JP7543897B2 - Engine System - Google Patents
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Description
本発明は、機械式過給機とクランクシャフトを断接可能に接続する電磁クラッチを備えたエンジンシステムに関する。 The present invention relates to an engine system equipped with an electromagnetic clutch that disconnectably connects a mechanical supercharger to a crankshaft.
従来の自動車などに搭載されたエンジンシステムでは、エンジンが高負荷領域や高回転領域などにある場合にエンジントルクを高めるために、過給機を用いてエンジンの燃焼室へ空気を過給する技術が知られている。とくにエンジンのクランクシャフトからの回転駆動力を用いて過給を行う機械式過給機(いわゆるスーパーチャージャー)は、エンジンの排気圧を用いる排気タービン式過給機(いわゆるターボチャージャー)と比較して応答性が良い。 In conventional engine systems installed in automobiles, etc., a technique is known in which a turbocharger is used to supercharge air into the engine's combustion chamber in order to increase engine torque when the engine is in a high-load range or high-speed range. In particular, mechanical turbochargers (so-called superchargers), which use the rotational driving force from the engine's crankshaft to perform supercharging, have better responsiveness than exhaust turbine turbochargers (so-called turbochargers), which use the engine's exhaust pressure.
特許文献1記載のエンジンシステムは、エンジンが所定のエンジン回転数以上になった場合に機械式過給機とクランクシャフトを接続する電磁クラッチを備えている。このエンジンシステムでは、車両走行中に所定のエンジン回転数以上になった場合に、電磁クラッチがクランクシャフトと機械式過給機を接続することにより、機械式過給機がエンジンの燃焼室へ空気を過給し、エンジントルクを高めることが可能である。 The engine system described in Patent Document 1 is equipped with an electromagnetic clutch that connects the mechanical supercharger to the crankshaft when the engine reaches or exceeds a predetermined engine speed. In this engine system, when the engine speed reaches or exceeds a predetermined speed while the vehicle is running, the electromagnetic clutch connects the crankshaft to the mechanical supercharger, allowing the mechanical supercharger to supercharge air into the engine's combustion chamber, thereby increasing engine torque.
特許文献1に示される機械式過給機は、上記のように排気タービン式過給機よりも応答性が良いが、ワインディング走行などのようにステアリングを大きく操舵して走行する場合に電磁クラッチの応答遅れにより車両の加速遅れが生じることが懸念される。 The mechanical supercharger shown in Patent Document 1 has better responsiveness than an exhaust turbine supercharger, as described above, but there are concerns that a delay in the response of the electromagnetic clutch may cause a delay in the vehicle's acceleration when driving with large steering turns, such as when driving on winding roads.
すなわち、ワインディング走行などのようにステアリングの操舵角が大きい走行をしている場合は、加減速を繰り返すため、エンジン回転数の変動が激しくなる。このため、機械式過給機とクランクシャフトを接続する電磁クラッチが接続および切断を繰り返す所定のエンジン回転数の近傍で走行した場合、電磁クラッチが切断された状態からの急な加速があった場合に機械式過給機による過給の応答遅れが発生し、車両の加速遅れが発生するおそれがある。 In other words, when driving with a large steering angle, such as when driving on winding roads, repeated acceleration and deceleration cause the engine speed to fluctuate wildly. For this reason, if the vehicle is driven near a specific engine speed at which the electromagnetic clutch that connects the mechanical supercharger to the crankshaft repeatedly engages and disengages, there is a risk that a delayed response of the mechanical supercharger's supercharging will occur if the vehicle suddenly accelerates from a disengaged state, causing a delay in the vehicle's acceleration.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ワインディング走行などのようにステアリングを大きく操舵する走行時における車両の加速遅れを抑制することが可能なエンジンシステムを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an engine system that can suppress the delay in acceleration of the vehicle when the steering wheel is turned significantly, such as when driving on winding roads.
本発明のエンジンシステムは、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行において過給機が過給状態のときに操舵角が所定の第1角度以上になった場合には機械式過給機による過給を長期間維持して車両の加速遅れを抑制するシステムである。 The engine system of the present invention is a system that maintains supercharging by the mechanical supercharger for a long period of time and suppresses vehicle acceleration delays when the steering angle reaches a predetermined first angle or greater while the supercharger is in a supercharged state during driving that requires large steering turns, such as when driving on winding roads.
上記の課題を解決するために、本発明のエンジンシステムは、エンジンのクランクシャフトにより駆動される過給機と、前記クランクシャフトと前記過給機とを断接可能に接続する電磁クラッチと、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出部と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出部と、前記操舵角検出部によって検出された操舵角を判定する操舵角判定部と、前記エンジン回転数検出部によって検出されたエンジン回転数に基づいて、前記電磁クラッチが接続される過給領域と前記電磁クラッチが切断される非過給領域とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する過給領域判定部と、前記操舵角判定部と前記過給領域判定部の判定結果に基づいて前記電磁クラッチの断接を制御する過給制御部とを備え、前記過給制御部は、前記過給領域判定部によって前記エンジンが前記過給領域で運転していると判定され、かつ、前記操舵角判定部によって前記操舵角が所定の第1角度未満であると判定され、その後、前記エンジンの運転領域が前記過給領域から前記非過給領域に移行した場合に、所定の第1期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り替え、前記過給領域判定部によって前記エンジンが前記過給領域で運転していると判定され、かつ、前記操舵角判定部によって前記操舵角が前記第1角度以上であると判定され、その後、前記エンジンの運転領域が前記過給領域から前記非過給領域に移行し、かつ、前記操舵角が前記第1角度以下になった場合に、前記第1期間よりも長い第2期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態へ切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an engine system of the present invention includes a supercharger driven by an engine crankshaft, an electromagnetic clutch that connects the crankshaft and the supercharger in a connectable and disconnectable manner, a steering angle detection unit that detects a steering angle, an engine speed detection unit that detects a speed of the engine, a steering angle determination unit that determines the steering angle detected by the steering angle detection unit, a supercharging region determination unit that determines whether the engine is operating in a supercharging region in which the electromagnetic clutch is connected or a non-supercharging region in which the electromagnetic clutch is disconnected based on the engine speed detected by the engine speed detection unit, and a supercharging control unit that controls the connection and disconnection of the electromagnetic clutch based on the determination results of the steering angle determination unit and the supercharging region determination unit, When a judgment unit judges that the engine is operating in the supercharging region and when the steering angle judgment unit judges that the steering angle is less than a predetermined first angle, and thereafter, the operating region of the engine transitions from the supercharging region to the non-supercharging region, the electromagnetic clutch is switched from a connected state to a disconnected state after a predetermined first period has elapsed; when a judgment unit judges that the engine is operating in the supercharging region and when the steering angle judgment unit judges that the steering angle is equal to or greater than the first angle, and thereafter, the operating region of the engine transitions from the supercharging region to the non-supercharging region and the steering angle becomes equal to or less than the first angle, the electromagnetic clutch is switched from a connected state to a disconnected state after a second period longer than the first period has elapsed.
かかる構成では、過給領域判定部は、エンジン回転数検出部によって検出されたエンジン回転数に基づいて、電磁クラッチが接続される過給領域と電磁クラッチが切断される非過給領域とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する。過給制御部は、基本的な制御として、過給領域判定部によってエンジンが過給領域で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部によって操舵角が所定の第1角度未満であると判定され、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行した場合に、所定の第1期間が経過した後に電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り替える制御を行う。また、ワインディング走行などのようにステアリングの操舵角が大きい走行をしている場合には、過給制御部は、上記の第1期間よりも長い第2期間を経過した後まで遅らせて電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り替える制御を行うことにより、過給期間を長く維持する。具体的には、過給制御部は、過給領域判定部によってエンジンが過給領域で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部によって操舵角が第1角度以上であると判定され、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行し、かつ、操舵角が第1角度以下になった場合に、第1期間よりも長い第2期間が経過した後に電磁クラッチを接続状態から切断状態へ切り替える制御を行う。これにより、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行において操舵角が所定の第1角度以上である場合には機械式過給機による過給を長期間維持して再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になる。 In this configuration, the supercharging region determination unit determines whether the engine is operating in the supercharging region where the electromagnetic clutch is connected or in the non-supercharging region where the electromagnetic clutch is disconnected, based on the engine speed detected by the engine speed detection unit. As a basic control, the supercharging control unit performs control to switch the electromagnetic clutch from the connected state to the disconnected state after a predetermined first period has elapsed when the supercharging region determination unit determines that the engine is operating in the supercharging region and the steering angle determination unit determines that the steering angle is less than a predetermined first angle, and then the engine operating region transitions from the supercharging region to the non-supercharging region. In addition, when driving with a large steering angle, such as winding roads, the supercharging control unit maintains a long supercharging period by performing control to switch the electromagnetic clutch from the connected state to the disconnected state with a delay until after a second period longer than the first period has elapsed. Specifically, when the supercharging region determination unit determines that the engine is operating in the supercharging region and the steering angle determination unit determines that the steering angle is equal to or greater than a first angle, and then the engine operation region transitions from the supercharging region to the non-supercharging region and the steering angle becomes equal to or less than the first angle, the supercharging control unit performs control to switch the electromagnetic clutch from the connected state to the disconnected state after a second period longer than the first period has elapsed. This makes it possible to maintain supercharging by the mechanical supercharger for a long period of time and suppress acceleration delays of the vehicle when re-accelerating when the steering angle is equal to or greater than a predetermined first angle during driving that requires large steering, such as winding road driving.
上記エンジンシステムにおいて、前記過給制御部は、前記操舵角が前記第1角度よりも小さい第2角度以下になった場合に、前記第1期間よりも長い前記第2期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態へ切り替えるのが好ましい。 In the above engine system, it is preferable that the supercharging control unit switches the electromagnetic clutch from the connected state to the disconnected state after the second period longer than the first period has elapsed when the steering angle becomes equal to or smaller than a second angle smaller than the first angle.
かかる構成によれば、操舵角が第1角度よりも小さい第2角度以下になったときに第2期間のカウントが開始されるので、第1角度以下になったときにカウント開始されるよりもカウント開始をより遅くすることが可能になる。このため、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行において操舵角が所定の第1角度以上である場合には機械式過給機による過給をより長期間維持して再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になる。 With this configuration, counting of the second period starts when the steering angle becomes equal to or less than a second angle that is smaller than the first angle, so it is possible to start counting later than when the steering angle becomes equal to or less than the first angle. Therefore, when the steering angle is equal to or greater than a predetermined first angle during driving that requires large steering, such as winding roads, it is possible to maintain supercharging by the mechanical supercharger for a longer period of time and suppress acceleration delays of the vehicle when re-accelerating.
上記のエンジンシステムにおいて、前記第1角度は、車速が高いほど小さくなるように設定されているのが好ましい。 In the above engine system, it is preferable that the first angle is set to be smaller as the vehicle speed increases.
かかる構成によれば、車速が高い走行状態では、第1角度は小さい角度に設定されることにより、操舵角が小さくても第1角度以上になる頻度が増える。これにより、過給制御部が第2期間経過してから電磁クラッチを切断する制御を行う頻度が増えるので、車速に応じて再加速時の車両の加速遅れを効果的に抑制することが可能になる。 According to this configuration, when the vehicle is traveling at a high speed, the first angle is set to a small angle, so that even if the steering angle is small, the frequency with which the steering angle is equal to or greater than the first angle increases. This increases the frequency with which the supercharging control unit performs control to disconnect the electromagnetic clutch after the second period has elapsed, making it possible to effectively suppress the acceleration delay of the vehicle when re-accelerating according to the vehicle speed.
上記のエンジンシステムにおいて、前記第1角度は、ギア段によらずに一定であるのが好ましい。 In the above engine system, it is preferable that the first angle is constant regardless of the gear stage.
かかる構成によれば、変速ギアのギア段が変化しても、第1角度が一定に維持される。このため、ワインディング走行中にギア段を頻繁に変更しても、ギア段に関わらず再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になり、要求された加速度通りに加速することが可能である。 With this configuration, the first angle is maintained constant even if the gear stage of the transmission gear changes. Therefore, even if the gear stage is frequently changed while driving on winding roads, it is possible to suppress the acceleration delay of the vehicle when reaccelerating regardless of the gear stage, and it is possible to accelerate according to the requested acceleration.
本発明のエンジンシステムによれば、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行時における車両の加速遅れを抑制することができる。 The engine system of the present invention can reduce the delay in vehicle acceleration when the steering wheel is turned significantly, such as when driving on winding roads.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。 A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(1)エンジンシステムの全体構成
図1に示されるエンジンシステムは、走行用の動力源として車両に搭載された4サイクルのガソリン直噴エンジンであり、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流する外部EGR装置50を備えている。
(1) Overall configuration of the engine system The engine system shown in FIG. 1 is a four-stroke gasoline direct injection engine mounted on a vehicle as a power source for driving, and comprises an engine body 1, an
エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、気筒2を上から閉塞するようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。
The engine body 1 has a
ピストン5の上方には燃焼室6が画成されており、この燃焼室6には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ15からの噴射によって供給される。そして、供給された燃料が燃焼室6で空気と混合されつつ燃焼し、その燃焼による膨張力を受けてピストン5が上下方向に往復運動する。
A
ピストン5の下方には、エンジン本体1のクランクシャフトであるクランクシャフト7が設けられている。クランクシャフト7は、ピストン5とコネクティングロッド8を介して連結され、ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転駆動される。
Below the piston 5 is the
シリンダブロック3には、クランクシャフト7の回転角度(クランク角)およびクランクシャフト7の回転数(エンジン回転数)を検出するクランク角センサSN1と、シリンダブロック3およびシリンダヘッド4の内部を流通する冷却水の温度(エンジン水温)を検出する水温センサSN2とが設けられている。
The
クランク角センサSN1は、クランクシャフト7の回転数を検出することにより、エンジン回転数(rpm)も検出することが可能であり、本発明のエンジン回転数検出部として機能する。
The crank angle sensor SN1 can also detect the engine speed (rpm) by detecting the rotation speed of the
シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気を燃焼室6に導入するための吸気ポート9と、燃焼室6で生成された排気ガスを排気通路40に導出するための排気ポート10と、吸気ポート9の燃焼室6側の開口を開閉する吸気弁11と、排気ポート10の燃焼室6側の開口を開閉する排気弁12とが設けられている。
The
吸気弁11および排気弁12は、シリンダヘッド4に配設された一対のカム軸等を含む動弁機構により、クランクシャフト7の回転に連動して開閉駆動される。
The
吸気弁11用の動弁機構には、吸気弁11の開閉時期を変更可能な吸気S-VT13が内蔵されている。同様に、排気弁12用の動弁機構には、排気弁12の開閉時期を変更可能な排気S-VT14が内蔵されている。吸気S-VT13(排気S-VT14)は、いわゆる位相式の可変機構であり、吸気弁11(排気弁12)の開弁時期および閉弁時期を同時にかつ同量だけ変更する。
The valve mechanism for the
図1に示すように、シリンダヘッド4には、燃焼室6に燃料(ガソリン)を噴射するインジェクタ15と、インジェクタ15から燃焼室6に噴射された燃料と吸入空気とが混合された混合気に点火する点火プラグ16とが設けられている。インジェクタ15は、その先端部がピストン5の冠面の中心部と対向するように、燃焼室6の天井面の中心部に配置されている。点火プラグ16は、インジェクタ15に対し吸気側に幾分ずれた位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、吸気通路30は、吸気ポート9と連通するようにシリンダヘッド4の一側面に接続されている。吸気通路30の上流端から取り込まれた空気(新気)は、吸気通路30および吸気ポート9を通じて燃焼室6に導入される。
As shown in FIG. 1, the
吸気通路30には、その上流側から順に、吸気中の異物を除去するエアクリーナ31と、吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁32と、吸気を圧縮しつつ送り出す過給機33と、過給機33により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ35と、サージタンク36とが設けられている。
In the
吸気通路30の各部には、吸気の流量を検出するエアフローセンサSN3と、吸気の温度を検出する吸気温センサSN4と、吸気の圧力を検出する吸気圧センサSN5とが設けられている。エアフローセンサSN3および吸気温センサSN4は、吸気通路30におけるエアクリーナ31とスロットル弁32との間の部位に設けられ、当該部位を通過する吸気の流量および温度を検出する。吸気圧センサSN5は、サージタンク36に設けられ、当該サージタンク36内の吸気の圧力を検出する。
Each portion of the
過給機33は、エンジン本体1と機械的に連係された機械式の過給機(スーパーチャージャー)である。過給機33の具体的な形式は特に問わないが、例えばリショルム式、ルーツ式、または遠心式といった公知の過給機のいずれかを過給機33として用いることができる。
The
機械式の過給機33は、エンジン本体1のクランクシャフト7により駆動される。過給機33は、エンジン本体1の吸気ポート9を介して燃焼室6に通じる吸気通路30に配置されている。
The
過給機33とエンジン本体1との間には、接続/切断を電気的に切り替えることが可能な電磁クラッチ34が介設されている。電磁クラッチ34は、クランクシャフト7と過給機33とを断接可能に接続する。すなわち、電磁クラッチ34が接続されると、エンジン本体1から過給機33に駆動力が伝達されて、過給機33による過給が行われる。一方、電磁クラッチ34が切断されると、上記駆動力の伝達が遮断されて、過給機33による過給が停止される。
An
電磁クラッチ34は、後述のPCM100からの制御信号を受けてから接続するまでの時間が短く、過給機33の接続をより早めることが可能である。
The
吸気通路30には、過給機33をバイパスするためのバイパス通路38が設けられている。バイパス通路38は、サージタンク36と後述するEGR通路51とを互いに接続している。バイパス通路38には開閉可能なバイパス弁39が設けられている。
The
排気通路40は、排気ポート10と連通するようにシリンダヘッド4の他側面(吸気通路30とは反対側の面)に接続されている。燃焼室6で生成された既燃ガスは、排気ポート10および排気通路40を通じて外部に排出される。
The
排気通路40には触媒コンバータ41が設けられている。触媒コンバータ41には、排気通路40を流通する排気ガス中に含まれる有害成分(HC、CO、NOx)を浄化するための三元触媒41aと、排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するためのGPF(ガソリン・パティキュレート・フィルタ)41bとが内蔵されている。
A
排気通路40における触媒コンバータ41よりも上流側には、排気ガス中の酸素濃度を検出するA/FセンサSN6が設けられている。
An A/F sensor SN6 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas is provided upstream of the
外部EGR装置50は、排気通路40と吸気通路30とを接続するEGR通路51と、EGR通路51に設けられたEGRクーラ52およびEGR弁53とを有している。EGR通路51は、排気通路40における触媒コンバータ41よりも下流側の部位と、吸気通路30におけるスロットル弁32と過給機33との間の部位とを互いに接続している。EGRクーラ52は、EGR通路51を通じて排気通路40から吸気通路30に還流される排気ガス(外部EGRガス)を熱交換により冷却する。EGR弁53は、EGRクーラ52よりも下流側(吸気通路30に近い側)のEGR通路51に開閉可能に設けられ、EGR通路51を流通する排気ガスの流量を調整する。
The
(2)制御系統
図2は、エンジンシステムの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるPCM100(制御器)は、エンジン等を統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
(2) Control System Fig. 2 is a block diagram showing the control system of the engine system. The PCM 100 (controller) shown in the figure is a microprocessor for comprehensively controlling the engine and the like, and is composed of a well-known CPU, ROM, RAM, etc.
PCM100には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、PCM100は、上述したクランク角センサSN1、水温センサSN2、エアフローセンサSN3、吸気温センサSN4、吸気圧センサSN5、A/FセンサSN6と電気的に接続されており、これらのセンサによって検出された情報(つまりクランク角、エンジン回転数、エンジン水温、吸気流量、吸気温、吸気圧、排気酸素濃度)がPCM100に逐次入力されるようになっている。 Detection signals from various sensors are input to PCM100. For example, PCM100 is electrically connected to the crank angle sensor SN1, water temperature sensor SN2, air flow sensor SN3, intake air temperature sensor SN4, intake pressure sensor SN5, and A/F sensor SN6 described above, and information detected by these sensors (i.e., crank angle, engine speed, engine water temperature, intake air flow rate, intake air temperature, intake pressure, and exhaust oxygen concentration) is input sequentially to PCM100.
また、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度(以下、アクセル開度という)を検出するアクセルセンサSN7と、車両の走行速度(以下、車速という)を検出する車速センサSN8と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサSN9(操舵角検出部)とが設けられており、これらのセンサSN7~SN9による検出信号もPCM100に逐次入力される。
The vehicle is also provided with an accelerator sensor SN7 that detects the opening of the accelerator pedal (hereinafter referred to as accelerator opening) operated by the driver who drives the vehicle, a vehicle speed sensor SN8 that detects the vehicle's traveling speed (hereinafter referred to as vehicle speed), and a steering angle sensor SN9 (steering angle detection unit) that detects the steering angle of the steering wheel. The detection signals from these sensors SN7 to SN9 are also input sequentially to the
PCM100は、上記各センサからの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、PCM100は、吸・排気S-VT13,14、インジェクタ15、点火プラグ16、スロットル弁32、電磁クラッチ34、バイパス弁39、およびEGR弁53等と電気的に接続されており、上記演算等の結果に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。
The
具体的に、PCM100は、燃焼制御部101と、過給領域判定部102と、操舵角判定部103と、過給制御部104と、電磁クラッチ34の切断を所定時間遅らせるためのタイマー105とを機能的に有している。
Specifically, the
燃焼制御部101は、燃焼室6での混合気の燃焼を制御する制御モジュールであり、エンジンの出力トルク等がドライバーの要求に応じた適切な値となるようにエンジンの各部を制御する。
The
過給領域判定部102は、クランク角センサSN1(エンジン回転数検出部)によって検出されたエンジン回転数に基づいて、電磁クラッチ34が接続される過給領域(図3および図6のSCon領域)と電磁クラッチ34が切断される非過給領域(図3のSCon領域外および図6のSCoff領域)とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する。
The supercharging
操舵角判定部103は、操舵角センサSN9(操舵角検出部)によって検出された操舵角θを判定する。具体的には、操舵角判定部103は、ワインディング走行であるかを判定するために、操舵角θが所定の第1角度θ1以上か否かを判定する。また、操舵角判定部103は、ワインディン走行時に電磁クラッチ34を切断する制御のために、操舵角θが第1角度θ1以下か(好ましくは、第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下か)否かも判定する。
The steering
過給制御部104は、操舵角判定部103および過給領域判定部102の判定結果に基づいて電磁クラッチ34の断接を制御する。接続制御の具体的な方法については後段で詳述する。
The supercharging
タイマー105は、電磁クラッチ34の切断を遅らせるための所定時間として、後述の第1期間Δt0および第2期間Δt1をカウントする。
The
(3)エンジンの燃焼制御
つぎに、エンジンの燃焼制御について説明する。図3には、エンジンの運転領域および過給機33の過給領域を示す運転マップが示されている。
(3) Engine Combustion Control Next, engine combustion control will be described. An operation map showing the operating range of the engine and the supercharging range of the
本図に示すように、エンジンの運転領域は、燃焼形態の相違によって4つの運転領域A1~A4に大別される。それぞれ第1運転領域A1、第2運転領域A2、第3運転領域A3、第4運転領域A4とすると、第3運転領域A3は、エンジン回転数が第1回転数N1未満となる極低速域であり、第4運転領域A4は、エンジン回転数が第3回転数N3以上となる高速域であり、第1運転領域A1は、第3・第4運転領域A3,A4以外の速度域(低・中速領域)のうち負荷が比較的低い低速・低負荷の領域であり、第2運転領域A2は、第1、第3、第4運転領域A1,A3,A4以外の残余の領域である。 As shown in this figure, the engine operating range is roughly divided into four operating ranges A1 to A4 according to the difference in the combustion mode. If they are called the first operating range A1, the second operating range A2, the third operating range A3, and the fourth operating range A4, respectively, the third operating range A3 is a very low speed range where the engine speed is less than the first rotation speed N1, the fourth operating range A4 is a high speed range where the engine speed is equal to or greater than the third rotation speed N3, the first operating range A1 is a low speed/low load range where the load is relatively low among the speed ranges (low/medium speed ranges) other than the third and fourth operating ranges A3 and A4, and the second operating range A2 is the remaining range other than the first, third, and fourth operating ranges A1, A3, and A4.
図3の例によれば、第1運転領域A1は、第2運転領域A2の内側に位置する略矩形状の領域とされ、第2運転領域A2の下限回転数である第1回転数N1と、第2運転領域A2の上限回転数(第3回転数N3)よりも低い第2回転数N2と、エンジンの最低負荷よりも高い第1負荷L1と、第1負荷L1よりも高い第2負荷L2とに囲まれている。 In the example of FIG. 3, the first operating region A1 is a substantially rectangular region located inside the second operating region A2, and is surrounded by a first rotation speed N1, which is the lower limit rotation speed of the second operating region A2, a second rotation speed N2, which is lower than the upper limit rotation speed (third rotation speed N3) of the second operating region A2, a first load L1, which is higher than the minimum load of the engine, and a second load L2, which is higher than the first load L1.
低速かつ低負荷の第1運転領域A1では、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせた部分圧縮着火燃焼(以下、これをSPCCI燃焼という)が実行される。SI燃焼とは、点火プラグ16から発生する火花により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる燃焼形態のことであり、CI燃焼とは、ピストン5の圧縮等により十分に高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる燃焼形態のことである。そして、これらSI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室6内の混合気の一部をSI燃焼させ、当該SI燃焼の後に(SI燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により)燃焼室6内の他の混合気を自着火によりCI燃焼させる、という燃焼形態のことである。なお、「SPCCI」は「Spark Controlled Compression Ignition」の略である。
In the first operating region A1 of low speed and low load, partial compression ignition combustion (hereinafter referred to as SPCCI combustion) is performed, which is a combination of SI combustion and CI combustion. SI combustion is a combustion form in which the mixture is ignited by a spark generated by the
図4は、上記のようなSPCCI燃焼が行われた場合の燃焼波形、つまりクランク角による熱発生率(J/deg)の変化を示したグラフである。本図に示すように、SPCCI燃焼では、SI燃焼による熱発生とCI燃焼による熱発生とがこの順に連続して発生する。このとき、CI燃焼の方が燃焼速度が速いという性質上、SI燃焼時よりもCI燃焼時の方が熱発生の立ち上がりが急峻になる。このため、SPCCI燃焼における熱発生率の波形は、SI燃焼からCI燃焼に切り替わるタイミング(後述するθci)で現れる変曲点Xを有している。 Figure 4 is a graph showing the combustion waveform when SPCCI combustion as described above is performed, that is, the change in heat release rate (J/deg) with crank angle. As shown in this figure, in SPCCI combustion, heat release due to SI combustion and heat release due to CI combustion occur consecutively in that order. At this time, since CI combustion has a faster combustion speed, the rise in heat release is steeper during CI combustion than during SI combustion. For this reason, the waveform of the heat release rate in SPCCI combustion has an inflection point X that appears at the timing when SI combustion switches to CI combustion (θci, described below).
上記のようなSPCCI燃焼の具体的形態として、第1運転領域A1では、理論空燃比よりも大きい空燃比を有するA/Fリーンの混合気を燃焼室6内に形成しつつ当該混合気をSPCCI燃焼させる制御、言い換えるとλ>1(λは空気過剰率)の混合気をSPCCI燃焼させる制御が実行される。このとき、スロットル弁32の開度は、理論空燃比相当の空気量よりも多くの空気が吸気通路30を通じて燃焼室6に導入されるような比較的大きな値に設定される。すなわち、第1運転領域A1では、吸気通路30を通じて燃焼室6に導入される空気(新気)と、インジェクタ15から燃焼室6に噴射される燃料との重量比である空燃比(A/F)の目標値が、理論空燃比(14.7)よりも十分に大きい値に設定される。そして、この空燃比の目標値(目標空燃比)が実現されるようなスロットル弁32の開度が都度決定され、その決定に従ってスロットル弁32が制御される。
As a specific form of SPCCI combustion as described above, in the first operating region A1, a control is executed to form an A/F lean mixture having an air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio in the
なお、エンジンが冷間の状態(エンジン壁温(シリンダブロック3の温度)が30度以下の状態)では、図3の全運転領域A1~A4においてSI燃焼をする。また、半暖気の状態(エンジン壁温が30度以上80度以下の状態)では、運転領域A1は無くなり運転領域A2に包含されるが、完全暖気の状態(エンジン壁温が80度以上の状態)では運転領域A1は存在する。 When the engine is cold (engine wall temperature (temperature of cylinder block 3) is below 30 degrees), SI combustion occurs in all operating regions A1 to A4 in Figure 3. Also, when the engine is semi-warm (engine wall temperature is between 30 and 80 degrees), operating region A1 disappears and is included in operating region A2, but when the engine is completely warm (engine wall temperature is above 80 degrees), operating region A1 exists.
(4)過給機33の制御
図3に示されるマップにおいて、エンジンの全運転領域A1~A4のうち、エンジン負荷が負荷L3以上またはエンジン回転数がN4以上の場合のいずれかに該当するSCon領域(2点鎖線で囲まれたドット塗りつぶし領域)では、電磁クラッチ34によってクランクシャフト7と過給機33とが接続されることによって過給機33が過給状態になる。なお、エンジン回転数N4は、運転領域A1のエンジン回転数の上限値N2以上であって、運転領域A4のエンジン回転数の下限値N3以下の範囲に設定される。
3, in the SCon region (area surrounded by dashed two-dot lines) corresponding to either the engine load being equal to or greater than load L3 or the engine speed being equal to or greater than N4 among all the engine operating regions A1 to A4, the
一方、図3のマップのうち残余の領域(すなわち、エンジン負荷L3以下でかつエンジン回転数N4以下の領域)では、過給機33は非過給状態になる。
On the other hand, in the remaining region of the map in FIG. 3 (i.e., the region below engine load L3 and below engine speed N4), the
本実施形態のエンジンシステムでは、過給制御部104は、基本的な制御として、過給領域判定部102によってエンジンの運転領域が過給領域(具体的には、エンジンが図3のSCon領域になった状態)から非過給領域(同SCon領域にない状態)に移行したと判定された場合に、所定の第1期間Δt0(図5のステップS13および図6参照)が経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態に切り替える制御を行う。
In the engine system of this embodiment, the supercharging
また、ワインディング走行などのようにステアリングの操舵角が大きい走行をしている場合には、過給制御部104は、上記の第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1(図5のステップS9および図6参照)を経過した後まで遅らせて電磁クラッチ34を接続状態から切断状態に切り替える制御を行うことにより、過給期間を長く維持する。具体的には、過給制御部104は、過給領域判定部102によってエンジンが過給領域で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部103によって操舵角θが第1角度θ1以上であると判定され、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行し、かつ、操舵角θが第1角度θ1以下になった場合(好ましくは、第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下になった場合)に、第2期間Δt1が経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態へ切り替える制御を行う。
In addition, when the vehicle is traveling with a large steering angle, such as when traveling on a winding road, the supercharging
第1期間Δt0は、例えば、1秒程度に設定される。第2期間Δt1は、第1期間Δt0よりも十分長い時間として、例えば、10秒程度に設定される。 The first period Δt0 is set to, for example, about 1 second. The second period Δt1 is set to, for example, about 10 seconds, which is a time that is sufficiently longer than the first period Δt0.
ここで、車速Vが高くなるにつれて小さい操舵角θにおいても再加速時の加速遅れを抑制することが要求される点を考慮して、上記の第1角度θ1は、車速Vが高いほど小さくなるように設定されるのが好ましい。例えば、図7のグラフに示されるように、車速Vが低い領域では車速Vが高くなるにつれて第1角度θ1が徐々に小さくなり、車速Vが高い領域では第1角度θ1が一定になるように、第1角度θ1は設定される。 Here, taking into consideration the fact that as the vehicle speed V increases, it is required to suppress the acceleration delay during re-acceleration even at a small steering angle θ, it is preferable to set the above-mentioned first angle θ1 so that it becomes smaller as the vehicle speed V increases. For example, as shown in the graph of FIG. 7, the first angle θ1 is set so that in a region where the vehicle speed V is low, the first angle θ1 gradually becomes smaller as the vehicle speed V increases, and in a region where the vehicle speed V is high, the first angle θ1 is constant.
また、ワインディング走行中にギア段を頻繁に変更しても要求された加速度通りに加速することが要求される点を考慮して、第1角度θ1は、ギア段によらずに一定であるのが好ましい。 In addition, taking into consideration the fact that it is necessary to accelerate according to the requested acceleration even if the gear stage is frequently changed while traveling on winding roads, it is preferable that the first angle θ1 be constant regardless of the gear stage.
(電磁クラッチ34の制御フローチャート)
上記のように構成されたエンジンシステムでは、ワインディング走行中における過給機33の動作制御、具体的には電磁クラッチ34の制御を以下のような手順で行う。
(Control flow chart of the electromagnetic clutch 34)
In the engine system configured as described above, the operation control of the
ワインディング走行では、図6のタイムチャートにおける操舵曲線SR1のように、操舵角θが大きく変動する。なお、操舵曲線SR1では、操舵角θの絶対値が示されている。 When driving on a winding road, the steering angle θ fluctuates greatly, as shown by the steering curve SR1 in the time chart of Figure 6. Note that the steering curve SR1 shows the absolute value of the steering angle θ.
図5のフローチャートに示されるように、まず、ステップS1において、過給領域判定部102がエンジンの運転領域が過給領域(図3のSCon領域)に移行しているか判定する。具体的には、過給領域判定部102は、クランク角センサSN1(エンジン回転数検出部)によって検出されたエンジン回転数RN(図6参照)が所定の過給回転数AN(図3の第4回転数N4に相当)以上であるか判定し、エンジンが過給領域(SCon領域)で運転しているかを判定する。
As shown in the flowchart of FIG. 5, first, in step S1, the supercharging
エンジンの運転領域が図3のSCon領域に移行している場合には、ステップS2に進み、過給制御部107は、電磁クラッチ34を接続するように制御する(図6の時点t2における電磁クラッチon参照)。これにより、過給機33は、クランクシャフト7と接続して過給を行う。
If the engine operating range has transitioned to the SCon range in FIG. 3, the process proceeds to step S2, where the supercharging control unit 107 controls the electromagnetic clutch 34 to be connected (see the electromagnetic clutch on at time t2 in FIG. 6). As a result, the
それとともに、ステップS3において、タイマー105は、第1期間Δt0のカウントの準備のために、第1タイマセットを行う。具体的には、図6の時点t2において、タイマー105は、電磁クラッチ34が接続したと同時に第1タイマセットTS1のフラグを立てる。
At the same time, in step S3, the
ついで、ステップS4において、操舵角判定部103が操舵角θが第1角度θ1以上か判定する。具体的には、図6の時点t3において、操舵角判定部103は、操舵角θが第1角度θ1以上か判定する。
Next, in step S4, the steering
操舵角θが第1角度θ1以上である場合(すなわち、ワインディング走行により操舵角θが大きくなった場合)には、ステップS5において、タイマー105は、第2期間Δt1のカウントの準備のために、第2タイマセットTS2のフラグを立てる(図6の時点t3参照)。このとき、先の第1タイマセットTS1のフラグはキャンセルされる。
If the steering angle θ is equal to or greater than the first angle θ1 (i.e., if the steering angle θ becomes large due to winding driving), in step S5, the
ついで、ステップS6において、過給領域判定部102は、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行しているかを判定するために、エンジンの運転領域が図3のSCon領域にないか判定する。このとき、過給領域判定部102は、具体的には、エンジン回転数RN(図6参照)に基づいて、エンジン運転領域が過給領域(SCon領域)から非過給領域(SCoff領域)に移行しているか判定する(まだSCon領域にある場合には、ステップS6を繰り返す)。
Next, in step S6, the supercharging
その後、ステップS7において、操舵角判定部103が、操舵角θが第1角度θ1以下であるかの判定の具体例として、操舵角θが第1角度θ1よりも低い第2角度θ2以下であるか判定する(第2角度θ2以下でない場合は、ステップS6に戻る)。
Then, in step S7, the steering
上記のステップS6~S7の条件を両方満たす場合、すなわち、エンジンの運転領域が図3のSCon領域になく(すなわち、エンジンの運転領域が過給領域から非過給状態に移行していて)、かつ、操舵角θが第2角度θ2以下の場合には、ステップS8において、タイマー105が作動して、第2期間Δt1のカウントを開始する(図6の時点t5参照)。
If both of the conditions in steps S6 and S7 above are met, that is, if the engine operating region is not in the SCon region in FIG. 3 (i.e., the engine operating region has transitioned from the supercharged region to a non-supercharged state) and the steering angle θ is equal to or less than the second angle θ2, in step S8, the
具体的には、図6のタイムチャートでは、時点t4でエンジン回転数RNが過給回転数AN以下のSCoff領域に移行した後、時点t5で操舵角θが第2角度θ2以下になったと同時に、タイマー105は、第2期間Δt1のカウントを開始する(時点t5のタイマー作動を示す曲線TM2参照)。
Specifically, in the time chart of FIG. 6, after the engine speed RN transitions to the SCoff region below the supercharged speed AN at time t4, the
タイマー105が所定の時間Δt1(例えば10秒)をカウントした後(ステップS9)、ステップS10に進み、過給制御部104は、電磁クラッチ34を切断(すなわち、接続状態から切断状態へ移行)するように制御する。これにより、過給機33は、クランクシャフト7との接続が切断され、過給を停止する。
After the
したがって、ワインディング走行などのようにステアリングの操舵角θが大きい走行をしている場合には、上記のステップS4~S10のように、過給制御部104が所定の第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1を経過した後まで遅らせて電磁クラッチ34を切断する制御を行う。しかも、タイマー105が第2期間Δt1のカウントを開始するタイミングは、エンジン回転数RNが過給回転数AN以下のSCoff領域に移行した時点t4ではなく、時点t4の後において操舵角θが第2角度θ2以下になった時点t5まで遅らせている。
Therefore, when the vehicle is traveling with a large steering angle θ, such as when traveling on winding roads, the supercharging
これらの結果、ワインディング走行中では、図6の電磁クラッチ34の断接タイミングを表す断接曲線C1に示されるように、過給機33による過給を時点t2~t6までの長い過給期間にわたって維持することが可能である。
As a result, during winding road driving, it is possible to maintain supercharging by the
なお、電磁クラッチ34が切れるタイミング(図6の時点t6)でエンジンの運転領域が過給領域(図3および図6のSCon領域参照)になっている場合には、電磁クラッチ34の接続は継続されるようにしてもよい。一方、電磁クラッチ34が切れるタイミング(同時点t6)でエンジンの運転領域が非過給領域(図3のSCon領域外および図6のSCoff領域参照)になっている場合には、電磁クラッチ34は、時点t5~t6のΔt1(10秒)のカウントの後さらにΔt0(1秒)のカウントをした後に切断されるようにしてもよい(時点t6~t7のタイマー作動曲線TM2’参照)。
Note that if the engine is in the supercharging region (see the SCon region in Figures 3 and 6) when the
一方、上記のステップS4において、操舵角θが第1角度θ1より小さい(すなわち、第1角度θ1未満である)通常走行の場合(すなわち、図6の操舵曲線SR2の場合)には、ステップS11に進み、通常の過給機33の切断制御(図6の断接曲線C2参照)を行う。
On the other hand, in the above step S4, in the case of normal driving where the steering angle θ is smaller than the first angle θ1 (i.e., less than the first angle θ1) (i.e., in the case of the steering curve SR2 in FIG. 6), the process proceeds to step S11, and normal cut-off control of the
すなわち、ステップS11では、エンジンの運転領域が過給領域であるSCon領域にない状態(すなわち、エンジンの運転領域が過給領域から非過給状態に移行した状態)になった時(t4)(この時点t4では、エンジンが非過給領域になったことにより、エンジン回転数RNが過給回転数AN以下のSCoff領域になる)には、ステップS12に進み、タイマー105が所定の時間Δt0(例えば、1秒)をカウントした後(時点t4のタイマー作動を示す曲線TM1参照)、過給制御部104は、電磁クラッチ34の接続を切断(接続状態から切断状態へ移行)するように制御し、過給機33の過給を停止させる(図6の断接曲線C2の時点t4+Δt0参照)。
That is, in step S11, when the engine operating range is not in the SCon range, which is the supercharging range (i.e., the engine operating range has transitioned from the supercharging range to the non-supercharging range) (t4) (at this time t4, the engine has transitioned to the non-supercharging range, and the engine speed RN is in the SOff range, which is equal to or lower than the supercharging speed AN), the process proceeds to step S12, and after the
上記の図6の電磁クラッチ34の断接曲線C1、C2を比較すれば、操舵角θが小さい通常走行の場合には、断接曲線C2に示されるように、電磁クラッチ34が時点t2~時点t4+Δ0の期間の経過後に切断されるのに対し、本発明の特徴であるワインディング走行などのように操舵角θが大きい走行の場合には、電磁クラッチ34が時点t2~t6までの長い過給期間を経過した後に切断されるので、ワインディング走行中において過給期間を長く維持できることが理解される。
Comparing the on/off curves C1 and C2 of the electromagnetic clutch 34 in Figure 6 above, it can be seen that in normal driving where the steering angle θ is small, as shown by the on/off curve C2, the
(本実施形態の特徴)
(1)
本実施形態のエンジンシステムは、エンジンのクランクシャフト7により駆動される過給機33と、クランクシャフト7と過給機33とを断接可能に接続する電磁クラッチ34と、ステアリングの操舵角θを検出する操舵角センサSN9(操舵角検出部)と、エンジン回転数RNを検出するクランク角センサSN1(エンジン回転数検出部)と、操舵角センサSN9によって検出された操舵角θを判定する操舵角判定部103と、クランク角センサSN1によって検出されたエンジン回転数RNに基づいて、電磁クラッチ34が接続される過給領域(図3および図6のSCon領域参照)と電磁クラッチ34が切断される非過給領域(図3のSCon領域外および図6のSCoff領域参照)とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する過給領域判定部102と、操舵角判定部103と過給領域判定部102の判定結果に基づいて電磁クラッチ343の断接を制御する過給制御部104とを備える。
(Features of this embodiment)
(1)
The engine system of this embodiment includes a
過給制御部104は、過給領域判定部102によってエンジンが過給領域(SCon領域)で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部103によって操舵角θが所定の第1角度θ1未満であると判定され(図6のステップS4のNOの場合)、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行した場合に、所定の第1期間Δt0が経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態に切り替える制御を行う。
When the supercharging
また、過給制御部104は、過給領域判定部102によってエンジンが過給領域で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部103によって操舵角θが第1角度θ1以上であると判定され(図6のステップS4のYESの場合)、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行し、かつ、操舵角θが第1角度θ1以下、本実施形態では、第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下になった場合に、第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1が経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態へ切り替える。
The supercharging
かかる構成では、過給領域判定部102は、クランク角センサSN1によって検出されたエンジン回転数RNに基づいて、電磁クラッチ34が接続される過給領域と電磁クラッチ34が切断される非過給領域とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する。過給制御部104は、基本的な制御として、過給領域判定部102によってエンジンが過給領域(SCon領域)で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部103によって操舵角θが所定の第1角度θ1未満であると判定され(図6のステップS4のNOの場合)、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行した場合に、所定の第1期間Δt0が経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態に切り替える制御を行う。
In this configuration, the supercharging
また、ワインディング走行などのようにステアリングの操舵角θが大きい走行をしている場合には、過給制御部104は、上記の第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1を経過した後まで遅らせて電磁クラッチ34を接続状態から切断状態に切り替える制御を行うことにより、過給期間を長く維持する。
In addition, when the vehicle is traveling with a large steering angle θ, such as when traveling on a winding road, the supercharging
具体的には、過給領域判定部102によってエンジンが過給領域で運転していると判定され、かつ、操舵角判定部103によってステアリングの操舵角θが第1角度θ1以上であると判定され、その後、エンジンの運転領域が過給領域から非過給領域に移行し、かつ、操舵角θが第1角度θ1以下になった場合に(本実施形態では、第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下になった場合に(図5のステップS4および図6の時点t3参照))、第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1を経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態へ切り替える制御を行う(図5のステップS6~S10および図6の時点t4~t6参照)。
Specifically, when the supercharging
これにより、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行において操舵角θが所定の第1角度θ1以上である場合には長い過給期間(図6の断接曲線C1の時点t2~t6の期間参照)にわたって機械式過給機33による過給を維持して再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になる。
As a result, when the steering angle θ is equal to or greater than a predetermined first angle θ1 during driving that requires large steering turns, such as when driving on winding roads, it becomes possible to maintain supercharging by the
(2)
本実施形態のエンジンシステムでは、過給制御部104は、操舵角θが第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下になった場合に(図5のステップS7および図6の時点t5参照)、第1期間Δt0よりも長い第2期間Δt1を経過した後に電磁クラッチ34を接続状態から切断状態へ切り替える制御を行う(図5のステップS7~S10および図6の時点t5~t6参照)。
(2)
In the engine system of this embodiment, when the steering angle θ becomes equal to or less than a second angle θ2 which is smaller than the first angle θ1 (see step S7 in FIG. 5 and time t5 in FIG. 6), the supercharging
かかる構成では、操舵角θが第1角度θ1よりも小さい第2角度θ2以下になったとき(図6の時点t5)に第2期間Δt1のカウントが開始されるので、第1角度θ1以下になったときにカウント開始されるよりもカウント開始をより遅くすることが可能になる。このため、ワインディング走行などのステアリングを大きく操舵する走行において操舵角が所定の第1角度θ1以上である場合には機械式過給機による過給をより長期間維持して再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になる。 In this configuration, counting of the second period Δt1 starts when the steering angle θ becomes equal to or less than the second angle θ2, which is smaller than the first angle θ1 (time t5 in FIG. 6), so it is possible to start counting later than when the steering angle becomes equal to or less than the first angle θ1. Therefore, when the steering angle is equal to or greater than the predetermined first angle θ1 during driving that requires large steering, such as winding roads, it is possible to maintain supercharging by the mechanical supercharger for a longer period of time and suppress acceleration delays of the vehicle when re-accelerating.
(3)
本実施形態のエンジンシステムでは、第1角度θ1は、車速Vが高いほど小さくなるように設定されている(図7のグラフ参照)。この構成では、車速Vが高い走行状態では、第1角度θ1は小さい角度に設定されることにより、操舵角θが小さくても第1角度θ1以上になる頻度が増える。これにより、過給制御部104が第2期間Δt1を経過してから電磁クラッチ34を切断する制御を行う頻度が増えるので、車速に応じて再加速時の車両の加速遅れを効果的に抑制することが可能になる。
(3)
In the engine system of this embodiment, the first angle θ1 is set to be smaller as the vehicle speed V is higher (see the graph in FIG. 7). In this configuration, when the vehicle speed V is high, the first angle θ1 is set to a small angle, so that even if the steering angle θ is small, the frequency with which the steering angle θ is equal to or larger than the first angle θ1 increases. This increases the frequency with which the supercharging
なお、車速Vと関連した第1角度θ1の設定は、図7のグラフに示される例だけではなく、種々の設定、例えば、車速Vの全域にわたって第1角度θ1が同じ変化率で小さくしてもよいし、第1角度θ1を段階的に小さくしてもよい。 The setting of the first angle θ1 associated with the vehicle speed V is not limited to the example shown in the graph of FIG. 7, and various settings may be used. For example, the first angle θ1 may be decreased at the same rate of change over the entire range of the vehicle speed V, or the first angle θ1 may be decreased in stages.
(4)
本実施形態のエンジンシステムでは、第1角度θ1は、ギア段によらずに一定である。この構成では、変速ギアのギア段が変化しても、第1角度θ1が一定に維持される。このため、ワインディング走行中にギア段を頻繁に変更しても、ギア段に関わらず再加速時の車両の加速遅れを抑制することが可能になり、要求された加速度通りに加速することが可能である。
(4)
In the engine system of this embodiment, the first angle θ1 is constant regardless of the gear stage. In this configuration, even if the gear stage of the transmission gear changes, the first angle θ1 is maintained constant. Therefore, even if the gear stage is frequently changed while traveling on a winding road, it is possible to suppress the acceleration delay of the vehicle when re-accelerating regardless of the gear stage, and it is possible to accelerate according to the requested acceleration.
1 エンジン本体
7 クランクシャフト
33 過給機
34 電磁クラッチ
102 過給領域判定部
103 操舵角判定部
104 過給制御部
105 タイマー
SN9 操舵角センサ
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (4)
前記クランクシャフトと前記過給機とを断接可能に接続する電磁クラッチと、
ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出部と、
前記操舵角検出部によって検出された操舵角を判定する操舵角判定部と、
前記エンジン回転数検出部によって検出されたエンジン回転数に基づいて、前記電磁クラッチが接続される過給領域と前記電磁クラッチが切断される非過給領域とのいずれでエンジンが運転しているかを判定する過給領域判定部と、
前記操舵角判定部と前記過給領域判定部の判定結果に基づいて前記電磁クラッチの断接を制御する過給制御部とを備え、
前記過給制御部は、
前記過給領域判定部によって前記エンジンが前記過給領域で運転していると判定され、かつ、前記操舵角判定部によって前記操舵角が所定の第1角度未満であると判定され、その後、前記エンジンの運転領域が前記過給領域から前記非過給領域に移行した場合に、所定の第1期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り替え、
前記過給領域判定部によって前記エンジンが前記過給領域で運転していると判定され、かつ、前記操舵角判定部によって前記操舵角が前記第1角度以上であると判定され、その後、前記エンジンの運転領域が前記過給領域から前記非過給領域に移行し、かつ、前記操舵角が前記第1角度以下になった場合に、前記第1期間よりも長い第2期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態へ切り替える、ことを特徴とするエンジンシステム。 a supercharger driven by the engine crankshaft;
an electromagnetic clutch that disconnectably connects the crankshaft and the turbocharger;
a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering wheel;
an engine speed detection unit that detects the engine speed;
a steering angle determination unit that determines the steering angle detected by the steering angle detection unit;
a supercharging region determination unit that determines whether the engine is operating in a supercharging region in which the electromagnetic clutch is engaged or in a non-supercharging region in which the electromagnetic clutch is disengaged, based on the engine speed detected by the engine speed detection unit;
a supercharging control unit that controls connection/disconnection of the electromagnetic clutch based on the determination results of the steering angle determination unit and the supercharging region determination unit,
The supercharging control unit is
when the supercharging region determination unit determines that the engine is operating in the supercharging region and the steering angle determination unit determines that the steering angle is less than a predetermined first angle, and thereafter, when the operating region of the engine transitions from the supercharging region to the non-supercharging region, switching the electromagnetic clutch from a connected state to a disconnected state after a predetermined first period has elapsed;
an engine system comprising: when the supercharging region determination unit determines that the engine is operating in the supercharging region and the steering angle determination unit determines that the steering angle is equal to or greater than the first angle, and thereafter, when the operating region of the engine transitions from the supercharging region to the non-supercharging region and the steering angle becomes equal to or less than the first angle, the electromagnetic clutch is switched from a connected state to a disconnected state after a second period longer than the first period has elapsed.
前記過給制御部は、前記操舵角が前記第1角度よりも小さい第2角度以下になった場合に、前記第1期間よりも長い前記第2期間が経過した後に前記電磁クラッチを接続状態から切断状態へ切り替える、ことを特徴とするエンジンシステム。 2. The engine system according to claim 1,
the supercharging control unit switches the electromagnetic clutch from a connected state to a disconnected state after the second period that is longer than the first period has elapsed when the steering angle becomes equal to or smaller than a second angle that is smaller than the first angle.
前記第1角度は、車速が高いほど小さくなるように設定されている、ことを特徴とするエンジンシステム。 3. The engine system according to claim 1,
An engine system, characterized in that the first angle is set to be smaller as a vehicle speed increases.
前記第1角度は、ギア段によらずに一定である、ことを特徴とするエンジンシステム。 In the engine system according to any one of claims 1 to 3,
An engine system, wherein the first angle is constant regardless of gear stage.
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