JP2015017532A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制する。【解決手段】制御装置(以下「ECU」という)は、可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する左右の吸排気系統を備えたエンジンを制御する。エンジンは、左右の排気通路を連通する連通路内に設けられた切替弁と、連通路と吸気通路とに接続されたEGR通路内に設けられたEGR弁とを備える。ECUは、EGR弁を閉じたまま切替弁を開く連通制御を行ない(S16)、左右の可変ノズルの少なくとも一方の開度を変化させ(S18)、連通路内の温度センサあるいは圧力センサの出力を用いて特定される連通路内の排気流量が所定値未満である時の可変ノズルの開度を記憶する(S19、S20、S21)。【選択図】図6
Description
本発明は、エンジンの制御装置に関する。
特開2006−22808号公報(特許文献1)には、各々がターボチャージャを有する左右の吸排気系統を備えた多気筒エンジンに、双方の系統の排気通路を連通する連通路と、連通路の排気を吸気通路に還流させるためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路とを設け、さらに、排気の還流量を調整可能なEGR弁をEGR通路内に設け、左右の排気通路間の連通および遮断を切替可能な切替弁を連通路内に設ける点が開示されている。
特許文献1に開示されたエンジンにおいて、排気の還流を遮断する必要がある場合には、EGR弁および切替弁の双方を閉じる制御が行なわれる。これにより、EGR弁によって吸気通路が左右の排気通路と遮断されるため吸気通路に排気は還流しない。さらに、切替弁によって左右の排気通路間も互いに遮断される。
しかしながら、切替弁を正常に閉じることができない異常が生じると、切替弁が開いたままとなり左右の排気通路間は互いに連通された状態となる。この状態では、一方の排気通路から他方の排気通路へ排気が流れ得る。これにより、左右のターボチャージャ間の過給圧差(ターボサージ)が生じることなどが懸念される。しかしながら、特許文献1には、このような問題およびその対策について何ら言及されていない。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することである。
この発明に係る制御装置は、可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する2つの吸排気系統を備えたエンジンを制御する。エンジンは、双方の系統の排気通路を互いに連通する連通路と、連通路と吸気通路とに接続された還流路と、還流路内に設けられ、連通路から吸気通路に還流される排気の流量を調整可能な還流弁と、連通路内に設けられ、双方の排気通路の連通および遮断を切替可能な切替弁と、連通路内に設けられ、連通路内の流量を検出可能なセンサとを備える。制御装置は、還流弁を閉じ切替弁を開く連通制御を行ない、連通制御中に少なくとも一方の排気通路内のノズル開度を変化させ、センサによって検出される連通路内の流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する、開度学習を行なう。
好ましくは、双方の排気通路内には、燃料添加装置および空燃比センサがそれぞれ設けられる。制御装置は、開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、還流弁および切替弁の双方を閉じるとともに双方の排気経路内にそれぞれ所定量の燃料を各燃料添加装置から添加させる遮断噴射制御を行なう。制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する。
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、連通制御に移行した時の連通路内の排気の流れ方向である連通方向を推定する。制御装置は、連通制御中に、開度を変化させるノズルが連通方向の上流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが連通方向の下流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、空燃比がリーンな方の排気通路から空燃比がリッチな方の排気通路に向かう方向が連通方向であると推定する。
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中に各空燃比センサの出力を記憶する。制御装置は、連通制御中に、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、開度を変化させるノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
好ましくは、制御装置は、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいて、遮断噴射制御中の各排気通路内の流量をそれぞれ特定する。制御装置は、連通制御中に、遮断噴射制御中の各排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
好ましくは、双方の排気通路内には、排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方がそれぞれ設けられる。制御装置は、開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、還流弁および切替弁の双方を閉じる遮断制御を行なう。制御装置は、遮断制御中の各排気通路内の排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する。
好ましくは、制御装置は、遮断制御中の各排気通路内の排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、遮断制御中の各排気通路内の流量をそれぞれ特定する。制御装置は、連通制御中に、遮断制御中の各排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる。
本発明によれば、双方の排気通路を連通する連通路内に設けられる切替弁が開いた状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
図1、2は、本実施の形態によるエンジンの全体構成を示す図である。このエンジンは、車両に搭載され、車両を走行させるための駆動力を発生する。
このエンジンは、いわゆるV型8気筒のエンジンである。このエンジンには、8つの気筒が4つずつ2群に分けられてそれぞれ左バンク1aおよび右バンク1bに配列される。
このエンジンには、左バンク1aに対応した吸排気系統2aと、右バンク1bに対応した吸排気系統2bとが備えられる。吸排気系統2a,2bには、それぞれ可変ノズルVNa,VNbの開度を調整することによって過給圧の調整が可能な可変ノズル式のターボチャージャ3a,3bが備えられる。
エンジン本体における燃焼に必要な空気は、エアクリーナ9でろ過された後、左右のターボチャージャ3a,3bのコンプレッサ7a,7bに供給される。コンプレッサ7a,7bで圧縮された空気は、インタクーラ10a,10bでそれぞれ冷却された後、吸気マニホルド11に集められる。吸気マニホルド11から各気筒に空気が分配される。吸入空気流量は、スロットルバルブ17a,17bによって調節される。また、吸入空気流量は、エアフローメータ8によって検出される。
左バンク1aの各気筒で発生する排気は、排気マニホルド5aに集められる。排気マニホルド5aに集められた排気は、ターボチャージャ3aのタービン4aに通された後、後処理システム(排気浄化システム)6aで浄化されて車外に排出される。
同様に、右バンク1bの各気筒で発生する排気は、排気マニホルド5bに集められる。排気マニホルド5bに集められた排気は、ターボチャージャ3bのタービン4bに通された後、後処理システム6bで浄化されて車外に排出される。
ターボチャージャ3a,3bのタービン4a,4bは、通過される排気によって回転せしめられる。コンプレッサ7a,7bは、タービン4a,4bとともに回転して吸入空気を圧縮し、過給作用を奏する。
タービン4a,4bには、それぞれ可変ノズルVNa,VNbが設けられる。可変ノズルVNa,VNbの開度は、それぞれアクチュエータ20a,20bによって調節される。可変ノズルVNa,VNbの開度を調整することによって、タービン4a,4bを通過する排気の流量が調整される。これにより、ターボチャージャ3a,3bによる過給度合い(過給圧)が調整される。
左バンクの後処理システム6aには、触媒61a、排気温センサ62a、排気圧センサ63a、および空燃比センサ64aが備えられる。排気温センサ62a、排気圧センサ63a、空燃比センサ64aは、後処理システム6a内の排気の温度THa、圧力、空燃比AFaをそれぞれ検出する。
同様に、右バンクの後処理システム6bには、それぞれ触媒61b、排気温センサ62b、排気圧センサ63b、および空燃比センサ64bが備えられる。排気温センサ62b、排気圧センサ63b、空燃比センサ64bは、後処理システム6b内の排気の温度THb、圧力、空燃比AFbをそれぞれ検出する。
触媒61a,61bは、リーン状態(空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態)でNOx(窒素酸化物)を吸蔵する。触媒61a,61bに吸蔵されたNOxは、瞬間的なリッチ状態(空燃比が理論空燃比よりもリッチな状態)で還元浄化される。
左右の排気マニホルド5a,5bには、燃料添加ノズル(還元剤噴射ノズル)30a,30bが設けられる。燃料添加ノズル30a,30bは、触媒61a,61bに吸蔵されたNOxを浄化するために必要な還元雰囲気(リッチ状態)を作り出すために、燃料を排気マニホルド5a,5b内にそれぞれ添加可能に構成される。
左右の排気マニホルド5a,5bは、連通路12によって連通される。さらに、連通路12と吸気マニホルド11とは、EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路14によって連通される。
EGR通路14上には、吸気マニホルド11に還流される排気流量を調整するためのEGR弁15と、還流される排気を冷却するためのEGRクーラ16とが備えられる。EGR弁15が開かれると連通路12と吸気マニホルド11とが連通され、EGR弁15が閉じられると連通路12と吸気マニホルド11とが遮断される。
連通路12およびEGR通路14の接続部分と右バンクの排気マニホルド5bとの間の連通路12上には、切替弁13が備えられる。切替弁13が開かれると、右バンクの排気マニホルド5bがEGR通路14および左バンクの排気マニホルド5aと連通される。切替弁13が閉じられると、右バンクの排気マニホルド5bがEGR通路14および左バンクの排気マニホルド5aから遮断される。
連通路12には、連通路12内の温度および圧力をそれぞれ検出する温度センサ18および圧力センサ19が設けられる。なお、連通路12内を流れる排気流量が多いほど、連通路12内の温度および圧力は上昇する関係にある。したがって、連通路12内を流れる排気流量は、温度センサ18および圧力センサ19の少なくとも一方の出力を用いて特定(検出)することが可能である。
ECU(Electronic Control Unit)100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報および各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行し、その結果に基づいてエンジンの出力(具体的にはスロットル開度、燃料噴射、点火時期等)を制御する。切替弁13、EGR弁、可変ノズルVNa,VNbは、ECU100によって制御される。
図1には、EGR弁15および切替弁13の双方が開かれた状態が示されている。この状態では、吸気マニホルド11、左バンクの排気マニホルド5a、右バンクの排気マニホルド5bが互いに連通される。そのため、吸気マニホルド11内の負圧の作用によって、左右の排気マニホルド5a,5bの双方から吸気マニホルド11に排気が還流される。
図2には、EGR弁15および切替弁13の双方が閉じられた状態が示されている。この状態では、吸気マニホルド11、左バンクの排気マニホルド5a、右バンクの排気マニホルド5bが互いに遮断される。すなわち、吸気マニホルド11がEGR弁15によって左右の排気マニホルド5a,5bの双方と遮断されるため、左右の排気マニホルド5a,5bのどちらからも排気は還流しない。さらに、左右の排気マニホルド5a,5b間も切替弁13によって遮断されるため、左右の排気マニホルド5a,5bの一方から他方へ排気が流れることも抑制される。
図3は、エンジン運転領域とEGR弁15および切替弁13の制御との関係を例示的に示した図である。図3では、エンジンの回転速度および負荷(たとえば燃料噴射量)をパラメータとして、エンジン運転領域が示されている。
境界ラインL1よりも負荷が高い領域が、排気の還流を遮断する必要がある閉領域R1である。境界ラインL2よりも負荷が低い領域は、排気を還流させる必要がある開領域R2である。閉領域R1および開領域R2のどちらにも含まれない領域は、排気を還流してもしなくてもどちらでもよい開閉可能領域R3である。
エンジン運転領域が開領域R2である場合(排気を還流させる場合)、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の双方に開指令を出力する。これにより、エンジンは図1に示す状態に制御される。一方、エンジン運転領域が閉領域R1である場合(排気を還流させない場合)、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の双方に閉指令を出力する。これにより、エンジンは図2に示す状態に制御される。なお、エンジン運転領域が開閉可能領域R3に変化しても、後述するVN開度学習を行なう場合を除いて、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の状態を特には変更しない。したがって、通常運転中は、EGR弁15および切替弁13は、図1に示す状態(EGR弁15および切替弁13の双方を開いた状態)あるいは図2に示す状態(EGR弁15および切替弁13の双方を閉じた状態)のどちらかに制御される。
以上のような構成を有するエンジンにおいて、たとえば、切替弁13が開いた状態で固着してしまう異常(以下「開固着異常」ともいう)が生じると、切替弁13を正常に閉じることができなくなるため次のような問題が生じる。
エンジン運転領域が図3に示す閉領域R1にある場合、ECU100は、上述したようにEGR弁15および切替弁13の双方に閉指令を出力する。しかしながら、切替弁13の開固着異常が生じた場合には、EGR弁15のみが閉じられ切替弁13は開いたままとなる。この状態では、吸気マニホルド11は左右の排気マニホルド5a,5bと遮断されるが、左右の排気マニホルド5a,5b間は互いに連通される。したがって、左右の排気マニホルド5a,5bの圧力差が生じたときには、連通路12を通って、一方(圧力が高い方)の排気マニホルドから他方(圧力が低い方)の排気マニホルドへ排気が流れ得る。これにより、左右のターボチャージャ3a,3b間の過給圧差(ターボサージ)が生じたり、高温の排気が左右の排気マニホルド5a,5b間で流れることによる部品故障(熱害)が生じたりすることが懸念される。
そこで、本実施の形態によるECU100は、切替弁13が開いたままの状態であっても一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制可能な可変ノズルVNa,VNbの開度を学習して記憶する制御(以下、「VN開度学習」ともいう)を行なう。そして、ECU100は、VN開度学習後において、VN開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルVNa,VNbの開度を制御する。
以下、VN開度学習について詳細に説明する。ECU100は、VN開度学習の前提条件(後述)が成立した場合に、VN開度学習を開始する。
VN開度学習を開始した後、ECU100は、まず、「遮断噴射制御」を行なう。遮断噴射制御とは、EGR弁15および切替弁13の双方を閉じる(すなわち吸気マニホルド11、左バンクの排気マニホルド5a、右バンクの排気マニホルド5bの三者間をそれぞれ遮断する)とともに、左右の燃料添加ノズル30a,30bから同じ所定量の燃料をそれぞれ噴射させる制御である。そして、ECU100は、遮断噴射制御中の各空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて、後述の「連通制御」に移行した時(すなわちEGR弁15を閉じたまま切替弁13を開いた時)の連通路12内の排気の流れ方向を推定する。なお、以下では、連通制御に移行した時の連通路12内の排気の流れ方向を、単に「連通方向」ともいう。
図4は、遮断噴射制御中の各空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて連通方向を推定する手法を説明するための図である。図4に示すように、遮断噴射制御中は、EGR弁15および切替弁13の双方が閉じられる。そのため、左右バンクの排気経路は互いに独立している。すなわち、左バンク1aで発生する排気はすべて後処理システム6aに流れ、右バンク1bで発生する排気はすべて後処理システム6bに流れる。なお、遮断噴射制御中は、左右バンクの可変ノズルVNa,VNbはそれぞれ互いに同じ所定開度(たとえば50パーセントの開度)に制御される。
図4には、遮断噴射制御中において、右バンクの後処理システム6bを流れる排気流量(以下、「後処理流量Eb」ともいう)が、左バンクの後処理システム6aを流れる排気流量(以下、「後処理流量Ea」ともいう)よりも多い場合が例示されている。この場合、右バンクの排気マニホルド5b内の圧力は左バンクの排気マニホルド5a内の圧力よりも高いと推定される。そのため、切替弁13を開いた場合には、連通路12内には、圧力の高い方の右バンクの排気マニホルド5bから圧力の低い方の左バンクの排気マニホルド5aに向けて排気が流れるものと推定される。
一方、左右バンクの燃料添加ノズル30a,30bからは同量の燃料をそれぞれ添加している。そのため、流量の多い方の右バンクの空燃比AFbは、流量の少ない左バンクの空燃比AFaよりもリーンな値になる。
そこで、ECU100は、空燃比AFa,AFb比較し、空燃比がリーンな方のバンクからリッチな方のバンクに向かう方向(図4に示す場合では、右バンクから左バンクに向かう方向)が、「連通方向」であると推定する。
連通方向を推定した後、ECU100は、遮断噴射制御に代えて「連通制御」を行なう。連通制御とは、EGR弁15を閉じたまま切替弁13を開く(すなわち吸気マニホルド11と左右の排気マニホルド5a,5bとを遮断しつつ、左右の排気マニホルド5a,5b間を連通させる)制御である。なお、連通制御に移行した後は、燃料添加ノズル30a,30bからの燃料添加は停止される。
ECU100は、連通制御中に、可変ノズルVNa,VNbの少なくとも一方の開度を変化させるとともに、連通路12に設けられた温度センサ18あるいは圧力センサ19の出力を用いて連通路12内の排気流量(以下、単に「連通流量」ともいう)を特定する。そして、ECU100は、連通流量が所定値未満である時(すなわち連通路12内に排気がほとんど流れなくなった時)の可変ノズルVNa,VNbの開度を記憶する。
図5は、遮断噴射制御中に推定された連通方向に基づいて、連通制御中におけるノズル開度の変化方向(以下「VN学習方向」ともいう)を決定する手法を説明するための図である。なお、図5には、推定された連通方向の上流側が右バンク、下流側が左バンクである場合が例示されている。
ECU100は、開度を変化させる対象となる可変ノズル(以下「学習対象ノズル」ともいう)が連通方向の上流側にある場合、VN学習方向を「開き方向」(流体抵抗が低下する方向)に決定する。一方、ECU100は、学習対象ノズルが連通方向の下流側にある場合、VN学習方向を「閉じ方向」(流体抵抗が増加する方向)に決定する。そして、ECU100は、連通制御中において、学習対象ノズルの開度を、決定されたVN学習方向に変化させる。なお、学習対象ノズルは、左バンクの可変ノズルVNaであっても、右バンクの可変ノズルVNbであっても、双方の可変ノズルVNa,VNbであってもよい。
図5に例示するケースで説明すると、ECU100は、推定された連通方向の上流側にある右バンクの可変ノズルVNbが学習対象ノズルである場合には、右バンクの可変ノズルVNbの開度を「開き方向」に変化させる。これにより、可変ノズルVNbよりも排気上流側にある排気マニホルド5b内の圧力が低下し、左バンクの排気マニホルド5a内の圧力に近づく。一方、推定された連通方向の下流側にある左バンクの可変ノズルVNaが学習対象ノズルである場合には、左バンクの可変ノズルVNaの開度を「閉じ方向」に変化させる。これにより、可変ノズルVNaよりも排気上流側にある排気マニホルド5a内の圧力が増加し、右バンクの排気マニホルド5b内の圧力に近づく。
そして、ECU100は、連通流量が所定値未満となるまで学習対象ノズルの開度を上述のVN学習方向に所定量ずつ変化させ、連通流量が所定値未満となった時の可変ノズルVNa,VNbの開度を記憶する。
本実施の形態においては、温度センサ18あるいは圧力センサ19の出力を用いて連通流量を特定するが、これらのセンサでは流れ方向までは特定できない。そのため、これらのセンサの出力を用いても、学習対象ノズルの開度を変化させ始めた当初においては、適正なVN学習方向(連通流量が減少する方向)を特定することができない。この点に鑑み、本実施の形態においては、遮断噴射制御中に予め連通方向を推定しておき、連通制御に移行した後に、推定された連通方向に基づいて適正なVN学習方向を決定し、決定された適正なVN学習方向に学習対象ノズルの開度を変化させ始める。すなわち、学習対象ノズルの開度を変化させ始める当初から、学習対象ノズルの開度を適正なVN学習方向に変化させる。そのため、学習に必要な時間を短縮することができる。
図6は、ECU100がVN開度学習を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。
ステップ(以下、ステップを「S」と略す場合がある)10にて、ECU100は、VN開度学習を行なうための前提条件が成立したか否かを判定する。たとえば、ECU100は、下記の第1〜第3条件のすべてが成立した場合に前提条件が成立したと判定する。
(第1条件) エンジン運転領域が開閉可能領域R3(図3参照)に含まれる、あるいは車両減速中(エンジンのフューエルカット中)である。
(第2条件) エンジン水温、大気圧などがVN開度学習に適した範囲にそれぞれ含まれる。
(第3条件) 空燃比センサ64a,64bが稼働中である。
なお、前提条件は必ずしも第1〜第3条件には限定されるものではない。たとえば、必要に応じて第1〜第3条件の一部を省略してもよいし、他の条件を追加してもよい。
なお、前提条件は必ずしも第1〜第3条件には限定されるものではない。たとえば、必要に応じて第1〜第3条件の一部を省略してもよいし、他の条件を追加してもよい。
前提条件が成立した場合(S10にてYES)、ECU100は、S11にて、上述した「遮断噴射制御」を行なう。すなわち、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の双方を閉じるとともに、左右の燃料添加ノズル30a,30bから同じ所定量の燃料をそれぞれ噴射させる。なお、遮断噴射制御中は、上述したように、左右バンクの可変ノズルVNa,VNbは互いに同じ所定開度に制御される。
S12にて、ECU100は、左右の空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて、上述した「連通方向」(連通制御に移行した時の連通路12内の排気の流れ方向)を推定する。
S13にて、ECU100は、左右の空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて左右の後処理流量Ea,Ebをそれぞれ検出する。S14にて、ECU100は、左右の後処理流量差が所定値未満であるか否かを判定する。
左右の後処理流量差が所定値未満である場合(S14にてYES)、ECU100は、S15にて、左右の空燃比センサ64a,64bの出力が互いに略等しくなるように左右の可変ノズルVNa,VNbの開度を調整する。この調整により、左右の可変ノズルVNa,VNbの開度は、遮断噴射制御中であっても一時的にオフセットされる(互いに異なる値になる)。その後、ECU100は、オフセット量(左右の可変ノズルVNa,VNbの開度)を記憶して処理を終了する。
S13〜S15の処理は、連通制御に移行した時に温度センサ18あるいは圧力センサ19で検出可能な量の排気が連通路12内に流れるか否かを予測し、検出可能な量の排気が連通路12内に流れないと予測される場合には、連通制御によるVN開度学習までは必要ないと判定するための処理である。
すなわち、左右の後処理流量差が所定値未満である場合は、左右の排気マニホルド内の圧力差が小さく、連通制御に移行しても検出可能な量の排気が連通路12内に流れないと予測される。この場合には、左右の空燃比センサの出力が互いに略等しくなるように左右の可変ノズルの開度をわずかに調整することで、連通制御を行なわずにVN開度学習を行なうことを担保することができる。なお、S13〜S15の処理は省略するようにして、S12からS16に進んでもよい。
一方、左右の後処理流量差が所定値以上である場合(S14にてNO)、連通制御に移行した時に検出可能な量の排気が連通路12内に流れると予測されるため、ECU100は、S15の処理を行なうことなく、処理をS16に進める。
S16にて、ECU100は、遮断噴射制御に代えて、上述した「連通制御」を行なう。すなわち、ECU100は、EGR弁15を閉じたまま切替弁13を開く。
S17にて、ECU100は、遮断噴射制御中のS12の処理で推定された連通方向に基づいて、VN学習方向を決定する。
S18にて、ECU100は、VN学習対象ノズルの開度を、S17で決定されたVN学習方向に所定量変化させる。
S19にて、ECU100は、連通路内12の温度センサ18あるいは圧力センサ19の出力を用いて、連通流量を特定(検出)する。
S20にて、ECU100は、連通流量が所定値未満であるか否かを判定する。連通流量が所定値未満でない場合(S20にてNO)、ECU100は、処理をS18に戻す。
連通流量が所定値未満である場合(S20にてYES)、ECU100は、S21にて、可変ノズルVNa,VNbの開度を記憶する。
S22にて、ECU100は、VN開度学習を終了し、通常制御に戻す。
ECU100は、VN開度学習が終了した後において、VN開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルVNa,VNbの開度を制御する。たとえば、エンジン運転領域が図3に示す閉領域R1にある場合、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の双方に閉指令を出力する。この際、ECU100は、可変ノズルVNa,VNbの開度を、VN開度学習で得られた開度にする。これにより、仮に切替弁13が開固着異常となり切替弁13が開いたままの状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することができる。
ECU100は、VN開度学習が終了した後において、VN開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルVNa,VNbの開度を制御する。たとえば、エンジン運転領域が図3に示す閉領域R1にある場合、ECU100は、EGR弁15および切替弁13の双方に閉指令を出力する。この際、ECU100は、可変ノズルVNa,VNbの開度を、VN開度学習で得られた開度にする。これにより、仮に切替弁13が開固着異常となり切替弁13が開いたままの状態であっても、一方の排気通路から他方の排気通路に排気が流れることを抑制することができる。
以上のように、本実施の形態によるECU100は、EGR弁15を閉じ切替弁13を開く連通制御を行ない、連通制御中に学習対象ノズルの開度を変化させ、連通路12内のセンサ(温度センサ18あるいは圧力センサ19)によって検出される連通流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する「VN開度学習」を行なう。そして、ECU100は、VN開度学習後において、VN開度学習で得られた開度に基づいて可変ノズルVNa,VNbの開度を制御する。これにより、仮に切替弁13が開いたままであっても、一方の排気通路からの排気が連通路12を通って他方の排気通路に流れることが抑制される。そのため、ターボサージや熱害が抑制される。
特に、本実施の形態においては、VN開度学習を行なう際、連通制御を行なう前に、EGR弁15および切替弁13の双方を閉じるとともに左右の燃料添加装置から同量の燃料を噴射する遮断噴射制御を行なう。そして、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力に基づいてVN学習方向を決定する。これにより、学習対象ノズルの開度を変化させ始める当初から、学習対象ノズルの開度を適正なVN学習方向(連通流量が減少する方向)に変化させることができる。そのため、学習に必要な時間を短縮することができる。
<変形例>
上述の実施の形態では、遮断噴射制御中において、各空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて連通方向を推定した。これに対し、各排気温センサ62a,62bあるいは各排気圧センサ63a,63bの出力に基づいて連通方向を推定してもよい。すなわち、連通制御を行なう前に、EGR弁15および切替弁13の双方を閉じる制御(以下「遮断制御」ともいう)を行ない、各排気温センサあるいは各排気圧センサの出力に基づいて遮断制御中の後処理流量Ea,Ebを特定し、後処理流量の多い方の排気マニホルドから後処理流量の少ない方の排気マニホルドに向かう向きを「連通方向」と推定してもよい。
上述の実施の形態では、遮断噴射制御中において、各空燃比センサ64a,64bの出力に基づいて連通方向を推定した。これに対し、各排気温センサ62a,62bあるいは各排気圧センサ63a,63bの出力に基づいて連通方向を推定してもよい。すなわち、連通制御を行なう前に、EGR弁15および切替弁13の双方を閉じる制御(以下「遮断制御」ともいう)を行ない、各排気温センサあるいは各排気圧センサの出力に基づいて遮断制御中の後処理流量Ea,Ebを特定し、後処理流量の多い方の排気マニホルドから後処理流量の少ない方の排気マニホルドに向かう向きを「連通方向」と推定してもよい。
また、上述の実施の形態では、連通方向を推定し、その推定結果を用いてVN学習方向を決定していた。これに対し、連通方向を推定することなくVN学習方向を決定するようにしてもよい。たとえば、遮断噴射制御中の各空燃比センサの出力を比較し、学習対象ノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を開き方向に変化させ、学習対象ノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を閉じ方向に変化させるようにしてもよい。また、各排気温センサあるいは各排気圧センサの出力に基づいて遮断制御中の後処理流量Ea,Ebを特定し、学習対象ノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を開き方向に変化させ、学習対象ノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には学習対象ノズルの開度を閉じ方向に変化させるようにしてもよい。
なお、上述の実施の形態および変形例は、技術的に矛盾が生じない範囲で、適宜組合せることも可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1a 左バンク、1b 右バンク、2a,2b 吸排気系統、3a,3b ターボチャージャ、4a,4b タービン、5a,5b 排気マニホルド、6a,6b 後処理システム、7a,7b コンプレッサ、8 エアフローメータ、9 エアクリーナ、10a,10b インタクーラ、11 吸気マニホルド、12 連通路、13 切替弁、14 EGR通路、15 EGR弁、16 EGRクーラ、17a,17b スロットルバルブ、18 温度センサ、19 圧力センサ、20a,20b アクチュエータ、30a,30b 燃料添加ノズル、61a,61b 触媒、62a,62b 排気温センサ、63a,63b 排気圧センサ、64a,64b 空燃比センサ、100 ECU、VNa,VNb 可変ノズル。
Claims (8)
- 可変ノズル式のターボチャージャを各々が有する2つの吸排気系統を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンは、
双方の系統の排気通路を互いに連通する連通路と、
前記連通路と吸気通路とに接続された還流路と、
前記還流路内に設けられ、前記連通路から前記吸気通路に還流される排気の流量を調整可能な還流弁と、
前記連通路内に設けられ、双方の排気通路の連通および遮断を切替可能な切替弁と、
前記連通路内に設けられ、前記連通路内の流量を検出可能なセンサとを備え、
前記制御装置は、前記還流弁を閉じ前記切替弁を開く連通制御を行ない、前記連通制御中に少なくとも一方の排気通路内のノズル開度を変化させ、前記センサによって検出される前記連通路内の流量が所定値未満である時のノズル開度を記憶する、開度学習を行なう、エンジンの制御装置。 - 前記双方の排気通路内には、燃料添加装置および空燃比センサがそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記開度学習を行なう際、前記連通制御を行なう前に、前記還流弁および前記切替弁の双方を閉じるとともに前記双方の排気経路内にそれぞれ所定量の燃料を各前記燃料添加装置から添加させる遮断噴射制御を行ない、
前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する、請求項1に記載のエンジンの制御装置。 - 前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記連通制御に移行した時の前記連通路内の排気の流れ方向である連通方向を推定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、開度を変化させるノズルが前記連通方向の上流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが前記連通方向の下流側の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項2に記載のエンジンの制御装置。 - 前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力を比較し、空燃比がリーンな方の排気通路から空燃比がリッチな方の排気通路に向かう方向が前記連通方向であると推定する、請求項3に記載のエンジンの制御装置。
- 前記制御装置は、前記遮断噴射制御中に各前記空燃比センサの出力を記憶し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力を比較し、開度を変化させるノズルが空燃比のリーンであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが空燃比のリッチであった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項2に記載のエンジンの制御装置。 - 前記制御装置は、前記遮断噴射制御中の各前記空燃比センサの出力に基づいて、前記遮断噴射制御中の各前記排気通路内の流量をそれぞれ特定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断噴射制御中の各前記排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項2に記載のエンジンの制御装置。 - 前記双方の排気通路内には、排気温センサおよび排気圧センサの少なくとも一方がそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記開度学習を行なう際、前記連通制御を行なう前に、前記還流弁および前記切替弁の双方を閉じる遮断制御を行ない、
前記制御装置は、前記遮断制御中の各前記排気通路内の前記排気温センサおよび前記排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記連通制御中にノズル開度を変化させる方向を決定する、請求項1に記載のエンジンの制御装置。 - 前記制御装置は、前記遮断制御中の各前記排気通路内の前記排気温センサおよび前記排気圧センサの少なくとも一方の出力に基づいて、前記遮断制御中の各前記排気通路内の流量をそれぞれ特定し、
前記制御装置は、前記連通制御中に、前記遮断制御中の各前記排気通路内の流量を比較し、開度を変化させるノズルが流量の多かった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を開き方向に変化させ、開度を変化させるノズルが流量の少なかった方の排気通路内にある場合には当該ノズルの開度を閉じ方向に変化させる、請求項7に記載のエンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013144302A JP2015017532A (ja) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | エンジンの制御装置 |
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JP2015017532A true JP2015017532A (ja) | 2015-01-29 |
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JP2013144302A Pending JP2015017532A (ja) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | エンジンの制御装置 |
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JP (1) | JP2015017532A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018096298A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関吸排気構造 |
-
2013
- 2013-07-10 JP JP2013144302A patent/JP2015017532A/ja active Pending
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