JP5195142B2 - Air bypass valve control device - Google Patents

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Description

本発明は、エアバイパスバルブの制御装置に関する。   The present invention relates to an air bypass valve control device.

過給機を備える内燃機関において、機関減速時にスロットル弁が急激に閉弁されると、過給機のコンプレッサとスロットル弁との間で吸気脈動が発生し、コンプレッサを破損させることがあるために、吸気脈動が発生した時には、コンプレッサをバイパスするバイパス通路に設けられたエアバイパスバルブを開弁し、コンプレッサ下流側の圧力を低下させて吸気脈動を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In an internal combustion engine equipped with a supercharger, if the throttle valve is suddenly closed during engine deceleration, intake pulsation may occur between the compressor and the throttle valve of the supercharger, which may damage the compressor. It has been proposed that when intake pulsation occurs, an air bypass valve provided in a bypass passage that bypasses the compressor is opened to reduce the pressure on the downstream side of the compressor to suppress intake pulsation (for example, patents) Reference 1).

特開２００４−２５１２４０JP2004-251240 特開２００１−２８０１４４JP2001-280144 実開昭６２−１３５８３５Japanese Utility Model Sho 62-135835 特開昭６２−７８４３０JP-A-62-78430 実開昭６３−２４３２７Akisho 63-24327 特許４０１７３３６Patent 4017336

前述の背景技術においては、実際に吸気脈動が発生してからエアバイパスバルブを開弁させるために、吸気脈動の持続によるコンプレッサの破損を防止することはできるが、僅かな時間でも吸気脈動が発生するために、異音が発生し、また、この時のエアフローメータの検出精度を低下させる。   In the above-mentioned background art, since the air bypass valve is opened after the intake pulsation actually occurs, it is possible to prevent the compressor from being damaged due to the continuation of the intake pulsation, but the intake pulsation occurs even for a short time. Therefore, abnormal noise is generated, and the detection accuracy of the air flow meter at this time is lowered.

従って、本発明の目的は、過給機のコンプレッサをバイパスするバイパス通路に配置されたエアバイパスバルブの制御装置であって、機関減速時に吸気脈動を発生させないようにすることである。   Accordingly, an object of the present invention is a control device for an air bypass valve disposed in a bypass passage that bypasses a compressor of a supercharger, and is intended to prevent the occurrence of intake pulsation during engine deceleration.

本発明による請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置は、過給機のコンプレッサをバイパスするエアバイパス通路に配置されたエアバイパスバルブの制御装置であって、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側の前記コンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき推定される現在のスロットル弁通過吸気流量が、現在の前記過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an air bypass valve control device according to the present invention, which is an air bypass valve control device disposed in an air bypass passage for bypassing a compressor of a supercharger, wherein the throttle valve opening, The intake throttle pulsation generation upper limit of the compressor set to the current boost pressure is set to the current throttle valve passage intake flow rate estimated based on the boost pressure of the compressor on the upstream side and the intake pressure on the downstream side of the throttle valve When the flow rate is lower than the flow rate, the air bypass valve is opened.

本発明による請求項２に記載のエアバイパスバルブの制御装置は、請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置において、スロットル弁はアクチュエータにより開度制御されるものであり、現在のスロットル弁通過吸気流量を推定するための前記スロットル弁開度は現在の目標開度とすることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for an air bypass valve according to the first aspect, wherein the throttle valve is controlled by an actuator so that the current throttle valve passage is achieved. The throttle valve opening for estimating the intake flow rate is a current target opening.

本発明による請求項３に記載のエアバイパスバルブの制御装置は、請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置において、現在のスロットル弁通過吸気流量は、直前のスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きいほど大幅に減量補正することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the air bypass valve control device according to the first aspect, wherein the current throttle valve passage intake flow rate is a change amount of the immediately preceding throttle valve passage intake flow rate. The larger the value is, the more the weight loss is corrected.

本発明による請求項４に記載のエアバイパスバルブの制御装置は、過給機のコンプレッサをバイパスするエアバイパス通路のエアバイパスバルブの制御装置であって、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側の前記コンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき推定される現在のスロットル弁通過吸気流量、及び、スロットル弁下流側吸気圧に基づき推定される現在の吸気弁通過吸気流量のうちの少ない方が、現在の前記過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とする。   A control device for an air bypass valve according to a fourth aspect of the present invention is a control device for an air bypass valve in an air bypass passage that bypasses the compressor of the supercharger, and includes a throttle valve opening and a throttle valve upstream side. Of the current throttle valve passage intake flow rate estimated based on the boost pressure of the compressor and the throttle valve downstream intake pressure, and the current intake valve passage intake flow rate estimated based on the throttle valve downstream intake pressure The air bypass valve is opened when the smaller one is equal to or lower than the compressor intake pulsation generation upper limit flow rate set for the current supercharging pressure.

本発明による請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置によれば、現在のスロットル弁通過吸気流量は、吸気量を減少させる機関減速時において、直後のコンプレッサ通過吸気流量に確実に対応するために、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側のコンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき現在のスロットル弁通過吸気流量を推定して、これが現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、直後に確実に吸気脈動が発生することとなり、この時にエアバイパスバルブを開弁し、吸気脈動の発生を未然に防止するようになっている。   According to the control apparatus for an air bypass valve of the first aspect of the present invention, the current throttle valve passage intake flow rate reliably corresponds to the compressor passage intake flow rate immediately after the engine is decelerated to reduce the intake amount. In addition, the current throttle valve passage intake flow rate is estimated based on the throttle valve opening, the compressor boost pressure upstream of the throttle valve, and the throttle valve downstream intake pressure. When the intake pulsation generation upper limit flow rate of the compressor is below the set upper limit flow rate, intake pulsation will surely occur immediately, and at this time the air bypass valve is opened to prevent the occurrence of intake pulsation in advance. Yes.

本発明による請求項２に記載のエアバイパスバルブの制御装置によれば、請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置において、スロットル弁はアクチュエータにより開度制御されるものであり、現在のスロットル弁通過吸気流量を推定するためのスロットル弁開度は現在の目標開度としており、それにより、直後に実現されるスロットル弁開度に基づき推定されたスロットル弁通過吸気流量が、現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる現在において、エアバイパスバルブを開弁するようになっているために、直後に確実に発生する吸気脈動を前もって確実に防止することができる。   According to the air bypass valve control device according to claim 2 of the present invention, in the air bypass valve control device according to claim 1, the throttle valve is controlled by an actuator, and the current throttle valve The throttle valve opening for estimating the valve-passing intake flow rate is set to the current target opening, so that the throttle valve-passing intake flow rate estimated based on the throttle valve opening that is realized immediately after is set to the current supercharging amount. Since the air bypass valve is now opened when the intake pulsation generation upper limit flow rate of the compressor set for the pressure is not exceeded, the intake pulsation that occurs immediately after that is surely prevented in advance. Can do.

本発明による請求項３に記載のエアバイパスバルブの制御装置によれば、請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置において、現在のスロットル弁通過吸気流量は、直前のスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きいほど大幅に減量補正されるようにしており、それにより、直前のスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きくコンプレッサ通過吸気流量も大幅に減少して吸気脈動が発生し易くなるほど現在のスロットル弁通過吸気流量が大きく減量補正され、現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となり易くなるために、エアバイパスバルブが開弁されて直後に確実に発生する吸気脈動を前もって確実に防止することができる。   According to the control device for an air bypass valve of the third aspect of the present invention, in the control device for the air bypass valve of the first aspect, the current throttle valve passage intake flow rate is equal to the previous throttle valve passage intake flow rate. As the amount of change is larger, the amount of decrease is corrected significantly, and as a result, the amount of change in the intake flow rate through the previous throttle valve is large, the intake flow rate through the compressor is greatly reduced, and intake pulsation is more likely to occur. Since the intake flow rate through the throttle valve is greatly reduced and tends to be less than the upper limit flow rate of the intake pulsation of the compressor set for the current boost pressure, it is surely generated immediately after the air bypass valve is opened. Inspiratory pulsation can be reliably prevented in advance.

本発明による請求項４に記載のエアバイパスバルブの制御装置によれば、機関減速時において吸気弁のリフト量又は開弁期間等を制御して吸入量を減少させる場合には、現在のスロットル弁通過吸気流量、及び、現在の吸気弁通過吸気流量のうちの少ない方が、直後のコンプレッサ通過吸気流量に確実に対応するために、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側のコンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき推定される現在のスロットル弁通過吸気流量、及び、現在のスロットル弁下流側吸気圧に基づき推定される現在の吸気弁通過吸気流量のうちの少ない方が現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、直後に確実に吸気脈動が発生することとなり、この時にエアバイパスバルブを開弁し、吸気脈動の発生を未然に防止するようになっている。   According to the control device for an air bypass valve according to claim 4 of the present invention, when the intake amount is decreased by controlling the lift amount or the valve opening period of the intake valve during engine deceleration, the current throttle valve In order to ensure that the smaller of the passing intake flow rate and the current intake valve passing intake flow rate corresponds to the immediately following compressor passing intake flow rate, the throttle valve opening and the boost pressure of the compressor upstream of the throttle valve And the current throttle valve passage intake flow rate estimated based on the throttle valve downstream intake pressure and the current intake valve passage intake flow rate estimated based on the current throttle valve downstream intake pressure When the compressor intake pulsation generation upper limit flow set for the current boost pressure is not reached, intake pulsation is surely generated immediately after that, and at this time Opening the valve, so as to prevent the occurrence of intake pulsation in advance.

図１は、本発明による制御装置により制御されるエアバイパスバルブを備える内燃機関を示す概略図である。同図において、１は機関本体であり、２は機関吸気系である。機関吸気系２には、ターボチャージャ又はスーパーチャージャのコンプレッサ３が配置され、コンプレッサ３の下流側にはインタークーラ４が配置され、インタークーラ４の下流側にはスロットル弁５が配置されている。スロットル弁５の上流側においてコンプレッサ３をバイパスするバイパス通路６が設けられ、バイパス通路６にはエアバイパスバルブ７が配置されている。   FIG. 1 is a schematic view showing an internal combustion engine having an air bypass valve controlled by a control device according to the present invention. In the figure, 1 is an engine body and 2 is an engine intake system. A turbocharger or supercharger compressor 3 is disposed in the engine intake system 2, an intercooler 4 is disposed downstream of the compressor 3, and a throttle valve 5 is disposed downstream of the intercooler 4. A bypass passage 6 that bypasses the compressor 3 is provided upstream of the throttle valve 5, and an air bypass valve 7 is disposed in the bypass passage 6.

通常運転時において、吸気はコンプレッサ３により過給されて充填効率が高められるために、高い機関出力を得ることができる。一方、機関減速時となって必要な吸気量が激減すると、スロットル弁５の開度が急激に減少させられる。しかしながら、コンプレッサ３の過給圧は直ぐには減少せず、図２に示すように、コンプレッサ３を通過する吸気流量が、実線で示すコンプレッサ３の現在の過給圧に対する吸気脈動発生上限流量以下となると、コンプレッサ３とスロットル弁５との間において吸気脈動が発生する。   During normal operation, the intake air is supercharged by the compressor 3 to increase the charging efficiency, so that a high engine output can be obtained. On the other hand, when the required intake amount is drastically reduced during engine deceleration, the opening of the throttle valve 5 is rapidly reduced. However, the supercharging pressure of the compressor 3 does not decrease immediately, and as shown in FIG. 2, the intake air flow rate passing through the compressor 3 is less than the intake pulsation generation upper limit flow rate with respect to the current supercharging pressure of the compressor 3 indicated by a solid line. As a result, intake air pulsation occurs between the compressor 3 and the throttle valve 5.

このような吸気脈動が持続すると、コンプレッサ３を破損させる等の問題を発生させるために、吸気脈動を抑制することが必要とされる。図３に示すように、機関減速時となってスロットル弁５の開度が減少させられると、当初は、点線で示すようにスロットル弁５を通過する吸気流量は徐々に減少し、実線で示すコンプレッサ３を通過する吸気流量は僅かに遅れて減少する。コンプレッサ３を通過する吸気流量は、次いで、急激に減少して、現在の過給圧（スロットル弁５の上流側圧力）に対する吸気脈動発生上限流量以下となり、一般的には、この時にエアバイパスバルブ７（ＡＢＶ）を開弁させるが、スロットル弁５の上流側圧力の脈動が発生してしまう。   If such intake pulsation continues, it is necessary to suppress the intake pulsation in order to cause problems such as damage to the compressor 3. As shown in FIG. 3, when the opening degree of the throttle valve 5 is reduced at the time of engine deceleration, initially, the intake flow rate passing through the throttle valve 5 gradually decreases as indicated by the dotted line, and is indicated by the solid line. The intake air flow rate passing through the compressor 3 decreases with a slight delay. Next, the intake air flow rate passing through the compressor 3 rapidly decreases and becomes equal to or lower than the intake pulsation generation upper limit flow rate with respect to the current supercharging pressure (upstream pressure of the throttle valve 5). 7 (ABV) is opened, but the pulsation of the upstream pressure of the throttle valve 5 occurs.

このようなエアバイパスバルブ７の開弁によりコンプレッサ３の過給圧は急激に減少し、コンプレッサ３を通過する吸気流量は吸気脈動発生上限流量より多くなって吸気脈動は抑制されるが、僅かな時間でも吸気脈動が発生すると、異音が発生し、また、この時のエアフローメータの出力は信頼性が低いものとなる。   By opening the air bypass valve 7 as described above, the supercharging pressure of the compressor 3 rapidly decreases, and the intake air flow rate passing through the compressor 3 becomes larger than the intake pulsation generation upper limit flow rate, and the intake pulsation is suppressed. If intake pulsation occurs even in time, abnormal noise is generated, and the output of the air flow meter at this time becomes unreliable.

本制御装置は、電子制御装置であり、機関減速時の吸気脈動の発生を未然に防止することを目的としており、図５に示すフローチャートに従ってエアバイパスバルブ７の開閉を制御する。先ず、ステップ１０１において、機関減速時であるか否かが判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了する。一方、ステップ１０１の判断が肯定される時には、ステップ１０２において、現在のコンプレッサ３の過給圧、すなわち、現在のスロットル弁５の上流側吸気圧に対する吸気脈動発生上限流量ｍｓを算出又は図２のグラフから読み込むことにより設定する。   The present control device is an electronic control device and aims to prevent the occurrence of intake pulsation during engine deceleration, and controls the opening and closing of the air bypass valve 7 according to the flowchart shown in FIG. First, in step 101, it is determined whether or not the engine is decelerating. When this judgment is denied, the process is terminated as it is. On the other hand, when the determination in step 101 is affirmed, in step 102, the intake pulsation generation upper limit flow rate ms for the current boost pressure of the compressor 3, that is, the upstream intake pressure of the current throttle valve 5, is calculated or shown in FIG. Set by reading from the graph.

次いで、ステップ１０３において、スロットル弁５を通過する現在の吸気流量ｍｔを算出し、ステップ１０４に進む。ステップ１０４では、スロットル弁５を通過する現在の吸気流量ｍｔが現在の吸気脈動発生上限流量ｍｓ以下であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、直ぐに吸気脈動が発生することはなく、ステップ１０５においてエアバイパスバルブ７を閉弁したまま終了する。こうして、過給圧を減少させる不必要なエアバイパスバルブ７の開弁を防止する。   Next, at step 103, the current intake flow rate mt passing through the throttle valve 5 is calculated, and the routine proceeds to step 104. In step 104, it is determined whether or not the current intake flow rate mt passing through the throttle valve 5 is equal to or less than the current intake pulsation generation upper limit flow rate ms. When this determination is negative, the intake pulsation does not occur immediately, and the routine ends with the air bypass valve 7 closed in step 105. In this way, unnecessary opening of the air bypass valve 7 that reduces the supercharging pressure is prevented.

図４に示すように、コンプレッサ３を通過する吸気流量（実線）は、スロットル弁５を通過する吸気流量（点線）に追従する。それにより、スロットル弁５を通過する現在の吸気流量ｍｔは、直後のコンプレッサ３を通過する吸気流量に対応しており、ステップ１０４の判断が肯定される時には、直後に吸気脈動が発生することを意味している。それにより、スロットル弁５を通過する現在の吸気流量ｍｔが現在の吸気脈動発生上限流量ｍｓ以下となってステップ１０４の判断が肯定される時には、ステップ１０６においてエアバイパスバルブ７（ＡＢＶ）を開弁し、コンプレッサ３の過給圧を低下させて対応する吸気脈動発生上限流量を低下させ、吸気脈動（上流側圧力の脈動）の発生を未然に防止するようになっている。   As shown in FIG. 4, the intake flow rate (solid line) passing through the compressor 3 follows the intake flow rate (dotted line) passing through the throttle valve 5. As a result, the current intake air flow rate mt passing through the throttle valve 5 corresponds to the intake air flow rate passing through the compressor 3 immediately after that, and when the determination in step 104 is affirmed, the intake air pulsation occurs immediately after that. I mean. As a result, when the current intake flow rate mt passing through the throttle valve 5 is equal to or lower than the current intake pulsation generation upper limit flow rate ms and the determination in step 104 is affirmed, the air bypass valve 7 (ABV) is opened in step 106. Then, the supercharging pressure of the compressor 3 is lowered to lower the corresponding intake pulsation generation upper limit flow rate, thereby preventing the occurrence of intake pulsation (upstream pressure pulsation).

スロットル弁５を通過する吸気流量ｍｔ（スロットル弁通過吸気流量）は、機関吸気系をモデル化して算出するようになっている。先ず、スロットル弁５をモデル化することにより、吸気がスロットル弁５を通過する際のエネルギ保存則、運動量保存則、及び、状態方程式を使用して、今回のスロットル弁通過吸気流量ｍｔ(i)（ｇ／ｓｅｃ）が、次式（１）によって表される。以下の式を含めて、スロットル弁通過吸気流量等の変数の添え字（ｉ）は今回を示し、（ｉ−１）は前回を示している。

Figure 0005195142
The intake air flow rate mt passing through the throttle valve 5 (throttle valve passing intake flow rate) is calculated by modeling the engine intake system. First, by modeling the throttle valve 5, using the energy conservation law, the momentum conservation law, and the state equation when the intake air passes through the throttle valve 5, the current throttle valve passage intake flow rate mt (i) (G / sec) is expressed by the following equation (1). Including the following expression, the subscript (i) of the variable such as the throttle valve passage intake flow rate indicates the current time, and (i-1) indicates the previous time.
Figure 0005195142

ここで、μ(i)は流量係数であり、Ａ(i)はスロットル弁５の開口面積（ｍ3）である。もちろん、機関吸気系にアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣ弁）が設けられている時には、Ａ(i)には、ＩＳＣ弁の開口面積が加えられる。流量係数及びスロットル弁の開口面積は、それぞれがスロットル弁開度ＴＡ(i)（度）の関数となっており、図６及び７には、それぞれのスロットル弁開度ＴＡに対するマップが図示されている。Ｒは気体定数であり、Ｔａ(i)はスロットル弁上流側の吸気温度（Ｋ）であり、Ｐａｃ(i)はスロットル弁上流側の吸気圧力（ｋＰａ）、すなわち、コンプレッサ３の過給圧であり、Ｐｍ(i)はスロットル弁下流側の吸気圧力（ｋＰａ）である。また、関数Φ（Ｐｍ(i)／Ｐａｃ(i)）は、比熱比κを使用して次式（２）によって表されるものであり、図８にはＰｍ／Ｐａｃに対するマップが図示されている。

Figure 0005195142
Here, μ (i) is a flow coefficient, and A (i) is an opening area (m 3 ) of the throttle valve 5. Of course, when an idle speed control valve (ISC valve) is provided in the engine intake system, the opening area of the ISC valve is added to A (i) . Each of the flow coefficient and the opening area of the throttle valve is a function of the throttle valve opening TA (i) (degree), and FIGS. 6 and 7 show maps for the respective throttle valve openings TA. Yes. R is a gas constant, Ta (i) is the intake air temperature (K) upstream of the throttle valve, and Pac (i) is the intake air pressure (kPa) upstream of the throttle valve, that is, the boost pressure of the compressor 3 Pm (i) is the intake pressure (kPa) on the downstream side of the throttle valve. The function Φ (Pm (i) / Pac (i) ) is expressed by the following equation (2) using the specific heat ratio κ, and FIG. 8 shows a map for Pm / Pac. Yes.
Figure 0005195142

こうして、現在のスロットル弁上流側の吸気温度Ｔａ(i)、現在のスロットル弁上流側の吸気圧力Ｐａ(i)、現在のスロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍ(i)を測定して得ることにより、現在のスロットル弁開度ＴＡ(i)に基づき、スロットル弁通過吸気流量ｍｔ(i)を算出することができる。 Thus, by measuring and obtaining the current intake air temperature Ta (i) upstream of the throttle valve, the current intake pressure Pa (i) upstream of the throttle valve, and the current intake pressure Pm (i) downstream of the throttle valve. Based on the current throttle valve opening degree TA (i) , the throttle valve passage intake flow rate mt (i) can be calculated.

ところで、気筒内へ供給される吸気流量ｍｃ(i)（ｇ／ｓｅｃ）、すなわち、吸気弁通過吸気流量は、スロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍ(i)に基づきほぼ線形に変化するものであるために、次式（３）によって表すことができる。

Figure 0005195142
Incidentally, the intake flow rate mc (i) (g / sec) supplied into the cylinder, that is, the intake valve passage intake flow rate changes substantially linearly based on the intake pressure Pm (i) on the downstream side of the throttle valve. Therefore, it can be expressed by the following equation (3).
Figure 0005195142

ここで、Ｔｍ(i)はスロットル弁下流側の吸気温度（Ｋ）であり、ａ及びｂは経験則から得られた定数である。但し、ｂは気筒内の残留既燃ガス量に相当する値であり、バルブオーバーラップがある場合には、吸気管へ既燃ガスが逆流するために、ｂの値は無視できないほど増加する。それにより、バルブオーバーラップの有無と、機関回転数ＮＥと、現在の吸気弁のリフト量とに基づき、正確な吸気弁通過吸気流量ｍｃ(i)が算出されるように、ａ及びｂの値をマップ化することが好ましい。また、バルブオーバーラップがある場合において、スロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍが所定圧力以上である時には、吸気圧力が高いほど既燃ガスの逆流が顕著に減少するために、所定値以下である時に比較して、ａの値を大きくしｂの値を小さくすることが好ましい。 Here, Tm (i) is the intake air temperature (K) downstream of the throttle valve, and a and b are constants obtained from empirical rules. However, b is a value corresponding to the amount of residual burned gas in the cylinder, and when there is a valve overlap, burned gas flows backward to the intake pipe, so the value of b increases to a degree that cannot be ignored. Thus, the values of a and b are calculated so that an accurate intake valve passage intake flow rate mc (i) is calculated based on the presence or absence of valve overlap, the engine speed NE, and the current lift amount of the intake valve. Is preferably mapped. In addition, when there is a valve overlap, when the intake pressure Pm on the downstream side of the throttle valve is equal to or higher than a predetermined pressure, the higher the intake pressure, the more the backflow of burned gas decreases significantly. In comparison, it is preferable to increase the value of a and decrease the value of b.

次いで、スロットル弁下流側の吸気管をモデル化する。吸気管内に存在する吸気の質量保存則、エネルギ保存則、及び、状態方程式を使用して、吸気管圧力Ｐｍとスロットル弁下流側の吸気温度Ｔｍとの比における時間変化率は次式（４）によって表され、また、スロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍの時間変化率は次式（５）によって表される。ここで、Ｖは吸気管の容積（ｍ3）であり、具体的には、スロットル弁５の下流側の吸気系容積である。

Figure 0005195142
Next, the intake pipe downstream of the throttle valve is modeled. Using the intake mass conservation law, energy conservation law, and equation of state existing in the intake pipe, the rate of change over time in the ratio between the intake pipe pressure Pm and the intake air temperature Tm downstream of the throttle valve is expressed by the following equation (4): The time change rate of the intake pressure Pm on the downstream side of the throttle valve is expressed by the following equation (5). Here, V is the volume (m 3 ) of the intake pipe, and specifically, the intake system volume downstream of the throttle valve 5.
Figure 0005195142

式（４）及び式（５）は離散化され、それぞれ、次式（６）及び（７）が得られ、式（７）によって今回のスロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍ(i)が得られれば、式（６）によって今回のスロットル弁下流側の吸気温度Ｔｍ(i)を得ることができる。

Figure 0005195142
Equations (4) and (5) are discretized to obtain the following equations (6) and (7), respectively, and the intake pressure Pm (i) on the downstream side of the current throttle valve can be obtained by equation (7). For example, the current intake air temperature Tm (i) on the downstream side of the throttle valve can be obtained by the equation (6).
Figure 0005195142

こうして、現在のスロットル弁通過吸気流量ｍｔ(i)を算出するためのスロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍ(i)は、式（１）、（３）、（６）、及び、（７）を使用し、現在のスロットル弁上流側の吸気温度Ｔａ(i)と、現在のスロットル弁上流側の吸気圧力Ｐａｃ(i)、すなわち、コンプレッサの過給圧とを測定して、例えば初期値を大気圧とするなどして逐次的（例えば８ｍｓ毎に）に算出することも可能である。 In this way, the intake pressure Pm (i) on the downstream side of the throttle valve for calculating the current throttle valve passage intake flow rate mt (i) is expressed by the following equations (1), (3), (6), and (7). The intake air temperature Ta (i) on the upstream side of the current throttle valve and the current intake pressure Pac (i) on the upstream side of the throttle valve, that is, the boost pressure of the compressor, are measured. It is also possible to calculate sequentially (for example, every 8 ms) by setting the pressure to the atmospheric pressure.

ところで、機関減速時において、スロットル弁５の開度を比較的大きくし、吸気弁のリフト量又は開弁時間を制御して吸気量を減少させる場合には、スロットル弁通過吸気流量ｍｔは多く、吸気脈動発生上限流量ｍｓ以下となることはなく、この場合には、コンプレッサ３を通過する吸気流量は、吸気弁通過吸気流量ｍｃ(i)に追従することとなる。それにより、機関減速時において吸気弁のリフト量又は開弁時間が制御される場合に備えて、現在のスロットル弁通過吸気流量ｍｔ(i)、及び、現在の吸気弁通過吸気流量ｍｃ(i)のうちの少ない方が、現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時に、エアバイパスバルブを開弁するようにしても良い。現在の吸気弁通過吸気流量ｍｃ(i)は、前述したように、上式（３）を使用して、スロットル弁下流側の吸気圧力Ｐｍ(i)に基づき算出することができる。 By the way, at the time of engine deceleration, when the opening degree of the throttle valve 5 is made relatively large and the intake amount is decreased by controlling the lift amount or valve opening time of the intake valve, the throttle valve passage intake flow rate mt is large, The intake pulsation generation upper limit flow rate ms does not fall below, and in this case, the intake flow rate passing through the compressor 3 follows the intake valve passing intake flow rate mc (i) . Thereby, in preparation for the case where the lift amount or the valve opening time of the intake valve is controlled at the time of engine deceleration, the current throttle valve passage intake flow rate mt (i) and the current intake valve passage intake flow rate mc (i) The air bypass valve may be opened when the smaller one of them becomes equal to or lower than the intake pulsation generation upper limit flow rate set for the current supercharging pressure. As described above, the current intake valve passage intake flow rate mc (i) can be calculated based on the intake pressure Pm (i) on the downstream side of the throttle valve using the above equation (3).

ところで、スロットル弁５が、アクセルペダルに機械的に連結するものではなく、アクチュエータによって駆動される場合には、実際のスロットル弁開度は、目標開度に対して遅れて実現される。それにより、スロットル弁通過吸気流量ｍｔを算出するのに使用するスロットル弁開度を目標開度とすれば、直後に実現されるスロットル弁開度に基づき推定されたスロットル弁通過吸気流量ｍｔが、現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量ｍｓ以下となる現在において、エアバイパスバルブＡＢＶを開弁するようになるために、直後に確実に発生する吸気脈動を前もって確実に防止することができる。   By the way, when the throttle valve 5 is not mechanically connected to the accelerator pedal but is driven by an actuator, the actual throttle valve opening is realized with a delay from the target opening. Accordingly, if the throttle valve opening used for calculating the throttle valve passage intake flow rate mt is set as the target opening, the throttle valve passage intake flow rate mt estimated based on the throttle valve opening realized immediately thereafter is In order to open the air bypass valve ABV at the present time when the compressor intake pulsation generation upper limit flow rate ms is less than or equal to the current set supercharging pressure, the intake pulsation that is surely generated immediately after the intake pulsation is ensured. Can be prevented.

また、機関減速時において減少するスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きいほど、次いでコンプレッサ通過吸気流量も大幅に減少することが予測され、コンプレッサ通過吸気流量が、吸気脈動発生上限流量以下となり易くなる。それにより、直前のスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きいほど、算出されたスロットル弁通過吸気流量ｍｔ(i)を次式（８）に示すように、大幅に減量補正するようにすれば、現在の過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となり易くなるために、エアバイパスバルブが開弁されて直後に確実に発生する吸気脈動を前もって確実に防止することができる。
ｍｔ(i)＝ｍｔ(i)−ｋ（ｍｔ(i-1)−ｍｔ(i)） ・・・（８） In addition, it is predicted that the larger the change amount of the throttle valve passage intake flow rate that is decreased during engine deceleration, the more the compressor passage intake flow rate will be reduced. . Accordingly, as the amount of change in the immediately preceding throttle valve passage intake flow rate is larger, the calculated throttle valve passage intake flow rate mt (i) is significantly reduced as shown in the following equation (8). Since it is likely to be less than the upper limit flow rate of intake pulsation of the compressor set for the current supercharging pressure, intake pulsation that is surely generated immediately after the air bypass valve is opened can be reliably prevented in advance. .
mt (i) = mt (i) -k (mt (i-1) -mt (i) ) (8)

ここで、ｋは０から１の間に設定された係数であり、機関減速時であるために、前回のスロットル弁通過空気量ｍｔ(i-1)の方が今回のスロットル弁通過空気量ｍｔ(i)より多く、変化量は（ｍｔ(i-1)−ｍｔ(i)）として正の値としている。 Here, k is a coefficient set between 0 and 1, and since the engine is decelerating, the previous throttle valve passing air amount mt (i-1) is more the current throttle valve passing air amount mt. More than (i) , the amount of change is a positive value as (mt (i-1) -mt (i) ).

本発明によるエアバイパスバルブの制御装置が取り付けられる内燃機関の概略図である。It is the schematic of the internal combustion engine to which the control apparatus of the air bypass valve by this invention is attached. 過給圧に対する吸気脈動発生上限流量を示すグラフである。It is a graph which shows the intake pulsation generation | occurrence | production upper limit flow volume with respect to a supercharging pressure. 機関減速時の一般的なＡＢＶ制御を示すスロットル弁開度、吸気流量、吸気圧力、及び、ＡＢＶ開閉のタイムチャートである。5 is a time chart of throttle valve opening, intake air flow rate, intake air pressure, and ABV opening / closing showing general ABV control during engine deceleration. 機関減速時の本発明によるＡＢＶ制御を示すスロットル弁開度、吸気流量、吸気圧力、及び、ＡＢＶ開閉のタイムチャートである。4 is a time chart of throttle valve opening, intake air flow rate, intake air pressure, and ABV opening / closing showing ABV control according to the present invention during engine deceleration. 本発明によるＡＢＶ制御のためのフローチャートである。5 is a flowchart for ABV control according to the present invention. スロットル弁開度ＴＡと流量係数μとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between throttle-valve opening degree TA and the flow coefficient (micro | micron | mu). スロットル弁開度ＴＡとスロットル弁の開口面積Ａとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the throttle valve opening degree TA and the opening area A of a throttle valve. スロットル弁下流側の吸気圧Ｐｍとスロットル弁上流側の吸気圧Ｐａｃとの比と、関数Φとの関係を示すマップである。6 is a map showing a relationship between a ratio between a ratio of an intake pressure Pm on the downstream side of the throttle valve and an intake pressure Pac on the upstream side of the throttle valve and a function Φ.

符号の説明Explanation of symbols

１ 機関本体
２ 機関吸気系
３ コンプレッサ
５ スロットル弁
６ バイパス通路
７ エアバイパスバルブ 1 Engine Body 2 Engine Intake System 3 Compressor 5 Throttle Valve 6 Bypass Path 7 Air Bypass Valve

Claims (4)

過給機のコンプレッサをバイパスするエアバイパス通路に配置されたエアバイパスバルブの制御装置であって、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側の前記コンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき推定される現在のスロットル弁通過吸気流量が、現在の前記過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とするエアバイパスバルブの制御装置。   A control device for an air bypass valve disposed in an air bypass passage for bypassing a compressor of a supercharger, wherein the throttle valve opening, the supercharging pressure of the compressor upstream of the throttle valve, and the intake pressure of the throttle valve downstream The air bypass valve is opened when the current intake air flow rate passing through the throttle valve estimated on the basis of the above is equal to or lower than the intake pulsation generation upper limit flow rate set for the current supercharging pressure. Control device for air bypass valve. スロットル弁はアクチュエータにより開度制御されるものであり、現在のスロットル弁通過吸気流量を推定するための前記スロットル弁開度は現在の目標開度とすることを特徴とする請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置。   2. The throttle valve opening degree is controlled by an actuator, and the throttle valve opening degree for estimating the current throttle valve passage intake flow rate is a current target opening degree. Control device for air bypass valve. 現在のスロットル弁通過吸気流量は、直前のスロットル弁通過吸気流量の変化量が大きいほど大幅に減量補正することを特徴とする請求項１に記載のエアバイパスバルブの制御装置。   2. The control device for an air bypass valve according to claim 1, wherein the current throttle valve passage intake flow rate is corrected to decrease significantly as the change amount of the immediately previous throttle valve passage intake flow rate is larger. 過給機のコンプレッサをバイパスするエアバイパス通路のエアバイパスバルブの制御装置であって、スロットル弁開度と、スロットル弁上流側の前記コンプレッサの過給圧と、スロットル弁下流側吸気圧とに基づき推定される現在のスロットル弁通過吸気流量、及び、スロットル弁下流側吸気圧に基づき推定される現在の吸気弁通過吸気流量のうちの少ない方が、現在の前記過給圧に対して設定されたコンプレッサの吸気脈動発生上限流量以下となる時には、前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とするエアバイパスバルブの制御装置。   A control device for an air bypass valve of an air bypass passage that bypasses a compressor of a supercharger, based on a throttle valve opening, a boost pressure of the compressor upstream of the throttle valve, and an intake pressure downstream of the throttle valve The smaller of the estimated current throttle valve passage intake flow rate and the current intake valve passage intake flow rate estimated based on the throttle valve downstream intake pressure is set to the current supercharging pressure. A control device for an air bypass valve, wherein the air bypass valve is opened when the intake pulsation generation upper limit flow rate of the compressor becomes lower than the upper limit flow rate.
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