JP2010196524A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機付きエンジンに排気ガス再循環(EGR)を適用した内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine in which exhaust gas recirculation (EGR) is applied to an engine with a supercharger.
過給機付きエンジンに排気ガス再循環を適用したものとして、触媒コンバータの下流側の排気ガスを過給機の上流側の吸気系に再循環させるものが知られている(特許文献1)。 As one in which exhaust gas recirculation is applied to an engine with a supercharger, there is known one that recirculates exhaust gas downstream of a catalytic converter to an intake system upstream of a supercharger (Patent Document 1).
この機関では、吸気が加圧される前の過給機の上流側に排気ガスを再循環させるので、過給圧が高くなる高負荷側の運転領域であっても多量の再循環ガスを安定して導入することができ、高負荷側運転領域において燃焼温度を抑制できるという利点がある。 In this engine, exhaust gas is recirculated upstream of the turbocharger before the intake air is pressurized, so that a large amount of recirculated gas can be stabilized even in the high-load operation region where the supercharging pressure increases. There is an advantage that the combustion temperature can be suppressed in the high load side operation region.
しかしながら、過給機の上流側の吸気系に排気ガスを再循環させる構成では、例えばドライバが減速を意図してアクセルを緩めたことに伴ってスロットルバルブが閉状態へ移行した場合に、スロットルバルブが閉じられる一方で再循環させた排気ガスは過給機により押し込まれるため、吸気系に排気ガスが多量に残留することとなる。 However, in the configuration in which the exhaust gas is recirculated to the intake system upstream of the turbocharger, for example, when the throttle valve shifts to the closed state in response to the driver's intention to decelerate the accelerator, the throttle valve Since the exhaust gas recirculated is pushed in by the supercharger while the engine is closed, a large amount of exhaust gas remains in the intake system.
そして、この残留する排気ガス量は運転条件などによってバラツキ、しかも正確に把握できないため、次に再加速のためにスロットルバルブが開状態となったときや、アイドル運転が開始されたときに残留した排気ガスがシリンダに供給されるので、再循環排気ガス量を正確に制御できないという問題がある。 The remaining exhaust gas amount varies depending on the operating conditions and cannot be accurately grasped. Therefore, it remains when the throttle valve is opened for re-acceleration or when idling is started. Since the exhaust gas is supplied to the cylinder, there is a problem that the amount of the recirculated exhaust gas cannot be accurately controlled.
本発明が解決しようとする課題は、過給機の上流側の吸気通路に排気ガスを再循環させるシステムにおいて、再加速時やアイドル運転の再開時であっても再循環させる排気ガス量を適切に制御できる内燃機関の制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that, in a system that recirculates exhaust gas in the intake passage upstream of the turbocharger, the amount of exhaust gas to be recirculated is appropriate even during reacceleration or when idle operation is resumed. It is providing the control apparatus of the internal combustion engine which can be controlled easily.
本発明は、吸気を過給する過給機と、排気ガスの一部を前記過給機の上流側の吸気通路に再循環させる、再循環バルブを有する排気ガス再循環手段と、吸気通路の過給機の下流側と上流側とを連通する還流通路及びこの還流通路を開閉する還流バルブと、を備えたシステムにおいて、排気ガス再循環手段が作動状態から停止した場合に所定時間だけ再循環バルブと還流バルブを開状態に制御する。 The present invention provides a supercharger for supercharging intake air, an exhaust gas recirculation means having a recirculation valve for recirculating a part of exhaust gas to an intake passage upstream of the supercharger, Recirculation for a predetermined time when the exhaust gas recirculation means stops from the operating state in a system including a recirculation passage communicating the downstream side and the upstream side of the turbocharger and a recirculation valve for opening and closing the recirculation passage. The valve and the reflux valve are controlled to be opened.
これにより、通常であればスロットルバルブが閉じられることで、再循環させた排気ガスが過給機により押し込まれてスロットルバルブと過給機との間に多量に残留するが、所定時間だけ再循環バルブ及び還流バルブを開くように制御するので吸気通路に残留する排気ガスが、還流通路から再循環通路を通って除去される。そして、再加速時やアイドル運転の再開時には残留した排気ガスの影響がないため、再加速時やアイドル運転の再開時にはそのときの運転状態に応じた排気ガス量を適切に制御することができる。 As a result, the throttle valve is normally closed, so that the recirculated exhaust gas is pushed in by the supercharger and remains in a large amount between the throttle valve and the supercharger. Since the valve and the recirculation valve are controlled to open, the exhaust gas remaining in the intake passage is removed from the recirculation passage through the recirculation passage. Further, since there is no influence of the remaining exhaust gas at the time of reacceleration or when the idle operation is resumed, the amount of exhaust gas corresponding to the operation state at that time can be appropriately controlled at the time of reacceleration or when the idle operation is resumed.
以下、本発明を内燃機関の制御装置に適用した場合の実施の形態について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments in the case where the present invention is applied to a control device for an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態を適用した内燃機関の制御装置を示すブロック図であり、内燃機関1の吸気通路11には、エアーフィルタ12、吸入空気流量を検出するエアフローメータ13、吸入空気流量を制御する第1スロットルバルブ14、第2スロットルバルブ72、圧力センサ73およびコレクタ15が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a control apparatus for an internal combustion engine to which an embodiment of the present invention is applied. In an intake passage 11 of the
第1スロットルバルブ14には、当該スロットルバルブ14の開度を検出するスロットルセンサと、第1スロットルバルブ14の開度をDCモータ等のアクチュエータにより制御することができるスロットルバルブ制御装置とが設けられている。このスロットルバルブ制御装置は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、コントロールユニット50からの駆動信号に基づき、第1スロットルバルブ14の開度を電子制御する。
The
これに対して、吸気通路11のエアフローメータ13の下流に設けられた第2スロットルバルブ72は主として排気ガス再循環機構40による再循環量を調節するバルブであり、図7に示す過給域B1,B2,Cにおいて、第2スロットルバルブ72を絞ることで第2スロットルバルブ72とコンプレッサホイール34との間の吸気通路11の圧力と排気通路21とに差圧を設け、これにより排気通路21からの排気ガスの再循環量を制御する。
On the other hand, the
また、第2スロットルバルブ72は排気ガスに含まれる燃料成分がエアフローメータ13に付着するのを防止する機能もある。第2スロットルバルブ72は、コントロールユニット50からの駆動信号に基づき、その開度が電子制御される。
The
圧力センサ73は、第2スロットルバルブ72とコンプレッサホイール34との間の吸気通路11の圧力を検出し、その検出信号をコントロールユニット50へ出力する。圧力センサ73により検出される圧力は、残留ガスのパージ処理の終了タイミングを判断することに利用される。
The
内燃機関1の各気筒の燃焼室16に臨ませて、燃料噴射バルブ17が設けられている。燃料噴射バルブ17は、コントロールユニット50において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、燃料ポンプ(不図示)から圧送されてプレッシャレギュレータ(不図示)により所定圧力に制御された燃料を燃焼室16内に直接噴射する。
A
点火プラグ20は、各気筒の燃焼室16に臨んで装着され、コントロールユニット50からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。
The
一方、排気通路21には、排気を浄化するための排気浄化触媒24が設けられている。この排気浄化触媒24としては、ストイキ(理論空燃比,λ=1、空気重量/燃料重量=14.7)近傍において排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCを酸化するとともに、窒素酸化物NOxの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
On the other hand, the exhaust passage 21 is provided with an
また、排気通路21の排気浄化触媒24の下流側には、排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ25が設けられ、その検出信号はコントロールユニット50へ出力される。排気圧センサ25により検出される圧力は、上述した圧力センサ73により検出された圧力とともに、残留ガスのパージ処理の終了タイミングを判断することに利用される。
Further, an
なお、図1において23はマフラである。
In FIG. 1,
本実施形態の内燃機関1は過給機30を有する機関であり、図示する過給機30は、排気通路21に設けられたタービンホイール32と、ロータシャフト33を介してタービンホイールに直結されたコンプレッサホイール34とを備え、排気ガスによりタービンホイール32を回転させ、これにより回転するコンプレッサホイール34によって吸気を圧縮してコレクタ15へ送り込む。
The
過給機30のタービン側には、燃焼室16からの排気ガスの一部または全部が、タービンホイール32を迂回して排気浄化触媒24に至る迂回路35が設けられ、この迂回路35を通過する排気ガス量を制御するウェイストゲートバルブ31が当該迂回路35に設けられている。ウェイストゲートバルブ31は、エンジンの運転状態に応じて目標過給圧となるように、排気ガスの一部または全部を迂回路35側へ逃がすように開閉制御する。
On the turbine side of the
吸気通路11の過給機30(コンプレッサ側)の下流とスロットルバルブ14との間には、過給機30のコンプレッサによって圧縮されて高温となった吸気を冷却するインタークーラ36が設けられている。このインタークーラ36は空冷式または水冷式のいずれをも用いることができる。
An
吸気通路11のコンプレッサホイール34の上流とインタークーラ36の下流との間には、インタークーラ36を迂回する還流通路70が設けられ、この還流通路70に還流バルブ71が設けられている。還流バルブ71はコントロールユニット50からの駆動信号に基づいて還流通路70を開閉する。これについては後述する。
A
本実施形態の内燃機関1は、排気浄化触媒24の下流側の排気ガスを過給機30の上流側の吸気通路11に再循環させる排気ガス再循環機構40を備え、所定の運転条件(たとえば高負荷領域)においては、吸気が加圧される前の過給機30の上流に排気ガスを再循環させるので、過給圧が高い場合であっても多量の再循環ガスを吸気通路11へ安定して導入できる。これにより排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。
The
一方、詳細は後述するが、上記所定の運転条件以外(たとえば低負荷領域)においては、排気ガス再循環機構40を停止するとともに、後述する吸排気弁のオーバーラップ制御により燃焼室16内に排気ガスを残留させる、いわゆる内部EGRを行い、残留した高温の排気ガスに含まれる未燃HCの再酸化を行うことでエミッションを低減する。
On the other hand, although details will be described later, the exhaust
本例の排気ガス再循環機構40は、排気浄化触媒24の下流の排気通路21と、過給機30の上流の吸気通路11とを連通する再循環通路41と、当該再循環通路41に設けられ、再循環する排気ガスの流量を調節すべく開閉する再循環バルブ42とを備える。再循環バルブ42はコントロールユニット50からの制御信号によりその開閉動作が制御される。
The exhaust
また、再循環させる排気ガスを冷却する冷媒が矢印43に示すように循環し、排気ガスとの間で熱交換を行うことにより冷却した排気ガスを吸気通路11へ再循環させる。 Further, a refrigerant for cooling the exhaust gas to be recirculated is circulated as shown by an arrow 43, and the exhaust gas cooled by exchanging heat with the exhaust gas is recirculated to the intake passage 11.
本実施形態の内燃機関1は、吸排気バルブのオーバーラップを変更できる可変動弁機構60を備える機関であり、可変動弁機構60の一例を、図2〜図5を参照しながら説明する。
The
図2は、内燃機関1の吸気弁側可変動弁機構60の一例を示す斜視図であり、本例の可変動弁機構60は、吸気弁(不図示)のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構61と、そのリフトの中心角の位相(クランクシャフトに対する位相)を進角もしくは遅角させる位相可変機構62とが組み合わされて構成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the intake valve side
位相可変機構62は、同図に示すように、駆動軸621の前端部に設けられたスプロケット622と、このスプロケット622と駆動軸621とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ624とから構成されている。
As shown in the figure, the
スプロケット623は、図示しないタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトの駆動に連動する。位相制御用油圧アクチュエータ624への油圧供給は、コントロールユニット50からの制御信号に基づき制御される。
The
この位相制御用油圧アクチュエータ624への油圧制御によって、スプロケット623と駆動軸621とが相対的に回転し、図3に示すように、リフト中心角が遅進する。図3は、位相可変機構62によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図である。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化は連続的に得ることができる。
By this hydraulic control to the phase control
なお、位相可変機構62としては、同図に示す油圧式のものに限られず、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
The
次に、図4は、リフト・作動角可変機構61のみを示す断面図であり、図2および図4に基づいて、リフト・作動角可変機構61の概要を説明する。
Next, FIG. 4 is a cross-sectional view showing only the lift / operating
本例のリフト・作動角可変機構61は、シリンダヘッド161に図示しないバルブガイドを介して摺動自在に設けられた吸気弁162に対し、シリンダヘッド161上部のカムブラケット163に回転自在に支持された中空状の駆動軸621と、この駆動軸621に、圧入等により固定された偏心カム611と、駆動軸621の上方位置に同じカムブラケット163に回転自在に支持されるとともに駆動軸621と平行に配置された制御軸612と、この制御軸612の偏心カム部612aに揺動自在に支持されたロッカアーム613と、各吸気弁162の上端部に配置されたタペット164に当接する揺動カム614と、を備える。
The lift / operating
偏心カム611とロッカアーム613とはリンクアーム615によって連結されており、ロッカアーム613と揺動カム614とは、リンク部材616によって連結されている。
The
駆動軸621は、既述したとおりタイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動される。
The
偏心カム611は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸621の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム615の環状部615aが回転可能に嵌合している。
The
ロッカアーム613は、略中央部が偏心カム部612aによって支持され、その一端部に、リンクアーム615の延長部615bが連結するとともに、他端部に、リンク部材616の上端部が連結している。偏心カム部612aは、制御軸612の軸心から偏心しており、従って、制御軸612の角度位置に応じてロッカアーム613の揺動中心は変化する。
The
揺動カム614は、駆動軸621の外周に嵌合して回転自在に支持され、側方へ延びた端部614aに、リンク部材616の下端部が連結している。この揺動カム614の下面には、駆動軸621と同心状の円弧をなす基円面617aと、該基円面617aから上記端部614aへと所定の曲線を描いて延びるカム面617bと、が形成されており、これらの基円面617aならびにカム面617bが、揺動カム614の揺動位置に応じてタペット164の上面に当接するようになっている。
The
すなわち、基円面617aはベースサークル区間として、リフト量が0となる区間であり、揺動カム614が揺動してカム面617bがタペット164に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
That is, the
制御軸612は、図2に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ618によって所定回転角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ618への油圧供給は、コントロールユニット50からの制御信号に基づき制御される。なお、アクチュエータ618は、このアクチュエータ618の駆動電源がOFFの条件において、吸気弁162を小リフト・小作動角側に付勢するよう構成されている。
As shown in FIG. 2, the
本例のリフト・作動角可変機構61の作用を説明すると、駆動軸621が回転すると、偏心カム611のカム作用によってリンクアーム615が上下動し、これに伴ってロッカアーム613が揺動する。このロッカアーム613の揺動は、リンク部材616を介して揺動カム614へ伝達され、該揺動カム614が揺動する。この揺動カム614のカム作用によって、タペット164が押圧され、吸気弁162がリフトする。
The operation of the lift / operation
ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ618を介して制御軸612の角度が変化すると、ロッカアーム613の初期位置が変化し、ひいては揺動カム614の初期揺動位置が変化する。
Here, when the angle of the
たとえば、偏心カム部612aが図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム613は全体として上方へ位置し、揺動カム614の端部614aが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム614の初期位置は、そのカム面617bがタペット164から離れる方向に傾く。したがって、駆動軸621の回転に伴って揺動カム614が揺動した際に、基円面617aが長くタペット164に接触し続け、カム面617bがタペット164に接触する期間は短くなる。この結果、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲、つまり作動角も縮小する。
For example, if the
逆に、偏心カム部612aが図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム613は全体として下方へ位置し、揺動カム614の端部614aが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム614の初期位置は、そのカム面617bがタペット164に近付く方向に傾く。したがって、駆動軸621の回転に伴って揺動カム614が揺動した際に、タペット164と接触する部位が基円面617aからカム面617bへと直ちに移行する。この結果、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
Conversely, if the
上記の偏心カム部612aの位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図5に示すように連続的に変化する。図5は、リフト・作動角可変機構61によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大,縮小させることができる。特に、このものでは、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁162の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
Since the position of the
なお、本発明に係る制御において吸排気弁のオーバーラップを大きく制御する場合に、上述した位相可変機構62とリフト・作動角可変機構62の両方を備える必要はなく、オーバーラップを調節できる動弁機構であればよいので、何れか一方の機構61,62を省略することもできる。
In the control according to the present invention, when the overlap of the intake and exhaust valves is largely controlled, it is not necessary to provide both the
図1へ戻り、内燃機関1のクランク軸にはクランク角センサ27が設けられ、コントロールユニット50は、クランク角センサ27から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Neを検出することができる。
Returning to FIG. 1, a crank angle sensor 27 is provided on the crankshaft of the
また、運転者により操作されるアクセルペダルには、その踏込み量に相当するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ26が設けられ、その検出信号はコントロールユニット50へ出力される。
The accelerator pedal operated by the driver is provided with an accelerator opening sensor 26 that detects an accelerator opening corresponding to the amount of depression, and a detection signal is output to the
さらに、内燃機関1の負荷に相当する駆動系のトルクを検出するトルクセンサ28が駆動系統に設けられ、その検出信号はコントロールユニット50へ出力される。
Further, a torque sensor 28 for detecting the torque of the drive system corresponding to the load of the
既述したように、各種センサ類13,14,26,27,28,31,42,73からの検出信号は、CPU,ROM,RAM,A/D変換器及び入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータからなるコントロールユニット50に入力され、当該コントロールユニット50は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、第1スロットルバルブ14の開度を制御し、燃料噴射バルブ17を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して当該点火時期で点火プラグ20を点火させる制御を行う。
As described above, the detection signals from the
なお、排気ガス再循環機構40が本発明の排気ガス再循環手段、コントロールユニット50が本発明の制御手段にそれぞれ対応する。
The exhaust
次に、本実施形態に係る制御手順を説明する。 Next, a control procedure according to the present embodiment will be described.
図6は、図1のコントロールユニット50による制御手順を示すフローチャート、図7は、同じくコントロールユニット50によるEGR制御を示す領域マップ、図8は、同じくコントロールユニット50による制御を示すタイミングチャートである。
6 is a flowchart showing a control procedure by the
本例のコントロールユニット50は、図7に示すエンジン回転速度−エンジントルクマップの領域B1,B2,Cにおいて排気ガス再循環機構40を作動させて排気ガスを吸気通路11へ還流させるものとし、同図の領域Aにおいては排気ガス再循環機構40を停止し、可変動弁機構60によって吸排気弁のオーバーラップを大きく設定することでいわゆる内部EGRにより排気ガスを残留させるものとする。また、領域A,B1,B2,C以外の領域では排ガス再循環は行わないものとする。
The
ただし、同図に示す領域マップは本発明を理解するための一例であってこれに限定する趣旨ではない。また、領域Aと領域B1,B2,Cとのトルク閾値T1はたとえば120Nm、領域A,B1,Cの最左端の回転数閾値N1はたとえば1200rpmといった数値を例示できるがこれに限定されず、適宜変更することができる。 However, the area map shown in the figure is an example for understanding the present invention, and is not intended to limit the present invention. Further, the torque threshold T1 between the region A and the regions B1, B2, and C can be exemplified by a numerical value such as 120 Nm, and the leftmost rotation speed threshold N1 of the regions A, B1, and C can be exemplified as 1200 rpm, but is not limited thereto. Can be changed.
なお、トルクT1より高い高負荷領域にあたる領域B1,B2,Cは、たとえば領域B1,B2のEGR率(再循環ガスが筒内全ガス量に対して占める割合)を20%、領域CのEGR率を30%として区別するものとする。 The regions B1, B2, C corresponding to the high load region higher than the torque T1 are, for example, 20% for the EGR rate of the regions B1, B2 (the ratio of the recirculated gas to the total in-cylinder gas amount), The rate shall be distinguished as 30%.
以下のフローでは、主として、同図の領域Cの運転状態X、すなわち比較的高回転・高負荷の状態Xから、矢印に示すように領域Aより左側の低回転・低負荷の状態Yに移行する場合を説明する。 In the following flow, the operation state X in the region C in the figure, that is, the relatively high rotation / high load state X shifts to the low rotation / low load state Y on the left side of the region A as shown by the arrow. The case where it does is demonstrated.
上述したとおり、本例のような第1スロットルバルブ14の上流側の吸気通路11に排気ガスを再循環させる構成では、ドライバの減速要求に従ってスロットルバルブ14が開状態から閉状態へ移行した場合に、再循環させた排気ガスが吸気通路11に残留する。厳密に言えば、図1の再循環バルブ42の出口から第1スロットルバルブ14までの吸気通路11に再循環ガスが残留することになる。本例ではこの再循環ガスをパージし、次にアクセルが踏まれた場合のEGRを含めたエンジン制御を適切に行えるようにする。
As described above, in the configuration in which the exhaust gas is recirculated to the intake passage 11 upstream of the
図6のステップS1では、現在の運転状態が図7に示す領域B1,B2,Cであるか否かを判定する。上述したとおり、運転状態が領域B1,B2,Cのいずれかにある場合は排気ガス再循環機構40を作動させるので、上述した再循環ガスの残留問題が生じることがある。これに対し、運転状態が領域Aにある場合は、図2〜図5に示す可変動弁機構60を駆動して吸排気バルブのオーバーラップ量を調節し、これにより内部EGR制御を実行する。このとき排気ガス再循環機構40は停止するので、上述した再循環ガスの残留問題は生じない。
In step S1 of FIG. 6, it is determined whether or not the current operation state is the regions B1, B2, and C shown in FIG. As described above, since the exhaust
ステップS1で運転状態が領域B1,B2,Cのいずれかである場合はステップS2へ進み、これら領域B1,B2,C以外の場合はステップS1を繰り返す。この状態では再循環バルブ42は開状態である。 If it is determined in step S1 that the operation state is one of the regions B1, B2, and C, the process proceeds to step S2, and if other than the regions B1, B2, and C, step S1 is repeated. In this state, the recirculation valve 42 is open.
図示は省略するが、運転状態が領域B1,B2,Cのいずれかにある場合は、図1に示す排気ガス再循環機構40の再循環バルブ42を開き(領域B1,B2と領域Cとで開度を変える)、排気通路21の排気ガスの一部を冷却しつつ吸気通路11の過給機30の上流側に再循環させる。これにより、排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。
Although illustration is omitted, when the operation state is in any of the regions B1, B2, and C, the recirculation valve 42 of the exhaust
ステップS2では、アクセル開度APOをアクセル開度センサ26から読み込み、ステップS3にて当該アクセル開度がゼロか否かを判定する。ステップS3にてアクセル開度APOがゼロでない場合はステップS1へ戻るが、アクセル開度APOがゼロの場合はステップS4へ進み、第1スロットルバルブ14の開度TVOをゼロではないアイドル開度に設定する。
In step S2, the accelerator opening APO is read from the accelerator opening sensor 26, and in step S3, it is determined whether or not the accelerator opening is zero. If the accelerator opening APO is not zero in step S3, the process returns to step S1, but if the accelerator opening APO is zero, the process proceeds to step S4, and the opening TVO of the
またステップS5では、アクセル開度APOがゼロになったことに伴って燃料噴射バルブ17からの燃料噴射をカットする。
In step S5, the fuel injection from the
さらにステップS6及びS7では、第2スロットルバルブ72を全閉にするとともに、還流バルブ71を全開にする。なお、排気ガス再循環機構40の再循環バルブ42は開状態を維持する。以上が図8の時間t1〜t2に相当する。
このように、高負荷EGR領域(過給域でもある)からアクセル開度がゼロになると、通常制御によれば第1スロットルバルブ14が閉状態に移行するので上述した吸気通路11への再循環ガスの残留が生じる。しかしながら、本例ではステップS6及びS7にて第2スロットルバルブ72および還流バルブ72を何れも全開にするので、過給されたコンプレッサホイール34から第1スロットルバルブ14までの間の吸気通路11に残留した再循環ガスは、還流通路70を介して開状態の再循環バルブ42から排気通路21へパージされることになる。
勿論、過給されていないコンプレッサホイール34の上流側もこれにより高圧となるので、再循環バルブ42を介して排気通路21へパージされる。また、第2スロットルバルブ72が全閉状態とされているので、再循環ガスに含まれた燃料成分がエアフローメータ13に付着することも防止される。
ステップS8では、再加速の要求があるか否かを判定する。この再加速要求はアクセル開度APOがゼロでない正の値になったか否か、すなわち運転者によりアクセルが再度踏まれたか否かで判定する。
ステップS8にて再加速の要求がない場合はステップS9へ進み、圧力センサ73により検出される吸気通路11の圧力と排気圧センサ25により検出される排気通路21の圧力を比較し、吸気通路11の圧力が排気通路21の圧力に等しくなるまで上述した制御を継続する。以上が図8の時間t2〜t3に相当する。
ステップS9にて吸気通路11の圧力が降下し、排気通路21の圧力と等しくなったらステップS10へ進み、再循環バルブ42を全閉する。また、ステップS11及びステップS12にて還流バルブ71を全閉にするとともに第2スロットルバルブ72を全開にする。これにより、排気通路21から再循環通路41を介して再循環ガスが逆流することを防止しつつ、パージ処理を終了する。ステップS13では燃料噴射を再開し、ステップS14にてアイドル状態を維持する。以上が図8の時間t3〜t4に相当する。
一方、ステップS8にて再加速の要求があった場合はステップS15へ進み、再循環バルブ42を全閉にする。また、ステップS16及びステップS17にて還流バルブ71を全閉にするとともに第2スロットルバルブ72を全開にする。
そして、ステップS18にてアクセル開度APO等に応じた第1スロットルバルブ
Further, in steps S6 and S7, the
As described above, when the accelerator opening becomes zero from the high load EGR region (which is also the supercharging region), the
Of course, the upstream side of the
In step S8, it is determined whether there is a request for reacceleration. This re-acceleration request is determined based on whether or not the accelerator opening APO has become a non-zero positive value, that is, whether or not the driver has stepped on the accelerator again.
If there is no request for reacceleration in step S8, the process proceeds to step S9, where the pressure in the intake passage 11 detected by the
When the pressure in the intake passage 11 decreases and becomes equal to the pressure in the exhaust passage 21 in step S9, the process proceeds to step S10, and the recirculation valve 42 is fully closed. In step S11 and step S12, the
On the other hand, if there is a request for reacceleration in step S8, the process proceeds to step S15, and the recirculation valve 42 is fully closed. In step S16 and step S17, the
Then, in step S18, the first throttle valve corresponding to the accelerator opening APO or the like
14の開度TVOを通常の制御フローにて演算し設定する。またステップS19にて燃料噴射バルブ17からの燃料カットを中止し、運転要求に応じた燃料噴射量を通常の制御フローにしたがって演算し設定する。
The opening degree TVO of 14 is calculated and set in the normal control flow. In step S19, the fuel cut from the
ステップS20では、低負荷領域Aにおける排気ガスの再循環運転、たとえば上述した可変動弁機構60を駆動して吸排気弁のオーバーラップ量を調整する内部EGRを実行する。
In step S20, the exhaust gas recirculation operation in the low load region A, for example, the internal EGR for adjusting the overlap amount of the intake and exhaust valves by driving the
以上のとおり、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、第1スロットルバルブ14が閉じる条件であって、排気ガス再循環機構40が停止した場合であっても、所定のパージ時間だけ還流バルブ71を開くとともに第2スロットルバルブ72を閉じるので、第1スロットルバルブ14と再循環バルブ42との間の吸気通路11に残留する再循環ガスを排気通路21へパージすることができる。この結果、再加速など次の運転制御時の吸気制御を正確に実行することができる。
As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, even when the
なお、上述した実施形態に係る過給機は、タービンホイールによりコンプレッサホイールを回転させる、いわゆる排気タービン駆動式過給機を適用したが、クランクシャフトの駆動力により機械的にコンプレッサを回転させる、いわゆる機械駆動式過給機を用いることもできる。 The supercharger according to the above-described embodiment employs a so-called exhaust turbine-driven supercharger that rotates a compressor wheel by a turbine wheel. A mechanically driven supercharger can also be used.
1…内燃機関
11…吸気通路
12…エアーフィルタ
13…エアフローメータ
14…第1スロットルバルブ
15…コレクタ
16…燃焼室
17…燃料噴射バルブ
20…点火プラグ
21…排気通路
23…マフラ
24…排気浄化触媒
25…排気圧センサ
26…アクセル開度センサ
27…クランク角センサ
28…トルクセンサ
30…過給機
31…ウェイストゲートバルブ
32…タービンホイール
33…ロータシャフト
34…コンプレッサホイール
35…迂回路
36…インタークーラ
40…排気ガス再循環機構(排気ガス再循環手段)
41…再循環通路
42…再循環バルブ(再循環バルブ)
43…冷媒
50…コントロールユニット(制御手段)
60…可変動弁機構(可変動弁手段)
70…還流通路
71…還流バルブ
72…第2スロットルバルブ
73…圧力センサ
DESCRIPTION OF
41 ... Recirculation passage 42 ... Recirculation valve (recirculation valve)
43 ...
60. Variable valve mechanism (variable valve means)
70 ...
Claims (9)
前記吸気通路に設けられて吸気を過給する過給機と、
排気通路の排気ガスの一部を前記吸気通路の前記過給機の上流側に再循環させる再循環通路および前記再循環通路を開閉する再循環バルブを有する排気ガス再循環手段と、
前記吸気通路の前記過給機の下流側と上流側とを連通する還流通路と、
前記還流通路を開閉する還流バルブと、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合に、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを開状態にする制御信号を所定時間だけ出力する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A first throttle valve that is provided in the intake passage and adjusts the intake amount according to the required load;
A supercharger that is provided in the intake passage and supercharges intake air;
Exhaust gas recirculation means having a recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust passage upstream of the supercharger in the intake passage, and a recirculation valve for opening and closing the recirculation passage;
A recirculation passage communicating the downstream side and the upstream side of the supercharger of the intake passage;
A control device for an internal combustion engine comprising a return valve for opening and closing the return passage;
Control means for outputting a control signal for opening the recirculation valve and the recirculation valve for a predetermined time when the exhaust gas recirculation means is shifted from an operating state to an inoperative operating state. A control device for an internal combustion engine.
前記吸気通路に設けられたエアフローメータと、前記吸気通路の前記エアフローメータと前記過給機との間に設けられた第2スロットルバルブと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合に、前記第2スロットルバルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
An air flow meter provided in the intake passage, and a second throttle valve provided between the air flow meter in the intake passage and the supercharger,
The internal combustion engine characterized in that the control means outputs a control signal for closing the second throttle valve when the exhaust gas recirculation means shifts from an operating state to an inactive operating state. Control device.
前記吸気通路の前記第2スロットルバルブと前記過給機との間の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記再循環バルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
A pressure sensor for detecting a pressure between the second throttle valve in the intake passage and the supercharger;
The internal combustion engine is characterized in that the control means outputs a control signal for closing the recirculation valve when the pressure in the intake passage detected by the pressure sensor becomes equal to the pressure in the exhaust passage. Engine control device.
前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記第2スロットルバルブを開状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The control means outputs a control signal for opening the second throttle valve when the pressure of the intake passage detected by the pressure sensor becomes equal to the pressure of the exhaust passage. Control device for internal combustion engine.
前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記還流バルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The internal combustion engine, wherein the control means outputs a control signal for closing the recirculation valve when the pressure of the intake passage detected by the pressure sensor becomes equal to the pressure of the exhaust passage. Control device.
前記排気ガス再循環手段は、前記排気通路に設けられた排気浄化触媒の下流側の排気ガスを前記過給機の上流側の前記吸気通路に再循環させ、
前記制御手段は、前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態において、排気ガスの目標再循環量に応じて前記第2スロットルバルブの開度を調節する制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The exhaust gas recirculation means recirculates exhaust gas downstream of an exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage to the intake passage upstream of the supercharger,
The internal combustion engine characterized in that the control means outputs a control signal for adjusting the opening of the second throttle valve in accordance with a target recirculation amount of exhaust gas in an operating state in which the exhaust gas recirculation means operates. Engine control device.
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数と出力トルクがそれぞれ所定値以上の高過給域において、前記排気ガス再循環手段を作動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6,
The control device for an internal combustion engine, wherein the control means operates the exhaust gas recirculation means in a high supercharging region where the rotational speed and output torque of the internal combustion engine are each equal to or greater than a predetermined value.
前記制御手段は、前記高過給域以外の場合に、前記排気ガス再循環手段を非作動にするとともに、前記吸排気バルブのバルブオーバーラップを制御して内部EGRを実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7,
The control means deactivates the exhaust gas recirculation means and controls the valve overlap of the intake / exhaust valves to execute internal EGR in a case other than the high supercharging region. Control device for internal combustion engine.
前記制御手段は、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを開状態にする信号を出力中に再加速の要求があった場合に、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを閉状態にするとともに前記第2スロットルバルブを開状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
The control means closes the recirculation valve and the recirculation valve and outputs the second recirculation valve when there is a request for reacceleration while outputting a signal for opening the recirculation valve and the recirculation valve. A control device for an internal combustion engine, which outputs a control signal for opening a throttle valve.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0586990A (en) * | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Mazda Motor Corp | Exhaust gas reflex device for engine with mechanical type supercharger |
JP2008008181A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Mazda Motor Corp | Diesel engine |
JP2008303744A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | Control device of internal combustion engine |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0586990A (en) * | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Mazda Motor Corp | Exhaust gas reflex device for engine with mechanical type supercharger |
JP2008008181A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Mazda Motor Corp | Diesel engine |
JP2008303744A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | Control device of internal combustion engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013241849A (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust device for internal combustion engine |
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