WO2013077155A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013077155A1
WO2013077155A1 PCT/JP2012/078093 JP2012078093W WO2013077155A1 WO 2013077155 A1 WO2013077155 A1 WO 2013077155A1 JP 2012078093 W JP2012078093 W JP 2012078093W WO 2013077155 A1 WO2013077155 A1 WO 2013077155A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
exhaust gas
control
intake
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/078093
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　邦彦
浅野　誠二
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to US14/356,335 priority Critical patent/US20140298802A1/en
Priority to DE112012004907.1T priority patent/DE112012004907T5/de
Priority to CN201280057768.1A priority patent/CN103958861B/zh
Publication of WO2013077155A1 publication Critical patent/WO2013077155A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine that recirculates exhaust gas diverted from a downstream portion of an exhaust side turbine to an upstream portion of an intake side compressor after being cooled by a cooler, and in particular, suitable exhaust gas during transient operation of the internal combustion engine.
  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls the flow rate of exhaust gas so that it can be recirculated.
  • Patent Document 1 in an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism and a supercharger, exhaust gas diverted from an upstream portion of an exhaust side turbine (hereinafter referred to as a turbine) is an intake side compressor (hereinafter referred to as a compressor).
  • a compressor intake side compressor
  • a first exhaust gas recirculation passage to be introduced upstream and a second exhaust gas recirculation passage for introduction of exhaust gas to the downstream side of the compressor and a target exhaust gas recirculation amount set according to the operating state is obtained.
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately control the exhaust gas introduced into the cylinder during the transient operation of the internal combustion engine to a target value.
  • a feature of the present invention is that in an internal combustion engine that recirculates exhaust gas that has been shunted and cooled from the downstream portion of the turbine to the upstream portion of the compressor, the internal combustion engine is in a supercharged state and the exhaust gas is recirculated.
  • the air bypass valve that bypasses the compressor during deceleration or acceleration is closed.
  • the present invention it is possible to suppress a temporary increase or decrease in exhaust gas during transient operation, and it is possible to suppress exhaust deterioration and torque fluctuation due to air-fuel ratio fluctuation.
  • FIG. 2 It is a block diagram which shows the whole structure of the control system of the internal combustion engine to which this invention is applied. It is a characteristic figure explaining the steady target opening degree map of a throttle valve and a wastegate valve of an internal-combustion engine. It is a characteristic view explaining the relationship between the exhaust gas recirculation control valve opening and the exhaust gas recirculation rate, and the relationship between the charging efficiency and the throttle valve opening.
  • the throttle valve, the exhaust gas recirculation control valve, the air bypass valve, and the wastegate valve when opening from the operating point B to the driving point A, the intake pressure, the charging efficiency, respectively.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the temporal transition of the exhaust gas recirculation rate. In the characteristic diagram shown in FIG.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the temporal transition of the exhaust gas recirculation rate.
  • the throttle valve, exhaust gas recirculation control valve, air bypass valve, and wastegate valve opening, intake pressure, and charging when suddenly stopping from the operating point A to the operating point C It is a characteristic view explaining the time transition of efficiency and exhaust gas recirculation rate. It is a characteristic figure explaining the valve lift pattern of an intake valve and an exhaust valve which provided a phase variable mechanism in an intake valve and an exhaust valve.
  • FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a control block for calculating control command values for a lift / phase variable mechanism, an exhaust gas recirculation control valve, a wastegate valve, ignition timing, and fuel injection in the characteristic diagram of FIG. 10.
  • FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a control block for calculating control command values for a lift / phase variable mechanism, an exhaust gas recirculation control valve, a wastegate valve, ignition timing, and fuel injection in the characteristic diagram of FIG. 10.
  • FIG. 10 is a characteristic diagram for explaining the temporal transition of the exhaust gas recirculation rate.
  • FIG. 10 the characteristic diagram of FIG. 10
  • FIG. 10 a flowchart for explaining each operation of the intake valve operating angle and the waste gate valve when accelerating from the operating operating point B introducing the cooled exhaust gas to the operating operating point A in the supercharging region.
  • FIG. 10 In the characteristic diagram of FIG. 10, the intake valve operating angle, the exhaust gas recirculation control valve, the air bypass valve, and the wastegate valve when opening from the operating point B to the driving point A, the intake pressure, the charging efficiency
  • FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the temporal transition of the exhaust gas recirculation rate. It is a characteristic figure explaining the steady target opening degree map of a throttle valve and a wastegate valve of an internal-combustion engine.
  • FIG. 19 is a configuration diagram illustrating a control block for calculating control commands for throttle valve, exhaust gas recirculation control valve, waste gate valve, ignition timing, and fuel injection in the characteristic diagram of FIG. 18.
  • the throttle valve and the exhaust when the vehicle is decelerated from the driving operation point A where the cooled exhaust gas is introduced to the driving operation point B, the driving operation point C and the driving operation point D in the supercharging region.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the temporal transition of the exhaust gas recirculation rate.
  • It is a characteristic view explaining temporal transition of.
  • a flowchart illustrating operations of the throttle valve and the wastegate valve when accelerating from the operation operating point B introducing the cooled exhaust gas to the operation operating point A in the supercharging region. is there.
  • FIG. 18 a flowchart illustrating operations of the throttle valve and the wastegate valve when accelerating from the operation operating point B introducing the cooled exhaust gas to the operation operating point A in the supercharging region.
  • reference numeral 1 denotes an internal combustion engine to be controlled, and the internal combustion engine 1 is in communication with an intake passage 1A and an exhaust passage 1B.
  • the air flow sensor 2 provided with the intake air temperature sensor is assembled in the intake passage 1A.
  • a turbo-type supercharger 3 is provided in the intake flow path 1A and the exhaust flow path 1B, and a compressor of the supercharger 3 is connected to the intake flow path 1A and a turbine is connected to the exhaust flow path 1B.
  • the supercharger 3 includes a turbine for converting the energy of the exhaust gas into the rotational motion of the turbine blades, and a compressor for compressing the intake air by the rotation of the compressor blades connected to the turbine blades. .
  • An intercooler 5 is provided downstream of the turbocharger 3 on the compressor side for cooling the intake air temperature that has been increased by adiabatic compression.
  • An intake air temperature sensor 6 for measuring the intake air temperature after cooling is assembled downstream of the intercooler 5.
  • a throttle valve 7 is provided downstream of the intake air temperature sensor 6 for controlling the amount of intake air that flows into the throttle cylinder through the cross-sectional area of the intake flow passage 1A.
  • the throttle valve 7 is an electronically controlled throttle valve that can control the throttle opening independently of the accelerator depression amount.
  • An intake manifold 8 communicates with the downstream side of the throttle valve 7.
  • the intercooler may be integrated with the intake manifold 8 downstream of the throttle valve 7. Thereby, the volume from the compressor downstream to the cylinder can be reduced, and the acceleration / deceleration response can be improved.
  • a supercharging pressure sensor 9 is assembled in the intake manifold 8. Downstream of the intake manifold 8, a flow reinforcement valve 10 that enhances turbulence in the flow of the cylinder by causing a drift in the intake air and a fuel injection valve 11 that injects fuel into the intake port are disposed.
  • the fuel injection valve 11 may be a system in which fuel is directly injected into the cylinder.
  • the internal combustion engine 1 is provided with a phase variable mechanism that continuously varies the opening and closing phases of the intake valve 12 and the exhaust valve valve 14 in the intake valve 12 and the exhaust valve 14, respectively.
  • the intake valve 12 is also provided with a variable lift mechanism that continuously varies the lift.
  • sensors 13 and 15 for detecting the opening / closing phase of the valve are assembled to the intake valve 12 and the exhaust valve 14, respectively.
  • An ignition plug 16 is attached to the cylinder head part to expose the electrode part in the cylinder and ignite the combustible mixture by spark. Further, a knock sensor 17 for detecting the occurrence of knock is assembled to the cylinder.
  • the crank angle sensor 18 is assembled to the crankshaft. Based on the signal output from the crank angle sensor 18, the rotational speed of the internal combustion engine 1 can be detected.
  • An air-fuel ratio sensor 20 is assembled in the exhaust flow path 1B, and feedback control is performed so that the fuel injection amount supplied from the fuel injection valve 11 becomes the target air-fuel ratio based on the detection result of the air-fuel ratio sensor 20. Is called.
  • An exhaust purification catalyst 21 is provided downstream of the air-fuel ratio sensor 20, and harmful exhaust gas components such as carbon monoxide, nitrogen oxides and unburned hydrocarbons are purified by a catalytic reaction.
  • the supercharger 3 is provided with an air bypass valve 4 and a wastegate valve 19.
  • the air bypass valve 4 is provided to prevent the pressure at the upstream portion of the throttle valve 7 from rising excessively from the downstream portion of the compressor.
  • the air bypass valve 4 is opened to cause the intake air (gas mixed with air and exhaust gas) in the downstream of the compressor to flow backward to the upstream of the compressor to increase the supercharging pressure. Can be lowered.
  • the wastegate valve 19 is provided to prevent the internal combustion engine 1 from reaching an excessive supercharging level.
  • the boost pressure detected by the boost pressure sensor 9 reaches a predetermined value, the exhaust gas is bypassed so as to bypass the turbine by opening the wastegate valve 19 to suppress an increase in the boost pressure. Alternatively, it can be retained.
  • An exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an EGR passage) 22 that divides the exhaust gas from the downstream of the exhaust purification catalyst 21 and recirculates the exhaust gas to the upstream portion of the compressor communicates.
  • the EGR passage 22 is provided with an exhaust gas cooler 23 for cooling the exhaust gas.
  • An exhaust gas recirculation control valve (hereinafter referred to as an EGR valve) 24 for controlling the exhaust gas flow rate is provided downstream of the exhaust gas cooler 23.
  • a temperature sensor 25 for detecting the temperature of the exhaust gas upstream of the EGR valve 24 and a differential pressure sensor 26 for detecting the differential pressure before and after the EGR valve 24 are assembled.
  • control elements are controlled by a control unit (hereinafter referred to as ECU) 27.
  • the ECU 27 is connected to the above-described various sensors and various actuators. Specifically, actuators such as the throttle valve 7, the fuel injection valve 11, the phase / lift variable mechanisms 13 and 15, and the EGR valve 24 are controlled by the ECU 27. Yes.
  • the operating state of the internal combustion engine 1 can be detected, and the spark plug 16 can ignite at a timing determined by the ECU 27 according to the operating state.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a steady target opening map of the throttle valve 7 and the wastegate valve 19 in an internal combustion engine equipped with a supercharger.
  • the target opening of the throttle valve 7 is set to increase as the intake air amount increases.
  • exhaust gas hereinafter referred to as Cooled-EGR
  • Cooled-EGR exhaust gas cooled by the exhaust gas cooler 23 is introduced at a load level slightly lower than the supercharging region (region in the broken line in FIG. 2A).
  • a region surrounded by a thick broken line frame is a so-called EGR region where exhaust gas is recirculated.
  • the EGR region is also shown in the following drawings.
  • Cooled-EGR has been introduced to achieve knock reduction and exhaust temperature suppression, while achieving combustion at the stoichiometric air-fuel ratio. By doing so, low fuel consumption driving can be realized.
  • FIG. 2 (b) shows the relationship of the opening degree of the wastegate valve 19 with respect to the rotational speed, and the supercharging pressure control by the wastegate valve 19 is performed in the rotational speed range above the intercept point. At the same rotational speed, the higher the target supercharging pressure, the larger the waste gate valve opening.
  • FIG. 3 shows the relationship between the opening of the EGR valve 24 and the exhaust gas recirculation rate (hereinafter referred to as EGR rate), the relationship between the charging efficiency and the opening of the throttle valve 7, and the opening of the throttle valve 7 when exhaust gas is introduced. It is a figure explaining the degree correction amount.
  • EGR rate the exhaust gas recirculation rate
  • the opening degree of the throttle valve 7 needs to be set larger as the charging efficiency increases.
  • the exhaust gas merges upstream of the throttle valve 7, and it is necessary to correct the opening of the throttle valve 7 to the increasing side in accordance with the introduction of the exhaust gas.
  • FIG. 4 shows a throttle valve 7, an EGR valve 24, an air bypass valve 4, and a wastegate valve 19 when accelerating from the operation point B to the operation point A shown in FIG. 2 in an internal combustion engine equipped with a conventional supercharger. It is a figure explaining the time transition of each opening degree, intake pressure, filling efficiency, and EGR rate.
  • FIG. 5 shows a conventional control system for an internal combustion engine with a supercharger in which the throttle valve, the EGR valve, the air bypass valve, and the wastegate valve are opened when the operation is decelerated from the operation point A to the operation point B. It is a figure explaining the time transition of degree, intake pressure, filling efficiency, and EGR rate. In FIG. 5, a change opposite to the change shown in FIG. 4 occurs.
  • the compressed gas flows backward to the compressor upstream by opening the air bypass 4 valve using the differential pressure across the throttle valve 7 as a drive source.
  • the air bypass valve 4 is opened, the mixed gas of air and exhaust gas flows backward from the EGR merging portion, which is the connection portion of the EGR passage 22 and the intake passage 1A, and then the EGR merging portion is When passing and flowing in the forward flow direction on the cylinder side, it flows into the cylinder side including new EGR.
  • FIG. 6 shows the opening degree of each of the throttle valve, EGR valve, air bypass valve, and wastegate valve in the case of a sudden stop from the operation point A to the operation point C in a conventional control system for an internal combustion engine with a supercharger. It is a figure explaining the time transition of intake pressure, filling efficiency, and EGR rate.
  • the above is the mechanism that causes a temporary increase or decrease in exhaust gas that has occurred during the transient operation of an internal combustion engine equipped with a conventional supercharger.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a valve lift pattern when a phase variable mechanism is provided in the intake valve 12 and the exhaust valve 14.
  • the overlap period of the intake valve 12 and the exhaust valve 14 increases.
  • the intake valve 12 and the exhaust valve 14 are controlled so that an overlap period occurs in a partial load condition, and the exhaust gas in the exhaust pipe is once blown back to the intake pipe.
  • Internal EGR can be generated. It is also possible to increase the residual gas in the cylinder by setting both the phases of the intake valve 12 and the exhaust valve 14 to the retard side from the top dead center and increasing the cylinder volume at the exhaust valve closing timing. According to this method, the internal EGR can be generated without increasing the overlap period of the intake valve and the exhaust valve.
  • the pump loss under partial load conditions can be reduced, and the combustion gas temperature can be reduced, so that nitrogen oxides in the exhaust gas can be reduced.
  • FIG. 8 is a view for explaining a valve lift pattern of the intake valve 12 in which the intake valve 12 is provided with a variable lift mechanism.
  • a negative pressure is generated by restricting the upstream pressure of the intake valve 12 by the throttle valve 7, so that fuel consumption deterioration due to pump loss becomes a problem.
  • the intake air amount can be controlled by the lift of the intake valve 12 as shown in FIG. 8 without restricting the upstream pressure of the intake valve 12 by the throttle valve 7, the fuel consumption deterioration due to the pump loss can be suppressed.
  • the intake valve closing timing (IVC) can be changed while fixing the valve opening timing (IVO).
  • IVC intake valve closing timing
  • This variable lift mechanism has a relationship in which the maximum lift increases as the operating angle of the intake valve 12 increases.
  • the lift amount is decreased and the intake valve closing timing (IVC) is advanced.
  • IVC intake valve closing timing
  • the amount of piston compression can be made relatively small compared to the amount of piston expansion. An improvement effect can also be expected.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the charging efficiency and the operating angle of the intake valve 12, and the operating angle correction amount of the intake valve 12 when exhaust gas is introduced.
  • the intake valve operating angle needs to be set larger as the charging efficiency increases.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a steady target opening map of the lift / phase variable mechanism and the wastegate valve 19 used in place of the throttle valve 7 shown in FIG. 2 in an internal combustion engine equipped with a supercharger.
  • the lift / phase variable mechanism operates to increase the operating angle of the intake valve 12 as the charging efficiency increases.
  • the lift / phase variable mechanism is slightly above the load level (see FIG.
  • the exhaust gas cooled by the exhaust gas cooler 23 is introduced in the area within the broken line in a). Therefore, the inside of the broken line is the EGR region.
  • FIG. 10 (b) shows the relationship of the opening degree of the wastegate valve 19 with respect to the rotational speed, and the supercharging pressure control by the wastegate valve 19 is performed in the rotational speed range above the intercept point. At the same rotational speed, the opening degree of the wastegate valve 19 is increased as the target boost pressure is increased.
  • FIG. 11 shows a control block of a control device mounted on the ECU 27, which calculates control command values for the lift / phase variable mechanism, the EGR valve 24, the waste gate valve 19, the spark plug 16, and the fuel injection valve 11. Indicates a block.
  • the control amount is mainly calculated in stage 1.
  • a target charging efficiency is calculated.
  • a target EGR rate is calculated based on the rotational speed and the target charging efficiency.
  • a target intake pipe pressure is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, and the target EGR rate. Then, the target air-fuel ratio is calculated based on the rotation speed and the charging efficiency.
  • a specific physical quantity is calculated based on the control amount.
  • the target intake air is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, the target EGR rate, and the difference between the target intake air pressure and the current intake air pressure.
  • the valve phase and the operating angle are calculated.
  • the target EGR valve opening is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, and the target EGR rate.
  • the rotational speed, the target intake pressure and the current intake pressure are calculated.
  • the target wastegate valve opening is calculated based on the difference between the two, the block 1109 calculates the ignition timing based on the rotational speed, the current charging efficiency, and the current EGR rate, and the block 1110 calculates the rotational speed, the current charging efficiency, and the target air-fuel ratio. Based on this, the fuel injection period and the injection timing are calculated.
  • FIG. 12 also shows a control block of the control device mounted on the ECU 27.
  • the throttle valve opening, the EGR valve opening, the air flow sensor detected flow rate, the EGR valve front-rear pressure state, the atmospheric state, the intake valve and the exhaust valve The control block which calculates the parameters used for control of filling efficiency, an EGR rate, intake pressure, etc. based on detection signals, such as a position, is shown.
  • the cylinder flow rate is calculated based on the rotational speed, variable valve position, throttle valve downstream pressure, and throttle valve downstream temperature.
  • the throttle valve flow rate is calculated based on the throttle valve opening, the throttle valve upstream pressure, the throttle valve downstream pressure, and the throttle valve upstream temperature.
  • the compressor downstream pressure is calculated based on the air flow sensor detected flow rate, throttle valve flow rate, atmospheric temperature, atmospheric pressure, and compressor downstream temperature.
  • the compressor downstream temperature is calculated based on the air flow sensor detected flow rate, the throttle valve flow rate, and the compressor downstream pressure.
  • the throttle valve downstream pressure is calculated based on the throttle valve flow rate, the cylinder consideration, the compressor downstream temperature, and the throttle valve downstream temperature.
  • Block 1206 calculates the throttle valve downstream temperature based on the throttle valve flow rate, cylinder consideration, and compressor downstream temperature.
  • the EGR flow rate is calculated based on the EGR valve opening degree, the EGR valve upstream pressure, the EGR upstream temperature, and the EGR valve downstream pressure.
  • the charging efficiency is calculated based on the rotational speed and the cylinder flow rate
  • the compressor downstream EGR rate is calculated based on the EGR flow rate, the throttle valve flow rate, and the air flow sensor detected flow rate.
  • the throttle valve downstream EGR rate is calculated based on the compressor downstream EGR rate, the throttle valve flow rate, and the cylinder flow rate.
  • the intake pressure calculated in block 1205, the charging efficiency calculated in block 1208, and the EGR rate calculated in blocks 1 and 210 can be reflected in the control shown in FIG.
  • FIG. 13 shows an intake valve operating angle, an EGR valve 24, an air bypass valve when the vehicle is decelerated from the operating point A to the operating point B in the supercharging region and introducing Cooled-EGR in the example shown in FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the wastegate valve 19.
  • the flowchart shown in FIG. 13 is executed by the control block shown in FIGS. 11 and 12, and the flowchart shown in FIG. 13 is activated when an execution instruction for interrupt processing is input by interruption for a predetermined time.
  • step 1301 the current driving state is determined by the position of the accelerator pedal. In step 1301, for example, when the accelerator pedal opening is small and the internal combustion engine speed is high, it is determined that the engine is decelerating. When it is determined that the engine is not decelerating, the interruption process is terminated.
  • step 1301 If it is determined in step 1301 that the vehicle is decelerating, the process proceeds to step 1302, and it is determined whether the turbocharger 3 operates in the current internal combustion engine state and the exhaust gas is recirculated. That is, it is determined whether or not the target operating point is within the supercharging region and the region where Cooled-EGR is introduced.
  • step 1303 the intake valve operating angle is reduced and the intake air amount is reduced, whereby the deceleration operation is executed.
  • step 1304 the wastegate valve 19 is opened, and the exhaust gas flowing through the turbine is bypassed to reduce the rotation of the turbine, thereby reducing the rotation of the compressor.
  • step 1305 the air bypass valve 4 bypassing the compressor is closed to suppress the backflow of the mixed gas containing the exhaust gas downstream of the compressor.
  • step 1302 determines whether the turbocharger 3 operates in the current state of the internal combustion engine and the exhaust gas is not recirculated.
  • the routine proceeds to step 1306 where the intake valve operating angle is decreased and the intake air amount is decreased. As a result, the deceleration operation is executed.
  • step 1307 since the exhaust gas recirculation is not performed in this operation region, the EGR valve 24 is closed to stop the recirculation of the exhaust gas.
  • step 1308 the wastegate valve 19 is opened, and the exhaust gas flowing through the turbine is bypassed to reduce the rotation of the turbine, thereby reducing the rotation of the compressor.
  • step 1309 the air bypass valve 4 bypassing the compressor is closed to suppress the backflow of the mixed gas containing the exhaust gas downstream of the compressor.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram for explaining the effect obtained by executing Steps 1303 to 1305 of the flowchart shown in FIG. 13, and shows the intake valve 12 when decelerating from the driving operation point A to the driving operation point B. This will explain the temporal transition of the operating angle, the opening of each of the EGR valve 24, the air bypass valve 4, and the waste gate valve 19, the intake pressure, the charging efficiency, and the EGR rate.
  • the intake valve operating angle is decreased to perform deceleration control, and substantially in synchronism with this, the waste gate valve is turned on at step 1304 as shown in FIG. 14 (d). 19 is opened, and the air bypass valve 4 is kept closed in step 1305 as shown in FIG.
  • the EGR valve 24 is opened and held in a predetermined control state.
  • the intake pressure before and after the throttle valve 7 does not deviate so much as shown in FIG. 14 (e), and the charging efficiency gradually decreases as shown in FIG. 14 (f).
  • the EGR rate can be settled so as not to fluctuate greatly.
  • the air does not reach the upstream side of the EGR merging section due to the backflow of exhaust gas at least after a predetermined time has elapsed after the start of the opening operation of the wastegate valve 19.
  • the target control amount of the intake valve operating angle is temporarily set.
  • the effect that the deceleration response can be improved by performing the transient correction to the decreasing side can be expected.
  • FIG. 15 is a characteristic diagram for explaining the effect obtained by executing Steps 1306 to 1309 of the flowchart shown in FIG. 13, and suddenly stops from the driving operation point A to the driving operation point C in the example of FIG. It is a figure explaining the time transition of the operating angle of the intake valve 12, the EGR valve 24, the air bypass valve 4, the opening degree of each of the waste gate 19 valve, the intake pressure, the charging efficiency, and the EGR rate in the case of the above.
  • step 1302 the routine proceeds to step 1302, and if it is determined that the current state of the internal combustion engine is not within the supercharging region and the region where Cooled-EGR is introduced, the routine proceeds to step 1303 and the operating angle of the intake valve 12 is reached. Is reduced, the intake air amount is reduced as shown in FIG.
  • the EGR valve 24 is closed as shown in FIG. 15 (b), and the air bypass valve 4 is further closed as shown in FIGS. 15 (c) and 15 (d). Transition to or maintain the closed state and open the wastegate valve.
  • the wastegate valve 19 By opening the wastegate valve 19, it is possible to suppress the turbine rotation speed and to prevent the surging decrease that occurs when the supercharging pressure is excessively increased under low flow conditions.
  • the air bypass valve is slightly opened to such an extent that the backflow of the exhaust gas does not reach the upstream side of the EGR merging portion. It is possible to prevent the surging phenomenon more reliably.
  • FIG. 16 illustrates each operation of the intake valve operating angle and the wastegate valve in the example shown in FIG. 10 when accelerating from the driving operation point B where the Cooled-EGR is introduced to the driving operation point A in the supercharging region. It is a flowchart figure.
  • the flowchart shown in FIG. 16 is executed by the control block shown in FIG. 11 and FIG. 12, and the flowchart shown in FIG. 15 is activated when an execution instruction for interrupt processing is input by interruption for a predetermined time.
  • step 1601 determines whether or not the acceleration condition is determined by the driver's operation of the accelerator pedal, for example, a change in the amount of accelerator operation per unit time
  • the routine proceeds to step 1602 where the supercharger is operated in the current internal combustion engine state. 3 is activated and a determination is made as to whether or not the exhaust gas is recirculated. That is, it is determined whether or not the target operating point is within the supercharging region and the region where Cooled-EGR is introduced.
  • step 1602 When it is determined in step 1602 that the target operating point is in the supercharging region and in the region where Cooled-EGR is introduced, the routine proceeds to step 1603 where the operating angle of the intake valve 12 is increased and the intake amount for acceleration is increased. After that, the routine proceeds to step 1604 to control the waste gate valve 19. In this step 1604, when the wastegate valve 19 is open, the wastegate valve 19 is closed, and when the wastegate valve 19 is closed, the closed state is maintained.
  • step 1605 the routine proceeds to step 1605 to control the air bypass valve 4.
  • the air bypass valve 4 is closed and supercharged in order to make the supercharging of the compressor effective.
  • the air bypass valve 4 is closed when the air bypass valve 4 is open, and the closed state is maintained when the air bypass valve 4 is closed. Thereby, it is possible to prevent a spike phenomenon in which EGR temporarily decreases during acceleration.
  • FIG. 17 shows the operation angle of the intake valve 12 when accelerating from the driving operation point B to the driving operation point A, the opening degrees of the EGR valve 24, the air bypass valve 4, and the wastegate valve 19 in the example of FIG. It is a figure explaining time transition of a pressure, filling efficiency, and an EGR rate.
  • the operating angle of the intake valve 12 is increased to increase the amount of air taken into the cylinder to increase the torque generated in the internal combustion engine.
  • the EGR valve 24 is controlled to a predetermined control opening degree according to its operating state, and supplies exhaust gas to the intake passage 1A.
  • the target operating angle of the intake valve 12 is set as shown by the broken lines in FIGS. 17 (a), (e), and (f).
  • the acceleration response can be improved by transiently correcting the control amount to the increase side.
  • the intake angle is controlled by changing the operating angle of the intake valve 12, that is, the so-called lift amount, whereas in the other embodiments described below, the throttle valve 7 is used for intake. The case of controlling the amount is shown.
  • FIG. 18 is a view for explaining a steady target opening map of the throttle valve 7 and the wastegate valve 19 in the internal combustion engine equipped with a supercharger.
  • FIG. 18 (a) shows a steady target opening degree map of the throttle valve 7.
  • the opening degree of the throttle valve 7 is increased as the intake air amount increases.
  • the throttle valve 7 is fully opened and load control is performed by supercharging pressure to reduce pump loss.
  • FIG. 18B shows a steady target opening map of the wastegate valve 19.
  • the wastegate valve 19 is fully opened when the intake air amount is a predetermined value or less, and is used by the supercharger. The wasteful compression work is suppressed, and on the other hand, when the intake air amount is a predetermined value or more, the opening degree of the wastegate valve 19 is set to increase as the charging efficiency decreases and the rotation speed increases. Yes.
  • the exhaust gas cooled by the exhaust gas cooler 23 is introduced at a load level slightly lower than the supercharging region (region in the broken line in FIG. 5A).
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the charging efficiency and the opening degree of the waste gate valve 19 and the opening correction amount of the waste gate valve 19 when the exhaust gas is introduced.
  • FIG. 19 it is necessary to set the opening degree of the waste gate valve to the fully open state regardless of the magnitude of the filling efficiency, and to set the opening degree of the waste gate valve smaller as the filling efficiency increases when the filling efficiency is a predetermined value or more. For this reason, in this embodiment, in order to achieve the same filling efficiency, it is necessary to correct the opening degree of the waste gate valve 19 to the decreasing side in accordance with the amount of exhaust gas introduced.
  • FIG. 20 shows a control block of control executed by the ECU 27 as in the first embodiment. Specifically, the throttle valve 7, EGR valve 24, waste gate valve 19, spark plug 16, and fuel injection valve 11 are controlled. It is a control block which calculates each control command value.
  • the target charging efficiency is calculated based on the rotation speed and the target torque
  • the target EGR rate is calculated based on the rotation speed and the target charging efficiency.
  • the target intake pipe pressure is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, and the target EGR rate, and in block 2005, the target air-fuel ratio is calculated based on the rotational speed and the charging efficiency.
  • the target throttle valve opening is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, the target EGR rate, and the difference between the target intake pressure and the current intake pressure.
  • the target EGR valve opening is calculated based on the rotational speed, the target charging efficiency, and the target EGR rate.
  • the phase of the target intake / exhaust valve is calculated based on the rotational speed and the target charging efficiency.
  • the target wastegate valve opening is calculated based on the rotational speed and the difference between the target intake pressure and the current intake pressure.
  • the ignition timing is calculated based on the rotation speed, the current charging efficiency, and the current EGR rate.
  • the fuel injection period and the injection timing are calculated based on the rotation speed, the current charging efficiency, and the target air-fuel ratio.
  • FIG. 21 shows a throttle valve 7, an EGR valve 24, an air bypass valve 4, and a wastegate valve in the example of FIG. 18 when decelerating from the operating point A where the Cooled-EGR is introduced to the operating point B in the supercharging region.
  • 19 is a flowchart for explaining the control operation of the intake valve 12 and the exhaust valve 14.
  • step 2101 when it is determined in step 2101 that the deceleration condition is determined by the driver's operation of the accelerator pedal as in the first embodiment, in step 2102, the target operating point is in the supercharging region and the region where Cooled-EGR is introduced. It is determined whether or not.
  • step 2102 If it is judged in this step 2102 that it is in the supercharging region and in the region where Cooled-EGR is introduced, the routine proceeds to step 2103 where the throttle valve 7 is closed, then in step 2104 the wastegate valve 19 is opened, In step 2105, the air bypass valve 4 is closed.
  • FIG. 22 shows the throttle valve 7, EGR valve 24, air bypass valve 4, and wastegate valve 19 according to the control shown in Step 2103 to Step 2105 when the vehicle is decelerated from the driving operation point A to the driving operation point B in the example of FIG. It is a figure explaining the time transition of an opening degree, intake pressure, filling efficiency, and an EGR rate.
  • the opening degree of the throttle valve 7 is decreased to perform deceleration control, and the air bypass valve 4 is closed as shown in FIGS. 22 (c) and 22 (d). 19 is opened.
  • this region is a region where EGR is performed, the EGR valve is in an open state as shown in FIG.
  • the air does not reach the upstream side of the EGR merging portion due to the backflow of exhaust gas at least after a predetermined time has elapsed after the start of the opening operation of the wastegate valve 19.
  • the target control amount of the intake valve operating angle is temporarily set.
  • the effect that the deceleration response can be improved by performing the transient correction to the decreasing side can be expected.
  • step 2102 if it is determined in step 2102 that it is not in the supercharging region and the region where Cooled-EGR is introduced, the process proceeds to step 2106 where the target operating point is phased using the intake valve 12 and the exhaust valve 14. It is determined by the variable mechanism whether it is within the area where the internal EGR is introduced.
  • step 2106 If it is determined in step 2106 that the internal gain EGR is to be performed, the process proceeds to step 2107 and the throttle valve 7 is closed. In step 2102, it is determined that the EGR region is not selected, so that the EGR valve 24 is closed in step 2108. Be controlled.
  • step 2109 the wastegate valve 19 is opened in step 2109, the air bypass valve 4 is then closed in step 2110, and the intake valve 12 and the exhaust valve 14 are overlapped by the phase variable mechanism in step 2111 (O / L). ) Delay the period expansion operation until a predetermined number of cycles have elapsed. Accordingly, it is possible to prevent a large amount of EGR from being introduced due to the superposition of the Cooled-EGR staying in the intake manifold and the internal EGR.
  • FIG. 23 shows an example of FIG. 18 in which the throttle valve 7, the opening degree of the EGR valve 24, the phase of the intake / exhaust valve, the intake air and the intake air according to the control shown in Step 2107 to Step 2111 when the vehicle is decelerated from the driving operation point A to the driving operation point D. It is a figure explaining time transition of a pressure, filling efficiency, and an EGR rate.
  • the opening degree of the wastegate valve 19 and the air bypass valve 4 is abbreviate
  • step 2111 is added to increase the overlap between the intake valve 12 and the exhaust valve 14 as shown in FIG. 23C until a predetermined cycle elapses from the closing timing of the throttle valve 7. By delaying the period, misfire due to a large amount of EGR can be prevented as shown in FIG.
  • FIGS. 23C and 23F show the case where the timing for expanding the overlap between the intake valve 12 and the exhaust valve 14 is synchronized with the closing timing of the throttle valve 7, and the solid line is at step 2111.
  • the timing for expanding the overlap between the intake valve 12 and the exhaust valve 14 is delayed until a predetermined cycle elapses from the closing timing of the throttle valve 7.
  • step 2106 if it is determined in step 2106 that the target operating point is not within the region where the internal EGR is introduced, the routine proceeds to step 2112 where the throttle valve 7 is closed, and then in step 2113 the EGR valve 24 is closed. Subsequently, the waste gate valve 19 is opened in step 2114, and finally, the air bypass valve 4 is closed in step 2115.
  • FIG. 24 shows the throttle valve 7, the EGR valve 24, the air bypass valve 4, and the wastegate valve 19 according to the control shown in step 2112 to step 2115 when the vehicle is decelerated from the driving operation point A to the driving operation point C in the example of FIG. It is a figure explaining the time transition of an opening degree, intake pressure, filling efficiency, and an EGR rate.
  • the air bypass valve 4 is closed to prevent the backflow of the exhaust gas to the upstream portion of the compressor, and as shown in FIG. 24 (g), the exhaust gas temporarily moves during the deceleration described in FIG.
  • the spike phenomenon due to a large increase can be prevented appropriately.
  • the air bypass is performed so that the exhaust gas does not reach the upstream side of the EGR merging portion due to the backflow of exhaust gas at least after a predetermined time has elapsed after the start of the opening operation of the waste gate valve 19.
  • the surging phenomenon can be prevented more reliably.
  • FIG. 25 explains the control operation of the throttle valve and the wastegate valve in the example shown in FIG. 18 when accelerating from the operation point B where the Cooled-EGR is introduced to the operation point A. It is a flowchart figure.
  • step 2501 if it is determined in step 2501 that the acceleration condition is determined by the driver's operation of the accelerator pedal, the process proceeds to step 2501 to determine whether or not the engine is in the supercharging region and is in an operating state in which Cooled-EGR is introduced. If it is determined that the engine is in the supercharging region and is in an operation state in which Cooled-EGR is introduced, the routine proceeds to step 2503 where the throttle valve 7 is opened.
  • step 2504 the waste gate valve 19 is closed in step 2504, and the air bypass valve 4 is further closed in step 2505.
  • FIG. 26 shows the opening degree of the throttle valve 7, EGR valve 24, air bypass valve 4, wastegate valve 19, intake pressure, charging efficiency when accelerating from the driving operating point B to the driving operating point A in the example of FIG. 18. It is a figure explaining time transition of EGR rate.
  • the throttle valve 7 is opened as shown in FIG. 26 (a)
  • the EGR valve 24 since the EGR valve 24 is in the EGR region, it is controlled to a predetermined control opening degree in FIG. 26 (b).
  • the air bypass valve 4 is closed and the wastegate valve 19 is also closed as shown in FIGS. 26 (c) and 26 (d).
  • the intake pressure before and after the throttle valve 7 has substantially the same value. For this reason, the filling efficiency gradually changes as shown in FIG.
  • FIG. 26 (g) it is possible to reduce the temporary decrease of the exhaust gas during acceleration, and the spike phenomenon can be appropriately prevented.
  • throttle valve 7 is opened at the operating point B as compared with the conventional control in which the wastegate work of the supercharger is eliminated by opening the wastegate valve 19 to close the wastegate valve 19 at the operating point B.
  • the differential pressure before and after can be reduced.
  • acceleration response can be improved by transiently correcting the wastegate valve 19 to the closing side as shown by the broken line. it can.
  • the wastegate valve When the internal combustion engine is in a supercharged state and the EGR is recirculated, the wastegate valve is closed while the air bypass valve is closed at the time of deceleration to reduce the amount of gas flowing into the cylinder by the intake air amount control means. Opening can prevent spikes in EGR, suppress exhaust deterioration and torque fluctuations due to air-fuel ratio fluctuations, and prevent misfires due to excessive EGR introduction. Moreover, the surging phenomenon seen at the time of low flow volume and high supercharging pressure can be suppressed by opening a waste gate valve.
  • the EGR is recirculated by setting the opening amount of the wastegate valve to decrease as the EGR rate increases with the same charging efficiency. Even in this state, it is possible to reduce the pump loss in the supercharging region while accurately controlling the charging efficiency, and to realize the low fuel consumption operation by the stoichiometric air-fuel ratio combustion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

ＥＧＲと新気との合流部からシリンダまでの経路が長くなること、コンプレッサーの上下を結ぶエアバイパス通路のエアバイパス弁を減速時に開くこと等の要因によって減速運転時に排気ガス量が一時的に増加して排気ガス量を目標値に安定して導入することができない現象があった。 タービンの下流部より分流して排気ガスをコンプレッサーの上流部へ還流する内燃機関において、過給状態にあって排気ガスが還流されている状態において、減速運転時にコンプレッサーをバイパスするエアバイパス弁を閉じた状態にすると共にタービンをバイパスするウェストゲート弁を開くようにしたものである。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は排気側タービンの下流部より分流した排気ガスをクーラにて冷却した後に吸気側コンプレッサーの上流部へ還流させる内燃機関の制御装置に係り、特に内燃機関の過渡運転時に適正な排気ガスを還流できるように排気ガスの流量を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
　最近の内燃機関においては、小型化、低燃費、低排気ガスの観点から過給機を用いて内燃機関に供給される空気を加圧しており、このような過給機を用いた内燃機関としては特開２００９－２５０２０９号公報（特許文献1）に記載されているようなものが知られている。
　特許文献１においては可変動弁機構と過給機とを備えた内燃機関において、排気側タービン（以下、タービンという。）の上流部より分流した排気ガスを吸気側コンプレッサー（以下、コンプレッサーという。）の上流側へ導入する第１排気ガス還流通路と、排気ガスをコンプレッサーの下流側に導入する第２排気ガス還流通路とを設け、運転状態に応じて設定される目標排気ガス還流量が得られるように、上流側排気ガス量と下流側排気ガス量とを制御弁によって調整する技術が開示されている。
特開２００９－２５０２０９号公報
　しかしながら、一般に過給機を備えた内燃機関においてはコンプレッサーの上流部へ排気ガスを還流させる構成では、排気ガスと新気との合流部からシリンダまでの経路が長いこと、コンプレッサーの上下を結ぶエアバイパス通路のエアバイパス弁を過渡時に開くこと等の要因によって減速運転時や加速運転時のような過渡時に排気ガス量が一時的に増加、或いは減少して排気ガス量を目標値に安定して導入することができない現象があった。したがって、この排気ガスの不適正な還流によって空燃比の変動による排気の悪化や、トルクの変動を生じるほか、最悪の場合は失火に至るといった課題があった。
　本発明の目的は内燃機関の過渡運転時にシリンダ内へ導入される排気ガスを目標値に精度良く制御可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
　本発明の特徴は、タービンの下流部より分流して冷却された排気ガスをコンプレッサーの上流部へ還流する内燃機関において、内燃機関が過給状態にあって排気ガスが還流されている状態において、減速時或いは加速時にコンプレッサーをバイパスするエアバイパス弁を閉じた状態にするようにしたものである。
　本発明によれば、過渡運転時の排気ガスの一時的な増加、或いは減少を抑制することができ、空燃比変動にともなう排気悪化やトルク変動を抑制できる。
本発明が適用される内燃機関の制御システムの全体的な構成を示す構成図である。 内燃機関のスロットル弁およびウェストゲート弁の定常目標開度マップを説明する特性図である。 排気ガス還流制御弁開度と排気ガス還流率との関係、および充填効率とスロットル弁開度との関係を説明する特性図である。 図２に示した特性図において、運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図２に示した特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図２に示した特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ急停止した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 吸気弁および排気弁に位相可変機構を備えた吸気弁と排気弁のバルブリフトパターンを説明する特性図である。 吸気弁にリフト可変機構を備えた吸気弁のバルブリフトパターンを説明する特性図である。 充填効率と吸気弁作動角との関係、及び排気ガス導入時の吸気弁作動角補正量を説明する特性図である。 内燃機関のリフト・位相可変機構、及びウェストゲート弁の定常目標開度マップを説明する特性図である。 図１０の特性図において、リフト・位相可変機構、排気ガス還流制御弁、ウェストゲート弁、点火時期、及び燃料噴射の各制御指令値を演算する制御ブロックを説明する構成図である。 図１０の特性図において、スロットル弁開度、排気ガス還流制御弁開度、エアフローセンサ検出流量、排気ガス還流制御弁の前後圧力状態、大気状態、リフト・位相可変機構位置に基づいて充填効率、排気ガス還流率、吸気圧力を演算する制御ブロックを説明する構成図である。 図１０の特性図において、過給域で且つ冷却した排気ガスを導入している運転動作点Ａから運転動作点Ｂ及び運転動作点Ｃに減速した場合の吸気弁作動角、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の各動作を説明するフローチャート図である。 図１０の特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合の吸気弁作動角、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、及び排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図１０の特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ急停止した場合の吸気弁作動角、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図１０の特性図において、過給域で且つ冷却した排気ガスを導入している運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合の吸気弁作動角、ウェストゲート弁の各動作を説明するフローチャート図である。 図１０の特性図において、運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合の吸気弁作動角、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、及び排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 内燃機関のスロットル弁およびウェストゲート弁の定常目標開度マップを説明する特性図である。 充填効率とウェストゲート弁開度との関係およびＥＧＲ導入時のウェストゲート弁開度補正量を説明する特性図である。 図１８の特性図において、スロットル弁、排気ガス還流制御弁、ウェストゲート弁、点火時期、および燃料噴射の各制御指令値を演算する制御ブロックを説明する構成図である。 図１８の特性図において、過給域で且つ冷却した排気ガスを導入している運転動作点Ａから運転動作点Ｂ、運転動作点Ｃ及び運転動作点Ｄに減速した場合の、スロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁、吸排気弁可変機構の各動作を説明するフローチャート図である。 図１８の特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図１８の特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｄへ急停止した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図１８の特性図において、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ減速した場合のスロットル弁開度、排気ガス還流制御弁開度、吸排気弁位相、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。 図１８の特性図において、過給域で且つ冷却した排気ガスを導入している運転動作点Ｂから運転動作点Ａに加速した場合のスロットル弁、ウェストゲート弁の各動作を説明するフローチャート図である。 図１８の特性図において、運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合のスロットル弁、排気ガス還流制御弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、および排気ガス還流率の時間的推移を説明する特性図である。
　以下に本発明の実施例になる内燃機関の制御装置を図面に基づき詳細に説明するが、複数の実施例があるので共通する内燃機関のシステム構成をまず説明する。
　図１において、参照番号１は制御対象とする内燃機関であり、内燃機関1には吸気流路１Ａ及び排気流路１Ｂが連通している。
　吸気流路１Ａには吸気温度センサを備えたエアフローセンサ２が組付けられている。吸気流路１Ａと排気流路１Ｂにはターボ式の過給機３が備え付けられており、過給機３のコンプレッサーが吸気流路１Ａに、タービンが排気流路１Ｂにそれぞれ接続されている。
　過給機３は、排気ガスの有するエネルギをタービン翼の回転運動に変換するためのタービンと、タービン翼に連結されたコンプレッサー翼の回転によって吸入空気を圧縮するためのコンプレッサーとで構成されている。過給機３のコンプレッサー側の下流には、断熱圧縮されて上昇した吸気温度を冷却するためのインタークーラ５が備えられている。
　インタークーラ５の下流には、冷却後の吸気温度を計測するための吸気温度センサ６が組付けられている。吸気温度センサ6の下流には、吸気流路１Ａの流路断面積を絞りシリンダに流入する吸入空気量を制御するためのスロットルバルブ７が備えられている。
　スロットルバルブ７はアクセル踏み込み量とは独立にスロットル開度を制御することができる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ7の下流には吸気マニホールド8が連通している。尚、インタークーラをスロットルバルブ7の下流の吸気マニホールド8に一体化させて備える構成としてもよい。それによってコンプレッサー下流からシリンダまでの容積を小さくすることができ、加減速の応答性を向上させることができる。
　吸気マニホールド８には過給圧センサ９が組付けられている。吸気マニホールド８の下流には、吸気に偏流を生じさせることによって、シリンダ内流れの乱れを強化する流動強化弁１０と、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１１が配置されている。燃料噴射弁１１はシリンダに直接燃料を噴射する方式としてもよい。
　内燃機関１は、吸気弁１２及び排気弁バルブ１４の開閉の位相を連続的に可変とする位相可変機構を吸気弁１２および排気弁１４にそれぞれ備えている。また、吸気弁１２にはそのリフトを連続的に可変とするリフト可変機構も備えられている。吸気弁１２及び排気弁バルブ１４の可変機構には、バルブの開閉位相を検知するためのセンサ１３及び１５が、吸気弁１２および排気弁１４にそれぞれ組付けられている。
　シリンダヘッド部にはシリンダ内に電極部を露出させ、スパークによって可燃混合気を引火する点火プラグ１６が組付けられている。さらにシリンダにはノックの発生を検知するノックセンサ１７が組付けられている。
　クランク軸にはクランク角度センサ１８が組付けられている。クランク角度センサ１８から出力される信号にもとづき、内燃機関１の回転速度を検出することができる。排気流路１Ｂには空燃比センサ２０が組付けられており、空燃比センサ２０の検出結果に基づき燃料噴射弁１１より供給される燃料噴射量が目標空燃比となるように、フィードバック制御が行われる。
　空燃比センサ２０の下流には、排気浄化触媒２１が設けられており、一酸化炭素、窒素酸化物および未燃炭化水素などの有害排出ガス成分が触媒反応によって浄化される。
　過給機３には、エアバイパスバルブ４およびウェストゲートバルブ１９が備えられている。エアバイパスバルブ４はコンプレッサーの下流部からスロットルバルブ７の上流部の圧力が過剰に上昇するのを防ぐために備えられている。過給状態においてスロットルバルブ７を急激に閉止した場合に、エアバイパスバルブ４を開くことでコンプレッサー下流部の吸気（空気と排気ガスが混合したガス）をコンプレッサー上流部へ逆流させて過給圧を下げることができる。
　一方、ウェストゲートバルブ１９は内燃機関１が過剰な過給レベルとなるのを防ぐために設けられている。過給圧センサ９により検知された過給圧が所定の値に達した場合に、ウェストゲートバルブ１９を開くことで、タービンを迂回するように排気ガスがバイパスされて過給圧の上昇を抑制あるいは保持することができる。
　排気浄化触媒２１の下流より排気ガスを分流し、コンプレッサーの上流部へと排気ガスを還流させる排気ガス還流通路（以下、ＥＧＲ通路という。）２２が連通している。ＥＧＲ通路２２には排気ガスを冷却するための排気ガスクーラ２３が備えられている。
　排気ガスクーラ２３の下流には排気ガス流量を制御するための排気ガス還流制御弁（以下、ＥＧＲ弁という。）２４が備えられている。ＥＧＲ弁２４の上流部の排気ガスの温度を検出するための温度センサ２５およびＥＧＲ弁２４の前後の差圧を検出するための差圧センサ２６が組み付けられている。
　これらの各制御要素は制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）２７によって制御されるものである。ＥＣＵ２７には上述した各種センサと各種アクチュエータが接続されており、具体的にはスロットルバルブ７、燃料噴射弁１１、位相／リフト可変機構１３及び１５、ＥＧＲ弁２４などのアクチュエータはＥＣＵ２７により制御されている。
　更に、上述した各種センサより入力された信号にもとづき、内燃機関１の運転状態を検知して運転状態に応じてＥＣＵ２７により決定されたタイミングで点火プラグ１６が点火を行うことができる。
　図２は過給機を備える内燃機関において、スロットル弁７およびウェストゲート弁１９の定常目標開度マップを説明する図である。吸入空気量の増加にしたがって、スロットル弁７の目標開度を増加させる様に設定されている。この例では、過給域よりやや低い負荷水準以上（図２（ａ）における破線内の領域）で、排気ガスクーラ２３によって冷却した排気ガス（以下、Cooled－ＥＧＲという。）を導入する。
　ここで、太い破線の枠で囲まれた領域が排気ガスの還流される、いわゆるＥＧＲ領域である。（以下の図面においても同様にＥＧＲ領域を示す。）
　従来、この領域では燃料のリッチ化によるノック低減や排気温度上昇の抑制を図ってきたが、同領域にてCooled－ＥＧＲを導入しノック低減や排気温度抑制を図りつつ、理論空燃比による燃焼を行うことで、低燃費運転を実現することができるようになるものである。
　図２（ｂ）には、回転速度に対するウェストゲート弁１９の開度の関係が示されており、インターセプト点以上の回転速度域でウェストゲート弁１９による過給圧制御を行う。同一回転速度では目標過給圧が大きい程、ウェストゲート弁開度を大きくするように動作する。
　図３は、ＥＧＲ弁２４の開度と排気ガス還流率（以下、ＥＧＲ率という。）との関係、充填効率とスロットル弁７の開度との関係および排気ガス導入時のスロットル弁７の開度補正量を説明する図である。図３（a）に示す様に、ＥＧＲ弁２４の同一前後差圧においては、ＥＧＲ弁２４の開度を大きくするほどＥＧＲ率が大きくなる傾向を示している。
　また、図３（ｂ）に示す様に、充填効率が増加するほどスロットル弁７の開度を大きく設定する必要がある。この例ではスロットル弁７の上流に排気ガスが合流する構成となっており、排気ガスの導入に応じてスロットル弁７の開度を増加側に補正する必要がある。
　図４は従来の過給機を備えた内燃機関において、図２に示す運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合のスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　図４の（ｃ）、（ｄ）にあるように、エアバイパス弁４およびウェストゲート弁１９を閉じた状態で、図４の（a）のようにスロットル弁７によって運転動作点Ｂに負荷調整を行うと、過給機３による吸入空気への圧縮仕事をスロットル弁７によって絞る結果、スロットル弁７の前後差圧が大きくなる。その状態から、目標ＥＧＲ率を固定しつつスロットル弁７を急激に開くと、スロットル弁７の下流へ新気が一気に流入し、図４の（e）のようにスロットル弁７の前後差圧が減少し、図４の（ｆ）のように充填効率も変動するする。
　このとき、図４の（ｇ）のように一時的にＥＧＲ合流部のＥＧＲ率が著しく減少するスパイク現象を生じる。このようなＥＧＲ率のスパイクがシリンダに到達すると、空燃比制御精度の悪化やトルク制御精度の悪化を生じる問題があった。
　同様に、図５は従来の過給機付き内燃機関の制御システムにおいて、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合のスロットル弁、ＥＧＲ弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。図５においては図４に示すような変化と逆の変化を生じるようになる。
　スロットル弁７を急閉止するとコンプレッサー下流部（スロットル弁上流部）の吸入空気が行き場を失うことで、過給圧が急激に上昇を始める。コンプレッサーが低流量かつ高過給圧の動作領域に突入すると、サージングと呼ばれる不安定現象を生じることが知られている。
　これを防止するために、従来の過給機付き内燃機関では、スロットル弁７の前後差圧を駆動源としてエアバイパス４弁を開くことで、コンプレッサー上流部へ圧縮ガスを逆流させている。
　しかしながら、上記エアバイパス弁４の開動作にともない、空気と排気ガスの混合ガスがＥＧＲ通路２２と吸気流路１Ａの接続部であるＥＧＲ合流部より上流部へ逆流し、その後にＥＧＲ合流部を通過してシリンダ側の順流方向へと流れる際に、新たなＥＧＲを含んでシリンダ側へ流入する。
　したがって、図５の（ｇ）にあるように一時的にＥＧＲ合流部のＥＧＲ率が著しく増加するスパイク現象を生じる。このようなＥＧＲ率のスパイクがシリンダに到達すると空燃比制御精度の悪化やトルク制御精度の悪化を生じる問題があった。
　図６は従来の過給機付き内燃機関の制御システムにおいて、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ急停止した場合の、スロットル弁、ＥＧＲ弁、エアバイパス弁、ウェストゲート弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　図５と同様に、スロットル弁７を急閉止するとコンプレッサー下流部（スロットル弁上流部）の吸入空気が行き場を失うことで、過給圧が急激に上昇を始める。スロットル弁７の前後差圧が大きくなるとエアバイパス弁４が開き始め、コンプレッサー下流部より上流部へとＥＧＲを含んだガスが逆流する。
　ＥＧＲ弁２４をスロットル弁７に同期させて急閉止した場合でも、ＥＧＲ合流部の下流部からシリンダまでの空間に滞留したＥＧＲがシリンダに到達するまでには一定の遅れが見られ、その間にスロットル弁７の下流部の圧力が低下することによって、シリンダ内は内部ＥＧＲの割合が増加する。滞留ＥＧＲと内部ＥＧＲとの重畳でシリンダ内には多量のＥＧＲが導入される結果となり失火を生じる問題があった。
　以上が従来の過給機を備えた内燃機関の過渡運転時に生じていた排気ガスの一時的な増加、或いは減少を生じるメカニズムである。
　次に、本発明の実施例を説明する前に本発明の実施例に使用されるリフト／位相可変機構について説明しておく。
　図７は、吸気弁１２及び排気弁１４に位相可変機構を設けたときのバルブリフトパターンを説明する図である。
　吸気弁１２の位相を進角側に変化させ、逆に排気バルブの位相を遅角側に変化させると吸気弁１２と排気弁１４のオーバーラップ期間が増加する。このような位相可変機構を備えた内燃機関では、部分負荷条件においてオーバーラップ期間が生じるように吸気弁１２と排気弁１４が制御され、排気管中の排気ガスを一旦、吸気管へ吹き返すことによって内部ＥＧＲを生じさせることができる。吸気弁１２および排気弁１４の位相をともに上死点よりも遅角側に設定し、排気弁閉じ時期のシリンダ容積を増加させることによって、シリンダ内の残留ガスを増大させことも可能である。この方法によれば、吸気弁と排気弁のオーバーラップ期間を増加させずに、内部ＥＧＲを生じさせることができる。
　内部ＥＧＲの増加にしたがって、部分負荷条件でのポンプ損失の低減ができ、燃焼ガス温度を低減できるために排気ガス中の窒素酸化物の低減を行うことができる。
　図８は吸気弁１２にリフト可変機構を備えた吸気弁１２のバルブリフトパターンを説明する図である。スロットル弁１２によって充填効率を制御する内燃機関では、吸気弁１２の上流圧をスロットル弁７によって絞ることで負圧を生じさせるため、ポンプ損失による燃費悪化が問題となる。
　吸気弁１２の上流圧をスロットル弁７によって絞ることなく、図８にあるように吸気弁１２のリフトによって吸気量を制御することができれば、上記ポンプ損失にともなう燃費悪化を抑制することができる。
　したがって、図８に示すようなリフト可変機構によって吸気弁１２のバルブリフトを連続的に可変とするリフト可変機構と、位相を連続的に可変とする位相可変機構とを組み合わせて用いることによって、吸気弁開時期（IVO）を固定しつつ、吸気弁閉時期（IVC）を変化させることができる。このような可変機構を備えることで、スロットル弁７によらないで充填効率を制御することができる。
　このリフト可変機構では吸気弁１２の作動角が増加するにしたがって最大リフトが増加する関係を有しており、要求トルクの小さいときにはリフト量を小さくすると同時に吸気弁閉時期（IVC）を進角させて吸気量を少なくすることができる。このとき、吸気弁閉時期（IVC）を進角させることによって、ピストン圧縮量をピストン膨張量と比較して相対的に小さくすることができるので、ポンプ損失の低減に加えてミラーサイクル効果による燃費向上効果も期待できる。
　図９は、充填効率と吸気弁１２の作動角との関係、及び排気ガス導入時の吸気弁１２の作動角補正量を説明する図である。同図に示す様に充填効率が増加するほど吸気弁作動角を大きく設定する必要がある。この例では、同一充填効率を実現するためには排気ガス導入に応じて吸気弁１２の作動角を増加側に補正する必要がある。
　図１０は過給機を備えた内燃機関において、図２に示すスロットル弁７の代わりに用いたリフト／位相可変機構、及びウェストゲート弁１９の定常目標開度マップを説明する図である。
　図２と同様に、リフト／位相可変機構は充填効率が増加するにしたがって吸気弁１２の作動角を増加させるように動作するが、この例では過給領域よりやや低い負荷水準以上（図１０（ａ）における破線内の領域）で、排気ガスクーラ２３によって冷却した排気ガスを導入する。したがって、破線内がＥＧＲ領域となるものである。
　従来ではこの領域では、燃料のリッチ化によるノック低減や排気温度抑制を図ってきたが、同領域にてCooled－ＥＧＲを導入しノック低減や排気温度抑制を図りつつ、理論空燃比による燃焼を行うことで、低燃費運転を実現することができる。
　図１０（ｂ）には、回転速度に対するウェストゲート弁１９の開度の関係が示されており、インターセプト点以上の回転速度域でウェストゲート弁１９による過給圧制御を行う。同一回転速度では目標過給圧が大きい程、ウェストゲート弁１９の開度を大きくする。
　図１１はＥＣＵ２７に搭載された制御装置の制御ブロックを示しており、リフト／位相可変機構、ＥＧＲ弁２４、ウェストゲート弁１９、点火プラグ１６、および燃料噴射弁１１の各制御指令値を演算するブロックを示している。
　図１１において、ステージ１では制御量の演算を主に行なうもので、ブロック１１０１では回転速度とアクセル開度（＝踏み込み量）に基づき目標トルクを演算し、ブロック１１０２では回転速度と目標トルクに基づき目標充填効率を演算し、ブロック１１０３では回転速度と目標充填効率に基づき目標ＥＧＲ率を演算し、ブロック１１０４では回転速度と目標充填効率と目標ＥＧＲ率に基づき目標吸気管圧力を演算し、ブロック１１０５では回転速度と充填効率に基づき目標空燃比を演算する。
　次のステージ２では制御量に基づき具体的な物理量の演算を行うもので、ブロック１１０６では回転速度、目標充填効率、目標ＥＧＲ率、及び目標吸気圧力と現在の吸気圧力との差に基づき目標吸気弁位相および作動角を演算し、ブロック１１０７では回転速度、目標充填効率、及び目標ＥＧＲ率に基づき目標ＥＧＲ弁開度を演算し、ブロック１１０８では回転速度、及び目標吸気圧力と現在の吸気圧力との差に基づき目標ウェストゲート弁開度をし、ブロック１１０９では回転速度と現在の充填効率と現在のＥＧＲ率にもとづき点火時期を演算し、ブロック１１１０では回転速度、現在の充填効率と目標空燃比にもとづき燃料噴射期間および噴射時期を演算する。
　図１２はこれもＥＣＵ２７に搭載された制御装置の制御ブロックを示しており、スロットル弁開度、ＥＧＲ弁開度、エアフローセンサ検出流量、ＥＧＲ弁前後圧力状態、大気状態、吸気弁や排気弁の位置等の検出信号に基づいて、充填効率、ＥＧＲ率、および吸気圧力等の制御に使用するパラメータを演算する制御ブロックを示している。
　図１２において、ブロック１２０１では回転速度、可変バルブ位置、スロットル弁下流圧力、及びスロットル弁下流温度に基づきシリンダ流量を演算する。
　ブロック１２０２ではスロットル弁開度、スロットル弁上流圧力、スロットル弁下流圧力、及びスロットル弁上流温度に基づきスロットル弁流量を演算する。
　ブロック１２０３ではエアフローセンサ検出流量、スロットル弁流量、大気温度、大気圧力、コンプレッサー下流温度に基づきコンプレッサー下流圧力を演算する。
　ブロック１２０４ではエアフローセンサ検出流量、スロットル弁流量、及びコンプレッサー下流圧力に基づきコンプレッサー下流温度を演算する。
　ブロック１２０５ではスロットル弁流量、シリンダ流慮、コンプレッサー下流温度、及びスロットル弁下流温度に基づきスロットル弁下流圧力を演算する。
　ブロック１２０６ではスロットル弁流量、シリンダ流慮、及びコンプレッサー下流温度に基づきスロットル弁下流温度を演算する。ブロック１２０７ではＥＧＲ弁開度、ＥＧＲ弁上流圧力、ＥＧＲ上流温度、及びＥＧＲ弁下流圧力に基づきＥＧＲ流量を演算する。
　ブロック１２０８では回転速度及びシリンダ流量に基づき充填効率を演算し、ブロック１２０９ではＥＧＲ流量、スロットル弁流量、及びエアフローセンサ検出流量に基づきコンプレッサー下流ＥＧＲ率を演算する。
　ブロック１２１０ではコンプレッサー下流ＥＧＲ率、スロットル弁流量、及びシリンダ流量に基づきスロットル弁下流ＥＧＲ率を演算する。
　そして、ブロック１２０５で演算された吸気圧力と、ブロック１２０８で演算された充填効率と、ブロック１，２１０で演算されたＥＧＲ率は図１１に示した制御に反映させることができる。
　このようなＥＣＵ２７を含めた内燃機関の制御装置において、次に過渡運転時に一時的に排気ガス流量が増加、或いは減少するという課題を解決する本発明の実施例について説明する。
　図１３は図１０に示した例において、過給域で且つCooled－ＥＧＲを導入する運転動作点Ａから運転動作点Ｂに向けて減速した場合の吸気弁作動角、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の動作を説明するフローチャート図である。
　図１３に示すフローチャートは図１１及び図１２に示す制御ブロックによって実行されるものであり、所定の時間割り込みによって割り込み処理の実行命令が入ると図１３に示すフローチャートが起動されるものである。
　この割り込みが入ると、ステップ１３０１で現在の運転状態がアクセルペダルの位置によって判断される。ステップ１３０１で例えばアクセルペダルの開度が小さく、内燃機関の回転数が高い場合は減速状態と判断され、減速状態でないと判断されるとこの割り込み処理を終了する。
　ステップ１３０１で減速状態と判断されると、ステップ１３０２に進んで現在の内燃機関の状態において過給機３が作動し、且つ排気ガスが還流されている領域かどうかの判断がなされる。つまり、目標動作点が過給領域で且つCooled－ＥＧＲが導入される領域内であるか否かが判断されるものである。
　過給領域で且つCooled－ＥＧＲが導入される領域内である場合には、ステップ１３０３に進んで吸気弁作動角が減少されて吸気量が絞られ、これによって減速動作が実行される。
　更に、これに続いてステップ１３０４に進んでウェストゲート弁１９が開かれて、タービンを流れる排気ガスをバイパスさせてタービンの回転を減少させることでコンプレッサーの回転を減少させる。
　次いで、ステップ１３０５に進んでコンプレッサーをバイパスしているエアバイパス弁４を閉じてコンプレッサー下流の排気ガスを含んだ混合ガスの逆流を抑制する。
　これによって、減速時に見られる排気ガスが一時的に増加するスパイク現象を防止することができる。
　一方、ステップ１３０２で現在の内燃機関の状態において過給機３が作動し、且つ排気ガスが還流されない領域であると判断されると、ステップ１３０６に進んで吸気弁作動角が減少されて吸気量が絞られ、これによって減速動作が実行される。
　更に、この後ステップ１３０７に進んで、この運転領域ではそもそも排気ガスの還流を行なわない領域なのでＥＧＲ弁２４を閉じて排気ガスの還流を停止する。
　次いでステップ１３０８に進んでウェストゲート弁１９が開かれて、タービンを流れる排気ガスをバイパスさせてタービンの回転を減少させることでコンプレッサーの回転を減少させる。
　次いで、ステップ１３０９に進んでコンプレッサーをバイパスしているエアバイパス弁４を閉じてコンプレッサー下流の排気ガスを含んだ混合ガスの逆流を抑制する。
　図１４は図１３に示したフローチャートのステップ１３０３乃至ステップ１３０５の実行によって得られる効果を説明するための特性図であって、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合の吸気弁１２の作動角、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明するものである。
　図１４の（ａ）にあるようにステップ１３０３で吸気弁作動角を減少させて減速制御を行うと共に、これと実質的に同期して図１４の（ｄ）のようにステップ１３０４でウェストゲート弁１９を開くと共に、図１４の（ｃ）のようにステップ１３０５でエアバイパス弁４を閉じている状態に維持しておく。ここで図１４の（ｂ）にあるようにＥＧＲ弁２４は開かれて所定の制御状態に保持されている。
　したがって、図１４の（ｅ）にあるようにスロットル弁７の前後の吸気圧力もさほど大きく乖離せず、図１４の（ｆ）にあるように充填効率もなだらかに減少していき、結果として図１４の（ｇ）に示すようにＥＧＲ率も大きく変動しないように落ち着かせることができるようになる。
　このように、減速時にエアバイパス弁４を閉じた状態とすることでＥＧＲのコンプレッサー上流部への逆流を防止でき、従来例として図５で説明した減速時における排気ガスの一時的な増加によるスパイク現象を適切に防止することができる。
　また、ウェストゲート弁１９を開くことによって、タービン回転速度を抑えて吸気量の低流量条件下において過給圧の過剰な上昇時に生じるサージング減少を防止することができる。
　更に、図１４の（ｃ）の２点鎖線にあるように、少なくともウェストゲート弁１９の開弁動作開始後の所定時間経過後に排気ガスの逆流によってＥＧＲ合流部の上流側へ達しない程度にエアバイパス弁４をわずかに開くことによって、サージング現象をより確実に防止することが可能である。
　更に、図１４の（ａ）（ｅ）（ｆ）の破線にあるように、吸気圧力が目標吸気圧力に達していないと判定された場合には、吸気弁作動角の目標制御量を一時的に減少側に過渡補正することによって、減速応答性を向上させることができる、という効果もあわせ期待できるものである。
　図１５は図１３に示したフローチャートのステップ１３０６乃至ステップ１３０９の実行によって得られる効果を説明するための特性図であって、図１０の例において、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ急停止した場合の吸気弁１２の作動角、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート１９弁の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　急減速してからステップ１３０２に進んで現在の内燃機関の状態が過給領域で且つCooled－ＥＧＲが導入される領域内では無いと判断されると、ステップ１３０３に進んで吸気弁１２の作動角が減少されて図１５（ａ）のよう吸気量が絞られて減速動作が実行される。
　その後、運転動作点ＣはＥＧＲ領域ではないため図１５（ｂ）にあるようにＥＧＲ弁２４は閉じられるようになり、更に図１５（ｃ）、（ｄ）にあるようにエアバイパス弁４を閉じた状態に移行或いは維持し、ウェストゲート弁を開くようにする。
　この結果、スロットル弁７の前後吸気圧力は図１５（ｅ）はほぼ等しくなり、更に充填効率も図１５（ｆ）にあるようになだらかに落ち着き、ＥＧＲ率は図１５（ｇ）にあるように一時的に増加することがない。
　このように、減速時にエアバイパス弁４を閉じた状態とすることで排気ガスのコンプレッサー上流部への逆流を防止できる。これによって、図５で説明したような減速時における排気ガスの一時的な増加によるスパイク現象を適切に防止することができる。
　更に、ウェストゲート弁１９を開くことによって、タービン回転速度を抑え、低流量条件において過給圧の過剰な上昇時に生じるサージング減少を防止することができる。また、二点鎖線で示したように、少なくともウェストゲート弁の開弁動作開始以降に、排気ガスの逆流がＥＧＲ合流部の上流側へ達しない程度にエアバイパス弁をわずかに開くことによって、上記サージング現象をより確実に防止することが可能である。
　図１６は図１０に示した例において、過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入する運転動作点Ｂから運転動作点Ａまで加速した場合の吸気弁作動角、ウェストゲート弁の各動作を説明するフローチャート図である。
　図１６に示すフローチャートは図１１及び図１２に示す制御ブロックによって実行されるものであり、所定の時間割り込みによって割り込み処理の実行命令が入ると図１５に示すフローチャートが起動されるものである。
　この割り込みが入ると、ステップ１６０１によってドライバのアクセルペダルの操作、例えば単位時間当りのアクセル操作量の変化によって加速条件と判断されると、ステップ１６０２に進んで現在の内燃機関の状態において過給機３が作動し、且つ排気ガスが還流されている領域かどうかの判断がなされる。つまり、目標動作点が過給領域で且つCooled－ＥＧＲが導入される領域内であるか否かが判断されるものである。
　ステップ１６０２で目標動作点が過給領域で且つCooled－ＥＧＲが導入される領域内である判断されると、ステップ１６０３に進んで吸気弁１２の作動角が増加されて加速のための吸気量が増大され、その後にステップ１６０４に進んでウェストゲート弁１９を制御する。このステップ１６０４ではウェストゲート弁１９が開かれていた場合はウェストゲート弁１９を閉じ、ウェストゲート弁１９が閉じられていた場合は閉じた状態を維持するものである。
　また、この後にステップ１６０５に進んでエアバイパス弁４の制御を行なうが、この加速時にはコンプレーサーの過給を有効にするためエアバイパス弁４は閉じられた状態にされて過給がなされている。このステップ１６０５ではエアバイパス弁４が開かれていた場合はエアバイパス弁４を閉じ、エアバイパス弁４が閉じられていた場合は閉じた状態を維持するものである。これによって、加速時に見られるＥＧＲの一時的に減少するスパイク現象を防止することができる。
　図１７は図１０の例において、運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合の吸気弁１２の作動角、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の夫々の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　加速状態になると、図１７（ａ）のように吸気弁１２の作動角を大きくしてシリンダに吸入される空気量を増大させて内燃機関で発生するトルクを増大させるようにする。
　このとき、図１６（ｂ）のようにＥＧＲ弁２４はその運転状態に応じて所定の制御開度に制御されて排気ガスを吸気流路１Ａに供給している。
　また、図１７（ｃ）（ｄ）にあるように加速時においては過給を有効に行なうようにするため、エアバイパス弁４とウェストゲート弁１９を夫々閉じた状態に維持してタービンの回転を高め、且つコンプレッサーの圧力を高めるようにしている。
　このように吸気弁１２の作動角を増加させて加速制御を行うことによって、図１７（ｅ）にあるようにスロットル弁７の前後に生じる大きな圧力差を防止することができる。その結果図１６（ｆ）にあるように充填効率の変化もなだらかに移行し、スロットル弁７の下流部への新気の急激な流入を防止でき、図１７（ｇ）にあるように加速時における排気ガスの一時的な減少を少なくすることが可能となり、スパイク現象を適切に防止することができる。
　尚、ここで吸気圧力が目標吸気圧力に達していないと判定された場合には図１７（ａ）、（ｅ）、（ｆ）にある破線に示すように、吸気弁１２の作動角の目標制御量を一時的に増加側に過渡補正することによって、加速応答性を向上させることができる。
　先に説明した実施例１は吸気量を制御するのに吸気弁１２の作用角、いわゆるリフト量を変えて行なっていたのに対し、以下に述べる他の実施例ではスロットル弁７を用いて吸気量を制御する場合を示している。
　図１８は過給機を備えた付き内燃機関において、スロットル弁７およびウェストゲート弁１９の定常目標開度マップを説明する図である。
　図１８（ａ）には、スロットル弁７の定常目標開度マップが示されており、非過給領域においては吸入空気量が増加するにしたがってスロットル弁７の開度を増加させ、一方、過給領域においてはスロットル弁７の開度を全開として過給圧による負荷制御を行うことでポンプ損失低減を図るようにしている。
　また、図１８（ｂ）には、ウェストゲート弁１９の定常目標開度マップが示されており、ウェストゲート弁１９は吸入空気量が所定値以下において開度を全開とし、過給機のなす無駄な圧縮仕事を抑制させ、一方、吸入空気量が所定値以上においては、充填効率が減少し、かつ回転速度が増加するにしたがって、ウェストゲート弁１９の開度を増加する様に設定している。
　この様な制御とすることで、過給域、非過給域ともにポンプ損失を低減しつつ、タービン回転速度の低下を抑えて加速性悪化への跳ね返りを最小限に抑えることが可能である。
本実施例では、過給域よりやや低い負荷水準以上（同図（ａ）における破線内の領域）で、排気ガスクーラ２３によって冷却した排気ガスを導入する。
　従来、この領域では、燃料のリッチ化によるノック低減や排気温度抑制を図ってきたが、同領域にてCooled－ＥＧＲを導入しノック低減や排気温度抑制を図りつつ、理論空燃比による燃焼を行うことで、低燃費運転を実現することができる。
　図１９は充填効率とウェストゲート弁１９の開度との関係および排気ガス導入時のウェストゲート弁１９の開度補正量を説明する図であり、同図に示す様に充填効率が所定値以下において充填効率の大小に関わらずウェストゲート弁開度を全開状態とし、充填効率が所定値以上において充填効率が増加するほどウェストゲート弁開度を小さく設定する必要がある。このため、本実施例では同一充填効率を実現するためには、排気ガスの導入量に応じてウェストゲート弁１９の開度を減少側に補正する必要がある。
　図２０は実施例１と同様にＥＣＵ２７によって実行される制御の制御ブロックを示しており、具体的にはスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、ウェストゲート弁１９、点火プラグ１６、及び燃料噴射弁１１の各制御指令値を演算する制御ブロックである。
　ブロック２００１では回転速度とアクセル開度（＝踏み込み量）に基づき目標トルクを演算する。
　ブロック２００２では回転速度と目標トルクにもとづき目標充填効率を演算し、ブロック２００３では回転速度と目標充填効率に基づき目標ＥＧＲ率を演算する。
　ブロック２００４では回転速度と目標充填効率と目標ＥＧＲ率にもとづき目標吸気管圧力を演算し、ブロック２００５では回転速度と充填効率に基づき目標空燃比を演算する。
　ブロック２００６では回転速度、目標充填効率、目標ＥＧＲ率、目標吸気圧力と現在の吸気圧力との差に基づき、目標スロットル弁開度を演算する。
　ブロック２００７では回転速度、目標充填効率、目標ＥＧＲ率にもとづき目標ＥＧＲ弁開度を演算する。
　ブロック２００８では回転速度と目標充填効率にもとづいて目標吸排気弁の位相を演算する。
ブロック２００９では回転速度と、目標吸気圧力と現在の吸気圧力との差に基づき、目標ウェストゲート弁開度を演算する。
ブロック２０１０では回転速度と現在の充填効率と現在のＥＧＲ率にもとづき点火時期を演算し、ブロック２０１１では回転速度、現在の充填効率、目標空燃比に基づき燃料噴射期間及び噴射時期を演算する。
　図２１は図１８の例において、過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入する運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合のスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９、吸気弁１２と排気弁１４の制御動作を説明するフローチャート図である。
　図２１において、ステップ２１０１において、実施例１と同様にドライバのアクセルペダルの操作によって減速条件と判断されるとステップ２１０２において、目標動作点が過給領域で、且つCooled－ＥＧＲを導入する領域内であるか否かが判断される。
　このステップ２１０２によって過給領域で、且つCooled－ＥＧＲを導入する領域内であると判断されるとステップ２１０３に進んでスロットル弁７が閉じられ、次いでステップ２１０４でウェストゲート弁１９が開かれ、更にステップ２１０５でエアバイパス弁４が閉じられる。
　これによって、減速時に見られるＥＧＲの一時的に増加するスパイク現象を防止することができる。
　図２２は図１８の例において、運転動作点Ａから運転動作点Ｂへ減速した場合のステップ２１０３からステップ２１０５に示す制御によるスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の開度と、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　図２２（ａ）のようにスロットル弁７の開度を減少させて減速制御を行うと共に、図２２（ｃ）、（ｄ）にあるようにエアバイパス弁４を閉じた状態とし、ウェストゲート弁１９を開くようにする。ここで、この領域はＥＧＲを行なう領域であるので図２２（ｂ）にあるようにＥＧＲ弁は開いた状態にある。
　したがって、図２２の（ｅ）にあるようにスロットル弁７の前後の吸気圧力もさほど大きく乖離せず、図２２の（ｆ）にあるように充填効率もなだらかに減少していき、結果として図２２の（ｇ）に示すようにＥＧＲ率も大きく変動しないように落ち着かせることができるようになる。
　このように、減速時にエアバイパス弁４を閉じた状態とすることでＥＧＲのコンプレッサー上流部への逆流を防止でき、従来例として図５で説明した減速時における排気ガスの一時的な増加によるスパイク現象を適切に防止することができる。
　また、ウェストゲート弁１９を開くことによって、タービン回転速度を抑えて吸気量の低流量条件下において過給圧の過剰な上昇時に生じるサージング減少を防止することができる。
　更に、図２２の（ｃ）の二点鎖線にあるように、少なくともウェストゲート弁１９の開弁動作開始後の所定時間経過後に排気ガスの逆流によってＥＧＲ合流部の上流側へ達しない程度にエアバイパス弁４をわずかに開くことによって、サージング現象をより確実に防止することが可能である。
　更に、図２２の（ａ）（ｅ）（ｆ）の破線にあるように、吸気圧力が目標吸気圧力に達していないと判定された場合には、吸気弁作動角の目標制御量を一時的に減少側に過渡補正することによって、減速応答性を向上させることができる、という効果もあわせ期待できるものである。
　図２１に戻り、ステップ２１０２によって過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入する領域内でないと判断されると、ステップ２１０６に進んで目標とする動作点が吸気弁１２と排気弁１４を用いて位相可変機構によって内部ＥＧＲを導入する領域内であるか否かが判断される。
　ステップ２１０６で内部得ＥＧＲを行なう領域と判断されるとステップ２１０７に進んでスロットル弁７が閉じられ、またステップ２１０２でＥＧＲ領域でないと判断されているのでステップ２１０８でＥＧＲ弁２４が閉じられるように制御される。
　これに続いて、ステップ２１０９でウェストゲート弁１９が開かれ、次いでステップ２１１０でエアバイパス弁４が閉じられ、更にステップ２１１１で吸気弁１２と排気弁１４を位相可変機構によってオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）期間の拡大操作を所定のサイクル数が経過するまで遅延させる。これによって、吸気マニホールド内に滞留したCooled－ＥＧＲと内部ＥＧＲとの重畳による多量のＥＧＲの導入を防止することができる。
　図２３は図１８の例において、運転動作点Ａから運転動作点Ｄへ減速した場合のステップ２１０７からステップ２１１１に示す制御によるスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４の開度、吸排気弁の位相、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。尚、ウェストゲート弁１９及びエアバイパス弁４の開度はここでは省略しているが、図２２（ｃ）（ｄ）と同じような動作を行なうものである。
　実施例１でも説明したように、減速によってスロットル弁７を急閉止するとコンプレッサー下流部（スロットル弁上流部）の吸入空気が行き場を失うことで、過給圧が急激に上昇を始める。スロットル弁７の前後差圧が拡大すると、エアバイパス弁４が開き始め、コンプレッサー下流部より上流部へとＥＧＲを含んだガスが逆流する。
　このため、図２３（ａ）にあるようにスロットル弁７の急閉止に同期させてＥＧＲ弁２４を図２３（ｂ）にあるように急閉止した場合でも、ＥＧＲ合流部の下流部からシリンダまでの空間に滞留したＥＧＲがシリンダに到達するまでには一定の遅れが見られる。ここで、吸気弁１２と排気弁１４のオーバーラップ期間をスロットル弁７の閉止動作に同期させて拡大すると、シリンダ内は内部ＥＧＲの割合が増加する。このため滞留ＥＧＲと内部ＥＧＲとの重畳でシリンダ内には多量のＥＧＲが導入される結果、失火を生じる現象がある。
　これを対策するため、ステップ２１１１を追加して図２３（ｃ）にあるように吸気弁１２と排気弁１４のオーバーラップを拡大するタイミングをスロットル弁７の閉止タイミングから所定のサイクルを経過するまで期間遅らせることで、図２３（ｆ）のように多量のＥＧＲによる失火を防止することができる。
　ここで図２３（ｃ）、（ｆ）で破線は吸気弁１２と排気弁１４のオーバーラップを拡大するタイミングをスロットル弁７の閉止タイミングに同期させた場合を示し、実線はステップ２１１１にあるような吸気弁１２と排気弁１４のオーバーラップを拡大するタイミングをスロットル弁７の閉止タイミングから所定のサイクルを経過するまで期間遅らせた場合を示している。
　また、図２１に戻ってステップ２１０６で目標動作点が内部ＥＧＲを導入する領域内に無いと判断されると、ステップ２１１２に進んでスロットル弁７が閉じられ、次いでステップ２１１３でＥＧＲ弁２４が閉じられ、引き続きステップ２１１４でウェストゲート弁１９が開かれ、最後にステップ２１１５でエアバイパス弁４が閉じられるように動作する。
　図２４は図１８の例において、運転動作点Ａから運転動作点Ｃへ減速した場合のステップ２１１２からステップ２１１５に示す制御によるスロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の開度と、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
　図２４（ａ）に示すようにスロットル弁７を閉止して急停止を行う際に、図２４（ｂ）にあるようにＥＧＲ弁２４を制御状態から閉じ、更に図２４（ｃ）にあるようにエアバイパス弁４を閉じた状態で、図２４（ｄ）にあるようにウェストゲート弁１９を開くようにする。
　これによって、エアバイパス弁４を閉じた状態とすることで排気ガスのコンプレッサー上流部への逆流を防止でき、図２４（ｇ）にあるように図５で説明した減速時における排気ガスの一時的な増加によるスパイク現象を適切に防止することができる。
　更に、図２４（ｃ）の二点鎖線にあるように、少なくともウェストゲート弁１９の開弁動作開始後の所定時間経過後に排気ガスの逆流によってＥＧＲ合流部の上流側へ達しない程度にエアバイパス弁４をわずかに開くことによって、サージング現象をより確実に防止することが可能である。
　図２５は図１８に示した例において、過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入している運転動作点Ｂから運転動作点Ａまで加速した場合のスロットル弁、ウェストゲート弁の制御動作を説明するフローチャート図である。
　図２５において、ステップ２５０１でドライバのアクセルペダルの操作によって加速条件と判断されると、ステップ２５０１に進んで過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入する運転状態かどうかが判断され、このステップ２５０２で過給領域で且つCooled－ＥＧＲを導入する運転状態であると判断されるとステップ２５０３に進んでスロットル弁７が開かれる。
　これに続いてステップ２５０４でウェストゲート弁１９が閉じられ、更にステップ２５０５でエアバイパス弁４が閉じられるように動作する。
　これによって、加速時に見られる排気ガスの一時的な減少によるスパイク現象を防止することができる。
　図２６は図１８の例において、運転動作点Ｂから運転動作点Ａへ加速した場合の、スロットル弁７、ＥＧＲ弁２４、エアバイパス弁４、ウェストゲート弁１９の開度、吸気圧力、充填効率、およびＥＧＲ率の時間的推移を説明する図である。
図２６（ａ）にあるようにスロットル弁７を開くと、ＥＧＲ弁２４はＥＧＲ領域であるため図２６（ｂ）所定の制御開度に制御されている。このとき、加速性能を維持するため図２６（ｃ）図２６（ｄ）にあるようにエアバイパス弁４が閉じられ、またウェストゲート弁１９も閉じられる。ここで図２６（ｅ）のあるようにスロットル弁７の前後の吸気圧力はほぼ同じような値となっている。このため充填効率も図２６（ｆ）にあるようになだらかに推移していくようになる。この結果、図２６（ｇ）にあるように加速時における排気ガスの一時的な減少を少なくすることが可能となり、スパイク現象を適切に防止することができる。
　尚、運転動作点Ｂではウェストゲート弁１９を開くことによって、過給機の無駄仕事を排除することで、同動作点Ｂ上でウェストゲート弁１９を閉じる従来制御と比較して、スロットル弁７の前後差圧を小さくすることができる。
　その結果、スロットル弁７の下流部への新気の急激な流入を抑制でき、図４で説明した加速時における排気ガスの一時的な減少によるスパイク現象を適切に防止することができる。また、吸気圧力が目標吸気圧力に達していないと判定された場合には、破線で示したようにウェストゲート弁１９を一時的に閉止側に過渡補正することによって加速応答性を向上させることができる。
　以上に説明した実施例１及び実施例２における特徴的な作用効果について以下に列記する。
　（１）内燃機関が過給状態で、且つEGRが還流されている状態において、吸気量制御手段によって気筒へ流入するガス量を減じる減速時に、エアバイパス弁を閉じた状態で、ウェストゲート弁を開くことで、EGRのスパイクを防止することができ、空燃比変動にともなう排気悪化やトルク変動を抑制できるほか、過剰なEGRの導入による失火を防止することができる。また、ウェストゲート弁を開くことで、低流量かつ高過給圧時に見られるサージング現象を抑制することができる。
　（２）吸気量制御手段に吸気弁の位相および作動角を可変とする可変バルブを用いることで、スロットル弁前後に生じる差圧を抑制でき、加速時に見られるスロットル弁下流への新気の急激な流入にともなうEGRスパイクや、減速時に見られるエアバイパス弁からの逆流にともなうEGRスパイクを防止することができる。
　（３）内燃機関が過給状態で、且つEGRが還流されている状態において、気筒へ流入する吸気量を増加せしめるときには、スロットル弁を全開にした状態でウェストゲート弁を閉じることで、加速時に見られるスロットル弁下流への新気の急激な流入にともなうEGRスパイクを防止することができる。
　（４）内燃機関が過給状態で、且つEGRが還流されている状態において、気筒へ流入する吸気量を減じるときには、エアバイパス弁を閉じた状態で、ウェストゲート弁を開くことで、減速時に見られるエアバイパス弁からの逆流にともなうEGRスパイクを防止することができる。
　（５）吸気量制御手段によって気筒へ流入するガス量を減じるときには、少なくともウェストゲート弁を開くタイミング以降に、EGRの逆流がEGR合流部の上流側へ達しない程度に、エアバイパス弁をわずかに開くことで、EGRスパイクを抑制しつつ、低流量かつ高過給圧時に見られるサージング現象をより確実に防止することが可能である。
　（６）内燃機関が過給状態で、かつEGRが還流されている状態において、同一充填効率ではEGR率が増加する程ウェストゲート弁の開度を減少させる様に設定することで、EGRが還流されている状態においても、充填効率を精度良く制御しつつ過給域のポンプ損失を低減し、理論空燃比燃焼による低燃費運転を実現できる。
　（７）、内燃機関が過給状態で、且つEGRが還流されている状態から、非過給状態で、吸排気弁のオーバーラップ期間を拡大させて内部EGRを増量している状態へと、吸気量制御手段によって気筒へ流入するガス量を減じるときには、吸排気弁のオーバーラップ期間を拡大させるタイミングを、所定のサイクル数遅延することで、EGR合流部より下流に滞留しているEGRとオーバーラップ拡大による内部EGRとの重畳で、シリンダ内に大量のEGRが存在することによる失火を防止することができる。
　1…内燃機関、2…エアフローセンサおよび吸気温センサ、3…ターボ過給機、4…エアバイパス弁、5…インタークーラ、6…温度センサ、7…スロットルバルブ、8…吸気マニホールド、9…圧力センサ、10…流動強化弁、11…燃料噴射弁、12…吸気可変バルブ機構、13…吸気可変バルブ位置センサ、14…排気可変バルブ機構、15…排気可変バルブ位置センサ、16…点火プラグ、17…ノックセンサ、18…クランク角度センサ、19…ウェストゲート弁、20…空燃比センサ、21…排気浄化触媒、22…ＥＧＲ管、23…ＥＧＲクーラ、24…ＥＧＲ弁、25…温度センサ、26…差圧センサ、27…ECU（Electronic…Control…Unit）。

Claims (14)

  1. 　排気流路に設けた排気側タービンと、前記排気側タービンの上流側と下流側を結ぶバイパス通路に設けられたウェストゲート弁と、吸気流路に設けられ前記排気側タービンによって駆動される吸気側コンプレッサーと、前記吸気側コンプレッサーの上流側と下流側を結ぶバイパス通路に設けられたエアバイパス弁と、前記排気流路から前記吸気側コンプレッサーより上流の前記吸気流路に排気ガスを還流する排気ガス還流通路と、前記排気ガス還流通路に設けられた排気ガス還流制御弁と、前記吸気流路を流れる吸気量を制御する吸気量制御手段を備えた内燃機関に使用され、少なくとも前記ウェストゲート弁、前記排気ガス還流制御弁及び前記吸気量制御手段の動作を制御する制御手段を備えた内燃機関の制御装置であって、
    　前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存する運転状態において、前記吸気量制御手段によって吸気量が減少或いは増加される過渡運転時の場合には、前記制御手段は前記エアバイパス弁が閉じた状態で前記ウェストゲート弁に制御信号を送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記吸気量制御手段によって吸気量が減少される減速運転時の場合には、前記制御手段は前記エアバイパス弁が閉じた状態で前記ウェストゲート弁を開くように前記ウェストゲート弁に制御信号を送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記エアバイパス弁の動作を制御する制御手段を備え、前記吸気量制御手段によって吸気量が減少される減速運転時の場合には、前記制御手段は前記エアバイパス弁を閉じて前記ウェストゲート弁を開くように前記エアバイパス弁と前記ウェストゲート弁に制御信号を送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  4. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態は並存する運転状態において、吸気量を減少させる場合では前記制御手段は前記エアバイパス弁が閉じた状態で前記ウェストゲート弁を開くように前記ウェストゲート弁に制御信号を送ると共に、前記排気ガス還流制御弁を閉じる制御信号か、或いは前記排気ガス還流制御弁を開く制御信号のどちらかを前記排気ガス還流制御弁に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、移行すべき運転状態が前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存しない運転状態の場合は、前記制御手段は前記排気ガス還流制御弁を閉じる制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送り、移行すべき運転状態が前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存する運転状態の場合は、前記制御手段は前記排気ガス還流制御弁を開く制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 　請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、移行すべき運転状態が前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存しなく、しかも内部ＥＧＲが必要な場合は、前記制御手段は前記排気ガス還流制御弁を閉じる制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送ると共に、前記吸気弁と排気弁のバルブオーバラップを拡大すると共に、この拡大時期を所定時間にわたり遅らせる制御信号を前記吸気弁または排気弁の位相可変機構に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 　請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、移行すべき運転状態が前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存しなく、しかも内部ＥＧＲが必要な場合は、前記制御手段は前記排気ガス還流制御弁を閉じる制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送ると共に、前記排気弁の閉じ時期のシリンダ容積を拡大すると共に、この拡大時期を所定時間にわたり遅らせる制御信号を前記排気弁の位相可変機構に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 　請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、移行すべき運転状態が前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存しなく、しかも内部ＥＧＲが不要な場合は、前記制御手段は前記排気ガス還流制御弁を閉じる制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送ると共に、前記エアバイパス弁を閉じて前記ウェストゲート弁を開くように前記エアバイパス弁と前記ウェストゲート弁に制御信号を送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  9. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記吸気量制御手段は吸気弁の位相及び作動角を可変とするリフト・位相可変機構、或いは前記吸気流路に設けたスロットル弁であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  10. 　請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態は並存する運転状態において、吸気量を減少させる場合では前記制御手段は前記エアバイパス弁を閉じて前記ウェストゲート弁を開くように前記エアバイパス弁と前記ウェストゲート弁に制御信号を送ると共に、前記ウェストゲート弁を開いた後に前記エアバイパス弁を所定量だけ開く制御信号が前記ウェストゲート弁を開いた時期より後に送られることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  11. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気側コンプレッサーによって過給されている状態と前記排気ガス還流通路から排気ガスが還流されている状態が並存する運転状態において、吸気量を増加させる加速運転時の場合には前記制御手段は前記エアバイパス弁が閉じた状態で前記ウェストゲート弁を閉じるように前記ウェストゲート弁に制御信号を送ると共に、前記排気ガス還流制御弁を開いた状態にする制御信号を前記排気ガス還流制御弁に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  12. 　請求項１１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　吸気量を増加させる場合では前記制御手段は前記スロットル弁を全開にする制御信号を前記スロットル弁に送り、その状態でエアバイパス弁が閉じた状態で前記ウェストゲート弁を閉じるように前記ウェストゲート弁に制御信号を送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  13. 　請求項１１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　吸気量を増加させるために前記制御手段は前記リフト・位相可変機構によって吸気量が増加する制御信号を前記リフト・位相可変機構に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  14. 　請求項１１に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記制御手段は同一充填効率で前記EGR率が増加するにつれて前記ウェストゲート弁の開度を減少させる制御信号を前記ウェストゲート弁に送ることを特徴とする内燃機関の制御装置。
PCT/JP2012/078093 2011-11-25 2012-10-31 内燃機関の制御装置 WO2013077155A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/356,335 US20140298802A1 (en) 2011-11-25 2012-10-31 Control Device for Internal Combustion Engine
DE112012004907.1T DE112012004907T5 (de) 2011-11-25 2012-10-31 Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor
CN201280057768.1A CN103958861B (zh) 2011-11-25 2012-10-31 内燃机的控制装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011257036A JP5825994B2 (ja) 2011-11-25 2011-11-25 内燃機関の制御装置
JP2011-257036 2011-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013077155A1 true WO2013077155A1 (ja) 2013-05-30

Family

ID=48469603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/078093 WO2013077155A1 (ja) 2011-11-25 2012-10-31 内燃機関の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140298802A1 (ja)
JP (1) JP5825994B2 (ja)
CN (1) CN103958861B (ja)
DE (1) DE112012004907T5 (ja)
WO (1) WO2013077155A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9074541B2 (en) 2013-10-25 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for control of an EGR valve during lean operation in a boosted engine system
JP2015132207A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 愛三工業株式会社 過給機付きエンジンの制御装置
CN105020059A (zh) * 2014-04-15 2015-11-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 再循环阀控制系统和方法
CN111749805A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 丰田自动车株式会社 混合动力车辆和混合动力车辆的发动机控制方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5348338B2 (ja) * 2010-06-30 2013-11-20 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
US9890718B2 (en) * 2012-01-11 2018-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
JP6127906B2 (ja) * 2013-10-23 2017-05-17 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP6331690B2 (ja) * 2014-05-23 2018-05-30 日産自動車株式会社 ガソリンエンジンの制御装置
KR101575278B1 (ko) * 2014-10-20 2015-12-07 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 공기 조절 밸브 학습 방법 및 장치
DE202015001094U1 (de) * 2015-02-11 2016-05-16 Gm Global Technology Operations, Llc Turboaufgeladener Verbrennungsmotor mit einer NOx-Falle für den Magerbetrieb
DE102015109223A1 (de) * 2015-06-10 2016-12-15 Fev Gmbh Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
FR3044046B1 (fr) * 2015-11-25 2019-09-13 Continental Automotive France Procede de controle d'un moteur thermique
JP6656754B2 (ja) * 2016-02-29 2020-03-04 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置
KR101855762B1 (ko) * 2016-07-05 2018-05-09 현대자동차 주식회사 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 및 엔진 시스템
JP6431018B2 (ja) * 2016-10-24 2018-11-28 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US10107220B2 (en) * 2016-12-16 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
WO2018131152A1 (ja) * 2017-01-16 2018-07-19 日産自動車株式会社 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置
KR102286736B1 (ko) * 2017-04-06 2021-08-05 현대자동차 주식회사 엔진 시스템 및 제어 방법
US10605158B2 (en) * 2017-09-18 2020-03-31 Ford Global Technologies, Llc Engine braking an opposed piston that includes a mechanically driven supercharger
US10605159B2 (en) * 2017-09-18 2020-03-31 Ford Global Technologies, Llc Engine braking for an opposed piston that includes a mechanically driven supercharger
JP7067003B2 (ja) * 2017-09-25 2022-05-16 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP7038573B2 (ja) * 2018-03-06 2022-03-18 愛三工業株式会社 エンジンシステム
WO2020046718A1 (en) 2018-08-30 2020-03-05 Achates Power, Inc. Thermal management of exhaust gas aftertreatment devices of opposed-piston engines under motoring conditions
EP3683427A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-22 Volkswagen Ag Abgasnachbehandlung eines verbrennungsmotors
DE102019103833A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors sowie Abgasnachbehandlungssystem
JP7433328B2 (ja) * 2019-09-06 2024-02-19 日産自動車株式会社 Ｅｇｒ制御方法及びｅｇｒ制御装置
CN115335595A (zh) * 2020-04-02 2022-11-11 日产自动车株式会社 内燃机的egr推定方法以及内燃机的egr推定装置
JP7503976B2 (ja) * 2020-09-09 2024-06-21 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション 舶用内燃機関

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007056842A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Toyota Motor Corp 過給器の制御装置
JP2011190782A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4182770B2 (ja) * 2003-02-14 2008-11-19 トヨタ自動車株式会社 ディーゼルエンジン
JP4134816B2 (ja) * 2003-06-03 2008-08-20 いすゞ自動車株式会社 ターボチャージャ付エンジン
WO2006011553A1 (ja) * 2004-07-30 2006-02-02 Komatsu Ltd. 内燃機関の給気制御装置
US8365528B2 (en) * 2009-01-06 2013-02-05 Ford Global Technologies, Llc Engine valve duration control for improved scavenging
US8347613B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Controlling operation of exhaust of an engine including a particulate filter
US8516797B2 (en) * 2009-09-29 2013-08-27 Ford Global Technologies, Llc Control of exhaust flow in an engine including a particulate filter
US9115672B2 (en) * 2009-12-22 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
WO2011114448A1 (ja) * 2010-03-17 2011-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US8590514B2 (en) * 2010-06-11 2013-11-26 Ford Global Technologies, Llc Airflow generating device for alternator cooling and vapor canister purging
US8301358B2 (en) * 2011-06-21 2012-10-30 Ford Global Technologies, Llc Method of engine starting

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007056842A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Toyota Motor Corp 過給器の制御装置
JP2011190782A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9074541B2 (en) 2013-10-25 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for control of an EGR valve during lean operation in a boosted engine system
US9683500B2 (en) 2013-10-25 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Method and system for control of an EGR valve during lean operation in a boosted engine system
JP2015132207A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 愛三工業株式会社 過給機付きエンジンの制御装置
CN105020059A (zh) * 2014-04-15 2015-11-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 再循环阀控制系统和方法
US9920698B2 (en) 2014-04-15 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Recirculation valve control systems and methods
CN111749805A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 丰田自动车株式会社 混合动力车辆和混合动力车辆的发动机控制方法
CN111749805B (zh) * 2019-03-26 2023-03-31 丰田自动车株式会社 混合动力车辆和混合动力车辆的发动机控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103958861B (zh) 2016-07-06
US20140298802A1 (en) 2014-10-09
JP2013113104A (ja) 2013-06-10
JP5825994B2 (ja) 2015-12-02
CN103958861A (zh) 2014-07-30
DE112012004907T5 (de) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5825994B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4277897B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5672417B2 (ja) 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP5772025B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5708820B2 (ja) 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP4893514B2 (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
CN108730052B (zh) 内燃机的控制装置
EP3730770B1 (en) Internal combustion engine and method of controlling same
JP4329558B2 (ja) 内燃機関用過給システム
JP4789756B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4196343B2 (ja) 内燃機関およびその運転方法
JP4419860B2 (ja) 圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム
JP2018159271A (ja) 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置
JP6127906B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009108693A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2007263127A (ja) エンジンの燃料制御装置，エンジンの燃料制御方法
JP5263249B2 (ja) 過給機付き内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP5338709B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2002188522A (ja) ターボチャージャ付きエンジンのｅｇｒ制御装置
JP5293683B2 (ja) ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
JP2014231821A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP5769506B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2018131924A (ja) 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置
US11441497B2 (en) Internal combustion engine control method and internal combustion engine control device
JP5817634B2 (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12851565

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14356335

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112012004907

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120120049071

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12851565

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1