JP2021120543A - Control system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for an internal combustion engine.
特許文献1に記載されている内燃機関は、ターボチャージャを備えている。ターボチャージャは、排気通路に設けられたタービンホイールを備えている。また、内燃機関は、複数の気筒のうちの一部の気筒である第1気筒群からタービンホイールに至る第1排気通路と、複数の気筒のうちの残りの気筒である第2気筒群からタービンホイールに至る第2排気通路とを備えている。さらに、内燃機関は、第1排気通路及び第2排気通路のうちの第1排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路を備えている。 The internal combustion engine described in Patent Document 1 includes a turbocharger. The turbocharger is equipped with a turbine wheel provided in the exhaust passage. Further, the internal combustion engine includes a first exhaust passage from the first cylinder group, which is a part of the plurality of cylinders, to the turbine wheel, and a turbine from the second cylinder group, which is the remaining cylinder of the plurality of cylinders. It has a second exhaust passage leading to the wheel. Further, the internal combustion engine includes an EGR passage connecting the first exhaust passage and the intake passage of the first exhaust passage and the second exhaust passage.
本発明者は、ターボチャージャと、第1排気通路及び第2排気通路と、第1排気通路及び吸気通路を接続するEGR通路とを備える内燃機関では、以下の事象が発生することを実験により確認した。 The present inventor has experimentally confirmed that the following events occur in an internal combustion engine including a turbocharger, a first exhaust passage and a second exhaust passage, and an EGR passage connecting the first exhaust passage and the intake passage. bottom.
・吸気バルブと排気バルブとが同時に開弁状態となるバルブオーバーラップ期間において、第1排気通路の排気圧と第2排気通路の排気圧との間に差が生じ、その結果、吸気通路から第1気筒群に導入される吸気量と、吸気通路から第2気筒群に導入される吸気量との間にも差が生じる。 -During the valve overlap period in which the intake valve and the exhaust valve are opened at the same time, there is a difference between the exhaust pressure of the first exhaust passage and the exhaust pressure of the second exhaust passage, and as a result, the intake passage to the first There is also a difference between the amount of intake air introduced into the 1-cylinder group and the amount of intake air introduced from the intake passage into the second cylinder group.
・吸気通路から第1気筒群に導入される吸気量と、吸気通路から第2気筒群に導入される吸気量との間に差が生じる結果、第1気筒群と第2気筒群との間で空燃比のばらつきが生じる。 -As a result of a difference between the amount of intake air introduced from the intake passage into the first cylinder group and the amount of intake air introduced from the intake passage into the second cylinder group, between the first cylinder group and the second cylinder group. The air-fuel ratio varies.
・バルブオーバーラップ期間における第1排気通路の排気圧と第2排気通路の第2排気圧との間の差は、ウェイストゲートバルブの開度が小さいときほど大きくなる。
本発明は、第1気筒群と第2気筒群との間に生じる空燃比のばらつきを抑制することを目的とする。
The difference between the exhaust pressure of the first exhaust passage and the second exhaust pressure of the second exhaust passage during the valve overlap period becomes larger as the opening degree of the wastegate valve becomes smaller.
An object of the present invention is to suppress variations in the air-fuel ratio that occur between the first cylinder group and the second cylinder group.
上記課題を解決するための内燃機関の制御システムは、吸気バルブと排気バルブとが同時に開弁状態となる期間であるバルブオーバーラップ期間を変更する変更機構と、前記変更機構を制御する制御装置と、排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、前記排気通路に設けられたタービンホイール、前記排気通路における前記タービンホイールの上流側と下流側とを接続するバイパス通路、及び前記バイパス通路に設けられたウェイストゲートバルブを有するターボチャージャとを備える多気筒内燃機関の制御システムであって、複数の気筒のうち、一部の気筒を第1気筒群とし、残りの気筒を第2気筒群としたとき、前記排気通路は、前記第1気筒群から前記タービンホイールまでの通路である第1排気通路と、前記第2気筒群から前記タービンホイールまでの第2排気通路とを含み、前記EGR通路は、前記第1排気通路及び前記第2排気通路のいずれか一方と前記吸気通路とを接続しており、前記制御装置は、前記ウェイストゲートバルブの開度が小さい場合には、大きい場合と比較して、前記バルブオーバーラップ期間が短くなるように、前記変更機構を制御する。 The internal combustion engine control system for solving the above problems includes a changing mechanism for changing the valve overlap period, which is a period during which the intake valve and the exhaust valve are opened at the same time, and a control device for controlling the changing mechanism. , EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage, a turbine wheel provided in the exhaust passage, a bypass passage connecting the upstream side and the downstream side of the turbine wheel in the exhaust passage, and the bypass passage. A control system for a multi-cylinder internal combustion engine equipped with a turbocharger having a wastegate valve. Among a plurality of cylinders, some cylinders are designated as the first cylinder group and the remaining cylinders are designated as the second cylinder group. When, the exhaust passage includes a first exhaust passage which is a passage from the first cylinder group to the turbine wheel and a second exhaust passage from the second cylinder group to the turbine wheel, and the EGR passage includes the second exhaust passage. The intake passage is connected to either one of the first exhaust passage and the second exhaust passage, and the control device is compared with the case where the opening degree of the wastegate valve is small as compared with the case where the opening degree is large. Therefore, the change mechanism is controlled so that the valve overlap period is shortened.
上記構成では、ウェイストゲートバルブの開度が小さい場合には、大きい場合に比べて、バルブオーバーラップ期間を短くしている。そのため、バルブオーバーラップ期間において、第1排気通路の排気圧と第2排気通路の排気圧との間の差が生じていたとしても、吸気通路から第1気筒群へと導入される吸気量と吸気通路から第2気筒群へと導入される吸気量との間の差は生じにくくなる。これにより、第1気筒群と第2気筒群との間の空燃比のばらつきを抑制できる。 In the above configuration, when the opening degree of the wastegate valve is small, the valve overlap period is shortened as compared with the case where the opening degree is large. Therefore, even if there is a difference between the exhaust pressure of the first exhaust passage and the exhaust pressure of the second exhaust passage during the valve overlap period, the intake amount introduced from the intake passage to the first cylinder group The difference between the intake amount introduced from the intake passage to the second cylinder group is less likely to occur. As a result, it is possible to suppress variations in the air-fuel ratio between the first cylinder group and the second cylinder group.
以下、車両に適用された内燃機関の制御システムの実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、内燃機関10は、吸気管20、吸気マニホールド25、機関本体30、排気マニホールド40、排気管49、及びターボチャージャ70、エアクリーナ51、インタークーラ52、及びスロットルバルブ53を備えている。吸気管20は、内燃機関10の外部から吸気を導入する。エアクリーナ51は、吸気管20の途中に取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of an internal combustion engine control system applied to a vehicle will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIG. 1, the
ターボチャージャ70は、吸気管20におけるエアクリーナ51よりも下流側の部分に取り付けられている。ターボチャージャ70は、ハウジング71を備えている。ハウジング71は、吸気管20におけるターボチャージャ70よりも上流側の内部空間と下流側の内部空間とを接続する吸気流通路72を備えている。
The
インタークーラ52は、吸気管20におけるターボチャージャ70よりも下流側の部分に取り付けられている。インタークーラ52は、当該インタークーラ52の内部を流通する吸気を冷却する。スロットルバルブ53は、吸気管20における下流端に取り付けられている。スロットルバルブ53は、吸気管20を流通する吸気の量である吸気量を調整する。
The
吸気マニホールド25は、1つの集合管26、及び4つの分岐管27を備えている。集合管26の上流端は、スロットルバルブ53に取り付けられている。各分岐管27は、集合管26の下流端から延びている。
The
4つの分岐管27の下流端は、機関本体30に接続されている。機関本体30は、4つの気筒33、8つの吸気ポート31、及び8つの排気ポート32を備えている。4つの気筒33は、図1において左右に並列に配置されている。なお、気筒33を区別して説明する際には、図1において左側から順番に、気筒33A、気筒33B、気筒33C、気筒33Dと符号を変えて説明する。
The downstream ends of the four
各吸気ポート31は、1つの気筒33と1つの分岐管27の内部空間とを接続している。吸気ポート31は、分岐管27から気筒33へと吸気を導入する。吸気ポート31は、1つの気筒33に対して2つずつ設けられている。なお、図1では、便宜上、1つの気筒33に対して1つの吸気ポート31のみを図示している。
Each intake port 31 connects one
各排気ポート32は、1つの気筒33と機関本体30の外部とを接続している。排気ポート32は、気筒33から機関本体30の外部へと排気を排出する。排気ポート32は、1つの気筒33に対して2つずつ設けられている。なお、図1では、便宜上、1つの気筒33に対して1つの排気ポート32のみを図示している。また、排気ポート32を区別して説明する際には、図1において左側から順番に、排気ポート32A、排気ポート32B、排気ポート32C、排気ポート32Dと符号を変えて説明する。
Each
機関本体30は、8つの吸気バルブ36、8つの排気バルブ37、及び4つの燃料噴射弁35を備えている。吸気バルブ36は、吸気ポート31及び気筒33の接続部分に1つずつ配置されている。吸気バルブ36は、吸気ポート31及び気筒33の接続部分の開度を制御することで吸気ポート31及び気筒33の接続部分を流通する吸気の量である吸気量を調整する。なお、図1では、便宜上、1つの気筒33に対して1つの吸気バルブ36のみを図示している。
The
排気バルブ37は、排気ポート32及び気筒33の接続部分に1つずつ配置されている。排気バルブ37は、排気ポート32及び気筒33の接続部分の開度を制御することで排気ポート32及び気筒33の接続部分を流通する排気の量である排気量を調整する。なお、図1では、便宜上、1つの気筒33に対して1つの排気バルブ37のみを図示している。燃料噴射弁35は、気筒33に1つずつ配置されている。燃料噴射弁35は、図示しない燃料タンクから供給される燃料を気筒33に噴射する。
The
排気マニホールド40は、4つの分岐管41、1つの第1集合管46、及び1つの第2集合管47を備えている。4つの分岐管41の上流端は、機関本体30に取り付けられている。分岐管41の内部空間は、4つの排気ポート32の1つずつに接続されている。なお、分岐管41を区別して説明する際には、図1において左側から順番に、分岐管41A、分岐管41B、分岐管41C、分岐管41Dと符号を変えて説明する。
The
分岐管41Aの下流端と分岐管41Dの下流端とは接続されている。第1集合管46の上流端は、分岐管41A及び分岐管41Dの接続部分に接続されている。分岐管41Bの下流端と分岐管41Cの下流端とは接続されている。第2集合管47の上流端は、分岐管41B及び分岐管41Cの接続部分に接続されている。第1集合管46の下流端及び第2集合管47の下流端は、ハウジング71に取り付けられている。
The downstream end of the
ターボチャージャ70は、コンプレッサホイール81、シャフト82、及びタービンホイール83を備えている。コンプレッサホイール81は、吸気流通路72の途中に配置されている。シャフト82の一端は、コンプレッサホイール81に連結されている。タービンホイール83は、シャフト82の他端に連結されている。
The
ハウジング71は、排気が流通する排気流通路75を備えている。排気流通路75は、第1排気導入路76、第2排気導入路77、及び排気排出路78を備えている。第1排気導入路76は、第1集合管46の内部空間からタービンホイール83に向かって延びている。第1排気導入路76は、第1集合管46の内部空間を流通した排気をタービンホイール83へと導入する。また、第2排気導入路77は、第2集合管47の内部空間からタービンホイール83に向かって延びている。第2排気導入路77は、第2集合管47の内部空間を流通した排気をタービンホイール83へと導入する。排気排出路78は、タービンホイール83からハウジング71の外部に向かって延びている。排気排出路78は、タービンホイール83を介して流通した排気をハウジング71の外部へと排出する。ハウジング71には、排気管49が取り付けられている。排気管49の内部空間は、排気排出路78に接続されている。
The
ハウジング71は、排気流通路75におけるタービンホイール83よりも上流側の部分と下流側の部分とを接続するバイパス通路85を備えている。バイパス通路85は、第1バイパス通路86、第2バイパス通路87、及び下流側バイパス通路88を備えている。第1バイパス通路86の上流端は、第1排気導入路76の途中に接続されている。第2バイパス通路87の上流端は、第2排気導入路77の途中に接続されている。第1バイパス通路86の下流端と第2バイパス通路87の下流端とは接続されている。下流側バイパス通路88の上流端は、第1バイパス通路86及び第2バイパス通路87の接続部分に接続されている。下流側バイパス通路88の下流端は、排気排出路78の途中に接続されている。
The
ターボチャージャ70は、バイパス通路85に設けられたウェイストゲートバルブ89を備えている。ウェイストゲートバルブ89は、第1バイパス通路86、第2バイパス通路87、及び下流側バイパス通路88の接続部分に配置されている。ウェイストゲートバルブ89は、第1バイパス通路86及び第2バイパス通路87の下流端に対するウェイストゲートバルブ89の開度が制御されることで第1バイパス通路86及び第2バイパス通路87を流通する排気の量である排気量を調整する。なお、ウェイストゲートバルブ89の開度が大きいほど、第1バイパス通路86及び第2バイパス通路87を流通する排気の量である排気量が大きくなる。
The
なお、本実施形態では、吸気管20の内部空間、吸気マニホールド25の内部空間、吸気流通路72、及び吸気ポート31が、吸気通路である。また、排気ポート32、排気マニホールド40の内部空間、排気流通路75、及び排気管49の内部空間が、排気通路である。
In the present embodiment, the internal space of the
気筒33A及び気筒33Dが第1気筒群11Aであり、気筒33B及び気筒33Cが第2気筒群11Bである。また、排気ポート32A、分岐管41Aの内部空間、排気ポート32D、分岐管41Dの内部空間、第1集合管46の内部空間、及び第1排気導入路76が、第1気筒群11Aからタービンホイール83までの通路である第1排気通路12Aである。さらに、排気ポート32B、分岐管41Bの内部空間、排気ポート32C、分岐管41Cの内部空間、第2集合管47の内部空間、及び第2排気導入路77が、第2気筒群11Bからタービンホイール83までの通路である第2排気通路12Bである。
The
内燃機関10は、EGR管56、EGRバルブ57、及びEGRクーラ58を備えている。EGR管56の一端は、排気マニホールド40における分岐管41Dの途中に取り付けられている。EGR管56の他端は、吸気マニホールド25における集合管26の途中に取り付けられている。EGR管56は、分岐管41Dを流通する排気を集合管26へと還流させる。なお、EGR管56の内部空間がEGR通路56Aである。
The
EGRバルブ57は、EGR管56の途中に取り付けられている。EGRバルブ57は、EGR通路56Aにおいて分岐管41D側から集合管26側へと流通する排気の量である排気量を調整する。EGRクーラ58は、EGR管56におけるEGRバルブ57よりも集合管26側に配置されている。EGRクーラ58は、EGR通路56Aを流通する排気を冷却する。
The
内燃機関10は、油圧駆動式の吸気側可変動弁機構61、及び油圧駆動式の排気側可変動弁機構62を備えている。吸気側可変動弁機構61は、当該吸気側可変動弁機構61の内部の油圧回路を変更することで、クランクシャフトの回転角度に対する吸気側のカムシャフトの相対的な回転角度を変更する。その結果、クランクシャフトの回転角度に対して吸気バルブ36が開閉するタイミングが変更される。排気側可変動弁機構62は、当該排気側可変動弁機構62の内部の油圧回路を変更することで、クランクシャフトの回転角度に対する排気側のカムシャフトの相対的な回転角度を変更する。その結果、クランクシャフトの回転角度に対して排気バルブ37が開閉するタイミングが変更される。
The
吸気側可変動弁機構61は、吸気バルブ36が開閉するタイミングを変更することで、吸気バルブ36と排気バルブ37とが同時に開弁状態になる期間であるバルブオーバーラップ期間の長さを変更可能である。また、排気側可変動弁機構62は、排気バルブ37が開閉するタイミングを変更することで、バルブオーバーラップ期間の長さを変更可能である。したがって、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62は、バルブオーバーラップ期間を変更する変更機構として機能する。
The
内燃機関10は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量X1を検出するためのアクセル開度センサ91を備えている。また、内燃機関10は、クランクシャフトの回転速度である機関回転速度X2を検出するためのクランク角センサ92を備えている。内燃機関10は、吸気管20を単位時間当たりに流通する吸気の量である吸気量X3を検出するエアフローメータ93を備えている。
The
制御装置100には、アクセル操作量X1を示す信号がアクセル開度センサ91から入力される。また、制御装置100には、機関回転速度X2を示す信号がクランク角センサ92から入力される。制御装置100には、吸気量X3を示す信号がエアフローメータ93から入力される。また、制御装置100は、機関回転速度X2及び吸気量X3に基づいて、機関負荷率KLを算出する。ここで、機関負荷率KLとは、現在の機関回転速度X2においてスロットルバルブ53を全開とした状態で内燃機関10を定常運転したときの気筒流入空気量に対する、現在の気筒流入空気量の比率を表している。なお、気筒流入空気量とは、吸気工程において各気筒33に流入する吸気の量である。
A signal indicating the accelerator operation amount X1 is input to the
制御装置100は、スロットルバルブ53を制御するスロットル制御部101を備えている。スロットル制御部101は、スロットルバルブ53に制御信号S1を出力することでスロットルバルブ53を制御する。そして、スロットル制御部101は、スロットルバルブ53を通じて当該スロットルバルブ53よりも上流側から下流側へと流通する吸気の量である吸気量を調整する。スロットル制御部101は、アクセル操作量X1及び機関回転速度X2等に基づいて、スロットルバルブ53を制御する。
The
制御装置100は、EGRバルブ57を制御するEGR制御部102を備えている。EGR制御部102は、EGRバルブ57に制御信号S2を出力することでEGRバルブ57を制御する。そして、EGR制御部102は、EGRバルブ57を通じて当該EGRバルブ57よりも分岐管41D側から集合管26側へと流通する排気の量である排気量を調整する。EGR制御部102は、アクセル操作量X1及び機関回転速度X2等に基づいて、EGRバルブ57を制御する。
The
制御装置100は、ウェイストゲートバルブ89を制御するWGV制御部103を備えている。WGV制御部103は、アクセル操作量X1及び機関回転速度X2等に基づいて、ウェイストゲートバルブ89の目標開度である開度Aを算出する。WGV制御部103は、開度Aに基づいてターボチャージャ70に制御信号S3を出力することでウェイストゲートバルブ89を制御する。そして、WGV制御部103は、ウェイストゲートバルブ89を通じて第1バイパス通路86及び第2バイパス通路87を流通する排気の量である排気量を調整する。
The
制御装置100は、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62を制御する変更機構制御部104を備えている。変更機構制御部104は、吸気側可変動弁機構61に制御信号S6を出力することで吸気側可変動弁機構61を制御する。そして、変更機構制御部104は、吸気側可変動弁機構61を通じてクランクシャフトの回転角度に対して吸気バルブ36が開閉するタイミングを変更する。変更機構制御部104は、機関回転速度X2に基づいて、吸気側可変動弁機構61を制御する。
The
また、変更機構制御部104は、排気側可変動弁機構62に制御信号S7を出力することで排気側可変動弁機構62を制御する。そして、変更機構制御部104は、排気側可変動弁機構62を通じてクランクシャフトの回転角度に対して排気バルブ37が開閉するタイミングを変更する。変更機構制御部104は、機関回転速度X2に基づいて、排気側可変動弁機構62を制御する。
Further, the change
制御装置100は、燃料噴射弁35を制御する噴射制御部105を備えている。噴射制御部105は、制御信号S5を出力することで燃料噴射弁35を制御する。噴射制御部105は、アクセル操作量X1及び機関回転速度X2等に基づいて、燃料噴射弁35を制御する。
The
なお、制御装置100は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサを含む回路(circuitry)として構成し得る。なお、制御装置100は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、CPU及び、RAM並びにROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。
The
次に、内燃機関10で生じる事象について説明する。
第1排気通路12A及び第2排気通路12Bでは排気の脈動が生じるため、図3に示すように、第1排気通路12Aにおける第1気筒群11Aとの接続部分の排気圧E1、F1、及び第2排気通路12Bにおける第2気筒群11Bとの接続部分の排気圧E2、F2が変動する。ここで、第1排気通路12AにはEGR通路56Aが接続されており、第2排気通路12BにはEGR通路56Aが接続されていないため、排気圧E1、F1の変動は、排気圧E2、F2の変動と異なる。そして、吸気バルブ36と排気バルブ37とが同時に開弁状態となるバルブオーバーラップ期間において、例えば、排気圧E1と排気圧E2との間に差が生じる。その結果、吸気ポート31から第1気筒群11Aに導入される吸気量と、吸気ポート31から第2気筒群11Bに導入される吸気量との間にも差が生じる。すると、第1気筒群11Aと第2気筒群11Bとの間で空燃比のばらつきが生じる。
Next, an event that occurs in the
Since exhaust pulsation occurs in the
ここで、ウェイストゲートバルブ89の開度Aが比較的に小さい第1開度の場合において、第1排気通路12Aにおける第1気筒群11Aとの接続部分の排気圧を排気圧E1とし、第2排気通路12Bにおける第2気筒群11Bとの接続部分の排気圧を排気圧E2とする。また、ウェイストゲートバルブ89の開度Aが第1開度よりも大きい第2開度の場合において、第1排気通路12Aにおける第1気筒群11Aとの接続部分の排気圧を排気圧F1とし、第2排気通路12Bにおける第2気筒群11Bとの接続部分の排気圧を排気圧F2とする。図3に示すように、バルブオーバーラップ期間において、排気圧E1と排気圧E2との間の差は、排気圧F1と排気圧F2との間の差に比べて大きい。そして、排気圧のばらつきに起因して、吸気ポート31から第1気筒群11Aに導入される吸気量と、吸気ポート31から第2気筒群11Bに導入される吸気量との間にも差が生じやすい。その結果、ウェイストゲートバルブ89の開度Aが小さいほど、第1気筒群11Aと第2気筒群11Bとの間で空燃比のばらつきが大きくなる。
Here, in the case where the opening degree A of the
また、バルブオーバーラップ期間では、吸気ポート31、気筒33、及び排気ポート32が連通されるため、排気ポート32の排気圧によって吸気ポート31から気筒33に導入される吸気量に影響が生じやすい。そのため、バルブオーバーラップ期間では、例えば、排気圧E1と排気圧E2との間に差が生じていると、その差に影響されて第1気筒群11Aに導入される吸気量と第2気筒群11Bに導入される吸気量との間の差が生じやすい。その結果、図4に示すように、バルブオーバーラップ期間が長いほど、第1気筒群11Aの空燃比である空燃比G1と第2気筒群11Bの空燃比である空燃比G2との間で空燃比のばらつきが大きくなる。
Further, since the intake port 31, the
したがって、第1気筒群11Aと第2気筒群11Bとの間の空燃比のばらつきは、ウェイストゲートバルブの開度Aが小さいほど、バルブオーバーラップ期間が長いほど、大きくなりやすい。
Therefore, the variation in the air-fuel ratio between the
次に、図2を参照して、制御装置100が実行するバルブオーバーラップ期間の設定制御について説明する。制御装置100は、当該制御装置100が動作を開始してから動作を終了するまで、設定制御を所定周期毎に実行する。
Next, with reference to FIG. 2, the setting control of the valve overlap period executed by the
図2に示すように、変更機構制御部104は、一連の設定制御を開始すると、ステップS11の処理を開始する。ステップS11において、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間の長さの変更が許容される可変条件が成立しているか否かを判定する。可変条件としては、例えば、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62に供給される油圧が当該吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62を駆動するために必要な閾油圧以上であること、気筒33の燃料の燃焼状態が不安定な状態でないこと等の条件である。変更機構制御部104は、可変条件として定められた条件を全て満たしている場合、可変条件が成立していると判定する。ステップS11において、変更機構制御部104は、可変条件が成立していないと判定した場合(S11:NO)、今回の設定制御を終了する。一方、ステップS11において、変更機構制御部104は、可変条件が成立していると判定した場合(S11:YES)、処理をステップS12に進める。
As shown in FIG. 2, when the change
ステップS12において、変更機構制御部104は、機関回転速度X2及び機関負荷率KLに基づいて、バルブオーバーラップ期間のベース期間Cを算出する。ここで、変更機構制御部104には、ベース期間Cを算出するためのベース期間マップが予め記憶されている。ベース期間マップは、機関回転速度X2及び機関負荷率KLに対応付けてベース期間Cを表したマップである。変更機構制御部104は、ベース期間マップを参照してベース期間Cを算出する。その後、変更機構制御部104は、処理をステップS13に進める。
In step S12, the change
ステップS13において、変更機構制御部104は、WGV制御部103により算出されたステップS13の処理時点のウェイストゲートバルブ89の開度Aを取得する。その後、変更機構制御部104は、処理をステップS14に進める。
In step S13, the change
ステップS14において、変更機構制御部104は、開度Aが予め定められた閾値Bよりも大きいか否かを判定する。ステップS14において、変更機構制御部104は、開度Aが閾値B以下であると判定した場合(S14:NO)、処理をステップS22に進める。一方、ステップS14において、変更機構制御部104は、開度Aが閾値Bよりも大きいと判定した場合(S14:YES)、処理をステップS21に進める。
In step S14, the change
ステップS21において、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間の設定期間Dとして、ステップS12で算出したベース期間Cを設定する。そして、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間が設定期間Dになるように、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62を制御する。その後、変更機構制御部104は、今回の設定制御を終了する。
In step S21, the change
上述したとおり、ステップS14において、変更機構制御部104は、開度Aが閾値B以下であると判定した場合(S14:NO)、処理をステップS22に進める。ステップS22において、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間の設定期間Dとして、ステップS12で算出したベース期間Cよりも予め定められた期間αだけ短い期間を設定する。そして、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間が設定期間Dになるように、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62を制御する。その後、変更機構制御部104は、今回の設定制御を終了する。
As described above, when the change
本実施形態の作用について説明する。
内燃機関10では、ウェイストゲートバルブ89の開度Aが閾値B以下である場合に、そうでない場合に比べて、バルブオーバーラップ期間が短くなるように、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62が制御される。すなわち、第1排気通路12Aにおける第1気筒群11Aとの接続部分の排気圧と第2排気通路12Bにおける第2気筒群11Bとの接続部分の排気圧との間に差が大きくなる場合に、バルブオーバーラップ期間が短くなる。その結果、吸気ポート31から第1気筒群11Aに導入される吸気量と、吸気ポート31から第2気筒群11Bに導入される吸気量との間の差は生じにくくなる。
The operation of this embodiment will be described.
In the
本実施形態の効果について説明する。
内燃機関10では、吸気ポート31から第1気筒群11Aに導入される吸気量と、吸気ポート31から第2気筒群11Bに導入される吸気量との間の差は生じにくいため、その差に起因して、第1気筒群11Aと第2気筒群11Bとの間で空燃比のばらつきが生じることを抑制できる。なお、第1気筒群11Aと第2気筒群11Bとの間で空燃比のばらつきが生じることによって、第1気筒群11Aや第2気筒群11Bでの燃料の燃焼状態やエミッションが悪化することも抑制できる。
The effect of this embodiment will be described.
In the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、EGR通路56Aは、第1排気通路12Aに代えて第2排気通路12Bに接続されていてもよい。具体例としては、EGR管56の一端は、排気マニホールド40における分岐管41Cに取り付けられていてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-In the above embodiment, the
・上記実施形態において、機関本体30における気筒33の数は変更してもよい。同様に、機関本体30における吸気ポート31及び排気ポート32の数は変更してもよい。
・上記実施形態において、第1排気通路12Aや第2排気通路12Bの通路構成は変更できる。例えば、排気マニホールド40を省略し、機関本体30に対してターボチャージャ70のハウジング71が取り付けられていてもよい。なお、この場合、機関本体30は、排気ポート32A及び排気ポート32Dを接続する第1集合通路や、排気ポート32B及び排気ポート32Cを接続する第2集合通路を備えていればよい。さらに、EGR通路56Aは、上記の第1集合通路及び第2集合通路のいずれか一方に接続されていればよい。
-In the above embodiment, the number of
-In the above embodiment, the passage configuration of the
・上記実施形態において、変更機構制御部104は、バルブオーバーラップ期間を変更するにあたって吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62のいずれか一方を制御してもよい。また、バルブオーバーラップ期間を変更する上では、内燃機関10が吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62のうちの少なくとも一方を備えていればよい。
In the above embodiment, the change
・上記実施形態において、吸気側可変動弁機構61は、吸気バルブ36のリフト量を変更することでバルブオーバーラップ期間を変更してもよい。具体的には、吸気バルブ36のリフト量が変更されることに伴って、クランクシャフトの回転角度に対して吸気バルブ36を開閉するタイミングが調整されれば、バルブオーバーラップ期間を変更できる。なお、排気側可変動弁機構62についても同様である。
-In the above embodiment, the intake side
・上記実施形態において、バルブオーバーラップ期間の設定制御は変更できる。例えば、ステップS22において、期間αは、開度Aが小さいほど大きくなるように定められてもよい。この場合、開度Aが閾値Bに対して小さいほど、バルブオーバーラップ期間が短くなるように、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62が制御される。また、例えば、ステップS14における判定処理を省略し、バルブオーバーラップ期間を調整してもよい。具体例としては、変更機構制御部104は、開度Aが小さいほどバルブオーバーラップ期間が短くなるように、吸気側可変動弁機構61及び排気側可変動弁機構62を制御してもよい。
-In the above embodiment, the setting control of the valve overlap period can be changed. For example, in step S22, the period α may be set so that the smaller the opening degree A, the larger the period α. In this case, the intake side
A…開度
B…閾値
10…内燃機関
11A…第1気筒群
11B…第2気筒群
12A…第1排気通路
12B…第2排気通路
20…吸気管
30…機関本体
31…吸気ポート
32…排気ポート
33…気筒
35…燃料噴射弁
36…吸気バルブ
37…排気バルブ
40…排気マニホールド
56…EGR管
56A…EGR通路
61…吸気側可変動弁機構
62…排気側可変動弁機構
70…ターボチャージャ
81…コンプレッサホイール
82…シャフト
83…タービンホイール
85…バイパス通路
89…ウェイストゲートバルブ
100…制御装置
A ... Opening B ...
Claims (1)
複数の気筒のうち、一部の気筒を第1気筒群とし、残りの気筒を第2気筒群としたとき、
前記排気通路は、前記第1気筒群から前記タービンホイールまでの通路である第1排気通路と、前記第2気筒群から前記タービンホイールまでの第2排気通路とを含み、
前記EGR通路は、前記第1排気通路及び前記第2排気通路のいずれか一方と前記吸気通路とを接続しており、
前記制御装置は、前記ウェイストゲートバルブの開度が小さい場合には、大きい場合と比較して、前記バルブオーバーラップ期間が短くなるように、前記変更機構を制御する
内燃機関の制御システム。 A change mechanism that changes the valve overlap period, which is the period during which the intake valve and the exhaust valve are opened at the same time, a control device that controls the change mechanism, an EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage, and the EGR passage. A multi-cylinder equipped with a turbine wheel provided in the exhaust passage, a bypass passage connecting the upstream side and the downstream side of the turbine wheel in the exhaust passage, and a turbocharger having a wastegate valve provided in the bypass passage. It is a control system for internal combustion engines.
When some of the cylinders are in the first cylinder group and the remaining cylinders are in the second cylinder group,
The exhaust passage includes a first exhaust passage which is a passage from the first cylinder group to the turbine wheel and a second exhaust passage from the second cylinder group to the turbine wheel.
The EGR passage connects either one of the first exhaust passage and the second exhaust passage to the intake passage.
The control device is a control system for an internal combustion engine that controls the changing mechanism so that when the opening degree of the wastegate valve is small, the valve overlap period is shorter than when the opening degree is large.
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JP2020013530A JP2021120543A (en) | 2020-01-30 | 2020-01-30 | Control system for internal combustion engine |
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