が最大限に発揮されず、よって生成されるエンジン出力は低い。 When the engine speed exceeds the intercept speed NE2, the supercharger is in a state where it can exert its capacity to the maximum. In this state, the maximum supercharging pressure can be generated, so that the engine output generated by the supercharger is maximized. Until the engine speed reaches the intercept speed NE2, the capacity of the supercharger is not maximized, and thus the generated engine output is low.
スロットル制御から過給圧制御に切り換えられた時にエンジン回転数がインターセプト回転数より低いと、生成される過給圧が低いためにエンジン出力が滑らかに上昇しないおそれがある。 If the engine speed is lower than the intercept speed when the throttle control is switched to the supercharging pressure control, the engine output may not increase smoothly because the generated supercharging pressure is low.
本願発明の一実施形態では、エンジン回転数がインターセプト回転数よりも低いかどうかに従って、図2を参照して説明したスロットル特性を変更する。このスロットル特性の変更を、図5を参照して説明する。 In one embodiment of the present invention, the throttle characteristic described with reference to FIG. 2 is changed according to whether the engine speed is lower than the intercept speed. The change of the throttle characteristic will be described with reference to FIG.
図5を参照すると、本願発明の一実施形態に従う、車両が低地に位置している時のスロットル特性が示されている。参照番号51は、エンジン回転数がインターセプト回転数NE2である時の基準スロットル特性を示す。インターセプト回転数NE2における飽和スロットル開度は、図3に示されるようにTH2である。 Referring to FIG. 5, there is shown a throttle characteristic when the vehicle is located in a lowland according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 51 indicates a reference throttle characteristic when the engine speed is the intercept speed NE2. The saturation throttle opening at the intercept speed NE2 is TH2 as shown in FIG.
基準スロットル特性51によると、エンジン回転数NE1の飽和スロットル開度TH1に対応する飽和アクセルペダル開度はAP1である。エンジン回転数NE1において、アクセルペダル開度をAP1より大きくしても、エンジン出力は増えない。エンジン回転数NE3の飽和スロットル開度TH3に対応する飽和アクセルペダル開度はAP3である。エンジン回転数NE3において、アクセルペダル開度をAP3より大きくしても、エンジン出力は増えない。 According to the reference throttle characteristic 51, the saturation accelerator pedal opening corresponding to the saturation throttle opening TH1 of the engine speed NE1 is AP1. Even when the accelerator pedal opening is made larger than AP1 at the engine speed NE1, the engine output does not increase. The saturation accelerator pedal opening corresponding to the saturation throttle opening TH3 at the engine speed NE3 is AP3. At the engine speed NE3, even if the accelerator pedal opening is made larger than AP3, the engine output does not increase.
アクセルペダル開度の変動に対してエンジン出力が反応しない領域を、不感帯と呼ぶ。エンジン回転数NE1における不感帯55は、インターセプト回転数NE2における不感帯54よりも大きい。不感帯では、運転者がアクセルペダル開度を変更してもエンジン出力が反応せず、これは運転者に不快感を与える。エンジン回転数が低くなるにつれ、不感帯が増大することがわかる。
A region where the engine output does not respond to fluctuations in the accelerator pedal opening is called a dead zone. The
本願発明の一実施形態では、エンジン回転数がインターセプト回転数NE2を下回ったならば、スロットル特性を矢印57の方向にシフトする。さらに、本願発明の一実施形態では、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して低くなるにつれシフト量を大きくする。すなわち、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して低くなるにつれ、アクセルペダル開度に対するスロットル開度の変化がより緩やかになるように、スロットル弁を制御する。
In an embodiment of the present invention, if the engine speed falls below the intercept speed NE2, the throttle characteristic is shifted in the direction of the
エンジン回転数がインターセプト回転数NE2からNE1に低下すると、スロットル特性が、ライン51からライン52にシフトする。スロットル特性52によると、飽和スロットル開度TH1に対応するアクセルペダル開度はAP2である。シフトした結果、エンジン回転数NE1における不感帯が、インターセプト回転数NE2における不感帯54と同じ大きさになることがわかる。エンジン回転数の低下に応じてスロットル特性を矢印57の方向にシフトすることにより、不感帯の増大を抑制することができる。
When the engine speed decreases from the intercept speed NE2 to NE1, the throttle characteristic shifts from the line 51 to the
アクセルペダル開度が飽和アクセルペダル開度に達した時に過給圧制御を開始することにより、結果として、第1の領域(図2参照)における不感帯の発生を防止することができる。第1の領域に不感帯が含まれると、スロットル制御から過給圧制御に切り換えられるとき、アクセルペダル開度の変動に対してエンジン出力が急に反応し始めるおそれがある。これは、運転者に不快感を与えるおそれがある。この実施形態によれば、第1の領域に不感帯が発生することが防止されるので、スロットル制御から過給圧制御に移行するとき、エンジン出力に変動が生じることを防止することができる。 By starting the supercharging pressure control when the accelerator pedal opening reaches the saturated accelerator pedal opening, it is possible to prevent the occurrence of a dead zone in the first region (see FIG. 2) as a result. If a dead zone is included in the first region, when the throttle control is switched to the supercharging pressure control, the engine output may start to react suddenly to a change in the accelerator pedal opening. This may cause discomfort to the driver. According to this embodiment, since the dead zone is prevented from occurring in the first region, it is possible to prevent the engine output from fluctuating when shifting from the throttle control to the supercharging pressure control.
さらに、このシフトにより、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して低くなるにつれ、アクセルペダル開度に対するエンジン出力の変化がより緩やかになる。図4を参照して説明したように、エンジン回転数がインターセプト回転数より低いときは、過給圧制御により生成可能なエンジン出力は低い。この実施形態によれば、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して低くなるにつれ、スロットル制御によって生成されるエンジン出力が抑制されるので、スロットル制御から過給圧制御に移行するときにエンジン出力を滑らかに上昇させることができる。 Further, this shift makes the engine output change more gradually with respect to the accelerator pedal opening as the engine speed becomes lower than the intercept speed. As described with reference to FIG. 4, when the engine speed is lower than the intercept speed, the engine output that can be generated by the supercharging pressure control is low. According to this embodiment, since the engine output generated by the throttle control is suppressed as the engine speed becomes lower than the intercept speed, the engine output is reduced when shifting from the throttle control to the supercharging pressure control. It can be raised smoothly.
スロットル特性のシフトは、飽和スロットル開度に対応する飽和アクセルペダル開度をどこに設定するかによって決まる。たとえば、エンジン回転数がNE1のとき、飽和アクセルペダル開度をAP2に設定することにより、スロットル特性52が定まる。スロットル特性52へのシフトは、不感帯の大きさを変化させない。飽和アクセルペダル開度をAP3に設定すれば、スロットル特性は参照番号53で示されるラインにシフトされる。スロットル特性53へのシフトは、参照番号56で示されるように、不感帯の大きさを減少させる。
The shift of the throttle characteristic depends on where the saturation accelerator pedal opening corresponding to the saturation throttle opening is set. For example, when the engine speed is NE1, the throttle characteristic 52 is determined by setting the saturation accelerator pedal opening to AP2. The shift to the throttle characteristic 52 does not change the size of the dead zone. If the saturation accelerator pedal opening is set to AP3, the throttle characteristic is shifted to a line indicated by
不感帯の減少は、第1の領域の増加を意味する。第1の領域が増加すると、第2の領域が縮小される。エンジン回転数がインターセプト回転数より低いとき、エンジン回転数が低下するにつれ、過給圧制御により生成可能なエンジン出力が大きく減少する。したがって、上記のスロットル特性53へのシフトのように、エンジン回転数が低下するにつれて第1の領域を増やし、過給圧制御が実施されるアクセルペダル領域を縮小してもよい。 A decrease in the dead zone means an increase in the first region. As the first area increases, the second area is reduced. When the engine speed is lower than the intercept speed, the engine output that can be generated by the supercharging pressure control greatly decreases as the engine speed decreases. Therefore, like the shift to the throttle characteristic 53 described above, the first region may be increased as the engine speed decreases, and the accelerator pedal region where the supercharging pressure control is performed may be reduced.
本願発明の一実施形態では、エンジン回転数がインターセプト回転数NE1を超えたならば、スロットル特性を、矢印57とは反対の方向にシフトする。さらに、本願発明の一実施形態では、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して高くなるにつれシフト量を大きくする。すなわち、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して高くなるにつれ、アクセルペダル開度に対するスロットル開度の変化がより急峻になるように、スロットル弁を制御する。
In one embodiment of the present invention, if the engine speed exceeds the intercept speed NE1, the throttle characteristic is shifted in the direction opposite to the
エンジン回転数がインターセプト回転数NE2からNE3に上昇すると、スロットル特性が、ライン51からライン58にシフトする。シフトした結果、エンジン回転数NE3における不感帯が、インターセプト回転数NE2における不感帯54と同じ大きさになることがわかる。
When the engine speed increases from the intercept speed NE2 to NE3, the throttle characteristic shifts from the line 51 to the
矢印57とは反対の方向へのスロットル特性のシフトも、飽和スロットル開度に対応する飽和アクセルペダル開度をどこに設定するかによって決まる。たとえば、エンジン回転数がNE3のとき、飽和アクセルペダル開度をAP2に設定することにより、スロットル特性58が定まる。スロットル特性58へのシフトは、不感帯の大きさを変化させない。飽和アクセルペダル開度をAP1に設定すれば、スロットル特性は参照番号59で示されるラインにより表される。スロットル特性59へのシフトは、不感帯の大きさを増やす。しかしながら、飽和アクセルペダル開度AP1において過給圧制御を開始することにより、第1の領域における不感帯の発生を防止することができる。
The shift of the throttle characteristic in the direction opposite to the
エンジン回転数が高いにもかかわらず、アクセルペダル開度の増大に対してエンジン出力が俊敏に上昇しない状態は、運転者に不快感を起こさせるおそれがある。この実施形態によれば、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して高くなるほど、エンジン出力を早期に上昇させて、過給圧制御を早期に開始することができる。過給圧制御は、不感帯が生じないように実施されるのが好ましく、これについては後述される。 A state in which the engine output does not increase rapidly with respect to an increase in the accelerator pedal opening despite the high engine speed may cause the driver to feel uncomfortable. According to this embodiment, as the engine speed increases with respect to the intercept speed, the engine output can be increased earlier and the supercharging pressure control can be started earlier. The supercharging pressure control is preferably performed so as not to cause a dead zone, which will be described later.
一方、インターセプト回転数は大気圧に応じて変化する。大気圧が低くなるにつれ、インターセプト回転数は高くなる。所与の吸入空気量を達成するためには、大気圧が低くなるにつれ、より高い回転数でコンプレッサを回す必要があるからである。 On the other hand, the intercept rotation speed changes according to the atmospheric pressure. As the atmospheric pressure decreases, the intercept rotation speed increases. This is because, in order to achieve a given intake air amount, it is necessary to rotate the compressor at a higher rotational speed as the atmospheric pressure becomes lower.
図6は、車両が高地に位置するときの、(a)吸気管圧特性37および(b)エンジン出力特性38を示す。高地における大気圧は、たとえば66.6kPa(=約500mmHg)である。比較のため、車両が低地にあるとき(すなわち、大気圧が高いとき)のエンジン出力特性36(図4)が示されている。高地におけるインターセプト回転数がNE3で示されており、たとえば2500rpmである。さらに、比較のため、車両が低地に位置するときのインターセプト回転数NE2が示されている。 FIG. 6 shows (a) the intake pipe pressure characteristic 37 and (b) the engine output characteristic 38 when the vehicle is located at a high altitude. The atmospheric pressure in the highland is, for example, 66.6 kPa (= about 500 mmHg). For comparison, an engine output characteristic 36 (FIG. 4) when the vehicle is in a lowland (that is, when the atmospheric pressure is high) is shown. The intercept speed at high altitude is indicated by NE3, for example 2500 rpm. Further, for comparison, the intercept rotation speed NE2 when the vehicle is located in the lowland is shown.
エンジン出力特性38とエンジン出力特性36を比較して明らかなように、エンジン回転数がインターセプト回転数より低いとき、大気圧が低くなるにつれ、所与のエンジン回転数におけるエンジン出力が減少する。 As is apparent from a comparison of the engine output characteristic 38 and the engine output characteristic 36, when the engine speed is lower than the intercept speed, the engine output at a given engine speed decreases as the atmospheric pressure decreases.
図7を参照すると、本願発明の一実施形態に従う、車両が高地に位置している時のスロットル特性が示されている。基準スロットル特性71は、エンジン回転数がインターセプト回転数NE3である時のスロットル特性である。図3に示されるように、インターセプト回転数NE3における飽和スロットル開度はTH3である。 Referring to FIG. 7, the throttle characteristic when the vehicle is located at a high altitude according to an embodiment of the present invention is shown. The reference throttle characteristic 71 is a throttle characteristic when the engine speed is the intercept speed NE3. As shown in FIG. 3, the saturation throttle opening at the intercept speed NE3 is TH3.
図5を参照して説明したのと同様の方法で、エンジン回転数がインターセプト回転数を下回ると、スロットル特性は矢印77の方向に向けてシフトする。エンジン回転数がインターセプト回転数に対して低くなるにつれ、シフト量が大きくされる。
In the same manner as described with reference to FIG. 5, when the engine speed falls below the intercept speed, the throttle characteristic shifts in the direction of
エンジン回転数がインターセプト回転数を超えると、スロットル特性は矢印77とは反対の方向にシフトされる。エンジン回転数がインターセプト回転数に対して高くなるにつれ、シフト量が大きくされる。
When the engine speed exceeds the intercept speed, the throttle characteristic is shifted in the direction opposite to the
図5と比較して明らかなように、基準スロットル特性の傾きは、低地の場合と高地の場合とで同様である。しかし、基準スロットル特性に関連づけられたエンジン回転数が異なる点に注意されたい。所与のエンジン回転数における、低地におけるスロットル特性と高地におけるスロットル特性とを比較すると、高地におけるスロットル特性の傾きの方が、低地のものよりも緩やかである。たとえば、エンジン回転数が2000rpmである時、図5で示される低地の場合にはスロットル特性51で表されるのに対し、図7で示される高地の場合には、たとえばスロットル特性73で表される。 As apparent from the comparison with FIG. 5, the slope of the reference throttle characteristic is the same between the lowland and the highland. However, it should be noted that the engine speed associated with the reference throttle characteristic is different. When comparing the throttle characteristics in the low altitude and the throttle characteristics in the high altitude at a given engine speed, the slope of the throttle characteristics in the high altitude is gentler than that in the low altitude. For example, when the engine speed is 2000 rpm, the low altitude shown in FIG. 5 is represented by the throttle characteristic 51, whereas the high altitude shown in FIG. The
大気圧が低くなるほど、過給圧制御が開始される時の過給機により生成可能なエンジン出力が低下する。この発明の実施形態によれば、大気圧が低いほど、スロットル制御によって生成されるエンジン出力が抑制されるので、スロットル制御から過給圧制御に移行するときにエンジン出力を滑らかに変化させることができる。 The lower the atmospheric pressure, the lower the engine output that can be generated by the supercharger when the supercharging pressure control is started. According to the embodiment of the present invention, the lower the atmospheric pressure, the more the engine output generated by the throttle control is suppressed. Therefore, the engine output can be changed smoothly when shifting from the throttle control to the supercharging pressure control. it can.
図5と同様に、スロットル特性のシフトは、飽和スロットル開度に対応する飽和アクセルペダル開度をどこに設定するかによって決まる。たとえば、エンジン回転数がインターセプト回転数NE3を下回ったとき、飽和アクセルペダル開度をAP3に設定することにより、スロットル特性72が定まる。スロットル特性72の不感帯は、基準スロットル特性71の不感帯74と同じ大きさを持つ。飽和アクセルペダル開度をAP4に設定すれば、スロットル特性は、参照番号73で示されるラインにシフトされる。スロットル特性73へのシフトは、参照番号76で示されるように、不感帯の大きさを減少させる。
As in FIG. 5, the shift of the throttle characteristic is determined by where the saturation accelerator pedal opening corresponding to the saturation throttle opening is set. For example, when the engine speed falls below the intercept speed NE3, the throttle characteristic 72 is determined by setting the saturation accelerator pedal opening to AP3. The dead zone of the throttle characteristic 72 has the same size as the
エンジン回転数がインターセプト回転数より高いNE4のとき、飽和アクセルペダル開度をAP3に設定することにより、スロットル特性78が定まる。スロットル特性78の不感帯は、基準スロットル特性71の不感帯74と同じ大きさを持つ。飽和アクセルペダル開度をAP2に設定すれば、スロットル特性は参照番号79で示されるラインにシフトされる。スロットル特性79へのシフトは、参照番号75で示されるように、不感帯の大きさを増やす。しかしながら、飽和アクセルペダル開度AP2において過給圧制御を開始することにより、第1の領域における不感帯の発生を防止ることができる。第2の領域では、不感帯が生じないように過給圧制御が実施されるのが好ましい。
When the engine speed is NE4 higher than the intercept speed, the throttle characteristic 78 is determined by setting the saturation accelerator pedal opening to AP3. The dead zone of the throttle characteristic 78 has the same size as the
図8は、本願発明の一実施形態に従う、スロットル/過給圧制御の機能ブロック図を示す。 FIG. 8 shows a functional block diagram of throttle / supercharging pressure control according to an embodiment of the present invention.
セレクタ110は、アクセルペダル開度センサ27(図1)により検出されたアクセルペダル開度APに基づいて、スロットル制御または過給圧制御のいずれかを選択する。
The
スロットル制御部111は、アクセルペダル開度センサ27(図1)により検出されたアクセルペダル開度APおよびエンジン回転数センサ26(図1)により検出されたエンジン回転数NEに基づいてマップを参照し、目標スロットル開度TH_cmdを算出する。
The
このマップの一例を、図9に示す。高い大気圧(この例では、101.3kPa(=約760mmHg))用のマップ(a)と、低い大気圧(この例では、66.6kPa(=約500mmHg))用のマップ(b)とが用意されている。高い大気圧におけるインターセプト回転数は2000rpmであり、低い大気圧におけるインターセプト回転数は2500rpmと仮定する。 An example of this map is shown in FIG. A map (a) for high atmospheric pressure (in this example, 101.3 kPa (= about 760 mmHg)) and a map (b) for low atmospheric pressure (in this example, 66.6 kPa (= about 500 mmHg)) It is prepared. It is assumed that the intercept rotation speed at high atmospheric pressure is 2000 rpm, and the intercept rotation speed at low atmospheric pressure is 2500 rpm.
マップ(a)のスロットル特性81、82、83および84は、それぞれ、エンジン回転数が1000、1500、2000および2500rpmにおけるスロットル特性を示す。マップ(b)のスロットル特性85、86、87および88は、それぞれ、エンジン回転数が1500、2000、2500および3000rpmにおけるスロットル特性を示す。
The
飽和スロットル開度が、黒丸で示されている。前述したように、エンジン回転数が低くなるほど、飽和スロットル開度は小さくなる。マップ(a)において、スロットル特性81、82、83および84における飽和スロットル開度に対応する飽和アクセルペダル開度が、APsh1、APsh2、APSh3およびAPSh4でそれぞれ表されている。マップ(b)において、スロットル特性85、86、87および88における飽和スロットル開度に対応する飽和アクセルペダル開度が、APsl2、APsl3、APsl4およびAPsl5でそれぞれ表されている。
The saturation throttle opening is indicated by a black circle. As described above, the saturation throttle opening decreases as the engine speed decreases. In the map (a), the saturation accelerator pedal opening corresponding to the saturation throttle opening in the
たとえばエンジン回転数が2000rpmである時のスロットル特性83および86を比較すると、飽和スロットル開度は同じである。しかしながら、インターセプト回転数の違いによりスロットル特性83および86の傾きが異なり、飽和アクセルペダル開度は、それぞれ、APsh3およびAPsl3である。
For example, when comparing the
好ましくは、マップ(a)および(b)に示されるように、エンジン回転数がインターセプト回転数より高い時のスロットル特性についてのシフト量は、エンジン回転数がインターセプト回転数より低い時よりも小さくされる。たとえば、マップ(a)では、エンジン回転数が2500rpmの時のスロットル特性84への基準スロットル特性83からのシフト量は、エンジン回転数が1500rpmの時のスロットル特性82への基準スロットル特性83からのシフト量より小さい。 Preferably, as shown in the maps (a) and (b), the shift amount for the throttle characteristic when the engine speed is higher than the intercept speed is made smaller than when the engine speed is lower than the intercept speed. The For example, in the map (a), the shift amount from the reference throttle characteristic 83 to the throttle characteristic 84 when the engine speed is 2500 rpm is from the reference throttle characteristic 83 to the throttle characteristic 82 when the engine speed is 1500 rpm. Less than the shift amount.
この理由を簡単に説明すると、エンジン回転数がインターセプト回転数より低い時は、エンジン回転数が低くなるほど、過給能力が低下し、かつ飽和スロットル開度も小さくなる。この2つのファクターによるエンジン出力の低下を考慮して、スロットル特性のシフト量は大きめに設定されるのが好ましい。それに対し、エンジン回転数がインターセプト回転数より高い時は、過給能力を最大に発揮することができる状態にあるので、考慮すべきファクターは飽和スロットル開度のみである。過給能力の不足によるエンジン出力の低下を考慮する必要がないので、エンジン回転数がインターセプト回転数よりも低い時に比べ、スロットル特性のシフト量を小さくすることができる。 The reason for this will be briefly explained. When the engine speed is lower than the intercept speed, the lower the engine speed, the lower the supercharging capability and the smaller the saturation throttle opening. In consideration of a decrease in engine output due to these two factors, it is preferable that the shift amount of the throttle characteristic is set to be large. On the other hand, when the engine speed is higher than the intercept speed, the supercharging capability can be maximized, so the only factor to be considered is the saturated throttle opening. Since there is no need to consider a decrease in engine output due to insufficient supercharging capability, the amount of shift in the throttle characteristic can be reduced compared to when the engine speed is lower than the intercept speed.
このマップでは、エンジン回転数が低くなるにつれ第1の領域が大きくなるように、飽和アクセルペダル開度が設定されている。この設定により、エンジン回転数が低くなるにつれ、不感帯が減少する。しかしながら、前述したように、エンジン回転数が低くなるにつれ、第1の領域の大きさを変えないようにしてもよい。 In this map, the saturation accelerator pedal opening is set so that the first region increases as the engine speed decreases. With this setting, the dead zone decreases as the engine speed decreases. However, as described above, the size of the first region may not be changed as the engine speed decreases.
図8に戻ると、スロットル制御部111は、高い大気圧用マップ(a)を参照して、検出されたアクセルペダル開度APおよび検出されたエンジン回転数NEに対応するスロットル開度を求める。たとえば、エンジン回転数NEが1500rpmの場合、スロットル開度THhが算出される。スロットル制御部111は、同様に、低い大気圧用マップ(b)を参照して、検出されたアクセルペダル開度APおよびエンジン回転数NEに対応するスロットル開度を求める。エンジン回転数NEが1500rpmの場合、スロットル開度THlが算出される。算出されたTHhおよびTHlに対して補間計算を行い、大気圧センサ28(図1)によって検出された大気圧PAに対応する目標スロットル開度TH_cmdを算出する。
Returning to FIG. 8, the
スロットル制御部111は、スロットル弁の開度THが目標スロットル開度TH_cmdに収束するよう、スロットル弁7(図1)を制御する。
The
過給圧制御部112は、検出されたアクセルペダル開度APおよびエンジン回転数NEに基づいてマップを参照し、目標過給圧Pc_cmdを算出する。このマップの一例を、図10に示す。図9の高い大気圧(この例では、101.3kPa(=約760mmHg))用のマップ(a)は、図10のマップ(a)と共に用いられる。図9の低い大気圧(この例では、66.6kPa(=約500mmHg))用のマップ(b)は、図10のマップ(b)と共に用いられる。
The supercharging
参照番号91、92、93および94は、図9のマップ(a)と同様に、エンジン回転数が1000、1500、2000および2500rpmにおける過給圧特性を示す。参照番号95、96、97および98は、図9のマップ(b)と同様に、エンジン回転数が1500、2000、2500および3000rpmにおける過給圧特性を示す。それぞれの過給圧特性において、過給圧制御は、アクセルペダル開度が飽和アクセルペダル(APsh1〜APsl5)に達した時に開始される。
図10の(a)のライン94および図10の(b)のライン98に示されるように、エンジン回転数がインターセプト回転数より高いとき、目標過給圧が、インターセプト回転数の時の最大目標過給圧に収束する点に注意されたい。エンジン回転数がインターセプト回転数に達すると、最大の過給圧を生成することができる。ライン94および98を、ライン93のような他の過給圧特性と同様の傾きにすると、点線100に示されるように、アクセルペダル開度が100%に達する前に目標過給圧が最大過給圧に達してしまう。これは、参照番号101に示されるような不感帯を生じさせる。これを回避するため、エンジン回転数がインターセプト回転数に対して高くなるにつれ、アクセルペダル開度に対する過給圧の変化がより緩やかになるように、過給圧を制御する。
As indicated by
過給圧制御部112は、高い大気圧用のマップ(a)を参照して、検出されたアクセルペダル開度APおよびエンジン回転数NEに対応する目標過給圧を求める。たとえば、エンジン回転数NEが1500rpmの場合、過給圧Pchが算出される。過給圧制御部112は、同様に、低い大気圧用のマップ(b)を参照して、検出されたアクセルペダル開度APおよびエンジン回転数NEに対応する目標過給圧を求める。たとえばエンジン回転数NEが1500rpmの場合、過給圧Pclが算出される。算出されたPchおよびPclに対して補間計算を行い、大気圧センサ28(図1)によって検出された大気圧PAに対応する目標過給圧Pc_cmdを算出する。
The supercharging
過給圧制御部112は、過給圧Pcが目標過給圧Pc_cmdに収束するように、電動ウエストゲートバルブ21(図1)を制御する。
The supercharging
図11は、本願発明の一実施形態に従うスロットル制御および過給圧制御のフローチャートを示す。 FIG. 11 shows a flowchart of throttle control and supercharging pressure control according to an embodiment of the present invention.
ステップS1において、検出されたアクセルペダル開度APおよび検出されたエンジン回転数NEに基づいて、図9の(a)に示されるような高い大気圧用のマップを参照し、スロットル開度THhを求める。 In step S1, based on the detected accelerator pedal opening AP and the detected engine speed NE, a map for high atmospheric pressure as shown in FIG. Ask.
ステップS2において、検出されたアクセルペダル開度APおよび検出されたエンジン回転数NEに基づいて、図9の(b)に示されるような低い大気圧用のマップを参照し、スロットル開度THlを求める。 In step S2, on the basis of the detected accelerator pedal opening AP and the detected engine speed NE, a map for low atmospheric pressure as shown in FIG. Ask.
ステップS3において、スロットル開度THhおよびTHlに基づいて補間計算を行い、検出された大気圧PAに基づく目標スロットル開度TH_cmdを算出する。当然ながら、検出された大気圧用のマップが用意されていれば、該マップのみを参照して、目標スロットル開度TH_cmdを求めることができる。 In step S3, interpolation calculation is performed based on the throttle openings THh and THl, and a target throttle opening TH_cmd based on the detected atmospheric pressure PA is calculated. Of course, if a map for the detected atmospheric pressure is prepared, the target throttle opening TH_cmd can be obtained by referring to only the map.
ステップS4において、検出されたアクセルペダル開度APおよび検出されたエンジン回転数NEに基づいて、図10の(a)に示されるような高い大気圧用のマップを参照し、過給圧Pchを求める。 In step S4, based on the detected accelerator pedal opening AP and the detected engine speed NE, a map for high atmospheric pressure as shown in FIG. Ask.
ステップS5において、検出されたアクセルペダル開度APおよび検出されたエンジン回転数NEに基づいて、図10の(b)に示されるような低い大気圧用のマップを参照し、過給圧Pclを求める。 In step S5, based on the detected accelerator pedal opening AP and the detected engine speed NE, a superatmospheric pressure Pcl is determined by referring to a map for low atmospheric pressure as shown in FIG. Ask.
ステップS6において、過給圧PchおよびPclに基づいて、検出された大気圧PAに基づく目標過給圧Pc_cmdを計算する。当然ながら、検出された大気圧用のマップが用意されていれば、該マップのみを参照して、目標過給圧を求めることができる。 In step S6, a target boost pressure Pc_cmd based on the detected atmospheric pressure PA is calculated based on the boost pressures Pch and Pcl. Of course, if a map for the detected atmospheric pressure is prepared, the target boost pressure can be obtained by referring only to the map.
ステップS7において、検出されたスロットル開度THと、ステップS3で算出された目標スロットル開度TH_cmdとを比較する。TH>TH_cmdならば、スロットル弁を閉じる方向に制御して、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に収束させる(S8)。TH<TH_cmdならば、スロットル弁を開く方向に制御して、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に収束させる(S9)。TH=TH_cmdならば、スロットル弁を、現在の開度に維持する。 In step S7, the detected throttle opening TH is compared with the target throttle opening TH_cmd calculated in step S3. If TH> TH_cmd, the throttle valve is controlled to close to converge the throttle valve opening to the target throttle opening (S8). If TH <TH_cmd, the throttle valve is controlled to open to converge the throttle valve opening to the target throttle opening (S9). If TH = TH_cmd, the throttle valve is maintained at the current opening.
ステップS10において、過給圧センサ13(図1)によって検出された過給圧Pcと、目標過給圧Pc_cmdとを比較する。Pc>Pc_cmdならば、ウエストゲートバルブを開く方向に制御して、過給圧を目標過給圧に収束させる(S11)。Pc<Pc_cmdならば、ウエストゲートバルブを閉じる方向に制御して、過給圧を目標過給圧に収束させる(S12)。Pc=Pc_cmdならば、ウエストゲートバルブを、現在の開弁量に維持する。 In step S10, the boost pressure Pc detected by the boost pressure sensor 13 (FIG. 1) is compared with the target boost pressure Pc_cmd. If Pc> Pc_cmd, the direction of opening the wastegate valve is controlled to converge the supercharging pressure to the target supercharging pressure (S11). If Pc <Pc_cmd, control is performed so that the wastegate valve is closed, and the supercharging pressure is converged to the target supercharging pressure (S12). If Pc = Pc_cmd, the wastegate valve is maintained at the current valve opening.
図11のフローチャートでは、図9に示されるスロットル制御用のマップと図10に示される過給圧制御用のマップの両方を参照している。代替的に、図8に示されるようなセレクタの機能を実現するステップを設け、検出されたアクセルペダル開度に基づいて、スロットル制御用マップまたは過給圧制御用のマップのいずれかを参照するようにしてもよい。 In the flowchart of FIG. 11, both the throttle control map shown in FIG. 9 and the boost pressure control map shown in FIG. 10 are referred to. Alternatively, a step for realizing the selector function as shown in FIG. 8 is provided, and either the throttle control map or the boost pressure control map is referred to based on the detected accelerator pedal opening. You may do it.
図11のフローチャートのステップS10では、過給圧センサにより検出された過給圧と目標過給圧を比較している。代替的に、過給圧制御が実施される時、スロットル弁が全開にされているならば、吸気管圧力センサにより検出された吸気管圧力と目標過給圧を比較するようにしてもよい。 In step S10 of the flowchart of FIG. 11, the boost pressure detected by the boost pressure sensor is compared with the target boost pressure. Alternatively, when the supercharging pressure control is performed, if the throttle valve is fully opened, the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor may be compared with the target supercharging pressure.
上記の実施形態では、過給を行うためにターボ過給機を用いている。代替的に、他の過給機を用いてもよい。たとえば、エンジンの駆動力によってコンプレッサを回転させるスーパーチャージャを用いることができる。また、異なる方式の過給機を組み合わせてもよい。飽和アクセルペダル開度は、使用する過給機の性能を考慮して設定してもよく、またはアクセルペダル開度に対する過給特性を考慮して設定してもよい。 In the above embodiment, a turbocharger is used to perform supercharging. Alternatively, other superchargers may be used. For example, a supercharger that rotates the compressor by the driving force of the engine can be used. Moreover, you may combine the supercharger of a different system. The saturation accelerator pedal opening may be set in consideration of the performance of the supercharger used, or may be set in consideration of the supercharging characteristic with respect to the accelerator pedal opening.
本明細書におけるインターセプト回転数という用語が、本願発明をターボ過給機に限定する意味で用いているのではない点に注意されたい。すなわち、本明細書では、過給圧特性がエンジン回転数に応じて変化する場合、過給圧が立ち上がって最大値に達することのできるエンジン回転数を表す用語として、インターセプト回転数を用いている。したがって、たとえばスーパーチャージャを用いる場合には、スーパーチャージャが生成する過給圧が最大に達することのできるエンジン回転数が、インターセプト回転数となる。 It should be noted that the term intercept rotational speed in this specification is not used to limit the present invention to a turbocharger. That is, in the present specification, when the supercharging pressure characteristic changes according to the engine speed, the intercept speed is used as a term representing the engine speed at which the boost pressure rises and can reach the maximum value. . Therefore, for example, when a supercharger is used, the engine speed at which the supercharging pressure generated by the supercharger can reach the maximum is the intercept speed.
過給圧を目標過給圧に収束させる制御は、他の任意の適切な手法により実現してもよい。また、電動ウエストゲートバルブの代わりに、機械的なウエストゲートバルブを用いてもよい。機械的なウエストゲートバルブは、排気ガスの圧力が所定値に達したときに開き、排気ガスを逃がす。過給圧の制御は、たとえば、コンプレッサの駆動をモータでアシストすることにより、過給圧を制御することができる。 The control for converging the boost pressure to the target boost pressure may be realized by any other appropriate method. A mechanical wastegate valve may be used instead of the electric wastegate valve. The mechanical wastegate valve opens when the pressure of the exhaust gas reaches a predetermined value and releases the exhaust gas. The supercharging pressure can be controlled, for example, by assisting the driving of the compressor with a motor.
本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用が可能である。 The present invention can also be applied to a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a vertical crankshaft.
1 ECU
2 エンジン
7 スロットル弁
9 ターボ過給機
27 アクセルペダル開度センサ
28 大気圧センサ
1 ECU
2
Claims (5)
前記内燃機関に吸入される空気量を調整するためのスロットル弁と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
前記検出されたアクセルペダル開度が、前記内燃機関の出力が飽和するスロットル弁の開度に応じて設定される飽和アクセルペダル開度以下ならば、前記検出されたアクセルペダル開度に基づいて、前記スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手段と、
前記検出されたアクセルペダル開度が前記飽和アクセルペダル開度より大きければ、前記検出されたアクセルペダル開度に基づいて、前記過給機により生成される過給圧を制御する過給圧制御手段と、を備え、
前記スロットル制御手段は、前記検出された回転数が前記過給機のインターセプト回転数より低ければ、所与のアクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度が基準開度よりも低くなるよう前記スロットル弁を制御し、
前記基準開度は、前記内燃機関の回転数が前記インターセプト回転数である時の、前記所与のアクセルペダル開度に対するスロットル弁の開度である、
内燃機関の出力を制御する装置。 An apparatus for controlling the output of an internal combustion engine equipped with a supercharger,
A throttle valve for adjusting the amount of air taken into the internal combustion engine;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
Accelerator pedal opening detection means for detecting the opening of the accelerator pedal;
If the detected accelerator pedal opening is equal to or less than a saturated accelerator pedal opening set in accordance with the throttle valve opening at which the output of the internal combustion engine is saturated , based on the detected accelerator pedal opening, Throttle control means for controlling the opening of the throttle valve;
If the detected accelerator pedal opening is larger than the saturated accelerator pedal opening, a supercharging pressure control means for controlling a supercharging pressure generated by the supercharger based on the detected accelerator pedal opening. And comprising
If the detected rotational speed is lower than the interceptor rotational speed of the supercharger , the throttle control means is configured so that the throttle valve opening relative to a given accelerator pedal opening is lower than a reference opening. Control
The reference opening is an opening of a throttle valve with respect to the given accelerator pedal opening when the rotation speed of the internal combustion engine is the intercept rotation speed.
A device that controls the output of an internal combustion engine.
前記検出されたエンジン回転数が前記インターセプト回転数より低ければ、該検出されたエンジン回転数が低くなるに従って、アクセルペダル開度の変化に対するスロットル弁の開度の変化が緩やかになるように、前記スロットル弁を制御する、
請求項1に記載の内燃機関の出力を制御する装置。 The throttle control means further includes
If the detected engine rotational speed is lower than the intercept rotational speed , the change in the throttle valve opening relative to the change in the accelerator pedal opening is moderated as the detected engine rotational speed decreases. Control the throttle valve,
The apparatus for controlling the output of the internal combustion engine according to claim 1.
前記検出されたエンジン回転数が前記インターセプト回転数以上ならば、該検出されたエンジン回転数が高くなるに従って、アクセルペダル開度の変化に対するスロットル弁の開度の変化が急峻になるように、前記スロットル弁を制御する、
請求項1に記載の内燃機関の出力を制御する装置。 The throttle control means further includes
If the detected engine speed is equal to or higher than the intercept speed , the change in the throttle valve opening with respect to the change in the accelerator pedal opening becomes steeper as the detected engine speed increases. Control the throttle valve,
The apparatus for controlling the output of the internal combustion engine according to claim 1.
前記スロットル制御手段は、さらに、前記検出された大気圧が低くなるほど、アクセルペダル開度の変化に対するスロットル弁の開度の変化が緩やかになるように、前記スロットル弁を制御する、
請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の出力を制御する装置。 A means for detecting atmospheric pressure;
The throttle control means further controls the throttle valve so that the change in the throttle valve opening relative to the change in the accelerator pedal opening becomes more gradual as the detected atmospheric pressure becomes lower.
The apparatus which controls the output of the internal combustion engine in any one of Claim 1 to 3.
前記検出されたアクセルペダル開度が前記飽和アクセルペダル開度以下ならば前記スロットル制御手段による前記内燃機関の出力の制御を選択し、該検出されたアクセルペダル開度が前記飽和アクセルペダル開度より大きければ前記過給圧制御手段による前記内燃機関の出力の制御を選択する選択手段を備える、
請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関の出力を制御する装置。 further,
If the detected accelerator pedal opening is equal to or less than the saturated accelerator pedal opening , the control of the output of the internal combustion engine by the throttle control means is selected, and the detected accelerator pedal opening is greater than the saturated accelerator pedal opening . wherein Ru comprising a selection means for selecting a control output of the internal combustion engine by the supercharging pressure control means is larger,
The apparatus which controls the output of the internal combustion engine in any one of Claim 1 to 4.
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