WO2019022172A1 - 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 - Google Patents

内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 Download PDF

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valve
blow
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internal combustion
combustion engine
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敦 岡崎
和義 成田
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いすゞ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device of an internal combustion engine and a control method of the internal combustion engine.
  • the blow-off valve is a valve for suppressing surge noise (also referred to as "buff noise") caused by surging of the compressor which occurs at the time of deceleration of the internal combustion engine. That is, when the throttle valve is rapidly closed during deceleration, the intake pressure between the throttle valve and the compressor may increase, which may cause surging in which the intake air flows back in the compressor. Due to this surging, noises of unpleasant surge noise are generated for the occupants. Therefore, at the time of such deceleration, the blow-off valve is operated, that is, the valve is opened, and the intake air is reversely flowed not in the compressor but in the bypass passage to suppress the generation of surging and surge noise.
  • surge noise also referred to as "buff noise”
  • the timing for operating the blow-off valve is preferably at the time of deceleration of the internal combustion engine where surging occurs. Therefore, the background art determines the operation timing of the blow-off valve based on, for example, the throttle valve opening degree and the decrease speed of the intake pressure (see Patent Document 1).
  • the present disclosure provides a control device of an internal combustion engine that can optimally set the operation time of the blow-off valve.
  • a control device of an internal combustion engine including a turbocharger, a bypass passage bypassing a compressor of the turbocharger, and a blow-off valve provided in the bypass passage, the control device A control unit configured to control the blow-off valve, wherein the control unit operates the blow-off valve based on a maximum value of an accelerator opening within a predetermined time immediately before the start of the operation of the blow-off valve Set the time.
  • the control unit may set the operation time longer as the maximum value of the accelerator opening degree is larger.
  • the operation time of the blow-off valve can be set optimally.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart of the main routine.
  • FIG. 3 is a flowchart of a subroutine for determining whether the permission condition is established or not.
  • FIG. 4 is a flowchart of a subroutine for determining whether the prohibition condition is established or not.
  • FIG. 5 is a flowchart of a subroutine for determining whether the start condition is established or not.
  • FIG. 6 is a time chart showing changes in the accelerator opening.
  • FIG. 7 shows a map for setting the operating time.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an embodiment of the present disclosure.
  • An internal combustion engine (also referred to as an engine) 1 is a multi-cylinder engine mounted on a vehicle (not shown).
  • the vehicle is a large vehicle such as a truck
  • the engine 1 as a vehicle power source mounted on the vehicle is an in-line four-cylinder CNG engine.
  • the type, type, application, etc. of the vehicle and the internal combustion engine are not particularly limited.
  • the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car
  • the engine 1 is a gasoline engine or a diesel engine (compression ignition internal combustion engine) It may be.
  • the CNG engine is a type of spark ignition internal combustion engine similar to a gasoline engine.
  • the engine 1 includes an engine body 2, an intake passage 3 and an exhaust passage 4 connected to the engine body 2, a turbocharger 14, and an injector 7.
  • the engine body 2 includes structural parts such as a cylinder head, a cylinder block, and a crankcase, and movable parts such as a piston, a crankshaft, and a valve housed therein.
  • the injector 7 is provided in each cylinder and injects CNG, which is a fuel, into the intake port. Moreover, the spark plug 5 is provided in each cylinder.
  • the intake passage 3 is mainly defined by an intake manifold 10 connected to the engine body 2 (in particular, a cylinder head) and an intake pipe 11 connected to the upstream end of the intake manifold 10.
  • the intake manifold 10 distributes the intake air sent from the intake pipe 11 to the intake port of each cylinder.
  • an air cleaner 12, an air flow meter 13, a compressor 14C of a turbocharger 14, an intercooler 15, and an electronically controlled intake throttle valve 16 are provided in this order from the upstream side.
  • the air flow meter 13 is a sensor for detecting an intake air amount per unit time of the engine 1, that is, an intake flow rate, and is also referred to as a MAF sensor or the like.
  • the exhaust passage 4 is mainly defined by an exhaust manifold 20 connected to the engine body 2 (in particular, a cylinder head) and an exhaust pipe 21 disposed on the downstream side of the exhaust manifold 20.
  • the exhaust manifold 20 collects the exhaust gas sent from the exhaust port of each cylinder.
  • a turbine 14 T of the turbocharger 14 is provided between the exhaust pipe 21 or between the exhaust manifold 20 and the exhaust pipe 21.
  • the exhaust pipe 21 downstream of the turbine 14T is provided with a catalyst 22 composed of a three-way catalyst.
  • the engine 1 also includes an EGR device 30.
  • the EGR device 30 includes an EGR passage 31 for recirculating a part (referred to as “EGR gas”) of exhaust gas in the exhaust passage 4 (especially in the exhaust manifold 20) into the intake passage 3 (especially in the intake manifold 10).
  • the EGR cooler 32 cools the EGR gas flowing through the EGR passage 31, and the EGR valve 33 adjusts the flow rate of the EGR gas.
  • the engine 1 also includes a bypass passage 8 that bypasses the compressor 14 C of the turbocharger 14 and a blow-off valve 18 provided in the bypass passage 8.
  • the bypass passage 8 connects the upstream and downstream intake passages 3 near the compressor 14C.
  • the blow-off valve 18 is a valve operated or opened in a condition where surging of the compressor 14C may occur, and is a valve for preventing or suppressing the surging.
  • the blow-off valve 18 is a normally closed type that is stopped or closed when it is off, and activated or opened when it is on.
  • the control device includes an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 100 which forms a control unit or controller, and sensors described later.
  • the ECU 100 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like.
  • the ECU 100 is configured and programmed to control the injector 7, the spark plug 5, the intake throttle valve 16, the EGR valve 33, and the blow-off valve 18.
  • a rotational speed sensor 40 for detecting the rotational speed of the engine (specifically, the rotational speed per unit time (rpm)), and an accelerator opening degree
  • the accelerator opening sensor 41 is provided.
  • a ⁇ sensor 42 is provided for detecting the excess air ratio ⁇ of the exhaust gas flowing into the catalyst 22. The output signals of these sensors are sent to the ECU 100.
  • a boost pressure sensor 47 for detecting the boost pressure or the boost pressure is provided, and the output signal is also sent to the ECU 100.
  • the boost pressure sensor 47 is installed on the intake pipe 11 downstream of the intake throttle valve 16 and immediately in front of the intake manifold 10 in this embodiment, but the installation position is arbitrary, for example, installed on the intake manifold 10 May be
  • control of the present embodiment will be described.
  • the control is repeatedly executed by the ECU 100 every predetermined operation cycle ⁇ (for example, 10 msec).
  • the ECU 100 first executes control according to the main routine shown in FIG.
  • step S101 the ECU 100 determines whether a permission condition for permitting operation of the blow-off valve 18 is satisfied.
  • step S108 the ECU 100 proceeds to step S108 to stop (close the valve) the blow-off valve 18, and in step S109 turns off the valve actuation flag FG to complete the routine.
  • step S102 determines whether or not a prohibition condition for prohibiting the operation of the blow-off valve 18 is satisfied.
  • step S108 the ECU 100 proceeds to step S108.
  • step S103 determines whether or not the valve operation flag FG is on.
  • step S104 determines whether a start condition (or trigger condition) for starting the operation of the blow-off valve 18 is satisfied.
  • step S108 the ECU 100 proceeds to step S108.
  • step S105 the ECU 100 proceeds to step S105 to activate (open the valve) the blow-off valve 18, and turns on the valve operation flag FG in step S106.
  • step S107 the ECU 100 proceeds to step S107 to set the actuation time Top of the blow-off valve 18 as described later, and determines whether the set actuation time Top has elapsed. If it has not elapsed, the routine ends, and if it has elapsed, the process proceeds to step S108.
  • the start of the operation time Top is the operation start time of the blow-off valve 18.
  • step S103 when the valve actuation flag FG is on in step S103, the ECU 100 proceeds to step S107.
  • step S107 is reached while the operation state of the blow-off valve 18 is maintained, and the determination of step S107 is made.
  • the operation of the blow-off valve 18 is maintained until the operation time Top passes (S107: YES) in step S107.
  • step S107 When it is determined in step S107 that the actuation time Top has elapsed (S107: YES), the process proceeds to step S108, the blow off valve 18 is stopped, and the valve actuation flag FG is turned off in step S109. Thus, one operation of the blow-off valve 18 is completed.
  • FIG. 3 is a subroutine for determining whether the permission condition is established or not in step S101.
  • the ECU 100 determines that the permission condition is satisfied in step S205 when all the conditions (AND conditions) in steps S201 to S204 are satisfied, and permits in step S206 if any one of the conditions in steps S201 to S204 is not satisfied. The condition is not satisfied.
  • step S201 the ECU 100 determines whether the engine rotational speed Ne detected by the rotational speed sensor 40 is equal to or higher than a predetermined threshold Neth.
  • step S202 the ECU 100 determines whether the boost pressure Pb detected by the boost pressure sensor 47 is equal to or higher than a predetermined threshold Pbth.
  • the ECU 100 determines in step S203 whether or not there is an abnormality in each of the above-described sensors. In addition, the presence or absence of abnormality of each sensor is always grasped
  • step S204 the ECU 100 determines whether the blow-off valve 18 is abnormal.
  • the ECU 100 always recognizes the presence or absence of this abnormality. In particular, the ECU 100 determines whether or not there is an abnormality in the valve relay that drives the valve element of the blow-off valve 18.
  • step S205 If the answer is yes, the ECU 100 establishes the permission condition in step S205. On the other hand, when one of steps S201 to S204 is NO, the ECU 100 makes the permission condition not satisfied in step S206.
  • the threshold values Neth and Pbth are values that indicate that the engine is not operating at least in an idle operating state, and is operating at a speed slightly higher than that. Under such a condition, it is considered that surging does not occur even if the throttle valve 16 is closed at the time of deceleration, and it is not necessary to operate the blow-off valve 18.
  • the threshold Neth is set to a value (for example, about 1000 rpm) slightly higher than a predetermined idle speed (for example, about 550 rpm), and the threshold Pbth is around the boost pressure when the engine speed is the threshold Neth It is set to a value (for example, about 110 kPa).
  • control based on an abnormal state can be eliminated in advance, and the reliability of control can be enhanced.
  • FIG. 4 is a subroutine for determining whether the prohibition condition is established or not in step S102.
  • ECU 100 establishes the prohibition condition in step S303 when any of the conditions (OR condition) in steps S301 and S302 is satisfied, and prohibits in step S304 when none of the conditions in step S301 and S302 is satisfied. The condition is not satisfied.
  • step S301 the ECU 100 determines whether the accelerator opening Ac detected by the accelerator opening sensor 41 is equal to or greater than a predetermined threshold Acth. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S303 and establishes the prohibition condition.
  • step S302 the ECU 100 determines whether the throttle opening degree TH of the intake throttle valve 16 is equal to or greater than a predetermined threshold THth. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S303 and establishes the prohibition condition. On the other hand, if the answer is no, the ECU 100 proceeds to step S304 to make the prohibition condition not satisfied.
  • the thresholds Acth and THth are values that indicate that the engine is accelerating or operating under heavy load.
  • the threshold value Acth is set near the minimum value of the accelerator opening degree when the engine is accelerating or high load operation.
  • the threshold THth is also set near the minimum value of the throttle opening when the engine is accelerating or operating under high load.
  • the throttle opening TH is normally controlled by the ECU 100 so as to follow the accelerator opening Ac, except when special control is being executed. Therefore, the throttle opening TH may be approximately equal to the accelerator opening Ac. However, if the accelerator opening Ac changes suddenly, a response delay occurs in which the throttle opening TH can not completely follow the accelerator opening Ac.
  • the throttle opening degree TH is a target opening degree which the ECU 100 instructs the intake throttle valve 16, and is an internal value of the ECU 100.
  • the value of the opening degree sensor may be used as the throttle opening degree TH.
  • FIG. 5 is a subroutine for determining whether the start condition is established or not in step S104.
  • the ECU 100 determines that the start condition is satisfied in step S405, if both the conditions (AND conditions) in steps S401 and S402 are satisfied or both the conditions (AND conditions) in steps S403 and S404 are satisfied. If not, the start condition is not satisfied in step S406.
  • step S401 the ECU 100 determines whether the accelerator opening Ac detected by the accelerator opening sensor 41 is equal to or less than a predetermined threshold Acth2. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S402 to determine whether the accelerator opening decrease amount ⁇ Ac per predetermined time, that is, the accelerator opening decrease rate ⁇ Ac, is equal to or greater than a predetermined threshold ⁇ Acth. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S405 and sets the start condition to be satisfied.
  • step S401 and S402 determines whether the throttle opening degree TH is equal to or less than a predetermined threshold THth2. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S404 to determine whether the throttle opening decrease amount ⁇ TH per predetermined time, ie, the throttle opening decrease speed ⁇ TH, is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ THth. If the answer is yes, the ECU 100 proceeds to step S405 and sets the start condition to be satisfied. If the determination is no, the ECU 100 proceeds to step S406 and sets the start condition as not satisfied.
  • the thresholds Acth2, ⁇ Acth, THth2, and ⁇ THth are all values that indicate that the engine is decelerating. For example, when the driver depresses the accelerator pedal and releases it (let-off) and the throttle valve 16 is rapidly closed, the engine decelerates and the intake pressure between the compressor 14C and the throttle valve 16 is high and the intake flow rate is low. It becomes a state. As a result, surging occurs and surge noise occurs. In this case, as the accelerator opening before deceleration is larger, the intake pressure at the start of deceleration becomes larger, and surging becomes remarkable.
  • the thresholds Acth2, ⁇ Acth, THth2, and ⁇ THth are set so that the start condition is satisfied in such a situation. Therefore, the blow-off valve 18 is operated, and the intake air between the compressor 14C and the throttle valve 16 is reversely flowed through the bypass passage 8 to escape to the upstream side of the compressor 14C, thereby preventing or suppressing the generation of surging and surge noise.
  • the threshold Acth2 of the accelerator opening used here is a value smaller than the above-mentioned threshold Acth (FIG. 4), and is, for example, about 50%.
  • ⁇ is an operation cycle.
  • the predetermined time is defined as three operation cycles (3 ⁇ )
  • the accelerator opening decrease amount during the three operation cycles is defined as the accelerator opening decrease speed ⁇ Ac.
  • the predetermined time is not limited to three operation cycles, and can be set arbitrarily.
  • FIG. 6 shows the case where the start condition is satisfied at time t n (that is, when Ac ⁇ Acth2 and ⁇ Ac ⁇ ⁇ ⁇ Acth are satisfied).
  • the threshold THth2 of the throttle opening used here is a value smaller than the above-mentioned threshold THth (FIG. 4), for example, about 50% or less.
  • step S107 (FIG. 2)
  • the ECU 100 sets the actuation time Top of the blow-off valve 18 based on the maximum value of the accelerator opening within a predetermined time immediately before the start of actuation of the blow-off valve 18. That is, the ECU 100 sets the actuation time Top based on the maximum value of the accelerator opening just before the actuation start condition of step S104 is satisfied.
  • the ECU 100 stores in the buffer the detected value of the accelerator opening Ac for each operation time from the current time t n to the time t n-5 five operation cycles (5 ⁇ ) earlier. Then, the maximum value Acmax n of the accelerator opening Ac during that time is determined as the maximum value of the accelerator opening at the present t n .
  • the operation start condition is satisfied at the present time t n , and the operation of the blow-off valve 18 is started. Therefore, the maximum value of the accelerator opening within the predetermined time 5 ⁇ immediately before the start of the operation of the blow-off valve 18 is Acmax n .
  • the predetermined time is not limited to 5 ⁇ and can be set arbitrarily.
  • the ECU 100 determines an operation time Top corresponding to the maximum value Acmax of the accelerator opening from the map as shown in FIG. 7 stored in advance.
  • the ECU 100 sets the actuation time Top longer as the maximum value Acmax of the accelerator opening degree is larger.
  • the intake pressure on the downstream side of the compressor tends to be higher at the start of the operation of the blow-off valve 18 as the maximum value Acmax of the accelerator opening just before the start of the operation of the blow-off valve 18 increases. Therefore, by lengthening the operation time Top of the blow-off valve 18 as the maximum value Acmax is larger, a larger amount of intake air is released from the compressor downstream side through the bypass passage 18 to reliably reduce the intake pressure. Generation of surges and surges can be reliably suppressed.
  • the ECU 100 sets an operation time Top substantially proportional to the maximum value Acmax in a small opening region where the maximum value Acmax is less than or equal to a predetermined boundary accelerator opening Ac1.
  • the ECU 100 makes the increase rate (slope) of the actuation time Top relative to the maximum value Acmax larger than the small opening region and increases the maximum value Acmax.
  • the operating time Top is set based on the characteristic that the rate of increase gradually decreases with time.
  • the actuation time Top of the blow-off valve 18 is set based on the maximum value of the accelerator opening within the predetermined time immediately before the actuation of the blow-off valve 18, the actuation time of the blow-off valve is It can be set optimally. And surging and surge noise can be suppressed more reliably than before.
  • the actuation time Top is set longer as the maximum value Acmax of the accelerator opening is larger, the actuation time of the blow-off valve can be set more optimally.
  • the operation time Top is set based on the maximum value of the accelerator opening that reflects the driver's intention without a time lag, not the throttle opening having a response delay with respect to the accelerator opening.
  • the operation time can be set optimally by eliminating the influence of response delay.
  • the start condition shown in FIG. 5 can be changed, and only one of the condition on the accelerator opening in steps S401 and S402 and the condition on the throttle opening in steps S403 and S404 is left, the other is omitted. You may In this case, it is preferable to leave the condition regarding the accelerator opening degree with good response to the driver.
  • the permission conditions shown in FIG. 3 can also be changed.
  • the conditions of steps S203 and S204 may be omitted.
  • One of steps S201 and S202 may be omitted.
  • a modified example in which the permission condition itself (step S101 in FIG. 1) is omitted is also possible.
  • step S301 in which the condition regarding the accelerator opening degree with good response is defined for the driver.
  • step S102 in FIG. 1 a variation may be possible in which the prohibition condition itself (step S102 in FIG. 1) is omitted.
  • the relationship between the maximum value Acmax and the operation time Top shown in FIG. 7 can also be changed.
  • the operating time Top may be constant regardless of the maximum value Acmax.
  • the operation time of the blow-off valve can be set optimally.

Abstract

ターボチャージャと、ターボチャージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路に設けられたブローオフバルブとを備える内燃機関の制御装置は、ブローオフバルブを制御するように構成された制御ユニットを備える。制御ユニットは、ブローオフバルブの作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、ブローオフバルブの作動時間を設定する。

Description

内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法
　本開示は内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法に関する。
　ターボチャージャと、ターボチャージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路に設けられたブローオフバルブとを備えた車両用の内燃機関が知られている（例えば特許文献１－３参照）。
　ブローオフバルブは、内燃機関の減速時に発生するコンプレッサのサージングに起因したサージ音（ボフ音とも称される）を抑制するためのバルブである。すなわち、減速時にスロットルバルブが急速に閉じられるとスロットルバルブとコンプレッサの間の吸気圧が上昇し、吸気がコンプレッサ内を逆流するサージングが生じることがある。このサージングにより、乗員には不快なサージ音という騒音が発生する。そこでこうした減速時には、ブローオフバルブを作動すなわち開弁し、吸気をコンプレッサ内ではなくバイパス通路内で逆流させ、サージングとサージ音の発生を抑制している。
日本国特開２００１－２８０１４４号公報 日本国特開２００６－２６６２１６号公報 日本国特開２００７－７７８９７号公報
　ブローオフバルブを作動させるタイミングは、サージングが生じるような内燃機関の減速時であることが望ましい。このため背景技術は、例えばスロットルバルブ開度および吸気圧の減少速度に基づいてブローオフバルブの作動タイミングを決定している（特許文献１参照）。
　しかし、ブローオフバルブの作動開始後の作動時間については、効果的な提案が見受けられず、改善の余地が残されている。
　本開示はブローオフバルブの作動時間を最適に設定し得る内燃機関の制御装置を提供する。
　本開示の一の態様によれば、ターボチャージャと、前記ターボチャージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられたブローオフバルブとを備える内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記ブローオフバルブを制御するように構成された制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、前記ブローオフバルブの作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、前記ブローオフバルブの作動時間を設定する。
　前記制御ユニットは、前記アクセル開度の最大値が大きいほど前記作動時間を長く設定してもよい。
　本開示によれば、ブローオフバルブの作動時間を最適に設定することができる。
図１は、本開示の実施形態の構成を示す概略図である。 図２は、メインルーチンのフローチャートである。 図３は、許可条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンのフローチャートである。 図４は、禁止条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンのフローチャートである。 図５は、開始条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンのフローチャートである。 図６は、アクセル開度の変化を示すタイムチャートである。 図７は、作動時間を設定するためのマップを示す。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意すべきである。
　図１は、本開示の実施形態の構成を示す概略図である。内燃機関（エンジンともいう）１は、車両（図示せず）に搭載された多気筒エンジンである。本実施形態において、車両はトラック等の大型車両であり、これに搭載される車両動力源としてのエンジン１は直列４気筒ＣＮＧエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン１はガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン（圧縮着火式内燃機関）であってもよい。なおＣＮＧエンジンは、ガソリンエンジンと同様の火花点火式内燃機関の一種である。
　エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４と、ターボチャージャ１４と、インジェクタ７とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。
　インジェクタ７は、各気筒に設けられ、吸気ポート内に燃料であるＣＮＧを噴射する。また各気筒に点火プラグ５が設けられる。
　吸気通路３は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流端に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気マニホールド１０は、吸気管１１から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管１１には、上流側から順に、エアクリーナ１２、エアフローメータ１３、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃ、インタークーラ１５、および電子制御式の吸気スロットルバルブ１６が設けられる。エアフローメータ１３は、エンジン１の単位時間当たりの吸入空気量すなわち吸気流量を検出するためのセンサで、ＭＡＦセンサ等とも称される。
　排気通路４は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に配置された排気管２１とにより主に画成される。排気マニホールド２０は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合する。排気管２１、もしくは排気マニホールド２０と排気管２１の間には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。タービン１４Ｔより下流側の排気管２１には三元触媒からなる触媒２２が設けられる。
　エンジン１はＥＧＲ装置３０も備える。ＥＧＲ装置３０は、排気通路４内（特に排気マニホールド２０内）の排気ガスの一部（「ＥＧＲガス」という）を吸気通路３内（特に吸気マニホールド１０内）に還流させるためのＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲバルブ３３とを備える。
　またエンジン１は、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃをバイパスするバイパス通路８と、バイパス通路８に設けられたブローオフバルブ１８とを備える。バイパス通路８は、コンプレッサ１４Ｃ付近の上下流側の吸気通路３を連結する。ブローオフバルブ１８は、コンプレッサ１４Ｃのサージングが発生し得るような状況下で作動すなわち開弁され、そのサージングを防止または抑制するためのバルブである。ブローオフバルブ１８はオフ時に停止すなわち閉弁状態となるノーマルクローズタイプであり、オン時には作動すなわち開弁状態となる。
　他方、本実施形態に係る制御装置は、制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）１００と、後述するセンサ類とを備える。ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ７、点火プラグ５、吸気スロットルバルブ１６、ＥＧＲバルブ３３、ブローオフバルブ１８を制御するように構成され、プログラムされている。
　センサ類に関しては、上述のエアフローメータ１３の他、エンジンの回転速度（具体的には単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ））を検出するための回転速度センサ４０と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ４１とが設けられる。また、触媒２２に流入する排気ガスの空気過剰率λを検出するためのλセンサ４２が設けられている。これらセンサ類の出力信号はＥＣＵ１００に送られる。
　また、過給圧もしくはブースト圧を検出するためのブースト圧センサ４７が設けられ、その出力信号もＥＣＵ１００に送られる。ブースト圧センサ４７は、本実施形態では吸気スロットルバルブ１６の下流側で且つ吸気マニホールド１０の直前の吸気管１１に設置されているが、この設置位置は任意であり、例えば吸気マニホールド１０に設置してもよい。
　次に、本実施形態の制御について説明する。制御はＥＣＵ１００により所定の演算周期τ（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
　ＥＣＵ１００はまず、図２に示すメインルーチンに従って制御を実行する。
　ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１００は、ブローオフバルブ１８の作動を許可する許可条件が成立しているか否かを判断する。
　非成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０８に進んでブローオフバルブ１８を停止（閉弁）状態とし、ステップＳ１０９でバルブ作動フラグＦＧをオフ（ＯＦＦ）にし、ルーチンを終える。
　他方、成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０２に進んで、ブローオフバルブ１８の作動を禁止する禁止条件が成立しているか否かを判断する。
　成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０８に進む。他方、非成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３に進んでバルブ作動フラグＦＧがオン（ＯＮ）か否かを判断する。
　オフの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４に進んで、ブローオフバルブ１８の作動を開始する開始条件（もしくはトリガー条件）が成立しているか否かを判断する。
　非成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０８に進む。他方、成立の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５に進んでブローオフバルブ１８を作動（開弁）状態とし、ステップＳ１０６でバルブ作動フラグＦＧをオンにする。
　次いでＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７に進んで、ブローオフバルブ１８の作動時間Ｔｏｐを後述のように設定すると共に、その設定された作動時間Ｔｏｐが経過したか否かを判断する。未経過の場合はルーチンを終え、経過の場合はステップＳ１０８に進む。なお作動時間Ｔｏｐの始期はブローオフバルブ１８の作動開始時期である。
　他方、ステップＳ１０３でバルブ作動フラグＦＧがオンの場合、ＥＣＵ１００はステップＳ１０７に進む。
　このメインルーチンによれば、許可条件成立（Ｓ１０１：イエス）、禁止条件非成立（Ｓ１０２：ノー）の場合、バルブ作動フラグＦＧが初期状態でオフ（Ｓ１０３：ノー）なので、ステップＳ１０４に進み、ここで開始条件成立（Ｓ１０４：イエス）ならば、ステップＳ１０５でブローオフバルブ１８の作動が開始され、ステップＳ１０６でバルブ作動フラグＦＧがオンされる。そして作動時間Ｔｏｐ未経過（Ｓ１０７：ノー）なので今回のルーチンが終了される。
　次回のルーチン実行時期（演算時期）では、ステップＳ１０３がイエスなので、ブローオフバルブ１８の作動状態が維持されたまま、ステップＳ１０７に至り、ステップＳ１０７の判断がなされる。ステップＳ１０７で作動時間Ｔｏｐ経過（Ｓ１０７：イエス）となるまで、ブローオフバルブ１８の作動が維持される。
　ステップＳ１０７で作動時間Ｔｏｐ経過（Ｓ１０７：イエス）となると、ステップＳ１０８に進んでブローオフバルブ１８が停止され、ステップＳ１０９でバルブ作動フラグＦＧがオフされる。以上でブローオフバルブ１８の１回の作動が終了する。
　次に、前述の各条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンについて説明する。
　図３は、ステップＳ１０１における許可条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンである。ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１～Ｓ２０４の各条件（ＡＮＤ条件）が全て満たされたときにステップＳ２０５で許可条件を成立とし、ステップＳ２０１～Ｓ２０４の各条件のうち一つでも満たされない場合はステップＳ２０６で許可条件を非成立とする。
　ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１００は、回転速度センサ４０により検出されたエンジン回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎｅｔｈ以上か否かを判断する。
　イエスの場合、ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１００は、ブースト圧センサ４７により検出されたブースト圧Ｐｂが所定の閾値Ｐｂｔｈ以上か否かを判断する。
　イエスの場合、ステップＳ２０３において、ＥＣＵ１００は、上述の各センサに異常がないか否かを判断する。なお各センサの異常の有無は、ＥＣＵ１００に備えられている診断機能によりＥＣＵ１００が常時把握している。
　イエスの場合、ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１００は、ブローオフバルブ１８に異常がないか否かを判断する。この異常の有無もＥＣＵ１００は常時把握している。特にＥＣＵ１００は、ブローオフバルブ１８の弁体を駆動するバルブリレーに異常がないか否かを判断する。
　イエスの場合、ステップＳ２０５において、ＥＣＵ１００は、許可条件を成立とする。他方、ステップＳ２０１～Ｓ２０４のいずれかがノーの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０６で許可条件を非成立とする。
　閾値Ｎｅｔｈ，Ｐｂｔｈは、エンジンが少なくともアイドル運転状態ではなく、それよりも若干高い回転数以上で運転していることを示すような値とされる。こうした状況でなければ、減速時にスロットルバルブ１６が閉弁されてもサージングが発生せず、ブローオフバルブ１８を作動させる必要がないと考えられるからである。具体的には閾値Ｎｅｔｈは、所定のアイドル回転数（例えば約５５０ｒｐｍ）よりも若干高い値（例えば約１０００ｒｐｍ）に設定され、閾値Ｐｂｔｈは、エンジン回転数が閾値Ｎｅｔｈであるときのブースト圧付近の値（例えば約１１０ｋＰａ）に設定されている。
　各センサに異常がなく、ブローオフバルブ１８にも異常がない場合に許可条件成立とするので、異常状態を前提とした制御を予め排除でき、制御の信頼性を高められる。
　図４は、ステップＳ１０２における禁止条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンである。ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０１，Ｓ３０２の各条件（ＯＲ条件）のいずれかが満たされた場合にステップＳ３０３で禁止条件を成立とし、ステップＳ３０１，Ｓ３０２の各条件のいずれも満たされない場合にステップＳ３０４で禁止条件を非成立とする。
　ステップＳ３０１において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度Ａｃが所定の閾値Ａｃｔｈ以上か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０３に進んで禁止条件を成立とする。
　他方、ノーの場合、ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１００は、吸気スロットルバルブ１６のスロットル開度ＴＨが所定の閾値ＴＨｔｈ以上か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０３に進んで禁止条件を成立とする。他方、ノーの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０４に進んで禁止条件を非成立とする。
　閾値Ａｃｔｈ，ＴＨｔｈは、エンジンが加速中もしくは高負荷運転中であることを示すような値とされる。こうした状況でブローオフバルブ１８が作動されると、ブースト圧が低下し、エンジン出力が低下し、ドライバビリティが悪化するからである。具体的には閾値Ａｃｔｈは、エンジンが加速中もしくは高負荷運転中であるときのアクセル開度の最小値付近に設定される。閾値ＴＨｔｈも、エンジンが加速中もしくは高負荷運転中であるときのスロットル開度の最小値付近に設定される。
　ここで、特殊な制御が実行されている場合を除き、スロットル開度ＴＨは通常、アクセル開度Ａｃに追従するようにＥＣＵ１００により制御される。従ってスロットル開度ＴＨはアクセル開度Ａｃと概ね一致しているとして差し支えない。しかしながらアクセル開度Ａｃが急変する場合には、スロットル開度ＴＨがアクセル開度Ａｃに完全に追従できない応答遅れが発生する。
　スロットル開度ＴＨは、ＥＣＵ１００が吸気スロットルバルブ１６に指示する目標開度であり、ＥＣＵ１００の内部値である。しかしながら、吸気スロットルバルブ１６に開度センサが設けられスロットル開度がフィードバック制御される場合は、その開度センサの値をスロットル開度ＴＨとしてもよい。
　図５は、ステップＳ１０４における開始条件の成立・非成立を判断するためのサブルーチンである。ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０１，Ｓ４０２の各条件（ＡＮＤ条件）が両方満たされるか、または、ステップＳ４０３，Ｓ４０４の各条件（ＡＮＤ条件）が両方満たされる場合に、ステップＳ４０５で開始条件を成立とし、そうでない場合にステップＳ４０６で開始条件を非成立とする。
　ステップＳ４０１において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度Ａｃが所定の閾値Ａｃｔｈ２以下か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０２に進んで、所定時間当たりのアクセル開度の減少量ΔＡｃ、すなわちアクセル開度減少速度ΔＡｃが、所定の閾値ΔＡｃｔｈ以上か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０５に進んで、開始条件を成立とする。
　他方、ステップＳ４０１，Ｓ４０２のいずれかがノーの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０３に進んで、スロットル開度ＴＨが所定の閾値ＴＨｔｈ２以下か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０４に進んで、所定時間当たりのスロットル開度の減少量ΔＴＨ、すなわちスロットル開度減少速度ΔＴＨが、所定の閾値ΔＴＨｔｈ以上か否かを判断する。イエスの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０５に進んで、開始条件を成立とする。ノーの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０６に進んで、開始条件を非成立とする。
　閾値Ａｃｔｈ２，ΔＡｃｔｈ，ＴＨｔｈ２，ΔＴＨｔｈはいずれも、エンジンが減速中であることを示すような値とされる。例えばドライバがアクセルペダルを踏み込んだ状態から解放（レットオフ）し、スロットルバルブ１６が急速に閉じられると、エンジンが減速状態となり、コンプレッサ１４Ｃとスロットルバルブ１６の間の吸気圧が高くかつ吸気流速が少ない状態となる。これによりサージングが発生し、サージ音が発生する。この場合、減速前のアクセル開度が大きい程、減速開始時の吸気圧が大きくなり、サージングが顕著となる。
　しかしながら本実施形態では、こうした状況のときに開始条件が成立するよう、閾値Ａｃｔｈ２，ΔＡｃｔｈ，ＴＨｔｈ２，ΔＴＨｔｈが設定されている。従ってブローオフバルブ１８を作動させ、コンプレッサ１４Ｃとスロットルバルブ１６の間の吸気をバイパス通路８を通じて逆流させ、コンプレッサ１４Ｃの上流側に逃がし、サージングおよびサージ音の発生を防止もしくは抑制することができる。
　ここで用いるアクセル開度の閾値Ａｃｔｈ２は、前述の閾値Ａｃｔｈ（図４）より小さい値とされ、例えば約５０％とされる。また図６に示すように、現在ｔnのアクセル開度減少速度ΔＡｃnは式：ΔＡｃn＝Ａｃn-3－Ａｃnによって算出される。τは演算周期である。ここでは所定時間を３演算周期（３τ）と定め、その３演算周期間のアクセル開度減少量をアクセル開度減少速度ΔＡｃと定義している。しかしながら所定時間は３演算周期に限られず、任意に設定できる。なお図６は、ｔnの時点で開始条件が成立した場合（すなわちＡｃ≦Ａｃｔｈ２かつΔＡｃ≧ΔＡｃｔｈが満たされた場合）を示す。
　スロットル開度についても同様である。ここで用いるスロットル開度の閾値ＴＨｔｈ２は、前述の閾値ＴＨｔｈ（図４）より小さい値とされ、例えば約５０％かそれより小さい値とされる。また現在ｔnのスロットル開度減少速度ΔＴＨnは式：ΔＴＨn＝ＴＨn-3－ＴＨnによって算出され、３演算周期間のアクセル開度減少量と定義される。
　次に、ステップＳ１０７（図２）の最初の実行時に設定される作動時間Ｔｏｐの設定方法を説明する。
　ＥＣＵ１００は、ブローオフバルブ１８の作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、ブローオフバルブ１８の作動時間Ｔｏｐを設定する。すなわちＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４の作動開始条件が成立する直前のアクセル開度の最大値に基づいて作動時間Ｔｏｐを設定する。
　図６に示すように、ＥＣＵ１００は、現在ｔnから５演算周期（５τ）前ｔn-5までの演算時期毎のアクセル開度Ａｃの検出値をバッファに記憶する。そしてその間のアクセル開度Ａｃの最大値Ａｃｍａｘnを現在ｔnのアクセル開度の最大値として定める。
　図示例では現在ｔnの時点で作動開始条件が成立し、ブローオフバルブ１８の作動が開始される。従って、ブローオフバルブ１８の作動開始直前の所定時間５τ内におけるアクセル開度の最大値はＡｃｍａｘnである。なお所定時間は５τに限らず任意に設定できる。
　次にＥＣＵ１００は、予め記憶した図７に示すようなマップから、アクセル開度の最大値Ａｃｍａｘに対応した作動時間Ｔｏｐを決定する。マップにおいては、アクセル開度の最大値Ａｃｍａｘが大きいほど長い作動時間Ｔｏｐが設定されている。よってＥＣＵ１００は、アクセル開度の最大値Ａｃｍａｘが大きいほど作動時間Ｔｏｐを長く設定する。
　ブローオフバルブ１８の作動開始直前のアクセル開度の最大値Ａｃｍａｘが大きいほど、ブローオフバルブ１８の作動開始時におけるコンプレッサ下流側（コンプレッサ１４Ｃとスロットルバルブ１６の間）の吸気圧は高い傾向にある。従って、その最大値Ａｃｍａｘが大きいほどブローオフバルブ１８の作動時間Ｔｏｐを長くすることで、より多くの量の吸気をコンプレッサ下流側からバイパス通路１８を通じてコンプレッサ上流側に逃がし、吸気圧を確実に低減させ、サージングおよびサージ音の発生を確実に抑制することができる。
　他方、吸気を過剰に逃がしてしまうと吸気圧が下がり過ぎ、次回加速時にブースト圧の立ち上がりが悪化しドライバビリティを損なう。本実施形態では、最大値Ａｃｍａｘが小さいほどブローオフバルブ１８の作動時間Ｔｏｐを短くするので、こうした吸気圧の過剰低減によるドライバビリティ悪化を抑制することができる。つまり本実施形態によれば、サージングおよびサージ音の抑制とドライバビリティの両立を図ることができる。
　図７に示すように、ＥＣＵ１００は、最大値Ａｃｍａｘが所定の境界アクセル開度Ａｃ１以下の小開度領域では、最大値Ａｃｍａｘにほぼ比例した作動時間Ｔｏｐを設定する。他方ＥＣＵ１００は、最大値Ａｃｍａｘが境界アクセル開度Ａｃ１より大の大開度領域では、最大値Ａｃｍａｘに対する作動時間Ｔｏｐの増加率（傾き）を小開度領域より大きくし、かつ、最大値Ａｃｍａｘの増大につれ増加率が徐々に低下していく特性に基づいて、作動時間Ｔｏｐを設定する。
　小開度領域では、ブローオフバルブ１８の作動開始時におけるコンプレッサ下流側の吸気圧がそれ程高くないため、増加率の小さい比例特性とすれば十分である。他方、大開度領域では、ブローオフバルブ１８の作動開始時におけるコンプレッサ下流側の吸気圧が比較的高いため、小開度領域より増加率を大きくする必要がある。もっとも最大値Ａｃｍａｘが高くなる程に吸気圧は飽和する傾向にあるので、この特性に合わせて増加率も徐々に低下させている。こうしたマップに従って作動時間Ｔｏｐを設定することで、ブローオフバルブ１８の作動開始時における吸気圧の大きさに適した最適な作動時間Ｔｏｐを設定することができる。
　このように本実施形態によれば、ブローオフバルブ１８の作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、ブローオフバルブ１８の作動時間Ｔｏｐを設定するので、ブローオフバルブの作動時間を最適に設定することができる。そしてサージングおよびサージ音を従来よりも確実に抑制することができる。
　また本実施形態によれば、アクセル開度の最大値Ａｃｍａｘが大きいほど作動時間Ｔｏｐを長く設定するので、ブローオフバルブの作動時間をより最適に設定することができる。
　また本実施形態によれば、アクセル開度に対して応答遅れのあるスロットル開度ではなく、ドライバの意思がタイムラグ無く反映されているアクセル開度の最大値に基づいて作動時間Ｔｏｐを設定するので、応答遅れの影響を排除して作動時間を最適に設定することができる。
　以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。
　（１）例えば、図５に示した開始条件は変更可能であり、ステップＳ４０１，Ｓ４０２のアクセル開度に関する条件と、ステップＳ４０３，Ｓ４０４のスロットル開度に関する条件との一方のみを残し、他方を省略してもよい。この場合、ドライバに対しレスポンスの良いアクセル開度に関する条件を残すのが好ましい。
　（２）図３に示した許可条件も変更可能である。例えばステップＳ２０３，Ｓ２０４の条件を省略してもよい。ステップＳ２０１，Ｓ２０２の一方を省略してもよい。あるいは、許可条件自体（図１のステップＳ１０１）を省略する変形例も可能である。
　（３）図４に示した禁止条件も変更可能である。例えばステップＳ３０１，Ｓ３０２の条件の一方のみを残し、他方を省略してもよい。この場合、ドライバに対しレスポンスの良いアクセル開度に関する条件を定めたステップＳ３０１を残すのが好ましい。あるいは、禁止条件自体（図１のステップＳ１０２）を省略する変形例も可能である。
　（４）図７に示した最大値Ａｃｍａｘと作動時間Ｔｏｐの関係も変更可能である。例えば最大値Ａｃｍａｘに拘わらず作動時間Ｔｏｐを一定としてもよい。
　本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
　本出願は、2017年7月26日付で出願された日本国特許出願（特願2017-144784）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示によれば、ブローオフバルブの作動時間を最適に設定することができる。
１　内燃機関（エンジン）
８　バイパス通路
１４　ターボチャージャ
１４Ｃ　コンプレッサ
１８　ブローオフバルブ
１００　電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (4)

  1. 　ターボチャージャと、前記ターボチャージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられたブローオフバルブとを備える内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、
    　前記ブローオフバルブを制御するように構成された制御ユニットを備え、
    　前記制御ユニットは、前記ブローオフバルブの作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、前記ブローオフバルブの作動時間を設定する。
  2. 　前記制御ユニットは、前記アクセル開度の最大値が大きいほど前記作動時間を長く設定する
    　請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　アクセル開度を検出するアクセル開度センサを、さらに備え、
    　前記制御ユニットは、アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度が所定アクセル開度以下か否かを判断し、
    　前記制御ユニットは、検出されたアクセル開度減少速度が所定アクセル開度減少速度以上か否かを判断し、
    　前記制御ユニットは、前記検出されたアクセル開度が前記所定アクセル開度以下であり、かつ、前記検出されたアクセル開度減少速度が前記所定アクセル開度減少速度以上であると判断した場合に、前記ブローオフバルブの作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、前記ブローオフバルブの作動時間を設定する
    　請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　ターボチャージャと、前記ターボチャージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられたブローオフバルブとを備える内燃機関の制御方法は、
    　前記ブローオフバルブの作動開始直前の所定時間内におけるアクセル開度の最大値に基づいて、前記ブローオフバルブの作動時間を設定するステップを備える。
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