JP6406158B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

本開示は、ターボ過給機付きのエンジンを制御する制御装置に関する。   The present disclosure relates to a control device that controls an engine with a turbocharger.

ターボ過給機付きのエンジンとして、特許文献１には、排気通路の一部が２つの独立した通路に分割され、それら２つの通路のうち一方の通路に、流路面積を変化させることにより排気の流速を調節する流路調節部（排気カット弁）が設けられた構成を有するエンジンが開示されている。このエンジンでは、排気の流量が少ないエンジンの運転状態では、流速調節部を閉じることにより排気の流速を高めて所要の過給効果を確保し、排気の流量が多いエンジンの運転状態では、流速調節部を開いて両方の通路から排気をタービンに供給することにより排圧の上昇によるエンジンの出力低下を防止するようにしている。   As an engine with a turbocharger, Patent Document 1 discloses that an exhaust passage is partly divided into two independent passages, and one of the two passages is exhausted by changing the flow passage area. An engine having a configuration provided with a flow path adjusting unit (exhaust cut valve) for adjusting the flow rate of the engine is disclosed. In this engine, in the operating state of the engine with a low exhaust flow rate, the flow rate adjustment unit is closed to increase the exhaust flow rate to ensure the required supercharging effect. In the operating state of the engine with a high exhaust flow rate, the flow rate adjustment is performed. By opening the section and supplying exhaust gas from both passages to the turbine, a reduction in engine output due to an increase in exhaust pressure is prevented.

特開２００３−３２８７６５号公報JP 2003-328765 A

ところで、排気通路におけるタービンの下流側に設けられた、排気中の有害成分を浄化する触媒コンバータは、その浄化機能を十分に発揮させるのにその内部に保持した触媒を活性状態にしなければならず、触媒の温度が低いときには、活性温度にまで触媒の温度を高める必要がある。そのためには、できるだけ多くの排気を排気通路に流してその排気熱により触媒を速やかに昇温させることが望ましい。   By the way, the catalytic converter for purifying harmful components in the exhaust gas provided downstream of the turbine in the exhaust passage must activate the catalyst held therein in order to sufficiently perform its purifying function. When the temperature of the catalyst is low, it is necessary to increase the temperature of the catalyst to the activation temperature. For this purpose, it is desirable to flow as much exhaust gas as possible through the exhaust passage and to quickly raise the temperature of the catalyst by the exhaust heat.

しかし、特許文献１では、排気通路を流れる排気の流量が少ない状況において、流速調節部を閉じるため、排気通路における流路抵抗が高まって流速調節部よりも上流側での排圧が上昇し、その分だけ排気がエンジン本体から排気通路に排出され難くなる。そうなると、ただでさえ排気量が少ない運転状態にあるのに触媒コンバータへ流れる排気が抑制されることになるため、エンジンの冷間始動時などの触媒温度を速やかに上昇させることが要望される場面において、排気熱による触媒コンバータ内の触媒の昇温が遅れてしまう。   However, in Patent Document 1, in a situation where the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is small, the flow rate adjustment unit is closed, so that the flow resistance in the exhaust passage increases and the exhaust pressure upstream of the flow rate adjustment unit increases. Exhaust gas is less likely to be discharged from the engine body to the exhaust passage. If this happens, the exhaust gas flowing to the catalytic converter will be suppressed even though the engine is in an operating state where the amount of exhaust gas is small, so it is necessary to quickly increase the catalyst temperature, such as when the engine is cold started. In this case, the temperature rise of the catalyst in the catalytic converter due to the exhaust heat is delayed.

本開示の技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流速調節部を備えたエンジンにおいて、触媒コンバータ内の触媒を活性温度にまで早期に昇温させることにある。   The technology of the present disclosure has been made in view of such a point, and an object thereof is to quickly raise the temperature of a catalyst in a catalytic converter to an activation temperature in an engine having a flow rate adjusting unit. It is in.

上記の目的を達成するために、本開示の技術では、エンジン本体から排気通路への排気の排出を阻害せず且つ触媒コンバータに至るまでの排気熱の損失を少なくするように排気流路の状態を制御するようにした。   In order to achieve the above object, according to the technology of the present disclosure, the state of the exhaust flow path does not hinder the exhaust emission from the engine body to the exhaust passage and reduces the loss of exhaust heat to the catalytic converter. To control.

具体的には、本開示の技術は、エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられたタービンを有するターボ過給機と、排気通路におけるタービンの下流側に設けられた触媒コンバータと、排気通路に流通する排気を、タービンをバイパスして触媒コンバータの上流側に流すためのバイパス通路と、バイパス通路に流通する排気の流量を調節するウェイストゲートバルブと、排気通路におけるタービンの上流側で当該排気通路の流路面積を変化させることにより排気の流速を調節する流速調節部と、を備えたエンジンを制御する制御装置を対象とする。このエンジンの制御装置は、触媒コンバータ内の触媒が未活性のときに前記触媒を活性温度まで昇温させる昇温処理を実行する昇温制御部を備える。昇温制御部は、触媒の活性化の要否を所定の条件が成立したか否かによって判定し、触媒の活性化が必要であると判定したときに、昇温処理を実行する前と比べて、排気通路の流路面積を大きくするように流速調節部を制御し、且つバイパス通路に流通する排気の流量を多くするようにウェイストゲートバルブを制御する。
Specifically, the technology of the present disclosure includes a turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage through which exhaust discharged from an engine body flows, and a catalytic converter provided on the downstream side of the turbine in the exhaust passage. A bypass passage for passing the exhaust gas flowing in the exhaust passage to the upstream side of the catalytic converter by bypassing the turbine, a waste gate valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing in the bypass passage, and the upstream side of the turbine in the exhaust passage The present invention is directed to a control device that controls an engine including a flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of exhaust gas by changing the flow passage area of the exhaust passage. The engine control device includes a temperature increase control unit that executes a temperature increase process for increasing the temperature of the catalyst to an activation temperature when the catalyst in the catalytic converter is inactive . Atsushi Nobori control unit is the necessity of activation of the catalyst is determined by whether or not a predetermined condition is satisfied, when the activation of the catalyst is determined to be necessary, and before performing the Atsushi Nobori process In comparison, the flow rate adjusting unit is controlled to increase the flow passage area of the exhaust passage, and the waste gate valve is controlled to increase the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage.

この構成によると、触媒コンバータ内の触媒を昇温させるのに排気通路の流路面積を大きくするように流速調節部を制御するので、排気通路における流路抵抗が低くなり、流速調節部よりも上流側で排圧の上昇が生じない。これにより、エンジン本体から排気通路への排気の排出を促進させることができる。さらに、流速調節部により排気通路の流路面積を大きくするのと併せてバイパス通路に流通する排気の流量を多くするようにウェイストゲートバルブを制御するので、エンジン本体から排気通路に排出された排気のうちタービンを経由せずに触媒コンバータに流入する量が増大する。これにより、タービンに奪われる排気熱の量、つまりは触媒コンバータに至るまでの排気熱の損失を少なくし、排気通路における触媒コンバータの上流側で排気温度が低下するのを抑制できる。こうした流速調節部及びウェイストゲートバルブの動作制御によれば、触媒コンバータ内の触媒になるべく多くの排気熱を与えることができ、触媒の温度を活性温度にまで速やかに上昇させることができる。   According to this configuration, since the flow rate adjusting unit is controlled to increase the flow passage area of the exhaust passage in order to raise the temperature of the catalyst in the catalytic converter, the flow passage resistance in the exhaust passage is reduced, which is lower than that of the flow rate adjusting unit. There is no increase in exhaust pressure upstream. Thereby, exhaust of the exhaust gas from the engine body to the exhaust passage can be promoted. Further, the waste gate valve is controlled so as to increase the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage in addition to increasing the flow passage area of the exhaust passage by the flow velocity adjusting unit, so that the exhaust gas discharged from the engine body to the exhaust passage Of these, the amount flowing into the catalytic converter without going through the turbine increases. As a result, the amount of exhaust heat lost to the turbine, that is, loss of exhaust heat up to the catalytic converter, can be reduced, and the exhaust temperature can be suppressed from decreasing on the upstream side of the catalytic converter in the exhaust passage. According to the operation control of the flow rate adjusting unit and the waste gate valve, as much exhaust heat as possible can be applied to the catalyst in the catalytic converter, and the temperature of the catalyst can be quickly raised to the activation temperature.

昇温制御部は、エンジンに要求される出力トルクが所定の大きさ未満であるか否かを判定し、当該出力トルクが所定の大きさ未満であると判定され、且つ所定の条件が成立したときに、昇温処理を実行する。
Temperature increase control unit, the output torque required of the engine is equal to or less than a predetermined magnitude, the output torque is determined to be less than a predetermined magnitude, and a predetermined condition is satisfied when, that perform Atsushi Nobori process.

触媒の昇温処理を実行すると、タービンを経由する排気の流量が少なくなるため、タービンに作用する動圧が低下し、ターボ過給機の駆動力が小さくなり過給圧が低下する。特に、昇温処理において排気の全量をバイパス通路に流すようにウェイストゲートバルブを制御する場合には、排気に伴う動圧がタービンに作用せず、ターボ過給機が作動しなくなる。したがって、昇温制御部による触媒の昇温処理には、過給圧の損失が伴うことがある。   When the temperature raising process of the catalyst is executed, the flow rate of exhaust gas passing through the turbine decreases, so that the dynamic pressure acting on the turbine decreases, the driving force of the turbocharger decreases, and the supercharging pressure decreases. In particular, when the waste gate valve is controlled so that the entire amount of exhaust flows through the bypass passage in the temperature raising process, the dynamic pressure associated with the exhaust does not act on the turbine, and the turbocharger does not operate. Therefore, the temperature increase process of the catalyst by the temperature increase control unit may be accompanied by a loss of supercharging pressure.

しかし、エンジンに要求される出力トルクが所定の大きさ未満であるとき、すなわち出力トルクが比較的低いときには、その出力トルクを実現するために必要とされる過給圧が小さい。上記の構成によると、このように必要される過給圧が小さいときに触媒の昇温処理を実行するので、当該昇温処理の実行に伴う過給圧の損失により運転性が損なわれるのを防止できる。   However, when the output torque required for the engine is less than a predetermined magnitude, that is, when the output torque is relatively low, the supercharging pressure required to realize the output torque is small. According to the above configuration, since the catalyst temperature raising process is executed when the required supercharging pressure is small, the operability is impaired due to the loss of the supercharging pressure accompanying the execution of the temperature raising process. Can be prevented.

さらに、昇温制御部は、エンジンの運転状態がアイドル運転状態であるときに、前記エンジンに要求される出力トルクが所定の大きさ未満であると判定する。また、昇温制御部は、車速が所定の速度以下であるとき、例えば車速がゼロであるときに、エンジンに要求される出力トルクが所定の大きさ未満であると判定する。エンジンの運転状態がアイドル運転状態でない、又は、車速がゼロでないときには、昇温処理の実行を制限する。
Further, temperature increase control unit, when the engine is in the idling state, the output torque required for the engine you determined to be less than the predetermined magnitude. Also, temperature increase control unit, when the vehicle speed is below a predetermined speed, for example, when the vehicle speed is zero, it determined that the output torque required of the engine is less than a predetermined magnitude. When the operating state of the engine is not an idle operating state or the vehicle speed is not zero, execution of the temperature raising process is restricted.

エンジンがアイドル運転状態にあるときや車速がゼロであるときには、過給圧の要求が無い。上記の構成によると、このように過給圧の要求そのものが無いときに触媒の昇温処理を実行するので、当該昇温処理の実行に伴う過給圧の損失により運転性が損なわれるのをよりいっそう防止できる。   When the engine is idling or when the vehicle speed is zero, there is no request for supercharging pressure. According to the above configuration, since the catalyst temperature raising process is executed when there is no request for the supercharging pressure in this way, the operability is impaired due to the loss of the supercharging pressure accompanying the execution of the temperature raising process. It can be prevented even more.

また、昇温制御部は、昇温処理の実行時に、エンジン本体の吸気ポートを開く期間とエンジン本体の排気ポートを開く期間とをオーバーラップさせることにより掃気を行うことが好ましい。   Further, it is preferable that the temperature increase control unit performs scavenging by overlapping a period for opening the intake port of the engine body and a period for opening the exhaust port of the engine body during execution of the temperature increase process.

この構成によると、吸気ポートと排気ポートとの両方を開いたオーバーラップ期間中に吸気通路からエンジン本体の気筒内に流入した空気が排気通路へ吹き抜け、それによってエンジン本体の気筒内に残る既燃ガスが排気通路に押し出されると共に気筒内に充填される新気の量が増え、気筒内への新気の充填効率が高められる。このような掃気を流速調節部により流路面積を小さくしているときに実行する場合には、排気通路における流速調節部よりも上流側での排圧が高くなるため、掃気量が少なくなる。   According to this configuration, air that has flowed into the cylinder of the engine body from the intake passage during the overlap period in which both the intake port and the exhaust port are open blows into the exhaust passage, thereby remaining burned in the cylinder of the engine body. As the gas is pushed out into the exhaust passage, the amount of fresh air filled in the cylinder increases, and the efficiency of filling fresh air into the cylinder is increased. When such scavenging is executed when the flow passage area is reduced by the flow rate control unit, the exhaust pressure on the upstream side of the flow rate adjustment unit in the exhaust passage becomes higher, so the scavenging amount is reduced.

これに対し、上記の構成によると、触媒の昇温処理の実行時、つまり流速調節部により流路面積を大きくしているときに掃気を行うので、掃気量の増加を図り排気の流量を増大させることができる。さらに、掃気作用により気筒内への新気の充填効率が高められるので、掃気を行った後のエンジン本体から排出される排気の流量も増大させることができる。それらによって、できるだけ多くの排気を排気通路に流して触媒コンバータ内の触媒に与える排気熱を増やすことができる。   On the other hand, according to the above configuration, scavenging is performed when the catalyst temperature raising process is executed, that is, when the flow area is increased by the flow rate adjustment unit, so the scavenging amount is increased and the exhaust gas flow rate is increased. Can be made. Furthermore, since the efficiency of charging fresh air into the cylinder is enhanced by the scavenging action, the flow rate of exhaust gas discharged from the engine body after scavenging can be increased. As a result, as much exhaust gas as possible can flow through the exhaust passage to increase the exhaust heat applied to the catalyst in the catalytic converter.

本開示におけるエンジンの制御装置によれば、流速調節部を備えたエンジンにおいて、触媒コンバータ内の触媒を活性温度にまで早期に温度上昇させることができる。   According to the engine control apparatus of the present disclosure, the temperature of the catalyst in the catalytic converter can be increased to the activation temperature at an early stage in the engine including the flow rate adjusting unit.

エンジンの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an engine. ＥＣＵの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of ECU. エンジンのトルクベース制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of torque base control of an engine. 流速調節バルブの閉運転領域及び開運転領域を示す図である。It is a figure which shows the closed operation area | region and open operation area | region of a flow-rate control valve. 昇温制御部による触媒の昇温処理に関する制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the control regarding the temperature rising process of the catalyst by a temperature rising control part.

以下に、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

〈エンジンの構成〉
図１に、エンジン１の概略構成のブロック図を示す。 <Engine configuration>
FIG. 1 shows a block diagram of a schematic configuration of the engine 1.

エンジン１は、主に、図１に示すように、外部から導入された吸気（空気）が通過する吸気通路３と、この吸気通路３から供給された吸気と後述するインジェクタ５８から供給された燃料とを混合した混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジン本体５と、このエンジン本体５内の燃焼により発生した排気を排出する排気通路７と、当該エンジン１全体を制御するＥＣＵ（Electric Control Unit）９とを備える。   As shown in FIG. 1, the engine 1 mainly includes an intake passage 3 through which intake air (air) introduced from the outside passes, intake air supplied from the intake passage 3, and fuel supplied from an injector 58 described later. An engine main body 5 that generates a vehicle power by burning an air-fuel mixture, an exhaust passage 7 that discharges exhaust generated by combustion in the engine main body 5, and an ECU (Electric that controls the entire engine 1) Control Unit) 9.

吸気通路３には、上流側から順に、外部から空気が導入される際にその空気中に含まれるゴミ等の異物を取り除いて吸気を浄化するエアクリーナ１１と、通過する吸気を昇圧させる、ターボ過給機１３のコンプレッサ１５と、通過する吸気を冷却するインタークーラ１７と、吸気通路３内の流路面積を変化させてエンジン本体５への吸気の供給量を調節するスロットルバルブ１９と、エンジン本体５に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク２１とが設けられている。   In the intake passage 3, in order from the upstream side, when air is introduced from the outside, an air cleaner 11 that purifies the intake air by removing foreign matters such as dust contained in the air, and a turbo excess that boosts the intake air that passes through the intake passage 3. Compressor 15 of feeder 13, intercooler 17 that cools the intake air passing therethrough, throttle valve 19 that adjusts the amount of intake air supplied to engine body 5 by changing the flow passage area in intake passage 3, and engine body And a surge tank 21 for temporarily storing the intake air supplied to 5.

吸気通路３のうちサージタンク２１よりも下流側の部分は、詳しく図示しないが、後述するエンジン本体５の各気筒２９毎に分岐した複数の独立吸気通路で構成されている。これら複数の独立吸気通路は、吸気マニホールド２３により構成されている。本実施形態のサージタンク２１は、この吸気マニホールド２３に含まれている。   A portion of the intake passage 3 downstream of the surge tank 21 is composed of a plurality of independent intake passages that are branched for each cylinder 29 of the engine body 5 to be described later. The plurality of independent intake passages are constituted by an intake manifold 23. The surge tank 21 of this embodiment is included in the intake manifold 23.

また、吸気通路３には、コンプレッサ１５によって過給された吸気の一部をコンプレッサ１５の上流側に還流するためのエアバイパス通路２５が設けられている。このエアバイパス通路２５には、当該エアバイパス通路２５を流れる吸気の流量を制御するエアバイパスバルブ２７が設けられている。このエアバイパスバルブ２７は、例えば、エアバイパス通路２５を完全に閉じる閉状態と完全に開く開状態とに切り換え可能な、いわゆるオンオフバルブである。   The intake passage 3 is provided with an air bypass passage 25 for returning a part of the intake air supercharged by the compressor 15 to the upstream side of the compressor 15. The air bypass passage 25 is provided with an air bypass valve 27 that controls the flow rate of intake air flowing through the air bypass passage 25. The air bypass valve 27 is, for example, a so-called on / off valve that can be switched between a closed state in which the air bypass passage 25 is completely closed and an open state in which the air bypass passage 25 is completely opened.

エンジン本体５は、いわゆる火花点火式直噴エンジンの本体であって、複数の気筒２９（図１では１つのみ示す）が直列に設けられたシリンダブロック３１と、このシリンダブロック３１上に配置されたシリンダヘッド３３とを備える。このエンジン本体５の各気筒２９内には、空気と燃料との混合気を燃焼させる燃焼室３５をシリンダヘッド３３との間に区画するピストン３７が往復動可能に嵌め入れられている。このピストン３７は、コネクティングロッド３９を介してクランクシャフト４１に連結されている。   The engine main body 5 is a main body of a so-called spark ignition direct injection engine, and is arranged on a cylinder block 31 in which a plurality of cylinders 29 (only one is shown in FIG. 1) are provided in series, and the cylinder block 31. Cylinder head 33. In each cylinder 29 of the engine main body 5, a piston 37 that divides a combustion chamber 35 that burns an air-fuel mixture between the cylinder head 33 and the cylinder head 33 is fitted in a reciprocating manner. The piston 37 is connected to the crankshaft 41 via a connecting rod 39.

クランクシャフト４１は、ピストン３７の往復運動を回転運動に変換してトルク（回転動力）として出力する。このクランクシャフト４１は、図示しない変速機を介して車輪と連結されている。変速機は、複数のギア段を有する多段変速機であり、運転者により操作されるシフトレバーと連繋されている。   The crankshaft 41 converts the reciprocating motion of the piston 37 into rotational motion and outputs it as torque (rotational power). The crankshaft 41 is connected to wheels through a transmission (not shown). The transmission is a multi-stage transmission having a plurality of gear stages, and is linked to a shift lever operated by a driver.

シリンダヘッド３３には、各気筒２９毎に燃焼室３５の天井面にそれぞれ開口した吸気ポート４３及び排気ポート４５が形成されている。吸気ポート４３は、独立吸気通路から燃焼室３５に空気を導入する接続口である。この吸気ポート４３には、その燃焼室３５側の開口を開閉する吸気バルブ４７が設けられている。他方、排気ポート４５は、燃焼室３５での混合気の燃焼により生じた排気を排気通路７へ排出する接続口である。この排気ポート４５には、その燃焼室３５側の開口を開閉する排気バルブ４９が設けられている。   The cylinder head 33 is formed with an intake port 43 and an exhaust port 45 that are opened on the ceiling surface of the combustion chamber 35 for each cylinder 29. The intake port 43 is a connection port for introducing air into the combustion chamber 35 from the independent intake passage. The intake port 43 is provided with an intake valve 47 that opens and closes an opening on the combustion chamber 35 side. On the other hand, the exhaust port 45 is a connection port for discharging exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 35 to the exhaust passage 7. The exhaust port 45 is provided with an exhaust valve 49 that opens and closes the opening on the combustion chamber 35 side.

クランクシャフト４１には、シリンダヘッド３３の内部に軸支された吸気カムシャフト５１及び排気カムシャフト５３が、チェーンや伝動ベルトなどを含む図示しない動力伝達機構を介して連結されている。これら吸気カムシャフト５１及び排気カムシャフト５３は、クランクシャフト４１の回転に連動して回転し、それぞれ、吸気バルブ４７及び排気バルブ４９をクランクシャフト４１の回転に同期させて所定のタイミングで開閉作動させる。   An intake camshaft 51 and an exhaust camshaft 53 that are pivotally supported inside the cylinder head 33 are connected to the crankshaft 41 via a power transmission mechanism (not shown) including a chain, a transmission belt, and the like. The intake camshaft 51 and the exhaust camshaft 53 rotate in conjunction with the rotation of the crankshaft 41, and the intake valve 47 and the exhaust valve 49 are opened and closed at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the crankshaft 41, respectively. .

吸気カムシャフト５１には、当該吸気カムシャフト５１の位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な電磁式の位相可変機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing、以下「吸気ＶＶＴ」と称する）５５が設けられている。この吸気ＶＶＴ５５は、吸気カムシャフト５１の位相を進角側に変更することによって吸気バルブ４７の開閉時期を早め、吸気カムシャフト５１の位相を遅角側に変更することによって吸気バルブ４７の開閉時期を遅らせることができる。   The intake camshaft 51 has an electromagnetic phase variable mechanism (VVT: Variable Valve Timing, hereinafter referred to as “intake VVT”) 55 capable of continuously changing the phase of the intake camshaft 51 within a predetermined angle range. Is provided. The intake VVT 55 advances the opening / closing timing of the intake valve 47 by changing the phase of the intake camshaft 51 to the advance side, and changes the phase of the intake camshaft 51 to the retard side. Can be delayed.

他方、排気カムシャフト５３には、当該排気カムシャフト５３の位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な液圧式の位相可変機構（以下「排気ＶＶＴ」と称する）５７が設けられている。この排気ＶＶＴ５７は、排気カムシャフト５３の位相を進角側に変更することによって排気バルブ４９の開閉時期を早め、排気カムシャフト５３の位相を遅角側に変更することによって排気バルブ４９の開閉時期を遅らせることができる。   On the other hand, the exhaust camshaft 53 is provided with a hydraulic phase variable mechanism (hereinafter referred to as “exhaust VVT”) 57 capable of continuously changing the phase of the exhaust camshaft 53 within a predetermined angle range. . The exhaust VVT 57 advances the opening / closing timing of the exhaust valve 49 by changing the phase of the exhaust camshaft 53 to the advance side, and changes the phase of the exhaust camshaft 53 to the retarding side. Can be delayed.

シリンダヘッド３３にはさらに、各気筒２９毎に、燃焼室３５に向けて燃料（例えばガソリン）を噴射するインジェクタ５８が設けられている。このインジェクタ５８は、ＥＣＵ９からの制御信号により、ピストン３７の往復運動によって燃焼室３５内の空気を圧縮する圧縮行程の上死点付近で燃料を噴射する。   The cylinder head 33 is further provided with an injector 58 for injecting fuel (for example, gasoline) toward the combustion chamber 35 for each cylinder 29. The injector 58 injects fuel in the vicinity of the top dead center of the compression stroke in which the air in the combustion chamber 35 is compressed by the reciprocating motion of the piston 37 according to a control signal from the ECU 9.

また、シリンダブロック３１には、各気筒２９毎に、燃焼室３５内において吸気ポート４３から吸い込んだ空気とインジェクタ５８から供給された燃料との混合気に点火する点火プラグ５９が設けられている。この点火プラグ５９は、ＥＣＵ９からの制御信号により所定のタイミングで火花を発生し、その火花によって混合気を爆発燃焼させる。   The cylinder block 31 is provided with an ignition plug 59 for igniting an air-fuel mixture of air sucked from the intake port 43 and fuel supplied from the injector 58 in the combustion chamber 35 for each cylinder 29. The spark plug 59 generates a spark at a predetermined timing in response to a control signal from the ECU 9 and causes the air-fuel mixture to explode and burn with the spark.

排気通路７には、上流側から順に、当該排気通路７に流通する排気の流速を調節する流速調節機構６０と、通過する排気によって回転させられ、その回転動作によってコンプレッサ１５を回転させる、ターボ過給機１３のタービン６１と、排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の有害な大気汚染物質を浄化する排気浄化装置６３とが設けられている。   The exhaust passage 7 is, in order from the upstream side, a flow rate adjusting mechanism 60 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7, and a turbo engine that is rotated by the exhaust passing therethrough and rotates the compressor 15 by the rotating operation. A turbine 61 of the feeder 13 and an exhaust purification device 63 that purifies harmful air pollutants such as NOx (nitrogen oxide), CO (carbon monoxide), and HC (hydrocarbon) contained in the exhaust are provided. Yes.

この排気通路７の上流側の部分は、詳しくは図示しないが、各気筒２９毎に分岐して各気筒２９の排気ポート４５にそれぞれ接続された複数の独立排気通路と、これら複数の独立排気通路が集合する集合部とを有する排気マニホールド６５によって構成されている。流速調節機構６０は、この排気マニホールド６５に設けられている。   The upstream portion of the exhaust passage 7 is not shown in detail, but a plurality of independent exhaust passages branched for each cylinder 29 and connected to the exhaust port 45 of each cylinder 29, and the plurality of independent exhaust passages. The exhaust manifold 65 has a collecting portion where the two gather. The flow rate adjusting mechanism 60 is provided in the exhaust manifold 65.

流速調節機構６０は、低速用通路６７と、低速用通路６７よりも流路面積が小さい高速用通路６９とに排気通路７が分割された通路分割部７１を有している。低速用通路６７には、流速調節部としての電磁式の流速調節バルブ７３が設けられている。流速調節バルブ７３は、低速用通路６７を完全に閉じる閉状態と完全に開く開状態とに切り換え可能なオンオフバルブである。流速調節バルブ７３は、その開閉動作によって排気通路７の流路面積を変化させ、それにより排気通路７における通路分割部７１で排気の流速を大小２段階に切り換えることができる。   The flow rate adjusting mechanism 60 includes a passage dividing portion 71 in which the exhaust passage 7 is divided into a low speed passage 67 and a high speed passage 69 having a smaller flow area than the low speed passage 67. The low speed passage 67 is provided with an electromagnetic flow rate adjustment valve 73 as a flow rate adjustment unit. The flow rate adjusting valve 73 is an on / off valve that can be switched between a closed state in which the low-speed passage 67 is completely closed and an open state in which the low-speed passage 67 is completely opened. The flow rate adjusting valve 73 changes the flow passage area of the exhaust passage 7 by its opening / closing operation, whereby the flow rate of the exhaust gas can be switched between two levels, large and small, in the passage dividing portion 71 in the exhaust passage 7.

すなわち、流速調節バルブ７３の開状態では、排気が低速用通路６７と高速用通路６９との両方に流れるため、通路分割部７１を流れる排気の流速は相対的に低速となる。他方、流速調節バルブ７３の閉状態では、排気が高速用通路６９のみに流れることとなるので、流速調節バルブ７３が開状態のときよりも排気の流路面積が小さくなる分だけ通路分割部７１を流れる排気の流速は相対的に高速となる。   That is, when the flow rate adjustment valve 73 is in the open state, the exhaust gas flows through both the low speed passage 67 and the high speed passage 69, so that the flow velocity of the exhaust gas flowing through the passage dividing portion 71 is relatively low. On the other hand, in the closed state of the flow rate adjusting valve 73, the exhaust gas flows only into the high-speed passage 69. Therefore, the passage dividing portion 71 is reduced by an amount corresponding to the exhaust passage area being smaller than that in the open state. The flow rate of the exhaust gas flowing through is relatively high.

排気浄化装置６３は、エンジン本体５寄りに設けられた上流側触媒コンバータ７５と、この上流側触媒コンバータ７５よりも排気通路７の排出口側に設けられた下流側触媒コンバータ７７とを併用してなる。これら上流側触媒コンバータ７５及び下流側触媒コンバータ７７は、詳しくは図示しないが、筒状のケーシング内に、例えばＮＯｘ触媒や三元触媒や酸化触媒などの、大気汚染物質を浄化可能な排気浄化用の触媒７５ａ，７７ａが担持された担体を収容して構成されている。これら上流側触媒コンバータ７５内及び下流側触媒コンバータ７７内の触媒７５ａ，７７ａの排気浄化性能は、当該触媒７５ａ，７７ａが所定の活性温度以上であるときに活性状態となって良好に発揮される。   The exhaust purification device 63 uses an upstream side catalytic converter 75 provided closer to the engine body 5 and a downstream side catalytic converter 77 provided closer to the exhaust port side of the exhaust passage 7 than the upstream side catalytic converter 75. Become. Although not shown in detail, the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77 are for exhaust purification that can purify air pollutants such as a NOx catalyst, a three-way catalyst, and an oxidation catalyst in a cylindrical casing. The carrier 75 on which the catalysts 75a and 77a are carried is accommodated. The exhaust purification performances of the catalysts 75a and 77a in the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77 are satisfactorily exhibited in an active state when the catalysts 75a and 77a are at or above a predetermined activation temperature. .

さらに、排気通路７には、流速調節バルブ７３によって流速が低速又は高速とされた排気を、タービン６１をバイパスして流すための排気バイパス通路７９が設けられている。この排気バイパス通路７９には、当該排気バイパス通路７９を流通する排気の流量を調節するウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧバルブ」と称する」）８１が設けられている。このＷＧバルブ８１は、排気バイパス通路７９の開度を全閉状態（開度０％）と全開状態（開度１００％）との間で連続的又は多段階に変化させることが可能となっている。   Further, the exhaust passage 7 is provided with an exhaust bypass passage 79 through which the exhaust gas having a low flow rate or a high flow rate by the flow rate adjusting valve 73 flows through the turbine 61. The exhaust bypass passage 79 is provided with a waste gate valve (hereinafter referred to as “WG valve”) 81 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage 79. The WG valve 81 can change the opening degree of the exhaust bypass passage 79 continuously or in multiple stages between a fully closed state (opening degree 0%) and a fully open state (opening degree 100%). Yes.

このＷＧバルブ８１の開度が０％（全閉）であるときには、流速調節バルブ７３によって流速が調節された排気の全量がタービン６１へと流れ、それ以外の開度であるときには、その開度に応じて排気バイパス通路７９に流れる排気の流量、換言するとタービン６１へ流れる排気の流量が変化する。すなわち、ＷＧバルブ８１の開度が大きいほど、排気バイパス通路７９に流れる排気の流量が多くなり、タービン６１へ流れる排気の流量が小さくなる。   When the opening degree of the WG valve 81 is 0% (fully closed), the entire amount of exhaust gas whose flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 73 flows to the turbine 61, and when the opening degree is other than that, the opening degree Accordingly, the flow rate of the exhaust gas flowing to the exhaust bypass passage 79, in other words, the flow rate of the exhaust gas flowing to the turbine 61 changes. That is, the larger the opening degree of the WG valve 81, the larger the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage 79, and the smaller the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 61.

また、排気通路７には、排気の一部を吸気通路３に還流する排気再循環（Exhaust Gas Recirculation、以下「ＥＧＲ」と称する）通路８３が設けられている。ＥＧＲ通路８３の一端は、流速調節機構６０の上流側の排気通路７に接続され、ＥＧＲ通路８３の他端はスロットルバルブ１９の下流側の吸気通路３に接続されている。このＥＧＲ通路８３には、還流させる排気を連脚するＥＧＲクーラ８５と、ＥＧＲ通路８３を流通する排気の流量を制御するＥＧＲバルブ８７とが設けられている。   The exhaust passage 7 is provided with an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) passage 83 that recirculates part of the exhaust gas to the intake passage 3. One end of the EGR passage 83 is connected to the exhaust passage 7 upstream of the flow rate adjusting mechanism 60, and the other end of the EGR passage 83 is connected to the intake passage 3 downstream of the throttle valve 19. The EGR passage 83 is provided with an EGR cooler 85 that supports the exhaust gas to be recirculated, and an EGR valve 87 that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage 83.

また、図１に示すエンジン１には、各種のセンサが設けられている。   Moreover, the engine 1 shown in FIG. 1 is provided with various sensors.

具体的には、吸気通路３においては、エアクリーナ１１の下流側の吸気通路３、詳しくはエアクリーナ１１とコンプレッサ１５との間の吸気通路３に、吸気流量を検出するエアフローセンサ８９が設けられている。このエアフローセンサ８９は、吸気通路３の吸入口寄りの部分の吸気温度を検出する温度センサを内蔵している。コンプレッサ１５とスロットルバルブ１９との間の吸気通路３には、ターボ過給機１３により圧縮された吸気の圧力、つまり過給圧を検出する圧力センサ９１が設けられている。   Specifically, in the intake passage 3, an air flow sensor 89 that detects an intake air flow rate is provided in the intake passage 3 on the downstream side of the air cleaner 11, specifically, the intake passage 3 between the air cleaner 11 and the compressor 15. . The air flow sensor 89 has a built-in temperature sensor that detects the intake air temperature in the portion of the intake passage 3 near the intake port. The intake passage 3 between the compressor 15 and the throttle valve 19 is provided with a pressure sensor 91 that detects the pressure of the intake air compressed by the turbocharger 13, that is, the supercharging pressure.

さらに、スロットルバルブ１９には、当該スロットルバルブ１９の開度を検出するスロットル開度センサ９３が設けられている。また、スロットルバルブ１９の下流側の吸気通路３、詳しくはサージタンク２１には、当該サージタンク２１内の圧力であるインマニ圧を検出する圧力センサ９５が設けられている。この圧力センサ９５には、サージタンク２１内の温度であるインマニ温を検出する温度センサが内蔵されている。   Further, the throttle valve 19 is provided with a throttle opening sensor 93 that detects the opening of the throttle valve 19. The intake passage 3 on the downstream side of the throttle valve 19, specifically the surge tank 21, is provided with a pressure sensor 95 that detects the intake manifold pressure that is the pressure in the surge tank 21. This pressure sensor 95 has a built-in temperature sensor that detects the intake manifold temperature, which is the temperature in the surge tank 21.

エンジン本体５においては、クランクシャフト４１の回転角度を検出するクランク角センサ９７と、吸気カムシャフト５１のカム角度を検出する吸気カム角度センサ９９と、排気カムシャフト５３のカム角度を検出する排気カム角度センサ１０１とが設けられている。   In the engine body 5, a crank angle sensor 97 that detects the rotation angle of the crankshaft 41, an intake cam angle sensor 99 that detects the cam angle of the intake camshaft 51, and an exhaust cam that detects the cam angle of the exhaust camshaft 53. An angle sensor 101 is provided.

排気通路７においては、ＷＧバルブ８１に、当該ＷＧバルブ８１の開度であるＷＧ開度を検出するＷＧ開度センサ１０３が設けられている。ＥＧＲバルブ８７には、当該ＥＧＲバルブ８７の開度を検出するＥＧＲ開度センサ１０５が設けられている。さらに、タービン６１の下流側の排気通路７には、燃焼室３５内の空燃比をフィードバック制御するために排気中の酸素濃度を検出するフロントＯ２センサ１０７及びリアＯ２センサ１０９が設けられている。 In the exhaust passage 7, a WG opening degree sensor 103 that detects the WG opening degree that is the opening degree of the WG valve 81 is provided in the WG valve 81. The EGR valve 87 is provided with an EGR opening degree sensor 105 that detects the opening degree of the EGR valve 87. Further, the exhaust passage 7 on the downstream side of the turbine 61 is provided with a front O 2 sensor 107 and a rear O 2 sensor 109 for detecting the oxygen concentration in the exhaust in order to feedback control the air-fuel ratio in the combustion chamber 35. Yes.

フロントＯ２センサ１０７は、排気中の酸素濃度に対し出力値がリニアに変化する出力特性を示すリニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ：Linear A/F Sensor）であり、タービン６１と上流側触媒コンバータ７５との間に配置されている。他方、リアＯ２センサ１０９は、ストイキ（理論空燃比）に相当する酸素濃度を境に出力値が急激に変化する特性を示す、いわゆるラムダセンサであり、上流側触媒コンバータ７５と下流側触媒コンバータ７７との間に配置されている。 The front O 2 sensor 107 is a linear air-fuel ratio sensor (LAFS: Linear A / F Sensor) showing an output characteristic in which an output value linearly changes with respect to an oxygen concentration in exhaust gas. It is arranged between. On the other hand, the rear O 2 sensor 109 is a so-called lambda sensor that exhibits a characteristic in which an output value changes abruptly with an oxygen concentration corresponding to stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) as a boundary, and includes an upstream catalytic converter 75 and a downstream catalytic converter. 77.

その他、エンジン１は、車両の速度を検出する車速センサ１１１や、アクセルペダル装置に対するペダルの踏込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセルセンサ１１３、変速機に現在設定されているギア段の位置（シフトポジション）を検出するシフトポジションセンサ１１５等を備える。   In addition, the engine 1 includes a vehicle speed sensor 111 that detects the speed of the vehicle, an accelerator sensor 113 that detects an accelerator opening degree corresponding to the amount of pedal depression with respect to the accelerator pedal device, and a gear position currently set in the transmission. A shift position sensor 115 for detecting (shift position) is provided.

エアフローセンサ８９は、検出した吸気流量に対応する検出信号Ｓ８９ａと、内蔵する温度センサにより検出した吸気温度に対応する検出信号Ｓ８９ｂとをＥＣＵ９に供給する。圧力センサ９１は、検出した吸気温度に対応する検出信号Ｓ９１をＥＣＵ９に供給する。スロットル開度センサ９３は、検出したスロットルバルブ１９の開度に対応する検出信号Ｓ９３をＥＣＵ９に供給する。圧力センサ９５は、検出したインマニ圧に対応する検出信号Ｓ９５ａと、内蔵する温度センサにより検出したインマニ温に対応する検出信号Ｓ９５ｂとをＥＣＵ９に供給する。クランク角センサ９７は、検出したクランクシャフト４１の回転角度に対応する検出信号Ｓ９７をＥＣＵ９に供給する。吸気カム角度センサ９９及び排気カム角度センサ１０１は、それぞれ検出したカム角度に対応する検出信号Ｓ９９，Ｓ１０１をＥＣＵ９に供給する。   The air flow sensor 89 supplies the ECU 9 with a detection signal S89a corresponding to the detected intake flow rate and a detection signal S89b corresponding to the intake air temperature detected by the built-in temperature sensor. The pressure sensor 91 supplies a detection signal S91 corresponding to the detected intake air temperature to the ECU 9. The throttle opening sensor 93 supplies a detection signal S93 corresponding to the detected opening of the throttle valve 19 to the ECU 9. The pressure sensor 95 supplies the ECU 9 with a detection signal S95a corresponding to the detected intake manifold pressure and a detection signal S95b corresponding to the intake manifold temperature detected by the built-in temperature sensor. The crank angle sensor 97 supplies the ECU 9 with a detection signal S97 corresponding to the detected rotation angle of the crankshaft 41. The intake cam angle sensor 99 and the exhaust cam angle sensor 101 supply detection signals S99 and S101 corresponding to the detected cam angles to the ECU 9, respectively.

ＷＧ開度センサ１０３は、検出したＷＧバルブ８１の開度に対応する検出信号Ｓ１０３をＥＣＵ９に供給する。ＥＧＲ開度センサ１０５は、検出したＥＧＲバルブ８７の開度に対応する検出信号Ｓ１０５をＥＣＵ９に供給する。フロントＯ２センサ１０７及びリアＯ２センサ１０９は、それぞれ検出した排気中の酸素濃度に対応する検出信号Ｓ１０７，Ｓ１０９をＥＣＵ９に供給する。車速センサ１１１は、検出した車速に対応する検出信号をＥＣＵ９に供給する。アクセルセンサ１１３は、検出したアクセル開度に対応する検出信号をＥＣＵ９に供給する。シフトポジションセンサ１１５は、検出したギア段の位置に対応する検出信号をＥＣＵ９に供給する。 The WG opening sensor 103 supplies a detection signal S103 corresponding to the detected opening of the WG valve 81 to the ECU 9. The EGR opening degree sensor 105 supplies a detection signal S105 corresponding to the detected opening degree of the EGR valve 87 to the ECU 9. The front O 2 sensor 107 and the rear O 2 sensor 109 supply detection signals S107 and S109 corresponding to the detected oxygen concentration in the exhaust gas to the ECU 9, respectively. The vehicle speed sensor 111 supplies a detection signal corresponding to the detected vehicle speed to the ECU 9. The accelerator sensor 113 supplies a detection signal corresponding to the detected accelerator opening to the ECU 9. The shift position sensor 115 supplies a detection signal corresponding to the detected gear position to the ECU 9.

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵ上で実行される各種のプログラム（ＯＳ（Operating System）などの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）や各種のデータを格納するためのＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の如き内部メモリとを備えるコンピュータにより構成される。ＥＣＵ９は、上述した各種センサから供給された検出信号に基づいて、種々の制御や処理を行う。   The ECU 9 includes a CPU (Central Processing Unit), various programs executed on the CPU (including basic control programs such as an OS (Operating System), and application programs that are activated on the OS to realize specific functions) and various types of programs. And a computer having an internal memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory) for storing the data. The ECU 9 performs various controls and processes based on the detection signals supplied from the various sensors described above.

図２に、ＥＣＵ９の機能ブロック図を示す。   FIG. 2 shows a functional block diagram of the ECU 9.

ＥＣＵ９は、機能的には、流速調節バルブ７３の開閉動作により通路分割部７１の下流側の排気通路７における排気の流速を制御する流速制御部１１７と、エンジン本体５で発生させる出力トルクの大きさを制御するトルク制御部１１９と、上流側触媒コンバータ７５内及び下流側触媒コンバータ７７内の触媒７５ａ，７７ａを昇温させる昇温処理を実行する昇温制御部１２１とを有する。なお、ＥＣＵ９は、制御装置の一例である。   Functionally, the ECU 9 has a flow rate control unit 117 that controls the flow rate of the exhaust gas in the exhaust passage 7 on the downstream side of the passage dividing unit 71 by the opening and closing operation of the flow rate adjustment valve 73, and the magnitude of the output torque generated by the engine body 5. A torque control unit 119 that controls the temperature, and a temperature increase control unit 121 that executes a temperature increase process for increasing the temperature of the catalysts 75a and 77a in the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77. The ECU 9 is an example of a control device.

〈排気の流速制御〉
流速制御部１１７は、エンジン本体５の運転状態に応じて流速調節バルブ７３を開状態又は閉状態に切り換える。この流速調節バルブ７３の開閉切り換え動作について、以下に、図３を参照しながら説明する。図３は、流速調節バルブ７３の閉運転領域及び開運転領域を示す図である。 <Exhaust flow rate control>
The flow rate control unit 117 switches the flow rate adjustment valve 73 to an open state or a closed state according to the operating state of the engine body 5. The opening / closing switching operation of the flow rate adjusting valve 73 will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a closed operation region and an open operation region of the flow rate adjustment valve 73.

本実施形態では、図３に示すように、エンジン本体５の回転数が所定回転数Ｎ１（例えば２０００ｒｐｍ）よりも大きい運転領域である開運転領域では、流速調節バルブ７３を開状態にし、所定回転数Ｎ１以下の運転領域である閉運転領域では、流速調節バルブ７３を閉状態にする。エンジン本体５の回転数は、クランク角センサ９７により検出されたクランクシャフト４１の回転角度に基づいて算出される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the open operation region where the engine body 5 has a rotational speed greater than a predetermined rotational speed N1 (for example, 2000 rpm), the flow rate adjusting valve 73 is opened to perform the predetermined rotational speed. In the closed operation region that is an operation region of several N1 or less, the flow rate adjustment valve 73 is closed. The rotational speed of the engine body 5 is calculated based on the rotational angle of the crankshaft 41 detected by the crank angle sensor 97.

すなわち、流速調節バルブ７３の基本制御としては、排気の流量が少ない閉運転領域（Ｎ１以下の低回転領域）では、高速用通路６９のみからタービン６１に排気を供給することにより、高速用通路６９での排気の流速を速くしてターボ過給機１３による所要の過給効果を確保し、排気の流量が多い開運転領域（Ｎ１よりも大きな高回転領域）では、低速用通路６７及び高速用通路６９の両方からタービン６１に排気を供給することにより、排圧の上昇によるエンジン本体５の出力低下を防止するようになっている。   That is, as basic control of the flow rate adjusting valve 73, in the closed operation region where the flow rate of exhaust gas is small (the low rotation region of N1 or less), the exhaust gas is supplied to the turbine 61 only from the high-speed passage 69, thereby the high-speed passage 69. In the open operation region where the exhaust gas flow rate is high (high rotation region larger than N1), the low-speed passage 67 and the high-speed engine are used. By supplying exhaust to the turbine 61 from both of the passages 69, the output of the engine main body 5 is prevented from being reduced due to an increase in exhaust pressure.

〈エンジンの出力トルク制御〉
トルク制御部１１９は、エンジン１に要求される出力トルクの大きさを基準として、スロットルバルブ１９やＷＧバルブ８１の開度を制御する、いわゆるトルクベース制御を実行する。トルクベース制御では、エンジン１の運転状態に基づいてエンジン５に要求される出力トルクの目標値（以下「目標トルク」と称する）を演算し、この目標トルクが得られるようにエンジン１を制御する。 <Engine output torque control>
The torque control unit 119 performs so-called torque base control for controlling the opening degree of the throttle valve 19 and the WG valve 81 with reference to the magnitude of the output torque required for the engine 1. In the torque-based control, a target value of output torque required for the engine 5 (hereinafter referred to as “target torque”) is calculated based on the operating state of the engine 1, and the engine 1 is controlled so as to obtain this target torque. .

このトルク制御部１１９によるトルクベース制御について、以下に、図４を参照しながら説明する。図４は、トルクベース制御のフローチャート図である。   The torque base control by the torque control unit 119 will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of torque base control.

トルクベース制御では、図４に示すように、まず、ステップＳＴ００１において、トルク制御部１１９がエンジン１の運転状態を検知する。具体的には、エアフローセンサ８９により検出される吸気流量や、クランク角センサ９７の検出値に基づいて算出されるエンジン本体５の回転数、車速センサ１１１により検出される車速、アクセルセンサ１１３により検出されるアクセル開度、シフトポジションセンサ１１５により検出されるギア段の位置などをエンジン１の運転状態として取得する。   In the torque base control, as shown in FIG. 4, first, in step ST001, the torque control unit 119 detects the operating state of the engine 1. Specifically, the intake air flow rate detected by the air flow sensor 89, the rotation speed of the engine body 5 calculated based on the detection value of the crank angle sensor 97, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 111, and the acceleration sensor 113 are detected. The accelerator opening, the gear position detected by the shift position sensor 115, and the like are acquired as the operating state of the engine 1.

次に行われるステップＳＴ００２では、トルク制御部１１９が、検知された運転状態（アクセル開度、ギア段、車速）に基づき、アクセルペダルの踏込み量に応じた加速度の目標値（以下「目標加速度」と称する）を設定する。この目標加速度は、ＥＣＵ９の内部メモリに予め記憶しておいた、アクセル開度及び車速とそれらに応じた加速度とが変速段毎に関連付けて規定された加速度マップから取得される。   In the next step ST002, the torque control unit 119 determines the acceleration target value (hereinafter referred to as “target acceleration”) according to the amount of depression of the accelerator pedal based on the detected driving state (accelerator opening degree, gear stage, vehicle speed). Set). The target acceleration is acquired from an acceleration map that is stored in advance in the internal memory of the ECU 9 and that is defined in association with the accelerator opening and the vehicle speed and the acceleration corresponding thereto for each gear position.

続くステップＳＴ００３では、トルク制御部１１９が、設定された目標加速度を達成するために必要となる目標トルクを設定する。この目標トルクは、車速センサ１１１により検出される現在の車速などに基づいて設定される。   In subsequent step ST003, the torque control unit 119 sets a target torque necessary to achieve the set target acceleration. This target torque is set based on the current vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 111 and the like.

次いで行われるステップＳＴ００４では、トルク制御部１１９が、設定された目標トルクを実現するのに必要となるエンジン本体５の気筒２９内への空気の充填効率の目標値（以下「目標充填効率」と称する）を算出する。この目標充填効率の算出方法について特に限定されないが、例えば、目標トルク及びエンジン本体５の回転数と、図示平均有効圧力の目標値（以下「目標図示平均有効圧力」と称する）とに基づいて算出される。目標図示平均有効圧力は、目標トルクと、トルク損失となる機械抵抗及びポンプ損失（ポンピングロス）とに基づいて算出される。   Next, in step ST004 to be performed, the torque control unit 119 sets a target value (hereinafter referred to as “target charging efficiency”) of the charging efficiency of air into the cylinder 29 of the engine body 5 necessary for realizing the set target torque. Calculated). The calculation method of the target charging efficiency is not particularly limited. For example, the target charging efficiency is calculated based on the target torque, the number of revolutions of the engine body 5 and the target value of the indicated mean effective pressure (hereinafter referred to as “target indicated mean effective pressure”). Is done. The target indicated mean effective pressure is calculated based on the target torque, the mechanical resistance and the pump loss (pumping loss) that become torque loss.

このステップＳＴ００４の後には、ステップＳＴ００５〜ＳＴ００８とステップＳＴ００９〜ＳＴ０１１とが並行して行われる。   After step ST004, steps ST005 to ST008 and steps ST009 to ST011 are performed in parallel.

ステップＳＴ００５では、トルク制御部１１９が、算出された目標充填効率を実現するために必要となる吸気マニホールド２３内の空気量の目標値（以下「目標インマニ空気量」と称する）を算出する。この目標インマニ空気量の算出方法については特に限定されないが、例えば、圧力センサ９５により検出されるインマニ温と、インマニ圧の目標値（以下「目標インマニ圧」と称する）と、吸気バルブ４７の開閉時期とに基づいて算出される。目標インマニ圧は、ＥＣＵ９の内部メモリに予め記憶しておいた、目標インマニ空気量及びインマニ温とそれらに応じた目標インマニ圧との関係を規定した吸気特性マップに基づいて設定される。吸気バルブ４７の開閉時期は、同じくＥＣＵ９の内部メモリに予め記憶しておいた、エンジン本体５の回転数及びエンジン負荷とそれらに応じた吸気バルブ４７の開閉時期とが関連付けて規定されたＶＶＴマップに基づいて設定される。   In step ST005, the torque control unit 119 calculates a target value (hereinafter referred to as “target intake manifold air amount”) of the air amount in the intake manifold 23 that is necessary for realizing the calculated target charging efficiency. The calculation method of the target intake manifold air amount is not particularly limited. For example, the intake manifold temperature detected by the pressure sensor 95, the target value of the intake manifold pressure (hereinafter referred to as “target intake manifold pressure”), and the opening / closing of the intake valve 47 It is calculated based on the time. The target intake manifold pressure is set based on an intake characteristic map preliminarily stored in the internal memory of the ECU 9 and defining the relationship between the target intake manifold air amount and intake manifold temperature and the target intake manifold pressure corresponding to them. The opening / closing timing of the intake valve 47 is also stored in advance in the internal memory of the ECU 9 and is a VVT map defined by associating the rotational speed of the engine body 5 and the engine load with the opening / closing timing of the intake valve 47 corresponding thereto. Is set based on

ステップＳＴ００６では、トルク制御部１１９が、目標インマニ空気量を実現するのに必要となるスロットルバルブ１９を通過する吸気流量の目標値（以下「目標スロットル通過流量」と称する）を算出する。この目標スロットル通過流量の算出方法については特に限定されないが、例えば、これまでのステップＳＴ００４，ＳＴ００５で算出した目標空気充填量及び目標インマニ空気量と、現在の吸気マニホールド２３内の空気量（以下「実インマニ空気量」と称する）とに基づいて算出される。実インマニ空気量は、圧力センサ９５により検出されるインマニ圧及びインマニ温に基づいて算出される。なお、この実インマニ空気量は、吸気マニホールド２３に流入する空気量と吸気マニホールド２３からエンジン本体５の気筒２９内へ流出する空気量との収支を計算する公知の方法により算出してもよい。   In step ST006, the torque control unit 119 calculates a target value (hereinafter referred to as “target throttle passage flow rate”) of the intake flow rate that passes through the throttle valve 19 necessary to realize the target intake manifold air amount. The calculation method of the target throttle passage flow rate is not particularly limited. For example, the target air filling amount and the target intake manifold air amount calculated in steps ST004 and ST005 so far, and the current air amount in the intake manifold 23 (hereinafter, “ It is calculated on the basis of “the actual intake manifold air amount”). The actual intake manifold air amount is calculated based on the intake manifold pressure and the intake manifold temperature detected by the pressure sensor 95. The actual intake manifold air amount may be calculated by a known method for calculating the balance between the amount of air flowing into the intake manifold 23 and the amount of air flowing out of the intake manifold 23 into the cylinder 29 of the engine body 5.

続くステップＳＴ００７では、トルク制御部１１９が、算出された目標スロットル通過流量を実現するために必要となるスロットルバルブ１９の開度の目標値（以下「目標スロットル開度」と称する）を算出する。この目標スロットル開度は、目標スロットル通過流量と、圧力センサ９１により検出されたスロットルバルブ１９下流側の圧力と、圧力センサ９５により検出されたスロットルバルブ１９上流側の圧力とに基づいて算出される。   In the subsequent step ST007, the torque control unit 119 calculates a target value (hereinafter referred to as “target throttle opening”) of the opening degree of the throttle valve 19 necessary for realizing the calculated target throttle passage flow rate. This target throttle opening is calculated based on the target throttle passage flow rate, the pressure downstream of the throttle valve 19 detected by the pressure sensor 91, and the pressure upstream of the throttle valve 19 detected by the pressure sensor 95. .

そして、ステップＳＴ００８では、トルク制御部１１９が、スロットル開度センサ９３により検出されるスロットルバルブ１９の開度がステップＳＴ００７で算出した目標スロットル開度となるようにスロットルバルブ１９を駆動しその開度を調節すると共に、目標トルクに応じた点火時期となるように点火プラグ５９を制御し、目標トルクに応じた目標充填効率を実現するように吸気バルブ４７の開閉時期を制御し、目標充填効率に基づいて理論空燃比から定まる燃料噴射量が噴射されるようにインジェクタ５８を制御する。   In step ST008, the torque control unit 119 drives the throttle valve 19 so that the opening degree of the throttle valve 19 detected by the throttle opening degree sensor 93 becomes the target throttle opening degree calculated in step ST007. The ignition plug 59 is controlled so that the ignition timing according to the target torque is reached, and the opening / closing timing of the intake valve 47 is controlled so as to achieve the target charging efficiency according to the target torque. Based on this, the injector 58 is controlled so that the fuel injection amount determined from the stoichiometric air-fuel ratio is injected.

また、ステップＳＴ００９では、トルク制御部１１９が、目標充填効率を実現するために必要となる、スロットルバルブ１９よりも上流側の圧力、つまり過給圧の目標値（以下「目標過給圧」と称する）を取得する。この目標過給圧は、ＥＣＵ９の内部メモリに予め記憶しておいた、エンジン本体５の回転数及び目標充填効率とそれらに応じた吸気バルブ４７の開閉時期とが関連付けて規定された過給圧マップに基づいて求められる。   In step ST009, the torque control unit 119 is required to realize the target charging efficiency, the pressure upstream of the throttle valve 19, that is, the target value of the supercharging pressure (hereinafter referred to as “target supercharging pressure”). Obtain). This target supercharging pressure is preliminarily stored in the internal memory of the ECU 9, and is defined in association with the rotational speed and target charging efficiency of the engine body 5 and the opening / closing timing of the intake valve 47 corresponding thereto. Required based on map.

続くステップＳＴ０１０では、トルク制御部１１９が、算出された目標過給圧を実現するのに必要となるＷＧバルブ８１の開度の目標値（以下「目標ＷＧ開度」と称する）を算出する。この目標ＷＧ開度は、現在の過給圧（以下「実過給圧」と称する）と目標過給圧とに基づいて算出される。実過給圧は、圧力センサ９１により検出される過給圧である。   In the subsequent step ST010, the torque control unit 119 calculates a target value (hereinafter referred to as “target WG opening”) of the opening of the WG valve 81 necessary to realize the calculated target boost pressure. This target WG opening is calculated based on the current supercharging pressure (hereinafter referred to as “actual supercharging pressure”) and the target supercharging pressure. The actual supercharging pressure is a supercharging pressure detected by the pressure sensor 91.

そして、ステップＳＴ０１１では、トルク制御部１１９が、ＷＧ開度センサ１０３により検出されるＷＧバルブの開度がステップＳＴ０１０で算出された目標ＷＧ開度となるようにＷＧバルブ８１を駆動しその開度を調節する。こうして、上述したステップＳＴ００８及びステップＳＴ０１１を終えると、リターンする。   In step ST011, the torque control unit 119 drives the WG valve 81 so that the opening degree of the WG valve detected by the WG opening degree sensor 103 becomes the target WG opening degree calculated in step ST010. Adjust. In this way, when step ST008 and step ST011 described above are completed, the process returns.

〈触媒の昇温処理〉
昇温制御部１２１は、触媒７５ａ，７７ａの昇温の要否を所定の昇温条件が成立したか否かによって判定し、触媒７５ａ，７７ａの昇温が必要であると判定したときに、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を実行する。本実施形態における所定の昇温条件は、エンジン１に要求される出力トルク（以下「要求出力トルク」と称する）が所定の大きさ未満であり、且つ排気流量が所定量以上であるという条件である。昇温制御部１２１は、このような昇温条件に基づき、過給圧の要求が無いときに必要に応じて触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を実行する。 <Catalyst temperature rise treatment>
The temperature increase control unit 121 determines whether or not it is necessary to increase the temperature of the catalysts 75a and 77a based on whether or not a predetermined temperature increase condition is satisfied, and when it is determined that the temperature increase of the catalysts 75a and 77a is necessary, The temperature raising process for the catalysts 75a and 77a is executed. The predetermined temperature increase condition in the present embodiment is a condition that the output torque required for the engine 1 (hereinafter referred to as “required output torque”) is less than a predetermined magnitude and the exhaust gas flow rate is not less than a predetermined amount. is there. Based on such a temperature increase condition, the temperature increase control unit 121 executes a temperature increase process for the catalysts 75a and 77a as necessary when there is no request for a supercharging pressure.

この触媒７５ａ，７７ａの昇温処理について、以下に、図５を参照しながら詳しく説明する。図５は、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理に関する制御のフローチャート図である。   The temperature increasing process for the catalysts 75a and 77a will be described in detail below with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of control relating to the temperature raising process of the catalysts 75a and 77a.

まず、ステップＳＴ１０１において、昇温制御部１２１は、要求出力トルクが所定の大きさ未満であるか否かを判定する。要求出力トルクが所定の大きさ未満であるか否かは、エンジン１の運転状態と車速とに基づいて判定される。具体的には、エンジン１の運転状態がアイドル運転状態であり、且つ車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）、つまり停車している場合には、要求出力トルクが所定の大きさ未満であると判定する。それ以外の場合、つまりエンジン１がアイドル運転状態でないか、又は車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）でない場合には、要求出力トルクが所定の大きさ以上であると判定する。   First, in step ST101, the temperature increase control unit 121 determines whether or not the required output torque is less than a predetermined magnitude. Whether or not the required output torque is less than a predetermined magnitude is determined based on the operating state of the engine 1 and the vehicle speed. Specifically, when the operation state of the engine 1 is an idle operation state and the vehicle speed is zero (0 km / h), that is, when the vehicle is stopped, it is determined that the required output torque is less than a predetermined magnitude. . In other cases, that is, when the engine 1 is not in the idling state or the vehicle speed is not zero (0 km / h), it is determined that the required output torque is greater than or equal to a predetermined magnitude.

ここで言う「アイドル運転状態」とは、アクセルセンサ１１３により検出されるアクセル開度がゼロ、つまりアクセルペダルの踏込みがなく、且つエンジン本体５の回転数が所定のアイドル回転数以下となっている状態である。よって、エンジン１の運転状態については、アクセル開度とエンジン本体５の回転数に基づいて判定される。また、車速については、車速センサ１１１により検出される車速に基づいて判定される。   The “idle operation state” here means that the accelerator opening detected by the accelerator sensor 113 is zero, that is, the accelerator pedal is not depressed, and the rotational speed of the engine body 5 is equal to or lower than a predetermined idle rotational speed. State. Therefore, the operating state of the engine 1 is determined based on the accelerator opening and the rotational speed of the engine body 5. The vehicle speed is determined based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 111.

このステップＳＴ１０１において、エンジン１がアイドル運転状態でないか、又は車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）でないと判定された場合には、要求出力トルクに応じた過給圧の要求があるかも知れない。この場合には、ステップＳＴ１０２に進む。また、エンジン１がアイドル運転状態であり且つ車速がゼロ（０ｋｍ／ｈ）であると判定された場合には、要求出力トルクが無いため、過給圧の要求も無い。この場合には、ステップＳＴ１０５に進む。   In step ST101, when it is determined that the engine 1 is not in the idling operation state or the vehicle speed is not zero (0 km / h), there may be a request for the supercharging pressure corresponding to the required output torque. In this case, the process proceeds to step ST102. Further, when it is determined that the engine 1 is in the idling operation state and the vehicle speed is zero (0 km / h), there is no required output torque, and therefore no supercharging pressure is required. In this case, the process proceeds to step ST105.

ステップＳＴ１０２では、ＥＣＵ９は、エンジン１が減速運転中であるか否かを判定する。具体的には、アクセルセンサ１１３により検出されるアクセル開度がゼロである場合には、エンジン１は減速運転中であると判定し、そのアクセル開度がゼロでない場合には、エンジン１は減速運転中でないと判定する。このとき、エンジン１が減速運転中でない場合には、ステップＳＴ１０３に進む。他方、エンジン１が減速運転中である場合には、ステップＳＴ１０４に進む。   In step ST102, the ECU 9 determines whether or not the engine 1 is being decelerated. Specifically, when the accelerator opening detected by the accelerator sensor 113 is zero, it is determined that the engine 1 is decelerating, and when the accelerator opening is not zero, the engine 1 decelerates. Judge that it is not driving. At this time, when the engine 1 is not decelerating, the process proceeds to step ST103. On the other hand, when the engine 1 is decelerating, the process proceeds to step ST104.

ステップＳＴ１０３では、トルク制御部１１９が、エンジン１の運転状態に応じて要求される目標トルクを実現するように、上述したトルクベース制御に従ってＷＧバルブ８１の開度を目標ＷＧ開度とするように制御する。しかる後、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理は必要ないとして昇温制御部１２１による制御を終了する。   In step ST103, the torque control unit 119 sets the opening of the WG valve 81 to the target WG opening according to the torque base control described above so as to realize the target torque required according to the operating state of the engine 1. Control. Thereafter, the temperature increase control unit 121 terminates the control because the temperature increase process for the catalysts 75a and 77a is not necessary.

ステップＳＴ１０４では、ＥＣＵ９が、ＷＧバルブ８１の開度を０％、つまり全閉状態とし、且つ流速調節バルブ７３も閉状態とする。こうすることで、減速運転状態においては、排気通路７の流路抵抗が高められて排圧が上昇し、それによりエンジン本体５の回転が妨げられてブレーキ作用をもたらす、いわゆる排気ブレーキによる制動効果を得ることができ、スムーズな減速が可能となる。しかる後、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理は必要ないとして昇温制御部１２１による制御を終了する。   In step ST104, the ECU 9 sets the opening degree of the WG valve 81 to 0%, that is, the fully closed state, and the flow rate adjusting valve 73 is also closed. In this way, in the deceleration operation state, the flow resistance of the exhaust passage 7 is increased and the exhaust pressure rises, thereby preventing the rotation of the engine body 5 and providing a braking action, so-called exhaust braking braking effect. Thus, smooth deceleration is possible. Thereafter, the temperature increase control unit 121 terminates the control because the temperature increase process for the catalysts 75a and 77a is not necessary.

ステップＳＴ１０５は、排気流量に基づいて触媒７５ａ，７７ａの昇温の要否を判定するステップである。具体的には、このステップＳＴ１０５において、昇温制御部１２１は、排気流量が所定量以上、例えば１５ｇ／ｓ以上であるか否かを判定する。エンジン１の温度が低いときには、触媒７５ａ，７７ａの温度も低いため、触媒７５ａ，７７ａを昇温させる必要がある。ここで、エンジンの温度が低いと吸気密度が高いため、エンジン本体５の気筒２９内には比較的多量の空気が流入し、排気流量は多くなる。そのことから、排気流量が所定量以上であるときには触媒７５ａ，７７ａの温度が低く、触媒７５ａ，７７ａの昇温が必要であると判定している。排気流量は、エンジン本体５の気筒２９内への現在の空気の充填効率（以下「実充填効率」と称する）と、インジェクタ５８による燃料噴射量と、ＥＧＲ通路８３を流通する排気の流量（以下「外部ＥＧＲ量」と称する）とに基づいて算出される。   Step ST105 is a step of determining whether or not it is necessary to raise the temperature of the catalysts 75a and 77a based on the exhaust gas flow rate. Specifically, in step ST105, the temperature increase control unit 121 determines whether or not the exhaust gas flow rate is a predetermined amount or more, for example, 15 g / s or more. When the temperature of the engine 1 is low, the temperatures of the catalysts 75a and 77a are also low, so that it is necessary to raise the temperature of the catalysts 75a and 77a. Here, since the intake density is high when the engine temperature is low, a relatively large amount of air flows into the cylinder 29 of the engine body 5 and the exhaust flow rate increases. Therefore, when the exhaust gas flow rate is equal to or higher than a predetermined amount, it is determined that the temperature of the catalysts 75a and 77a is low and the catalyst 75a and 77a needs to be heated. The exhaust flow rate includes the current air charging efficiency (hereinafter referred to as “actual charging efficiency”) into the cylinder 29 of the engine body 5, the fuel injection amount by the injector 58, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage 83 (hereinafter referred to as “flow rate”). (Referred to as “external EGR amount”).

実充填効率は、エアフローセンサ８９により検出される吸気流量及び吸気温度に基づいて算出される。インジェクタ５８による燃料噴射量は、上述のトルクベース制御によって設定された目標噴射量に基づいて推定される。外部ＥＧＲ量は、ＥＧＲ開度センサ１０５により検出されるＥＧＲバルブ８７の開度と、ＥＧＲバルブ８７の上流側及び下流側の圧力とに基づいて算出される。ＥＧＲバルブ８７の上流側の圧力は、吸気流量やエンジン本体５の回転数などに基づいて算出される。ＥＧＲバルブ８７の下流側の圧力は、圧力センサ９５により検出されるインマニ圧に基づいて算出される。   The actual charging efficiency is calculated based on the intake air flow rate and the intake air temperature detected by the air flow sensor 89. The fuel injection amount by the injector 58 is estimated based on the target injection amount set by the torque base control described above. The external EGR amount is calculated based on the opening degree of the EGR valve 87 detected by the EGR opening degree sensor 105 and the pressures on the upstream side and the downstream side of the EGR valve 87. The pressure on the upstream side of the EGR valve 87 is calculated based on the intake air flow rate, the rotational speed of the engine body 5, and the like. The pressure on the downstream side of the EGR valve 87 is calculated based on the intake manifold pressure detected by the pressure sensor 95.

なお、吸気行程中にも排気バルブ４９を開くように排気ＶＶＴ５７によって排気バルブ４９の開閉時期を調整することにより、排気行程で一旦排気ポート４５に排出された排気を吸気行程中に燃焼室３５に逆流させ既燃ガスを燃焼室３５に残留させる、いわゆる内部ＥＧＲを行う場合には、上記排気流量は、当該内部ＥＧＲによる排気の逆流量、つまり気筒２９内における既燃ガスの残留量を加味して算出される。   By adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve 49 with the exhaust VVT 57 so that the exhaust valve 49 is opened even during the intake stroke, the exhaust once discharged to the exhaust port 45 during the exhaust stroke is transferred to the combustion chamber 35 during the intake stroke. When so-called internal EGR is performed in which the burned gas is made to flow backward and remain in the combustion chamber 35, the exhaust flow rate takes into account the reverse flow rate of the exhaust gas by the internal EGR, that is, the remaining amount of burned gas in the cylinder 29. Is calculated.

このステップＳＴ１０５において、排気流量が所定量（１５ｇ／ｓ）未満である場合には、触媒７５ａ，７７ａが活性状態であることが推定される。この場合には、ステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０４では、上述した通り、ＷＧバルブ８１の開度を０％、つまり全閉状態とし、且つ流速調節バルブ７３も閉状態とする。これは、車速ゼロのアイドル運転状態から加速運転状態に移行した場合に、所要の過給圧を速やかに得てスムーズな加速を実現するためである。他方、排気流量が所定量（１５ｇ／ｓ）以上である場合には、触媒７５ａ，７７ａが未活性状態であると推定される。この場合には、ステップＳＴ１０６に進む。   In this step ST105, when the exhaust gas flow rate is less than a predetermined amount (15 g / s), it is estimated that the catalysts 75a and 77a are in an active state. In this case, the process proceeds to step ST104. In step ST104, as described above, the opening degree of the WG valve 81 is 0%, that is, the fully closed state, and the flow rate adjusting valve 73 is also closed. This is because when the vehicle is shifted from the idling operation state at zero vehicle speed to the acceleration operation state, the required supercharging pressure is quickly obtained and smooth acceleration is realized. On the other hand, when the exhaust gas flow rate is equal to or higher than the predetermined amount (15 g / s), it is estimated that the catalysts 75a and 77a are in an inactive state. In this case, the process proceeds to step ST106.

ステップＳＴ１０６において、昇温制御部１２１は、ＷＧバルブ８１の開度を１００％、つまり全開状態とし、且つ流速調節バルブ７３も開状態とすることにより、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を実行する。流速調節バルブ７３を開状態とすると、排気通路７における流路抵抗が低くなり、流速調節バルブ７３よりも上流側で排圧の上昇が生じない。これにより、エンジン本体５から排気通路７への排気の排出を促進させることができる。また、ＷＧバルブ８１を全開状態とすると、エンジン本体５から排気通路７に排出された排気がタービン６１を経由せずに上流側触媒コンバータ７５及び下流側触媒コンバータ７７に流入する。これにより、排気熱がタービン６１に奪われるのを回避して上流側触媒コンバータ７５に至るまでの排気熱の損失を少なくし、排気通路７における上流側触媒コンバータ７５の上流側で排気温度が低下するのを抑制できる。   In step ST <b> 106, the temperature increase control unit 121 executes the temperature increase process for the catalysts 75 a and 77 a by setting the opening degree of the WG valve 81 to 100%, that is, opening the flow rate adjusting valve 73. . When the flow rate adjustment valve 73 is in the open state, the flow resistance in the exhaust passage 7 becomes low, and the exhaust pressure does not increase upstream of the flow rate adjustment valve 73. Thereby, exhaust of the exhaust from the engine body 5 to the exhaust passage 7 can be promoted. When the WG valve 81 is fully opened, the exhaust discharged from the engine body 5 to the exhaust passage 7 flows into the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77 without passing through the turbine 61. Thus, exhaust heat is prevented from being lost to the turbine 61 and the loss of exhaust heat until reaching the upstream catalytic converter 75 is reduced, and the exhaust temperature is lowered on the upstream side of the upstream catalytic converter 75 in the exhaust passage 7. Can be suppressed.

したがって、このような触媒７５ａ，７７ａの昇温処理によれば、上流側触媒コンバータ７５内及び下流側触媒コンバータ７７内の触媒７５ａ，７７ａになるべく多量の排気熱を与えることができ、触媒７５ａ，７７ａの温度を活性温度にまで速やかに上昇させることができる。また、本実施形態では、触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を、過給圧の要求が無いときに実行するので、当該昇温処理の実行に伴う過給圧の損失により運転性が損なわれるのを防止できる。   Therefore, according to the temperature raising process of the catalysts 75a and 77a, as much exhaust heat as possible can be applied to the catalysts 75a and 77a in the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77, and the catalyst 75a, The temperature of 77a can be quickly raised to the activation temperature. Further, in this embodiment, the temperature raising process of the catalysts 75a and 77a is executed when there is no request for the supercharging pressure. Therefore, the drivability is impaired due to the loss of the supercharging pressure accompanying the execution of the temperature raising process. Can be prevented.

また、昇温制御部１２１は、上述した昇温処理の実行時に、排気行程の途中で吸気ポート４３を開くように、吸気ＶＶＴ５５によって吸気バルブ４７の開閉時期を調整するか、排気ＶＶＴ５７によって排気バルブ４９の開閉時期を調整するか、又はこれら両バルブ４７，４９の開閉時期を調整し、吸気ポート４３の開期間と排気ポート４５の開期間とをオーバーラップさせ、それによってエンジン本体５の気筒２９内に残る既燃ガスを掃気する。   Further, the temperature increase control unit 121 adjusts the opening / closing timing of the intake valve 47 with the intake VVT 55 so that the intake port 43 is opened during the exhaust stroke or performs the exhaust valve with the exhaust VVT 57 during the above-described temperature increase process. 49, or the opening and closing timings of these valves 47 and 49 are adjusted so that the opening period of the intake port 43 overlaps the opening period of the exhaust port 45, whereby the cylinder 29 of the engine body 5 is overlapped. The burnt gas remaining inside is scavenged.

このように触媒７５ａ，７７ａの昇温処理時、つまり流速調節バルブ７３で通路分割部７１での流路面積を大きくしているときに掃気を行うと、通路分割部７１よりも上流側での排圧の上昇を抑えて掃気量を増大させ、排気流量を増大させることができる。さらに、掃気作用によりエンジン本体５の気筒２９内への新気の充填効率が高められるので、掃気を行った後のエンジン本体５から排出される排気流量も増大させることができる。それらによって、上流側触媒コンバータ７５内及び下流側触媒コンバータ７７内の触媒７５ａ，７７ａに与える熱量を増やすことができ、その結果、当該触媒７５ａ，７７ａの昇温をよりいっそう促進させることができる。   In this way, when scavenging is performed during the temperature raising process of the catalysts 75a and 77a, that is, when the flow passage area of the passage dividing portion 71 is increased by the flow rate adjusting valve 73, the upstream side of the passage dividing portion 71 is performed. The scavenging amount can be increased by suppressing the increase in exhaust pressure, and the exhaust flow rate can be increased. Further, since the efficiency of charging fresh air into the cylinder 29 of the engine body 5 is enhanced by the scavenging action, the exhaust flow rate discharged from the engine body 5 after scavenging can also be increased. As a result, the amount of heat given to the catalysts 75a and 77a in the upstream catalytic converter 75 and the downstream catalytic converter 77 can be increased, and as a result, the temperature increase of the catalysts 75a and 77a can be further promoted.

このような触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を終えると、昇温制御部１２１による制御を終了する。上記の昇温制御部１２１による触媒７５ａ，７７ａの昇温処理を含む制御は、上述したトルクベース制御と並行して連続的に又は所定期間をあけて定期的に繰り返し実行される。   When the temperature raising process for the catalysts 75a and 77a is completed, the control by the temperature raising control unit 121 is finished. The control including the temperature increase processing of the catalysts 75a and 77a by the temperature increase control unit 121 is executed repeatedly in parallel with the above-described torque base control or periodically with a predetermined period.

以上のように、本明細書で開示する技術の例示として上記実施形態を説明したが、本開示の技術範囲は、これに限定されない。本開示の技術は、上記実施形態の構成要素や処理プロセスに、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能であり、さらに色々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の技術範囲に属することは当業者に理解されるところである。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく本開示の技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。   As mentioned above, although the said embodiment was described as an illustration of the technique disclosed by this specification, the technical scope of this indication is not limited to this. The technology of the present disclosure can also be applied to embodiments in which the components and processing processes of the above-described embodiments are appropriately changed, replaced, added, omitted, and various modifications are possible. Those skilled in the art will understand that such modifications also belong to the technical scope of the present disclosure. In addition, among the components described in the attached drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the technology of the present disclosure. Elements can also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.

例えば、上記実施形態では、エンジン１の運転状態がアイドル運転状態であり且つ車速がゼロであるときに、要求出力トルクが所定の大きさ未満であると判定するとしたが、これに限らず、例えば、エンジン１がアイドル運転状態であってアクセルペダルを踏み込むことなく車両が動くクリープ現象により所定の速度以下の車速が出ているときにも、要求出力トルクが所定の大きさ未満であると判定するようにしてもよいし、その他の方法や手段によって要求出力トルクが過給圧の要求が無いか又は必要とされる過給圧が比較的小さな範囲にあることを判定するようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, when the operation state of the engine 1 is an idle operation state and the vehicle speed is zero, it is determined that the required output torque is less than a predetermined magnitude. The required output torque is determined to be less than the predetermined magnitude even when the engine 1 is in the idling operation state and the vehicle speed is less than the predetermined speed due to a creep phenomenon in which the vehicle moves without depressing the accelerator pedal. Alternatively, it may be determined by other methods and means that the required output torque is not required for the supercharging pressure or that the required supercharging pressure is in a relatively small range.

また、上記実施形態では、要求出力トルク及び排気流量に基づいて触媒７５ａ，７７ａの昇温の要否を判定するとしたが、これに限らず、上流側触媒コンバータ７５及び下流側触媒コンバータ７７のうち少なくとも一方の触媒コンバータに触媒の温度を検出する温度センサが設けられ、昇温制御部１２１は、その温度センサにより検出された触媒の温度が活性温度に達していないときに、触媒の昇温が必要であると判定し、昇温処理を実行するようになっていてもよい。   In the above embodiment, it is determined whether the temperature of the catalysts 75a and 77a needs to be raised based on the required output torque and the exhaust flow rate. However, the present invention is not limited to this, and the upstream catalyst converter 75 and the downstream catalyst converter 77 At least one of the catalytic converters is provided with a temperature sensor that detects the temperature of the catalyst, and the temperature increase control unit 121 increases the temperature of the catalyst when the temperature of the catalyst detected by the temperature sensor does not reach the activation temperature. It may be determined that it is necessary and the temperature raising process may be executed.

また、上記実施形態では、排気通路７を流通する排気の流速を調節する流速調節部としてオンオフタイプの流速調節バルブ７３を例に挙げて説明したが、これに限らず、流速調節部は、全閉状態と全開状態との間を連続的に又は多段階に変化させることが可能なバルブであってもよい。この場合には、上記実施形態と同様に通路分割部７１の低速用通路６７に当該バルブが設けられた構成であってもよいし、通路分割部７１に代えて単一の通路を有し、その通路に当該バルブが設けられた構成であってもよい。また、流速調整部は、バルブ以外にも排気通路７の管壁を絞ることにより当該排気通路７の流路面積を小さくするような機構であってもよい。要は、排気通路７におけるタービン６１の上流側で当該排気通路７の流路面積を変化させることにより、排気通路７を流通する排気の流速を調節するものであればよい。   In the above embodiment, the on / off type flow rate adjusting valve 73 is described as an example of the flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7, but the flow rate adjusting unit is not limited to this. The valve may be capable of changing continuously or in multiple stages between the closed state and the fully opened state. In this case, the configuration may be such that the valve is provided in the low speed passage 67 of the passage dividing portion 71 as in the above embodiment, or a single passage is provided instead of the passage dividing portion 71, A configuration in which the valve is provided in the passage may be employed. In addition to the valve, the flow rate adjusting unit may be a mechanism that reduces the flow passage area of the exhaust passage 7 by narrowing the tube wall of the exhaust passage 7. The point is that the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7 may be adjusted by changing the flow passage area of the exhaust passage 7 on the upstream side of the turbine 61 in the exhaust passage 7.

以上説明したように、本開示の技術は、ターボ過給機付きのエンジンの制御装置について有用であり、特に、排気浄化用の触媒を活性温度にまで早期に温度上昇させることが要望されるエンジンの制御装置に適している。   As described above, the technique of the present disclosure is useful for a control device for an engine with a turbocharger, and in particular, an engine that is required to quickly raise the temperature of an exhaust purification catalyst to an activation temperature. Suitable for control devices.

１…エンジン、３…吸気通路、５…エンジン本体、７…排気通路、９…ＥＣＵ、
１１…エアクリーナ、１３…ターボ過給機、１５…コンプレッサ、
１７…インタークーラ、１９…スロットルバルブ、２１…サージタンク、
２３…吸気マニホールド、２５…エアバイパス通路、２７…エアバイパスバルブ、
２９…気筒、３１…シリンダブロック、３３…シリンダヘッド、３５…燃焼室、
３７…ピストン、３９…コネクティングロッド、４１…クランクシャフト、
４３…吸気ポート、４５…排気ポート、４７…吸気バルブ、４９…排気バルブ、
５１…吸気カムシャフト、５３…排気カムシャフト、５５…吸気ＶＶＴ、
５７…排気ＶＶＴ、５８…インジェクタ、５９…点火プラグ、６０…流速調節機構、
６１…タービン、６３…排気浄化装置、６５…排気マニホールド、６７…低速用通路、
６９…高速用通路、７１…通路分割部、７３…流速調節バルブ（流速調節部）、
７５…上流側触媒コンバータ、７５ａ…触媒、７７…下流側触媒コンバータ、
７７ａ…触媒、７９…排気バイパス通路、８１…ＷＧバルブ、８３…ＥＧＲ通路、
８５…ＥＧＲクーラ、８７…ＥＧＲバルブ、８９…エアフローセンサ、
９１…圧力センサ、９３…スロットル開度センサ、９５…圧力センサ、
９７…クランク角センサ、９９…吸気カム角度センサ、１０１…排気カム角度センサ、
１０３…ＷＧ開度センサ、１０５…ＥＧＲ開度センサ、１０７…フロントＯ２センサ、
１０９…リアＯ２センサ、１１１…車速センサ、１１３…アクセルセンサ、
１１５…シフトポジションセンサ、１１７…流速制御部、１１９…トルク制御部、
１２１…昇温制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 3 ... Intake passage, 5 ... Engine main body, 7 ... Exhaust passage, 9 ... ECU,
11 ... Air cleaner, 13 ... Turbocharger, 15 ... Compressor,
17 ... Intercooler, 19 ... Throttle valve, 21 ... Surge tank,
23 ... Intake manifold, 25 ... Air bypass passage, 27 ... Air bypass valve,
29 ... Cylinder, 31 ... Cylinder block, 33 ... Cylinder head, 35 ... Combustion chamber,
37 ... piston, 39 ... connecting rod, 41 ... crankshaft,
43 ... Intake port, 45 ... Exhaust port, 47 ... Intake valve, 49 ... Exhaust valve,
51 ... Intake camshaft, 53 ... Exhaust camshaft, 55 ... Intake VVT,
57 ... Exhaust VVT, 58 ... Injector, 59 ... Spark plug, 60 ... Flow rate adjusting mechanism,
61 ... Turbine, 63 ... Exhaust gas purification device, 65 ... Exhaust manifold, 67 ... Low speed passage,
69 ... High-speed passage, 71 ... Passage division part, 73 ... Flow rate adjustment valve (flow rate adjustment part),
75 ... Upstream side catalytic converter, 75a ... Catalyst, 77 ... Downstream side catalytic converter,
77a ... catalyst, 79 ... exhaust bypass passage, 81 ... WG valve, 83 ... EGR passage,
85 ... EGR cooler, 87 ... EGR valve, 89 ... Air flow sensor,
91 ... Pressure sensor, 93 ... Throttle opening sensor, 95 ... Pressure sensor,
97 ... Crank angle sensor, 99 ... Intake cam angle sensor, 101 ... Exhaust cam angle sensor,
103 ... WG opening sensor, 105 ... EGR opening degree sensor, 107 ... front O 2 sensor,
109: Rear O 2 sensor, 111: Vehicle speed sensor, 113: Accelerator sensor,
115: Shift position sensor, 117: Flow rate control unit, 119: Torque control unit,
121 ... Temperature rise control unit

Claims (2)

エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられたタービンを有するターボ過給機と、
前記排気通路における前記タービンの下流側に設けられた触媒コンバータと、
前記排気通路に流通する排気を、前記タービンをバイパスして前記触媒コンバータの上流側に流すためのバイパス通路と、
前記バイパス通路に流通する排気の流量を調節するウェイストゲートバルブと、
前記排気通路における前記タービンの上流側で当該排気通路の流路面積を変化させることにより排気の流速を調節する流速調節部と、を備えたエンジンを制御する制御装置であって、
前記触媒コンバータ内の触媒が未活性のときに前記触媒を活性温度まで昇温させる昇温処理を実行する昇温制御部を備え、
前記昇温制御部は、
前記触媒の活性化の要否を所定の条件が成立したか否かによって判定し、
前記触媒の活性化が必要であると判定したときであって、前記エンジンの運転状態がアイドル運転状態でありかつ、車速がゼロであるときに、前記昇温処理を実行する前と比べて、前記排気通路の流路面積を大きくするように前記流速調節部を制御し、且つ前記バイパス通路に流通する排気の流量を多くするように前記ウェイストゲートバルブを制御し、前記エンジンの運転状態がアイドル運転状態でない、又は、車速がゼロでないときには、前記昇温処理の実行を制限する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 A turbocharger having a turbine provided in an exhaust passage through which exhaust discharged from the engine body circulates;
A catalytic converter provided downstream of the turbine in the exhaust passage;
A bypass passage for flowing the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the upstream side of the catalytic converter, bypassing the turbine;
A wastegate valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage;
A control device that controls an engine including a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of exhaust gas by changing a flow passage area of the exhaust passage on an upstream side of the turbine in the exhaust passage,
A temperature increase control unit for executing a temperature increase process for increasing the temperature of the catalyst to an activation temperature when the catalyst in the catalytic converter is inactive ;
The temperature rise control unit
The necessity of activation of the catalyst is determined by whether or not a predetermined condition is satisfied,
When it is determined that the activation of the catalyst is necessary, and when the operation state of the engine is an idle operation state and the vehicle speed is zero, compared to before performing the temperature increase process, The flow rate adjustment unit is controlled to increase the flow passage area of the exhaust passage, and the waste gate valve is controlled to increase the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage. An engine control device that restricts execution of the temperature raising process when the vehicle is not in an operating state or the vehicle speed is not zero . 請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記昇温制御部は、前記昇温処理の実行時に、前記エンジン本体の吸気ポートを開く期間と前記エンジン本体の排気ポートを開く期間とをオーバーラップさせることにより掃気を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1 ,
The temperature raising control unit performs scavenging by overlapping a period for opening an intake port of the engine body and a period for opening an exhaust port of the engine body during execution of the temperature raising process. Control device.
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