JP5092962B2 - 過給機付き内燃機関の制御装置 - Google Patents

過給機付き内燃機関の制御装置 Download PDF

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Description

この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
従来、例えば特許文献1には、第1排気弁と連通する排気通路と、第2排気弁と連通する排気通路とが相互に接続された後に、タービンに導かれるように構成された過給機付きエンジンのEGR装置が開示されている。この従来のEGR装置では、一方の排気通路にのみEGR通路が接続されている。そして、このEGR通路の接続箇所よりも下流の排気通路にEGRガス量を制御するための制御弁が設けられている。
また、例えば特許文献2には、気筒毎に、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、タービンを通らない第2排気通路を開閉する第2排気弁とを備えた装置(独立排気エンジン)が開示されている。
特開2002−30980号公報 特開平11−210449号公報
上記特許文献2に記載されたような独立排気エンジンにおいては、高回転高負荷領域でのエンジン出力の向上を図るべく、燃焼室を介した吸気側から排気ガスへのガスの吹き抜けを利用して、筒内残留ガスの掃気制御を実行することが可能である。このような掃気制御によれば、筒内残留ガスが掃気された分だけ筒内に多くの新気が充填されることになるとともに、高温の筒内残留ガスが掃気されたことで、ノッキングが生じにくくなる。その結果、点火時期を良好に進角させられることもあって、エンジン出力を良好に高めることができる。
ところが、上記の掃気制御を行うようにした場合には、エンジン出力を良好に高められる一方、燃焼時の筒内の圧力や温度が上昇するので、ピストンリングの厚み増加等のハード的な高圧対策やオイルジェット強化等の温度対策といった内燃機関のハードウェア構成上の対策が必要になってくる。このような対策を行うことは、内燃機関の全運転領域におけるフリクションロスの増加に繋がり、全運転領域における燃費悪化を招く結果となる。
以上のように、高回転高負荷領域において、エンジン出力の向上を図ると、全運転領域における燃費悪化を余儀なくさせられ、一方、そのような燃費悪化を回避するために上記掃気制御を行わないようにすると、高回転高負荷領域におけるエンジン出力を効果的に高められなくなってしまう。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高回転高負荷領域におけるエンジン出力向上と全運転領域における燃費性能の確保との両立を良好に図ることのできる過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
吸入空気を過給する過給機と、
前記過給機のタービンに通じる第1排気通路と、
前記第1排気通路を開閉する第1排気弁と、
前記タービンを通らない第2排気通路と、
前記第2排気通路を開閉する第2排気弁と、
前記第1排気通路および前記第2排気通路の少なくとも一方と、内燃機関の吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路を流れるガス流量を調整するEGR弁と、
内燃機関の高回転高負荷領域において、前記第1排気弁の開弁期間と吸気弁との開弁期間とが重なる第1バルブオーバーラップ期間および前記第2排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なる第2バルブオーバーラップ期間のうちの前記第2バルブオーバーラップ期間が確保されるように、前記第2排気弁の閉じ時期および前記吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御する掃気制御実行手段と、
前記高回転高負荷領域において、前記EGR通路を通って排気ガスが前記吸気通路に還流されるように前記EGR弁を制御する高回転高負荷時外部EGR制御手段と、
内燃機関の低回転高負荷領域から中回転高負荷領域において、前記EGR通路を通って排気ガスが前記吸気通路に還流されないように前記EGR弁を制御する外部EGR制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記高回転高負荷時外部EGR制御手段は、機関負荷および機関回転数の少なくとも一方が高くなるほど、前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流されるEGRガス量が多くなるように、前記EGR弁を制御することを特徴とする。
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
記掃気制御実行手段は、内燃機関の中負荷領域においても、前記第2バルブオーバーラップ期間が確保されるように、前記第2排気弁の閉じ時期および前記吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記過給機付き内燃機関の制御装置は、内燃機関の低回転低負荷領域から中回転中負荷領域において、内燃機関の運転状態に応じた量のEGRガスが前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流されるように前記EGR弁を制御する低回転低負荷時外部EGR制御手段を更に備えることを特徴とする。
第1の発明によれば、高回転高負荷領域において、第2排気弁と吸気弁とのバルブオーバーラップ期間が確保されることで、高温の筒内残留ガスを掃気によって低減させることができる。つまり、本発明によれば、高回転高負荷領域において、そのような掃気制御とともに外部EGR制御を行うことで、高温の筒内残留ガスを低減させたうえで、EGR通路を通って冷却された外部EGRガスを筒内に導入できるようになる。これにより、筒内熱容量の増加によって燃焼温度を良好に低減させることができる。このため、筒内の圧力や温度面での内燃機関のハードウェア構成上の対策による全運転領域でのフリクションロスの増加を伴わずに、高回転高負荷領域における出力向上(内部EGRガスの低減によるノッキングの抑制による出力向上)と、全運転領域における燃費性能の確保とを良好に両立させることができる。
機関負荷およびまたは機関回転数が高くなるほど、ハードウェア構成上の上記対策への要求が高くなる。第2の発明によれば、高回転高負荷時における機関負荷や機関回転数の増減に応じて、外部EGR率を適切に設定することができる。
第3の発明によれば、低回転高負荷領域から中回転高負荷領域において、新気の充填量が増加したことでエンジン出力を向上させることができ、また、高温の筒内残留ガスの低減によってノッキングの抑制効果が得られるので点火時期の進角によって内燃機関の効率を向上(高出力、低燃費)させることができる。
第4の発明によれば、低回転低負荷領域から中回転中負荷領域において、ポンピングロスの低減等により燃費向上を良好に図ることができる。
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(ターボチャージャ)を有する独立排気エンジンシステムである。
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(図示せず)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、クランク軸4の回転角度(クランク角CA)を検出するクランク角センサ5が設けられている。また、エンジン1には、冷却水温Twを検出する水温センサ3が設けられている。
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。
また、エンジン1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、複数の吸気弁11が設けられている。吸気弁11は、吸気可変動弁機構13により開閉駆動される。ここでは、吸気可変動弁機構13は、吸気カム軸12の位相を変更可能とする公知のVVT機構を備えているものとする。
また、各吸気ポート10は、共通のサージタンク(吸気マニホールド)16に接続されている。サージタンク16には、過給圧センサ17が設けられている。過給圧センサ17は、後述するコンプレッサ24aによって過給された空気(以下「過給空気」という。)の圧力、すなわち、吸気系圧力である過給圧を測定するように構成されている。
サージタンク16には、吸気通路18が接続されている。吸気通路18の途中には、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TAを検出するスロットル開度センサ22が設けられている。スロットルバルブ20の上流には、過給空気を冷却するためのインタークーラ25が設けられている。
インタークーラ25の上流には、過給機24のコンプレッサ24aが設けられている。コンプレッサ24aは、図示しない連結軸を介してタービン24bと連結されている。タービン24b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24bが排気動圧(排気エネルギ)により回転駆動されることに伴って、コンプレッサ24aが回転駆動される。コンプレッサ24aの上流には、エアフロメータ26が設けられている。エアフロメータ26は、吸入空気量Gaを検出するように構成されている。
また、エンジン1には、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。)とが設けられている。この第1排気弁30Aは、タービン24b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24b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24bに通じない第2排気通路34を開閉するものである。
これらの排気弁30A、30Bは、排気可変動弁機構31によって開閉駆動される。ここでは、排気可変動弁機構31は、各気筒2の排気弁30A、30Bの開弁特性を連続的に変更可能とする機構であるものとする。より具体的には、排気可変動弁機構31は、排気弁30A、30Bの開閉時期を調整すべく、排気カム軸29の位相を変更可能とする公知のVVT機構を備えているものとする。また、排気可変動弁機構31は、第2排気弁30Bのリフト量および作用角を連続的に変更可能とする公知のリフト量(および作用角)可変機構を備えているものとする。
第1排気通路32と第2排気通路34の合流点35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38が設けられている。空燃比センサ38の下流には、触媒(S/C)39が設けられている。
タービン24bよりも上流の第1排気通路32には、EGR通路42の一端が接続されている。このEGR通路42の他端は、吸気通路18に接続されている。本システムでは、このEGR通路42を通して、排気ガス(既燃ガス)の一部を吸気通路18に還流させる制御、いわゆる外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)制御を行うことができる。
EGR通路42の途中には、EGRクーラ46が設けられている。EGRクーラ46は、EGR通路42を流れる排気ガスを、機関冷却水により冷却するように構成されている。このようなEGRクーラ46によれば、吸気通路18に導入されるEGRガスを確実かつ十分に冷却することができる。
EGRクーラ46下流のEGR通路42には、EGRガスの流量を制御するEGR弁48が設けられている。EGR弁48は、吸気通路18近傍のEGR通路42に設けられている。EGR弁48は、駆動源としてステッピングモータ(図示せず)を有している。このEGR弁48が開弁されると、排気ガスの一部がEGRクーラ46を通って吸気通路18に戻される。EGR弁48の開度を大きくするほど、EGR通路42を通る排気ガス量(外部EGR率)を増大させることができる。
本実施の形態1のシステムは、制御装置であるECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の入力側には、水温センサ3、クランク角センサ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26、および空燃比センサ38等が接続されている。また、ECU50の出力側には、インジェクタ6、燃料ポンプ8、吸気可変動弁機構13、スロットルモータ21、排気可変動弁機構31、およびEGR弁48等が接続されている。ECU50は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、エンジン1の運転状態を制御する。
(筒内残留ガスの掃気(スカベンジング)制御について)
図2は、本実施形態において用いられる吸排気弁のバルブタイミングを説明するためのリフトカーブである。
より具体的には、図2に示す吸排気弁のバルブタイミングは、燃焼室を介して吸気側から排気側に向けて新気を吹き抜けさせて、筒内の残留ガス(内部EGRガス)を掃気する(スカベンジング)際に用いられるものである。このような場合には、排気可変動弁機構31を用いて、図2に示すように、第2排気弁Ex2の閉じ時期が第1排気弁Ex1に比して遅角されるようになっている。これにより、第2排気弁Ex2の開弁期間と吸気弁Inの開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が確保されるようになっている。
更に、第2排気弁Ex2の開き時期が第1排気弁Ex1に比して遅角されるとともに当該第2排気弁Ex2のリフト量が第1排気弁Ex1のリフト量に比して小さくされるようになっている。これにより、タービン24bに供給される排気エネルギ量が高められ、過給圧がより速やかに高められるようになっている。
以上のような吸排気弁のバルブタイミングによれば、吸気側から排気側(第2排気通路34側)への新気の吹き抜けを効果的に生じさせて、筒内残留ガスを良好に掃気することができる。また、排気可変動弁機構31によって第2排気弁Ex2のリフト量を調整することで、筒内残留ガスの掃気量(スカベンジ量)を調整することもできる。
図3は、吸排気系の各部の平均圧力と機関負荷との関係を表した図である。より具体的には、図3において、「T/C前背圧」とは第1排気通路32におけるタービン24bの上流における排気圧力を、「バイパス側背圧」とはタービン24bをバイパスする第2排気通路34における排気圧力を、「サージタンク圧」とはサージタンク16内の吸気圧力を、それぞれ示している。
また、図4は、上記掃気制御の実行の有無に伴う高回転時におけるEGR率と機関負荷との関係の変化を表した図である。
図3に示すように、各部の平均圧力は、機関負荷が高くなるほど高くなる。本実施形態の排気系のように、タービン24bをバイパスする第2排気通路34を備えていない通常の排気系では、高負荷領域において、過給圧(サージタンク圧)よりも背圧(T/C前背圧)の方が高くなる。このため、このような上記掃気制御を伴わない通常の排気系では、図4に示すように、内部EGR率は、機関負荷の上昇に伴って背圧が上昇することを受けて、機関負荷が高くなるほど高くなる。
一方、タービン24bをバイパスする第2排気通路34を備える本実施形態の排気系では、図3に示すように、低負荷領域から中負荷領域に掛けては、過給圧(サージタンク圧)よりも第2排気通路34側の背圧(バイパス側背圧)の方が高くなる。しかし、中負荷領域において、サージタンク圧がバイパス側背圧を上回るようになり、更に、機関負荷が高くなるにつれ、サージタンク圧とバイパス側背圧との圧力差が大きくなる。このため、本実施形態の排気系によれば、上記掃気制御のための、第2排気弁Ex2と吸気弁Inとの間のバルブオーバーラップ期間が設けられていると、高負荷領域において、吸気の吹き抜けが起きるようになる。
以上の理由により、図4に示すように、本実施形態の排気系において上記掃気制御を伴う場合の内部EGR率は、低負荷領域から中負荷領域に掛けては、機関負荷が高くなるにつれ、高くなっていく。しかし、サージタンク圧がバイパス側背圧を上回るようになる中負荷領域よりも高負荷側においては、機関負荷が高くなるにつれ、筒内残留ガス(内部EGRガス)の掃気が促進されるようになるので、内部EGR率が低下していくことになる。これにより、新気の充填量が増加したことでエンジン出力が向上するとともに、高温の筒内残留ガスの低減によってノッキングの抑制効果が得られるので点火時期の進角が可能となり内燃機関の効率を向上(高出力、低燃費)させることができる。
[高回転高負荷領域におけるエンジン出力向上と全運転領域における燃費性能の確保との両立に関する課題]
以上のように、本実施形態のシステム(独立排気エンジンシステム)においては、高回転高負荷領域でのエンジン出力の向上を図るべく、燃焼室を介した吸気側から排気ガスへのガスの吹き抜けを利用して、筒内残留ガスの掃気制御を実行することが可能である。このような掃気制御によれば、上述したように、高回転高負荷領域において、エンジン出力を効果的に高めることができる。
ところが、上記の掃気制御を行うようにした場合には、エンジン出力を良好に高められる一方、燃焼時の筒内の圧力や温度が上昇するので、ピストンリングの厚み増加等のハード的な高圧対策やオイルジェット強化等の温度対策といったエンジン1のハードウェア構成上の対策が必要になってくる。このような対策を行うことは、エンジン1のフリクションロスの増加に繋がり、全運転領域における燃費悪化を招く結果となる。
以上のように、高回転高負荷領域において、エンジン出力の向上を図ると、全運転領域における燃費悪化を余儀なくさせられ、一方、そのような燃費悪化を回避するために上記掃気制御を行わないようにすると、高回転高負荷領域におけるエンジン出力を効果的に高められなくなってしまう。
[実施の形態1の特徴部分]
図5は、本発明の実施の形態1における特徴的な制御の概要を説明するための図である。より具体的には、図5(A)は、機関負荷と機関回転数との関係で定めたエンジン1の各運転領域における制御を説明するための図であり、図5(B)は、図5(A)に示す所定の高回転時におけるEGR率と機関負荷との関係の変化を表した図である。
図5(A)に示すように、本実施形態では、低回転低負荷領域から中回転中負荷領域においては、EGR弁48の開度制御によって、外部EGR制御を実行するようにしている。また、低回転高負荷領域から中回転高負荷領域においては、上記掃気制御を実行するようにしている。
更に、本実施形態では、上記の課題を解消すべく、図5(A)に示すように、高回転高負荷領域においては、上記掃気制御の実行に加え、外部EGR制御を実行するようにした。つまり、図5(B)に示すように、高回転高負荷領域において筒内残留ガスの掃気が促進された結果に伴う内部EGR率の低下分が、このような外部EGR制御の実行によって補われるようにしている。
図6は,上記の機能を実現するために、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図6に示すルーチンでは、先ず、現在のエンジン1の運転領域が低回転低負荷領域から中回転中負荷領域にあるか否かが判別される(ステップ100)。具体的には、ここでは、吸入空気量Gaや機関回転数NEに基づいた運転領域の判断がなされる(以下のステップ104、108も同様)。
その結果、上記ステップ100において、現在のエンジン1の運転領域が上記の低回転低負荷領域から中回転中負荷領域にあると判定された場合には、外部EGR制御が実行される(ステップ102)。具体的には、本ステップ102では、エンジン1の運転状態(例えば、吸入空気量Gaと機関回転数NE)に応じた量のEGRガスが導入されるように、EGR弁48の開度制御が実行される。
一方、上記ステップ100において、現在のエンジン1の運転領域が上記の低回転低負荷領域から中回転中負荷領域にないと判定された場合には、次いで、現在のエンジン1の運転領域が低回転高負荷領域から中回転高負荷領域にあるか否かが判別される(ステップ104)。
その結果、上記ステップ104において、現在のエンジン1の運転領域が低回転高負荷領域から中回転高負荷領域にあると判定された場合には、筒内残留ガスを掃気させる上記掃気制御が実行される(ステップ106)。具体的には、本ステップ106では、上記図2を参照して説明したバルブタイミングとなるように、排気可変動弁機構31を用いて第2排気弁Ex2の開弁特性が制御される。尚、この場合には、新気の充填量を十分に確保するため、外部EGR制御は実行されない。
一方、上記ステップ104において、現在のエンジン1の運転領域が低回転高負荷領域から中回転高負荷領域にないと判定された場合には、次いで、現在のエンジン1の運転領域が高回転高負荷領域にあるか否かが判別される(ステップ108)。
その結果、上記ステップ108において、現在のエンジン1の運転領域が高回転高負荷領域にあると判定された場合には、上記ステップ106と同様に、上記掃気制御が実行される(ステップ110)。この場合には、更に、以下のような手法で取得される外部EGR率に従って、外部EGR制御が実行される(ステップ112)。
図7は、図6に示すルーチンにおいて、エンジン1の運転領域が高回転高負荷領域にあるときに用いられる外部EGR率マップの傾向を表した図である。図7では、機関負荷または機関回転数が高くなるほど、或いは、これらの双方が高くなるほど、外部EGR率が高くなるように設定されている。ECU50は、このような関係、すなわち、機関負荷(吸入空気量Ga等に基づき取得)および機関回転数と外部EGR率との関係を定めたマップを記憶している。本ステップ112では、そのようなマップを参照して、外部EGR率が取得されるようになっている。
以上説明した図6に示すルーチンによれば、現在のエンジン1の運転領域が上記の低回転低負荷領域から中回転中負荷領域にあると判定された場合には、外部EGR制御が実行されるようになる。これにより、ポンピングロスの低減等により燃費向上を良好に図ることができる。また、現在のエンジン1の運転領域が低回転高負荷領域から中回転高負荷領域にあると判定された場合には、上記掃気制御が実行されるようになる。これにより、新気の充填量が増加したことでエンジン出力を向上させることができ、また、高温の筒内残留ガスの低減によってノッキングの抑制効果が得られるので点火時期の進角によって内燃機関の効率を向上(高出力、低燃費)させることができる。
更に、上記ルーチンによれば、現在のエンジン1の運転領域が高回転高負荷領域にあると判定された場合には、上記掃気制御の実行に加え、外部EGR制御が実行されるようになる。このような高回転高負荷領域において、上記掃気制御のみを行いつつ出力を高めようとすると、既述したように、筒内の圧力と温度面でのエンジン1のハードウェア構成上の対策が必要となり、フリクションロスの増加によって、エンジン1の全運転領域における燃費悪化を招く結果となる。
これに対し、上記掃気制御とともに外部EGR制御を行うことで、高温の筒内残留ガスを低減させたうえで、EGR通路42を通って冷却された外部EGRガスを筒内に導入できるようになる。これにより、筒内熱容量の増加によって燃焼温度を良好に低減させることができる。このため、エンジン1のハードウェア構成上の上記対策による全運転領域でのフリクションロスの増加を伴わずに、高回転高負荷領域における出力向上(内部EGRガスの低減によるノッキングの抑制による出力向上)と、全運転領域における燃費性能の確保とを良好に両立させることができる。
また、上記ルーチンでは、高回転高負荷領域においては、機関負荷や機関回転数が高くなるほど、外部EGR率が高くなるようにEGRガス量が制御されることになる。機関負荷や機関回転数が高くなるほど、ハードウェア構成上の上記対策への要求が高くなる。上記ルーチンの外部EGR率の制御によれば、高回転高負荷時における機関負荷や機関回転数の増減に応じて、外部EGR率を適切に設定することができる。
ところで、上述した実施の形態1においては、第1排気通路32におけるタービン24bの上流に、EGR通路42が接続されるようになっている。このようなEGR通路42の接続手法によれば、第2排気通路34側に比して圧力の高い第1排気通路32側の排気ガスを利用して、要求されるEGRガス量(EGR率)を良好に確保することができる。しかしながら、本発明におけるEGR通路の排気通路に対する接続位置は、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、第2排気通路34側、或いは第1排気通路32および第2排気通路34の双方から、コンプレッサ24aの上流側の吸気通路18に向けて、排気ガスが還流されるようになっていてもよい。
また、上述した実施の形態1においては、排気可変動弁機構31による第2排気弁Ex2の閉じ時期の遅角化によって、第2排気弁Ex2の開弁期間と吸気弁Inの開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が確保されるようにしている。しかしながら、本発明において、第2排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を確保するためのバルブ制御は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、上記のような排気可変動弁機構31による第2排気弁Ex2の制御とともに、或いはそれに代え、吸気弁Inの開き時期の進角量の調整によるバルブオーバーラップ期間の調整が行われるようになっていてもよい。
尚、上述した実施の形態1においては、過給機24が前記第1の発明における「過給機」に、タービン24bが前記第1の発明における「タービン」に、第1排気通路32が前記第1の発明における「第1排気通路」に、第1排気弁30Aが前記第1の発明における「第1排気弁」に、第2排気通路34が前記第1の発明における「第2排気通路」に、第2排気弁30Bが前記第1の発明における「第2排気弁」に、EGR通路42が前記第1の発明における「EGR通路」に、EGR弁48が前記第1の発明における「EGR弁」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、上記ステップ108の判定が成立した場合に排気可変動弁機構31を用いて上記ステップ110の処理を実行することにより前記第1の発明における「掃気制御実行手段」が、上記ステップ108の判定が成立した場合に上記ステップ112の処理を実行することにより前記第1の発明における「高回転高負荷時外部EGR制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU50が上記ステップ104の判定が成立した場合に上記外部EGR制御を伴わずに上記ステップ106の処理のみを実行することにより、前記第の発明における「外部EGR制御禁止手段」が実現されている。
また、ECU50が上記ステップ100の判定が成立した場合に上記ステップ102の処理を実行することにより、前記第4の発明における「低回転低負荷時外部EGR制御手段」が実現されている。
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。 本発明の実施の形態1において用いられる吸排気弁のバルブタイミングを説明するためのリフトカーブである。 吸排気系の各部の平均圧力と機関負荷との関係を表した図である。 掃気制御の実行の有無に伴う高回転時におけるEGR率と機関負荷との関係の変化を表した図である。 本発明の実施の形態1における特徴的な制御の概要を説明するための図である。 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。 図6に示すルーチンにおいて、エンジンの運転領域が高回転高負荷領域にあるときに用いられる外部EGR率マップの傾向を表した図である。
符号の説明
1 エンジン
6 インジェクタ
11 吸気弁In
13 吸気可変動弁機構
16 サージタンク
18 吸気通路
24 過給機
24a コンプレッサ
24b タービン
30A 第1排気弁Ex1
30B 第2排気弁Ex2
31 排気可変動弁機構
32 第1排気通路
34 第2排気通路
42 EGR通路
46 EGRクーラ
48 EGR弁
50 ECU(Electronic Control Unit)

Claims (4)

  1. 吸入空気を過給する過給機と、
    前記過給機のタービンに通じる第1排気通路と、
    前記第1排気通路を開閉する第1排気弁と、
    前記タービンを通らない第2排気通路と、
    前記第2排気通路を開閉する第2排気弁と、
    前記第1排気通路および前記第2排気通路の少なくとも一方と、内燃機関の吸気通路とを接続するEGR通路と、
    前記EGR通路を流れるガス流量を調整するEGR弁と、
    内燃機関の高回転高負荷領域において、前記第1排気弁の開弁期間と吸気弁との開弁期間とが重なる第1バルブオーバーラップ期間および前記第2排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なる第2バルブオーバーラップ期間のうちの前記第2バルブオーバーラップ期間が確保されるように、前記第2排気弁の閉じ時期および前記吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御する掃気制御実行手段と、
    前記高回転高負荷領域において、前記EGR通路を通って排気ガスが前記吸気通路に還流されるように前記EGR弁を制御する高回転高負荷時外部EGR制御手段と、
    内燃機関の低回転高負荷領域から中回転高負荷領域において、前記EGR通路を通って排気ガスが前記吸気通路に還流されないように前記EGR弁を制御する外部EGR制御禁止手段と、
    を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
  2. 前記高回転高負荷時外部EGR制御手段は、機関負荷および機関回転数の少なくとも一方が高くなるほど、前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流されるEGRガス量が多くなるように、前記EGR弁を制御することを特徴とする請求項1記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
  3. 記掃気制御実行手段は、内燃機関の中負荷領域においても、前記第2バルブオーバーラップ期間が確保されるように、前記第2排気弁の閉じ時期および前記吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1または2記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
  4. 前記過給機付き内燃機関の制御装置は、内燃機関の低回転低負荷領域から中回転中負荷領域において、内燃機関の運転状態に応じた量のEGRガスが前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流されるように前記EGR弁を制御する低回転低負荷時外部EGR制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
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