JP5338709B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
吸気バルブと排気バルブとが共に開状態となるバルブオーバーラップの量(以下、バルブオーバーラップ量という)を変更可能な可変バルブタイミング機構と、吸気系に過給する過給機とを備える内燃機関の制御装置として、減速時にバルブオーバーラップ量を減少させる際に応答遅れが生じた場合に、ウエィストゲートバルブを開くことにより、排気圧を低下させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   An internal combustion engine including a variable valve timing mechanism capable of changing a valve overlap amount (hereinafter referred to as a valve overlap amount) in which both an intake valve and an exhaust valve are opened, and a supercharger for supercharging an intake system As a control device, there is known a control device that lowers the exhaust pressure by opening a waste gate valve when a response delay occurs when reducing the valve overlap amount during deceleration (for example, Patent Document 1). reference).
当該制御装置によれば、減速時のバルブオーバーラップ期間に排気圧力が吸気圧力よりも高くなることにより発生する吹き返し現象を抑制できる。   According to the control device, it is possible to suppress the blow-back phenomenon that occurs when the exhaust pressure becomes higher than the intake pressure during the valve overlap period during deceleration.
特開2007−239604号公報JP 2007-239604 A
ところで、加速時のバルブオーバーラップ期間に吸気圧力が排気圧力よりも高くなることにより、吹き抜け現象が発生する。この吹き抜け現象は、加速時にバルブオーバーラップ量を減少させることにより抑制できるが、加速時にバルブオーバーラップ量を減少させる際の応答遅れが生じた場合には、吹き抜け現象を抑制する効果が低くなる。さらに、過給機を備える内燃機関においては、吹き抜け現象を抑制する効果がより一層低くなる。   By the way, a blow-through phenomenon occurs when the intake pressure becomes higher than the exhaust pressure during the valve overlap period during acceleration. This blow-through phenomenon can be suppressed by reducing the valve overlap amount during acceleration. However, if a response delay occurs when the valve overlap amount is reduced during acceleration, the effect of suppressing the blow-through phenomenon is reduced. Furthermore, in an internal combustion engine provided with a supercharger, the effect of suppressing the blow-through phenomenon is further reduced.
本発明は、上記事情に鑑み、過給機を備え、バルブオーバーラップ量を調整可能な内燃機関において、加速時に発生する吹き抜け現象を効果的に抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can effectively suppress a blow-through phenomenon that occurs during acceleration in an internal combustion engine that includes a supercharger and that can adjust a valve overlap amount. And
上記課題を達成するため、内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気系に過給する過給機と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップ量を調整可能である可変バルブタイミング機構と、前記運転状態検出手段で検出された運転状態に基づき前記バルブオーバーラップ量を検出するバルブオーバーラップ量検出手段と、前記過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記運転状態検出手段により前記内燃機関が加速状態であると検出された時に、前記バルブオーバーラップ量検出手段で検出されたバルブオーバーラップ量がバルブオーバーラップ量の減少の応答遅れが生じる値であり、かつ、前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が所定圧以上である場合、前記過給圧を低下させる過給圧低下手段と、を備える。 In order to achieve the above object, a control device for an internal combustion engine includes a supercharger that supercharges an intake system of the internal combustion engine, an operating state detection means that detects an operating state of the internal combustion engine, an intake valve of the internal combustion engine, A variable valve timing mechanism capable of adjusting a valve overlap amount with the exhaust valve, a valve overlap amount detection means for detecting the valve overlap amount based on an operation state detected by the operation state detection means, A supercharging pressure detecting means for detecting a supercharging pressure by a charger; and a valve overlap detected by the valve overlap amount detecting means when the operating state detecting means detects that the internal combustion engine is in an acceleration state. the amount is a value response delay occurs in reduction of the valve overlap amount, and the supercharging pressure detected by the supercharging pressure detection means at a predetermined pressure If it is above, and a supercharging pressure lowering means for decreasing the supercharging pressure.
上記内燃機関の制御装置において、前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段であってもよく、前記過給圧低下手段は、前記回転数検出手段で検出された回転数が所定値以上である場合に、前記過給圧を低下させてもよい。
上記内燃機関の制御装置において、前記過給機をバイパスするバイパス流路に設けられたウエィストゲートバルブを備えてもよく、前記過給圧低下手段は、前記ウエィストゲートバルブを開くことにより、前記過給圧を低下させてもよい。
In the control apparatus for an internal combustion engine, the operating state detection means may be a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine, and the supercharging pressure reduction means is detected by the rotation speed detection means. The supercharging pressure may be decreased when the rotational speed is equal to or greater than a predetermined value.
In the control apparatus for an internal combustion engine, the internal combustion engine may include a waste gate valve provided in a bypass flow path that bypasses the supercharger, and the supercharging pressure lowering means opens the waste gate valve, The supercharging pressure may be reduced.
上記内燃機関の制御装置によれば、過給機を備え、バルブオーバーラップ量を調整可能な内燃機関において、加速時に発生する吹き抜け現象を効果的に抑制できる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine, a blow-through phenomenon that occurs during acceleration can be effectively suppressed in an internal combustion engine that includes a supercharger and that can adjust the valve overlap amount.
一実施形態に係る制御装置を適用した過給機付内燃機関の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a supercharged internal combustion engine to which a control device according to an embodiment is applied. エンジンECUの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of engine ECU. エンジンECUによる加速時の過給圧制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the supercharging pressure control at the time of acceleration by engine ECU. 吹き抜け現象が発生し得る機関運転状態を示す図である。It is a figure which shows the engine operating state in which a blow-through phenomenon may generate | occur | produce.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置を適用した過給機付内燃機関の概略構成図である。この図に示すように、過給機付内燃機関としてのエンジン1は、過給機10と、可変バルブタイミング機構100とを備える。過給機10は、排気系統50に配されたタービン12と吸気系統40に配されたコンプレッサ14とを備え、排気エネルギにより駆動される排気ターボ過給機である。可変バルブタイミング機構(VVT)100は、吸気側に配された吸気側可変バルブタイミング機構(吸気側VVT)101と、排気側に配された排気側可変バルブタイミング機構(排気側VVT)102とを備えており、吸気バルブと排気バルブとの開閉時期を可変とする。なお、吸気側VVT101と排気側VVT102とは、機械式や電動式、あるいは油圧式のアクチュエータにより駆動される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine with a supercharger to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in this figure, an engine 1 as an internal combustion engine with a supercharger includes a supercharger 10 and a variable valve timing mechanism 100. The supercharger 10 is an exhaust turbocharger that includes a turbine 12 disposed in an exhaust system 50 and a compressor 14 disposed in an intake system 40 and is driven by exhaust energy. The variable valve timing mechanism (VVT) 100 includes an intake side variable valve timing mechanism (intake side VVT) 101 disposed on the intake side and an exhaust side variable valve timing mechanism (exhaust side VVT) 102 disposed on the exhaust side. The opening and closing timing of the intake valve and the exhaust valve is variable. The intake side VVT 101 and the exhaust side VVT 102 are driven by a mechanical, electric, or hydraulic actuator.
エンジン1は、シリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20に燃料と空気とからなる混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排ガスを外部に放出するための排気系統50とを備えている。
シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を備えている。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21、ピストン22のヘッド及びシリンダヘッド部30は、燃焼室(気筒)25を形成している。
The engine 1 includes a cylinder block 20, a cylinder head 30 fixed on the cylinder block 20, an intake system 40 for supplying a mixture of fuel and air to the cylinder block 20, a cylinder And an exhaust system 50 for releasing the exhaust gas from the block unit 20 to the outside.
The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 through the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The cylinder 21, the head of the piston 22, and the cylinder head portion 30 form a combustion chamber (cylinder) 25.
シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した一対の吸気ポート31、各吸気ポート31を開閉する一対の吸気バルブ32、燃焼室25に連通した一対の排気ポート33、各排気ポート33を開閉する一対の排気バルブ34、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを有するイグナイタ38及び燃料を吸気ポート31内に噴射するインジェクタ39を備えている。   The cylinder head portion 30 opens and closes a pair of intake ports 31 that communicate with the combustion chamber 25, a pair of intake valves 32 that open and close each intake port 31, a pair of exhaust ports 33 that communicate with the combustion chamber 25, and each exhaust port 33. A pair of exhaust valves 34, an ignition plug 37, an igniter 38 having an ignition coil for generating a high voltage to be applied to the ignition plug 37, and an injector 39 for injecting fuel into the intake port 31 are provided.
吸気系統40は、吸気ポート31に連通したインテークマニホールド41、インテークマニホールド41の一部を構成するサージタンク42、吸気ポート31とインテークマニホールド41とサージタンク42とともに吸気通路を形成する吸気ダクト43、吸気ダクト43とインテークマニホールド41とに連通された過給機10のコンプレッサ14、インテークマニホールド41内に配されたスロットルバルブ46を備えている。   The intake system 40 includes an intake manifold 41 that communicates with the intake port 31, a surge tank 42 that forms part of the intake manifold 41, an intake duct 43 that forms an intake passage with the intake port 31, the intake manifold 41, and the surge tank 42, The compressor 14 of the supercharger 10 communicated with the duct 43 and the intake manifold 41, and the throttle valve 46 disposed in the intake manifold 41 are provided.
排気系統50は、排気ポート33に連通し該排気ポート33とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを有する排気管51と、排気管51内に配設された過給機のタービン12、触媒52と、タービン12をバイパスする流路であるウエイストゲート53と、ウエイストゲート53の開口面積を調整するウエィストゲートバルブ54とを備えている。   The exhaust system 50 includes an exhaust pipe 51 having an exhaust manifold that communicates with the exhaust port 33 and forms an exhaust passage together with the exhaust port 33, a turbocharger turbine 12 disposed in the exhaust pipe 51, a catalyst 52, A waste gate 53 that is a flow path that bypasses the turbine 12 and a waste gate valve 54 that adjusts the opening area of the waste gate 53 are provided.
過給機10は、排気系50に配されたタービン12と、吸気系40に配されタービン12の出力により回転するコンプレッサ14とを備えている。ウエィストゲートバルブ54によりウエイストゲート53の開口面積が減少されて排気圧力が上昇することにより、タービン12の出力が増加されて過給機10による過給圧が上昇する。一方、ウエィストゲートバルブ54によりウエイストゲート53の開口面積が増加されて排気圧力が低下することにより、タービン12の出力が低下されて過給機10による過給圧が低下する。   The supercharger 10 includes a turbine 12 disposed in the exhaust system 50 and a compressor 14 disposed in the intake system 40 and rotated by the output of the turbine 12. The waste gate valve 54 reduces the opening area of the waste gate 53 and increases the exhaust pressure, thereby increasing the output of the turbine 12 and increasing the supercharging pressure by the supercharger 10. On the other hand, the waste gate valve 54 increases the opening area of the waste gate 53 to lower the exhaust pressure, whereby the output of the turbine 12 is reduced and the supercharging pressure by the supercharger 10 is reduced.
スロットルバルブ46は、インテークマニホールド41に回転可能に支持され、アクセル操作に連動して又はスロットルバルブアクチュエータから駆動されることによって開度が調整されるようになっている。これにより、スロットルバルブ46は、インテークマニホールド41の開口面積を可変とするようになっている。
一方、このシステムは、吸気圧センサ61、クランク角センサ62、カム角センサ63、アクセル開度センサ64、及びエンジンECU70を備えている。
The throttle valve 46 is rotatably supported by the intake manifold 41, and its opening degree is adjusted in conjunction with an accelerator operation or by being driven from a throttle valve actuator. As a result, the throttle valve 46 can change the opening area of the intake manifold 41.
On the other hand, this system includes an intake pressure sensor 61, a crank angle sensor 62, a cam angle sensor 63, an accelerator opening sensor 64, and an engine ECU 70.
吸気圧センサ61は、スロットルバルブ46より下流側における吸入空気の圧力、即ちサージタンク42内の圧力(以下、インマニ圧という)Pimを検出して検出信号をエンジンECU70へ出力する。
クランク角センサ62は、クランク軸24の位相角(以下、クランク角という)Craを検出して検出信号をエンジンECU70へ出力する。カム角センサ63は、カムの位相角(以下、カム角という)Cmaを検出して検出信号をエンジンECU70へ出力する。アクセル開度センサ64は、運転者によって操作されるアクセルペダル65の操作量(以下、アクセル開度という)Accを検出して検出信号をエンジンECU70へ出力する。
The intake pressure sensor 61 detects the pressure of intake air downstream of the throttle valve 46, that is, the pressure in the surge tank 42 (hereinafter referred to as intake manifold pressure) Pim, and outputs a detection signal to the engine ECU 70.
The crank angle sensor 62 detects a phase angle (hereinafter referred to as crank angle) Cra of the crankshaft 24 and outputs a detection signal to the engine ECU 70. Cam angle sensor 63 detects a cam phase angle (hereinafter referred to as cam angle) Cma and outputs a detection signal to engine ECU 70. The accelerator opening sensor 64 detects an operation amount (hereinafter referred to as accelerator opening) Acc of the accelerator pedal 65 operated by the driver, and outputs a detection signal to the engine ECU 70.
エンジンECU70は、上述の各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵するマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、インジェクタ39等の燃料噴射系統、点火プラグ37(点火系統)、及び、過給機10や可変バルブタイミング機構100等の吸気系統へ駆動信号を出力する。
図2は、エンジンECU70の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、エンジンECU70は、CPU71、メモリ72、入出力ポート(I.O)73等を備えている。入出力ポート73は、各種センサからの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換する。
The engine ECU 70 performs predetermined arithmetic processing by a built-in microcomputer while inputting signals from the various sensors described above, and performs a fuel injection system such as an injector 39, a spark plug 37 (ignition system), and an overload. A drive signal is output to the intake system such as the feeder 10 and the variable valve timing mechanism 100.
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of engine ECU 70. As shown in this figure, the engine ECU 70 includes a CPU 71, a memory 72, an input / output port (IO) 73, and the like. The input / output port 73 converts electrical signals from various sensors into signals for digital arithmetic processing.
入出力ポート73には、入力信号として、吸気圧センサ61により検出されるインマニ圧Pimに応じた信号と、クランク角センサ62により検出されるクランク角Craに応じた信号と、カム角センサ63により検出されるカム角Cmaに応じた信号と、アクセル開度センサ64により検出されるアクセル開度Accに応じた信号とが供給される。
メモリ72は、後述する加速時の過給圧制御を実行するための制御プログラムを格納している。該制御プログラムには、吸気バルブ32及び排気バルブ34の位相と回転数Neとの関係、及び、バルブオーバーラップ量Vorと回転数Neとの関係を示すマップ等が含まれる。また、メモリ72には、加速時の過給圧制御を実行する際に取得された各種データが一時的に格納される。
The input / output port 73 receives as input signals a signal corresponding to the intake manifold pressure Pim detected by the intake pressure sensor 61, a signal corresponding to the crank angle Cra detected by the crank angle sensor 62, and a cam angle sensor 63. A signal corresponding to the detected cam angle Cma and a signal corresponding to the accelerator opening Acc detected by the accelerator opening sensor 64 are supplied.
The memory 72 stores a control program for executing supercharging pressure control during acceleration, which will be described later. The control program includes a map showing the relationship between the phase of the intake valve 32 and the exhaust valve 34 and the rotational speed Ne, and the relationship between the valve overlap amount Vor and the rotational speed Ne. Further, the memory 72 temporarily stores various data acquired when executing the boost pressure control during acceleration.
CPU71は、クランク角センサ62により検出されたクランク角Craに基づいてエンジン1の回転数Neを算出する。また、CPU71は、カム角センサ63により検出されたカム角Cmaに基づいて吸気バルブ32と排気バルブ34とが共に開弁状態となるバルブオーバーラップ量Vorを算出する。
そして、CPU71は、機関運転状態に対応した目標バルブオーバーラップ量を、回転数Neと体積効率Ve(エンジン負荷)と吸気バルブ32及び排気バルブ34のカムの位相との関係を示すマップに基づいて算出し、算出した目標バルブオーバーラップ量が得られるように、吸気側可変バルブタイミング機構101と排気側可変バルブタイミング機構102とのアクチュエータに駆動信号を出力する。また、CPU71は、加速時の過給圧制御をメモリ72に格納された制御プログラムに基づいて実行する。
The CPU 71 calculates the rotational speed Ne of the engine 1 based on the crank angle Cra detected by the crank angle sensor 62. Further, the CPU 71 calculates a valve overlap amount Vor at which both the intake valve 32 and the exhaust valve 34 are opened based on the cam angle Cma detected by the cam angle sensor 63.
Then, the CPU 71 determines the target valve overlap amount corresponding to the engine operating state based on a map indicating the relationship between the rotational speed Ne, the volumetric efficiency Ve (engine load), and the phases of the cams of the intake valve 32 and the exhaust valve 34. A drive signal is output to the actuators of the intake side variable valve timing mechanism 101 and the exhaust side variable valve timing mechanism 102 so that the calculated target valve overlap amount is obtained. Further, the CPU 71 executes supercharging pressure control during acceleration based on a control program stored in the memory 72.
ここで、加速時には、過給機10が作動されてインマニ圧Pimが上昇することから、バルブオーバーラップ量Vorが大きくなればなるほど、未燃焼ガスの吹き抜けが多くなる。そこで、CPU71は、加速時にバルブオーバーラップ量Vorが減少されるように、吸気バルブ32及び排気バルブ34のカムの位相と回転数Neとの関係を示すマップに基づいて、吸気側可変バルブタイミング機構101と排気側可変バルブタイミング機構102とに駆動信号を出力する。   Here, at the time of acceleration, since the supercharger 10 is operated and the intake manifold pressure Pim increases, the larger the valve overlap amount Vor, the more the unburned gas blows through. Therefore, the CPU 71 uses the intake side variable valve timing mechanism based on a map showing the relationship between the cam phase of the intake valve 32 and the exhaust valve 34 and the rotational speed Ne so that the valve overlap amount Vor is reduced during acceleration. A drive signal is output to 101 and the exhaust side variable valve timing mechanism 102.
また、CPU71は、メモリ72に記憶された制御プログラムに基づいて、ウエィストゲートバルブ54のアクチュエータに駆動信号を出力する。ここで、ウエィストゲートバルブ54は、加速時には原則的に閉じているが、後述するように必要に応じて開放される。
図3は、車両の加速時の過給圧制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示すように、まず、ステップ100において、CPU71は、クランク角センサ62により検出されたクランク角Craに基づいてエンジン1の回転数Neを算出する。次に、ステップ101において、CPU71は、回転数Neが増加しているか否か、即ち、エンジン1が加速状態にあるか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ102へ移行する一方、判定が否定された場合には処理ルーチンを終了する。
Further, the CPU 71 outputs a drive signal to the actuator of the waste gate valve 54 based on the control program stored in the memory 72. Here, the waste gate valve 54 is closed in principle during acceleration, but is opened as necessary as will be described later.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the supercharging pressure control during acceleration of the vehicle. As shown in this flowchart, first, in step 100, the CPU 71 calculates the rotational speed Ne of the engine 1 based on the crank angle Cra detected by the crank angle sensor 62. Next, in step 101, the CPU 71 determines whether or not the rotational speed Ne has increased, that is, whether or not the engine 1 is in an acceleration state. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 102, whereas if the determination is negative, the processing routine is terminated.
次に、ステップ102において、CPU71は、算出した回転数Neが閾値(例えば、2000rpm)以上であるか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ103へ移行する一方、判定が否定された場合には処理ルーチンを終了する。
ステップ103では、CPU71は、カム角センサ63により検出されたカム角Cmaに基づいてバルブオーバーラップ量Vorを算出する。次に、ステップ104において、CPU71は、算出されたバルブオーバーラップ量Vorが、算出された回転数Neに対応する値以上であるか否かを、メモリ72に記憶されたマップを参照して判定する。ここで、エンジン1の加速時には、バルブオーバーラップ量Vorが減少されるが、本ステップでは、バルブオーバーラップ量Vorの減少の応答遅れが発生しているか否かが判定される。判定が肯定された場合にはステップ105へ移行する一方、判定が否定された場合には処理ルーチンを終了する。
Next, in step 102, the CPU 71 determines whether or not the calculated rotation speed Ne is equal to or greater than a threshold value (for example, 2000 rpm). If the determination is affirmative, the process proceeds to step 103. If the determination is negative, the processing routine is terminated.
In step 103, the CPU 71 calculates a valve overlap amount Vor based on the cam angle Cma detected by the cam angle sensor 63. Next, in step 104, the CPU 71 determines whether or not the calculated valve overlap amount Vor is greater than or equal to a value corresponding to the calculated rotation speed Ne with reference to a map stored in the memory 72. To do. Here, when the engine 1 is accelerated, the valve overlap amount Vor is decreased. In this step, it is determined whether or not a response delay of the decrease in the valve overlap amount Vor has occurred. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 105, whereas if the determination is negative, the processing routine is terminated.
ステップ105では、CPU71は、吸気圧センサ61により検出されるインマニ圧Pimに応じた信号に基づいて、過給圧Pscを算出する。次に、ステップ106において、CPU71は、算出された過給圧Pscが、メモリ72に記憶された閾値以上であるか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ107へ移行する一方、判定が否定された場合には処理ルーチンを終了する。   In step 105, the CPU 71 calculates the supercharging pressure Psc based on a signal corresponding to the intake manifold pressure Pim detected by the intake pressure sensor 61. Next, in step 106, the CPU 71 determines whether or not the calculated boost pressure Psc is greater than or equal to a threshold value stored in the memory 72. If the determination is affirmative, the routine proceeds to step 107, whereas if the determination is negative, the processing routine is terminated.
ここで、回転数Neが低いほど過給圧Pscは低くなり、過給圧Pscが低いほど吹き抜けも少なくなる。即ち、回転数、過給圧が低域であれば、バルブオーバーラップ量Vorに関らず、吹き抜けの発生を許容範囲内に抑えることができる。そこで、吹き抜けの発生を許容範囲内に抑えることができる、予め求めた所定の過給圧を、過給圧Pscの閾値に設定している。   Here, the lower the rotation speed Ne, the lower the supercharging pressure Psc, and the lower the supercharging pressure Psc, the smaller the blow-through. That is, if the rotational speed and the supercharging pressure are low, the occurrence of blow-through can be suppressed within an allowable range regardless of the valve overlap amount Vor. Therefore, a predetermined supercharging pressure obtained in advance that can suppress the occurrence of blow-through within an allowable range is set as a threshold value of the supercharging pressure Psc.
ステップ107では、CPU71は、ウエィストゲートバルブ54のアクチュエータに駆動信号を出力し、ウエィストゲートバルブ54を閉状態から開状態に変化させる。これにより、排気系統50において排気圧力が低下することにより、タービン12の出力が低下されて過給機10による過給圧が低下する。以上で処理ルーチンを終了する。
図4は、吹き抜け現象が発生し得る機関運転状態を示す図である。この図に示すように、高速高負荷領域は、吹き抜け領域となる。
In step 107, the CPU 71 outputs a drive signal to the actuator of the waste gate valve 54, and changes the waste gate valve 54 from the closed state to the open state. Thereby, when the exhaust pressure is reduced in the exhaust system 50, the output of the turbine 12 is reduced, and the supercharging pressure by the supercharger 10 is reduced. Thus, the processing routine is finished.
FIG. 4 is a diagram showing an engine operating state in which a blow-through phenomenon may occur. As shown in this figure, the high-speed and high-load region is a blow-by region.
ここで、バルブオーバーラップ量Vorは、速度上昇とともに減少されることから、高速高負荷領域Cを経過して高速低負荷領域Aまで加速すると、吹き抜けが少なくなる。また、加速開始段階では、バルブオーバーラップ量Vorは大きいものの、過給圧Pscが上昇していないことから、高速高負荷領域Cに至る前の低速高負荷領域Bでは、吹き抜けが少なくなる。そして、低速高負荷領域Bを経過して高速高負荷領域Cまで加速すると、過給圧Pscが上昇していることから、バルブオーバーラップ量Vorの減少の応答遅れが生じた場合には、吹き抜けが多くなる。   Here, since the valve overlap amount Vor decreases as the speed increases, if the high-speed and high-load region C is accelerated to the high-speed and low-load region A, the blow-through decreases. Further, at the acceleration start stage, although the valve overlap amount Vor is large, the supercharging pressure Psc does not increase, so that the blow-through is reduced in the low speed high load area B before reaching the high speed high load area C. Then, after accelerating to the high speed and high load area C after passing through the low speed and high load area B, the boost pressure Psc increases, so if there is a response delay in reducing the valve overlap amount Vor, Will increase.
そこで、本実施形態に係る過給圧制御では、過給圧Pscが所定値未満となる低速高負荷領域Bと、バルブオーバーラップ量Vorが所定値未満となる高速低負荷領域Aとでは、過給圧Pscを上昇させる一方、過給圧Pscが所定値以上となる高速高負荷領域Cでは、バルブオーバーラップ量Vorが所定値以上、即ちバルブオーバーラップ量Vorの減少の応答遅れが生じた場合に、過給圧Pscを低下させる。これにより、加速時における未燃焼ガスの吹き抜けを抑制でき、以って、吹き抜けに起因する、触媒の過昇温による触媒の性能低下や、未燃焼ガスの排出による排出スモークの増加等の諸問題の発生を抑制できる。   Therefore, in the supercharging pressure control according to the present embodiment, the supercharging pressure Psc is less than the predetermined value, and the low speed high load region B where the valve overlap amount Vor is less than the predetermined value is excessive. While the supply pressure Psc is increased, in the high speed and high load region C where the boost pressure Psc is greater than or equal to a predetermined value, the valve overlap amount Vor is greater than the predetermined value, that is, there is a response delay in reducing the valve overlap amount Vor. In addition, the supercharging pressure Psc is decreased. As a result, blowout of unburned gas at the time of acceleration can be suppressed. Therefore, various problems such as deterioration in catalyst performance due to overheating of the catalyst due to blowthrough and increase in exhaust smoke due to discharge of unburned gas. Can be suppressed.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態では、過給機10の過給圧を吸気圧センサ61により検出されるインマニ圧Pimに基づいて求めたが、回転数Neやアクセル開度等のパラメータに基づいて推定してもよい。また、過給機10は電動過給機を用いてもよく、この場合、電動過給機のモータの回転速度を調整することにより過給圧を調整すればよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the present embodiment, the supercharging pressure of the supercharger 10 is obtained based on the intake manifold pressure Pim detected by the intake pressure sensor 61, but is estimated based on parameters such as the rotational speed Ne and the accelerator opening. Also good. The supercharger 10 may be an electric supercharger. In this case, the supercharging pressure may be adjusted by adjusting the rotation speed of the motor of the electric supercharger.
1 エンジン
10 過給機
12 タービン
14 コンプレッサ
20 シリンダブロック部
21 シリンダ
22 ピストン
23 コンロッド
24 クランク軸
25 燃焼室
30 シリンダヘッド部
31 吸気ポート
32 吸気バルブ
33 排気ポート
34 排気バルブ
37 点火プラグ
38 イグナイタ
39 インジェクタ
40 吸気系統
41 インテークマニホールド
42 サージタンク
43 吸気ダクト
46 スロットルバルブ
50 排気系統
51 排気管
52 触媒
53 ウエイストゲート(バイパス流路)
54 ウエィストゲートバルブ
61 吸気圧センサ(過給圧検出手段)
62 クランク角センサ(運転状態検出手段、回転数検出手段)
63 カム角センサ
64 アクセル開度センサ
65 アクセルペダル
70 エンジンECU(運転状態検出手段、バルブオーバーラップ量検出手段、過給圧検出手段、過給圧低下手段、回転数検出手段)
71 CPU(運転状態検出手段、バルブオーバーラップ量検出手段、過給圧検出手段、過給圧低下手段、回転数検出手段)
72 メモリ
73 入出力ポート
100 可変バルブタイミング機構
101 吸気側可変バルブタイミング機構
102 排気側可変バルブタイミング機構
1 Engine 10 Supercharger 12 Turbine 14 Compressor 20 Cylinder block portion 21 Cylinder 22 Piston 23 Connecting rod 24 Crankshaft 25 Combustion chamber 30 Cylinder head portion 31 Intake port 32 Intake valve 33 Exhaust port 34 Exhaust valve 37 Spark plug 38 Igniter 39 Injector 40 Intake system 41 Intake manifold 42 Surge tank 43 Intake duct 46 Throttle valve 50 Exhaust system 51 Exhaust pipe 52 Catalyst 53 Waste gate (bypass passage)
54 Wastegate valve 61 Intake pressure sensor (supercharging pressure detection means)
62 Crank angle sensor (operating state detection means, rotation speed detection means)
63 Cam angle sensor 64 Accelerator opening sensor 65 Accelerator pedal 70 Engine ECU (Operating state detection means, valve overlap amount detection means, boost pressure detection means, boost pressure reduction means, rotation speed detection means)
71 CPU (operating state detection means, valve overlap amount detection means, supercharging pressure detection means, supercharging pressure reduction means, rotation speed detection means)
72 Memory 73 Input / output port 100 Variable valve timing mechanism 101 Intake side variable valve timing mechanism 102 Exhaust side variable valve timing mechanism

Claims (3)

  1. 内燃機関の吸気系に過給する過給機と、
    前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
    前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップ量を調整可能である
    可変バルブタイミング機構と、
    前記運転状態検出手段で検出された運転状態に基づき前記バルブオーバーラップ量を検出するバルブオーバーラップ量検出手段と、
    前記過給機による過給圧を検出する過給圧検出手段と、
    前記運転状態検出手段により前記内燃機関が加速状態であると検出された時に、前記バルブオーバーラップ量検出手段で検出されたバルブオーバーラップ量がバルブオーバーラップ量の減少の応答遅れが生じる値であり、かつ、前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が所定圧以上である場合、前記過給圧を低下させる過給圧低下手段と、
    を備える内燃機関の制御装置。
    A supercharger for supercharging the intake system of the internal combustion engine;
    An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine;
    A variable valve timing mechanism capable of adjusting a valve overlap amount between an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine;
    Valve overlap amount detection means for detecting the valve overlap amount based on the operation state detected by the operation state detection means;
    A supercharging pressure detecting means for detecting a supercharging pressure by the supercharger;
    When the operating state detection means detects that the internal combustion engine is in an acceleration state, the valve overlap amount detected by the valve overlap amount detection means is a value that causes a response delay in reducing the valve overlap amount . And, when the supercharging pressure detected by the supercharging pressure detecting means is equal to or higher than a predetermined pressure, a supercharging pressure reducing means for reducing the supercharging pressure;
    A control device for an internal combustion engine.
  2. 前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段であり、
    前記過給圧低下手段は、前記回転数検出手段で検出された回転数が所定値以上である場合に、前記過給圧を低下させる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
    The operating state detecting means is a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine,
    The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the supercharging pressure reduction means reduces the supercharging pressure when the rotational speed detected by the rotational speed detection means is a predetermined value or more.
  3. 前記過給機をバイパスするバイパス流路に設けられたウエィストゲートバルブを備え、
    前記過給圧低下手段は、前記ウエィストゲートバルブを開くことにより、前記過給圧を低下させる請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
    A waste gate valve provided in a bypass passage for bypassing the supercharger,
    The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the supercharging pressure lowering means lowers the supercharging pressure by opening the waste gate valve.
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