JP2005171893A - Supercharging pressure control device - Google Patents
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Abstract
【課題】過渡状態で過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回った場合にフィードバック制御によりオーバシュートが生ずるのを確実に抑制する。
【解決手段】エンジンECU41は、可変ノズルターボチャージャ15による実過給圧がエンジン11の運転状態に応じた目標過給圧に近づくように可変ノズル機構19を通じてノズルベーン23のノズル開度をフィードバック制御する。また、エンジンECU41は少なくとも目標過給圧及び実過給圧の偏差の変化態様に基づき過給圧についての過渡状態を判定する。詳しくは、偏差についての時間当りの変化量である変化率が所定の範囲から外れているかどうかを判定する。そして、変化率が範囲から外れていて過給圧が過渡状態である旨の判定をすると、エンジンECU41は、フィードバック制御における積分項の更新を禁止してフィードバック項の増大を抑制することにより、フィードバック制御を抑制する。
【選択図】 図1An object of the present invention is to reliably suppress occurrence of overshoot by feedback control when an actual supercharging pressure falls below a target supercharging pressure due to a supercharging delay in a transient state.
An engine ECU 41 feedback-controls the nozzle opening of a nozzle vane 23 through a variable nozzle mechanism 19 so that an actual supercharging pressure by a variable nozzle turbocharger 15 approaches a target supercharging pressure corresponding to an operating state of the engine 11. . Further, the engine ECU 41 determines a transient state for the supercharging pressure based on at least a change mode of the deviation between the target supercharging pressure and the actual supercharging pressure. Specifically, it is determined whether or not the rate of change, which is the amount of change per unit time of deviation, is out of a predetermined range. When it is determined that the rate of change is out of the range and the boost pressure is in a transient state, the engine ECU 41 inhibits the update of the integral term in the feedback control and suppresses the increase of the feedback term, thereby feedback. Suppress control.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、可変ノズル機構等の過給圧可変手段を有する排気駆動式過給機(ターボチャージャ)において、実過給圧がエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に近づくように過給圧可変手段の操作量をフィードバック制御する過給圧制御装置に関するものである。 The present invention provides a supercharger (turbocharger) having a supercharging pressure varying means such as a variable nozzle mechanism so that an actual supercharging pressure approaches a target supercharging pressure corresponding to an engine operating state. The present invention relates to a supercharging pressure control device that performs feedback control of an operation amount of a pressure varying means.
エンジンの出力を向上させる手段として、タービンの外周に可変式のベーン(ノズルベーン)を設け、その傾き(開度)を可変ノズル機構で変化させることにより過給圧を調整可能とした可変ノズルターボチャージャが知られている。このタイプのターボチャージャでは、エンジンの運転状態に応じた目標過給圧が設定され、吸気通路内の実際の過給圧(実過給圧)が目標過給圧に近づくように可変ノズル機構によるノズルベーンのノズル開度(操作量)がフィードバック制御される。 As a means for improving engine output, a variable nozzle turbocharger is provided with a variable vane (nozzle vane) on the outer periphery of the turbine, and the supercharging pressure can be adjusted by changing the inclination (opening) with a variable nozzle mechanism. It has been known. In this type of turbocharger, a target supercharging pressure is set according to the operating state of the engine, and a variable nozzle mechanism is used so that the actual supercharging pressure (actual supercharging pressure) in the intake passage approaches the target supercharging pressure. The nozzle opening (operation amount) of the nozzle vane is feedback controlled.
このフィードバック制御では、可変ノズルターボチャージャの機差や経時変化による過給圧のばらつきを吸収するために、フィードバック項中の積分項を、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて記憶及び更新(学習)することが行われる。しかしながら、いかなるターボチャージャにおいても加速時等の過渡状態では必ず過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回る状態が発生する。この過渡状態で積分項の更新が誤って行われると、実過給圧を目標過給圧に近づけるために積分項が大きな値に更新される。そして、この積分項を含むフィードバック項が用いられてノズルベーンのノズル開度がフィードバック制御されると、実過給圧が目標過給圧に達した後にさらに上昇する現象(オーバーシュート)が発生するおそれがある。 In this feedback control, the integral term in the feedback term is set according to the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure in order to absorb variations in the turbocharging pressure due to machine differences in the variable nozzle turbocharger and changes over time. Storage and updating (learning) are performed. However, in any turbocharger in a transient state such as during acceleration, a state in which the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure always occurs due to a supercharging delay. If the integral term is erroneously updated in this transient state, the integral term is updated to a large value in order to bring the actual boost pressure closer to the target boost pressure. If a feedback term including this integral term is used to feedback control the nozzle opening of the nozzle vane, a phenomenon (overshoot) that further increases after the actual boost pressure reaches the target boost pressure may occur. There is.
過給圧のオーバーシュートは、ターボチャージャを含むエンジン各部の信頼性を低下させる原因となり得る。例えば、吸気系ホースの抜け、インタークーラーの破損、タービン過回転によるインペラ破損等を引き起こしたり、筒内圧力を上昇させてエンジン本体にダメージを与えたりするおそれがある。 The overshoot of the supercharging pressure can cause a decrease in the reliability of each part of the engine including the turbocharger. For example, the intake system hose may come off, the intercooler may be damaged, the impeller may be damaged due to excessive turbine rotation, or the in-cylinder pressure may be increased to damage the engine body.
こうした信頼性の低下を抑制するために、オーバーシュートのおそれのある場合に、例えばノズルべーンを開き側へ作動させてノズル開度を大きくすることも考えられるが、この場合には、過給応答性の低下を招くという新たな不具合が発生する。 In order to suppress such a decrease in reliability, when there is a possibility of overshooting, for example, it is conceivable to increase the nozzle opening by operating the nozzle vane to the open side. A new problem occurs that causes a decrease in feed responsiveness.
そこで、上記の不具合を解消するために、「目標過給圧と実過給圧との偏差が所定の判定値よりも大きいこと」を禁止条件とし、この禁止条件が満たされた場合に積分項の更新を禁止することで、積分項が誤って更新されてフィードバック項が過大になるのを防止してオーバーシュートを抑制することが考えられる(例えば特許文献1参照)。 Therefore, in order to solve the above problem, the prohibition condition is “the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure is greater than a predetermined determination value”, and when this prohibition condition is satisfied, the integral term It is conceivable to inhibit the overshoot by preventing the integral term from being updated erroneously and causing the feedback term to become excessive by prohibiting the update of (see, for example, Patent Document 1).
なお、本発明にかかる先行技術文献としては、特許文献1のほかに特許文献2が挙げられる。
ところが、前記のように「目標過給圧と実過給圧との偏差が所定の判定値よりも大きいこと」を禁止条件とすると、過渡状態での誤更新(誤学習)をある程度は防ぐことができるものの未だ不十分である。例えば、実過給圧が目標過給圧に追従する直前の状態もまた過渡状態である。しかし、このときには両過給圧の偏差が小さくなって上記禁止条件が満たされないことから、積分項、ひいてはフィードバック項が誤って更新されてしまう。 However, if the prohibition condition is that “the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure is greater than a predetermined determination value” as described above, erroneous update (mislearning) in a transient state is prevented to some extent. Is still inadequate. For example, the state immediately before the actual boost pressure follows the target boost pressure is also a transient state. However, at this time, since the deviation between the two supercharging pressures becomes small and the prohibition condition is not satisfied, the integral term and thus the feedback term are erroneously updated.
また、上記のような誤った更新が行われるを防止するために判定値を小さな値に設定すると、本来更新すべき状況下で、すなわち両過給圧が安定している状況下で、積分項を更新することが行われず、機差、経時変化等による過給圧のばらつきを吸収することが難しくなる。 Further, if the determination value is set to a small value in order to prevent the erroneous update as described above, the integral term under the condition that should be updated, that is, under the condition where both supercharging pressures are stable. Is not updated, and it becomes difficult to absorb variations in supercharging pressure due to machine differences and changes with time.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、過渡状態で過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回った場合にフィードバック制御によりオーバシュートが生ずるのを確実に抑制することのできる過給圧制御装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、さらに上述した過渡状態での過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回っても、機差等に起因する過給圧のばらつきを確実に吸収することのできる過給圧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 its purpose is to cause overshoot by feedback control when the actual supercharging pressure falls below the target supercharging pressure due to a supercharging delay in a transient state. An object of the present invention is to provide a supercharging pressure control device capable of reliably suppressing the above. Further, another object of the present invention is to ensure that even if the actual supercharging pressure falls below the target supercharging pressure due to the supercharging delay in the transient state described above, the variation of the supercharging pressure due to machine difference or the like is ensured. An object of the present invention is to provide a supercharging pressure control device capable of absorbing.
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に記載の発明では、過給圧可変手段を有する排気駆動式過給機に用いられ、その排気駆動式過給機による実過給圧がエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に近づくように前記過給圧可変手段の操作量をフィードバック制御する過給圧制御手段を備える過給圧制御装置において、少なくとも前記目標過給圧及び実過給圧の偏差の変化態様に基づき過給圧についての過渡状態を判定する過渡状態判定手段と、前記過渡状態判定手段による過渡判定に応じ前記過給圧制御手段によるフィードバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段とを備えるものであるとする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, the turbocharger is used in an exhaust drive supercharger having a supercharging pressure varying means, and the actual supercharging pressure by the exhaust drive supercharger is a target supercharging pressure corresponding to the engine operating state. In a supercharging pressure control device comprising supercharging pressure control means for feedback-controlling the operation amount of the supercharging pressure varying means so as to approach It is assumed that the apparatus includes a transient state determination unit that determines a transient state with respect to the supply pressure, and a feedback control suppression unit that suppresses feedback control by the boost pressure control unit according to the transient determination by the transient state determination unit.
上記の構成によると、過給圧制御手段では、基本的には、排気駆動式過給機による実過給圧がエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に近づくように、過給圧可変手段の操作量がフィードバック制御される。この排気駆動式過給機にあっては、加速時等の過渡状態には、過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回る状態が発生する。この際、実過給圧を目標過給圧に近づけるためにフィードバック制御により過給圧可変手段の操作量が大きな値に変更されると、実過給圧が目標過給圧に一致した後に過大となる現象(オーバーシュート)が発生するおそれがある。 According to the above configuration, in the supercharging pressure control means, basically, the supercharging pressure can be varied so that the actual supercharging pressure by the exhaust driving supercharger approaches the target supercharging pressure corresponding to the engine operating state. The operation amount of the means is feedback controlled. In this exhaust-driven supercharger, in a transient state such as during acceleration, a state where the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure occurs due to a supercharging delay. At this time, if the operation amount of the supercharging pressure varying means is changed to a large value by feedback control in order to bring the actual supercharging pressure closer to the target supercharging pressure, it will become excessive after the actual supercharging pressure matches the target supercharging pressure. (Overshoot) may occur.
この点、請求項1に記載の発明では、こうしたフィードバック制御に際し、過渡状態判定手段において、少なくとも目標過給圧と実過給圧との偏差の変化態様に基づき、過給圧についての過渡状態であるかどうかが判定される。この偏差があまり変化しない(偏差が保たれている)のであれば過給圧が安定している、すなわち過渡状態でない。このことは、たとえ機差や経時変化による過給圧のばらつきがあったとしても同様にいえる。そして、過渡状態判定手段によって過渡状態である旨の判定が行われると、フィードバック制御抑制手段によりフィードバック制御が抑制される。従って、加速時等の過渡状態で過給遅れが発生して実過給圧が目標過給圧に対し大きく下回っても、フィードバック制御が抑制されることで過給圧のオーバーシュートが抑制される。その後、偏差の変化態様に基づき過渡状態でないと判定されると上記の抑制が解除されて、通常のフィードバック制御が行われる。
In this regard, in the invention described in
なお、上記過給圧可変手段を有する排気駆動式過給機としては、エンジンの排気が吹付けられることにより回転するタービンホイールと、同タービンホイールに吹付けられる排気の流速を可変とすべく開閉動作するノズルベーンとを備える、いわゆる可変ノズルターボチャージャを用いることができる。この排気駆動式過給機では、ノズルベーン及びこれを開閉駆動する機構(例えば可変ノズル機構)が過給圧可変手段に相当する。また、ノズルベーンのノズル開度が、過給圧制御手段によるフィードバック制御の対象である過給圧可変手段の操作量に相当する。 The exhaust-drive supercharger having the above-described supercharging pressure varying means is a turbine wheel that rotates when engine exhaust is blown, and is opened and closed to make the flow rate of the exhaust blown to the turbine wheel variable. A so-called variable nozzle turbocharger with an operating nozzle vane can be used. In this exhaust driving supercharger, the nozzle vane and a mechanism for opening and closing the nozzle vane (for example, a variable nozzle mechanism) correspond to the supercharging pressure varying means. Further, the nozzle opening degree of the nozzle vane corresponds to the operation amount of the supercharging pressure varying means that is the object of feedback control by the supercharging pressure control means.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記過渡状態判定手段は、前記偏差の時間当りの変化量である変化率を前記偏差の変化態様として、過給圧についての過渡状態を判定するものであるとする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the transient state determining means uses a change rate, which is a change amount of the deviation per time, as a change mode of the deviation, with respect to a boost pressure. It is assumed that a transient state is determined.
上記の構成によれば、過渡状態判定手段では、過給圧についての過渡状態を判定する際に、偏差の変化率が偏差の変化態様として用いられる。この変化率は、目標過給圧と実過給圧との偏差について時間当りの変化量である。偏差があまり変化しないのであれば、変化率は「0」を中心として変動するはずである。従って、この変化率を用いることで、過給圧が安定しているか、又は変化している(過渡状態である)かを精度よく判定することが可能である。 According to the above configuration, when the transient state determination unit determines the transient state with respect to the supercharging pressure, the change rate of the deviation is used as a change mode of the deviation. This rate of change is the amount of change per time for the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure. If the deviation does not change much, the rate of change should vary around “0”. Therefore, by using this rate of change, it is possible to accurately determine whether the supercharging pressure is stable or changing (in a transient state).
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記過渡状態判定手段は、前記偏差の変化率が所定範囲から外れていると過渡状態である旨判定するものであるとする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the transient state determining means determines that the transition state is in a transient state when the rate of change of the deviation is out of a predetermined range. .
ここで、過給圧についての偏差の変化率が所定範囲内に収まっている場合には、目標過給圧と実過給圧との偏差があまり変化しておらず、過給圧が安定しているといえる。これに対し、変化率が所定範囲から外れていると、偏差が比較的大きく変動していて過給圧が過渡状態にあるといえる。 Here, when the rate of change of the deviation for the supercharging pressure is within the predetermined range, the deviation between the target supercharging pressure and the actual supercharging pressure has not changed much, and the supercharging pressure has stabilized. It can be said that. On the other hand, when the rate of change is out of the predetermined range, it can be said that the deviation fluctuates relatively greatly and the supercharging pressure is in a transient state.
この点、請求項3に記載の発明によれば、過渡状態判定手段による判定に際し、偏差の変化率が所定範囲から外れている場合には、過渡状態である旨判定される。従って、上記所定範囲を適切に設定することにより、変化率と所定範囲とを比較することで、過渡状態であるか否かを確実に判定することが可能となる。 In this regard, according to the third aspect of the present invention, in the determination by the transient state determination means, if the change rate of the deviation is out of the predetermined range, it is determined that the state is in the transient state. Therefore, by appropriately setting the predetermined range, it is possible to reliably determine whether or not the state is a transient state by comparing the rate of change with the predetermined range.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか1つに記載の発明において、前記フィードバック制御抑制手段は、前記過渡状態判定手段による過渡判定に応じフィードバック制御におけるフィードバック項の増加を抑制することにより前記フィードバック制御を抑制するものであるとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the feedback control suppressing means increases the feedback term in the feedback control according to the transient determination by the transient state determining means. It is assumed that the feedback control is suppressed by suppressing.
ここで、加速時等の過渡状態に過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回る状態が発生した場合、過給圧制御手段により実過給圧を目標過給圧に近づけるべくフィードバック項が大きな値に変更されると、実過給圧が目標過給圧に一致した後にオーバーシュートするおそれがある。 Here, when a state where the actual boost pressure falls below the target boost pressure occurs due to a delay in boost in a transient state such as during acceleration, the boost pressure control means should bring the actual boost pressure closer to the target boost pressure. If the feedback term is changed to a large value, overshoot may occur after the actual supercharging pressure matches the target supercharging pressure.
この点、請求項4に記載の発明では、過渡状態判定手段によって過渡状態である旨の判定が行われると、フィードバック制御抑制手段によりフィードバック制御におけるフィードバック項の増加が抑制される。従って、加速時等の過渡状態で過給遅れが発生して実過給圧が目標過給圧に対し大きく下回っても、フィードバック項の増加が抑制されることにより過給圧のオーバーシュートを抑制することが可能である。 In this regard, in the invention according to the fourth aspect, when the transient state determination unit determines that the state is the transient state, the feedback control suppression unit suppresses the increase of the feedback term in the feedback control. Therefore, even if a supercharging delay occurs in a transient state such as during acceleration and the actual supercharging pressure is significantly lower than the target supercharging pressure, the increase in the feedback term is suppressed, thereby suppressing supercharging pressure overshoot. Is possible.
請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれか1つに記載の発明において、前記フィードバック項は前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に応じて記憶及び更新される積分項を含んでおり、前記フィードバック制御抑制手段は、前記過渡状態判定手段による過渡判定に応じ前記積分項の更新を禁止することにより前記フィードバック項の増加を抑制するものであるとする。
In the invention according to claim 5, in the invention according to any one of
フィードバック制御では、排気駆動式過給機の機差や経時変化による過給圧のばらつきを吸収するために、フィードバック項中の積分項が、目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて記憶及び更新される。仮に、この積分項の更新が、加速時等の過渡状態で過給遅れにより目標過給圧に対し実過給圧が下回っている際に誤って行われると、実過給圧を目標過給圧に近づけるために積分項が過剰に大きな値に更新される。この積分項を含むフィードバック項が用いられて過給圧可変手段の操作量がフィードバック制御されると、実過給圧が目標過給圧に達した後にオーバーシュートするおそれがある。 In feedback control, the integral term in the feedback term depends on the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure in order to absorb variations in the boost pressure due to machine differences in exhaust-driven turbochargers and changes over time. Stored and updated. If the update of this integral term is mistakenly performed when the actual boost pressure is lower than the target boost pressure due to a turbocharge delay in a transient state such as during acceleration, the actual boost pressure will be The integral term is updated to an excessively large value to approach the pressure. If a feedback term including this integral term is used to feedback-control the operation amount of the supercharging pressure varying means, there is a risk of overshooting after the actual supercharging pressure reaches the target supercharging pressure.
この点、請求項5に記載の発明では、過渡状態判定手段により過渡状態である旨の判定がなされると、積分項の更新が禁止される。これに伴いフィードバック項の増大、ひいてはフィードバック制御が抑制される。従って、加速時等の過渡状態で過給遅れが発生して実過給圧が目標過給圧に対し大きく下回っても、機差等に起因する過給圧のばらつきを吸収しつつ、過給圧のオーバーシュートを確実に抑制することが可能である。 In this regard, in the invention described in claim 5, when the transient state determination means determines that the state is in the transient state, the update of the integral term is prohibited. Along with this, an increase in the feedback term and, consequently, feedback control is suppressed. Therefore, even if a supercharging delay occurs in a transient state such as during acceleration and the actual supercharging pressure is significantly lower than the target supercharging pressure, the supercharging is performed while absorbing the variation in supercharging pressure due to machine differences. It is possible to reliably suppress pressure overshoot.
以下、本発明の過給圧制御装置を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、車両にはエンジン11が搭載されている。エンジン11では、その外部の空気が吸入空気として吸気通路12を通り、燃焼室11aに取込まれる。また、燃料噴射弁から供給された燃料が燃焼室11a内で燃焼される。そして、燃焼にともない発生したエネルギーによって、出力軸であるクランク軸13が回転駆動される。燃焼により生じたガス(排気)は、排気通路14を通ってエンジン11の外部に排出される。
Hereinafter, an embodiment embodying a supercharging pressure control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
エンジン11には、排気駆動式過給機(ターボチャージャ)の一形態である可変ノズルターボチャージャ15が設けられている。可変ノズルターボチャージャ15は、排気通路14を流れる排気によって回転するタービンホイール16と、吸気通路12に配置され、かつロータシャフト18を介してタービンホイール16に一体回転可能に連結されたコンプレッサホイール17とを備えている。可変ノズルターボチャージャ15では、タービンホイール16に排気が吹付けられて同タービンホイール16が回転する。この回転は、ロータシャフト18を介してコンプレッサホイール17に伝達される。その結果、エンジン11では、ピストンの移動に伴い燃焼室11a内に発生する負圧によって空気が燃焼室11aに取込まれるだけでなく、その空気がコンプレッサホイール17の回転によって強制的に燃焼室11aに送り込まれる(過給される)。このようにして、燃焼室11aへの空気の充填効率が高められる。
The
また、可変ノズルターボチャージャ15では、タービンホイール16の外周を囲うように、そのタービンホイール16の回転方向に沿って排気経路が形成されている。このため、排気は排気経路を通過し、タービンホイール16の軸線に向かって吹付けられる。排気経路には、弁機構からなる可変ノズル機構19が過給圧可変手段として設けられている。そして、可変ノズル機構19は開閉動作することで、排気経路の排気流通面積を変更し、タービンホイール16に吹付けられる排気の流速を可変とする。このように可変とすることで、タービンホイール16の回転速度が調整され、燃焼室11aに強制的に送り込まれる空気の量及び圧力(過給圧)が調整される。
In the
次に、可変ノズル機構19の構造について図2及び図3を参照して説明する。なお、図2は、可変ノズル機構19をコンプレッサホイール17側(図1の上側)から見た正面図であり、図3は図2のX−X線断面図である。図3中、可変ノズル機構19の中心付近については図示が省略されている。
Next, the structure of the
これら図2及び図3に示すように、可変ノズル機構19は、リング状のノズルバックプレート21を備えている。ノズルバックプレート21には、複数の軸22が、同プレート21の円心Oを中心として略等角度毎に設けられている。各軸22は、ノズルバックプレート21に回動可能に挿通されている。各軸22について、ノズルバックプレート21から露出する一方の端部(図3の下端部)には、ノズルベーン(可変ノズル)23が固定されている。また、各軸22について、ノズルバックプレート21から露出する他方の端部(図3の上端部)には、被駆動体として開閉レバー24が固定されている。各開閉レバー24は、軸22と直交してノズルバックプレート21の外縁部に向けて延びている。各開閉レバー24の先端部には、二股状に分岐した一対の挟持部24aが形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
各開閉レバー24とノズルバックプレート21との間には、そのノズルバックプレート21に重なった状態でリングプレート25が配置されている。リングプレート25には、リンク機構26等の伝達手段を介して、直流(DC)モータ27が駆動連結されている(図1参照)。DCモータ27は、リングプレート25を周方向に回動させるためのアクチュエータとして用いられている。リングプレート25には、円心Oを中心として略等角度毎に複数のピン28が固定されている。各ピン28は、前述した開閉レバー24の挟持部24aによって回動可能に挟持されている。このようにして、全ノズルベーン23は、軸22、開閉レバー24及びピン28を介して共通のリングプレート25に連結されている。
A
そのため、DCモータ27によってリングプレート25が円心Oを中心に回動されると、各ピン28も同方向へ変位する。この変位により、各ピン28が各開閉レバー24の挟持部24aをリングプレート25の回動方向へ押す。この押圧に応じて、各開閉レバー24が軸22を中心とし、その軸22と一体となって回動する。この回動にともない、各ノズルベーン23が軸22を中心にして各々同期した状態で開閉動作する。これに伴い、隣合うノズルベーン23間の隙間が、各ノズルベーン23の回動角度(ノズル開度)に応じた大きさとなり、排気経路を介してタービンホイール16に吹付けられる排気の流速が調整される。例えば、ノズルベーン23が閉じ側に回動すると、タービンホイール16に吹付けられる排気の流速が大となる。反対に、ノズルベーン23が開き側に回動すると、タービンホイール16に吹付けられる排気の流速が小となる。
Therefore, when the
各ノズルベーン23の可動範囲(開閉範囲)は、ノズルバックプレート21に設けられたストッパ29によって規制される。図2ではストッパ29が3つ設けられているが、この数は適宜変更可能である。ストッパ29は、図4に示すように、隣合う開閉レバー24の間に位置している。そして、ノズルベーン23を最大限に開き側に回動させると、隣合う開閉レバー24の一方(図4では下方)が、実線で示すようにストッパ29に突当てられる。また、ノズルベーン23を最大限に閉じ側に回動させると、隣合う開閉レバー24の他方(図4では上方)が、二点鎖線で示すようにストッパ29に突当てられる。このようにストッパ29によって規制された開閉範囲内で、ノズルベーン23のノズル開度が可変とされる。
The movable range (opening / closing range) of each
図1に示すように、車両には、エンジン11の運転状態を検出するための各種センサ31〜34が設けられている。例えば、クランク軸13の近傍には、同クランク軸13が所定角度回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ31が配置されている。このパルス信号は、クランク軸13の時間当りの回転数であるエンジン回転速度ene の算出に用いられる。エンジン11のシリンダブロックには、エンジン11を流れる冷却水の温度(冷却水温)を検出する水温センサ32が取付けられている。アクセルペダルの近傍には、運転者による同ペダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ33が配置されている。吸気通路12には、吸入空気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧センサ34が設けられている。
As shown in FIG. 1, the vehicle is provided with
また、これらのセンサ31〜34の検出値等に基づき、エンジン11の各部の作動を制御する手段として、車両にはエンジン電子制御ユニット(以下「エンジンECU」という)41が設けられている。エンジンECU41は、マイクロコンピュータを中心として構成されている。エンジンECU41では、中央処理装置(CPU)が各種センサ31〜34の検出値等に基づき、読出し専用メモリ(ROM)に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。CPUによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ(RAM)において一時的に記憶される。また、エンジンECU41には、電力供給が停止された後にも各種データを記憶保持するバックアップRAMが設けられている。この記憶されるデータの1つとして、後述するフィードバック制御における積分項epvnpmi(i)が挙げられる。
The vehicle is provided with an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 41 as means for controlling the operation of each part of the
エンジンECU41は、前記各種制御として例えば燃料噴射制御を実行する。この燃料噴射制御では、燃料噴射弁から噴射される燃料の量及び噴射時期(いずれも目標値)を、クランク角センサ31によるエンジン回転速度ene 、アクセルセンサ33によるアクセル踏込み量、水温センサ32による冷却水温等に基づき決定する。そして、クランク角センサ31の出力信号が燃料の噴射開始時期と一致した時点で、燃料噴射弁への通電を開始する。この開始時点から、前記噴射燃料量に対応した噴射時間が経過した時点で通電を停止する。
The
また、エンジンECU41は、ノズルベーン23を開閉することにより過給圧を制御する。この制御に際しては、エンジン11の運転状態に応じた目標過給圧epimtrg を算出し、吸気圧センサ34によって検出される実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に近づくようにノズルベーン23の開度(ノズル開度)をフィードバック制御する。
The
このフィードバック制御では、ノズル開度の最終的な指令値(最終開度epvnfin )を次の式(1)に従って算出する。この最終開度epvnfin は、DCモータ27の駆動制御に際し用いられる制御指令値に相当する。
In this feedback control, the final command value of the nozzle opening (final opening epvnfin) is calculated according to the following equation (1). This final opening degree epvnfin corresponds to a control command value used for driving control of the
epvnfin =min(max(epbnbse+epvnpmfb,epvnmin),epvnmax) ・・・(1)
epbnbse :ベース項
epvnpmfb:フィードバック項
epvnmin :最小ガード値
epvnmax :最大ガード値
上記式(1)によると、まずベース項epbnbse にフィードバック項epvnpmfbを加算したものと最小ガード値epvnmin とが比較され、大きい方の値が選択される。さらに、この選択された値と最大ガード値epvnmax とが比較され、小さい方の値が選択されて最終開度epvnfin とされる。
epvnfin = min (max (epbnbse + epvnpmfb, epvnmin), epvnmax) (1)
epbnbse: Base term
epvnpmfb: Feedback term
epvnmin: Minimum guard value
epvnmax: Maximum guard value According to the above equation (1), the value obtained by adding the feedback term epvnpmfb to the base term epbnbse is compared with the minimum guard value epvnmin, and the larger value is selected. Further, the selected value is compared with the maximum guard value epvnmax, and the smaller value is selected as the final opening epvnfin.
上記式(1)中のフィードバック項epvnpmfbは次の式(2)に従って算出される。
epvnpmfb=epvnpmp +epvnpmi +epvnpmd ・・・(2)
(ただし、EPVNFBMN≦epvnpmi ≦EPVNFBMX)
epvnpmp :比例項
epvnpmi :積分項
epvnpmd :微分項
EPVNFBMN:下限ガード値
EPVNFBMX:上限ガード値
比例項epvnpmp は、目標過給圧epimtrg と実過給圧epimとの偏差(過給圧偏差epimdlt )に比例した操作量(ノズル開度)を出力するための制御量である。積分項epvnpmi は、過給圧偏差epimdlt の積分値に比例した操作量を出力するための制御量である。微分項epvnpmd は過給圧偏差epimdlt の変化に比例した操作量を出力するための制御量である。
The feedback term epvnpmfb in the above equation (1) is calculated according to the following equation (2).
epvnpmfb = epvnpmp + epvnpmi + epvnpmd (2)
(However, EPVNFBMN ≤ epvnpmi ≤ EPVNFBMX)
epvnpmp: proportional term
epvnpmi: integral term
epvnpmd: differential term
EPVNFBMN: Lower limit guard value
EPVNFBMX: Upper limit guard value Proportional term epvnpmp is a control amount for outputting an operation amount (nozzle opening) proportional to the deviation (supercharging pressure deviation epimdlt) between the target supercharging pressure epimtrg and the actual supercharging pressure epim . The integral term epvnpmi is a control amount for outputting an operation amount proportional to the integral value of the supercharging pressure deviation epimdlt. The differential term epvnpmd is a control amount for outputting an operation amount proportional to a change in the supercharging pressure deviation epimdlt.
上記のようにして算出される最終開度epvnfin は、ノズルベーン23を開き側に制御しようとするほど0%寄りの値とされ、ノズルベーン23を閉じ側に制御しようとするほど100%寄りの値とされる。
The final opening degree epvnfin calculated as described above is set to a value closer to 0% as the
なお、エンジンECU41による上記の一連の処理は、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に近づくようにノズルベーン23のノズル開度をフィードバック制御する過給圧制御手段に相当する。
The series of processes by the
さらに、エンジンECU41とは別にターボコントローラ43が、ノズルベーン23のノズル開度を直接制御するための手段として設けられている。ターボコントローラ43はエンジンECU41に接続されており、同エンジンECU41から通信により前記最終開度epvnfin を受信する。さらに、ターボコントローラ43には、可変ノズル(ノズルベーン23)のノズル開度を検出する手段としてノズル開度センサ44が接続されている。ターボコントローラ43は、CPU、ROM、RAMを備えている点でエンジンECU41と共通する。しかし、DCモータ27に流される電流値を検出する電流検出回路42を備えている点等でエンジンECU41と異なっている。そして、電流検出回路42の検出値はエンジンECU41に送信される。ターボコントローラ43は、ノズル開度センサ44によって検出される実際のノズル開度がエンジンECU41から受信した最終開度epvnfin に近づくようDCモータ27に流される電流を制御する。このようにしてノズルベーン23のノズル開度を最終開度epvnfin に近づけることで、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に近づけられる。
In addition to the
ところで、上記フィードバック制御では、可変ノズルターボチャージャ15の機差や経時変化による実過給圧epimのばらつきを吸収するために、積分項epvnpmi(i)を過給圧偏差epimdlt に応じて記憶及び更新(学習)することが行われる。しかしながら、いかなるターボチャージャにおいても加速時等の過渡状態では必ず過給遅れにより目標過給圧epimtrg に対し実過給圧epimが下回る状態が発生する。この過渡状態で積分項epvnpmi(i)が大きくなる側に誤って更新(誤学習)されると、増大した積分項epvnpmi(i)が、目標過給圧epimtrg に一致した後の実過給圧epimのオーバーシュートを引き起こすおそれがある。
By the way, in the above feedback control, the integral term epvnpmi (i) is stored and updated according to the supercharging pressure deviation epimdlt in order to absorb the variation of the actual supercharging pressure epim due to the machine difference of the
そこで、本実施形態では、こうしたオーバーシュートを抑制するために目標過給圧epimtrg と実過給圧epimとの偏差の変化態様に基づき、過給圧についての過渡状態であるかどうかを判定し、過渡状態である旨の判定が行われた場合に上記フィードバック制御を抑制するようにしている。次に、この抑制を反映した積分項epvnpmi(i)の算出処理について説明する。図5のフローチャートは、エンジンECU41によって行われる各処理のうち積分項epvnpmi(i)を算出するためのルーチン(積分項算出ルーチン)を示しており、一定時間毎に実行される。
Therefore, in the present embodiment, in order to suppress such overshoot, it is determined whether or not it is a transient state with respect to the supercharging pressure, based on a variation aspect of the deviation between the target supercharging pressure epimtrg and the actual supercharging pressure epim, The feedback control is suppressed when it is determined that the state is a transient state. Next, the calculation process of the integral term epvnpmi (i) reflecting this suppression will be described. The flowchart of FIG. 5 shows a routine (integral term calculation routine) for calculating the integral term epvnpmi (i) among the processes performed by the
このルーチンでは、エンジンECU41はまずステップ100において、目標過給圧epimtrg から実過給圧epimを減算することにより過給圧偏差epimdlt を算出する。
次に、ステップ105において、次の(i)〜(vii )に示す積分項更新禁止条件のいずれかが満たされているかどうかを判定する。
In this routine, first, in
Next, in
(i) 減速時であること。
(ii)加速の開始時であること。
(iii) 低過給圧時であること。
(i) It must be during deceleration.
(ii) At the start of acceleration.
(iii) At low supercharging pressure.
(iv)過給圧偏差epimdlt が一定値より小さいこと。
(v) 過給圧偏差epimdlt が一定値より大きいこと。
(vi)既に制御的にフィードバック限界に達している状態であること。
(iv) The supercharging pressure deviation epimdlt is smaller than a certain value.
(v) The supercharging pressure deviation epimdlt is larger than a certain value.
(vi) The feedback limit has already been reached in a controllable manner.
例えば、実過給圧epimが未だ目標過給圧epimtrg に一致していないが、積分項epvnpmi(i)を更新する直前のフィードバック項epvnpmfb(i-1) が既に最大ガード値によってガードされていること。 For example, the actual boost pressure epim has not yet matched the target boost pressure epimtrg, but the feedback term epvnpmfb (i-1) immediately before the integral term epvnpmi (i) is updated is already guarded by the maximum guard value. about.
また、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致した後も増大(オーバーシュート)していて、積分項epvnpmi(i)を更新する直前のフィードバック項epvnpmfb(i-1) が既に最小ガード値によってガードされていること。 In addition, the actual supercharging pressure epim increases (overshoots) after it matches the target supercharging pressure epimtrg, and the feedback term epvnpmfb (i-1) immediately before the integral term epvnpmi (i) is updated is already the minimum guard. Guarded by value.
(vii) 過給圧偏差epimdlt の時間当りの変化量である変化率epimddltが所定の範囲R1から外れていること。すなわち、範囲R1の下限値をEPIMDDIDW とし、上限値をEPIMDDIUP とすると、
epimddlt <EPIMDDIDW 又はepimddlt >EPIMDDIUP
であること。ここでは、下限値EPIMDDIDW が「−0.5」に、上限値EPIMDDIUP が「+0.5」にそれぞれ設定されている。
(vii) The rate of change epimddlt, which is the amount of change in supercharging pressure deviation epimdlt per time, is out of the predetermined range R1. That is, if the lower limit of range R1 is EPIMDDIDW and the upper limit is EPIMDDIUP,
epimddlt <EPIMDDIDW or epimddlt> EPIMDDIUP
Be. Here, the lower limit value EPIMDDIDW is set to “−0.5”, and the upper limit value EPIMDDIUP is set to “+0.5”.
なお、前回の制御周期で求められた過給圧偏差をepimdltoとすると、積分項算出ルーチンが一定時間毎に実行されることから、変化率epimddltは次の式(3)に従って算出される。 If the supercharging pressure deviation obtained in the previous control cycle is assumed to be epimdlto, the integral term calculation routine is executed at regular intervals, so the change rate epimddlt is calculated according to the following equation (3).
epimddlt=epimdlt −epimdlto ・・・(3)
エンジンECU41による上記ステップ105の処理は、少なくとも目標過給圧epimtrg 及び実過給圧epimの過給圧偏差epimdlt の変化態様に基づき実過給圧epimについての過渡状態であるかどうかを判定する過渡状態判定手段に相当する。
epimddlt = epimdlt−epimdlto (3)
The process of
そして、積分項更新禁止条件(i) 〜(vii) の全てが満たされておらずステップ105の判定条件が満たされていないと、次のステップ110〜125へ移行する。これらのステップ110〜125では、過給圧偏差epimdlt が所定の範囲R2(=EPIMDW〜EPIMUP)から外れていることを条件に、バックアップRAMに記憶されている積分項epvnpmi(i)を所定の更新量epvnpmidにて更新する処理を行う。
If all of the integral term update prohibiting conditions (i) to (vii) are not satisfied and the determination condition of
ステップ110では、過給圧偏差epimdlt が範囲R2の上限値EPIMUPよりも大きいかどうかを判定する。この判定条件が満たされている(epimdlt >EPIMUP)と、ステップ115において、前回の制御周期で求めた積分項epvnpmi(i-1)に更新量epvnpmidを加算し、その加算結果を新たな積分項epvnpmi(i)として設定する。
In
これに対し、ステップ110の判定条件が満たされていない(epimdlt ≦EPIMUP)と、ステップ120において、過給圧偏差epimdlt が範囲R2の下限値EPIMDWよりも小さいかどうかを判定する。この判定条件が満たされている(epimdlt <EPIMDW)と、ステップ125において、前回の制御周期で求めた積分項epvnpmi(i-1)から更新量epvnpmidを減算し、その減算結果を新たな積分項epvnpmi(i)として設定する。
On the other hand, if the determination condition in
一方、積分項更新禁止条件(i) 〜(vii) の少なくとも1つが満たされていて上述したステップ105の判定条件が満たされている場合、及び前記過給圧偏差epimdlt が範囲R2内に収まっていて前記ステップ120の判定条件が満たされていない場合には、ステップ130へ移行する。ステップ130では、前述したステップ115,125の更新処理を行うことなく(更新を禁止して)、前回の制御周期で求めた積分項epvnpmi(i-1)をそのまま新たな積分項epvnpmi(i)として設定する。
On the other hand, when at least one of the integral term update prohibition conditions (i) to (vii) is satisfied and the determination condition of
上記ステップ115,125,130の処理を経た後、ステップ135〜150においてガード処理を行う。ステップ135では、積分項epvnpmi(i)が予め定められた上限ガード値EPVNIMX よりも大きいかどうかを判定する。この判定条件が満たされている(epvnpmi(i)>EPVNIMX )と、ステップ140において、その上限ガード値EPVNIMX を積分項epvnpmi(i)として設定し、この積分項算出ルーチンを終了する。
After the processing in
これに対し、ステップ135の判定条件が満たされていない(epvnpmi(i)≦EPVNIMX )と、ステップ145において、積分項epvnpmi(i)が予め定められた下限ガード値EPVNIMN (<EPVNIMX )よりも小さいかどうかを判定する。この判定条件が満たされている(epvnpmi(i)<EPVNIMN )と、ステップ150において、その下限ガード値EPVNIMN を積分項epvnpmi(i)として設定し、この積分項算出ルーチンを終了する。なお、ステップ145の判定条件が満たされていないと、すなわち、積分項epvnpmi(i)がEPVNIMN 〜EPVNIMX の範囲に収まっている場合には、前述したステップ140,150の処理を行うことなく、そのままこの積分項算出ルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination condition of
上記積分項算出ルーチンにおけるエンジンECU41によるステップ105,130の処理は、変化率epimddlt と範囲R1との比較の結果、実過給圧epimの過渡状態であると判定したときにフィードバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段に相当する。
The processing of
積分項算出ルーチンによる積分項epvnpmi(i)を用いて算出した最終開度epvnfin に基づいてノズル開度をフィードバック制御すると、車両加速時には目標過給圧epimtrg 、実過給圧epim、変化率epimddlt及び積分項epvnpmi(i)が例えば図6に示すように変化する。 When the nozzle opening is feedback controlled based on the final opening epvnfin calculated using the integral term epvnpmi (i) by the integral term calculation routine, the target boost pressure epimtrg, the actual boost pressure epim, the change rate epidimdlt and The integral term epvnpmi (i) changes as shown in FIG. 6, for example.
タイミングt1で車両の加速が開始されると、過給遅れにより目標過給圧epimtrg に対し実過給圧epimが下回るが、ノズルベーン23のノズル開度のフィードバック制御により、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に徐々に近づいてゆく。これに伴い過給圧偏差epimdlt が小さくなってゆく。実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に合致するタイミングt2の直前には、過給圧偏差epimdlt が小さく変化率epimddltが範囲R1から外れる。積分項更新禁止条件(vii) が満たされることから、積分項算出ルーチンではステップ105→130の順に処理が行われ、積分項epvnpmi(i)の更新が行われない。
When acceleration of the vehicle is started at timing t1, the actual supercharging pressure epim falls below the target supercharging pressure epimtrg due to the supercharging delay, but the actual supercharging pressure epim is set to the target by feedback control of the nozzle opening of the
そして、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致した後に安定し、変化率epimddltが範囲R1(=±0.5)内に収まり、しかも他の積分項更新禁止条件(i) 〜(vi)のいずれも満たされないと、タイミングt3〜t4の期間、及びタイミングt5〜t6の期間において積分項epvnpmi(i)の更新が行われる。このように実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致する直前の過渡状態では積分項epvnpmi(i)が更新されず、両過給圧epim,epimtrg が安定した状態(非過渡状態)でのみ積分項epvnpmi(i)が更新される。その結果、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致した後も、大きくオーバシュートすることなくその目標過給圧epimtrg に追従している。 Then, the actual supercharging pressure epim stabilizes after it coincides with the target supercharging pressure epimtrg, the rate of change epidimdlt falls within the range R1 (= ± 0.5), and other integral term update prohibition conditions (i) to ( If neither of vi) is satisfied, the integral term epvnpmi (i) is updated in the period from timing t3 to t4 and in the period from timing t5 to t6. In this way, the integral term epvnpmi (i) is not updated in the transient state immediately before the actual supercharging pressure epim matches the target supercharging pressure epimtrg, and both supercharging pressures epim and epimtrg are stable (non-transient state). Only the integral term epvnpmi (i) is updated. As a result, even after the actual supercharging pressure epim coincides with the target supercharging pressure epimtrg, it follows the target supercharging pressure epimtrg without greatly overshooting.
なお、図7は、本実施形態との比較のために、積分項更新禁止条件(vii )を省略した場合(特許文献1に対応)における目標過給圧epimtrg 、実過給圧epim、変化率epimddlt及び積分項epvnpmi(i)の変化の一態様を示している。 FIG. 7 shows the target supercharging pressure epimtrg, actual supercharging pressure epim, change rate when the integral term update prohibiting condition (vii) is omitted (corresponding to Patent Document 1) for comparison with the present embodiment. Fig. 3 shows one embodiment of changes in epimddlt and integral term epvnpmi (i).
実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致する直前のタイミングt11〜t12の期間には、過給圧偏差epimdlt が小さく積分項更新禁止条件(v) が満たされない。このことから、他の積分項更新禁止条件(i) 〜(iv),(vi)が満たされないと、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に近づいている途中、すなわち過渡状態であるにも拘らず積分項epvnpmi(i)がプラス側に誤って更新される。そのため、この増大した積分項epvnpmi(i)を用いて算出した最終開度epvnfin に基づいてノズルベーン23のノズル開度がフィードバック制御されることで、実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に一致したタイミングt13以降もしばらくの間増加し続けて、いわゆるオーバーシュートが起こっている。
In the period from timing t11 to t12 immediately before the actual boost pressure epim matches the target boost pressure epimtrg, the boost pressure deviation epimdlt is small and the integral term update prohibition condition (v) is not satisfied. Therefore, if the other integral term update prohibition conditions (i) to (iv) and (vi) are not satisfied, the actual boost pressure epim is approaching the target boost pressure epimtrg, that is, in a transient state. Nevertheless, the integral term epvnpmi (i) is erroneously updated to the plus side. Therefore, the actual supercharging pressure epim matches the target supercharging pressure epimtrg because the nozzle opening of the
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)目標過給圧epimtrg と実過給圧epimとの偏差(過給圧偏差epimdlt )があまり変化しない(過給圧偏差epimdlt が保たれている)のであれば目標過給圧epimtrg 及び実過給圧epimが安定している、すなわち過渡状態でない。このことは、たとえ機差や経時変化による過給圧のばらつきがあったとしてもいえる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) If the deviation (supercharging pressure deviation epimdlt) between the target supercharging pressure epimtrg and the actual supercharging pressure epim does not change much (the supercharging pressure deviation epimdlt is maintained), the target supercharging pressure epimtrg and actual The supercharging pressure epim is stable, that is, not in a transient state. This can be said even if there is a variation in supercharging pressure due to machine differences or changes over time.
この点、過給圧についての過渡状態であるかどうかを判定を、少なくとも目標過給圧epimtrg と実過給圧epimとの過給圧偏差epimdlt の変化態様に基づき行うようにしている。このため、可変ノズルターボチャージャ15の機差や経時変化による実過給圧epimのばらつきがあっても過渡状態の有無を判定することができる。
In this respect, it is determined whether or not it is in a transient state with respect to the supercharging pressure based on at least a change mode of the supercharging pressure deviation epimdlt between the target supercharging pressure epimtrg and the actual supercharging pressure epim. For this reason, the presence or absence of a transient state can be determined even if there is a variation in the actual supercharging pressure epim due to a machine difference of the
(2)過給圧偏差epimdlt についての時間当りの変化量である過給圧偏差epimdlt の変化率epimddltを、過給圧偏差epimdlt の変化態様として用いている。過給圧偏差epimdlt があまり変化しないのであれば、変化率epimddltは「0」を中心として変動するはずである。従って、この変化率epimddltを用いることで、過給圧が安定しているか、又は変化している(過渡状態である)かどうかを精度よく判定することができる。 (2) The rate of change epimddlt of the supercharging pressure deviation epimdlt, which is the amount of change per hour with respect to the supercharging pressure deviation epimdlt, is used as a change mode of the supercharging pressure deviation epimdlt. If the supercharging pressure deviation epimdlt does not change much, the change rate epidimdlt should fluctuate around “0”. Therefore, by using this change rate epidimdlt, it is possible to accurately determine whether the supercharging pressure is stable or changing (in a transient state).
(3)上記(2)に関連するが、過給圧偏差epimdlt の変化率epimddltが範囲R1内に収まっている場合には、目標過給圧epimtrg と実過給圧epimとの過給圧偏差epimdlt があまり変化しておらず、実過給圧epimが安定しているといえる。これに対し、変化率epimddltが所定範囲から外れていると、過給圧偏差epimdlt が比較的大きく変動していて実過給圧epimが過渡状態にあるといえる。 (3) Although related to (2) above, when the rate of change epimddlt of the supercharging pressure deviation epimdlt is within the range R1, the supercharging pressure deviation between the target supercharging pressure epimtrg and the actual supercharging pressure epim The epimdlt does not change so much, and it can be said that the actual supercharging pressure epim is stable. On the other hand, if the rate of change epimddlt is out of the predetermined range, it can be said that the supercharging pressure deviation epimdlt fluctuates relatively greatly and the actual supercharging pressure epim is in a transient state.
この点、本実施形態によれば、変化率epimddltが範囲R1から外れている場合に過渡状態である旨の判定を行うようにしている。従って、上記範囲R1の下限値EPIMDDIDW 及び上限値EPIMDDIUP をそれぞれ適切な値に設定することにより、変化率epimddltが範囲R1内に収まっているか、あるいは外れているかを判断することで、過渡状態であるか否かを確実に判定することができる。 In this regard, according to the present embodiment, when the change rate epidimdlt is out of the range R1, it is determined that the state is in a transient state. Therefore, by setting the lower limit value EPIMDDIDW and the upper limit value EPIMDDIUP of the range R1 to appropriate values, it is determined whether the change rate epidimdlt is within the range R1 or not. It is possible to reliably determine whether or not.
(4)上記(1)〜(3)で過渡状態である旨の判定がなされると、積分項epvnpmi(i)の更新を禁止することで、フィードバック制御におけるフィードバック項epvnpmfbの増加を抑制し、もってフィードバック制御を抑制するようにしている。従って、加速時等の過渡状態で過給遅れが発生して実過給圧epimが目標過給圧epimtrg に対し大きく下回っても、機差等に起因する過給圧のばらつきを吸収しつつ、フィードバック制御により過給圧のオーバーシュートが生ずるのを確実に抑制することができる。 (4) When it is determined in the above (1) to (3) that the state is a transient state, the update of the integral term epvnpmi (i) is prohibited, thereby suppressing the increase of the feedback term epvnpmfb in the feedback control, Therefore, feedback control is suppressed. Therefore, even if a supercharging delay occurs in a transient state such as during acceleration and the actual supercharging pressure epim is significantly lower than the target supercharging pressure epimtrg, the variation in supercharging pressure due to machine differences is absorbed, The feedback control can reliably suppress the overshoot of the supercharging pressure.
その結果、吸気系ホースの抜け、インタークーラーの破損、タービン過回転によるインペラ破損等を引き起こしたり、筒内圧力を上昇させてエンジン本体にダメージを与えたりする等の過給圧のオーバーシュートによる不具合を解消することができる。可変ノズルターボチャージャ15を含むエンジン11の各部の信頼性の低下を抑制することができる。
As a result, troubles due to overshooting of the supercharging pressure such as disconnection of the intake system hose, damage to the intercooler, damage to the impeller due to turbine over-rotation, etc., or damage to the engine body by increasing the cylinder pressure Can be resolved. A decrease in reliability of each part of the
(5)上記のように積分項epvnpmi の誤更新(誤学習)から開放されるため、過給圧のオーバシュートを抑制するためにノズルベーン23を開き側に回動させる(ノズル開度を大きくする)必要がなくなる。その結果、過給応答性を優先させた適合が可能となり、車両の加速応答性の向上を図ることが可能となる。
(5) Since the integration term epvnpmi is relieved from erroneous updating (learning) as described above, the
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・前記実施形態では範囲R1の下限値EPIMDDIDW 及び上限値EPIMDDIUP をそれぞれ「−0.5」及び「+0.5」としたが、これは一例に過ぎず、適宜変更可能である。
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
In the above embodiment, the lower limit value EPIMDDIDW and the upper limit value EPIMDDIUP of the range R1 are set to “−0.5” and “+0.5”, respectively, but this is only an example and can be changed as appropriate.
・積分項更新禁止条件としては、(vii) 変化率epimddltが所定の範囲R1から外れていることが必須であるが、その他の(i) 〜(vi)については適宜に省略してもよいし、さらに別の要件を付加してもよい。 As the integral term update prohibition condition, (vii) it is essential that the rate of change epimddlt is outside the predetermined range R1, but the other (i) to (vi) may be omitted as appropriate. Still another requirement may be added.
・本発明は、可変ノズル機構以外の過給圧可変手段を有する排気駆動式過給機(ターボチャージャ)にも適用可能である。 The present invention is also applicable to an exhaust driving supercharger (turbocharger) having a supercharging pressure varying means other than a variable nozzle mechanism.
11…エンジン、15…可変ノズルターボチャージャ(排気駆動式過給機)、19…可変ノズル機構(過給圧可変手段)、41…エンジンECU(過給圧制御手段、過渡状態判定手段、フィードバック制御抑制手段)、epvnpmfb…フィードバック項、epvnpmi(i-1),epvnpmi(i)…積分項、epimtrg …目標過給圧、epim…実過給圧、epimdt…過給圧偏差、epimddlt…変化率(過給圧偏差の変化態様)、R1…範囲。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも前記目標過給圧及び実過給圧の偏差の変化態様に基づき過給圧についての過渡状態を判定する過渡状態判定手段と、
前記過渡状態判定手段による過渡判定に応じ前記過給圧制御手段によるフィードバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段と
を備えることを特徴とする過給圧制御装置。 Used in an exhaust-driven supercharger having a supercharging pressure varying means, and the supercharging pressure can be varied so that the actual supercharging pressure by the exhaust-driven supercharger approaches a target supercharging pressure according to the operating state of the engine. In a supercharging pressure control device comprising a supercharging pressure control means for feedback control of the operation amount of the means,
A transient state determining means for determining a transient state of the boost pressure based on at least a change mode of a deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure;
A supercharging pressure control device comprising feedback control suppression means for suppressing feedback control by the supercharging pressure control means in response to a transient determination by the transient state determination means.
前記フィードバック制御抑制手段は、前記過渡状態判定手段による過渡判定に応じ前記積分項の更新を禁止することにより前記フィードバック項の増加を抑制する請求項1〜4のいずれか1つに記載の過給圧制御装置。 The feedback term includes an integral term that is stored and updated in accordance with a deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure,
The supercharging according to any one of claims 1 to 4, wherein the feedback control suppressing unit suppresses an increase in the feedback term by prohibiting the update of the integral term in accordance with a transient determination by the transient state determining unit. Pressure control device.
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