JP2016211532A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機と排気再循環装置とが設けられ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 provided with a supercharger and an exhaust gas recirculation device.
従来、内燃機関に排気タービンを有する過給機を設けることが多用されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の内燃機関は、排気通路における排気タービンの排気上流側の部分と排気下流側の部分とを連通するバイパス通路や、同バイパス通路を閉塞するウェイストゲートバルブを有している。また特許文献1に記載の内燃機関は、排気通路内の排気を吸気通路に再循環させる排気再循環(EGR)装置を有している。このEGR装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路や、同EGR通路を閉塞するEGRバルブを備えている。 Conventionally, it is often used to provide a supercharger having an exhaust turbine in an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). The internal combustion engine described in Patent Literature 1 includes a bypass passage that communicates an exhaust upstream portion and an exhaust downstream portion of an exhaust turbine in an exhaust passage, and a waste gate valve that closes the bypass passage. The internal combustion engine described in Patent Document 1 includes an exhaust gas recirculation (EGR) device that recirculates exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage. This EGR device includes an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an internal combustion engine, and an EGR valve that closes the EGR passage.
過給機とEGR装置とが設けられた内燃機関では、過給機による過給時に、吸気通路におけるコンプレッサよりも吸気下流側の部分の吸気圧力(いわゆるインマニ圧)が高くなるため、このインマニ圧によって吸気通路内の吸気の一部がEGR通路内を逆流して排気通路に漏れ出すおそれがある。そうした吸気の漏出を回避するためには、過給機による過給によってインマニ圧が高くなったときに、EGRバルブを閉弁させることが考えられる。 In an internal combustion engine provided with a supercharger and an EGR device, the intake pressure (so-called intake manifold pressure) in the intake air downstream side of the compressor in the intake passage becomes higher than the compressor in the intake passage during supercharging by the turbocharger. As a result, part of the intake air in the intake passage may flow backward in the EGR passage and leak into the exhaust passage. In order to avoid such leakage of intake air, it is conceivable to close the EGR valve when the intake manifold pressure becomes high due to supercharging by the supercharger.
EGRバルブの閉弁動作が開始されてから、同EGRバルブが上記EGR通路を閉塞する状態(閉弁状態)になるまでには時間がかかる。そのため、インマニ圧が高くなったときにEGRバルブの閉弁動作を開始させるようにしても、EGRバルブが閉弁状態になるまでの間に、EGR通路を介した排気通路への吸気の漏出が生じてしまうおそれがある。 It takes time until the EGR valve is in a state of closing the EGR passage (valve closed state) after the EGR valve closing operation is started. Therefore, even if the EGR valve closing operation is started when the intake manifold pressure becomes high, the leakage of the intake air to the exhaust passage through the EGR passage is not performed until the EGR valve is closed. It may occur.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気再循環通路を介した排気通路への吸気の漏出を好適に抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suitably suppress the leakage of intake air to the exhaust passage via the exhaust recirculation passage. is there.
上記課題を達成するための内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気タービンを有する過給機と、前記排気通路における前記排気タービンの排気上流側の部分と排気下流側の部分とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路を閉塞するウェイストゲートバルブと、前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを連通する排気再循環通路と、前記排気再循環通路を閉塞する排気再循環バルブと、を備える。上記制御装置は、前記ウェイストゲートバルブの閉弁動作の開始を検出する閉弁検出部と、前記閉弁検出部によって前記閉弁動作の開始が検出されたときに前記排気再循環バルブの閉弁動作を開始することにより、前記過給機による過給時において前記ウェイストゲートバルブおよび排気再循環バルブを閉弁するバルブ制御部と、を備える。 An internal combustion engine control apparatus for achieving the above object includes a supercharger having an exhaust turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, an exhaust upstream portion of the exhaust turbine and an exhaust downstream side of the exhaust passage. A bypass passage communicating with the portion, a waste gate valve closing the bypass passage, an exhaust recirculation passage communicating the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine, and an exhaust recirculation closing the exhaust recirculation passage. A circulation valve. The control device includes: a valve closing detection unit that detects the start of the valve closing operation of the waste gate valve; and a valve closing detector that detects the start of the valve closing operation when the valve closing detection unit detects the valve closing operation. And a valve control unit that closes the waste gate valve and the exhaust gas recirculation valve at the time of supercharging by the supercharger by starting the operation.
上記装置によれば、ウェイストゲートバルブの閉弁動作の開始が検出されたときに、その後における吸気圧力の上昇を待つことなく、排気再循環(EGR)バルブの閉弁動作を開始することができる。そのため、EGRバルブが開弁状態であるとEGR通路を介した吸気の漏出を招いてしまう程度にインマニ圧が高くなる前に、EGRバルブを閉弁状態にすることができるようになる。したがって、過給機による過給時に、EGR通路を介して排気通路に吸気が漏出してしまうことを好適に抑えることができる。 According to the above apparatus, when the start of the closing operation of the waste gate valve is detected, the closing operation of the exhaust gas recirculation (EGR) valve can be started without waiting for the subsequent increase in the intake pressure. . Therefore, if the EGR valve is in the open state, the EGR valve can be closed before the intake manifold pressure becomes high enough to cause leakage of intake air through the EGR passage. Therefore, it is possible to suitably suppress the intake air from leaking into the exhaust passage through the EGR passage when supercharging is performed by the supercharger.
上記制御装置において、前記吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも吸気下流側の吸気圧力を検出する圧力検出部を設ける。そして、前記バルブ制御部は、前記排気再循環バルブの閉弁動作中において前記圧力検出部によって検出される吸気圧力が予め定めた所定圧力以下であるときには、全閉開度とは異なる所定開度を開弁側の限界開度として前記排気再循環バルブの開度を変更し、前記排気再循環バルブの閉弁動作中において前記圧力検出部によって検出される吸気圧力が前記所定圧力よりも高いときには、前記排気再循環バルブの開度を前記全閉開度に変更する、ことが好ましい。 In the control apparatus, a pressure detection unit that detects an intake pressure downstream of the compressor of the supercharger in the intake passage is provided. When the intake pressure detected by the pressure detector during the closing operation of the exhaust gas recirculation valve is equal to or lower than a predetermined pressure, the valve control unit has a predetermined opening different from the fully closed opening When the intake pressure detected by the pressure detector during the closing operation of the exhaust recirculation valve is higher than the predetermined pressure, the opening of the exhaust gas recirculation valve is changed. Preferably, the opening degree of the exhaust gas recirculation valve is changed to the fully closed opening degree.
EGRバルブが閉弁状態になるタイミングが早くなると、その分だけEGR通路を介した吸気通路への排気の再循環を実行する期間が短くなるため、吸気通路に再循環される排気の量(EGR量)が少なくなってしまう。 When the timing at which the EGR valve is closed becomes earlier, the period for executing the exhaust gas recirculation to the intake passage through the EGR passage is shortened accordingly, so that the amount of exhaust gas recirculated into the intake passage (EGR Amount) will decrease.
上記装置によれば、EGRバルブの閉弁動作中においてインマニ圧がさほど高くないとき、すなわちEGR通路を介して排気を吸気通路に再循環させることが可能であり、EGR通路を介した排気通路への吸気の漏出を招くおそれがないときには、EGRバルブの開度が全閉開度(閉弁状態になる開度)と異なる所定開度以下の開度(所定開度または同所定開度よりも閉弁側の開度)に変更されるようになる。そして、このときには所定開度を開弁側の限界開度としてEGRバルブを開弁させることが可能であるため、EGR通路を介して吸気通路に排気が再循環される状態にすることができる。そのため、インマニ圧によることなくEGRバルブの開度を全閉開度に変更する装置と比較して、EGR量を多くすることができる。しかも、このときEGRバルブを所定開度以下の開度まで閉弁させておくことができるため、その後においてEGRバルブを閉弁状態にするべく同EGRバルブを操作する際にはEGRバルブの開度を速やかに全閉開度まで変更することができる。そして上記装置によれば、EGRバルブの閉弁動作中においてインマニ圧が高いときには、同EGRバルブの開度を全閉開度まで変更して、EGR通路を介した排気通路への吸気の漏出を好適に抑えることができる。 According to the above apparatus, when the intake manifold pressure is not so high during the closing operation of the EGR valve, that is, the exhaust gas can be recirculated to the intake passage through the EGR passage, and the exhaust passage through the EGR passage can be recirculated. When there is no risk of leakage of the intake air, the opening of the EGR valve is less than a predetermined opening that is different from the fully-closed opening (the opening at which the valve is closed) (predetermined opening or more than the predetermined opening). (The opening degree on the valve closing side). At this time, since the EGR valve can be opened with the predetermined opening as the limit opening on the valve opening side, the exhaust gas can be recirculated to the intake passage via the EGR passage. Therefore, the EGR amount can be increased as compared with a device that changes the opening degree of the EGR valve to the fully closed opening degree without using the intake manifold pressure. In addition, since the EGR valve can be closed to an opening equal to or less than a predetermined opening at this time, the opening of the EGR valve is subsequently operated when the EGR valve is operated to close the EGR valve. Can be promptly changed to the fully closed position. According to the above apparatus, when the intake manifold pressure is high during the closing operation of the EGR valve, the opening degree of the EGR valve is changed to the fully closed opening degree, and the leakage of the intake air to the exhaust passage through the EGR passage is prevented. It can suppress suitably.
(第1実施形態)
以下、内燃機関の制御装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路11には、吸気上流側から順に、過給機20のコンプレッサ21と、吸気を冷却するインタークーラ12と、吸気通路11の通路断面積を変更するスロットルバルブ13とが取り付けられている。内燃機関10の排気通路14には、排気上流側から順に、過給機20の排気タービン22と、排気を浄化する排気浄化装置15とが取り付けられている。上記過給機20は、コンプレッサ21の内部に設けられたコンプレッサホイール21Aと排気タービン22の内部に設けられたタービンホイール22Aとが連結されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described.
As shown in FIG. 1, in the
また内燃機関10には、排気通路14内の排気の一部を排気再循環(EGR)ガスとして吸気通路11に戻すためのEGR装置30が取り付けられている。このEGR装置30は、EGRガスを再循環させるための通路として、排気通路14における排気タービン22より排気上流側の部分と吸気通路11におけるスロットルバルブ13より吸気下流側の部分とを連通するEGR通路31を備えている。EGR通路31には、その内部を通過するEGRガスの量を調節するためのEGRバルブ32と、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ33とが取り付けられている。そして、このEGRバルブ32の作動制御を通じて、EGR通路31を通過するEGRガスの量、すなわちEGR装置30によるEGR量が調節される。
The
さらに内燃機関10には、排気タービン22を迂回して流すためのウェイストゲートバルブ機構40が設けられている。このウェイストゲートバルブ機構40は、排気通路14における排気タービン22の排気上流側の部分と排気下流側の部分とを連通するバイパス通路41と、バイパス通路41を閉塞するウェイストゲートバルブ42とを備えている。ウェイストゲートバルブ42には、内蔵のダイヤフラムに作用する差圧によって作動するダイヤフラム式のアクチュエータ43が連結されており、同アクチュエータ43には、上記ダイヤフラムに作用する差圧を調節するための差圧制御バルブ44が接続されている。そして、この差圧制御バルブ44の作動制御を通じて、ウェイストゲートバルブ42の開度が制御されて、バイパス通路41を介した排気の排出量が調節される。
Further, the
内燃機関10には、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。各種センサとしては、例えば内燃機関10の出力軸(図示略)の回転速度(機関回転速度NE)を検出するための速度センサ61や、スロットルバルブ13の開度(スロットル開度TA)を検出するための開度センサ62、EGRバルブ32の開度(EGR開度EA)を検出するための開度センサ63が設けられている。また、アクセル操作部材16の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルセンサ64や、吸気通路11におけるスロットルバルブ13よりも吸気下流側の部分の吸気圧力(インマニ圧P)を検出するための圧力検出部としての圧力センサ65が設けられている。その他、ウェイストゲートバルブ42の開度(ウェイストゲート開度WA)を検出するための開度センサ66等も設けられている。
The
内燃機関10には、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置60が設けられている。この電子制御装置60は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じてスロットルバルブ13や、EGRバルブ32、ウェイストゲートバルブ42の作動制御など、内燃機関10の運転にかかる各種制御を実行する。本実施形態では、電子制御装置60が閉弁検出部およびバルブ制御部に相当する。
The
スロットルバルブ13の作動制御(スロットル制御)は次のように実行される。すなわち、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEに基づいてスロットルバルブ13の開度の制御目標値(目標スロットル開度Tta)が算出される。そして、この目標スロットル開度Ttaと実際のスロットル開度TAとが一致するようにスロットルバルブ13の作動が制御される。
The operation control (throttle control) of the
また、EGRバルブ32の作動制御(EGR制御)は次のように実行される。すなわち、機関負荷および機関回転速度NEに基づいてEGRバルブ32の開度の制御目標値(目標EGR開度Tea)が算出される。そして、この目標EGR開度Teaと実際のEGR開度EAとが一致するようにEGRバルブ32の作動が制御される。なお本実施形態では、機関負荷として、インマニ圧Pと機関回転速度NEとに基づき算出される内燃機関10の吸入空気量GAを機関回転速度NEで除算した値(=GA/NE)が用いられる。機関負荷としては、吸入空気量GAや、燃料噴射量Q、あるいは燃料噴射量Qを機関回転速度NEで除算した値(=Q/NE)などを用いることもできる。
Further, the operation control (EGR control) of the
なお本実施形態では、過給機20による過給が行われない機関運転領域(具体的には、吸入空気量GAが少なく、且つ機関回転速度NEが低い低負荷低回転運転領域)において、EGRバルブ32が開弁されて、EGR装置30による吸気通路11へのEGRガスの再循環が実行される。一方、過給機20による過給が行われる機関運転領域(具体的には、吸入空気量GAが多い高負荷運転領域や、機関回転速度NEが高い高回転運転領域)では、EGRバルブ32が閉弁されて、EGR装置30による吸気通路11へのEGRガスの再循環が実行されない。
In the present embodiment, EGR is performed in an engine operation region in which supercharging by the
ウェイストゲートバルブ42の作動制御(ウェイストゲートバルブ制御)は次のように実行される。すなわち、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEに基づいて、インマニ圧Pの制御目標値(目標インマニ圧Tp)が算出される。そして、この目標インマニ圧Tpとインマニ圧Pとが一致するように、差圧制御バルブ44の作動量がフィードバック制御されてウェイストゲートバルブ42の開度が調節される。なお本実施形態では、過給機20による過給が行われる機関運転領域(具体的には、吸入空気量が多い高負荷運転領域や機関回転速度NEが高い高回転運転領域)では、ウェイストゲートバルブ42が閉弁されて、バイパス通路41を介した排気の排出が停止される。一方、過給機20による過給が行われない機関運転領域(具体的には、吸入空気量が少なく、且つ機関回転速度NEが低い低負荷低回転運転領域)では、ウェイストゲートバルブ42が開弁されて、バイパス通路41を介した排気の排出が許容される。
The operation control (waste gate valve control) of the
本実施形態では、EGR制御の実行を通じて、過給機20による過給が行われてインマニ圧Pが高くなる運転領域においてEGRバルブ32が閉弁される。これにより、高くなったインマニ圧Pによって吸気通路11内の吸気の一部がEGR通路31を逆流して排気通路14に漏出することが抑えられる。
In the present embodiment, the
ここで、EGRバルブ32の閉弁動作が開始されてから、同EGRバルブ32が上記EGR通路31を閉塞する状態(閉弁状態)になるまでには若干の時間がかかる。そのため、加速時などのインマニ圧Pが急上昇するときに、インマニ圧Pが高くなる機関運転領域になったタイミングでEGRバルブ32の閉弁動作を開始させるようにしても、EGRバルブ32が閉弁状態になるまでの間にインマニ圧Pが上昇してしまい、EGR通路31を介した排気通路14への吸気の漏出が生じるおそれがある。そうした排気通路14への吸気の漏出は、内燃機関10における失火の発生や、ドライバビリティの悪化、加速不良を招くなど、種々の不都合を招く原因となるため好ましくない。
Here, it takes some time for the
上記内燃機関10では、アクセル操作部材16の操作による加速時などにおいて、機関運転領域が非過給領域から過給領域に移行する際には、ウェイストゲートバルブ42がバイパス通路41を閉塞していない状態(開弁状態)から同バイパス通路41を閉塞する状態(閉弁状態)に移行するようになる。
In the
この点をふまえて本実施形態では、機関運転領域の非過給領域から過給領域への移行に伴うウェイストゲートバルブ42の閉弁動作の開始の有無が検出される。そして、そうしたウェイストゲートバルブ42の閉弁動作の開始が検出されたときに、EGRバルブ32の閉弁動作が開始される。こうしたウェイストゲートバルブ制御およびEGR制御の実行を通じて、過給機20による過給時においてウェイストゲートバルブ42およびEGRバルブ32が閉弁されるようになる。
In view of this point, in the present embodiment, it is detected whether or not the
以下、このようにしてEGRバルブ32を閉弁する処理(EGRバルブ閉弁処理)について詳細に説明する。
図2に、EGRバルブ閉弁処理の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、EGRバルブ閉弁処理の実行手順を概念的に示しており、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御装置60により実行される。またEGRバルブ閉弁処理は、EGR制御にかかる処理の一部として実行される。
Hereinafter, the process for closing the
FIG. 2 shows an execution procedure of the EGR valve closing process. The series of processes shown in the flowchart of FIG. 5 conceptually shows the execution procedure of the EGR valve closing process, and the actual process is executed by the
図2に示すように、この処理では先ず、開度センサ66によってウェイストゲート開度WAが検出されるとともに(ステップS11)、以下の(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされるか否かが判断される(ステップS12)。
(条件イ)ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作中であること。具体的には、ウェイストゲート開度WAが閉弁側の開度に変化している最中であること。
(条件ロ)ウェイストゲートバルブ42の開度が判定開度JV1よりも大きい開度から判定開度JV1以下の開度になったこと。具体的には、本処理の前回実行時に検出されたウェイストゲート開度WAが判定開度JV1より大きく、且つ本処理の前回実行時に検出されたウェイストゲート開度WAが判定開度JV1以下であること。なお、判定開度JV1としては、開度制御範囲における最大開度(全開開度)よりも若干小さい開度が予め定められている。
As shown in FIG. 2, in this process, first, the waste gate opening WA is detected by the opening sensor 66 (step S11), and whether or not both of the following (condition A) and (condition B) are satisfied. Is determined (step S12).
(Condition 1) The
(Condition b) The opening degree of the
そして、(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされる場合には(ステップS12:YES)、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたとして、開度制御範囲における最小開度(全閉開度)が目標EGR開度Teaとして設定される(ステップS13)。この場合には、EGRバルブ32が閉弁状態になるまでの間、目標EGR開度Teaとして全閉開度が設定される。
If both (Condition A) and (Condition B) are satisfied (Step S12: YES), it is determined that the closing operation of the
一方、(条件イ)および(条件ロ)の一方でも満たされない場合には(ステップS12:NO)、ステップS13の処理を実行することなく、本処理は終了される。
(作用)
以下、EGRバルブ閉弁処理を実行することによる作用について説明する。
On the other hand, if neither of (Condition A) and (Condition B) is satisfied (Step S12: NO), the process ends without executing the process of Step S13.
(Function)
Hereinafter, an operation by executing the EGR valve closing process will be described.
図3に示す例では、時刻t11よりも前においては、内燃機関10の運転状態が、スロットル開度TA(図3(a))が一定の安定状態である。また、EGRバルブ32(図3(c))が閉弁状態になっており、EGR通路31を介した排気の再循環(図3(b))は実行されていない。さらには、内燃機関10の運転領域が過給機20による過給が行われない領域であるため、ウェイストゲートバルブ42(図3(d))が全開状態になっている。
In the example shown in FIG. 3, before the time t11, the operating state of the
時刻t11において、機関運転領域がEGRバルブ32を開弁させる運転領域になると、EGRバルブ32が開弁される。そして、時刻t11以降においては、機関運転状態に基づいて目標EGR開度Tea(図3中に一点鎖線で示す)が算出されて、同目標EGR開度TeaをもとにEGRバルブ32の作動が制御される。
At time t11, when the engine operation region becomes an operation region in which the
その後の時刻t12において、加速のためにアクセル操作部材16が操作される。これにより、時刻t12以降においてはスロットル開度TAが増加するようになる。このときアクセル操作量ACCが大きくなることによって目標インマニ圧Tpが高くなるため、これに合わせて実際のインマニ圧Pを上昇させるように、ウェイストゲートバルブ42(図3(d))の閉弁動作が開始される。
At a subsequent time t12, the
時刻t13において、ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1よりも大きい開度から判定開度JV1以下の開度(判定開度JV1または同判定開度JV1よりも閉弁側の開度)になる。このとき前記(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされて、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことが検出される。そして、この後において実際に過給機20による過給が開始されるようになる可能性が高いとして、全閉開度が目標EGR開度Teaとして設定される。これによりEGRバルブ32の閉弁動作が開始される。このように本実施形態によれば、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作の開始が検出されたときに、その後におけるインマニ圧Pの上昇を待つことなく、EGRバルブ32の閉弁動作を開始することができる。
At time t13, the waste gate opening WA is an opening larger than the determination opening JV1 to an opening not more than the determination opening JV1 (determination opening JV1 or an opening closer to the valve closing side than the determination opening JV1). . At this time, it is detected that (Condition A) and (Condition B) are both satisfied, and that the closing operation of the
そして、時刻t13以降においては、EGRバルブ32が全閉開度まで速やかに閉弁するようになる。そのため、EGRバルブ32が開弁状態であると仮定した場合にEGR通路31を介した排気通路14への吸気の漏出を招いてしまう程度にインマニ圧Pが高くなる前のタイミング(時刻t14)で、EGRバルブ32を閉弁状態にすることができるようになる。したがって本実施形態によれば、過給機20による過給時に、EGR通路31を介して排気通路14に吸気が漏出してしまうことを好適に抑えることができる。
After time t13, the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)過給機20による過給時に、EGR通路31を介して排気通路14に吸気が漏出してしまうことを好適に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) During supercharging by the
(第2実施形態)
以下、内燃機関の制御装置の第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the control device for an internal combustion engine will be described focusing on differences from the first embodiment.
本実施形態と第1実施形態とは、EGRバルブ閉弁処理の実行手順のみが異なる。
以下、本実施形態のEGRバルブ閉弁処理について説明する。なお、以下では第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付して示し、その詳細な説明は割愛する。
This embodiment differs from the first embodiment only in the execution procedure of the EGR valve closing process.
Hereinafter, the EGR valve closing process of the present embodiment will be described. In addition, below, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the structure same as 1st Embodiment, and the detailed description is omitted.
図4にEGRバルブ閉弁処理の実行手順を示す。同図のフローチャートに示される一連の処理は、EGRバルブ閉弁処理の実行手順を概念的に示しており、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御装置60により実行される。このEGRバルブ閉弁処理は、EGR制御にかかる処理の一部として実行される。
FIG. 4 shows an execution procedure of the EGR valve closing process. The series of processes shown in the flowchart of FIG. 5 conceptually shows the execution procedure of the EGR valve closing process, and the actual process is executed by the
図4に示すように、この処理では先ず、開度センサ66によってウェイストゲート開度WAが検出されるとともに圧力センサ65によってインマニ圧Pが検出されて(ステップS21)、前記(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされるか否かが判断される(ステップS12)。
As shown in FIG. 4, in this process, first, the waste gate opening WA is detected by the opening
(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされる場合には(ステップS12:YES)、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたとして、インマニ圧Pが所定圧力JPよりも高いか否かが判断される(ステップS23)。なお所定圧力JPとしては、大気圧よりも若干低い一定の圧力が予め定められて電子制御装置60に記憶されている。
If both (Condition A) and (Condition B) are satisfied (Step S12: YES), it is determined whether the intake manifold pressure P is higher than the predetermined pressure JP, assuming that the closing operation of the
そして、インマニ圧Pが所定圧力JP以下である場合には、機関負荷および機関回転速度NEに基づいて目標EGR開度Teaが算出されるとともに、算出された目標EGR開度Teaが、全閉開度とは異なる所定開度JV2を開弁側の限界開度としてガード処理される(ステップS24)。具体的には、機関負荷および機関回転速度NEに基づき算出された目標EGR開度Teaが所定開度JV2以上である場合には、同所定開度JV2が新たな目標EGR開度Teaとして定められる。一方、機関負荷および機関回転速度NEに基づき算出された目標EGR開度Teaが所定開度JV2未満である場合には、このとき算出された目標EGR開度Teaがそのまま目標EGR開度Teaとして定められる。 When the intake manifold pressure P is equal to or lower than the predetermined pressure JP, the target EGR opening degree Tea is calculated based on the engine load and the engine rotational speed NE, and the calculated target EGR opening degree Tea is fully closed and opened. Guard processing is performed with a predetermined opening JV2 different from the degree as a limit opening on the valve opening side (step S24). Specifically, when the target EGR opening degree Tea calculated based on the engine load and the engine rotational speed NE is equal to or larger than the predetermined opening degree JV2, the predetermined opening degree JV2 is set as a new target EGR opening degree Tea. . On the other hand, when the target EGR opening degree Tea calculated based on the engine load and the engine speed NE is less than the predetermined opening degree JV2, the target EGR opening degree Tea calculated at this time is set as the target EGR opening degree Tea as it is. It is done.
なお本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、バイパス通路41を介して排気を再循環させることの可能なウェイストゲート開度WAの制御範囲であり、且つインマニ圧Pが所定圧力JPよりも高くなったときにEGRバルブ32を速やかに全閉開度にして排気通路14への吸気の漏出を適正に抑えることの可能なウェイストゲート開度WAの制御範囲が求められる。そして、この制御範囲の上限にあたる開度が上記所定開度JV2として予め電子制御装置60に記憶されている。
In the present embodiment, based on the results of various experiments and simulations, the waste gate opening WA is within a control range in which exhaust gas can be recirculated through the
一方、インマニ圧Pが所定圧力JPよりも高い場合には、目標EGR開度Teaとして、開度制御範囲における最小開度(全閉開度)が設定される(ステップS25)。この場合には、EGRバルブ32が閉弁状態になるまでの間、目標EGR開度Teaとして全閉開度が設定される。
On the other hand, when the intake manifold pressure P is higher than the predetermined pressure JP, the minimum opening (fully closed opening) in the opening control range is set as the target EGR opening Tea (step S25). In this case, the fully closed opening is set as the target EGR opening Tea until the
なお、(条件イ)および(条件ロ)の一方でも満たされない場合には(ステップS12:NO)、ステップS23〜ステップS25の処理を実行することなく、本処理は終了される。 In addition, when one of (Condition A) and (Condition B) is not satisfied (Step S12: NO), the process ends without executing Steps S23 to S25.
(作用)
以下、EGRバルブ閉弁処理を実行することによる作用について説明する。
図5に示す例では、時刻t21よりも前においては、内燃機関10の運転状態が、スロットル開度TA(図5(a))が一定の安定状態である。また、EGRバルブ32(図5(c))が閉弁状態になっており、EGR通路31を介した排気の再循環(図5(b))は実行されていない。さらには、内燃機関10の運転領域が過給機20による過給が行われない領域であるため、ウェイストゲートバルブ42(図5(d))が全開状態になっている。また、過給機20による過給が行われていないために、インマニ圧P(図5(e))が低くなっている。
(Function)
Hereinafter, an operation by executing the EGR valve closing process will be described.
In the example shown in FIG. 5, before the time t21, the operating state of the
時刻t21において、機関運転領域がEGRバルブ32を開弁させる運転領域になると、EGRバルブ32が開弁される。そして、時刻t21以降においては、機関運転状態に基づいて目標EGR開度Tea(図5中に一点鎖線で示す)が算出されて、同目標EGR開度TeaをもとにEGRバルブ32の作動が制御される。
At time t21, when the engine operation region becomes an operation region in which the
その後の時刻t22において、加速のためにアクセル操作部材16が操作される。これにより、時刻t22以降においてはスロットル開度TAが増加するようになる。このときアクセル操作量ACCが大きくなることによって目標インマニ圧Tpが高くなるため、これに合わせて実際のインマニ圧Pを上昇させるように、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始される。
At a subsequent time t22, the
時刻t23において、ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1よりも大きい開度から判定開度JV1以下の開度になる。このとき前記(条件イ)および(条件ロ)が共に満たされて、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことが検出される。そして、この後において実際に過給機20による過給が開始されるようになる可能性が高いとして、EGRバルブ32の閉弁が開始される。詳しくは、このときインマニ圧Pが所定圧力JPよりも低いため、所定開度JV2を開弁側の限界開度としてEGRバルブ32の開度が変更される。これにより本例では、EGRバルブ32が所定開度JV2まで閉弁された後(時刻t23〜t24)、EGRバルブ32の開度が所定開度JV2のままで維持される(時刻t24以降)。
At time t23, the waste gate opening WA becomes an opening smaller than the determination opening JV1 from an opening larger than the determination opening JV1. At this time, it is detected that (Condition A) and (Condition B) are both satisfied, and that the closing operation of the
ここでEGRバルブ32が閉弁状態になるタイミングが早くなると、その分だけEGR通路31を介した吸気通路11への排気の再循環を実行する期間が短くなるため、吸気通路11に再循環される排気の量(EGR量)が少なくなってしまう。
Here, if the timing at which the
本実施形態によれば、EGRバルブ32の閉弁動作中においてインマニ圧Pがさほど高くないとき、すなわちEGR通路31を介して排気を吸気通路11に再循環させることが可能であり、且つEGR通路31を介した排気通路14への吸気の漏出を招くおそれがないときには、EGRバルブ32の開度が所定開度JV2以下の開度に変更されるようになる。そして、このときには所定開度JV2を開弁側の限界開度としてEGRバルブ32を開弁させることができるため、EGR通路31を介して吸気通路11に排気が再循環される状態にすることができる。そのため、インマニ圧PによることなくEGRバルブ32の開度を全閉開度に変更する装置と比較して、EGR量を多くすることができる。
According to the present embodiment, when the intake manifold pressure P is not so high during the closing operation of the
そして、時刻t25において、インマニ圧Pが所定圧力JPよりも高くなると、目標EGR開度Teaとして全閉開度が設定される。これにより時刻t25以降においては、EGRバルブ32が全閉開度まで速やかに閉弁されるようになる。本実施形態では、インマニ圧Pが所定圧力JPよりも低いときにEGRバルブ32を所定開度JV2以下の開度まで閉弁させておくことができるため、その後にインマニ圧Pが所定圧力JP以上になり、EGRバルブ32を閉弁状態にするべく同EGRバルブ32が操作される際に、EGRバルブ32の開度を速やかに全閉開度まで変更することができる。
When the intake manifold pressure P becomes higher than the predetermined pressure JP at time t25, the fully closed opening is set as the target EGR opening Tea. As a result, after time t25, the
そして、このようにしてEGRバルブ32を閉弁させることにより、EGRバルブ32が開弁状態であると仮定した場合にEGR通路31を介した排気通路14への吸気の漏出を招いてしまう程度にインマニ圧Pが高くなる前のタイミング(時刻t26)で、EGRバルブ32を閉弁状態にすることができるようになる。したがって本実施形態によれば、過給機20による過給時に、EGR通路31を介して排気通路14に吸気が漏出してしまうことを好適に抑えることができる。
Then, by closing the
以上説明したように、本実施形態によれば、先の(1)に記載した効果に加えて、以下の(2)に記載する効果が得られるようになる。
(2)EGRバルブ32の閉弁動作中においてインマニ圧Pが予め定めた所定圧力JP以下であるときには、全閉開度とは異なる所定開度JV2を開弁側の限界開度としてEGRバルブ32の開度を変更するようにし、EGRバルブ32の閉弁動作中においてインマニ圧Pが所定圧力JPよりも高いときには、EGRバルブ32を全閉開度まで閉弁するようにした。そのため、インマニ圧PによることなくEGRバルブ32の開度を全閉開度に変更する装置と比較して、EGR量を多くすることができる。しかも、EGRバルブ32の閉弁動作中においてインマニ圧Pが所定圧力JP以下であるときにEGRバルブ32を所定開度JV2以下の開度まで閉弁させておくことができるため、その後においてEGRバルブ32を閉弁状態にするべく操作する際には同EGRバルブ32の開度を速やかに全閉開度まで変更することができる。そして、EGRバルブ32の閉弁動作中においてインマニ圧Pが高いときには、同EGRバルブ32の開度を全閉開度まで変更して、EGR通路31を介した排気通路14への吸気の漏出を好適に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect described in (1) above, the effect described in (2) below can be obtained.
(2) When the intake manifold pressure P is equal to or lower than the predetermined pressure JP during the valve closing operation of the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことを、ウェイストゲート開度WAが全閉開度から変化したこともって判断するようにしてもよい。具体的には、EGRバルブ閉弁処理のステップS12の処理において、同処理の前回実行時におけるウェイストゲート開度WAが全閉開度であり、且つ同処理の今回実行時におけるウェイストゲート開度WAが全閉開度よりも開弁側の開度であるか否かを判断するようにしてもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
The start of the closing operation of the
・ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことは、差圧制御バルブ44の制御指令値や、アクチュエータ43のダイヤフラムの差圧など、ウェイストゲート開度WA以外のパラメータの変化によって検出することができる。例えば、差圧制御バルブ44の制御指令値が所定値よりも小さい値(ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1よりも小さくなる値)から所定値以上の値(ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1以上になる値)に変化したことをもって、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことを判断できる。その他、アクチュエータ43のダイヤフラムの差圧が所定値よりも小さい値(ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1よりも小さくなる値)から所定値以上の値(ウェイストゲート開度WAが判定開度JV1以上になる値)に変化したことをもって、ウェイストゲートバルブ42の閉弁動作が開始されたことを判断できる。
-The start of the closing operation of the
・ウェイストゲートバルブ42のアクチュエータとして、電動式の回転モータなどを採用することができる。
As the actuator of the
10…内燃機関、11…吸気通路、12…インタークーラ、13…スロットルバルブ、14…排気通路、15…排気浄化装置、16…アクセル操作部材、20…過給機、21…コンプレッサ、21A…コンプレッサホイール、22…排気タービン、22A…タービンホイール、30…EGR装置、31…EGR通路、32…EGRバルブ、33…EGRクーラ、40…ウェイストゲートバルブ機構、41…バイパス通路、42…ウェイストゲートバルブ、43…アクチュエータ、44…差圧制御バルブ、60…電子制御装置、61…速度センサ、62,63,66…開度センサ、64…アクセルセンサ、65…圧力センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記排気通路における前記排気タービンの排気上流側の部分と排気下流側の部分とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路を閉塞するウェイストゲートバルブと、
前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを連通する排気再循環通路と、
前記排気再循環通路を閉塞する排気再循環バルブと、
前記ウェイストゲートバルブの閉弁動作の開始を検出する閉弁検出部と、
前記閉弁検出部によって前記閉弁動作の開始が検出されたときに前記排気再循環バルブの閉弁動作を開始することにより、前記過給機による過給時において前記ウェイストゲートバルブおよび排気再循環バルブを閉弁するバルブ制御部と
を備える内燃機関の制御装置。 A supercharger having an exhaust turbine provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A bypass passage communicating the exhaust upstream portion and the exhaust downstream portion of the exhaust turbine in the exhaust passage;
A waste gate valve for closing the bypass passage;
An exhaust gas recirculation passage communicating the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust gas recirculation valve for closing the exhaust gas recirculation passage;
A valve closing detector for detecting the start of the valve closing operation of the waste gate valve;
By starting the valve closing operation of the exhaust gas recirculation valve when the valve closing detection unit detects the start of the valve closing operation, the waste gate valve and the exhaust gas recirculation at the time of supercharging by the supercharger. A control device for an internal combustion engine, comprising: a valve control unit that closes the valve.
前記吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも吸気下流側の吸気圧力を検出する圧力検出部を備え、
前記バルブ制御部は、前記排気再循環バルブの閉弁動作中において前記圧力検出部によって検出される吸気圧力が予め定めた所定圧力以下であるときには、全閉開度とは異なる所定開度を開弁側の限界開度として前記排気再循環バルブの開度を変更し、前記排気再循環バルブの閉弁動作中において前記圧力検出部によって検出される吸気圧力が前記所定圧力よりも高いときには、前記排気再循環バルブの開度を前記全閉開度に変更する
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,
A pressure detector that detects an intake air pressure downstream of the compressor of the supercharger in the intake passage;
The valve control unit opens a predetermined opening that is different from the fully closed opening when the intake pressure detected by the pressure detector during the closing operation of the exhaust gas recirculation valve is equal to or lower than a predetermined pressure. The opening of the exhaust gas recirculation valve is changed as a limit opening on the valve side, and when the intake pressure detected by the pressure detector during the closing operation of the exhaust gas recirculation valve is higher than the predetermined pressure, A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the opening degree of the exhaust gas recirculation valve is changed to the fully closed opening degree.
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