JP4627432B2 - 過給機付き内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11の吸気管12(吸気通路)の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、後述する排気タービン式の過給機25のコンプレッサ27と、このコンプレッサ27で加圧された吸入空気を冷却するインタークーラー31が設けられている。このインタークーラー31の下流側には、モータ等のスロットルアクチュエータ40によって開度調節されるスロットルバルブ15と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられ、スロットルバルブ15の上流側には、実過給圧(スロットル上流の吸気圧)を検出する過給圧センサ39と、スロットル上流吸気温を検出する吸気温センサ44が設けられている。
ECU38は、図2に示す各機能を図4乃至図7の各ルーチンによって実現する。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
図4のメインルーチンは、エンジン運転中に所定周期で起動される。本ルーチンが起動されると、まずステップ101で、現在のアクセル開度等の運転条件に基づいて目標トルクをマップ等により算出した後、ステップ102に進み、目標トルクを実現するための目標吸入空気量をマップ等により算出する。この後、ステップ103に進み、後述する図5の目標スロットル開度演算ルーチンを実行して、目標吸入空気量を実現するための目標スロットル開度を算出する。
図5の目標スロットル開度演算ルーチンは、前記図4のメインルーチンのステップ103で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう目標値設定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ201で、図8のマップを参照して、現在の目標吸入空気量とエンジン回転速度Neに応じた目標吸気管圧力(スロットル下流の吸気圧)を算出する。
図6の過給圧上昇アシスト量演算ルーチンは、前記図4のメインルーチンのステップ104で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ301で、図10のマップを参照して、現在の目標吸入空気量に応じたアシスト用目標過給圧(過渡時のアシスト用モータ42の制御に用いる目標過給圧)を算出する。この図10のマップは、スロットル開度の開き制御を併用して目標吸入空気量を実現可能な最小過給圧を“アシスト用目標過給圧”として算出するマップであり、スロットル開度の開き制御のみで目標吸入空気量を実現可能な領域では、アシスト用目標過給圧が大気圧付近に設定され、スロットル開度の開き制御のみでは目標吸入空気量を実現できない領域では、目標吸入空気量が増加するに従ってアシスト用目標過給圧(アシスト用モータ42の駆動による過給圧上昇アシスト量)が上昇するように設定されている。このアシスト用目標過給圧は、目標吸入空気量を実現する通常の目標過給圧よりも過渡時スロットル開き制御による吸入空気量増加分だけ低い過給圧に設定される。
図7のWGV開度演算ルーチンは、前記図4のメインルーチンのステップ105で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ401で、現在の目標吸気管圧力とエンジン回転速度Neに応じたWGV用目標過給圧を算出する。この後、ステップ402に進み、WGV用目標過給圧と過給圧センサ39で検出した実過給圧とに基づいてWGV開度(Duty)をマップにより算出する。
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に設けられた排気タービンによって吸気通路に設けられたコンプレッサを駆動して吸入空気を過給する過給機と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを駆動するスロットルアクチュエータと、前記過給機の駆動をアシストするアシスト用モータと、前記スロットルアクチュエータ及び前記アシスト用モータを制御する制御手段とを備えた過給機付き内燃機関の制御装置において、
内燃機関の運転条件に応じて要求される吸入空気量を実現するように前記過給機の目標過給圧又は目標排気タービン回転速度(以下これらを「過給目標値」と総称する)と目標スロットル開度を設定する目標値設定手段を備え、
前記制御手段は、前記過給目標値が上昇する過渡時に前記アシスト用モータを駆動して過給圧上昇をアシストすると共に、スロットル開度をその時点の運転条件に応じた通常の目標スロットル開度よりも開き側に制御し(以下この制御を「過渡時スロットル開き制御」という)、該過渡時スロットル開き制御を併用して前記要求される吸入空気量を実現するのに必要な過給圧をアシスト用目標過給圧として設定すると共に、前記排気タービンの上流側と下流側をバイパスさせる排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブ(以下「WGV」と表記する)の開度を制御するためのWGV用目標過給圧を設定し、該WGV用目標過給圧と実過給圧とに基づいてWGV開度を制御し、且つ、前記アシスト用目標過給圧に基づいて前記アシスト用モータの駆動による過給圧上昇アシスト量を制御することで、前記過渡時スロットル開き制御による吸入空気量の増加分に応じて前記アシスト用モータの駆動による過給圧上昇アシスト量を低下させるように該アシスト用モータの供給電力を制御することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は、前記過給目標値が上昇する過渡時にスロットル開度を最大開度まで開いて前記過渡時スロットル開き制御による吸入空気量の増加分を最大にすることで、前記アシスト用モータの供給電力が最小となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
- 前記制御手段は、前記過給目標値が上昇する過渡時に前記過渡時スロットル開き制御による吸入空気量の増加分に応じて該過給目標値を低下させ、該過給目標値に基づいて前記アシスト用モータの供給電力を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
- 前記制御手段は、前記過給目標値が上昇する過渡時にその時点の運転条件で前記アシスト用モータがオフされている場合の過給圧又は排気タービン回転速度を推定し、この推定値と、前記過渡時スロットル開き制御による吸入空気量の増加分に応じて低下させた過給目標値とに基づいて前記アシスト用モータの供給電力を制御することを特徴とする請求項3に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
- 前記制御手段は、前記アシスト用モータの供給電力を車両全体の電気負荷の電力消費量及び/又は電源となるバッテリの電圧に応じて設定されたガード値で制限することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
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