JP4780026B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に係り、内燃機関運転中の排気効率の低下の防止に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine with a supercharger, and relates to prevention of a decrease in exhaust efficiency during operation of the internal combustion engine.

タービンに通じる排気通路を開閉する第1排気弁と、タービンを通らない排気通路を開閉する第2排気弁とを備えたエンジン(以下「独立排気エンジン」という。)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1の独立排気エンジンでは、第1排気弁が開弁された後、排気行程前半に第2排気弁が開弁されている。これにより、排気ポンピングロスを低減することができ、高回転域でも過給により出力を向上させることができる。   An engine having a first exhaust valve that opens and closes an exhaust passage that communicates with a turbine and a second exhaust valve that opens and closes an exhaust passage that does not pass through the turbine (hereinafter referred to as an “independent exhaust engine”) is known (for example, (See Patent Document 1). In the independent exhaust engine of Patent Document 1, after the first exhaust valve is opened, the second exhaust valve is opened in the first half of the exhaust stroke. As a result, exhaust pumping loss can be reduced, and output can be improved by supercharging even in a high rotation range.

特開平10−89106号公報JP-A-10-89106 特開2000−73790号公報JP 2000-73790 A 特開2000−45737号公報JP 2000-45737 A

ところで、上記独立排気エンジンでは、排気弁の駆動状態を切り替える場合がある。例えば、開弁されている第1排気弁が閉弁されると共に、閉弁されている第2排気弁が開弁される場合がある。   By the way, in the independent exhaust engine, the driving state of the exhaust valve may be switched. For example, the opened first exhaust valve may be closed and the closed second exhaust valve may be opened.

しかしながら、この排気弁の駆動状態の切り替え時期が、制御装置の個体差や経時変化等によりばらついてしまう可能性がある。その結果、排気弁の駆動状態を切り替える際に、排気通路面積の縮小もしくは閉塞が生じ、エンジン運転中に排気効率が低下する可能性がある。そうすると、気筒内への新気の吸入量が低下する事態や、気筒内に残留するガス量が増加する事態が生じ得る。これにより、燃焼速度の低下が発生し、失火やエンジン出力低下を招来する可能性がある。   However, there is a possibility that the timing for switching the driving state of the exhaust valve varies due to individual differences of control devices, changes with time, and the like. As a result, when the drive state of the exhaust valve is switched, the exhaust passage area may be reduced or blocked, and exhaust efficiency may be reduced during engine operation. Then, a situation where the intake amount of fresh air into the cylinder decreases or a situation where the amount of gas remaining in the cylinder increases may occur. As a result, a decrease in the combustion speed may occur, leading to misfire and a decrease in engine output.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関運転中の排気効率の低下を防止することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can prevent a decrease in exhaust efficiency during operation of the internal combustion engine.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、過給機を有する内燃機関であって、
前記過給機のタービンに通じる第1排気通路を開閉する第1排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第2排気通路を開閉する第2排気弁と、
前記内燃機関の運転中に第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合、該第1排気弁又は第2排気弁を停止させる前に、他方の第2排気弁又は第1排気弁を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine having a supercharger,
A first exhaust valve that opens and closes a first exhaust passage leading to the turbine of the supercharger;
A second exhaust valve for opening and closing a second exhaust passage leading to the downstream of the turbine;
When stopping the first exhaust valve or the second exhaust valve during operation of the internal combustion engine, the other second exhaust valve or the first exhaust valve is driven before stopping the first exhaust valve or the second exhaust valve. And a driving means.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記駆動手段は、前記第1及び第2排気弁の駆動状態を切り替える途中で、前記第1及び第2排気弁の両方を駆動することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The driving means drives both the first and second exhaust valves in the middle of switching the driving state of the first and second exhaust valves.

また、第3の発明は、第1の発明において、
前記駆動手段は、
前記第1排気弁に接続された第1アームと、
前記第2排気弁に接続された第2アームと、
前記第1アームと前記第2アームの内部を連通するように設けられたピン穴と、
前記ピン穴内を移動可能なピンとを有し、
前記第1排気弁を停止するときは前記第2アーム内に前記ピンが移動し、前記第2排気弁を停止するときは前記第1アーム内に前記ピンが移動することを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
The driving means includes
A first arm connected to the first exhaust valve;
A second arm connected to the second exhaust valve;
A pin hole provided to communicate with the inside of the first arm and the second arm;
A pin movable in the pin hole,
When the first exhaust valve is stopped, the pin moves into the second arm, and when the second exhaust valve is stopped, the pin moves into the first arm.

また、第4の発明は、第3の発明において、
前記第1及び第2排気弁の駆動状態を切り替える途中で、前記第1アーム及び前記第2アーム内に前記ピンが位置することを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
The pin is located in the first arm and the second arm in the middle of switching the driving state of the first and second exhaust valves.

また、第5の発明は、第1から第4の何れかの発明において、
前記内燃機関の回転数の変動を取得する回転数変動取得手段と、
前記内燃機関の吸気系の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記内燃機関の高回転時又は低回転高負荷時に、前記回転数の変動もしくは前記吸気系の圧力に基づいて、前記駆動手段の故障を検出する故障検出手段とを更に備えたことを特徴とする。
Further, a fifth invention is any one of the first to fourth inventions,
A rotation speed fluctuation obtaining means for obtaining fluctuations in the rotation speed of the internal combustion engine;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the intake system of the internal combustion engine;
And a failure detecting means for detecting a failure of the drive means based on the fluctuation of the rotational speed or the pressure of the intake system when the internal combustion engine is at high speed or at low speed and high load. .

また、第6の発明は、第1から第4の何れかの発明において、
前記第1排気弁の停止もしくは駆動を検知する検知手段と、
前記駆動手段により前記第1排気弁が停止される前記内燃機関の冷間始動時に、前記検知手段により前記第1排気弁の駆動が検知された場合に前記駆動手段の故障を検出する故障検出手段とを更に備えたことを特徴とする。
Further, a sixth invention is any one of the first to fourth inventions,
Detecting means for detecting stop or driving of the first exhaust valve;
Failure detection means for detecting a failure of the drive means when the detection means detects the drive of the first exhaust valve during a cold start of the internal combustion engine in which the first exhaust valve is stopped by the drive means And further comprising.

第1の発明では、第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合、該第1排気弁又は第2排気弁を停止させる前に、他方の第2排気弁又は第1排気弁が駆動せしめられる。これにより、内燃機関の運転中に第1排気弁と第2排気弁の少なくとも一方は駆動される。従って、第1の発明によれば、内燃機関の運転中の排気効率の低下を防止することができる。   In the first invention, when the first exhaust valve or the second exhaust valve is stopped, the other second exhaust valve or the first exhaust valve is driven before the first exhaust valve or the second exhaust valve is stopped. It is done. Accordingly, at least one of the first exhaust valve and the second exhaust valve is driven during the operation of the internal combustion engine. Therefore, according to the first invention, it is possible to prevent a reduction in exhaust efficiency during operation of the internal combustion engine.

第2の発明では、第1排気弁と第2排気弁の駆動状態を切り替える際、その切り替える途中で第1排気弁と第2排気弁の両方が駆動される。これにより、第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合に、第2排気弁又は第1排気弁を確実に駆動することができる。   In the second invention, when the driving state of the first exhaust valve and the second exhaust valve is switched, both the first exhaust valve and the second exhaust valve are driven during the switching. Thereby, when stopping a 1st exhaust valve or a 2nd exhaust valve, a 2nd exhaust valve or a 1st exhaust valve can be driven reliably.

第3の発明では、第1排気弁を停止するときは第2アーム内にピンが移動することで、第2排気弁が駆動される。また、第2排気弁を停止するときは第1アーム内にピンが移動することで、第1排気弁が駆動される。よって、第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合に、第2排気弁又は第1排気弁を確実に駆動することができる。   In 3rd invention, when stopping a 1st exhaust valve, a 2nd exhaust valve is driven by a pin moving in a 2nd arm. Further, when stopping the second exhaust valve, the first exhaust valve is driven by moving the pin into the first arm. Therefore, when the first exhaust valve or the second exhaust valve is stopped, the second exhaust valve or the first exhaust valve can be reliably driven.

第4の発明では、第1排気弁と第2排気弁の駆動状態を切り替える際、その切り替える途中で第1及び第2アーム内にピンが位置することで、第1排気弁と第2排気弁の両方が駆動される。これにより、第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合に、第2排気弁又は第1排気弁を確実に駆動することができる。   In the fourth aspect of the invention, when the driving state of the first exhaust valve and the second exhaust valve is switched, a pin is located in the first and second arms during the switching, so that the first exhaust valve and the second exhaust valve Both are driven. Thereby, when stopping a 1st exhaust valve or a 2nd exhaust valve, a 2nd exhaust valve or a 1st exhaust valve can be driven reliably.

第5の発明によれば、低回転高負荷時又は高回転時に、機関回転数の変動もしくは吸気系の圧力に基づいて、駆動手段の故障を検出することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to detect a failure of the drive means based on the fluctuation of the engine speed or the pressure of the intake system at the time of low rotation and high load or high rotation.

第6の発明によれば、第1排気弁が停止される冷間始動時に、検知手段により第1排気弁の駆動が検知された場合に駆動手段の故障が検出される。これにより、冷間始動時のエミッションの悪化を検出することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, when the first exhaust valve is driven by the detection means at the cold start when the first exhaust valve is stopped, a failure of the drive means is detected. Thereby, it is possible to detect the deterioration of the emission during the cold start.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1によるシステム構成を示す図である。本実施の形態1のシステムは、過給機(ダーボチャージャ)を有する独立排気エンジンである。
図1に示すシステムは、複数の気筒2を有するエンジン1を備えている。各気筒2のピストンは、それぞれクランク機構を介して共通のクランク軸4に接続されている。クランク軸4の近傍には、エンジンク回転数NEを検出する回転数センサ5が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. The system of the first embodiment is an independent exhaust engine having a supercharger (darbocharger).
The system shown in FIG. 1 includes an engine 1 having a plurality of cylinders 2. The pistons of the cylinders 2 are connected to a common crankshaft 4 via a crank mechanism. In the vicinity of the crankshaft 4, a rotational speed sensor 5 for detecting the engine rotational speed NE is provided.

エンジン1は、各気筒2に対応して、インジェクタ6を有している。インジェクタ6は、高圧の燃料を気筒2内に直接噴射するように構成されている。各インジェクタ6は、共通のデリバリーパイプ7に接続されている。デリバリーパイプ7は、燃料ポンプ8を介して燃料タンク9に連通している。   The engine 1 has an injector 6 corresponding to each cylinder 2. The injector 6 is configured to inject high pressure fuel directly into the cylinder 2. Each injector 6 is connected to a common delivery pipe 7. The delivery pipe 7 communicates with the fuel tank 9 via the fuel pump 8.

また、エンジン1には、各気筒2に対応して吸気ポート10を有している。吸気ポート10には、吸気弁12(符号「In」を付すこともある。)が設けられている。吸気弁12には、吸気弁12の開弁特性(開閉時期及びリフト量)を変更可能な可変動弁機構13が接続されている。可変動弁機構13としては、公知の電磁駆動弁機構や機械式可変動弁機構等を用いることができる。   Further, the engine 1 has an intake port 10 corresponding to each cylinder 2. The intake port 10 is provided with an intake valve 12 (symbol “In” may be attached). Connected to the intake valve 12 is a variable valve mechanism 13 that can change the valve opening characteristics (opening / closing timing and lift amount) of the intake valve 12. As the variable valve mechanism 13, a known electromagnetically driven valve mechanism, a mechanical variable valve mechanism, or the like can be used.

また、各吸気ポート10は、吸気通路16が接続されている。吸気通路16の途中には、サージタンク17が設けられている。サージタンク17には、過給圧センサ18が設けられている。過給圧センサ18は、後述するコンプレッサ24aによって過給された吸入空気(以下「過給空気」という。)の圧力、すなわち、過給圧を検出するように構成されている。   Each intake port 10 is connected to an intake passage 16. A surge tank 17 is provided in the middle of the intake passage 16. The surge tank 17 is provided with a supercharging pressure sensor 18. The supercharging pressure sensor 18 is configured to detect the pressure of intake air (hereinafter referred to as “supercharging air”) supercharged by a compressor 24a described later, that is, the supercharging pressure.

サージタンク17上流の吸気通路16には、スロットルバルブ20が設けられている。スロットルバルブ20は、スロットルモータ21により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ20は、アクセル開度センサ23により検出されるアクセル開度AA等に基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ20の近傍には、スロットル開度センサ22が設けられている。スロットル開度センサ22は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。   A throttle valve 20 is provided in the intake passage 16 upstream of the surge tank 17. The throttle valve 20 is an electronically controlled valve that is driven by a throttle motor 21. The throttle valve 20 is driven based on the accelerator opening AA detected by the accelerator opening sensor 23. A throttle opening sensor 22 is provided in the vicinity of the throttle valve 20. The throttle opening sensor 22 is configured to detect the throttle opening TA.

スロットルバルブ20の上流には、インタークーラ24が設けられている。インタークーラ24は、過給空気を冷却するように構成されている。   An intercooler 24 is provided upstream of the throttle valve 20. The intercooler 24 is configured to cool the supercharged air.

インタークーラ24の上流には、過給機26のコンプレッサ26aが設けられている。コンプレッサ26aは、図示しない連結軸を介してタービン26bと連結されている。タービン26bは、後述する第1排気通路32に設けられている。このタービン26bが排気動圧(排気エネルギ)により回転駆動されることによって、コンプレッサ26aが回転駆動される。   A compressor 26 a of the supercharger 26 is provided upstream of the intercooler 24. The compressor 26a is connected to the turbine 26b via a connecting shaft (not shown). The turbine 26b is provided in a first exhaust passage 32 described later. The turbine 26b is rotationally driven by exhaust dynamic pressure (exhaust energy), whereby the compressor 26a is rotationally driven.

コンプレッサ26aの上流にはエアフロメータ28が設けられている。エアフロメータ28は、吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ28の上流にはエアクリーナ29が設けられている。エアクリーナ29の上流は、大気開放されている。   An air flow meter 28 is provided upstream of the compressor 26a. The air flow meter 28 is configured to detect an intake air amount Ga. An air cleaner 29 is provided upstream of the air flow meter 28. The upstream of the air cleaner 29 is open to the atmosphere.

また、エンジン1は、各気筒2に対応して第1排気弁30A(符号「Ex1」を付すこともある。)と第2排気弁30B(符号「Ex2」を付すこともある。)とを有している。この第1排気弁30Aは、タービン26bに通じる第1排気通路32を開閉するものである。タービン26bは、第1排気通路32を流通する排気動圧によって回転駆動されるように構成されている。また、第2排気弁30Bは、タービン26bを通らずタービン26bの下流に通じる第2排気通路34を開閉するものである。   Further, the engine 1 includes a first exhaust valve 30A (symbol “Ex1” may be attached) and a second exhaust valve 30B (symbol “Ex2” may be attached) corresponding to each cylinder 2. Have. The first exhaust valve 30A opens and closes the first exhaust passage 32 that communicates with the turbine 26b. The turbine 26 b is configured to be rotationally driven by the exhaust dynamic pressure that flows through the first exhaust passage 32. The second exhaust valve 30B opens and closes the second exhaust passage 34 that does not pass through the turbine 26b and communicates with the downstream side of the turbine 26b.

これらの排気弁30A,30Bには、排気弁30A,30Bの開弁特性(開閉時期及びリフト量)を変更可能な可変動弁機構31が接続されている。可変動弁機構31としては、上記可変動弁機構13と同様に、公知の油圧式もしくは機械式(図8参照)の可変動弁機構を用いることができる。   These exhaust valves 30A and 30B are connected to a variable valve mechanism 31 capable of changing the valve opening characteristics (opening / closing timing and lift amount) of the exhaust valves 30A and 30B. As the variable valve mechanism 31, similarly to the variable valve mechanism 13, a known hydraulic or mechanical (see FIG. 8) variable valve mechanism can be used.

第1排気通路32と第2排気通路34の合流点よりも下流の排気通路36には、排気空燃比を検出する空燃比センサ40が設けられている。空燃比センサ40の下流には、排気ガスを浄化するための触媒42が設けられている。   An air-fuel ratio sensor 40 for detecting the exhaust air-fuel ratio is provided in the exhaust passage 36 downstream from the junction of the first exhaust passage 32 and the second exhaust passage 34. A catalyst 42 for purifying exhaust gas is provided downstream of the air-fuel ratio sensor 40.

本実施の形態1のシステムは、制御装置であるECU(Electronic Control Unit)60を備えている。
ECU60の入力側には、回転数センサ5、過給圧センサ17、スロットル開度センサ22、アクセル開度センサ23、エアフロメータ28、空燃比センサ40等が接続されている。また、ECU60の出力側には、インジェクタ6、燃料ポンプ8、可変動弁機構14,31、スロットルモータ21等が接続されている。
ECU60は、エンジン回転数NEの変動量を算出する。また、ECU60は、アクセル開度AA(あるいはスロットル開度TA)に基づいて、機関負荷率KL[%]を算出する。
The system according to the first embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 that is a control device.
The rotational speed sensor 5, the boost pressure sensor 17, the throttle opening sensor 22, the accelerator opening sensor 23, the air flow meter 28, the air-fuel ratio sensor 40, and the like are connected to the input side of the ECU 60. Further, an injector 6, a fuel pump 8, variable valve mechanisms 14 and 31, a throttle motor 21, and the like are connected to the output side of the ECU 60.
The ECU 60 calculates the fluctuation amount of the engine speed NE. Further, the ECU 60 calculates the engine load factor KL [%] based on the accelerator opening AA (or the throttle opening TA).

[実施の形態1の特徴]
上記独立排気エンジンでは、エンジン1の運転状態(NE,KL等)に応じて、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態が決められる。そして、エンジン運転中に、運転者や車両からの要求により、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える場合がある。例えば、第1排気弁Ex1が開弁され第2排気弁Ex2が閉弁された駆動状態から、第1排気弁Ex1が閉弁され第2排気弁Ex2が開弁された開弁された駆動状態に切り替える場合がある。
[Features of Embodiment 1]
In the independent exhaust engine, the driving state of the exhaust valves Ex1, Ex2 is determined according to the operating state (NE, KL, etc.) of the engine 1. During the engine operation, the drive state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 may be switched according to a request from the driver or the vehicle. For example, from the driving state in which the first exhaust valve Ex1 is opened and the second exhaust valve Ex2 is closed, the opened driving state in which the first exhaust valve Ex1 is closed and the second exhaust valve Ex2 is opened. There is a case to switch to.

しかしながら、この排気弁の駆動状態の切り替え時期が、制御装置の個体差や経時変化等によりばらついてしまう可能性がある。その結果、排気弁の駆動状態を切り替える際に、排気通路面積の縮小もしくは閉塞が生じ、エンジン運転中に排気効率が低下する可能性がある。そうすると、失火やエンジン出力低下を招来する可能性がある。   However, there is a possibility that the timing for switching the driving state of the exhaust valve varies due to individual differences of control devices, changes with time, and the like. As a result, when the drive state of the exhaust valve is switched, the exhaust passage area may be reduced or blocked, and exhaust efficiency may be reduced during engine operation. If so, there is a possibility of causing a misfire and a decrease in engine output.

そこで、本実施の形態1では、図2に示す順番で排気弁の駆動状態が切り替えられる。図2は、本実施の形態1において、排気弁の駆動状態の切り替え動作を説明するための図である。具体的には、図2(A)は切替前の駆動状態を、図2(B)は切替途中の駆動状態を、図2(C)は切替後の駆動状態を、それぞれ示す図である。図2においてハッチングが付された排気弁Ex1,Ex2は、開弁された排気弁である。   Therefore, in the first embodiment, the driving state of the exhaust valve is switched in the order shown in FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the switching operation of the exhaust valve drive state in the first embodiment. Specifically, FIG. 2A shows a driving state before switching, FIG. 2B shows a driving state during switching, and FIG. 2C shows a driving state after switching. In FIG. 2, hatched exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened exhaust valves.

本実施の形態1では、図2(A)に示す駆動状態から図2(C)に示す駆動状態に直接切り替えるのではなく、図2(B)に示す駆動状態を経由する。すなわち、駆動状態の切替途中に、図2(B)に示すように、全ての排気弁Ex1,Ex2が開弁される。図2(A)→図2(C)に示すように第1排気弁Ex1を停止させる場合、図2(B)に示すようにこの第1排気弁Ex1を停止させる前に残りの第2排気弁Ex2が駆動される。   In Embodiment 1, the driving state shown in FIG. 2A is not directly switched to the driving state shown in FIG. 2C, but the driving state shown in FIG. That is, all the exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened during the switching of the driving state, as shown in FIG. When the first exhaust valve Ex1 is stopped as shown in FIG. 2 (A) → FIG. 2 (C), the remaining second exhaust is stopped before the first exhaust valve Ex1 is stopped as shown in FIG. 2 (B). Valve Ex2 is driven.

[実施の形態1における具体的処理]
図3は、本実施の形態1において、ECU60が実行する駆動状態切替制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、運転者や車両からの要求により、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際に、起動される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 3 is a flowchart showing a drive state switching control routine executed by ECU 60 in the first embodiment. This routine is started when the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is switched according to a request from the driver or the vehicle.

図3に示すルーチンによれば、先ず、各排気弁Ex1,Ex2の駆動要求と停止要求を読み込む(ステップ100)。ここで、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際には、駆動要求と停止要求が出される。例えば、図2(A)に示す駆動状態から図2(B)に示す駆動状態に切り替えるためには、第2排気弁Ex2を駆動(開弁)する必要があるため、駆動要求が出される。さらに、図2(B)に示す駆動状態から図2(C)に示す駆動状態に切り替えるためには、第1排気弁Ex1を停止(閉弁)する必要があるため、停止要求が出される。   According to the routine shown in FIG. 3, first, the drive request and stop request of each exhaust valve Ex1, Ex2 are read (step 100). Here, when switching the drive state of the exhaust valves Ex1, Ex2, a drive request and a stop request are issued. For example, in order to switch from the driving state shown in FIG. 2 (A) to the driving state shown in FIG. 2 (B), the second exhaust valve Ex2 needs to be driven (opened), so that a driving request is issued. Furthermore, in order to switch from the driving state shown in FIG. 2B to the driving state shown in FIG. 2C, the first exhaust valve Ex1 needs to be stopped (closed), so a stop request is issued.

次に、上記ステップ100で読み込まれた駆動要求が、現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と同じであるか否かを判別する(ステップ102)。この駆動要求は、全ての排気弁Ex1,Ex2を駆動(開弁)する要求である。よって、このステップ102では、全ての排気弁Ex1,Ex2が駆動されたか否かが判別される。現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態は、センサにより検出結果のほか、駆動要求が出されてからの経過時間(すなわち、排気弁を開弁するのに要するタイムラグ)等に基づいて判断することができる。   Next, it is determined whether or not the drive request read in step 100 is the same as the current operating state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 (step 102). This drive request is a request to drive (open) all the exhaust valves Ex1, Ex2. Therefore, in this step 102, it is determined whether or not all the exhaust valves Ex1, Ex2 are driven. The current operating status of the exhaust valves Ex1 and Ex2 should be determined based on the detection result by the sensor and the elapsed time since the drive request was issued (that is, the time lag required to open the exhaust valve). Can do.

上記ステップ102で駆動要求が現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と異なると判別された場合には、全ての排気弁Ex1,Ex2が駆動されていないと判断される。この場合、未だ駆動されていない排気弁の駆動が実施される(ステップ104)。その後、本ルーチンを一旦終了する。   If it is determined in step 102 that the drive request is different from the current operating state of the exhaust valves Ex1, Ex2, it is determined that all the exhaust valves Ex1, Ex2 are not driven. In this case, the exhaust valve that has not been driven is driven (step 104). Thereafter, this routine is temporarily terminated.

一方、上記ステップ102で駆動要求が現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と同じであると判別された場合には、全ての排気弁Ex1,Ex2が駆動されていると判断される。この場合、上記ステップ100で読み込まれた停止要求が現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と同じであるか否かを判別する(ステップ106)。この停止要求は、切替後の駆動状態となるように、何れかの排気弁を停止(閉弁)する要求である。   On the other hand, when it is determined in step 102 that the drive request is the same as the current operating state of the exhaust valves Ex1, Ex2, it is determined that all the exhaust valves Ex1, Ex2 are driven. In this case, it is determined whether or not the stop request read in step 100 is the same as the current operating state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 (step 106). This stop request is a request to stop (close) one of the exhaust valves so that the drive state after switching is achieved.

上記ステップ106で停止要求が現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と異なると判別された場合には、全ての排気弁が駆動された後、何れかの排気弁が停止されていないと判断される。この場合、未だ停止されていない排気弁の停止が実施される(ステップ108)。その後、本ルーチンを一旦終了する。   If it is determined in step 106 that the stop request is different from the current operating state of the exhaust valves Ex1 and Ex2, it is determined that any exhaust valve is not stopped after all the exhaust valves are driven. The In this case, the exhaust valve that has not been stopped is stopped (step 108). Thereafter, this routine is temporarily terminated.

一方、上記ステップ106で停止要求が現在の排気弁Ex1,Ex2の作動状態と同じであると判別された場合には、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態の切替が終了したと判断される。この場合、本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, when it is determined in step 106 that the stop request is the same as the current operating state of the exhaust valves Ex1 and Ex2, it is determined that the switching of the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is completed. In this case, this routine is temporarily terminated.

以上説明したように、本実施の形態1によれば、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際、全ての排気弁Ex1,Ex2が開弁された後、何れかの排気弁の停止が実施される。すなわち、第1排気弁Ex1又は第2排気弁Ex2を停止させる場合に、この停止の前に他方の第2排気弁Ex1又は第2排気弁Ex2が駆動される。これにより、エンジン運転中に排気弁Ex1,Ex2の少なくとも一方は駆動される。従って、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際に、排気通路面積の縮小もしくは閉塞が生じず、エンジン運転中の排気効率の低下を防止することができる。   As described above, according to the first embodiment, when switching the driving state of the exhaust valves Ex1, Ex2, any exhaust valve is stopped after all the exhaust valves Ex1, Ex2 are opened. Is done. That is, when the first exhaust valve Ex1 or the second exhaust valve Ex2 is stopped, the other second exhaust valve Ex1 or the second exhaust valve Ex2 is driven before the stop. Thus, at least one of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is driven during engine operation. Therefore, when the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is switched, the exhaust passage area is not reduced or blocked, and a reduction in exhaust efficiency during engine operation can be prevented.

ところで、本実施の形態1では、気筒毎に2つの排気弁Ex1,Ex2を有するエンジン1に対して本発明を適用する場合について説明したが、図4に示すような気筒毎に3つの排気弁Ex1,Ex2,Ex3を有するエンジンに対しても本発明を適用することができる。図4は、本実施の形態1の変形例において、排気弁の駆動状態の切り替え動作を説明するための図である。図4に示す第1排気弁Ex1及び第3排気弁Ex3は、例えば、第1排気通路32を開閉するものである。
本変形例では、図4(A)に示す駆動状態から図4(C)に示す駆動状態に切り替える際、図4(B)に示すように全ての排気弁Ex1,Ex2,Ex3が開弁される。従って、上記実施の形態1と同様に、エンジン運転中に駆動状態を切り替える際、排気効率の低下を防止することができる。
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to the engine 1 having two exhaust valves Ex1 and Ex2 for each cylinder has been described. However, three exhaust valves for each cylinder as shown in FIG. The present invention can also be applied to engines having Ex1, Ex2, and Ex3. FIG. 4 is a diagram for explaining the switching operation of the exhaust valve drive state in the modification of the first embodiment. The first exhaust valve Ex1 and the third exhaust valve Ex3 shown in FIG. 4 open and close the first exhaust passage 32, for example.
In this modification, when the drive state shown in FIG. 4A is switched to the drive state shown in FIG. 4C, all the exhaust valves Ex1, Ex2, Ex3 are opened as shown in FIG. 4B. The Therefore, as in the first embodiment, it is possible to prevent the exhaust efficiency from being lowered when the drive state is switched during engine operation.

尚、本実施の形態1及び変形例においては、過給機26が第1の発明における「過給機」に、エンジン1が第1の発明における「内燃機関」に、タービン26bが第1の発明における「タービン」に、第1排気通路32が第1の発明における「第1排気通路」に、第1排気弁(Ex1)30Aと第3排気弁(Ex3)が第1の発明における「第1排気弁」に、それぞれ相当する。また、本実施の形態1及び変形例においては、第2排気通路34が第1の発明における「第2排気通路」に、第2排気弁(Ex2)30Bが第1の発明における「第2排気弁」に、回転数センサ5及びECU60が第5の発明における「回転数変動取得手段」に、過給圧センサ17が第5の発明における「圧力検出手段」に、それぞれ相当する。また、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ102,104の処理を実行することにより第1及び第2の発明における「駆動手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment and the modification, the supercharger 26 is the “supercharger” in the first invention, the engine 1 is the “internal combustion engine” in the first invention, and the turbine 26b is the first. In the “turbine” of the invention, the first exhaust passage 32 is the “first exhaust passage” in the first invention, and the first exhaust valve (Ex1) 30A and the third exhaust valve (Ex3) are the “first exhaust passage” in the first invention. Corresponds to “1 exhaust valve”. Further, in the first embodiment and the modification, the second exhaust passage 34 is the “second exhaust passage” in the first invention, and the second exhaust valve (Ex2) 30B is the “second exhaust” in the first invention. The rotation speed sensor 5 and the ECU 60 correspond to the “valve”, and the boost pressure sensor 17 corresponds to the “pressure detection means” in the fifth invention. Further, in the first embodiment, the “driving means” in the first and second inventions is realized by the ECU 60 executing the processing of steps 102 and 104, respectively.

実施の形態2.
次に、図5から図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
上記実施の形態1では、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際に、全ての排気弁Ex1,Ex2が開弁された状態を経るように制御されている。本実施の形態2では、かかる制御と同様の動作を、図5及び図6に示すハードウェアにより実現する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, when the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is switched, control is performed so that all the exhaust valves Ex1 and Ex2 pass through the opened state. In the second embodiment, the same operation as the control is realized by the hardware shown in FIGS.

図5は、本実施の形態2において、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える切替機構50を示す側面図である。図6は、図5に示した切替機構50の上面図である。本実施の形態2の切替機構50は、例えば、図1に示すような独立排気エンジンシステムに搭載される。   FIG. 5 is a side view showing the switching mechanism 50 for switching the driving state of the exhaust valves Ex1, Ex2 in the second embodiment. FIG. 6 is a top view of the switching mechanism 50 shown in FIG. The switching mechanism 50 according to the second embodiment is mounted on, for example, an independent exhaust engine system as shown in FIG.

図5及び図6に示すように、切替機構50は、第1排気弁Ex1を押し下げるための第1アーム51Aと、第2排気弁Ex2を押し下げるための第2アーム51Bとを備えている。第1アーム51Aと第2アーム52Bは、ホルダ52を両側から挟むようにして設けられている。ホルダ52には、カム軸57に設けられたカム58の押圧力が加わる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the switching mechanism 50 includes a first arm 51A for pushing down the first exhaust valve Ex1, and a second arm 51B for pushing down the second exhaust valve Ex2. The first arm 51A and the second arm 52B are provided so as to sandwich the holder 52 from both sides. A pressing force of a cam 58 provided on the cam shaft 57 is applied to the holder 52.

第1アーム51A、第2アーム51B及びホルダ52の内部には、互いに連通するピン穴53が設けられている。このピン穴53には、ピン穴53内を移動可能なピン54が設けられている。かかる構成によれば、ピン54の位置に応じて、カム58の押圧力が、第1アーム51もしくは第2アーム51Bまたはその両方に加えられる。ピン54の軸方向の長さは、ホルダ52の幅よりも長くされている。ピン54は、駆動機構(例えば、油圧機構)55の駆動力により移動する。第1及び第2アーム51A,51Bの排気弁30A,30Bと接続されていない側の端部には、油圧式ラッシュアジャスタ56が接続されている。この油圧式ラッシュアジャスタ56は、ホルダ52とカム58の周面との間にクリアランスができないように、アーム51A,51Bを押し上げる方向に付勢するものである。   Inside the first arm 51 </ b> A, the second arm 51 </ b> B, and the holder 52, pin holes 53 communicating with each other are provided. The pin hole 53 is provided with a pin 54 that can move in the pin hole 53. According to this configuration, the pressing force of the cam 58 is applied to the first arm 51, the second arm 51B, or both according to the position of the pin 54. The axial length of the pin 54 is longer than the width of the holder 52. The pin 54 is moved by a driving force of a driving mechanism (for example, a hydraulic mechanism) 55. A hydraulic lash adjuster 56 is connected to the end of the first and second arms 51A, 51B on the side not connected to the exhaust valves 30A, 30B. The hydraulic lash adjuster 56 urges the arms 51 </ b> A and 51 </ b> B to push up so that there is no clearance between the holder 52 and the peripheral surface of the cam 58.

[実施の形態2の特徴]
図7を参照して、切替機構50の動作を説明する。図7は、本実施の形態2において、切替機構50の動作を説明するための図である。具体的には、図7(A)は切替前のピン54の位置を、図7(B)は切替途中のピン54の位置を、図7(C)は切替後のピン54の位置を、それぞれ示す図である。
[Features of Embodiment 2]
The operation of the switching mechanism 50 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the switching mechanism 50 in the second embodiment. Specifically, FIG. 7A shows the position of the pin 54 before switching, FIG. 7B shows the position of the pin 54 in the middle of switching, FIG. 7C shows the position of the pin 54 after switching, FIG.

図7に示す例では、第1排気弁Ex1が開弁され第2排気弁Ex2が閉弁された駆動状態から、第1排気弁Ex1が閉弁され第2排気弁Ex2が開弁された駆動状態に切り替える際のピン54の位置制御を示している。   In the example shown in FIG. 7, the first exhaust valve Ex1 is opened and the second exhaust valve Ex2 is closed, and then the first exhaust valve Ex1 is closed and the second exhaust valve Ex2 is opened. The position control of the pin 54 at the time of switching to a state is shown.

上述したように、ピン54の軸方向の長さは、ホルダ52の幅よりも長くされている。このため、図7(A)に示すようにピン54が第2アーム51Bに勘合していない状態から、図7(C)に示すようにピン54が第1アーム51Aに勘合していない状態に切り替える途中において、図7(B)に示す状態を経ることとなる。すなわち、図7(B)に示すように、ピン54が第1アーム51Aと第2アーム51Bの両方に勘合する状態を経ることとなる。   As described above, the axial length of the pin 54 is longer than the width of the holder 52. Therefore, from the state where the pin 54 is not engaged with the second arm 51B as shown in FIG. 7A, the state where the pin 54 is not engaged with the first arm 51A as shown in FIG. 7C. In the middle of switching, the state shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7 (B), the pin 54 goes through a state of fitting into both the first arm 51A and the second arm 51B.

従って、本実施の形態2では、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際、全ての排気弁Ex1,Ex2が開弁された後、何れかの排気弁の停止が実施される。従って、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える際に、排気通路面積の縮小もしくは閉塞が生じず、排気効率が低下する事態を防止することができる。
さらに、本実施の形態2によれば、上記の駆動状態の切り替え動作をハードウェアにより実現しているため、排気弁Ex1,Ex2の動作の確実性を高めることができる。
Therefore, in the second embodiment, when switching the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2, any exhaust valve is stopped after all the exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened. Therefore, when the driving state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is switched, the exhaust passage area is not reduced or blocked, and a situation in which the exhaust efficiency is reduced can be prevented.
Furthermore, according to the second embodiment, since the switching operation of the driving state is realized by hardware, the reliability of the operation of the exhaust valves Ex1 and Ex2 can be improved.

ところで、上記実施の形態1の変形例と同様に、気筒毎に3つの排気弁Ex1,Ex2,Ex3を有するエンジンに対しても本発明を適用することができる。具体的には、第1アーム51Aの押圧力により第1排気弁Ex1と第3排気弁Ex3を駆動し得るように、第1アーム51Aにリンク機構を設ければよい。この場合も、駆動状態を切り替える際に、全ての排気弁Ex1,Ex2,Ex3が開弁されるため、上記実施の形態2と同様の効果を得ることができる。   By the way, the present invention can be applied to an engine having three exhaust valves Ex1, Ex2, and Ex3 for each cylinder as in the modification of the first embodiment. Specifically, a link mechanism may be provided on the first arm 51A so that the first exhaust valve Ex1 and the third exhaust valve Ex3 can be driven by the pressing force of the first arm 51A. Also in this case, since all the exhaust valves Ex1, Ex2, Ex3 are opened when the driving state is switched, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

また、本実施の形態2では、カム58の押圧力がホルダ52に直接伝達される構成について説明しているが、図8に示すように、カム58の押圧力が可変動弁機構70を介してホルダ52に伝達される構成を用いることができる。
図8は、本実施の形態2の変形例による切替機構50及び可変動弁機構70を示す側面図である。図8に示すように、カム58と切替機構50との間に、可変動弁機構70が配置されている。可変動弁機構70は、制御軸71が回転することで、制御アーム72と中間アーム73等からなるリンク機構が変化する。そうすると、揺動アーム74におけるローラ75の位置が変化することで、排気弁Ex1,Ex2の開弁特性が変化する。
カム58の押圧力は、中間アーム73先端にあるローラ75を介して揺動アーム74に伝達される。この揺動アーム74に伝達された押圧力は、ホルダ52に伝達される。このホルダ52に伝達された押圧力は、ピン54を介してアーム51A,51Bの少なくとも一方に伝達される。
In the second embodiment, the configuration in which the pressing force of the cam 58 is directly transmitted to the holder 52 is described. However, the pressing force of the cam 58 is transmitted via the variable valve mechanism 70 as shown in FIG. The structure transmitted to the holder 52 can be used.
FIG. 8 is a side view showing a switching mechanism 50 and a variable valve mechanism 70 according to a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 8, a variable valve mechanism 70 is disposed between the cam 58 and the switching mechanism 50. In the variable valve mechanism 70, the link mechanism including the control arm 72, the intermediate arm 73, and the like changes as the control shaft 71 rotates. Then, when the position of the roller 75 in the swing arm 74 changes, the valve opening characteristics of the exhaust valves Ex1 and Ex2 change.
The pressing force of the cam 58 is transmitted to the swing arm 74 via a roller 75 at the tip of the intermediate arm 73. The pressing force transmitted to the swing arm 74 is transmitted to the holder 52. The pressing force transmitted to the holder 52 is transmitted to at least one of the arms 51A and 51B via the pin 54.

尚、本実施の形態2においては、第1アーム51Aが第3及び第4の発明における「第1アーム」に、第2アーム51Bが第3及び第4の発明における「第2アーム」に、ピン穴53が第3の発明における「ピン穴」に、ピン54が第3及び第4の発明における「ピン」に、それぞれ相当する。   In the second embodiment, the first arm 51A is the “first arm” in the third and fourth inventions, and the second arm 51B is the “second arm” in the third and fourth inventions. The pin hole 53 corresponds to the “pin hole” in the third invention, and the pin 54 corresponds to the “pin” in the third and fourth inventions.

実施の形態3.
図9及び図10を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図9は、本実施の形態3による切替機構50Bを示す側面図である。
図9に示す切替機構50Bは、図5に示す構成に加え、位置センサ59を備えている。位置センサ59は、第1アーム51Aの他端の上方に配置され、第1アーム51Aの位置を検出するものである。位置センサ59は、上記ECU60の入力側に接続されている。よって、ECU60は、位置センサ59の検出結果に基づいて、第1排気弁Ex1の駆動状態を検出する。すなわち、本実施の形態3では、冷間始動時に停止すべき第1排気弁Ex1の駆動状態(停止もしくは駆動)を検出するために、位置センサ59が設けられている。
Embodiment 3 FIG.
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 and FIG.
FIG. 9 is a side view showing a switching mechanism 50B according to the third embodiment.
The switching mechanism 50B shown in FIG. 9 includes a position sensor 59 in addition to the configuration shown in FIG. The position sensor 59 is disposed above the other end of the first arm 51A and detects the position of the first arm 51A. The position sensor 59 is connected to the input side of the ECU 60. Therefore, the ECU 60 detects the driving state of the first exhaust valve Ex1 based on the detection result of the position sensor 59. That is, in the third embodiment, the position sensor 59 is provided in order to detect the driving state (stopped or driven) of the first exhaust valve Ex1 that should be stopped at the cold start.

[実施の形態3の特徴]
上記実施の形態1,2では、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態の切り替えについて説明されている。
ところで、例えば、ピンの固着(スティッキング)や、可変動弁機構の故障等により、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態が異常となる場合がある。
[Features of Embodiment 3]
In the first and second embodiments, switching of the driving states of the exhaust valves Ex1 and Ex2 is described.
By the way, for example, the drive state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 may become abnormal due to pin sticking (sticking), a failure of the variable valve mechanism, or the like.

そこで、本実施の形態3では、図10を参照して、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態の異常を検出する方法について説明する。
図10は、本実施の形態3において、排気弁Ex1,Ex2の異常駆動状態を検出する方法を説明するための図である。図10には、高回転時、冷間始動時及び低回転高負荷時のそれぞれについて、正常駆動状態と異常駆動状態とECU60による異常検出方法とが示されている。なお、図10における異常駆動状態の欄で下線を付した部分が、異常駆動された排気弁Ex1,Ex2である。
Therefore, in the third embodiment, a method for detecting an abnormality in the driving state of the exhaust valves Ex1, Ex2 will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of detecting an abnormal drive state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 in the third embodiment. FIG. 10 shows a normal drive state, an abnormal drive state, and an abnormality detection method by the ECU 60 for each of high rotation, cold start, and low rotation high load. In FIG. 10, the underlined portions in the abnormally driven state column are the exhaust valves Ex1 and Ex2 that are abnormally driven.

(高回転時)
高回転時には、正常であれば両方の排気弁Ex1,Ex2が開弁される。
しかしながら、第1に、両方の排気弁Ex1,Ex2が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、既燃ガスが排気されず失火するため、エンジン回転数NEが大きく低下する。よって、回転数センサ5により検出されるエンジン回転数NEの変動により、この異常駆動状態が検出される。
なお、図6に示すようにピン54の長さがホルダ52の幅よりも長くされている場合には、ピン54が固着したとしても、排気弁Ex1,Ex2が共に閉弁されることはない(以下の冷間始動時と低回転高負荷時についても同様)。
(At high rotation)
At high speed, both exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened if normal.
However, first, an abnormal driving state in which both the exhaust valves Ex1 and Ex2 are closed may occur. In this case, the burned gas is not exhausted and misfire occurs, so the engine speed NE is greatly reduced. Therefore, the abnormal drive state is detected by the fluctuation of the engine speed NE detected by the speed sensor 5.
As shown in FIG. 6, when the length of the pin 54 is longer than the width of the holder 52, the exhaust valves Ex1 and Ex2 are not closed even if the pin 54 is fixed. (The same applies to the cold start and low rotation and high load below).

第2に、第1排気弁Ex1は開弁されるものの、第2排気弁Ex2が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、全ての排気ガスがタービン26bに供給されるため、タービン回転数が高くなり、過給圧が基準値よりも高くなる。よって、過給圧センサ17により検出される過給圧により、この異常駆動状態が検出される。   Second, although the first exhaust valve Ex1 is opened, an abnormal drive state in which the second exhaust valve Ex2 is closed may occur. In this case, since all the exhaust gas is supplied to the turbine 26b, the turbine rotation speed becomes high, and the supercharging pressure becomes higher than the reference value. Therefore, this abnormal drive state is detected by the boost pressure detected by the boost pressure sensor 17.

第3に、第2排気弁Ex2は開弁されるものの、第1排気弁Ex1が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、排気ガスが全くタービン26bに供給されないため、タービン回転数が低くなり、過給圧が基準値よりも低くなる。よって、過給圧センサ17により検出される過給圧により、この異常駆動状態が検出される。   Third, although the second exhaust valve Ex2 is opened, there may be an abnormal drive state in which the first exhaust valve Ex1 is closed. In this case, since no exhaust gas is supplied to the turbine 26b, the turbine rotational speed becomes low, and the supercharging pressure becomes lower than the reference value. Therefore, this abnormal drive state is detected by the boost pressure detected by the boost pressure sensor 17.

(冷間始動時)
冷間始動時は、触媒42の暖機を促進すべく、正常であれば、第1排気弁Ex1が閉弁され、第2排気弁Ex2が開弁される。
しかしながら、第1に、両方の排気弁Ex1,Ex2が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、上記高回転時と同様に、エンジン回転数NEの変動により、異常駆動状態が検出される。
(At cold start)
At the time of cold start, in order to promote warming up of the catalyst 42, if normal, the first exhaust valve Ex1 is closed and the second exhaust valve Ex2 is opened.
However, first, an abnormal driving state in which both the exhaust valves Ex1 and Ex2 are closed may occur. In this case, as in the case of the high rotation, the abnormal drive state is detected based on the fluctuation of the engine speed NE.

第2に、両方の排気弁Ex1,Ex2が開弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、第1排気弁Ex1が開弁されているため、排気ガスがタービン26b側に流れることとなる。そうすると、触媒42の暖機性能が低下してしまい、エミッション悪化を招来する可能性がある。この場合、異常駆動状態を上記のエンジン回転数NE変動や過給圧に基づいて検出することは難しい。そこで、位置センサ59の検出結果により、異常駆動状態が検出される。   Second, an abnormal drive state in which both the exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened may occur. In this case, since the first exhaust valve Ex1 is opened, the exhaust gas flows to the turbine 26b side. If it does so, the warming-up performance of the catalyst 42 will fall, and there exists a possibility of causing emission deterioration. In this case, it is difficult to detect the abnormal drive state based on the engine speed NE fluctuation and the supercharging pressure. Therefore, the abnormal drive state is detected based on the detection result of the position sensor 59.

第3に、第1排気弁Ex1が開弁され、第2排気弁Ex2が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合も、排気ガスがタービン26b側に流れることなり、触媒42の暖機性能の低下を招来する可能性がある。この場合も、位置センサ59の検出結果により、異常駆動状態が検出される。
また、第2排気弁Ex2の駆動状態を検出するために、第2アーム51B側にも位置センサを設けることが考えられる。しかし、冷間始動時のエミッション悪化の可能性を把握するためには、第1排気弁Ex1の駆動状態を検出すれば足りる。第2排気弁Ex2の駆動状態については、冷間始動時以外(高回転時や低回転高負荷時)に検出すれば十分である。また、位置センサを追加することで、コスト上昇を招くこととなる。そこで、本実施の形態3では、第2アーム51B側には位置センサを設けていない。
Third, there may be an abnormal drive state in which the first exhaust valve Ex1 is opened and the second exhaust valve Ex2 is closed. Also in this case, the exhaust gas flows to the turbine 26b side, which may cause a decrease in the warm-up performance of the catalyst 42. Also in this case, the abnormal drive state is detected based on the detection result of the position sensor 59.
In order to detect the driving state of the second exhaust valve Ex2, it is conceivable to provide a position sensor on the second arm 51B side. However, it is sufficient to detect the drive state of the first exhaust valve Ex1 in order to grasp the possibility of the emission deterioration at the cold start. It is sufficient to detect the driving state of the second exhaust valve Ex2 at times other than during cold start (during high rotation or low rotation and high load). In addition, adding a position sensor causes an increase in cost. Therefore, in the third embodiment, no position sensor is provided on the second arm 51B side.

(低回転高負荷時)
低回転高負荷時は、正常であれば、第1排気弁Ex1が開弁され、第2排気弁Ex2が閉弁される。
しかしながら、第1に、両方の排気弁Ex1,Ex2が閉弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、上記高回転時や上記冷間始動時と同様に、エンジン回転数NEの変動により、異常駆動状態が検出される。
(At low rotation and high load)
At low rotation and high load, if normal, the first exhaust valve Ex1 is opened and the second exhaust valve Ex2 is closed.
However, first, an abnormal driving state in which both the exhaust valves Ex1 and Ex2 are closed may occur. In this case, the abnormal drive state is detected based on the fluctuation of the engine speed NE as in the case of the high rotation and the cold start.

第2に、両方の排気弁Ex1,Ex2が開弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合、全ての排気ガスをタービン26bに供給することができないため、タービン回転数が低くなり、過給圧が基準値よりも低くなる。よって、過給圧センサ17により検出される過給圧により、この異常駆動状態が検出される。   Second, an abnormal drive state in which both the exhaust valves Ex1 and Ex2 are opened may occur. In this case, since all the exhaust gas cannot be supplied to the turbine 26b, the turbine rotational speed becomes low and the supercharging pressure becomes lower than the reference value. Therefore, this abnormal drive state is detected by the boost pressure detected by the boost pressure sensor 17.

第3に、第1排気弁Ex1が閉弁され、第2排気弁Ex2が開弁される異常駆動状態が生じる場合がある。この場合も、全ての排気ガスをタービン26bに供給することができないため、タービン回転数が低くなり、過給圧が基準値よりも低くなる。よって、過給圧センサ17により検出される過給圧により、この異常駆動状態が検出される。   Third, there may be an abnormal drive state in which the first exhaust valve Ex1 is closed and the second exhaust valve Ex2 is opened. Also in this case, since all exhaust gas cannot be supplied to the turbine 26b, the turbine rotational speed becomes low and the supercharging pressure becomes lower than the reference value. Therefore, this abnormal drive state is detected by the boost pressure detected by the boost pressure sensor 17.

従って、本実施の形態3では、高回転時又は低回転高負荷時に、エンジン回転数の変動若しくは過給圧に基づいて排気弁Ex1,Ex2の異常駆動状態を検出することができる。また、冷間始動時に、位置センサ59の検出結果に基づいて、排気弁Ex1,Ex2の異常駆動状態を検出することができる。かかる異常駆動状態を検出することで、切替機構50Bの故障を検出することができる。   Therefore, in the third embodiment, the abnormal drive state of the exhaust valves Ex1 and Ex2 can be detected based on the fluctuation of the engine speed or the supercharging pressure at the time of high rotation or low rotation and high load. Further, during the cold start, the abnormal drive state of the exhaust valves Ex1, Ex2 can be detected based on the detection result of the position sensor 59. By detecting such an abnormal drive state, a failure of the switching mechanism 50B can be detected.

尚、本実施の形態3においては、ECU60が第5及び第6の発明における「故障検出手段」に、位置センサ59が第6の発明における「検知手段」に、それぞれ相当する。   In the third embodiment, the ECU 60 corresponds to the “failure detection means” in the fifth and sixth inventions, and the position sensor 59 corresponds to the “detection means” in the sixth invention.

本発明の実施の形態1によるシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、排気弁の駆動状態の切り替え動作を説明するための図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure for demonstrating switching operation | movement of the drive state of an exhaust valve. 本発明の実施の形態1において、ECU60が実行する駆動状態切替制御ルーチンを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a drive state switching control routine executed by ECU 60 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1の変形例において、排気弁の駆動状態の切り替え動作を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an operation of switching the drive state of the exhaust valve in the modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2において、排気弁Ex1,Ex2の駆動状態を切り替える切替機構50を示す側面図である。In Embodiment 2 of this invention, it is a side view which shows the switching mechanism 50 which switches the drive state of exhaust valve Ex1, Ex2. 図5に示した切替機構50の上面図である。FIG. 6 is a top view of the switching mechanism 50 shown in FIG. 5. 本発明の実施の形態2において、切替機構50の動作を説明するための図である。In Embodiment 2 of this invention, it is a figure for demonstrating operation | movement of the switching mechanism 50. FIG. 本発明の実施の形態2の変形例による切替機構50及び可変動弁機構70を示す側面図である。It is a side view which shows the switching mechanism 50 and the variable valve mechanism 70 by the modification of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による切替機構50Bを示す側面図である。It is a side view which shows the switching mechanism 50B by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3において、排気弁Ex1,Ex2の異常駆動状態を検出する方法を説明するための図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure for demonstrating the method to detect the abnormal drive state of exhaust valve Ex1, Ex2.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
5 回転数センサ
17 過給圧センサ
26 過給機
26b タービン
30A 第1排気弁Ex1
30B 第2排気弁Ex2
32 第1排気通路
34 第2排気通路
50 切替機構
51 第1アーム
52 第2アーム
53 ピン穴
54 ピン
60 ECU
1 Engine 5 Speed Sensor 17 Supercharging Pressure Sensor 26 Supercharger 26b Turbine 30A First Exhaust Valve Ex1
30B Second exhaust valve Ex2
32 First exhaust passage 34 Second exhaust passage 50 Switching mechanism 51 First arm 52 Second arm 53 Pin hole 54 Pin 60 ECU

Claims (6)

過給機を有する内燃機関であって、
前記過給機のタービンに通じる第1排気通路を開閉する第1排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第2排気通路を開閉する第2排気弁と、
前記内燃機関の運転中に第1排気弁又は第2排気弁を停止させる場合、該第1排気弁又は第2排気弁を停止させる前に、他方の第2排気弁又は第1排気弁を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine having a supercharger,
A first exhaust valve that opens and closes a first exhaust passage leading to the turbine of the supercharger;
A second exhaust valve for opening and closing a second exhaust passage leading to the downstream of the turbine;
When stopping the first exhaust valve or the second exhaust valve during operation of the internal combustion engine, the other second exhaust valve or the first exhaust valve is driven before stopping the first exhaust valve or the second exhaust valve. An internal combustion engine comprising:
請求項1に記載の内燃機関において、
前記駆動手段は、前記第1及び第2排気弁の駆動状態を切り替える途中で、前記第1及び第2排気弁の両方を駆動することを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine, wherein the driving means drives both the first and second exhaust valves in the middle of switching the driving state of the first and second exhaust valves.
請求項1に記載の内燃機関において、
前記駆動手段は、
前記第1排気弁に接続された第1アームと、
前記第2排気弁に接続された第2アームと、
前記第1アームと前記第2アームの内部を連通するように設けられたピン穴と、
前記ピン穴内を移動可能なピンとを有し、
前記第1排気弁を停止するときは前記第2アーム内に前記ピンが移動し、前記第2排気弁を停止するときは前記第1アーム内に前記ピンが移動することを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1,
The driving means includes
A first arm connected to the first exhaust valve;
A second arm connected to the second exhaust valve;
A pin hole provided to communicate with the inside of the first arm and the second arm;
A pin movable in the pin hole,
When the first exhaust valve is stopped, the pin moves into the second arm, and when the second exhaust valve is stopped, the pin moves into the first arm. .
請求項3に記載の内燃機関において、
前記第1及び第2排気弁の駆動状態を切り替える途中で、前記第1アーム及び前記第2アーム内に前記ピンが位置することを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 3,
The internal combustion engine, wherein the pin is positioned in the first arm and the second arm in the middle of switching the driving state of the first and second exhaust valves.
請求項1から4の何れかに記載の内燃機関において、
前記内燃機関の回転数の変動を取得する回転数変動取得手段と、
前記内燃機関の吸気系の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記内燃機関の高回転時又は低回転高負荷時に、前記回転数の変動もしくは前記吸気系の圧力に基づいて、前記駆動手段の故障を検出する故障検出手段とを更に備えたことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
A rotation speed fluctuation obtaining means for obtaining fluctuations in the rotation speed of the internal combustion engine;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the intake system of the internal combustion engine;
And a failure detecting means for detecting a failure of the drive means based on the fluctuation of the rotational speed or the pressure of the intake system when the internal combustion engine is at high speed or at low speed and high load. Internal combustion engine.
請求項1から4の何れかに記載の内燃機関において、
前記第1排気弁の停止もしくは駆動を検知する検知手段と、
前記駆動手段により前記第1排気弁が停止される前記内燃機関の冷間始動時に、前記検知手段により前記第1排気弁の駆動が検知された場合に前記駆動手段の故障を検出する故障検出手段とを更に備えたことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
Detecting means for detecting stop or driving of the first exhaust valve;
Failure detection means for detecting a failure of the drive means when the detection means detects the drive of the first exhaust valve during a cold start of the internal combustion engine in which the first exhaust valve is stopped by the drive means And an internal combustion engine.
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