JP6337872B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
気浄化触媒の温度が高いときであって、且つフューエルカット処理が実行されるときに、ウェストゲートバルブの弁体の開度が前記所定開度以上にされると、バイパス通路を通過した低温の排気のうち、排気浄化触媒の上流側端面の一部に直接当たる排気の量が多くなる。その際、排気浄化触媒の上流側端面の一部が局所的に冷却されて、排気浄化触媒に熱応力が働く可能性がある。さらに、排気浄化触媒の上流側端面の一部が局所的に酸素過剰な雰囲気になるため、その部分に担持されている貴金属触媒のシンタリングが発生する可能性もある。したがって、排気浄化触媒の温度が高いときであって、且つフューエルカット処理が実行されるときに、ウェストゲートバルブの弁体の開度が前記所定開度以上にされると、熱応力の発生やシンタリングの発生によって排気浄化触媒が劣化する可能性がある。
、排気浄化触媒の温度が前記所定温度より低いときであって、且つフューエルカット処理が実行されるときに、ウェストゲートバルブの弁体が開弁されると、内燃機関から排出される低温の排気(空気)の一部がバイパス通路を経由して排気浄化触媒へ流入することになる。バイパス通路を経由する排気は、タービンの熱を受けにくいため、低温な状態で排気浄化触媒へ流入することになる。その結果、排気浄化触媒が不要に冷却される可能性がある。これに対し、排気浄化触媒の温度が前記所定温度より低いときであって、且つフューエルカット処理が実行されるときに、ウェストゲートバルブの弁体が全閉にされると、内燃機関から排出される低温の排気の全てがタービンを経由して排気浄化触媒へ流入することになる。その結果、タービンの熱を受けて暖められた排気が排気浄化触媒へ流入することになるため、排気浄化触媒の不要な冷却を可及的に抑制することができる。
本発明の実施形態1について、図1乃至図7に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)、又は火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)である。
ビン50aと、コンプレッサハウジング51に回転自在に収容されたコンプレッサ51aとを一体的に連結して構成される。このように構成されたターボチャージャ5は、排気エネルギにより回転駆動されるタービン50aの回転力を利用して、コンプレッサ51aを回転させることにより、吸気を圧縮する。なお、前記コンプレッサ51aにより圧縮されて高温となった吸気は、前記インタークーラ31において外気又は冷却水と熱交換されることで冷却されるようになっている。
U、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成されている。ECU8は、アクセルポジションセンサ9、クランクポジションセンサ10、吸気圧センサ11、エアフローメータ32、及び排気温度センサ70等の各種センサと電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ9は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関した電気信号を出力する。クランクポジションセンサ10は、図示しないクランクシャフトの回転位置に相関した電気信号を出力する。吸気圧センサ11は、インテークマニホールド2に取り付けられ、該インテークマニホールド2内の吸気圧力(過給圧)に相関した電気信号を出力
する。エアフローメータ32は、コンプレッサハウジング51より上流の吸気管3に取り付けられ、該吸気管3内を流れる吸気の質量に相関した電気信号を出力する。排気温度センサ70は、排気管7において触媒ケーシング6の近傍に取り付けられ、触媒ケーシング6から流出する排気の温度に相関した電気信号を出力する。
が低くなる。これに対し、内燃機関1に対する燃料供給が行われているときに、ウェストゲートバルブ503の弁体503aが開弁されると、内燃機関1から排出される高温の排気の一部がバイパス通路502を経由するため、その排気の持つ熱エネルギがタービン50aの駆動源として消費されなくなる。その結果、排気浄化触媒60へ流入する際の排気温度が高くなる。さらに、その際のウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度が前記所定開度A以上にされると、バイパス通路502を経由した高温の排気の大部分が前記上流側触媒端面60aに直接当たるため、排気浄化触媒60へ流入する際の排気温度をより高めることができる。
が低くなる。よって、排気浄化触媒60の温度が低いときであって、且つフューエルカット処理が実行されるときに、ウェストゲートバルブ503の弁体503aが開弁されると、バイパス通路502を経由した低温の排気によって排気浄化触媒60が不要に冷却される可能性がある。そこで、前記S103の処理において肯定判定された場合は、ECU8は、S104の処理へ進み、ウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度Dwgvが0になるように、アクチュエータ503dを制御する。すなわち、ECU8は、ウェストゲートバルブ503の弁体503aを全閉させる。その場合、内燃機関1から排出された排気の全てがタービン50aを経由して排気浄化触媒60へ流入することになる。タービン50aを経由する排気は、タービン50aの熱によって暖められるため、排気浄化触媒60へ流入する際の温度が比較的高くなる。よって、排気浄化触媒60が不要に冷却されることを可及的に抑制することができる。
0aと交差する開度の範囲より大きな開度まで開弁させたときに、前記閉塞面530の延長線が前記上流側通路壁面(図7中の上側に位置する上流側通路壁面)と交差する可能性がある。しかしながら、そうような開度においては、前記バイパス通路502の出口から流出した排気の大部分が前記閉塞面530の延長線上を指向しなくなる。そのため、前記バイパス通路502の出口から流出した排気のうち、前記上流側触媒端面60aに直接当たる排気の量が多くなる可能性がある。よって、前記劣化抑制開度Dcは、前記所定開度Aより小さい開度の範囲で設定されるものとする。
前述した実施形態1では、前述の図6の処理ルーチンがフューエルカット処理の実行中も繰り返し実行されるため、フューエルカット処理の実行途中で排気浄化触媒60の温度が前記所定温度Tpre未満の温度から前記所定温度Tpre以上の温度へ変化し、又は前記所定温度Tpre以上の温度から前記所定温度Tpre未満の温度へ変化した場合に、ウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度Dwgvが変更されることになる。
これに対し、フューエルカット処理実行中におけるウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度Dwgvを、フューエルカット処理の開始時における排気浄化触媒60の温度Tcatに対応した開度に固定してもよい。すなわち、フューエルカット処理の開始時における排気浄化触媒60の温度Tcatが前記所定温度Tpre未満(Tcat<Tpre)であれば、ECU8は、フューエルカット処理の実行期間におけるウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度Dwgvを0(全閉)に固定する。一方、フューエルカット処理の開始時における排気浄化触媒60の温度Tcatが前記所定温度Tpre以上(Tcat≧Tpre)であれば、ECU8は、フューエルカット処理の実行期間におけるウェストゲートバルブ503の弁体503aの開度Dwgvを前記劣化抑制開度Dcに固定する。このような方法によれば、フューエルカット処理実行時における排気浄化触媒60の劣化を抑制しつつ、排気浄化触媒60の温度を簡易に調整することができる。
前述した実施形態1、2では、フューエルカット処理が実行されるときの排気浄化触媒60の温度Tcatが前記所定温度Tpre未満であれば、ウェストゲートバルブ503の弁体503aを全閉にする例について述べた。これに対し、フューエルカット処理の実行時における排気浄化触媒60の温度Tcatが前記所定温度Tpre未満である場合において、内燃機関1の運転状態がターボチャージャ5のサージ領域に属していなければ、ウェストゲートバルブ503の弁体503aを全閉とし、且つ内燃機関1の運転状態がターボチャージャ5のサージ領域に属していれば、ウェストゲートバルブ503の弁体503aを可能な限り小さい開度で開弁させてもよい。このような方法によれば、排気浄化触媒60の不要な冷却を最小限に抑えつつ、ターボチャージャ5のサージを抑制することができる。
2 インテークマニホールド
3 吸気管
4 エキゾーストマニホールド
5 ターボチャージャ
6 触媒ケーシング
6a 上流側通路壁面
7 排気管
50 タービンハウジング
50a タービン
60 排気浄化触媒
60a 上流側触媒端面
502 バイパス通路
503 ウェストゲートバルブ
503a 弁体
503b スイングアーム
503c 駆動軸
503d アクチュエータ
530 閉塞面
Claims (2)
- 内燃機関の排気通路に配置されるタービン、及び内燃機関の吸気通路に配置されるコンプレッサを具備するターボチャージャと、
前記ターボチャージャのタービンより下流の排気通路に配置される排気浄化触媒と、
前記ターボチャージャのタービンより上流の排気通路から前記タービンを迂回して前記タービンより下流、且つ前記排気浄化触媒より上流の排気通路へ排気を流すためのバイパス通路と、
所定の枢軸線回りに回動することで前記バイパス通路の出口を開閉する弁体、及び該弁体を回動させるアクチュエータを具備するウェストゲートバルブと、
を備え、
前記排気浄化触媒と前記バイパス通路と前記ウェストゲートバルブは、前記ウェストゲートバルブの弁体の全閉状態からの回動角度である開度が所定開度以上であるときは、前記弁体における前記バイパス通路の出口を閉塞する面である閉塞面の延長線が前記排気浄化触媒の上流側端面と交差し、且つ前記弁体の開度が前記所定開度未満であるときは、前記閉塞面の延長線が前記排気浄化触媒の上流側端面と交差せずに、該上流側端面より上流に位置する排気通路の壁面と交差するように配置された内燃機関に適用される制御装置であって、
前記制御装置は、
前記排気浄化触媒の温度を取得する取得手段と、
前記ウェストゲートバルブの弁体の開度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、内燃機関の運転途中で該内燃機関に対する燃料供給を停止する処理であるフューエルカット処理の実行時において、前記取得手段により取得される温度が所定温度未満であれば、前記ウェストゲートバルブの弁体を全閉させ、前記取得手段により取得される温度が前記所定温度以上であれば、前記ウェストゲートバルブの弁体を全閉より大きく、且つ前記所定開度より小さい開度である劣化抑制開度に制御する内燃機関の制御装置。 - 前記劣化抑制開度は、前記フューエルカット処理の実行時に前記バイパス通路の出口から流出した排気が前記閉塞面の延長線に対して前記排気浄化触媒の上流側端面側へ拡散する程度に応じた開度分を、前記所定開度から差し引いた開度である請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
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