JP2008180176A

JP2008180176A - 多気筒内燃機関の排気システム

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Publication number: JP2008180176A
Application number: JP2007014980A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Hagiwara; 啓介萩原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】バッテリの電圧の過剰な低下を抑制し、排気切換弁及びウエストゲートバルブの全閉又は全開状態での固着を抑制し、再始動時に排気切換弁及びウエストゲートバルブを所望開度に制御する。
【解決手段】多気筒内燃機関が停止時のバッテリの停止時電圧が第一所定電圧以上の時、切換弁及びウエストゲートバルブの開度を同時に制御して所定の中間開度とし、停止時電圧が第一所定電圧より低く且つ第二所定電圧以上の時、切換弁及びウエストゲートバルブの一方の開度を所定の中間開度に制御後、他の開度を所定の中間開度に制御し、停止時電圧が第二所定電圧以下の時、切換弁及びウエストゲートバルブの開度を制御する電流を停止時電圧が第二所定電圧以上の時、切換弁およびウエストゲートバルブの開度を所定の中間開度に制御する時より小さくし、切換弁及びウエストゲートバルブの一方の開度を所定の中間開度に制御後、他方の開度を所定の中間開度に制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ターボチャージャを備えた多気筒内燃機関の排気システムに関する。

多気筒内燃機関では各気筒の燃焼サイクルの位相は相互に異なっている。そこで、ターボチャージャを備えた多気筒内燃機関の排気システムにおいては、各気筒から排出される排気の相互の干渉を避けるために、タービンに排気を導入する排気通路を二つの気筒群別排気通路に分割する場合がある。例えば、直列４気筒内燃機関では、第１気筒に対しては第４気筒が、第２気筒に対しては第３気筒が、燃焼サイクルの位相差が最も大きい気筒となっている。そこで、排気通路を、第１気筒および第４気筒からなる気筒群に対応した気筒群別排気通路と第２気筒および第３気筒からなる気筒群に対応した気筒群別排気通路とに分割する。これにより、第１気筒および第４気筒からの排気と第２気筒および第３気筒からの排気とが相互に干渉することを抑えることが出来る。

また、上記のような排気システムにおいては、開弁されると二つの気筒群別排気通路間が連通され閉弁されると二つの気筒群別排気通路間が遮断される排気切換弁を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、内燃機関の運転状態に応じて排気切換弁を開弁または閉弁する。

また、内燃機関と二次電池とを駆動源として併用したハイブリッド自動車において、二次電池の充電レベルに応じてターボチャージャのウエストゲートバルブを開弁するタイミングを制御する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−３３０８３６号公報特開２０００−４５８１７号公報

上述したような排気切換弁およびウエストゲートバルブを備えた多気筒内燃機関の排気システムにおいては、排気切換弁およびウエストゲートバルブを電動式とし、機関停止時にこれらの開度を所定の中間開度に制御する場合がある。これによれば、排気切換弁およびウエストゲートバルブの全閉または全開状態での固着を抑制することが出来、また、機関再始動時に排気切換弁およびウエストゲートバルブを所望の開度に制御することが容易となる。

しかしながら、機関が停止した後は、オルタネータによる発電が困難であるため、排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度を制御するための電源はバッテリとなる。そのため、機関停止時に排気切換弁およびウエストゲートバルブを変更した場合、バッテリの電圧が過剰に低下する虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、バッテリの電圧の過剰な低下を抑制しつつ、排気切換弁およびウエストゲートバルブの全閉または全開状態での固着を抑制することが出来ると共に機関再始動時に排気切換弁およびウエストゲートバルブを所望の開度に容易に制御することが出来る技術を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関が停止したときのバッテリの電圧に応じて、排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度を所定の中間開度に制御するタイミングおよびそれらを制御する
ためにバッテリによって供給する電流の値を変更するものである。

より詳しくは、本発明に係る多気筒内燃機関の排気システムは、
ターボチャージャと、
多気筒内燃機関における二つの気筒群それぞれに対応して設けられており各気筒群から排出される排気を前記ターボチャージャのタービンに導入する二つの気筒群別排気通路と、
開弁されると前記二つの気筒群別排気通路間が連通され閉弁されると前記二つの気筒群別排気通路間が遮断される電動式の排気切換弁と、
電動式のウエストゲートバルブと、
前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの電源となるバッテリと、
前記多気筒内燃機関が停止したときに、前記バッテリを電源として前記ウエストゲートバルブおよび前記排気切換弁の開度を所定の中間開度に制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記多気筒内燃機関が停止したときの前記バッテリの電圧である停止時電圧が第一所定電圧以上のときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を同時に制御して前記所定の中間開度とし、
前記停止時電圧が前記第一所定電圧より低く且つ第二所定電圧以上のときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブのうちいずれか一方の開度を前記所定の中間開度に制御した後、他方の開度を前記所定の中間開度に制御し、
前記停止時電圧が前記第二所定電圧より低いときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を制御するための電流を前記停止時電圧が前記第二所定電圧以上のときに前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を前記所定の中間開度に制御する場合よりも小さくしつつ、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブのうちいずれか一方の開度を前記所定の中間開度に制御した後、他方の開度を前記所定の中間開度に制御することを特徴とする。

ここで、所定の中間開度とは、排気切換弁およびウエストゲートバルブが全閉または全開状態とはならない開度である。この所定の中間開度は排気切換弁とウエストゲートバルブとで異なる開度に設定されてもよい。

第一所定電圧は、排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度を同時に制御してもバッテリの電圧が過剰に低下する可能性は低いと判断出来る閾値以上の値である。また、第二所定電圧は第一所定電圧よりも低い値である。そして、該第二所定電圧は、排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度を制御するための電流を、これらを同時に制御する場合と同様の値とすると、排気切換弁とウエストゲートバルブとの開度を順番に所定の中間開度に制御したとしてもバッテリの電圧が過剰に低下する虞があると判断出来る閾値よりも高い値である。

本発明によれば、機関停止時に、バッテリの電圧の過剰な低下を抑制しつつ排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度を所定の中間開度に制御出来る。従って、バッテリの電圧の過剰な低下を抑制しつつ、排気切換弁およびウエストゲートバルブの全閉または全開状態での固着を抑制することが出来ると共に機関再始動時に排気切換弁およびウエストゲートバルブを所望の開度に容易に制御することが可能となる。

本発明によれば、多気筒内燃機関の排気システムにおいて、バッテリの電圧の過剰な低下を抑制しつつ、排気切換弁およびウエストゲートバルブの全閉または全開状態での固着を抑制することが出来ると共に機関再始動時に排気切換弁およびウエストゲートバルブを所望の開度に容易に制御することが出来る。

以下、本発明に係る多気筒内燃機関の排気システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関とその吸排気系および制御系の概略構成＞
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、図示しない４つの気筒を有する多気筒内燃機関である。この内燃機関１には冷却水の温度を検出する水温センサ３３が設けられている。

内燃機関１には吸気枝管８が接続されている。吸気枝管８の上流側は吸気管９と接続されている。吸気管９には内燃機関１に流入する吸入空気量を制御するスロットル弁１０が設けられている。また、吸気管９におけるスロットル弁１０よりも上流側には、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａが設けられている。

内燃機関１には第一および第二排気枝管１４、１６が接続されている。第一排気枝管１４は第１気筒および第４気筒に接続されており、第二排気枝管１６は第２気筒および第３気筒に接続されている。また、第一排気枝管１４の下流側は第一排気管１８に接続されており、第二排気枝管１６の下流側は第二排気管２０に接続されている。

第一排気管１８と第二排気管２０とは、図１に示すように、壁面の一部を共有しつつ並列に並んで配置されている。そして、第一排気管１８および第二排気管２０の下流側がターボチャージャ１５のタービン１５ｂに接続されている。つまり、本実施例に係るターボチャージャ１５はツインエントリー型のターボチャージャとなっている。

また、第一排気管１８と第二排気管２０とが共有する壁面には排気切換弁２１が設けられている。この排気切換弁２１が開弁すると第一排気管１８と第二排気管２０との間が連通され、この排気切換弁２１が閉弁すると第一排気管１８と第二排気管２０との間が遮断される。排気切換弁２１は電動モータ２２によって駆動する電動式のバルブである。

また、タービン１５ｂには排気管１９が接続されている。さらに、本実施例においては、タービン１５ｂをバイパスして排気が流れる第一および第二バイパス通路１１、１２が設けられている。第一バイパス通路１１の一端は第一排気管１８に接続されており他端は排気管１９に接続されている。第二バイパス通路１２の一端は第二排気管２０に接続されており他端は排気管１９に接続されている。

第一および第二バイパス通路１１、１２を流れる排気の流量は共に一つのウエストゲートバルブ２５によって調整される。ウエストゲートバルブ２５によって第一および第二バイパス通路１１、１２を流れる排気の流量が調整されることで過給圧が制御される。本実施例に係るウエストゲートバルブ２５は電動モータ２６によって駆動する電動式のバルブである。排気管１９における第一および第二バイパス通路１１、１２との接続部より下流側には三元触媒２８が配置されている。

内燃機関１には、二つの電動モータ２２、２６の電源となるバッテリ１７が併設されている。

さらに、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。ＥＣＵ３５には、水温センサ３３やアクセルポジションセンサ３６などのセンサ類、さらに、内燃機関１を搭載した車両のイグニッションスイッチ２７が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣ
Ｕ３５に入力される。

また、ＥＣＵ３５には、図示しない内燃機関１の燃料噴射弁やスロットル弁１０、各電動モータ２２、２６が電気的に接続されている。ＥＣＵ３５によってこれらが制御される。

尚、本実施例においては、第一および第二排気管１８、２０が本発明に係る気筒群別排気通路に相当する。

＜排気切換弁制御＞
内燃機関１においては、第１気筒に対しては第４気筒が、第２気筒に対しては第３気筒が、燃焼サイクルの位相差が最も大きい気筒となっている。つまり、第１気筒からの排気と第４気筒からの排気とは干渉し難く、また、第２気筒からの排気と第３気筒からの排気とは干渉し難くなっている。そのため、第一および第二排気枝管１４、１６と第一および第二排気管１８、２０とを上記のように構成することにより、排気切換弁２１が閉弁された状態（全閉状態）の場合、各排気枝管１４、１５および各排気管１８、２０において排気の脈動が生じ難い。そのため、効率的に過給を行うことが可能となる。その結果、過給圧を上昇させる過渡運転時の応答性が向上するため、車両の加速性能が向上する。

一方、排気切換弁２１が開弁された状態の場合、第一排気管１８を流れる排気と第二排気管２０を流れる排気とが混合されることになる。この場合、排気の脈動が生じ易くなるために、排気切換弁２１を閉弁した状態に比べて過給の効率は低下する。しかしながら、排気切換弁２１より上流側の背圧が上昇するために、内燃機関１から排出された未燃燃料の後燃え効果が増大する。その結果、未燃燃料の大気中への排出が抑制される。

そこで、本実施例では、内燃機関１の冷間始動時には、排気切換弁２１を開弁することによって未燃燃料の大気中への排出を抑制する。一方、内燃機関１の暖機後の通常運転時には、排気切換弁２１を閉弁することによって過給圧を上昇させる過渡運転時の応答性を向上させる。このように、排気切換弁２１は内燃機関１の運転状態に応じて制御される。

＜ウエストゲートバルブ制御＞
内燃機関１の冷間始動時にはウエストゲートバルブ２５を開弁する。これにより、排気が第一および第二バイパス通路１１、１２を通って、即ち、タービン１５ｂをバイパスして三元触媒２８よりも上流側の排気管１９に導入されることになる。その結果、三元触媒２８を速やかに昇温することが出来る。

そして、内燃機関1の暖機後、即ち、排気の温度が充分に上昇した後の通常運転時には、ウエストゲートバルブ２５を閉弁する（全閉状態とする）ことで、タービン１５ｂに流入する排気の流量を増加させる。その後、過給圧が所定圧力以上に達したときには、過給圧の過剰な上昇を抑制すべくウエストゲートバルブ２５を開弁する。

＜機関停止時の排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度制御＞
本実施例においては、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５は、バッテリ１７を電源として電動モータ２２、２６によって駆動することが可能となっている。そのため、内燃機関１が停止した状態であってもＥＣＵ３５がＯＮとなっていれば排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度を制御することが出来る。

そこで、本実施例では、内燃機関１を停止させるべくイグニッションスイッチ２７がＯＦＦとされた後、ＥＣＵ３５をＯＦＦとするまでの間に所定の遅延期間を設ける遅延制御が行われる。そして、内燃機関１が停止された場合、この遅延制御中に、排気切換弁２１
およびウエストゲートバルブ２５の開度が所定の中間開度に制御される。

ここで、所定の中間開度とは、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５が全閉または全開状態とはならない開度である。この所定の中間開度は排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５それぞれに対して予め定められている。

これにより、内燃機関１が停止している間に排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５が全閉または全開状態で固着することを抑制することが出来る。また、内燃機関１の再始動時に排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５を所望の開度に容易に制御することが可能となる。

さらに、本実施例においては、内燃機関１が停止したときのバッテリ１７の電圧である停止時電圧に応じて、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５を所定の中間開度に制御する方法を変更する。以下、内燃機関１が停止したときに排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５を所定の中間開度に制御する方法について図２から４に示すタイムチャートに基づいて説明する。図２から４は、遅延制御が行われているときにおける、バッテリ１７の電圧Ｖｂおよび排気切換弁２１の開度Ｒｃ、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗの推移を示すタイムチャートである。

図２はバッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１以上である場合を示している。イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）２７がＯＦＦとなると、遅延制御が開始される。また、イグニッションスイッチ２７がＯＦＦとなると内燃機関１が停止されるため機関回転数（Ｎｅ）が低下して零となる。

そして、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１以上である場合、図２に示すように、遅延制御の実行中に二つの電動モータ２２、２６を同時に作動させて、排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１に制御すると共にウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１に制御する。尚、このとき、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第一切換電流Ｉｃ１とし、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第一ゲート電流Ｉｗ１とする。

排気切換弁２１の開度Ｒｃが所定の中間開度Ｒｃ１に制御されウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗが所定の中間開度Ｒｗ１に制御された後、遅延制御の開始時点から所定の遅延期間Δｔｄが経過した時点で、この遅延制御が停止されてＥＣＵ３５がＯＦＦとなる。

図３はバッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１より低く且つ第二所定電圧Ｖｂ２以上である場合を示している。この場合、遅延制御の実行中に、図３に示すように、排気切換弁２１の開度Ｒｃとウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗとを順番に制御する。つまり、先ず電動モータ２２を作動させて排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１に制御し、その後、電動モータ２６を作動させてウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１に制御する。尚、このとき、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１以上である場合と同様、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第一切換電流Ｉｃ１とし、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第一ゲート電流Ｉｗ１とする。

このように、排気切換弁２１の開度Ｒｃとウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗとを順番に制御することで、これらを同時に制御した場合に比べてバッテリ１７の電圧の低下量を抑制することが出来る。

図４はバッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第二所定電圧Ｖｂ２より低い場合を示している。この場合、遅延制御の実行中に、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１より低く且つ第二所定電圧Ｖｂ２以上であると同様、先ず電動モータ２２を作動させて排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１に制御し、その後、電動モータ２６を作動させてウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１に制御する。このときに、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第一切換電流Ｉｃ１の半分の値である第二切換電流Ｉｃ２とし、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第一ゲート電流Ｉｗ１の半分の値である第二ゲート電流Ｉｗ２とする。

このように、排気切換弁２１の開度Ｒｃとウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗとを制御するために各電動モータ２２、２３に供給する電流Ｉｃ、Ｉｗを第二切換電流Ｉｃ２および第二ゲート電流Ｉｗ２に減少させることで、これらを第一切換電流Ｉｃ１および第一ゲート電流Ｉｗ１とした場合に比べてバッテリ１７の電圧の低下量を抑制することが出来る。

尚、本実施例に係る第一および第二所定電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２は、バッテリ１７および各電動モータ２２、２６等に応じて予め定められている。第一所定電圧Ｖｂ１は、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度を同時に制御してもバッテリ１７の電圧Ｖｂが過剰に低下する可能性は低いと判断出来る閾値以上の値である。また、第二所定電圧Ｖｂ２は第一所定電圧Ｖｂ２よりも低い値である。そして、該第二所定電圧Ｖｂ２は、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度を制御するための電流を、これらを同時に制御する場合と同様の値とすると、排気切換弁２１とウエストゲートバルブ２５との開度を順番に所定の中間開度Ｒｃ１、Ｒｗ１に制御したとしてもバッテリ１７の電圧Ｖｂが過剰に低下する虞があると判断出来る閾値よりも高い値である。

また、第一切換電流Ｉｃ１および第一ゲート電流Ｉｗ１と第二切換電流Ｉｃ２および第二ゲート電流Ｉｗ２も、バッテリ１７および各電動モータ２２、２６等に応じて予め定められている。

図３および４においては、遅延制御の実行中に、電動モータ２２をＯＦＦとした後、電動モータ２６をＯＮとするまでの間に時間的な間隔が置かれているが、電動モータ２２をＯＦＦとすると同時に電動モータ２６をＯＮとしてもよい。また、遅延制御の実行中に排気切換弁２１の開度Ｒｃとウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗとを順番に制御する場合、先ずウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１に制御し、その後、排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１に制御してもよい。

以下、本実施例に係る機関停止時の排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度制御のルーチンについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ３５に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ３５は、先ずＳ１０１において、遅延制御の実行中であるか否かを判別する。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ３５は、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが確定したか否かを判別する。遅延制御の実行中においては、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度制御以外の制御（例えば、スロットル弁１０の開度制御等）もバッテリ１７を
電源として実行される場合がある。このようなバッテリ１７を電源として実行されるその他の制御が終了するとバッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが確定する。Ｓ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０２を繰り返す。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ３５は、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第一所定電圧Ｖｂ１以上であるか否かを判別する。Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０８に進む。

Ｓ１０４に進んだＥＣＵ３５は、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第一切換電流Ｉｃ１に設定し、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第一ゲート電流Ｉｗ１に設定する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１０５に進み、バッテリ１７から各電動モータ２２、２６へ電流を供給することで、排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１とする制御とウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１とする制御とを同時に実行する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１０６に進み、排気切換弁２１の開度Ｒｃが所定の中間開度Ｒｃ１となり、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗが所定の中間開度Ｒｗ１となったか否かを判別する。Ｓ１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０６を繰り返す。

Ｓ１０７において、ＥＣＵ３５は、排気切換弁２１の開度Ｒｃの制御およびウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗの制御を停止する。その後、ＥＣＵ３５は本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ１０８に進んだＥＣＵ３５は、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓが第二所定電圧Ｖｂ２以上であるか否かを判別する。Ｓ１０８において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１０９に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１１６に進む。

Ｓ１０９に進んだＥＣＵ３５は、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第一切換電流Ｉｃ１に設定し、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第一ゲート電流Ｉｗ１に設定する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１１０に進み、バッテリ１７から電動モータ２２へ電流を供給することで、排気切換弁２１の開度Ｒｃを所定の中間開度Ｒｃ１とする制御を実行する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１１１に進み、排気切換弁２１の開度Ｒｃが所定の中間開度Ｒｃ１となったか否かを判別する。Ｓ１１１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１１２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１１１を繰り返す。

Ｓ１１２において、ＥＣＵ３５は、排気切換弁２１の開度Ｒｃの制御を停止する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１１３に進み、バッテリ１７から電動モータ２６へ電流を供給することで、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを所定の中間開度Ｒｗ１とする制御を実行する。

次に、ＥＣＵ３５は、Ｓ１１４に進み、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗが所定の中間開度Ｒｗ１となったか否かを判別する。Ｓ１１４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１１５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３５はＳ１１４を繰り返す。

Ｓ１１５において、ＥＣＵ３５は、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗの制御を停止する。その後、ＥＣＵ３５は本ルーチンの実行を終了する。

また、Ｓ１１６に進んだＥＣＵ３５は、排気切換弁２１の開度Ｒｃを制御するために電動モータ２２に供給する電流Ｉｃを第二切換電流Ｉｃ２に設定し、ウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｗを制御するために電動モータ２６に供給する電流Ｉｗを第二ゲート電流Ｉｗ２に設定する。その後、ＥＣＵ３５はＳ１１０に進む。

尚、本実施例においては、上記ルーチンを実行するＥＣＵ３５が、本発明に係る制御手段に相当する。

本実施例においては、上述したように、バッテリ１７の停止時電圧Ｖｂｓに応じて、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｃ、Ｒｗを所定の中間開度Ｒｃ１、Ｒｗ１に制御するタイミングおよびそれらを制御するためにバッテリ１７によって各電動モータ２２、２６に供給する電流の値を変更する。これにより、内燃機関１の停止時に、バッテリ１７の電圧の過剰な低下を抑制しつつ排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の開度Ｒｃ、Ｒｗを所定の中間開度Ｒｃ１、Ｒｗ１に制御出来る。従って、バッテリ１７の電圧の過剰な低下を抑制しつつ、排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５の全閉または全開状態での固着を抑制することが出来ると共に機関再始動時に排気切換弁２１およびウエストゲートバルブ２５を所望の開度に容易に制御することが可能となる。

実施例に係る内燃機関とその吸排気系および制御系の概略構成を示す図。遅延制御が行われているときにおける、バッテリの電圧および排気切換弁の開度、ウエストゲートバルブの開度の推移を示す第一のタイムチャート。遅延制御が行われているときにおける、バッテリの電圧および排気切換弁の開度、ウエストゲートバルブの開度の推移を示す第二のタイムチャート。遅延制御が行われているときにおける、バッテリの電圧および排気切換弁の開度、ウエストゲートバルブの開度の推移を示す第三のタイムチャート。本実施例に係る機関停止時の排気切換弁およびウエストゲートバルブの開度制御のルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１・・・内燃機関
８・・・吸気枝管
９・・・吸気管
１０・・・スロットル弁
１１・・・第一バイパス通路
１２・・・第二バイパス通路
１４・・・第一排気枝管
１５・・・ターボチャージャ
１５ａ・・・コンプレッサ
１５ｂ・・・タービン
１６・・・第二排気枝管
１７・・・バッテリ
１８・・・第一排気管
１９・・・排気管
２０・・・第二排気管
２１・・・排気切換弁
２２・・・電動モータ
２５・・・ウエストゲートバルブ
２６・・・電動モータ
２７・・・イグニッションスイッチ
２８・・・三元触媒
３５・・・ＥＣＵ

Claims

ターボチャージャと、
多気筒内燃機関における二つの気筒群それぞれに対応して設けられており各気筒群から排出される排気を前記ターボチャージャのタービンに導入する二つの気筒群別排気通路と、
開弁されると前記二つの気筒群別排気通路間が連通され閉弁されると前記二つの気筒群別排気通路間が遮断される電動式の排気切換弁と、
電動式のウエストゲートバルブと、
前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの電源となるバッテリと、
前記多気筒内燃機関が停止したときに、前記バッテリを電源として前記ウエストゲートバルブおよび前記排気切換弁の開度を所定の中間開度に制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記多気筒内燃機関が停止したときの前記バッテリの電圧である停止時電圧が第一所定電圧以上のときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を同時に制御して前記所定の中間開度とし、
前記停止時電圧が前記第一所定電圧より低く且つ第二所定電圧以上のときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブのうちいずれか一方の開度を前記所定の中間開度に制御した後、他方の開度を前記所定の中間開度に制御し、
前記停止時電圧が前記第二所定電圧より低いときは、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を制御するための電流を前記停止時電圧が前記第二所定電圧以上のときに前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブの開度を前記所定の中間開度に制御する場合よりも小さくしつつ、前記排気切換弁および前記ウエストゲートバルブのうちいずれか一方の開度を前記所定の中間開度に制御した後、他方の開度を前記所定の中間開度に制御することを特徴とする多気筒内燃機関の排気システム。