JP6112397B2 - Supercharger control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の過給機制御装置に関する。 The present invention relates to a supercharger control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
内燃機関の出力向上、燃費改善を図るために排ガスを利用した過給機が用いられている。
過給機は、排気通路を流れる排ガスによって排気タービンを駆動し、当該排気タービンに連結されたコンプレッサによって空気を過給することで内燃機関の出力を上げている。
A turbocharger using exhaust gas is used to improve the output and fuel consumption of an internal combustion engine.
The supercharger drives the exhaust turbine with the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and boosts the output of the internal combustion engine by supercharging air with a compressor connected to the exhaust turbine.
こうした過給機を有する内燃機関には、過給圧の制御のために排出ガスをバイパスさせるウエストゲートシステムが装備されている(例えば、特許文献1)。過給機の排気タービンを迂回させるバイパス通路を設けるとともに、当該バイパス通路にウエストゲートバルブを設け、過給圧が最大過給圧を超えると、ウエストゲートバルブが開く構造となっている。 An internal combustion engine having such a supercharger is equipped with a wastegate system that bypasses exhaust gas for controlling the supercharging pressure (for example, Patent Document 1). A bypass passage for bypassing the exhaust turbine of the supercharger is provided, and a waste gate valve is provided in the bypass passage. When the supercharging pressure exceeds the maximum supercharging pressure, the waste gate valve opens.
ところが、ウエストゲートバルブは、一般的に定常走行など実用域のほとんどで閉止されている。このため、低負荷、低回転など内燃機関の排気エネルギーが小さい低負荷運転時は、過給機の排気タービンが抵抗となって、内燃機関から排気タービンまでの区間の排気圧力(以下、排圧という)が極度に高まり、内燃機関に不必要な負担を与えてしまい、燃費が悪化してしまう。
そこで、近年、内燃機関の低負荷運転時には、ウエストゲートバルブを開放させる方法が用いられている。これにより、低負荷運転時には、排出ガスがバイパス通路から逃げ、燃費の悪化の要因となる排圧上昇が低減される。
However, the wastegate valve is generally closed in most practical areas such as steady running. For this reason, during low load operation where the exhaust energy of the internal combustion engine is low, such as low load and low rotation, the exhaust turbine of the supercharger becomes a resistance and the exhaust pressure in the section from the internal combustion engine to the exhaust turbine (hereinafter referred to as exhaust pressure) ) Is extremely increased, imposes an unnecessary burden on the internal combustion engine, and deteriorates fuel consumption.
Therefore, in recent years, a method of opening the waste gate valve is used during low load operation of the internal combustion engine. As a result, during low load operation, exhaust gas escapes from the bypass passage, and an increase in exhaust pressure that causes deterioration in fuel consumption is reduced.
しかしながら、内燃機関の低負荷運転時にウエストゲートバルブを開放すると、低回転且つ低負荷域での排気タービンの回転速度が低くなるため、登坂時に運転者のアクセル操作による加速要求があると、この状態から加速が開始され、過給状態に移行しようとするとき、まずウエストゲートバルブが閉じられてからタービン回転速度が上昇し過給が開始する。したがって、加速要求から過給開始までの間にタイムラグが生じ、加速レスポンスが悪いという問題点があった。 However, if the wastegate valve is opened during low-load operation of the internal combustion engine, the rotational speed of the exhaust turbine in the low-speed and low-load range decreases, so if there is an acceleration request by the driver's accelerator operation during climbing, this state When acceleration is started from the time point and it is going to shift to the supercharging state, the wastegate valve is first closed, and then the turbine rotational speed is increased and supercharging is started. Therefore, there is a problem that a time lag occurs between the acceleration request and the start of supercharging, and the acceleration response is poor.
なお、特許文献1には、勾配に応じてウエストゲートバルブの閉弁時の閉鎖力を可変にしてウエストゲートバルブの開放を一時的に遅らせる記載は有るが、勾配に応じて開度状態を制御して加速レスポンスを向上する記載は無い。 In addition, Patent Document 1 has a description that the opening force of the wastegate valve is temporarily delayed by changing the closing force when the wastegate valve is closed according to the gradient, but the opening state is controlled according to the gradient. There is no description to improve the acceleration response.
そこで、本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、登坂時において、運転者の加速要求に短時間で対応可能な加速レスポンスの優れた内燃機関の過給機制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is a supercharger control device for an internal combustion engine that has an excellent acceleration response and can respond to a driver's acceleration request in a short time when climbing. The purpose is to provide.
上記目的を達成する本発明の内燃機関の過給機制御装置は、
車両の内燃機関から排出される排ガスによって駆動する排気タービン、吸気通路に設けられて前記排気タービンによって駆動されて吸気加圧を行うコンプレッサ、及び前記排気タービンを迂回して排ガスを排出するバイパス通路を開閉可能なウエストゲートバルブを有する過給機を備えた内燃機関の過給機制御装置であって、
前記ウエストゲートバルブの開度を検出するウエストゲート開度検出手段と、
前記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
運転者のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記ウエストゲート開度検出手段による検出結果が全閉で無く、且つ前記勾配検出手段による検出結果が予め設定された第1閾値以上の上り勾配の場合に、前記ウエストゲートバルブを開弁状態から閉方向へ制御し、
前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値以上で前記ウエストゲートバルブが開弁状態から閉弁方向へ制御している状態において、前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量が予め設定された所定値以下の場合には、前記ウエストゲートバルブを開弁方向に制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
The supercharger control device for an internal combustion engine of the present invention that achieves the above object is
An exhaust turbine that is driven by exhaust gas discharged from an internal combustion engine of a vehicle, a compressor that is provided in an intake passage and is driven by the exhaust turbine to perform intake air pressurization, and a bypass passage that bypasses the exhaust turbine and discharges exhaust gas A supercharger control device for an internal combustion engine comprising a supercharger having a wastegate valve that can be opened and closed,
Wastegate opening degree detecting means for detecting the opening degree of the wastegate valve;
Gradient detecting means for detecting the gradient of the road surface on which the vehicle travels;
An accelerator operation amount detection means for detecting the driver's accelerator operation amount;
When the detection result by the waste gate opening degree detection means is not fully closed and the detection result by the slope detection means is an upward gradient equal to or higher than a preset first threshold value, the waste gate valve is closed from the opened state. Control in the direction,
The accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount detection means is preset in a state where the detection result by the gradient detection means is equal to or greater than the first threshold value and the waste gate valve is controlling from the valve opening state to the valve closing direction. Control means for controlling the wastegate valve in the valve opening direction when the predetermined value is not more than the predetermined value .
本発明の内燃機関の過給機制御装置によれば、登坂時に運転者によってアクセル開度が増加されて負荷が増大すると、ウエストゲートバルブは閉弁方向へ制御されるため、タービン回転速度が即座に上昇し過給が開始する。これにより、加速要求から過給開始までのタイムラグがほとんど無くなるため、加速レスポンスを向上させ、車両のずり下がりを防止することができる。 According to the supercharger control device for an internal combustion engine of the present invention, when the accelerator opening is increased by the driver during climbing and the load increases, the wastegate valve is controlled in the valve closing direction. The supercharging starts. Thereby, since the time lag from the acceleration request to the start of supercharging is almost eliminated, the acceleration response can be improved and the vehicle can be prevented from sliding down.
また、ウエストゲート開度検出手段による検出結果が全閉で無く、且つ勾配検出手段による検出結果が第1閾値以上の上り勾配の登坂時にウエストゲートバルブを開弁状態から閉弁方向へ制御するので、低負荷運転時(例えば、微速走行時)等に、タービンに排ガス全量を送り、タービン回転速度をある程度高く保つことができる。
In addition , since the detection result by the wastegate opening degree detection means is not fully closed and the detection result by the slope detection means is climbing uphill with an upward slope equal to or higher than the first threshold value, the wastegate valve is controlled from the open state to the valve closing direction. During low-load operation (for example, when traveling at a low speed), the entire amount of exhaust gas can be sent to the turbine, and the turbine rotation speed can be kept high to some extent.
また、アクセル操作量検出手段を備えているため、運転者の加速意思を把握することができる。そして、検出されたアクセル操作量が所定値以下の場合、運転者には急速な加速意思が無いと考えられるので、加速レスポンスよりも燃費を向上させるために、ウエストゲートバルブを開いて排ガスをバイパス通路に迂回させることで、燃費の悪化の要因となる排ガス流路の排圧上昇を低減することができる。 In addition , since the accelerator operation amount detection means is provided, the driver's intention to accelerate can be grasped. If the detected accelerator operation amount is less than or equal to the predetermined value, it is considered that the driver is not willing to accelerate quickly, so the wastegate is bypassed by opening the wastegate valve in order to improve fuel efficiency over acceleration response. By detouring to the passage, it is possible to reduce an increase in exhaust pressure in the exhaust gas flow path, which causes a deterioration in fuel consumption.
また、前記勾配検出手段による検出結果に基づいて前記ウエストゲートバルブの開度を設定する開度設定手段を更に備えており、
前記開度設定手段は、前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上の場合に、前記ウエストゲートバルブの開度を全開未満に設定し、
前記制御手段は、前記開度設定手段によって設定された前記開度となるように前記ウエストゲートバルブの開度量を制御するとよい。
Further, the apparatus further comprises opening setting means for setting the opening of the waste gate valve based on the detection result by the gradient detecting means,
The opening degree setting means sets the opening degree of the waste gate valve to less than full open when the detection result by the gradient detection means is equal to or greater than a second threshold value that is greater than the first threshold value.
The control means may control the opening amount of the wastegate valve so as to be the opening set by the opening setting means.
第1閾値よりも大きい第2閾値以上の勾配の登坂時には、前進のために運転者から加速を要求されることが考えられる。このため、アクセル操作量検出手段によるアクセル操作量が所定値以下の場合であっても第2閾値以上の勾配の登坂時には、運転者からの加速要求に即座に対応できるように、予めウエストゲートバルブの開度を全開未満に調整しておく。これにより、加速レスポンスを向上させるとともに、車両が後進することを防止できる。 It is conceivable that acceleration is required by the driver for advancing when climbing on a slope greater than or equal to a second threshold value that is greater than the first threshold value. For this reason, even when the accelerator operation amount by the accelerator operation amount detecting means is not more than a predetermined value, the wastegate valve is provided in advance so as to be able to immediately respond to the acceleration request from the driver when climbing the slope of the second threshold value or more. Adjust the opening of the to less than fully open. As a result, the acceleration response can be improved and the vehicle can be prevented from moving backward.
また、前記開度設定手段は、
前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値以上、且つ第2閾値未満の場合に、前記ウエストゲートバルブの開度量を全開に設定するとよい。
The opening degree setting means includes
When the detection result by the gradient detecting means is not less than the first threshold value and less than the second threshold value, the opening amount of the waste gate valve may be set to fully open.
このように、第1閾値以上、且つ第2閾値未満の上り勾配の場合に、アクセル操作量が所定値以下であれば、急速な加速を要求されることはほとんど無いと考えられる。このため、ウエストゲートバルブの開度量を全開に設定して、排ガスをバイパス通路に迂回させることで、燃費の悪化の要因となる排ガス流路の排圧上昇を低減することができる。 Thus, in the case of an ascending slope that is equal to or higher than the first threshold value and lower than the second threshold value, it is considered that rapid acceleration is hardly required if the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value. For this reason, by setting the opening amount of the wastegate valve to be fully open and diverting the exhaust gas to the bypass passage, it is possible to reduce an increase in exhaust pressure of the exhaust gas passage that causes a deterioration in fuel consumption.
本発明によれば、上り勾配の登坂時において、運転者の加速要求に短時間で対応可能な加速レスポンスの優れた内燃機関の過給機制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the supercharger control apparatus of the internal combustion engine excellent in the acceleration response which can respond to a driver | operator's acceleration request | requirement in a short time can be provided at the time of climbing uphill.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置を示す図である。また、図2は、本発明の実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置のブロック図である。
図1及び図2に示すように、車両の内燃機関1は、内燃機関本体11と、内燃機関本体11の内部に設けられ、ピストン12とシリンダヘッド13及びシリンダ14とによって囲まれた空間にて燃料を燃焼させる燃焼室11aと、当該燃焼室11aに空気を導入する吸気通路2と、燃焼室11aで燃焼した燃焼ガスを内燃機関1の外部に導出する排気通路3とを有している。
FIG. 1 is a diagram showing a supercharger control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the supercharger control device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, an internal combustion engine 1 of a vehicle is provided in an internal combustion engine
また、シリンダヘッド13にはインジェクタ15が設けられている。このインジェクタ15は、その先端側が燃焼室11aに臨むように配設されており、インジェクタ15から燃焼室11a内に直接燃料が噴射される。
The
インジェクタ15と図示しない燃料タンクとの間には燃料供給路16が設けられ、この燃料供給路16上に、燃料ポンプ17が設けられている。
A
また、内燃機関1には、EGR装置20が設けられている。このEGR装置20は、EGR通路21(排気還流通路)を備えている。
EGR通路21の一端部21aは吸気温度センサ18とスロットルバルブ19との間の吸気通路2に接続されている。
EGR通路21の他端部21bは排気通路3に接続されており、排ガスの一部がEGR通路21を通って吸気通路2に導入される。
The internal combustion engine 1 is provided with an
One
The
EGR通路21の一端部21aには、当該EGR通路21を開閉するEGRバルブ22が設けられている。EGR通路21におけるEGRバルブ22の上流(排気側)には、EGR通路21内を流れる排ガスを冷却するためのEGRクーラが設けられている。
One
また、内燃機関1には過給機30が設けられている。この過給機30は、吸気通路2に配設され、エアクリーナ8で吸引した空気を加圧するコンプレッサ31と、排気通路3に配設され、当該排気通路3内の排ガスを排出すると共に、コンプレッサ31と同軸に配設された排気タービン32と、排気タービン32とコンプレッサ31とを連結するシャフト33と、を備えている。
The internal combustion engine 1 is provided with a
過給機30は、内燃機関1から排出された排ガスにより、排気タービン32を回転させる。そして、この排気タービン32の回転力でコンプレッサ31を駆動させて、吸気通路2の空気(吸気)を過給する。過給された空気は、内燃機関1の各気筒の燃焼室11aに供給される。
コンプレッサ31の下流側(吸気流れの下流側)の吸気通路2には、コンプレッサ31により過給された空気を冷却するインタークーラ4が設けられている。なお、図中の符号5は、排気通路3の排気タービン32下流に設けられた触媒を示している。
The
An
過給機30は、一端が排気タービン32よりも上流側の排気通路3に接続され、他端が排気タービン32よりも下流側の排気通路3に接続されて、排気タービン32を迂回するバイパス通路34を備えている。
このバイパス通路34には、ウエストゲートバルブ35と、当該ウエストゲートバルブ35を開閉制御する電動モータ36と、が設けられている。
電動モータ36の回転量を制御することによって、ウエストゲートバルブ35の開度を調整することができる。
The
The
By controlling the rotation amount of the
そして、過給機30を制御する過給機制御装置6は、勾配検出手段7と、アクセルセンサ9(アクセル操作量検出手段に相当)と、ウエストゲート開度センサ37と、を備えている。
And the supercharger control apparatus 6 which controls the
勾配検出手段7は、車両が走行している路面の勾配の程度を検出する。本実施形態では、勾配検出手段7として、加速度センサを用いた。加速度センサによる検出結果は、ECU40に出力される。
なお、本実施形態では、勾配検出手段7として加速度センサを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、変速機が有する変速段を例えば奇数段と偶数段とに分け、それぞれの変速段群にクラッチ機構を設け、2基のクラッチ機構を交互に作動させて各変速段群への駆動力の伝達、遮断を行うデュアルクラッチ変速機の制御に用いられる路面の勾配情報を用いてもよいし、または、内燃機関1への燃料噴射量と車両加速度の関係や、ブレーキ作用力と車両の減速度などとの関係から勾配を算出してもよい。
The gradient detection means 7 detects the degree of gradient of the road surface on which the vehicle is traveling. In the present embodiment, an acceleration sensor is used as the
In the present embodiment, an acceleration sensor is used as the
アクセルセンサ9は、運転者によるアクセル開度(アクセルペダル踏み込み量)を検出する。そして、アクセルセンサ9による検出結果は、ECU40に出力される。
The
ウエストゲート開度センサ37は、ウエストゲートバルブ35の開度を検出する。そして、ウエストゲート開度センサ37による検出結果は、ECU40に出力される。
The wastegate
さらに、過給機制御装置6は、電動モータ36を駆動させてウエストゲートバルブ35の開閉を制御する制御手段41と、ウエストゲートバルブ35の開度を設定する開度設定手段42と、を備えている。制御手段41及び開度設定手段42は、ECU40内に設けられている。
Further, the supercharger control device 6 includes a control means 41 for controlling the opening and closing of the
制御手段41は、勾配検出手段7による検出結果に基づいて路面の勾配を演算やマップによって算出する。
そして、制御手段41は、ウエストゲート開度センサ37による検出結果が全閉で無く、且つ算出された勾配が予め設定された第1閾値以上の上り勾配の場合に、電動モータ36を駆動させてウエストゲートバルブ35を開弁状態から閉弁方向へ制御する。
算出された勾配の値は、開度設定手段42に出力される。
The
Then, the control means 41 drives the
The calculated gradient value is output to the opening setting means 42.
また、制御手段41は、図3に示すように、アクセルセンサ9の検出結果に基づいて単位時間Δt当たりのアクセル開度増加量ΔAPSを算出する。
Further, as shown in FIG. 3, the control means 41 calculates an accelerator opening increase amount ΔAPS per unit time Δt based on the detection result of the
そして、制御手段41は、路面の勾配の値が第1閾値以上で、且つアクセル開度増加量ΔAPSが所定値Atよりも大きい場合に、ノーマルクローズ制御(詳細は後述する)を実施する旨のクローズ制御信号を作成する。
そして、係る場合(路面の勾配の値が第1閾値以上で、且つアクセル開度増加量ΔAPSが所定値Atよりも大きい場合)に、ECU40は、制御手段41により作成されたノーマルクローズ制御信号に基づいてノーマルクローズ制御を実施する。
The control means 41 performs normal close control (details will be described later) when the road gradient value is equal to or greater than the first threshold value and the accelerator opening increase amount ΔAPS is greater than the predetermined value At. Create a close control signal.
In such a case (when the road gradient value is equal to or greater than the first threshold value and the accelerator opening increase amount ΔAPS is greater than the predetermined value At), the
一方、制御手段41は、路面の勾配の値が第1閾値以上で、且つアクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以下の場合に、ノーマルオープン制御(詳細は後述する)を実施する旨のオープン制御信号を作成する。作成されたオープン制御信号は、開度設定手段42に出力される。
そして、係る場合(路面の勾配の値が第1閾値以上で、且つアクセル開度増加量ΔAPSが所定値以下の場合)に、ECU40は、制御手段41により作成されたオープン制御信号に基づいてノーマルオープン制御を実施する。
On the other hand, the control means 41 opens that the normal opening control (details will be described later) is performed when the road gradient value is equal to or greater than the first threshold value and the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or less than the predetermined value At. Create a control signal. The created open control signal is output to the opening setting means 42.
In such a case (when the value of the road surface gradient is equal to or greater than the first threshold value and the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or less than the predetermined value), the
開度設定手段42は、制御手段41からのオープン制御信号及び勾配検出手段7による検出結果に基づいて、ウエストゲートバルブ35の開度を設定する。
具体的に、開度設定手段42は、路面の勾配の値を受信して、当該勾配の値が予め設定された第2閾値(>第1閾値)以上か否かを判定する。
そして、開度設定手段42は、勾配の値が予め設定された第2閾値(>第1閾値)以上で、且つオープン制御信号を受信した場合に、勾配の値に応じてウエストゲートバルブ35の開度Lを0mm<L≦10mmの範囲内で設定する。
本実施形態では、ウエストゲートバルブ35の開度Lは、バルブの高さを示しており、例えば0mmのときに全閉状態、10mmのときに全開状態となる。なお、全閉状態、全開状態のバルブの高さは、これらの値に限定されるものではない。
The opening setting means 42 sets the opening of the
Specifically, the opening setting means 42 receives the value of the road surface gradient, and determines whether or not the value of the gradient is greater than or equal to a preset second threshold (> first threshold).
When the opening value setting means 42 receives the open control signal when the gradient value is greater than or equal to the second threshold value (> first threshold value) set in advance, The opening degree L is set within a range of 0 mm <L ≦ 10 mm.
In the present embodiment, the opening degree L of the
ウエストゲートバルブ35の開度Lは、勾配の値と開度Lとの関係を示すマップ等に基づいて設定される。勾配の値が第2閾値よりもやや大きい場合に開度Lは大きくなり、勾配の値が第2閾値よりも十分に大きい場合に開度Lは小さくなるように設定される。
The opening degree L of the
一方、開度設定手段42は、オープン制御信号及び路面の勾配の値を受信して、当該勾配の値が第2閾値(>第1閾値)未満の場合には、ウエストゲートバルブ35の開度Lを10mmに設定する。即ち、ウエストゲートバルブ35を全開へ制御する。
開度設定手段42によって設定された開度Lの値は、制御手段41に出力される。
On the other hand, the opening setting means 42 receives the open control signal and the value of the road surface gradient, and when the value of the gradient is less than the second threshold (> first threshold), the opening of the
The value of the opening degree L set by the opening degree setting means 42 is output to the control means 41.
制御手段41は、ウエストゲートバルブ35の開度Lが開度設定手段42によって設定された開度Lとなるように電動モータ36を制御する。
The control means 41 controls the
ECU40の入力部には、アクセルセンサ9、勾配検出手段7、ウエストゲート開度センサ37、吸気温度を検出する吸気温度センサ18、吸気量を検出するエアフロセンサ25、エンジン回転数センサ(図示しない)、スロットル開度センサ(図示しない)等の各種センサ類が接続されている。
The input portion of the
ECU40の出力部には、ウエストゲートバルブ35、スロットルバルブ19、EGRバルブ22、内燃機関1の燃料ポンプ17等が接続されている。
A
ECU40は、図示しないCPU、ROM、RAM及びバックアップRAM等を更に備えている。
The
ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が格納されている。
CPUは、ROMに格納された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。
また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、例えば、内燃機関1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like.
The CPU executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM.
The RAM is a memory that temporarily stores the calculation results of the CPU, data input from each sensor, and the like. The backup RAM stores, for example, data to be saved when the internal combustion engine 1 is stopped. It is a non-volatile memory.
次に、本実施形態におけるウエストゲートバルブ35の制御について説明する。
ウエストゲートバルブ35はECU40によりノーマルオープン制御又はノーマルクローズ制御される。
Next, control of the
The
ノーマルオープン制御は、低回転且つ低負荷域では開弁、高回転且つ高負荷域にウエストゲートバルブ35を開弁方向に制御するものである。
ノーマルオープン制御用マップを用いて制御され、ノーマルオープン制御用マップには、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じたウエストゲートバルブ35の開閉状態が規定されている。
低回転且つ低負荷域から内燃機関1の加速(回転及び負荷上昇)を始めると、中負荷域でウエストゲートバルブ35が一旦閉方向へ制御され、さらに高負荷域に突入し過給圧が所定値に達するとウエストゲートバルブ35が開方向へ制御される。
In the normal open control, the valve is opened in the low rotation and low load range, and the
The normal open control map is used to control the
When acceleration (rotation and load increase) of the internal combustion engine 1 is started from a low rotation and low load range, the
一方、ノーマルクローズ制御は、アイドリングを含む低回転且つ低負荷域にウエストゲートバルブ35を閉止する制御である。
ノーマルクローズ制御用マップを用いて制御され、ノーマルクローズ制御用マップには、ノーマルオープン制御用マップと同様に、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じたウエストゲートバルブ35の開閉状態が規定されている。
ノーマルクローズ制御の場合、アイドリング等の低回転且つ低負荷域において、ウエストゲートバルブ35は閉止されている。
低回転且つ低負荷域から内燃機関1の加速(回転及び負荷上昇)を始めると、高負荷域になるまでウエストゲートバルブ35の閉止状態が維持され、高負荷域に突入し過給圧が所定値に達した時点でウエストゲートバルブ35は開弁方向に制御される。
On the other hand, the normal close control is a control for closing the
The normal close control map is used to control, and the normal close control map defines the open / close state of the
In the case of normal close control, the
When acceleration (rotation and load increase) of the internal combustion engine 1 is started from a low rotation and low load range, the closed state of the
ところで、ノーマルオープン制御を採用すると、ノーマルクローズ制御を採用する場合に比べ、低回転且つ低負荷領域において、ウエストゲートバルブ35が開放されているため、タービン回転速度が低くなる。
そして、この状態から運転者の要求によって加速が開始され、過給状態に移行しようとするとき、まずウエストゲートバルブ35が開弁状態から閉弁方向へ制御されてから排気タービン回転速度が上昇し、過給が開始される。したがって、加速開始(運転者がアクセルを踏み始めたとき)から過給開始までの間にタイムラグが生じ、加速レスポンスが低くなる。
By the way, when the normal open control is adopted, compared with the case where the normal close control is adopted, since the
When acceleration is started from the state in response to the driver's request and an attempt is made to shift to the supercharging state, first, the exhaust gate rotation speed increases after the
そこで、本実施形態では、路面の勾配及びアクセル開度増加量ΔAPSに応じてノーマルクローズ制御用マップ又はノーマルオープン制御用マップのいずれかに従ってウエストゲートバルブ35を制御する。
Therefore, in the present embodiment, the
以下、ウエストゲートバルブ35の制御方法について図4のフローチャートに沿って説明する。図4は、ウエストゲートバルブ35を制御するための過給機制御ルーチンを示すフローチャートである。
Hereinafter, the control method of the
図4に示すように、まず、勾配検出手段7及びウエストゲート開度センサ37によって、それぞれ路面の勾配、ウエストゲートバルブ35の開度を検出する(ステップS1)。
勾配検出手段7によって検出された検出結果に基づいて制御手段41が路面の勾配を算出する。
As shown in FIG. 4, first, the slope of the road surface and the opening of the
Based on the detection result detected by the gradient detection means 7, the control means 41 calculates the gradient of the road surface.
次に、制御手段41は、ウエストゲート開度センサ37による検出結果が全閉で無い場合に、算出された勾配の値が第1閾値以上か否かを判定する(ステップS2)。
制御手段41は、路面の勾配の値が第1閾値以上の上り勾配の場合(ステップS2のYES)、電動モータ36を駆動させてウエストゲートバルブ35を開弁状態から閉弁方向へ制御する。なお、このとき全閉としてもよい(ステップS3)。
Next, when the detection result by the wastegate
When the slope value of the road surface is an upward slope equal to or greater than the first threshold value (YES in Step S2), the control means 41 drives the
一方、路面の勾配の値が第1閾値未満の場合(ステップS2のNO)は、再びステップS1を実施する。 On the other hand, when the value of the road gradient is less than the first threshold (NO in step S2), step S1 is performed again.
次に、アクセルセンサ9によってアクセル開度を検出する(ステップS4)。
そして、アクセルセンサ9によって検出された検出結果に基づいて制御手段41がアクセル開度増加量ΔAPSを算出する。
Next, the accelerator opening is detected by the accelerator sensor 9 (step S4).
Then, based on the detection result detected by the
次に、制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが予め設計等によって決定された所定値At以下か否かを判定する(ステップS5)。
そして、制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以下であると判定した場合(ステップ5:YES)、オープン制御信号を作成する。作成されたオープン制御信号は、開度設定手段42に出力される。
Next, the control means 41 determines whether or not the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or smaller than a predetermined value At determined in advance by design or the like (step S5).
Then, when it is determined that the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or smaller than the predetermined value At (step 5: YES), the control means 41 creates an open control signal. The created open control signal is output to the opening setting means 42.
次に、開度設定手段42は、ステップS1で算出した路面の勾配の値が第2閾値以上か否かを判定する(ステップS6)。
そして、開度設定手段42は、路面の勾配の値が第2閾値以上であると判定した場合(ステップS6:YES)、アクセル開度増加量ΔAPSに基づいてウエストゲートバルブ35の開度L(例えば、0<L<10mm)を算出する(ステップS7)。算出された開度Lは、制御手段41に出力される。この開度Lは例えばアクセル開度増加量ΔAPSに応じたウエストゲート開度Lを定めたマップを参照し算出される。
Next, the opening degree setting means 42 determines whether or not the road gradient value calculated in step S1 is equal to or greater than a second threshold value (step S6).
Then, when the opening setting means 42 determines that the slope value of the road surface is equal to or greater than the second threshold value (step S6: YES), the opening degree L of the wastegate valve 35 (based on the accelerator opening increase amount ΔAPS) For example, 0 <L <10 mm) is calculated (step S7). The calculated opening degree L is output to the control means 41. The opening L is calculated, for example, with reference to a map that defines the wastegate opening L according to the accelerator opening increase ΔAPS.
次に、制御手段41は、ウエストゲートバルブ35を算出された開度Lとなるように制御するとともに、ECU40がノーマルオープン制御を実施する(ステップS8)。
Next, the control means 41 controls the
一方、路面の勾配の値が第2閾値未満であると判定した場合(ステップS6:NO)、ウエストゲートバルブ35を全開とする開度Lを算出する(ステップS9)。例えば、開度設定手段は開度Lを10mmとする。算出された開度Lは、制御手段41に出力される。
On the other hand, when it is determined that the slope value of the road surface is less than the second threshold value (step S6: NO), an opening degree L that fully opens the
次に、制御手段41は、ウエストゲートバルブ35を全開にするとともに、ECU40がノーマルオープン制御を実施する(ステップS10)。
Next, the control means 41 fully opens the
ところで、ステップS5において、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値Atよりも大きいと判定した場合(ステップ5:NO)に、クローズ制御信号を作成する。作成されたクローズ制御信号に基づいて、ECU40は、ノーマルクローズ制御を実施する(ステップS10)。
By the way, when it determines with accelerator opening opening amount increase (DELTA) APS being larger than predetermined value At in step S5 (step 5: NO), a close control signal is produced. Based on the created close control signal, the
上述した内燃機関1の過給機制御装置6によれば、勾配検出手段7による検出結果が第1閾値以上の登坂時にウエストゲートバルブ35を開弁状態から閉弁方向へ制御するので、低負荷運転時(例えば、微速走行時)等に、排気タービン32に排ガス全量を送り、タービン回転速度をある程度高く保つことができる。
そして、登坂時に運転者によってアクセル開度Lが増加されて負荷が増大すると、ウエストゲートバルブ35は閉止されているため、タービン回転速度が即座に上昇し過給が開始する。これにより、加速要求から過給開始までのタイムラグがほとんど無くなるため、加速レスポンスを向上させることができる。
According to the supercharger control device 6 of the internal combustion engine 1 described above, since the
When the accelerator opening L is increased by the driver during climbing and the load increases, the
また、アクセルセンサ9を備えているため、運転者の加速意思を把握することができる。そして、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以下の場合、運転者には急速な加速意思が無いと考えられるので、加速レスポンスよりも燃費を向上させるために、ウエストゲートバルブ35を開いて排ガスをバイパス通路34に迂回させることで、燃費の悪化の要因となる排気通路3の排圧上昇を低減することができる。
Further, since the
そして、第1閾値よりも大きい第2閾値以上の勾配の登坂時には、前進のために運転者から加速を要求されることが考えられる。このため、アクセルセンサ9によるアクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以下の場合であっても第2閾値以上の勾配の登坂時には、運転者からの加速要求に即座に対応できるように、予めウエストゲートバルブ35の開度Lを調整しておく。これにより、加速レスポンスを向上させるとともに、車両が後進することを防止できる。
Then, when climbing on a slope greater than or equal to a second threshold value that is greater than the first threshold value, it is conceivable that acceleration is required by the driver for advancing. For this reason, even when the accelerator opening increase amount ΔAPS by the
さらに、第1閾値以上、且つ第2閾値未満の上り勾配の場合に、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以下であれば、急速な加速を要求されることはほとんど無いと考えられる。このため、ウエストゲートバルブ35の開度Lを全開として、排ガスをバイパス通路34に迂回させることで、燃費の悪化の要因となる排気通路3の排圧上昇を低減することができる。
Furthermore, in the case of an ascending slope that is greater than or equal to the first threshold value and less than the second threshold value, it is considered that rapid acceleration is hardly required if the accelerator opening increase amount ΔAPS is equal to or less than the predetermined value At. For this reason, by increasing the opening degree L of the
1 内燃機関
2 吸気通路
3 排気通路
4 インタークーラ
5 触媒
6 過給機制御装置
7 勾配検出手段
8 エアクリーナ
9 アクセルセンサ
11 内燃機関本体
11a 燃焼室
12 ピストン
13 シリンダヘッド
14 シリンダ
15 インジェクタ
16 燃料供給路
17 燃料ポンプ
18 吸気温度センサ
19 スロットルバルブ
20 EGR装置
21 EGR通路
21a 一端部
21b 他端部
22 EGRバルブ
25 エアフロセンサ
30 過給機
31 コンプレッサ
32 排気タービン
33 シャフト
34 バイパス通路
35 ウエストゲートバルブ
36 電動モータ
37 ウエストゲート開度センサ(ウエストゲート開度検出手段)
40 ECU
41 制御手段
42 開度設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40 ECU
41 Control means 42 Opening setting means
Claims (3)
前記ウエストゲートバルブの開度を検出するウエストゲート開度検出手段と、
前記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
運転者のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記ウエストゲート開度検出手段による検出結果が全閉で無く、且つ前記勾配検出手段による検出結果が予め設定された第1閾値以上の上り勾配の場合に、前記ウエストゲートバルブを開弁状態から閉弁方向へ制御し、
前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値以上で前記ウエストゲートバルブが開弁状態から閉弁方向へ制御している状態において、前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量が予め設定された所定値以下の場合には、前記ウエストゲートバルブを開弁方向に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。 An exhaust turbine that is driven by exhaust gas discharged from an internal combustion engine of a vehicle, a compressor that is provided in an intake passage and is driven by the exhaust turbine to perform intake air pressurization, and a bypass passage that bypasses the exhaust turbine and discharges exhaust gas A supercharger control device for an internal combustion engine comprising a supercharger having a wastegate valve that can be opened and closed,
Wastegate opening degree detecting means for detecting the opening degree of the wastegate valve;
Gradient detecting means for detecting the gradient of the road surface on which the vehicle travels;
An accelerator operation amount detection means for detecting the driver's accelerator operation amount;
When the detection result by the waste gate opening degree detection means is not fully closed and the detection result by the slope detection means is an upward gradient equal to or higher than a preset first threshold value, the waste gate valve is closed from the opened state. Control in the valve direction ,
The accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount detection means is preset in a state where the detection result by the gradient detection means is equal to or greater than the first threshold value and the waste gate valve is controlling from the valve opening state to the valve closing direction. If the predetermined value or less, control means for controlling the waste gate valve in the valve opening direction ;
A supercharger control device for an internal combustion engine, comprising:
前記開度設定手段は、前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上の場合に、前記ウエストゲートバルブの開度を全開未満の開度に設定し、
前記制御手段は、前記開度設定手段によって設定された前記開度となるように前記ウエストゲートバルブの開度量を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の過給機制御装置。 Further comprising opening setting means for setting the opening of the wastegate valve based on the detection result by the gradient detecting means;
The opening degree setting means sets the opening degree of the wastegate valve to an opening degree that is less than full open when the detection result by the gradient detection means is equal to or greater than a second threshold value that is greater than the first threshold value.
2. The supercharger control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the control unit controls an opening amount of the wastegate valve so as to be the opening set by the opening setting unit. 3. .
前記勾配検出手段による検出結果が前記第1閾値以上、且つ第2閾値未満の場合に、前記ウエストゲートバルブの開度量を全開に設定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の過給機制御装置。
The opening degree setting means includes
3. The internal combustion engine overload according to claim 2 , wherein when the detection result by the gradient detection means is not less than the first threshold value and less than the second threshold value, the opening amount of the wastegate valve is set to full open. Feeder control device.
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