JP4207013B2 - Supercharger control device - Google Patents
Supercharger control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4207013B2 JP4207013B2 JP2005112857A JP2005112857A JP4207013B2 JP 4207013 B2 JP4207013 B2 JP 4207013B2 JP 2005112857 A JP2005112857 A JP 2005112857A JP 2005112857 A JP2005112857 A JP 2005112857A JP 4207013 B2 JP4207013 B2 JP 4207013B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- correction amount
- feedback correction
- control
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
本発明は、過給圧を可変制御する過給機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a supercharger that variably controls a supercharging pressure.
内燃機関の排気通路に設けられる排気駆動式の過給機は、排気通路を流れる排気の流動力を利用して吸気通路内の空気を燃焼室へ強制的に導入する、すなわち吸気を過給することにより、吸入空気量の充填率を向上させるようにしている。 An exhaust-driven supercharger provided in an exhaust passage of an internal combustion engine forcibly introduces air in an intake passage into a combustion chamber using the flow force of exhaust flowing in the exhaust passage, that is, supercharges intake air. Thus, the filling rate of the intake air amount is improved.
さらに近年、機関運転状態に応じて過給圧を可変制御することのできる過給機も実用化されている。例えば特許文献1に記載の過給機では、タービンホイールへの排気導入部に、排気の流路面積を変更するノズルベーンを設けるようにしている。そして、このノズルベーンの開度調整を通じて過給圧を制御するようにしている。
Further, in recent years, a supercharger capable of variably controlling the supercharging pressure in accordance with the engine operating state has been put into practical use. For example, in the supercharger described in
他方、内燃機関の排気通路には排気浄化触媒が配設されている。この排気浄化触媒は、周知のように、その温度がある程度高温になってはじめて浄化機能を発揮する。そのため、低負荷運転時などのように排気温度が低くなっているときには、排気の浄化を十分に行うことができないおそれがある。そこで、そのような低負荷運転時には、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられる。この昇温制御用の燃焼モードでは、スロットルバルブの開度減少による吸入空気量の減量や排気再循環量(いわゆるEGR)の減量等が実施され、これにより排気の温度が上昇して低負荷運転時における排気浄化機能が維持される。 On the other hand, an exhaust purification catalyst is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine. As is well known, this exhaust purification catalyst exhibits a purification function only when its temperature reaches a certain level. Therefore, there is a possibility that exhaust gas cannot be sufficiently purified when the exhaust gas temperature is low, such as during low-load operation. Therefore, during such a low load operation, the combustion mode of the engine is switched from the mode for normal operation to the mode for temperature increase control for increasing the temperature of the exhaust gas. In this combustion mode for temperature rise control, the intake air amount is reduced or the exhaust gas recirculation amount (so-called EGR) is reduced by reducing the opening of the throttle valve. The exhaust purification function at the time is maintained.
また、一部の内燃機関の排気通路には、排気中のNOx(窒素酸化物)を浄化するNOx浄化触媒(例えばNOx吸蔵還元型触媒など)が設けられている。このNOx浄化触媒は、燃料中の硫黄成分により被毒され、その被毒の程度が大きくなるとNOx浄化機能が低下してしまう。そこで、NOx浄化触媒に硫黄成分がある程度蓄積すると、該触媒から硫黄成分を放出させる制御、いわゆる硫黄被毒回復制御が実行される。この硫黄被毒回復制御では、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられる。この硫黄被毒回復制御用の燃焼モードでは、スロットルバルブの開度減少による吸入空気量の減量や排気再循環量の制御等を通じた空燃比のリッチ化が図られるとともにNOx浄化触媒の昇温制御が行われ、これによりNOx浄化触媒から硫黄成分が放出される。すなわち、同触媒の硫黄被毒は回復され、もってそのNOx浄化機能も回復・維持される。 Further, in some exhaust passages of the internal combustion engine, a NOx purification catalyst (for example, a NOx occlusion reduction type catalyst) for purifying NOx (nitrogen oxide) in the exhaust is provided. This NOx purification catalyst is poisoned by sulfur components in the fuel, and when the degree of poisoning becomes large, the NOx purification function deteriorates. Therefore, when the sulfur component accumulates to some extent in the NOx purification catalyst, control for releasing the sulfur component from the catalyst, so-called sulfur poisoning recovery control is executed. In this sulfur poisoning recovery control, the combustion mode of the engine is switched from the mode for normal operation to the mode for sulfur poisoning recovery control. In this combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the air-fuel ratio is enriched by reducing the intake air amount by reducing the opening of the throttle valve, controlling the exhaust gas recirculation amount, etc., and controlling the temperature rise of the NOx purification catalyst As a result, the sulfur component is released from the NOx purification catalyst. That is, sulfur poisoning of the catalyst is recovered, and its NOx purification function is recovered and maintained.
このように排気浄化触媒を備える内燃機関では、その触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えを行うことがある。
ところで、過給機の排気導入部における排気流路面積を変更してその過給圧を調整する場合には、同排気流路面積を過給圧に応じてフィードバック制御することが望ましい。例えば、目標過給圧に基づいてノズルベーンの基本開度を設定するとともに、実際の過給圧と目標過給圧との偏差に応じて算出されるフィードバック補正量にて同基本開度を補正するといったフィードバック制御等を行うことが望ましい。 By the way, when adjusting the supercharging pressure by changing the exhaust passage area in the exhaust introduction part of the supercharger, it is desirable to feedback-control the exhaust passage area according to the supercharging pressure. For example, the basic opening of the nozzle vane is set based on the target supercharging pressure, and the basic opening is corrected by a feedback correction amount calculated according to the deviation between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure. It is desirable to perform such feedback control.
ここで、上述したような燃焼モードの切り替えが行われる内燃機関に過給圧可変式の上記過給機を設け、上記ノズルベーンなどといった可変機構の駆動を過給圧に応じてフィードバック制御する場合には、以下のような不都合が生じるおそれがある。 Here, in the case where the internal combustion engine in which the combustion mode is switched as described above is provided with the supercharger having a variable supercharging pressure, and the drive of the variable mechanism such as the nozzle vane is feedback-controlled according to the supercharging pressure. May cause the following inconveniences.
例えば、燃焼モードが通常運転用のモードから前記昇温制御用のモードに切り替えられるときには、次のような不都合の発生が懸念される。
昇温制御用の燃焼モードに切り替えられるときには、機関の負荷状態が低負荷であり、過給圧自体が低くなっている。また、吸入吸気量も減量されており、過給効果もそれほど得られない。そのため、このようなときには排気流路面積を変更してもそれほど過給圧は変化せず、過給圧の制御感度は低くなっている。このように過給圧の制御感度が低くなっている状況では前記フィードバック補正量の誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
For example, when the combustion mode is switched from the normal operation mode to the temperature increase control mode, the following inconvenience may occur.
When switching to the combustion mode for temperature increase control, the engine load state is low and the boost pressure itself is low. Further, the intake air intake amount is also reduced, and the supercharging effect is not so much obtained. Therefore, in such a case, even if the exhaust passage area is changed, the supercharging pressure does not change so much, and the control sensitivity of the supercharging pressure is low. Thus, in the situation where the control sensitivity of the supercharging pressure is low, erroneous learning of the feedback correction amount is likely to occur, and in some cases, the supercharging pressure may increase excessively.
また、燃焼モードが通常運転用のモードから前記硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるときには、次のような不都合の発生が懸念される。
硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量や排気再循環量等は調整される。ここで、上記ノズルベーンなどの可変機構がフィードバック制御されると、排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、この背圧の変動が排気再循環量の調整に対する外乱となってしまい、同排気再循環量の制御性が悪化してしまう。
When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode, the following inconvenience may occur.
When switched to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the air-fuel ratio is enriched. At this time, the intake air amount, the exhaust gas recirculation amount, etc. are set so that the air-fuel ratio is suitable for sulfur poisoning recovery. Is adjusted. Here, when the variable mechanism such as the nozzle vane is feedback-controlled, the exhaust passage area changes variously and the back pressure in the exhaust passage fluctuates. As a result, the controllability of the exhaust gas recirculation amount deteriorates.
他方、機関負荷が高負荷から低負荷に変化すると、過給圧が小さくなるように排気流路面積は縮小される。このようなときに吸入空気量の減量を行う、すなわちスロットルバルブの開度が小さくされる上記各燃焼モード(昇温制御用の燃焼モードや硫黄被毒回復制御用の燃焼モード等)に切り替えられると、過給圧の低下過渡時において吸気通路にサージが発生することがある。 On the other hand, when the engine load changes from a high load to a low load, the exhaust passage area is reduced so that the supercharging pressure is reduced. In such a case, the intake air amount is reduced, that is, the combustion mode (the combustion mode for temperature increase control, the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, etc.) in which the opening of the throttle valve is reduced can be switched. In some cases, a surge may occur in the intake passage at the time of transition of the supercharging pressure.
すなわち、過給機は機関燃焼室から排出された排気を利用して駆動されるため、機関負荷の低下に対して過給圧の低下は遅れる傾向にある。この過給圧の低下遅れが生じている状態で燃焼モードが上記各燃焼モードに切り替えられると、スロットルバルブの開度が小さくされるために過給された吸入空気は燃焼室に導入されにくくなり、過給機の吸気吸込側と吸気吐出側との圧力差が増大するようになる。このような圧力差の増大が起きると、吸気通路内の空気は吐出側から吸入側に逆流し、吸入空気の脈動現象、いわゆるサージが発生して異音の発生を招くこととなる。 That is, since the supercharger is driven using the exhaust discharged from the engine combustion chamber, the decrease in the supercharging pressure tends to be delayed with respect to the decrease in the engine load. If the combustion mode is switched to each of the above combustion modes in the state where the decrease in the supercharging pressure occurs, the throttle valve opening is reduced, so that the supercharged intake air is not easily introduced into the combustion chamber. The pressure difference between the intake air intake side and the intake air discharge side of the supercharger increases. When such an increase in pressure difference occurs, the air in the intake passage flows backward from the discharge side to the suction side, and a pulsation phenomenon of intake air, a so-called surge, is generated, causing abnormal noise.
特に、排気流路面積の可変制御を上述したようなフィードバック制御にて行う場合には、オープン制御にてそれを行う場合と比較して、排気流路面積の縮小時間が長くなる傾向にあるため、上記圧力差の発生時間も長くなり、サージは発生しやすくなる。 In particular, when the variable control of the exhaust flow passage area is performed by the feedback control as described above, the reduction time of the exhaust flow passage area tends to be longer than when the control is performed by the open control. The generation time of the pressure difference is also increased, and a surge is likely to occur.
ちなみに、上記特許文献1に記載の過給機では、ノズルベーンを駆動するアクチュエータへの作動圧入力経路に絞りを設け、その絞り量の可変設定を通じてノズルベーンの開閉応答性を変更することにより、上記サージの発生を抑えるようにしている。しかし、このように絞りによって開閉応答性を調整すると、ノズルベーンの開閉駆動に際して上記フィードバック制御の応答性や制御性に悪影響を与えるおそれがある。
Incidentally, in the turbocharger described in the above-mentioned
このように、排気浄化触媒の機能維持を図るべく燃焼モードの切り替えが行われる内燃機関に、排気導入部の排気流路面積を変更する可変機構を備えた過給機を設ける場合には、種々の不都合が発生するおそれがある。 As described above, when a supercharger having a variable mechanism for changing the exhaust passage area of the exhaust introduction portion is provided in the internal combustion engine in which the combustion mode is switched in order to maintain the function of the exhaust purification catalyst, Inconvenience may occur.
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、過給機に設けられた可変機構の駆動制御を適切に行うことのできる過給機の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to appropriately perform drive control of a variable mechanism provided in a supercharger even when the combustion mode of an internal combustion engine is switched. It is an object of the present invention to provide a supercharger control device that can perform the above-described operation.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、排気浄化触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切替が実施される内燃機関に適用され、排気流入部の排気流路面積を変更可能な可変機構を備える過給機についてその過給圧を目標過給圧にするべく前記可変機構の駆動を制御する制御装置において、前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量することをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to
同構成では、過給機の排気流入部における排気流路面積を変更する可変機構についてその駆動をフィードバック制御するようにしており、目標過給圧に基づいて設定される可変機構の基本駆動量が、実際の過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量で補正される。ここで、同構成によれば、そのフィードバック補正量が機関の燃焼モードの切り替えにあわせて変更されるため、その燃焼モードの切替に応じて可変機構の駆動態様は変更される。従って、内燃機関の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、過給機に設けられた可変機構の駆動制御を適切に行うことができるようになる。
燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられるときには、過給圧の制御感度が低くなっているため、フィードバック補正量の誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
この点、同構成では、燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられるとフィードバック補正量が減量されるため、過給圧の過剰な上昇等を招く上記誤学習の発生を抑えることができるようになる。
また、過給圧の低下過渡時において、昇温制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、過給機の吸込側と吐出側との圧力差が増大して上記サージが発生しやすくなるが、同構成では吸入空気量の減量時にフィードバック補正量が減量される。従って、可変機構の駆動量設定に際しては上記基本駆動量に基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなる。そのため可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになり、排気流路面積の縮小がより速やかになされるようになって、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。
In this configuration, the drive of the variable mechanism that changes the exhaust passage area in the exhaust inflow portion of the supercharger is feedback controlled, and the basic drive amount of the variable mechanism that is set based on the target supercharging pressure is The correction is made with a feedback correction amount calculated based on the deviation between the actual boost pressure and the target boost pressure. Here, according to the same configuration, the feedback correction amount is changed in accordance with the switching of the combustion mode of the engine, so that the drive mode of the variable mechanism is changed in accordance with the switching of the combustion mode. Therefore, even when the combustion mode of the internal combustion engine is switched, the drive control of the variable mechanism provided in the supercharger can be appropriately performed.
When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the temperature increase control mode, the control sensitivity of the supercharging pressure is low, so that erroneous learning of the feedback correction amount is likely to occur. May rise excessively.
In this regard, in this configuration, when the combustion mode is switched from the mode for normal operation to the mode for temperature increase control, the feedback correction amount is reduced, so that the erroneous learning that causes excessive increase of the supercharging pressure occurs. Can be suppressed.
In addition, if the intake air intake amount is reduced due to the switching to the combustion mode for temperature increase control during the transition of the supercharging pressure drop, the pressure difference between the suction side and the discharge side of the supercharger increases. Although the surge is likely to occur, the feedback correction amount is reduced when the intake air amount is reduced. Accordingly, when setting the drive amount of the variable mechanism, the set amount based on the basic drive amount increases, while the correction amount based on the feedback control decreases. Therefore, the drive control of the variable mechanism approaches so-called open control, the exhaust passage area is reduced more rapidly, and the supercharging pressure is also rapidly reduced. Therefore, the pressure difference can be reduced at an early stage, and the occurrence of surge can be suitably suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の過給機の制御装置において、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されることをその要旨とする。
Invention according to
上記フィードバック制御の一態様としては、PID制御が知られている。このPID制御では、制御対象の操作量を補正するフィードバック補正量が、比例項(P)、積分項(I)、微分項(D)にて構成される。なお、比例項とは、制御対象の目標値と実値との偏差に応じた補正量に相当する値であり、積分項とは、同偏差の累積値に応じた補正量に相当する値であり、微分項とは同偏差の変化速度に応じた補正量に相当する値である。 PID control is known as one aspect of the feedback control. In this PID control, the feedback correction amount for correcting the manipulated variable to be controlled is composed of a proportional term (P), an integral term (I), and a derivative term (D). The proportional term is a value corresponding to the correction amount according to the deviation between the target value to be controlled and the actual value, and the integral term is a value corresponding to the correction amount according to the accumulated value of the deviation. The differential term is a value corresponding to a correction amount corresponding to the change rate of the deviation.
同構成では、このようなPID制御を可変機構の駆動制御に採用する場合にあって、フィードバック補正量を減量する際には、比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される。すなわち、実質的にはフィードバック補正量が「0」とされるため、フィードバック補正量を確実に減量することができる。また、このようにフィードバック補正量が「0」とされる場合の可変機構の駆動制御は、上記基本駆動量に基づくオープン制御となるため、上記誤学習やサージの発生を十分に抑制することができる。 In the same configuration, when such PID control is adopted for the drive control of the variable mechanism, when the feedback correction amount is reduced, the basic drive amount is corrected by the proportional term, the integral term, and the derivative term. It is forbidden. That is, since the feedback correction amount is substantially “0”, the feedback correction amount can be reliably reduced. Further, since the drive control of the variable mechanism when the feedback correction amount is set to “0” is open control based on the basic drive amount, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of erroneous learning and surge. it can.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の過給機の制御装置において、前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量することをその要旨とする。
請求項4に記載の発明は、排気浄化触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切替が実施される内燃機関に適用され、排気流入部の排気流路面積を変更可能な可変機構を備える過給機についてその過給圧を目標過給圧にするべく前記可変機構の駆動を制御する制御装置において、前記目標過給圧に基づいて前記可変機構の基本駆動量を設定する設定手段と、実際の過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて前記基本駆動量を補正するフィードバック制御手段と、前記燃焼モードの切り替えに
あわせて前記フィードバック補正量を変更する変更手段とを備え、前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量することをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the supercharger control device according to the first or second aspect , the combustion mode is emptied from the normal operation mode through control of the exhaust gas recirculation amount and reduction of the intake air amount. The gist is that the change means reduces the feedback correction amount when the mode is switched to the sulfur poisoning recovery control mode for enriching the fuel ratio.
The invention according to claim 4 is applied to an internal combustion engine in which the combustion mode is switched in order to maintain the function of the exhaust purification catalyst, and is provided with a variable mechanism that can change the exhaust flow passage area of the exhaust inflow portion. In a control device for controlling the driving of the variable mechanism so as to make the supercharging pressure the target supercharging pressure, a setting unit that sets a basic driving amount of the variable mechanism based on the target supercharging pressure; Feedback control means for correcting the basic drive amount by a feedback correction amount calculated based on a deviation between the supercharging pressure of the engine and the target supercharging pressure, and switching of the combustion mode
And a sulfur poisoning recovery control that enriches the air-fuel ratio through the control of the exhaust gas recirculation amount and the reduction of the intake air amount from the normal operation mode. The gist of the present invention is that the change means reduces the feedback correction amount when the mode is switched to the normal mode .
燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量や排気再循環量等は調整される。ここで、可変機構がフィードバック制御されると排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、同排気再循環量の制御性が悪化してしまう。 When the combustion mode is switched from the mode for normal operation to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the air-fuel ratio is enriched. At this time, the air-fuel ratio suitable for sulfur poisoning recovery is set. The intake air amount and exhaust gas recirculation amount are adjusted. Here, when the variable mechanism is feedback-controlled, the exhaust passage area changes variously and the back pressure in the exhaust passage varies, so the controllability of the exhaust gas recirculation amount deteriorates.
この点、同構成では、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるとフィードバック補正量が減量される。従って、可変機構の駆動量設定に際しては上記基本駆動量に基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなり、同可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになる。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、これにより上記背圧の変動も抑えられるようになる。そのため、排気再循環量の制御性の悪化を好適に抑制することができるようになる。 In this regard, in the same configuration, the feedback correction amount is reduced when the combustion mode is switched from the mode for normal operation to the mode for sulfur poisoning recovery control. Accordingly, when setting the drive amount of the variable mechanism, the set amount based on the basic drive amount increases, while the correction amount based on the feedback control decreases, so that the drive control of the variable mechanism approaches the open control. Therefore, the fluctuation of the exhaust passage area due to the feedback control can be suppressed, and thereby the fluctuation of the back pressure can also be suppressed. Therefore, it becomes possible to suitably suppress the deterioration of the controllability of the exhaust gas recirculation amount.
また、過給圧の低下過渡時において、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、過給機の吸込側と吐出側との圧力差が増大して上記サージが発生しやすくなる。この点、同構成では吸入空気量の減量時にフィードバック補正量が減量されることにより、可変機構の駆動制御は、いわばオープン制御に近づくようになるため、排気流路面積の縮小はより速やかになされるようになって、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。 In addition, if the intake air intake amount is reduced due to switching to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control during the transient transition of the supercharging pressure, the pressure difference between the suction side and the discharge side of the supercharger increases. Thus, the surge is likely to occur. In this regard, in the same configuration, the feedback correction amount is reduced when the intake air amount is reduced, so that the drive control of the variable mechanism comes closer to open control, so the exhaust passage area is reduced more quickly. As a result, the supercharging pressure also decreases quickly. Therefore, the pressure difference can be reduced at an early stage, and the occurrence of surge can be suitably suppressed.
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の過給機の制御装置において、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the supercharger control device according to the third or fourth aspect , when the feedback correction amount is reduced, a proportional term, an integral term, and a differential term constituting the feedback correction amount. The essential point is that the correction of the basic driving amount by the integral term and the differential term is prohibited.
同構成では、上述したようなPID制御を可変機構の駆動制御に採用する場合にあって、フィードバック補正量を減量する際には、積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量を構成する積分項及び微分項が実質的に「0」とされるため、フィードバック補正量を確実に減量することができる。また、このように積分項及び微分項が「0」とされる場合の可変機構の駆動制御は、上記基本駆動量に基づくオープン制御に一層近づくようになるため、上記排気再循環量の制御性悪化やサージの発生を十分に抑制することができるようになる。 In this configuration, when the PID control as described above is adopted for the drive control of the variable mechanism, the correction of the basic drive amount by the integral term and the differential term is prohibited when the feedback correction amount is reduced. . That is, since the integral term and the differential term constituting the feedback correction amount are substantially “0”, the feedback correction amount can be reliably reduced. Further, since the drive control of the variable mechanism when the integral term and the differential term are set to “0” in this way becomes closer to the open control based on the basic drive amount, the controllability of the exhaust gas recirculation amount is improved. Deterioration and occurrence of surge can be sufficiently suppressed.
ところで、上記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。ここで、個々の過給機における過給特性等のばらつきは上記比例項によって補償されるのであるが、可変機構の駆動制御をオープン制御のみで行うようにすると、比例項によるばらつき補償がなされなくなるため、過給圧を適切に制御することが困難になるといった悪影響が生じる。この点、同構成では、フィードバック補正量の減量を行う場合であっても、比例項による前記基本駆動量の補正は実施される。そのため、過給圧を調整する際の上記ばらつきによる悪影響を好適に抑えることができるようになる。 By the way, while the temperature increase control is executed in a region where the engine load is low, the sulfur poisoning recovery control may be executed even in a higher engine load region, and in such a region where the engine load is high. The supercharging pressure is increased to some extent. Here, variations in supercharging characteristics, etc. in individual turbochargers are compensated by the proportional term. However, if the variable mechanism drive control is performed only by open control, variation compensation by the proportional term is not performed. For this reason, there is an adverse effect that it is difficult to appropriately control the supercharging pressure. In this regard, in the same configuration, even when the feedback correction amount is reduced, the basic drive amount is corrected by the proportional term. For this reason, it is possible to suitably suppress an adverse effect due to the above-described variation when adjusting the supercharging pressure.
なお、上記ばらつきによる悪影響は、過給圧(目標過給圧、あるいは同目標過給圧に向けて調整される実際の過給圧)が低くなるほど小さくなる。そこで、請求項6に記載の発明によるように、前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されるとともに、前記比例項は過給圧に応じて小さくされる、といった構成を採用することもできる。 The adverse effect due to the above-described variation becomes smaller as the supercharging pressure (the target supercharging pressure or the actual supercharging pressure adjusted toward the target supercharging pressure) becomes lower. Therefore, according to the invention described in claim 6, when the feedback correction amount is reduced, the basic drive by the integral term and the differential term of the proportional term, the integral term, and the differential term constituting the feedback correction amount. It is also possible to adopt a configuration in which the correction of the amount is prohibited and the proportional term is reduced according to the supercharging pressure.
そして、このような過給圧に応じた比例項の可変設定に際しては、請求項7に記載の発明によるように、前記比例項は過給圧が低くなるほど小さくされる、といった構成を採用することにより、同比例項を適切に設定することができるようになる。 Then, when variably setting the proportional term in accordance with the supercharging pressure, a configuration is adopted in which the proportional term is made smaller as the supercharging pressure is lowered, as in the seventh aspect of the invention. Thus, the proportional term can be set appropriately.
以下、この発明にかかる過給機の制御装置を、ディーゼル機関に設けられる過給機の制御装置に適用した一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態にかかる過給機の制御装置を示す概略構成図である。
Hereinafter, an embodiment in which a supercharger control device according to the present invention is applied to a supercharger control device provided in a diesel engine will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for a supercharger according to the present embodiment.
ディーゼル機関であるエンジン1には複数の気筒#1〜#4が設けられている。シリンダヘッド2には複数の燃料噴射弁4a〜4dが取り付けられている。これら燃料噴射弁4a〜4dは各気筒#1〜#4の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド2には外気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート6a〜6dとが各気筒#1〜#4に対応して設けられている。
The
燃料噴射弁4a〜4dは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール9に接続されている。コモンレール9はサプライポンプ10に接続されている。サプライポンプ10は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール9に高圧燃料を供給する。コモンレール9に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁4a〜4dの開弁時に同燃料噴射弁4a〜4dから気筒内に噴射される。
The
吸気ポートにはインテークマニホールド7が接続されている。インテークマニホールド7はサージタンク12を介して吸気通路3に接続されている。この吸気通路3内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁16が設けられている。
An intake manifold 7 is connected to the intake port. The intake manifold 7 is connected to the
排気ポート6a〜6dにはエキゾーストマニホールド8が接続されている。エキゾーストマニホールド8は排気通路26に接続されている。
排気通路26の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ(過給機)60が設けられている。ターボチャージャ60のコンプレッサホイール64の出口とスロットル弁16との間の吸気通路3には、インタークーラ18が設けられている。ターボチャージャ60の過給により温度上昇した吸入空気は、このインタークーラ18によって冷却される。
An exhaust manifold 8 is connected to the
In the middle of the
また、排気通路26の途中にあって、ターボチャージャ60のタービンホイール61の出口側には、排気成分を浄化する排気浄化装置30が設けられている。この排気浄化装置30の内部には直列に2つの触媒が配設されている。
An
これら2つの触媒のうち、排気上流側に設けられた1つ目の触媒は、排気中のNOxを浄化するNOx吸蔵還元型触媒(以下、NSR(NOx storage-reduction)触媒という)が担持されたNSR触媒31である。
Of these two catalysts, the first catalyst provided upstream of the exhaust carries a NOx storage-reduction catalyst (hereinafter referred to as NSR (NOx storage-reduction) catalyst) that purifies NOx in the exhaust. This is the
また、そのNSR触媒31の排気下流側に設けられた2つ目の触媒は、排気中のPM(粒子状物質)を捕集するフィルタ機能付きのNOx浄化触媒、いわゆるDPNR(Diesel Particulate-NOx Reduction system)触媒32である。このDPNR触媒32は多孔質セラミック構造体にNSR触媒を担持させたものであり、排気中のPMは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気の空燃比がリーンの場合、排気中のNOxはNSR触媒に吸蔵され、同空燃比がリッチになると該NSR触媒に吸蔵されたNOxは、HCやCO等によって還元・放出される。
The second catalyst provided downstream of the
この他、エンジン1には排気再循環装置(以下、EGR装置という)が備えられている。このEGR装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、NOxの発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路(サージタンク12)と排気通路(エキゾーストマニホールド8)とを連通するEGR通路13、同EGR通路13に設けられたEGR弁15、EGRクーラ14等により構成されている。EGR弁15はその開度を調整することにより排気通路から吸気通路に導入される排気再循環量、すなわちEGR量を調整する。EGRクーラ14はEGR通路13内を流れる排気の温度を低下させる。またEGR弁15にはEGR弁開度センサ22が配設されており、このEGR弁開度センサ22によりEGR弁15の開度(EGR弁開度EA)が検出される。
In addition, the
次に、上記ターボチャージャ60について更に説明する。
このターボチャージャ60は、排気通路26を流れる排気によって回転するタービンホイール61と、吸気通路3に配置され、且つロータシャフト62を介してタービンホイール61に一体回転可能に連結されたコンプレッサホイール(インペラ)64とを備えている。このターボチャージャ60では、タービンホイール61に排気が吹き付けられて同ホイール61が回転する。この回転は、ロータシャフト62を介してコンプレッサホイール64に伝達される。その結果、エンジン1では、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧により空気が燃焼室に送り込まれるだけでなく、その空気がターボチャージャ60のコンプレッサホイール64の回転によって強制的に燃焼室に送り込まれる(過給される)。このようにして、燃焼室への空気の充填効率が高められる。
Next, the
The
また、ターボチャージャ60には、タービンホイール61の外周を囲うようにタービンホイール61の回転方向に沿って排気流路が形成されている。このため、排気は排気流路を通過し、タービンホイール61に向かって吹き付けられる。排気流路には、ターボチャージャ60の排気流入部における排気流路面積を変更可能な可変ノズル機構71が設けられている。この可変ノズル機構71の開閉動作によって、排気流路における排気の流路面積は変更され、タービンホイール61に吹き付けられる排気の流速が変更される。このように排気の流速を可変とすることで、タービンホイール61の回転速度が調整され、ひいては燃焼室に強制的に送り込まれる空気の量が調整される。
Further, an exhaust passage is formed in the
図2に、可変ノズル機構71の概略構造を示す。
図2(a)に可変ノズル機構71の側断面構造を、図2(b)に可変ノズル機構71の正面構造を示す。図2(a)に示されるように、可変ノズル機構71はリング形状をしたノズルバックプレート72を備えている。このノズルバックプレート72には、複数の軸73がノズルバックプレート72の円心を中心とした等角度ごとに設けられている。これら軸73は、ノズルバックプレート72をその厚さ方向に貫通して回動可能に支持されている。また、これら軸73の一端(図2(a)中の左側端)には、ノズルベーン74が固定されている。また、軸73の他端には、同軸と直交してノズルバックプレート72外縁方向に延びる開閉レバー75が設けられている。この開閉レバー75の先端は、二股に分岐した一対の狭持部75aが形成されている。
FIG. 2 shows a schematic structure of the
2A shows a side sectional structure of the
各開閉レバー75とノズルバックプレート72との間に狭持されるように、環状のリングプレート76が設けられている。このリングプレート76は、円心を中心として回転可能となっている。また、リングプレート76にはその円心を中心として等角度ごとに複数のピン77が設けられている。これらピン77は、上記開閉レバー75の狭持部75aの間に挟み込まれており、同開閉レバー75を回動可能に支持している。
An
このリングプレート76が先の図1に示すアクチュエータ68によって円心を中心として回動されると、各ピン77は狭持部75aをその回動方向へ押す。その結果、開閉レバー75は軸73を回動させることとなる。この軸73の回動に伴い各ノズルベーン74も同軸73の軸線を中心として回動する。こうした機構により、各ノズルベーン74をそれぞれ同期した状態で回動させることができる。また、こうしたノズルベーン74の回動によって、隣り合うノズルベーン74間の隙間の大きさが調整される。
When the
そして、例えばノズルベーン74間の隙間が狭められるほど、即ちノズルベーンのベーン開度が小さく設定されるほど、上記排気流路面積が縮小され、タービンホイール61に吹き付けられる排気の流速は高くなる。このタービンホイール61に吹き付けられる排気の流速が高いほど同タービンホイール61の回転速度が高くなり、ターボチャージャ60の過給圧は高くなる。また、例えばノズルベーン74間の隙間が拡大されるほど、即ちベーン開度が大きく設定されるほど、上記排気の流路面積が拡大され、タービンホイール61に吹き付けられる排気の流速は低くなる。このタービンホイール61に吹き付けられる排気の流速が低いほど同タービンホイール61の回転速度が低くなり、ターボチャージャ60の過給圧は低くなる。このように可変ノズル機構71は、ターボチャージャ60の過給圧を調整・変更するための可変機構として機能している。
For example, the narrower the gap between the
エンジン1には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、前記コンプレッサホイール64の吸気上流側に設けられたエアフロメータ19は吸気通路3内の吸入空気量GAを検出する。スロットル開度センサ20はスロットル弁16の開度(スロットル開度TA)を検出する。NSR触媒31の排気下流側に設けられた第1排気温度センサ33は、同NSR触媒31を通過した直後の排気の温度である第1排気温度Taを測定する。DPNR触媒32の排気下流側に設けられた第2排気温度センサ34は、DPNR触媒32を通過した直後の排気の温度である第2排気温度Tbを検出する。機関回転速度センサ23はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度NEを検出する。アクセルセンサ24はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ACCPを検出する。NSR触媒31の排気上流側に設けられた空燃比センサ21は、排気の空燃比λを検出する。サージタンク12に設けられた吸気圧センサ50は、過給機の過給圧を検出する。
Various sensors for detecting the engine operation state are attached to the
これら各種センサの出力は制御装置25に入力される。この制御装置25は、中央処理制御装置(CPU)、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
The outputs of these various sensors are input to the
そして、この制御装置25により、例えば、燃料噴射弁4a〜4dの燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、サプライポンプ10の吐出圧力制御、スロットル弁16を開閉するアクチュエータ17の駆動量制御等が実行され、さらにEGR装置の制御、アクチュエータ68の駆動制御を通じた過給圧制御等も実行される。
The
例えば、EGR装置については、機関負荷(又は燃料噴射量)と機関回転速度とに基づいて設定される目標EGR量に実際のEGR量を調整する制御などが行われる。さらに機関負荷(又は燃料噴射量)と機関回転速度とに基づいて設定される目標吸入空気量が得られるようにEGR量を調整する制御や、空燃比が所望の空燃比となるようにEGR量を調整する制御も行われる。これらEGR量の制御に際しては、目標とするEGR量に応じてEGR弁15の開度が調節される。 For example, for the EGR device, control for adjusting the actual EGR amount to the target EGR amount set based on the engine load (or fuel injection amount) and the engine speed is performed. Further, control for adjusting the EGR amount so as to obtain a target intake air amount set based on the engine load (or fuel injection amount) and the engine rotation speed, or the EGR amount so that the air-fuel ratio becomes a desired air-fuel ratio. Control for adjusting the value is also performed. In controlling these EGR amounts, the opening degree of the EGR valve 15 is adjusted according to the target EGR amount.
また、アクチュエータ68については、機関負荷(又は燃料噴射量)と機関回転速度とに基づいて設定される目標過給圧に実際の過給圧を調整するべくその駆動がフィードバック制御される。すなわち、前記排気流路面積が目標過給圧に応じた面積となるように前記ノズルベーン74の開度がフィードバック制御される。
The
そして、制御装置25は、次に説明する噴射ノズル5からの燃料添加制御も実行する。 この噴射ノズル5はシリンダヘッド2に設けられており、排気浄化装置30、すなわちNSR触媒31やDPNR触媒32に添加剤としての燃料を供給する。噴射ノズル5と前記サプライポンプ10とは燃料供給管27によって接続されており、同噴射ノズル5からは第4気筒#4の排気ポート6d内に向けて燃料が噴射される。この噴射された燃料は、排気とともにNSR触媒31やDPNR触媒32に到達する。なお、噴射ノズル5の配設位置は、排気通路にあって排気浄化装置30の排気上流側であれば適宜変更することができる。
And the
NSR触媒31やDPNR触媒32に向けて燃料添加を行う理由を、以下、(A)〜(C)にて説明する。
(A)ディーゼルエンジンの場合、排気の空燃比は通常リーンであるため、NSR触媒31やDPNR触媒32のNOx吸蔵量が限界に達する前に、排気の空燃比をリッチにしてNSR触媒31やDPNR触媒32に吸蔵されたNOxを還元・放出させる必要がある。そこで、制御装置25は機関運転状態等に基づいて推定されるNOx吸蔵量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル5による燃料添加を通じたNOx還元処理を実行する。このときに噴射される燃料はNSR触媒31やDPNR触媒32に到達すると、NOx還元剤として作用する。また、同燃料がNSR触媒31やDPNR触媒32で燃焼することにより酸素が消費され、排気の空燃比はリッチになる。このようなNOx還元処理により、NSR触媒31やDPNR触媒32のNOx浄化機能は維持される。
The reason why the fuel is added toward the
(A) In the case of a diesel engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas is normally lean. It is necessary to reduce and release the NOx stored in the
(B)DPNR触媒32に捕集されたPMの堆積量が多くなると同DPNR触媒32での圧力損失が増大する。そのため、機関運転状態等に悪影響を与えるほど圧力損失が増大する前に堆積したPMを減少させる、いわゆるDPNR触媒の再生処理を行う必要がある。そこで、制御装置25は機関運転状態やDPNR触媒32の上流側排気圧及び下流側排気圧の差等に基づいて推定されるPM堆積量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル5による燃料添加を通じたDPNR触媒再生処理を実行する。このとき噴射される燃料はDPNR触媒32に到達すると燃焼され、これによりPMは着火されて最終的には焼失される。すなわちこの噴射燃料は、PMの燃焼促進剤として作用する。このようなDPNR触媒の再生処理により、DPNR触媒32に堆積したPMの量が減少される。
(B) When the amount of PM trapped in the
(C)NOx吸蔵還元型触媒は、燃料や潤滑油に由来する硫黄成分も吸収してしまう性質がある。ここで、NOx吸蔵還元型触媒の吸蔵量には限界があるため、この硫黄吸収量が増大すると吸蔵可能なNOx量が減少してしまい、いわゆる硫黄被毒によるNOx浄化機能の低下現象が生じる。一方、NOx吸蔵還元型触媒に吸収された硫黄成分は、600度近い高温の還元雰囲気下において、同触媒から還元された状態で放出されることが知られており、このような条件下ではNOx吸蔵還元型触媒に吸収された硫黄成分の量を減少させることができる。そこで制御装置25は機関運転状態等に基づいて推定される硫黄吸収量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル5による燃料添加を通じた硫黄被毒回復制御を実行する。このとき噴射される燃料はNSR触媒31やDPNR触媒32において燃焼され、その熱より各触媒の温度は高められる。しかも燃料の燃焼によって各触媒の周りの酸素が消費され、NSR触媒31やDPNR触媒32の周りの酸素濃度も低くなり、高温及び還元雰囲気といった条件が満たされて、各触媒に吸収された硫黄成分は還元・放出される。なおこの燃料は硫黄成分の還元剤としても機能する。
(C) The NOx occlusion reduction type catalyst has a property of absorbing sulfur components derived from fuel and lubricating oil. Here, since the storage amount of the NOx storage reduction catalyst is limited, when the sulfur absorption amount is increased, the NOx amount that can be stored is decreased, and a phenomenon of lowering the NOx purification function due to so-called sulfur poisoning occurs. On the other hand, it is known that the sulfur component absorbed by the NOx occlusion reduction type catalyst is released in a reduced state from the catalyst in a reducing atmosphere at a high temperature close to 600 degrees. The amount of the sulfur component absorbed by the storage reduction catalyst can be reduced. Therefore, when the sulfur absorption amount estimated based on the engine operating state or the like reaches a predetermined limit value, the
上記(A)〜(C)のような理由により、NSR触媒31やDPNR触媒32には燃料添加が行われる。
ところで、上記NSR触媒31やDPNR触媒32といった排気浄化触媒は、周知のように、その温度がある程度高温になってはじめて排気の浄化機能を発揮する。そのため、低負荷運転時などのように排気温度が低くなっているときには、排気の浄化を十分に行うことができないおそれがある。そこで、そのような低負荷運転時には、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられる。この昇温制御用の燃焼モードでは、スロットル弁16の開度減少による吸入空気量の減量やEGR量の減量等が実施され、これにより排気の温度が上昇して低負荷運転時における排気浄化機能は維持される。なお、EGR量の減量態様としては、吸入空気への排気導入量を「0」にする、いわばEGRカットを行うことが望ましい。
For the reasons (A) to (C) above, fuel is added to the
By the way, as is well known, the exhaust purification catalyst such as the
また、上記硫黄被毒回復制御が実行されるときには、機関の燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられる。この硫黄被毒回復制御用の燃焼モードでは、スロットル弁16の開度減少による吸入空気量の減量やEGR量の制御等を通じた空燃比のリッチ化が図られる。このような空燃比のリッチ化による還元雰囲気の形成と排気浄化触媒の昇温制御が行われることにより、NSR触媒31やDPNR触媒32からは硫黄成分が放出される。すなわち、各触媒の硫黄被毒は回復され、もってそのNOx浄化機能も回復・維持される。
Further, when the sulfur poisoning recovery control is executed, the combustion mode of the engine is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode. In this combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the air-fuel ratio is enriched through the reduction of the intake air amount due to the decrease in the opening of the
このようにNSR触媒31やDPNR触媒32を備えるエンジン1では、各触媒の機能維持を図るために燃焼モードの切り替えが行われる。
次に、制御装置25によって行われるターボチャージャ60の制御、より具体的には、吸気圧センサ50によって検出される実過給圧を目標過給圧に調整するために実施される可変ノズル機構71のノズルベーン開度制御について説明する。
Thus, in the
Next, the control of the
図3に、ノズルベーン74のベーン開度設定にかかる処理手順を示す。なお、本処理は制御装置25によって所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、機関回転速度NEと燃料噴射量Qとに基づいてノズルベーン74のベース開度BVNが算出される(S100)。このベース開度BVNは、実過給圧を上記設定される目標過給圧とするために必要であると想定される排気流路面積に対応する値であり、目標過給圧に基づいた可変ノズル機構71の基本駆動量に相当する値である。
In FIG. 3, the process sequence concerning the vane opening degree setting of the
When this process is started, first, the base opening BVN of the
次に、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づき、ベース開度BVNに対するフィードバック補正量Fが算出される(S110)。ここでは、上記フィードバック制御としてPID制御を想定しているため、上記偏差に基づいて比例項P、積分項I、微分項Dがそれぞれ算出され、各値の加算値がフィードバック補正量Fとして設定される。この比例項とは、制御対象の目標値と実値との偏差に応じた補正量に相当する値であり、積分項とは、同偏差の累積値に応じた補正量に相当する値であり、微分項とは同偏差の変化速度に応じた補正量に相当する値である。なお、このフィードバック補正量Fの詳細な算出態様については後述する。 Next, a feedback correction amount F for the base opening degree BVN is calculated based on the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure (S110). Here, since PID control is assumed as the feedback control, the proportional term P, the integral term I, and the differential term D are calculated based on the deviation, and the added value of each value is set as the feedback correction amount F. The The proportional term is a value corresponding to the correction amount according to the deviation between the target value to be controlled and the actual value, and the integral term is a value corresponding to the correction amount according to the accumulated value of the deviation. The differential term is a value corresponding to a correction amount corresponding to the change speed of the deviation. The detailed calculation mode of the feedback correction amount F will be described later.
こうしてフィードバック補正量Fが算出されると、その値が上記ベース開度BVNに加算されてノズルベーン74のベーン開度FVNが算出される(S120)。
次に、算出されたベーン開度FVNに対して上限値及び下限値による制限が行われ(S130)、これによりベーン開度FVNは、エンジン1の信頼性や機関出力の観点等から許容し得る範囲内の値に設定される。ここでは、ベーン開度FVNが適宜設定される上限値よりも大きい場合、ベーン開度FVNの値は上限値の値に置き換えられる。また、ベーン開度FVNが適宜設定される下限値よりも小さい場合、ベーン開度FVNの値は下限値の値に置き換えられる。
When the feedback correction amount F is calculated in this way, the value is added to the base opening BVN to calculate the vane opening FVN of the nozzle vane 74 (S120).
Next, the calculated vane opening degree FVN is limited by the upper limit value and the lower limit value (S130), so that the vane opening degree FVN can be allowed from the viewpoint of the reliability of the
こうして最終的なベーン開度FVNが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、ノズルベーン74の開度がこの算出されたベーン開度FVNとなるようにアクチュエータ68の駆動が制御される。
When the final vane opening degree FVN is calculated in this way, the present process is temporarily terminated. The drive of the
次に、フィードバック補正量Fの算出について説明する。
図4に、フィードバック補正量Fの算出にかかる処理手順を示す。なお、本処理も制御装置25によって所定期間毎に繰り返し実行される。
Next, calculation of the feedback correction amount F will be described.
FIG. 4 shows a processing procedure for calculating the feedback correction amount F. This process is also repeatedly executed by the
本処理が開始されるとまず、フィードバック補正量修正フラグFFが「ON」となっているか否かが判断される(S200)。このフィードバック補正量修正フラグFFは、機関の燃焼モードが上記昇温制御用のモードになっている場合、あるいは上記硫黄被毒回復制御用のモードになっている場合に「ON」とされるフラグであり、それ以外のモード、すなわち通常運転用のモードになっているときには「OFF」とされる。 When this process is started, it is first determined whether or not the feedback correction amount correction flag FF is “ON” (S200). This feedback correction amount correction flag FF is a flag that is set to “ON” when the combustion mode of the engine is in the temperature increase control mode or in the sulfur poisoning recovery control mode. In other modes, that is, the mode for normal operation, it is set to “OFF”.
そして、フィードバック補正量修正フラグFFが「OFF」となっている場合には(S200:NO)、次式(1)に基づいてフィードバック補正量Fが算出される(S210)。 When the feedback correction amount correction flag FF is “OFF” (S200: NO), the feedback correction amount F is calculated based on the following equation (1) (S210).
フィードバック補正量F=比例項P+積分項I+微分項D …(1)
一方、フィードバック補正量修正フラグFFが「ON」となっている場合には(S200:YES)、次式(2)に基づいてフィードバック補正量Fが算出される(S220)。なお、比例項補正係数PK及び積分項補正係数IKについては後述する。また、式(2)に示されるように、フィードバック補正量修正フラグFFが「ON」となっている場合には、微分項Dが実質的に「0」とされる。
Feedback correction amount F = proportional term P + integral term I + differential term D (1)
On the other hand, when the feedback correction amount correction flag FF is “ON” (S200: YES), the feedback correction amount F is calculated based on the following equation (2) (S220). The proportional term correction coefficient PK and the integral term correction coefficient IK will be described later. Further, as shown in Expression (2), when the feedback correction amount correction flag FF is “ON”, the differential term D is substantially set to “0”.
フィードバック補正量F=比例項P×比例項補正係数PK
+積分項I×積分項補正係数IK …(2)
ステップS210、あるいはステップS220にてフィードバック補正量Fが算出されると、その算出されたフィードバック補正量Fに対して上限値及び下限値による制限が行われ(S230)、これによりフィードバック補正量Fは、エンジン1の信頼性や機関出力の観点、あるいはフィードバック制御の応答性等から許容し得る範囲内の値に設定される。ここでは、フィードバック補正量Fが適宜設定される上限値よりも大きい場合、フィードバック補正量Fの値は上限値の値に置き換えられる。また、フィードバック補正量Fが適宜設定される下限値よりも小さい場合、フィードバック補正量Fの値は下限値の値に置き換えられる。
Feedback correction amount F = proportional term P × proportional term correction coefficient PK
+ Integral term I × Integral term correction coefficient IK (2)
When the feedback correction amount F is calculated in step S210 or step S220, the calculated feedback correction amount F is limited by the upper limit value and the lower limit value (S230). The value is set within the allowable range from the viewpoint of the reliability of the
こうして最終的なフィードバック補正量Fが算出されると、本処理は一旦終了される。
次に、比例項補正係数PK及び積分項補正係数IKの設定について説明する。
図5に、比例項補正係数PKや積分項補正係数IKといった補正係数の設定にかかる処理手順を示す。なお、本処理も制御装置25によって所定期間毎に繰り返し実行される。
When the final feedback correction amount F is calculated in this way, this process is once terminated.
Next, setting of the proportional term correction coefficient PK and the integral term correction coefficient IK will be described.
FIG. 5 shows a processing procedure for setting correction coefficients such as a proportional term correction coefficient PK and an integral term correction coefficient IK. This process is also repeatedly executed by the
本処理が開始されるとまず、機関の燃焼モードが、上記昇温制御用の燃焼モードまたは上記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードであるか否かが判定される(S300)。
そして、昇温制御用の燃焼モードまたは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードではない場合、すなわち通常運転用の燃焼モードである場合には(S300:NO)、本処理は一旦終了される。
When this process is started, it is first determined whether the combustion mode of the engine is the combustion mode for temperature increase control or the combustion mode for sulfur poisoning recovery control (S300).
If the combustion mode is not the temperature increase control mode or the sulfur poisoning recovery control mode, that is, if it is the normal operation combustion mode (S300: NO), this process is temporarily terminated.
一方、昇温制御用の燃焼モードまたは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードである場合には(S300:YES)、上記フィードバック補正量修正フラグFFが「ON」に設定される(S310)。 On the other hand, if the combustion mode is for temperature increase control or the combustion mode for sulfur poisoning recovery control (S300: YES), the feedback correction amount correction flag FF is set to “ON” (S310).
次に、燃焼モードが昇温制御用の燃焼モードであるか否かが判定される(S320)。そして、昇温制御用の燃焼モードである場合には(S320:YES)、比例項補正係数PK及び積分項補正係数IKがともに「0」に設定されて(S330)、本処理は一旦終了される。 Next, it is determined whether the combustion mode is a combustion mode for temperature increase control (S320). If the combustion mode is for temperature increase control (S320: YES), both the proportional term correction coefficient PK and the integral term correction coefficient IK are set to “0” (S330), and this process is temporarily terminated. The
このように比例項補正係数PK及び積分項補正係数IKがともに「0」に設定される場合には、上記式(2)の右辺が「0」になり、同式(2)から算出されるフィードバック補正量Fは、上記式(1)から算出されるフィードバック補正量Fよりも減量される。また、フィードバック補正量Fが「0」になると、比例項P、積分項I、及び微分項Dによるベース開度BVNの補正が禁止される、すなわちフィードバック補正量Fによるベース開度BVNの補正が禁止されることになり、ベース開度BVNがそのままベーン開度FVNとなる。つまり、実質的にノズルベーン74の開度制御はオープン制御となる。
When the proportional term correction coefficient PK and the integral term correction coefficient IK are both set to “0” in this way, the right side of the above equation (2) becomes “0” and is calculated from the equation (2). The feedback correction amount F is reduced from the feedback correction amount F calculated from the above equation (1). Further, when the feedback correction amount F becomes “0”, the correction of the base opening BVN by the proportional term P, the integral term I, and the differential term D is prohibited, that is, the correction of the base opening BVN by the feedback correction amount F is prohibited. The base opening degree BVN becomes the vane opening degree FVN as it is. That is, the opening degree control of the
一方、昇温制御用の燃焼モードではない場合、すなわち硫黄被毒回復制御用の燃焼モードである場合には(S320:NO)、比例項補正係数PKが「1」に設定されるとともに積分項補正係数IKは「0」に設定されて(S340)、本処理は一旦終了される。 On the other hand, when the combustion mode is not the temperature increase control mode, that is, when the combustion mode is the sulfur poisoning recovery control mode (S320: NO), the proportional term correction coefficient PK is set to “1” and the integral term. The correction coefficient IK is set to “0” (S340), and this process is temporarily terminated.
このように比例項補正係数PKが「1」、積分項補正係数IKが「0」に設定される場合には、上記式(2)の右辺が比例項Pのみとなるため、同式(2)から算出されるフィードバック補正量Fは、上記式(1)から算出されるフィードバック補正量Fよりも減量される。また、比例項Pがそのままフィードバック補正量Fに設定され、積分項I及び微分項Dによるベース開度BVNの補正は禁止されることになるため、ノズルベーン74の開度制御はオープン制御に近づくようになる。
In this way, when the proportional term correction coefficient PK is set to “1” and the integral term correction coefficient IK is set to “0”, the right side of the above equation (2) is only the proportional term P. The feedback correction amount F calculated from (1) is less than the feedback correction amount F calculated from the above equation (1). Further, since the proportional term P is set to the feedback correction amount F as it is and the correction of the base opening BVN by the integral term I and the differential term D is prohibited, the opening control of the
次に、上記ベーン開度設定処理、フィードバック補正量算出処理、及び補正係数設定処理をそれぞれ実行することによる作用効果について説明する。
燃焼モードが通常運転用のモードから前記昇温制御用のモードに切り替えられるときには、機関の負荷状態が低負荷であり、過給圧自体が低くなっている。また、吸入吸気量も減量されており、過給効果もそれほど得られない。そのため、このようなときには排気流路面積を変更してもそれほど過給圧は変化せず、過給圧の制御感度は低くなっている。このように過給圧の制御感度が低くなっている状況ではフィードバック補正量Fの誤学習が生じやすく、場合によっては過給圧が過剰に上昇してしまうおそれがある。
Next, the effects of executing the vane opening setting process, the feedback correction amount calculation process, and the correction coefficient setting process will be described.
When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the temperature increase control mode, the engine load state is low and the supercharging pressure itself is low. Further, the intake air intake amount is also reduced, and the supercharging effect is not so much obtained. Therefore, in such a case, even if the exhaust passage area is changed, the supercharging pressure does not change so much, and the control sensitivity of the supercharging pressure is low. Thus, in the situation where the control sensitivity of the supercharging pressure is low, erroneous learning of the feedback correction amount F is likely to occur, and in some cases, the supercharging pressure may increase excessively.
この点、本実施形態では、上記フィードバック補正量算出処理及び補正係数設定処理を実行することにより、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Fは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構71の駆動態様が変更される。従って、エンジン1の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ60に設けられた可変ノズル機構71の駆動制御を適切に行うことができる。
In this regard, in the present embodiment, by executing the feedback correction amount calculation process and the correction coefficient setting process, the feedback correction amount F is changed according to the switching of the combustion mode, and the variable nozzle is changed according to the switching of the combustion mode. The driving mode of the
より詳しくは、燃焼モードが通常運転用のモードから昇温制御用のモードに切り替えられると、フィードバック補正量Fは減量される。従って、燃焼モードが前記昇温制御用のモードに切り替えられたときに生じやすい上記フィードバック補正量Fの誤学習についてその発生を抑えることができるようになる。 More specifically, when the combustion mode is switched from the normal operation mode to the temperature increase control mode, the feedback correction amount F is decreased. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of erroneous learning of the feedback correction amount F that is likely to occur when the combustion mode is switched to the temperature increase control mode.
また、そのようにフィードバック補正量Fを減量する際には、同フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dによるベース開度BVNの補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量Fが「0」にされるため、フィードバック補正量Fを確実に減量することができる。さらに、フィードバック補正量が「0」とされる場合の可変ノズル機構71の駆動制御は、ベース開度BVNに基づくオープン制御となるため、上記フィードバック補正量Fの誤学習を十分に抑制することができるようになる。
Further, when the feedback correction amount F is reduced in this way, the correction of the base opening BVN by the proportional term P, the integral term I, and the differential term D constituting the feedback correction amount F is prohibited. That is, since the feedback correction amount F is set to “0”, the feedback correction amount F can be reliably reduced. Furthermore, since the drive control of the
一方、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、空燃比のリッチ化が図られるのであるが、このときには硫黄被毒回復に適した空燃比となるように吸入空気量やEGR量等は調整される。ここで、上記ノズルベーン74の開度がフィードバック制御されると、排気流路面積が種々変化して排気通路内の背圧が変動するため、この背圧の変動がEGR量の調整に対する外乱となってしまい、EGR量の制御性は悪化してしまう可能性がある。
On the other hand, when the combustion mode is switched from the normal operation mode to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the air-fuel ratio is enriched. At this time, the air-fuel ratio is suitable for sulfur poisoning recovery. As described above, the intake air amount, the EGR amount, and the like are adjusted. Here, when the opening degree of the
この点、本実施形態では、上記フィードバック補正量算出処理及び補正係数設定処理を実行することにより、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Fは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構71の駆動態様が変更される。従って、エンジン1の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ60に設けられた可変ノズル機構71の駆動制御を適切に行うことができる。
In this regard, in the present embodiment, by executing the feedback correction amount calculation process and the correction coefficient setting process, the feedback correction amount F is changed according to the switching of the combustion mode, and the variable nozzle is changed according to the switching of the combustion mode. The driving mode of the
より詳しくは、燃焼モードが通常運転用のモードから硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられると、フィードバック補正量Fは減量される。従って、可変ノズル機構71の駆動量設定に際しては上記ベース開度BVNに基づく設定分が多くなる一方、フィードバック制御に基づく補正分は少なくなり、同可変ノズル機構71の駆動制御態様は、フィードバック制御からオープン制御に近づくようになる。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、これにより上記背圧の変動も抑えられるようになる。そのため、上述したようなEGR量の制御性の悪化を抑制することができるようになる。
More specifically, when the combustion mode is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode, the feedback correction amount F is decreased. Accordingly, when the drive amount of the
また、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときにフィードバック補正量Fを減量する際には、同フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dのうちの積分項I及び微分項Dによるベース開度BVNの補正が禁止される。すなわち、フィードバック補正量Fを構成する積分項I及び微分項Dが「0」にされるため、フィードバック補正量Fを確実に減量することができる。また、このように積分項I及び微分項Dが「0」にされる場合には、同積分項I及び微分項Dを「0」よりも大きく「1」よりも小さい値に設定する場合と比較して、可変ノズル機構71の駆動制御を上記ベース開度BVNに基づくオープン制御に一層近づけることができる。従って、上記EGR量の制御性悪化を十分に抑制することができるようになる。
When the feedback correction amount F is reduced when the combustion mode is switched to the sulfur poisoning recovery control, among the proportional term P, integral term I, and differential term D constituting the feedback correction amount F Correction of the base opening BVN by the integral term I and the differential term D is prohibited. That is, since the integral term I and the differential term D constituting the feedback correction amount F are set to “0”, the feedback correction amount F can be reliably reduced. Further, when the integral term I and the differential term D are set to “0” in this way, the integral term I and the differential term D are set to values larger than “0” and smaller than “1”. In comparison, the drive control of the
ここで、前記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。ところで、個々の過給機における過給特性等のばらつきは上記比例項Pによって補償されるのであるが、可変ノズル機構71の駆動制御をオープン制御のみで行うようにすると、比例項Pによるばらつき補償がなされなくなるため、過給圧を適切に制御することが困難になるといった悪影響が生じる。この点、本実施形態では、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときにフィードバック補正量Fを減量する際、比例項Pによるベース開度BVNの補正は実施される。そのため、過給圧を調整する際の上記ばらつきによる悪影響を抑えることができるようになる。
Here, the temperature increase control is executed in a region where the engine load is low, whereas the sulfur poisoning recovery control may be executed even in a higher engine load region, and thus the region where the engine load is high. Then, the supercharging pressure is increased to some extent. By the way, the dispersion of the supercharging characteristics or the like in each supercharger is compensated by the proportional term P. However, when the drive control of the
他方、機関負荷が高負荷から低負荷に変化すると、過給圧が小さくなるように排気流路面積は縮小される。このようなときに吸入空気量の減量を行う、すなわちスロットル弁16の開度が小さくされる上記各燃焼モード(昇温制御用の燃焼モードや硫黄被毒回復制御用の燃焼モード)に切り替えられると、過給圧の低下過渡時において吸気通路にサージが発生することがある。
On the other hand, when the engine load changes from a high load to a low load, the exhaust passage area is reduced so that the supercharging pressure is reduced. In such a case, the intake air amount is reduced, that is, the combustion mode (the combustion mode for temperature increase control or the combustion mode for sulfur poisoning recovery control) in which the opening of the
すなわち、ターボチャージャ60は機関燃焼室から排出された排気を利用して駆動されるため、機関負荷の低下に対して過給圧の低下は遅れる傾向にある。この過給圧の低下遅れが生じている状態で燃焼モードが上記各燃焼モードに切り替えられると、スロットル弁16の開度が小さくされるために、過給された吸入空気は燃焼室に導入されにくくなり、コンプレッサホイール64の入口側(吸気吸込側)と出口側(吸気吐出側)との圧力差が増大するようになる。このような圧力差の増大が起きると、吸気通路内の空気は同コンプレッサホイール64の出口側から入口側に逆流し、吸入空気の脈動現象、いわゆるサージが発生して異音の発生を招くこととなる。
That is, since the
特に、排気流路面積の可変制御を上述したようなフィードバック制御にて行う場合には、オープン制御にてそれを行う場合と比較して、排気流路面積の縮小時間が長くなる傾向にあるため、上記圧力差の発生時間も長くなり、サージは発生しやすくなる。 In particular, when the variable control of the exhaust flow passage area is performed by the feedback control as described above, the reduction time of the exhaust flow passage area tends to be longer than when the control is performed by the open control. The generation time of the pressure difference is also increased, and a surge is likely to occur.
この点、本実施形態では、上述したように燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Fは変更され、同燃焼モードの切替に応じて可変ノズル機構71の駆動態様が変更される。従って、エンジン1の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、ターボチャージャ60に設けられた可変ノズル機構71の駆動制御を適切に行うことができる。
In this regard, in the present embodiment, as described above, the feedback correction amount F is changed in accordance with the switching of the combustion mode, and the driving mode of the
より詳細には、通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モード、または前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、前述したようにフィードバック補正量Fは減量されるため、可変ノズル機構71の駆動制御態様はフィードバック制御からオープン制御に近づくようになる。そのため、排気流路面積の縮小がより速やかになされるようになり、過給圧も速やかに低下するようになる。従って、上記圧力差を早期に低下させることができるようになり、もってサージの発生を好適に抑えることができるようになる。
More specifically, when the combustion mode for normal operation is switched to the combustion mode for temperature increase control or the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the feedback correction amount F is reduced as described above. The drive control mode of the
なお、上述したように、通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モードに切り替えられると、フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dによるベース開度BVNの補正が禁止され、このときの可変ノズル機構71の駆動制御はベース開度BVNに基づくオープン制御になる。そのため、上記サージの発生を十分に抑制することができるようになる。また、通常運転用の燃焼モードから前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられると、フィードバック補正量Fを構成する積分項I及び微分項Dによるベース開度BVNの補正が禁止される。そのため、このときの可変ノズル機構71の駆動制御は、フィードバック制御から上記ベース開度BVNに基づくオープン制御に一層近づくようになり、上記サージの発生を十分に抑制することができるようになる。
As described above, when the combustion mode for normal operation is switched to the combustion mode for temperature increase control, the base opening degree based on the proportional term P, the integral term I, and the differential term D constituting the feedback correction amount F BVN correction is prohibited, and the drive control of the
このように本実施形態では、上記各処理の実行を通じて可変ノズル機構71の駆動制御が適切に行われる。そのため、排気浄化触媒の機能維持を図るべく燃焼モードの切り替えが行われるエンジン1に可変ノズル機構71を備えるターボチャージャ60を設けることで生じやすくなる上記各種の不都合の発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the drive control of the
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
(1)排気浄化装置30の排気浄化機能の維持を図るために燃焼モードの切り替えが実施されるエンジン1において、可変ノズル機構71を備えるターボチャージャ60の過給圧を制御するべく同可変ノズル機構71の駆動をフィードバック制御するに際し、燃焼モードの切り替えにあわせてフィードバック補正量Fを変更するようにしている。従って、エンジン1の燃焼モードが切り替えられる場合であっても、可変ノズル機構71の駆動制御を適切に行うことができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the
(2)燃焼モードが通常運転用のモードからEGR量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられるときに、フィードバック補正量Fを減量するようにしている。従って、過給圧の過剰な上昇等を招くフィードバック補正量Fの誤学習の発生を抑えることができるようになる。また、過給圧の低下過渡時において、昇温制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、吸気通路にサージが発生しやすくなるが、本実施形態によればそのようなサージの発生を好適に抑えることもできるようになる。 (2) The feedback correction amount F is decreased when the combustion mode is switched from the normal operation mode to the temperature increase control mode for raising the temperature of the exhaust gas by reducing the EGR amount and the intake air amount. ing. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of erroneous learning of the feedback correction amount F that causes an excessive increase in the supercharging pressure. In addition, when the intake air intake amount is reduced due to switching to the combustion mode for temperature increase control at the time of transition of the boost pressure drop, a surge is likely to occur in the intake passage. Such a surge can be suitably suppressed.
(3)前記昇温制御用のモードに切り替えられるときのフィードバック補正量Fの減量に際しては、同フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dによるベース開度BVNの補正を禁止するようにしている。従って、フィードバック補正量Fを確実に減量することができる。また、この場合の可変ノズル機構71の駆動制御は、ベース開度BVNに基づくオープン制御となるため、上記誤学習やサージの発生を十分に抑制することができる。
(3) When the feedback correction amount F is reduced when the mode is switched to the temperature increase control mode, the base opening BVN based on the proportional term P, the integral term I and the differential term D constituting the feedback correction amount F is changed. The correction is prohibited. Therefore, the feedback correction amount F can be reliably reduced. In addition, since the drive control of the
(4)燃焼モードが通常運転用のモードからEGR量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、フィードバック補正量Fを減量するようにしている。従って、フィードバック制御による排気流路面積の変動が抑えられるようになり、もってEGR量の制御性の悪化を好適に抑制することができるようになる。また、過給圧の低下過渡時において、硫黄被毒回復制御用の燃焼モードへの切り替えに伴う吸入吸気量の減量が行われると、吸気通路にサージが発生しやすくなるが、本実施形態によればそのようなサージの発生も好適に抑えることができるようになる。 (4) When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode that enriches the air-fuel ratio through the control of the EGR amount and the reduction of the intake air amount, the feedback correction amount F is changed. I try to lose weight. Therefore, the fluctuation of the exhaust passage area due to the feedback control can be suppressed, so that the deterioration of the controllability of the EGR amount can be suitably suppressed. In addition, when the intake air intake amount is reduced due to switching to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control at the time of transition of the boost pressure drop, surge is likely to occur in the intake passage. Therefore, the occurrence of such a surge can be suitably suppressed.
(5)前記硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられるときのフィードバック補正量Fの減量に際しては、フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dのうちの積分項I及び微分項Dによるベース開度BVNの補正を禁止するようにしている。従って、フィードバック補正量Fを確実に減量することができる。また、この場合の可変ノズル機構71の駆動制御は、ベース開度BVNに基づくオープン制御に一層近づくようになるため、上記EGR量の制御性悪化やサージの発生を十分に抑制することができる。さらに、フィードバック補正量Fの減量を行う場合であっても、比例項Pによるベース開度BVNの補正は実施するようにしている。そのため、個々の過給機における過給特性等のばらつきが過給圧調整に対して与える悪影響を好適に抑えることができるようになる。
(5) When the feedback correction amount F is reduced when the mode is switched to the sulfur poisoning recovery control mode, the integral term of the proportional term P, the integral term I, and the differential term D constituting the feedback correction amount F The correction of the base opening BVN by I and the differential term D is prohibited. Therefore, the feedback correction amount F can be reliably reduced. Further, since the drive control of the
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・通常運転用の燃焼モードから昇温制御用の燃焼モードに切り替えられたとき、あるいは硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときのフィードバック補正量Fの減量に際して、比例項Pの補正係数、積分項Iの補正係数、及び微分項Dの補正係数の少なくとも1つを可変設定するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
Correction of the proportional term P when the feedback correction amount F is reduced when switching from the combustion mode for normal operation to the combustion mode for temperature increase control or when switching to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control At least one of the coefficient, the correction coefficient of the integral term I, and the correction coefficient of the differential term D may be variably set.
例えば、上記実施形態では硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときの比例項補正係数PKを「1」に設定することで、過給圧制御に際しての個々の過給機における過給特性等のばらつきを補償するようにした。ここで、前述したように、また図6に示すように、前記昇温制御は機関負荷が低い領域で実行されるのに対して、硫黄被毒回復制御は、より高い機関負荷領域でも実行されることがあり、このように機関負荷が高い領域では過給圧がある程度高くされる。他方、上記過給特性等のばらつきによる悪影響は、過給圧(目標過給圧、あるいは同目標過給圧に向けて調整される実際の過給圧)が低くなるほど小さくなる。そこで、通常運転用の燃焼モードから硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられる場合のフィードバック補正量Fの減量に際しては、フィードバック補正量Fを構成する比例項P、積分項I、及び微分項Dのうちの積分項I及び微分項Dによるベース開度BVNの補正を禁止するとともに、比例項Pを過給圧に応じて小さくするようにしてもよい。この場合には、機関負荷の低下に伴って過給圧が低くされるほど比例項Pが小さくなるように、例えば先の図6に示すように、過給圧が低くなるほど比例項補正係数PKが小さくなるように同比例項補正係数PKを可変設定することにより、比例項Pを適切に設定することができるようになる。 For example, in the above embodiment, by setting the proportional term correction coefficient PK when switching to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control to “1”, supercharging in each supercharger during supercharging pressure control is performed. It compensated for variations in characteristics. Here, as described above and as shown in FIG. 6, the temperature increase control is executed in a region where the engine load is low, whereas the sulfur poisoning recovery control is executed even in a higher engine load region. In such a region where the engine load is high, the supercharging pressure is increased to some extent. On the other hand, adverse effects due to variations in the supercharging characteristics and the like become smaller as the supercharging pressure (the target supercharging pressure or the actual supercharging pressure adjusted toward the target supercharging pressure) becomes lower. Therefore, when the feedback correction amount F is reduced when the combustion mode for normal operation is switched to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control, the proportional term P, the integral term I, and the differential term constituting the feedback correction amount F are used. The correction of the base opening BVN by the integral term I and the differential term D of D may be prohibited, and the proportional term P may be reduced according to the supercharging pressure. In this case, the proportional term correction coefficient PK decreases as the boost pressure decreases, for example, as shown in FIG. 6, so that the proportional term P decreases as the boost pressure decreases as the engine load decreases. By variably setting the proportional term correction coefficient PK so as to decrease, the proportional term P can be set appropriately.
・燃焼モードの切り替えに伴うフィードバック補正量Fの減量処理は、上記態様に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、燃焼モードが通常運転用のモードから上記各燃焼モードに切り替えられたときには、上記式(1)から算出されるフィードバック補正量Fを所定の減量係数にて直接補正するようにしてもよい。 The process of reducing the feedback correction amount F accompanying the switching of the combustion mode is not limited to the above aspect, and can be changed as appropriate. For example, when the combustion mode is switched from the normal operation mode to each of the combustion modes, the feedback correction amount F calculated from the equation (1) may be directly corrected with a predetermined reduction coefficient.
・通常運転用の燃焼モードから前記昇温制御用の燃焼モードに切り替えられたときだけ、フィードバック補正量Fの減量処理を行うようにしてもよい。また、通常運転用の燃焼モードから前記硫黄被毒回復制御用の燃焼モードに切り替えられたときだけ、フィードバック補正量Fの減量処理を行うようにしてもよい。 The feedback correction amount F may be reduced only when the combustion mode for normal operation is switched to the combustion mode for temperature increase control. Further, the feedback correction amount F may be reduced only when the combustion mode for normal operation is switched to the combustion mode for sulfur poisoning recovery control.
・上記添加剤はエンジン1の燃料であったが、これと同様な作用が得られる添加剤であればどのようなものでもよい。
・上記ターボチャージャ60は、ノズルベーン74の開度調整を通じて過給圧の可変制御がなされるものであった。この他、ノズルベーン74の開度調整以外の方法で排気流路面積を変更することにより過給圧の可変制御がなされる過給機にも本発明は同様に適用することができる。
-Although the said additive was the fuel of the
The
・上記実施形態における排気浄化装置30には、2つの触媒が配設されていた。この他、1つの触媒が配設された排気浄化装置、あるいは3つ以上の触媒が配設された排気浄化装置であっても本発明は同様に適用することができる。
In the above embodiment, the
・NSR触媒31は上述したようなNOx吸蔵還元型触媒に限定されない。要はNOxを浄化することのできる触媒であればよい。また、各実施形態において、排気浄化装置に配設される触媒はNSR触媒31やDPNR触媒32であり、添加剤が供給される触媒であったが、排気浄化装置に配設される触媒はそのようなものに限定されるものではない。すなわち機関の燃焼モードが切り替えられることでその排気浄化機能の維持が図られる触媒であれば、本発明は同様に適用することができる。
The
・本発明の適用対象となる内燃機関はディーゼル機関に限らない。例えば、NOx浄化触媒を備えるガソリン機関にも本発明は同様に適用することができる。 The internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to a diesel engine. For example, the present invention can be similarly applied to a gasoline engine including a NOx purification catalyst.
1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…吸気通路、4a〜4d…燃料噴射弁、5…噴射ノズル、6a〜6d…排気ポート、7…インテークマニホールド、8…エキゾーストマニホールド、9…コモンレール、10…サプライポンプ、12…サージタンク、13…EGR通路、14…EGRクーラ、15…EGR弁、16…スロットル弁、17…アクチュエータ、18…インタークーラ、19…エアフロメータ、20…スロットル開度センサ、21…空燃比センサ、22…EGR弁開度センサ、23…機関回転速度センサ、24…アクセルセンサ、25…制御装置(設定手段、フィードバック制御手段、変更手段)、26…排気通路、27…燃料供給管、30…排気浄化装置、31…NSR触媒、32…DPNR触媒、33…第1排気温度センサ、34…第2排気温度センサ、50…吸気圧センサ、60…ターボチャージャ、61…タービンホイール、62…ロータシャフト、64…コンプレッサホイール、68…アクチュエータ、71…可変ノズル機構、72…ノズルバックプレート、73…軸、74…ノズルベーン、75…開閉レバー、75a…狭持部、76…リングプレート、77…ピン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記目標過給圧に基づいて前記可変機構の基本駆動量を設定する設定手段と、 Setting means for setting a basic drive amount of the variable mechanism based on the target boost pressure;
実際の過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて前記基本駆動量を補正するフィードバック制御手段と、 Feedback control means for correcting the basic drive amount with a feedback correction amount calculated based on a deviation between an actual supercharging pressure and the target supercharging pressure;
前記燃焼モードの切り替えにあわせて前記フィードバック補正量を変更する変更手段とを備え、 Changing means for changing the feedback correction amount in accordance with the switching of the combustion mode,
前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の減量及び吸入空気量の減量とを通じて排気を昇温させる昇温制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量する When the combustion mode is switched from the mode for normal operation to the mode for temperature increase control that raises the temperature of the exhaust gas through the reduction of the exhaust gas recirculation amount and the reduction of the intake air amount, the changing means changes the feedback correction amount. To lose weight
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される When reducing the feedback correction amount, correction of the basic drive amount by the proportional term, integral term, and derivative term constituting the feedback correction amount is prohibited.
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量する When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode that enriches the air-fuel ratio through the control of the exhaust gas recirculation amount and the reduction of the intake air amount, the changing means Decrease feedback correction amount
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記目標過給圧に基づいて前記可変機構の基本駆動量を設定する設定手段と、 Setting means for setting a basic drive amount of the variable mechanism based on the target boost pressure;
実際の過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて算出されるフィードバック補正量にて前記基本駆動量を補正するフィードバック制御手段と、 Feedback control means for correcting the basic drive amount with a feedback correction amount calculated based on a deviation between an actual supercharging pressure and the target supercharging pressure;
前記燃焼モードの切り替えにあわせて前記フィードバック補正量を変更する変更手段とを備え、 Changing means for changing the feedback correction amount in accordance with the switching of the combustion mode,
前記燃焼モードが通常運転用のモードから排気再循環量の制御及び吸入空気量の減量とを通じて空燃比をリッチ化させる硫黄被毒回復制御用のモードに切り替えられたときに、前記変更手段は前記フィードバック補正量を減量する When the combustion mode is switched from the normal operation mode to the sulfur poisoning recovery control mode that enriches the air-fuel ratio through the control of the exhaust gas recirculation amount and the reduction of the intake air amount, the changing means Decrease feedback correction amount
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止される When reducing the feedback correction amount, correction of the basic drive amount by the integral term and the differential term of the proportional term, the integral term, and the differential term constituting the feedback correction amount is prohibited.
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記フィードバック補正量の減量に際しては、前記フィードバック補正量を構成する比例項、積分項、及び微分項のうちの積分項及び微分項による前記基本駆動量の補正が禁止されるとともに、前記比例項は過給圧に応じて小さくされる When the feedback correction amount is reduced, correction of the basic drive amount by the integral term and the differential term of the proportional term, the integral term, and the differential term constituting the feedback correction amount is prohibited, and the proportional term is Decreasing according to the supercharging pressure
ことを特徴とする過給機の制御装置。 A supercharger control device.
前記比例項は、過給圧が低くなるほど小さくされる
ことを特徴とする過給機の制御装置。 The supercharger control device according to claim 6,
The control unit for a supercharger, wherein the proportional term is made smaller as the supercharging pressure becomes lower.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005112857A JP4207013B2 (en) | 2005-04-08 | 2005-04-08 | Supercharger control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005112857A JP4207013B2 (en) | 2005-04-08 | 2005-04-08 | Supercharger control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006291830A JP2006291830A (en) | 2006-10-26 |
| JP4207013B2 true JP4207013B2 (en) | 2009-01-14 |
Family
ID=37412653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005112857A Expired - Lifetime JP4207013B2 (en) | 2005-04-08 | 2005-04-08 | Supercharger control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4207013B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5249889B2 (en) * | 2009-09-24 | 2013-07-31 | 本田技研工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-04-08 JP JP2005112857A patent/JP4207013B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006291830A (en) | 2006-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101405501B (en) | Exhaust gas control system for internal combustion engine | |
| EP2145092B1 (en) | Internal combustion engine control device | |
| WO2008059362A2 (en) | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine and method for controlling the same | |
| US20050022516A1 (en) | Engine exhaust gas cleaning apparatus | |
| JP6229488B2 (en) | Exhaust gas purification device for in-vehicle internal combustion engine | |
| JP2012229666A (en) | Internal combustion engine control device | |
| JP4204420B2 (en) | Control device for variable capacity turbocharger | |
| JP2006233898A (en) | Egr device | |
| JP4606939B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP5103910B2 (en) | Diesel engine exhaust purification system | |
| JP2008254621A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP5531944B2 (en) | Diesel engine with turbocharger | |
| JP4069657B2 (en) | Internal combustion engine with a supercharger | |
| JP4207013B2 (en) | Supercharger control device | |
| JP5365264B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6406337B2 (en) | ENGINE CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE | |
| JP2004285862A (en) | Engine exhaust throttle control system | |
| JP2008215110A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2014005741A (en) | Exhaust cleaning device of internal combustion engine | |
| JP2012122411A (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
| JP5796277B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
| JP2008169753A (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
| JP2008144726A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2004293428A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2008121518A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070808 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080522 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080827 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080924 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081007 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4207013 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 5 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |