JP5264628B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、車両の運転状態と吸気管圧とに応じて、電動過給機の駆動を制御する機能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 function of controlling driving of an electric supercharger in accordance with a driving state of a vehicle and an intake pipe pressure.
従来の内燃機関の制御装置には、内燃機関の出力を増大させるために、吸気通路上に設けられた電機過給機の電動機の駆動を制御して、シリンダ内に吸入される吸気の圧力(以下、吸気管圧)を増大させ、吸気を過給するものがある。なお、近年では、従来の出力向上という目的に加えて低燃費化を目的として、エンジンの小排気量化が可能となるように電動過給機が用いられる。 In a conventional control device for an internal combustion engine, in order to increase the output of the internal combustion engine, the drive of the electric motor of the electric supercharger provided on the intake passage is controlled, and the pressure of the intake air sucked into the cylinder ( In some cases, the intake air pressure is increased to supercharge the intake air. In recent years, an electric supercharger has been used to reduce the engine displacement for the purpose of reducing fuel consumption in addition to the conventional purpose of improving output.
ここで、内燃機関の高出力時において、電動過給機のコンプレッサによる圧縮状態のときに、コンプレッサの下流に配置されたスロットルが閉じられた場合には、吸気管圧が極端に高い状態、即ち過過給になってしまう。この過過給によって、吸気系の部品が破損する可能性がある。 Here, at the time of high output of the internal combustion engine, when the throttle disposed downstream of the compressor is closed in the compressed state by the compressor of the electric supercharger, the intake pipe pressure is extremely high, that is, It becomes supercharged. This supercharging may damage intake system components.
これに対して、上記のような電動過給機の過過給による影響を軽減するため、スロットルが閉じられた場合にも対応するように、電動機の駆動がフィードバック制御される。例えば、特許文献1に示すような従来の内燃機関の制御装置では、タービン・コンプレッサと同軸に電動機が設けられ、そのタービン・コンプレッサと同回転数である電動機の回転数を監視する。そして、吸気管圧の上昇に先行してタービン・コンプレッサの回転数が上昇することを利用し、電動機の回転数に基づいて、電動機の駆動がフィードバック制御される。
On the other hand, in order to reduce the influence of the supercharging of the electric supercharger as described above, the drive of the electric motor is feedback-controlled so as to cope with the case where the throttle is closed. For example, in a conventional control device for an internal combustion engine as shown in
しかしながら、特許文献1に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図5の従来例に示すように、スロットルバルブが全閉状態となったことにより、吸気管圧が上昇する。そして、スロットルバルブが全閉状態となった時点から、機械的な遅延分の時間(矢示X)をおいた後に、吸気管圧の上昇の影響を受けて電動機回転数も上昇する。この後、電動機回転数が所定の減圧制御開始値に達したことにより(矢示Y)、減圧制御が開始され、吸気管圧が減圧される。このように、特許文献1に示すような従来の内燃機関の制御装置では、図5に示すような比較的大きなdelayが発生する。
However, in the conventional control device for an internal combustion engine as shown in
従って、特許文献1に示すような従来の内燃機関の制御装置では、フィードバック制御が電動機の回転数に基づくものであるため、図5の矢示Zのように、フィードバック制御の作用が生じるまで、吸気管圧の上昇は避けられない。このため、特許文献1に示すような従来の内燃機関の制御装置でも、過過給によって、コンプレッサ、スロットルバルブ及び吸気管等の吸気系の部品が破損する可能性がある。
Therefore, in the control apparatus for a conventional internal combustion engine as shown in
また、このような過過給を抑えるためには、コンプレッサとスロットルとの間の空気を、大気開放させるか、又は吸気上流に環流させるブローオフバルブを内燃機関の吸入側に設ける必要がある。このため、従来のものでは、部品点数が増加していた。 Further, in order to suppress such supercharging, it is necessary to provide a blow-off valve on the intake side of the internal combustion engine for releasing the air between the compressor and the throttle to the atmosphere or circulating the air upstream of the intake air. For this reason, in the conventional one, the number of parts has increased.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the intake pipe pressure at an early stage, and can generate supercharging even when the blow-off valve is not used. An object of the present invention is to obtain a control device for an internal combustion engine that can suppress the above-mentioned problem.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に回転可能に設けられ、回転することにより前記内燃機関の吸気を過給するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機とを備える電動過給機に接続されたものであって、吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部とを備え、前記電動機制御部は、監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御するものである。 A control device for an internal combustion engine according to the present invention is provided rotatably in an intake passage of the internal combustion engine, and supercharges intake air of the internal combustion engine by rotating, and an electric motor that drives rotation of the compressor wheel. An intake pipe pressure detecting means for generating a signal corresponding to the intake pipe pressure, and a signal corresponding to the throttle opening of the throttle valve provided in the intake passage. A throttle opening detection means to be generated; and an electric motor control unit that monitors the intake pipe pressure and the throttle opening through the intake pipe pressure detection means and the throttle opening detection means and controls the driving of the electric motor. The motor control unit calculates a displacement amount per unit time of the throttle valve based on the monitored throttle opening, and calculates When a displacement in the closing direction of the throttle valve is detected from the displacement amount, an intake pipe that is an estimated value of the intake pipe pressure after a predetermined time based on the intake pipe pressure and the displacement amount at that time When a pressure increase estimated value is calculated and it is confirmed that the calculated intake pipe pressure increase estimated value exceeds a predetermined threshold value, it is determined that supercharging occurs, and the drive of the electric motor is controlled by the intake pipe. It controls to the pressure reduction side.
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、電動機制御部は、スロットルバルブの単位時間あたりの変位量からスロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御するので、スロットルバルブの閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。 According to the control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the motor control unit detects the displacement in the closing direction of the throttle valve from the displacement amount of the throttle valve per unit time, the intake pipe pressure and the displacement amount are calculated. Based on the above, the estimated intake pipe pressure rise is calculated, and when it is confirmed that the estimated intake pipe pressure rise exceeds the predetermined threshold, it is determined that supercharging occurs, and the drive of the motor is Since the pipe pressure is controlled to the pressure reduction side, feedback pipe control to the pressure reduction side of the intake pipe pressure is triggered by the displacement of the throttle valve in the closing direction. An effect can be produced, and the occurrence of supercharging can be suppressed even when the blow-off valve is not used.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による内燃機関を示す構成図である。
図1において、内燃機関1は、4気筒のガソリンエンジンであり、4つのシリンダをもつシリンダブロック2を有している。また、内燃機関1は、電動過給機10によって各シリンダ内への吸気が過給されることにより、高出力化とともに低燃費化を実現するものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a block diagram showing an internal combustion engine according to
In FIG. 1, an
各シリンダの吸入口には、インテークマニホールド3が接続されている。また、各シリンダの排出口には、エギゾーストマニホールド4が接続されている。インテークマニホールド3の反シリンダ側には、吸気管が接続されており、その吸気管及びインテークマニホールド3によって吸気通路5が形成されている。エギゾーストマニホールド4の反シリンダ側には、排気管が接続されており、その排気管及びエギゾーストマニホールド4によって排気通路6が形成されている。
An
吸気通路5と排気通路6との間には、電動過給機10が設けられている。電動過給機10は、タービンホイール11、回転軸12、コンプレッサホイール13及び電動機14を有している。タービンホイール11及びコンプレッサホイール13は、それぞれ回転軸12の一端部及び他端部に取り付けられている。即ち、タービンホイール11及びコンプレッサホイール13は、互いに同軸上に配置されている。
An
タービンホイール11は、シリンダブロック2の各シリンダで発生した排気ガスを受けて回転する。また、タービンホイール11は、排気エネルギの伝達効率を調節するためのタービン可変ベーン11aを有している。コンプレッサホイール13は、タービンホイール11とともに回転する。また、コンプレッサホイール13は、回転することにより、吸気を圧縮する。さらに、コンプレッサホイール13は、圧縮空気量を調節するためのコンプレッサ可変ベーン13aを有している。
The
電動機14は、回転軸12を回転駆動する。電動機14には、回転軸12の回転数に応じた信号を生成する回転数検出手段(図示せず)が取り付けられている。また、電動機14は、回転軸12及びコンプレッサホイール13を正方向(回転軸12の周方向の一方)へ回転駆動する場合には、吸気通路5の吸気管圧を加圧し、シリンダ内に吸入される吸気を過給する。これとともに、電動機14は、回転軸12及びコンプレッサホイール13を逆方向(回転軸12の周方向の他方)へ回転駆動する場合には、吸気管圧を減圧する。
The
なお、電動過給機10の基本的な動作としては、内燃機関1の低回転時には、電動機14の回転駆動によって吸気を過給し、内燃機関1の高回転時には、タービンホイール11の排気エネルギによる回転によって吸気を過給するものである。しかしながら、電動過給機10の動作は、この例に限定するものではなく、内燃機関1の回転数によらず電動機14の回転駆動による過給と、排気エネルギによる過給とが重畳してもよい。
The basic operation of the
また、吸気通路5における電動過給機10の上流側(反内燃機関1側)には、吸入空気量に応じた信号を生成するエアーフローセンサ20(吸気量検出手段)が設けられている。さらに、吸気通路5における電動過給機10の下流側には、電動過給機10の下流側の吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧センサ21(吸気管圧検出手段)が設けられている。
In addition, an air flow sensor 20 (intake amount detection means) that generates a signal corresponding to the intake air amount is provided on the
また、吸気通路5における吸気管圧センサ21の下流側には、吸気を冷却するインタークーラ22が設けられている。さらに、吸気通路5におけるインタークーラ22の下流側には、吸気通路5を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブ23が設けられている。スロットルバルブ23には、スロットルバルブ23を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ24が接続されている。
An
スロットルバルブアクチュエータ24は、スロットルバルブ23の開度に応じた信号を生成する。また、スロットルバルブアクチュエータ24は、スロットル開度検出手段(図示せず)を内蔵しており、スロットル開度検出手段は、スロットルバルブ23の開度に応じた信号を生成する。
The
ここで、排気通路6は、タービンホイール11へ排気ガスを導くタービン側通路6aと、タービンホイール11を迂回するバイパス通路6bとに分岐している。排気通路6における分岐点には、バイパス通路6bへの開口を開閉するウェストゲートバルブ30と、ウェストゲートバルブ30を開閉駆動するウェストゲートバルブアクチュエータ31とが取り付けられている。
Here, the exhaust passage 6 branches into a turbine side passage 6 a that guides exhaust gas to the
次に、内燃機関1の吸気通路5に取り込まれた吸気が排気通路6から排出されるまでの流れについて説明する。まず、大気中から吸気通路5に取り込まれた吸気は、エアクリーナ(図示せず)によって塵埃が除去される。続いて、塵埃が除去された吸気はエアーフローセンサ20を経て、電動過給機10のコンプレッサホイール13の回転によって圧縮される。
Next, a flow until the intake air taken into the
次に、圧縮された吸気は、圧力上昇によって温度が上昇し膨張する。このため、内燃機関1の吸気充填効率を向上させるために、圧縮された吸気は、インタークーラ22によって冷却される。続いて、冷却された吸気は、スロットルバルブ23の開度に応じて流量が調節される。そして、ポート噴射エンジンの場合には燃料と混合されて混合気となり、シリンダブロック2の各シリンダ内に吸入される。
Next, the compressed intake air expands due to an increase in temperature due to an increase in pressure. Therefore, the compressed intake air is cooled by the
この後、シリンダ内に吸入された混合気は着火され、シリンダ内のピストン(図示せず)が押し下げられる。続いて、クランク(図示せず)によってピストンの上下運動が回転運動に変換され、混合気の燃焼によって生じたエネルギは、車両の推進力となる動力として利用される。 Thereafter, the air-fuel mixture sucked into the cylinder is ignited, and a piston (not shown) in the cylinder is pushed down. Subsequently, the vertical motion of the piston is converted into a rotational motion by a crank (not shown), and the energy generated by the combustion of the air-fuel mixture is used as motive power as the driving force of the vehicle.
また、シリンダ内での燃焼によって発生した排気ガスは、エギゾーストマニホールド4を通ってシリンダ内から排出される。続いて、シリンダ内から排出された排気ガスは、ウェストゲートバルブ30が閉じている場合には、タービン側通路6aを通ってタービンホイール11へ導かれ、タービンホイール11を回転させる。
Further, exhaust gas generated by combustion in the cylinder is exhausted from the cylinder through the exhaust manifold 4. Subsequently, when the
これに対して、排気ガスは、ウェストゲートバルブ30が開いている場合には、バイパス通路6bへ導かれる。そして、タービンホイール11を回転させた排気ガスとバイパス通路6bを通った排気ガスとは合流し、排気ガス浄化触媒等が一体化されたマフラ(図示せず)により浄化され、大気中に排出される。
On the other hand, the exhaust gas is guided to the
次に、内燃機関1及び電動過給機10の制御系について説明する。電動過給機10の電動機14には、電動機制御装置40(電動機制御部)が接続されている。電動機制御装置40には、エンジン制御装置41が接続されている。なお、電動機制御装置40及びエンジン制御装置41は、それぞれCPU、RAM及びROM等を有するハードウェア(算術論理演算可能回路)である。
Next, the control system of the
また、エンジン制御装置41は、電動機14、エアーフローセンサ20及び吸気管圧センサ21を介して、それぞれ電動機回転数、吸入空気量及び吸気管圧を監視する。さらに、エンジン制御装置41は、スロットルバルブアクチュエータ24からのスロットル開度の信号、ウェストゲートバルブアクチュエータ31からのウェストゲートバルブ開度の信号、タービン可変ベーン11aからのタービン可変ベーンの開度の信号、及びコンプレッサ可変ベーン13aからのコンプレッサ可変ベーン開度の信号をそれぞれ受ける。
Further, the
また、エンジン制御装置41は、タービン可変ベーン11a、コンプレッサ可変ベーン13a、スロットルバルブアクチュエータ24及びウェストゲートバルブアクチュエータ31のそれぞれの駆動を制御する。さらに、エンジン制御装置41は、スロットル開度及び吸気管圧力の情報を電動機制御装置40に送る。
The
また、電動機制御装置40は、エンジン制御装置41からのスロットル開度及び吸気管圧力の情報に基づいて、吸気管圧上昇推定値(吸気管圧力上昇予測値)を演算し、電動機14をフィードバック制御する。具体的には、電動機制御装置40は、検出されたスロットル開度の時間微分値を算出する。即ち、電動機制御装置40は、スロットルバルブ23の単位時間あたりの変位量を算出する。
Further, the
そして、電動機制御装置40は、スロットル開度の時間微分値が負の値であることを確認した場合(スロットルが閉じられる方向に動く場合)には、現在の吸気管圧力とスロットルバルブ23の単位時間あたりの変位量とに基づいて、現在から所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出する。電動機制御装置40は、算出した吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を超えていることを確認した場合には、過過給が生じると判断し、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を上回った値(差分)に応じて、吸気管圧の減圧制御を行う。
When the
ここで、吸気管圧の減圧制御とは、電動機14の回転制御、ウェストゲートバルブ30の開度制御、タービン可変ベーン11aの開度制御、及びコンプレッサ可変ベーン13aの開度制御である。具体的に、電動機制御装置40は、減圧制御を行う際に、電動機14にタービン・コンプレッサの回転を制動させる。これとともに、電動機制御装置40は、エンジン制御装置41を介して、(過過給が生じると判断した時点のそれぞれの状態を基準に)ウェストゲートバルブ30の開度を増加させ、タービン可変ベーン11a及びコンプレッサ可変ベーン13aの開度を減少させる。
Here, the decompression control of the intake pipe pressure is rotation control of the
なお、電動機14にタービン・コンプレッサの回転を制動させる際には、電動機14を過給方向とは逆方向に駆動制御してもよく、又は電動機14を回生制御してもよい。つまり、電動機14を逆方向への駆動制御、又は回生制御することにより、電動機14の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この場合、逆方向に駆動制御する方が、回生制御するよりも、より効果的な制動制御が可能となる。
When the
次に、電動機制御装置40の動作の一例について説明する。図2は、図1の電動機制御装置40の動作の一例を示すフローチャートである。図2において、まず、電動機制御装置40は、エンジン制御装置41から車両パラメータを取得する(ステップS1)。具体的に、電動機制御装置40は、エンジン制御装置41から、電動機回転数、スロットルバルブ23の開度、吸入空気量及び吸気管圧力の情報を取得する。
Next, an example of the operation of the
ステップS2では、電動機制御装置40は、スロットル開度の時間微分値を算出し、時間微分値の正負を判定する。ここで、スロットル開度の時間微分値は、スロットルバルブ23の回動方向と同義であり、時間微分値が正の場合にはスロットルバルブ23が開方向に動いたことを意味し、時間微分値が負の場合にはスロットルバルブ23が閉方向に動いたことを意味する。
In step S2, the
ステップS2において、電動機制御装置40は、スロットル開度の時間微分値が正(即ち、NO方向)であることを確認した場合には、図2の動作を終了する。他方、ステップ2において、電動機制御装置40は、スロットル開度の時間微分値が負(即ち、YES方向)であることを確認した場合には、吸気管圧力上昇推定値を算出する(ステップS3)。
In step S2, when it is confirmed that the time differential value of the throttle opening is positive (that is, in the NO direction), the
ここで、吸気管圧力上昇推定値は、現在における吸気管圧力とスロットル開度の時間微分値から算出される吸気管圧力上昇差分値との合算値となる。この吸気管圧力上昇差分値は、現在の吸気管圧力に基づいて算出可能であるが、推定精度向上のために、吸気管圧力とともに電動機回転数及び吸入空気量の少なくともいずれか一方を用いてもよい。図3に吸気管圧力上昇推定の一例を示す。なお、図3では、吸気管圧力、スロットル開度の時間微分値(の絶対値)、電動機回転数及び吸入空気量のそれぞれの大小により、吸気管圧力上昇差分値の大小を決定できることを示す。 Here, the estimated value of the intake pipe pressure rise is a sum value of the intake pipe pressure rise difference value calculated from the current intake pipe pressure and the time differential value of the throttle opening. This intake pipe pressure increase difference value can be calculated based on the current intake pipe pressure, but in order to improve estimation accuracy, at least one of the motor rotation speed and the intake air amount may be used together with the intake pipe pressure. Good. FIG. 3 shows an example of intake pipe pressure rise estimation. FIG. 3 shows that the magnitude of the intake pipe pressure increase difference value can be determined by the magnitudes of the intake pipe pressure, the time differential value (the absolute value thereof) of the throttle opening, the motor rotation speed, and the intake air amount.
続いて、電動機制御装置40は、推定された吸気管圧力上昇推定値によって、過過給状態に陥る可能性があるか否かを判定する(ステップS4)。このときに、電動機制御装置40は、吸気管圧力上昇推定値が所定の閾値よりも小さい(即ち、ステップS4のNO方向)ことを確認した場合には、過過給状態に陥る可能性はないと判断し、図2に示す動作を終了する。
Subsequently, the
一方、ステップS4において、電動機制御装置40は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値よりも大きいことを確認した場合(即ち、ステップS4のYES方向)には、過過給状態に陥る可能性があると判断し、電動機14の制動制御(減圧制御)を行うべくステップS5に移行する。
On the other hand, in step S4, when the
ここで、電動機14の制動力は、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧に応じたものである。この制動力は、電動機14の逆駆動制御によって、あるいは電動機14の回生制御によって得られるものとする。なお、吸気管圧上昇推定値と所定の閾値との差圧が、回生制御によって得られる制動力よりも大きい場合には、電動機14の逆駆動によって制動力を得るものとする。
Here, the braking force of the
従って、電動機制御装置40は、スロットル開度の時間微分値を用いて、スロットルバルブ23の単位時間(微小時間)あたりの変化量から、過過給が発生するか否かを予測し、過過給の発生を予測した場合には、減圧方向へ駆動制御する。
Therefore, the
上記のような実施の形態1の内燃機関の制御装置によれば、電動機制御装置40は、スロットルバルブ23の単位時間あたりの変位量からスロットルバルブ23の閉方向への変位を検出した際には、吸気管圧と変位量とに基づいて、吸気管圧上昇推定値を算出する。そして、電動機制御装置40は、吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、電動機14の駆動を吸気管圧の減圧側へ制御する。この構成により、スロットルバルブ23の閉方向への変位を契機に吸気管圧の減圧側へのフィードバック制御が開始されることにより、従来のものよりも早期に吸気管圧の減圧作用を生じさせることができ、ブローオフバルブを用いない場合であっても過過給の発生を抑えることができる。
According to the control device for the internal combustion engine of the first embodiment as described above, when the
ここで、図4は、図1の電動機制御装置40の動作タイミングを説明するための説明図である。電動機制御装置40は、図4に示すように、矢示Aの時点で、電動機14のフィードバック制御(制動制御)を開始することから、電動機制御装置40における吸気管圧の上昇の推定に要する時間、即ち過過給が生じると判断するまでのdelay(矢示B)が、図5の従来例に比べて短くなっていることがわかる。この結果、電動機制御装置40では、図4の矢示Cのように、図5の従来例に比べて、吸気管圧の上昇が抑制される。
Here, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation timing of the
なお、実施の形態1では、電動過給機10が吸気通路5と排気通路6との間に設けられ、タービンホイール11とコンプレッサホイール13とが回転軸12によって互いに接続されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、電動過給機10は、吸気通路5に設けられたコンプレッサホイール13と電動機14とを有し、電気エネルギのみで吸気を過給するいわゆる電動コンプレッサであってもよい。このように、実施の形態1のタービンホイール11を省略した場合であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、電動過給機10のみでなく、吸気通路5及び排気通路6における電動過給機10の後段又は前段に機械式過給機をさらに設けて、いわゆるツインチャージャーを構成してもよい。この場合であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In addition to the
さらに、実施の形態1では、電動機制御装置40とエンジン制御装置41とが異なるハードウェアによってそれぞれ構成されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、例えばエンジン制御装置41等に機能を集約できる場合には、電動機制御装置40は電動機14を駆動する単純なドライバ(駆動電力発生手段)として機能してもよい。この場合も、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in the first embodiment, the
また、実施の形態1では、タービンホイール11がタービン可変ベーン11aを、コンプレッサホイール13がコンプレッサ可変ベーン13aをそれぞれ有していた。しかしながら、これらのタービン可変ベーン11a及びコンプレッサ可変ベーン13aを省略してもよい。
In the first embodiment, the
さらに、実施の形態1では、4気筒のガソリンエンジンについて説明した。しかしながら、この発明は、4気筒のガソリンエンジン以外の気筒数及び燃料種別の内燃機関についても、適用することができる。また、この発明が適用される内燃機関の燃焼方式についても制限はなく、この発明は、シリンダ内に燃料を直接噴射する直噴エンジンにも適用することができ、スロットルバルブ23の下流側のインテークマニホールド3に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することができる。
Further, in the first embodiment, a 4-cylinder gasoline engine has been described. However, the present invention can also be applied to an internal combustion engine having a number of cylinders and a fuel type other than a 4-cylinder gasoline engine. Further, there is no limitation on the combustion system of the internal combustion engine to which the present invention is applied, and the present invention can be applied to a direct injection engine that directly injects fuel into a cylinder, and an intake on the downstream side of the
1 内燃機関、5 吸気通路、10 電動過給機、11 タービンホイール、11a タービン可変ベーン、12 回転軸、13 コンプレッサホイール、13a コンプレッサ可変ベーン、14 電動機、20 エアーフローセンサ(吸気量検出手段)、21 吸気管圧センサ、24 スロットルバルブアクチュエータ、30 ウェストゲートバルブ、31 ウェストゲートバルブアクチュエータ、40 電動機制御装置(電動機制御部)、41 エンジン制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記コンプレッサホイールの回転を駆動する電動機と
を備える電動過給機に接続された内燃機関の制御装置であって、
吸気管圧に応じた信号を生成する吸気管圧検出手段と、
前記吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度に応じた信号を生成するスロットル開度検出手段と、
前記吸気管圧検出手段及び前記スロットル開度検出手段を介して前記吸気管圧及び前記スロットル開度を監視し、前記電動機の駆動を制御する電動機制御部と
を備え、
前記電動機制御部は、
監視している前記スロットル開度に基づいて、前記スロットルバルブの単位時間あたりの変位量を算出し、
算出した前記変位量から前記スロットルバルブの閉方向への変位を検出した際には、その時点の前記吸気管圧と前記変位量とに基づいて、所定時間後の吸気管圧の推定値である吸気管圧上昇推定値を算出し、
算出した前記吸気管圧上昇推定値が所定の閾値を越えていることを確認した際には、過過給が生じると判断し、前記電動機の駆動を前記吸気管圧の減圧側へ制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A compressor wheel which is rotatably provided in an intake passage of the internal combustion engine and supercharges intake air of the internal combustion engine by rotating;
A control device for an internal combustion engine connected to an electric supercharger comprising: an electric motor that drives rotation of the compressor wheel;
An intake pipe pressure detecting means for generating a signal corresponding to the intake pipe pressure;
Throttle opening detection means for generating a signal corresponding to the throttle opening of a throttle valve provided in the intake passage;
An electric motor control unit that monitors the intake pipe pressure and the throttle opening degree via the intake pipe pressure detection unit and the throttle opening degree detection unit, and controls driving of the electric motor;
The motor controller is
Based on the throttle opening being monitored, the displacement amount per unit time of the throttle valve is calculated,
When a displacement in the closing direction of the throttle valve is detected from the calculated displacement amount, an estimated value of the intake pipe pressure after a predetermined time based on the intake pipe pressure and the displacement amount at that time. Calculate the estimated intake pipe pressure rise,
When it is confirmed that the calculated estimated intake pipe pressure rise exceeds a predetermined threshold value, it is determined that supercharging occurs, and the drive of the electric motor is controlled to the pressure reducing side of the intake pipe pressure. A control device for an internal combustion engine.
前記吸気通路内の吸気量に応じた信号を生成する吸気量検出手段と
の少なくともいずれか一方をさらに備え、
前記電動機制御部は、前記吸気管圧上昇推定値を算出する際に、前記吸気管圧及び前記変位量とともに、前記吸気通路内の吸気量と前記電動機の回転数との少なくともいずれか一方を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 A rotational speed detection means for generating a signal according to the rotational speed of the electric motor;
And at least one of intake air amount detecting means for generating a signal corresponding to the intake air amount in the intake passage,
When calculating the intake pipe pressure increase estimated value, the electric motor control unit uses at least one of the intake air amount in the intake passage and the rotation speed of the electric motor together with the intake pipe pressure and the displacement amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 The motor control unit generates a braking torque for the rotation of the compressor by driving the motor in a direction opposite to a supercharging direction when controlling the driving of the motor to the pressure reducing side of the intake pipe pressure. The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by:
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 The electric motor control unit generates a braking torque for the rotation of the compressor from the electric motor by setting the electric motor to a regenerative state when controlling the driving of the electric motor to the pressure reduction side of the intake pipe pressure. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記内燃機関の排気通路は、前記コンプレッサホイールを通るタービン側通路と、前記コンプレッサホイールを迂回するためのバイパス通路とに分岐されており、
前記電動機制御部は、前記タービン側通路と前記バイパス通路との分岐箇所に設けられ前記バイパス通路への開口を開閉するウェストゲートバルブの開度を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記ウェストゲートバルブの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から増加させる
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 The electric supercharger further includes a turbine wheel that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and rotates together with the compressor wheel,
The exhaust passage of the internal combustion engine is branched into a turbine side passage that passes through the compressor wheel and a bypass passage that bypasses the compressor wheel,
When the motor control unit controls the opening degree of a wastegate valve provided at a branch point between the turbine side passage and the bypass passage and opens and closes the opening to the bypass passage, and determines that supercharging occurs. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the opening degree of the waste gate valve is increased from a state at the time when it is determined that supercharging occurs. .
前記電動機制御部は、前記タービン可変ベーンの開閉を制御し、前記吸気管圧上昇推定値が前記所定の閾値を越えていることを確認した場合に、過過給が生じると判断した際に、前記タービン可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項5記載の内燃機関の制御装置。 The turbine wheel has a turbine variable vane for adjusting the transmission efficiency of exhaust energy,
When the motor control unit controls opening and closing of the turbine variable vane and confirms that the intake pipe pressure increase estimated value exceeds the predetermined threshold, when determining that supercharging occurs, The control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the opening of the turbine variable vane is reduced from a state at the time when it is determined that supercharging occurs.
前記電動機制御部は、前記コンプレッサ可変ベーンの開閉を制御し、過過給が生じると判断した際に、前記コンプレッサ可変ベーンの開度を、過過給が生じると判断した時点の状態から減少させる
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 The compressor has a compressor variable vane for adjusting the amount of compressed air,
The motor control unit controls opening and closing of the compressor variable vane, and when it is determined that supercharging occurs, the opening of the compressor variable vane is decreased from a state at the time when it is determined that supercharging occurs The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the control device is an internal combustion engine.
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