JP2007278066A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の運転状態に拘わりなく排気背圧を上昇させることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】電動モータ6cによって駆動可能なターボ過給機6を備えた内燃機関1に適用される制御装置において、ECU30は、内燃機関1の暖機が必要な場合など所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、ターボ過給機6のタービン6bよりも下流側の排気通路4の排気流量が減少するように、電動モータ6cで回生を行ったり、タービンロータを停止状態に保持したり、タービンロータが過給時と逆方向に回転するように電動モータ6cの動作を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】電動モータ6cによって駆動可能なターボ過給機6を備えた内燃機関1に適用される制御装置において、ECU30は、内燃機関1の暖機が必要な場合など所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、ターボ過給機6のタービン6bよりも下流側の排気通路4の排気流量が減少するように、電動モータ6cで回生を行ったり、タービンロータを停止状態に保持したり、タービンロータが過給時と逆方向に回転するように電動モータ6cの動作を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、電動モータにて駆動可能なターボ過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。
電動モータにて駆動可能なターボ過給機を備えた内燃機関であって、エンジンブレーキ時に電動モータでターボ過給機を駆動して吸気を過給し、圧縮行程初期の筒内圧力である圧縮始め圧力を上昇させることによりエンジンブレーキ力を向上させる内燃機関が知られている(特許文献1参照)。また、アイドリング時に排気絞り弁を閉じて内燃機関の暖機を促進させる暖機装置が知られている(特許文献2参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献3が存在する。
排気絞り弁などを閉じ、排気を絞って排気背圧を上昇させる場合、この排気背圧は内燃機関から排出される排気の量の影響を受ける。例えば、アイドリング時は内燃機関から排出される排気の量が少ないので、排気背圧が上昇し難い。電動モータで駆動可能なターボ過給機を備えた内燃機関では、電動モータでタービンロータの動作を制御することにより、排気の流れに変化を与えて排気背圧を調整できるが、従来の内燃機関には、電動モータで駆動可能なターボ過給機を用いた排気背圧の制御について何ら開示されていない。
そこで、本発明は、内燃機関の運転状態に拘わりなく排気背圧を上昇させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明の内燃機関の制御装置は、電動モータによって駆動可能なターボ過給機を備えた内燃機関に適用される制御装置において、所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御する動作制御手段を備えていることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。
本発明の制御装置によれば、所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、タービンよりも下流側の排気通路の排気流量(以下、下流側排気流量と略称することもある。)が減少するように電動モータを動作させるので、内燃機関から排出される排気の量が少ない場合でもタービンよりも上流側に残留する排気量を増加させて排気背圧を上昇させることができる。電動モータは内燃機関の運転状態に拘わりなく動作を制御できるので、内燃機関の運転状態に拘わりなく排気背圧を上昇させることができる。
本発明の制御装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記電動モータを発電機として機能させて前記内燃機関の排気エネルギを利用して発電を行ってもよい(請求項2)。電動モータを電動機として機能させて発電を行う場合、電動モータがターボ過給機のタービンロータの回転の抵抗となるため、タービンロータを回り難くすることができる。この場合、タービンロータが排気流れの抵抗となるため、下流側排気流量を減少させることができる。
本発明の制御装置の一形態においては、前記ターボ過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を全閉する第1位置と前記バイパス通路を全開する第2位置とに切り替え可能な吸気バイパス弁と、をさらに備え、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記吸気バイパス弁を前記第2位置に切り替えるとともに、前記ターボ過給機が停止状態に保持されるように又は前記ターボ過給機が過給時とは逆方向に回転するように前記電動モータの動作を制御してもよい(請求項3)。ターボ過給機を停止状態に保持した場合は、タービンロータが停止状態に保持されて排気流れの抵抗となるため、下流側排気流量を減少させることができる。電動モータを過給時とは逆方向に駆動した場合は、タービンロータが過給時と逆方向に回転するので、排気をタービンよりも上流側に逆流させることができる。そのため、下流側排気流量をさらに減少させ、排気背圧をさらに上昇させることができる。周知のようにターボ過給機のタービンロータとコンプレッサロータとは同軸に連結されているため、このように電動モータを動作させた場合、コンプレッサロータが停止状態に保持されたり、コンプレッサロータが過給時とは逆方向に回転する。そのため、このコンプレッサロータが吸気流れの抵抗となり、コンプレッサを介して吸気が吸入され難くなる。この形態では、このように電動モータの動作を制御する場合、吸気バイパス弁を第2位置に切り替えてバイパス通路を全開する、すなわちコンプレッサよりも上流側の吸気通路とコンプレッサよりも下流側の吸気通路とを連通させるので、コンプレッサロータにて吸気の流れが阻害されてもバイパス通路を介して内燃機関に吸気を吸入させることができる。
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記タービンよりも上流側の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、前記EGR通路を全開する全開位置と前記EGR通路を全閉する全閉位置との間で開度を変更可能なEGR弁と、をさらに備え、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記EGR弁の開度を前記全閉位置に制御してもよい(請求項4)。吸気通路と排気通路とがEGR通路で接続されている場合は、下流側排気流量を減少させてタービンよりも上流側の排気流量を上昇させても排気がEGR通路を介して吸気通路に戻るため、排気背圧が上昇し難い。この形態では、所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、EGR弁の開度を全閉位置に制御し、排気がEGR通路を介して吸気通路に戻ることを防止できるので、排気背圧を確実に上昇させることができる。
この形態において、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立し、かつ前記内燃機関の温度が所定の判定温度以上の場合、前記EGR通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に排気の一部が戻されるように前記EGR弁の開度を制御してもよい(請求項5)。内燃機関の温度が高くなると燃焼温度が上昇し、排気エミッションが悪化し易くなる。この形態では、内燃機関の温度が判定温度以上の場合、吸気通路に排気の一部を戻すので、内燃機関の燃焼温度を適切に制御して排気エミッションの悪化を防止できる。
本発明の制御装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記内燃機関の温度に応じて前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が調整されるように前記電動モータの動作を制御してもよい(請求項6)。排気背圧を高めて内燃機関の暖機を促進させる場合は、このように電動モータの動作を制御することにより、排気背圧を内燃機関の暖機が促進される適切な圧力に調整できる。
この形態において、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記内燃機関の温度が低いほど前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御してもよい(請求項7)。内燃機関の排気背圧を高めて内燃機関の暖機を促進させる場合、排気背圧が高いほど暖機を速めることができる。そのため、このように下流側排気流量を制御することにより、内燃機関を速やかに暖機することができる。また、この形態では内燃機関の温度が高いほど排気背圧を低くするので、排気背圧の無駄な上昇を防止できる。そのため、内燃機関の運転状態への影響を抑えつつ暖機を促進させることができる。
本発明の制御装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させたことに伴って生じた前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段を備えていてもよい(請求項8)。この形態によれば、トルク変動抑制手段によって下流側排気流量を減少させたときの内燃機関のトルク変動を抑制できるので、内燃機関の出力変化を抑制しつつ排気背圧を上昇させることができる。
この形態において、前記トルク変動抑制手段は、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させたことに伴って変化した前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関のトルク変動が抑制されるように前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御してもよい(請求項9)。このように下流側排気流量を減少させたことに伴って変化した内燃機関の回転数に基づいて燃焼制御パラメータの値を制御することにより、内燃機関のトルク変動を適切に抑制できる。
この形態において、前記トルク変動抑制手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記内燃機関の吸入空気量、前記内燃機関の点火時期、及び前記内燃機関の気筒内に供給される燃料供給量のうちの少なくともいずれか一つを制御してもよい(請求項10)。このように吸入空気量、点火時期、及び燃料供給量のうちの少なくともいずれか一つを制御することにより、排気背圧の上昇に起因する内燃機関のトルク変動を抑制できる。
本発明の制御装置の一形態においては、前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御パラメータ制御手段と、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させることに伴って見込まれる前記内燃機関のトルク変動を抑制できる前記燃焼制御パラメータの値を推定する燃焼制御パラメータ推定手段と、をさらに備え、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御するとともに、前記燃焼制御パラメータが前記燃焼制御パラメータ推定手段により推定された値に制御されるように前記燃焼制御パラメータ制御手段の動作を制御してもよい(請求項11)。この形態では、下流側排気流量を減少させることに伴って見込まれる内燃機関のトルク変動を抑制できる燃焼制御パラメータの値を予め推定し、下流側排気流量が減少するように電動モータの動作を制御するときに、燃焼制御パラメータをこの推定した値に制御するので、内燃機関のトルク変動を速やかに抑制できる。そのため、内燃機関の出力を安定に維持しつつ内燃機関の排気背圧を上昇させることができる。
この形態において、前記燃焼制御パラメータ推定手段は、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記電動モータに発電を行わせる場合、この発電により発生させるべき電力量又はこの電力量と相関する物理量に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定し、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記ターボ過給機が停止状態に保持されるように前記電動モータの動作が制御される場合、前記内燃機関の回転数に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定し、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記ターボ過給機が過給時とは逆方向に回転するように前記電動モータの動作が制御される場合、前記電動モータの回転数に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定してもよい(請求項12)。このように所定の排気背圧上昇条件が成立したときの電動モータの動作状態に応じて参照する物理量を変更することにより、各動作状態に応じた適切な燃焼制御パラメータの値を推定することができる。
また、前記燃焼制御パラメータは、前記内燃機関の吸入吸気量、前記内燃機関の点火時期、及び前記内燃機関の気筒内に供給される燃料供給量のうちの少なくともいずれか一つであってもよい(請求項13)。これらの燃焼制御パラメータを制御することにより、排気背圧の上昇に起因する内燃機関のトルク変動を抑制できる。
本発明の制御装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記内燃機関の暖機が必要と判断した場合に前記所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断してもよい(請求項14)。内燃機関の排気背圧を上昇させることにより、例えば気筒内に残留する燃焼ガスの量を増加させるなどして内燃機関の暖機を促進させることができる。そこで、内燃機関の暖機が必要な場合に所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断してもよい。
本発明の制御装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記内燃機関に排気ブレーキが要求された場合に、前記所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断してもよい(請求項15)。排気ブレーキは排気背圧を上昇させることによって行うので、このように排気ブレーキが要求された場合に所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断してもよい。
本発明の制御装置の一形態において、前記ターボ過給機は、前記タービンの入口部分の流路断面積を変更可能な可変ノズルを備え、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンの入口部分の流路断面積が減少するように前記可変ノズルの開度を変更してもよいし(請求項16)、前記内燃機関は、前記タービンよりも下流側の排気通路に設けられて前記排気通路を流れる排気の流量を調整可能な排気絞り弁をさらに備え、前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記排気絞り弁の開度を変更してもよい(請求項17)。このように可変ノズル又は排気絞り弁によって排気を流れ難くすることにより、より確実に排気背圧を上昇させることができる。
以上に説明したように、本発明によれば、内燃機関から排出される排気の量が少ない場合においてもタービンよりも上流側に残留する排気量を増加させて排気背圧を上昇させることができる。ターボ過給機の電動モータは内燃機関の運転状態に拘わりなく動作を制御できるので、内燃機関の運転状態に拘わりなく排気背圧を上昇させることができる。
図1は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示している。内燃機関1は、車両に走行用動力源として搭載される4気筒直列式のディーゼルエンジンとして構成されている。以下、内燃機関1をエンジンと呼ぶこともある。エンジン1の各気筒2には、吸気通路3及び排気通路4がそれぞれ接続されている。吸気通路3には、吸気濾過用のエアクリーナ5、ターボ過給機6のコンプレッサ6a、吸気を冷却するインタークーラ7、及び吸気量を調整するための吸気絞り弁8が設けられている。また、図1に示したように吸気通路3には、ターボ過給機6のコンプレッサ6aよりも上流側の吸気通路とコンプレッサ6aよりも下流側の吸気通路とを接続するコンプレッサバイパス通路9と、コンプレッサバイパス通路9を全閉してコンプレッサ6aに吸気を導く第1位置(以下、遮断位置と呼ぶこともある。)とコンプレッサバイパス通路9を全開する第2位置(以下、連通位置と呼ぶこともある。)との間で切り替え可能な吸気バイパス弁10とが設けられている。なお、エンジン1の通常運転時は吸気がコンプレッサ6aに導かれるように吸気バイパス弁10の位置が第1位置に切り替えられる。排気通路4には、ターボ過給機6のタービン6b、及び排気を浄化するための排気後処理装置11が設けられている。エンジン1は、各気筒2にそれぞれ設けられて各気筒2内に燃料を噴射するインジェクタ12と、各インジェクタ12から噴射する高圧の燃料を蓄えるコモンレール13とを備えている。
図1に示したように、排気通路4と吸気通路3とはEGR通路20で接続され、EGR通路20には排気を冷却するためのEGRクーラ21と、EGR通路20を全開する全開位置とEGR通路20を全閉する全閉位置との間で開度を変更可能なEGR弁22とが設けられている。また、EGR通路20には、EGRクーラ21を迂回して排気を吸気通路3に導くためのEGRバイパス通路23と、EGRガスをEGRクーラ21を介して吸気通路3に戻す位置とEGRガスをEGRバイパス通路23を介して吸気通路3に戻す位置とに切り替え可能なEGRクーラバイパス弁24とが設けられている。なお、エンジン1の通常運転時はEGRクーラ21を介してEGRガスが吸気通路3に戻されるようにEGRクーラバイパス弁24の位置が切り替えられる。
ターボ過給機6は、コンプレッサ6aに設けられるコンプレッサロータ(不図示)とタービン6bに設けられるタービンロータ(不図示)とを同軸に連結する不図示の連結軸と、この連結軸を回転駆動可能な電動機及びエンジン1の排気によって回転駆動される連結軸の回転を利用して発電可能な発電機として機能する電動モータ6cと、タービン6bの入口部分の流路断面積を変更可能な可変ノズル6dとを備えている。なお、可変ノズル6dは、可変ノズル6dを最も閉じた状態(以下、全閉状態と呼ぶこともある。)に変更しても流路断面積が0、すなわち排気通路3が遮断されることがないように設けられている。なお以降、電動モータ6cを発電機として機能させ、エンジン1の排気エネルギを利用して発電することを回生と呼ぶこともある。また、ターボ過給機6をMAT(Motor Assist Turbo)と呼ぶこともある。
ターボ過給機6の電動モータ6cの動作は、エンジンコントロールユニット(ECU)30によって制御される。ECU30は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、所定のセンサの出力信号を参照して可変ノズル6d、吸気絞り弁8、吸気バイパス弁10、インジェクタ12、EGR弁22、及びEGRクーラバイパス弁24などの動作を制御してエンジン1の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ECU30が参照するセンサとしては、例えばエンジン1のクランク角に対応した信号を出力するクランク角センサ31、エンジン1の冷却水の温度に対応した信号を出力する冷却水温センサ32、アクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ33などが設けられる。
ECU30は、モータアシストターボコントローラ(以下、MATコントローラと略称する。)33を介して電動モータ6cの動作を制御している。すなわち、ECU30はこのMATコントローラ34を制御することによって電動モータ6cの動作を制御する。MATコントローラ34は、電動モータ6cを電動機又は発電機のいずれの機器として機能させるか制御するとともに電動モータ6cと不図示のバッテリとの間の電力の授受を制御している。例えば、MATコントローラ34は、電動モータ6cを電動機として機能させる場合にバッテリから電動モータ6cへの供給電力を調整し、電動モータ6cを発電機として機能させる場合に電動モータ6cにて発電すべき電力の調整を行う。なお以降では、MATコントローラ34を省略し、ECU30が電動モータ6cの動作を制御すると記述することもある。エンジン1の運転時にECU30は、エンジン1の運転状態に応じて電動モータ6cの動作を制御する。例えば、エンジン1の加速時に過給圧を上昇させるべく電動モータ6cを電動機として機能させてMAT6の動作をアシストさせる。この制御方法は周知の制御方法と同様でよいため、ここでの詳細な説明は省略する。
図2は、ECU30がMAT6の動作を制御してエンジン1の排気背圧を上昇させるために実行する排気背圧上昇制御ルーチンを示している。図2の制御ルーチンは、エンジン1が運転中か否かに拘わりなくECU30の動作中は所定の周期で繰り返し実行される。
図2の制御ルーチンにおいてECU30は、まずステップS11においてクランク角センサ31、冷却水温センサ32及びアクセル開度センサ33などの各センサを参照してエンジン1の運転状態、例えばエンジン1の回転数NE、エンジン1の冷却水温thw、及びアクセル開度ACCPなどを取得する。次のステップS12においてECU30は、エンジン1がアイドル運転中、かつ冷却水温thwが予め設定された判定温度α未満か否か判断する。アイドル運転中か否かは、例えばアクセル開度ACCP及びエンジン1が搭載された車両の速度(車速)SPDに基づいて判断され、アクセル開度ACCPが0、かつ車速SPDが0の場合にアイドル運転中と判断する。判定温度αは、エンジン1の暖機状態を判断するために設定された温度であり、排気背圧を高めて速やかにエンジン1の温度を高める必要があるか否か判定するための温度である。判定温度αには、例えば20°Cが設定される。すなわち、ステップS12では、エンジン1の暖機が必要か否か判断している。エンジン1がアイドル運転中ではない、又は冷却水温thwが判定温度α以上と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、エンジン1がアイドル運転中、かつ冷却水温thwが判定温度α未満と判断した場合、すなわちエンジン1の暖機が必要と判断した場合はステップS13に進み、ECU30は吸気バイパス弁10を連通位置、すなわち第2位置に切り替えてコンプレッサバイパス通路9を全開するととともに、EGR弁22を全閉位置に切り替える。続くステップS14においてECU30は、タービン6bよりも下流側の排気通路4の排気流量(下流側排気流量)が減少し、エンジン1の排気背圧が上昇するようにMAT6の動作を制御する。この処理では、例えば電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6の動作を制御してもよいし、タービンロータが停止状態に保持されるように電動モータ6cの動作を制御してもよい。また、タービンロータが過給時とは逆方向に駆動されるように電動モータ6cの動作を制御してもよい。このようにMAT6の動作を制御することにより、下流側排気流量を減少させることができるので、排気背圧を上昇させることができる。なお、この処理において電動モータ6cをこれらの動作のうちのいずれの動作で制御するかは、例えばエンジン1の性能、電動モータ6cが接続されるバッテリの充電状態などに応じて適宜変更してよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
図2の制御ルーチンでは、アイドル運転中であり、かつ冷却水温thwが判定温度α未満の場合、すなわちエンジン1の暖機が必要と判断した場合に下流側排気流量が減少するようにMAT6の動作が制御されるので、排気背圧を上昇させて暖機を促進させることができる。上述したようにMAT6のタービンロータとコンプレッサロータとは連結軸で連結されているため、下流側排気流量が減少するようにMAT6の動作を制御すると、コンプレッサ6aを介して各気筒2に吸気が吸入され難くなる。例えば、タービンロータを過給時とは逆方向に駆動した場合、コンプレッサロータが過給時とは逆方向に回転するため、吸気がエアクリーナ5側に逆流するおそれがある。また、タービンロータを停止状態に保持した場合は、コンプレッサロータも停止状態に保持されるので、コンプレッサロータが抵抗となってコンプレッサ6a内を吸気が通過し難くなる。MAT6で回生を行う場合も、コンプレッサロータが回転し難くなり吸気抵抗となるので、コンプレッサ6a内を吸気が通過し難くなる。そこで、図2の制御ルーチンでは吸気バイパス弁10を連通位置(第2位置)に切り替え、コンプレッサバイパス通路9を介して吸気を吸入させる。このように吸気バイパス弁10の位置を切り替えることにより、エンジン1の運転に必要な吸気量を確保しつつエンジン1の排気背圧を上昇させることができる。また、図2の制御ルーチンでは、下流側排気流量が減少するようにMAT6の動作を制御する場合、EGR弁22を全閉位置に切り替えるので、EGR通路20を介して吸気通路3に排気が戻ることを防止できる。そのため、排気背圧を確実に上昇させることができる。
図2の制御ルーチンでは、ステップS12の処理が肯定判断された場合に排気背圧が上昇するようにMAT6の動作を制御するので、エンジン1がアイドル運転中、かつ冷却水温thwが判定温度α未満の場合、すなわちエンジン1の暖機が必要と判断した場合が、本発明の所定の排気背圧上昇条件が成立した場合に相当する。また、図2の制御ルーチンを実行してMAT6の動作及び吸気バイパス弁10の動作をそれぞれ制御することにより、ECU30が本発明の動作制御手段として機能する。
次に、図3〜図14を参照して排気背圧上昇制御ルーチンの変形例について説明する。これらの変形例も図2と同様に図1のECU30においてエンジン1が運転中か否かに拘わりなくECU30の動作中は所定の周期で繰り返し実行される。
図3は、排気背圧上昇制御ルーチンの第1の変形例である。なお、図3において図2と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図3の制御ルーチンでは、冷却水温thwに応じてEGR弁22の開度を変更する点が図2の制御ルーチンと異なる。
図3においてECU30は、まずステップS11でエンジン1の運転状態を取得する。続くステップS21においてECU30はエンジン1がアイドル運転中か否か判断する。この判断は、例えば図2のステップS12と同様に行う。エンジン1がアイドル運転以外の運転状態と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジン1がアイドル運転中と判断した場合はステップS22に進み、ECU30は冷却水温thwが判定温度α未満か否か判断する。冷却水温thwが判定温度α未満と判断した場合はステップS13に進み、以下図2と同様に処理を進める。
一方、冷却水温thwが判定温度α以上と判断した場合はステップS23に進み、ECU30は吸気バイパス弁10を全開位置、すなわち第2位置に切り替える。また、この処理においてECU30は、エンジン1の運転状態に応じた量のEGRガスが吸気通路3に戻されるようにEGR弁22の開度をA%に調整する。なお、本発明では、EGR弁22が全閉位置にある状態を開度0%と呼び、全開位置にある状態を開度100%と呼ぶ。そのため、「A」には0以上100以下の数値が設定される。EGR弁22の開度は、例えばエンジン1の回転数NE及びアクセル開度ACCPに基づいて設定される。このEGR弁22の制御方法は、周知の制御方法と同様でよいため、詳細な説明は省略する。次のステップS14においてECU30は、エンジン1の排気背圧が上昇するようにMAT6の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
図3の第1の変形例では、冷却水温thwが判定温度α以上の場合、EGR弁22の開度をエンジン1の運転状態に応じて調整するので、EGRガスによってエンジン1の燃焼状態を制御して排気エミッションの悪化を防止できる。一方、冷却水温thwが判定温度α未満の場合はEGR弁22が全閉位置に切り替えられるので、エンジン1の暖機を促進させることができる。このように第1の変形例では、エンジン1の暖機を促進させつつ排気エミッションの悪化を防止できる。
図4は、排気背圧上昇制御ルーチンの第2の変形例である。なお、図4において図2又は図3と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図4の制御ルーチンでは、冷却水温thwに応じてMAT6の動作、吸気バイパス弁10の開度、及びEGR弁22の開度を変更する点が他の制御ルーチンと異なる。
図4の制御ルーチンにおいてECU30はステップS22まで図3の制御ルーチンと同様に処理を進める。なお、この制御ルーチンでは判定温度αの他にも判定温度を使用するため、ステップS22で判定に使用する判定温度を第1判定温度と呼ぶ。第1判定温度αには、図2のステップS12及び図3のステップS22の判定温度αと同様に例えば20°Cが設定される。ステップS22において冷却水温thwが第1判定温度α未満と判断した場合はステップS31に進み、ECU30はMAT6のタービンロータが過給時とは逆方向に駆動されるように電動モータ6cの動作を制御する。また、この処理においてECU30は、吸気バイパス弁10を連通位置(第2位置)に切り替えるとともにEGR弁22を全閉位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、冷却水温thwが第1判定温度α以上と判断した場合はステップS32に進み、ECU30は冷却水温thwが第2判定温度β以下か否か判断する。第2判定温度βはエンジン1の暖機状態を判断するために設定された温度である。第2判定温度βには、第1判定温度αよりも高い温度が設定され、例えば50°Cが設定される。冷却水温thwが第2判定温度β以下と判断した場合はステップS33に進み、ECU30はMAT6のタービンロータが停止状態に保持されるように電動モータ6cの動作を制御する。また、この処理においてECU30は、吸気バイパス弁10を連通位置(第2位置)に切り替えるとともにEGR弁22を全閉位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
冷却水温thwが第2判定温度βよりも高いと判断した場合はステップS34に進み、ECU30は冷却水温thwが第3判定温度γ以下か否か判断する。第3判定温度γは、第1判定温度α、第2判定温度βと同様にエンジン1の暖機状態を判断するために設定された温度である。第3判定温度γには、第1判定温度α及び第2判定温度βよりも高い温度が設定され、例えば80°Cが設定される。冷却水温thwが第3判定温度γ以下と判断した場合はステップS35に進み、ECU30は電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6の動作を制御する。また、この処理においてECU30は、吸気バイパス弁10を遮断位置(第1位置)に切り替えるとともにEGR弁22を全閉位置に切り替える。電動モータ6cで回生を行う場合はコンプレッサロータが過給時と同方向に回転するため、コンプレッサロータが過給時と逆回転する場合又はコンプレッサロータが停止状態に保持される場合と異なり、コンプレッサロータが過給時と同じ方向に回転する。そのため、吸気の全量がコンプレッサ6aに導かれるように吸気バイパス弁10の位置を切り替える。なお、この回生時に電動モータ6cで発生させる電力量は、例えば予め設定した所定電力量でもよいし、エンジン1の温度が低いほど電力量が多くなるようにエンジン1の温度に応じて変化させてもよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、冷却水温thwが第3判定温度γよりも高いと判断した場合はステップS36に進み、ECU30は電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6の動作を制御する。また、この処理においてECU30は、吸気バイパス弁10を遮断位置(第1位置)に切り替える。さらに、この処理においてECU30は、エンジン1の運転状態に応じた量のEGRガスが吸気通路3に戻されるようにEGR弁22の開度をA%に変更する。なお、このEGR弁22の開度制御は、図3のステップS23と同様に行えばよい。なお、この処理においても回生時に電動モータ6cで発生させる電力量は、所定電力量でもよいし、エンジン1の温度に応じて変化させてもよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
図5は、エンジン1の暖機時における冷却水温thwとエンジン1の排気背圧との関係の一例を示している。図4の制御ルーチンとの対応を説明する。図4の制御ルーチンで使用した第1判定温度α、第2判定温度β、及び第3判定温度γは、それぞれ図5の横軸に示した位置に相当する。そのため、図5の領域A1において図4のステップS31の処理が実行され、領域A2において図4のステップS33の処理が実行される。また、図5の領域A3において図4のステップS35の処理が実行され、領域A4において図4のステップS36の処理が実行される。
下流側排気流量は、MAT6を過給時とは逆方向に駆動する場合、MAT6を停止状態に保持する場合、MAT6で回生を行う場合の順に多くなる。すなわち、エンジン1の排気背圧は、MAT6を過給時とは逆方向に駆動する場合、MAT6を停止状態に保持する場合、MAT6で回生を行う場合の順に小さくなる。エンジン1の暖機は、排気背圧を高くするほど速めることができる。
以上に説明したように第2の変形例では、冷却水温thwが低いほど排気背圧を高めるので、エンジン1を速やかに暖機することができる。また、図5に示したように冷却水温thwが高いすなわちエンジン1の暖機が進むほど、排気背圧を低下させるので、排気背圧の無駄な上昇を防止できる。
図6は、排気背圧上昇制御ルーチンの第3の変形例である。なお、図6において図2と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図6の制御ルーチンでは、図2の制御ルーチンのステップS12とステップS13の間にステップS41が追加され、ステップS12でアイドル運転中、かつ冷却水温thwが判定温度α未満と判断された場合、すなわち排気背圧上昇条件が成立したと判断された場合は、ECU30によってMAT6の可変ノズル6dが全閉状態に変更される。
この第3の変形例では、アイドル運転中かつ冷却水温thwが判定温度α未満と判断した場合、可変ノズル6dを全閉状態に変更するので、MAT6及び可変ノズル6dの両方によって下流側排気流量を減少させることができる。そのため、タービン6bよりも下流側への排気の流れをより確実に阻害して、排気背圧をより確実に上昇させることができる。
図7は、排気背圧上昇制御ルーチンの第4の変形例である。この第4の変形例では、図2の制御ルーチンにステップS51〜S56の処理が追加され、これらの処理においてエンジン1の排気背圧を上昇させたことに伴って発生したエンジン1のトルク変動を抑制する点が第1〜第3の変形例と異なる。なお、図7において図2と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
図7の制御ルーチンにおいてECU30は、ステップS14まで図2の制御ルーチンと同様に処理を進める。次のステップS51においてECU30は、エンジン1の回転数NE及びアクセル開度ACCPに基づいて吸気絞り弁開度plufinを算出する。なお、この吸気絞り弁開度plufinの算出方法はエンジン1の運転状態に基づいて算出する周知の算出方法でよく、吸気絞り弁開度plufinは例えば回転数NEが高いほど、またアクセル開度ACCPが大きいほど開き側に設定される。続くステップS52においてECU30は、排気背圧上昇条件が成立したとき、すなわち排気背圧を上昇させる前のエンジン1の回転数(以下、制御前回転数と略称する。)NE(n)から、排気背圧を上昇させるべくMAT6の動作制御を開始したときのエンジン1の回転数(以下、制御後回転数と略称する。)NE(n−1)を引いた回転変化率ΔNE(=NE(n)−NE(n−1))を算出する。この回転変化率ΔNEはエンジン1のトルク変動の大きさと相関しており、回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほどトルク変動は大きくなる。なお、制御前回転数は、例えば排気背圧上昇条件が成立したとき、すなわちステップS12を肯定判断した場合に取得し、ECU30のRAMなどに一時的に記憶させておく。
次のステップS53においてECU30は、回転変化率ΔNEが0未満か否か判断する。回転変化率ΔNEが0以上と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、回転変化率ΔNEが0未満と判断した場合はステップS54に進み、ECU30は回転変化率ΔNEに基づいて吸気絞り弁8の補正開度ΔPを算出する。上述したように回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほどエンジン1のトルク変動が大きいため、回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほど補正開度ΔPを大きく設定する。周知のようにエンジン1の排気背圧を上昇させた場合はエンジン1のトルクが低下するので、エンジン1の回転数が低下する。そこで、例えば、図8に一例を示したマップを参照して補正開度ΔPを算出する。図8では、回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほど補正開度ΔPが大きく設定される。すなわち、回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほど、吸気絞り弁8の開度を大きくして吸気量を増加させる。
次のステップS55においてECU30は、吸気絞り弁開度plufinに算出した補正開度ΔPを足して補正後の吸気絞り弁開度plufincを算出する。続くステップS56においてECU30は、吸気絞り弁8の開度を補正後の吸気絞り弁開度plufincに変更する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
以上に説明したように、第4の変形例によれば、排気背圧を上昇させるべくMAT6を動作させた後、吸気絞り弁の開度を変更してその排気背圧の上昇に伴って生じたエンジン1のトルク変動を抑制するので、エンジン1の出力変化を抑制しつつ排気背圧を上昇させることができる。
図7の制御ルーチンのステップS51〜S56の処理を実行してエンジン1のトルク変動を抑制することにより、ECU30が本発明のトルク変動抑制手段として機能する。
図9は、排気背圧上昇制御ルーチンの第5の変形例である。この第5の変形例では、インジェクタ12から噴射する燃料量を変更して排気背圧の上昇に伴って生じたエンジン1のトルク変動を抑制する。図9と図7とを比較すると、図7のステップS51の代わりにステップS61が、ステップS54〜S56の代わりにステップS62、S63が設けられる点が異なる。そのため、図9の制御ルーチンにおいて図7の制御ルーチンと同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
図9の制御ルーチンにおいてECU30は、ステップS14まで図7の制御ルーチンと同様に処理を進める。次のステップS61においてECU30は、エンジン1の回転数NE及びアクセル開度ACCPに基づいて各インジェクタ12から噴射すべき燃料噴射量QFINを算出する。なお、この燃料噴射量QFINの算出方法は、エンジン1の運転状態に応じて算出する周知の算出方法でよい。その後、ステップS52で回転変化率ΔNEを算出し、ステップS53で回転変化率ΔNEが0未満か否か判断する。回転数変化率ΔNEが0以上と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、回転変化率ΔNEが0未満と判断した場合はステップS62に進み、ECU30は回転変化率ΔNEに基づいて補正噴射量ΔQを算出する。補正噴射量ΔQの算出は、例えば図10に一例を示したマップを参照して行う。図10は、回転変化率ΔNEの絶対値と補正噴射量ΔQとの関係の一例を示している。図10の示したように、回転変化率ΔNEの絶対値が大きいほど補正噴射量ΔQが大きく設定される。続くステップS63においてECU30は、燃料噴射量QFINに算出した補正噴射量ΔQを足して補正後の燃料噴射量QFINCを算出する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、補正後の燃料噴射量QFINCは、ECU30のRAMに記憶され、ECU30がインジェクタ12の動作を制御するために実行する他の制御ルーチンにおいて使用される。このように補正後の燃料噴射量QFINCの燃料が各気筒2内にそれぞれ適切な時期に供給されることで、エンジン1のトルク変動を抑制できる。
以上に説明したように、各インジェクタ12から噴射される燃料噴射量を変更して排気背圧の上昇に伴うエンジン1のトルク変動を抑制してもよい。なお、このトルク変動を抑制すべく、燃料噴射量及び吸気量の両方を変更してもよい。
図11は、排気背圧上昇制御ルーチンの第6の変形例である。第6の変形例では、下流側排気流量を減少させることに伴って見込まれるエンジン1のトルク変動を抑制できる燃料噴射量を推定し、排気背圧上昇条件の成立時にMAT6の動作を制御して排気背圧を上昇させるとともに推定した燃料噴射量を供給してエンジン1のトルク変動を抑制する。なお、図11の制御ルーチンにおいて図2、図3及び図9と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
図11の制御ルーチンにおいてECU30は、まずステップS11でエンジン1の運転状態を取得する。次のステップS21においてECU30は、エンジン1がアイドル運転中か否か判断する。エンジン1がアイドル運転以外の運転状態と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、エンジン1がアイドル運転中と判断した場合はステップS71に進み、冷却水温thwに基づいてMAT6、吸気バイパス弁10、及びEGR弁22の制御モードをそれぞれ決定する。これらの制御対象の制御モードは、例えば図5に示した冷却水温thwとエンジン1の排気背圧との関係に基づいて決定する。冷却水温thwが第1判定温度α未満、すなわち図5における領域A1の場合は、MAT6を過給時とは逆方向に回転させるとともに吸気バイパス弁10を連通位置(第2位置)に切り替え、かつEGR弁22を全閉位置に切り替える。冷却水温thwが第1判定温度α以上かつ第2判定温度β以下、すなわち図5における領域A2の場合は、MAT6のタービンロータが停止状態に保持されるように電動モータ6cの動作を制御するとともに吸気バイパス弁10を連通位置(第2位置)に切り替え、かつEGR弁22を全閉位置に切り替える。
冷却水温thwが第2判定温度βより高くかつ第3判定温度γ以下、すなわち図5における領域A3の場合は、電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6の動作を制御するとともに吸気バイパス弁10を遮断位置(第1位置)に切り替え、かつEGR弁22を全閉位置に切り替える。冷却水温thwが第3判定温度γより高い、すなわち図5における領域A4の場合は、電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6の動作を制御するとともに吸気バイパス弁10を遮断位置(第1位置)に切り替え、かつEGR弁22の開度をA%に変更する。なお、第1判定温度α、第2判定温度β、第3判定温度γには、上述した第2の変形例と同様にそれぞれ20°C、50°C、80°Cが設定される。また、図5の領域A4におけるEGR弁22の開度A%は、図4のステップS36の処理と同様の方法で設定すればよい。
次のステップS72においてECU30は、決定した制御モードに基づいて補正噴射量ΔQを推定する。補正噴射量ΔQは、図12〜図14に示したマップを参照して推定される。なお、図12は電動モータ6cで回生が行われるようにMAT6を制御する場合に使用するマップで、MAT6の発電量及びエンジン1の回転数と補正噴射量ΔQとの関係の一例を示している。図13は、タービンロータが停止状態に保持されるようにMAT6を制御する場合に使用するマップで、エンジン1の回転数と補正噴射量ΔQとの関係の一例を示している。図14は、MAT6を過給時とは逆方向に回転させる場合に使用するマップで、MAT6を過給時とは逆方向に回転させるときの回転数(以下、逆回転数と略称する。)及びエンジン1の回転数と補正噴射量ΔQとの関係の一例を示している。
電動モータ6cで回生を行う場合、MAT6の発電量を大きく設定するほどタービンロータを回り難くさせ、排気背圧を上昇させることができる。そのため、MAT6の発電量が大きいほど排気背圧を上昇させたときのエンジン1のトルク変動が大きくなると予測できる。そこで、このようなトルク変動を抑制するため、図12に示したようにMAT6の発電量が大きいほど補正噴射量ΔQを大きくする。また、エンジン1の回転数が高いほど排気流量が多くなるため、排気背圧を上昇させたときにエンジン1のトルクが大きく低下する。そこで、エンジン1の回転数が高いほど補正噴射量ΔQを大きく設定する。
タービンロータが停止状態に保持されるようにMAT6を制御する場合、排気背圧を上昇させたときのエンジン1のトルクの低下はエンジン1の回転数と相関し、エンジン1の回転数が高いほど排気背圧上昇時にトルクが大きく低下する。そこで、図13のマップに示したように、エンジン1の回転数が高いほど補正噴射量ΔQを大きく設定する。MAT6を過給時とは逆方向に回転させる場合、逆回転数を高くするほど下流側排気流量を減少させることができるので、逆回転数が高いほど排気背圧が大きく上昇する。そのため、図14に示したように逆回転数が高いほど補正噴射量ΔQを大きく設定する。また、上述した図12のマップと同様の理由により、エンジン1の回転数が高いほど補正噴射量ΔQを大きく設定する。
このようにECU30は、図12〜図14のマップを参照して補正噴射量ΔQを推定する。なお、図12〜図14のマップに示した関係は、予め実験などにより求めてECU30のRAMなどに記憶させておく。なお、図12のマップにおける横軸は、MAT6の発電量に限定されない。MAT6の発電量と相関する物理量、例えば回生開始時におけるMAT6の回転数の変化量、又はMAT6の出力などと補正噴射量ΔQとの関係を図12のマップの代わりに使用してもよい。
次のステップS61においてECU30は、エンジン1の回転数NE及びアクセル開度ACCPに基づいて燃料噴射量QFINを算出する。続くステップS63においてECU30は、燃料噴射量QFINに推定した補正噴射量ΔQを足して補正後の燃料噴射量QFINCを算出する。
次のステップS73においてECU30は、決定した制御モードで、MAT6、吸気バイパス弁10、及びEGR弁22の制御を行う。また、この処理においてECU30は、算出した補正後の燃料噴射量QFINCの燃料が各気筒2に適切な時期に噴射されるように各インジェクタ12の制御を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
第6の変形例によれば、エンジン1の排気背圧を上昇させるべくMAT6の動作を制御するとともに、この排気背圧の上昇に伴って発生が見込まれるトルク変動を抑制するべく燃料噴射量を変更する、すなわち排気背圧の上昇とトルク変動を抑制するための制御を略同時に行うので、排気背圧の上昇時に発生するトルク変動をさらに小さく抑制することができる。なお、図11の制御ルーチンでは、燃料噴射量を変更してエンジン1のトルク変動を抑制したが、燃料噴射量の代わりに吸気量を変更してエンジン1のトルク変動を抑制してもよい。また、燃料噴射量及び吸気量の両方を変更してエンジン1のトルク変動を抑制してもよい。
図11の制御ルーチンのステップS71を実行して補正燃料量を推定することにより、ECU30は本発明の燃焼制御パラメータ推定手段として機能する。また、インジェクタ12の動作を制御して燃料噴射量を制御するので、インジェクタ12が本発明の燃焼制御パラメータ制御手段に相当する。なお、吸気量を変更してトルク変動を抑制する場合は、吸気絞り弁8が本発明の燃焼制御パラメータ制御手段に相当する。
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の制御装置が適用される内燃機関はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。点火プラグを備えた内燃機関では、点火時期を変更することによってもエンジン1のトルクを変更できる。そこで、このような内燃機関は、点火時期を変更して排気背圧上昇時に発生するトルク変動を抑制してもよい。
内燃機関が排気通路を流通する排気の流量を調整可能な排気絞り弁を備えている場合は、排気背圧上昇条件の成立時に下流側排気流量が減少するように排気絞り弁の開度を変更してもよい。なお、一般にこの排気絞り弁は全閉状態にしても排気通路が完全に遮断されないように設けられているので、排気背圧上昇条件の成立時に排気絞り弁を全閉状態に変更してもよい。
所定の排気背圧上昇条件の成立は、内燃機関の暖機が必要な場合に限定されない。例えば、内燃機関に排気ブレーキが要求された場合も排気背圧を上昇させるので、この排気ブレーキが要求された場合も本発明における所定の排気背圧上昇条件が成立した場合に含まれる。
下流側排気流量を減少させるべく、上述した形態ではMATによる回生、MATを停止時状態に保持、又はMATを過給時とは逆方向に回転の3つの制御を示したが、この制御のうちMATの回生を省略してもよい。すなわち、エンジンの暖機が必要な場合など排気背圧上昇条件が成立した場合、MATを停止状態に保持、又はMATを過給時とは逆方向に回転させるの2つの制御のうちのいずれかを行って下流側排気流量を減少させてもよい。この場合、MATの制御を簡略化できる。
1 内燃機関
3 吸気通路
4 排気通路
6 ターボ過給機
6a コンプレッサ
6b タービン
6c 電動モータ
6d 可変ノズル
9 コンプレッサバイパス通路
10 吸気バイパス弁
12 インジェクタ(燃焼制御パラメータ制御手段)
20 EGR通路
22 EGR弁
30 エンジンコントロールユニット(動作制御手段、トルク変動抑制手段、燃焼制御パラメータ推定手段)
3 吸気通路
4 排気通路
6 ターボ過給機
6a コンプレッサ
6b タービン
6c 電動モータ
6d 可変ノズル
9 コンプレッサバイパス通路
10 吸気バイパス弁
12 インジェクタ(燃焼制御パラメータ制御手段)
20 EGR通路
22 EGR弁
30 エンジンコントロールユニット(動作制御手段、トルク変動抑制手段、燃焼制御パラメータ推定手段)
Claims (17)
- 電動モータによって駆動可能なターボ過給機を備えた内燃機関に適用される制御装置において、
所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御する動作制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記電動モータを発電機として機能させて前記内燃機関の排気エネルギを利用して発電を行うことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記ターボ過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を全閉する第1位置と前記バイパス通路を全開する第2位置とに切り替え可能な吸気バイパス弁と、をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記吸気バイパス弁を前記第2位置に切り替えるとともに、前記ターボ過給機が停止状態に保持されるように又は前記ターボ過給機が過給時とは逆方向に回転するように前記電動モータの動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記タービンよりも上流側の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、前記EGR通路を全開する全開位置と前記EGR通路を全閉する全閉位置との間で開度を変更可能なEGR弁と、をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記EGR弁の開度を前記全閉位置に制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立し、かつ前記内燃機関の温度が所定の判定温度以上の場合、前記EGR通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に排気の一部が戻されるように前記EGR弁の開度を制御することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記内燃機関の温度に応じて前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が調整されるように前記電動モータの動作を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記内燃機関の温度が低いほど前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させたことに伴って生じた前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記トルク変動抑制手段は、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させたことに伴って変化した前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関のトルク変動が抑制されるように前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記トルク変動抑制手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記内燃機関の吸入空気量、前記内燃機関の点火時期、及び前記内燃機関の気筒内に供給される燃料供給量のうちの少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御パラメータ制御手段と、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量を減少させることに伴って見込まれる前記内燃機関のトルク変動を抑制できる前記燃焼制御パラメータの値を推定する燃焼制御パラメータ推定手段と、をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記電動モータの動作を制御するとともに、前記燃焼制御パラメータが前記燃焼制御パラメータ推定手段により推定された値に制御されるように前記燃焼制御パラメータ制御手段の動作を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記燃焼制御パラメータ推定手段は、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記電動モータに発電を行わせる場合、この発電により発生させるべき電力量又はこの電力量と相関する物理量に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定し、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記ターボ過給機が停止状態に保持されるように前記電動モータの動作が制御される場合、前記内燃機関の回転数に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定し、前記所定の排気背圧上昇条件の成立時に前記ターボ過給機が過給時とは逆方向に回転するように前記電動モータの動作が制御される場合、前記電動モータの回転数に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を推定することを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記燃焼制御パラメータは、前記内燃機関の吸入吸気量、前記内燃機関の点火時期、及び前記内燃機関の気筒内に供給される燃料供給量のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項11又は12に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記動作制御手段は、前記内燃機関の暖機が必要と判断した場合に前記所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記動作制御手段は、前記内燃機関に排気ブレーキが要求された場合に、前記所定の排気背圧上昇条件が成立したと判断することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記ターボ過給機は、前記タービンの入口部分の流路断面積を変更可能な可変ノズルを備え、
前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンの入口部分の流路断面積が減少するように前記可変ノズルの開度を変更することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記タービンよりも下流側の排気通路に設けられて前記排気通路を流れる排気の流量を調整可能な排気絞り弁をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記所定の排気背圧上昇条件が成立した場合、前記タービンよりも下流側の排気通路の排気流量が減少するように前記排気絞り弁の開度を変更することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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2006
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