JP2014015846A - Control device of internal combustion engine with supercharger, and vehicle equipped with internal combustion engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機付内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a supercharged internal combustion engine.
従来、例えば、特開２０１０−１１６８７６号公報に開示されているように、触媒の温度が過度に上昇することを抑制するために、燃料噴射量の増量を行う技術が知られている。当該公報には、高回転域や高負荷域で燃料噴射量の上昇を行うことで、ノッキング発生や排気温度の過度な上昇を抑制する旨の記載がある。 Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-116876, a technique for increasing the fuel injection amount is known in order to suppress an excessive increase in the temperature of the catalyst. The gazette includes a statement that the occurrence of knocking or an excessive increase in exhaust temperature is suppressed by increasing the fuel injection amount in a high rotation range or a high load range.
高回転域や高負荷域においては、排気ガス量も多くなる。そうすると、その多量の排気ガスが触媒へと流入するから、触媒における発熱反応量も増加する。反応量の増加に伴い、触媒温度が高くなり、触媒温度の過上昇が懸念される。これに対し、従来の技術では燃料噴射量の増量により触媒を燃料冷却するという措置が取られている。しかし、この燃料冷却に費やされる燃料はほとんどエンジン出力に寄与しない。従って、高回転域や高負荷域が使用され、その領域で燃料冷却が実施されることで、燃費悪化を招くという問題がある。 The exhaust gas amount also increases in the high rotation range and high load range. Then, since the large amount of exhaust gas flows into the catalyst, the amount of exothermic reaction in the catalyst also increases. As the reaction amount increases, the catalyst temperature increases and there is a concern that the catalyst temperature will rise excessively. On the other hand, in the prior art, a measure is taken to cool the catalyst by increasing the fuel injection amount. However, the fuel consumed for cooling the fuel hardly contributes to the engine output. Therefore, there is a problem that fuel consumption is deteriorated by using a high rotation range or a high load range and performing fuel cooling in that range.
ところで、過給機付内燃機関には、必要に応じてウェイストゲートバルブやエアバイパスバルブが備えられることが多い。これらのバルブ機構は、近年では電動式の機構が用いられ電子制御が可能となってきている。本願発明者は、これらのバルブ機構を利用して、燃料冷却とは異なる手法によって、過給機付内燃機関における燃費や触媒温度についての両立、あるいは過給機付内燃機関を搭載した車両における燃費向上と車両の減速機能の両立を可能とする技術に想到した。 By the way, an internal combustion engine with a supercharger is often provided with a waste gate valve and an air bypass valve as required. In recent years, these valve mechanisms are electronically controlled using electric mechanisms. The inventor of the present application uses these valve mechanisms to achieve a balance between fuel efficiency and catalyst temperature in a supercharged internal combustion engine or a fuel efficiency in a vehicle equipped with a supercharged internal combustion engine by a method different from fuel cooling. We have come up with a technology that enables both improvement and vehicle deceleration function.
本発明の目的の１つは、燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができる過給機付内燃機関の制御装置を提供することである。 One of the objects of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine with a supercharger that can achieve both suppression of deterioration in fuel consumption and suppression of excessive increase in catalyst temperature.
本発明の他の目的は、燃費向上と車両の減速機能とを両立することができる、過給機付内燃機関を搭載した車両を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with an internal combustion engine with a supercharger that can achieve both improvement in fuel efficiency and vehicle deceleration function.
第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付内燃機関の制御装置であって、
排気通路に設けられた触媒に流入する排気ガスの量を低減するように吸入空気量を調節する調節手段と、
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行い、かつ、前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて前記低減の量に応じた量の開度低減を行う協調制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine with a supercharger,
Adjusting means for adjusting the amount of intake air so as to reduce the amount of exhaust gas flowing into the catalyst provided in the exhaust passage;
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When the required output of the internal combustion engine increases, the adjustment means adjusts the intake air amount, and the WGV control means reduces the opening degree of the wastegate valve by an amount corresponding to the reduction amount. Control means;
It is characterized by providing.
第２の発明は、第１の発明において、
前記調節手段は、
吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度低減制御を行う手段と、
吸気通路における、前記過給機のコンプレッサ上流側部位とコンプレッサ下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブの開度増加制御を行う手段と、
のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The adjusting means is
Means for performing throttle opening reduction control of the throttle valve provided in the intake passage;
Means for performing an opening increase control of an air bypass valve provided in a path that bypasses between a compressor upstream portion and a compressor downstream portion of the supercharger in the intake passage;
It is characterized by including at least one.
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記過吸機付内燃機関は、過給吸気温度を直接又は間接に検出する吸気温度検出手段を備え、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行わず、前記協調制御手段での開度低減時よりも開き側となるように前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて開度低減を行い、かつ、触媒の温度が低下するように燃料噴射量の増量を行う通常制御手段と、
前記過給吸気温度が相対的に高い場合には前記通常制御手段による制御を実施し、前記過給吸気温度が相対的に低い場合には前記協調制御手段による制御を実施するように、前記協調制御手段と前記通常制御手段とを切り替える切替制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The internal combustion engine with a supercharger includes an intake air temperature detection means for directly or indirectly detecting a supercharged intake air temperature,
When the required output of the internal combustion engine increases, the wastegate is not adjusted by the adjusting means, and the waste gate is controlled by the WGV control means so as to be opened more than when the opening degree is reduced by the cooperative control means. Normal control means for reducing the opening degree of the valve and increasing the fuel injection amount so that the temperature of the catalyst is lowered;
When the supercharged intake air temperature is relatively high, control by the normal control unit is performed, and when the supercharged intake air temperature is relatively low, control by the cooperative control unit is performed. Switching control means for switching between the control means and the normal control means;
Is further provided.
第４の発明は、過給機付内燃機関の制御装置であって、
吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度低減制御と、吸気通路における前記過給機のコンプレッサ上流側部位とコンプレッサ下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブの開度増加制御と、を実施することにより、排気通路に設けられた触媒に流入する排気ガスの量を低減するように吸入空気量を調節する調節手段と、
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行い、かつ、前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて前記低減の量に応じた量の開度低減を行う協調制御手段と、
過給吸気温度を直接又は間接に検出する吸気温度検出手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、触媒の温度が低下するように燃料噴射量の増量を行う増量制御と、前記協調制御手段での開度低減時よりも開き側となるように前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて開度低減を行う開度制御と、前記協調制御手段における前記調節手段での吸入空気量の調節を停止する停止制御と、を実行可能な通常制御手段と、
前記過給吸気温度が相対的に高い場合には前記通常制御手段による制御を実施し、前記過給吸気温度が相対的に低い場合には前記協調制御手段による制御を実施するように、前記協調制御手段と前記通常制御手段とを切り替える切替制御手段と、
を備え、
前記切替制御手段は、前記協調制御手段から前記通常制御手段への切替を実施するときに、
前記通常制御手段における前記増量制御を開始する第１切替制御と、
前記通常制御手段における前記開度制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記ウェイストゲートバルブの開度変化率を相対的に高めた特性でウェイストゲートバルブの開度変更を行う第２切替制御と、
前記通常制御手段における前記停止制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記エアバイパスバルブの開度を相対的に低い開度に設定する第３切替制御と、
前記通常制御手段における前記停止制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記スロットルバルブの開度を相対的に高い開度に設定する第４切替制御とを、
前記第１切替制御、前記第２切替制御、前記第３切替制御、および前記第４切替制御の順番で切り替えるものであることを特徴とする。
A fourth invention is a control device for an internal combustion engine with a supercharger,
Opening reduction control of the throttle valve provided in the intake passage and opening increase of the air bypass valve provided in a path bypassing between the upstream portion and the downstream portion of the compressor in the intake passage. And adjusting means for adjusting the amount of intake air so as to reduce the amount of exhaust gas flowing into the catalyst provided in the exhaust passage,
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When the required output of the internal combustion engine increases, the adjustment means adjusts the intake air amount, and the WGV control means reduces the opening degree of the wastegate valve by an amount corresponding to the reduction amount. Control means;
Intake air temperature detecting means for directly or indirectly detecting the supercharged intake air temperature;
Increase control for increasing the fuel injection amount so that the temperature of the catalyst decreases when the required output of the internal combustion engine increases, and the WGV so as to be more open than when the opening degree is reduced by the cooperative control means. Normal control means capable of executing opening control for reducing the opening of the wastegate valve by the control means, and stop control for stopping the adjustment of the intake air amount by the adjusting means in the cooperative control means;
When the supercharged intake air temperature is relatively high, control by the normal control unit is performed, and when the supercharged intake air temperature is relatively low, control by the cooperative control unit is performed. Switching control means for switching between the control means and the normal control means;
With
When the switching control unit performs switching from the cooperative control unit to the normal control unit,
A first switching control for starting the increase control in the normal control means;
In order to carry out the opening degree control in the normal control means, the opening degree of the waste gate valve can be changed with a characteristic that the change rate of the opening degree of the waste gate valve is relatively increased as compared with the control of the cooperative control means. Second switching control to be performed;
A third switching control for setting the opening degree of the air bypass valve to a relatively low opening degree compared to the time of control of the cooperative control means so as to implement the stop control in the normal control means;
A fourth switching control for setting the opening degree of the throttle valve to a relatively high degree of opening as compared with the control time of the cooperative control means so as to implement the stop control in the normal control means;
Switching is performed in the order of the first switching control, the second switching control, the third switching control, and the fourth switching control.
第５の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付内燃機関の制御装置であって、
吸気通路における、前記過給機のコンプレッサ上流側部位とコンプレッサ下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブの開閉を制御するＡＢＶ制御手段と、
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記ＡＢＶ制御手段および前記ＷＧＶ制御手段を用いて、前記エアバイパスバルブの開度増加および開度低減の一方と前記ウェイストゲートバルブの開度増加および開度低減の一方とを組み合わせた制御を、排気通路に設けられた触媒の温度に基づいて選択的に実行する協調制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fifth invention is a control device for a supercharged internal combustion engine,
ABV control means for controlling the opening and closing of an air bypass valve provided in a path that bypasses between the compressor upstream portion and the compressor downstream portion of the turbocharger in the intake passage;
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When there is a decrease in the required torque for the internal combustion engine, the ABV control means and the WGV control means are used to increase one of the air bypass valve opening degree and the opening degree reduction, and to increase the opening degree of the waste gate valve and Cooperative control means for selectively executing the control combined with one of the opening degree reduction based on the temperature of the catalyst provided in the exhaust passage;
It is characterized by providing.
第６の発明は、第５の発明において、
前記協調制御手段は、前記触媒の温度が所定範囲内にある場合に、前記エアバイパスバルブの開度増大制御および前記ウェイストゲートバルブの開度増大制御を実施する制御を実行することを特徴とする。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The cooperative control means executes control for performing opening degree increase control of the air bypass valve and opening degree increase control of the waste gate valve when the temperature of the catalyst is within a predetermined range. .
第７の発明は、第５または第６の発明において、
前記吸気通路に設けられたインタークーラをさらに備え、
前記協調制御手段は、内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記触媒の温度が前記所定範囲の上限値より高くかつフューエルカットを実行するときには、前記エアバイパスバルブの開度低減制御および前記ウェイストゲートバルブの開度低減制御を実行することを特徴とする。
A seventh invention is the fifth or sixth invention, wherein
An intercooler provided in the intake passage;
When the required torque for the internal combustion engine is decreased, the cooperative control unit is configured to perform opening reduction control of the air bypass valve when the temperature of the catalyst is higher than the upper limit value of the predetermined range and fuel cut is performed. The opening reduction control of the waste gate valve is executed.
第８の発明は、第５乃至７の発明のいずれか１つにおいて、
前記協調制御手段は、内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記触媒の温度が前記所定範囲の上限値より高くかつ前記内燃機関のフューエルカットを実施しないときには、前記エアバイパスバルブの開度増加制御および前記ウェイストゲートバルブの開度低減制御を実施するものであることを特徴とする。
According to an eighth invention, in any one of the fifth to seventh inventions,
The cooperative control means opens the air bypass valve when the required torque for the internal combustion engine is reduced and the temperature of the catalyst is higher than the upper limit value of the predetermined range and the fuel cut of the internal combustion engine is not performed. The degree increase control and the opening degree reduction control of the waste gate valve are performed.
第９の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付内燃機関を搭載した車両であって、
コンプレッサおよびタービンを備えた過給機と、
吸気通路における、前記コンプレッサの上流側部位と下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブと、
前記タービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブと、
ブレーキ操作およびシフト操作の少なくとも一方に基づいて、車両に対する減速要求を検出する検出手段と、
前記エアバイパスバルブの開閉を制御するＡＢＶ制御手段と、
前記ウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記減速要求が検出されないときは前記エアバイパスバルブおよび前記ウェイストゲートバルブの開度低減を実行せず、前記減速要求が検出されたときは前記エアバイパスバルブの開度低減および前記ウェイストゲートバルブの開度低減を実行する協調制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a ninth invention is a vehicle equipped with a supercharged internal combustion engine,
A turbocharger with a compressor and a turbine;
An air bypass valve provided in a path that bypasses between an upstream portion and a downstream portion of the compressor in the intake passage;
A wastegate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbine;
Detection means for detecting a deceleration request for the vehicle based on at least one of a brake operation and a shift operation;
ABV control means for controlling opening and closing of the air bypass valve;
WGV control means for controlling the waste gate valve;
When there is a decrease in the required torque for the internal combustion engine, if the deceleration request is not detected, the opening degree of the air bypass valve and the waste gate valve is not reduced, and when the deceleration request is detected, the air Cooperative control means for performing opening degree reduction of the bypass valve and opening degree reduction of the waste gate valve;
It is characterized by providing.
第１０の発明は、第９の発明において、
前記車両のクルーズコントロールを実施するクルーズコントロール制御手段をさらに備え、
前記検出手段が、前記車両に対する要求減速度を検出する手段を含み、
前記協調制御手段は、前記要求トルクの減少がありかつ前記減速要求が検出された場合において前記クルーズコントロールの実施中であるときには、前記要求減速度が大きいほど前記ＷＧＶ手段で前記ウェイストゲートバルブを閉じ側に制御する第１開度制御と、前記第１開度制御で前記ウェイストゲートバルブが全閉となるまでは前記エアバイパスバルブの開度を減少させず前記第１開度制御で前記ウェイストゲートバルブが全閉となったら前記要求減速度が大きいほど前記エアバイパスバルブを閉じ側に制御する第２開度制御と、を実行するものであることを特徴とする。
A tenth invention is the ninth invention,
Further comprising cruise control control means for carrying out cruise control of the vehicle,
The detection means includes means for detecting a requested deceleration for the vehicle;
The cooperative control means closes the waste gate valve by the WGV means as the required deceleration increases when the required torque is reduced and the cruise control is being performed when the deceleration request is detected. The first opening control is controlled to the side, and the waste gate is not reduced by the first opening control until the waste gate valve is fully closed by the first opening control. When the valve is fully closed, the second opening degree control is executed to control the air bypass valve to the closed side as the required deceleration increases.
第１の発明によれば、排気ガス量低減とウェイストゲートバルブ開度制御とを適切に協調させることができるため、燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができるようになる。 According to the first invention, the exhaust gas amount reduction and the waste gate valve opening degree control can be appropriately coordinated, so that it is possible to achieve both suppression of fuel consumption deterioration and suppression of excessive increase in catalyst temperature. Become.
第２の発明によれば、スロットル開度制御あるいはエアバイパスバルブによる過給圧制御により、触媒流入排気ガス量を調節することができる。 According to the second aspect of the invention, the catalyst inflow exhaust gas amount can be adjusted by throttle opening control or supercharging pressure control by an air bypass valve.
第３の発明によれば、吸気温度の上昇によりノッキング等が起こりやすくなることを考慮して協調制御と通常制御とを使い分けることができ、ノッキング等の弊害を回避しつつ燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができる。 According to the third aspect of the invention, it is possible to selectively use cooperative control and normal control in consideration of the fact that knocking or the like is likely to occur due to a rise in the intake air temperature, and it is possible to suppress deterioration of fuel consumption and avoid the adverse effects such as knocking and catalyst It is possible to achieve both suppression of excessive temperature rise.
第４の発明は、触媒が急上昇することを回避しつつ、吸気温度の上昇によりノッキング等が起こりやすくなることを考慮して協調制御と通常制御とを使い分けることができる。 According to the fourth aspect of the invention, it is possible to selectively use cooperative control and normal control in consideration of the fact that knocking or the like is likely to occur due to an increase in intake air temperature while avoiding a sudden rise in the catalyst.
第５の発明によれば、要求トルク減少時にエアバイパスバルブの開度変更に伴う作用とウェイストゲートバルブの開度変更に伴う作用の双方を触媒温度に応じて使い分けることができ、燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができるようになる。 According to the fifth invention, when the required torque is reduced, both the action associated with the change in the opening degree of the air bypass valve and the action associated with the change in the opening degree of the waste gate valve can be used according to the catalyst temperature, thereby suppressing deterioration in fuel consumption. In addition, it becomes possible to achieve both suppression of excessive increase in the catalyst temperature.
第６の発明によれば、エンジンブレーキを弱めることができるので燃費が向上する効果が得られる。 According to the sixth aspect of the invention, the engine brake can be weakened, so that an effect of improving fuel consumption can be obtained.
第７の発明によれば、エアバイパスバルブを閉じることで、インタークーラでの放熱量が増え、スロットルバルブの後の吸気温度が低下する効果が得られる。 According to the seventh aspect, closing the air bypass valve increases the amount of heat dissipated in the intercooler, and the effect of lowering the intake air temperature after the throttle valve can be obtained.
第８の発明によれば、タービンの仕事により排気ガスのエネルギーが低下し、触媒温度の上昇を抑制することができる。 According to the eighth invention, the energy of the exhaust gas is reduced by the work of the turbine, and the increase in the catalyst temperature can be suppressed.
第９の発明によれば、要求トルク減少時にエアバイパスバルブの開度変更に伴う作用とウェイストゲートバルブの開度変更に伴う作用の双方を減速要求の有無に応じて使い分けることができ、燃費向上と車両の減速機能とを両立することができるようになる。 According to the ninth aspect, when the required torque is reduced, both the action associated with the change in the opening degree of the air bypass valve and the action associated with the change in the opening degree of the waste gate valve can be used properly depending on whether or not there is a deceleration request, thereby improving fuel efficiency. And the vehicle deceleration function can be achieved at the same time.
第１０の発明によれば、ブレーキに頼らずに減速度をコントロールできるため、下り坂での定速維持や前車両の減速による自車の減速の際に、速度や車間距離を細かく適正化することができる。 According to the tenth invention, since the deceleration can be controlled without relying on the brake, the speed and the distance between the vehicles are finely optimized when maintaining the constant speed on the downhill or when decelerating the host vehicle by decelerating the preceding vehicle. be able to.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる過給機付内燃機関の制御装置の構成を、これが適用される過給機付内燃機関の構成とともに示すブロック図である。図１に示す過給機付内燃機関１０（以下、エンジン１０とも称す）は車両搭載用として一般的な複数気筒内燃機関であり、その各気筒の吸気ポートに吸気マニホールド２０が連通し、その各気筒の排気ポートに排気マニホールド２２が連通している。吸気マニホールド２０の上流における吸気通路には、サージタンク１８、スロットルバルブ１６、インタークーラ１４が上流に向かって連通している。吸気通路において、インタークーラ１４はその上流で過給機３０のコンプレッサ３２ａに連通し、コンプレッサ３２ａの上流にはエアクリーナ１２と連通している。インタークーラ１４とコンプレッサ３２ａの間の部位（吸気通路のコンプレッサ３２ａ下流部位）と、エアクリーナ１２とコンプレッサ３２ａの間の部位（吸気通路のコンプレッサ３２ａ上流部位）とを連通するバイパス経路が設けられており、そのバイパス経路には電動式のエアバイパスバルブ３４が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine with a supercharger according to a first embodiment of the present invention, together with the configuration of the internal combustion engine with a supercharger to which this is applied. A supercharged internal combustion engine 10 (hereinafter also referred to as an engine 10) shown in FIG. 1 is a general multi-cylinder internal combustion engine for vehicle mounting, and an
すなわち、エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）３２は、吸気通路における、過給機のコンプレッサ上流側部位とコンプレッサ下流側部位との間をバイパスする経路に設けられる。エアバイパスバルブ３２によれば、過給圧の調節が可能であり、例えばアクセルを急に閉じたときの過度の過給を防ぐことができる。ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）３６は、過給機３０のタービン３２ｂを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられ、排気ガスの一部を分流させてタービンへの排気ガス流入量を調節する役割を担う。ウェイストゲートバルブ３６によれば、例えば高負荷領域でのタービン過回転を防ぐことができる。
That is, the air bypass valve (ABV) 32 is provided in a path that bypasses between the compressor upstream side portion and the compressor downstream side portion of the supercharger in the intake passage. According to the air bypass valve 32, the supercharging pressure can be adjusted, and for example, excessive supercharging when the accelerator is suddenly closed can be prevented. The waste gate valve (WGV) 36 is provided in a path through which the exhaust gas flows so as to bypass the
排気マニホールド２２はタービン３２ｂに連通しており、タービン３２ｂ下流はさらに触媒２４、マフラー２６に順次連通している。電動式のウェイストゲートバルブ３６は、排気マニホールド２２と、排気管のタービン３２ｂと触媒２４の間の部位とを連通させ、その開閉が電子制御により行われる。
The
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０は、エアバイパスバルブ３４とウェイストゲートバルブ３６をそれぞれ開閉制御可能であり、その開度も他段階又はリニアに調節可能である。
An ECU (Electronic Control Unit) 40 can control the opening and closing of the
図２は、本発明の実施の形態１にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作を説明するための図である。図３は、実施の形態１に対する比較例として示す制御動作の図である。なお、この比較例は、本実施の形態においては「通常制御」という位置づけをも有しており、本実施の形態にかかる制御は、この比較例（通常制御）に対して改善が施された改善制御という位置づけを有している。なお、図２において細線で示す特性は図３の通常制御の特性を便宜上記載したものであり、図２における実施の形態１の制御動作は太線で記載されている。このような記載形式（太線が実施形態であり、細線が通常制御）は、以降の図４などにおいても同様である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a control operation of the control device for the supercharger-equipped internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram of a control operation shown as a comparative example with respect to the first embodiment. This comparative example also has a position of “normal control” in the present embodiment, and the control according to the present embodiment has been improved with respect to this comparative example (normal control). It is positioned as improvement control. In FIG. 2, the characteristic indicated by a thin line describes the characteristic of the normal control in FIG. 3 for convenience, and the control operation of the first embodiment in FIG. 2 is indicated by a thick line. Such a description format (thick line is an embodiment and thin line is normal control) is the same in FIG.
まず、比較例について説明すると、ドライバのアクセルペダルの踏み増しなどによりエンジン出力増大要求があったときに、軽負荷域（ＮＡ領域）、中負荷（過給域であり触媒温度が許容範囲内）、高負荷（過給域であり触媒温度が上限に達した）に応じて、次の制御を実施する。
軽負荷域では、まずスロットルバルブ１６を開いて軸出力を上げる。スロットルを早く開けることでポンピングロスを低減することができる。
中負荷域では、ウェイストゲートバルブ３６を閉じることにより軸出力を上げる。これに伴い、触媒温度が上昇する。
高負荷域では、ウェイストゲートバルブ３６を閉じることにより軸出力を上げる。燃料噴射量を増量し、燃料冷却により触媒温度上昇を抑制する。ただし、このような比較例の燃料冷却によっては、燃費悪化を招いてしまう。
First, a comparative example will be described. When there is a request to increase engine output due to the driver's accelerator pedal being depressed, etc., light load range (NA range), medium load (supercharging range and catalyst temperature is within allowable range) The following control is performed in response to a high load (a supercharging region and the catalyst temperature has reached the upper limit).
In the light load range, the
In the middle load range, the shaft output is increased by closing the
In the high load range, the shaft output is increased by closing the
そこで、実施の形態１では、高負荷域において図２に示す制御動作を実施することとした。高負荷域での燃費悪化抑制のため、ドライバのアクセルペダルの踏み増しなどによりエンジン出力増大要求があったときに、高負荷１と、この高負荷１よりも高い高負荷域である高負荷２とのそれぞれにおいて、下記の制御を行う。
高負荷１は、ウェイストゲートバルブ３６の開度がゼロ（つまり全閉）となっていない領域、つまりウェイストゲートバルブ３６が開いている領域である。高負荷１では、スロットルバルブ１６を全閉じ未満の量だけ少し閉じ、これに応じてウェイストゲートバルブ３６を比較例よりも多めに閉じる。つまり、比較例では中負荷から高負荷までウェイストゲートバルブ３６の開度低下時における開度変化率を一定としている。ここでいう開度変化率は、要求トルクの変化量に対するＷＧＶ開度の低下割合をいう。これに対し、実施の形態１では、図２から分かるように、中負荷のときの開度減少時の開度変化率よりも、高負荷１のときの開度減少時の開度変化率のほうが大きい。このようにすることで、タービン３２ｂの仕事を増大させ、その分だけ触媒温度上昇を抑制することができる。また、図２から分かるように、実施の形態１では、触媒温度が所定値（許容上限値）に達した高負荷域１においても、いまだ燃料増量を行っていない。
高負荷２は、ウェイストゲートバルブ３６の開度がゼロとなり、全閉となった領域である。高負荷２では、スロットルバルブ１６を開き側に制御し、かつ、燃料噴射量の増量を開始する。これにより、燃料冷却による触媒温度上昇を行う。
Therefore, in the first embodiment, the control operation shown in FIG. 2 is performed in the high load region. In order to suppress fuel consumption deterioration in the high load range, when there is a request to increase the engine output by increasing the accelerator pedal of the driver, etc., the high load 1 and the high load 2 that is a higher load range than this high load 1 The following control is performed in each of
The high load 1 is a region where the opening degree of the
The high load 2 is a region where the opening degree of the
以上説明した実施の形態１にかかる制御動作によれば、高負荷１では、燃料噴射量増量をせずに触媒温度上昇を抑制することができ、燃費悪化を抑制することができる。排気ガス量低減とウェイストゲートバルブ開度制御とを適切に協調させることができるため、燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができるようになる。 According to the control operation according to the first embodiment described above, at a high load 1, an increase in the catalyst temperature can be suppressed without increasing the fuel injection amount, and deterioration in fuel consumption can be suppressed. Since the reduction of the exhaust gas amount and the waste gate valve opening degree control can be appropriately coordinated, it is possible to achieve both suppression of deterioration in fuel consumption and suppression of excessive increase in catalyst temperature.
なお、図１に示すように実施の形態１ではエアバイパスバルブ３４を備えるハードウェア構成であったが、本発明は必ずしもこれに限られず、実施の形態１においてエアバイパスバルブ３４は必須構成ではない。図２に示した制御動作はエアバイパスバルブ３４の制御が含まれていないからである。
As shown in FIG. 1, the hardware configuration provided with the
実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかる過給機付内燃機関の制御装置は、図１に示す実施の形態１と同様のハードウェア構成を備えている。図４は、本発明の実施の形態２にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作を説明するための図である。実施の形態２では、高負荷１において、スロットルバルブ１６を閉じるのではなく、エアバイパスバルブ３４を開くという制御を実施する。スロットルバルブ１６を閉じるとポンピングロス増大を招くが、これに代えてエアバイパスバルブ３４を開くことで、ポンピングロスを増やさずに触媒温度上昇を抑制することができる。これにより、さらなる燃費向上効果が発揮される。高負荷２では、エアバイパスバルブ３４を閉じ側に制御するとともに、燃料噴射量増量を実施する。
Embodiment 2. FIG.
A control device for an internal combustion engine with a supercharger according to a second embodiment of the present invention has the same hardware configuration as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a control operation of the control device for the supercharged internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, at the high load 1, the control of opening the
実施の形態３．
本発明の実施の形態３にかかる過給機付内燃機関の制御装置は、次の点において実施の形態１と相違している。実施の形態３が適用される内燃機関は、エアバイパスバルブ３４およびウェイストゲートバルブ３６に代えて、ＯＮ／ＯＦＦまたは多段階にしか制御できないハードウェア構成を有するエアバイパスバルブおよびウェイストゲートバルブを備える内燃機関である。この点を除き、図１に示したハードウェア構成と同様であるため、図示および詳細説明は省略する。
Embodiment 3 FIG.
The supercharger-equipped internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is different from Embodiment 1 in the following points. The internal combustion engine to which the third embodiment is applied is an internal combustion engine provided with an air bypass valve and a waste gate valve having a hardware configuration that can be controlled only in ON / OFF or multiple stages, instead of the
実施の形態３では、エアバイパスバルブおよびウェイストゲートバルブとともに、これにスロットルバルブ１６の開度制御を組み合わせる。図５は、本発明の実施の形態３にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作を説明するための図である。
In the third embodiment, the opening control of the
実施の形態３では、高負荷１において、所定負荷まではエアバイパスバルブ３４を閉じたままとし、所定負荷以上ではエアバイパスバルブ３４を開弁している。一方、スロットルバルブ１６は、高負荷１に到達後から所定負荷にいたるまで一旦開度低減が行われる。その後、所定負荷においては再度全開状態に戻した後に、所定負荷から高負荷１の終端まで開度低減が行われる。
In the third embodiment, in the high load 1, the
高負荷２においては、さらに高負荷２の中の所定負荷にいたるまでは、エアバイパスバルブ３４が開き状態とされ、この所定負荷に到達するとエアバイパスバルブ３４は閉じられる。一方、スロットルバルブ１６は、高負荷２に突入後は、開度を増加させられる。その後、高負荷２の中の所定負荷に到達してエアバイパスバルブ３４が閉じられるタイミングにおいて、スロットルの開度は一旦高負荷２の突入時と同等まで低減され、その低減後の開度から再びスロットル開度の増大がなされる。
In the high load 2, the
特に、本実施の形態では、ドライバのアクセル操作に応じて下記の二つの制御を選択的に実行する。ドライバのアクセル操作が所定速度以上に速い場合は、スロットルバルブ１６およびエアバイパスバルブ３４の両方を制御する。一方、ドライバのアクセル操作が所定速度未満に遅い場合は、スロットルバルブ１６のみを制御する。これにより、エアバイパスバルブ３４の切り替え時のショックを抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, the following two controls are selectively executed according to the driver's accelerator operation. When the driver's accelerator operation is faster than a predetermined speed, both the
実施の形態４．
本発明の実施の形態４にかかる過給機付内燃機関の制御装置は、上述した実施の形態２にかかる制御動作（図４）を実施するものであるが、インタークーラ１４の出口における吸気温度が所定値よりも高くなったときはこの実施の形態２にかかる制御動作を禁止するという特徴的制御を備えている。この特徴的制御を備える理由は、次のとおりである。実施の形態２にかかる制御動作は、排気ガスのエネルギーをタービン３２ｂとコンプレッサ３２ａにより吸気側に移すことで触媒の温度上昇を抑制するものである。ここで、インタークーラ１４による吸気の冷却が機能しなくなると、吸気温度の上昇によりノッキング等が起こりやすくなる。そこで、インタークーラ１４の出口水温が高温となった場合には実施の形態２にかかる制御動作を停止するものである。
Embodiment 4 FIG.
The supercharger-equipped internal combustion engine control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention performs the control operation (FIG. 4) according to the second embodiment described above, but the intake air temperature at the outlet of the
さらに、本実施の形態においては、燃料噴射量増量、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、およびスロットルバルブ１６について、一つずつ順番に、段階的に、実施の形態２の制御動作を停止して図３の通常制御に変更していく。つまり、下記の処理１、２、３、４の順番（優先順位）で、制御内容の切り替えを行う。
処理１．燃料噴射量の増量を通常通り実施する。つまり、高負荷１の領域においても燃料増量を開始するようにする。
処理２．ウェイストゲートバルブ３６を通常の開度に戻す。つまり、高負荷１の領域において、開度変化率を相対的に高めた図４の細線の特性で、ウェイストゲートバルブ３６の開度変更を行う。
処理３．エアバイパスバルブ３４を通常の開度（全閉）に戻す。
処理４．スロットルバルブ１６を通常の開度（全開）に戻す。
仮に実施の形態２の制御動作すべてを一気に禁止（つまり図３の通常制御に一気に変更）すると、触媒が急上昇するおそれがある。この点、本実施の形態では上記のように段階的な切り替えを行うので、実施の形態２の制御動作すべてを一気に禁止することを避けられる。その結果、触媒が急上昇することを回避できる。
Further, in the present embodiment, the control operation of the second embodiment is stopped step by step in order for the fuel injection amount increase, the
Process 1. Increase the fuel injection amount as usual. That is, the fuel increase is started even in the high load 1 region.
Process 2. The
Process 3. The
Process 4. The
If all the control operations of the second embodiment are prohibited at once (that is, changed to the normal control in FIG. 3 at once), the catalyst may rise rapidly. In this respect, in the present embodiment, since stepwise switching is performed as described above, it is possible to avoid prohibiting all the control operations of the second embodiment at once. As a result, it is possible to avoid a rapid rise in the catalyst.
なお、実施の形態４の変形例としては、実施の形態２にかかる制御動作に代えて、実施の形態３にかかる制御動作（図５）あるいは実施の形態１にかかる制御動作（図２）を実施するものであってもよい。 As a modification of the fourth embodiment, the control operation according to the third embodiment (FIG. 5) or the control operation according to the first embodiment (FIG. 2) is used instead of the control operation according to the second embodiment. It may be implemented.
図６は、本発明の実施の形態４にかかる過給機付内燃機関の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートであり、ＥＣＵ４０が実行するものである。なお、本ルーチンでは、通常制御用のマップおよび協調制御用のマップとが切り替えられる。ここでいう通常制御用のマップとは、図３の比較例で示した通常制御の制御内容を規定したマップである。一方、協調制御用のマップとは、実施の形態２の制御動作（図４）を規定したマップである。これらのマップは、図３、図４で示す制御動作を実現するように、負荷の大きさごとに、軽負荷、中負荷、高負荷（高負荷１、高負荷２）と区分され、区分されたそれぞれの負荷域ごとに、ウェイストゲートバルブ３６などの開度が設定されている。
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed in the control device for the supercharged internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention, which is executed by the
図６のルーチンでは、まず、過渡フラグがＯＮか否かが判定される（ステップＳ１００）。
過渡フラグがＯＦＦである場合には、続いて、協調制御フラグがＯＮか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
In the routine of FIG. 6, it is first determined whether or not the transient flag is ON (step S100).
If the transient flag is OFF, it is subsequently determined whether or not the cooperative control flag is ON (step S102).
協調制御フラグがＯＮである場合には、インタークーラ１４の出口水温が、所定値Ａを超えているか否かが判定される（ステップＳ１０４）。この出口水温は、図示しない水温計による計測などで取得すればよい。
If the cooperative control flag is ON, it is determined whether or not the outlet water temperature of the
ステップＳ１０４の条件が成立した場合、過渡フラグがＯＮとされ、過渡カウンタにゼロが設定される（ステップＳ１０６）。
続いて、過渡カウンタがカウントアップされる（ステップＳ１０８）。
When the condition of step S104 is satisfied, the transient flag is turned ON and zero is set in the transient counter (step S106).
Subsequently, the transient counter is counted up (step S108).
次に、過渡カウンタの値が、所定値Ｅを上回るか否かが判定される（ステップＳ１１０）。
なお、以下、所定値Ｅ，Ｄ，Ｃを導入するが、これらの所定値の大小関係は、Ｅ＞Ｄ＞Ｃである。
Next, it is determined whether or not the value of the transient counter exceeds a predetermined value E (step S110).
In the following, predetermined values E, D, and C are introduced. The relationship between these predetermined values is E>D> C.
ステップＳ１１０の条件が成立している場合には、過渡フラグはＯＮ、協調制御フラグはＯＦＦとされる（ステップＳ１１２）。そして、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、スロットルバルブ１６、および燃料噴射量増量のための制御マップを、協調制御用のものから通常制御用のものに切り替える処理が実行される（ステップＳ１１４）。その後、今回の処理が終了し、ループする。
When the condition of step S110 is established, the transient flag is turned on and the cooperative control flag is turned off (step S112). Then, a process of switching the
ステップＳ１１０の条件が不成立である場合には、続いて、過渡カウンタの値が、所定値Ｄを上回るか否かが判定される（ステップＳ１１６）。
ステップＳ１１６のステップの条件が成立している場合には、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、および燃料噴射量増量のための制御マップを、協調制御用のものから通常制御用のものに切り替える処理が実行される（ステップＳ１１８）。その後、今回の処理が終了し、ループする。
If the condition of step S110 is not satisfied, it is subsequently determined whether or not the value of the transient counter exceeds a predetermined value D (step S116).
When the condition of step S116 is established, the
ステップＳ１１６の条件が不成立である場合には、続いて、過渡カウンタの値が、所定値Ｃを上回るか否かが判定される（ステップＳ１２０）。
ステップＳ１２０の条件が成立している場合には、ウェイストゲートバルブ３６、および燃料噴射量増量のための制御マップを、協調制御用のものから通常制御用のものに切り替える処理が実行される（ステップＳ１２２）。その後、今回の処理が終了し、ループする。
If the condition of step S116 is not satisfied, it is subsequently determined whether or not the value of the transient counter exceeds a predetermined value C (step S120).
When the condition of step S120 is satisfied, a process of switching the
ステップＳ１２０の条件が不成立である場合には、燃料噴射量増量のための制御マップを、協調制御用のものから通常制御用のものに切り替える処理が実行される（ステップＳ１２４）。その後、今回の処理が終了し、ループする。 When the condition of step S120 is not satisfied, a process of switching the control map for increasing the fuel injection amount from that for cooperative control to that for normal control is executed (step S124). Thereafter, the current process ends and loops.
上述したステップＳ１１０からＳ１２４までの一連の制御によれば、過渡フラグがＯＮである間は、処理がループするごとにステップＳ１００からステップＳ１０８へと進み過渡カウンタの値がカウントアップされる。そうすると、過渡カウンタの値が所定値Ｃ、Ｄ，Ｅを順次上回るにつれて、ステップＳ１２４、Ｓ１２２、Ｓ１１８，Ｓ１１４の順番で、制御用マップの切り替えが実施されている。その結果、前述した処理１乃至４の優先順位で、燃料噴射量増量、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、およびスロットルバルブ１６の制御内容を、協調制御用マップから通常制御用マップへと切り替えていくことができる。
According to the series of control from step S110 to S124 described above, while the transient flag is ON, the process proceeds from step S100 to step S108 every time the process loops, and the value of the transient counter is counted up. Then, as the value of the transient counter sequentially exceeds the predetermined values C, D, and E, the control map is switched in the order of steps S124, S122, S118, and S114. As a result, the fuel injection amount increase, the
一方、協調制御フラグがＯＦＦである場合には、インタークーラ１４の出口水温が、所定値Ｂを下回っているか否かが判定される（ステップＳ１３０）。所定値Ｂは、所定値Ａよりも低い値を適宜に定めておけばよい。
ステップＳ１３０の条件が成立している場合には、協調制御フラグがＯＮとされる（ステップＳ１３２）。
そして、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、スロットルバルブ１６、および燃料噴射量増量のための制御マップを、通常制御用のものから協調制御用のものに切り替える処理が実行される（ステップＳ１３４）。その後、今回の処理が終了し、ループする。
On the other hand, when the cooperative control flag is OFF, it is determined whether or not the outlet water temperature of the
When the condition of step S130 is satisfied, the cooperative control flag is turned on (step S132).
Then, a process of switching the
一方、ステップＳ１３０の条件が不成立である場合には、制御用マップは通常制御用マップのままとされる（ステップＳ１３６）。その後、今回の処理が終了し、ループする。 On the other hand, when the condition of step S130 is not satisfied, the control map is left as the normal control map (step S136). Thereafter, the current process ends and loops.
ステップＳ１０４の条件成立すなわち、インタークーラ出口水温が所定値Ａ以下である場合には、一旦協調制御用マップに切り替えられた後は、協調制御用マップの使用が維持される（ステップＳ１２６）。 When the condition of step S104 is satisfied, that is, when the intercooler outlet water temperature is equal to or lower than the predetermined value A, after switching to the cooperative control map, the use of the cooperative control map is maintained (step S126).
以上の処理によれば、インタークーラ出口水温に基づいて、適正な優先順位で通常制御用マップと協調制御用マップを切り替えることができる。 According to the above process, based on the intercooler outlet water temperature, the normal control map and the cooperative control map can be switched with an appropriate priority.
実施の形態５．
本発明の実施の形態５にかかる過給機付内燃機関の制御装置は、実施の形態１にかかる図１のハードウェア構成と同様の構成を備えている。本発明の実施の形態５は、軽負荷運転中における制御であり、ウェイストゲートバルブ３６、エアバイパスバルブ３４、およびスロットルバルブ１６を協調制御し、燃費向上とともに触媒温度を上昇するという制御である。本実施の形態は、実施の形態１乃至３に記載した高負荷域における制御動作とともに使用することができる。しかしながら、必ずしもそうでなくともよく、実施の形態５の制御動作のみを単独で使用しても良い。
Embodiment 5 FIG.
The control apparatus for the supercharged internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention has the same configuration as the hardware configuration of FIG. 1 according to the first embodiment. The fifth embodiment of the present invention is a control during a light load operation, in which the
図７は、本発明の実施の形態５にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作を説明するための図である。便宜上、中負荷、高負荷については図３の通常制御と同じ内容としているが、高負荷については実施の形態１乃至４を適用（つまり高負荷１、２で異なる制御を実施）することができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the control operation of the control device for the supercharger-equipped internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention. For convenience, the medium load and the high load have the same contents as the normal control in FIG. 3, but the first to fourth embodiments can be applied to the high load (that is, different control is performed for the high loads 1 and 2). .
軽負荷１は、スロットルバルブ１６の全開前の負荷域である。軽負荷１においては、エアバイパスバルブ３４を全開とし、スロットルバルブ１６は要求トルクが大きいほど開度増とする。軽負荷でエアバイパスバルブ３４を開くことで、過給圧が下がりポンピングロスを低減することができる。また、コンプレッサ３２ａの前後差圧がなくなり、タービン３２ｂの前後差圧が縮小するため排圧も低下する。コンプレッサ３２ａを通さずに吸気できるので、吸入空気温度が下がり、燃焼効率が上がる。これらの作用により、燃費向上が可能である。また、タービン３２ｂの仕事が減るため、触媒に流入するガス温度が上昇し、触媒の暖気性能も高まる。
The light load 1 is a load region before the
軽負荷２は、スロットルバルブ１６の全開後の負荷域であり、軽負荷１よりも高い負荷領域である。軽負荷２では、負荷増大に応じてエアバイパスバルブ３４の開度を徐々に閉じて、過給圧を上昇させる。ウェイストゲートバルブ３６が全開ではあるものの、若干は上昇する。
The light load 2 is a load region after the
図８は、本発明の実施の形態５にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作の変形例を説明するための図である。
図８の変形例は、エアバイパスバルブ３４がオンオフ切替式または他段階切替式である場合に適用されるものであり、上記実施の形態３の場合と同様である。図８に示すのは、エアバイパスバルブ３４が２段階の開度切り替えがなされるタイプのものである。この場合、図８に示すように、軽負荷２では、スロットルバルブ１６の開度を少し戻しつつ、負荷増大に応じた開度増加を行う。具体的には、軽負荷１の上限に達したら一度スロットルバルブ１６の開度を戻して再度負荷増大に応じた開度増加を行い、軽負荷２の中の所定負荷において再度スロットルバルブ１６が全開に達したら再びスロットルバルブ１６の開度を戻して再度負荷増大に応じた開度増加を行う。
FIG. 8 is a diagram for explaining a modification of the control operation of the control device for the supercharger-equipped internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention.
The modification of FIG. 8 is applied when the
実施の形態６．
本発明の実施の形態６にかかる過給機付内燃機関の制御装置は、実施の形態１にかかる図１のハードウェア構成と同様の構成を備えている。本発明の実施の形態６は、減速域における制御であり、エアバイパスバルブ３４およびウェイストゲートバルブ３６を協調制御することで、エンジンブレーキのコントロールにより燃費向上を図ることができる。
Embodiment 6 FIG.
The supercharger-equipped internal combustion engine control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention has the same configuration as the hardware configuration of FIG. 1 according to the first embodiment. The sixth embodiment of the present invention is a control in the deceleration region, and by controlling the
図９は、本発明の実施の形態６にかかる過給機付内燃機関の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートであり、ＥＣＵ４０が実行するものである。
FIG. 9 is a flowchart of a routine that is executed by the supercharger-equipped internal combustion engine control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, which is executed by the
図９のルーチンでは、先ず、要求トルクが所定値Ａ２を超えているか否かが判定される（ステップＳ２００）。このステップの条件が成立しない場合には、処理がループする。 In the routine of FIG. 9, it is first determined whether or not the required torque exceeds a predetermined value A2 (step S200). If this step condition is not satisfied, the process loops.
ステップＳ２００の条件が成立した場合には、続いて、触媒床温が所定値Ｂ２を超えているか否かが判定される（ステップＳ２０２）。なお、触媒床温は、触媒床温センサでの検出など各種公知の検出技術を用いて検出すればよい。 When the condition of step S200 is satisfied, it is subsequently determined whether or not the catalyst bed temperature exceeds a predetermined value B2 (step S202). The catalyst bed temperature may be detected using various known detection techniques such as detection with a catalyst bed temperature sensor.
ステップＳ２０２の条件が成立した場合には、燃料カット（フューエルカット）が実施されるか否かが判定される（ステップＳ２０４）。
フューエルカットが実施される場合には、エアバイパスバルブ３４の開度をゼロまで低減する制御およびウェイストゲートバルブ３６の開度をゼロまで低減する制御を実施する（ステップＳ２０６）。エアバイパスバルブ３４を閉じることで、インタークーラ１４での放熱量が増え、スロットルバルブ１６の後の吸気温度が低下する。また、ウェイストゲートバルブ３６を閉じることで、高温のタービン３２ｂでの未燃ＨＣの酸化が促進され、触媒２４への酸素供給量が減少する。これらの作用により、触媒温度上昇を抑制することができる。
一方、フューエルカットが実施されない場合には、エアバイパスバルブ３４の開度を全開まで増加する制御およびウェイストゲートバルブ３６の開度をゼロまで低減する制御を実施する（ステップＳ２０８）。タービン３２ｂの仕事により排気ガスのエネルギーが低下し、触媒温度の上昇を抑制することができる。
When the condition of step S202 is satisfied, it is determined whether or not a fuel cut (fuel cut) is performed (step S204).
When the fuel cut is performed, control for reducing the opening degree of the
On the other hand, when the fuel cut is not performed, control for increasing the opening degree of the
ステップＳ２０２の条件が不成立であった場合には、触媒床温が所定値Ｃ２を下回っているか否かが判定される（ステップＳ２１０）。所定値Ｃ２は、所定値Ｂ２よりも低い値である。
ステップＳ２１０の条件が成立している場合には、ウェイストゲートバルブ３６が全開となるように開度増大制御がなされ、エアバイパスバルブ３４が全閉となるように開度低減制御がなされる（ステップＳ２１２）。これにより触媒流入ガスの温度低下を抑制することができるから、触媒浄化性能を保つことができる。
If the condition of step S202 is not satisfied, it is determined whether or not the catalyst bed temperature is below a predetermined value C2 (step S210). The predetermined value C2 is a value lower than the predetermined value B2.
If the condition of step S210 is satisfied, the opening degree increase control is performed so that the
触媒床温が所定値Ｂ２よりも低く（ステップＳ２０２でＮＯ）かつ所定値Ｃ２以上（ステップＳ２１０でＮＯ）である場合、つまり触媒の温度がＣ２以上Ｂ２未満の所定範囲内にある場合には、エアバイパスバルブ３４の開度を全開まで増大する制御およびウェイストゲートバルブ３６の開度を全開まで増大する制御を実施する（ステップＳ２１４）。エンジンブレーキが弱くなり車両速度が下がりにくくなるので、燃費が向上する。
When the catalyst bed temperature is lower than the predetermined value B2 (NO in step S202) and is equal to or higher than the predetermined value C2 (NO in step S210), that is, when the temperature of the catalyst is within a predetermined range of C2 or higher and lower than B2, Control for increasing the opening degree of the
以上説明した実施の形態６によれば、内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、Ａエアバイパスバルブ３４の開度増加および開度低減の一方とウェイストゲートバルブ３６の開度増加および開度低減の一方とを組み合わせた制御を、触媒２４の温度に基づいて選択的に実行することができる。これにより、要求トルク減少時にエアバイパスバルブ３４の開度変更に伴う作用とウェイストゲートバルブ３６の開度変更に伴う作用の双方を触媒温度に応じて使い分けることができ、燃費悪化の抑制および触媒温度の過上昇抑制とを両立することができるようになる。
According to the sixth embodiment described above, when the required torque for the internal combustion engine is reduced, one of the increase and the decrease of the opening of the A
実施の形態７．
本発明の実施の形態７は、実施の形態１の図１に示す過給機付内燃機関を搭載した車両である。内燃機関以外の車両としての必須構成は既に公知であるため図示および詳細説明は省略する。
ＥＣＵ４０は、図示しないブレーキおよびシフトと接続しており、ブレーキ操作およびシフト操作の少なくとも一方に基づいて、車両に対する減速要求を検出することができる。また、ＥＣＵ４０は、車両のクルーズコントロールを実施するクルーズコントロール制御のためのプログラムを記憶しており、クルーズコントロール制御に基づく車両に対する要求減速度も検出される。
Embodiment 7 FIG.
The seventh embodiment of the present invention is a vehicle equipped with the supercharger-equipped internal combustion engine shown in FIG. Since the essential configuration as a vehicle other than the internal combustion engine is already known, illustration and detailed description are omitted.
The
図１０は、本発明の実施の形態７にかかる過給機付内燃機関の制御装置の制御動作の一部を説明するための図である。図１１は、本発明の実施の形態７にかかる過給機付内燃機関の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートであり、ＥＣＵ４０が実行するものである。
FIG. 10 is a diagram for explaining a part of the control operation of the control device for the supercharger-equipped internal combustion engine according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart of a routine that is executed by the supercharger-equipped internal combustion engine control apparatus according to the seventh embodiment of the present invention, which is executed by the
図１１のルーチンでは、先ず、要求トルクが所定値Ａ３を下回ったか否かが判定される（ステップＳ３００）。このステップにより、実施の形態７では、定速走行や減速などのために要求トルクがゼロ以下またはゼロ近くまで低下したときにエアバイパスバルブ３４およびウェイストゲートバルブ３６の協調制御を実施することができる。ステップＳ３００の条件が不成立である場合には、処理がループする。
In the routine of FIG. 11, first, it is determined whether or not the required torque has fallen below a predetermined value A3 (step S300). According to this step, in the seventh embodiment, when the required torque drops below zero or close to zero due to constant speed running or deceleration, the cooperative control of the
ステップＳ３００の条件が成立している場合には、続いて、クルーズコントロール制御による減速要求があるか否かが判定される（ステップＳ３０２）。このステップの条件が成立している場合には、本実施の形態では要求減速度に応じたエアバイパスバルブ３４およびウェイストゲートバルブ３６の開度制御が行うものとし、要求減速度に合致させた開度制御のためのマップ（図１０に基づくマップ）の読み出しおよび使用がなされる（ステップＳ３０４）。プレーキに頼らずに減速度をコントロールできるため、下り坂での定速維持や前車両の減速による自車の減速の際に、速度や車間距離を細かく適正化することができる。
If the condition of step S300 is satisfied, it is subsequently determined whether or not there is a deceleration request by cruise control control (step S302). If the conditions of this step are satisfied, the opening control of the
図１０は、このステップＳ３０４で使用されるマップの制御内容を図示したものである。つまり、要求トルクの減少がありかつ減速要求が検出された場合においてクルーズコントロールの実施中であるときには、要求減速度が大きいほどウェイストゲートバルブ３６を閉じ側に制御する第１開度制御が実施される。そして、この第１開度制御でウェイストゲートバルブ３６が全閉となるまではエアバイパスバルブ３４の開度を減少させない。第１開度制御でウェイストゲートバルブ３６が全閉となったら、要求減速度が大きいほどエアバイパスバルブ３４を閉じ側に制御する第２開度制御を実行する。
FIG. 10 illustrates the control contents of the map used in step S304. That is, when cruise control is being performed when the required torque is reduced and a deceleration request is detected, the first opening degree control is performed to control the
一方、ステップＳ３０２の条件が不成立である場合には、ブレーキ操作があるか否かが判定される（ステップＳ３０６）。また、ブレーキ操作が無い場合には、Ｏ／ＤのＯＦＦ操作またはシフトダウン操作があるか否かが判定される（ステップＳ３１０）。 On the other hand, if the condition in step S302 is not satisfied, it is determined whether or not there is a brake operation (step S306). When there is no brake operation, it is determined whether there is an O / D OFF operation or a downshift operation (step S310).
ステップＳ３０６およびＳ３１０の両方の条件が不成立だった場合には、ブレーキ操作等に基づく減速要求が検出されないときであると判断することができる。そこで、エアバイパスバルブ３４およびウェイストゲートバルブ３６の開度低減を実行せず、これらのバルブは全開とされる（ステップＳ３１２）。これにより背圧が下がり、ポンピングロスも減少するため、巡航時の燃費が向上する。
When the conditions of both steps S306 and S310 are not satisfied, it can be determined that the deceleration request based on the brake operation or the like is not detected. Therefore, the opening degree of the
ステップＳ３０６またはＳ３１０の条件が成立したときには、ブレーキ操作等に基づく減速要求が検出されたと判断することができる。そこで、エアバイパスバルブ３４の開度をゼロまで低減する制御およびウェイストゲートバルブ３６の開度をゼロまで低減する制御を実行する（ステップＳ３０８）。これにより、エンジンブレーキが強くなり、ブレーキパッドの減りを少なくすることができる。
When the condition of step S306 or S310 is established, it can be determined that a deceleration request based on a brake operation or the like has been detected. Therefore, control for reducing the opening degree of the
以上説明した本実施の形態によれば、要求トルク減少時にエアバイパスバルブ３４の開度変更に伴う作用とウェイストゲートバルブ３６の開度変更に伴う作用の双方を減速要求の有無に応じて使い分けることができ、燃費向上と車両の減速機能とを両立することができるようになる。
According to the present embodiment described above, both the action associated with the change in the opening degree of the
１０ エンジン
１２ エアクリーナ
１４ インタークーラ
１６ スロットルバルブ
１８ サージタンク
２０ 吸気マニホールド
２２ 排気マニホールド
２４ 触媒
２６ マフラー
３０ 過給機
３２ エアバイパスバルブ
３２ａ コンプレッサ
３２ｂ タービン
３４ エアバイパスバルブ
３６ ウェイストゲートバルブ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行い、かつ、前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて前記低減の量に応じた量の開度低減を行う協調制御手段と、
を備えることを特徴とする過給機付内燃機関の制御装置。 Adjusting means for adjusting the amount of intake air so as to reduce the amount of exhaust gas flowing into the catalyst provided in the exhaust passage;
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When the required output of the internal combustion engine increases, the adjustment means adjusts the intake air amount, and the WGV control means reduces the opening degree of the wastegate valve by an amount corresponding to the reduction amount. Control means;
A control device for a supercharger-equipped internal combustion engine.
吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度低減制御を行う手段と、
吸気通路における、前記過給機のコンプレッサ上流側部位とコンプレッサ下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブの開度増加制御を行う手段と、
のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の過給機付内燃機関の制御装置。 The adjusting means is
Means for performing throttle opening reduction control of the throttle valve provided in the intake passage;
Means for performing an opening increase control of an air bypass valve provided in a path that bypasses between a compressor upstream portion and a compressor downstream portion of the supercharger in the intake passage;
2. The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein at least one of the two is included.
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行わず、前記協調制御手段での開度低減時よりも開き側となるように前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて開度低減を行い、かつ、触媒の温度が低下するように燃料噴射量の増量を行う通常制御手段と、
前記過給吸気温度が相対的に高い場合には前記通常制御手段による制御を実施し、前記過給吸気温度が相対的に低い場合には前記協調制御手段による制御を実施するように、前記協調制御手段と前記通常制御手段とを切り替える切替制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine with a supercharger includes an intake air temperature detection means for directly or indirectly detecting a supercharged intake air temperature,
When the required output of the internal combustion engine increases, the wastegate is not adjusted by the adjusting means, and the waste gate is controlled by the WGV control means so as to be opened more than when the opening degree is reduced by the cooperative control means. Normal control means for reducing the opening degree of the valve and increasing the fuel injection amount so that the temperature of the catalyst is lowered;
When the supercharged intake air temperature is relatively high, control by the normal control unit is performed, and when the supercharged intake air temperature is relatively low, control by the cooperative control unit is performed. Switching control means for switching between the control means and the normal control means;
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, further comprising:
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、前記調節手段で吸入空気量の調節を行い、かつ、前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて前記低減の量に応じた量の開度低減を行う協調制御手段と、
過給吸気温度を直接又は間接に検出する吸気温度検出手段と、
内燃機関の要求出力が増大した場合に、触媒の温度が低下するように燃料噴射量の増量を行う増量制御と、前記協調制御手段での開度低減時よりも開き側となるように前記ＷＧＶ制御手段で前記ウェイストゲートバルブについて開度低減を行う開度制御と、前記協調制御手段における前記調節手段での吸入空気量の調節を停止する停止制御と、を実行可能な通常制御手段と、
前記過給吸気温度が相対的に高い場合には前記通常制御手段による制御を実施し、前記過給吸気温度が相対的に低い場合には前記協調制御手段による制御を実施するように、前記協調制御手段と前記通常制御手段とを切り替える切替制御手段と、
を備え、
前記切替制御手段は、前記協調制御手段から前記通常制御手段への切替を実施するときに、
前記通常制御手段における前記増量制御を開始する第１切替制御と、
前記通常制御手段における前記開度制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記ウェイストゲートバルブの開度変化率を相対的に高めた特性でウェイストゲートバルブの開度変更を行う第２切替制御と、
前記通常制御手段における前記停止制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記エアバイパスバルブの開度を相対的に低い開度に設定する第３切替制御と、
前記通常制御手段における前記停止制御を実施するように、前記協調制御手段の制御時と比べて前記スロットルバルブの開度を相対的に高い開度に設定する第４切替制御とを、
前記第１切替制御、前記第２切替制御、前記第３切替制御、および前記第４切替制御の順番で切り替えるものであることを特徴とする過給機付内燃機関の制御装置。 Opening reduction control of the throttle valve provided in the intake passage and opening increase of the air bypass valve provided in a path bypassing between the upstream portion and the downstream portion of the compressor in the intake passage. And adjusting means for adjusting the amount of intake air so as to reduce the amount of exhaust gas flowing into the catalyst provided in the exhaust passage,
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When the required output of the internal combustion engine increases, the adjustment means adjusts the intake air amount, and the WGV control means reduces the opening degree of the wastegate valve by an amount corresponding to the reduction amount. Control means;
Intake air temperature detecting means for directly or indirectly detecting the supercharged intake air temperature;
Increase control for increasing the fuel injection amount so that the temperature of the catalyst decreases when the required output of the internal combustion engine increases, and the WGV so as to be more open than when the opening degree is reduced by the cooperative control means. Normal control means capable of executing opening control for reducing the opening of the wastegate valve by the control means, and stop control for stopping the adjustment of the intake air amount by the adjusting means in the cooperative control means;
When the supercharged intake air temperature is relatively high, control by the normal control unit is performed, and when the supercharged intake air temperature is relatively low, control by the cooperative control unit is performed. Switching control means for switching between the control means and the normal control means;
With
When the switching control unit performs switching from the cooperative control unit to the normal control unit,
A first switching control for starting the increase control in the normal control means;
In order to carry out the opening degree control in the normal control means, the opening degree of the waste gate valve can be changed with a characteristic that the change rate of the opening degree of the waste gate valve is relatively increased as compared with the control of the cooperative control means. Second switching control to be performed;
A third switching control for setting the opening degree of the air bypass valve to a relatively low opening degree compared to the time of control of the cooperative control means so as to implement the stop control in the normal control means;
A fourth switching control for setting the opening degree of the throttle valve to a relatively high degree of opening as compared with the control time of the cooperative control means so as to implement the stop control in the normal control means;
A control device for an internal combustion engine with a supercharger, wherein switching is performed in the order of the first switching control, the second switching control, the third switching control, and the fourth switching control.
過給機のタービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記ＡＢＶ制御手段および前記ＷＧＶ制御手段を用いて、前記エアバイパスバルブの開度増加および開度低減の一方と前記ウェイストゲートバルブの開度増加および開度低減の一方とを組み合わせた制御を、排気通路に設けられた触媒の温度に基づいて選択的に実行する協調制御手段と、
を備えることを特徴とする過給機付内燃機関の制御装置。 ABV control means for controlling the opening and closing of an air bypass valve provided in a path that bypasses between the compressor upstream portion and the compressor downstream portion of the turbocharger in the intake passage;
WGV control means for controlling a waste gate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbocharger turbine;
When there is a decrease in the required torque for the internal combustion engine, the ABV control means and the WGV control means are used to increase one of the air bypass valve opening degree and the opening degree reduction, and to increase the opening degree of the waste gate valve and Cooperative control means for selectively executing the control combined with one of the opening degree reduction based on the temperature of the catalyst provided in the exhaust passage;
A control device for a supercharger-equipped internal combustion engine.
前記協調制御手段は、内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記触媒の温度が前記所定範囲の上限値より高くかつ前記内燃機関のフューエルカットを実行するときには、前記エアバイパスバルブの開度低減制御および前記ウェイストゲートバルブの開度低減制御を実行することを特徴とする請求項５または６に記載の過給機付内燃機関の制御装置。 An intercooler provided in the intake passage;
The cooperative control means opens the air bypass valve when the required temperature of the internal combustion engine is reduced and the temperature of the catalyst is higher than the upper limit value of the predetermined range and the fuel cut of the internal combustion engine is executed. The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 5 or 6, characterized in that the degree reduction control and the opening degree reduction control of the waste gate valve are executed.
吸気通路における、前記コンプレッサの上流側部位と下流側部位との間をバイパスする経路に設けられたエアバイパスバルブと、
前記タービンを迂回するように排気ガスを流す経路に設けられたウェイストゲートバルブと、
ブレーキ操作およびシフト操作の少なくとも一方に基づいて、車両に対する減速要求を検出する検出手段と、
前記エアバイパスバルブの開閉を制御するＡＢＶ制御手段と、
前記ウェイストゲートバルブを制御するＷＧＶ制御手段と、
内燃機関に対する要求トルクの減少があった場合に、前記減速要求が検出されないときは前記エアバイパスバルブおよび前記ウェイストゲートバルブの開度低減を実行せず、前記減速要求が検出されたときは前記エアバイパスバルブの開度低減および前記ウェイストゲートバルブの開度低減を実行する協調制御手段と、
を備えることを特徴とする、過給機付内燃機関を搭載した車両。 A turbocharger with a compressor and a turbine;
An air bypass valve provided in a path that bypasses between an upstream portion and a downstream portion of the compressor in the intake passage;
A wastegate valve provided in a path for flowing exhaust gas so as to bypass the turbine;
Detection means for detecting a deceleration request for the vehicle based on at least one of a brake operation and a shift operation;
ABV control means for controlling opening and closing of the air bypass valve;
WGV control means for controlling the waste gate valve;
When there is a decrease in the required torque for the internal combustion engine, if the deceleration request is not detected, the opening degree of the air bypass valve and the waste gate valve is not reduced, and when the deceleration request is detected, the air Cooperative control means for performing opening degree reduction of the bypass valve and opening degree reduction of the waste gate valve;
A vehicle equipped with a supercharger-equipped internal combustion engine.
前記検出手段が、前記車両に対する要求減速度を検出する手段を含み、
前記協調制御手段は、前記要求トルクの減少がありかつ前記減速要求が検出された場合において前記クルーズコントロールの実施中であるときには、前記要求減速度が大きいほど前記ＷＧＶ手段で前記ウェイストゲートバルブを閉じ側に制御する第１開度制御と、前記第１開度制御で前記ウェイストゲートバルブが全閉となるまでは前記エアバイパスバルブの開度を減少させず前記第１開度制御で前記ウェイストゲートバルブが全閉となったら前記要求減速度が大きいほど前記エアバイパスバルブを閉じ側に制御する第２開度制御と、を実行するものであることを特徴とする請求項９に記載の過給機付内燃機関を搭載した車両。 Further comprising cruise control control means for carrying out cruise control of the vehicle,
The detection means includes means for detecting a requested deceleration for the vehicle;
The cooperative control means closes the waste gate valve by the WGV means as the required deceleration increases when the required torque is reduced and the cruise control is being performed when the deceleration request is detected. The first opening control is controlled to the side, and the waste gate is not reduced by the first opening control until the waste gate valve is fully closed by the first opening control. 10. The supercharging according to claim 9, wherein when the valve is fully closed, the second opening degree control is performed to control the air bypass valve to be closed as the required deceleration increases. A vehicle equipped with an internal combustion engine.
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