JP4345400B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
先ず、請求項1に記載の発明は、排気駆動式ターボチャージャの目標過給圧に基づいて見込み制御量を設定し、該見込み制御量に基づいて前記排気駆動式ターボチャージャの過給効率を見込み制御する制御手段を有する内燃機関の制御装置において、排気再循環装置の排気再循環量が減少するときに、前記設定される見込み制御量を前記排気駆動式ターボチャージャの過給効率が低下するように一旦所定量だけ変更した後、これを前記設定される見込み制御量に向けて徐々に戻す変更手段を備えることをその要旨とする。
ここで、図9に示すように、上述した排気圧力の急激な上昇は一時的な現象であり、同排気圧力は排気再循環量を減少させたときに一旦大きく上昇した後、徐々に低下して安定するといった推移を示す(時刻t21〜t22)。上記構成によれば、そうした排気圧力の推移に合わせた態様をもってターボチャージャの過給効率を変更することができ、過給圧の過大な上昇を的確に抑制することができるようになる。
ここでは先ず、図1を参照して、本実施の形態が適用される内燃機関、及びその周辺機器の構成を各別に説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路12には、その上流側から順に、エアークリーナ14、吸気絞り弁16が設けられている。
EGR装置22は、排気通路18に流れる排気の一部を吸気通路12に再循環させるための装置である。EGR装置22は吸気通路12及び排気通路18を連通するEGR通路26と、その途中に設けられたEGR弁28とを備えている。そして、機関運転状態に基づいてEGR弁28の開度制御(EGR開度制御)を行うことにより、EGR通路26を通じて再循環される排気の量(EGR量)が調整される。
このターボチャージャ32は、排気通路18から供給される排気の流動力によって吸気を過給する排気駆動式のターボチャージャである。ターボチャージャ32のタービンホイール34は排気通路18に配設されている。また、コンプレッサホイール36は吸気通路12におけるエアークリーナ14と吸気絞り弁16との間に配設されている。そして、タービンホイール34に排気が吹き付けられて同タービンホイール34が回転すると、これに伴いコンプレッサホイール36が回転して、吸気通路12内の空気が強制的に燃焼室24に送り込まれる。
燃料噴射量Q及び機関回転速度NEに基づいてBマップ(図3)から、目標とするノズル開度の見込み制御量VNbseが算出される。燃料噴射量Q及び機関回転速度NEにより定まる機関定常運転状態と同状態に適した見込み制御量VNbseとの関係が実験などにより求められ、同Bマップに設定されている。
内燃機関10には、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、吸気絞り弁16の下流側における吸気の圧力(実過給圧P)を検出するための過給圧センサ46や、機関回転速度NEを検出するための回転速度センサ48、アクセル踏込量ACCを検出するためのアクセルセンサ50等が設けられている。また、本実施の形態にかかる装置は、例えばマイクロコンピュータ等からなる電子制御装置44を備えている。この電子制御装置44は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて、吸気絞り弁16や、EGR弁28、アクチュエータ40等の駆動を制御する。
そこで本実施の形態にかかるノズル開度制御では、EGR弁28が閉弁されてから所定期間が経過するまでの間に、ノズル開度が大きい開度になるように見込み制御量VNbseを変更するようにしている。換言すれば、機関過渡運転状態にあるときには、機関定常運転状態にあるときよりもターボチャージャ32の過給効率を低く設定するようにしている。
図4はノズル開度制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の処理として電子制御装置44により実行される処理である。本実施の形態では、このノズル開度制御処理が、見込み制御量に基づいてターボチャージャ32の過給効率を見込み制御する制御手段として機能する。
次に、EGRが実行されているか否かが判断される(ステップS102)。具体的には、燃料噴射量Q及び機関回転速度NEによって定まる機関運転状態が前記EGR実行領域にあることをもって、EGRが実行されている旨判断される。
TVN←VNbse
したがって、図5に示すように、EGRの実行中はノズル開度制御として見込み制御のみが実行される(時刻t11以前)。
(条件):EGR弁28が開弁状態から閉弁状態に移行した後の経過時間Tが所定時間Ta未満であること。
そして、上記条件が満たされる場合には(ステップS108:YES)、上記経過時間Tに基づいてオフセット項Koffが算出される(ステップS110)。
VNbse←VNbse+Koff
本実施の形態では、このS108〜S112の各処理が、排気再循環量が減少するのに併せて見込み制御量をターボチャージャ32の過給効率が低下するように変更する変更手段として機能する。
TVN←VNbse+Kfb …(1)
したがって、図5に示す例では、その時刻t11において、アクセル踏込量ACC(同図(a))の増加に伴い機関運転状態がEGR停止領域に移行し、EGR(同図(b))が停止されると、見込み制御量VNbse(同図(c))が初期値Koff0だけ変更される。同図中に一点鎖線で示すように、見込み制御量VNbseが変更されない場合には、ノズル開度(同図(d))が小さい開度に変更され、実過給圧P(同図(e))が急上昇する。これに対し、同図中に実線で示すように、本実施の形態では、ノズル開度が大きい開度に変更されることにより、ターボチャージャ32の過給効率が低下され、実過給圧Pの急上昇が抑制される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
・初期値Koff0をEGR停止直前のEGR弁28の開度に基づき算出するようにしてもよい。排気圧力及び吸気圧力が一定の条件下にあっては、EGR弁28の開度が大きいときほどEGR量は多い。そして、EGR量が多いときほど、EGRが停止された場合における排気圧力の上昇は急峻なものとなる。上記構成によれば、そうした排気圧力の上昇態様に応じて見込み制御量VNbseを変更することができ、実過給圧Pの過大な上昇を的確に抑制することができるようになる。また、EGR停止直前におけるEGR量を精度よく検出或いは算出することができるのであれば、同EGR量に基づき初期値Koff0を算出するようにしてもよい。
Claims (7)
- 排気駆動式ターボチャージャの目標過給圧に基づいて見込み制御量を設定し、該見込み制御量に基づいて前記排気駆動式ターボチャージャの過給効率を見込み制御する制御手段を有する内燃機関の制御装置において、
排気再循環装置の排気再循環量が減少するときに、前記設定される見込み制御量を前記排気駆動式ターボチャージャの過給効率が低下するように一旦所定量だけ変更した後、これを前記設定される見込み制御量に向けて徐々に戻す変更手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記変更手段は前記見込み制御量の変更を排気再循環が停止されるときに実行する
請求項1記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は前記目標過給圧と実過給圧との偏差に基づくフィードバック制御量を設定し、該フィードバック制御量に基づいてフィードバック制御を前記見込み制御と併せて実行する
請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 - 前記変更手段は前記見込み制御量の変更量を排気再循環量の減少量に基づいて設定する
請求項1〜3の何れかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記変更手段は前記見込み制御量の変更量を機関回転速度に基づいて設定する
請求項1〜4記載の内燃機関の制御装置。 - 前記変更手段は前記見込み制御量の変更量を機関負荷に基づいて設定する
請求項1〜5記載の内燃機関の制御装置。 - 前記ターボチャージャは、排気通路に設けられるタービンホイールと、吸気通路に設けられて前記タービンホイールと一体回転するコンプレッサホイールと、前記タービンホイールに吹き付けられる排気の流速を調整する複数のノズルベーンとを備えてなる
請求項1〜6の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
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