JP2011144770A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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末吉 杉山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably perform an opening control of a variable diffuser, in an internal combustion engine having a low-pressure EGR system. <P>SOLUTION: The control device is for an internal combustion engine including: a supercharger having a compressor (110) with variable diffuser (300) and a turbine (120); and a recirculator (124) recirculating exhaust from an outlet side of the turbine to an inlet side of the compressor. The control device for an internal combustion engine includes: a first pressure detector (105) detecting first pressure as pressure between a guide part in an intake pipe and a compressor; a second pressure detector (104) detecting second pressure as pressure upstream of the guide part in the intake pipe; an estimator (501) estimating a volume of air flowing into the compressor, by using difference between the first pressure and the second pressure; and an opening controller (502) controlling vane opening of the variable diffuser, based on the estimated air volume. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば可変ディフューザ付コンプレッサを含んでなる過給器を有する内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine having a supercharger including, for example, a compressor with a variable diffuser.

この種の内燃機関の制御装置として、ターボチャージャと呼ばれる過給器の挙動を、車両の運転状況に応じて制御するものがある。過給器は、例えばコンプレッサに取り付けられている可変ディフューザのベーン開度を変更することにより、その運転効率が高くなるように制御される（例えば、特許文献１参照）。より具体的には、可変ディフューザのベーン開度は、コンプレッサの回転数、空気流量及び圧力比等に基づいて制御される（例えば、特許文献２及び３参照）。   As a control device for this type of internal combustion engine, there is one that controls the behavior of a supercharger called a turbocharger in accordance with the driving situation of the vehicle. The supercharger is controlled so as to increase its operating efficiency, for example, by changing the vane opening of a variable diffuser attached to the compressor (see, for example, Patent Document 1). More specifically, the vane opening degree of the variable diffuser is controlled based on the rotational speed of the compressor, the air flow rate, the pressure ratio, and the like (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

また、過給器を備える内燃機関では、過給器の出口側から入口側へと排気を還流する低圧ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムを備えるものが知られている（例えば、特許文献４参照）。   Further, an internal combustion engine having a supercharger is known which includes a low pressure EGR (Exhaust Gas Recirculation) system that recirculates exhaust gas from the outlet side to the inlet side of the supercharger (see, for example, Patent Document 4). .

特開２００７−２５５２２０号公報JP 2007-255220 A 特開２００６−１６９９８５号公報JP 2006-169985 A 特開平４−４３８９９号公報JP-A-4-43899 特開２００９−１０８６８０号公報JP 2009-108680 A

ここで、上述した特許文献２及び３に記載されている可変ディフューザの制御技術を、そのまま特許文献４に記載されているような低圧ＥＧＲシステムを備えた内燃機関に適用すると、様々な技術的問題が生じると考えられる。   Here, when the control technique of the variable diffuser described in Patent Documents 2 and 3 described above is applied to an internal combustion engine having a low-pressure EGR system as described in Patent Document 4 as it is, various technical problems will occur. Is considered to occur.

具体的には、例えば低圧ＥＧＲシステムを備えていない内燃機関においては、過給器の上流に設けられたエアフローメータ等によって、過給器に流入される空気の量を把握可能に構成することができる。しかしながら、低圧ＥＧＲシステムが備えられると、還流された排気が過給器の上流に導入されることになるため、同様の手段で過給器に流入される空気の量を把握することが極めて困難となってしまう。   Specifically, for example, in an internal combustion engine that does not include a low-pressure EGR system, an amount of air flowing into the supercharger can be grasped by an air flow meter or the like provided upstream of the supercharger. it can. However, if a low-pressure EGR system is provided, the recirculated exhaust gas is introduced upstream of the supercharger, so it is extremely difficult to grasp the amount of air flowing into the supercharger using the same means. End up.

また、低圧ＥＧＲシステムで還流される排気は新気ほど冷却されないため、過給器に流入される空気の温度を多少なりとも引き上げてしまう結果となる。よって、この温度上昇分についても可変ディフューザの制御においてずれが生じてしまうおそれがある。   Further, since the exhaust gas recirculated in the low pressure EGR system is not cooled as much as fresh air, the temperature of the air flowing into the supercharger is raised somewhat. Therefore, there is a possibility that a deviation occurs in the control of the variable diffuser with respect to the temperature rise.

以上のように、低圧ＥＧＲシステムを備えた内燃機関においては、可変ディフューザの最適な開度制御を行うことが困難であるという技術的問題点がある。   As described above, in an internal combustion engine equipped with a low pressure EGR system, there is a technical problem that it is difficult to perform optimum opening control of the variable diffuser.

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、低圧ＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、好適に可変ディフューザの開度制御を行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and provides an internal combustion engine control device that can suitably control the opening of a variable diffuser in an internal combustion engine equipped with a low pressure EGR system. Is an issue.

本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、可変ディフューザ付きのコンプレッサ及びタービンを有する過給器、並びに排気管における前記タービンの出口側に位置する吸込部から吸気管における前記コンプレッサの入口側に位置する導入部へ排気を還流させる還流手段を備える内燃機関の制御装置であって、前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の圧力である第１圧力を検出する第１圧力検出手段と、前記吸気管における前記導入部より上流の圧力である第２圧力を検出する第２圧力検出手段と、前記第１圧力及び前記第２圧力の差を用いて、前記コンプレッサに流入する空気量を推定する推定手段と、前記推定された空気量に基づいて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する開度制御手段とを備える。   In order to solve the above problems, a control device for an internal combustion engine of the present invention includes a compressor having a variable diffuser and a turbocharger having a turbine, and the compressor in the intake pipe from the suction portion located on the outlet side of the turbine in the exhaust pipe. A control device for an internal combustion engine comprising a recirculation means for recirculating exhaust gas to an introduction portion located on the inlet side of the engine, wherein the first pressure detects a first pressure that is a pressure between the introduction portion and the compressor in the intake pipe Using the difference between the first pressure and the second pressure, the detection means, the second pressure detection means for detecting a second pressure upstream of the introduction portion in the intake pipe, and the flow into the compressor. Estimating means for estimating the air amount; and opening degree controlling means for controlling the vane opening degree of the variable diffuser based on the estimated air amount. That.

本発明の内燃機関の制御装置は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関の挙動を、その運転状況に応じて制御する装置である。内燃機関は、可変ディフューザ付きのコンプレッサ及びタービンを有する過給器を備えている。また内燃機関は、排気管の排気（即ち、シリンダにおいて燃焼されたガス）を吸気管へと還流させる還流手段を備えている。還流手段は、排気管におけるタービンの出口側に位置する吸込部から、吸気管におけるコンプレッサの入口側に位置する導入部へ排気を還流させる。即ち、ここでの還流手段は、低圧ＥＧＲシステムである。   The control device for an internal combustion engine according to the present invention is a device that controls the behavior of an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, for example, according to its operating condition. The internal combustion engine includes a supercharger having a compressor with a variable diffuser and a turbine. The internal combustion engine also includes a recirculation means for recirculating exhaust gas in the exhaust pipe (that is, gas burned in the cylinder) to the intake pipe. The recirculation means recirculates the exhaust gas from the suction portion located on the outlet side of the turbine in the exhaust pipe to the introduction portion located on the inlet side of the compressor in the intake pipe. That is, the reflux means here is a low pressure EGR system.

本発明の内燃機関の制御装置の動作時には、吸気管における導入部及びコンプレッサ間の圧力である第１圧力が、第１圧力検出手段によって検出される。また、吸気管における導入部より上流の圧力である第２圧力が、第２圧力検出手段によって検出される。即ち、吸気管における導入部（即ち、還流手段によって還流された排気が導入される箇所）の前後で、圧力が夫々検出される。第１圧力検出手段及び第２圧力検出手段は、典型的には、直接的に圧力を検出する圧力センサ等で構成されるが、他のパラメータを用いて間接的に圧力を検出するようなものであってもよい。   During the operation of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the first pressure, which is the pressure between the introduction part in the intake pipe and the compressor, is detected by the first pressure detection means. Further, the second pressure, which is the pressure upstream of the introduction portion in the intake pipe, is detected by the second pressure detection means. That is, the pressure is detected before and after the introduction portion in the intake pipe (that is, the portion where the exhaust gas recirculated by the recirculation means is introduced). The first pressure detection means and the second pressure detection means are typically configured by a pressure sensor or the like that directly detects pressure, but indirectly detects pressure using other parameters. It may be.

第１圧力及び第２圧力が検出されると、推定手段によって、吸気管からコンプレッサに流入する空気量が推定される。推定手段は、第１圧力及び第２圧力の差を用いて、コンプレッサに流入する空気量を推定する。このように空気量を推定すれば、還流手段において導入される排気量を考慮した、より正確な空気量を推定することができる。加えて、エアクリーナの汚れ量の影響を排除した空気量を推定することができる。   When the first pressure and the second pressure are detected, the amount of air flowing into the compressor from the intake pipe is estimated by the estimating means. The estimation means estimates the amount of air flowing into the compressor using the difference between the first pressure and the second pressure. If the air amount is estimated in this way, a more accurate air amount can be estimated in consideration of the exhaust amount introduced in the recirculation means. In addition, it is possible to estimate the amount of air excluding the influence of the amount of dirt on the air cleaner.

続いて、本発明の内燃機関の制御装置では、開度制御手段によって可変ディフューザのベーン開度が制御される。ここで特に、可変ディフューザのベーン開度は、推定手段において推定されたコンプレッサに流入する空気量に基づいて制御される。推定手段において推定された空気量の値は、上述したように極めて正確な値とされている。従って、可変ディフューザのベーン開度は、流入する空気量に応じた適切な開度に制御される。   Subsequently, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, the vane opening of the variable diffuser is controlled by the opening control means. Here, in particular, the vane opening of the variable diffuser is controlled based on the amount of air flowing into the compressor estimated by the estimating means. The value of the air amount estimated by the estimation means is an extremely accurate value as described above. Therefore, the vane opening degree of the variable diffuser is controlled to an appropriate opening degree according to the amount of air flowing in.

尚、コンプレッサに流入する空気量に対応する最適な可変ディフューザのベーン開度は、過給器の運転効率が最大限に高まるように、予め理論的、実験的又は経験的に求められた上で設定されている。開度制御手段は、推定された空気量が入力されると、設定された値に可変ディフューザのベーン開度を調整する。但し、可変ディフューザのベーン開度は、コンプレッサに流入する空気量以外のパラメータを用いて決定されてもよい。   Note that the optimum variable diffuser vane opening corresponding to the amount of air flowing into the compressor is obtained in advance theoretically, experimentally, or empirically so as to maximize the operating efficiency of the turbocharger. Is set. When the estimated air amount is input, the opening degree control means adjusts the vane opening degree of the variable diffuser to a set value. However, the vane opening degree of the variable diffuser may be determined using a parameter other than the amount of air flowing into the compressor.

以上説明したように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、可変ディフューザのベーン開度を好適に制御することができる。従って、過給器の運転効率を効果的に高めることが可能である。   As described above, according to the control device for an internal combustion engine of the present invention, the vane opening degree of the variable diffuser can be suitably controlled. Therefore, it is possible to effectively increase the operation efficiency of the supercharger.

本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記推定手段は、前記第１圧力及び前記第２圧力の差に加え、前記検出された温度を用いて、前記コンプレッサに流入する空気量を推定する。   In one aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further includes temperature detection means for detecting a temperature between the introduction portion and the compressor in the intake pipe, and the estimation means includes the first pressure and the second pressure. In addition to the difference, the amount of air flowing into the compressor is estimated using the detected temperature.

この態様によれば、推定手段によるコンプレッサに流入する空気量の推定が行われる前に、温度検出手段によって、吸気管における導入部及びコンプレッサ間の温度（言い換えれば、コンプレッサに流入される空気の温度）が検出される。温度検出手段は、典型的には、直接的に温度を検出する温度センサ等で構成されるが、他のパラメータを用いて間接的に温度を検出するようなものであってもよい。   According to this aspect, before the estimation unit estimates the amount of air flowing into the compressor, the temperature detection unit causes the temperature between the introduction unit in the intake pipe and the compressor (in other words, the temperature of the air flowing into the compressor). ) Is detected. Typically, the temperature detecting means is constituted by a temperature sensor or the like that directly detects the temperature, but may be one that indirectly detects the temperature using another parameter.

本態様では特に、コンプレッサに流入する空気量は、第１圧力及び第２圧力の差に加え、温度検出手段において検出された温度を用いて推定される。このように空気量を推定すれば、還流手段によって還流された排気と、吸気管に吸い込まれた新気とが混合されることによる温度変化を考慮して、コンプレッサに流入する空気量を推定することができる。従って、より正確にコンプレッサに流入する空気量を推定することができる。   In this aspect, in particular, the amount of air flowing into the compressor is estimated using the temperature detected by the temperature detecting means in addition to the difference between the first pressure and the second pressure. If the air amount is estimated in this way, the amount of air flowing into the compressor is estimated in consideration of the temperature change caused by mixing the exhaust gas recirculated by the recirculation means and the fresh air sucked into the intake pipe. be able to. Therefore, the amount of air flowing into the compressor can be estimated more accurately.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気管は、前記コンプレッサの入口付近で流路が絞られており、前記第１圧力検出手段は、前記吸気管の流路が絞られた部分において前記第１圧力を検出する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the flow path of the intake pipe is narrowed in the vicinity of the inlet of the compressor, and the flow path of the intake pipe is narrowed in the first pressure detection means. The first pressure is detected in the part.

この態様によれば、コンプレッサの入口付近で吸気管の流路が絞られているため、その部分における空気の速度が速くなる。そして、第１圧力検出手段では、吸気管の流路が絞られた部分において第１圧力が検出されるため、非常に安定した圧力の検出が行える。よって、第１圧力及び第２圧力の差を、より確実に求めることが可能となる。従って、より正確にコンプレッサに流入する空気量を推定することができる。   According to this aspect, since the flow path of the intake pipe is narrowed in the vicinity of the inlet of the compressor, the speed of air in that portion is increased. In the first pressure detecting means, the first pressure is detected at the portion where the flow path of the intake pipe is narrowed, so that very stable pressure can be detected. Therefore, the difference between the first pressure and the second pressure can be obtained more reliably. Therefore, the amount of air flowing into the compressor can be estimated more accurately.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気管における前記導入部より上流に設けられたエアクリーナを更に備え、前記吸気管は、前記エアクリーナの下流で流路が広げられており、前記第２圧力手段は、前記流路が広げられた部分において前記第２圧力を検出する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further includes an air cleaner provided upstream of the introduction part in the intake pipe, and the intake pipe has a flow path widened downstream of the air cleaner, The second pressure means detects the second pressure at a portion where the flow path is widened.

この態様によれば、吸気管における導入部より上流には、吸気管に吸い込まれる新気に含まれる塵や埃等を除去するためのエアクリーナが設けられている。また吸気管は、エアクリーナの下流で流路が広げられている。即ち、エアクリーナの下流においては、吸気管の流路が、他の部分より広くなるように構成されている。そして、第２圧力検出手段では、吸気管が広げられた部分において第２圧力が検出されるため、空気の速度変化の影響や、エアクリーナのフィルター詰まり等の影響を排除した、安定した圧力の検出が行える。よって、第１圧力及び第２圧力の差を、より確実に求めることが可能となる。従って、より正確にコンプレッサに流入する空気量を推定することができる。   According to this aspect, the air cleaner for removing dust, dust and the like contained in the fresh air sucked into the intake pipe is provided upstream of the introduction part in the intake pipe. Further, the intake pipe has a flow path that is widened downstream of the air cleaner. That is, the flow path of the intake pipe is configured to be wider than other portions downstream of the air cleaner. In the second pressure detecting means, the second pressure is detected in the portion where the intake pipe is widened, so that the influence of the air speed change and the influence of the filter clogging of the air cleaner, etc. are eliminated and stable pressure detection is performed. Can be done. Therefore, the difference between the first pressure and the second pressure can be obtained more reliably. Therefore, the amount of air flowing into the compressor can be estimated more accurately.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記コンプレッサの出口側の圧力である第３圧力を検出する第３圧力検出手段を更に備え、前記開度制御手段は、前記推定された空気量に加え、前記第３圧力に基づいて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further includes third pressure detection means for detecting a third pressure that is a pressure on the outlet side of the compressor, and the opening degree control means is configured to detect the estimated air. In addition to the amount, the vane opening of the variable diffuser is controlled based on the third pressure.

この態様によれば、第３圧力検出手段によって、コンプレッサの出口側の圧力である第３圧力が検出される。そして、開度制御手段は、推定手段において推定されたコンプレッサに流入する空気量に加え、第３圧力に基づいて、可変ディフューザのベーン開度を制御する。   According to this aspect, the third pressure that is the pressure on the outlet side of the compressor is detected by the third pressure detecting means. The opening degree control means controls the vane opening degree of the variable diffuser based on the third pressure in addition to the air amount flowing into the compressor estimated by the estimation means.

具体的には、開度制御手段は、第１圧力及び第３圧力から求められるコンプレッサの圧力比を用いて、可変ディフューザのベーン開度を制御する。このように可変ディフューザのベーン開度を制御すれば、ベーン開度をより適切な値とすることができる。従って、過給器の運転効率をより効果的に高めることが可能である。   Specifically, the opening degree control means controls the vane opening degree of the variable diffuser by using the compressor pressure ratio obtained from the first pressure and the third pressure. By controlling the vane opening of the variable diffuser in this way, the vane opening can be set to a more appropriate value. Therefore, it is possible to increase the operation efficiency of the supercharger more effectively.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気管へ流入する空気量を制御するアクセルスロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記アクセルスロットルの開度に基づいて、急加速を検出する急加速検出手段とを更に備え、前記開度制御手段は、前記急加速が検出された場合に、前記可変ディフューザのベーン開度が全開になるように制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, based on the throttle opening detection means for detecting the opening of the accelerator throttle for controlling the amount of air flowing into the intake pipe, and the opening of the accelerator throttle, Sudden opening detection means for detecting sudden acceleration, and the opening control means controls the vane opening of the variable diffuser to be fully open when the sudden acceleration is detected.

この態様によれば、スロットル開度検出手段によって、吸気管へ流入する空気量を制御するアクセルスロットルの開度が検出される。急加速検出手段では、アクセルスロットルの開度に基づいて、急加速が検出される。尚、ここでの「急加速」とは、吸気管へ流入する空気量が、通常のベーン開度制御では対応できない程に急激に増加するような状態を意味しており、検出されたアクセルスロットルの開度を急加速として検出するか否かの閾値は適宜設定可能である。   According to this aspect, the opening degree of the accelerator throttle that controls the amount of air flowing into the intake pipe is detected by the throttle opening degree detecting means. The sudden acceleration detection means detects sudden acceleration based on the opening of the accelerator throttle. Here, “rapid acceleration” means a state in which the amount of air flowing into the intake pipe increases so rapidly that it cannot be handled by normal vane opening control, and the detected accelerator throttle The threshold value for determining whether or not the opening degree is detected as rapid acceleration can be set as appropriate.

本態様では特に、急加速が検出された場合には、開度制御手段によって、可変ディフューザのベーン開度が全開になるように制御される。即ち、急加速が検出された場合には、推定手段において推定されたコンプレッサに流入する空気量によらず、可変ディフューザのベーン開度が全開とされる（言い換えれば、可変ディフューザが動作していない状態とされる）。このような制御を行うことで、急加速のような特殊な状況下においても、好適に可変ディフューザのベーン開度を制御することができる。従って、過給器の運転効率をより効果的に高めることが可能である。   Particularly in this embodiment, when sudden acceleration is detected, the opening degree control means controls the vane opening degree of the variable diffuser to be fully opened. That is, when sudden acceleration is detected, the vane opening of the variable diffuser is fully opened regardless of the amount of air flowing into the compressor estimated by the estimating means (in other words, the variable diffuser is not operating). State). By performing such control, the vane opening degree of the variable diffuser can be suitably controlled even under special circumstances such as sudden acceleration. Therefore, it is possible to increase the operation efficiency of the supercharger more effectively.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記タービンに流入する空気量を調整するための可変ノズルと、前記可変ノズルの異常を検出する可変ノズル異常検出手段とを更に備え、前記開度制御手段は、前記可変ノズルの異常が検出された場合に、前記可変ノズルの異常に応じて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further includes a variable nozzle for adjusting the amount of air flowing into the turbine, and a variable nozzle abnormality detecting means for detecting an abnormality of the variable nozzle. The degree control means controls the vane opening degree of the variable diffuser according to the abnormality of the variable nozzle when the abnormality of the variable nozzle is detected.

この態様によれば、タービンには可変ノズルが設けられており、流入する空気量を調整可能に構成されている。また、可変ノズル異常検出手段が備えられることで、可変ノズルにおいて異常が発生した場合には、その異常が検出されるように構成されている。   According to this aspect, the variable nozzle is provided in the turbine, and the amount of air that flows in is adjustable. In addition, the variable nozzle abnormality detecting means is provided so that when an abnormality occurs in the variable nozzle, the abnormality is detected.

本態様では特に、可変ノズル異常検出手段において可変ノズルの異常が検出された場合には、開度制御手段によって、可変ノズルの異常に応じたベーン開度の制御が行われる。よって、可変ノズルの異常が発生した場合のような特殊な状況下においても、好適に可変ディフューザのベーン開度を制御することができる。従って、過給器の運転効率をより効果的に高めることが可能である。   In this aspect, in particular, when a variable nozzle abnormality is detected by the variable nozzle abnormality detection means, the opening degree control means controls the vane opening degree according to the variable nozzle abnormality. Therefore, the vane opening degree of the variable diffuser can be suitably controlled even under special circumstances such as when an abnormality of the variable nozzle occurs. Therefore, it is possible to increase the operation efficiency of the supercharger more effectively.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気管に流入した空気の量を検出する空気量検出手段と、前記還流手段において還流させる還流排気量を指定する還流量指定手段と、前記検出された空気量及び前記推定された空気量の差と、前記指定された還流排気量から推定される値とのずれが所定の範囲内とならない場合に、前記推定された空気量の値が異常であることを検出する推定異常検出手段とを更に備える。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, an air amount detection means for detecting the amount of air flowing into the intake pipe, a recirculation amount designation means for designating a recirculation exhaust amount to be recirculated in the recirculation means, The value of the estimated air amount when a difference between the difference between the detected air amount and the estimated air amount and a value estimated from the designated recirculation exhaust amount does not fall within a predetermined range. It is further provided with estimated abnormality detection means for detecting that is abnormal.

この態様によれば、吸気管に流入した空気の量が、空気量検出手段によって検出される。空気量検出手段は、例えば吸気管上に設けられたエアフローメータである。また、還流手段において還流される還流排気量は、還流量指定手段によって指定される。還流排気量は、例えば還流手段に設けられた還流調整バルブの開度が、還流量指定手段によって指定された還流排気量に応じて調節されることで制御される。   According to this aspect, the amount of air flowing into the intake pipe is detected by the air amount detection means. The air amount detecting means is, for example, an air flow meter provided on the intake pipe. The recirculation exhaust amount recirculated in the recirculation means is designated by the recirculation amount designation means. The recirculation exhaust amount is controlled, for example, by adjusting the opening degree of the recirculation adjustment valve provided in the recirculation means in accordance with the recirculation exhaust amount designated by the recirculation amount designation means.

本態様では特に、推定異常検出手段において、空気量検出手段において検出された空気量及び推定手段において推定された空気量の差と、還流量指定手段において指定された還流排気量から推定される値とのずれが所定の範囲内とならない場合に、推定手段において推定されたコンプレッサに流入する空気量の値が異常であることが検出される。   In this aspect, in particular, in the estimated abnormality detection means, a value estimated from the difference between the air amount detected in the air amount detection means and the air amount estimated in the estimation means, and the recirculation exhaust amount designated in the recirculation amount designation means. Is not within a predetermined range, it is detected that the value of the amount of air flowing into the compressor estimated by the estimating means is abnormal.

上述したように推定された空気量の値が異常であるか否かを検出可能とすることで、不適切な値に基づいて、可変ディフューザのベーン開度が制御されてしまうことを防止できる。仮に推定された空気量の値が異常であることが検出された場合には、例えば再度推定手段による推定を行うようにしたり、開度制御手段によるベーン開度の制御を一時的に中止するようにしたりすることで、過給器の運転効率の悪化を好適に防止可能である。   By making it possible to detect whether or not the estimated air amount value is abnormal as described above, it is possible to prevent the vane opening of the variable diffuser from being controlled based on an inappropriate value. If it is detected that the estimated amount of air is abnormal, for example, estimation by the estimation unit is performed again, or control of the vane opening by the opening control unit is temporarily stopped. It is possible to suitably prevent deterioration of the operation efficiency of the supercharger.

上述した温度検出手段を備える態様では、前記吸気管に流入した空気の量を検出する空気量検出手段と、前記検出された空気量及び前記推定された空気量の差から、前記還流手段によって還流される排気の量を算出する還流量算出手段と、前記還流手段において還流される排気を冷却する還流排気冷却手段と、前記還流冷却手段の特性から、前記還流される排気の温度を推定する還流排気温度推定手段とを更に備え、前記温度検出手段は、前記算出された排気の量及び前記推定された排気の温度に基づいて、前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の温度を検出するように構成されてもよい。   In the aspect provided with the temperature detecting means described above, the air amount detecting means for detecting the amount of air flowing into the intake pipe, and the recirculation means recirculates from the difference between the detected air amount and the estimated air amount. A recirculation amount calculating means for calculating the amount of exhausted gas, a recirculation exhaust cooling means for cooling the exhaust gas recirculated in the recirculation means, and a recirculation for estimating the temperature of the recirculated exhaust gas from the characteristics of the recirculation cooling means Exhaust temperature estimating means, and the temperature detecting means detects a temperature between the introduction section and the compressor in the intake pipe based on the calculated amount of exhaust gas and the estimated temperature of the exhaust gas. It may be configured as follows.

このように構成すれば、吸気管に流入した空気の量が、空気量検出手段によって検出される。また、還流量算出手段によって、空気量検出手段において検出された空気量及び推定手段において推定された空気量の差から、還流手段によって還流される排気の量が算出される。   With this configuration, the amount of air flowing into the intake pipe is detected by the air amount detection means. Further, the amount of exhaust gas recirculated by the recirculation unit is calculated by the recirculation amount calculation unit from the difference between the air amount detected by the air amount detection unit and the air amount estimated by the estimation unit.

他方で、還流手段には、還流される排気を冷却する還流排気冷却手段が備えられている。還流排気冷却手段は、例えばＥＧＲクーラである。そして、還流排気温度推定手段では、還流冷却手段の特性から、還流される排気の温度が推定される。   On the other hand, the recirculation means is provided with a recirculation exhaust cooling means for cooling the recirculated exhaust gas. The reflux exhaust cooling means is, for example, an EGR cooler. Then, the recirculation exhaust gas temperature estimation means estimates the temperature of the recirculated exhaust gas from the characteristics of the recirculation cooling means.

ここで本態様では特に、温度検出手段における温度検出が、還流量算出手段において算出された排気の量及び還流排気温度推定手段において推定された排気の温度に基づいて行われる。即ち、吸気管における導入部及びコンプレッサ間の温度（言い換えれば、コンプレッサに流入される空気の温度）が、還流手段によって導入される排気の量及び温度に基づいて検出される。このように構成すれば、例えば温度センサ等によって直接的に温度を検出せずとも、間接的に温度を検出することが可能である。   Here, in this aspect, in particular, the temperature detection by the temperature detection means is performed based on the exhaust amount calculated by the recirculation amount calculation means and the exhaust temperature estimated by the recirculation exhaust temperature estimation means. That is, the temperature between the introduction part in the intake pipe and the compressor (in other words, the temperature of the air flowing into the compressor) is detected based on the amount and temperature of the exhaust gas introduced by the reflux means. If constituted in this way, it is possible to detect temperature indirectly, for example, without detecting temperature directly, for example with a temperature sensor etc.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.

エンジンシステムの全体構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the whole composition of an engine system. ディフューザの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a diffuser. ＥＣＵの具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of ECU. 本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this embodiment. ベーン開度の算出に用いられる圧力比とターボ吸込空気量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressure ratio used for calculation of a vane opening degree, and turbo intake air amount.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステム全体の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、エンジンシステムの全体構成を示す概略図である。尚、図１では、説明の便宜上、エンジンシステムを構成する各要素のうち本実施形態と関わりの深いもののみを選択的に図示しており、その他の要素については適宜図示を省略してある。   First, the configuration of the entire engine system to which the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the engine system. In FIG. 1, for convenience of explanation, among the elements constituting the engine system, only those closely related to the present embodiment are selectively illustrated, and the other elements are omitted as appropriate.

図１において、本実施形態に係るエンジンシステムは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１００と、コンプレッサ１１０と、タービン１２０と、エンジン２００とを備えている。   In FIG. 1, the engine system according to the present embodiment includes an ECU (Engine Control Unit) 100, a compressor 110, a turbine 120, and an engine 200.

ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステムの動作全体を制御する。ＥＣＵ１００の具体的な構成については後に詳述する。   The ECU 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls the entire operation of the engine system. A specific configuration of the ECU 100 will be described in detail later.

コンプレッサ１１０は、流入された空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。尚、ここでは図示を省略しているが、コンプレッサ１１０には可変ディフューザが取り付けられている。可変ディフューザの構成については後に詳述する。   The compressor 110 compresses the air that has flowed in and supplies the compressed air downstream. Although not shown here, the compressor 110 is provided with a variable diffuser. The configuration of the variable diffuser will be described in detail later.

タービン１２０は、エンジン２００から排気管１１６を介して供給された排気を動力として回転する。タービン１２０は、シャフトを介してコンプレッサ１１０に連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン１２０とコンプレッサ１１０とによって、本発明に係る「過給器」の一例であるターボチャージャが構成される。尚、タービン１２０には、吸込空気量を調節可能とするための可変ノズル（以下、適宜「ＶＮ」と称する）が設けられており、ＶＮ情報取得部１２１によって、その挙動が監視されている。   Turbine 120 rotates using exhaust gas supplied from engine 200 through exhaust pipe 116 as power. The turbine 120 is connected to the compressor 110 via a shaft, and is configured to be able to rotate integrally with each other. That is, the turbine 120 and the compressor 110 constitute a turbocharger that is an example of a “supercharger” according to the present invention. The turbine 120 is provided with a variable nozzle (hereinafter referred to as “VN” as appropriate) for enabling the intake air amount to be adjusted, and its behavior is monitored by the VN information acquisition unit 121.

エンジン２００は、例えば自動車等の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、ここではシリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンを例に挙げている。尚、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン２００は、各シリンダ２０１内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。   The engine 200 is, for example, a gasoline engine that is a power source of a vehicle such as an automobile. Here, an in-line four-cylinder gasoline engine in which four cylinders 201 are arranged in series in a cylinder block is taken as an example. Although not shown in detail here, the engine 200 performs the reciprocating motion of the piston that occurs when the air-fuel mixture burns inside each cylinder 201 via the connecting rod. It can be converted into a rotational motion.

エンジン２００におけるシリンダ２０１内の燃焼室には、吸気管１１１を介して供給される空気と、吸気管１１１に連通する吸気ポートにおいてインジェクタから噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。   In the combustion chamber in the cylinder 201 of the engine 200, an air-fuel mixture obtained by mixing air supplied via the intake pipe 111 and fuel injected and supplied from the injector at the intake port communicating with the intake pipe 111 is sucked. Is done.

コンプレッサ１１０における入口側（即ち、コンプレッサ１１０より上流側）の吸気管１０１には、エアフローメータ１０２、エアクリーナ１０３、第２圧力センサ１０４、第１圧力センサ１０５が設けられている。   An air flow meter 102, an air cleaner 103, a second pressure sensor 104, and a first pressure sensor 105 are provided in an intake pipe 101 on the inlet side (that is, upstream side of the compressor 110) in the compressor 110.

エアフローメータ１０２は、本発明の「空気量検出手段」の一例であり、エアクリーナ１０２を通過する空気（言い換えれば、外部から吸い込まれた空気）の量を検出することが可能に構成されている。   The air flow meter 102 is an example of the “air amount detection means” of the present invention, and is configured to be able to detect the amount of air passing through the air cleaner 102 (in other words, air sucked from the outside).

エアクリーナ１０３は、外部から吸入した空気を浄化し、吸気管１０１を介して、コンプレッサ１１０へと供給する。   The air cleaner 103 purifies air sucked from outside and supplies the air to the compressor 110 via the intake pipe 101.

第２圧力センサ１０４は、本発明の「第２圧力検出手段」の一例であり、エアクリーナ１０３の出口周辺の圧力を検出可能に構成されている。第２圧力センサは、図に示すように、エアクリーナ１０３の出口周辺の、吸気管１０１の流路が広げられた部分に設けられている。これにより、空気の速度変化の影響や、エアクリーナ１０３のフィルター詰まり等の影響を排除した、安定した圧力の検出が行える。   The second pressure sensor 104 is an example of the “second pressure detection means” in the present invention, and is configured to detect the pressure around the outlet of the air cleaner 103. As shown in the drawing, the second pressure sensor is provided in a portion around the outlet of the air cleaner 103 where the flow path of the intake pipe 101 is widened. As a result, stable pressure detection can be performed while eliminating the influence of air velocity changes and the effects of filter clogging of the air cleaner 103 and the like.

第１圧力センサ１０５は、本発明の「第１圧力検出手段」の一例であり、コンプレッサ１１０の入口周辺の圧力を検出可能に構成されている。第１圧力センサは、図に示すように、コンプレッサ１１０の直前において、吸気管１０１の流路が絞られた部分に設けられている。これにより、空気の速度が速くなる部分において、安定した圧力を検出が行える。   The first pressure sensor 105 is an example of the “first pressure detection means” in the present invention, and is configured to detect the pressure around the inlet of the compressor 110. As shown in the drawing, the first pressure sensor is provided in a portion where the flow path of the intake pipe 101 is narrowed immediately before the compressor 110. As a result, a stable pressure can be detected in a portion where the air velocity is increased.

コンプレッサ１１０における出口側（即ち、コンプレッサ１１０より下流側）であって、エンジン２００における吸気側（即ち、シリンダ２０１より上流側）の吸気管１１１には、第３圧力センサ１１２、インタークーラ１１３及びスロットル弁１１４が設けられている。   A third pressure sensor 112, an intercooler 113, and a throttle are connected to an intake pipe 111 on the outlet side of the compressor 110 (that is, downstream of the compressor 110) and on the intake side of the engine 200 (that is, upstream of the cylinder 201). A valve 114 is provided.

第３圧力センサ１１２は、本発明の「第３圧力検出手段」の一例であり、コンプレッサ１１０の出口周辺の圧力を検出可能に構成されている。   The third pressure sensor 112 is an example of the “third pressure detection means” in the present invention, and is configured to detect the pressure around the outlet of the compressor 110.

インタークーラ１１３は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。   The intercooler 113 is configured to be able to cool intake air and increase the supercharging efficiency of the air.

スロットルバルブ１１４は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。   The throttle valve 114 is an electronically controlled valve, and is configured such that its opening / closing operation is controlled by a throttle valve motor (not shown).

吸気側からシリンダ２０１内部に導かれた混合気は、不図示の点火装置による点火動作によって点火せしめられ、シリンダ２０１内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気（一部未燃状態の混合気を含む）は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管１１６に導かれる。   The air-fuel mixture introduced into the cylinder 201 from the intake side is ignited by an ignition operation by an ignition device (not shown), and an explosion process is performed in the cylinder 201. When the explosion process is performed, the burned air-fuel mixture (including a partially unburned air-fuel mixture) is discharged to an exhaust port (not shown) in the exhaust process following the explosion process. The exhaust discharged to the exhaust port is guided to the exhaust pipe 116.

排気管１１６には、ＨＰＬＥＧＲ管１１７及びＨＰＬＥＧＲ制御弁１１８からなるＨＰＬＥＧＲシステムが設けられている。   The exhaust pipe 116 is provided with an HPLEGR system including an HPLEGR pipe 117 and an HPLEGR control valve 118.

ＨＰＬＥＧＲ管１１７は、エンジン２００から排出された排気管１１６における排気を、エンジン２００の吸気側である吸気管１１１に還流可能に構成されている。ＨＰＬＥＧＲ管１１７には、ＨＰＬＥＧＲ制御弁１１８が設けられており、ＥＧＲガスの量が調節可能とされている。ＨＰＬＥＧＲ制御弁１１８は、例えば全開及び全閉の二値的な開閉状態を採り得る電磁開閉弁であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることによって、その開閉状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。   The HPLEGR pipe 117 is configured to be able to recirculate the exhaust gas in the exhaust pipe 116 discharged from the engine 200 to the intake pipe 111 on the intake side of the engine 200. The HPLEGR pipe 117 is provided with an HPLEGR control valve 118 so that the amount of EGR gas can be adjusted. The HPLEGR control valve 118 is an electromagnetic open / close valve that can take, for example, a fully open and fully closed binary open / close state, and is electrically connected to the ECU 100 so that the open / close state is controlled by the ECU 100. ing.

タービン１２０における出口側（即ち、タービン１２０より下流側）の排気管１２２には、三元触媒１２３と、ＬＰＬＥＧＲ管１２４、ＬＰＬＥＧＲ制御弁１２５、ＥＧＲクーラ１２６及びＥＧＲクーラ監視部１２７からなるＬＰＬＥＧＲシステムとが設けられている。尚、ＬＰＬＥＧＲシステムは、本発明の「還流手段」の一例である。   The exhaust pipe 122 on the outlet side of the turbine 120 (that is, the downstream side of the turbine 120) includes a three-way catalyst 123, an LPLEGR pipe 124, an LPLEGR control valve 125, an EGR cooler 126, and an EGR cooler monitoring unit 127. Is provided. The LPLEGR system is an example of the “refluxing means” in the present invention.

三元触媒１２３は、排気管１２２上に設けられており、タービン１２０を通過した排気中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ２（二酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化する。 The three-way catalyst 123 is provided on the exhaust pipe 122 and purifies HC (hydrocarbon), CO 2 (carbon dioxide), and NOx (nitrogen oxide) contained in the exhaust gas that has passed through the turbine 120.

ＬＰＬＥＧＲ管１２４は、三元触媒１２３の下流の排気を、コンプレッサ１１０の入口側である吸気管１０１に還流可能に構成されている。ＬＰＬＥＧＲ管１２４上には、ＬＰＬＥＧＲ制御弁１２５が設けられており、ＥＧＲガスの量が調節可能とされている。ＬＰＬＥＧＲ制御弁１２４は、ＨＰＬＥＧＲ制御弁１１８と同様に、例えば全開及び全閉の二値的な開閉状態を採り得る電磁開閉弁であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることによって、その開閉状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。   The LPLEGR pipe 124 is configured so that the exhaust downstream of the three-way catalyst 123 can be returned to the intake pipe 101 on the inlet side of the compressor 110. An LPLEGR control valve 125 is provided on the LPLEGR pipe 124 so that the amount of EGR gas can be adjusted. Like the HPLEGR control valve 118, the LPLEGR control valve 124 is an electromagnetic on-off valve that can take a binary open / close state, for example, fully open and fully closed. The ECU 100 is configured to be controlled.

また、ＬＰＬＥＧＲ管１２４上には、還流されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２６、及びＥＧＲクーラ１２６の状態を監視するＥＧＲクーラ監視部１２７が設けられている。ＥＧＲクーラ１２６は、本発明の「排気還流冷却手段」の一例である。   An EGR cooler 126 that cools the recirculated EGR gas and an EGR cooler monitoring unit 127 that monitors the state of the EGR cooler 126 are provided on the LPLEGR pipe 124. The EGR cooler 126 is an example of the “exhaust gas recirculation cooling means” in the present invention.

次に、コンプレッサに取り付けられているディフューザの構成について、図２を参照して具体的に説明する。ここに図２は、ディフューザの構成を示す平面図である。   Next, the configuration of the diffuser attached to the compressor will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the diffuser.

図２において、ディフューザ３００は、ベースプレート３１０に回動軸３２０を介して取り付けられたベーン３３０を備えて構成されている。   In FIG. 2, the diffuser 300 includes a vane 330 attached to a base plate 310 via a rotation shaft 320.

回動軸３２０は、ベースプレート３１０と同心状に当角度間隔で配置されており、ベースプレート３１０を貫通して回動自在に構成されている。回動軸３２０は、例えば図示しないアクチュエータ等によって駆動され回動する。これにより、回動軸３２０に取り付けられたベーン３３０の角度が変化する。   The rotation shafts 320 are arranged concentrically with the base plate 310 at an angular interval, and are configured to be rotatable through the base plate 310. The rotation shaft 320 is driven and rotated by, for example, an actuator (not shown). Thereby, the angle of the vane 330 attached to the rotating shaft 320 changes.

尚、ディフューザ３００の中央には、タービンインペラとシャフト３４０を介して接続されたコンプレッサインペラ３５０が配置されている。   A compressor impeller 350 connected to the turbine impeller via a shaft 340 is disposed in the center of the diffuser 300.

次に、エンジンシステムの制御を行うＥＣＵの具体的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、ＥＣＵの具体的構成を示すブロック図である。尚、図３では、ＥＣＵに備えられる各構成要素のうち、本実施形態に関係の深いもののみを選択的に図示しており、その他の構成要素については適宜図示を省略してある。   Next, a specific configuration of the ECU that controls the engine system will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the ECU. In FIG. 3, only the components closely related to the present embodiment are selectively illustrated among the components provided in the ECU, and the other components are not illustrated as appropriate.

図３において、上述したＥＣＵ１００は、空気量推定部５０１と、開度制御部５０２と、急加速検出部５０３と、可変ノズル異常検出部５０４と、ＥＧＲ量指定部５０５と、推定空気量異常検出部５０６と、還流量算出部５０７と、温度検出部５０８とを備えて構成されている。   3, the ECU 100 described above includes an air amount estimation unit 501, an opening degree control unit 502, a sudden acceleration detection unit 503, a variable nozzle abnormality detection unit 504, an EGR amount designation unit 505, and an estimated air amount abnormality detection. A unit 506, a reflux amount calculation unit 507, and a temperature detection unit 508 are provided.

空気量推定部５０１は、本発明の「推定手段」の一例であり、第１圧力センサ１０５で検出された第１圧力（即ち、コンプレッサ１１０の入口周辺の圧力）と、第２圧力センサ１０４で検出された第２圧力（即ち、エアクリーナ１０３出口付近の圧力）との差から、コンプレッサ１１０に流入する空気の量を推定する。   The air amount estimation unit 501 is an example of the “estimator” of the present invention, and the first pressure detected by the first pressure sensor 105 (that is, the pressure around the inlet of the compressor 110) and the second pressure sensor 104. The amount of air flowing into the compressor 110 is estimated from the difference from the detected second pressure (that is, the pressure near the outlet of the air cleaner 103).

開度制御部５０２は、本発明の「開度制御手段」の一例であり、空気量推定部５０１において推定された流入空気量と、第３圧力センサ１１２において検出された第３圧力（即ち、コンプレッサ１１０の出口付近の圧力）及び第１圧力から求められた圧力比とに基づいて、ディフューザ３００（図２参照）のベーン３３０の開度を制御する。   The opening control unit 502 is an example of the “opening control unit” of the present invention, and the inflow air amount estimated by the air amount estimation unit 501 and the third pressure detected by the third pressure sensor 112 (that is, The opening degree of the vane 330 of the diffuser 300 (see FIG. 2) is controlled based on the pressure near the outlet of the compressor 110 and the pressure ratio obtained from the first pressure.

急加速検出部５０３は、本発明の「急加速検出手段」の一例であり、アクセル開度（言い換えれば、スロットルバルブ１１４の開度）から、エンジンシステムが搭載された車両の急加速を検出する。   The sudden acceleration detection unit 503 is an example of the “rapid acceleration detection unit” of the present invention, and detects sudden acceleration of a vehicle equipped with an engine system from an accelerator opening (in other words, an opening of the throttle valve 114). .

可変ノズル異常検出部５０４は、本発明の「可変ノズル異常検出手段」の一例であり、ＶＮ情報取得部１２１から得られた可変ノズルの情報から、可変ノズルに異常が発生しているか否かを検出する。   The variable nozzle abnormality detection unit 504 is an example of the “variable nozzle abnormality detection unit” of the present invention, and from the variable nozzle information obtained from the VN information acquisition unit 121, it is determined whether an abnormality has occurred in the variable nozzle. To detect.

ＥＧＲ量指定部５０５は、本発明の「還流量指定手段」の一例であり、ＬＰＬＥＧＲ制御弁１２５の開度を制御することによって、ＬＰＬＥＧＲシステムによって還流される排気の量を調節する。   The EGR amount designating unit 505 is an example of the “recirculation amount designating unit” of the present invention, and adjusts the amount of exhaust gas recirculated by the LPLEGR system by controlling the opening degree of the LPLEGR control valve 125.

推定空気量異常検出部５０６は、本発明の「推定異常検出手段」の一例であり、エアフローメータ１０２において検出された空気量及びＥＧＲ量指定部５０５において指定されたＥＧＲ量に基づいて、空気量推定部５０１において推定された空気量が異常であるか否かを検出する。   The estimated air amount abnormality detecting unit 506 is an example of the “estimated abnormality detecting unit” of the present invention, and the air amount is detected based on the air amount detected by the air flow meter 102 and the EGR amount specified by the EGR amount specifying unit 505. It is detected whether or not the air amount estimated by the estimation unit 501 is abnormal.

還流量算出部５０７は、本発明の「還流量算出手段」の一例であり、エアフローメータ１０２において検出された空気量及び空気量推定部５０１において推定された空気量に基づいて、ＬＰＬＥＧＲシステムにおいて還流される排気の量を算出する。   The recirculation amount calculation unit 507 is an example of the “recirculation amount calculation unit” of the present invention, and the recirculation amount calculation unit 507 performs recirculation in the LPLEGR system based on the air amount detected by the air flow meter 102 and the air amount estimated by the air amount estimation unit 501. Calculate the amount of exhaust.

温度検出部５０８は、本発明の「温度検出手段」の一例であり、還流量算出部５０７において算出された還流される排気の量と、ＥＧＲクーラ監視部１２７において検出された還流される排気の温度とに基づいて、コンプレッサ１１０に流入する空気の温度を検出する。   The temperature detection unit 508 is an example of the “temperature detection means” in the present invention, and the amount of exhaust gas recirculated calculated by the recirculation amount calculation unit 507 and the recirculated exhaust gas detected by the EGR cooler monitoring unit 127. The temperature of the air flowing into the compressor 110 is detected based on the temperature.

次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作について、図１から図３に加えて、図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートであり、図５は、ベーン開度の算出に用いられる圧力比とターボ吸込空気量との関係を示すグラフである。   Next, the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pressure ratio used for calculating the vane opening and the turbo intake air amount. is there.

図４において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作時には、先ず第１圧力センサ１０５においてコンプレッサ１１０の入口付近の圧力である第１圧力が検出され、第２圧力センサ１０４においてエアクリーナ１０３の出口付近の圧力である第２圧力が検出され、第３圧力センサ１１２においてコンプレッサ１１０の出口付近の圧力である第３圧力が検出される（ステップＳ１）。検出された第１圧力、第２圧力及び第３圧力の値は、夫々ＥＣＵ１００へと送られる。   In FIG. 4, when the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment is operating, first the first pressure sensor 105 detects the first pressure that is the pressure near the inlet of the compressor 110, and the second pressure sensor 104 detects the air cleaner 103. A second pressure that is a pressure near the outlet is detected, and a third pressure that is a pressure near the outlet of the compressor 110 is detected by the third pressure sensor 112 (step S1). The detected values of the first pressure, the second pressure, and the third pressure are sent to the ECU 100, respectively.

続いて、温度検出部５０８において、コンプレッサ１１０に流入する空気の温度が検出される（ステップＳ２）。温度検出部５０８は、例えば温度センサ等によって構成され、直接的に空気の温度を検出するようにしてもよいし、後述するコンプレッサ１１０に流入する空気量の推定が行われた後であれば、還流量算出部５０７において算出された還流される排気の量と、ＥＧＲクーラ監視部１２７において検出された還流される排気の温度とに基づいて、間接的に空気の温度を検出することもできる。   Subsequently, the temperature detection unit 508 detects the temperature of the air flowing into the compressor 110 (step S2). The temperature detection unit 508 may be configured by, for example, a temperature sensor or the like, and may directly detect the temperature of the air, or after the amount of air flowing into the compressor 110 described later is estimated. Based on the amount of exhaust gas recirculated calculated by the recirculation amount calculation unit 507 and the temperature of recirculated exhaust gas detected by the EGR cooler monitoring unit 127, the temperature of the air can be detected indirectly.

本実施形態に係る内燃機関の制御装置では更に、図示しないアクセル開度検出部におけるアクセル開度の検出と、ＶＮ情報取得部１２１におけるＶＮ情報の検出と、ＥＧＲ量指定部５０５において指定されたＥＧＲ指令値の検出と、エアフローメータ１０３における新気吸込量の検出とが行われる（ステップＳ３）。   In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, further, the accelerator opening detection unit (not shown) detects the accelerator opening, the VN information acquisition unit 121 detects the VN information, and the EGR amount specifying unit 505 specifies the EGR. The detection of the command value and the detection of the fresh air intake amount in the air flow meter 103 are performed (step S3).

尚、上述した各パラメータの検出は、各々が同時に行われてもよいし、互いに前後して行われてもよい。   The detection of each parameter described above may be performed at the same time or may be performed before and after each other.

ここで本実施形態に係る内燃機関の制御装置は特に、空気量推定部５０１において、第１圧力センサ１０５で検出された第１圧力と、第２圧力センサ１０４で検出された第２圧力との差から、コンプレッサ１１０に流入する空気の量が推定される（ステップＳ４）。このようにコンプレッサ１１０に流入する空気の量を推定すれば、ＬＰＬＥＧＲシステムにおいて導入される排気量を考慮した、より正確な流入空気量を推定することができる。加えて、エアクリーナ１０３の汚れ量の影響を排除した空気量を推定することができる。   Here, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, in particular, the air amount estimation unit 501 uses the first pressure detected by the first pressure sensor 105 and the second pressure detected by the second pressure sensor 104. From the difference, the amount of air flowing into the compressor 110 is estimated (step S4). By estimating the amount of air flowing into the compressor 110 in this way, it is possible to estimate a more accurate inflow air amount that takes into account the exhaust amount introduced in the LPLEGR system. In addition, it is possible to estimate the amount of air excluding the influence of the amount of dirt on the air cleaner 103.

また、第１圧力及び第２圧力の差に加えて、温度検出部５０８において検出された還流される排気の温度を用いて流入空気量を推定すれば、ＬＰＬＥＧＲシステムによって還流された排気と、吸気管１０１に吸い込まれた新気とが混合されることによる温度変化を考慮して、コンプレッサ１１０に流入する空気量を推定することができる。従って、より正確にコンプレッサに流入する空気量を推定することができる。   In addition to the difference between the first pressure and the second pressure, if the amount of inflow air is estimated using the temperature of the exhaust gas to be recirculated detected by the temperature detection unit 508, the exhaust gas recirculated by the LPLEGR system and the intake air The amount of air flowing into the compressor 110 can be estimated in consideration of a temperature change due to mixing with fresh air sucked into the pipe 101. Therefore, the amount of air flowing into the compressor can be estimated more accurately.

コンプレッサ１１０に流入する空気の量が推定されると、開度制御部５０２において、推定された空気量及び第３圧力センサ１１２において検出された第３圧力に基づいて、ディフューザ３００のベーン開度値が算出される（ステップＳ５）。即ち、コンプレッサ１１０に流入する空気の量に応じた最適なベーン開度値が決定される。   When the amount of air flowing into the compressor 110 is estimated, the opening degree control unit 502 determines the vane opening value of the diffuser 300 based on the estimated air amount and the third pressure detected by the third pressure sensor 112. Is calculated (step S5). That is, an optimum vane opening value corresponding to the amount of air flowing into the compressor 110 is determined.

具体的には、図５に示すようなコンプレッサ１１０における圧力比（即ち、第３圧力Ｐ３／第１圧力Ｐ１）と、コンプレッサ１１０の吸込空気量との関係を示すマップから、最適なベーン開度が選択される。尚、図５に示すようなマップは、例えば過給器の運転効率が最大限に高まるように、予め理論的、実験的又は経験的に求められた上で設定されている。   Specifically, the optimum vane opening degree is determined from a map showing the relationship between the pressure ratio (that is, the third pressure P3 / first pressure P1) in the compressor 110 and the intake air amount of the compressor 110 as shown in FIG. Is selected. Note that the map as shown in FIG. 5 is set after theoretically, experimentally, or empirically obtained in advance so that, for example, the operation efficiency of the supercharger is maximized.

本実施形態に係る内燃機関の制御装置では、上述したように、推定されたコンプレッサ１１０への流入空気量の値が極めて正確な値とされている。従って、ディフューザ３００のベーン開度は、コンプレッサ１１０に流入する空気量に応じた極めて適切な開度として決定される。   In the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, as described above, the estimated value of the amount of air flowing into the compressor 110 is an extremely accurate value. Accordingly, the vane opening of the diffuser 300 is determined as a very appropriate opening according to the amount of air flowing into the compressor 110.

続いて、本実施形態では、急加速検出部５０３においてエンジンシステムが搭載された車両の急加速が検出されたか否か、可変ノズル異常検出部５０４において可変ノズルの異常が検出されたか否か、推定空気量異常検出部５０６において推定された流入空気量に異常が生じているか否かが判定される（ステップＳ６）。   Subsequently, in the present embodiment, it is estimated whether the rapid acceleration detection unit 503 detects rapid acceleration of the vehicle on which the engine system is mounted, or whether the variable nozzle abnormality detection unit 504 detects abnormality of the variable nozzle. It is determined whether or not an abnormality has occurred in the inflow air amount estimated by the air amount abnormality detection unit 506 (step S6).

ステップＳ６におけるいずれかの判定結果がＹＥＳである場合は、検出された状況に応じたベーン開度の補正が行われる（ステップＳ７）。例えば、急加速が検出された場合には、ベーン開度が全開になるように補正される。また、可変ノズルの異常が検出された場合には、検出された異常に応じてベーン開度値が適宜補正される。推定された流入空気量に異常が生じていると判定された場合には、ベーン開度の補正に代えて、流入空気量の推定が再び行われるようにしてもよい。   When any determination result in step S6 is YES, the vane opening degree is corrected according to the detected situation (step S7). For example, when sudden acceleration is detected, the vane opening is corrected so as to be fully opened. Further, when an abnormality of the variable nozzle is detected, the vane opening value is corrected as appropriate according to the detected abnormality. If it is determined that there is an abnormality in the estimated inflow air amount, the inflow air amount may be estimated again instead of correcting the vane opening.

他方で、ステップＳ６におけるいずれの判定結果もＮＯである場合には、ステップＳ７の処理が省略される。即ち、ベーン開度の補正は行われない。   On the other hand, if any determination result in step S6 is NO, the process in step S7 is omitted. That is, the vane opening is not corrected.

上述したような、判定処理（ステップＳ６）及びベーン開度の補正処理（ステップＳ７）を行うことで、通常のベーン開度の制御では対応できない特殊な状況下でも、ベーン開度を適切な値に制御することが可能となる。   By performing the determination process (step S6) and the vane opening correction process (step S7) as described above, the vane opening can be set to an appropriate value even under special circumstances that cannot be handled by normal vane opening control. It becomes possible to control to.

最後に、開度制御部５０２によって、決定されたベーン開度値になるように、ディフューザ３００のベーン３３０が制御される（ステップＳ８）。   Finally, the vane 330 of the diffuser 300 is controlled by the opening control unit 502 so as to achieve the determined vane opening value (step S8).

以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、可変ディフューザのベーン開度を極めて好適に制御することができる。従って、過給器の運転効率を効果的に高めることが可能である。   As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the vane opening degree of the variable diffuser can be controlled extremely suitably. Therefore, it is possible to effectively increase the operation efficiency of the supercharger.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control device is also included in the technical scope of the present invention.

１００…ＥＣＵ、１０１，１１１…吸気管、１０２…エアフローメータ、１０３…エアクリーナ、１０４…第２圧力センサ、１０５…第１圧力センサ、１１０…コンプレッサ、１１２…第３圧力センサ、１１３…インタークーラ、１１４…スロットルバルブ、１１６，１２２…排気管、１１７…ＨＰＬＥＧＲ管、１１８…ＨＰＬＥＧＲ制御弁、１２０…タービン、１２１…ＶＮ情報取得部、１２３…三元触媒、１２４…ＬＰＬＥＧＲ管、１２５…ＬＰＬＥＧＲ制御弁、１２６…ＥＧＲクーラ、１２７…ＥＧＲクーラ監視部、２００…エンジン、２０１…シリンダ、３００…ディフューザ、３１０…ベースプレート、３２０…回転軸、３３０…ベーン、３４０…シャフト、３５０…コンプレッサインペラ、５０１…空気量推定部、５０２…開度制御部、５０３…急加速検出部、５０４…可変ノズル異常検出部、５０５…ＥＧＲ量指定部、５０６…推定空気量異常検出部、５０７…還流量算出部、５０８…温度検出部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... ECU, 101, 111 ... Intake pipe, 102 ... Air flow meter, 103 ... Air cleaner, 104 ... 2nd pressure sensor, 105 ... 1st pressure sensor, 110 ... Compressor, 112 ... 3rd pressure sensor, 113 ... Intercooler, DESCRIPTION OF SYMBOLS 114 ... Throttle valve, 116, 122 ... Exhaust pipe, 117 ... HPLEGR pipe, 118 ... HPLEGR control valve, 120 ... Turbine, 121 ... VN information acquisition part, 123 ... Three-way catalyst, 124 ... LPLEGR pipe, 125 ... LPLEGR control valve 126 ... EGR cooler, 127 ... EGR cooler monitoring unit, 200 ... engine, 201 ... cylinder, 300 ... diffuser, 310 ... base plate, 320 ... rotating shaft, 330 ... vane, 340 ... shaft, 350 ... compressor impeller, 501 ... air Quantity estimation part, 502 ... Opening degree Control unit, 503 ... fast acceleration detection unit, 504 ... variable nozzle abnormality detection unit, 505 ... EGR amount designation unit, 506 ... estimated air amount abnormality detection unit, 507 ... recirculation amount calculating section, 508 ... temperature detecting unit

Claims (9)

可変ディフューザ付きのコンプレッサ及びタービンを有する過給器、並びに排気管における前記タービンの出口側に位置する吸込部から吸気管における前記コンプレッサの入口側に位置する導入部へ排気を還流させる還流手段を備える内燃機関の制御装置であって、
前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の圧力である第１圧力を検出する第１圧力検出手段と、
前記吸気管における前記導入部より上流の圧力である第２圧力を検出する第２圧力検出手段と、
前記第１圧力及び前記第２圧力の差を用いて、前記コンプレッサに流入する空気量を推定する推定手段と、
前記推定された空気量に基づいて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する開度制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a compressor and a turbine with a variable diffuser, and a recirculation means for recirculating exhaust gas from an intake portion located on the outlet side of the turbine in the exhaust pipe to an introduction portion located on the inlet side of the compressor in the intake pipe A control device for an internal combustion engine,
First pressure detecting means for detecting a first pressure that is a pressure between the introduction section and the compressor in the intake pipe;
Second pressure detection means for detecting a second pressure that is upstream of the introduction portion in the intake pipe;
Estimating means for estimating the amount of air flowing into the compressor using a difference between the first pressure and the second pressure;
An opening degree control means for controlling a vane opening degree of the variable diffuser based on the estimated air amount. 前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記推定手段は、前記第１圧力及び前記第２圧力の差に加え、前記検出された温度を用いて、前記コンプレッサに流入する空気量を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 A temperature detecting means for detecting a temperature between the introduction section and the compressor in the intake pipe;
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the estimation unit estimates an amount of air flowing into the compressor using the detected temperature in addition to a difference between the first pressure and the second pressure. Engine control device. 前記吸気管は、前記コンプレッサの入口付近で流路が絞られており、
前記第１圧力検出手段は、前記吸気管の流路が絞られた部分において前記第１圧力を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。 The intake pipe has a restricted flow path near the inlet of the compressor,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the first pressure detection means detects the first pressure at a portion where a flow path of the intake pipe is narrowed. 前記吸気管における前記導入部より上流に設けられたエアクリーナを更に備え、
前記吸気管は、前記エアクリーナの下流で流路が広げられており、
前記第２圧力手段は、前記流路が広げられた部分において前記第２圧力を検出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 An air cleaner provided upstream of the introduction portion in the intake pipe;
In the intake pipe, the flow path is widened downstream of the air cleaner,
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the second pressure means detects the second pressure in a portion where the flow path is widened. 前記コンプレッサの出口側の圧力である第３圧力を検出する第３圧力検出手段を更に備え、
前記開度制御手段は、前記推定された空気量に加え、前記第３圧力に基づいて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 Further comprising third pressure detecting means for detecting a third pressure which is a pressure on the outlet side of the compressor;
The opening degree control means controls a vane opening degree of the variable diffuser based on the third pressure in addition to the estimated air amount. The internal combustion engine control device described. 前記吸気管へ流入する空気量を制御するアクセルスロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記アクセルスロットルの開度に基づいて、急加速を検出する急加速検出手段と
を更に備え、
前記開度制御手段は、前記急加速が検出された場合に、前記可変ディフューザのベーン開度が全開になるように制御する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 Throttle opening detection means for detecting the opening of an accelerator throttle that controls the amount of air flowing into the intake pipe;
Sudden acceleration detection means for detecting sudden acceleration based on the opening of the accelerator throttle,
The said opening degree control means is controlled so that the vane opening degree of the said variable diffuser will be fully opened, when the said rapid acceleration is detected. Control device for internal combustion engine. 前記タービンに流入する空気量を調整するための可変ノズルと、
前記可変ノズルの異常を検出する可変ノズル異常検出手段と
を更に備え、
前記開度制御手段は、前記可変ノズルの異常が検出された場合に、前記可変ノズルの異常に応じて、前記可変ディフューザのベーン開度を制御する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 A variable nozzle for adjusting the amount of air flowing into the turbine;
A variable nozzle abnormality detecting means for detecting abnormality of the variable nozzle;
The opening degree control means controls the vane opening degree of the variable diffuser according to the abnormality of the variable nozzle when the abnormality of the variable nozzle is detected. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1. 前記吸気管に流入した空気の量を検出する空気量検出手段と、
前記還流手段において還流させる還流排気量を指定する還流量指定手段と、
前記検出された空気量及び前記推定された空気量の差と、前記指定された還流排気量から推定される値とのずれが所定の範囲内とならない場合に、前記推定された空気量の値が異常であることを検出する推定異常検出手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 An air amount detecting means for detecting the amount of air flowing into the intake pipe;
A recirculation amount specifying means for specifying a recirculation exhaust amount to be recirculated in the recirculation means;
The value of the estimated air amount when a difference between the difference between the detected air amount and the estimated air amount and a value estimated from the designated recirculation exhaust amount does not fall within a predetermined range. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, further comprising: an estimated abnormality detection unit that detects that the engine is abnormal. 前記吸気管に流入した空気の量を検出する空気量検出手段と、
前記検出された空気量及び前記推定された空気量の差から、前記還流手段によって還流される排気の量を算出する還流量算出手段と、
前記還流手段において還流される排気を冷却する還流排気冷却手段と、
前記還流冷却手段の特性から、前記還流される排気の温度を推定する還流排気温度推定手段と
を更に備え、
前記温度検出手段は、前記算出された排気の量及び前記推定された排気の温度に基づいて、前記吸気管における前記導入部及び前記コンプレッサ間の温度を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。 An air amount detecting means for detecting the amount of air flowing into the intake pipe;
A recirculation amount calculating means for calculating an amount of exhaust gas recirculated by the recirculation means from a difference between the detected air amount and the estimated air amount;
Reflux exhaust cooling means for cooling the exhaust gas recirculated in the reflux means;
Recirculation exhaust gas temperature estimation means for estimating the temperature of the recirculated exhaust gas from the characteristics of the recirculation cooling means,
The temperature detection means detects the temperature between the introduction section and the compressor in the intake pipe based on the calculated amount of exhaust gas and the estimated temperature of exhaust gas. The internal combustion engine control device described.
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