WO2013145278A1 - 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
WO2013145278A1
WO2013145278A1 PCT/JP2012/058648 JP2012058648W WO2013145278A1 WO 2013145278 A1 WO2013145278 A1 WO 2013145278A1 JP 2012058648 W JP2012058648 W JP 2012058648W WO 2013145278 A1 WO2013145278 A1 WO 2013145278A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
opening
internal combustion
valve
combustion engine
turbine
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/058648
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕樹 松井
Original Assignee
トヨタ自動車 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 トヨタ自動車 株式会社 filed Critical トヨタ自動車 株式会社
Priority to US14/386,121 priority Critical patent/US20150040561A1/en
Priority to CN201280071841.0A priority patent/CN104204447A/zh
Priority to JP2014507239A priority patent/JP5858143B2/ja
Priority to PCT/JP2012/058648 priority patent/WO2013145278A1/ja
Priority to EP12872494.5A priority patent/EP2832968A4/en
Publication of WO2013145278A1 publication Critical patent/WO2013145278A1/ja
Priority to IN7830DEN2014 priority patent/IN2014DN07830A/en

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
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • 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
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • 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
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/06—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving exhaust evacuation or circulation, or reducing back-pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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 equipped with an exhaust turbine supercharger.
  • the supercharger includes a turbine and a compressor driven by the turbine.
  • the turbine includes a turbine housing provided in the exhaust passage and a turbine wheel surrounded by the turbine housing.
  • the turbocharger is provided with a waste gate mechanism for exhausting the exhaust gas around the turbine wheel.
  • the waste gate mechanism includes a waste gate port that bypasses the turbine wheel and a waste gate valve that opens and closes the waste gate port. For example, when the pressure of the exhaust gas introduced into the turbine wheel exceeds a predetermined level, the exhaust gas is discharged through the waste gate port by opening the waste gate valve. Then, it is avoided that an excessive exhaust pressure acts on the turbine wheel, and an excessive increase in the supercharging pressure is suppressed.
  • a porous exhaust purification catalyst for purifying exhaust is provided on the exhaust downstream side of the turbine provided in the exhaust passage.
  • an internal combustion engine uses a fuel containing a metal such as Mn.
  • the metal since the metal is contained in the exhaust gas, the metal is deposited on the exhaust purification catalyst.
  • exhaust due to the layout of the exhaust system, exhaust is likely to hit a specific part at the inlet of the exhaust purification catalyst, and thus the above-mentioned clogging occurs locally. For this reason, the function of the exhaust purification catalyst may be deteriorated at an early stage.
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately suppress the occurrence of local clogging in an exhaust purification catalyst.
  • an internal combustion engine control apparatus includes a turbine provided in an exhaust passage, and a waste gate mechanism having a port that bypasses a turbine wheel of the turbine and a valve that opens and closes the port.
  • the present invention is applied to an internal combustion engine including a supercharger and an exhaust purification catalyst provided on the exhaust downstream side of the turbine, and controls the opening of the valve.
  • the minimum opening that is the minimum value of the opening of the valve at which the flow rate of the exhaust gas flowing through the port does not increase when the opening of the valve is changed to the open side during engine operation. Change in the above.
  • the opening degree of the waste gate valve is changed at the above-mentioned minimum opening degree or more during engine operation, the flow direction of the exhaust gas discharged through the port changes and is not fixed. For this reason, it is suppressed that exhaust is continuously hitting the inlet of the exhaust purification catalyst, and the exhaust hits a wider range of the inlet. As a result, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst is suppressed. At this time, even if the opening degree of the waste gate valve is changed, the flow rate of the exhaust gas flowing through the port does not change accordingly. Therefore, it is possible to accurately suppress the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst.
  • the portion of the exhaust purification catalyst where the exhaust hits changes at predetermined intervals.
  • the control configuration for changing the opening of the valve can be simplified. In this case, it is desirable to change the opening of the valve in stages.
  • the opening of the valve is set to the minimum opening.
  • a mode in which the above is varied is preferable.
  • the supercharging pressure is suitably controlled by controlling the opening degree of the waste gate valve based on the engine operating state.
  • the waste gate valve opening degree set based on the engine operating state is equal to or greater than the minimum opening degree
  • the waste gate valve opening degree is varied at the minimum minimum opening degree or more. Become. For this reason, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst can be accurately suppressed without hindering the control of the supercharging pressure.
  • the internal combustion engine is mounted on the vehicle as a drive source of the vehicle, and the opening of the valve fluctuates at the minimum opening or more when the vehicle is traveling at high speed and steady.
  • the opening degree of the waste gate valve is set to be equal to or larger than the minimum opening degree. From these things, according to the said structure, it becomes possible to suppress appropriately deposits of metals such as Mn locally in the exhaust purification catalyst.
  • the exhaust passage has a bent connection portion that connects the turbine and the exhaust purification catalyst, and the port is on the opposite side of the exhaust purification catalyst across the rotation axis of the turbine wheel.
  • the valve is a flap-type valve that is provided alongside the outlet portion of the turbine and that opens to the exhaust downstream side with a point on the opposite side of the rotation axis across the port as a fulcrum.
  • the port of the waste gate mechanism is located on the opposite side of the exhaust purification catalyst across the rotation axis of the turbine wheel and is provided side by side with the turbine outlet.
  • the valve is a flap type valve that opens to the exhaust downstream side with a point on the opposite side of the rotation axis as the fulcrum across the port. For this reason, the exhaust is directly applied to the exhaust purification catalyst by opening the valve, so that warming up of the exhaust purification catalyst is promoted.
  • the graph which shows an example of the relationship between the opening degree of the waste gate valve in the same embodiment, and the flow volume of the exhaust gas which flows through a waste gate port.
  • the flowchart which shows the execution procedure of the opening degree control of the waste gate valve in the embodiment. It is a figure for demonstrating the effect
  • FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an exhaust passage centering on a turbine in the internal combustion engine of the present embodiment.
  • the internal combustion engine is a vehicle drive source, and an exhaust passage 2 of the internal combustion engine is provided with a turbine 12, a connection portion 4, and a catalytic converter 40 in order from the upstream side.
  • the turbine 12 includes a turbine housing 14 and a turbine wheel 16 surrounded by the turbine housing 14.
  • a rotation axis T of the turbine wheel 16 extends in the left-right direction in the drawing.
  • a compressor wheel is axially connected to the turbine wheel 16, and the compressor wheel is driven to rotate as the turbine wheel 16 rotates.
  • the inlet 17 of the turbine housing 14 is connected to an exhaust manifold.
  • the connecting portion 4 is connected to the outlet portion 18 of the turbine housing 14 and bends in the middle and extends downward in the drawing.
  • the connecting portion 4 is coupled to the catalytic converter 40.
  • a porous exhaust purification catalyst 41 for purifying exhaust gas is provided inside the catalytic converter 40.
  • the turbine housing 14 incorporates a waste gate mechanism 20 that bypasses the turbine wheel 16 and discharges the exhaust.
  • a waste gate port 22 that is a passage that bypasses the turbine wheel 16 is formed inside the turbine housing 14.
  • the waste gate port 22 is formed above the rotation axis T of the turbine wheel 16 in the drawing. That is, the waste gate port 22 is located on the opposite side of the exhaust purification catalyst 41 across the rotation axis T of the turbine wheel 16, and the outlet portion 18 of the turbine 12 located on the rotation axis T of the turbine wheel 16; They are arranged side by side in a direction orthogonal to the rotation axis T.
  • An electric waste gate valve 24 that opens and closes the waste gate port 22 is provided inside the turbine housing 14.
  • the waste gate valve 24 is a flap type valve that opens to the exhaust downstream side with a portion opposite to the rotation axis T across the waste gate port 22 as a fulcrum. According to the waste gate mechanism 20 having such a structure, the exhaust gas directly hits the exhaust purification catalyst 41 by opening the waste gate valve 24, so that warming up of the exhaust purification catalyst 41 is promoted. Yes.
  • waste gate ports 22 and the waste gate valve 24 constitute a waste gate mechanism 20.
  • the turbine 12 and the waste gate mechanism 20 constitute an exhaust turbine supercharger (hereinafter referred to as a supercharger 10).
  • the electronic control unit 50 that functions as a control unit includes a central processing unit (CPU) that performs arithmetic processing related to various controls, a read-only memory (ROM) that stores various control programs and data, and results of the arithmetic processing. Etc. are provided with a random access memory (RAM) for temporarily storing them. Then, the electronic control unit 50 reads the detection signals of various sensors, executes various arithmetic processes, and comprehensively controls the engine based on the results.
  • CPU central processing unit
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • an engine rotation speed sensor that detects an engine rotation speed
  • an accelerator operation amount sensor that detects an operation amount of an accelerator pedal
  • an intake air amount sensor that detects an intake air amount
  • a vehicle speed sensor that detects a traveling speed of a vehicle
  • a supercharging pressure sensor that detects the supercharging pressure
  • a cooling water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water
  • the electronic control device 50 executes various calculations based on signals output from various sensors, and executes various controls of the internal combustion engine based on the calculation results.
  • FIG. 2 shows an example of the relationship between the opening WA of the waste gate valve 24 and the flow rate of the exhaust gas flowing through the waste gate port 22.
  • the maximum value of the physical opening WA of the waste gate valve 24 is set to a third predetermined opening W3. As shown in FIG. 2, as the opening degree WA of the waste gate valve 24 increases, the flow rate of the exhaust gas flowing through the waste gate port 22 increases accordingly. However, when the opening WA of the waste gate valve 24 is equal to or greater than the first predetermined opening W1 on the closing side of the third predetermined opening W3, the flow rate of the exhaust gas flowing through the waste gate port 22 even if the opening WA increases. Will generally not increase.
  • the waste gate valve 24 is fully closed.
  • the exhaust pressure acts positively on the turbine wheel 16, and the rotational speed of the compressor wheel increases.
  • the supercharging pressure increases and the engine output increases.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is set to the first predetermined opening W1 because the supercharging pressure is already high.
  • exhaust gas is positively discharged through the waste gate port 22 to avoid excessive exhaust pressure from acting on the turbine wheel 16 and to avoid excessive increase in supercharging pressure. I have to.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is varied at the first predetermined opening W1 or more. Therefore, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst 41 is accurately suppressed without hindering the control of the supercharging pressure.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an execution procedure of the opening degree control of the waste gate valve 24 in the present embodiment.
  • the series of processes shown in this flowchart is repeatedly executed at predetermined intervals by the electronic control unit 50 during engine operation.
  • step S1 it is first determined whether or not the vehicle is traveling at a high speed steady state. Specifically, based on a signal output from the vehicle speed sensor, if the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed (for example, 100 km) and the change speed of the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, it is determined that the vehicle is traveling at high speed and steady. To do. As a result, when the vehicle is not traveling at high speed steady state (step S1: “NO”), the process proceeds to step S3, where the opening degree WA of the waste gate valve 24 is set based on the engine operating state. (0.ltoreq.WA ⁇ W1), this series of processes is temporarily terminated.
  • a predetermined speed for example, 100 km
  • step S1 if the vehicle is traveling at a high speed in step S1 (step S1: “YES”), the process proceeds to step S2, and the opening WA of the waste gate valve 24 is set to the first predetermined opening W1 or more.
  • the series of processing is once ended by varying.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is changed stepwise between the first predetermined opening W1 and the second predetermined opening W2 every predetermined period (for example, 1 second) ( W1 ⁇ WA ⁇ W2).
  • the opening degree WA of the waste gate valve 24 is gradually increased by a predetermined change amount ⁇ W every time a predetermined period elapses from the first predetermined opening degree W1.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 reaches the second predetermined opening W2, it gradually decreases by a predetermined change amount ⁇ W every time a predetermined period elapses from the second predetermined opening W2.
  • the position of the waste gate valve 24 at the first predetermined opening W1 and the direction of the exhaust gas flowing through the waste gate valve 24 at the position are indicated by solid lines.
  • the position of the waste gate valve 24 at the second predetermined opening W2 and the direction of the exhaust gas flowing through the waste gate valve 24 at the position are indicated by a two-dot chain line.
  • the supercharging pressure is suitably controlled by controlling the opening WA of the waste gate valve 24 based on the engine operating state.
  • the first predetermined opening W1 in the present embodiment corresponds to the minimum opening according to the present invention.
  • a predetermined opening W1 is set.
  • the electronic control unit 50 controls the opening WA of the waste gate valve 24 based on the engine operating state.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is set to the first predetermined opening W1 or more. It was made to fluctuate. According to such a configuration, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst 41 can be accurately suppressed without hindering the control of the supercharging pressure.
  • the opening degree WA of the waste gate valve 24 is changed, the opening degree WA is changed stepwise for each predetermined period. According to such a configuration, the part of the exhaust gas purifying catalyst 41 that is exposed to the exhaust gas is changed in stages at predetermined intervals. For this reason, the control configuration for changing the opening degree WA of the waste gate valve 24 can be simplified.
  • the connecting portion 4 connecting the turbine 12 and the exhaust purification catalyst 41 is bent.
  • the waste gate port 22 is located on the opposite side of the exhaust purification catalyst 41 across the rotation axis T of the turbine wheel 16 and is provided side by side with the outlet 18 of the turbine 12.
  • the waste gate valve 24 is a flap-type valve that opens to the exhaust downstream side with a point opposite to the rotation axis T across the waste gate port 22 as a fulcrum. According to such a configuration, warming up of the exhaust purification catalyst 41 is promoted. In addition, it is possible to accurately suppress the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst 41.
  • control device for an internal combustion engine is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and can be implemented as, for example, the following forms appropriately modified.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is changed stepwise for each predetermined period in the process of step S2 in the flowchart of FIG.
  • the exhaust flow rate may be integrated and the opening degree WA of the waste gate valve 24 may be changed every time the integrated value reaches a predetermined value.
  • the electric waste gate valve 24 is exemplified, but the waste gate valve may be a hydraulically driven valve or a negative pressure driven valve.
  • connection portion 4 having a bent shape is adopted, but the layout of the exhaust system of the internal combustion engine is not limited to this, and a connection portion having a linear shape may be adopted.
  • the waste gate mechanism 20 is illustrated as being built in the turbine housing 14.
  • a waste gate mechanism can be provided outside the turbine housing.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is varied at the first predetermined opening W1 or more during high-speed steady running of the vehicle.
  • the present invention is not limited to this, and the opening WA of the waste gate valve 24 may be varied at the first predetermined opening W1 or more in other engine operating states.
  • the opening degree WA of the waste gate valve 24 when the opening degree WA of the waste gate valve 24 is changed, the opening degree WA is changed every predetermined period.
  • the duration of the opening may be variably set according to the opening of the waste gate valve. In this case, it is desirable that the relationship between the opening degree of the waste gate valve and the duration time of the opening degree is set in advance through experiments or the like so that the exhaust gas uniformly strikes each part of the inlet portion of the exhaust purification catalyst.
  • the opening degree of the waste gate valve when the opening degree of the waste gate valve is changed, the opening degree can always be changed.
  • the waste gate valve 24 when the opening WA of the waste gate valve 24 set based on the engine operating state is set to the first predetermined opening W1 (minimum opening), the waste gate valve 24 The opening is varied at the first predetermined opening W1 or more. Instead, when the opening WA of the waste gate valve 24 set based on the engine operating state is set to a position slightly close to the first predetermined opening W1, the waste gate valve 24 is opened. The degree may be varied at the first predetermined opening W1 or more. In this case, although the control of the supercharging pressure is somewhat hindered, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst 41 can be accurately suppressed.
  • the opening WA of the waste gate valve 24 is fluctuated at the first predetermined opening W1 or more even when the engine load is high. As a result, the occurrence of local clogging in the exhaust purification catalyst 41 can be accurately suppressed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

　ウェイストゲートバルブ（２４）の開度を開き側に変化させた際にウェイストゲートポート（２２）を介して流れる排気の流量が増大しなくなる同ウェイストゲートバルブ（２４）の開度の最小値を第１所定開度と定義する。電子制御装置（５０）は機関運転状態に基づきウェイストゲートバルブ（２４）の開度を制御する一方、車両が高速定常走行中であるときには、すなわち機関運転状態に基づき設定されるウェイストゲートバルブ（２４）の開度が第１所定開度以上とされるときには、ウェイストゲートバルブ（２４）の開度を同第１所定開度以上において変動させる。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、排気タービン過給機を搭載した内燃機関の制御装置に関する。
　従来、排気タービン過給機（以下、過給機）を搭載した内燃機関が周知である（例えば特許文献１参照）。過給機はタービン及び同タービンによって駆動されるコンプレッサを備えている。タービンは、排気通路に設けられるタービンハウジングと同タービンハウジングに囲繞されるタービンホイールとによって構成されている。
　また、過給機にはタービンホイールを迂回して排気を排出するためのウェイストゲート機構が設けられている。ウェイストゲート機構は、タービンホイールを迂回するウェイストゲートポート及び同ウェイストゲートポートを開閉するウェイストゲートバルブとを有している。例えばタービンホイールに導入される排気の圧力が所定の大きさ以上となったときに、ウェイストゲートバルブを開弁することによりウェイストゲートポートを通じて排気を排出させる。すると、タービンホイールに過大な排気の圧力が作用することが回避されて、過給圧が過度に上昇することが抑制される。
　また、内燃機関では、排気通路に設けられるタービンの排気下流側に排気を浄化するための多孔質状の排気浄化触媒が設けられている。
特開２００７―２４７５６０号公報
　ところで、内燃機関ではＭｎ等の金属を含む燃料が用いられる場合がある。この場合、排気に上記金属が含まれるようになるため、排気浄化触媒に金属が堆積することとなる。ところが、こうして堆積した金属は処理することが難しいため、排気浄化触媒に目詰まりを生じさせることとなる。また、排気系のレイアウトの都合により、排気浄化触媒の入口部における特定の部位に排気が当たりやすいことから、上述した目詰まりが局所的に生じることとなる。そのため、排気浄化触媒の機能が早期に低下するおそれがある。
　本発明の目的は、排気浄化触媒に局所的な目詰まりが発生することを的確に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられるタービン、並びに前記タービンのタービンホイールを迂回するポート及び同ポートを開閉するバルブを有するウェイストゲート機構を備える排気タービン過給機と、前記タービンの排気下流側に設けられる排気浄化触媒と、を備える内燃機関に適用され、前記バルブの開度を制御する。機関運転中に前記バルブの開度を、前記バルブの開度を開き側に変化させた際に前記ポートを介して流れる排気の流量が増大しなくなるバルブの開度の最小値である最小開度以上において変動させる。
　同構成によれば、機関運転中にウェイストゲートバルブの開度が上記最小開度以上において変動されるようになるため、ポートを通じて排出される排気の流れ方向が変化するとともに固定化されなくなる。このため、排気浄化触媒の入口部に対して局所的に排気が当たり続けることが抑制され、同入口部のより広い範囲に対して排気が当たるようになる。これにより、排気浄化触媒における局所的な目詰まりの発生が抑制されるようになる。またこのとき、ウェイストゲートバルブの開度を変動させてもこれに伴ってポートを介して流れる排気の流量が変化することはない。従って、排気浄化触媒に局所的な目詰まりが発生することを的確に抑制することができるようになる。
　この場合、前記バルブの開度を変動させる際、当該開度を所定期間毎に変更するといった態様が好ましい。
　同構成によれば、排気浄化触媒の入口部において排気の当たる部位が所定期間毎に移り変わるようになる。このため、バルブの開度を変動させる制御構成を容易なものとすることができるようになる。この場合、バルブの開度を段階的に変更することが望ましい。
　また、機関運転状態に基づき前記バルブの開度を制御する一方、機関運転状態に基づき設定される前記バルブの開度が前記最小開度以上とされるときには前記バルブの開度を前記最小開度以上において変動させるといった態様が好ましい。
　同構成によれば、機関運転状態に基づきウェイストゲートバルブの開度が制御されることで過給圧の制御が好適に行なわれるようになる。しかも上記構成によれば、機関運転状態に基づき設定されるウェイストゲートバルブの開度が上記最小開度以上とされるときにウェイストゲートバルブの開度が同最小開度以上において変動されるようになる。このため、過給圧の制御に支障を来すことなく、排気浄化触媒における局所的な目詰まりの発生を的確に抑制することができるようになる。
　この場合、内燃機関は車両の駆動源として同車両に搭載され、車両が高速定常走行中であるときには前記バルブの開度を前記最小開度以上において変動させるといった態様が好ましい。
　車載内燃機関にあっては特に車両の高速定常走行中に、排気に含まれるＭｎ等の金属が排気浄化触媒に堆積しやすい。またこのとき、ウェイストゲートバルブの開度が上記最小開度以上に設定される。これらのことから、上記構成によれば、Ｍｎ等の金属が排気浄化触媒において局所的に堆積することが的確に抑制されるようになる。
　また、前記排気通路は、前記タービンと前記排気浄化触媒とを接続する、屈曲した接続部を有しており、前記ポートは前記タービンホイールの回転軸線を挟んで前記排気浄化触媒とは反対側に位置するとともに前記タービンの出口部と並んで設けられ、前記バルブは前記ポートを挟んで前記回転軸線とは反対側の箇所を支点として排気下流側に開くフラップ式のバルブであるといった態様が好ましい。
　排気系のレイアウトの都合により、タービンと排気浄化触媒とを接続する排気通路の接続部が屈曲している内燃機関がある。上記構成によれば、ウェイストゲート機構のポートがタービンホイールの回転軸線を挟んで排気浄化触媒とは反対側に位置するとともにタービンの出口部と並んで設けられている。また、バルブが上記ポートを挟んで上記回転軸線とは反対側の箇所を支点として排気下流側に開くフラップ式のバルブである。このため、バルブを開弁させることで排気浄化触媒に対して排気が直接当たることで、排気浄化触媒の暖機が促進されるようになる。またこうした構成を備える内燃機関に対して本発明を適用すれば、排気浄化触媒の入口部のより広い範囲に対して排気が当たるようになり、排気浄化触媒における局所的な目詰まりの発生が抑制されるようになる。
本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について、タービンを中心とした排気通路の断面構造を示す断面図。 同実施形態におけるウェイストゲートバルブの開度とウェイストゲートポートを介して流れる排気の流量との関係の一例を示すグラフ。 同実施形態におけるウェイストゲートバルブの開度制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用を説明するための図であって、タービンを中心とした排気通路の断面構造を示す断面図。
　以下、図１～図４を参照して、本発明を車載内燃機関の制御装置として具体化した一実施形態について説明する。
　図１に、本実施形態の内燃機関におけるタービンを中心とした排気通路の断面構造を示す。
　図１に示すように、内燃機関は車両の駆動源であり、同内燃機関の排気通路２には上流側から順に、タービン１２、接続部４、及び触媒コンバータ４０が設けられている。
　タービン１２はタービンハウジング１４と同タービンハウジング１４により囲繞されるタービンホイール１６とを備えている。タービンホイール１６の回転軸線Ｔは図中左右方向に沿って延びている。尚、タービンホイール１６にはコンプレッサホイールが軸連結されており、タービンホイール１６の回転駆動に伴いコンプレッサホイールが回転駆動されるようになっている。
　タービンハウジング１４の入口部１７は排気マニホルドに連結されている。
　接続部４はタービンハウジング１４の出口部１８に連結されるとともに途中で屈曲して図中下方に延びている。また接続部４は触媒コンバータ４０に連結されている。
　触媒コンバータ４０の内部には排気を浄化する多孔質状の排気浄化触媒４１が設けられている。
　また、タービンハウジング１４にはタービンホイール１６を迂回して排気を排出するウェイストゲート機構２０が内蔵されている。具体的には、タービンハウジング１４の内部にはタービンホイール１６を迂回する通路であるウェイストゲートポート２２が形成されている。ウェイストゲートポート２２はタービンホイール１６の回転軸線Ｔよりも図中上方に形成されている。すなわち、ウェイストゲートポート２２は、タービンホイール１６の回転軸線Ｔを挟んで排気浄化触媒４１とは反対側に位置するとともに、タービンホイール１６の回転軸線Ｔ上に位置するタービン１２の出口部１８と、同回転軸線Ｔと直交する方向に並んで設けられている。また、タービンハウジング１４の内部にはウェイストゲートポート２２を開閉する電動式のウェイストゲートバルブ２４が設けられている。このウェイストゲートバルブ２４はウェイストゲートポート２２を挟んで回転軸線Ｔとは反対側の箇所を支点として排気下流側に開くフラップ式のバルブである。こうした構造のウェイストゲート機構２０によれば、ウェイストゲートバルブ２４を開弁させることで排気浄化触媒４１に対して排気が直接当たることで、排気浄化触媒４１の暖機が促進されるようになっている。
　これらウェイストゲートポート２２及びウェイストゲートバルブ２４によってウェイストゲート機構２０が構成されている。また、上記タービン１２及びウェイストゲート機構２０によって排気タービン過給機（以下、過給機１０）が構成されている。
　ウェイストゲートバルブ２４の開度制御を含む内燃機関の各種制御は電子制御装置５０により実行される。制御部として機能する電子制御装置５０は、各種制御に係る演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御用のプログラムやデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。そして、電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて機関を統括的に制御する。
　各種センサとしては、機関回転速度を検出する機関回転速度センサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、車両の走行速度を検出する車速センサ、過給圧を検出する過給圧センサ、冷却水の温度を検出する冷却水温センサ等がある。
　電子制御装置５０は各種センサから出力される信号に基づき各種の演算を実行するとともに、それら演算結果に基づき内燃機関の各種制御を実行する。
　図２にウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡとウェイストゲートポート２２を介して流れる排気の流量との関係の一例を示す。
　ウェイストゲートバルブ２４の物理的な開度ＷＡの最大値は第３所定開度Ｗ３とされている。図２に示すように、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが大きくなると、これに伴ってウェイストゲートポート２２を介して流れる排気の流量が増大するようになる。ただし、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第３所定開度Ｗ３よりも閉じ側の第１所定開度Ｗ１以上では同開度ＷＡを増大してもウェイストゲートポート２２を介して流れる排気の流量は概ね増大しなくなる。
　本実施形態では、こうした傾向を考慮して、ウェイストゲートバルブ２４の開度制御において、基本的には、機関運転状態に基づきウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを全閉開度（ＷＡ＝０）から第１所定開度Ｗ１までの範囲内の開度に設定する。
　例えば過給圧が低い状態においてアクセル操作量が増大するときには、ウェイストゲートバルブ２４を全閉とする。これにより、タービンホイール１６に対して積極的に排気の圧力が作用するようになり、コンプレッサホイールの回転速度が上昇するようになる。その結果、過給圧が上昇し、機関出力が増大するようになる。
　また車両が高速定常走行中であるときには、既に過給圧が高いことからウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１とする。これにより、ウェイストゲートポート２２を通じて積極的に排気を排出させるようにすることでタービンホイール１６に過大な排気の圧力が作用することを回避し、過給圧が過度に上昇することを回避するようにしている。
　ここで、本実施形態では、車両が高速定常走行中であるときにはウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにしている。これにより、過給圧の制御に支障を来すことなく、排気浄化触媒４１における局所的な目詰まりの発生を的確に抑制するようにしている。
　次に、図３を参照して、ウェイストゲートバルブ２４の開度制御について説明する。図３は、本実施形態におけるウェイストゲートバルブ２４の開度制御の実行手順を示すフローチャートである。尚、このフローチャートに示される一連の処理は機関運転中において電子制御装置５０によって所定期間毎に繰り返し実行される。
　図３に示すように、この一連の処理では、まず、車両が高速定常走行中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、車速センサから出力される信号に基づき車速が所定速度（例えば１００ｋｍ）以上であり且つ同車速の変化速度が所定値以下である場合には車両が高速定常走行中であると判断する。その結果、車両が高速定常走行中ではない場合（ステップＳ１：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ３に進み、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを機関運転状態に基づき設定される開度にして（０≦ＷＡ＜Ｗ１）、この一連の処理を一旦終了する。
　一方、ステップＳ１において車両が高速定常走行中である場合（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ２に進み、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１以上において変動させて、この一連の処理を一旦終了する。ここでは、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを、上記第１所定開度Ｗ１と第２所定開度Ｗ２との間で所定期間（例えば１秒）毎に段階的に変更するようにしている（Ｗ１≦ＷＡ≦Ｗ２）。具体的には、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１から所定期間が経過する毎に所定の変化量ΔＷ分だけ徐々に増大する。そして、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第２所定開度Ｗ２となると、同第２所定開度Ｗ２から所定期間が経過する毎に所定の変化量ΔＷ分だけ徐々に低減する。
　次に、図４を参照して、本実施形態の作用について説明する。尚、図４において第１所定開度Ｗ１のときのウェイストゲートバルブ２４の位置及び当該位置におけるウェイストゲートバルブ２４を介して流れる排気の方向を実線にて示す。また、図４において第２所定開度Ｗ２のときのウェイストゲートバルブ２４の位置及び当該位置におけるウェイストゲートバルブ２４を介して流れる排気の方向を二点鎖線にて示す。
　機関運転状態に基づきウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが制御されることで過給圧の制御が好適に行なわれるようになる。
　ここで、車両の高速定常走行中には排気に含まれるＭｎ等の金属が排気浄化触媒４１に堆積しやすい。このとき、本実施形態によれば、図４に示すように、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが上記第１所定開度Ｗ１以上において変動されるようになるため、ウェイストゲートポート２２を通じて排出される排気の流れ方向が変化するとともに固定化されなくなる。このため、排気浄化触媒４１の入口部４２に対して局所的に排気が当たり続けることが抑制され、同入口部４２のより広い範囲に対して排気が当たるようになる。これにより、Ｍｎ等の金属が排気浄化触媒４１において局所的に堆積することが抑制されるようになり、排気浄化触媒４１における局所的な目詰まりの発生が抑制されるようになる。またこのとき、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを変動させてもこれに伴ってウェイストゲートポート２２を介して流れる排気の流量が変化することはない。
　尚、本実施形態における第１所定開度Ｗ１が本発明に係る最小開度に相当する。
　以上説明した本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
　（１）ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを開き側に変化させた際にウェイストゲートポート２２を介して流れる排気の流量が増大しなくなる同ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡの最小値を第１所定開度Ｗ１とする。電子制御装置５０は機関運転状態に基づきウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを制御する一方、車両が高速定常走行中であるときにはウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを上記第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにした。こうした構成によれば、過給圧の制御に支障を来すことなく、排気浄化触媒４１における局所的な目詰まりの発生を的確に抑制することができるようになる。
　（２）ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを変動させる際、当該開度ＷＡを所定期間毎に段階的に変更するようにした。こうした構成によれば、排気浄化触媒４１の入口部４２において排気の当たる部位が所定期間毎に段階的に移り変わるようになる。このため、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを変動させる制御構成を容易なものとすることができるようになる。
　（３）排気通路２においてタービン１２と排気浄化触媒４１とを接続する接続部４は屈曲している。また、ウェイストゲートポート２２はタービンホイール１６の回転軸線Ｔを挟んで排気浄化触媒４１とは反対側に位置するとともにタービン１２の出口部１８と並んで設けられるものとした。ウェイストゲートバルブ２４はウェイストゲートポート２２を挟んで回転軸線Ｔとは反対側の箇所を支点として排気下流側に開くフラップ式のバルブである。こうした構成によれば、排気浄化触媒４１の暖機が促進されるようになる。また、排気浄化触媒４１に局所的な目詰まりが発生することを的確に抑制することができるようになる。
　尚、本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
　・上記実施形態では、図３のフローチャートのステップＳ２の処理において、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを所定期間毎に段階的に変更するようにした。これに代えて、排気流量を積算するとともに、その積算値が所定値に達する毎にウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを変更するようにしてもよい。
　・上記実施形態では電動式のウェイストゲートバルブ２４について例示したが、ウェイストゲートバルブを油圧駆動式や負圧駆動式のバルブとすることもできる。
　・上記実施形態では、屈曲した形状をなす接続部４を採用したが、内燃機関の排気系のレイアウトはこれに限られるものではなく、直線形状をなす接続部を採用するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、ウェイストゲート機構２０がタービンハウジング１４に内蔵されるものについて例示した。これに代えて、ウェイストゲート機構をタービンハウジングの外部に設けるようにすることもできる。
　・上記実施形態では、車両の高速定常走行中にウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにした。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、他の機関運転状態においてウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにしてもよい。
　・上記実施形態では、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを変動させる際、当該開度ＷＡを所定期間毎に変更するようにした。これに代えて、ウェイストゲートバルブの開度によって当該開度の継続時間を可変設定するようにしてもよい。この場合、排気浄化触媒の入口部の各部位に対して排気が均等に当たるように、ウェイストゲートバルブの開度と、当該開度の継続時間との関係を予め実験等を通じて設定することが望ましい。
　また、ウェイストゲートバルブの開度を変動させる際、同開度を常に変化させるようにすることもできる。
　・上記実施形態及びその変形例では、機関運転状態に基づき設定されるウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第１所定開度Ｗ１（最小開度）とされるときに、同ウェイストゲートバルブ２４の開度を第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにした。これに代えて、機関運転状態に基づき設定されるウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第１所定開度Ｗ１よりも僅かに閉じ側の開度とされるときに、同ウェイストゲートバルブ２４の開度を第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにすることもできる。この場合、過給圧の制御に多少は支障を来すことになるものの、排気浄化触媒４１における局所的な目詰まりの発生を的確に抑制することができるようになる。
　・また、上記実施形態及びその変形例では、車両が高速定常走行中であるか否かに応じて、ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを第１所定開度Ｗ１以上において変動させるか否かを切り換えるようにしている（図３のフローチャートのステップＳ１参照）。これに代えて、車両が高速高負荷走行中であってもウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第１所定開度Ｗ１に設定されているときには同ウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡを同第１所定開度Ｗ１以上において変動させるようにしてもよい。この場合、例えば登坂において車両が牽引して走行しているときのように車速は低いものの、機関負荷が高い場合においてもウェイストゲートバルブ２４の開度ＷＡが第１所定開度Ｗ１以上において変動されるようになるため、排気浄化触媒４１における局所的な目詰まりの発生を的確に抑制することができるようになる。
　２…排気通路、４…接続部、１０…過給機、１２…タービン、１４…タービンハウジング、１６…タービンホイール、１７…入口部、１８…出口部、２０…ウェイストゲート機構、２２…ウェイストゲートポート（ポート）、２４…ウェイストゲートバルブ（バルブ）、４０…触媒コンバータ、４１…排気浄化触媒、４２…入口部、５０…電子制御装置。

Claims (5)

  1. 　排気通路に設けられるタービン、並びに前記タービンのタービンホイールを迂回するポート及び同ポートを開閉するバルブを有するウェイストゲート機構を備える排気タービン過給機と、前記タービンの排気下流側に設けられる排気浄化触媒と、を備える内燃機関に適用され、前記バルブの開度を制御する内燃機関の制御装置において、
    　機関運転中に前記バルブの開度を、前記バルブの開度を開き側に変化させた際に前記ポートを介して流れる排気の流量が増大しなくなるバルブの開度の最小値である最小開度以上において変動させる、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、
    　前記バルブの開度を変動させる際、当該開度を所定期間毎に変更する、内燃機関の制御装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
    　機関運転状態に基づき前記バルブの開度を制御する一方、機関運転状態に基づき設定される前記バルブの開度が前記最小開度以上とされるときには前記バルブの開度を前記最小開度以上において変動させる、内燃機関の制御装置。
  4. 　請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
    　内燃機関は車両の駆動源として同車両に搭載され、
    　車両が高速定常走行中であるときには前記バルブの開度を前記最小開度以上において変動させる、内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
    　前記排気通路は、前記タービンと前記排気浄化触媒とを接続する、屈曲した接続部を有しており、
    　前記ポートは前記タービンホイールの回転軸線を挟んで前記排気浄化触媒とは反対側に位置するとともに前記タービンの出口部と並んで設けられ、
    　前記バルブは前記ポートを挟んで前記回転軸線とは反対側の箇所を支点として排気下流側に開くフラップ式のバルブである、内燃機関の制御装置。
PCT/JP2012/058648 2012-03-30 2012-03-30 内燃機関の制御装置 WO2013145278A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/386,121 US20150040561A1 (en) 2012-03-30 2012-03-30 Control device for internal combustion engine
CN201280071841.0A CN104204447A (zh) 2012-03-30 2012-03-30 内燃机的控制装置
JP2014507239A JP5858143B2 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 内燃機関の制御装置
PCT/JP2012/058648 WO2013145278A1 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 内燃機関の制御装置
EP12872494.5A EP2832968A4 (en) 2012-03-30 2012-03-30 CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
IN7830DEN2014 IN2014DN07830A (ja) 2012-03-30 2014-09-19

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/058648 WO2013145278A1 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 内燃機関の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013145278A1 true WO2013145278A1 (ja) 2013-10-03

Family

ID=49258641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/058648 WO2013145278A1 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 内燃機関の制御装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150040561A1 (ja)
EP (1) EP2832968A4 (ja)
JP (1) JP5858143B2 (ja)
CN (1) CN104204447A (ja)
IN (1) IN2014DN07830A (ja)
WO (1) WO2013145278A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018854A3 (fr) * 2014-03-20 2015-09-25 Renault Sa Deflecteur integre au carter de turbocompresseur
GB2528097A (en) * 2014-07-09 2016-01-13 Jaguar Land Rover Ltd Wastegate valve
FR3032230A1 (fr) * 2015-02-04 2016-08-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ensemble a deflecteur de gaz d'echappement situe en sortie de turbine de turbocompresseur
JP2017096158A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JPWO2017081726A1 (ja) * 2015-11-09 2017-12-28 三菱重工業株式会社 配管接続構造
JP2018087555A (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 ダイハツ工業株式会社 内燃機関
JP2018135872A (ja) * 2017-02-24 2018-08-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気システム
JP2018193952A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP2019085955A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 アイシン高丘株式会社 触媒コンバータ
JP2019148209A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016157364A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 三菱重工業株式会社 タービン過給機、および２段過給システム
DE102015007414A1 (de) * 2015-06-06 2016-12-08 Man Truck & Bus Ag Abgasstrang für eine Brennkraftmaschine
DE202015008909U1 (de) * 2015-12-17 2017-03-20 Borgwarner Inc. Wastegateanordnung für Turbine eines Abgasturboladers
US10526958B2 (en) 2016-03-23 2020-01-07 Borgwarner Inc. Reverse offset wastegate valve assembly for improved catalyst light-off performance
US10760437B2 (en) * 2016-09-30 2020-09-01 Garrett Transportation I Inc. Turbocharger with ported turbine shroud
DE102016119255A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-12 Ihi Charging Systems International Gmbh Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader und Abgasstrang für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers
JP6461069B2 (ja) * 2016-11-22 2019-01-30 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP6589944B2 (ja) * 2017-07-03 2019-10-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気システム
US10590837B2 (en) * 2017-12-15 2020-03-17 Fca Us Llc Turbocharger wastegate assembly
JP6844556B2 (ja) * 2018-02-09 2021-03-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP7207115B2 (ja) * 2019-04-09 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006097559A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Mazda Motor Corp 過給機付きエンジンの過給圧制御装置
JP2007247560A (ja) 2006-03-16 2007-09-27 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2011144762A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ウエストゲートバルブ
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
JP2012002094A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Toyota Motor Corp 内燃機関

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004052670A1 (de) * 2004-10-29 2006-05-04 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine im Motorbremsbetrieb
US7677227B2 (en) * 2005-07-04 2010-03-16 Denso Corporation Apparatus and method of abnormality diagnosis for supercharging pressure control system
JP2007009877A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Denso Corp 過給圧制御システムの異常診断装置
WO2010058461A1 (ja) * 2008-11-19 2010-05-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006097559A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Mazda Motor Corp 過給機付きエンジンの過給圧制御装置
JP2007247560A (ja) 2006-03-16 2007-09-27 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2011144762A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ウエストゲートバルブ
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
JP2012002094A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Toyota Motor Corp 内燃機関

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2832968A4 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018854A3 (fr) * 2014-03-20 2015-09-25 Renault Sa Deflecteur integre au carter de turbocompresseur
GB2530140B (en) * 2014-07-09 2019-01-09 Jaguar Land Rover Ltd An exhaust system comprising a wastegate valve
GB2528097A (en) * 2014-07-09 2016-01-13 Jaguar Land Rover Ltd Wastegate valve
WO2016005370A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Jaguar Land Rover Limited Wastegate valve
GB2530140A (en) * 2014-07-09 2016-03-16 Jaguar Land Rover Ltd Wastegate Valve
CN106662005A (zh) * 2014-07-09 2017-05-10 捷豹路虎有限公司 废气门阀
FR3032230A1 (fr) * 2015-02-04 2016-08-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ensemble a deflecteur de gaz d'echappement situe en sortie de turbine de turbocompresseur
JPWO2017081726A1 (ja) * 2015-11-09 2017-12-28 三菱重工業株式会社 配管接続構造
US10837353B2 (en) 2015-11-09 2020-11-17 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Pipe connection structure
JP2017096158A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018087555A (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 ダイハツ工業株式会社 内燃機関
JP2018135872A (ja) * 2017-02-24 2018-08-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気システム
JP2018193952A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP2019085955A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 アイシン高丘株式会社 触媒コンバータ
JP2019148209A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5858143B2 (ja) 2016-02-10
CN104204447A (zh) 2014-12-10
EP2832968A1 (en) 2015-02-04
US20150040561A1 (en) 2015-02-12
EP2832968A4 (en) 2015-07-08
IN2014DN07830A (ja) 2015-04-24
JPWO2013145278A1 (ja) 2015-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5858143B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5170339B2 (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2012241545A (ja) エンジンの排気装置
CN104775943A (zh) 带增压机的发动机的控制装置
JP2008002351A (ja) 内燃機関の排気還流装置
JP2014015846A (ja) 過給機付内燃機関の制御装置、過給機付内燃機関を搭載した車両
US20180252142A1 (en) Exhaust passage structure for internal combustion engine
JP2007285222A (ja) 内燃機関の排気制御装置
JP4742970B2 (ja) 内燃機関の排気還流装置
JP2009057944A (ja) 内燃機関の過給制御装置
JP4730351B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4858023B2 (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JP4978187B2 (ja) 内燃機関の制御システムおよび制御方法
JP2010065535A (ja) エンジンの排気装置
JP2008309133A (ja) 内燃機関の排気還流システム
JP2018145915A (ja) 内燃機関の排気システム
JP6141795B2 (ja) 内燃機関
JP2009092055A (ja) 内燃機関の制御装置
RU2708179C9 (ru) Турбина турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания и узел регулировочного клапана турбины (варианты)
JP2010059851A (ja) 内燃機関の過給装置
CN109611181A (zh) 一种可分区加热的三元催化器、分区加热系统及方法
JP6183387B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN115163315B (zh) 一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质
JP2012246891A (ja) 過給機付内燃機関の吸気装置
JP7456351B2 (ja) エンジンシステムおよび制御方法

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: 12872494

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014507239

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012872494

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE