JP4487838B2 - Control device for internal combustion engine having supercharger with electric motor - Google Patents

Control device for internal combustion engine having supercharger with electric motor Download PDF

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Description

本発明は、電動機により駆動可能な過給機を有する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a supercharger that can be driven by an electric motor.

電動機により駆動可能な過給機を有する内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この内燃機関によれば、車両が急加速する前に、電動機を駆動して過給圧を上昇させておくことで、急加速時のターボラグを解消することができる。   An internal combustion engine having a supercharger that can be driven by an electric motor is known (for example, see Patent Document 1). According to this internal combustion engine, the turbo lag at the time of sudden acceleration can be eliminated by driving the electric motor and raising the supercharging pressure before the vehicle suddenly accelerates.

特開平４−８１５３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-81531

しかしながら、良好な加速を実現するために電動機の駆動量を大きくすると、電動機による余分な電力消費が行われるため、車両の燃費が悪くなる可能性があった。よって、上記従来の内燃機関は、電動機の駆動量、すなわち、電動機による過給アシスト量を算出する点について未だ改良の余地を残すものであった。   However, if the driving amount of the electric motor is increased in order to realize good acceleration, extra electric power consumption by the electric motor is performed, and thus the fuel consumption of the vehicle may be deteriorated. Therefore, the conventional internal combustion engine still has room for improvement in terms of calculating the drive amount of the electric motor, that is, the supercharging assist amount by the electric motor.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電動機の駆動量を精度良く制御することで、車両の燃費を向上させることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the fuel efficiency of a vehicle by accurately controlling the driving amount of an electric motor.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと、該コンプレッサを駆動可能な電動機とを有する過給機と、
変速機の変速比値を取得する変速比値取得手段と、
前記変速比値取得手段により取得された変速比値が大きい場合には、変速比値が小さい場合に比べて前記電動機の駆動量を小さくする電動機制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention provides a supercharger having a compressor provided in an intake passage of an internal combustion engine, and an electric motor capable of driving the compressor,
Gear ratio value acquisition means for acquiring a gear ratio value of the transmission;
When the transmission ratio value acquired by the transmission ratio value acquisition means is large, there is provided an electric motor control means for reducing the drive amount of the motor as compared with a case where the transmission ratio value is small.

また、第２の発明は、第１の発明において、内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を更に備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数が大きい場合には、機関回転数が小さい場合に比べて前記電動機の駆動量を小さくするものであることを特徴とする。 Further, the second invention further comprises engine speed detection means for detecting the engine speed of the internal combustion engine in the first invention,
The motor control means reduces the drive amount of the motor when the engine speed detected by the engine speed detection means is large compared to when the engine speed is small. .

第１の発明によれば、変速機の変速比値が大きい場合には、変速比値が小さい場合に比べてコンプレッサの回転数が上昇しやすいため、電動機の駆動量を小さくする。このため、電動機の余分な駆動を抑えることができ、電動機を効率良く駆動させることができる。よって、車両の燃費を向上させることができる。   According to the first invention, when the transmission gear ratio value is large, the rotational speed of the compressor is more likely to increase than when the transmission gear ratio value is small, so the drive amount of the electric motor is reduced. For this reason, excessive driving of the electric motor can be suppressed, and the electric motor can be driven efficiently. Therefore, the fuel consumption of the vehicle can be improved.

第２の発明によれば、機関回転数が大きい場合には、機関回転数が小さい場合に比べてコンプレッサの回転数が上昇しやすいため、電動機の駆動量を小さくする。このため、電動機の余分な駆動を更に抑えることができ、電動機を更に効率良く駆動させることができる。   According to the second aspect of the invention, when the engine speed is large, the rotational speed of the compressor is more likely to increase than when the engine speed is small, so the drive amount of the motor is reduced. For this reason, the extra drive of the electric motor can be further suppressed, and the electric motor can be driven more efficiently.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の実施の形態によるシステム構成を示す図である。本実施の形態のシステムは、電動機付き過給機（モータアシストターボチャージャ）を有するディーゼルエンジンである。
本実施の形態のシステムは、複数の気筒２ａを有するエンジン本体２を備えている。エンジン本体２には冷却水温センサ４が設けられている。図１に示すシステムにおいて、エンジン本体２は、４つの気筒２ａに対応して、４つのインジェクタ６を有している。インジェクタ６は、高圧の燃料を気筒２ａ内に直接噴射するように構成されている。複数のインジェクタ６は、共通のコモンレール８に接続されている。コモンレール８は、サプライポンプ１０を介して燃料タンク１２に連通している。サプライポンプ１０は、燃料タンク１２から汲み上げた燃料を所定の圧力まで圧縮し、この圧縮された燃料をコモンレール８に供給するように構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to an embodiment of the present invention. The system of the present embodiment is a diesel engine having a supercharger with a motor (motor-assisted turbocharger).
The system of the present embodiment includes an engine body 2 having a plurality of cylinders 2a. The engine body 2 is provided with a cooling water temperature sensor 4. In the system shown in FIG. 1, the engine body 2 has four injectors 6 corresponding to the four cylinders 2a. The injector 6 is configured to inject high pressure fuel directly into the cylinder 2a. The plurality of injectors 6 are connected to a common common rail 8. The common rail 8 communicates with the fuel tank 12 via the supply pump 10. The supply pump 10 is configured to compress the fuel pumped from the fuel tank 12 to a predetermined pressure and supply the compressed fuel to the common rail 8.

エンジン本体２には、吸気マニホールド１４が接続されている。吸気マニホールド１４には、過給圧センサ１６が設けられている。過給圧センサ１６は、後述するコンプレッサ２６ａによって過給された空気（以下「過給空気」という。）の圧力、すなわち、過給圧を測定するように構成されている。吸気マニホールド１４には吸気通路１８が接続されている。吸気マニホールド１４と吸気通路１８との接続部近傍には、吸気温度センサ２０が設けられている。吸気温度センサ２０は、過給空気の温度を測定するように構成されている。吸気通路１８における吸気温度センサ２０の上流には、吸気絞り弁２２が設けられている。さらに、吸気絞り弁２２の上流には、インタークーラ２４が設けられている。インタークーラ２４は、過給空気を冷却するように構成されている。   An intake manifold 14 is connected to the engine body 2. The intake manifold 14 is provided with a supercharging pressure sensor 16. The supercharging pressure sensor 16 is configured to measure the pressure of air (hereinafter referred to as “supercharging air”) supercharged by a compressor 26a described later, that is, the supercharging pressure. An intake passage 18 is connected to the intake manifold 14. An intake air temperature sensor 20 is provided in the vicinity of the connection portion between the intake manifold 14 and the intake passage 18. The intake air temperature sensor 20 is configured to measure the temperature of the supercharged air. An intake throttle valve 22 is provided in the intake passage 18 upstream of the intake temperature sensor 20. Further, an intercooler 24 is provided upstream of the intake throttle valve 22. The intercooler 24 is configured to cool the supercharged air.

インタークーラ２４の上流には、電動機付きターボチャージャ（以下「ＭＡＴ」という。）２６のコンプレッサ２６ａが設けられている。コンプレッサ２６ａは、図示しない連結軸を介してタービン２６ｂと連結されている。タービン２６ｂは、後述する排気通路４０に設けられている。このタービン２６ｂが排気エネルギにより回転駆動されることによって、コンプレッサ２６ａが回転駆動される。
コンプレッサ２６ａとタービン２６ｂの間には、電動機２６ｃである交流モータが設けられている。電動機２６ｃは、モータコントローラ２８に接続されている。モータコントローラ２８にはバッテリ２９が接続されている。モータコントローラ２８は、バッテリ２９に蓄えられた電力を電動機２６ｃに供給するように構成されている。さらに、モータコントローラ２８は、電動機２６ｃが回生発電した電力をバッテリ２９に充電するように構成されている。バッテリ２９には、該バッテリ２９の電圧を検出するバッテリ電圧センサ２９ａが設けられている。電動機２６ｃの駆動軸は、上記連結軸を兼ねている。よって、コンプレッサ２６ａは、電動機２６ｃにより強制的に回転駆動可能に構成されている。 A compressor 26 a of a turbocharger with an electric motor (hereinafter referred to as “MAT”) 26 is provided upstream of the intercooler 24. The compressor 26a is connected to the turbine 26b via a connecting shaft (not shown). The turbine 26b is provided in an exhaust passage 40 described later. The turbine 26b is rotationally driven by the exhaust energy, so that the compressor 26a is rotationally driven.
An AC motor, which is an electric motor 26c, is provided between the compressor 26a and the turbine 26b. The electric motor 26 c is connected to the motor controller 28. A battery 29 is connected to the motor controller 28. The motor controller 28 is configured to supply the electric power stored in the battery 29 to the electric motor 26c. Further, the motor controller 28 is configured to charge the battery 29 with the electric power regenerated by the electric motor 26c. The battery 29 is provided with a battery voltage sensor 29 a that detects the voltage of the battery 29. The drive shaft of the electric motor 26c also serves as the connecting shaft. Therefore, the compressor 26a is configured to be forcibly driven to rotate by the electric motor 26c.

コンプレッサ２６ａの上流にはエアフロメータ３０が設けられている。エアフロメータ３０は、大気中から吸気通路１８内に吸入される空気の量（吸入空気量）を測定するように構成されている。エアフロメータ３０の上流にはエアクリーナ３２が設けられている。さらに、エアクリーナ３２の上流は、大気に開放されている。   An air flow meter 30 is provided upstream of the compressor 26a. The air flow meter 30 is configured to measure the amount of air taken into the intake passage 18 from the atmosphere (intake air amount). An air cleaner 32 is provided upstream of the air flow meter 30. Furthermore, the upstream of the air cleaner 32 is open to the atmosphere.

コンプレッサ２６ａとエアフロメータ３０との間には、吸気バイパス通路３４の一端が接続されている。吸気バイパス通路３４の他端は、コンプレッサ２６ａとインタークーラ２４の間に接続されている。吸気通路１８と吸気バイパス通路３４の他端との接続部には、吸気バイパス弁３６が設けられている。この吸気バイパス弁３６が開弁されると、ＭＡＴ２６により過給された空気の一部が吸気バイパス通路３４を通ってコンプレッサ２６ａの吸気側に戻される。これにより、コンプレッサ２６ａの圧力を低減することができる。   One end of an intake bypass passage 34 is connected between the compressor 26 a and the air flow meter 30. The other end of the intake bypass passage 34 is connected between the compressor 26 a and the intercooler 24. An intake bypass valve 36 is provided at a connection portion between the intake passage 18 and the other end of the intake bypass passage 34. When the intake bypass valve 36 is opened, a part of the air supercharged by the MAT 26 is returned to the intake side of the compressor 26a through the intake bypass passage 34. Thereby, the pressure of the compressor 26a can be reduced.

また、エンジン本体２には、上記吸気マニホールド１４と対向するように排気マニホールド３８が接続されている。排気マニホールド３８には排気通路４０が接続されている。上述したように、排気通路４０には、ＭＡＴ２６のタービン２６ｂが設けられている。タービン２６ａは、排気通路４０を流通する排気ガスのエネルギによって回転駆動されるように構成されている。   An exhaust manifold 38 is connected to the engine body 2 so as to face the intake manifold 14. An exhaust passage 40 is connected to the exhaust manifold 38. As described above, the exhaust passage 40 is provided with the turbine 26b of the MAT 26. The turbine 26 a is configured to be rotationally driven by the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40.

排気通路４０におけるタービン２６ｂの下流には、排気ガスを浄化するための触媒４２が設けられている。   A catalyst 42 for purifying exhaust gas is provided in the exhaust passage 40 downstream of the turbine 26b.

排気マニホールド３８にはＥＧＲ通路４４の一端が接続されている。ＥＧＲ通路４４の他端は、吸気マニホールド１４と吸気通路１８との接続部近傍に接続されている。吸気通路１８とＥＧＲ通路４４の他端との接続部近傍には、ＥＧＲバルブ４６が設けられている。ＥＧＲ通路４４の途中には、ＥＧＲ通路４４を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ４８が設けられている。このＥＧＲバルブ４６が開弁されると、排気ガスの一部がＥＧＲ通路４４及びＥＧＲクーラ４８を通って吸気通路１８に戻される。排気ガスは空気に比べて酸素量が少ないため、ＮＯｘの生成量を低減することができる。   One end of an EGR passage 44 is connected to the exhaust manifold 38. The other end of the EGR passage 44 is connected in the vicinity of the connection portion between the intake manifold 14 and the intake passage 18. An EGR valve 46 is provided in the vicinity of the connection portion between the intake passage 18 and the other end of the EGR passage 44. An EGR cooler 48 for cooling the exhaust gas flowing through the EGR passage 44 is provided in the middle of the EGR passage 44. When the EGR valve 46 is opened, a part of the exhaust gas is returned to the intake passage 18 through the EGR passage 44 and the EGR cooler 48. Since the exhaust gas has a smaller amount of oxygen than air, the amount of NOx produced can be reduced.

本実施の形態のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。
ＥＣＵ６０の入力側には、冷却水温センサ４、過給圧センサ１６、吸気温度センサ２０、バッテリ電圧センサ２９ａ、エアフロメータ３０のほか、クランク角センサ５２、変速段検出センサ５４等が接続されている。クランク角センサ５２は、図示しないクランク軸の回転角度を検出するように構成されている。変速段検出センサ５４は、変速機の変速段を検出するように構成されている。
また、ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ６、ポンプ１０、モータコントローラ２８、吸気バイパス弁３６、ＥＧＲバルブ４６等が接続されている。
ＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。
ＥＣＵ６０は、後述するように、電動機２６ｃの駆動量（過給アシスト量）、つまり、ＭＡＴ２６への電力供給量を算出する。ＥＣＵ６０は、モータコントローラ２８に対し、算出した電力を電動機２６ｃに供給するように指示する。 The system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 that is a control device.
In addition to the coolant temperature sensor 4, the supercharging pressure sensor 16, the intake air temperature sensor 20, the battery voltage sensor 29 a, the air flow meter 30, a crank angle sensor 52, a gear position detection sensor 54, and the like are connected to the input side of the ECU 60. . The crank angle sensor 52 is configured to detect a rotation angle of a crankshaft (not shown). The gear position detection sensor 54 is configured to detect the gear position of the transmission.
Further, an injector 6, a pump 10, a motor controller 28, an intake bypass valve 36, an EGR valve 46, and the like are connected to the output side of the ECU 60.
The ECU 60 calculates the engine speed NE based on the output of the crank angle sensor 52.
As will be described later, the ECU 60 calculates the driving amount (supercharging assist amount) of the electric motor 26c, that is, the amount of electric power supplied to the MAT 26. The ECU 60 instructs the motor controller 28 to supply the calculated electric power to the electric motor 26c.

［実施の形態の特徴］
上記システムによれば、排気エネルギによるタービン２６ｂの回転に伴うコンプレッサ２６ａの回転によって、過給圧を上昇させることができる。しかし、タービン２６ｂが回転してからターボ回転数が上昇して過給圧が上昇するまでの時間差、すなわち、ターボラグが生じてしまうことが知られている。このターボラグを解消するため、上記システムは、電動機２６ｃを用いてコンプレッサ２６ａを強制回転駆動させることができる。 [Features of the embodiment]
According to the above system, the supercharging pressure can be increased by the rotation of the compressor 26a accompanying the rotation of the turbine 26b by the exhaust energy. However, it is known that a time difference from when the turbine 26b rotates to when the turbo rotation speed increases and the supercharging pressure increases, that is, turbo lag occurs. In order to eliminate this turbo lag, the system can forcibly drive the compressor 26a using the electric motor 26c.

ところで、変速機の変速段が低い場合、つまり、変速機の変速比値が大きい場合には、コンプレッサ２６ａの回転数（以下「ターボ回転数」という。）が上昇しやすい。この場合、電動機２６ｃの駆動量（アシスト量）が少なくても、つまり、電動機２６ｃへの電力供給量が少なくても、ターボ回転数を十分上昇させることができ、過給圧を十分高めることができる。逆に、電動機２６ｃの駆動量を多くすると、つまり、電動機２６ｃへの電力供給量を多くすると、過給圧を十分高めることができるものの、車両の燃費が悪くなってしまう事態や、バッテリ２９が早期に劣化してしまう事態が生じ得る。よって、変速機の変速比値が大きい場合には、過給圧を効率良く高めるために、電動機２６ｃの駆動量をできるだけ少なくする必要がある。
一方、変速機の変速段が高い場合、つまり、変速機の変速比値が小さい場合には、ターボ回転数が上昇しにくい。この場合、電動機２６ｃの駆動量が少ないと、ターボ回転数を十分上昇させることができず、過給圧の上昇が不十分となってしまう。よって、変速比値が小さい場合には、ターボ回転数を十分上昇させるために、電動機２６ｃの駆動量を多くする必要がある。 By the way, when the gear position of the transmission is low, that is, when the gear ratio value of the transmission is large, the rotational speed of the compressor 26a (hereinafter referred to as “turbo rotational speed”) tends to increase. In this case, even if the driving amount (assist amount) of the electric motor 26c is small, that is, even if the electric power supply amount to the electric motor 26c is small, the turbo rotation speed can be sufficiently increased and the supercharging pressure can be sufficiently increased. it can. On the contrary, if the drive amount of the electric motor 26c is increased, that is, if the electric power supply amount to the electric motor 26c is increased, the supercharging pressure can be sufficiently increased, but the situation where the fuel consumption of the vehicle is deteriorated or the battery 29 is increased. There may be a situation where deterioration occurs early. Therefore, when the gear ratio value of the transmission is large, it is necessary to reduce the drive amount of the electric motor 26c as much as possible in order to efficiently increase the supercharging pressure.
On the other hand, when the gear position of the transmission is high, that is, when the gear ratio value of the transmission is small, the turbo rotation speed hardly increases. In this case, if the drive amount of the electric motor 26c is small, the turbo rotation speed cannot be sufficiently increased, and the boost pressure is not sufficiently increased. Therefore, when the gear ratio value is small, it is necessary to increase the drive amount of the electric motor 26c in order to sufficiently increase the turbo rotation speed.

また、機関回転数NEが大きい場合には、排気エネルギによるタービン２６ｂの回転によりコンプレッサ２６ａもある程度回転しているため、既にある程度ターボ回転数が高くなっていると推定できる。このため、電動機２６ｃの駆動量が少なくても、ターボ回転数を十分上昇させることができ、過給圧を十分高めることができる。逆に、電動機２６ｃの駆動量を多くすると、過給圧を十分高めることができるものの、車両の燃費が悪くなってしまう事態や、バッテリ２９が早期に劣化してしまう事態が生じ得る。よって、機関回転数NEが大きい場合には、過給圧を効率良く高めるために、電動機２６ｃの駆動量をできるだけ少なくする必要がある。
一方、機関回転数NEが小さい場合には、ターボ回転数が上昇しにくい。この場合、電動機２６ｃの駆動量が少ないと、ターボ回転数を十分上昇させることができず、過給圧の上昇が不十分となってしまう。よって、機関回転数NEが小さい場合には、ターボ回転数を十分上昇させるために、電動機２６ｃの駆動量を多くする必要がある。 When the engine speed NE is high, it can be estimated that the turbo speed has already increased to some extent because the compressor 26a has also rotated to some extent due to the rotation of the turbine 26b by exhaust energy. For this reason, even if the drive amount of the electric motor 26c is small, the turbo rotation speed can be sufficiently increased, and the supercharging pressure can be sufficiently increased. Conversely, if the drive amount of the electric motor 26c is increased, the supercharging pressure can be sufficiently increased, but a situation where the fuel consumption of the vehicle deteriorates or a situation where the battery 29 deteriorates early may occur. Therefore, when the engine speed NE is large, in order to efficiently increase the supercharging pressure, it is necessary to reduce the drive amount of the electric motor 26c as much as possible.
On the other hand, when the engine speed NE is small, the turbo speed is unlikely to increase. In this case, if the drive amount of the electric motor 26c is small, the turbo rotation speed cannot be sufficiently increased, and the boost pressure is not sufficiently increased. Therefore, when the engine speed NE is small, it is necessary to increase the drive amount of the electric motor 26c in order to sufficiently increase the turbo speed.

そこで、本実施の形態では、機関回転数NEが小さい場合、及び／又は、変速比値が大きい場合には、電動機２６ｃの駆動量を大きくする。一方、機関回転数NEが大きい場合、及び／又は、変速比値が小さい場合には、電動機２６ｃの駆動量を小さくする。つまり、ターボ回転数が上昇しにくい場合には電動機２６ｃの駆動量を大きくし、ターボ回転数が上昇しにくい場合には電動機２６ｃの駆動量を小さくする。これにより、電動機２６ｃを効率良く駆動させつつ、ターボ回転数を十分上昇させることができる。よって、過給圧を十分上昇させることができると共に、車両の燃費を向上させることができる。   Therefore, in the present embodiment, when the engine speed NE is small and / or when the gear ratio value is large, the drive amount of the electric motor 26c is increased. On the other hand, when the engine speed NE is large and / or when the gear ratio value is small, the drive amount of the electric motor 26c is decreased. That is, when the turbo rotational speed is difficult to increase, the drive amount of the electric motor 26c is increased, and when the turbo rotational speed is difficult to increase, the drive amount of the electric motor 26c is decreased. Thereby, it is possible to sufficiently increase the turbo rotation speed while driving the electric motor 26c efficiently. Therefore, the supercharging pressure can be sufficiently increased, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

また、寒冷地等の条件によってはバッテリ電圧が低下してしまう場合がある。この場合に、電動機２６ｃを駆動させると、更にバッテリ電圧が低下してしまう。そこで、本実施の形態では、バッテリ電圧が所定値以下である場合には、電動機２６ｃの駆動を禁止する。よって、過給圧の上昇よりも優先して、バッテリの更なる劣化を防止することができる。   In addition, the battery voltage may decrease depending on conditions such as a cold district. In this case, when the electric motor 26c is driven, the battery voltage further decreases. Therefore, in the present embodiment, when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value, the driving of the electric motor 26c is prohibited. Therefore, it is possible to prevent further deterioration of the battery in preference to the increase of the supercharging pressure.

［実施の形態における具体的処理］
図２は、本実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２に示すフローによれば、先ず、機関回転数NE(rpm)、変速段、バッテリ電圧(V)、過給圧の各値を取り込む（ステップ１００）。ＥＣＵ６０は、過給圧が目標過給圧に達していないと判別する場合に、以下の処理を実行する。 [Specific processing in the embodiment]
FIG. 2 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment.
According to the flow shown in FIG. 2, first, the engine speed NE (rpm), the gear position, the battery voltage (V), and the supercharging pressure are taken in (step 100). The ECU 60 executes the following process when determining that the supercharging pressure has not reached the target supercharging pressure.

次に、図３に示すマップを参照して、機関回転数NEに応じたベースアシスト量Dn(%)を算出する（ステップ１０２）。ここで、ベースアシスト量Dn(%)は、電動機２６ｃの駆動量を示す値であり、具体的には、電動機２６ｃに対して最高出力の何％を出力させるかを示す値である。よって、ベースアシスト量Dnの値が大きいほど、電動機２６ｃの駆動量が大きくなる。図３は、ベースアシスト量Dn(%)を算出するためにＥＣＵ６０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップでは、機関回転数NEが大きいほど、ベースアシスト量Dn(%)が小さくなるように設定されている。このマップによれは、機関回転数NEが大きい場合、すなわち、ターボ回転数が上昇しやすい場合には、電動機２６ｃの駆動量が小さく設定される。一方、機関回転数NEが小さい場合、すなわち、ターボ回転数が上昇しにくい場合には、電動機２６ｃの駆動量が大きく設定される。   Next, the base assist amount Dn (%) corresponding to the engine speed NE is calculated with reference to the map shown in FIG. 3 (step 102). Here, the base assist amount Dn (%) is a value indicating the drive amount of the electric motor 26c, and specifically, a value indicating what percentage of the maximum output is output to the electric motor 26c. Therefore, the drive amount of the electric motor 26c increases as the value of the base assist amount Dn increases. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a map stored in the ECU 60 in order to calculate the base assist amount Dn (%). In the map, the base assist amount Dn (%) is set to be smaller as the engine speed NE is larger. According to this map, when the engine speed NE is large, that is, when the turbo speed is likely to increase, the drive amount of the electric motor 26c is set small. On the other hand, when the engine speed NE is small, that is, when the turbo speed is difficult to increase, the drive amount of the electric motor 26c is set large.

次に、図４に示すマップを参照して、変速段に応じた係数kを決定する（ステップ１０４）。ここで、係数kは、電動機２６ｃの駆動量を補正するための係数である。この係数kの値が大きいほど、電動機２６ｃの駆動量が大きくなる（つまり、電動機２６ｃへの供給電力が大きくなる。）。図４は、係数kを決定するためにＥＣＵ６０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップでは、変速段が高速段側であるほど、つまり、変速比値が小さいほど、係数kが大きくなるように設定されている。このマップによれば、変速段が高速段側である場合（変速比値が小さい場合）、すなわち、ターボ回転数が上昇しやすい場合には、電動機２６ｃの駆動量が小さく設定される。一方、変速段が低速段側である場合（変速比値が大きい場合）、すなわち、ターボ回転数が上昇しにくい場合には、電動機２６ｃの駆動量が大きく設定される。また、図４に示すマップでは、変速段がReverse(後退)の場合には、係数kがゼロに設定されている。よって、車両が後退するときには、電動機２６ｃの駆動は行われない。   Next, referring to the map shown in FIG. 4, a coefficient k corresponding to the gear position is determined (step 104). Here, the coefficient k is a coefficient for correcting the drive amount of the electric motor 26c. The larger the value of the coefficient k, the larger the drive amount of the electric motor 26c (that is, the larger the electric power supplied to the electric motor 26c). FIG. 4 is a diagram showing an example of a map stored in the ECU 60 for determining the coefficient k. In the map, the coefficient k is set to be larger as the gear position is on the higher speed side, that is, as the gear ratio value is smaller. According to this map, when the gear position is on the high speed side (when the gear ratio value is small), that is, when the turbo speed is likely to increase, the drive amount of the electric motor 26c is set small. On the other hand, when the gear position is on the low speed side (when the gear ratio value is large), that is, when the turbo speed is difficult to increase, the drive amount of the electric motor 26c is set large. In the map shown in FIG. 4, the coefficient k is set to zero when the shift speed is Reverse. Therefore, when the vehicle moves backward, the electric motor 26c is not driven.

次に、最終アシスト量Df(%)を算出する（ステップ１０６）。この最終アシスト量Df(%)は、実際の電動機２６ｃの駆動量を示す値であり、実際に電動機２６ｃに対して最高出力の何％を出力させるかを示す値である。本ステップ１０６において、最終アシスト量Dfは、上記ステップ１０２で算出されたベースアシスト量Dnに、上記ステップ１０４で決定された係数kを乗算することにより求められる。よって、最終アシスト量Dfは、機関回転数NEと変速段とが考慮された値、すなわち、ターボ回転数の上昇しやすさが考慮された値である。   Next, a final assist amount Df (%) is calculated (step 106). The final assist amount Df (%) is a value indicating the actual drive amount of the electric motor 26c, and is a value indicating what percentage of the maximum output is actually output to the electric motor 26c. In step 106, the final assist amount Df is obtained by multiplying the base assist amount Dn calculated in step 102 by the coefficient k determined in step 104. Therefore, the final assist amount Df is a value that takes into account the engine speed NE and the gear position, that is, a value that takes into account the ease of increasing the turbo speed.

次に、バッテリ電圧が所定値よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、電動機２６ｃの駆動を許容できるだけのバッテリ電圧であるか否かが判別される。この所定値は、車両の種類、或いは、車両に搭載されるバッテリ２９の種類に応じて、予め定められた値である。ステップ１０８でバッテリ電圧が所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ６０からモータコントローラ２８に電力供給指示が出される（ステップ１１０）。この電力供給指示により、バッテリ２９から電動機２６ｃに対して、上記ステップ１０６で算出された最終アシスト量Df(%)に対応する電力が供給され、電動機２６ｃによってＭＡＴ２６が強制駆動される（ＭＡＴアシストＯＮ）。   Next, it is determined whether or not the battery voltage is greater than a predetermined value (step 108). In step 108, it is determined whether or not the battery voltage is sufficient to allow the electric motor 26c to be driven. This predetermined value is a value determined in advance according to the type of the vehicle or the type of the battery 29 mounted on the vehicle. If the battery voltage is greater than the predetermined value in step 108, an electric power supply instruction is issued from the ECU 60 to the motor controller 28 (step 110). In response to this power supply instruction, power corresponding to the final assist amount Df (%) calculated in step 106 is supplied from the battery 29 to the electric motor 26c, and the MAT 26 is forcibly driven by the electric motor 26c (MAT assist ON). ).

一方、ステップ１０８でバッテリ電圧が所定値よりも小さい場合、ＥＣＵ６０からモータコントローラ２８に電力供給禁止指示が出される（ステップ１１２）。この電力供給禁止指示により、バッテリ２９から電動機２６ｃへの電力供給が禁止され、電動機２６ｃの駆動が禁止される（ＭＡＴアシスト禁止）。よって、更なるバッテリ電圧の低下が抑止される。
ＥＣＵ６０は、所定の周期毎に、以上説明した本ルーチンを実行する。 On the other hand, when the battery voltage is smaller than the predetermined value in step 108, an instruction to prohibit power supply is issued from the ECU 60 to the motor controller 28 (step 112). By this power supply prohibition instruction, power supply from the battery 29 to the electric motor 26c is prohibited, and driving of the electric motor 26c is prohibited (MAT assist is prohibited). Therefore, further battery voltage drop is suppressed.
The ECU 60 executes the above-described routine every predetermined cycle.

以上説明したように、図２に示すルーチンによれば、機関回転数NEに応じてベースアシスト量Dnが算出され、変速機の変速段に応じて係数kが決定される。そして、ベースアシスト量Dnと係数kとを掛け合わせることにより、最終的なアシスト量Dfが算出される。よって、機関回転数NEと変速段とを考慮して電動機２６ｃの駆動が実行される。具体的には、機関回転数NEが低い場合や変速段が高速段側である場合には、ターボ回転数が上昇しにくいため、電動機２６ｃの駆動量が大きく算出される。これにより、確実にターボ回転数を十分上昇させることができる。一方、機関回転数NEが高い場合や変速段が低速段側である場合には、ターボ回転数が上昇しやすいため、電動機２６ｃの駆動量が小さく算出される。これにより、電動機２６ｃの余分な駆動、すなわち、電動機２６ｃによる余分な電力消費を減らすことができる。よって、ターボ回転数の上昇しやすさを考慮して、電動機２６ｃを効率良く駆動させることができるため、車両の燃費を向上させることができ、バッテリ２９の早期の劣化を防止することができる。
また、本ルーチンによれば、バッテリ電圧が低い場合には、電動機２６ｃの駆動が禁止される。これにより、バッテリ電圧が異常低下している場合、つまり、バッテリ２９が劣化している場合には、バッテリ電圧の更なる低下を抑止することができる。 As described above, according to the routine shown in FIG. 2, the base assist amount Dn is calculated according to the engine speed NE, and the coefficient k is determined according to the gear position of the transmission. Then, the final assist amount Df is calculated by multiplying the base assist amount Dn and the coefficient k. Therefore, the electric motor 26c is driven in consideration of the engine speed NE and the gear position. Specifically, when the engine speed NE is low or when the gear position is on the high speed side, the turbo speed is unlikely to increase, so the drive amount of the electric motor 26c is calculated to be large. As a result, the turbo rotational speed can be reliably increased sufficiently. On the other hand, when the engine speed NE is high or the gear position is on the low speed side, the turbo speed is likely to increase, so the drive amount of the electric motor 26c is calculated to be small. As a result, extra driving of the electric motor 26c, that is, extra electric power consumption by the electric motor 26c can be reduced. Therefore, the electric motor 26c can be efficiently driven in consideration of the ease of increasing the turbo rotation speed, so that the fuel efficiency of the vehicle can be improved and the early deterioration of the battery 29 can be prevented.
Further, according to this routine, when the battery voltage is low, the driving of the electric motor 26c is prohibited. Thereby, when the battery voltage is abnormally reduced, that is, when the battery 29 is deteriorated, further reduction of the battery voltage can be suppressed.

ところで、本実施の形態では、ディーゼルエンジンのシステムについて説明したが、本発明を、ＭＡＴを有するガソリンエンジンのシステムに対しても適用することができる。
また、本実施の形態では、変速段センサ５４により変速段を検出し、変速比値を取得するシステムについて説明したが、変速機がオートマチックトランスミッションである場合には、ＥＣＵ６０が変速段を把握しているため、変速段センサを用いることなく変速比値を取得することができる。また、変速機が無段階変速機である場合にも、ＥＣＵ６０が変速比値を制御しているため、センサを用いることなく変速比値を取得することができる。 By the way, in this Embodiment, although the system of the diesel engine was demonstrated, this invention is applicable also to the system of the gasoline engine which has MAT.
In the present embodiment, the system has been described in which the shift speed sensor 54 detects the shift speed and acquires the speed ratio value. However, when the transmission is an automatic transmission, the ECU 60 recognizes the shift speed. Therefore, the gear ratio value can be acquired without using the gear position sensor. Even when the transmission is a continuously variable transmission, the ECU 60 controls the speed ratio value, and therefore the speed ratio value can be acquired without using a sensor.

尚、本実施の形態において、ＥＣＵ６０が、ステップ１００の処理を実行することにより第１の発明における「変速比値取得手段」が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１の発明における「電動機制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＥＣＵ６０が、ステップ１００の処理を実行することにより第２の発明における「機関回転数検出手段」が、ステップ１０２の処理を実行することにより第２の発明における「電動機制御手段」が、それぞれ実現されている。 In the present embodiment, the ECU 60 executes the process of step 100, so that the “gear ratio value acquiring means” in the first invention executes the process of step 104, and the “motor” in the first invention is executed. "Control means" is realized respectively.
Further, when the ECU 60 executes the process of step 100, the “engine speed detecting means” in the second invention is executed, and when the process of step 102 is executed, the “motor control means” in the second invention is set, respectively. It has been realized.

本発明の実施の形態によるシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a routine executed by ECU 60 in the embodiment of the present invention. ベースアシスト量Dnを算出するためにＥＣＵ６０が記憶しているマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which ECU60 has memorize | stored in order to calculate the base assist amount Dn. 係数kを決定するためにＥＣＵ６０が記憶しているマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which ECU60 has memorize | stored in order to determine the coefficient k.

符号の説明Explanation of symbols

２ エンジン本体
２ａ 気筒
４ 冷却水温センサ
６ インジェクタ
８ コモンレール
１０ サプライポンプ
１２ 燃料タンク
１４ 吸気マニホールド
１６ 過給圧センサ
１８ 吸気通路
２０ 吸気温度センサ
２２ 吸気絞り弁
２４ インタークーラ
２６ ターボチャージャ
２６ａ コンプレッサ
２６ｂ タービン
２６ｃ 電動機
２８ モータコントローラ
２９ バッテリ
２９ａ バッテリ電圧センサ
３０ エアフロメータ
３２ エアクリーナ
３４ 吸気バイパス通路
３６ 吸気バイパス弁
３８ 排気マニホールド
４０ 排気通路
４１ 可変ノズル機構
４２ 触媒
４４ ＥＧＲ通路
４６ ＥＧＲバルブ
４８ ＥＧＲクーラ
５２ クランク角センサ
５４ 変速段検出センサ
６０ ＥＣＵ 2 Engine body 2a Cylinder 4 Cooling water temperature sensor 6 Injector 8 Common rail 10 Supply pump 12 Fuel tank 14 Intake manifold 16 Supercharging pressure sensor 18 Intake passage 20 Intake temperature sensor 22 Intake throttle valve 24 Intercooler 26 Turbocharger 26a Compressor 26b Turbine 26c Electric motor 28 Motor controller 29 Battery 29a Battery voltage sensor 30 Air flow meter 32 Air cleaner 34 Intake bypass passage 36 Intake bypass valve 38 Exhaust manifold 40 Exhaust passage 41 Variable nozzle mechanism 42 Catalyst 44 EGR passage 46 EGR valve 48 EGR cooler 52 Crank angle sensor 54 Shift stage Detection sensor 60 ECU

Claims (2)

内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと、該コンプレッサを駆動可能な電動機とを有する過給機と、
変速機の変速比値を取得する変速比値取得手段と、
前記変速比値取得手段により取得された変速比値が大きい場合には、変速比値が小さい場合に比べて前記電動機の駆動量を小さくする電動機制御手段とを備えたことを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 A supercharger having a compressor provided in an intake passage of the internal combustion engine and an electric motor capable of driving the compressor;
Gear ratio value acquisition means for acquiring a gear ratio value of the transmission;
An electric motor comprising: motor control means for reducing the drive amount of the motor when the speed ratio value acquired by the speed ratio value acquiring means is large compared to when the speed ratio value is small A control device for an internal combustion engine having a supercharger. 請求項１に記載の電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を更に備え、
前記電動機制御手段は、前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数が大きい場合には、機関回転数が小さい場合に比べて前記電動機の駆動量を小さくするものであることを特徴とする電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置。 In the control apparatus for an internal combustion engine having the supercharger with an electric motor according to claim 1,
Further comprising engine speed detecting means for detecting the engine speed of the internal combustion engine;
The motor control means reduces the drive amount of the motor when the engine speed detected by the engine speed detection means is large compared to when the engine speed is small. A control device for an internal combustion engine having a supercharger with an electric motor.
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