JP2008297930A - Internal combustion engine controlling device - Google Patents

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Hirobumi Kubota
博文 久保田
Masahiro Inoue
政広 井上
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine controlling device reduced in accumulation of deposits in an intake port caused by a blowing-back phenomenon. <P>SOLUTION: An ECU 20 judges whether the engine is in an operation state of causing the exhaust pressure higher than the intake air pressure to control a waste gate valve 40 opening/closing a by-pass passage 13b by-passing a turbine 14b of a supercharger 14 to an open side, in the operation state with the exhaust pressure higher than the intake air pressure. The exhaust pressure can be reduced by controlling the waste gate valve 40 to the open side, by which the blowing-back phenomenon can be suppressed to reduce the accumulation of deposits in the intake port 6. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

内燃機関においては、吸気圧力よりも排気圧力が高くなることにより、吹き返し現象が発生する恐れがある。この吹き返し現象は、吸気バルブ及び排気バルブの双方が同時に開弁状態となる、いわゆるバルブオーバラップ期間に顕著に発生する現象である。吹き返し現象が発生すると、燃焼室に多量の既燃ガスが残留して、燃焼の不安定化を招く恐れがあった。特許文献2には、このような課題に対する技術が開示されている。   In an internal combustion engine, the exhaust pressure may be higher than the intake pressure, which may cause a blow-back phenomenon. This blow-back phenomenon is a phenomenon that occurs remarkably during a so-called valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened. When the blow-back phenomenon occurs, a large amount of burned gas remains in the combustion chamber, which may cause unstable combustion. Patent Document 2 discloses a technique for such a problem.

また、内燃機関においては、従来から過給機を備えたものが知られている。特許文献1には、吸気バルブの閉弁時期を遅角側に変更することによって生じる吹き返しにより、混合気の一部を十分に気化、霧化させ、過給機のウエストゲート弁の開度を制御することにより、吹き返しに起因する充填量の低下を補完することで、排気中のPM(排気微粒子)の低減を図ると共に出力を確保できる技術が開示されている。   Further, an internal combustion engine having a supercharger has been conventionally known. In Patent Document 1, a part of the air-fuel mixture is sufficiently vaporized and atomized by blowback generated by changing the valve closing timing of the intake valve to the retard side, and the opening degree of the wastegate valve of the supercharger is set. A technique is disclosed in which, by controlling, the decrease in the amount of PM (exhaust particulates) in the exhaust gas can be reduced and the output can be secured by complementing the decrease in the filling amount caused by the blow-back.

特開2003−27977号公報JP 2003-27977 A 特開平10−288055号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-288055

ところで、混合気にはPMが含まれているため、吹き返しによって、PMが吸気ポートなどに付着する恐れがある。特に、ブローバイガス還元装置の影響により、オイルなどをバインダとして、吸気ポートにデポジットとして堆積する恐れがある。このデポジットの堆積量によっては、吸気通路の流路係数が変動したり、又は燃焼室内へ導入される旋回流(タンブル流やスワール流)などに影響を与える恐れがあるため、吹き返し現象は可能な限り抑制することが望ましい。   By the way, since the air-fuel mixture contains PM, there is a risk that the PM will adhere to the intake port or the like by blowing back. In particular, due to the influence of the blow-by gas reduction device, oil or the like may be deposited as a deposit on the intake port as a binder. Depending on the amount of deposit, the flow coefficient of the intake passage may fluctuate or the swirl flow (tumble flow or swirl flow) introduced into the combustion chamber may be affected. It is desirable to suppress as much as possible.

また、過給機は、内燃機関の出力の向上を図るためのものであるが、過給機のタービンの作用によっては、吸気圧力より排気圧力が高くなる状態を助長する恐れがある。   The supercharger is intended to improve the output of the internal combustion engine. However, depending on the action of the turbine of the supercharger, there is a risk of promoting a state in which the exhaust pressure becomes higher than the intake pressure.

したがって本発明の目的は、吹き返し現象に起因する吸気ポートへのデポジットの堆積が抑制された内燃機関の制御装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control apparatus for an internal combustion engine in which deposit accumulation on an intake port caused by a blowback phenomenon is suppressed.

上記目的は、吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態において、過給機のタービンをバイパスするバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブを開側に制御するウエストゲートバルブ制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の制御装置によって達成できる。
吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態においては、吹き返し現象が発生する可能性が高くなるが、ウエストゲートバルブを開側に制御することにより、排気圧力を低下させることができる。これにより、吹き返し現象を抑制でき、吸気ポートへのデポジットの堆積を抑制できる。
The above-described object is to bypass the turbocharger turbine in an operating state determining means for determining whether or not the exhaust pressure is higher than the intake pressure in an operating state in which the exhaust pressure is higher than the intake pressure. This can be achieved by an internal combustion engine control device comprising a wastegate valve control means for controlling the wastegate valve for opening and closing the bypass passage to the open side.
In an operating state in which the exhaust pressure is higher than the intake pressure, the possibility of a blow-back phenomenon increases, but the exhaust pressure can be lowered by controlling the wastegate valve to the open side. Thereby, the blow-back phenomenon can be suppressed, and deposit accumulation on the intake port can be suppressed.

上記構成において、前記ウエストゲートバルブ制御手段は、エンジン冷却水の温度に応じて、前記ウエストゲートバルブを開側に制御する、構成を採用できる。
エンジン冷却水の温度が基準値未満となる低い場合には、ピストン頂面等の温度が低いため、PMの生成量が増大し、特に筒内噴射式の場合で顕著である。従って、冷却水の温度が基準値未満の場合に、ウエストゲートバルブを開側に制御することにより、効果的に吸気ポートへのデポジットの堆積を抑制できる。
The said structure WHEREIN: The said wastegate valve control means can employ | adopt the structure which controls the said wastegate valve to the open side according to the temperature of engine cooling water.
When the temperature of the engine cooling water is lower than the reference value, the temperature of the piston top surface and the like is low, so that the amount of PM generated increases, particularly in the case of the in-cylinder injection type. Therefore, when the temperature of the cooling water is lower than the reference value, deposit accumulation on the intake port can be effectively suppressed by controlling the wastegate valve to the open side.

また、上記構成において、吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態において、吸気圧力よりも排気圧力が高くなることに起因する吹き返し現象を抑制するように、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構を備えている、構成を採用できる。
吹き返し現象を抑制するように、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを制御することによって、効果的に吸気ポートへのデポジットの堆積を抑制できる。
In the above configuration, in an operating state in which the exhaust pressure is higher than the intake pressure, the opening and closing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is suppressed so as to suppress the blowback phenomenon caused by the exhaust pressure becoming higher than the intake pressure. A configuration including a variable valve timing mechanism for controlling timing can be employed.
By controlling the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve so as to suppress the blowback phenomenon, deposit accumulation on the intake port can be effectively suppressed.

本発明によれば、吹き返し現象に起因する吸気ポートへのデポジットの堆積が抑制された内燃機関の制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine by which the accumulation of the deposit to the intake port resulting from the blowback phenomenon was suppressed can be provided.

以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
本実施例では、本発明を車両駆動用のエンジンに適用した場合について説明する。図1は、本実施例に係るエンジンおよびその吸排気系の概略構成を示す図である。エンジン1は、4つの気筒2を有する4気筒エンジンである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a vehicle driving engine will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine and an intake / exhaust system thereof according to the present embodiment. The engine 1 is a four-cylinder engine having four cylinders 2.

気筒2内にはピストン4が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室5には、吸気ポート6と排気ポート7とが接続されている。吸気ポート6および排気ポート7の燃焼室5への開口部は、それぞれ吸気バルブ8および排気バルブ9によって開閉される。また、吸気バルブ8および排気バルブ9には、吸気側バルブタイミング機構(吸気側VVT)10および排気側バルブタイミング機構(排気側VVT)11がそれぞれ設けられており、それぞれの開閉時期が可変となっている。また、気筒2には、燃焼室5に燃料を噴射する燃料噴射弁3および燃焼室5内の混合気に点火するための点火プラグ15が設けられている。   A piston 4 is slidably provided in the cylinder 2. An intake port 6 and an exhaust port 7 are connected to the combustion chamber 5 in the upper part of the cylinder 2. The openings of the intake port 6 and the exhaust port 7 to the combustion chamber 5 are opened and closed by an intake valve 8 and an exhaust valve 9, respectively. Further, the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are respectively provided with an intake side valve timing mechanism (intake side VVT) 10 and an exhaust side valve timing mechanism (exhaust side VVT) 11, and the opening and closing timings thereof are variable. ing. The cylinder 2 is provided with a fuel injection valve 3 for injecting fuel into the combustion chamber 5 and a spark plug 15 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 5.

吸気ポート6および排気ポート7は、それぞれ吸気通路12および排気通路13に接続されている。吸気通路12の途中には、過給機14のコンプレッサ14aが設置されている。一方、排気通路13の途中には、過給機14のタービン14bが設置されている。また、コンプレッサ14aより上流側の吸気通路12には、エアフロメータ25が設けられており、コンプレッサ14aより下流側の吸気通路12には、該吸気通路12内の圧力に対応した電気信号を出力する吸気圧力センサ24が設けられている。尚、タービン14bより上流側の排気通路13を上流側排気通路13aと称する。   The intake port 6 and the exhaust port 7 are connected to an intake passage 12 and an exhaust passage 13, respectively. In the middle of the intake passage 12, a compressor 14a of the supercharger 14 is installed. On the other hand, a turbine 14 b of the supercharger 14 is installed in the middle of the exhaust passage 13. An air flow meter 25 is provided in the intake passage 12 upstream of the compressor 14a, and an electric signal corresponding to the pressure in the intake passage 12 is output to the intake passage 12 downstream of the compressor 14a. An intake pressure sensor 24 is provided. The exhaust passage 13 upstream of the turbine 14b is referred to as an upstream exhaust passage 13a.

また、排気通路13には、タービン14bをバイパスするバイパス通路13bが設けられており、バイパス通路13bには、ウエストゲートバルブ40が設けられている。ウエストゲートバルブ40は、ECU20からの指令によって駆動するアクチュエータ(不図示)によってバイパス通路13bの開口面積を調整可能に形成されている。   Further, the exhaust passage 13 is provided with a bypass passage 13b that bypasses the turbine 14b, and the bypass passage 13b is provided with a waste gate valve 40. The wastegate valve 40 is formed so that the opening area of the bypass passage 13b can be adjusted by an actuator (not shown) that is driven by a command from the ECU 20.

さらに、エンジン1には、アクセル開度に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ21、および、ピストン4の往復運動と連動して回転するクランク軸(不図示)の回転角に対応した電気信号を出力するクランクポジションセンサ22が設けられている。また、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ26が設けられている。   Further, the engine 1 includes an accelerator opening sensor 21 that outputs an electric signal corresponding to the accelerator opening, and an electric power corresponding to a rotation angle of a crankshaft (not shown) that rotates in conjunction with the reciprocating motion of the piston 4. A crank position sensor 22 for outputting a signal is provided. Further, a water temperature sensor 26 for detecting the water temperature of the engine cooling water is provided.

以上述べたように構成されたエンジン1には、このエンジン1を制御するためのECU20が併設されている。このECU20は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユニットである。ECU20には、エアフロメータ25や吸気圧力センサ24、アクセル開度センサ21、クランクポジションセンサ22、水温センサ26が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU20に入力される。   The engine 1 configured as described above is provided with an ECU 20 for controlling the engine 1. The ECU 20 is a unit that controls the operating state of the engine 1 in accordance with the operating conditions of the engine 1 and the driver's request. An air flow meter 25, an intake pressure sensor 24, an accelerator opening sensor 21, a crank position sensor 22, and a water temperature sensor 26 are electrically connected to the ECU 20. These output signals are input to the ECU 20.

また、ECU20には、燃料噴射弁3、点火プラグ15、吸気側バルブタイミング機構10、排気側バルブタイミング機構11が電気的に接続されている。そして、ECU20によってこれらが制御される。例えば、ECU20は、吸気側バルブタイミング機構10および排気側バルブタイミング機構11を制御することによって、吸気バルブ8および排気バルブ9の開閉時期をそれぞれ制御する。これにより、吸気バルブ8と排気バルブ9とが共に開弁状態となっているバルブオーバラップ期間が制御される。また、吸気側バルブタイミング機構10による吸気バルブ8の変位角を検出する、吸気側変位角センサ30、排気側バルブタイミング機構11による排気バルブ9の変位角を検出する、排気側変位角センサ31が設けられている。吸気側変位角センサ30及び排気側変位角センサ31についても、その出力信号がECU20へ出力される。   Further, the fuel injection valve 3, the spark plug 15, the intake side valve timing mechanism 10, and the exhaust side valve timing mechanism 11 are electrically connected to the ECU 20. These are controlled by the ECU 20. For example, the ECU 20 controls the opening / closing timings of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 by controlling the intake side valve timing mechanism 10 and the exhaust side valve timing mechanism 11, respectively. As a result, the valve overlap period during which both the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are open is controlled. Further, an intake side displacement angle sensor 30 that detects the displacement angle of the intake valve 8 by the intake side valve timing mechanism 10 and an exhaust side displacement angle sensor 31 that detects the displacement angle of the exhaust valve 9 by the exhaust side valve timing mechanism 11 are provided. Is provided. The output signals of the intake side displacement angle sensor 30 and the exhaust side displacement angle sensor 31 are also output to the ECU 20.

ECU20は、図示せぬROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備えており、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する、VVT、ウエストゲートバルブ制御処理を実行することが可能に構成されている。また、RAMには、VVT、ウエストゲートバルブ制御処理の実行過程において取得された各種データが一時的に格納される構成となっている。また、ECU20は、各種センサからの出力により、後述する吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態であるか、即ち、吹き返し現象が発生し得る運転状態であるか否かを判定する。   The ECU 20 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) (not shown), and can execute VVT and wastegate valve control processing, which will be described later, according to a control program stored in the ROM. It is configured. Also, the RAM is configured to temporarily store various data acquired in the course of executing the VVT and wastegate valve control processing. Further, the ECU 20 determines, based on outputs from various sensors, whether or not the operation state is such that the exhaust pressure becomes higher than the intake pressure described later, that is, the operation state in which the blowback phenomenon can occur.

次に、ECU20が実行する、VVT、ウエストゲートバルブ制御処理を説明する。図2は、ECUが実行する、VVT、ウエストゲートバルブ制御処理の一例を示したフローチャートである。   Next, the VVT and waste gate valve control processing executed by the ECU 20 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of VVT and wastegate valve control processing executed by the ECU.

ECU20は、水温センサ26からの出力に基づいて、エンジン冷却水の水温が基準値未満であるかどうかを判定する(ステップS1)。この基準値とは、既燃焼ガスに含まれる燃焼PM量が所定量以上となる時の基準となる値をいい、吹き返し現象によって吸気ポート6にPMがデポジットとして堆積し始める恐れがある時のエンジン冷却水の温度をいう。   Based on the output from the water temperature sensor 26, the ECU 20 determines whether the water temperature of the engine cooling water is lower than the reference value (step S1). This reference value refers to a reference value when the amount of combustion PM contained in the already burned gas exceeds a predetermined amount, and the engine when there is a possibility that PM may start to deposit as a deposit in the intake port 6 due to the blowback phenomenon. The temperature of cooling water.

図3は、燃焼PM量と水温との関係を示したグラフである。縦軸は、燃焼PM量を示し、横軸がエンジン冷却水の水温を示している。図3に示すように、水温が低下するほど、燃焼PM量が増大する。従って、水温が低いほど、吹き返し現象による、吸気ポート6へデポジットが堆積する可能性が高くなるといえる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of combustion PM and the water temperature. The vertical axis represents the combustion PM amount, and the horizontal axis represents the engine coolant temperature. As shown in FIG. 3, the amount of combustion PM increases as the water temperature decreases. Therefore, it can be said that the lower the water temperature, the higher the possibility of deposits being deposited on the intake port 6 due to the blow-back phenomenon.

従って、エンジン冷却水の水温が、基準値以上の場合には、ECU20は、吸気側バルブタイミング機構10、排気側バルブタイミング機構11、及びウエストゲートバブル40に対して、通常処理を実行する(ステップS2)。通常処理とは、機関運転状態に応じて、吸気側バルブタイミング機構10、排気側バルブタイミング機構11、及びウエストゲートバブル40を最適に制御する処理である。   Therefore, when the engine coolant temperature is equal to or higher than the reference value, the ECU 20 executes normal processing on the intake side valve timing mechanism 10, the exhaust side valve timing mechanism 11, and the wastegate bubble 40 (step). S2). The normal process is a process for optimally controlling the intake side valve timing mechanism 10, the exhaust side valve timing mechanism 11, and the wastegate bubble 40 in accordance with the engine operating state.

エンジン冷却水の水温が基準値未満の場合には、ECU20は、要求吸気量は吹き返し領域であるかどうかを判定する(ステップS3)。吹き返し領域とは、吸気圧力が排気圧力よりも高くなる領域をいう。   If the engine coolant temperature is lower than the reference value, the ECU 20 determines whether the required intake air amount is in the blow-back region (step S3). The blow-back region is a region where the intake pressure is higher than the exhaust pressure.

ここで、吹き返し領域について説明する。図4は、要求空気量が吹き返し領域であるか否かを判定するためのマップであり、ECU20のROMに記憶されている。吸気圧力よりも排気圧力が高くなる吹き返し領域は、図4に示すように、エンジン回転数と、クランク軸のトルクとの関係に依存する。低負荷領域及び高負荷高回転領域においては、吹き返し領域となる。一方、高負荷低回転領域においては、吹き返し領域とはならず、排気圧力より吸気圧力が高くなる吹き抜け領域となる。この吹き抜け領域においては、排気圧力より吸気圧力が高くなるため、バルブオーバラップ期間を設けたとしても、既燃焼ガスが吸気ポート6へと吹き返される恐れは少ない。   Here, the blow-back area will be described. FIG. 4 is a map for determining whether or not the required air amount is in the blow-back area, and is stored in the ROM of the ECU 20. As shown in FIG. 4, the blow-back region where the exhaust pressure becomes higher than the intake pressure depends on the relationship between the engine speed and the crankshaft torque. In the low load region and the high load high rotation region, it becomes a blow-back region. On the other hand, in the high-load low-rotation region, it does not become a blow-back region but a blow-through region where the intake pressure is higher than the exhaust pressure. In this blow-by region, the intake pressure becomes higher than the exhaust pressure, so even if a valve overlap period is provided, there is little possibility that the already burned gas is blown back to the intake port 6.

ECU20はこのマップに基づいて、要求空気量が吹き返し領域であるか否かの判定をする。ここで、要求空気量は、所定のエンジン回転数、クランク軸のトルクを実現するために必要となる空気量であり、ECU20は、アクセル開度センサ21などの各種センサからの出力に基づいて算出する。   Based on this map, the ECU 20 determines whether or not the requested air amount is in the blow-back area. Here, the required air amount is an air amount necessary for realizing a predetermined engine speed and crankshaft torque, and the ECU 20 calculates based on outputs from various sensors such as the accelerator opening sensor 21. To do.

要求空気量が吹き返し領域の場合には、ECU20は、排気側バルブタイミング機構11の作動を制御して、吹き返しによる吸気ポート6へのPMの堆積が最小となるように、排気バルブ9の開閉タイミングを制御する(ステップS4)。   When the required amount of air is in the blow-back region, the ECU 20 controls the operation of the exhaust-side valve timing mechanism 11 to open and close the exhaust valve 9 so that PM accumulation on the intake port 6 due to blow-back is minimized. Is controlled (step S4).

ここで、吸気側バルブタイミング機構10及び排気側バルブタイミング機構11の変位角によって変動する、吸気ポート6への吹き返し量について簡単に説明する。   Here, the amount of blowback to the intake port 6 that varies depending on the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10 and the exhaust side valve timing mechanism 11 will be briefly described.

図5は、吸気側バルブタイミング機構10及び排気側バルブタイミング機構11の変位角によって変動する、吸気ポート6への吹き返し量を示したグラフである。横軸は、吸気側バルブタイミング機構10の変位角を示しており、右側に行くほど進角し、左側に行くほど遅角する。縦軸は、排気側バルブタイミング機構11の変位角を示しており、上側に行くほど遅角し、下側へ行くほど進角する。従って、グラフの右上に行くほどバルブオーバラップ期間が大きくなることを示している。またグラフ上に示された、0.8〜0.1までの数字は、吹き返し量(燃焼室5から吸気ポート6へと吹き返す既燃焼ガスの量)の度合を示しており、数字が大きいほど吸気ポート6への吹き返し量が大きいことを示している。また、吹き返し量が大きいほど、吸気ポート6へ付着するPM量が多くなる。   FIG. 5 is a graph showing the amount of blowback to the intake port 6 that varies depending on the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10 and the exhaust side valve timing mechanism 11. The abscissa indicates the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10, and advances toward the right side and retards toward the left side. The vertical axis indicates the displacement angle of the exhaust side valve timing mechanism 11, which is retarded toward the upper side and advanced toward the lower side. Therefore, the valve overlap period increases as it goes to the upper right of the graph. Moreover, the numbers from 0.8 to 0.1 shown on the graph indicate the degree of the blowback amount (the amount of the burned gas that blows back from the combustion chamber 5 to the intake port 6). It shows that the blowback amount to the intake port 6 is large. Further, the larger the blowback amount, the larger the PM amount adhering to the intake port 6.

図5のグラフ上に、低温時制御ラインを示している。この低温時制御ラインは、吸気側バルブタイミング機構10の変位角を一定とした場合に、最も吹き返し量が少なくなる排気側バルブタイミング機構11の変位角を示している。ECU20は、上記ステップS3において、排気側バルブタイミング機構11の変位角を、吸気側バルブタイミング機構10の変位角にかかわらずに吹き返し量が最少となる変位角に制御する。   The low temperature control line is shown on the graph of FIG. This low-temperature control line shows the displacement angle of the exhaust side valve timing mechanism 11 with the smallest amount of blowback when the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10 is constant. In step S <b> 3, the ECU 20 controls the displacement angle of the exhaust side valve timing mechanism 11 to a displacement angle that minimizes the blowback amount regardless of the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10.

次に、ECU20は、ウエストゲートバブル40を開側に制御する(ステップS5)。これにより、排気がタービン14bをバイパスするため、排気圧力が低下する。従って、吸気ポート6への既燃焼ガスの吹き返し量を抑制することができる。   Next, the ECU 20 controls the wastegate bubble 40 to the open side (step S5). Thereby, since exhaust gas bypasses the turbine 14b, the exhaust pressure is reduced. Therefore, the amount of burned gas blown back to the intake port 6 can be suppressed.

ステップS3において、要求空気量が吹き返し領域ではない場合、ECU20は、吸気側バルブタイミング機構10、排気側バルブタイミング機構11の変位角を要求空気量に最適となるように設定する(ステップS6)。要求空気量が吹き返し領域ではない場合には、既燃焼ガスの排出をスムーズに行うことができるため、例えば、バルブオーバラップさせて、体積効率を向上させて高いトルクを維持することができる。次に、ECU20は、ウエストゲートバブル40を閉側に制御する(ステップS7)。これにより、エンジン1の出力が向上する。   In step S3, when the required air amount is not in the blow-back region, the ECU 20 sets the displacement angles of the intake side valve timing mechanism 10 and the exhaust side valve timing mechanism 11 so as to be optimal to the required air amount (step S6). When the required air amount is not in the blow-back region, the already burned gas can be discharged smoothly. For example, the valve can be overlapped to improve the volume efficiency and maintain a high torque. Next, the ECU 20 controls the waste gate bubble 40 to the closed side (step S7). Thereby, the output of the engine 1 is improved.

このように、要求空気量が吹き返し領域ではない場合に、ステップS6、S7の処理を実行することにより、ドライバビリティを確保することができる。   Thus, drivability can be ensured by executing the processes of steps S6 and S7 when the required air amount is not in the blow-back region.

以上のように、ECU20は、エンジン冷却水の温度に基づいて、吹き返し現象を抑制するための処理を実行するので、既燃焼ガスに含まれるPM量が増大する低温時に、吹き返し現象を効果的に抑制することができる。これにより、吸気ポート6へのデポジットの堆積を効果的に抑制できる。   As described above, since the ECU 20 executes the process for suppressing the blowback phenomenon based on the temperature of the engine cooling water, the blowback phenomenon is effectively prevented at a low temperature when the amount of PM contained in the burned gas increases. Can be suppressed. Thereby, deposit accumulation on the intake port 6 can be effectively suppressed.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
上記実施例においては、要求空気量が吹き返し領域の場合には、排気側バルブタイミング機構11の変位角を制御して、吹き返し量が最小となる排気側バルブタイミング機構11の変位角に制御したが、このような構成に限定されずに、例えば、吸気側バルブタイミング機構10、排気側バルブタイミング機構11の双方の変位角を制御して、吹き返し量が抑制されるバルブタイミングに制御するようにしてもよい。また、吸気側バルブタイミング機構10の変位角のみを制御してもよい。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
In the above embodiment, when the required air amount is in the blowback region, the displacement angle of the exhaust side valve timing mechanism 11 is controlled to be the displacement angle of the exhaust side valve timing mechanism 11 that minimizes the blowback amount. Without being limited to such a configuration, for example, the displacement angle of both the intake side valve timing mechanism 10 and the exhaust side valve timing mechanism 11 is controlled to control the valve timing at which the blowback amount is suppressed. Also good. Further, only the displacement angle of the intake side valve timing mechanism 10 may be controlled.

本実施例に係るエンジンおよびその吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the engine which concerns on a present Example, and its intake / exhaust system. ECUが実行する、VVT、ウエストゲートバルブ制御処理の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of VVT and a waste gate valve control process which ECU performs. 燃焼PM量と水温との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between combustion PM amount and water temperature. 要求空気量が吹き返し領域であるか否かを判定するためのマップである。It is a map for determining whether a request | requirement air amount is a blow-back area | region. 吸気側バルブタイミング機構及び排気側バルブタイミング機構の変位角によって変動する吸気ポートへの吹き返し量を示したグラフである。It is the graph which showed the return amount to the intake port which fluctuates with the displacement angle of the intake side valve timing mechanism and the exhaust side valve timing mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
6 吸気ポート
7 排気ポート
8 吸気バルブ
9 排気弁
10 吸気側バルブタイミング機構
11 排気側バルブタイミング機構
12 吸気通路
13 排気通路
13b バイパス通路
14 過給機
14a コンプレッサ
14b タービン
20 ECU(運転状態判定手段、ウエストゲートバルブ制御手段)
21 アクセル開度センサ
22 クランクポジションセンサ
24 吸気圧力センサ
25 エアフロメータ
26 水温センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Fuel injection valve 6 Intake port 7 Exhaust port 8 Intake valve 9 Exhaust valve 10 Intake side valve timing mechanism 11 Exhaust side valve timing mechanism 12 Intake passage 13 Exhaust passage 13b Bypass passage 14 Supercharger 14a Compressor 14b Turbine 20 ECU (operating state determination means, waste gate valve control means)
21 Accelerator opening sensor 22 Crank position sensor 24 Intake pressure sensor 25 Air flow meter 26 Water temperature sensor

Claims (3)

吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態において、過給機のタービンをバイパスするバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブを開側に制御するウエストゲートバルブ制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An operation state determining means for determining whether or not the exhaust gas pressure is higher than the intake pressure.
A wastegate valve control means for controlling a wastegate valve that opens and closes a bypass passage that bypasses the turbine of the turbocharger in an operating state in which the exhaust pressure is higher than the intake pressure. Control device for internal combustion engine.
前記ウエストゲートバルブ制御手段は、エンジン冷却水の温度に応じて、前記ウエストゲートバルブを開側に制御する、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。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the waste gate valve control means controls the waste gate valve to an open side in accordance with a temperature of engine cooling water. 吸気圧力よりも排気圧力が高くなる運転状態において、吸気圧力よりも排気圧力が高くなることに起因する吹き返し現象を抑制するように、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構を備えている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   A variable valve that controls the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve so as to suppress the blow-back phenomenon caused by the exhaust pressure becoming higher than the intake pressure in an operating state in which the exhaust pressure becomes higher than the intake pressure. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a timing mechanism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012101737A1 (en) 2011-01-24 2012-08-02 トヨタ自動車株式会社 Control device for supercharger-equipped internal combustion engine
WO2012137331A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012101737A1 (en) 2011-01-24 2012-08-02 トヨタ自動車株式会社 Control device for supercharger-equipped internal combustion engine
EP2669497A1 (en) * 2011-01-24 2013-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for supercharger-equipped internal combustion engine
EP2669497A4 (en) * 2011-01-24 2014-06-18 Toyota Motor Co Ltd Control device for supercharger-equipped internal combustion engine
US9470142B2 (en) 2011-01-24 2016-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for supercharged internal combustion engine
WO2012137331A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control apparatus
US9068519B2 (en) 2011-04-07 2015-06-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine

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