JP6128425B2 - 内燃機関の過給機制御装置 - Google Patents
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Description
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。
そして、ウエストゲートバルブの排気通路下流には、排ガスを浄化する浄化装置が配置されている。
前記複数の運転モードのうち何れか一つを選択する運転モード選択手段と、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードに対応して予め設定された所定のスロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブを開くスロットル制御手段と、
前記所定のスロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブの閉弁量を制御するウエストゲート制御手段と、を備え、
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所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段と、を更に備え、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードが省燃費運転モードで、且つ前記アクセル操作量判定手段によってアクセル操作量が所定値以上であると判定された場合に、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを前記スロットル開弁速度にしたがって開くとともに、前記ウエストゲート制御手段は、前記スロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御することを特徴とする。
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。
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。
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。
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の回転量及び回転数を制御することによって、ウエストゲートバルブ35の開度及び開閉速度を調整することができる。
運転モード選択スイッチ7によって選択された運転モードは、ECU40に出力される。
なお、本実施形態においては、運転モードを通常運転モード、省燃費運転モード及びスポーツ運転モードの3種類としたが、この数に限定されるものではない。例えば、ローンチコントロール運転モード等を更に有していてもよい。
スロットル開弁速度は、図3に示すように、運転モードによって異なる。例えば、スポーツ運転モードでは図3中の一点鎖線で示すように、アクセル操作による加速要求(図3中の実線)と同等の速度にてスロットルバルブ19を開く。一方、省燃費運転モードでは図3中の二点鎖線で示すように、アクセル操作による加速要求に対してゆっくりとスロットルバルブ19を開く。
算出されたスロットルバルブ19の開弁速度は、ウエストゲート制御手段41に出力される。
アクセル操作量判定手段44は、図4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を算出するとともに、当該アクセル開度増加量ΔAPSが所定値以上か否かを判定する。
そして、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値以上であると判定した場合には、ウエストゲートバルブ35を閉じる旨の閉止信号を作成する。作成された閉止信号は、ウエストゲート制御手段41に出力される。
具体的に、スロットルバルブ19の開度が大きくなるにしたがって(図3中の二点鎖線参照)、ウエストゲートバルブ35の開度は、図5の実線に示すように、次第に小さくなるように設定されている。なお、図5中の点線は、スポーツ運転モード時におけるウエストゲートバルブ35の開度の変化を示している。
係る場合にウエストゲート制御手段41は、電動モータ36の回動速度を制御することでウエストゲートバルブ35の閉弁速度をスロットルバルブ19の開弁速度に一致させる。
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。
運転者が通常モードや省燃費運転モードを選択した場合に、ノーマルオープン制御を実施する。一方、運転者がスポーツ運転モードを選択した場合に、ノーマルクローズ制御を実施する。
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。
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。
一方、省燃費運転モードでは、運転者からの加速要求があってもアクセル開度増加量ΔAPSに対してスロットルバルブ19がゆっくりと開くように設定されている。即ち、スロットルバルブ19の開弁速度は小さく設定されている。しかし、省燃費運転モードにおいても、ウエストゲートバルブ35は短時間で閉止されるため、スロットルバルブ19の開弁速度に対して過給圧の立ち上がりが早過ぎることとなり、無駄な過給圧が発生してしまう。このため、燃費が悪化してしまう。
一方、スポーツ運転モード時又は通常運転モード時は、ウエストゲートバルブ35を閉止し、運転者からの加速要求が有っても、マップに設定されたエンジン回転数及びエンジン負荷に到達するまでウエストゲートバルブ35を開弁しない。
選択された運転モードはECU40に出力される。
ウエストゲート制御手段41は、運転モードが省燃費運転モードであると判定した場合(ステップS2:YES)に、電動モータ36を駆動させてウエストゲートバルブ35を開き、ノーマルオープン制御を実施する(ステップS3)。
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ウエストゲート制御手段41がアクセル開度増加量ΔAPSを算出する。
そして、ウエストゲート制御手段41は、アクセル開度増加量ΔAPSが所定値At以上であると判定した場合(ステップ5:YES)、スロットルバルブ19の開弁速度に合うようにウエストゲートバルブ35の閉弁速度を制御しながらウエストゲートバルブ35を閉弁方向へ制御する(ステップS6)。
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 運転モード選択スイッチ
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
40 ECU
41 ウエストゲート制御手段
43 スロットル制御手段
44 アクセル操作量判定手段
Claims (2)
- 通常運転モード、当該通常運転モードよりも燃費の抑制を優先する省燃費運転モード、及び前記通常運転モードより走行性能を優先するスポーツ運転モードを有する車両に装備され、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、
前記複数の運転モードのうち何れか一つを選択する運転モード選択手段と、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードに対応して予め設定された所定のスロットル開弁速度にしたがってスロットルバルブを開くスロットル制御手段と、
前記所定のスロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブの閉弁量を制御するウエストゲート制御手段と、を備え、
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所定値以上か否かを判定するアクセル操作量判定手段と、を更に備え、
前記運転モード選択手段によって選択された運転モードが省燃費運転モードで、且つ前記アクセル操作量判定手段によってアクセル操作量が所定値以上であると判定された場合に、前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを前記スロットル開弁速度にしたがって開くとともに、前記ウエストゲート制御手段は、前記スロットル開弁速度に合わせて前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御することを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。 - 前記運転モード選択手段によって選択された運転モードがスポーツ運転モード又は通常運転モードの場合に、前記ウエストゲート制御手段は、前記ウエストゲートバルブを閉止し、運転者がアクセル操作によって前記スロットルバルブを開いても、予めマップに設定された前記内燃機関の所定回転数又は前記内燃機関の所定負荷量に到達するまで前記ウエストゲートバルブの閉弁状態を維持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。
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