JP4052040B2 - 内燃機関の過給機制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の過給機制御装置に関し、特にアクセルオフ時に過給機のコンプレッサー下流の過給圧が急激に変化することによって発生する異音の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量型過給機付ディーゼルエンジンにおいて、過給圧が高い状態からの減速時に、過給機のコンプレッサー下流の過給圧が急激に変化することによって発生する異音や過給機等の信頼性の悪化を、燃料噴射量の制御により防止する方法が特開２００１−１３２５０８号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、アクセルをオフ（急閉）にした時にアクセル開度の検出値を大きくなますことによって基本燃料噴射量を補正するため、減速時の燃料カットが行われず、燃費が悪化するという問題があった。
【０００４】
そこで本願発明は、燃費を悪化させることなく、上記異音の発生を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ベーン開度を変更するベーン開度可変機構を備える可変容量型過給機と、運転状態を検出する手段と、運転状態に応じて前記ベーン開度可変機構の開度を、エンジン回転数が高回転になるほど大きく低回転になるほど小さく、かつエンジン負荷が高負荷になるほど大きく低負荷になるほど小さくなるよう設定する制御手段とを備える内燃機関の過給機制御装置において、前記制御手段は、アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の少なくとも所定範囲では、前記設定にかかわらずアクセル開度の減少を検知した時に前記ベーン開度をアクセル開度が減少する前に比べて大きくなるように制御する。
【０００６】
【作用・効果】
本発明によれば、アクセル開度減少時にベーン開度をアクセル開度減少前に比べて大きくすることにより、タービン回転数の上昇を抑えられるので、過給機のコンプレッサー下流の過給圧の急激な変化が原因で発生する異音を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１に本発明と比較するための参考例を示す。
【０００９】
１０は可変容量型過給機であり、タービンホイール２と可変ベーン３を収容したタービンハウジング１と、インペラ８を収容したコンプレッサーハウジング７とから構成される。
【００１０】
前記タービンホイール２は、排気ポート（図示せず）から排出されタービンハウジング入口１１からタービンハウジング１へと導入される排気の排気エネルギーを回転エネルギーに変換し、タービンシャフト９によって同軸に連結されたインペラ８を回転させる。この回転により、インペラ８はエアクリーナ（図示せず）を通過してコンプレッサー入口１３から導入された吸入空気を圧縮し、コンプレッサー出口１４から吸気ポートへつながる吸気通路（図示せず）へ送り出す。
【００１１】
可変ベーン３はタービンホイール２の周りを囲むように配置され、アクチュエータ４によって駆動されベーン開度が変化する。可変ベーン３の動きはエンジンコントロールユニット６によって制御され、低回転速度域の時から所定の過給圧が得られるように、低回転速度域ではタービンホイール２に導入される排気の流速を高める為に可変ベーン３を閉じるように、高回転速度域では排気を抵抗なくタービンホイール２に導入させる為に可変ベーン３が開くように制御する。
【００１２】
また、エンジンコントロールユニット６は後述するようにアクセルオフ（急閉）時に可変ベーン３を全開にして異音の発生を防ぐ。
【００１３】
エンジンコントロールユニット６は、エンジン回転数センサ２１、アクセル開度センサ２２、燃料噴射量センサ２３から入力される信号に基づいて上記制御を行う。
【００１４】
アクチュエータ４は制御圧力に応動して可変ベーン３を駆動するダイヤフラムアクチュエータ４ａと、ダイヤフラムアクチュエータ４ａへの制御圧力を調整する圧力制御弁４ｂとからなり、可変ベーン３の実開度が目標ノズル開度となるようにデューティー制御信号が作られ、このデューティー制御信号が圧力制御弁４ｂに出力される。
【００１５】
図２に上記エンジンコントロールユニット６で実行されるアクセルオフ時の制御動作のフローチャートを、図３に減速時の各種状態量の変化を示すタイミングチャートを示す。
【００１６】
ステップＳ１１でエンジン回転数、燃料噴射量を読み込み、ステップＳ１２でアクセル開度が減少（オフ）したかどうか判断する。このステップＳ１２でアクセルオフを検知した場合には、ステップＳ１３に進んでアクセルオフ前よりも可変ベーン３の開度が一定量大きくなるよう制御する。
【００１７】
ステップＳ１２でアクセルオフが検知されなければ、ステップＳ１４で図５に示すような可変ベーン３の開度制御用マップを読み込み、エンジン回転数、燃料噴射量、アクセル開度から、目標ベーン開度を決定して制御する。
【００１８】
上記ステップＳ１３、Ｓ１４でベーン開度が決定したら、ステップＳ１５でベーン開度をデューティー変換する。
【００１９】
従来は、加速時などの過給圧が高い状態からアクセルオフすると、アクセルオフによって減少した排気エネルギーで効率よく過給を高めるために、図３のＡに示すように、可変ベーン３は閉じるように制御されていた。
【００２０】
これによりインペラ８の回転数が上昇し、インペラ８の下流で急激な圧力変動が生じ、この時インペラ８側に吹き返してくる吸気によって、異音が発生していた。
【００２１】
しかし本参考例では、アクセルオフ時に図３のＢに示すように可変ベーン３を開くので、前述した圧力変動の発生を防止できる。
【００２２】
以上のように、本実施形態ではアクセルオフした時に、可変ベーン３の開度を大きくすることによりインペラ８の回転数の上昇を抑え、インペラ８下流の急激な圧力変化を防止するので、異音の発生を防止できる。
【００２３】
また、アクセル開度の検出値をなます必要もないので、直ちに燃料カットに入ることができ、燃費の悪化を防止できる。
【００２４】
本発明の実施形態について図３、４を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態では、ステップＳ２１で回転数、燃料噴射量を読み込んだ後、ステップＳ２２でエンジンが所定回転数範囲内（例えば１７００〜２３００ｒｐｍ）かどうかを判断する。この所定回転数範囲は、異音が発生する範囲であり、逆に言えばこの範囲外であれば異音の発生はない。所定回転数範囲内の場合はステップＳ２３に進み、参考例と同様の制御を行う。
【００２６】
エンジンが所定回転数でない場合は、ステップＳ２５に進み、前記可変ベーン３制御用のマップにしたがってベーン開度を制御する。
【００２７】
これは、渋滞時の極低速運転のようにエンジン回転数が低い場合には、アクセルオフ時に可変ベーン３を閉じても、インペラ８の下流の圧力変動は異音を発生させるほどではなく、制御用マップによる制御で問題ないからである。
【００２８】
また、ステップＳ２３でアクセルオフを検知したらステップＳ２４で可変ベーン３の開度を開くが、この時前記可変ベーン３制御用マップを読み込まずに、可変ベーン３を全開にする。
【００２９】
これにより、燃料噴射量およびエンジン回転数から可変ベーン３の開度を演算する時間を省けるので、図３のＣに示すように可変ベーン３が直ちに全開になり、インペラ８下流の急激な圧力変動の防止に効果的である。
【００３０】
以上のように、本実施形態では加速時のように過給圧が高く、アクセルをオフにすると異音が発生する状況を検知して、異音発生を防止する制御を行うことが可能である。
【００３１】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変容量型過給機の構成図。
【図２】参考例のフローチャート。
【図３】アクセル開度が減少した時の可変ベーンの開度の変化を説明する為のチャート。
【図４】本発明の実施形態のフローチャート。
【図５】可変ベーン制御の特性図。
【符号の説明】
１ タービンハウジング
２ タービンホイール
３ 可変ベーン
４ アクチュエータ
４ａ ダイヤフラムアクチュエータ
４ｂ 圧力制御弁
６ エンジンコントロールユニット
７ コンプレッサーハウジング
８ インペラー
９ タービンシャフト
１０ 可変容量型過給機
２１エンジン回転数信号
２２アクセル開度信号
２３燃料噴射量信号
Ｓ１１、２１ 回転数信号および燃料噴射量信号の読み込み。
Ｓ１２、２３ アクセル開度信号読み込み。
Ｓ１３、２４ 可変ベーンを開くように制御。
Ｓ１４、２５ ベーン開度制御用マップに従いベーン開度を演算。
Ｓ１５、２６ ベーン開度をデューティーに変換。
Ａ 従来技術の可変ベーン開度の変化。
Ｂ 参考例の可変ベーン開度の変化。
Ｃ 本実施形態の可変ベーン開度の変化。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の過給機制御装置に関し、特にアクセルオフ時に過給機のコンプレッサー下流の過給圧が急激に変化することによって発生する異音の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量型過給機付ディーゼルエンジンにおいて、過給圧が高い状態からの減速時に、過給機のコンプレッサー下流の過給圧が急激に変化することによって発生する異音や過給機等の信頼性の悪化を、燃料噴射量の制御により防止する方法が特開２００１−１３２５０８号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、アクセルをオフ（急閉）にした時にアクセル開度の検出値を大きくなますことによって基本燃料噴射量を補正するため、減速時の燃料カットが行われず、燃費が悪化するという問題があった。
【０００４】
そこで本願発明は、燃費を悪化させることなく、上記異音の発生を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ベーン開度を変更するベーン開度可変機構を備える可変容量型過給機と、運転状態を検出する手段と、運転状態に応じて前記ベーン開度可変機構の開度を、エンジン回転数が高回転になるほど大きく低回転になるほど小さく、かつエンジン負荷が高負荷になるほど大きく低負荷になるほど小さくなるよう設定する制御手段とを備える内燃機関の過給機制御装置において、前記制御手段は、アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の少なくとも所定範囲では、前記設定にかかわらずアクセル開度の減少を検知した時に前記ベーン開度をアクセル開度が減少する前に比べて大きくなるように制御する。
【０００６】
【作用・効果】
本発明によれば、アクセル開度減少時にベーン開度をアクセル開度減少前に比べて大きくすることにより、タービン回転数の上昇を抑えられるので、過給機のコンプレッサー下流の過給圧の急激な変化が原因で発生する異音を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１に本発明と比較するための参考例を示す。
【０００９】
１０は可変容量型過給機であり、タービンホイール２と可変ベーン３を収容したタービンハウジング１と、インペラ８を収容したコンプレッサーハウジング７とから構成される。
【００１０】
前記タービンホイール２は、排気ポート（図示せず）から排出されタービンハウジング入口１１からタービンハウジング１へと導入される排気の排気エネルギーを回転エネルギーに変換し、タービンシャフト９によって同軸に連結されたインペラ８を回転させる。この回転により、インペラ８はエアクリーナ（図示せず）を通過してコンプレッサー入口１３から導入された吸入空気を圧縮し、コンプレッサー出口１４から吸気ポートへつながる吸気通路（図示せず）へ送り出す。
【００１１】
可変ベーン３はタービンホイール２の周りを囲むように配置され、アクチュエータ４によって駆動されベーン開度が変化する。可変ベーン３の動きはエンジンコントロールユニット６によって制御され、低回転速度域の時から所定の過給圧が得られるように、低回転速度域ではタービンホイール２に導入される排気の流速を高める為に可変ベーン３を閉じるように、高回転速度域では排気を抵抗なくタービンホイール２に導入させる為に可変ベーン３が開くように制御する。
【００１２】
また、エンジンコントロールユニット６は後述するようにアクセルオフ（急閉）時に可変ベーン３を全開にして異音の発生を防ぐ。
【００１３】
エンジンコントロールユニット６は、エンジン回転数センサ２１、アクセル開度センサ２２、燃料噴射量センサ２３から入力される信号に基づいて上記制御を行う。
【００１４】
アクチュエータ４は制御圧力に応動して可変ベーン３を駆動するダイヤフラムアクチュエータ４ａと、ダイヤフラムアクチュエータ４ａへの制御圧力を調整する圧力制御弁４ｂとからなり、可変ベーン３の実開度が目標ノズル開度となるようにデューティー制御信号が作られ、このデューティー制御信号が圧力制御弁４ｂに出力される。
【００１５】
図２に上記エンジンコントロールユニット６で実行されるアクセルオフ時の制御動作のフローチャートを、図３に減速時の各種状態量の変化を示すタイミングチャートを示す。
【００１６】
ステップＳ１１でエンジン回転数、燃料噴射量を読み込み、ステップＳ１２でアクセル開度が減少（オフ）したかどうか判断する。このステップＳ１２でアクセルオフを検知した場合には、ステップＳ１３に進んでアクセルオフ前よりも可変ベーン３の開度が一定量大きくなるよう制御する。
【００１７】
ステップＳ１２でアクセルオフが検知されなければ、ステップＳ１４で図５に示すような可変ベーン３の開度制御用マップを読み込み、エンジン回転数、燃料噴射量、アクセル開度から、目標ベーン開度を決定して制御する。
【００１８】
上記ステップＳ１３、Ｓ１４でベーン開度が決定したら、ステップＳ１５でベーン開度をデューティー変換する。
【００１９】
従来は、加速時などの過給圧が高い状態からアクセルオフすると、アクセルオフによって減少した排気エネルギーで効率よく過給を高めるために、図３のＡに示すように、可変ベーン３は閉じるように制御されていた。
【００２０】
これによりインペラ８の回転数が上昇し、インペラ８の下流で急激な圧力変動が生じ、この時インペラ８側に吹き返してくる吸気によって、異音が発生していた。
【００２１】
しかし本参考例では、アクセルオフ時に図３のＢに示すように可変ベーン３を開くので、前述した圧力変動の発生を防止できる。
【００２２】
以上のように、本実施形態ではアクセルオフした時に、可変ベーン３の開度を大きくすることによりインペラ８の回転数の上昇を抑え、インペラ８下流の急激な圧力変化を防止するので、異音の発生を防止できる。
【００２３】
また、アクセル開度の検出値をなます必要もないので、直ちに燃料カットに入ることができ、燃費の悪化を防止できる。
【００２４】
本発明の実施形態について図３、４を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態では、ステップＳ２１で回転数、燃料噴射量を読み込んだ後、ステップＳ２２でエンジンが所定回転数範囲内（例えば１７００〜２３００ｒｐｍ）かどうかを判断する。この所定回転数範囲は、異音が発生する範囲であり、逆に言えばこの範囲外であれば異音の発生はない。所定回転数範囲内の場合はステップＳ２３に進み、参考例と同様の制御を行う。
【００２６】
エンジンが所定回転数でない場合は、ステップＳ２５に進み、前記可変ベーン３制御用のマップにしたがってベーン開度を制御する。
【００２７】
これは、渋滞時の極低速運転のようにエンジン回転数が低い場合には、アクセルオフ時に可変ベーン３を閉じても、インペラ８の下流の圧力変動は異音を発生させるほどではなく、制御用マップによる制御で問題ないからである。
【００２８】
また、ステップＳ２３でアクセルオフを検知したらステップＳ２４で可変ベーン３の開度を開くが、この時前記可変ベーン３制御用マップを読み込まずに、可変ベーン３を全開にする。
【００２９】
これにより、燃料噴射量およびエンジン回転数から可変ベーン３の開度を演算する時間を省けるので、図３のＣに示すように可変ベーン３が直ちに全開になり、インペラ８下流の急激な圧力変動の防止に効果的である。
【００３０】
以上のように、本実施形態では加速時のように過給圧が高く、アクセルをオフにすると異音が発生する状況を検知して、異音発生を防止する制御を行うことが可能である。
【００３１】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変容量型過給機の構成図。
【図２】参考例のフローチャート。
【図３】アクセル開度が減少した時の可変ベーンの開度の変化を説明する為のチャート。
【図４】本発明の実施形態のフローチャート。
【図５】可変ベーン制御の特性図。
【符号の説明】
１ タービンハウジング
２ タービンホイール
３ 可変ベーン
４ アクチュエータ
４ａ ダイヤフラムアクチュエータ
４ｂ 圧力制御弁
６ エンジンコントロールユニット
７ コンプレッサーハウジング
８ インペラー
９ タービンシャフト
１０ 可変容量型過給機
２１エンジン回転数信号
２２アクセル開度信号
２３燃料噴射量信号
Ｓ１１、２１ 回転数信号および燃料噴射量信号の読み込み。
Ｓ１２、２３ アクセル開度信号読み込み。
Ｓ１３、２４ 可変ベーンを開くように制御。
Ｓ１４、２５ ベーン開度制御用マップに従いベーン開度を演算。
Ｓ１５、２６ ベーン開度をデューティーに変換。
Ａ 従来技術の可変ベーン開度の変化。
Ｂ 参考例の可変ベーン開度の変化。
Ｃ 本実施形態の可変ベーン開度の変化。
Claims (4)
- ベーン開度を変更するベーン開度可変機構を備える可変容量型過給機と、
運転状態を検出する手段と、
運転状態に応じて前記ベーン開度可変機構の開度を、エンジン回転数が高回転になるほど大きく低回転になるほど小さく、かつエンジン負荷が高負荷になるほど大きく低負荷になるほど小さくなるよう設定する制御手段とを備える内燃機関の過給機制御装置において、
前記制御手段は、アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の少なくとも所定範囲では、前記設定にかかわらずアクセル開度の減少を検知した時に前記ベーン開度をアクセル開度が減少する前に比べて大きくなるように制御することを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。 - 前記アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の所定範囲は、エンジン回転数の中回転域であ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。
- 前記制御手段は、アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の所定範囲でアクセル開度の減少を検知した時に前記ベーン開度を全開にする請求項１または２に記載の内燃機関の過給機制御装置。
- 前記制御手段は、運転状態に基づいてベーン開度制御用マップを読み込んでベーン開度を設定する一方、アクセル開度が減少すると前記可変容量型過給機下流の吸気通路内の圧力変動により異音が発生する運転状態の所定範囲でアクセル開度の減少を検知した際には、前記ベーン開度制御用マップの読み込みを禁止し、ベーン開度をアクセル開度が減少する前に比べて大きくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の過給機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002194446A JP4052040B2 (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | 内燃機関の過給機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002194446A JP4052040B2 (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | 内燃機関の過給機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004036481A JP2004036481A (ja) | 2004-02-05 |
| JP4052040B2 true JP4052040B2 (ja) | 2008-02-27 |
Family
ID=31703138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002194446A Expired - Fee Related JP4052040B2 (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | 内燃機関の過給機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP5494982B2 (ja) * | 2011-05-26 | 2014-05-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP6269916B2 (ja) * | 2013-07-22 | 2018-01-31 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP7388372B2 (ja) * | 2021-01-25 | 2023-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2002
- 2002-07-03 JP JP2002194446A patent/JP4052040B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2004036481A (ja) | 2004-02-05 |
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