本發(fā)明涉及一種帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置,尤其涉及基于車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)對具有具備設(shè)置于進氣通路的壓縮機的渦輪增壓器的發(fā)動機進行控制的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置。
背景技術(shù):
以往,已知有在由于滑動等而車輛的舉動變得不穩(wěn)定的情況下,將車輛的舉動朝安全方向進行控制的裝置(防止側(cè)滑裝置等)。具體而言,已知有如下裝置:在車輛的轉(zhuǎn)彎時等,對車輛產(chǎn)生了轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度的舉動的情況進行檢測,并對車輪賦予適當?shù)臏p速度以便抑制該轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度。
另一方面,已知有如下的車輛運動控制裝置:與上述那樣的用于提高車輛的舉動變得不穩(wěn)定那樣的行駛狀態(tài)下的安全性的控制不同,在轉(zhuǎn)彎時對減速度進行調(diào)整而對施加于轉(zhuǎn)向輪即前輪的載荷進行調(diào)整,以便在處于通常的行駛狀態(tài)的車輛的轉(zhuǎn)彎時駕駛員進行的一系列操作(制動、方向盤的轉(zhuǎn)動、加速以及方向盤的返回等)變得自然且穩(wěn)定(例如,參照專利文獻1)。
并且,提出有如下的車輛用舉動控制裝置:通過根據(jù)與駕駛員的轉(zhuǎn)向操作對應的偏航率相關(guān)量(例如橫擺加速度)使車輛的驅(qū)動力降低,由此在駕駛員開始了轉(zhuǎn)向操作時使車輛迅速地產(chǎn)生減速度,將足夠的載荷迅速地施加于轉(zhuǎn)向輪即前輪(例如,參照專利文獻2)。根據(jù)該車輛用舉動控制裝置,在轉(zhuǎn)向操作的開始時將載荷迅速地施加于前輪,由此前輪與路面之間的摩擦力增加,前輪的側(cè)抗力增大,因此進入彎道初期的車輛的回轉(zhuǎn)性能提高,對于方向盤的轉(zhuǎn)動操作的響應性提高。由此,實現(xiàn)駕駛員所意圖那樣的車輛舉動。
專利文獻1:日本特開2011-88576號公報
專利文獻2:日本特開2014-166014號公報
然而,已知有如下裝置:在汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機那樣的內(nèi)燃機中,為了提高發(fā)動機的輸出而設(shè)置渦輪增壓器,根據(jù)基于車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如,駕駛員對油門踏板、制動踏板、方向盤等的各種操作,車速、氣溫、氣壓、道路坡度、路面μ等行駛環(huán)境等)決定的目標扭矩,對渦輪增壓器的增壓壓力進行控制。
在這樣的具有渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置中,根據(jù)上述專利文獻2所記載的車輛用舉動控制裝置,在為了根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作使車輛產(chǎn)生減速度而使目標扭矩瞬間變化的情況下,以實現(xiàn)該目標扭矩的變化的方式進行渦輪增壓器的控制。即,發(fā)動機的控制裝置對渦輪增壓器進行控制,以便根據(jù)目標扭矩的變化使增壓壓力變化。
但是,在為了使車輛產(chǎn)生減速度而目標扭矩瞬間地降低的情況下,以根據(jù)目標扭矩的降低使增壓壓力降低的方式進行渦輪增壓器的控制,因此在之后目標扭矩瞬間地上升時,增壓壓力的上升跟不上目標扭矩的上升,而加速響應會惡化。
此外,已知在渦輪增壓器中,在減小設(shè)置在壓縮機的下游的節(jié)氣門的開度、使吸入空氣量減少時,會產(chǎn)生被稱作喘振的壓縮機中的空氣的倒流現(xiàn)象。為了抑制該喘振的產(chǎn)生,而設(shè)置對壓縮機進行旁通的旁通通路和對旁通通路進行開閉的旁通閥,在減小節(jié)氣門的開度時打開旁通閥,由此使增壓壓力經(jīng)由旁通通路朝壓縮機的上游側(cè)逃逸。
根據(jù)上述專利文獻2所記載的車輛用舉動控制裝置,即使在為了根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作使車輛產(chǎn)生減速度而使目標扭矩瞬間地降低的情況下,也能夠通過如上述那樣打開旁通閥來避免喘振的產(chǎn)生,但是當打開旁通閥時、增壓壓力降低,因此在之后存在加速要求時加速響應會惡化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點而進行的,其目的在于提供一種帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置,在具有渦輪增壓器的發(fā)動機中,能夠抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置為,基于車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)對發(fā)動機進行控制,該發(fā)動機具有:具備設(shè)置于進氣通路的壓縮機的渦輪增壓器;根據(jù)目標扭矩對吸入空氣量進行控制的空氣量控制單元;以及對點火裝置的點火時間進行控制的點火時間控制單元,該帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置特征在于,具有:基本目標扭矩決定單元,基于包括油門踏板的操作在內(nèi)的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),決定基本目標扭矩;扭矩降低量決定單元,基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),決定扭矩降低量;以及最終目標扭矩決定單元,基于基本目標扭矩和扭矩降低量,決定最終目標扭矩,空氣量控制單元決定用于使發(fā)動機輸出最終目標扭矩的目標空氣量,并以實現(xiàn)該目標空氣量的方式對吸入空氣量進行控制,點火時間控制單元根據(jù)吸入空氣量對點火裝置的點火時間進行控制,以使發(fā)動機輸出最終目標扭矩,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)與基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)決定的扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,因此能夠抑制由于根據(jù)扭矩降低量的變化直接使吸入空氣量降低而壓縮機的通過流量減小而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠抑制由為了避免喘振而打開空氣旁通閥導致的增壓壓力的降低,能夠抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
此外,在本發(fā)明中優(yōu)選為,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元禁止根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元禁止根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,因此能夠可靠地防止由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量降低而壓縮機的通過流量減小而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠防止由為了避免喘振而打開空氣旁通閥導致的增壓壓力的降低,能夠可靠地抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
此外,在本發(fā)明中優(yōu)選為,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,以使在壓縮機中通過的進氣的流量成為規(guī)定流量以上。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)扭矩降低量的變化的吸入空氣量的降低,由此將在壓縮機中通過的進氣的流量維持為規(guī)定流量以上,因此能夠抑制由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量減小而壓縮機的通過流量減少至低于規(guī)定流量而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠抑制由為了避免喘振而打開空氣旁通閥導致的增壓壓力的降低,而能夠防止加速響應的惡化。
此外,在本發(fā)明中優(yōu)選為,帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置對發(fā)動機進行控制,該發(fā)動機具有:空氣旁通通路,用于將由壓縮機增壓后的進氣的一部分朝該壓縮機的上游側(cè)回流;以及空氣旁通閥,對在空氣旁通通路中流動的進氣的流量進行調(diào)節(jié),帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置具有空氣旁通閥控制單元,當在壓縮機中通過的進氣的流量低于在規(guī)定的壓縮機壓力比下不產(chǎn)生喘振的最小流量即最小壓縮機通過流量的情況下,該空氣旁通閥控制單元打開空氣旁通閥,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,以使在壓縮機中通過的進氣的流量成為最小壓縮機通過流量以上。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中,在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,空氣量控制單元限制根據(jù)扭矩降低量的變化的吸入空氣量的降低,由此將在壓縮機中通過的進氣的流量維持為最小壓縮機通過流量以上,因此能夠可靠地防止由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量減小而壓縮機的通過流量減少至低于最小壓縮機通過流量而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠可靠地防止由為了避免喘振而打開空氣旁通閥導致的增壓壓力的降低,而能夠防止加速響應的惡化。
此外,在本發(fā)明中優(yōu)選為,扭矩降低量決定單元根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向操作決定扭矩降低量。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中,能夠?qū)⒒谵D(zhuǎn)向操作決定的扭矩降低量的時間變化反映于最終目標扭矩的時間變化,由此,能夠?qū)⑴c駕駛員的轉(zhuǎn)向操作相應的減速度迅速地附加于車輛,而將載荷施加于前輪,使側(cè)抗力迅速地增大,由此能夠提高對于轉(zhuǎn)向操作的響應性,能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置,在具有渦輪增壓器的發(fā)動機中,能夠抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
附圖說明
圖1是應用了本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)的概要構(gòu)成圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的電氣構(gòu)成的框圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式的渦輪增壓器的壓縮機性能映射。
圖4是本發(fā)明的實施方式的空氣旁通閥的開閉控制處理的流程圖。
圖5是本發(fā)明的第1實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置對發(fā)動機進行控制的發(fā)動機控制處理的流程圖。
圖6是本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置決定扭矩降低量的扭矩降低量決定處理的流程圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置決定的目標附加減速度與轉(zhuǎn)向速度之間的關(guān)系的映射。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機控制部計算最低空氣量的方法的控制框圖。
圖9是表示在搭載有本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的車輛進行轉(zhuǎn)彎的情況下,與帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置進行的發(fā)動機控制相關(guān)的參數(shù)的時間變化的時間圖,圖表(a)是概要地表示進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的平面圖,圖表(b)是表示如圖表(a)所示那樣進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的轉(zhuǎn)向角的變化的線圖,圖表(c)是表示如圖表(a)所示那樣進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的轉(zhuǎn)向速度的變化的線圖,圖表(d)是表示基于圖表(c)所示的轉(zhuǎn)向速度決定的附加減速度的變化的線圖,圖表(e)是表示基于圖表(d)所示的附加減速度決定的扭矩降低量的變化的線圖,圖表(f)是表示基本目標扭矩的變化的線圖,圖表(g)是表示基于基本目標扭矩和扭矩降低量決定的最終目標扭矩的變化的線圖,圖表(h)是表示基于最終目標扭矩決定的目標空氣量和實際的空氣量的變化的線圖,圖表(i)是以基本點火時間為基準來表示基于最終目標扭矩和實際的空氣量決定的目標點火時間的線圖,圖表(j)是表示在如圖表(h)以及(i)所示那樣進行了吸入空氣量和點火時間的控制的情況下車輛產(chǎn)生的偏航率(實際偏航率)的變化、以及未進行基于扭矩降低量決定部所決定的扭矩降低量的控制的情況下的實際偏航率的變化的線圖。
圖10是本發(fā)明的第2實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置對發(fā)動機進行控制的發(fā)動機控制處理的流程圖。
符號的說明
1:進氣通路;4:渦輪增壓器;4a:壓縮機;6:節(jié)氣門;9:空氣旁通閥;10:發(fā)動機主體;13:燃料噴射閥;14:火花塞;18:可變進氣門機構(gòu);25:排氣通路;31:wg閥;40:油門開度傳感器;53:車速傳感器;54:轉(zhuǎn)向角傳感器;60:pcm;61:基本目標扭矩決定部;63:扭矩降低量決定部;65:最終目標扭矩決定部;67:發(fā)動機控制部;100:發(fā)動機。
具體實施方式
以下,參照附圖對本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置進行說明。
首先,根據(jù)圖1以及圖2,對應用了本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)進行說明。圖1是應用了本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)的概要構(gòu)成圖,圖2是表示本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的電氣構(gòu)成的框圖。
如圖1以及圖2所示,發(fā)動機100主要具有:進氣通路1,供從外部導入的進氣(空氣)通過;發(fā)動機主體10(具體而言為汽油發(fā)動機),使從該進氣通路1供給的進氣與從后述的燃料噴射閥13供給的燃料的混合氣燃燒而產(chǎn)生車輛的動力;排氣通路25,排出通過該發(fā)動機主體10內(nèi)的燃燒而產(chǎn)生的廢氣;以及pcm60(帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置),對發(fā)動機100整體進行控制。
在進氣通路1上,從上游側(cè)起依次設(shè)置有:空氣濾清器3,對從外部導入的進氣進行凈化;渦輪增壓器4的壓縮機4a,使所通過的進氣升壓;中間冷卻器5,通過外部氣體、冷卻水對進氣進行冷卻;節(jié)氣門6,對所通過的進氣的量(吸入空氣量)進行調(diào)整;以及穩(wěn)壓箱7,暫時貯存朝發(fā)動機主體10供給的進氣。
此外,在進氣通路1上,設(shè)置有用于使由壓縮機4a增壓后的進氣的一部分朝壓縮機4a的上游側(cè)回流的空氣旁通通路8。具體而言,空氣旁通通路8的一端與壓縮機4a的下游側(cè)且為節(jié)氣門6的上游側(cè)的進氣通路1連接,空氣旁通通路8的另一端與空氣濾清器3的下游側(cè)且為壓縮機4a的上游側(cè)的進氣通路1連接。
在該空氣旁通通路8上,設(shè)置有通過開閉動作對在空氣旁通通路8中流動的進氣的流量進行調(diào)節(jié)的空氣旁通閥9??諝馀酝ㄩy9是能夠切換為將空氣旁通通路8完全關(guān)閉的關(guān)閉狀態(tài)和將空氣旁通通路8完全打開的打開狀態(tài)的所謂的雙位閥。
發(fā)動機主體10主要具有:進氣門12,將從進氣通路1供給的進氣向燃燒室11內(nèi)導入;燃料噴射閥13,朝向燃燒室11噴射燃料;火花塞14,對供給至燃燒室11內(nèi)的進氣與燃料的混合氣進行點火;活塞15,通過燃燒室11內(nèi)的混合氣的燃燒而往復運動;曲軸16,通過活塞15的往復運動而旋轉(zhuǎn);以及排氣門17,將通過燃燒室11內(nèi)的混合氣的燃燒而產(chǎn)生的廢氣朝排氣通路25排出。
此外,發(fā)動機主體10構(gòu)成為,通過作為可變氣門正時機構(gòu)(variablevalvetimingmechanism)的可變進氣門機構(gòu)18以及可變排氣門機構(gòu)19,使進氣門12以及排氣門17各自的動作正時(相當于氣門的相位)可變。作為可變進氣門機構(gòu)18以及可變排氣門機構(gòu)19,能夠應用公知的各種形式,例如能夠使用構(gòu)成為電磁式或者油壓式的機構(gòu),使進氣門12以及排氣門17的動作正時變化。
在排氣通路25上,從上游側(cè)起依次設(shè)置有:渦輪增壓器4的渦輪4b,利用所通過的廢氣而旋轉(zhuǎn),并通過該旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動壓縮機4a;排氣凈化催化劑26a、26b,例如為nox催化劑、三元催化劑、氧化催化劑等,具有廢氣的凈化功能。以下,在不區(qū)分地使用排氣凈化催化劑26a、26b的情況下,僅記載為“排氣凈化催化劑26”。
此外,在排氣通路25上,連接有使排氣的一部分朝進氣通路1回流的排氣再循環(huán)(exhaustgasrecirculation,以下稱作“egr”)通路27。egr通路27的一端與渦輪4b上游側(cè)的排氣通路25連接,另一端與節(jié)氣門6下游側(cè)的進氣通路1連接。并且,在egr通路27上設(shè)置有對所回流的排氣進行冷卻的egr冷卻器28、以及對在egr通路27中流動的排氣的流量進行控制的egr閥29。
并且,在排氣通路25上,設(shè)置有使排氣對渦輪增壓器4的渦輪4b進行迂回的渦輪旁通通路30。在該渦輪旁通通路30上,設(shè)置有對在渦輪旁通通路30中流動的排氣的流量進行控制的廢氣旁通閥(以下稱作“wg閥”)31。
此外,在發(fā)動機100中,設(shè)置有對與該發(fā)動機100相關(guān)的各種狀態(tài)進行檢測的傳感器40~54。這些傳感器40~54具體如下所述。油門開度傳感器40對油門踏板的開度(相當于駕駛員將油門踏板踩下的量)即油門開度進行檢測??諝饬髁總鞲衅?1對與在空氣濾清器3與壓縮機4a之間的進氣通路1中通過的進氣的流量相當?shù)奈肟諝饬窟M行檢測。第1溫度傳感器42對在空氣濾清器3與壓縮機4a之間的進氣通路1中通過的進氣的溫度進行檢測。第1壓力傳感器43對增壓壓力進行檢測。節(jié)氣門開度傳感器44對節(jié)氣門6的開度即節(jié)氣門開度進行檢測。第2壓力傳感器45對與朝發(fā)動機主體10供給的進氣的壓力相當?shù)倪M氣歧管壓力(穩(wěn)壓箱7內(nèi)的壓力)進行檢測。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器46對曲軸16的曲軸轉(zhuǎn)角進行檢測。進氣側(cè)凸輪轉(zhuǎn)角傳感器47對進氣凸輪軸的凸輪轉(zhuǎn)角進行檢測。排氣側(cè)凸輪轉(zhuǎn)角傳感器48對排氣凸輪軸的凸輪轉(zhuǎn)角進行檢測。egr開度傳感器49對egr閥29的開度進行檢測。wg開度傳感器50對wg閥31的開度進行檢測。o2傳感器51對排氣中的氧濃度進行檢測。排氣溫度傳感器52對排氣溫度進行檢測。車速傳感器53對車輛的速度(車速)進行檢測。轉(zhuǎn)向角傳感器54對方向盤的旋轉(zhuǎn)角度(轉(zhuǎn)向角)進行檢測。這些的各種傳感器40~54分別將與所檢測到的參數(shù)對應的檢測信號s140~s154輸出至pcm60。
pcm60基于從上述的各種傳感器40~54輸入的檢測信號s140~s154,對發(fā)動機100內(nèi)的構(gòu)成要素進行控制。具體而言,如圖2所示,pcm60朝節(jié)氣門6供給控制信號s106,對節(jié)氣門6的開閉時間、節(jié)氣門開度進行控制,朝空氣旁通閥9供給控制信號s109,對空氣旁通閥9的開閉進行控制,朝wg閥31供給控制信號s131,對wg閥31的開度進行控制,朝燃料噴射閥13供給控制信號s113,對燃料噴射量、燃料噴射正時進行控制,朝火花塞14供給控制信號s114,對點火時間進行控制,對可變進氣門機構(gòu)18以及可變排氣門機構(gòu)19分別供給控制信號s118、s119,對進氣門12以及排氣門17的動作正時進行控制。
此外,pcm60具有:基本目標扭矩決定部61,基于包括油門踏板的操作在內(nèi)的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),決定基本目標扭矩;扭矩降低量決定部63,基于不包括油門踏板的操作在內(nèi)的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),決定扭矩降低量;最終目標扭矩決定部65,基于基本目標扭矩和扭矩降低量,決定最終目標扭矩;以及發(fā)動機控制部67(發(fā)動機控制單元、空氣量控制單元),將發(fā)動機100控制為,輸出最終目標扭矩。
pcm60的這些的各構(gòu)成要素,由具備cpu、在該cpu上解釋執(zhí)行的各種程序(包含os等基本控制程序、在os上啟動而實現(xiàn)特定功能的應用程序)、以及用于存儲程序、各種數(shù)據(jù)的如rom、ram那樣的內(nèi)部存儲器的計算機構(gòu)成。
接著,根據(jù)圖3以及圖4對空氣旁通閥9的開閉控制進行說明。圖3是本發(fā)明的實施方式的渦輪增壓器的壓縮機性能映射,圖4是本發(fā)明的實施方式的空氣旁通閥的開閉控制處理的流程圖。
渦輪增壓器4具有在圖3中表示為壓縮機性能映射那樣的性能。壓縮機性能映射規(guī)定有在壓縮機4a中通過的進氣的流量即壓縮機通過流量、壓縮機4a的上游側(cè)以及下游側(cè)的進氣壓力之比即壓縮機壓力比(增壓壓力/大氣壓)、以及壓縮機4a的轉(zhuǎn)速即壓縮機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。這樣的壓縮機性能映射存儲于pcm60的內(nèi)部存儲器。
在壓縮機性能映射中,將與圖3所示的虛線(以下稱作“喘振線”)l相比壓縮機通過流量更少的區(qū)域,規(guī)定為所謂的喘振區(qū)域。喘振區(qū)域通過壓縮機通過流量與壓縮機壓力比之間的關(guān)系來規(guī)定,壓縮機壓力比越大則越朝壓縮機通過流量多的一側(cè)擴大。該喘振區(qū)域是如下的運轉(zhuǎn)區(qū)域:相對于壓縮機通過流量來說壓縮機壓力比過高,因此由壓縮機4a增壓后的進氣可能會朝壓縮機4a倒流、即可能會產(chǎn)生喘振。
例如,在基于自動變速器進行變速動作時,壓縮機4a的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于進入喘振區(qū)域的傾向。即,在為了根據(jù)來自自動變速器控制單元(atcu)的扭矩降低要求使發(fā)動機100的扭矩降低而對節(jié)氣門6的開度進行調(diào)節(jié)的情況下,節(jié)氣門6的開度被減小,而壓縮機4a由于慣性持續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時間,因此進氣的增壓持續(xù)一段時間。其結(jié)果,成為在保持壓縮機壓力比較高的狀態(tài)不變的情況下限制向發(fā)動機主體10的吸入空氣量、即壓縮機通過流量的狀況,可能會產(chǎn)生喘振。
發(fā)動機控制部67基于上述壓縮機性能映射來判定壓縮機4a是否產(chǎn)生喘振,并根據(jù)該判定結(jié)果對空氣旁通閥9進行開閉控制。
具體而言,發(fā)動機控制部67執(zhí)行圖4所示的空氣旁通閥的開閉控制處理。在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)期間中,該空氣旁通閥的開閉控制處理被反復執(zhí)行。
如圖4所示,首先,在步驟s1中,發(fā)動機控制部67基于由空氣流量傳感器41檢測到的進氣流量,來推測壓縮機通過流量。
接著,在步驟s2中,發(fā)動機控制部67基于由大氣壓傳感器檢測到的大氣壓、以及由第1壓力傳感器43檢測到的增壓壓力,來計算壓縮機壓力比。
然后,在步驟s3中,發(fā)動機控制部67參照圖3所示的壓縮機性能映射,根據(jù)壓縮機通過流量和壓縮機壓力比,判定當前的壓縮機4a的運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否進入喘振區(qū)域、即是否產(chǎn)生喘振。具體而言,在壓縮機性能映射中,判定所推測的壓縮機通過流量、是否為在與計算出的壓縮機壓力比相同的壓縮機壓力比下處于位于喘振線l上的運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的規(guī)定的壓縮機通過流量以下。
其結(jié)果,在判定為產(chǎn)生喘振的情況下,前進至步驟s4,發(fā)動機控制部67使空氣旁通閥9成為打開狀態(tài),使增壓壓力朝壓縮機4a的上游側(cè)逃逸,由此避免喘振的產(chǎn)生。
另一方面,在判定為未產(chǎn)生喘振的情況下,前進至步驟s5,發(fā)動機控制部67使空氣旁通閥9成為關(guān)閉狀態(tài),維持增壓壓力。在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)期間中,這樣的空氣旁通閥9的開閉控制被連續(xù)地反復進行。
在步驟s4或者s5之后,發(fā)動機控制部67結(jié)束空氣旁通閥的開閉控制處理。
接著,根據(jù)圖5至圖8對帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置進行的發(fā)動機控制處理進行說明。
圖5是本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置對發(fā)動機100進行控制的發(fā)動機控制處理的流程圖,圖6是本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置決定扭矩降低量的扭矩降低量決定處理的流程圖,圖7是表示本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置所決定的目標附加減速度與轉(zhuǎn)向速度之間的關(guān)系的映射,圖8是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機控制部67計算最低空氣量的方法的控制框圖。
在車輛的點火開關(guān)開啟、對帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置接通電源的情況下,圖5的發(fā)動機控制處理被啟動,并被反復執(zhí)行。
當發(fā)動機控制處理開始時,如圖5所示,在步驟s11中,pcm60取得車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體而言,pcm60取得包括油門開度傳感器40檢測到的油門開度、車速傳感器53檢測到的車速、轉(zhuǎn)向角傳感器54檢測到的轉(zhuǎn)向角、以及車輛的變速器當前所設(shè)定的檔位等在內(nèi)的、上述各種傳感器40~54輸出的檢測信號s140~s154,作為運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
接著,在步驟s12中,pcm60的基本目標扭矩決定部61,基于在步驟s11中取得的包括油門踏板的操作在內(nèi)的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài),設(shè)定目標加速度。具體而言,基本目標扭矩決定部61從對于各種車速以及各種檔位規(guī)定的加速度特性映射(預先制作而存儲于存儲器等)中選擇與當前的車速以及檔位對應的加速度特性映射,并參照所選擇的加速度特性映射來決定與當前的油門開度對應的目標加速度。
接著,在步驟s13中,基本目標扭矩決定部61決定用于實現(xiàn)在步驟s12中決定的目標加速度的發(fā)動機100的基本目標扭矩。在該情況下,基本目標扭矩決定部61基于當前的車速、檔位、路面坡度、路面μ等,在發(fā)動機100能夠輸出的扭矩的范圍內(nèi),決定基本目標扭矩。
此外,與步驟s12~s13的處理并行,在步驟s14中,扭矩降低量決定部63執(zhí)行用于基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來決定扭矩降低量的扭矩降低量決定處理。參照圖6對該扭矩降低量決定處理進行說明。
如圖6所示,當扭矩降低量決定處理開始時,在步驟s31中,扭矩降低量決定部63判定在步驟s11中取得的轉(zhuǎn)向角的絕對值是否為增大中。其結(jié)果,在轉(zhuǎn)向角的絕對值為增大中的情況下,前進至步驟s32,扭矩降低量決定部63基于在步驟s11中取得的轉(zhuǎn)向角來計算轉(zhuǎn)向速度。
接著,在步驟s33中,扭矩降低量決定部63判定轉(zhuǎn)向速度的絕對值是否減小。
其結(jié)果,在轉(zhuǎn)向速度的絕對值未減小的情況下,即、在轉(zhuǎn)向速度的絕對值增大或者轉(zhuǎn)向速度的絕對值未發(fā)生變化的情況下,前進至步驟s34,扭矩降低量決定部63基于轉(zhuǎn)向速度來取得目標附加減速度。該目標附加減速度是為了準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動而應當根據(jù)轉(zhuǎn)向操作對車輛附加的減速度。
具體而言,扭矩降低量決定部63基于圖7的映射所示的目標附加減速度與轉(zhuǎn)向速度之間的關(guān)系,取得與在步驟s32中計算出的轉(zhuǎn)向速度對應的目標附加減速度。
圖7的橫軸表示轉(zhuǎn)向速度,縱軸表示目標附加減速度。如圖7所示,在轉(zhuǎn)向速度低于閾值ts(例如10deg/s)的情況下,對應的目標附加減速度為0。即,在轉(zhuǎn)向速度低于閾值ts的情況下,不進行根據(jù)轉(zhuǎn)向操作對車輛附加減速度的控制。
另一方面,在轉(zhuǎn)向速度為閾值ts以上的情況下,隨著轉(zhuǎn)向速度增大,與該轉(zhuǎn)向速度對應的目標附加減速度逐漸接近規(guī)定的上限值dmax(例如1m/s2)。即,轉(zhuǎn)向速度越增大,則目標附加減速度越增大,且其增大量的增加比例越變小。
接著,在步驟s35中,扭矩降低量決定部63在附加減速度的增大率成為閾值rmax(例如0.5m/s3)以下的范圍內(nèi),決定此次處理中的附加減速度。
具體而言,扭矩降低量決定部63為,在從在上次處理中決定的附加減速度向在此次處理的步驟s34中決定的目標附加減速度的增大率為rmax以下的情況下,將在步驟s34中決定的目標附加減速度決定為此次處理中的附加減速度。
另一方面,在從在上次處理中決定的附加減速度向在此次處理的步驟s34中決定的目標附加減速度的變化率大于rmax的情況下,扭矩降低量決定部63將從在上次處理中決定的附加減速度按照增大率rmax增大到此次處理時而得到的值,決定為此次處理中的附加減速度。
此外,在步驟s33中,在轉(zhuǎn)向速度的絕對值減小的情況下,前進至步驟s36,扭矩降低量決定部63將在上次處理中決定的附加減速度決定為此次處理中的附加減速度。即,在轉(zhuǎn)向速度的絕對值減小的情況下,保持轉(zhuǎn)向速度最大時的附加減速度(即、附加減速度的最大值)。
此外,在步驟s31中,在轉(zhuǎn)向角的絕對值不是增大中(為一定或者減小中)的情況下,前進至步驟s37,扭矩降低量決定部63取得在此次處理中使在上次處理中決定的附加減速度減小的量(減速度減小量)。例如,基于預先存儲于存儲器等的一定的減小率(例如0.3m/s3),來計算該減速度減小量?;蛘?,基于根據(jù)在步驟s11中取得的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、在步驟s32中計算出的轉(zhuǎn)向速度決定的減小率,來計算該減速度減小量。
然后,在步驟s38中,扭矩降低量決定部63通過從在上次處理中決定的附加減速度減去在步驟s37中取得的減速度減小量,由此決定此次處理中的附加減速度。
在步驟s35、s36或者s38之后,在步驟s39中,扭矩降低量決定部63基于在步驟s35、s36或者s38中決定的此次的附加減速度,決定扭矩降低量。具體而言,扭矩降低量決定部63基于在步驟s11中取得的當前的車速、檔位、路面坡度等,來決定為了實現(xiàn)此次的附加減速度而需要的扭矩降低量。在該步驟s39之后,扭矩降低量決定部63結(jié)束扭矩降低量決定處理,并返回到主流程。
返回到圖5,在進行了步驟s12~s13的處理以及步驟s14的扭矩降低量決定處理之后,在步驟s15中,最終目標扭矩決定部65通過從在步驟s13中決定的基本目標扭矩減去在步驟s14的扭矩降低量決定處理中決定的扭矩降低量,由此決定最終目標扭矩。
接著,在步驟s16中,發(fā)動機控制部67決定用于使發(fā)動機100輸出在步驟s15中決定的最終目標扭矩的目標空氣量以及目標當量比。此處,“空氣量”是指朝發(fā)動機主體10的燃燒室11內(nèi)導入的空氣的量。另外,也可以使用將該空氣量無量綱化而得到的填充效率。
具體而言,發(fā)動機控制部67計算對最終目標扭矩附加了由摩擦損失、泵送損失導致的損失扭矩而得到的目標指示扭矩,并計算為了產(chǎn)生該目標指示扭矩而需要的目標產(chǎn)生熱量,基于該目標產(chǎn)生熱量和目標當量比來決定目標空氣量。
接著,在步驟s17中,發(fā)動機控制部67判定是否存在基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的扭矩降低的要求。具體而言,在步驟s14的扭矩降低量決定處理中所決定的扭矩降低量大于0的情況下,發(fā)動機控制部67判定為存在扭矩降低的要求。
其結(jié)果,在存在扭矩降低的要求的情況下,前進至步驟s18,發(fā)動機控制部67判定在步驟s16中決定的目標空氣量是否小于最低空氣量。此處,“最低空氣量”是指能夠?qū)⒖諝馀酝ㄩy9維持為關(guān)閉狀態(tài)的空氣量的最低值。
此處,參照圖8對發(fā)動機控制部67對最低空氣量的計算方法進行說明。發(fā)動機控制部67具備:非開閥流量推測部67a,基于壓縮機4a的運轉(zhuǎn)狀態(tài),推測為了不使壓縮機4a產(chǎn)生喘振(即、不打開空氣旁通閥9)而需要的壓縮機通過流量的最小值(以下稱作“最小壓縮機通過流量”);以及空氣量轉(zhuǎn)換部67b,將由該非開閥流量推測部67a推測出的最小壓縮機通過流量轉(zhuǎn)換成朝發(fā)動機主體10的燃燒室11內(nèi)導入的空氣量、即最低空氣量。
非開閥流量推測部67a將進氣通路1中的壓縮機4a上游側(cè)的進氣壓力以及壓縮機4a下游側(cè)的進氣壓力作為輸入。壓縮機4a上游側(cè)的進氣壓力是由大氣壓傳感器檢測到的大氣壓。壓縮機4a下游側(cè)的進氣壓力是由第1壓力傳感器43檢測到的增壓壓力。
非開閥流量推測部67a基于由大氣壓傳感器檢測到的大氣壓以及由第1壓力傳感器43檢測到的增壓壓力,計算當前的壓縮機壓力比。然后,非開閥流量推測部67a參照圖3所示的壓縮機性能映射,將在喘振線l上與當前的壓縮機壓力比對應的壓縮機通過流量推測為最小壓縮機通過流量。
空氣量轉(zhuǎn)換部67b基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速將由非開閥流量推測部67a推測出的最小壓縮機通過流量轉(zhuǎn)換成朝發(fā)動機主體10的燃燒室11內(nèi)導入的空氣量、即最低空氣量。該最低空氣量根據(jù)壓縮機4a的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)期間中,由發(fā)動機控制部67反復計算。
返回到圖5,在步驟s18中,在目標空氣量小于最低空氣量的情況下,前進至步驟s19,發(fā)動機控制部67將最低空氣量設(shè)定為目標空氣量。
在步驟s17中不存在扭矩降低的要求的情況下、在步驟s18中目標空氣量不小于最低空氣量(目標空氣量為最低空氣量以上)的情況下、或者在步驟s19之后,前進至步驟s20,發(fā)動機控制部67對空氣流量傳感器41檢測到的空氣量進行考慮,而決定節(jié)氣門6的開度以及經(jīng)由可變進氣門機構(gòu)18的進氣門12的開閉時間,以便向發(fā)動機主體10導入在步驟s16中決定的目標空氣量或者在步驟s19中設(shè)定的目標空氣量的空氣。
接著,在步驟s21中,發(fā)動機控制部67基于在步驟s20中設(shè)定的節(jié)氣門開度以及進氣門12的開閉時間,對節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18進行控制,并且基于在步驟s16中決定的目標當量比、以及根據(jù)空氣流量傳感器41的檢測信號s141等推測的實際空氣量,對燃料噴射閥13進行控制。
如上所述,在步驟s18中目標空氣量小于最低空氣量的情況下,將最低空氣量設(shè)定為目標空氣量,并將節(jié)氣門6的開度以及經(jīng)由可變進氣門機構(gòu)18的進氣門12的開閉時間決定為,向發(fā)動機主體10導入該目標空氣量的空氣。即,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域、且為了將空氣旁通閥9維持為關(guān)閉狀態(tài)而需要最低空氣量以上的空氣量的情況下,節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制被限制為,朝發(fā)動機主體10導入的空氣不會低于最低空氣量。
另外,在本實施方式中,未通過壓縮機4a進行增壓的“非增壓區(qū)域”是指,wg閥31全開(wg閥31的開度為100%)的情況、或者渦輪增壓器4的壓縮機4a與節(jié)氣門6之間的進氣通路1的壓力為大氣壓以下的情況。此外,“增壓區(qū)域”是指,發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)不符合上述“非增壓區(qū)域”的情況。
接著,在步驟s22中,發(fā)動機控制部67基于在步驟s15中決定的最終目標扭矩、以及通過步驟s21中的節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制而實際向燃燒室11導入的實際空氣量,設(shè)定為了使發(fā)動機100輸出最終目標扭矩而需要的點火時間的目標值(以下稱作“目標點火時間”)。
具體而言,發(fā)動機控制部67基于空氣流量傳感器41的檢測信號s141等,推測實際空氣量。然后,從對于各種空氣量以及各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速規(guī)定了點火時間與指示扭矩之間的關(guān)系的點火提前映射(預先制作而存儲于存儲器等)中,選擇與所推測的實際空氣量以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速對應的點火提前映射,并參照所選擇的點火提前映射,將與在步驟s16中計算出的目標指示扭矩對應的點火時間決定為目標點火時間。
點火提前映射為,在使橫軸為點火時間、縱軸為指示扭矩的情況下,通過將點火時間為mbt(minimumadvanceforbesttorque:最大扭矩的最小點火提前角)時的指示扭矩設(shè)為極大值、且點火時間越提前或者越延遲則指示扭矩越減小那樣的向上凸的曲線來表示。
例如,在相對于與扭矩降低要求對應的目標空氣量的減小而實際空氣量的響應延遲、實際空氣量相對于目標空氣量變得過剩的情況下,與實際空氣量對應的點火提前映射的mbt的指示扭矩大于與目標空氣量對應的點火提前映射的mbt的指示扭矩。換言之,與實際空氣量對應的點火提前映射的目標指示扭矩所對應的點火時間,相對于與目標空氣量對應的點火提前映射的目標指示扭矩所對應的點火時間延遲。即,相對于目標空氣量而實際空氣量越變得過剩,則目標點火時間越朝延遲側(cè)偏移。
但是,在目標點火時間與規(guī)定的延遲極限相比處于延遲側(cè)的情況下,將延遲極限決定為目標點火時間。該延遲極限是從對燃燒效率的顯著惡化、不點火進行了考慮的燃燒穩(wěn)定性的觀點出發(fā)而預先通過實驗來確定的延遲量的極限值。
接著,在步驟s23中,發(fā)動機控制部67對火花塞14進行控制,以便在步驟s22中決定的目標點火時間進行點火。
此外,與步驟s15~s23的處理并行,在步驟s24中,發(fā)動機控制部67取得渦輪增壓器4的目標增壓壓力。例如,表示目標扭矩與目標增壓壓力之間的關(guān)系的映射預先存儲于存儲器等,發(fā)動機控制部67參照該映射,取得與在步驟s13中決定的基本目標扭矩對應的目標增壓壓力。
接著,在步驟s25中,發(fā)動機控制部67決定用于實現(xiàn)在步驟s24中取得的目標增壓壓力的wg閥31的開度。
接著,在步驟s26中,發(fā)動機控制部67基于在步驟s25中設(shè)定的開度,對wg閥31的致動器進行控制。
在該情況下,發(fā)動機控制部67根據(jù)在步驟s25中設(shè)定的開度對wg閥31的致動器進行控制,并且對致動器進行反饋控制,以使由第1壓力傳感器43檢測到的增壓壓力接近在步驟s26中取得的目標增壓壓力。
在步驟s23以及s26之后,pcm60結(jié)束發(fā)動機控制處理。
接著,根據(jù)圖9對本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的作用進行說明。圖9是表示在搭載有本發(fā)明的實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的車輛進行轉(zhuǎn)彎的情況下,與帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置所進行的發(fā)動機控制相關(guān)的參數(shù)的時間變化的線圖。
圖表(a)是概要地表示進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的平面圖。如該圖表(a)所示,車輛從位置a開始右轉(zhuǎn)彎,從位置b到位置c為止以一定的轉(zhuǎn)向角持續(xù)進行右轉(zhuǎn)彎。
圖表(b)是表示如圖表(a)所示那樣進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的轉(zhuǎn)向角的變化的線圖。圖表(b)的橫軸表示時間,縱軸表示轉(zhuǎn)向角。
如該圖表(b)所示,在位置a開始朝右的轉(zhuǎn)向,通過進行方向盤的轉(zhuǎn)動操作,由此朝右的轉(zhuǎn)向角逐漸增大,在位置b朝右的轉(zhuǎn)向角成為最大。之后,到位置c為止轉(zhuǎn)向角被保持為一定(保持轉(zhuǎn)向)。
圖表(c)是表示如圖表(a)所示那樣進行右轉(zhuǎn)彎的車輛的轉(zhuǎn)向速度的變化的線圖。圖表(c)的橫軸表示時間,縱軸表示轉(zhuǎn)向速度。
車輛的轉(zhuǎn)向速度通過車輛的轉(zhuǎn)向角的時間微分來表示。即,如圖表(c)所示,當在位置a開始了朝右的轉(zhuǎn)向的情況下,產(chǎn)生朝右的轉(zhuǎn)向速度,在位置a與位置b之間轉(zhuǎn)向速度被保持為大致一定。之后,朝右的轉(zhuǎn)向速度減小,當在位置b朝右的轉(zhuǎn)向角成為最大時,轉(zhuǎn)向速度成為0。并且,在從位置b到位置c為止朝右的轉(zhuǎn)向角被保持的期間,轉(zhuǎn)向速度保持為0不變。
圖表(d)是表示基于圖表(c)所示的轉(zhuǎn)向速度決定的附加減速度的變化的線圖。圖表(d)的橫軸表示時間,縱軸表示附加減速度。此外,圖表(d)中的實線表示在圖6的扭矩降低量決定處理中決定的附加減速度的變化,點劃線表示基于轉(zhuǎn)向速度的目標附加減速度的變化。由該點劃線表示的目標附加減速度與圖表(c)所示的轉(zhuǎn)向速度的變化相同,從位置a開始增大,在位置a與位置b之間被保持為大致一定,之后減小而在位置b成為0。
如參照圖6所說明的那樣,扭矩降低量決定部63為,當在步驟s33中轉(zhuǎn)向速度的絕對值未減小的情況下,即、在轉(zhuǎn)向速度的絕對值增大或者轉(zhuǎn)向速度的絕對值未發(fā)生變化的情況下,在步驟s34中基于轉(zhuǎn)向速度取得目標附加減速度。接著,在步驟s35中,扭矩降低量決定部63在附加減速度的增大率成為閾值rmax以下的范圍內(nèi),決定各處理循環(huán)中的附加減速度。
在圖表(d)中表示從位置a開始增大的目標附加減速度的增大率超過閾值rmax的情況。在該情況下,扭矩降低量決定部63以增大率=rmax的方式(即,以與由點劃線表示的目標附加減速度相比更平緩的增大率)使附加減速度增大。此外,當在位置a與位置b之間目標附加減速度被保持為大致一定的情況下,扭矩降低量決定部63決定為附加減速度=目標附加減速度。
此外,如上所述,當在圖6的步驟s33中轉(zhuǎn)向速度的絕對值減小的情況下,扭矩降低量決定部63保持轉(zhuǎn)向速度最大時的附加減速度。在圖表(d)中,在朝向位置b而轉(zhuǎn)向速度減小的情況下,與此相伴隨,由點劃線表示的目標附加減速度也減小,但是由實線表示的附加減速度維持最大值直到位置b。
并且,如上所述,在圖6的步驟s31中,在轉(zhuǎn)向角的絕對值為一定或者減小中的情況下,扭矩降低量決定部63在步驟s37中取得減速度減小量,并根據(jù)該減速度減小量使附加減速度減小。在圖表(d)中,扭矩降低量決定部63使附加減速度減小,以使附加減速度的減小率逐漸變小,即、表示附加減速度的變化的實線的傾斜逐漸變得平緩。
圖表(e)是表示基于圖表(d)所示的附加減速度決定的扭矩降低量的變化的線圖。圖表(e)的橫軸表示時間,縱軸表示扭矩降低量。
如上所述,扭矩降低量決定部63基于當前的車速、檔位、路面坡度等參數(shù),決定為了實現(xiàn)附加減速度而需要的扭矩降低量。因而,在這些參數(shù)為一定的情況下,扭矩降低量被決定為與圖表(d)所示的附加減速度的變化相同地變化。
圖表(f)是表示基本目標扭矩的變化的線圖。圖表(f)的橫軸表示時間,縱軸表示扭矩。
在圖表(f)的例子中,被決定為實現(xiàn)基于油門開度、車速、檔位等而設(shè)定的目標加速度的基本目標扭矩為一定。
圖表(g)是表示基于基本目標扭矩和扭矩降低量決定的最終目標扭矩的變化的線圖。圖表(g)的橫軸表示時間,縱軸表示扭矩。此外,圖表(g)中的虛線表示圖表(f)所示的基本目標扭矩,實線表示最終目標扭矩。
如參照圖6所說明的那樣,最終目標扭矩決定部65通過從在步驟s13中決定的基本目標扭矩減去在步驟s14的扭矩降低量決定處理中決定的扭矩降低量,由此決定最終目標扭矩。由此,如在圖表(g)中由實線所示那樣,扭矩降低量的變化被反映于最終目標扭矩。
圖表(h)是表示基于最終目標扭矩決定的目標空氣量和實際空氣量的變化的線圖。圖表(h)的橫軸表示時間,縱軸表示空氣量。此外,圖表(h)中的點劃線表示與圖表(g)所示的最終目標扭矩對應的目標空氣量,實線表示通過與最終目標扭矩相應的節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制而實際向燃燒室11導入的實際空氣量。
如圖表(h)所示,目標空氣量與最終目標扭矩的時間變化同步地變化,但是相對于目標空氣量的變化而實際空氣量的響應產(chǎn)生延遲。即,在目標空氣量降低時,實際空氣量變得過剩。
并且,如上所述,當在圖5的步驟s18中目標空氣量小于最低空氣量的情況下,將最低空氣量設(shè)定為目標空氣量,并將節(jié)氣門6的開度、以及經(jīng)由可變進氣門機構(gòu)18的進氣門12的開閉時間決定為,向燃燒室11導入該目標空氣量的空氣。即,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域,且為了將空氣旁通閥9維持為關(guān)閉狀態(tài)而需要最低空氣量以上的空氣量的情況下,將節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制限制為,朝燃燒室11導入的空氣不會低于最低空氣量。
圖表(i)是以在向燃燒室11導入目標空氣量的空氣的情況下為了使發(fā)動機100輸出最終目標扭矩而需要的點火時間(以下,稱作基本點火時間)為基準,表示基于最終目標扭矩和實際的空氣量決定的目標點火時間的線圖。圖表(i)的橫軸表示時間,縱軸表示以基本點火時間為基準的點火時間(提前角為正、延遲角為負)。
如圖表(h)所示,在根據(jù)最終目標扭矩的降低而目標空氣量降低的情況下,實際空氣量的響應產(chǎn)生延遲,相對于目標空氣量而實際空氣量變得過剩,因此僅通過實際空氣量的減小量無法實現(xiàn)最終目標扭矩的降低。因此,通過基于最終目標扭矩和實際空氣量將目標點火時間設(shè)定于比基本點火時間更靠延遲側(cè),由此實現(xiàn)最終目標扭矩的降低。
并且,如圖表(h)所示,在將節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制限制為、朝燃燒室11導入的空氣不會低于最低空氣量的情況下,相對于與扭矩降低量的增加對應的最終目標扭矩的降低,空氣量的降低不充分,因此通過設(shè)定為了使發(fā)動機100輸出最終目標扭矩而需要的目標點火時間,并按照該目標點火時間使點火時間延遲,由此實現(xiàn)最終目標扭矩的降低。
圖表(j)是表示在如圖表(b)所示那樣進行轉(zhuǎn)向的車輛中,在以實現(xiàn)圖表(f)所示的最終目標扭矩的方式進行了發(fā)動機100的控制的情況下、車輛所產(chǎn)生的偏航率(實際偏航率)的變化,以及未進行與圖表(e)所示的扭矩降低量對應的控制的情況(即、以實現(xiàn)圖表(g)所示的基本目標扭矩的方式進行了發(fā)動機100的控制的情況)下的實際偏航率的變化的線圖。圖表(j)的橫軸表示時間,縱軸表示偏航率。此外,圖表(j)中的實線表示以實現(xiàn)最終目標扭矩的方式進行了發(fā)動機100的控制的情況下的實際偏航率的變化,虛線表示未進行與扭矩降低量對應的控制的情況下的實際偏航率的變化。
在位置a開始朝右的轉(zhuǎn)向,當隨著朝右的轉(zhuǎn)向速度增大而如圖表(e)所示那樣使扭矩降低量增大時,車輛的轉(zhuǎn)向輪即前輪的載荷增加。其結(jié)果,前輪與路面之間的摩擦力增加,前輪的側(cè)抗力增大,因此車輛的回轉(zhuǎn)性能提高。即,如圖表(j)所示,在位置a與位置b之間,與未進行與扭矩降低量對應的控制的情況(虛線)相比,在以實現(xiàn)反映了扭矩降低量的最終目標扭矩的方式進行了發(fā)動機100的控制的情況(實線)下,車輛所產(chǎn)生的順時針(cw)的偏航率變大。
此外,如圖表(d)、(e)所示,在朝向位置b而轉(zhuǎn)向速度減小時,目標附加減速度也減小,但是將扭矩降低量維持為最大值不變,因此在持續(xù)進行方向盤的轉(zhuǎn)動的期間,對前輪附加的載荷被維持,車輛的回轉(zhuǎn)性能被保持。
并且,在從位置b到位置c轉(zhuǎn)向角的絕對值為一定的情況下,使扭矩降低量平滑地減小,因此對應于方向盤的轉(zhuǎn)動的結(jié)束而逐漸降低對前輪附加的載荷,使前輪的側(cè)抗力減小,由此使車身穩(wěn)定并且使發(fā)動機100的輸出扭矩恢復。
接著,參照圖10對通過本發(fā)明的第2實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置執(zhí)行的發(fā)動機控制處理進行說明。圖10是本發(fā)明的第2實施方式的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置對發(fā)動機進行控制的發(fā)動機控制處理的流程圖。
另外,該圖10的控制中的步驟s41~s44以及s55~s57的各處理,與參照圖5所說明的第1實施方式的發(fā)動機控制處理中的步驟s11~s14以及s24~s26的各處理相同,因此省略說明。
在圖10所示的第2實施方式的發(fā)動機控制處理中,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,禁止根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的變化使吸入空氣量變化。
即,在步驟s45中,通過從在步驟s43中決定的基本目標扭矩減去在步驟s44的扭矩降低量決定處理中決定的扭矩降低量,由此決定最終目標扭矩,之后,在步驟s46中,最終目標扭矩決定部65判定發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否處于通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域。
具體而言,發(fā)動機控制部67參照將由負載和發(fā)動機轉(zhuǎn)速規(guī)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)劃分成通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域和不進行增壓的非增壓區(qū)域的增壓映射(預先制作而存儲于存儲器等),判定與在步驟s43中決定的基本目標扭矩以及當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速對應的運轉(zhuǎn)狀態(tài),對應于增壓區(qū)域或者非增壓區(qū)域中的哪個運轉(zhuǎn)區(qū)域。
其結(jié)果,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,前進至步驟s47,發(fā)動機控制部67決定用于使發(fā)動機100輸出在步驟s43中決定的基本目標扭矩的目標空氣量以及目標當量比。
即,發(fā)動機控制部67為,當在步驟s46中判定為發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,禁止根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低的控制,根據(jù)與基本目標扭矩的變化對應的最終目標扭矩的變化對吸入空氣量進行控制。
另一方面,當在步驟s46中發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)不處于增壓區(qū)域(處于非增壓區(qū)域)的情況下,前進至步驟s48,發(fā)動機控制部67決定用于使發(fā)動機100輸出在步驟s45中決定的反映了扭矩降低量的最終目標扭矩的目標空氣量以及目標當量比。
接著,在步驟s49中,發(fā)動機控制部67對空氣流量傳感器41檢測到的空氣量進行考慮,而決定節(jié)氣門6的開度以及經(jīng)由可變進氣門機構(gòu)18的進氣門12的開閉時間,以便向發(fā)動機主體10導入在步驟s47或者步驟s48中決定的目標空氣量的空氣。
接著,在步驟s50中,發(fā)動機控制部67基于在步驟s49中設(shè)定的節(jié)氣門開度以及進氣門12的開閉時間,對節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18進行控制,并且基于在步驟s47或者s48中決定的目標當量比、以及根據(jù)空氣流量傳感器41的檢測信號s141等推測的實際空氣量,對燃料噴射閥13進行控制。
接著,在步驟s51中,發(fā)動機控制部67判定在步驟s47或者s48中決定的目標空氣量與根據(jù)空氣流量傳感器41的檢測信號s141等推測的實際空氣量之差是否為規(guī)定值以上。
其結(jié)果,在目標空氣量與實際空氣量之差為規(guī)定值以上的情況下,前進至步驟s52,發(fā)動機控制部67基于在步驟s45中決定的最終目標扭矩、以及通過步驟s50中的節(jié)氣門6以及可變進氣門機構(gòu)18的控制而實際向燃燒室11導入的實際空氣量,設(shè)定目標點火時間。
接著,在步驟s53中,發(fā)動機控制部67對火花塞14進行控制,以便在步驟s52中決定的目標點火時間進行點火。
此外,在步驟s51中,在目標空氣量與實際空氣量之差不為規(guī)定值以上(目標空氣量與實際空氣量之差低于規(guī)定值)的情況下,前進至步驟s54,發(fā)動機控制部67對火花塞14進行控制,以便在為了在向燃燒室11導入了目標空氣量的空氣的情況下使發(fā)動機100輸出最終目標扭矩而需要的基本點火時間進行點火。該情況下的基本點火時間為,在與目標空氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速對應的點火提前映射中,設(shè)定為在不產(chǎn)生爆震的范圍內(nèi)盡可能接近于mbt的時間。
接著,對本發(fā)明的實施方式的進一步的變形例進行說明。
在上述實施方式中,說明了扭矩降低量決定部63基于轉(zhuǎn)向速度取得目標附加減速度、并基于該目標附加減速度決定扭矩降低量,但是也可以基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(轉(zhuǎn)向角、偏航率、滑動率等)來決定扭矩降低量。
例如,扭矩降低量決定部63也可以為,基于根據(jù)轉(zhuǎn)向角以及車速計算出的目標偏航率、從偏航率傳感器輸入的偏航率,計算應當使車輛產(chǎn)生的目標橫擺加速度,并基于該目標橫擺加速度取得目標附加減速度,而決定扭矩降低量?;蛘?,通過加速度傳感器對伴隨著車輛的轉(zhuǎn)彎而產(chǎn)生的橫向加速度進行檢測,并基于該橫向加速度決定扭矩降低量?;蛘撸ぞ亟档土繘Q定部63也可以為,基于與目標附加減速度不同的要求(例如,為了消除加減速時的動力傳動系的振動而需要的扭矩)來決定扭矩降低量。
接著,對上述本發(fā)明的實施方式以及本發(fā)明的實施方式的變形例的帶渦輪增壓器的發(fā)動機的控制裝置的效果進行說明。
首先,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于通過壓縮機4a進行增壓的增壓區(qū)域的情況下,發(fā)動機控制部67限制根據(jù)與基于油門踏板的操作以外的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)決定的扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,因此能夠抑制由于根據(jù)扭矩降低量的變化直接使吸入空氣量減少而壓縮機4a的通過流量減少而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠抑制由于為了避免喘振而打開空氣旁通閥9所導致的增壓的降低,能夠抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
尤其是,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,發(fā)動機控制部67禁止根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,因此能夠可靠地防止由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量降低而壓縮機4a的通過流量減小而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠抑制由于為了避免喘振而打開空氣旁通閥9所導致的增壓的降低,能夠抑制加速響應的惡化,并且能夠?qū)l(fā)動機控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。
此外,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,發(fā)動機控制部67限制根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,以使在壓縮機4a中通過的進氣的流量成為規(guī)定流量以上,因此能夠抑制由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量減小而壓縮機4a的通過流量減少至低于規(guī)定流量而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠抑制由于為了避免喘振而打開空氣旁通閥9所導致的增壓的降低,而能夠防止加速響應的惡化。
尤其是,在發(fā)動機100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于增壓區(qū)域的情況下,發(fā)動機控制部67限制根據(jù)與扭矩降低量的變化對應的最終目標扭矩的降低使吸入空氣量降低,以使在壓縮機4a中通過的進氣的流量成為最小壓縮機通過流量以上,因此能夠可靠地抑制由于根據(jù)扭矩降低量的變化使吸入空氣量減小而壓縮機4a的通過流量減少至低于最小壓縮機通過流量而產(chǎn)生喘振的情況,由此,能夠可靠地防止由于為了避免喘振而打開空氣旁通閥9所導致的增壓的降低,而防止加速響應的惡化。
此外,扭矩降低量決定部63根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向操作決定扭矩降低量,因此能夠?qū)⒒谵D(zhuǎn)向操作決定的扭矩降低量的時間變化反映于最終目標扭矩的時間變化,由此,能夠?qū)⑴c駕駛員的轉(zhuǎn)向操作相應的減速度迅速地施加于車輛,而將載荷施加于前輪,使側(cè)抗力迅速增大,由此能夠提高對于轉(zhuǎn)向操作的響應性,能夠?qū)l(fā)動機100控制為準確地實現(xiàn)駕駛員所意圖的車輛舉動。