JP2004340122A - Control device for internal combustion engine having supercharger with motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気通路上に配設された電動機付過給機を有する内燃機関を制御する、電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a supercharger with a motor for controlling the internal combustion engine having a supercharger with a motor disposed on an intake passage.
エンジンの吸気通路上に電動機で駆動する過給機を配設し、この過給機による過給によって高出力(あるいは、低燃費)を得ようとする試みは以前から知られている。また、このような過給機を利用して、エンジンの始動性や暖機性を向上させようとする試みも知られている。[特許文献1]〜[特許文献4]にも上述したようなエンジンが記載されている。[特許文献1]に記載の内燃機関においては、エンジンの始動直後に電動機付過給機の電動機をエンジン出力で発電する発電機の電力で駆動させ、エンジン負荷を増大させてエンジン1の暖機性を向上させている。
[特許文献1]に記載のエンジンにおいては、過給による圧力上昇で吸気温度が上昇するので、この点からも暖機性が向上されることも考えられる。しかし、[特許文献1]に記載のエンジンにおいては、過給による圧力上昇に伴う吸気温上昇の効果は十分ではなかった。従って、本発明の目的は、始動性や暖機性を確実に向上させることのできる、電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置を提供することにある。 In the engine described in [Patent Document 1], the intake air temperature rises due to the pressure rise due to supercharging, and therefore, it is conceivable that the warm-up property is also improved from this point. However, in the engine described in [Patent Document 1], the effect of the intake air temperature rise accompanying the pressure rise due to supercharging was not sufficient. Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor, which can reliably improve the startability and the warm-up property.
請求項1に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置は、車両に搭載された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、内燃機関の始動前及び/又は始動直後に電動機を駆動させて過給を行う始動時過給手段と、始動時過給手段によって過給される吸気量を所定量以下に制限する吸気量制限手段とを備えていることを特徴としている。 A control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor according to claim 1 is arranged on an intake passage of the internal combustion engine mounted on a vehicle and driven by the electric motor, and starting the internal combustion engine. A supercharging means for starting the motor and supercharging by driving the electric motor immediately before and / or immediately after the start; and an intake air amount limiting means for restricting an intake air amount to be supercharged by the supercharging means at the start time to a predetermined amount or less. It is characterized by having.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置において、過給機の下流側吸気通路−排気通路間を接続する接続路と、接続路上に配設されて該接続路内の流路を遮断/開放するバルブと、始動時過給手段による電動機の駆動状況に基づいてバルブを制御するバルブ制御手段とをさらに備えていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the first aspect, a connection path connecting a downstream intake passage and an exhaust passage of the supercharger, and And a valve control means for controlling the valve based on the driving state of the electric motor by the start-up supercharging means. I have.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置において、バルブ制御手段は、始動時過給手段によって過給機が駆動され、かつ、燃料噴射量が増量されている場合に、接続路内の流路を開放するようにバルブを制御することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the second aspect, the valve control means is configured such that the supercharger is driven by the start-time supercharger, When the injection amount is increased, the valve is controlled to open the flow path in the connection path.
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置において、バルブ制御手段が、排気空燃比が目標空燃比となるようにバルブの開度を制御することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the second or third aspect, the valve control means opens the valve so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. It is characterized by controlling the degree.
請求項5に記載の発明は、吸気量制限手段による吸気量制限を解除する解除手段と、この解除手段による吸気量制限解除に同期させて過給圧を低減させる過給圧低減手段とをさらに備えていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is further provided a canceling means for canceling the intake amount limitation by the intake amount limiting means, and a boost pressure reducing means for reducing the supercharging pressure in synchronization with the cancellation of the intake amount limitation by the canceling means. It is characterized by having.
請求項1に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動前及び/又は始動直後に電動機を駆動させて過給を行う始動時過給手段を用いて過給を行う際に吸気量制限手段によって吸気量を制限することで、吸入空気の圧力上昇に伴う温度上昇をより大きく確保して、始動性・暖機性のより一層の向上を図ることができる。 According to the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the first aspect, the supercharging means at the time of starting the supercharger by driving the electric motor before and / or immediately after the start of the internal combustion engine is used. By limiting the intake air amount by the intake air amount limiting means when performing supercharging, it is possible to further secure the temperature rise due to the increase in the pressure of the intake air, and to further improve the startability and warm-up performance. it can.
請求項2に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動時に接続路によって排気ガスに吸入空気を導入することで、始動時の排気ガスに含まれる未燃燃料成分を燃焼させ、排気浄化を促進し、排気特性(エミッション性能)を向上させることができる。 According to the control device for an internal combustion engine having the turbocharger with the electric motor according to the second aspect, the intake air is introduced into the exhaust gas through the connection path when the internal combustion engine is started. It is possible to burn the fuel component to promote purification of exhaust gas and to improve exhaust characteristics (emission performance).
請求項3に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置によれば、始動時過給手段によって過給機が駆動され、かつ、燃料噴射量が増量されている場合に接続路内の流路を開放するが、始動時には燃料増量されることが多く、排気空燃比はリッチ側に寄る傾向があるので、上述した排気浄化性能向上効果が顕著である。また、電動機によって過給が行われているので、排気ガスに吸入空気を導入する効果が大きく、上述した効果を確実に得られる。 According to the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the third aspect, when the supercharger is driven by the supercharging means at the time of starting and the fuel injection amount is increased, the inside of the connection path is reduced. However, since the amount of fuel is often increased at the time of startup and the exhaust air-fuel ratio tends to be on the rich side, the above-described effect of improving the exhaust gas purification performance is remarkable. Further, since the supercharging is performed by the electric motor, the effect of introducing the intake air into the exhaust gas is large, and the above-described effect can be reliably obtained.
請求項4に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置によれば、排気空燃比が目標空燃比となるようにバルブの開度を制御するので、上述した排気性能をより確実なものとすることができる。 According to the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the fourth aspect, the opening degree of the valve is controlled so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. Things.
請求項5に記載の電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置によれば、吸気量制限手段による吸気量制限の解除に同期させて過給圧を低減させるので、制限解除と同時に過大な過給圧が燃焼室に流入することを防止し、内燃機関を安定して運転させることができる。 According to the control device for an internal combustion engine having the supercharger with the electric motor according to the fifth aspect, the supercharging pressure is reduced in synchronization with the release of the intake air amount restriction by the intake air amount restriction means. It is possible to prevent the supercharging pressure from flowing into the combustion chamber, and to stably operate the internal combustion engine.
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. FIG. 1 shows an engine 1 having a control device according to the present embodiment.
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内のピストン4の上面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、吸気行程に燃料噴射することで均質燃焼が、圧縮工程後期に燃料噴射することで成層燃焼が可能である。成層燃焼によっていわゆるリーンバーンも可能である。後述するターボチャージャによってより多くの吸入空気を過給してリーンバーンを行うことによって、低燃費化に加えて高出力化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 here only one cylinder is shown in FIG. 1 as a cross-sectional view. The engine 1 is of a type in which fuel is injected into the upper surface of a piston 4 in a cylinder 3 by an injector 2. This engine 1 can perform homogeneous combustion by injecting fuel during the intake stroke, and stratified combustion by injecting fuel late in the compression process. So-called lean burn is also possible by stratified combustion. By supercharging a larger amount of intake air with a turbocharger, which will be described later, and performing lean burn, it is possible to realize high output in addition to low fuel consumption.
エンジン1は、吸気通路5を介してシリンダ3内に吸入した空気をピストン4によって圧縮すると共にインジェクタ2から燃料噴射を行い、混合気に点火プラグ7で着火させて燃焼させる。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、ターボユニット11、インタークーラー12、スロットルバルブ13などが配置されている。
The engine 1 compresses air taken into the cylinder 3 through the intake passage 5 by the piston 4 and performs fuel injection from the injector 2, ignites the air-fuel mixture with the
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。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、過給を行うものである。本実施形態のターボユニット11においては、タービン側インペラーとコンプレッサ側インペラーとが回転軸で連結されている(以下、この部分を単にタービン/コンプレッサと言うこととする)。
The
また、本実施形態のターボチャージャには、タービン/コンプレッサの回転軸が出力軸となるようにターボモータ11aが組み込まれている。ターボモータ11aを駆動することで、過給をアシストすることが可能である。また、ターボモータ11aは、排気エネルギーを用いて発電する発電機としても機能し得るもので、モータと発電機の機能を備えているためにモータジェネレータと呼ばれることもある。また、ターボユニット11は、ターボモータ11aによってアシストすることなく、排気エネルギーのみによって過給を行う通常のターボチャージャとしても機能し得る。ターボモータ11aは、タービン/コンプレッサの回転軸に固定されたロータと、その周囲に配置されたステータとを主たる構成部分として有している。
In addition, the
吸気通路5上のターボユニット11の下流側には、ターボユニット11による過給で圧力上昇に伴って温度が上昇した吸入空気の温度を下げる空冷式インタークーラー12が配されている。インタークーラー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。インタークーラー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。
On the downstream side of the
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。
The
スロットルバルブ13の下流側には、吸気通路5内の圧力(過給圧・吸気圧)を検出する圧力センサ19が配設されている。これらのセンサ15,18,19,27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や、ターボモータ11a、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る。
Downstream of the
ECU16には、このほかにも、吸気バルブ8の開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構20の油圧や、ターボモータ11aと接続されたコントローラ21、バッテリ22なども接続されている。コントローラ21は、ターボモータ11aの駆動を制御するだけでなく、バッテリ22の直流電流を交流電流に変換してターボモータ11aに印可するインバータとしての機能も有している。また、ターボモータ11aが回生発電した電力の交流−直流変換を行う整流器としての機能も有している。これらのECU16及びコントローラ21は、ターボモータの発電(及び駆動)を制御している。
The
排気通路6上には、ターボユニット11の上流側に、排気空燃比を検出する空燃比センサ28が配されている。本実施形態の空燃比センサ28は、排気ガスの排気空燃比をリニアに検出し得る、いわゆるリニア空燃比センサである。空燃比センサ28の上述したECU16に接続されており、その検出結果をECU16に送出している。また、ターボユニット11の下流側には、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。そして、吸気通路5(ターボユニット11とインタークーラー12との中間部)から排気通路6(空燃比センサ28の上流側)にかけて、過給した吸気流を排気側にバイパスさせる接続路24が配設されている。
An air-
接続路24上には、接続路24を遮断/開放させるバルブ25が配設されている。また、このバルブ25は、その開度(DUTY制御の場合はDUTY比)も制御可能とされている。バルブ25の開度制御も上述したECU16によって行われる。さらに、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。
A
上述した構成のエンジン1は、ターボモータ11aを駆動させることで過給をアシストすることができる。また、上述したように、排気エネルギーを利用してターボモータ11aで回生発電を行い電気エネルギーを回収することも可能である。さらに、上述したエンジン1では、エンジン1の始動前に、ターボモータ11aを駆動させて過給を行うことで暖機を行い、始動性を向上させることができる。過給を行うことで吸入空気は圧力上昇され、これに伴う温度上昇が生じ、この温度上昇分でエンジン1各部が暖められることで始動性が向上する。
The engine 1 having the above-described configuration can assist the supercharging by driving the
また、エンジン1の始動後にも過給を行うことで暖機を継続させ、エンジン1の運転を安定化させ暖機性を向上させることも可能である。ここでは、このエンジン1の始動前及び始動直後における暖機を始動時暖機と言うこととする。なお、暖機は、エンジン1本体だけの場合もあれば、排気通路6上の排気浄化触媒23の場合、これらの双方が同時に行われる場合がある。
It is also possible to continue warming up by performing supercharging even after the engine 1 is started, to stabilize the operation of the engine 1 and improve the warming-up property. Here, the warm-up before and immediately after the start of the engine 1 is referred to as a warm-up at start. It should be noted that the warm-up may be performed only by the engine 1 itself, or may be performed simultaneously by the
本実施形態では、このエンジン1の始動時にターボモータ11aを駆動して暖機を行うが、このとき、過給される吸気量が所定量(下記所定値α、β)以下に制限される。このように吸気量を制限することで過給による圧力上昇分が増加されることとなり、この圧力上昇分の増加にほぼ比例して、吸気量を制限しない場合に比べて吸気温(ターボユニット11のコンプレッサ出口温度)をより一層上昇させることができる。この結果、吸気流をより一層暖めることで始動性・暖機性をより一層向上させることができる。ターボモータ11aの出力には上限(制限)があるので、大流量で十分な圧力上昇(温度上昇)を生じさせることができない場合も多い。そこで、このように、吸気量を制限することで吸気温(ターボユニット11のコンプレッサ出口温度)をより一層上昇させることができる。
In the present embodiment, when the engine 1 is started, the
また、始動性に関してであるが、過給による温度上昇によって、各部が暖められて始動しやすくなる(フリクション低下などによる)だけでなく、燃料の霧化なども向上するため、始動時のエミッション性能の向上やスモークの発生抑止という点も含めて始動性が向上する。 Regarding startability, the rise in temperature due to supercharging not only warms up each part and makes it easier to start (due to reduced friction, etc.), but also improves the atomization of fuel, etc. The startability is improved, including the improvement of the performance and suppression of generation of smoke.
さらに、上述した接続路24によって、排気ガスに吸入空気を導入させることで排気特性(エミッション性能)を向上させることもできる。即ち、ターボモータ11aによって始動時過給が行われているときに(=ターボモータ11aの駆動状況に基づいて)、接続路24を遮断/開放するバルブ25を制御することで、排気特性(エミッション性能)を向上させることができる。始動時には、燃料増量されることが多く、排気空燃比はリッチ側に寄る傾向がある。そこで、排気ガスにターボモータ11aによる始動時過給を利用して吸入空気を導入することで、排気ガス中の未燃燃料成分をさらに燃焼させ、排気浄化を促進する。
Furthermore, by introducing the intake air into the exhaust gas through the
このため、接続路24と排気通路6との合流部は、排気浄化触媒23よりも上流側に設置されることが好ましい。本実施形態では、排気通路6上のターボユニット11よりも上流側にこの合流部を配置したが、ターボユニット11と排気浄化触媒23との間に合流部を配置しても同様の効果が得られる。また、排気ガスにターボモータ11aによる始動時過給を利用して吸入空気を導入する場合に、ターボモータ11aに余力がある場合はその出力を上げて排気ガスへの吸入空気の導入を促進しても良い。
For this reason, it is preferable that the junction of the
またさらに、本実施形態ではバルブ25が開度調節を行えるものであるので、上述した排気ガスへの吸入空気の導入時に、その導入量を制御することで排気ガスの空燃比を目標となる空燃比にすることができ、排気浄化特性をより確実に向上させることができる、本実施形態では、接続路24と排気通路6との合流部よりも下流側に配設された空燃比センサ28の検出結果に基づいて、バルブ25の開度を制御している。なお、本実施形態のような排気空燃比をリニアに検出する空燃比センサ28ではなく単なる酸素センサを用いても良い。あるいは、予め燃料量や吸入空気量、ターボモータ11aの駆動電力などと目標空燃比やバルブ25の制御量との相関を実験により把握してマップ化しておき、バルブ25の制御量をマップなどから求めるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, since the opening degree of the
上述した吸気量制限制御の第一実施形態のフローチャートを図2に示す。なお、この制御において、ECU16やコントローラ21が始動時過給手段として機能する。また、本実施形態ではECU16や電子制御式のスロットルバルブ13が吸気量制限手段として機能し、ECU16がバルブ制御手段として機能する。
FIG. 2 shows a flowchart of the first embodiment of the above-described intake air amount restriction control. In this control, the
まず、イグニッションがオンとされたか否かを判定する(ステップ200)。イグニッションがオフであれば、始動前過給条件が成立しているか否か判定する(ステップ205)。始動前過給条件としては、エンジン水温が所定温度(例えば−10℃)以下である、インテークマニホールド温度が所定温度(例えば−10℃)以下である、潤滑油温度が所定温度(例えば0℃)以下である等の条件をand条件又はor条件で規定したものが挙げられる。これらの各条件はエンジン1が暖まっていないことを示している。始動前過給条件が成立していれば、ターボモータ11aの駆動を開始し(ステップ210)、成立していなければそのまま図2のフローチャートの制御を一旦抜ける。
First, it is determined whether or not the ignition has been turned on (step 200). If the ignition is off, it is determined whether the pre-start supercharging condition is satisfied (step 205). As the pre-start supercharging conditions, the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, −10 ° C.), the intake manifold temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, −10 ° C.), and the lubricating oil temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 0 ° C.). Conditions in which the following conditions are defined as and conditions or or conditions are given. Each of these conditions indicates that the engine 1 is not warm. If the pre-start supercharging condition is satisfied, the drive of the
このとき、ターボモータ11aは、予め決定された所定の出力を出すように駆動されるが、上述した各種温度などに基づいて駆動時にターボモータ11aに供給する電力を可変制御しても良い。なお、上述した各種温度の検出には温度センサ(図示せず)を配設すれば良い。一方、ステップ200が肯定され、イグニッションがオンとなっている場合は、次にエンジン1の始動が既に完了したか否かを判定する(ステップ215)。ステップ205が肯定されてターボモータ11aの駆動が開始された後にイグニッションがオンとなった場合は、ステップ200が肯定されてステップ215に移行することとなる。
At this time, the
ステップ215でエンジン1の始動がまだ完了していないと判断された場合は、スロットルバルブ13の開度を所定値βに制限する(ステップ220)。この所定値βは、スロットルバルブ13の全閉状態からやや開かれた状態の開度であり、ごく少量の吸気量を確保することを目的とした開度である。このように開度を制限することで、吸入空気の圧力増加分を大きく確保して吸入空気の温度上昇をより大きく発生させ、エンジン1の始動性を向上させることができる。
If it is determined in
一方、ステップ215が肯定され、エンジン1の始動が既に完了していると判断される場合は、エンジン1の始動直後におけるターボモータ11aを用いた過給による暖機(始動後過給)の開始条件が成立しているか否かを判定する(ステップ225)。始動後過給の開始条件としては、上述した始動前過給条件と同様の条件が挙げられる。ステップ225が肯定される場合は、次にターボモータ11aが既に駆動状態にあるか否かを判定する。ステップ210を経過した後に図2のフローチャートの制御が再度実行される場合などは、既にターボモータ11aが実行されている場合もある。
On the other hand, if
ステップ230が否定され、まだターボモータ11aが駆動されていない場合はターボモータ11aを駆動する(ステップ235)。このときターボモータ11aに供給する電力については、ステップ210において説明したことと同様である。ステップ230が肯定された場合、又は、ステップ230が否定されてステップ235を経由した場合の何れの場合も、次にスロットルバルブ13の開度が所定値αに規制される(ステップ240)。
If the result at
ステップ220の場合は、エンジン1はまだ始動していないため、エンジン1の運転を安定して維持するということは考慮しなくて良かった。しかし、このステップ240では既にエンジン1は始動状態にあるので、エンジン1の運転は維持しさせる必要がある。そこで、上述した所定値αは、エンジンストールをきたさない最低限の吸気量を確保することを目的とした開度である。この所定値αは、予め実験などによって一定の開度として設定されても良いし、エンジン回転数の応じたフィードバック制御によって可変制御するようにしても良い。このように開度を制限することで、エンジン1の運転は維持させつつ、吸入空気の圧力増加分を大きく確保して吸入空気の温度上昇をより大きく発生させ、エンジン1の暖機を促進させることができる。
In the case of step 220, since the engine 1 has not been started yet, it was not necessary to consider maintaining the operation of the engine 1 stably. However, in
一方、ステップ225が否定される場合は、上述した始動後過給の停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップ245)。始動後過給の停止条件としては、エンジン回転数などからエンジン1がアイドル状態となった(アイドルアップ状態が終了した)ことが検知された、エンジン水温が所定温度(例えば40度)以上である、インテークマニホールド温度が所定温度(例えば10℃)以上である、潤滑油温度が所定温度(例えば10℃)以上である等の条件をand条件又はor条件で規定したものが挙げられる。これらの各条件はエンジン1が十分暖機されたことを示している。
On the other hand, when
あるいは、排気特性の観点から、排気浄化触媒23への入口又は出口排気ガス温度が所定温度(例えば100℃)以上である、空燃比センサ28によって検出される空燃比が1秒以上安定したことなどを条件の一つとして設定することもできる。前者は排気浄化触媒が十分に活性化温度に達したことを示している。また、ターボモータ11aの保護の観点から、固定子温度が所定温度(例えば120℃)以上となることなどを条件の一つとして設定することもできる。
Alternatively, from the viewpoint of exhaust characteristics, the temperature of the exhaust gas at the inlet or the outlet to the
ステップ245が否定される場合、即ち、始動後過給の停止条件が成立していない場合は、図2のフローチャートの制御を一旦抜ける。一方、ステップ245が固定され、始動後過給の停止条件が成立している場合は、ターボモータ11aが駆動状態であるか否かを判定し(ステップ250)、駆動状態でなければそのまま、駆動されていれば駆動が停止される(ステップ255)。ステップ250が肯定された場合、又は、ステップ250が否定されてステップ255を経由した場合の何れの場合も、次にスロットルバルブ13の開度が通常の制御によって決定される値に制御される(ステップ260)。また、上述した吸入空気の排気ガスへの導入に関する制御は、上述した図2のフローチャートと並行して実施される。
If step 245 is denied, that is, if the post-start supercharging stop condition is not satisfied, the control of the flowchart in FIG. 2 is temporarily exited. On the other hand, if step 245 is fixed and the post-start supercharging stop condition is satisfied, it is determined whether or not the
上述した吸気量制限制御の第二実施形態のフローチャートを図2に示す。ここで説明する制御は、上述した第一実施形態におけるステップ245が否定された場合に、新たなステップを追加したものである。このため、以下には、この新たなステップについてのみ詳しく説明する。その他のステップについては上述した第一実施形態と同様である。また、接続路24及びバルブ25による排気浄化性能向上を併用することが可能であるのも、上述した第一実施形態と同様である。
FIG. 2 shows a flowchart of the second embodiment of the above-described intake air amount limiting control. In the control described here, when step 245 in the first embodiment described above is denied, a new step is added. Therefore, only the new step will be described in detail below. Other steps are the same as in the above-described first embodiment. Further, it is also possible to use the improvement of the exhaust gas purification performance by the
本実施形態では、ステップ245が否定されたときは、まず、ターボモータ11aが駆動されているか否か、即ち、ターボモータ11bを駆動させた過給がすでに開始されているか否かを判定する(ステップ265)。ステップ265が否定される場合は、エンジン1の始動は完了しているがターボモータ11bを駆動させた過給はまだ実行されていない状況なので、図3のフローチャートの制御を一旦終える。一方、ステップ265が肯定される場合は、エンジン1始動完了後でターボモータ11bを駆動させた過給がすでに実行されている状況である。この場合は、まず圧力センサ19によって過給圧を検出し(ステップ270)、過給圧を所定の減少分Δpだけ減らす制御を実行する(ステップ275)。ステップ275の後は、図3のフローチャートの制御を一旦終える。
In the present embodiment, when step 245 is denied, first, it is determined whether or not the
過給圧を所定の減少分Δpだけ減らすには、ターボモータ11aの回転数を減じたり、ターボモータ11aの駆動電力を減じたり、スロットルバルブ13の開度を開いたり、あるいはこれらを複合させることで行える。あるいは、バルブ25の開度を制御することでも可能である。図3のフローチャートは一定時間毎に繰り返し実行されており、エンジン1始動完了後で、かつ、ターボモータ11bも駆動されている場合は、これらのステップを経過する毎に過給圧が徐々に減じられることとなる。なお、この過給圧徐減時に、過給圧の下限をガードするなどしても良い。過給圧は、徐々に助言され、いずれステップ260によおいて吸気量制限制御が終了される。
In order to reduce the supercharging pressure by the predetermined decrease Δp, it is necessary to reduce the rotation speed of the
このようにすることで、ステップ260における吸気量制限制御が終了されるのに同期させて、過給圧を減少させることができる(本実施形態では、同期させて徐減させている)。これによって、吸気量制限制御が解除されたときに過大な過給圧が燃焼室に流入し、吸気量制限制御解除時にエンジン1の運転が不安定となることを抑止できる。なお、過給圧を減じる(徐減させる)制御は、上述したように、ターボモータ11aやスロットルバルブ13、バルブ25を制御して行え、これらの制御はECU15によって行われる。即ち、ECU15は、過給圧低減手段としても機能している。また、最終的に吸気量制限制御を解除する判断(ステップ260)もECU15内で実行されているプログラムによって行われるため、ECU15は、解除手段としても機能している。
By doing so, the supercharging pressure can be reduced in synchronization with the end of the intake air amount restriction control in step 260 (in this embodiment, the supercharging pressure is gradually reduced in synchronization). Accordingly, it is possible to prevent the supercharging pressure from flowing into the combustion chamber when the intake air amount restriction control is released, and to prevent the operation of the engine 1 from becoming unstable when the intake air amount restriction control is released. As described above, the control for reducing (gradually reducing) the supercharging pressure can be performed by controlling the
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、上述した実施形態では、ターボユニット11にターボモータ11aが内蔵されたものであった。このような構成ではなく、(排気エネルギーを利用せずに)単にモータの駆動によってのみ過給を行う過給機(いわゆるスーパーチャージャーなど)に対しても本発明は適用し得る。また、吸気量制限制御解除に同期させて過給圧を減じる場合、上述した実施形態では過給圧を徐減させた。しかし、吸気量制限制御解除と同時に過給圧をステップ状に下げることで同期させても良い。さらに、吸気量制限制御解除に同期させて過給圧を減じる場合、減少させている過給圧が所定の値となったことをステップ245の停止条件などとすることも可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the
1…エンジン、5…吸気通路、6…排気通路、11…ターボユニット、11a…ターボモータ、13…スロットルバルブ(吸気量制限手段)、16…ECU(始動時過給手段、吸気量制限手段、バルブ制御手段)、19…圧力センサ、21…コントローラ(始動時過給手段)、22…バッテリ、23…排気浄化触媒、24…接続路、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、28…空燃比センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 5 ... Intake passage, 6 ... Exhaust passage, 11 ... Turbo unit, 11a ... Turbo motor, 13 ... Throttle valve (intake amount limitation means), 16 ... ECU (Start-up supercharging means, intake amount limitation means, Valve control means), 19: Pressure sensor, 21: Controller (supercharger at start-up), 22: Battery, 23: Exhaust purification catalyst, 24: Connection path, 25: Valve, 26: Crank positioning sensor, 27: Air flow meter , 28 ... air-fuel ratio sensor.
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