JP5974884B2 - エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
なお、前記コンプレッサの下流側の吸気系圧力は、前記エンジンのインテークマニホールド内の圧力(いわゆるインマニ圧)であることが好ましい。
[1.装置構成]
本実施形態のエンジンの制御装置は、図1に示す車載のディーゼルエンジン1(以下、エンジンという)に適用される。このエンジン1は多気筒直噴式であり、図1では複数気筒のうち1気筒のみ示している。エンジン1のシリンダブロック1B内には複数のシリンダ2が形成され、各シリンダ2内には、図中上下方向に往復摺動するピストン3が設けられる。ピストン3は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続される。ピストン3には、その頂面に燃焼室となるキャビティ3aが形成されている。なお、複数のシリンダ2は、図1の紙面と直交する方向に併設されており、何れのシリンダ2も同様の構成となっている。
ターボチャージャ30は、吸気通路11に配置されたコンプレッサ31と、排気通路21に配置されたタービン32と、タービン32の周囲に設けられた複数の可変ベーン33とを有する可変容量ターボチャージャ(以下、VGターボ30という)である。VGターボ30は、排気のエネルギを利用してタービン32を回転させ、タービン32と同軸上に設けられたコンプレッサ31で空気を圧縮して、高圧の空気をシリンダ2へ送り込むものであり、可変ベーン33の開度(以下、ベーン開度という)を調整することで過給圧を制御可能である。ベーン開度は、後述するECU60によって制御される。
また、車両には、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル操作量A)を検出するアクセルポジションセンサ(APS)66が設けられる。アクセル操作量Aは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメータであり、言い換えるとエンジン1の負荷(エンジン1に対する出力要求)に相関するパラメータである。アクセルポジションセンサ66で検出されたアクセル操作量Aの情報はECU60に伝達される。
[2−1.制御の概要]
ECU60では、高圧EGR量と低圧EGR量とを合計した全EGR量を運転状態に応じて調整するEGR制御と、ベーン開度を調整することで実インマニ圧Pを制御するインマニ圧制御とが実施される。
ECU60は、上記のEGR制御及びインマニ圧制御を実施するために、判定部61としての機能要素と、演算部62としての機能要素と、EGR制御部63としての機能要素と、圧力制御部64としての機能要素とを有する。これらの各要素は電子回路(ハードウェア)によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
以上の低圧単独領域R1,併用領域R2及び高圧単独領域R3におけるEGR制御部63でのEGR系アクチュエータの制御内容を、以下の表1に示す。
次に、図3を用いてECU60で実行されるEGR制御及びインマニ圧制御の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期で繰り返し実施される。
図3に示すように、ステップS10では、判定部61によりEGRシステムの使用領域が低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3であるか否かが判定される。低圧単独領域R1又は高圧単独領域R3であればステップS20へ進み、低圧単独領域R1及び高圧単独領域R3のどちらでもなければステップS30へ進む。
次に、図4及び図5を用いて、本制御装置によってEGR制御とインマニ圧フィードバック制御とを並行して実施した場合の作用を説明する。図4はEGRシステムを低圧単独使用から併用に切り替えたときのタイムチャートであり、図5はEGRシステムを高圧単独使用から併用に切り替えたときのタイムチャートである。また、図4及び図5中の細実線は目標値を示し、太実線は本制御装置の制御内容又は制御結果を示し、二点鎖線は従来の制御装置による制御結果を示す。太実線と重なる部分は太実線で示す。
したがって、本実施形態に係るエンジン1の制御装置によれば、二つのEGRシステム40,50を単独使用から併用に切り替えてから所定期間の間、インマニ圧フィードバック制御が禁止されるため、この期間におけるEGR制御とインマニ圧フィードバック制御との干渉を防ぐことができる。また、単独使用から併用に切り替えてから所定期間の間はインマニ圧制御がフィードフォワード制御とされるため、実インマニ圧Pを速やかに目標インマニ圧PTGTに近づけることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上記実施形態では、EGRシステムが単独使用から併用へ切り替えられた時がインマニ圧フィードバック制御の禁止期間の始まりとされているが、禁止期間の始まりの条件に、「切替時にエンジン1の負荷が所定負荷以上変化すること」を追加してもよい。つまり、EGRシステムの単独使用から併用への切替時に、負荷が大きく変化したときだけインマニ圧フィードバック制御を禁止して、インマニ圧フィードフォワード制御を実施する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、吸気系圧力としてインマニ圧を用いた場合を説明したが、インマニ圧に代えてコンプレッサ31よりも下流側の吸気系の圧力を用いてもよい。つまり、圧力センサ65がサージタンク15ではなく、サージタンク15の上流側の吸気通路11に配置されていてもよい。
また、実回転速度Ne及び負荷に応じてEGRシステムの使用方法やインマニ圧フィードバック制御の実施等を判定したが、実回転速度Neに代えてクランクシャフトの回転角θや回転角θの単位時間あたりの変化量(角速度ω)を用いてもよく、負荷に代えてアクセル操作量Aを用いてもよい。
11 吸気通路
13 低圧スロットル弁(第二調整手段)
14 高圧スロットル弁(第一調整手段)
16 インマニ(インテークマニホールド)
21 排気通路
30 VGターボ(可変容量ターボチャージャ)
31 コンプレッサ
32 タービン
33 可変ベーン(ベーン)
40 高圧EGRループ(第一還流システム)
41 高圧EGR通路(第一通路)
45 高圧EGRバルブ(第一調整手段)
50 低圧EGRループ(第二還流システム)
51 低圧EGR通路(第二通路)
55 低圧EGRバルブ(第二調整手段)
60 ECU(電子制御装置)
61 判定部
62 演算部(演算手段)
63 EGR制御部(還流制御手段)
64 圧力制御部(圧力制御手段)
65 圧力センサ
Claims (4)
- 排気通路に配置されるタービンと吸気通路に配置されるコンプレッサと流量調整用のベーンとを有する可変容量ターボチャージャと、
前記タービンの上流側と前記コンプレッサの下流側とを連通する第一通路を流通する排気の流量を調整する第一調整手段を有する第一還流システムと、
前記タービンの下流側と前記コンプレッサの上流側とを連通する第二通路を流通する排気の流量を調整する第二調整手段を有する第二還流システムと、を備えたエンジンの制御装置であって、
車両の運転状態に応じて前記第一調整手段及び前記第二調整手段を制御し、前記第一還流システム及び前記第二還流システムの何れか一方を使用する単独使用と両方を使用する併用とを切り替える還流制御手段と、
前記運転状態に応じて前記ベーンの開度を調整することで前記コンプレッサの下流側の吸気系圧力をフィードバック制御する圧力制御手段と、を備え、
前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられてから所定期間の間、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御する
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。 - 前記吸気系圧力を検出する圧力センサと、
前記運転状態に応じて前記吸気系圧力の目標圧力を演算する演算手段と、を備え、
前記圧力制御手段は、前記圧力センサで検出された前記吸気系圧力と前記演算手段で演算された前記目標圧力との差の絶対値が所定値以下となったときに前記フィードバック制御を再開する
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの制御装置。 - 前記圧力制御手段は、前記還流制御手段によって前記単独使用から前記併用へ切り替えられたときに前記エンジンの負荷が所定負荷以上変化した場合に、前記フィードバック制御を禁止して前記吸気系圧力をフィードフォワード制御する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のエンジンの制御装置。 - 前記圧力制御手段は、前記フィードフォワード制御では、前記運転状態に応じて予め設定された前記吸気系圧力の目標圧力に対応する目標ベーン開度となるように、前記ベーンの開度を調整する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
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