JP2008190412A - Supercharger control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気通路及び排気通路に並列に配置された2つの過給機を制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling two superchargers arranged in parallel in an intake passage and an exhaust passage.
従来から、吸気系及び排気系に2つの過給機を並列に配置し、これらの過給機の作動個数を適宜切り替える技術が提案されている。例えば、特許文献1には、プライマリターボ過給機と、それよりも大容量のセカンダリターボ過給機とを並列に配置した内燃機関の例が記載されており、少なくともプライマリターボ過給機は可変ノズル型の過給機として構成されている。この文献では、内燃機関の回転数に応じてターボ過給機の可変ノズル開度を制御することにより過給圧を適切に制御している。 Conventionally, a technique has been proposed in which two superchargers are arranged in parallel in an intake system and an exhaust system, and the number of operating these superchargers is appropriately switched. For example, Patent Document 1 describes an example of an internal combustion engine in which a primary turbocharger and a secondary turbocharger having a larger capacity are arranged in parallel. At least the primary turbocharger is variable. It is configured as a nozzle-type supercharger. In this document, the supercharging pressure is appropriately controlled by controlling the variable nozzle opening of the turbocharger in accordance with the rotational speed of the internal combustion engine.
特許文献1のような過給システムでは、2つのターボ過給機の容量が異なっているため、ターボ過給機にサージが発生する条件が異なる。よって、2つのターボ過給機が同時に動作するツインターボモードにおいて各ターボ過給機の過給状態が適切となるように制御した場合でも、サージが発生しやすくなってしまう場合がある。 In a supercharging system like patent document 1, since the capacity | capacitances of two turbochargers differ, the conditions which a surge generate | occur | produces in a turbocharger differ. Therefore, even if the turbocharger is controlled so that the supercharged state is appropriate in the twin turbo mode in which the two turbochargers operate simultaneously, a surge may easily occur.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、サージを発生させることなく、可変過給機構を利用して過給圧を広範囲に制御可能とする内燃機関の過給機制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of supercharging an internal combustion engine that can control a supercharging pressure over a wide range using a variable supercharging mechanism without generating a surge. It is an object to provide a machine control device.
本発明の1つの観点では、内燃機関の過給機制御装置は、吸気通路及び排気通路に並列に配置された第1及び第2の過給機と、前記第1の過給機と前記第2の過給機の空気量比が所定範囲内となるように、前記第1及び第2の過給機の空気量を制御する空気量比制御を実行する制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, a supercharger control device for an internal combustion engine includes first and second superchargers arranged in parallel to an intake passage and an exhaust passage, the first supercharger, and the first supercharger. Control means for performing air amount ratio control for controlling the air amount of the first and second superchargers so that the air amount ratio of the second supercharger falls within a predetermined range.
上記の過給機制御装置では、第1及び第2の過給機が吸気通路及び排気通路に並列に配置されている。そして、第1の過給機と第2の過給機の空気量比が所定範囲内となるように、第1及び第2の過給機の空気量が制御される。これにより、第1及び第2の過給機にサージが発生することが防止される。 In the above supercharger control device, the first and second superchargers are arranged in parallel to the intake passage and the exhaust passage. And the air quantity of the 1st and 2nd supercharger is controlled so that the air quantity ratio of the 1st supercharger and the 2nd supercharger may be in a predetermined range. This prevents a surge from occurring in the first and second superchargers.
上記の過給機制御装置の一態様では、前記第1及び前記第2の過給機の少なくとも一方は可変過給機構を備え、前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機の目標空気量比を決定し、前記第1及び第2の過給機の実際の空気量比が前記目標空気量比となるように前記可変過給機構を制御する。 In one aspect of the supercharger control device, at least one of the first and second superchargers includes a variable supercharging mechanism, and the control means includes the first and second superchargers. A target air amount ratio is determined, and the variable supercharging mechanism is controlled so that an actual air amount ratio of the first and second superchargers becomes the target air amount ratio.
この態様では、第1及び第2の過給機にそれぞれサージが発生しないような空気量比が目標空気量比として設定され、それを目標として可変過給機構が制御される。 In this aspect, an air amount ratio that does not cause a surge in each of the first and second superchargers is set as the target air amount ratio, and the variable supercharging mechanism is controlled with this as a target.
上記の過給機制御装置の好適な例では、前記第1及び前記第2の過給機の空気量を検出する空気量検出手段を備え、前記制御手段は、前記空気量検出手段が検出した空気量に基づいて、前記実際の空気量比を決定する。 In a preferred example of the above supercharger control device, the supercharger control device includes air amount detection means for detecting the air amount of the first and second superchargers, and the control means is detected by the air amount detection means. The actual air amount ratio is determined based on the air amount.
上記の過給機制御装置の他の一態様では、前記第2の過給機は前記第1の過給機より大容量であり、前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機の過給圧がそれぞれ目標過給圧となるように空気量をフィードバック制御する過給圧制御を実行し、前記制御手段は、前記過給圧制御を実行するときには、前記第2の過給機のフィードバック制御量を前記第1の過給機のフィードバック制御量よりも小さくする。これにより、過給機の容量の相違に起因するフィードバック制御の感度の相違を調整することができる。 In another aspect of the supercharger control device, the second supercharger has a larger capacity than the first supercharger, and the control means includes the first and second superchargers. When the supercharging pressure control is executed, the control unit executes the supercharging pressure control for feedback control of the air amount so that the supercharging pressures of the second supercharger each become a target supercharging pressure. Is made smaller than the feedback control amount of the first supercharger. Thereby, the difference in the sensitivity of the feedback control resulting from the difference in the capacity of the supercharger can be adjusted.
上記の過給機制御装置の他の一態様では、前記第1及び前記第2の過給機は可変過給機構を備え、前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機のうちの一方において前記空気量比制御を実行し、前記第1及び第2の過給機のうちの他方において、過給圧が目標過給圧となるように空気量をフィードバック制御する過給圧制御を行う。 In another aspect of the supercharger control device, the first and second superchargers include a variable supercharging mechanism, and the control means includes the first and second superchargers. The air pressure ratio control is executed in one of the first and second superchargers, and the air pressure feedback control is performed in the other one of the first and second turbochargers so that the supercharging pressure becomes the target supercharging pressure. I do.
この態様では、2つの過給機は、一方が過給圧制御を行い、他方が空気量制御を行うので、サージの発生を防止しつつ広範囲で精度の高い過給圧制御が可能となる。 In this aspect, one of the two superchargers performs the supercharging pressure control, and the other performs the air amount control. Therefore, it is possible to perform the supercharging pressure control over a wide range and with high accuracy while preventing the occurrence of a surge.
上記の過給機制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記内燃機関の減速時に前記空気量比制御を実行する。これにより、サージが発生しやすい車両の減速時においても、確実にサージの発生を防止することができる。 In another aspect of the supercharger control device, the control means performs the air amount ratio control when the internal combustion engine is decelerated. As a result, the occurrence of a surge can be reliably prevented even during deceleration of a vehicle where a surge is likely to occur.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[全体構成]
まず、本実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。
[overall structure]
First, the overall configuration of a system to which the supercharger control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied will be described.
図1は、本実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。図1では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle to which a supercharger control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied. In FIG. 1, solid arrows indicate gas flow, and broken arrows indicate signal input / output.
車両は、主に、エアクリーナ2と、吸気通路3と、第1のターボ過給機4と、第2のターボ過給機5と、吸気切替弁6と、リード弁7と、内燃機関8と、過給圧センサ9と、排気通路10と、EGR通路11と、EGR弁14と、排気切替弁15と、排気バイパス弁16と、ECU(Engine Control Unit)50と、を備える。
The vehicle mainly includes an
エアクリーナ2は、外部から取得された空気(吸気)を浄化して、吸気通路3に供給する。吸気通路3は途中で吸気通路3a、3bに分岐されている。吸気通路3の分岐位置より上流にはエアフローメータ17が設けられ、吸気通路3aにはエアフローメータ18が設けられている。エアフローメータ17、18は、それぞれ吸気通路3、3aに流れる吸気(新気)の流量を検出し、検出信号S17、S18をECU50に供給する。本構成では、エアフローメータ17は吸気通路3a、3bを流れる吸気流量の合計を示す検出信号S17を出力し、エアフローメータ18は吸気通路3aを流れる吸気流量を示す検出信号S18を出力する。なお、ECU50は、検出信号S17とS18の差を演算することにより、吸気通路3bに流れる吸気流量を算出することができる。
The
吸気通路3aにはターボ過給機4のコンプレッサ4aが配設されており、吸気通路3bにはターボ過給機5のコンプレッサ5aが配設されている。コンプレッサ4a、5aは、それぞれ吸気通路3a、3bを通過する吸気を圧縮する。
A
吸気通路3aと3bの合流位置より下流側には、スロットルバルブ19が設けられている。スロットルバルブ19は吸気流量を制御するバルブであり、ECU50から供給される制御信号S19によりその開度が制御される。
A
吸気通路3bには、吸気切替弁6、及びリード弁7が設けられている。吸気切替弁6は、ECU50から供給される制御信号S6によって開閉が制御され、吸気通路3bを通過する吸気の流量を調整可能に構成されている。例えば、吸気切替弁6を開閉させることにより、吸気通路3bにおける吸気の流通/遮断を切り替えることができる。リード弁7は、通路中の圧力が所定以上となった際に開弁するように構成されている。
An
吸気通路3のスロットルバルブ19より下流位置には、過給圧センサ9が設けられている。過給圧センサ9は、過給された吸気の圧力(以下、「実過給圧」とも呼ぶ。)を検出し、この実過給圧に対応する検出信号S9をECU50に供給する。
A
内燃機関8は、左右のバンク(気筒群)8L、8Rにそれぞれ4つずつの気筒(シリンダ)8La、8Raが設けられたV型8気筒のエンジンとして構成されている。内燃機関8は、吸気通路3より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。内燃機関8は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。そして、内燃機関8内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路10に排出される。なお、本発明は、内燃機関8を8気筒で構成することに限定されない。
The
排気通路10にはEGR通路11が接続されている。EGR通路11は、一端が排気通路10に接続されており、他端が吸気通路3に接続されている。EGR通路11は、排気ガス(EGRガス)を吸気系に還流するための通路である。EGR通路11には、EGRクーラ12と、EGR弁14と、バイパス通路11aと、バイパス弁13とが設けられている。EGRクーラ12はEGRガスを冷却する装置であり、EGR弁14はEGR通路11を通過するEGRガスの流量を調節する弁、言い換えると吸気系に還流させるEGRガスの量を調節する弁である。EGR弁14は、ECU50から供給される制御信号S14によって開度が制御される。また、バイパス通路11aは、EGRクーラ12をバイパスする通路であり、バイパス弁13が設けられている。バイパス弁13によって、バイパス通路11aを通過するEGRガスの流量が調節される。
An EGR passage 11 is connected to the
排気通路10は途中で排気通路10a、10bに分岐されており、排気通路10aにはターボ過給機4のタービン4bが配設されており、排気通路10bにはターボ過給機5のタービン5bが配設されている。タービン4b、5bは、それぞれ、排気通路10a、10bを通過する排気ガスによって回転される。このようなタービン4b、5bの回転トルクが、ターボ過給機4内のコンプレッサ4a及びターボ過給機5内のコンプレッサ5aに伝達されて回転することによって吸気が圧縮される(即ち過給される)こととなる。なお、第1のターボ過給機4は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成され、第2のターボ過給機5は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。
The
また、ターボ過給機4、5は、それぞれ可変過給機構としての可変ノズル(VN:Variable Nozzle)4c、5cを備えている。可変ノズル4c、5cは、ECU50から供給される制御信号S4、S5により開度が調整される。可変ノズルを閉じることによりターボ過給機の過給圧は上昇し、可変ノズルを開くことにより過給圧は減少する。なお、図1では、ターボ過給機4、5の両方が可変ノズル4c、5cを備える可変ターボ過給機として構成されているが、後述する本発明の各実施例においては、ターボ過給機4のみが可変ターボ過給機として構成される場合と、ターボ過給機4、5の両方が可変ターボ過給機として構成される場合とがある。
The
排気通路10bには、排気切替弁15が設けられていると共に、排気バイパス通路10baが接続されている。排気切替弁15は、ECU50から供給される制御信号S15によって開閉が制御され、排気通路10bを通過する排気ガスの流量を調整可能に構成されている。例えば、排気切替弁15を開閉させることにより、排気通路10bにおける排気ガスの流通/遮断を切り替えることができる。また、排気バイパス通路10baは、排気切替弁15が設けられた排気通路10bをバイパスする通路として構成されている。具体的には、排気バイパス通路10baは、排気切替弁15が設けられた排気通路10bよりも、通路の径が小さく構成されている。また、排気バイパス通路10ba中には排気バイパス弁16が設けられており、この排気バイパス弁16によって、排気バイパス通路10baを通過する排気ガスの流量が調節される。
An
なお、前述した吸気切替弁6、排気切替弁15、及び排気バイパス弁16が全て閉である場合には、ターボ過給機4にのみ吸気及び排気ガスが供給され、ターボ過給機5には吸気及び排気ガスが供給されない。そのため、ターボ過給機4のみが作動し、ターボ過給機5は作動しない。一方、吸気切替弁6が開であり、排気切替弁15及び排気バイパス弁16のいずれかが開である場合には、ターボ過給機4、5の両方に吸気及び排気ガスが供給される。そのため、ターボ過給機4、5の両方が作動する。
When the
ECU50は、図示しないCPU、ROM、RAM、及びA/D変換器などを含んで構成される。ECU50は、車両内の各種センサから供給される出力等に基づいて、車両内の制御を行う。具体的には、ECU50は、過給圧センサ9から実過給圧を取得し、この実過給圧などに基づいて、吸気切替弁6、EGR弁14、及び排気切替弁15、並びに排気バイパス弁16などに対する制御を行う。
The ECU 50 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, and the like (not shown). The ECU 50 performs in-vehicle control based on outputs supplied from various sensors in the vehicle. Specifically, the ECU 50 acquires the actual boost pressure from the
特に、ECU50は、吸気切替弁6、排気切替弁15、及び排気バイパス弁16を制御することによって、第1のターボ過給機4のみを作動させるモード(「1個ターボモード」と呼ぶ。)と、第1及び第2のターボ過給機4、5の両方を作動させるモード(「2個ターボモード」と呼ぶ。)とを切り替える制御を行う。詳しくは、ECU50は、運転状態等、例えばエンジン回転数及び要求トルクに基づいて、1個ターボモードから2個ターボモードへの切り替え、及び、2個ターボモードから1個ターボモードへの切り替えを実行する。基本的に、内燃機関の低速回転領域では1個ターボモードで過給がなされ、加速時や高速回転領域では2個ターボモードで過給がなされる。
In particular, the ECU 50 controls the
ここで、1個ターボモードと2個ターボモードとを切り替える際に実行される基本的な制御について簡単に説明する。前述したように、モードの切り替えは、ECU50が、吸気切替弁6、排気切替弁15、及び排気バイパス弁16を制御することによって行う。具体的には、1個ターボモードから2個ターボモードへ切り替える場合には、ECU50は、吸気切替弁6、排気切替弁15、及び排気バイパス弁16を閉から開に制御する。この場合、ECU50は、基本的には、排気バイパス弁16、排気切替弁15、吸気切替弁6の順に弁を開にすることによって、切り替えを実行する。より詳しくは、まず排気バイパス弁16を少しずつ開いていき、この状態において所定の条件が満たされたときに排気切替弁15を開いていき、その後に吸気切替弁6を開く。この場合、最初に排気バイパス弁16を少し開くのは、比較的小流量の排気ガス(排気バイパス通路10baの径が小さいため)をターボ過給機5に供給することで、ターボ過給機5を徐々に作動(即ち、助走)させるためである。言い換えると、最初に排気切替弁15を開くことによって、比較的大流量の排気ガスがターボ過給機5に一気に流れて、トルクショックなどが生じてしまうことを防止するためである。一方、1個ターボモードから2個ターボモードへ切り替える場合には、ECU50は、上記と同様にして、吸気切替弁6、排気切替弁15、及び排気バイパス弁16を開から閉に制御する。
Here, basic control executed when switching between the single turbo mode and the dual turbo mode will be briefly described. As described above, the mode is switched by the ECU 50 controlling the
図2は、2つのターボ過給機が可変ターボ過給機である場合の、各ターボ過給機の可変ノズル開度と過給圧との関係を示すグラフである。図2において、横軸は第1のターボ過給機4の可変ノズル(VN)開度を示し、縦軸は過給圧を示す。また、グラフ60aは第2のターボ過給機5の可変ノズル開度が全閉である場合の過給圧を示し、グラフ60bは第2のターボ過給機5の可変ノズル開度が中間開度であるときの過給圧を示し、グラフ60cは第2のターボ過給機5の可変ノズル開度が全開であるときの過給圧を示す。なお、各グラフ60a〜60cが示す過給圧は、システム全体の過給圧、即ち2つのターボ過給機による過給圧である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the variable nozzle opening and the supercharging pressure of each turbocharger when the two turbochargers are variable turbochargers. In FIG. 2, the horizontal axis represents the variable nozzle (VN) opening of the
図2から理解されるように、2つのターボ過給機の可変ノズル開度が全閉であるときに過給圧は最も高くなり、2つのターボ過給機の可変ノズル開度が全開であるときに過給圧は最も低くなる。図2は、2つのターボ過給機をともに可変ターボ過給機として構成することにより、過給圧を広範囲に制御可能となることを示している。即ち、仮に第1のターボ過給機4のみが可変ターボ過給機として構成された場合、第2のターボ過給機5は可変ノズルを全閉にしたのと等価となるので、過給圧の制御可能な範囲はグラフ60aで示す範囲、即ち矢印85で示す過給圧の範囲に限定される。これに対し、第2のターボ過給機5も可変ターボ過給機として構成すれば、2つのターボ過給機の可変ノズル開度を制御することにより、グラフ60a〜60cの範囲、即ち、矢印86で示す広い範囲で過給圧を制御可能となる。
As can be understood from FIG. 2, when the variable nozzle openings of the two turbochargers are fully closed, the supercharging pressure becomes the highest, and the variable nozzle openings of the two turbochargers are fully open. Sometimes the boost pressure is the lowest. FIG. 2 shows that the supercharging pressure can be controlled over a wide range by configuring both turbochargers as variable turbochargers. That is, if only the
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described.
まず、2つのターボ過給機が可変ターボ過給機である場合の動作限界及びサージの発生について説明する。図3は、第1のターボ過給機4と第2のターボ過給機5の動作限界特性、具体的にはサージ限界特性及び回転限界特性を示す。図3において、横軸は各ターボ過給機に流れる空気量を示し、縦軸は圧力比を示す。ここで「圧力比」とは、大気圧に対する過給圧の比を指し、2つのターボ過給機で同一の値を有する。
First, the operation limit and the occurrence of surge when the two turbochargers are variable turbochargers will be described. FIG. 3 shows operation limit characteristics of the
ターボ過給機には回転限界がある。回転限界を超えてターボ過給機の圧力比や空気量が増加するとターボ過給機に破損などが生じうる。図3において、実線のグラフ81は第1のターボ過給機4の回転限界特性を示し、破線のグラフ82は第2のターボ過給機の回転限界特性を示す。なお、2つの回転限界特性が異なっている理由は、2つのターボ過給機の容量が異なるからである。ターボ過給機の破損などを防止するため、空気量及び圧力比により決まる動作点を、回転限界特性よりも左下の領域に維持する必要がある。
Turbochargers have rotation limits. If the pressure ratio or the air amount of the turbocharger increases beyond the rotation limit, the turbocharger may be damaged. In FIG. 3, a
また、ターボ過給機では、機関の低回転時に吸気の圧力、流量が周期的に変動して運転が不安定となる。この現象は「サージ」と呼ばれる。従って、2つのターボ過給機はサージが発生しない領域で動作させる必要がある。図3において、実線のグラフ71は第1のターボ過給機4のサージ限界特性を示し、破線のグラフ72は第2のターボ過給機5のサージ限界特性を示す。なお、2つのサージ限界特性が異なっている理由は、2つのターボ過給機の容量が異なるからである。よって、サージの発生を防止するためには、2つのターボ過給機の動作点をサージ限界特性よりも右側に維持する必要がある。
Moreover, in the turbocharger, the intake pressure and flow rate periodically change when the engine is running at a low speed, and the operation becomes unstable. This phenomenon is called “surge”. Therefore, it is necessary to operate the two turbochargers in a region where no surge occurs. In FIG. 3, a
ここで、仮に2つのターボ過給機の容量が等しい場合には、2つのターボ過給機の空気量が等しくなるように制御すればよい。しかし、本実施形態では、上述のように2つのターボ過給機は容量が異なっている。よって、2つのターボ過給機の空気量を等しくすると、図3から理解されるように、第2のターボ過給機5のサージ限界特性72の方が第1のターボ過給機4のサージ限界特性71より右側の領域にあるため、大容量である第2のターボ過給機5の方がサージしやすくなる。そこで、本発明では、2つのターボ過給機がそれぞれのサージ限界に対して同等の余裕を持つように、各ターボ過給機の空気量を制御する。具体的には、図3に示すように、第1のターボ過給機4は、サージ限界特性71から所定の余裕(以下、「サージ余裕」と呼ぶ。)M1を有する動作点P1で動作するように空気量を制御する。同時に、第2のターボ過給機5は、サージ限界特性72から同一のサージ余裕M2(=M1)を有する動作点P2で動作するように空気量を制御する。この空気量の制御は可変ノズル開度の制御により実現される。これにより、2つのターボ過給機は、それぞれのサージ限界に対して同等の余裕を持った状態で動作することになり、いずれのターボ過給機においてもサージが発生することを防止できる。
Here, if the capacity of the two turbochargers is equal, control may be performed so that the air amounts of the two turbochargers are equal. However, in the present embodiment, the capacity of the two turbochargers is different as described above. Accordingly, when the air amounts of the two turbochargers are made equal, the
制御方法としては、図3において、第1のターボ過給機4を動作点P1で動作させるための空気量GA1と、第2のターボ過給機5を動作点P2で動作させるための空気量GA2との空気量比が所定範囲内の値になるように、より好ましくは所定の目標空気量比(GA1/GA2)となるように、第1のターボ過給機の可変ノズル開度、又は、第1及び第2のターボ過給機の可変ノズル開度を制御する。これにより、広範囲で過給圧を制御しつつ、サージの発生を防止することができる。以下、各実施例における具体的な制御について説明する。
As a control method, in FIG. 3, the air amount GA1 for operating the
(第1実施例)
第1実施例では、第1のターボ過給機4のみを可変ターボ過給機として構成し、第2のターボ過給機5は可変ノズルを有しないターボ過給機とする。この場合、1個ターボモードにおいては、ECU50は、第1のターボ過給機4の実過給圧が、目標過給圧と一致するように可変ノズル4cの開度を制御する。なお、目標過給圧は、運転状態等、例えばエンジン回転数及び要求トルクに基づいて決定される。この制御を、「過給圧制御」又は「過給圧フィードバック(F/B)制御」と呼ぶ。
(First embodiment)
In the first embodiment, only the
一方、2個ターボモードにおいては、ターボ過給機4の可変ノズル4cの開度に応じて各ターボ過給機4、5に流れる空気量の比が変動する。具体的に、可変ノズル4cを閉じると第1のターボ過給機4の空気量が減少し、その分第2のターボ過給機5の空気量が増加する。逆に、可変ノズルを開くと第1のターボ過給機4の空気量が増加し、その分第2のターボ過給機5の空気量が減少する。ここで、いずれの場合でも、空気量が減少しすぎると前述のようにサージが発生してしまう。そこで、2個ターボモードにおいては、2つのターボ過給機のサージ余裕が同等となるように、具体的には図3を参照して説明したように、2つのターボ過給機の空気量比が所定の目標空気量比となるように、第1のターボ過給機の可変ノズル4cの開度を制御する。この制御を「空気量比制御」と呼ぶ。
On the other hand, in the two turbo mode, the ratio of the amount of air flowing through the
図4は、第1実施例による第1のターボ過給機の動作状態を示すグラフである。図4(A)は第1のターボ過給機の過給圧の時間変化を示し、図4(B)は全体の空気量GAall(第1及び第2のターボの空気量の合計)に対する第1のターボの空気量GA1の比(即ち空気量比GA1/GAall)の時間変化を示し、図4(C)は第1のターボ過給機の可変ノズル開度の時間変化を示す。なお、図4(A)〜(C)において、時刻tcまでは1個ターボモードで動作し、時刻tcにおいて2個ターボモードに切り替えられたものとする。 FIG. 4 is a graph showing an operating state of the first turbocharger according to the first embodiment. FIG. 4 (A) shows the time change of the supercharging pressure of the first turbocharger, and FIG. 4 (B) shows the first change with respect to the total air amount GAall (the sum of the air amounts of the first and second turbo). The time change of the ratio of the air amount GA1 of one turbo (ie, the air amount ratio GA1 / GAall) is shown, and FIG. 4C shows the time change of the variable nozzle opening of the first turbocharger. In FIGS. 4A to 4C, it is assumed that the operation is performed in the single turbo mode until time tc and the mode is switched to the two turbo mode at time tc.
図4(A)において、時刻tcまでは、1個ターボモードであるので、過給圧は1個ターボモードの特性91に従って変化する。そして、時刻tc以後は、過給圧は2個ターボモードの特性92に従って変化する。よって、過給圧は実際には特性93に従って推移する。 In FIG. 4A, since the single turbo mode is used until time tc, the supercharging pressure changes according to the characteristic 91 of the single turbo mode. After the time tc, the supercharging pressure changes according to the two-turbo mode characteristic 92. Therefore, the supercharging pressure actually changes according to the characteristic 93.
図4(B)において、時刻tcまでは、第1のターボ過給機4では、過給圧制御により、実過給圧が目標過給圧となるように可変ノズル4cの開度が制御される。図4(B)における破線94aは1個ターボモードにおける第1のターボ過給機4の空気量比を示している。この空気量比は、実過給圧が目標過給圧と等しくなるときの空気量に相当する。一方、時刻tc以後は、第1及び第2のターボ過給機の空気量は、それぞれのサージ余裕が同等となる所定の空気量比と一致するように可変ノズル4cが制御される。破線94bは、このときの第1のターボ過給機の空気量比を示している。
In FIG. 4B, until the time tc, in the
図4(C)において、時刻tcまでは、第1のターボ過給機4は、過給圧制御により可変ノズル4cの開度が制御されている。そして、時刻tcからは、第1及び第2のターボ過給機は、それぞれのサージ余裕が同等となる所定の目標空気量比となるように、可変ノズル4c、5cの開度が制御される。
In FIG. 4C, until the time tc, in the
図5は、第1実施例による過給機制御のフローチャートである。まず、ECU50は、内燃機関の運転状態が1個ターボモードの作動域であるか否かを判定する(ステップS101)。1個ターボモードの作動域である場合、ECU50は過給圧制御を実行する(ステップS103)。一方、1個ターボモードの作動域でない場合(ステップS101;No)、ECU50は2個ターボモードの作動域であるか否かを判定する(ステップS102)。2個ターボモードの作動域である場合、ECU50は空気量比制御を実行する(ステップS104)。一方、2個ターボモードの作動域でない場合(ステップS102;No)、1個ターボモードと2個ターボモードの間のモード切替制御を実施する(ステップS105)。 FIG. 5 is a flowchart of supercharger control according to the first embodiment. First, the ECU 50 determines whether or not the operating state of the internal combustion engine is in the single turbo mode operating range (step S101). When the operating range is in the single turbo mode, the ECU 50 executes supercharging pressure control (step S103). On the other hand, when the operating range is not in the single turbo mode (step S101; No), the ECU 50 determines whether the operating range is in the dual turbo mode (step S102). If it is in the two-turbo mode operating range, the ECU 50 executes air amount ratio control (step S104). On the other hand, when the operating range is not in the two turbo mode (step S102; No), the mode switching control between the single turbo mode and the two turbo mode is performed (step S105).
次に、ステップS103の過給圧制御について詳しく説明する。図6は過給圧制御のフローチャートである。まず、ECU50は、内燃機関の運転状態、具体的にはエンジン回転数や要求トルクなどに基づいて、目標過給圧を決定する(ステップS201)。次に、ECU50は、過給圧センサ9からの検出信号S9から実過給圧を取得する(ステップS202)。そして、ECU50は、実過給圧が目標過給圧と等しくなるようにターボ過給機の可変ノズル開度をフィードバック制御する。具体的には、実過給圧が目標過給圧より低い場合(ステップS203;Yes)、ECU50はターボ過給機の可変ノズル開度を所定量閉じる(ステップS204)。一方、実過給圧が目標過給圧より高い場合(ステップS204;No)、ECU50はターボ過給機の可変ノズル開度を所定量開く(ステップS205)。こうして、実過給圧が目標過給圧と等しくなるように、可変ノズル開度がフィードバック制御される。なお、実際の車両の運転中には、運転状態は時々刻々と変化し、目標過給圧は変動するので、それに追従するように可変ノズル開度が調整されることになる。 Next, the supercharging pressure control in step S103 will be described in detail. FIG. 6 is a flowchart of the supercharging pressure control. First, the ECU 50 determines a target boost pressure based on the operating state of the internal combustion engine, specifically, the engine speed, the required torque, and the like (step S201). Next, the ECU 50 acquires the actual boost pressure from the detection signal S9 from the boost pressure sensor 9 (step S202). Then, the ECU 50 feedback-controls the variable nozzle opening of the turbocharger so that the actual supercharging pressure becomes equal to the target supercharging pressure. Specifically, when the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure (step S203; Yes), the ECU 50 closes the variable nozzle opening of the turbocharger by a predetermined amount (step S204). On the other hand, when the actual supercharging pressure is higher than the target supercharging pressure (step S204; No), the ECU 50 opens the variable nozzle opening of the turbocharger by a predetermined amount (step S205). Thus, the variable nozzle opening is feedback-controlled so that the actual supercharging pressure becomes equal to the target supercharging pressure. Note that during actual driving of the vehicle, the driving state changes from moment to moment, and the target supercharging pressure fluctuates, so the variable nozzle opening is adjusted to follow it.
次に、ステップS104の空気量比制御について詳しく説明する。図7は、空気量比制御のフローチャートである。まず、ECU50は、目標空気量比を決定する(ステップS301)。これは、具体的には図3及び図4を参照して説明したように行われる。即ち、ECU50は、図3に例示する2つのターボ過給機の限界特性71、72、81、82を予め取得し、マップなどの状態で保持している。そして、ECU50は、過給圧センサ9からの検出信号S9と大気圧とに基づいて現在の圧力比を決定する。これにより、図3における破線75が決定する。そして、ECU50は、破線75上で、サージ限界特性71が示すサージ限界から所定のサージ余裕M1を有するように第1のターボ過給機4の動作点P1を決定するとともに、サージ限界特性72が示すサージ限界から同等のサージ余裕M2(=M1)を有するように第2のターボ過給機5の動作点P2を決定し、それぞれの動作点P1、P2における空気量GA1、GA2の比を目標空気量比とする。なお、この場合、目標空気量比は、各ターボ過給機の空気量の比:GA1/GA2としてもよく、各ターボ過給機の空気量の合計に対する一方の過給機の空気量の比:GA1/GAall(=GA1+GA2)としてもよい。図4の説明は後者の場合である。
Next, the air amount ratio control in step S104 will be described in detail. FIG. 7 is a flowchart of the air amount ratio control. First, the ECU 50 determines a target air amount ratio (step S301). Specifically, this is performed as described with reference to FIGS. That is, the ECU 50 acquires in advance the
こうして目標空気量比が決定されると、ECU50は、エアフローメータ17、18からの検出信号S17、S18に基づいて実際の空気量比(「実空気量比」とも呼ぶ。)を求める(ステップS302)。そして、ECU50は、実空気量比が目標空気量比と等しくなるように、ターボ過給機の可変ノズル開度を制御する。具体的には、実空気量比が目標空気量比より小さい場合(ステップS303;Yes)、ECU50はターボ過給機の可変ノズル開度を所定量閉じる(ステップS304)。一方、実空気量比が目標空気量比より大きい場合(ステップS304;No)、ECU50はターボ過給機の可変ノズル開度を所定量開く(ステップS305)。こうして、実空気量比が目標空気量比と等しくなるように、可変ノズル開度がフィードバック制御される。なお、実際の車両の運転中に過給圧が変動し、それに応じて目標空気量比は変化するので、それに追従するように可変ノズル開度が調整されることになる。
When the target air amount ratio is thus determined, the ECU 50 obtains the actual air amount ratio (also referred to as “actual air amount ratio”) based on the detection signals S17 and S18 from the
なお、上記の例では、まず目標空気量比を決定し、実空気量比が目標空気量比と等しくなるように可変ノズル開度を制御している。その代わりに、結果的に許容できる所定範囲の空気量比が得られるように、可変ノズル開度に対してフィードフォワード型の制御を行うこととしてもよい。 In the above example, the target air amount ratio is first determined, and the variable nozzle opening is controlled so that the actual air amount ratio becomes equal to the target air amount ratio. Instead, feed-forward control may be performed on the variable nozzle opening so that an air amount ratio in a predetermined range that is acceptable as a result is obtained.
以上説明したように、第1実施例では、第1のターボ過給機のみが可変ターボ過給機である場合に、2個ターボモードにおいては空気量比制御を実行するので、過給圧を広範囲で制御することができるとともに、各ターボ過給機のサージ発生を防止することができる。 As described above, in the first embodiment, when only the first turbocharger is a variable turbocharger, the air amount ratio control is executed in the two-turbo mode. While being able to control in a wide range, it is possible to prevent the occurrence of surge in each turbocharger.
(第2実施例)
第2実施例は、2つのターボ過給機がともに可変ターボ過給機である場合の例である。1個ターボモードでは第1実施例と同様に過給圧制御を実行する。一方、2個ターボモードでは、2つのターボ過給機のうちの一方で過給圧制御を実行し、他方で空気量比制御を実行する。なお、過給圧制御及び空気量比制御の内容は第1実施例と同様である。
(Second embodiment)
The second embodiment is an example in which both turbochargers are variable turbochargers. In the single turbo mode, the supercharging pressure control is executed as in the first embodiment. On the other hand, in the two turbo mode, one of the two turbochargers performs the supercharging pressure control, and the other executes the air amount ratio control. The contents of the supercharging pressure control and the air amount ratio control are the same as in the first embodiment.
図8は、第2実施例による過給機制御フローチャートである。まず、ECU50は、内燃機関の運転状態が1個ターボモードの作動域であるか否かを判定する(ステップS401)。1個ターボモードの作動域である場合、ECU50は過給圧制御を実行する(ステップS403)。一方、1個ターボモードの作動域でない場合(ステップS401;No)、ECU50は2個ターボモードの作動域であるか否かを判定する(ステップS402)。2個ターボモードの作動域でない場合(ステップS402;No)、ECU50は1個ターボモードと2個ターボモードの間のモード切替制御を実施する(ステップS406)。 FIG. 8 is a supercharger control flowchart according to the second embodiment. First, the ECU 50 determines whether or not the operating state of the internal combustion engine is in the single turbo mode operating range (step S401). If the operating range is in the single turbo mode, the ECU 50 executes supercharging pressure control (step S403). On the other hand, when it is not the operating range of the single turbo mode (step S401; No), the ECU 50 determines whether or not it is the operating range of the double turbo mode (step S402). When it is not in the operation range of the two turbo mode (step S402; No), the ECU 50 performs mode switching control between the single turbo mode and the two turbo mode (step S406).
2個ターボモードの作動域である場合、ECU50は一方のターボ過給機で空気量比制御を実行する(ステップS404)とともに、他方のターボ過給機で過給圧制御を実行する(ステップS405)。この場合、空気量比制御を実行しているターボ過給機側で可変ノズル開度が変更されると、それに応じて過給圧制御を実行しているターボ過給機側の実過給圧が変化するが、そのターボ過給機ではその変化を受け入れた上で目標過給圧が得られるように可変ノズル開度を制御して過給圧制御を行う。同様に、過給圧制御を実行しているターボ過給機側で可変ノズル開度が変更されると、それに応じて空気量比制御を実行しているターボ過給機側の空気量比が変化するが、そのターボ過給機ではその変化を受け入れた上で目標空気量比が得られるように可変ノズル開度を制御して空気圧比制御を行う。こうして、2つのターボ過給機は常に相手側による制御の影響を受け入れつつ自己の制御を実行する。よって、過給圧を広範囲に精度よく制御しつつ、サージの発生を防止することができる。 When the operating range is in the two turbo mode, the ECU 50 executes the air amount ratio control with one turbocharger (step S404) and the supercharging pressure control with the other turbocharger (step S405). ). In this case, when the variable nozzle opening is changed on the turbocharger side that is executing the air amount ratio control, the actual supercharging pressure on the turbocharger side that is performing the supercharging pressure control accordingly. However, the turbocharger performs the supercharging pressure control by controlling the variable nozzle opening so as to obtain the target supercharging pressure after accepting the change. Similarly, when the variable nozzle opening is changed on the turbocharger side that is executing the supercharging pressure control, the air amount ratio on the turbocharger side that is executing the air amount ratio control is changed accordingly. Although it changes, the turbocharger accepts the change and controls the air pressure ratio by controlling the variable nozzle opening so that the target air amount ratio is obtained. Thus, the two turbochargers always perform their own control while accepting the influence of the control by the other party. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of surge while accurately controlling the supercharging pressure over a wide range.
(第3実施例)
第3実施例は、車両が加速状態から減速状態に移行するときのサージ発生を防止するものである。図9は減速時にサージが発生する様子を説明する図である。グラフ71はサージ限界特性を示し、グラフ81は回転限界特性を示す。
(Third embodiment)
The third embodiment prevents a surge from occurring when the vehicle shifts from an acceleration state to a deceleration state. FIG. 9 is a diagram for explaining how a surge occurs during deceleration. A
一般的に、ターボ過給機を備える内燃機関において急加速から減速する場合、スロットルが瞬時に閉じられて空気量が減少するが、排気ガスのエネルギーでターボ過給機はしばらく回り続けるため、圧力比ほとんど下がらず、場合によってはむしろ上昇する。図9において、サージ余裕のある動作点P3で内燃機関が動作しているときに減速モードに移行すると、空気量が減少するとともに圧力比はほとんど下がらないか多少上昇するため、動作点はPxへ以降し、サージが発生する。特に、図1に示すような2つのターボ過給機で吸排気系を共有するシステムでは、圧力比に対して各ターボ過給機の空気量が小さいため、サージが発生しやすい。ここで、各ターボ過給機が可変ターボ過給機であれば、可変ノズルを開くことにより圧力比を低下させ、サージを防止することができるのであるが、2つのターボ過給機の容量が異なる場合、単純に2つのターボ過給機の可変ノズルを全開にすると、排気ガス量の偏りにより逆に過給圧が上昇し、サージが発生しやすくなる。そこで、第3実施例では、内燃機関の減速時に各ターボ過給機のサージ余裕を確保するように空気量比制御を行う。 Generally, when decelerating from sudden acceleration in an internal combustion engine equipped with a turbocharger, the throttle is instantaneously closed and the amount of air decreases, but the turbocharger continues to rotate for a while due to the energy of the exhaust gas. The ratio is hardly lowered, and in some cases, it rises rather. In FIG. 9, when shifting to the deceleration mode when the internal combustion engine is operating at the operating point P3 having a surge margin, the air amount decreases and the pressure ratio hardly decreases or slightly increases. After that, a surge occurs. In particular, in a system in which an intake / exhaust system is shared by two turbochargers as shown in FIG. 1, surge is likely to occur because the amount of air in each turbocharger is small relative to the pressure ratio. Here, if each turbocharger is a variable turbocharger, the pressure ratio can be reduced by opening the variable nozzle and surge can be prevented. However, the capacity of the two turbochargers is If they are different, if the variable nozzles of the two turbochargers are simply fully opened, the supercharging pressure rises conversely due to the deviation of the exhaust gas amount, and a surge tends to occur. Therefore, in the third embodiment, the air amount ratio control is performed so as to ensure the surge margin of each turbocharger when the internal combustion engine is decelerated.
まず、第1のターボ過給機4のみが可変ターボ過給機である場合について説明する。図10は、第3実施例による過給機制御のフローチャートである。ECU50は、内燃機関の運転状態が2個ターボモードの作動域であるか否かを判定する(ステップS501)。2個ターボモードの作動域である場合、ECU50は車両が減速状態であるか否かを判定する(ステップS502)。例えばスロットル開度が全閉であり、エンジン回転数が所定回転数以下であるときに、ECU50は車両が減速状態であると判定する。そして、減速状態であると判定した場合(ステップS502;Yes)、ECU50は空気量比制御を実行する(ステップS504)。ここでの空気量比制御の手法は基本的に第1及び第2実施例と同様である。なお、第3実施例では、目標空気量比の決定方法として、第1及び第2実施例と同様に2つのターボ過給機のサージ余裕が同等となるという条件に加え、2つのターボ過給機のタービンに流れる排気ガス量が同一又は近い量となるという条件を付加してもよい。この条件を付加することにより、2つのターボ過給機間の排気ガス流量の偏りを抑えることができ、確実に圧力比を低下させてサージを防止することができる。
First, a case where only the
一方、2個ターボモードの作動域でない場合(ステップS501;No)及び減速状態でない場合(ステップS502;No)、ECU50は過給圧制御を実行する(ステップS503)。この過給圧制御は第1及び第2実施例と同様である。なお、図10に示した例では、車両が減速状態でない場合には過給圧制御を実行することとしているが、その代わりに減速状態でない場合にも空気量比制御を実行することとしてもよい。その場合には、減速状態と減速状態で無い場合とでは、基本的な制御内容は同様となるが、例えば上記の2つのターボ過給機のタービンに流れる排気ガス量が同一又は近い量となるという条件付加するなどして、目標空気量比を異ならせてもよい。 On the other hand, when the operating range is not in the two-turbo mode (step S501; No) and when not in the deceleration state (step S502; No), the ECU 50 executes supercharging pressure control (step S503). This supercharging pressure control is the same as in the first and second embodiments. In the example shown in FIG. 10, the supercharging pressure control is executed when the vehicle is not in a deceleration state. Instead, the air amount ratio control may be executed even when the vehicle is not in a deceleration state. . In that case, the basic control contents are the same between the deceleration state and the case where the deceleration state is not, but the amount of exhaust gas flowing through the turbines of the two turbochargers is the same or close, for example. For example, the target air amount ratio may be varied by adding a condition such as
次に、2つのターボ過給機が可変ターボ過給機である場合について説明する。この場合も、基本的には図10に示すフローチャートと同様の制御が実行される。ただし、目標空気量比を決定するための条件として、2つのターボ過給機のサージ余裕が同等となるという条件、2つのターボ過給機のタービンに流れる排気ガス量が同一又は近い量となるという条件に加え、各ターボ過給機の可変ノズルを過給圧が低くなるようにできる限り全開に近い開度に設定するという条件を加えてもよい。この場合、実際には2つのターボ過給機は容量が異なるので、容量が小さい第1のターボ過給機4の可変ノズルを全開とし、容量が大きい第2のターボ過給機5の可変ノズルを全開より少し閉じた開度とすることが好ましい。これにより、2つのターボ過給機間の排気ガス流量の偏りを抑えることができ、確実に圧力比を低下させてサージを防止することができる。
Next, a case where the two turbochargers are variable turbochargers will be described. Also in this case, basically the same control as the flowchart shown in FIG. 10 is executed. However, as a condition for determining the target air amount ratio, the condition that the surge margins of the two turbochargers are equal, and the amount of exhaust gas flowing through the turbines of the two turbochargers are the same or close to each other In addition to the above condition, a condition may be added in which the variable nozzle of each turbocharger is set to an opening degree that is as close to full opening as possible so that the supercharging pressure becomes low. In this case, since the two turbochargers actually have different capacities, the variable nozzle of the
なお、2つのターボ過給機がともに可変ターボ過給機である場合、本実施例では、原則として一方のターボ過給機により上記の空気量比制御を行えば、他方のターボ過給機による制御方法は問わない。よって、他方のターボ過給機でも同様の空気量比制御を行ってもよいし、第2実施例のように他方のターボ過給機では過給圧制御を行ってもよい。例えば、車両の減速状態以外では2つのターボ過給機でともに過給圧制御を実行し、減速状態になったときに一方のターボ過給機は過給圧制御を継続するとともに、他方のターボ過給機で上記の空気量比制御を実行することとしてもよい。 In the case where the two turbochargers are both variable turbochargers, in the present embodiment, in principle, if the above air amount ratio control is performed by one turbocharger, the other turbocharger The control method does not matter. Therefore, the same air amount ratio control may be performed in the other turbocharger, or the supercharging pressure control may be performed in the other turbocharger as in the second embodiment. For example, when the vehicle is not decelerated, the two turbochargers execute the supercharging pressure control. When the decelerating state is reached, one turbocharger continues the supercharging pressure control and the other turbocharger It is good also as performing said air quantity ratio control with a supercharger.
以上説明したように、第3実施例では、特にサージが発生しやすい車両の減速時に空気量比制御を実行することによりサージの発生を確実に防止する。 As described above, in the third embodiment, the occurrence of a surge is surely prevented by executing the air amount ratio control at the time of deceleration of a vehicle in which a surge is particularly likely to occur.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、2つのターボ過給機をともに可変ターボ過給機として構成する。そして、2個ターボモードでは2つのターボ過給機でともに過給圧制御を実行する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the two turbochargers are both configured as variable turbochargers. In the two-turbo mode, supercharging pressure control is executed by two turbochargers.
図2を参照して説明したように、2つのターボ過給機をともに可変ターボ過給機として構成すると、グラフ60a〜60cがカバーする広範囲で過給圧を精度よく制御できる。よって、第2実施形態では、過給圧の制御範囲を最大とするために、2個ターボモードでは2つのターボ過給機で過給圧制御を実行する。
As described with reference to FIG. 2, if both turbochargers are configured as variable turbochargers, the supercharging pressure can be accurately controlled over a wide range covered by the
ただし、この場合、ターボ過給機の容量の相違に基づいて制御量を調整する。つまり、容量が大きいターボ過給機ほど、可変ノズルの制御量に対する過給圧の感度が高いので、可変ノズル開度の制御量(フィードバック制御量)を小さくする。上記の例では、大容量である第2のターボ過給機の制御量を、小容量である第1のターボ過給機の制御量より小さくする。なお、過給圧制御の内容は第1実施例で説明したものと同様である。 However, in this case, the control amount is adjusted based on the difference in the capacity of the turbocharger. That is, since the turbocharger having a larger capacity has higher sensitivity of the supercharging pressure with respect to the control amount of the variable nozzle, the control amount (feedback control amount) of the variable nozzle opening is reduced. In the above example, the control amount of the second turbocharger having a large capacity is made smaller than the control amount of the first turbocharger having a small capacity. The contents of the supercharging pressure control are the same as those described in the first embodiment.
上記の例は、2つのターボ過給機がともに過給圧制御を行う場合のものであるが、同様の考え方を上記の第2実施例に適用してもよい。この場合、2つのターボ過給機でそれぞれ異なる目標値、即ち目標過給圧と目標空気量比に対して制御を行うため、一方の制御により他方に与える影響が大きくなり、干渉を生じやすくなることが考えられる。この対策として各過給圧制御のゲインを下げる方法が考えられるが、そうすると目標に対する追従性が低下する。 The above example is for the case where both turbochargers perform supercharging pressure control, but the same idea may be applied to the second embodiment. In this case, since the two turbochargers control different target values, that is, the target supercharging pressure and the target air amount ratio, the influence of one control on the other increases, and interference easily occurs. It is possible. As a countermeasure, a method of lowering the gain of each supercharging pressure control is conceivable. However, the followability to the target is lowered.
そこで、一方のターボ過給機で過給圧制御を実行し、他方のターボ過給機で空気量比制御を実行する場合に、それぞれのターボ過給機の容量に応じて制御量を調整する。具体的には、大容量である第2のターボ過給機による制御量を、第1のターボ過給機の制御量より小さくする。これにより、2つの制御を同時に行う場合の干渉を抑制することができ、2つのターボ過給機間の干渉を抑制しつつ、広範囲の過給圧制御が可能となる。 Therefore, when the supercharging pressure control is executed by one turbocharger and the air amount ratio control is executed by the other turbocharger, the control amount is adjusted according to the capacity of each turbocharger. . Specifically, the control amount by the second turbocharger having a large capacity is made smaller than the control amount of the first turbocharger. Thereby, interference in the case where two controls are simultaneously performed can be suppressed, and a wide range of supercharging pressure control can be performed while suppressing interference between the two turbochargers.
2 エアクリーナ
3 吸気通路
4、5 ターボ過給機
4a、5a コンプレッサ
4b、5b タービン
4c、5c 可変ノズル
6 吸気切替弁
8 内燃機関
8a 気筒
9 過給圧センサ
10 排気通路
11 EGR通路
14 EGR弁
15 排気切替弁
16 排気バイパス弁
50 ECU
2
Claims (6)
前記第1の過給機と前記第2の過給機の空気量比が所定範囲内となるように、前記第1及び第2の過給機の空気量を制御する空気量比制御を実行する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。 First and second superchargers disposed in parallel to the intake passage and the exhaust passage;
Air amount ratio control is performed to control the air amount of the first and second superchargers so that the air amount ratio of the first supercharger and the second supercharger is within a predetermined range. A supercharger control apparatus for an internal combustion engine.
前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機の目標空気量比を決定し、前記第1及び第2の過給機の実際の空気量比が前記目標空気量比となるように前記可変過給機構を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の過給機制御装置。 At least one of the first and second superchargers includes a variable supercharging mechanism,
The control means determines a target air amount ratio of the first and second superchargers so that an actual air amount ratio of the first and second superchargers becomes the target air amount ratio. The supercharger control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable supercharging mechanism is controlled.
前記制御手段は、前記空気量検出手段が検出した空気量に基づいて、前記実際の空気量比を決定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の過給機制御装置。 An air amount detecting means for detecting an air amount of the first and second superchargers;
The supercharger control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control means determines the actual air amount ratio based on the air amount detected by the air amount detecting means.
前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機の過給圧がそれぞれ目標過給圧となるように空気量をフィードバック制御する過給圧制御を実行し、
前記制御手段は、前記過給圧制御を実行するときには、前記第2の過給機のフィードバック制御量を前記第1の過給機のフィードバック制御量よりも小さくすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。 The second supercharger has a larger capacity than the first supercharger;
The control means performs a supercharging pressure control that feedback-controls the air amount so that the supercharging pressures of the first and second superchargers respectively become a target supercharging pressure,
2. The control unit according to claim 1, wherein when executing the supercharging pressure control, the feedback control amount of the second supercharger is made smaller than the feedback control amount of the first supercharger. The supercharger control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記制御手段は、前記第1及び第2の過給機のうちの一方において前記空気量比制御を実行し、前記第1及び第2の過給機のうちの他方において、過給圧が目標過給圧となるように空気量をフィードバック制御する過給圧制御を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。 The first and second superchargers include a variable supercharging mechanism,
The control means executes the air amount ratio control in one of the first and second superchargers, and a boost pressure is set as a target in the other of the first and second superchargers. The supercharger control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein supercharging pressure control is performed to feedback control the air amount so as to be supercharging pressure.
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