JP6344327B2 - 内燃機関用過給システム - Google Patents

内燃機関用過給システム Download PDF

Info

Publication number
JP6344327B2
JP6344327B2 JP2015135401A JP2015135401A JP6344327B2 JP 6344327 B2 JP6344327 B2 JP 6344327B2 JP 2015135401 A JP2015135401 A JP 2015135401A JP 2015135401 A JP2015135401 A JP 2015135401A JP 6344327 B2 JP6344327 B2 JP 6344327B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
see
valve
bypass valve
required time
negative pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015135401A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017015056A (ja
Inventor
翔 冨田
翔 冨田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015135401A priority Critical patent/JP6344327B2/ja
Publication of JP2017015056A publication Critical patent/JP2017015056A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6344327B2 publication Critical patent/JP6344327B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Description

本発明は、ターボチャージャと、吸気通路に配置された電動コンプレッサを有する電動過給機とを備えた内燃機関用過給システムに関する。
従来から、ターボチャージャと、吸気通路に配置された電動コンプレッサを有する電動過給機と、電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、バイパス通路に配置されたバイパスバルブ(バイパス弁)と、ターボチャージャのタービンを迂回するウェイストゲート通路(バイパス通路)と、ウェイストゲート通路(バイパス通路)に配置されたウェイストゲートバルブ(バイパス弁)とを備えた内燃機関用過給システムが知られている。この種の内燃機関用過給システムの例としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。特許文献1には、排気浄化装置を効率良い温度に高めることができる旨が記載されている。
特開2009−191686号公報
ところで、特許文献1には、電動コンプレッサを迂回するバイパス通路に配置されたバイパスバルブの構成、ウェイストゲートバルブの構成、および、バイパスバルブおよびウェイストゲートバルブの駆動機構の構成について、詳細に記載されていない。
また、特許文献1には、電動コンプレッサの回転速度とバイパスバルブの開度との適切な関係について記載されていない。
仮に、バイパスバルブに対する駆動力が適切に把握されず、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する前にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると、吸気通路が負圧になってしまうおそれがある。
また、仮に、バキュームポンプが発生する負圧がバイパスバルブの閉弁動作とウェイストゲートバルブの閉弁動作とで共用される場合には、バキュームポンプから供給される負圧をバイパスバルブの閉弁動作に適切に利用しなければ、過給圧の上昇が遅れてしまうおそれがある。
前記問題点に鑑み、本発明は、吸気通路が負圧になってしまうことを回避すると共に、バイパスバルブとウェイストゲートバルブとでバキュームポンプを共用しつつ、過給圧の上昇を早めることができる内燃機関用過給システムを提供することを目的とする。
本発明によれば、気筒を有するエンジン本体と、
前記気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記排気通路に配置されたタービンとを有するターボチャージャと、
前記吸気通路に配置された電動コンプレッサを有する電動過給機と、
前記吸気通路に並列に設けられ、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置され、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたバイパスバルブと、
前記排気通路に並列に設けられ、前記タービンを迂回するウェイストゲート通路と、
前記ウェイストゲート通路に配置され、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたウェイストゲートバルブと、
前記バイパスバルブと前記ウェイストゲートバルブとに負圧を供給する共用のバキュームポンプと、
前記バキュームポンプを駆動して前記バイパスバルブと前記ウェイストゲートバルブとを制御する制御装置とを具備する内燃機関用過給システムにおいて、
前記電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇するまでの第1所要時間を算出する回転速度上昇所要時間算出部と、
前記バキュームポンプから前記バイパスバルブに供給される負圧に基づいて、前記バイパスバルブの開度が所定開度に低下するまでの第2所要時間を算出する開度低下所要時間算出部とを前記制御装置に設け、
前記電動コンプレッサの回転速度が前記所定回転速度に上昇する時に前記バイパスバルブの開度が前記所定開度に低下すると前記吸気通路が負圧にならず、かつ、前記電動コンプレッサの回転速度が前記所定回転速度に上昇する前に前記バイパスバルブの開度が前記所定開度に低下すると前記吸気通路が負圧になるように、前記所定回転速度と前記所定開度とを設定し、
前記第1所要時間が前記第2所要時間以下になったときに、前記制御装置によって、前記バイパスバルブの閉弁動作が開始され、
前記第2所要時間が前記第1所要時間より長い場合には、前記第2所要時間がゼロに低下するまでの期間中、前記ウェイストゲートバルブの閉弁動作を実行しないことを特徴とする内燃機関用過給システムが提供される。
つまり、本発明の内燃機関用過給システムでは、吸気通路に配置された電動コンプレッサを有する電動過給機が設けられている。また、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたバイパスバルブが、電動コンプレッサを迂回するバイパス通路に配置されている。さらに、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたウェイストゲートバルブが設けられている。また、共用のバキュームポンプの負圧が、バイパスバルブとウェイストゲートバルブとに供給される。
本発明者の鋭意研究により、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する前にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると、吸気通路が負圧になることが見い出された。
さらに、本発明者の鋭意研究により、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する時にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると、吸気通路が負圧になることなく、過給圧が速く上昇することが見い出された。
また、本発明者の鋭意研究により、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇した後にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると、吸気通路が負圧にならないものの、過給圧の上昇速度が遅くなることが見い出された。
この点に鑑み、本発明の内燃機関用過給システムでは、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇するまでの第1所要時間が算出される。また、バキュームポンプからバイパスバルブに供給される負圧に基づいて、バイパスバルブの開度が所定開度に低下するまでの第2所要時間が算出される。詳細には、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する時にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると吸気通路が負圧にならず、かつ、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する前にバイパスバルブの開度が所定開度に低下すると吸気通路が負圧になるように、電動コンプレッサの所定回転速度とバイパスバルブの所定開度とが設定される。さらに、第1所要時間が第2所要時間以下になったときに、バイパスバルブの閉弁動作が開始される。
そのため、本発明の内燃機関用過給システムでは、電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇する前にバイパスバルブの開度が所定開度に低下することを回避することができ、それにより、吸気通路が負圧になってしまうことを回避することができる。
さらに、本発明の内燃機関用過給システムでは、第2所要時間が第1所要時間より長い場合には、第2所要時間がゼロに低下するまでの期間中、バキュームポンプから供給される負圧を利用したウェイストゲートバルブの閉弁動作が実行されず、バキュームポンプから供給される負圧がバイパスバルブの閉弁動作に専用される。
そのため、本発明の内燃機関用過給システムでは、バキュームポンプが発生する負圧をバイパスバルブとウェイストゲートバルブとで共用しつつ、バキュームポンプから供給される負圧をバイパスバルブの閉弁動作に適切に利用することにより、過給圧の上昇を早めることができる。
本発明によれば、吸気通路が負圧になってしまうことを回避すると共に、バイパスバルブとウェイストゲートバルブとでバキュームポンプを共用しつつ、過給圧の上昇を早めることができる。
第1の実施形態の内燃機関用過給システムの主要部を示した概略構成図である。 吸気抵抗がなくなる電動コンプレッサ5aの回転速度(所定回転速度)Ncthと吸入空気量との関係を示した図である。 電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度などのタイムチャートである。 第1の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7の開度などの制御を説明するためのフローチャートである。 第1所要時間T1と吸気通路2のうちの電動コンプレッサ5aの下流側の圧力Pと電動コンプレッサ5aの回転速度Ncとの関係を示した図である。 第2所要時間T2とバキュームポンプ10が発生した負圧を検出するバキューム負圧センサの出力値Pvとの関係を示した図である。 第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された一例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。 第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された他の例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。 第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用されたさらに他の例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。 第4の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7の開度などの制御を説明するためのフローチャートである。 第4の実施形態の内燃機関用過給システムの図10に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された一例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。
以下、本発明の内燃機関用過給システムの第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態の内燃機関用過給システムの主要部を示した概略構成図である。
第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図1に示すように、気筒(図示せず)を有するエンジン本体1が設けられている。さらに、吸気通路2と排気通路3とが気筒に接続されている。また、ターボチャージャ4のコンプレッサ4aが吸気通路2に配置され、ターボチャージャ4のタービン4bが排気通路3に配置されている。さらに、ターボチャージャ4の回転軸4cによって、コンプレッサインペラ(図示せず)とタービンホイール(図示せず)とが接続されている。
さらに、第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図1に示すように、吸気通路2に配置された電動コンプレッサ5aを有する電動過給機5が設けられている。電動コンプレッサ5aは、制御装置(ECU)(図示せず)からの制御信号に基づいて駆動されるモータ5bによって作動される。
第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図1に示すように、電動コンプレッサ5aが、吸気通路2のうちのターボチャージャ4のコンプレッサ4aの上流側に直列に配置されているが、第2の実施形態の内燃機関用過給システムでは、代わりに、電動コンプレッサ5aを、吸気通路2のうちのターボチャージャ4のコンプレッサ4aの下流側に直列に配置することもできる。
第3の実施形態の内燃機関用過給システムでは、代わりに、吸気通路2を分岐させ、電動コンプレッサ5aを、ターボチャージャ4のコンプレッサ4aに並列に配置することもできる。
第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図1に示すように、電動コンプレッサ5aを迂回するためのバイパス通路6が、吸気通路2に並列に設けられている。さらに、バキュームポンプ10から供給される負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたバイパスバルブ7が、バイパス通路6に配置されている。バイパスバルブ7に対して負圧が供給されないときには、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が、スプリング(図示せず)の付勢力によって全開位置に配置され、バイパスバルブ7が開弁状態になる。つまり、バイパスバルブ7は、負圧により、スプリングの付勢力に抗して、開弁状態から閉弁状態に閉弁動作する。バイパスバルブ7の開度は、制御装置(図示せず)によって制御される。
また、タービン4bを迂回するためのウェイストゲート通路8が、排気通路3に並列に設けられている。さらに、バキュームポンプ10から供給される負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたウェイストゲートバルブ9が、ウェイストゲート通路8に配置されている。ウェイストゲートバルブ9に対して負圧が供給されないときには、ウェイストゲートバルブ9の弁体(図示せず)が、スプリング(図示せず)の付勢力によって全開位置に配置され、ウェイストゲートバルブ9が開弁状態になる。つまり、ウェイストゲートバルブ9は、負圧により、スプリングの付勢力に抗して、開弁状態から閉弁状態に閉弁動作する。ウェイストゲートバルブ9の開度は、制御装置(図示せず)によって制御される。
つまり、第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図1に示すように、バキュームポンプ10が発生した負圧が、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9とによって共用される。
図2は吸気抵抗がなくなる(つまり、吸気抵抗がゼロになる)電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(所定回転速度)Ncthと吸入空気量との関係を示した図である。図3(A)、図3(B)、図3(C)、図3(D)は、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度、過給圧、バイパスバルブ7(図1参照)の開度、アクセル開度のタイムチャートである。
図1に示す構成の内燃機関用過給システムでは、図3(D)に示すように、時間tSにアクセル開度が増加し、過給要求があると、電動過給機5の電動コンプレッサ5aが作動される。その結果、図3(A)に示すように、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が増加し始める。このとき、図3(C)に示すように、バイパスバルブ7は全開状態になっている。
電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が、ある程度まで上昇すると、図3(C)に示すように、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。また、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が、ある程度まで上昇すると、図3(B)に示すように、過給圧が上昇し始める。
本発明者は、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作を最適なタイミングで開始するための鋭意研究を行った。
本発明者の鋭意研究により、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間tPより前の時間tEに、バイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)が、図3(C)中に破線VEで示すように所定開度Vthに低下すると、図3(B)中に破線CEで示すように、過給圧(図3(B)参照)が一時的に低下し、吸気通路2(図1参照)が負圧になることが見い出された。
さらに、本発明者の鋭意研究により、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間tPにバイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)が、図3(C)中に実線VPで示すように所定開度Vthに低下すると、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2が負圧になることなく、過給圧(図3(B)参照)が滑らかに速く上昇することが見い出された。
また、本発明者の鋭意研究により、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncthに上昇した時間tPより後の時間tLに、バイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)が、図3(C)中に破線VLで示すように所定開度Vthに低下すると、図3(B)中に破線CLで示すように、吸気通路2が負圧にならないものの、過給圧(図3(B)参照)の上昇速度が遅くなることが見い出された。
本明細書では、吸気抵抗がゼロになる(つまり、吸気抵抗がなくなる)電動コンプレッサ5aの回転速度を「所定回転速度Ncth」と称する。
さらに、本明細書では、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2が負圧になることなく過給圧が速く上昇する場合に、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間tPのバイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)を、「所定開度Vth」と称する。
図2に示すように、吸入空気量が増加するに従って、所定回転速度Ncth(つまり、吸気抵抗がゼロになる電動コンプレッサ5aの回転速度)は高くなる。吸入空気量は、吸気通路2(図1参照)に配置されたエアフローメータ(図示せず)によって得られる。
第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、エアフローメータによって得られる吸入空気量と、図2に示す吸入空気量と所定回転速度Ncthとの関係とに基づいて、所定回転速度Ncthが予測される。さらに、過給圧が、図3(B)中に実線CPで示すように上昇するか、あるいは、図3(B)中に破線CLで示すように上昇するように、バイパスバルブ7(図1参照)の開度が制御される。
図4は第1の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7の開度などの制御を説明するためのフローチャートである。
図4に示すように、第1の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7の開度などの制御が開始されると、ステップS101において、吸気圧Pimが目標値Ptargetより小さいか否かが判定される。YESのときにはステップS102に進み、NOのときには図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御を終了し、所定期間経過後にステップS101からの処理を再開する。
吸気圧Pimは、例えば吸気通路2(図1参照)の一部を構成する吸気マニホールド(図示せず)に配置された吸気圧センサによって取得される。目標値Ptargetは、アクセル開度(図3(D)参照)が増加するに従って増加する。
次いで、ステップS102では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)が作動される。次いで、ステップS103では、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が全閉位置に配置されているか否か、つまり、バイパスバルブ7が閉弁状態であるか否かが判定される。NOのときにはステップS104に進み、YESのときにはステップS112に進む。
ステップS104では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度と、電動過給機5のモータ5b(図1参照)に対する投入電力と、バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧を検出するバキューム負圧センサ(図示せず)の出力値とが取得される。
次いで、ステップS105では、電動コンプレッサ5aの回転速度が、吸気抵抗がなくなる(つまり、電動コンプレッサ5aの圧損がゼロになる)所定回転速度Ncth(図3(A)参照)に上昇するのに要する第1所要時間T1が、制御装置(図示せず)の回転速度上昇所要時間算出部(図示せず)によって算出される。
図5は第1所要時間T1と吸気通路2(図1参照)のうちの電動コンプレッサ5aの下流側の圧力Pと電動コンプレッサ5aの回転速度Ncとの関係を示した図である。図5に示すように、回転速度上昇所要時間算出部によって算出される第1所要時間T1は、吸気通路2のうちの電動コンプレッサ5aの下流側の圧力Pが低いほど長くなり、電動コンプレッサ5aの回転速度Ncが低いほど長くなる。
次いで、ステップS106では、バイパスバルブ7(図1参照)の開度が所定開度Vth(図3(C)参照)に低下するのに要する第2所要時間T2が、制御装置(図示せず)の開度低下所要時間算出部(図示せず)によって算出される。このとき、バキュームポンプ10(図1参照)からバイパスバルブ7に供給される負圧の大きさが考慮される。
図6は第2所要時間T2とバキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧を検出するバキューム負圧センサ(図示せず)の出力値Pvとの関係を示した図である。図6に示すように、開度低下所要時間算出部によって算出される第2所要時間T2は、バキューム負圧センサの出力値Pvが小さいほど長くなる。
詳細には、上述したように、第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、バキュームポンプ10が発生した負圧が、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9(図1参照)とによって共用される。そのため、バキュームポンプ10が発生した負圧がウェイストゲートバルブ9によって利用されるときには、ウェイストゲートバルブ9によって利用されないときよりも、バイパスバルブ7が利用できる負圧が弱くなり、その結果、開度低下所要時間算出部によって算出される第2所要時間T2が長くなる。
また、第1の実施形態の内燃機関用過給システムでは、電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncth(図3(A)参照)に上昇する時に図3(C)中に実線VPで示すようにバイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)が所定開度Vth(図3(C)参照)に低下すると、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2(図1参照)が負圧にならず、かつ、電動コンプレッサ5aの回転速度(図3(A)参照)が所定回転速度Ncth(図3(A)参照)に上昇する前に図3(C)中に破線VEで示すようにバイパスバルブ7の開度(図3(C)参照)が所定開度Vth(図3(C)参照)に低下すると、図3(B)中に破線CEで示すように、吸気通路2(図1参照)が負圧になるように、所定回転速度Ncthと所定開度Vthとが設定されている。
次いで、ステップS107では、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)が閉弁動作中であるか否か、つまり、バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧がウェイストゲートバルブ9によって利用されているか否かが判定される。YESのときにはステップS108に進み、NOのときにはステップS110に進む。
ステップS108では、第1所要時間T1が第2所要時間T2以下であるか否かが判定される。YESのときには、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作を開始しても、図3(B)中に破線CEで示すように過給圧(図3(B)参照)が一時的に低下して吸気通路2(図1参照)が負圧になるおそれがないと判断し、ステップS109に進む。一方、NOのときには、図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御を終了し、所定期間経過後にステップS101からの処理を再開する。
ステップS109では、制御装置(図示せず)によって、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
ステップS110では、ステップS108と同様に、第1所要時間T1が第2所要時間T2以下であるか否かが判定される。バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧がウェイストゲートバルブ9(図1参照)に利用されていないときに実行されるステップS110において用いられる第2所要時間T2は、バキュームポンプ10が発生した負圧がウェイストゲートバルブ9に利用されているときに実行されるステップS108において用いられる第2所要時間T2よりも短い。
ステップS110においてYESと判定されるときには、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作を開始しても、図3(B)中に破線CEで示すように過給圧(図3(B)参照)が一時的に低下して吸気通路2(図1参照)が負圧になるおそれがないと判断し、ステップS111に進む。一方、ステップS110においてNOと判定されるときにはステップS112に進む。
ステップS111では、制御装置(図示せず)によって、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
ステップS112では、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の弁体(図示せず)が全閉位置に配置されているか否か、つまり、ウェイストゲートバルブ9が閉弁状態であるか否かが判定される。NOのときにはステップS113に進み、YESのときには図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御を終了し、所定期間経過後にステップS101からの処理を再開する。
ステップS113では、制御装置(図示せず)によって、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が開始される。
図7は第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御が適用された一例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。詳細には、図7(A)、図7(B)、図7(C)、図7(D)、図7(E)、図7(F)は、ターボチャージャ4(図1参照)の回転軸4c(図1参照)の回転速度、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の開度、バイパスバルブ7(図1参照)の開度、第1所要時間T1および第2所要時間T2、アクセル開度を示している。
図7(F)に示すように、時間t0にアクセル開度が増加し、過給要求があると、電動過給機5の電動コンプレッサ5aが作動される。その結果、図7(B)に示すように、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が増加し始める。また、図7(A)に示すように、ターボチャージャ4の回転軸4cの回転速度も増加し始める。
このとき、図7に示す例では、図7(D)に示すように、バイパスバルブ7は全開状態になっている。一方、図7(C)に示すように、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が開始される。
詳細には、時間t0に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図7(E)に示すように、時間t0に、ステップS105において算出される第1所要時間T1は、ステップS106において算出される第2所要時間T2よりも長くなる。
また、時間t0に、ステップS107においてYESと判定され、ステップS108においてNOと判定される。
図7に示す例では、次いで、時間t1に、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が終了し、ウェイストゲートバルブ9が閉弁状態になる。つまり、ウェイストゲートバルブ9の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t1に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図7(E)に示すように、時間t1にステップS105において算出される第1所要時間T1は、時間t0にステップS105において算出される第1所要時間T1より短いものの、依然として、時間t1に、ステップS105において算出される第1所要時間T1は、ステップS106において算出される第2所要時間T2よりも長い。
また、時間t1に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてNOと判定され、ステップS112においてYESと判定される。
図7に示す例では、次いで、時間t2に、第1所要時間T1(図7(E)参照)が第2所要時間T2(図7(E)参照)と等しくなる。
詳細には、時間t2に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図7(E)に示すように、時間t2に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS106において算出される第2所要時間T2と等しくなる。
その結果、時間t2に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてYESと判定され、ステップS111が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
図7に示す例では、次いで、時間t3に、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図7(B)参照)が所定回転速度Ncthまで上昇し、バイパスバルブ7(図1参照)の開度(図7(D)参照)が、図7(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。また、第1所要時間T1(図7(E)参照)が第2所要時間T2(図7(E)参照)と等しい状態が続いている。
詳細には、時間t3に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図7(E)に示すように、時間t3に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS106において算出される第2所要時間T2と等しくなる。
その結果、時間t3に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてYESと判定され、ステップS111が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が継続される。
図7に示す例では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図7(B)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間t3にバイパスバルブ7(図1参照)の開度(図7(D)参照)が、図7(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。その結果、図7に示す例では、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2(図1参照)が負圧になることなく、過給圧(図3(B)参照)が滑らかに速く上昇する。
つまり、第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図7に示す例では、吸気通路が負圧になってしまうことを回避すると共に、過給圧の上昇を早めることができる。
図7に示す例では、次いで、時間t4に、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作が終了し、バイパスバルブ7が閉弁状態になる。つまり、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t4に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてYESと判定される。
つまり、図7に示す例では、電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度の立ち上がりに時間がかかることが考慮され、先にウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が実行される。
図8は第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御が適用された他の例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。詳細には、図8(A)、図8(B)、図8(C)、図8(D)、図8(E)、図8(F)は、ターボチャージャ4(図1参照)の回転軸4c(図1参照)の回転速度、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の開度、バイパスバルブ7(図1参照)の開度、第1所要時間T1および第2所要時間T2、アクセル開度を示している。
図8(F)に示すように、時間t00にアクセル開度が増加し、過給要求があると、電動過給機5の電動コンプレッサ5aが作動される。その結果、図8(B)に示すように、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が増加し始める。また、図8(A)に示すように、ターボチャージャ4の回転軸4cの回転速度も増加し始める。
このとき、図8に示す例では、図8(D)に示すように、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
詳細には、時間t00に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図8(E)に示すように、時間t00に、ステップS105において算出される第1所要時間T1は、ステップS106において算出される第2所要時間T2よりも短くなる。
また、時間t00に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてYESと判定され、ステップS111が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
図8に示す例では、次いで、時間t01に、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図7(B)参照)が所定回転速度Ncthまで上昇する。
詳細には、時間t01に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図8(E)に示すように、時間t01に、ステップS105において算出される第1所要時間T1がステップS106において算出される第2所要時間T2よりも短い状態が続いている。
また、時間t01に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてYESと判定され、ステップS111が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が継続される。
詳細には、図8に示す例では、時間t02以前に、ステップS111の次に、図8に示さない下記のステップが実行される。
具体的には、第2所要時間T2が第1所要時間T1よりも長いと判断される。また、第2所要時間T2がゼロに低下していないと判断される。さらに、バイパスバルブ7の閉弁動作速度を速めるために、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9(図1参照)とで共用されるバキュームポンプ10(図1参照)からの負圧を利用したウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が禁止される。
図8に示す例では、次いで、時間t02に、バイパスバルブ7(図1参照)の開度(図8(D)参照)が、図8(D)中に矢印VLで示すように所定開度Vthに低下する。図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。
また、図8に示す例では、時間t02に、第2所要時間T2(図8(E)参照)が、ゼロに低下し、第1所要時間T1(図8(E)参照)と等しくなる。
詳細には、図8に示す例では、時間t02に、ステップS106の次に、図8に示さない下記のステップが実行される。
具体的には、第2所要時間T2がゼロに低下し、バイパスバルブ7の閉弁動作速度を速める必要性が無くなったと判断される。さらに、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9(図1参照)とで共用されるバキュームポンプ10(図1参照)からの負圧を利用したウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が許可される。その結果、図8(C)に示すように、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が開始される。
さらに、図8に示す例では、図8(E)に示すように、時間t02に、第1所要時間T1が第2所要時間T2と等しくなるため、ステップS107においてYESと判定され、ステップS108においてYESと判定され、ステップS109が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が継続される。
図8に示す例では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図8(B)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間t01の後の時間t02に、バイパスバルブ7(図1参照)の開度(図8(D)参照)が、図8(D)中に矢印VLで示すように所定開度Vthに低下する。その結果、図8に示す例では、図3(B)中に破線CLで示すように、図7に示す例よりも過給圧(図3(B)参照)の上昇速度が遅くなるものの、吸気通路2(図1参照)は負圧にならない。
つまり、第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図8に示す例では、吸気通路が負圧になってしまうことを回避することができる。
さらに、図8に示す例では、第2所要時間T2(図8(E)参照)が第1所要時間T1(図8(E)参照)より長い場合に、第2所要時間T2がゼロに低下するまでの期間中(時間t02以前)、バキュームポンプ10(図1参照)から供給される負圧を利用したウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が実行されず、バキュームポンプ10から供給される負圧がバイパスバルブ7の閉弁動作に専用される。
そのため、第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図8に示す例では、バキュームポンプ10が発生する負圧をバイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9とで共用しつつ、バキュームポンプ10から供給される負圧をバイパスバルブ7の閉弁動作に適切に利用することにより、過給圧の上昇を早めることができる。
図8に示す例では、次いで、時間t03に、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作が終了し、バイパスバルブ7が閉弁状態になる。つまり、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t03に、図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてNOと判定され、ステップS113が実行され、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が継続される。
図8に示す例では、次いで、時間t04に、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が終了し、ウェイストゲートバルブ9が閉弁状態になる。つまり、ウェイストゲートバルブ9の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t04に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてYESと判定される。
図9は第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御が適用されたさらに他の例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。詳細には、図9(A)、図9(B)、図9(C)、図9(D)、図9(E)、図9(F)は、ターボチャージャ4(図1参照)の回転軸4c(図1参照)の回転速度、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の開度、バイパスバルブ7(図1参照)の開度、第1所要時間T1および第2所要時間T2、アクセル開度を示している。
図9(F)に示すように、時間t10にアクセル開度が増加し、過給要求があると、電動過給機5の電動コンプレッサ5aが作動される。その結果、図9(B)に示すように、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が増加し始める。また、図9(A)に示すように、ターボチャージャ4の回転軸4cの回転速度も増加し始める。
このとき、図9に示す例では、図9(D)に示すように、バイパスバルブ7は全開状態になっている。一方、図9(C)に示すように、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が開始される。
詳細には、時間t10に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図9(E)に示すように、時間t10に、ステップS105において算出される第1所要時間T1は、ステップS106において算出される第2所要時間T2よりも長くなる。
また、時間t10に、ステップS107においてYESと判定され、ステップS108においてNOと判定される。
図9に示す例では、次いで、時間t11に、第1所要時間T1(図9(E)参照)が第2所要時間T2(図9(E)参照)と等しくなる。
詳細には、時間t11に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図9(E)に示すように、時間t11に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS106において算出される第2所要時間T2と等しくなる。
その結果、時間t11に、ステップS107においてYESと判定され、ステップS108においてYESと判定され、ステップS109が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
図9に示す例では、次いで、時間t12に、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図9(B)参照)が所定回転速度Ncthまで上昇し、バイパスバルブ7(図1参照)の開度(図9(D)参照)が、図9(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。また、第1所要時間T1(図9(E)参照)が第2所要時間T2(図9(E)参照)と等しい状態が続いている。
詳細には、時間t12に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図9(E)に示すように、時間t12に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS106において算出される第2所要時間T2と等しくなる。
その結果、時間t12に、ステップS107においてYESと判定され、ステップS108においてYESと判定され、ステップS109が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が継続される。
図9に示す例では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図9(B)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間t12にバイパスバルブ7(図1参照)の開度(図9(D)参照)が、図9(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。その結果、図9に示す例では、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2(図1参照)が負圧になることなく、過給圧(図3(B)参照)が滑らかに速く上昇する。
つまり、第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図9に示す例では、吸気通路が負圧になってしまうことを回避すると共に、過給圧の上昇を早めることができる。
図9に示す例では、次いで、時間t13に、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作が終了し、バイパスバルブ7が閉弁状態になる。つまり、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t13に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてNOと判定され、ステップS113が実行され、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が継続される。
図9に示す例では、次いで、時間t14に、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が終了し、ウェイストゲートバルブ9が閉弁状態になる。つまり、ウェイストゲートバルブ9の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t14に、図4に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてYESと判定される。
つまり、第1の実施形態の内燃機関用過給システムの図4に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図9に示す例では、時間t11から時間t13までの間、バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧によって、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作が実行されると共に、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が実行される。
以下、本発明の内燃機関用過給システムの第4の実施形態について説明する。第4の実施形態の内燃機関用過給システムは、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の内燃機関用過給システムとほぼ同様に構成されている。従って、第4の実施形態の内燃機関用過給システムによれば、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の内燃機関用過給システムとほぼ同様の効果を奏することができる。
第4の実施形態の内燃機関用過給システムの主要部は、図1に示す第1の実施形態の内燃機関用過給システムの主要部と同様に構成されている。
図10は第4の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御を説明するためのフローチャートである。
図10のステップS101、S102、S103、S104、S105、S106、S107、S109、S110、S111、S112、S113は、図4のステップS101、S102、S103、S104、S105、S106、S107、S109、S110、S111、S112、S113と同様である。
第4の実施形態の内燃機関用過給システムにおけるバイパスバルブ7の開度などの制御では、図10に示すように、ステップS107において、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)が閉弁動作中であるか否か、つまり、バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧がウェイストゲートバルブ9によって利用されているか否かが判定される。YESのときにはステップS201に進み、NOのときにはステップS110に進む。
S201では、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作を停止させた場合、つまり、バキュームポンプ10(図1参照)が発生した負圧のうちのウェイストゲートバルブ9によって利用される負圧を抑制した場合に、バイパスバルブ7(図1参照)の開度が所定開度Vth(図3(C)参照)に低下するのに要する第2所要時間T2’が、制御装置(図示せず)の開度低下所要時間算出部(図示せず)によって算出される。このとき、バキュームポンプ10(図1参照)からバイパスバルブ7に供給される負圧の大きさが考慮される。
開度低下所要時間算出部によって算出される第2所要時間T2’は、バキューム負圧センサ(図示せず)の出力値が小さいほど長くなる。
詳細には、第4の実施形態の内燃機関用過給システムでは、バキュームポンプ10が発生した負圧が、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9(図1参照)とによって共用される。そのため、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作を停止させた場合には、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作を停止させない場合よりも、バイパスバルブ7が利用できる負圧が強くなる。その結果、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作を停止させた場合における第2所要時間T2’(つまり、ステップS201において算出される第2所要時間T2’)は、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作を停止させない場合における第2所要時間T2(つまり、ステップS106において算出される第2所要時間T2)よりも短くなる。
次いで、ステップS202では、第1所要時間T1が第2所要時間T2’以下であるか否かが判定される。YESのときには、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作を停止させてバイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作を開始しても、図3(B)中に破線CEで示すように過給圧(図3(B)参照)が一時的に低下して吸気通路2(図1参照)が負圧になるおそれがないと判断し、ステップS203に進む。一方、NOのときには、図10に示すバイパスバルブ7の開度などの制御を終了し、所定期間経過後にステップS101からの処理を再開する。
ステップS203では、制御装置(図示せず)によって、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が停止される。
図11は第4の実施形態の内燃機関用過給システムの図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御が適用された一例におけるバイパスバルブ7の開度などのタイムチャートである。詳細には、図11(A)、図11(B)、図11(C)、図11(D)、図11(E)、図11(F)は、ターボチャージャ4(図1参照)の回転軸4c(図1参照)の回転速度、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の開度、バイパスバルブ7(図1参照)の開度、第1所要時間T1および第2所要時間T2、T2’、アクセル開度を示している。
図11(F)に示すように、時間t20にアクセル開度が増加し、過給要求があると、電動過給機5の電動コンプレッサ5aが作動される。その結果、図11(B)に示すように、電動過給機5の電動コンプレッサ5aの回転速度が増加し始める。また、図11(A)に示すように、ターボチャージャ4の回転軸4cの回転速度も増加し始める。
このとき、図11に示す例では、図11(D)に示すように、バイパスバルブ7は全開状態になっている。一方、図11(C)に示すように、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が開始される。
詳細には、時間t20に、図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図11(E)に示すように、時間t20に、ステップS105において算出される第1所要時間T1は、ステップS106において算出される第2所要時間T2よりも長くなる。
また、時間t20に、ステップS107においてYESと判定され、ステップS201において第2所要時間T2よりも短い第2所要時間T2’(図11(E)参照)が算出される。さらに、ステップS202においてNOと判定される。
図11に示す例では、次いで、時間t21に、第1所要時間T1(図11(E)参照)が第2所要時間T2’(図11(E)参照)と等しくなる。
詳細には、時間t21に、図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行され、ステップS107においてYESと判定され、ステップS201が実行される。図11(E)に示すように、時間t21に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS201において算出される第2所要時間T2’と等しくなる。
その結果、時間t21に、ステップS202においてYESと判定され、ステップS203が実行され、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が停止される。さらに、ステップS109が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が開始される。
図11に示す例では、次いで、時間t22に、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図11(B)参照)が所定回転速度Ncthまで上昇し、バイパスバルブ7(図1参照)の開度(図11(D)参照)が、図11(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。また、第1所要時間T1(図11(E)参照)が第2所要時間T2(図11(E)参照)と等しくなる。
詳細には、時間t22に、図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてNOと判定され、ステップS104、S105、S106が実行される。図11(E)に示すように、時間t22に、ステップS105において算出される第1所要時間T1が、ステップS106において算出される第2所要時間T2と等しくなる。
その結果、時間t22に、ステップS107においてNOと判定され、ステップS110においてYESと判定され、ステップS111が実行され、バイパスバルブ7の閉弁動作が継続される。
図11に示す例では、電動過給機5(図1参照)の電動コンプレッサ5a(図1参照)の回転速度(図11(B)参照)が所定回転速度Ncthに上昇する時間t22にバイパスバルブ7(図1参照)の開度(図11(D)参照)が、図11(D)中に矢印VPで示すように所定開度Vthに低下する。その結果、図11に示す例では、図3(B)中に実線CPで示すように、吸気通路2(図1参照)が負圧になることなく、過給圧(図3(B)参照)が滑らかに速く上昇する。
つまり、第4の実施形態の内燃機関用過給システムの図10に示すバイパスバルブ7の開度などの制御が適用された図11に示す例では、吸気通路が負圧になってしまうことを回避すると共に、過給圧の上昇を早めることができる。
図11に示す例では、次いで、時間t23に、バイパスバルブ7(図1参照)の閉弁動作が終了し、バイパスバルブ7が閉弁状態になる。つまり、バイパスバルブ7の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。さらに、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が再開される。
詳細には、時間t23に、図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてNOと判定され、ステップS113が実行され、ウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が再開される。
図11に示す例では、次いで、時間t24に、ウェイストゲートバルブ9(図1参照)の閉弁動作が終了し、ウェイストゲートバルブ9が閉弁状態になる。つまり、ウェイストゲートバルブ9の弁体(図示せず)が全閉位置に配置される。
詳細には、時間t24に、図10に示すバイパスバルブ7(図1参照)の開度などの制御では、ステップS101においてYESと判定され、ステップS102が実行され、ステップS103においてYESと判定され、ステップS112においてYESと判定される。
上述したように、第1から第4の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図3(B)に破線CEで示すように過給圧が一時的に低下して吸気通路2(図1参照)が負圧になることを回避できると共に、過給圧の上昇を早め、加速レスポンスを向上させることができる。
詳細には、第1から第4の実施形態の内燃機関用過給システムでは、図3(B)に破線CEで示すように吸気通路2が負圧にならないように、バキュームポンプ10(図1参照)からバイパスバルブ7(図1参照)に供給される負圧の大きさを考慮しつつ、バキュームポンプ10が発生した負圧が、バイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9(図1参照)とによって共用される。そのため、バキュームポンプ10および負圧タンク(図示せず)を小型化しつつ、加速レスポンスを向上させることができる。
換言すれば、バキュームポンプ10が発生した負圧がバイパスバルブ7とウェイストゲートバルブ9とによって共用される第1から第4の実施形態の内燃機関用過給システムでは、バイパスバルブ7の閉弁動作とウェイストゲートバルブ9の閉弁動作とが同時に実行される場合に、一方のみの閉弁動作が実行される場合よりも、閉弁動作の所要時間が長くなることが考慮される。そこで、第1から第4の実施形態の内燃機関用過給システムでは、運転状況に応じてバイパスバルブ7およびウェイストゲートバルブ9の閉弁動作が制御され、吸気通路2が負圧になることを回避すると共に、過給圧の上昇が早められる。
第5の実施形態では、上述した第1から第4の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。
1 エンジン本体
2 吸気通路
3 排気通路
4 ターボチャージャ
4a コンプレッサ
4b タービン
4c 回転軸
5 電動過給機
5a 電動コンプレッサ
5b モータ
6 バイパス通路
7 バイパスバルブ
8 ウェイストゲート通路
9 ウェイストゲートバルブ
10 バキュームポンプ

Claims (1)

  1. 気筒を有するエンジン本体と、
    前記気筒に接続された吸気通路と、
    前記気筒に接続された排気通路と、
    前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記排気通路に配置されたタービンとを有するターボチャージャと、
    前記吸気通路に配置された電動コンプレッサを有する電動過給機と、
    前記吸気通路に並列に設けられ、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、
    前記バイパス通路に配置され、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたバイパスバルブと、
    前記排気通路に並列に設けられ、前記タービンを迂回するウェイストゲート通路と、
    前記ウェイストゲート通路に配置され、負圧によって開弁状態から閉弁状態に閉弁動作するように構成されたウェイストゲートバルブと、
    前記バイパスバルブと前記ウェイストゲートバルブとに負圧を供給する共用のバキュームポンプと、
    前記バキュームポンプを駆動して前記バイパスバルブと前記ウェイストゲートバルブとを制御する制御装置とを具備する内燃機関用過給システムにおいて、
    前記電動コンプレッサの回転速度が所定回転速度に上昇するまでの第1所要時間を算出する回転速度上昇所要時間算出部と、
    前記バキュームポンプから前記バイパスバルブに供給される負圧に基づいて、前記バイパスバルブの開度が所定開度に低下するまでの第2所要時間を算出する開度低下所要時間算出部とを前記制御装置に設け、
    前記電動コンプレッサの回転速度が前記所定回転速度に上昇する時に前記バイパスバルブの開度が前記所定開度に低下すると前記吸気通路が負圧にならず、かつ、前記電動コンプレッサの回転速度が前記所定回転速度に上昇する前に前記バイパスバルブの開度が前記所定開度に低下すると前記吸気通路が負圧になるように、前記所定回転速度と前記所定開度とを設定し、
    前記第1所要時間が前記第2所要時間以下になったときに、前記制御装置によって、前記バイパスバルブの閉弁動作が開始され、
    前記第2所要時間が前記第1所要時間より長い場合には、前記第2所要時間がゼロに低下するまでの期間中、前記ウェイストゲートバルブの閉弁動作を実行しないことを特徴とする内燃機関用過給システム。
JP2015135401A 2015-07-06 2015-07-06 内燃機関用過給システム Expired - Fee Related JP6344327B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015135401A JP6344327B2 (ja) 2015-07-06 2015-07-06 内燃機関用過給システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015135401A JP6344327B2 (ja) 2015-07-06 2015-07-06 内燃機関用過給システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017015056A JP2017015056A (ja) 2017-01-19
JP6344327B2 true JP6344327B2 (ja) 2018-06-20

Family

ID=57830079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015135401A Expired - Fee Related JP6344327B2 (ja) 2015-07-06 2015-07-06 内燃機関用過給システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6344327B2 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6435024A (en) * 1987-07-30 1989-02-06 Mazda Motor Supercharger of engine
JPH0255829A (ja) * 1988-08-19 1990-02-26 Asmo Co Ltd 過給機付内燃機関
JP6201439B2 (ja) * 2013-06-07 2017-09-27 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置および制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017015056A (ja) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4844342B2 (ja) 車両の制御装置
JP6245221B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2006274831A (ja) ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置
JP4941534B2 (ja) 内燃機関のウエストゲートバルブ制御装置
JP4419894B2 (ja) 内燃機関のウエストゲートバルブ制御装置
US20150285168A1 (en) Throttle control device for internal combustion engine and throttle control method for internal combustion engine
JP2006188999A (ja) 内燃機関の過給圧制御装置
JP2010048225A (ja) 内燃機関の過給システム
JP6344438B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN108626000B (zh) 内燃机的控制装置
JP2007291961A (ja) 遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置
JP5847030B2 (ja) 排気絞り弁の制御装置および排気絞り弁の制御方法
JP6358050B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6509958B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6344327B2 (ja) 内燃機関用過給システム
JP6128425B2 (ja) 内燃機関の過給機制御装置
JP2007023816A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2012154292A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2019100215A (ja) ウェイストゲートバルブの制御装置
JP2016000980A (ja) 過給機付きエンジンのスロットル制御装置
WO2016132455A1 (ja) 電動過給システム及び電動過給機の制御方法
JP4229038B2 (ja) 内燃機関の過給システム
JP6583018B2 (ja) エンジンの過給装置
JP2018080634A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009228585A (ja) 電動過給機付き内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180507

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6344327

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees