JP2009275620A - Control device of supercharger - Google Patents
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Abstract
【課題】目標過給圧に対する実過給圧の追従性を従来のものより向上させることができる過給機の制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジンECUは、可変ベーンの開度を調節するためのPID制御に用いる演算式において、実過給圧Pbactと過給圧偏差変化率Pbdif(i)とに応じて基本微分項の値Vnfbdbを算出し(ステップS8)、基本微分項の値Vnfbdbと過給圧偏差ΔPb(i)とに応じて基本微分項の値Vnfbdbを補正するための微分補正項の値Vnfbdcを算出することにより(ステップS9)、過給圧偏差ΔPb(i)が大きくなるにつれて、目標過給圧Pbbaseに対する実過給圧の追従性に与える影響が大きくなる微分項の値Vnfbdの変動を抑制する。
【選択図】図4The present invention provides a control device for a supercharger capable of improving the followability of an actual supercharging pressure with respect to a target supercharging pressure as compared with a conventional one.
In an arithmetic expression used for PID control for adjusting the opening degree of a variable vane, an engine ECU has a basic differential term according to an actual boost pressure Pbact and a boost pressure deviation change rate Pbdif (i). A value Vnfbdb is calculated (step S8), and a differential correction term value Vnfbdc for correcting the basic differential term value Vnfbdb according to the basic differential term value Vnfbdb and the supercharging pressure deviation ΔPb (i) is calculated. (Step S9), the fluctuation of the differential term value Vnfbd, which has a greater effect on the followability of the actual supercharging pressure with respect to the target supercharging pressure Pbbase, is suppressed as the supercharging pressure deviation ΔPb (i) increases.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、過給機の制御装置に関し、特に、タービン部に可変ベーンが設けられた過給機の制御装置に関する。 The present invention relates to a supercharger control device, and more particularly to a supercharger control device in which a variable vane is provided in a turbine section.
従来、内燃機関により駆動される車両においては、内燃機関の出力を増大させるための過給機を搭載したものがあり、この過給機は、内燃機関から排出される排気ガスからエネルギーを取得するタービン部と、タービン部により取得された排気エネルギーにより内燃機関に供給される吸気を過給するコンプレッサ部とによって構成されている。このような過給機が搭載された車両には、過給機により過給される吸気の過給圧を制御するための制御装置が設けられている。 Conventionally, some vehicles driven by an internal combustion engine are equipped with a supercharger for increasing the output of the internal combustion engine, and this supercharger acquires energy from exhaust gas discharged from the internal combustion engine. The turbine section and a compressor section that supercharges the intake air supplied to the internal combustion engine by the exhaust energy acquired by the turbine section. A vehicle equipped with such a supercharger is provided with a control device for controlling the supercharging pressure of intake air supercharged by the supercharger.
この種の制御装置として、過給圧の目標値(以下、「目標過給圧」という)に対する実際の過給圧(以下、「実過給圧」という)のオーバーシュート値が所定値を越えた場合は、PID制御に用いる演算式の比例項、微分項および積分項に対する各ゲインテーブルから得られるフィードバックゲイン(kp、ki、kd)に、次回の演算から1より小さい値の補正係数を乗算して小さい値に変更することにより、次回の過給圧のオーバーシュートを抑制するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a control device of this type, the overshoot value of the actual boost pressure (hereinafter referred to as “actual boost pressure”) with respect to the target value of boost pressure (hereinafter referred to as “target boost pressure”) exceeds a predetermined value. In this case, the feedback gain (kp, ki, kd) obtained from each gain table for the proportional, differential, and integral terms of the arithmetic expression used for PID control is multiplied by a correction coefficient having a value smaller than 1 from the next calculation. Then, there is one that suppresses the overshoot of the next supercharging pressure by changing to a small value (see, for example, Patent Document 1).
また、目標過給圧と、実給圧との偏差に応じてタービン部の目標上流側排気圧をPID制御により算出し、タービン部の下流側排気圧に対するタービン部の上流側排気圧の圧力比が、所定の圧力比を越えないように、目標上流側排気圧のリミット処理を行い、最終目標上流側排気圧を算出し、上流側排気圧が最終目標上流側排気圧に一致するように目標とする可変ベーンの開度を決定することにより、加速時において排気圧が過度に上昇することを防止しつつ、過給圧を迅速に高めるものもある(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載された従来の制御装置にあっては、PID制御に用いる演算式の微分項の値が、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて著しく変動し、当該微分項の値の変動に応じて可変ベーンの開度の変化量も大きくなる。さらに、特許文献1や特許文献2に記載された従来の制御装置にあっては、可変ベーンの変化量が大きくなると目標過給圧に対する実過給圧の追従性が悪化する。このため、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて可変ベーンの開度を制御するといったPID制御にあっては、当該偏差が大きくなると当該微分項の値も大きく変動するので、目標過給圧に対する実過給圧の追従性が損なわれるといった課題があった。
However, in the conventional control devices described in
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、目標過給圧に対する実過給圧の追従性を従来のものより向上させることができる過給機の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 such a conventional problem, and provides a supercharger control device capable of improving the followability of the actual supercharging pressure with respect to the target supercharging pressure as compared with the conventional one. The purpose is to do.
本発明に係る過給機の制御装置は、上記目的達成のため、(1)過給機のタービン部に設置された可変ベーンの開度を調節することにより、内燃機関から前記タービン部に流れ込む排気の流速を変更し、前記内燃機関に流入する吸気の過給圧を制御する過給機の制御装置において、前記過給機によって過給された吸気の実過給圧を検出する実過給圧検出手段と、前記実過給圧の目標値である目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、前記可変ベーンのベース開度を算出するベース開度算出手段と、前記実過給圧、前記目標過給圧および前記ベース開度に基づいて、前記実過給圧を前記目標過給圧にするための前記可変ベーンの開度をPID制御によって調整する開度調整手段と、を備え、前記開度調整手段が、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記PID制御に用いる演算式の微分項の値を補正するための補正項の値を算出し、算出した補正項の値を前記PID制御に用いる演算式にさらに含めて前記可変ベーンの開度を調整することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the supercharger control device according to the present invention (1) flows from the internal combustion engine into the turbine unit by adjusting the opening degree of the variable vane installed in the turbine unit of the supercharger. In the supercharger control device for controlling the supercharging pressure of the intake air flowing into the internal combustion engine by changing the flow rate of the exhaust gas, the actual supercharging for detecting the actual supercharging pressure of the intake air supercharged by the supercharger Pressure detecting means; target boost pressure calculating means for calculating a target boost pressure which is a target value of the actual boost pressure; base opening degree calculating means for calculating a base opening degree of the variable vane; An opening degree adjusting means for adjusting an opening degree of the variable vane for changing the actual supercharging pressure to the target supercharging pressure based on the supply pressure, the target supercharging pressure, and the base opening degree; The opening degree adjusting means includes the actual boost pressure and the target excess pressure. Based on the deviation from the pressure, the value of the correction term for correcting the differential term value of the arithmetic expression used for the PID control is calculated, and the calculated correction term value is further included in the arithmetic expression used for the PID control. Adjusting the opening of the variable vane.
この構成により、可変ベーンの開度を調節するためのPID制御に用いる演算式の微分項の値を目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて補正することにより、目標過給圧の開度に対する実過給圧の追従性に影響する微分項の値の変動を抑制するため、目標過給圧に対する実過給圧の追従性を従来のものより向上させることができる。 With this configuration, by correcting the value of the differential term of the arithmetic expression used for PID control for adjusting the opening degree of the variable vane according to the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure, the target boost pressure is obtained. In order to suppress the fluctuation of the value of the differential term that affects the followability of the actual supercharging pressure with respect to the opening, the followability of the actual supercharging pressure with respect to the target supercharging pressure can be improved as compared with the conventional one.
また、上記(1)に記載の過給機の制御装置において、(2)前記開度調整手段が、前記偏差が大きくなるにつれて、前記補正項の値が大きくなるように前記補正項の値を算出することを特徴とする。 Further, in the supercharger control device according to the above (1), (2) the opening degree adjustment means sets the value of the correction term so that the value of the correction term increases as the deviation increases. It is characterized by calculating.
この構成により、目標過給圧と実過給圧との偏差が大きくなるにつれて、目標過給圧の開度に対する実過給圧の追従性に与える影響が大きくなる微分項の値の変動を抑制することができる。 With this configuration, as the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure increases, it suppresses fluctuations in the value of the differential term that has a greater effect on the followability of the actual boost pressure with respect to the target boost pressure opening. can do.
また、上記(1)または(2)に記載の過給機の制御装置において、(3)前記開度調整手段が、前記偏差の変化率を抑制して前記微分項の値を算出することを特徴とする。 Further, in the supercharger control device according to the above (1) or (2), (3) the opening degree adjusting means calculates the value of the differential term while suppressing the rate of change of the deviation. Features.
この構成により、目標過給圧と実過給圧との偏差の変化率を抑制して微分項の値を算出することにより、各センサの測定誤差による当該変化率のドリフトを低減し、微分項の値の精度を向上させることができる。 With this configuration, by suppressing the rate of change in deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure and calculating the value of the derivative term, the drift in the rate of change due to the measurement error of each sensor is reduced, and the derivative term The accuracy of the value of can be improved.
本発明によれば、目標過給圧に対する実過給圧の追従性を従来のものより向上させることができる過給機の制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the supercharger which can improve the followable | trackability of the actual supercharging pressure with respect to a target supercharging pressure from the conventional one can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る過給機の制御装置を搭載した車両を模式的に示す概略構成図である。図2は、本実施の形態に係る過給機の断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a vehicle equipped with a supercharger control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the supercharger according to the present embodiment.
車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、エンジン2に取付けられる過給機7とを備えている。エンジン2は、例えば、4気筒のディーゼルエンジンにより構成されており、4つのシリンダ3を備えている。なお、エンジン2の出力調整は主として燃料噴射量によって制御されるようになっている。
The
各シリンダ3には、吸気管4および排気管5が接続されている。吸気管4には、上流側からエアフローメータ6、後述する過給機7のコンプレッサ部7b、インタークーラ8およびスロットルバルブ9が配設されている。エアフローメータ6は、エンジン2に流入する空気量を測定するようになっている。
An intake pipe 4 and an
コンプレッサ部7bは、後述する過給機7のタービン部7aから伝達されるエネルギーにより、吸気管4に流入する空気を過給するようになっている。インタークーラ8は、過給機7による過給によって上昇した吸気管4内の圧力に伴って上昇した吸入空気の温度を下げ、吸入空気の密度を上げるようになっている。スロットルバルブ9は、後述するEGR(Exhaust Gas Recirculation)制御のために吸入空気量を調節してEGR率を調節するようになっている。
The
排気管5には、過給機7のタービン部7a、NSR(NOx strage−reduction catalyst)触媒10、DPNR(Diesel Particulate−NOx Reduction catalyst)触媒11および酸化触媒12が配設されている。
The
タービン部7aは、後述するように、エンジン2から排出された排気ガスのエネルギーを回転エネルギーに変換し、コンプレッサ部7bに伝達するようになっている。NSR触媒10は、排気空燃比がリーンの時に排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気空燃比がリッチになった時に吸蔵していたNOxを無害の窒素ガスに還元させることにより、排気ガス中のNOxの浄化を行うようになっている。
As will be described later, the
DPNR触媒11は、排気ガス中の粒子状物質PM(Particulate Matter)を捕集し、排気ガス中のNOxと同時に浄化するものである。これにより、PMは酸化燃焼され、NOxは無害の窒素ガスに還元される。また、酸化触媒12は、排気ガス中のCOやHC(炭化水素)を酸化して浄化するようになっている。
The
排気管5には、NSR触媒10の上流側とDPNR触媒11の下流側との差圧を検出するための図示しない差圧センサが、NSR触媒10の上流側とDPNR触媒11の下流側とに配設されている。差圧センサは、DPNR触媒11のPMによる目詰まりを検出するようになっている。さらに、NSR触媒10の上流側およびDPNR触媒11の下流側には、排気温センサ14がそれぞれ配設されている。さらに、酸化触媒12の上流側には、空燃比センサ15が配設されている。空燃比センサ15は、排気空燃比をリニアに検出するようになっている。
In the
排気管5と吸気管4とは、排気ガスを還流させるEGR通路16によって接続されている。EGR通路16には、還流排気ガス量(EGR量)を調節するためのEGRバルブ17が設けられている。EGRバルブ17の排気管5側には、還流排気ガスの温度を下げて還流排気ガスの密度を上げるためのEGRクーラ18が配設されている。このようなEGR機構によって排気ガスが還流され、NOxの排出量が低減される。
The
各シリンダ3には、インジェクタ20がそれぞれ設置されている。各インジェクタ20は、1つのコモンレール21に接続されており、このコモンレール21から供給された燃料をシリンダ3内に噴射するようになっている。コモンレール21は、燃料送出部22に接続されている。燃料送出部22は、コモンレール21内の燃料を高圧にするためのポンプなどにより構成されており、燃料送出部22には、排気管5内に燃料を添加する排気用インジェクタ23が接続されている。排気用インジェクタ23は、各シリンダ3の排気ポートが1つにまとめられた箇所に配設されている。
Each
排気用インジェクタ23は、DPNR触媒11におけるPM燃焼促進のために排気ガス中に燃料成分を添加するようになっている。排気用インジェクタ23によって排気ガスに燃料を添加してPMの燃焼を促進する場合には、添加燃料を排気ガスと十分に混ざり合わせるとともに、十分に霧化することが好ましい。したがって、燃焼後の排気ガス中に添加される燃料成分は、できるだけ上流側の排気ガス温度が高い位置で排気ガスに添加され、かつ、過給機7の後述するタービンホイール61で十分に撹拌されることが好ましい。このため、排気用インジェクタ23は、過給機7の上流に配設されている。
The
車両1は、さらに、アクセルペダル25の開度を検出するためのアクセル開度センサ26と、吸気管4内の気圧を検出するための吸気圧センサ27と、各シリンダ3に連動して回転する図示しないクランクシャフトの回転角に基づいてエンジン回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ28とを備えている。
The
アクセル開度センサ26は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、アクセルペダル25が運転者により操作されると、アクセルペダル25の位置を示すアクセル開度を表す信号を、後述するエンジンECU30に出力するようになっている。吸気圧センサ27は、スロットルバルブ9より下流の吸気管4内の圧力を検出するようになっている。
The
車両1は、さらに、エンジン2を電気的に制御するためのエンジンECU(Electronic Control Unit)30を備えている。エンジンECU30は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)および入出力インターフェースを有している。CPUは、RAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン2の出力制御などを実行するようになっている。
The
ここで、エンジンECU30は、図示しないEDU(Electric Driver Unit)と接続されており、アクセル開度センサ26によって検出されたアクセル操作量などに応じた燃料噴射量を表す信号をEDUを介して各インジェクタ20の電磁弁に送信することによって、各インジェクタ20に燃料噴射量を指示するようになっている。
Here, the
また、エンジンECU30は、吸気圧センサ27と接続されており、吸気管4内の気圧(以下、「実過給圧」という。)Pbactを表す信号を吸気圧センサ27から取得するようになっている。したがって、本実施の形態において、吸気圧センサ27は、本発明に係る実過給圧検出手段を構成している。
Further, the
また、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf1において、各インジェクタ20に指示している燃料噴射量に応じたエンジン負荷Loadと、エンジン回転速度センサ28によって検出されたエンジン回転速度Neとに対応する目標過給圧Pbbaseを算出するようになっている。したがって、本実施の形態において、エンジンECU30およびエンジン回転速度センサ28は、本発明に係る目標過給圧算出手段を構成している。
Further, the
また、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf2において、エンジン負荷Loadと、エンジン回転速度Neとに対応する後述する過給機7の可変ベーン67のベース開度(以下、「ベースVN開度」という。)Vnbaseを算出するようになっている。したがって、本実施の形態において、エンジンECU30およびエンジン回転速度センサ28は、本発明に係るベース開度算出手段を構成している。
Further, the
ここで、ベースVN開度Vnbaseは、過給機7による過給圧の迅速な立ち上がりと燃費とのバランスがとれ、かつ、良好なエミッション性能が得られるように、エンジン負荷Loadと、エンジン回転速度Neとに応じて予め実験などによって定められた可変ベーン67の基準の開度のことをいう。
Here, the base VN opening Vnbase is determined so that the engine load Load and the engine rotation speed are balanced so that the rapid rise of the supercharging pressure by the
また、エンジンECU30は、実過給圧Pbact、目標過給圧PbbaseおよびベースVN開度Vnbaseに基づいて、実過給圧Pbactを目標過給圧にするための可変ベーン67の開度をPID制御によって算出するようになっている。エンジンECU30には、可変ベーン67を開閉するためのVNドライバ37が接続されており、エンジンECU30は、算出した可変ベーン67の開度を表す制御信号をVNドライバ37に送信することにより、可変ベーン67の開度を調整するようになっている。したがって、本実施の形態において、エンジンECU30およびVNドライバ37は、本発明に係る開度調整手段を構成している。
Further, the
次に、図2を参照しつつ過給機7について説明する。
Next, the
過給機7の内部には、両端にコンプレッサホイール60およびタービンホイール61を有する回転軸62が配置されている。回転軸62は、センターハウジング63に収納されており、フルフロートタイプの一対のベアリング64を介してセンターハウジング63に回転可能に保持されている。コンプレッサホイール60は、センターハウジング63の一端に結合されたコンプレッサハウジング65に収納されている。なお、コンプレッサハウジング65は、複数の部材65a、65bおよび65cによって構成されている。また、タービンホイール61は、センターハウジング63の他端に結合されたタービンハウジング66に収納されている。センターハウジング63、コンプレッサハウジング65、および、タービンハウジング66は、過給機7のハウジングを構成している。
A rotating
また、タービンハウジング66のセンターハウジング63寄りには、可変ノズル機構が配設されている。可変ノズル機構は、タービンホイール61の排気流入部に配置された複数の可変ベーン67と、可変ベーン67を軸68を介して揺動可能に保持するノズルプレート69と、各軸68の端部に固定されたアーム70を介して軸68を回転させるユニゾンリング71とを有している。ユニゾンリング71が回転されると、ユニゾンリング71と係合しているアーム70が軸68を中心にして揺動され、軸68の回動によって可変ベーン67の開度が変わる。ユニゾンリング71は、リンク72を介して過給機7の外部から回転されるようになっており、リンク72の回動軸72aの端部に固定されたアーム72bを外部から揺動させることで、アーム72bと係合するユニゾンリング71を回転させることができる。ここで、上記の可変ノズル機構、タービンホイール61およびタービンハウジング66は、タービン部7aを構成している。
Further, a variable nozzle mechanism is disposed near the
図3は、可変ノズル機構を示す側面図であり、(a)は図2中左方より可変ノズル機構を見た図、(b)は図2中右方より可変ノズル機構を見た図である。 3A and 3B are side views showing the variable nozzle mechanism, where FIG. 3A is a view of the variable nozzle mechanism viewed from the left in FIG. 2, and FIG. 3B is a view of the variable nozzle mechanism viewed from the right in FIG. is there.
VNドライバ37(図1参照)が、上述したようにエンジンECU30(図1参照)から可変ベーン67の開度を表す制御信号を受信すると、図示しないDCモータのモータロッドが作動するようになっている。このモータロッドから伝達される駆動力により、ユニゾンリング71が回転し、可変ベーン67の開度が変わるようになっている。
When the VN driver 37 (see FIG. 1) receives the control signal indicating the opening degree of the
例えば、図3に示されるように、アーム72bがリンク72(図2参照)によって矢印に示す方向に揺動されると、ユニゾンリング71は、矢印に示す方向、すなわち図3(a)では反時計回り、図3(b)では時計回りに回転する。さらに、このユニゾンリング71の回転によって、各軸68は、矢印に示す方向、すなわち図3(a)では反時計回り、図3(b)では時計回りに回転される。したがって、可変ベーン67の開度は閉じ側に制御されることとなる。
For example, as shown in FIG. 3, when the
図2に戻り、センターハウジング63には、回転軸62の焼き付きを防止するために、ベアリング64の近傍を冷却するウォータジャケット(冷却液循環路)73が形成されている。さらに、このウォータジャケット73と上述したベアリング機構(およびタービンホイール61)との間には、断熱層としての気体室74が形成されている。気体室74は、センターハウジング63のタービンハウジング66側の表面と、センターハウジング63およびタービンハウジング66の間に挟み込まれたシュラウドプレート75との間に形成されている。
Returning to FIG. 2, the
図4は、本実施の形態に係る可変ベーン67の開度調整動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下に説明する可変ベーン67の開度調整動作は、エンジン2が作動している間、繰り返し実行されるものとする。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the opening adjustment operation of the
エンジンECU30は、まず、マップf1において、各インジェクタ20に指示している燃料噴射量に応じたエンジン負荷Loadと、エンジン回転速度センサ28によって検出されたエンジン回転速度Neとに対応する目標過給圧Pbbaseを算出する(ステップS1)。また、エンジンECU30は、マップf2において、エンジン負荷Loadと、エンジン回転速度Neとに対応するベースVN開度Vnbaseを算出する(ステップS2)。
First, in the map f1, the
次に、エンジンECU30は、実過給圧Pbactを表す信号を吸気圧センサ27から取得する(ステップS3)。ここで、エンジンECU30は、目標過給圧Pbbaseと実過給圧Pbactとの差(以下、「過給圧偏差」という。)ΔPb(i)を算出する(ステップS4)。
Next, the
次に、エンジンECU30は、ステップS4で算出した過給圧偏差ΔPb(i)から前回に実行した可変ベーン67の開度調整動作のステップS4で算出した過給圧偏差ΔPb(i−1)との差(以下、「過給圧偏差変化率」という。)Pbdif(i)を算出する(ステップS5)。
Next, the
次に、エンジンECU30は、ステップS5で算出した過給圧偏差変化率Pbdif(i)のなまし処理を行う(ステップS6)。ここで、過給圧偏差変化率Pbdif(i)のなまし処理とは、過給圧偏差変化率Pbdif(i)が各センサの測定誤差に鋭敏に反応しがちなため、測定誤差による過給圧偏差変化率Pbdif(i)のドリフトを低減するために過給圧偏差変化率Pbdif(i)を抑制する処理である。
Next, the
具体的には、エンジンECU30は、ステップS5で算出した過給圧偏差変化率Pbdif(i)に係数Kを乗じたものと、前回に実行した可変ベーン67の開度調整動作のステップS5で算出した過給圧偏差変化率Pbdif(i−1)に(1−K)を乗じたものとの和を算出することによって、過給圧偏差変化率Pbdif(i)のなまし処理を行う。ここで、係数Kは、0以上かつ1以下の定数である。
Specifically, the
次に、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf3において、実過給圧Pbactと過給圧偏差ΔPb(i)とに対応する値を、PID制御に用いる演算式の比例項の値Vnfbpとして算出する(ステップS7)。
Next, in the map f3 stored in advance in the ROM, the
次に、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf4において、実過給圧Pbactと過給圧偏差変化率Pbdif(i)とに対応する値を、PID制御に用いる演算式の微分項(本実施の形態においては、「基本微分項」という。)の値Vnfbdbとして算出する(ステップS8)。なお、マップf4は、図5(a)に示すように、実過給圧Pbactおよび過給圧偏差変化率Pbdif(i)がそれぞれ大きくなるにつれて基本微分項の値Vnfbdbが大きくなるように定められている。
Next, the
次に、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf5において、基本微分項の値Vnfbdbと過給圧偏差ΔPb(i)とに対応する値を、基本微分項の値Vnfbdbを補正するための微分補正項の値Vnfbdcとして算出する(ステップS9)。なお、マップf5は、図5(b)に示すように、基本微分項の値Vnfbdbおよび過給圧偏差ΔPb(i)がそれぞれ大きくなるにつれて微分補正項の値Vnfbdcが大きくなるように定められている。
Next, the
次に、エンジンECU30は、ステップS8で算出した基本微分項の値Vnfbdbと、ステップS9で算出した微分補正項の値Vnfbdcとを加算することによって補正した微分項の値Vnfbdを算出する(ステップS10)。
Next, the
次に、エンジンECU30は、PID制御に用いる演算式の積分項の値Vnfbi(i)を算出する(ステップS11)。具体的には、エンジンECU30は、予めROMに記憶されているマップf6において、実過給圧Pbactと過給圧偏差変化率Pbdif(i)とに対応する値と、前回に実行した可変ベーン67の開度調整動作のステップS11で算出した積分項の値Vnfbi(i−1)とを加算することによって、積分項の値Vnfbi(i)を算出する。
Next, the
次に、エンジンECU30は、ベースVN開度Vnbase、比例項の値Vnfbp、補正した微分項の値Vnfbdおよび積分項の値Vnfbi(i)を加算することによって最終的な可変ベーン67の開度(以下、「最終VN開度」という。)Vnfinを算出する(ステップS12)。ここで、エンジンECU30は、VNドライバ37に最終VN開度Vnfinを表す制御信号を送信することにより、可変ベーン67の開度を最終VN開度Vnfinに調整する(ステップS13)。
Next, the
以上のように、本発明の実施の形態に係る過給機の制御装置においては、可変ベーン67の開度を調節するためのPID制御に用いる演算式の微分項の値Vnfbdを過給圧偏差ΔPb(i)に応じて補正することにより、目標過給圧Pbbaseに対する実過給圧Pbactの追従性に影響する微分項の値Vnfbdの変動を抑制するため、目標過給圧Pbbaseに対する実過給圧Pbactの追従性を従来のものより向上させることができる。
As described above, in the supercharger control device according to the embodiment of the present invention, the differential term value Vnfbd of the arithmetic expression used for PID control for adjusting the opening degree of the
また、エンジンECU30が、過給圧偏差ΔPb(i)が大きくなるにつれて、大きくなるように微分補正項の値Vnfbdcを算出するため、過給圧偏差ΔPb(i)が大きくなるにつれて、目標過給圧Pbbaseに対する実過給圧Pbactの追従性に与える影響が大きくなる微分項の値Vnfbdの変動を抑制することができる。
Further, since the
また、エンジンECU30が、過給圧偏差変化率Pbdif(i)を抑制して基本微分項の値Vnfbdbを算出することにより、各センサの測定誤差による過給圧偏差変化率Pbdif(i)のドリフトを低減し、基本微分項の値Vnfbdbの精度を向上させることができる。
Further, the
なお、以上の説明においては、エンジン2が4気筒の場合について説明したが、これに限定されず、エンジン2が6気筒などいかなる数の気筒により構成されていてもよい。
In the above description, the case where the
以上のように、本発明に係る過給機の制御装置は、目標過給圧に対する実過給圧の追従性を従来のものより向上させることができるという効果を奏するものであり、タービン部に可変ベーンが設けられた過給機の制御装置に有用である。 As described above, the supercharger control device according to the present invention has an effect that the followability of the actual supercharging pressure with respect to the target supercharging pressure can be improved as compared with the conventional one. This is useful for a supercharger control apparatus provided with variable vanes.
1 車両
2 エンジン(内燃機関)
4 吸気管
5 排気管
6 エアフローメータ
7 過給機
7a タービン部
7b コンプレッサ部
9 スロットルバルブ
25 アクセルペダル
26 アクセル開度センサ
27 吸気圧センサ(実過給圧検出手段)
28 エンジン回転速度センサ(目標過給圧算出手段、ベース開度算出手段)
30 エンジンECU(目標過給圧算出手段、ベース開度算出手段、開度調整手段)
37 VNドライバ(開度調整手段)
60 コンプレッサホイール
61 タービンホイール
62 回転軸
63 センターハウジング
65 コンプレッサハウジング
66 タービンハウジング
67 可変ベーン
68 軸
69 ノズルプレート
70 アーム
71 ユニゾンリング
72 リンク
72a 回動軸
72b アーム
1
4
28 engine rotation speed sensor (target boost pressure calculation means, base opening calculation means)
30 engine ECU (target boost pressure calculating means, base opening calculating means, opening adjusting means)
37 VN driver (opening adjustment means)
60
Claims (3)
前記過給機によって過給された吸気の実過給圧を検出する実過給圧検出手段と、
前記実過給圧の目標値である目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、
前記可変ベーンのベース開度を算出するベース開度算出手段と、
前記実過給圧、前記目標過給圧および前記ベース開度に基づいて、前記実過給圧を前記目標過給圧にするための前記可変ベーンの開度をPID制御によって調整する開度調整手段と、を備え、
前記開度調整手段が、前記実過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記PID制御に用いる演算式の微分項の値を補正するための補正項の値を算出し、算出した補正項の値を前記PID制御に用いる演算式にさらに含めて前記可変ベーンの開度を調整することを特徴とする過給機の制御装置。 By adjusting the opening degree of the variable vane installed in the turbine section of the supercharger, the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine section from the internal combustion engine is changed, and the supercharging pressure of the intake air flowing into the internal combustion engine is controlled. In the supercharger control device,
An actual supercharging pressure detecting means for detecting an actual supercharging pressure of the intake air supercharged by the supercharger;
Target boost pressure calculating means for calculating a target boost pressure that is a target value of the actual boost pressure;
Base opening calculation means for calculating a base opening of the variable vane;
An opening degree adjustment for adjusting the opening degree of the variable vane for changing the actual supercharging pressure to the target supercharging pressure based on the actual supercharging pressure, the target supercharging pressure, and the base opening degree by PID control. Means,
The opening degree adjusting means calculates a value of a correction term for correcting a differential term value of an arithmetic expression used for the PID control based on a deviation between the actual boost pressure and the target boost pressure, The supercharger control device characterized in that the opening of the variable vane is adjusted by further including the calculated correction term value in an arithmetic expression used for the PID control.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2008
- 2008-05-15 JP JP2008128240A patent/JP2009275620A/en active Pending
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