[go: up one dir, main page]

JP2008115792A - Supercharging control device - Google Patents

Supercharging control device Download PDF

Info

Publication number
JP2008115792A
JP2008115792A JP2006300577A JP2006300577A JP2008115792A JP 2008115792 A JP2008115792 A JP 2008115792A JP 2006300577 A JP2006300577 A JP 2006300577A JP 2006300577 A JP2006300577 A JP 2006300577A JP 2008115792 A JP2008115792 A JP 2008115792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supercharger
supercharging pressure
operating state
target maximum
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006300577A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Matsumoto
崇志 松本
Takashi Shibata
貴司 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006300577A priority Critical patent/JP2008115792A/en
Publication of JP2008115792A publication Critical patent/JP2008115792A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

【課題】過給機の能力をより有効に利用することのできる過給制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の過給制御装置は、エンジン1の吸気通路5上に配設される過給機20と、エンジン1の運転状態値の運転状態を示す変化率を検出するエアフロメータ27と、エアフロメータ27によって検出された運転状態値の変化率に基づいて過給機20の目標最大過給圧を設定するECU16と、設定された目標最大過給圧に基づいて過給機20を制御するコントローラ21と、を備えている。ここで、ECU16によって設定されたこの目標最大過給圧は、運転状態に基づいて設定した過給圧上限よりも大きい。このため、過給機20の能力をより有効に利用することができる。
【選択図】図1
A supercharging control device capable of more effectively utilizing the capacity of a supercharger is provided.
A supercharging control device according to the present invention includes a supercharger 20 disposed on an intake passage 5 of an engine 1 and an air flow meter 27 that detects a change rate indicating an operating state of an operating state value of the engine 1. The ECU 16 that sets the target maximum supercharging pressure of the supercharger 20 based on the change rate of the operating state value detected by the air flow meter 27, and the supercharger 20 based on the set target maximum supercharging pressure. And a controller 21 to be controlled. Here, the target maximum boost pressure set by the ECU 16 is larger than the boost pressure upper limit set based on the operating state. For this reason, the capability of the supercharger 20 can be utilized more effectively.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路上に配設される過給機の過給制御装置に関する。   The present invention relates to a supercharging control device for a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine.

従来から、内燃機関、即ちエンジンの吸気通路上にコンプレッサを配し、このコンプレッサによって過給を行って高出力あるいは低燃費を得ようとすることが提案されている。このような過給機としてはターボチャージャ装置が代表的である。特許文献1記載の、電動機付過給機の制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設されて電動機によって駆動される過給機と、電動機を制御して過給圧を制御する過給圧制御手段と、過給機による吸入空気量に基づいて内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、検出された運転状態に基づいて過給機によって過給可能な過給圧上限を設定する上限設定手段とを備えており、過給圧制御手段は、上限設定手段によって設定された過給圧上限を超える過給機の駆動を禁止する。   2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed to arrange a compressor on an internal combustion engine, that is, an intake passage of the engine, and perform supercharging by the compressor to obtain high output or low fuel consumption. A typical turbocharger is such a turbocharger. A control device for a supercharger with an electric motor described in Patent Document 1 includes a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine and driven by the electric motor, and a supercharger that controls the electric motor to control the supercharging pressure. A pressure control means, an operating condition detecting means for detecting the operating condition of the internal combustion engine based on the intake air amount by the supercharger, and a supercharging pressure upper limit that can be supercharged by the supercharger based on the detected operating condition. An upper limit setting means for setting, and the supercharging pressure control means prohibits driving of the supercharger exceeding the upper limit of the supercharging pressure set by the upper limit setting means.

これにより、種々の要因によって生じる過給上限を運転状態に基づいて設定し、この上限を超えない範囲で過給機の能力を有効に使用して過給を行うことができる。ここで、種々の要因としては、過給機の容量によって決まる物理的限界や、過給機の耐久限界、あるいは、電動機の出力特性が挙げられ、これらを考慮することで過給機の性能を最大限有効に活用できる。
特開2004−308485号公報
Thereby, the supercharging upper limit which arises by various factors can be set based on the driving | running state, and supercharging can be performed using the capability of a supercharger effectively in the range which does not exceed this upper limit. Here, various factors include the physical limit determined by the capacity of the turbocharger, the endurance limit of the turbocharger, or the output characteristics of the motor. It can be used as effectively as possible.
JP 2004-308485 A

上記の電動機付過給機の制御装置によれば、過給機による吸入空気量に基づいて内燃機関の運転状態が検出され、この運転状態に基づいて過給機によって過給可能な過給圧上限が設定されて、この上限を超えない範囲で過給機の能力が有効に使用されて過給が行われる。しかしながら、過給機の能力を更に有効に利用することに関してはなんら考慮されていない。   According to the above-described control device for the supercharger with electric motor, the operating state of the internal combustion engine is detected based on the intake air amount by the supercharger, and the supercharging pressure that can be supercharged by the supercharger based on this operating state An upper limit is set, and supercharging is performed by effectively using the capacity of the turbocharger within a range not exceeding this upper limit. However, no consideration is given to more effective use of the turbocharger capacity.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、過給機の能力をより有効に利用することのできる過給制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a supercharging control device that can more effectively use the capacity of the supercharger.

発明者は、上記した問題点を解消するため鋭意検討し、運転状態に基づいて設定した過給圧上限よりも大きい、運転状態を示す運転状態値の変化率に基づいて設定した目標最大過給圧を超えない限り、サージングの発生を防止できることが分かったため、過給機の能力をより有効に利用できることが分かった。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。   The inventor has intensively studied to solve the above-described problems, and has set the target maximum supercharging set based on the change rate of the operating state value indicating the operating state that is larger than the upper limit of the supercharging pressure set based on the operating state. It has been found that surging can be prevented as long as the pressure is not exceeded, so that the capacity of the turbocharger can be used more effectively. The present invention has been made based on this finding.

本発明に係る過給制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、内燃機関の運転状態が示された運転状態値を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、目標最大過給圧に基づいて過給機を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。   A supercharging control device according to the present invention includes a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine, operating state detection means for detecting an operating state value indicating an operating state of the internal combustion engine, and an operating state detection Target supercharging pressure setting means for setting the target maximum supercharging pressure of the supercharger based on the rate of change of the operating state value detected by the means, and control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure And.

本発明に係る過給制御装置によれば、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて、過給機の目標最大過給圧が目標過給圧設定手段によって設定され、目標最大過給圧に基づいた過給機の制御が制御手段によって行われる。ここで、運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧が設定され、この目標最大過給圧に基づいて過給機が制御されている。このため、過給機の能力をより有効に利用することができる。   According to the supercharging control device according to the present invention, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set by the target supercharging pressure setting unit based on the rate of change of the operating state value detected by the operating state detecting unit, Control of the supercharger based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Here, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set based on the change rate of the operating state value, and the supercharger is controlled based on this target maximum supercharging pressure. For this reason, the capability of a supercharger can be utilized more effectively.

本発明に係る過給制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、目標最大過給圧に基づいて過給機を制御する制御手段と、を備え、過給機は、吸気を過給するコンプレッサと、該コンプレッサと連結されて内燃機関から排出される排気ガスによって駆動されるタービンと、該タービンの入口圧を調節する調節手段と、を有しており、制御手段は、目標最大過給圧に基づいて調節手段を制御することを特徴とする。   A supercharging control device according to the present invention includes a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine, an operating state detecting unit that detects an operating state value indicating an operating state of the internal combustion engine, and an operating state detecting unit. Target supercharging pressure setting means for setting the target maximum supercharging pressure of the supercharger based on the detected change rate of the operating state value, control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure, And a supercharger comprising: a compressor for supercharging intake air; a turbine connected to the compressor and driven by exhaust gas discharged from an internal combustion engine; and an adjusting means for adjusting an inlet pressure of the turbine. The control means controls the adjusting means based on the target maximum supercharging pressure.

本発明に係る過給制御装置によれば、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて、過給機の目標最大過給圧が目標過給圧設定手段によって設定され、目標最大過給圧に基づいた過給機の制御が制御手段によって行われる。ここで、運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧が設定され、この目標最大過給圧に基づいて過給機が制御されている。このため、過給機の能力をより有効に利用することができる。また、目標最大過給圧に基づいた調節手段の制御が、制御手段によって行われる。これにより、過給圧を目標最大過給圧に近づけるように調節手段を制御することが可能となる。   According to the supercharging control device according to the present invention, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set by the target supercharging pressure setting unit based on the rate of change of the operating state value detected by the operating state detecting unit, Control of the supercharger based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Here, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set based on the change rate of the operating state value, and the supercharger is controlled based on this target maximum supercharging pressure. For this reason, the capability of a supercharger can be utilized more effectively. Further, the control unit controls the adjusting unit based on the target maximum supercharging pressure. Thereby, it is possible to control the adjusting means so that the supercharging pressure approaches the target maximum supercharging pressure.

本発明に係る過給制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、目標最大過給圧に基づいて過給機を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、目標最大過給圧に基づいて内燃機関への燃料噴射量を調節することを特徴とする。   A supercharging control device according to the present invention includes a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine, an operating state detecting unit that detects an operating state value indicating an operating state of the internal combustion engine, and an operating state detecting unit. Target supercharging pressure setting means for setting the target maximum supercharging pressure of the supercharger based on the detected change rate of the operating state value, control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure, The control means adjusts the fuel injection amount to the internal combustion engine based on the target maximum supercharging pressure.

本発明に係る過給制御装置によれば、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて、過給機の目標最大過給圧が目標過給圧設定手段によって設定され、目標最大過給圧に基づいた過給機の制御が制御手段によって行われる。ここで、運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧が設定され、この目標最大過給圧に基づいて過給機が制御されている。このため、過給機の能力をより有効に利用することができる。また、目標最大過給圧に基づいて、内燃機関への燃料噴射量が制御手段によって調節される。これにより、目標最大過給圧に応じた吸入空気量に適する燃料噴射量に調節することが可能となる。   According to the supercharging control device according to the present invention, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set by the target supercharging pressure setting unit based on the rate of change of the operating state value detected by the operating state detecting unit, Control of the supercharger based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Here, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set based on the change rate of the operating state value, and the supercharger is controlled based on this target maximum supercharging pressure. For this reason, the capability of a supercharger can be utilized more effectively. Further, the fuel injection amount to the internal combustion engine is adjusted by the control means based on the target maximum supercharging pressure. As a result, the fuel injection amount suitable for the intake air amount corresponding to the target maximum supercharging pressure can be adjusted.

本発明に係る過給制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、目標最大過給圧に基づいて過給機を制御する制御手段と、過給機をバイパスして過給機の下流へ吸気を流入させるバイパス路と、バイパス路に流入する吸気量を調節する吸気量調節手段と、を備え、制御手段は、目標過給圧設定手段によって設定された目標最大過給圧に基づいて吸気量調節手段を制御することを特徴とする。   A supercharging control device according to the present invention includes a supercharger disposed on an intake passage of an internal combustion engine, an operating state detecting unit that detects an operating state value indicating an operating state of the internal combustion engine, and an operating state detecting unit. Target supercharging pressure setting means for setting the target maximum supercharging pressure of the supercharger based on the detected change rate of the operating state value, control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure, A bypass passage that bypasses the supercharger and allows intake air to flow downstream of the supercharger; and an intake air amount adjustment means that adjusts an intake air amount flowing into the bypass passage; and the control means is a target supercharging pressure setting means The intake air amount adjusting means is controlled on the basis of the target maximum supercharging pressure set by.

本発明に係る過給制御装置によれば、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率に基づいて、過給機の目標最大過給圧が目標過給圧設定手段によって設定され、目標最大過給圧に基づいた過給機の制御が制御手段によって行われる。ここで、運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧が設定され、この目標最大過給圧に基づいて過給機が制御されている。このため、過給機の能力をより有効に利用することができる。また、目標最大過給圧に基づいた吸気量調節手段の制御が、制御手段によって行われる。ここで、運転状態値の変化率に基づいて過給機の目標最大過給圧が設定されているため、吸気量調節手段を制御することによって過給機の能力をより有効に利用することができる。   According to the supercharging control device according to the present invention, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set by the target supercharging pressure setting unit based on the rate of change of the operating state value detected by the operating state detecting unit, Control of the supercharger based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Here, the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set based on the change rate of the operating state value, and the supercharger is controlled based on this target maximum supercharging pressure. For this reason, the capability of a supercharger can be utilized more effectively. Further, the control of the intake air amount adjusting means based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Here, since the target maximum supercharging pressure of the supercharger is set based on the rate of change of the operating state value, the ability of the supercharger can be used more effectively by controlling the intake air amount adjusting means. it can.

また、本発明に係る過給制御装置では、過給機を駆動する電動機を更に備え、制御手段は、目標最大過給圧に基づいて電動機を制御するのが好ましい。   The supercharging control device according to the present invention preferably further includes an electric motor that drives the supercharger, and the control means controls the electric motor based on the target maximum supercharging pressure.

このようにすれば、目標最大過給圧に基づいた電動機の制御が、制御手段によって行われる。これにより、過給圧を目標最大過給圧に近づけるように電動機を制御することができる。   In this way, the control of the electric motor based on the target maximum supercharging pressure is performed by the control means. Thereby, the electric motor can be controlled so that the supercharging pressure approaches the target maximum supercharging pressure.

また、本発明に係る過給制御装置では、電動機に電力を供給するバッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、目標過給圧設定手段は、充電状態検出手段によって検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標最大過給圧を設定するのが好ましい。   Further, the supercharging control device according to the present invention further comprises a charging state detecting means for detecting a charging state of a battery that supplies electric power to the electric motor, and the target supercharging pressure setting means is a battery detected by the charging state detecting means. It is preferable to set the target maximum supercharging pressure based on the state of charge.

このようにすれば、充電状態検出手段によって検出されたバッテリの充電状態に基づいて、目標最大過給圧が目標過給圧設定手段によって設定される。これにより、電動機に電力を供給するバッテリの充電状態をも考慮したうえで、過給機の能力をより有効に利用することができる。   In this way, the target maximum boost pressure is set by the target boost pressure setting means based on the state of charge of the battery detected by the charge state detection means. Accordingly, the capacity of the supercharger can be used more effectively in consideration of the state of charge of the battery that supplies power to the electric motor.

また、本発明に係る過給制御装置では、目標過給圧設定手段は、運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率が大きくなるほど、目標最大過給圧を大きくするのが好ましい。   In the supercharging control device according to the present invention, the target supercharging pressure setting means preferably increases the target maximum supercharging pressure as the change rate of the operating state value detected by the operating state detecting means increases.

このようにすれば、運転状態値の変化率が大きくなるほど、大きくなるように目標過給圧設定手段によって設定された目標最大過給圧になるまで、過給機の能力をより有効に利用することができる。   In this way, the capacity of the supercharger is used more effectively until the target maximum supercharging pressure set by the target supercharging pressure setting means becomes larger as the change rate of the operating state value increases. be able to.

また、本発明に係る過給制御装置では、内燃機関の運転状態値は、内燃機関に吸入される吸入空気量であるのが好ましい。   In the supercharging control device according to the present invention, the operating state value of the internal combustion engine is preferably the amount of intake air taken into the internal combustion engine.

このようにすれば、運転状態値として吸入空気量を検出し、この吸入空気量の変化率に基づいて目標最大過給圧を設定することが可能となる。   In this way, it is possible to detect the intake air amount as the operating state value and set the target maximum supercharging pressure based on the rate of change of the intake air amount.

本発明によれば、過給機の能力をより有効に利用することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to utilize the capability of a supercharger more effectively.

本発明の制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の過給制御装置を有するエンジン1を図1に示す。   An embodiment of the control device of the present invention will be described below. An engine 1 having a supercharging control device of this embodiment is shown in FIG.

なお、「過給圧」の語は大気圧に対しての差圧を示すものを指す語として用いられる場合がある。一方で、「過給圧」の語は吸気管内の絶対圧力を指す語として用いられる場合もある。以下、両者を明確に分けて説明する必要がある場合は、その指すところが明確となるような説明を行う。例えば、吸気管内圧力を検出する圧力センサの出力に基づいて過給圧制御を行う場合、この圧力センサが大気圧に対する差圧を検出するセンサであれば過給圧制御は「大気圧に対する差としての過給圧」に基づいて制御されることが容易であるし、圧力センサが絶対圧力を検出するセンサであれば過給圧制御は「絶対圧力としての吸気圧」に基づいて制御されるのが容易である。   Note that the term “supercharging pressure” is sometimes used as a term indicating a differential pressure with respect to atmospheric pressure. On the other hand, the term “supercharging pressure” may be used as a term indicating absolute pressure in the intake pipe. In the following, when it is necessary to divide and explain the two, the explanation will be made so that the point is clear. For example, when supercharging pressure control is performed based on the output of a pressure sensor that detects the pressure in the intake pipe, if this pressure sensor is a sensor that detects a differential pressure with respect to atmospheric pressure, the supercharging pressure control is “as a difference with respect to atmospheric pressure”. It is easy to control based on the “supercharging pressure”, and if the pressure sensor detects the absolute pressure, the supercharging pressure control is controlled based on the “intake pressure as the absolute pressure”. Is easy.

本実施形態で説明するエンジン1は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみが断面図として図1に示されている。エンジン1は、インジェクタ2によってシリンダ3内に燃料を噴射するタイプのエンジンである。このエンジン1は、いわゆるリーンバーンエンジンであり、成層燃焼も可能である。後述するモータ20aにより駆動される第一の過給機としての過給機20と、第二の過給機としてのターボユニット11とによって、より多くの吸入空気を過給して、高出力化だけでなく低燃費化をも実現し得るものである。   The engine 1 described in the present embodiment is a multi-cylinder engine, but only one cylinder is shown in FIG. 1 as a sectional view. The engine 1 is a type of engine in which fuel is injected into a cylinder 3 by an injector 2. The engine 1 is a so-called lean burn engine and can also perform stratified combustion. A supercharger 20 as a first supercharger driven by a motor 20a, which will be described later, and a turbo unit 11 as a second supercharger supercharge more intake air to increase output. It is possible to realize not only low fuel consumption.

エンジン1は、圧縮行程にピストン4の上面に形成された窪みの内部に燃料を噴射することで成層燃焼を行うこともできるし、吸気行程噴射によって通常の均質燃焼も行える。シリンダ3の内部と吸気通路5との間は、吸気バルブ8によって開閉される。燃焼後の排気ガスは排気通路6に排気される。シリンダ3の内部と排気通路6との間は、排気バルブ9によって開閉される。吸気通路5上には、上流側からエアクリーナ10、エアフロメータ27、過給機20、ターボユニット11、インタークーラ12、スロットルバルブ13などが配置されている。   The engine 1 can perform stratified combustion by injecting fuel into a recess formed in the upper surface of the piston 4 during the compression stroke, and can also perform normal homogeneous combustion by intake stroke injection. An intake valve 8 opens and closes the inside of the cylinder 3 and the intake passage 5. The exhaust gas after combustion is exhausted to the exhaust passage 6. An exhaust valve 9 opens and closes the inside of the cylinder 3 and the exhaust passage 6. On the intake passage 5, an air cleaner 10, an air flow meter 27, a supercharger 20, a turbo unit 11, an intercooler 12, a throttle valve 13, and the like are arranged from the upstream side.

エアクリーナ10は、吸入空気中のゴミや塵などを取り除くフィルタである。本実施形態のエアフロメータ27は、ホットワイヤ式のものであり、吸入空気量を質量流量として検出するものである。過給機20は、内蔵された電動機、即ちモータ20aによって電気的に駆動されるものである。モータ20aの出力軸にコンプレッサホイールが直結されている。過給機20のモータ20aは、コントローラ21を介してバッテリ22と接続されている。コントローラ21は、モータ20aへの供給電力を制御してモータ20aの駆動を制御する。モータ20aの回転数、即ちコンプレッサホイールの回転数はコントローラ21によって検出し得る。   The air cleaner 10 is a filter that removes dust and dirt in the intake air. The air flow meter 27 of this embodiment is of a hot wire type and detects the amount of intake air as a mass flow rate. The supercharger 20 is electrically driven by a built-in electric motor, that is, a motor 20a. A compressor wheel is directly connected to the output shaft of the motor 20a. The motor 20 a of the supercharger 20 is connected to the battery 22 via the controller 21. The controller 21 controls the drive power of the motor 20a by controlling the power supplied to the motor 20a. The controller 21 can detect the rotation speed of the motor 20a, that is, the rotation speed of the compressor wheel.

過給機20の上流側と下流側とをバイパスするように、バイパス路24が設けられている。このため、バイパス路24は、吸気を過給機20の下流へ流入させることができる。このバイパス路24上には、バイパス路24を経由する吸入空気量を調節可能な吸気量調節手段としてのバルブ25が配設されている。バルブ25はECU16によって電気的に駆動され、後述する目標最大過給圧に基づいて、バイパス路24を通る空気流量が任意に調節される。過給機20が作動していないときは、過給機20は吸気抵抗として作用してしまうので、バルブ25によってバイパス路24を開放して過給機20が吸気抵抗となってしまうのを回避する。   A bypass path 24 is provided so as to bypass the upstream side and the downstream side of the supercharger 20. For this reason, the bypass path 24 can allow intake air to flow downstream of the supercharger 20. On the bypass path 24, a valve 25 as an intake air amount adjusting means capable of adjusting the intake air amount passing through the bypass path 24 is disposed. The valve 25 is electrically driven by the ECU 16, and the air flow rate through the bypass passage 24 is arbitrarily adjusted based on a target maximum supercharging pressure described later. When the supercharger 20 is not operating, the supercharger 20 acts as an intake resistance, so that the bypass 25 is opened by the valve 25 to avoid the supercharger 20 becoming an intake resistance. To do.

ターボユニット11は、吸気通路5と排気通路6との間に配されて過給を行うものである。即ち、本実施形態のエンジン1では、直列に配された第一の過給機としての過給機20と、第二の過給機としてのターボユニット11とによって過給を行うことができる。ターボユニット11は、吸気を過給するコンプレッサ11bと、コンプレッサ11bと回転軸により連結された排気タービン11cと、排気タービン11cに設けられたバリアブルノズル機構11aとを有している。排気タービン11cは、エンジン1から排気通路6を経由してくる排気ガスにより作動される。バリアブルノズル機構11aは、可変ノズルの開度を任意に可変制御して、排気タービン11cの入口圧を調節することが可能な調節手段としての機構である。バリアブルノズル機構11aが可変制御する上記の開度は、後述するECU16によって、後述する目標最大過給圧に基づいて制御される。   The turbo unit 11 is disposed between the intake passage 5 and the exhaust passage 6 and performs supercharging. That is, in the engine 1 of the present embodiment, supercharging can be performed by the supercharger 20 as the first supercharger and the turbo unit 11 as the second supercharger arranged in series. The turbo unit 11 includes a compressor 11b that supercharges intake air, an exhaust turbine 11c that is connected to the compressor 11b by a rotation shaft, and a variable nozzle mechanism 11a that is provided in the exhaust turbine 11c. The exhaust turbine 11 c is operated by exhaust gas that passes from the engine 1 through the exhaust passage 6. The variable nozzle mechanism 11a is a mechanism as an adjusting means that can arbitrarily variably control the opening of the variable nozzle to adjust the inlet pressure of the exhaust turbine 11c. The opening degree variably controlled by the variable nozzle mechanism 11a is controlled by an ECU 16 described later based on a target maximum supercharging pressure described later.

バイパス路24とターボユニット11との間の吸気通路5上には、過給圧センサ29が配設されている。過給圧センサ29によって、過給機20によって過給した際の過給圧を検出する。ターボユニット11の下流側には空冷式インタークーラ12が配されており、この空冷式インタークーラ12は、過給機20やターボユニット11の過給による圧力増加で温度が上昇した吸入空気の温度を下げる。インタークーラ12によって吸入空気の温度を下げ、充填効率を向上させる。   A supercharging pressure sensor 29 is disposed on the intake passage 5 between the bypass passage 24 and the turbo unit 11. The supercharging pressure sensor 29 detects the supercharging pressure when supercharging is performed by the supercharger 20. An air-cooled intercooler 12 is disposed on the downstream side of the turbo unit 11. The air-cooled intercooler 12 has a temperature of intake air whose temperature has increased due to pressure increase due to supercharging of the turbocharger 20 and the turbo unit 11. Lower. The temperature of the intake air is lowered by the intercooler 12 to improve the filling efficiency.

インタークーラ12の下流側には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ13が配されている。本実施形態のスロットルバルブ13は、いわゆる電子制御式スロットルバルブであり、アクセルペダル14の操作量をアクセルポジショニングセンサ15で検出し、この検出結果と他の情報量とに基づいてECU16がスロットルバルブ13の開度を決定するものである。スロットルバルブ13は、これに付随して配設されたスロットルモータ17によって開閉される。また、スロットルバルブ13に付随して、その開度を検出するスロットルポジショニングセンサ18も配設されている。   A throttle valve 13 that adjusts the amount of intake air is disposed downstream of the intercooler 12. The throttle valve 13 of the present embodiment is a so-called electronically controlled throttle valve, and an operation amount of the accelerator pedal 14 is detected by an accelerator positioning sensor 15, and the ECU 16 detects the throttle valve 13 based on this detection result and other information amounts. Is determined. The throttle valve 13 is opened and closed by a throttle motor 17 that is provided in association therewith. Further, a throttle positioning sensor 18 that detects the opening degree of the throttle valve 13 is also provided.

スロットルバルブ13の下流側には、吸気通路5内の圧力である過給圧や吸気圧などを検出する圧力センサ19も配設されている。これらのセンサ15,18,19,27,29はECU16に接続されており、その検出結果をECU16に送出している。ECU16は、CPU,ROM,RAM等からなる電子制御ユニットである。ECU16には、上述したインジェクタ2、点火プラグ7、バルブ25、エアフロメータ27、コントローラ21やバッテリ22等が接続されており、これらはECU16からの信号によって制御されていたり、その状態がECU16によって監視・検出されている。例えばバッテリ22であれば電力残量や充電状態などがECU16によって検出されている。即ち、本実施形態においては、ECU16は充電状態検出手段としても機能している。また、例えばインジェクタ2であればエンジン1へ噴射する燃料の燃料噴射量がECU16によって可変制御されている。即ち、本実施形態においては、ECU16は噴射量可変手段としても機能している。   On the downstream side of the throttle valve 13, a pressure sensor 19 that detects a supercharging pressure or an intake pressure, which is a pressure in the intake passage 5, is also provided. These sensors 15, 18, 19, 27, and 29 are connected to the ECU 16 and send the detection results to the ECU 16. The ECU 16 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ECU 16 is connected to the injector 2, the spark plug 7, the valve 25, the air flow meter 27, the controller 21, the battery 22, and the like. These are controlled by signals from the ECU 16 or monitored by the ECU 16. -Detected. For example, in the case of the battery 22, the remaining amount of electric power and the state of charge are detected by the ECU 16. That is, in the present embodiment, the ECU 16 also functions as a charging state detection unit. For example, in the case of the injector 2, the fuel injection amount of fuel injected into the engine 1 is variably controlled by the ECU 16. That is, in the present embodiment, the ECU 16 also functions as an injection amount varying means.

上述した過給機20のモータ20aもコントローラ21を介してECU16に接続されており、ECU16及びコントローラ21によって制御されている。ECU16及びコントローラ21は、目標最大過給圧に基づいてモータ20aを制御することで過給機20の駆動を制御して、過給機20によって過給される過給気の過給圧を制御する。ECU16及びコントローラ21は、このような制御により、目標とする過給圧の最大値である目標最大過給圧の超過を抑制する。目標最大過給圧を超過している状態においてこのような制御が行われた後、依然として目標最大過給圧を超過している状態が続いている場合であっても、目標最大過給圧を超過している度合いはより小さくなる。なお、この目標最大過給圧の超過の抑制制御は、この目標最大過給圧の超過を完全に禁止しながら抑制する制御であってもよい。このため、ECU16及びコントローラ21は、ここでは制御手段として機能している。   The motor 20 a of the supercharger 20 described above is also connected to the ECU 16 via the controller 21 and is controlled by the ECU 16 and the controller 21. The ECU 16 and the controller 21 control the driving of the supercharger 20 by controlling the motor 20a based on the target maximum supercharging pressure, and control the supercharging pressure of the supercharged air supercharged by the supercharger 20. To do. The ECU 16 and the controller 21 suppress the excess of the target maximum supercharging pressure, which is the maximum value of the target supercharging pressure, by such control. After such control is performed in a state where the target maximum supercharging pressure is exceeded, even if the target maximum supercharging pressure is still exceeded, the target maximum supercharging pressure is reduced. The degree of excess is smaller. The suppression control for exceeding the target maximum supercharging pressure may be control for suppressing the target maximum supercharging pressure from being excessively prohibited. For this reason, ECU16 and the controller 21 are functioning as a control means here.

また、本実施形態では、エンジン1の運転状態を数値化した運転状態値の変化率として、吸入空気量の変化率を用いて過給圧制御を行う。吸入空気量の変化率はエアフロメータ27によって検出されるので、ここではエアフロメータ27が運転状態検出手段として機能している。さらに、追って詳しく説明するが、検出された吸入空気量の変化率や、バッテリ22の充電状態などに基づいて、過給可能な目標最大過給圧がECU16によって設定される。即ち、本実施形態においては、ECU16は目標過給圧設定手段としても機能している。   In the present embodiment, the supercharging pressure control is performed using the change rate of the intake air amount as the change rate of the operation state value obtained by quantifying the operation state of the engine 1. Since the change rate of the intake air amount is detected by the air flow meter 27, the air flow meter 27 functions as an operation state detection means here. Further, as will be described in detail later, a target maximum supercharging pressure at which supercharging is possible is set by the ECU 16 based on the detected change rate of the intake air amount, the state of charge of the battery 22, and the like. That is, in the present embodiment, the ECU 16 also functions as a target supercharging pressure setting unit.

一方、排気通路6上には、ターボユニット11の下流側に排気ガスを浄化する排気浄化触媒23が取り付けられている。また、エンジン1のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジショニングセンサ26が取り付けられている。クランクポジショニングセンサ26は、クランクポジションの位置からエンジン回転数を検出することもできる。   On the other hand, an exhaust purification catalyst 23 for purifying exhaust gas is attached on the exhaust passage 6 downstream of the turbo unit 11. A crank positioning sensor 26 that detects the rotational position of the crankshaft is attached in the vicinity of the crankshaft of the engine 1. The crank positioning sensor 26 can also detect the engine speed from the position of the crank position.

なお、本実施形態においては、過給機20による過給圧を過給圧センサ29によって検出し、この値を利用して過給機20を制御する。しかし、吸気通路5上の圧力センサ19によって吸気管内圧力、即ちインマニ過給圧を取得し、このインマニ過給圧とターボユニット11の回転数とエアフロメータ27によって検出される空気流量とに基づいて、過給機20による過給圧、即ち過給圧センサ29によって検出される過給圧相当値を取得することも可能である。このような場合は、インマニ過給圧とターボ回転数と空気流量との関係を予めマップ化しておき、このマップを参照するなどすればよい。このようにすれば、圧力センサ19によって検出される過給圧に基づいて制御することもできる。   In the present embodiment, the supercharging pressure by the supercharger 20 is detected by the supercharging pressure sensor 29, and the supercharger 20 is controlled using this value. However, the pressure in the intake pipe, that is, the intake manifold supercharging pressure, is acquired by the pressure sensor 19 on the intake passage 5, and based on the intake manifold supercharging pressure, the rotational speed of the turbo unit 11, and the air flow rate detected by the air flow meter 27. The supercharging pressure by the supercharger 20, that is, the supercharging pressure equivalent value detected by the supercharging pressure sensor 29 can be acquired. In such a case, the relationship among the intake manifold supercharging pressure, the turbo rotation speed, and the air flow rate may be mapped in advance, and this map may be referred to. In this way, it is possible to control based on the supercharging pressure detected by the pressure sensor 19.

上述した過給機20には、過給し得る過給圧に上限がある。これらの上限を生じさせる原因は複数存在する。この原因としては次のようなものが挙げられる。過給機20自体の容量に起因する物理的な限界、過給機20の耐久限界、過給機20を駆動するモータ20aの出力特性に起因する限界などである。本実施形態では、上述した原因を考慮して、エンジン1の運転状態を数値化して示した運転状態値の変化率として、エアフロメータ27が検出した吸入空気量の変化率に基づいて、ECU16が目標最大過給圧を設定し、過給圧がこの目標最大値を超えることがないように、又は目標最大値を超えてもその超過分が抑制されるように、コントローラ21と共にモータ20aを駆動制御する。   The supercharger 20 described above has an upper limit on the supercharging pressure that can be supercharged. There are multiple causes for these upper limits. The reasons for this are as follows. These are a physical limit due to the capacity of the supercharger 20 itself, a durability limit of the supercharger 20, a limit due to the output characteristics of the motor 20a that drives the supercharger 20, and the like. In the present embodiment, in consideration of the above-described causes, the ECU 16 determines, based on the change rate of the intake air amount detected by the air flow meter 27, as the change rate of the operation state value obtained by quantifying the operation state of the engine 1. The target maximum supercharging pressure is set, and the motor 20a is driven together with the controller 21 so that the supercharging pressure does not exceed the target maximum value or the excess is suppressed even if the target maximum value is exceeded. Control.

即ち、過給圧が上述した目標最大過給圧を超えるような場合は、ECU16及びコントローラ21が、モータ20aの駆動の禁止を含むモータ20aの駆動を抑制する制御を行う。より詳しくは、ECU16及びコントローラ21が、通常時よりも数パーセント〜数十パーセント分といった所定の割合だけ、モータ20aの駆動を減少させて抑制する制御を行う。このようにして過給機20の駆動を抑制することで、目標最大過給圧を超えることなく、又は目標最大過給圧を超えてもその超過分が減少されて、過給機20の機能を最大限有効利用することができる。過給機20の能力を最大限利用することで、エンジン1の出力を増加させることが可能となり、また、エンジン1の出力に関して過渡性能を向上させることが可能となる。   That is, when the supercharging pressure exceeds the above-described target maximum supercharging pressure, the ECU 16 and the controller 21 perform control to suppress driving of the motor 20a including prohibition of driving of the motor 20a. More specifically, the ECU 16 and the controller 21 perform control to reduce and suppress the drive of the motor 20a by a predetermined ratio such as several percent to several tens of percent from the normal time. By suppressing the driving of the supercharger 20 in this way, the excess amount is reduced without exceeding the target maximum supercharging pressure or even when the target maximum supercharging pressure is exceeded. Can be used as much as possible. By making the best use of the capacity of the supercharger 20, it is possible to increase the output of the engine 1, and it is possible to improve the transient performance with respect to the output of the engine 1.

上述した目標最大過給圧の設定について説明する。エンジン1の運転状態値の変化率としての、エンジン1に吸入される空気の吸入空気量の変化率の大きさに応じて、上述した目標最大過給圧が、ECU16によって大きく設定される。即ち、吸入空気量の変化率が大きくなるほど、目標最大過給圧が大きくなるように、目標最大過給圧が設定される。目標最大過給圧は、図2のラインAで示される上限から、ラインBやラインCによって示される上限まで設定され得る。このようにラインA〜Cは、空気の吸入空気量の変化率に応じて変化する。図2のグラフは、横軸にエンジン回転数、縦軸に過給圧をとったものである。過給圧は過給機20のコンプレッサホイール回転数、即ち、モータ20aの回転数とほぼ比例するとみなすことができる。   The setting of the target maximum supercharging pressure described above will be described. The target maximum supercharging pressure described above is set large by the ECU 16 in accordance with the change rate of the intake air amount of the air sucked into the engine 1 as the change rate of the operating state value of the engine 1. That is, the target maximum supercharging pressure is set so that the target maximum supercharging pressure increases as the change rate of the intake air amount increases. The target maximum supercharging pressure can be set from the upper limit indicated by line A in FIG. 2 to the upper limit indicated by line B or line C. Thus, the lines A to C change according to the change rate of the intake air amount of air. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents the engine speed and the vertical axis represents the supercharging pressure. It can be considered that the supercharging pressure is substantially proportional to the rotation speed of the compressor wheel of the supercharger 20, that is, the rotation speed of the motor 20a.

図2中のラインAは、過給機20が定常時においてコンプレッササージ即ちサージングを発生させる境界ラインである。即ち、ラインAは、過給圧とエンジン回転数とによって示されるマップにおける、いわゆるサージラインである。図2中においてラインAの左上側のハッチングを施した側がサージ領域である。このラインAによって示される過給圧を目標最大過給圧基準値Pimtrgsrgとする。   Line A in FIG. 2 is a boundary line that causes a compressor surge or surging when the turbocharger 20 is in a steady state. That is, the line A is a so-called surge line in the map indicated by the supercharging pressure and the engine speed. In FIG. 2, the hatched side on the upper left side of line A is the surge region. The supercharging pressure indicated by the line A is set as a target maximum supercharging pressure reference value Pimtrgsrg.

一方、図2中のラインBやラインCのそれぞれは、吸入空気量の変化率の大きさに応じて設定された目標最大過給圧である。例えば、過去1秒の吸入空気量の変化率ΔGaが0パーセントであった場合の目標最大過給圧がラインAによって示されるのに対し、この変化率ΔGaが10パーセントであった場合の目標最大過給圧がラインBによって示され、この変化率ΔGaが20パーセントであった場合の目標最大過給圧がラインCによって示されている。このラインCによって示される過給圧が、設定され得る目標最大過給圧の到達可能な最大値であり、この過給圧を目標最大過給圧上限値Pimtrgmaxmとする。なお、ラインは、過給機20を駆動するモータ20aが駆動するときに、ECU16によって設定される。   On the other hand, each of the line B and the line C in FIG. 2 is a target maximum supercharging pressure set in accordance with the magnitude of the change rate of the intake air amount. For example, the target maximum supercharging pressure when the change rate ΔGa of the intake air amount in the past 1 second is 0% is indicated by the line A, while the target maximum when the change rate ΔGa is 10%. The supercharging pressure is indicated by line B, and the target maximum supercharging pressure when the change rate ΔGa is 20% is indicated by line C. The supercharging pressure indicated by the line C is the maximum value that can be set as the target maximum supercharging pressure that can be set, and this supercharging pressure is set as the target maximum supercharging pressure upper limit value Pimtrgmaxm. The line is set by the ECU 16 when the motor 20a that drives the supercharger 20 is driven.

ここで、過去1秒の吸入空気量の変化率ΔGaの大きさに基づいてECU16によって設定される目標最大過給圧Pimtrgmaxは、以下の関係式(1)で与えられる。即ち、目標最大過給圧Pimtrgmaxは、上述の目標最大過給圧上限値Pimtrgmaxmから上述の目標最大過給圧基準値Pimtrgsrgを減じて得られた減算値に、係数kを乗じて得られる乗算値と、上述の目標最大過給圧基準値Pimtrgsrgとを加算して得られる加算値である。

Figure 2008115792
Here, the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the ECU 16 based on the magnitude of the change rate ΔGa of the intake air amount in the past one second is given by the following relational expression (1). That is, the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax is a multiplication value obtained by multiplying the subtraction value obtained by subtracting the above-described target maximum supercharging pressure reference value Pimtrgsrg from the above-described target maximum supercharging pressure upper limit value Pimtrgmaxm by the coefficient k. And the above-mentioned target maximum supercharging pressure reference value Pimtrgsrg.
Figure 2008115792

なお、関係式(1)中の係数kは、図3に示される関係表によって、エンジン1の運転状態値の変化率ΔSeの大きさに基づいて定まる。図3の関係表は、運転状態値の変化率ΔSeと関係式(1)中の係数kとの関係を示したものである。ここでは、エンジン1の運転状態値の変化率ΔSeとして、吸入空気量の変化率ΔGaが用いられているとする。例えば、吸入空気量の変化率ΔGaが10パーセントである場合、関係式(1)中の係数kは0.5となる。ここで、この関係表に示されていない領域、例えば運転状態値の変化率ΔSeが5パーセントより大きく10パーセント未満である領域については、補間演算などの計算方法で補間して求めてもよい。   The coefficient k in the relational expression (1) is determined based on the magnitude of the change rate ΔSe of the operating state value of the engine 1 according to the relational table shown in FIG. The relationship table of FIG. 3 shows the relationship between the change rate ΔSe of the operating state value and the coefficient k in the relational expression (1). Here, it is assumed that the change rate ΔGa of the intake air amount is used as the change rate ΔSe of the operating state value of the engine 1. For example, when the change rate ΔGa of the intake air amount is 10%, the coefficient k in the relational expression (1) is 0.5. Here, a region not shown in the relationship table, for example, a region where the change rate ΔSe of the operating state value is greater than 5 percent and less than 10 percent may be obtained by interpolation using a calculation method such as interpolation calculation.

なお、バリアブルノズル機構11aは、上述の関係により設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいて、可変ノズルの開度Vnmaxを任意に可変制御させてもよい。より詳しくは、目標最大過給圧Pimtrgmaxが大きくなるほど、可変ノズルの開度Vnmaxを閉じ側に制御させて、目標最大過給圧Pimtrgmaxが小さくなるほど、可変ノズルの開度Vnmaxを開き側に制御させてもよい。   The variable nozzle mechanism 11a may arbitrarily variably control the opening degree Vnmax of the variable nozzle based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the above-described relationship. More specifically, as the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax increases, the opening degree Vnmax of the variable nozzle is controlled to close, and as the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax decreases, the opening degree Vnmax of the variable nozzle is controlled to open. May be.

また、ECU16は、上述の関係により設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいて、エンジン1へ噴射する燃料の燃料噴射量Qfulljを任意に可変制御させてもよい。より詳しくは、目標最大過給圧Pimtrgmaxが大きくなるほど、燃料噴射量Qfulljを増量するように制御させて、目標最大過給圧Pimtrgmaxが小さくなるほど、燃料噴射量Qfulljを減量するように制御させてもよい。   Further, the ECU 16 may arbitrarily variably control the fuel injection amount Qfullj of the fuel to be injected into the engine 1 based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the above relationship. More specifically, the fuel injection amount Qfullj is controlled to increase as the target maximum supercharging pressure Pimtrmax increases, and the fuel injection amount Qfullj may be controlled to decrease as the target maximum supercharging pressure Pimtrmax decreases. Good.

なお、モータ20aに電力を供給するバッテリの充電状態などを含むSOC(State Of Charge、即ち充電状態)の変化などによって、モータ20aのモータ出力は変化し得る。このようにモータ出力はSOCの変化などによって変化し得るため、到達可能な過給圧が変化し得る。このため、ECU16は、バッテリの充電状態に基づいて、目標最大過給圧上限値Pimtrgmaxmを設定してもよい。より詳しくは、ECU16は、このバッテリの充電状態に比例した、目標最大過給圧上限値Pimtrgmaxmを設定してもよい。   Note that the motor output of the motor 20a may change due to a change in SOC (State Of Charge, that is, a charging state) including a charging state of a battery that supplies power to the motor 20a. Thus, since the motor output can change due to a change in SOC or the like, the reachable supercharging pressure can change. Therefore, the ECU 16 may set the target maximum supercharging pressure upper limit value Pimtrgmaxm based on the state of charge of the battery. More specifically, the ECU 16 may set a target maximum supercharging pressure upper limit value Pimtrgmaxm that is proportional to the state of charge of the battery.

ここで、運転状態に基づいて設定した過給圧上限よりも大きい、運転状態値の変化率に基づいて設定した目標最大過給圧Pimtrgmaxを超えない限り、サージングの発生を防止できることが、発明者により分かった。   Here, it is possible to prevent surging from occurring unless the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set based on the rate of change of the operating state value, which is larger than the upper limit of the supercharging pressure set based on the operating state, is exceeded. I understood.

本実施形態の過給制御装置によれば、エアフロメータ27によって検出された運転状態値としての吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて、過給機20の目標最大過給圧PimtrgmaxがECU16によって設定される。そして、目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいた過給機20の制御が、ECU16及びコントローラ21によって行われる。ここで、運転状態値の変化率ΔSeに基づいて過給機20の目標最大過給圧Pimtrgmaxが設定されているため、この目標最大過給圧Pimtrgmaxは、運転状態に基づいて設定した過給圧上限よりも大きい。このため、過給機20の能力をより有効に利用することができる。   According to the supercharging control device of the present embodiment, the target maximum supercharging pressure Pimtrmax of the supercharger 20 is set by the ECU 16 based on the change rate ΔGa of the intake air amount as the operating state value detected by the air flow meter 27. Is done. Then, the ECU 16 and the controller 21 perform control of the supercharger 20 based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax. Here, since the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax of the supercharger 20 is set based on the change rate ΔSe of the operating state value, the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax is set based on the operating state. Greater than the upper limit. For this reason, the capability of the supercharger 20 can be utilized more effectively.

また、ECU16によって設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxの超過を禁止して抑制する制御が、ECU16及びコントローラ21によって行われる。これにより、目標最大過給圧Pimtrgmaxが超過されることはないため、サージングの発生をより確実に防止することができる。   In addition, the ECU 16 and the controller 21 perform control for prohibiting and suppressing exceeding the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the ECU 16. Thereby, since the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax is not exceeded, the occurrence of surging can be prevented more reliably.

また、目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいたモータ20aの制御が、ECU16及びコントローラ21によって行われる。これにより、過給圧を目標最大過給圧Pimtrgmaxに近づけるように、モータ20aを制御することができる。   Further, the ECU 16 and the controller 21 perform control of the motor 20a based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax. Thereby, the motor 20a can be controlled so that the supercharging pressure approaches the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax.

また、ECU16によって検出されたバッテリのSOC(State Of Charge、即ち充電状態)に基づいて、目標最大過給圧PimtrgmaxがECU16によって設定される。これにより、過給圧を変化させ得るバッテリの充電状態をも考慮した適切な目標最大過給圧Pimtrgmaxを設定したうえで、過給機20の能力をより有効に利用することができる。   Further, the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax is set by the ECU 16 based on the SOC (State Of Charge, that is, the state of charge) of the battery detected by the ECU 16. Thus, the capacity of the supercharger 20 can be used more effectively after setting an appropriate target maximum supercharging pressure Pimtrgmax that also takes into account the state of charge of the battery that can change the supercharging pressure.

また、ECU16によって設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいたバリアブルノズル機構11aの制御が、ECU16によって行われる。これにより、過給圧を目標最大過給圧Pimtrgmaxに近づけるように、バリアブルノズル機構11aを制御することが可能となる。   Further, the ECU 16 performs control of the variable nozzle mechanism 11a based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the ECU 16. Thereby, the variable nozzle mechanism 11a can be controlled so that the supercharging pressure approaches the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax.

また、ECU16によって設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいて、エンジン1への燃料噴射量がECU16及びコントローラ21によって調節される。これにより、目標最大過給圧Pimtrgmaxに応じた吸入空気量に適する燃料噴射量に調節することが可能となる。   Further, the fuel injection amount to the engine 1 is adjusted by the ECU 16 and the controller 21 based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the ECU 16. As a result, the fuel injection amount suitable for the intake air amount corresponding to the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax can be adjusted.

また、運転状態値の変化率ΔSeが大きくなるほど、目標最大過給圧Pimtrgmaxが大きくなるようにECU16によって設定されており、この目標最大過給圧Pimtrgmaxを超えない限りサージングの発生を防止できる。このため、運転状態値の変化率ΔSeを大きくするほど、サージングの発生を防止させた上で、過給機20の能力をより有効に利用することができる。   Further, the ECU 16 is set so that the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax increases as the change rate ΔSe of the operating state value increases, and surging can be prevented as long as the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax is not exceeded. For this reason, the larger the change rate ΔSe of the operating state value, the more effectively the capacity of the supercharger 20 can be used while preventing the occurrence of surging.

また、運転状態値として吸入空気量を検出し、この吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて目標最大過給圧Pimtrgmaxを設定することが可能となる。   Further, it is possible to detect the intake air amount as the operating state value and set the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax based on the change rate ΔGa of the intake air amount.

また、ECU16によって設定された目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいたバルブ25の制御が、ECU16によって行われる。ここで、運転状態値の変化率ΔSeに基づいて過給機20の目標最大過給圧Pimtrgmaxが設定されているため、バルブ25を制御することによる、過給機20の能力のより有効な利用が可能となる。   Further, the ECU 16 controls the valve 25 based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax set by the ECU 16. Here, since the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax of the supercharger 20 is set based on the change rate ΔSe of the operating state value, more effective use of the capacity of the supercharger 20 by controlling the valve 25 is achieved. Is possible.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、モータ20a付きの過給機20がターボユニット11とは別に別体として設けられたエンジン1に対して本発明を適用したものであった。しかし、このような過給機20を設けずに、ターボユニット11に電動機を内蔵させて一体化させ、この電動機を制御するために本発明を適用することも可能である。この場合、この電動機が内蔵されたターボユニット11のコンプレッサ11bの上流側と下流側とをバイパスするように、バイパス管が設けられる。そして、このバイパス管には、バイパス管を経由する吸入空気量を調節可能な吸気量調節手段としてのバルブが配設される。このバルブはECU16によって電気的に駆動され、目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいて、このバイパス管を通る空気流量が任意に調節される。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the engine 1 in which the supercharger 20 with the motor 20 a is provided separately from the turbo unit 11. However, it is also possible to apply the present invention in order to control the electric motor by incorporating the electric motor in the turbo unit 11 without integrating the supercharger 20 as described above. In this case, a bypass pipe is provided so as to bypass the upstream side and the downstream side of the compressor 11b of the turbo unit 11 in which the electric motor is built. The bypass pipe is provided with a valve as an intake air amount adjusting means capable of adjusting the amount of intake air passing through the bypass pipe. This valve is electrically driven by the ECU 16, and the air flow rate through this bypass pipe is arbitrarily adjusted based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax.

また、上述した実施形態では、運転状態値の変化率ΔSeとして吸入空気量の変化率ΔGaのみを利用したが、吸入空気量の変化率ΔGa以外の情報量を運転状態値の変化率ΔSeとして利用しても良い。また、単一の情報量のみを利用するのではなく、複数の情報量を組み合わせて利用しても良い。吸入空気量の変化率ΔGa以外の情報量としては、クランクポジショニングセンサ26で検出し得るエンジン回転数の変化率ΔNeや、ECU16からインジェクタ2に対して噴射命令が送出される際の燃料噴射量の変化率ΔQや、過給圧の変化率ΔPや、アクセル開度の変化率ΔAなどが挙げられる。   In the above-described embodiment, only the change rate ΔGa of the intake air amount is used as the change rate ΔSe of the operation state value. However, the information amount other than the change rate ΔGa of the intake air amount is used as the change rate ΔSe of the operation state value. You may do it. Further, instead of using only a single information amount, a plurality of information amounts may be used in combination. The amount of information other than the change rate ΔGa of the intake air amount includes the change rate ΔNe of the engine speed that can be detected by the crank positioning sensor 26 and the fuel injection amount when the injection command is sent from the ECU 16 to the injector 2. Examples include a change rate ΔQ, a supercharging pressure change rate ΔP, and an accelerator opening change rate ΔA.

また、上述した実施形態では、排気タービン11cにバリアブルノズル機構11aが設けられているが、バリアブルノズル機構11aを設けずに、バリアブルノズル機構11aの上流及び下流をバイパスするバイパス管と、このバイパス管に配置されてECU16と接続されたウェイストゲートバルブとを設けてもよい。この場合、このウェイストゲートバルブは、バイパス管の開度を調整して排気タービン11cの入口圧を調節することが可能な調節手段としてのバルブである。このウェイストゲートバルブの開度は、目標最大過給圧Pimtrgmaxに基づいてECU16によって制御される。なお、バリアブルノズル機構11aを設けるとともに、これらバイパス管及びウェイストゲートバルブを設けてもよい。   In the embodiment described above, the variable nozzle mechanism 11a is provided in the exhaust turbine 11c. However, the bypass pipe bypassing the upstream and downstream of the variable nozzle mechanism 11a without the variable nozzle mechanism 11a, and the bypass pipe A waste gate valve that is disposed in the ECU and connected to the ECU 16 may be provided. In this case, this waste gate valve is a valve as an adjusting means capable of adjusting the inlet pressure of the exhaust turbine 11c by adjusting the opening of the bypass pipe. The opening degree of the waste gate valve is controlled by the ECU 16 based on the target maximum supercharging pressure Pimtrgmax. In addition, while providing the variable nozzle mechanism 11a, you may provide these bypass pipes and waste gate valves.

本発明の制御装置の一実施形態を有するエンジンの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine which has one Embodiment of the control apparatus of this invention. エンジン回転数と過給圧との関係に基づいて過給機の使用可能領域を示すグラフである。It is a graph which shows the usable area | region of a supercharger based on the relationship between an engine speed and a supercharging pressure. 運転状態値の変化率ΔSeと関係式(1)中の係数kとの関係を示した表である。It is the table | surface which showed the relationship between change rate (DELTA) Se of a driving | running state value, and the coefficient k in relational expression (1).

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン、2…インジェクタ、3…シリンダ、4…ピストン、5…吸気通路、6…排気通路、7…点火プラグ、8…吸気バルブ、9…排気バルブ、10…エアクリーナ、11…ターボユニット、11a…バリアブルノズル機構、11b…コンプレッサ、11c…排気タービン、12…インタークーラ、13…スロットルバルブ、14…アクセルペダル、15…アクセルポジショニングセンサ、16…ECU、17…スロットルモータ、18…スロットルポジショニングセンサ、19…圧力センサ、20…過給機、20a…モータ、21…コントローラ、22…バッテリ、23…排気浄化触媒、24…バイパス路、25…バルブ、26…クランクポジショニングセンサ、27…エアフロメータ、29…過給圧センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Injector, 3 ... Cylinder, 4 ... Piston, 5 ... Intake passage, 6 ... Exhaust passage, 7 ... Spark plug, 8 ... Intake valve, 9 ... Exhaust valve, 10 ... Air cleaner, 11 ... Turbo unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11a ... Variable nozzle mechanism, 11b ... Compressor, 11c ... Exhaust turbine, 12 ... Intercooler, 13 ... Throttle valve, 14 ... Accelerator pedal, 15 ... Accelerator positioning sensor, 16 ... ECU, 17 ... Throttle motor, 18 ... Throttle positioning sensor , 19 ... Pressure sensor, 20 ... Supercharger, 20a ... Motor, 21 ... Controller, 22 ... Battery, 23 ... Exhaust purification catalyst, 24 ... Bypass path, 25 ... Valve, 26 ... Crank positioning sensor, 27 ... Air flow meter, 29: Supercharging pressure sensor.

Claims (8)

内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、
前記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された前記運転状態値の変化率に基づいて前記過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、
前記目標最大過給圧に基づいて前記過給機を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする過給制御装置。
A supercharger disposed on an intake passage of the internal combustion engine;
An operating state detecting means for detecting an operating state value indicating the operating state of the internal combustion engine;
Target supercharging pressure setting means for setting a target maximum supercharging pressure of the supercharger based on a change rate of the operating state value detected by the operating state detection means;
Control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure;
A supercharging control device comprising:
内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、
前記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された前記運転状態値の変化率に基づいて前記過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、
前記目標最大過給圧に基づいて前記過給機を制御する制御手段と、を備え、
前記過給機は、吸気を過給するコンプレッサと、該コンプレッサと連結されて前記内燃機関から排出される排気ガスによって駆動されるタービンと、該タービンの入口圧を調節する調節手段と、を有しており、
前記制御手段は、前記目標最大過給圧に基づいて前記調節手段を制御する
ことを特徴とする過給制御装置。
A supercharger disposed on an intake passage of the internal combustion engine;
An operating state detecting means for detecting an operating state value indicating the operating state of the internal combustion engine;
Target supercharging pressure setting means for setting a target maximum supercharging pressure of the supercharger based on a change rate of the operating state value detected by the operating state detection means;
Control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure,
The supercharger has a compressor for supercharging intake air, a turbine connected to the compressor and driven by exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and an adjusting means for adjusting an inlet pressure of the turbine. And
The supercharging control device, wherein the control unit controls the adjusting unit based on the target maximum supercharging pressure.
内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、
前記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された前記運転状態値の変化率に基づいて前記過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、
前記目標最大過給圧に基づいて前記過給機を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記目標最大過給圧に基づいて前記内燃機関への燃料噴射量を調節する
ことを特徴とする過給制御装置。
A supercharger disposed on an intake passage of the internal combustion engine;
An operating state detecting means for detecting an operating state value indicating the operating state of the internal combustion engine;
Target supercharging pressure setting means for setting a target maximum supercharging pressure of the supercharger based on a change rate of the operating state value detected by the operating state detection means;
Control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure,
The supercharging control device, wherein the control means adjusts a fuel injection amount to the internal combustion engine based on the target maximum supercharging pressure.
内燃機関の吸気通路上に配設される過給機と、
前記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された前記運転状態値の変化率に基づいて前記過給機の目標最大過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、
前記目標最大過給圧に基づいて前記過給機を制御する制御手段と、
前記過給機をバイパスして前記過給機の下流へ吸気を流入させるバイパス路と、
前記バイパス路に流入する吸気量を調節する吸気量調節手段と、を備え、
前記制御手段は、前記目標過給圧設定手段によって設定された目標最大過給圧に基づいて前記吸気量調節手段を制御する
ことを特徴とする過給制御装置。
A supercharger disposed on an intake passage of the internal combustion engine;
An operating state detecting means for detecting an operating state value indicating the operating state of the internal combustion engine;
Target supercharging pressure setting means for setting a target maximum supercharging pressure of the supercharger based on a change rate of the operating state value detected by the operating state detection means;
Control means for controlling the supercharger based on the target maximum supercharging pressure;
A bypass path for bypassing the supercharger and allowing intake air to flow downstream of the supercharger;
An intake air amount adjusting means for adjusting an intake air amount flowing into the bypass passage;
The supercharging control device, wherein the control means controls the intake air amount adjusting means based on a target maximum supercharging pressure set by the target supercharging pressure setting means.
前記過給機を駆動する電動機を更に備え、
前記制御手段は、前記目標最大過給圧に基づいて前記電動機を制御する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の過給制御装置。
An electric motor for driving the supercharger;
The supercharging control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit controls the electric motor based on the target maximum supercharging pressure.
前記電動機に電力を供給するバッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記目標過給圧設定手段は、前記充電状態検出手段によって検出された前記バッテリの充電状態に基づいて前記目標最大過給圧を設定する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の過給制御装置。
Charging state detection means for detecting a charging state of a battery that supplies power to the electric motor;
The target boost pressure setting means sets the target maximum boost pressure based on the state of charge of the battery detected by the charge state detection means. The supercharging control device described in 1.
前記目標過給圧設定手段は、前記運転状態検出手段によって検出された運転状態値の変化率が大きくなるほど、前記目標過最大給圧を大きくする
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の過給制御装置。
The target boost pressure setting means increases the target boost pressure as the change rate of the operation state value detected by the operation state detection means increases. The supercharging control device according to item 1.
前記内燃機関の運転状態値は、前記内燃機関に吸入される吸入空気量である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の過給制御装置。
The supercharging control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the operating state value of the internal combustion engine is an intake air amount sucked into the internal combustion engine.
JP2006300577A 2006-11-06 2006-11-06 Supercharging control device Pending JP2008115792A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006300577A JP2008115792A (en) 2006-11-06 2006-11-06 Supercharging control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006300577A JP2008115792A (en) 2006-11-06 2006-11-06 Supercharging control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008115792A true JP2008115792A (en) 2008-05-22

Family

ID=39501932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006300577A Pending JP2008115792A (en) 2006-11-06 2006-11-06 Supercharging control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008115792A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013098943A1 (en) * 2011-12-27 2013-07-04 トヨタ自動車株式会社 Hybrid automobile
CN103742254A (en) * 2012-12-18 2014-04-23 同济大学 Adjustable air inlet pressurization system
US9540989B2 (en) 2015-02-11 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013098943A1 (en) * 2011-12-27 2013-07-04 トヨタ自動車株式会社 Hybrid automobile
CN103742254A (en) * 2012-12-18 2014-04-23 同济大学 Adjustable air inlet pressurization system
CN103742254B (en) * 2012-12-18 2015-12-23 同济大学 A kind of adjustable air inlet pressurization system
US9540989B2 (en) 2015-02-11 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control
US10047665B2 (en) 2015-02-11 2018-08-14 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4124143B2 (en) Control device for supercharger with electric motor
US6907867B2 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
JP3912132B2 (en) Supercharging pressure control device
JP6028925B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3951951B2 (en) Control device for internal combustion engine
CN104093956B (en) The control device of internal combustion engine
JP5169439B2 (en) Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system
US8601810B2 (en) Internal combustion engine
CN104797810B (en) Method for operating a spark ignition internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger
JP2014034959A (en) Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger
JP5531987B2 (en) Control device for an internal combustion engine with a supercharger
CN111788378A (en) Internal combustion engine and control method thereof
CN100404830C (en) internal combustion engine
JP2010065656A (en) Electric supercharger control device of internal combustion engine
CN1930386B (en) Control device for internal combustion engine with electric supercharger
JP6112397B2 (en) Supercharger control device for internal combustion engine
JP4438368B2 (en) Control device for variable compression ratio engine
JP2016130489A (en) Control device for internal combustion engine
JP4306483B2 (en) Control device for internal combustion engine having supercharger with electric motor
JP6763488B2 (en) Control method and control device for internal combustion engine for vehicles
KR102144759B1 (en) Control method and control device of internal combustion engine
JP4013816B2 (en) Control device for supercharger with electric motor
JP2021148035A (en) Supercharging pressure control device of internal combustion engine
JP2008115792A (en) Supercharging control device
JP6406301B2 (en) Engine control device