JP4626383B2 - Control device for internal combustion engine having supercharger with electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、回生動作可能な電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor capable of regenerative operation.
電動機により駆動可能な過給機を有する内燃機関が知られている。この内燃機関によれば、排気エネルギが小さい場合であっても、電動機を用いて過給圧を高めることができる。
また、TRC(traction control)やVSC(vehicle stability control)のような車両挙動制御に協調させて、電動機の駆動制御を行うことが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1によれば、TRCの継続の有無が予測され、その予測結果に基づいて電動機の作動継続もしくは停止が選択される。
An internal combustion engine having a supercharger that can be driven by an electric motor is known. According to this internal combustion engine, even when the exhaust energy is small, the supercharging pressure can be increased using the electric motor.
In addition, it is known to perform drive control of an electric motor in cooperation with vehicle behavior control such as TRC (traction control) and VSC (vehicle stability control) (see, for example, Patent Document 1). According to this patent document 1, it is predicted whether or not TRC is continued, and the continuation or stop of the operation of the electric motor is selected based on the prediction result.
上記特許文献1には、車両挙動制御を前提とした電動機の制御が記載されているだけであり、電動機の二次的な利用方法については記載されていない。
また、車両挙動制御を具備していない車両も存在するが、このような車両が滑りやすい路面を走行する際、車両姿勢の変化を十分抑制することができない事態が生じ得る。
The above-mentioned Patent Document 1 only describes the control of the electric motor based on the vehicle behavior control, and does not describe the secondary usage method of the electric motor.
There are also vehicles that do not have vehicle behavior control. However, when such a vehicle travels on a slippery road surface, a situation in which a change in the vehicle posture cannot be sufficiently suppressed may occur.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電動機の回生動作を利用して、車両挙動制御が実行されるような状態を未然に防ぐことを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent a state in which vehicle behavior control is executed using a regenerative operation of an electric motor.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、該タービンを介して回生動作が可能な電動機と、該電動機により駆動可能なコンプレッサとを有する過給機と、
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量に基づいて、前記内燃機関で発生するトルクもしくはトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
車両が低μ路を走行しており、かつ、前記トルク推定手段により推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段と、
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
過給圧値を検出する過給圧値検出手段とを備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数値と前記過給圧値とが比例関係を有するように前記回生動作を実行するものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor,
A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
Torque estimation means for estimating the torque generated in the internal combustion engine or the torque change amount based on the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means;
Electric motor control means for performing a regenerative operation by the electric motor when the vehicle is traveling on a low μ road and the torque or torque variation estimated by the torque estimation means is greater than a predetermined value ;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value;
A supercharging pressure value detecting means for detecting a supercharging pressure value,
The electric motor control means performs the regenerative operation so that the engine rotation value and the boost pressure value have a proportional relationship .
また、第2の発明は、電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、該タービンを介して回生動作が可能な電動機と、該電動機により駆動可能なコンプレッサとを有する過給機と、
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量に基づいて、前記内燃機関で発生するトルクもしくはトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
車両が低μ路を走行しており、かつ、前記トルク推定手段により推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段と、
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記内燃機関に噴射する噴射燃料量を制御する燃料噴射量制御手段とを備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数値と前記噴射燃料量とが比例関係を有するように前記回生動作を実行するものであることを特徴とする。
The second invention is a control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor,
A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
Torque estimation means for estimating the torque generated in the internal combustion engine or the torque change amount based on the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means;
Electric motor control means for performing a regenerative operation by the electric motor when the vehicle is traveling on a low μ road and the torque or torque variation estimated by the torque estimation means is greater than a predetermined value;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value ;
And a fuel injection quantity control means for controlling the injection amount of fuel injected into the internal combustion engine,
The electric motor control means performs the regenerative operation so that the engine rotation value and the injected fuel amount have a proportional relationship .
また、第3の発明は、電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと、該タービンを介して回生動作が可能な電動機と、該電動機により駆動可能なコンプレッサとを有する過給機と、
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
過給圧値を検出する過給圧値検出手段と、
車両が低μ路を走行する際に、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値と、前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量とに基づいて、目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
前記過給圧値検出手段により検出された過給圧値が、前記目標過給圧算出手段により算出された目標過給圧よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段とを備え、
前記目標過給圧算出手段は、前記機関回転数値に対して比例関係を有するように前記目標過給圧を算出するものであることを特徴とする。
The third invention is a control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor,
A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
A supercharging pressure value detecting means for detecting a supercharging pressure value;
When the vehicle travels on a low μ road, based on the engine rotation value acquired by the engine rotation value acquisition means and the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means Target boost pressure calculating means for calculating the target boost pressure,
Electric motor control means for executing a regenerative operation by the electric motor when the supercharging pressure value detected by the supercharging pressure value detecting means is larger than the target supercharging pressure calculated by the target supercharging pressure calculating means; equipped with a,
The target boost pressure calculating means calculates the target boost pressure so as to have a proportional relationship with the engine speed value .
また、第4の発明は、第1から第3の何れかの発明において、前記過給機により過給された空気の一部を前記過給機に再循環させる吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を開閉する吸気バイパス弁と、
前記電動機による回生動作を実行する際に、前記吸気バイパス弁を開弁制御する吸気バイパス弁制御手段とを更に備えたことを特徴とする。
Further, a fourth aspect of the invention relates to any one of the first to third aspects of the invention, an intake bypass passage for recirculating a part of the air supercharged by the supercharger to the supercharger,
An intake bypass valve for opening and closing the intake bypass passage;
When performing the regenerative operation by the electric motor, the apparatus further comprises an intake bypass valve control means for controlling the opening of the intake bypass valve.
第1の発明によれば、アクセル開度もしくはアクセル開度変化量に基づき推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、電動機による回生動作が実行される。電動機の回生動作により、過給圧を低下させることができるため、燃料噴射量を減少させることができる。その結果、内燃機関で発生するトルクを抑えることができる。従って、車両が低μ路を走行する場合に、急激なトルクの発生もしくはトルク変化を抑制することができる。よって、電動機の回生動作を利用して、車両挙動制御が実行されるような状態を未然に防ぐことができる。また、第1の発明によれば、この回生動作が、機関回転数値と過給圧値とが比例関係を有するように実行される。これにより、車両が低μ路を走行する場合に最適なトルクを内燃機関で発生させることができる。 According to the first invention, when the torque or torque change amount estimated based on the accelerator opening or the accelerator opening change amount is larger than a predetermined value, the regenerative operation by the electric motor is executed. Since the supercharging pressure can be reduced by the regenerative operation of the electric motor, the fuel injection amount can be reduced. As a result, the torque generated in the internal combustion engine can be suppressed. Therefore, when the vehicle travels on a low μ road, sudden torque generation or torque change can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a state in which vehicle behavior control is executed using the regenerative operation of the electric motor. According to the first invention, the regenerative operation is executed such that the engine speed value and the boost pressure value have a proportional relationship. As a result, an optimal torque can be generated by the internal combustion engine when the vehicle travels on a low μ road.
第2の発明によれば、アクセル開度もしくはアクセル開度変化量に基づき推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、機関回転数値と噴射燃料量とが比例関係を有するように電動機による回生動作が実行される。従って、第1の発明と同様の効果を得ることができる。 According to the second invention, when the torque or the torque change amount estimated based on the accelerator opening or the accelerator opening change amount is larger than a predetermined value, the engine speed value and the injected fuel amount have a proportional relationship. The regenerative operation by the electric motor is executed. Therefore, the same effect as the first invention can be obtained.
第3の発明によれば、算出された目標過給圧よりも過給圧値が大きい場合に、電動機による回生動作が実行される。電動機の回生動作により、過給圧を下げることができるため、燃料噴射量を減少させることができる。その結果、内燃機関で発生するトルクを抑えることができる。従って、車両が低μ路を走行する場合に、急激なトルク発生もしくはトルク変化を抑制することができる。よって、電動機の回生動作を利用して、車両挙動制御が実行されるような状態を未然に防ぐことができる。また、第3の発明によれば、この目標過給圧が、機関回転数値と目標過給圧に対して比例関係を有するように算出される。よって、車両が低μ路を走行する場合に最適なトルクを内燃機関で発生させることができる。 According to the third aspect, when the boost pressure value is larger than the calculated target boost pressure, the regenerative operation by the electric motor is executed. Since the boost pressure can be lowered by the regenerative operation of the electric motor, the fuel injection amount can be reduced. As a result, the torque generated in the internal combustion engine can be suppressed. Therefore, when the vehicle travels on a low μ road, sudden torque generation or torque change can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a state in which vehicle behavior control is executed using the regenerative operation of the electric motor. According to the third aspect of the invention, the target boost pressure is calculated so as to have a proportional relationship with the engine speed value and the target boost pressure. Therefore, an optimum torque can be generated by the internal combustion engine when the vehicle travels on a low μ road.
第4の発明によれば、電動機の回生動作を実行すると共に、吸気バイパス弁が開弁制御される。これにより、過給圧値の目標過給圧からの乖離が大きい場合であっても、過給圧を精度良く制御することができる。よって、車両が低μ路を走行する際のトルク制御を精度良く行うことができる。 According to the fourth aspect of the invention, the regenerative operation of the electric motor is executed, and the intake bypass valve is controlled to open. Thereby, even when the deviation of the supercharging pressure value from the target supercharging pressure is large, the supercharging pressure can be accurately controlled. Therefore, torque control when the vehicle travels on a low μ road can be performed with high accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるシステム構成を示す図である。本実施の形態1のシステムは、電動機付き過給機(モータアシストターボチャージャ)を有するディーゼルエンジンである。
本実施の形態1のシステムは、複数の気筒2aを有するエンジン本体2を備えている。エンジン本体2には冷却水温センサ4が設けられている。図1に示すシステムにおいて、エンジン本体2は、4つの気筒2aに対応して、4つのインジェクタ6を有している。インジェクタ6は、高圧の燃料を気筒2a内に直接噴射するように構成されている。複数のインジェクタ6は、共通のコモンレール8に接続されている。コモンレール8は、サプライポンプ10を介して燃料タンク12に連通している。サプライポンプ10は、燃料タンク12から汲み上げた燃料を所定の圧力まで圧縮し、この圧縮された燃料をコモンレール8に供給するように構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. The system according to the first embodiment is a diesel engine having a supercharger with a motor (motor-assisted turbocharger).
The system according to the first embodiment includes an
エンジン本体2には、吸気マニホールド14が接続されている。吸気マニホールド14には、過給圧センサ16が設けられている。過給圧センサ16は、後述するコンプレッサ26aによって過給された空気(以下「過給空気」という。)の圧力、すなわち、過給圧PIMを測定するように構成されている。吸気マニホールド14には吸気通路18が接続されている。吸気マニホールド14と吸気通路18との接続部近傍には、吸気温度センサ20が設けられている。吸気温度センサ20は、過給空気の温度を測定するように構成されている。吸気通路18における吸気温度センサ20の上流には、電磁式の吸気絞り弁22が設けられている。さらに、吸気絞り弁22の上流には、空冷式のインタークーラ24が設けられている。インタークーラ24は、過給空気を冷却するように構成されている。
An
インタークーラ24の上流には、電動機付きターボチャージャ(以下「MAT」という。)26のコンプレッサ26aが設けられている。コンプレッサ26aは、図示しない連結軸を介してタービン26bと連結されている。タービン26bは、後述する排気通路40に設けられている。このタービン26bが排気エネルギにより回転駆動されることによって、コンプレッサ26aが回転駆動される。
コンプレッサ26aとタービン26bの間には、電動機26cである交流モータが設けられている。電動機26cは、モータコントローラ28に接続されている。モータコントローラ28にはバッテリ29が接続されている。モータコントローラ28は、バッテリ29に蓄えられた電力を電動機26cに供給するように構成されている。また、電動機26cは、排気エネルギでタービン26bを回転させることにより回生動作し、該回生動作により発電するように構成されている。モータコントローラ28は、電動機26cにより発電された電力をバッテリ29に充電するように構成されている。電動機26cの駆動軸は、上記連結軸を兼ねている。よって、コンプレッサ26aは、電動機26cにより強制的に回転駆動可能に構成されている。
A
An AC motor, which is an
コンプレッサ26aの上流にはエアフロメータ30が設けられている。エアフロメータ30は、大気中から吸気通路18内に吸入される空気の量(吸入空気量)を測定するように構成されている。エアフロメータ30の上流にはエアクリーナ32が設けられている。さらに、エアクリーナ32の上流は、大気に開放されている。
An
コンプレッサ26aとエアフロメータ30との間には、吸気バイパス通路34の一端が接続されている。吸気バイパス通路34の他端は、インタークーラ24と吸気絞り弁22との間に接続されている。吸気通路18と吸気バイパス通路34の他端との接続部には、吸気バイパス弁36が設けられている。この吸気バイパス弁36が開弁されると、MAT26により過給され、インタークーラ24により冷却された空気の一部が吸気バイパス通路34を通ってコンプレッサ26aの吸気側に戻される。これにより、コンプレッサ26aの圧力を低減することができる。
One end of an
また、エンジン本体2には、上記吸気マニホールド14と対向するように排気マニホールド38が接続されている。排気マニホールド38には排気通路40が接続されている。上述したように、排気通路40には、MAT26のタービン26bが設けられている。タービン26bは、排気通路40を流通する排気ガスのエネルギによって回転駆動されるように構成されている。
排気通路40におけるタービン26bの下流には、排気ガスを浄化するための触媒42が設けられている。
An
A
排気マニホールド38にはEGR通路44の一端が接続されている。EGR通路44の他端は、吸気マニホールド14と吸気通路18との接続部近傍に接続されている。吸気通路18とEGR通路44の他端との接続部近傍には、EGRバルブ46が設けられている。EGR通路44の途中には、EGR通路44を流れる排気ガスを冷却するEGRクーラ48が設けられている。このEGRバルブ46が開弁されると、排気ガスの一部がEGR通路44及びEGRクーラ48を通って吸気通路18に戻される。排気ガスは空気に比べて酸素量が少ないため、NOxの生成量を低減することができる。
One end of an
本実施の形態1のシステムは、制御装置であるECU(Electronic Control Unit)60を備えている。
ECU60の入力側には、冷却水温センサ4、過給圧センサ16、吸気温度センサ20、エアフロメータ30のほか、クランク角センサ52、アクセル開度センサ54、車輪速センサ56等が接続されている。クランク角センサ52は、図示しないクランク軸の回転角度を検出するように構成されている。アクセル開度センサ54は、図示しないアクセルペダルの開度(以下「アクセル開度」という。)AAを検出するように構成されている。車輪速センサ56は、左右の車両駆動輪にそれぞれ設けられ、各駆動輪の回転数を検出するように構成されている。
また、ECU60の出力側には、インジェクタ6、ポンプ10、モータコントローラ28、吸気バイパス弁36、EGRバルブ46等が接続されている。
ECU60は、クランク角センサ52の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。
ECU60は、車輪速センサ56の出力に基づいて、すなわち、左右の駆動輪の回転数差に基づいて、車両が走行する路面が低μ路が否かを判別することができる。ECU60は、後述する車両出力特性制御により、車両が低μ路を走行する際、モータコントローラ28に対し、電動機26cを回生動作もしくは駆動するように指示する。
The system according to the first embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 that is a control device.
In addition to the coolant temperature sensor 4, the supercharging
Further, an injector 6, a
The
The
また、図示しないが、車両内には、車両運転者によりON/OFF操作されるスノーモードスイッチが設けられている。スノーモードスイッチがONの場合、後述する車両出力特性制御が実行される。さらに、図示しないが、スノーモードスイッチがONの場合に点灯するランプが車両内に設けられている。 Although not shown, a snow mode switch that is turned on and off by the vehicle driver is provided in the vehicle. When the snow mode switch is ON, vehicle output characteristic control described later is executed. Further, although not shown, a lamp that is turned on when the snow mode switch is ON is provided in the vehicle.
[実施の形態1の特徴]
図2は、所定のアクセル開度AAに対応する内燃機関の過給圧特性を示す図である。過給圧は燃料噴射量と関係し、燃料噴射量は内燃機関で発生するトルクと関係している。よって、図2は、内燃機関の出力特性をも示している。
図2において、参考用として波線で示すように、内燃機関がノーマルターボ(つまり、電動機を備えていない過給機)を有する場合には、低機関回転数域では過給圧が低く、ある機関回転数から過給圧が急激に立ち上がる。また、図1に示すMAT26を備えた内燃機関の場合には、図2において一点鎖線で示すように、通常制御により電動機26cを駆動することで、低機関回転数域から過給圧の立ち上がりを大きくすることができる。すなわち、MAT26を作動させることにより、低機関回転数域におけるターボラグを解消することができる。
このように過給圧が高いと、燃料噴射量が多くなり、内燃機関で発生するトルクが大きくなる。また、車両運転者によるアクセル開度操作が大きい場合には、過給圧の上昇がより大きくなるため、より大きいトルクが内燃機関で発生する。
[Features of Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram showing a boost pressure characteristic of the internal combustion engine corresponding to a predetermined accelerator opening AA. The supercharging pressure is related to the fuel injection amount, and the fuel injection amount is related to the torque generated in the internal combustion engine. Therefore, FIG. 2 also shows the output characteristics of the internal combustion engine.
In FIG. 2, as indicated by the wavy line for reference, when the internal combustion engine has a normal turbo (that is, a supercharger not equipped with an electric motor), the supercharging pressure is low in a low engine speed range, and a certain engine The supercharging pressure rises rapidly from the rotational speed. Further, in the case of the internal combustion engine provided with the
Thus, when the supercharging pressure is high, the fuel injection amount increases and the torque generated in the internal combustion engine increases. Further, when the accelerator opening operation by the vehicle driver is large, the boost pressure increases more, so that a larger torque is generated in the internal combustion engine.
ところで、雪道や凍結路のような滑りやすい路面、すなわち、低μ路を車両が走行する場合に、このような大きいトルクが発生すると、車両姿勢が急激に変化する可能性がある。このような場合に、既述したようにTRCやVSC等の車両挙動制御を行うことが知られている。
しかし、車両挙動制御は必ずしも車両に具備されているわけではなく、車両挙動制御を伴わない車両も存在する。車両挙動制御を具備しない車両が低μ路を走行する場合に、上述のような大きいトルクが内燃機関で発生すると、走行中に車両姿勢を崩してしまう事態が生じ得る。
By the way, when the vehicle travels on a slippery road surface such as a snowy road or a frozen road, that is, a low μ road, if such a large torque is generated, the vehicle posture may change abruptly. In such a case, it is known to perform vehicle behavior control such as TRC and VSC as described above.
However, vehicle behavior control is not necessarily provided in the vehicle, and there are vehicles that do not involve vehicle behavior control. When a vehicle that does not have vehicle behavior control travels on a low μ road and a large torque as described above is generated in the internal combustion engine, a situation may occur in which the vehicle posture is lost during traveling.
上述したように、低μ路を車両が走行する際には、内燃機関で発生するトルクを抑える必要がある。そこで、本実施の形態1では、機関回転数NEに対して比例関係を有するようにトルクを制御する。かかるトルク制御は、図2において実線で示すように、機関回転数NEに対して比例関係を有するように過給圧を制御することにより実現することができる。
すなわち、本実施の形態1では、アクセル開度AAと機関回転数NEに基づいて車両で発生する過給圧を推定することで、車両で発生するトルクを推定する(図2の一点鎖線で示す)。そして、この推定したトルクが、図2の実線で示す目標値、すなわち、低μ路の走行で車両姿勢が変化しないようなトルクよりも大きい場合には、電動機26cの回生動作を実行する。電動機26cの回生動作により、過給圧が低下するため、燃料噴射量を減少させることができ、内燃機関で発生するトルクを目標値まで抑えることができる。
As described above, when the vehicle travels on the low μ road, it is necessary to suppress the torque generated by the internal combustion engine. Therefore, in the first embodiment, the torque is controlled so as to have a proportional relationship with the engine speed NE. Such torque control can be realized by controlling the supercharging pressure so as to have a proportional relationship with the engine speed NE as indicated by a solid line in FIG.
That is, in the first embodiment, the torque generated in the vehicle is estimated by estimating the boost pressure generated in the vehicle based on the accelerator opening AA and the engine speed NE (shown by the one-dot chain line in FIG. 2). ). When the estimated torque is larger than the target value indicated by the solid line in FIG. 2, that is, the torque that does not change the vehicle posture when traveling on a low μ road, the regenerative operation of the
従って、本実施の形態1によれば、電動機26cの回生動作を利用して、車両挙動制御が実行されるような状態を未然に防ぐことができる。よって、車両挙動制御を具備しない車両であっても、電動機26cの回生動作により発生トルクを抑制することで、車両姿勢の急激な変化を防ぐことができる。また、車両挙動制御を具備する車両であっても、車両挙動制御を実行する前に車両姿勢を制御することができるため、走行安定性を向上させることができる。
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to prevent a state in which vehicle behavior control is executed using the regenerative operation of the
[実施の形態1における具体的処理]
図3は、本実施の形態1において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。すなわち、図3は、本実施の形態1において実行される車両出力特性制御を示すフローチャートである。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 3 is a flowchart showing a routine executed by the
図3に示すフローによれば、先ず、スノーモードスイッチがONであるか否かを判別する(ステップ100)。ステップ100でスノーモードスイッチがOFFであると判別された場合には、本ルーチンを終了する。
一方、ステップ100でスノーモードスイッチがONであると判別された場合には、機関回転数NE(rpm)、アクセル開度AA(%)、過給圧PIM(kPa)の値を取り込む(ステップ102)。
According to the flow shown in FIG. 3, it is first determined whether or not the snow mode switch is ON (step 100). If it is determined in
On the other hand, if it is determined in
次に、ECU60内に予め記憶されたマップを参照して、機関回転数NEとアクセル開度AAに応じた目標過給圧を算出する。該マップにおいて、目標過給圧は、アクセル開度AAとの関係で定められている。さらに、該マップにおいて、図2に実線で示すように、目標過給圧は、機関回転数NEに対して略リニアな関係で定められている。よって、該マップによれば、車両が低μ路を走行する際に最適な目標過給圧が算出される。ここで、過給圧は、燃料噴射量と関係し、更に内燃機関で発生するトルクと関係する。よって、該マップによれば、車両が低μ路を走行する際に最適なトルクを発生するような目標過給圧が算出される。
Next, a target boost pressure corresponding to the engine speed NE and the accelerator opening AA is calculated with reference to a map stored in advance in the
次に、過給圧PIMが目標過給圧よりも大きいか否かを判別する(ステップ106)。このステップ106では、スロットル開度AAと過給圧PIMの値から推定されるトルクが、低μ路を走行する際に最適なトルクよりも大きいか否かが判別される。すなわち、内燃機関で発生するトルクを抑制する必要があるか否かが判別される。
ステップ106で過給圧PIMが目標過給圧よりも大きいと判別された場合、つまり、内燃機関で発生するトルクを抑制する必要があると判別された場合には、ECU60からモータコントローラ28にMAT回生動作指示が出される(ステップ108)。このMAT回生動作指示により、タービン26bを介して電動機26cは回生動作する。なお、この電動機26cの回生動作により発電された電力は、モータコントローラ28を介してバッテリ29に蓄電される。電動機26cの回生動作により、過給圧が低下するため、燃料噴射量が減少せしめられる。その結果、内燃機関で発生するトルクが抑制され、低μ路の走行に最適なトルクが実現される。
Next, it is determined whether or not the supercharging pressure PIM is larger than the target supercharging pressure (step 106). In this
If it is determined in
一方、ステップ106で過給圧PIMが目標過給圧以下であると判別された場合、つまり、内燃機関で発生するトルクを増加させる必要があると判別された場合には、吸気バイパス弁36を閉弁操作する(ステップ110)。
On the other hand, if it is determined in
次に、電動機26cが駆動されているか否か、すなわち、モータコントローラ28により電動機26cに電力が供給されているか否かを判別する(ステップ112)。このステップ112で電動機26cが駆動されていると判別された場合には、上記ステップ108における吸気バイパス弁36の閉弁制御により過給圧PIMが目標過給圧まで上昇すると判断され、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップ112で電動機26cが駆動されていないと判別された場合には、上記ステップ110における吸気バイパス弁26の閉弁制御だけでは過給圧PIMを目標過給圧まで上昇させることができないと判断される。この場合、ECU60は、ECU60内に予め記憶された別のマップを参照して、過給圧PIMに応じたMAT26への供給電力を算出すると共に、モータコントローラ28にMAT駆動指示が出される(ステップ114)。このMAT駆動指示により、電動機26cへの電力供給が行われ、電動機26cが強制駆動される(MATオン)。
Next, it is determined whether or not the
以上説明したように、図3に示すルーチンによれば、アクセル開度AA及び機関回転数NEに応じて目標過給圧を算出し、算出した目標過給圧よりも過給圧が大きい場合には、内燃機関で発生するトルク推定量が大きいと判断され、電動機26cの回生動作が実行される。電動機26cの回生動作により、タービン26bの回転数が低下し、その結果、過給圧が低下する。よって、燃料噴射量を抑えることができ、発生トルクを抑えることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 3, the target boost pressure is calculated according to the accelerator opening AA and the engine speed NE, and the boost pressure is larger than the calculated target boost pressure. Is determined that the estimated torque amount generated in the internal combustion engine is large, and the regenerative operation of the
ところで、本実施の形態1では、ディーゼルエンジンのシステムについて説明したが、本発明を、MATを有するガソリンエンジンのシステムに対しても適用することができる。
また、本実施の形態1では、車両運転者によってスノーモードスイッチがON操作された場合に、車両出力特性制御を行っているが、これに限られず、車輪速センサ56により左右駆動輪の回転数差が検出された場合に、車両出力特性制御を行ってもよい。
In the first embodiment, the diesel engine system has been described. However, the present invention can also be applied to a gasoline engine system having a MAT.
In the first embodiment, the vehicle output characteristic control is performed when the snow mode switch is turned on by the vehicle driver. However, the present invention is not limited to this, and the rotational speed of the left and right drive wheels is not limited to this. When a difference is detected, vehicle output characteristic control may be performed.
また、本実施の形態1では、アクセル開度AAに基づき推定されたトルクが大きい場合に電動機26cを回生動作させているが、アクセル開度AAの変化量に基づき、トルク変化量を推定し、この推定したトルク変化量が大きい場合に電動機26cを回生動作させてもよい。この場合も、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態1では、過給圧PIMと目標過給圧との比較結果に基づいて電動機26cを回生動作させているが、発生トルクと関係を有する燃料噴射量と目標燃料噴射量との比較結果に基づいて電動機26cを回生動作させてもよい。ここで、燃料噴射量は過給圧により定まるため、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1では、吸気バイパス通路34の他端が、インタークーラ24と吸気絞り弁22との間に接続されているが、これに限らず、インタークーラ24とコンプレッサ26aとの間に接続されたシステムであってもよい。
また、本実施の形態1では、クランク角センサ52の検出信号に基づいて機関回転数NEを算出しているが、機関回転数センサを用いて機関回転数NEを直接検出するシステムを用いることによっても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the other end of the
Further, in the first embodiment, the engine speed NE is calculated based on the detection signal of the
尚、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ102の処理を実行することにより第1〜第3の発明における「アクセル開度値取得手段」、「機関回転数値取得手段」及び第1、第3の発明における「過給圧値検出手段」が、ステップ104の処理を実行することにより第3の発明における「目標過給圧算出手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU60が、ステップ106の処理を実行することにより第1、第2の発明における「トルク推定手段」が、ステップ106及びステップ108の処理を実行することにより第1〜第3の発明における「電動機制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment,
Further, when the
実施の形態2.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図4に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The system of the second embodiment can be realized by causing the
[実施の形態2の特徴]
上記実施の形態1では、過給圧PIMが目標過給圧よりも大きい場合にMATの回生動作が実行される。
ところで、過給圧PIMの目標過給圧からの乖離が大きい場合には、MATの回生動作のみでは、過給圧を目標空燃比まで低下させることができない事態や、目標空燃比まで低下させるまでの時間が長くなる事態が生じ得る。この場合、低μ路走行時における車両の姿勢制御を精度良く行うことができない可能性がある。
[Features of Embodiment 2]
In the first embodiment, the MAT regeneration operation is executed when the supercharging pressure PIM is larger than the target supercharging pressure.
By the way, when the deviation of the supercharging pressure PIM from the target supercharging pressure is large, the situation in which the supercharging pressure cannot be reduced to the target air-fuel ratio only by the regenerative operation of the MAT, or until the target air-fuel ratio is reduced. There may be a situation in which the time is long. In this case, there is a possibility that the attitude control of the vehicle when traveling on a low μ road cannot be performed with high accuracy.
そこで、本実施の形態2では、過給圧PIMの目標過給圧からの乖離が大きい場合には、MATの回生動作を実行すると共に、吸気バイパス弁36を開弁操作する。ここで、吸気バイパス弁36の開度は、過給圧PIMの目標過給圧からの乖離度に応じて決定する。具体的には、乖離度が大きいほど、吸気バイパス弁36の開度を大きくする。これにより、本実施の形態2では、過給圧PIMを目標空燃比に対して精度良く制御することができる。よって、内燃機関で発生されるトルクを精度良く制御することができ、低μ路を走行する際に、車両姿勢制御を精度良く行うことができる。
Therefore, in the second embodiment, when the deviation of the supercharging pressure PIM from the target supercharging pressure is large, the MAT regeneration operation is executed and the
[実施の形態2における具体的処理]
図4は、本実施の形態2において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図4に示すフローによれば、先ず、実施の形態1と同様に、ステップ106の処理まで実行する。
ステップ106で過給圧PIMが目標過給圧以下であると判別された場合には、実施の形態1と同様に、吸気バイパス弁36を開弁操作する(ステップ(110)。さらに、電動機26cが駆動されているか否かを判別する(ステップ112)。このステップ112で電動機26cが駆動されていると判別された場合には、本ルーチンを終了する。一方、電動機26cが駆動されていないと判別された場合には、電動機26cを強制駆動した後(ステップ114)、本ルーチンを終了する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 4 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the flow shown in FIG. 4, first, the processing up to step 106 is executed as in the first embodiment.
When it is determined in
一方、上記ステップ106で過給圧PIMが目標過給圧よりも大きいと判別された場合、つまり、内燃機関で発生するトルクを抑制する必要があると判別された場合には、次のステップ116に移る。このステップ116では、過給圧と目標過給圧との差が所定値よりも大きいか否か、つまり、過給圧の目標過給圧からの乖離が大きいか否かを判別する。ステップ116で過給圧と目標過給圧との差が所定値以下であると判別された場合、つまり、過給圧の目標過給圧からの乖離が小さいと判別された場合には、吸気バイパス弁36の開弁操作をすることなく、ECU60からモータコントローラ28にMAT回生動作指示が出される(ステップ124)。このMAT回生動作指示により、タービン26bを介して電動機26cは回生動作し、過給圧が低下する。
On the other hand, if it is determined in
ステップ116で過給圧と目標過給圧との差が所定値よりも大きいと判別された場合、つまり、過給圧の目標過給圧からの乖離が大きいと判別された場合には、ECU60からモータコントローラ28にMAT回生動作指示が出され、電動機26cの回生動作が実行される(ステップ118)。さらに、ECU60内に予め記憶された別のマップを参照して、過給圧と目標過給圧との差に応じた吸気バイパス弁36の開度が算出される(ステップ120)。該マップにおいて、過給圧と目標過給圧との差が大きいほど、吸気バイパス弁36の開度が大きくなるように設定されている。このマップによれば、過給圧の目標過給圧からの乖離が大きい場合には、吸気バイパス弁36の開度が大きく操作され、過給圧を早期に目標過給圧まで低下させることができる。
次に、ステップ122で算出された開度だけ、吸気バイパス弁36を開弁操作する(ステップ122)。
If it is determined in
Next, the
以上説明したように、図4に示すルーチンによれば、過給圧と目標過給圧との差が所定値よりも大きい場合には、電動機26cの回生動作が実行されるとともに、吸気バイパス弁36の開弁操作が行われる。よって、過給圧の目標過給圧からの乖離が大きい場合であっても、早期に過給圧を目標過給圧まで低下させることができる。
また、過給圧の目標過給圧からの乖離が大きいほど、吸気バイパス弁36の開度が大きく設定される。よって、乖離の度合に応じて、吸気バイパス弁36の開度が設定されるため、過給圧を精度良く制御することができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 4, when the difference between the supercharging pressure and the target supercharging pressure is larger than a predetermined value, the regenerative operation of the
Further, the larger the deviation of the boost pressure from the target boost pressure, the larger the opening degree of the
尚、本実施の形態2においては、ECU60が、ステップ122の処理を実行することにより第4の発明における「吸気バイパス弁制御手段」が実現されている。
In the second embodiment, the “intake bypass valve control means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the
2 エンジン本体
2a 気筒
4 冷却水温センサ
6 インジェクタ
8 コモンレール
10 サプライポンプ
12 燃料タンク
14 吸気マニホールド
16 過給圧センサ
18 吸気通路
20 吸気温度センサ
22 吸気絞り弁
24 インタークーラ
26 ターボチャージャ
26a コンプレッサ
26b タービン
26c 電動機
28 モータコントローラ
30 エアフロメータ
32 エアクリーナ
34 吸気バイパス通路
36 吸気バイパス弁
38 排気マニホールド
40 排気通路
42 触媒
44 EGR通路
46 EGRバルブ
48 EGRクーラ
52 クランク角センサ
54 アクセル開度センサ
55 車両重量センサ
56 車輪速センサ
2
Claims (4)
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量に基づいて、前記内燃機関で発生するトルクもしくはトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
車両が低μ路を走行しており、かつ、前記トルク推定手段により推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段と、
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
過給圧値を検出する過給圧値検出手段とを備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数値と前記過給圧値とが比例関係を有するように前記回生動作を実行するものであることを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
Torque estimation means for estimating the torque generated in the internal combustion engine or the torque change amount based on the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means;
Electric motor control means for performing a regenerative operation by the electric motor when the vehicle is traveling on a low μ road and the torque or torque variation estimated by the torque estimation means is greater than a predetermined value ;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value;
A supercharging pressure value detecting means for detecting a supercharging pressure value,
The control device for an internal combustion engine having a supercharger with a motor, wherein the motor control means executes the regenerative operation so that the engine rotation value and the supercharging pressure value have a proportional relationship .
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量に基づいて、前記内燃機関で発生するトルクもしくはトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
車両が低μ路を走行しており、かつ、前記トルク推定手段により推定されたトルクもしくはトルク変化量が所定値よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段と、
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記内燃機関に噴射する噴射燃料量を制御する燃料噴射量制御手段とを備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数値と前記噴射燃料量とが比例関係を有するように前記回生動作を実行するものであることを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
Torque estimation means for estimating the torque generated in the internal combustion engine or the torque change amount based on the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means;
Electric motor control means for performing a regenerative operation by the electric motor when the vehicle is traveling on a low μ road and the torque or torque variation estimated by the torque estimation means is greater than a predetermined value;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value ;
And a fuel injection quantity control means for controlling the injection amount of fuel injected into the internal combustion engine,
The control apparatus for an internal combustion engine having a supercharger with a motor, wherein the motor control means executes the regenerative operation so that the engine rotation value and the injected fuel amount have a proportional relationship .
機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
アクセル開度値もしくはアクセル開度変化量を取得するアクセル開度値取得手段と、
過給圧値を検出する過給圧値検出手段と、
車両が低μ路を走行する際に、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値と、前記アクセル開度値取得手段により取得されたアクセル開度値もしくはアクセル開度変化量とに基づいて、目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
前記過給圧値検出手段により検出された過給圧値が、前記目標過給圧算出手段により算出された目標過給圧よりも大きい場合に、前記電動機による回生動作を実行する電動機制御手段とを備え、
前記目標過給圧算出手段は、前記機関回転数値に対して比例関係を有するように前記目標過給圧を算出するものであることを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an electric motor capable of regenerative operation via the turbine, and a compressor driven by the electric motor;
Engine speed value acquisition means for acquiring the engine speed value;
An accelerator opening value acquisition means for acquiring an accelerator opening value or an accelerator opening change amount;
A supercharging pressure value detecting means for detecting a supercharging pressure value;
When the vehicle travels on a low μ road, based on the engine rotation value acquired by the engine rotation value acquisition means and the accelerator opening value or the accelerator opening change amount acquired by the accelerator opening value acquisition means Target boost pressure calculating means for calculating the target boost pressure,
Electric motor control means for executing a regenerative operation by the electric motor when the supercharging pressure value detected by the supercharging pressure value detecting means is larger than the target supercharging pressure calculated by the target supercharging pressure calculating means; equipped with a,
The control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor , wherein the target supercharging pressure calculating means calculates the target supercharging pressure so as to have a proportional relationship with the engine rotational value. .
前記過給機により過給された空気の一部を前記過給機に再循環させる吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を開閉する吸気バイパス弁と、
前記電動機による回生動作を実行する際に、前記吸気バイパス弁を開弁制御する吸気バイパス弁制御手段とを更に備えたことを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 In the control apparatus of the internal combustion engine having the supercharger with an electric motor according to any one of claims 1 to 3 ,
An intake bypass passage for recirculating a part of the air supercharged by the supercharger to the supercharger;
An intake bypass valve for opening and closing the intake bypass passage;
A control device for an internal combustion engine having a supercharger with a motor, further comprising an intake bypass valve control means for controlling the opening of the intake bypass valve when performing a regenerative operation by the motor.
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