JP2021173200A - Control method of internal combustion engine and controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気タービン式の過給機を備えた内燃機関の制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for an internal combustion engine including an exhaust turbine type supercharger.
内燃機関は、高回転域や高負荷域において、排気ガス量が多くなり、多量の排気ガスが排気通路に設けられた排気浄化触媒へ流入することになる。そのため、排気浄化触媒の触媒温度は、排気浄化触媒における発熱反応量の増加に伴い過度に高くなる虞がある。 In an internal combustion engine, the amount of exhaust gas increases in a high rotation range or a high load range, and a large amount of exhaust gas flows into an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage. Therefore, the catalyst temperature of the exhaust gas purification catalyst may become excessively high as the amount of exothermic reaction in the exhaust gas purification catalyst increases.
例えば、特許文献1には、内燃機関の要求出力が増大した場合に、排気浄化触媒に流入する排気ガスの量を低減するように吸入空気量を調節するとともに、ウエストゲートバルブの開度を低減することで、燃費悪化の抑制と触媒温度の過度の上昇の抑制とを両立する技術が開示されている。
For example,
特許文献1においては、排気浄化触媒に流入する排気ガス量を低減するように吸入空気量を調節するために、スロットルバルブもしくは過給器のコンプレッサを迂回する経路に設けられたエアバイパスバルブの開度調整を行っている。
In
しかしながら、エアバイパスバルブの開度調整により排気浄化触媒に流入する排気ガス量を低減しようとすると、コンプレッサの入口側と出口側の圧力比の制御が難しく、コンプレッサを迂回する経路の断面積(管径)やエアバイパスバルブの開度特性によってはポンプロスの増加による出力低下を招く虞がある。 However, if an attempt is made to reduce the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst by adjusting the opening degree of the air bypass valve, it is difficult to control the pressure ratio between the inlet side and the outlet side of the compressor, and the cross-sectional area (pipe) of the path bypassing the compressor. Depending on the diameter) and the opening characteristics of the air bypass valve, there is a risk that the output will decrease due to an increase in pump loss.
つまり、内燃機関の燃費悪化の抑制を図るにあたっては、更なる改善の余地がある。 In other words, there is room for further improvement in suppressing the deterioration of fuel efficiency of the internal combustion engine.
本発明の内燃機関は、吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンと、上記コンプレッサと上記タービンとを連結する軸部材と、を有する過給機と、上記過給機の軸部材の回転を利用して発電が可能な発電ユニットと、上記発電ユニットの発電量を制御する発電制御部と、上記タービンを迂回するように上記排気通路に接続されたバイパス通路に設けられたウエストゲート弁と、を有し、上記ウエストゲート弁の開度と上記発電制御部で制御する発電量とを協調制御することを特徴としている。 The internal combustion engine of the present invention includes a supercharger having a compressor provided in an intake passage, a turbine provided in an exhaust passage, and a shaft member connecting the compressor and the turbine, and the supercharger. A power generation unit capable of generating power by utilizing the rotation of a shaft member, a power generation control unit that controls the amount of power generated by the power generation unit, and a bypass passage connected to the exhaust passage so as to bypass the turbine are provided. It has a waist gate valve, and is characterized in that the opening degree of the waist gate valve and the amount of power generation controlled by the power generation control unit are coordinatedly controlled.
上記過給機は、上記軸部材の回転を利用した発電(回生発電)を実施する場合、上記コンプレッサが要求する仕事量に加えて発電による仕事量(回生発電量)が発生することで上記タービンでの回収仕事量が増加する。 When the supercharger performs power generation (regenerative power generation) using the rotation of the shaft member, the work amount due to the power generation (regenerative power generation amount) is generated in addition to the work amount required by the compressor, so that the turbine The amount of work collected at the site will increase.
本発明によれば、タービンの回収仕事量が増加することで、タービンでの排熱回収量が増えることになり、総じて内燃機関の燃費を向上させることができる。 According to the present invention, by increasing the recovery work amount of the turbine, the waste heat recovery amount in the turbine is increased, and the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved as a whole.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が適用される内燃機関1のシステム構成を模式的に示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a system configuration of an
内燃機関1は、自動車等の車両に搭載され、吸気通路2と排気通路3とを有している。吸気通路2は、吸気弁(図示せず)を介して内燃機関1の燃焼室(図示せず)に接続されている。排気通路3は、排気弁(図示せず)を介して内燃機関1の燃焼室に接続されている。
The
吸気通路2には、吸気中の異物を捕集するエアクリーナ4と、電動の第1スロットル弁5と、第1スロットル弁5の上流側に位置する電動の第2スロットル弁6と、が設けられている。
The
第1スロットル弁5は、第2吸気絞り弁に相当するものであって、負荷に応じて内燃機関1の吸入空気量を制御する。第2スロットル弁6は、第1吸気絞り弁に相当するものであって、後述するコンプレッサ11の上流側における吸気圧力を制御する。
The
排気通路3には、排気浄化用触媒としての上流側排気浄化装置7と、下流側排気浄化装置8と、排気音を低減する消音用のマフラー9と、が設けられている。上流側排気浄化装置7及び下流側排気浄化装置8は、例えば三元触媒等の排気浄化触媒からなっている。下流側排気浄化装置8は、上流側排気浄化装置7の下流側で、かつマフラー9よりも上流側となる位置に配置されている。マフラー9は、下流側排気浄化装置8の下流側に配置されている。
The
また、この内燃機関1は、過給機10を有している。過給機10は、吸気通路2に設けられたコンプレッサ11と、排気通路3に設けられたタービン12と、を有している。タービン12は、コンプレッサ11が連結される軸部材としてのタービン軸13を有している。コンプレッサ11とタービン12とは、過給機10の回転軸であるタービン軸13の両端に取り付けられている。つまり、コンプレッサ11とタービン12は、同軸上に配置されている。
Further, the
コンプレッサ11は、第1スロットル弁5の上流側となり、第2スロットル弁6よりも下流側となる位置に配置されている。タービン12は、上流側排気浄化装置7よりも上流側に配置されている。
The compressor 11 is arranged at a position on the upstream side of the
過給機10は、タービン軸13の回転を利用して発電可能が可能となっている。つまり、タービン軸13には、当該タービン軸13の回転を利用した発電(回生発電)が可能な発電ユニット14が設けられている。
The
発電ユニット14は、例えば、タービン軸13と一体に回転するロータ部(図示せず)と、ロータ部の外周に配置されたステータ部(図示せず)と、を備え、ロータ部の回転を利用した発電機能と、ステータ部に通電してロータ部を回転駆動するモータ機能と、を有している。要するに、発電ユニット14を備えた過給機10は、いわゆる電動ターボ過給機であり、発電した電力をバッテリ15に供給可能であるとともに、バッテリ15から供給される電力でタービン軸13に回転トルクを付与することが可能となっている。発電ユニット14での発電量は、内燃機関1の目標空気量(要求空気量)に応じて設定される。
The
吸気通路2には、第1スロットル弁5の下流側に、コンプレッサ11により圧縮(加圧)された吸気を冷却して充填効率を向上させるインタクーラ16が設けられている。
The
また、図1中の符号17は、内燃機関1の各気筒に吸気を分配するコレクタであり、吸気通路2の下流側を構成するものである。
排気通路3には、タービン12を迂回してタービン12の上流側と下流側とをつなぐ排気バイパス通路18が接続されている。排気バイパス通路18の下流側端は、上流側排気浄化装置7よりも上流側の位置で排気通路3に接続されている。排気バイパス通路18には、排気バイパス通路18内の排気流量を制御する電動のウエストゲート弁19が配置されている。
An
内燃機関1は、排気通路3から分岐して吸気通路2に接続された排気還流通路としてのEGR通路20を有している。EGR通路20は、その一端が上流側排気浄化装置7と下流側排気浄化装置8との間の位置で排気通路3に接続され、その他端が第2スロットル弁6とコンプレッサ11との間の位置で吸気通路2に接続されている。つまり、内燃機関1は、排気通路3から排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路2へ導入(還流)する排気還流(EGR)が実施可能となっている。
The
EGR通路20には、EGR通路20内のEGRガス流量を調整(制御)する電動のEGR弁21と、EGRガスを冷却可能なEGRクーラ22と、が設けられている。
The EGR
内燃機関1は、ピストン(図示せず)の往復直線運動をクランクシャフト(図示せず)の回転運動に変換して動力として取り出すいわゆるレシプロ式の内燃機関である。内燃機関1には、トルクアシストが可能な電動のモータ23が接続されている。内燃機関1は、モータ23を用いて始動することが可能となっている。なお、内燃機関1は、モータ23とは異なる専用のスタータモータにより始動するようにしてもよい。
The
内燃機関1は、吸気弁のバルブタイミングを可変可能な可変動弁機構(吸気弁側可変動弁機構)24を有している。つまり、内燃機関1は、吸気弁側の動弁機構が可変動弁機構24となっている。
The
可変動弁機構24は、吸気弁のリフトの中心角の位相を連続的に進角もしくは遅角させる第1可変動弁機構としての位相可変機構と、吸気弁のリフト量及び作動角を変更可能な第2可変動弁機構としてのリフト作動角可変機構と、を有している。
The
位相可変機構は、例えば、特開2002−89303号公報等によって既に公知となっているものであり、吸気弁を開閉駆動する吸気側カムシャフト(図示せず)の位相をクランクシャフトに対して遅進させるものである。 The phase variable mechanism is already known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-89303, and the phase of the intake side camshaft (not shown) that drives the opening and closing of the intake valve is delayed with respect to the crankshaft. It is something to advance.
リフト作動角可変機構は、例えば、特開2002−89303号公報等によって既に公知となっているものであり、吸気弁のリフト量と作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小させるものある。 The lift operating angle variable mechanism is already known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-89303, and is used to simultaneously and continuously increase or decrease the lift amount and operating angle of the intake valve.
なお、内燃機関1の排気弁側の動弁機構は、一般的な直動式の動弁機構であり、排気弁のリフト作動角やリフト中心角の位相は、常に一定である。
The valve operating mechanism on the exhaust valve side of the
可変動弁機構24は、例えば油圧駆動されるものであって、コントロールユニット30からの制御信号によって制御される。つまり、コントロールユニット30によって、吸気弁のバルブタイミングを可変制御することが可能となっている。
The
コントロールユニット30は、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。
The
コントロールユニット30には、吸入空気量を検出するエアフローメータ31、クランクシャフトのクランク角度と共に内燃機関1の機関回転数を検出可能なクランク角センサ32、内燃機関1が搭載された車両のアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度APO)を検出するアクセル開度センサ33、上流側排気浄化装置7の上流側における排気空燃比を検出する空燃比センサ34、タービン軸13の回転数を検出するタービン回転数センサ35、ウエストゲート弁19の開度(ストローク量)を検出するウエストゲート弁開度センサ36、排気通路3のタービン12の出口温度(出口側の排気温度)を検出するタービン出口温度センサ37、上流側排気浄化装置7の触媒温度を検出する触媒温度センサ38等の各種センサ類の検出信号(検出値)が入力されている。
The
コントロールユニット30は、アクセル開度センサ33の検出値を用いて、内燃機関1の要求負荷(エンジン負荷)や要求空気量を算出する。
The
そして、コントロールユニット30は、各種センサ類の検出信号に基づいて、吸気弁のバルブタイミング、第1スロットル弁5の開度、第2スロットル弁6の開度、可変動弁機構24による吸気弁のバルブタイミング、ウエストゲート弁19の開度、EGR弁21の開度、等を最適に制御している。
Then, the
なお、タービン12の出口温度や上流側排気浄化装置7の触媒温度は、温度センサを用いて直接検出するのではなく推定することも可能である。タービン12の出口温度は、例えば、タービン軸13の回転数、ウエストゲート弁19の開度等の内燃機関1の運転状態から推定することも可能である。上流側排気浄化装置7の触媒温度は、例えば、内燃機関1の吸入空気量、内燃機関1の空燃比等の内燃機関1の運転状態から推定することも可能である。上流側排気浄化装置7の触媒温度は、エンジントルク、ウエストゲート弁19の開度、上流側排気浄化装置7の触媒物性値等から応答遅れを加味して推定することも可能である。
The outlet temperature of the
また、コントロールユニット30は、タービン軸13の回転を利用した発電や、過給機10のトルクアシストが行われるように、発電ユニット14を制御している。つまり、コントロールユニット30は、発電制御部に相当する。
Further, the
過給機10は、タービン軸13の回転を利用した発電を実施する場合、コンプレッサ11が要求する仕事量に加えて発電による仕事量(回生発電量)が発生することでタービン12での回収仕事量(排気ガスのエネルギー回収率)が増加する。
When the
ここで、過給機10は、ウエストゲート弁19の開度が小さくなるとタービン12での回収仕事量が増加し、ウエストゲート弁19の開度が大きくなるとタービン12での回収仕事量が減少する。
Here, in the
また、上流側排気浄化装置7は、タービン12での回収仕事量が増加するとタービン12の出口温度が低下するため、触媒温度が低下する。上流側排気浄化装置7は、タービン12での回収仕事量が減少するとタービン12の出口温度が上昇するため、触媒温度が上昇する。
Further, in the upstream exhaust gas purification device 7, when the recovery work amount in the
上流側排気浄化装置7は、触媒温度が低下して活性化温度以下になると排気浄化性能が低下し、触媒温度が上昇して所定の限界温度以上になると触媒劣化を招く虞がある。 The upstream exhaust gas purification device 7 may deteriorate in exhaust gas purification performance when the catalyst temperature is lowered to be equal to or lower than the activation temperature, and may cause catalyst deterioration when the catalyst temperature is raised to be equal to or higher than a predetermined limit temperature.
そこで、コントロールユニット30は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを内燃機関1の目標空気量(要求空気量)に応じて協調制御することで、内燃機関1の燃費向上と、上流側排気浄化装置7の触媒劣化防止と、を両立させる。つまり、コントロールユニット30は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14の発電量とを協調制御する協調制御部に相当する。協調制御は、換言すると、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整し、発電ユニット14での発電量が大きくなるほどウエストゲート弁19の開度を小さくする。
Therefore, the
ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御することで、タービン12の回収仕事量が増加させて内燃機関1の燃費を向上させるとともに、上流側排気浄化装置7の触媒劣化を防止する。
By cooperatively controlling the opening degree of the
タービン12の回収仕事が増加した場合、ウエストゲート弁19の開度を閉じ側に設定することが必要となる。内燃機関1は、ウエストゲート弁19の開度を閉じ側に設定することでタービン12での排熱回収量が増えることになり、総じて燃費が向上する。
When the recovery work of the
また、内燃機関1は、協調制御によりタービン12の出口温度が相対的に低下することによってタービン12の下流側に位置する上流側排気浄化装置7の温度が低下するため、更なる出力向上が可能となる。
Further, in the
図2は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御した際の一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an example when the opening degree of the
図2における時刻t1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで第1スロットル弁5の開度が大きくなり、内燃機関1の負荷が上昇し始めるタイミングである。ウエストゲート弁19は、時刻t1において閉弁される。
The time t1 in FIG. 2 is a timing at which the driver depresses the accelerator pedal to increase the opening degree of the
図2おける時刻t2は、内燃機関1の負荷が目標値に対してオーバシュートしないようにウエストゲート弁19の開度を制御し始めるタイミングであり、内燃機関1の負荷が目標値に到達する手前のタイミングである。
The time t2 in FIG. 2 is the timing at which the opening degree of the
図2における時刻t3は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度閾値であるCriteria#1(第1閾値)に到達したタイミングであり、発電ユニット14での発電を開始して、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t3は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t3 in FIG. 2 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust purification device 7 reaches the temperature threshold value of Criteria # 1 (first threshold value), and the
図2におけるCriteria#1は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値よりも所定温度低い温度である。図2におけるCriteria#2(第2閾値)は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値である温度限界値である。
図2に示す協調制御の例では、内燃機関1の高負荷時(高出力時)に上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えないように、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量が制御されている。詳述すると、図2に示す協調制御では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2よりも低いCriteria#1となるように、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量が制御されている。
In the example of coordinated control shown in FIG. 2, the opening degree of the
図2に示す第1実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えそうな場合(時刻t3以降)に、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御している。ウエストゲート弁19の開度は、発電ユニット14での発電が開始された時刻t3以降、この発電によるタービン12での回収仕事の増加に伴い閉じ側(小開度)に設定する必要があるため、時刻t2〜t3までの開度に比べて小さくなるよう制御される。
In the first embodiment shown in FIG. 2, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is likely to exceed Criteria # 2 (time t3 or later), the opening degree of the
これにより、内燃機関1は、図2の時刻t3以降、上流側排気浄化装置7へ流入する排気の温度が低下し、上流側排気浄化装置7の触媒が過度に高温となって劣化してしまうことを防止できる。また、内燃機関1は、タービン12での回収仕事の増加に伴い、燃費が向上する。
As a result, in the
上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#1未満の場合(時刻t3以前)は、発電ユニット14での発電を行っていない。
When the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is lower than Criteria # 1 (before time t3), the
これは、発電ユニット14で発電を行うことにより排気温度が低くなり、上流側排気浄化装置7の触媒温度が低下して排気浄化性能が低下してしまうことを回避するためである。
This is to avoid a decrease in the exhaust temperature due to the power generation by the
また、タービン12の出口温度や上流側排気浄化装置7の触媒温度は、過給機10の熱容量、排気通路3の熱容量、排気ガスの輸送遅れ等により温度上昇に遅れが発生する。そこで、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#1に達するまでは、協調制御を実施せずに内燃機関1の要求負荷に対する応答を優先する。
Further, the outlet temperature of the
なお、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2に達することなく、かつ発電ユニット14で発電を行っても上流側排気浄化装置7の触媒温度が下がり過ぎることがない場合には、ウエストゲート弁19の開度を相対的に少し小さくして排気ガスのエネルギーを一部回収し燃費を向上させてもよい。
If the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 does not reach
図2に示す例では、発電ユニット14での発電によりシステム出力(内燃機関1の出力+回生発電エネルギー)は増加するので、例えばバッテリ15に充電してもよいし、内燃機関1の発電量(内燃機関1のクランクシャフトで発電機を駆動して行う発電の発電量)を減らしてもよい。
In the example shown in FIG. 2, the system output (output of the
また、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御しても上流側排気浄化装置7の触媒温度が下げられない場合には、以下に説明する第2〜第5実施例のようにさらに別の要素も合わせて協調制御するようにしてもよい。なお、以下に説明する第2〜第5実施例においても、上述した第1実施例と略同様の作用効果を奏することができる。
If the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 cannot be lowered even if the opening degree of the
図3は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量と吸気弁閉時期とを協調制御した際の一例を示す第2実施例のタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart of a second embodiment showing an example when the opening degree of the
図3における時刻t1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで第1スロットル弁5の開度が大きくなり、内燃機関1の負荷が上昇し始めるタイミングである。ウエストゲート弁19は、時刻t1において閉弁される。吸気弁閉時期は、時刻t1において筒内に最も空気が入るバルブタイミングに変更される。
The time t1 in FIG. 3 is a timing at which the driver depresses the accelerator pedal to increase the opening degree of the
図3おける時刻t2は、内燃機関1の負荷が目標値に対してオーバシュートしないようにウエストゲート弁19の開度を制御し始めるタイミングであり、内燃機関1の負荷が目標値に到達する手前のタイミングである。
The time t2 in FIG. 3 is the timing at which the opening degree of the
図3における時刻t3は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度閾値であるCriteria#1に到達したタイミングであり、発電ユニット14での発電を開始して、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t3は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t3 in FIG. 3 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches the temperature threshold value of
図3における時刻t4は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#3(第3閾値)に到達したタイミングであり、吸気弁閉時期を最も空気が入るバルブタイミングから進角させ、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁閉時期の協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t4は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度と吸気弁閉時期を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t4 in FIG. 3 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches Criteria # 3 (third threshold value), and the intake valve closing timing is advanced from the valve timing when the most air enters, and the waist gate is used. It is the timing to start the coordinated control of the opening degree of the
図3におけるCriteria#1は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値よりも所定温度低い温度である。図3におけるCriteria#2は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値である温度限界値である。図3におけるCriteria#3は、Criteria#1よりも高く、Criteria#2よりも低い所定温度である。
図3に示す協調制御の例では、内燃機関1の高負荷時(高出力時)に上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えないように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁閉時期が制御されている。詳述すると、図3に示す協調制御では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2よりも低いCriteria#3となるように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁閉時期が制御されている。
In the example of coordinated control shown in FIG. 3, the opening degree of the
図3に示す第2実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えそうな場合(時刻t3以降)に、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御している。ウエストゲート弁19の開度は、発電ユニット14での発電が開始された時刻t3以降、この発電によるタービン12での回収仕事の増加に伴い閉じ側(小開度)に設定する必要があるため、時刻t2〜t3までの開度に比べて小さくなるよう制御される。
In the second embodiment shown in FIG. 3, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is likely to exceed Criteria # 2 (after time t3), the opening degree of the
そして、時刻t3でウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始しても上流側排気浄化装置7の触媒温度が十分に低下しない場合(例えば、上流側排気浄化装置7の触媒温度が上昇傾向等の場合)には、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#3に達した時刻t4以降、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁閉時期を協調制御している。
Then, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 does not sufficiently decrease even if the coordinated control of the opening degree of the
吸気弁閉時期は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#3に達した時刻t4以降、筒内に空気が入りにくい状態に変更する。つまり、吸気弁閉時期は、筒内に空気が入りにくい状態になるならば、時刻t4において進角させても遅角させてもよい。図3に示す例では、時刻t4において最も空気が入るバルブタイミングから吸気弁閉時期を進角させて筒内へ流入する空気量を減少させている。
The intake valve closing time is changed to a state in which it is difficult for air to enter the cylinder after the time t4 when the catalyst temperature of the upstream exhaust purification device 7 reaches
これにより、内燃機関1は、同じ空気量を得るのに必要な過給圧が上昇し(等空気量における要求過給圧が上昇し)、コンプレッサ11が要求する仕事量が増加することで、タービン12で回収できる仕事量が増加する。
As a result, the boost pressure required for the
そのため、内燃機関1は、図3の時刻t4以降、上流側排気浄化装置7へ流入する排気の更なる温度低下が期待でき、上流側排気浄化装置7の触媒が過度に高温となって劣化してしまうことを防止できる。
Therefore, in the
図3に示す第2実施例の協調制御においては、時刻t3において発電ユニット14による発電を開始するとともに、時刻t3において筒内へ流入する空気量が減少するよう吸気弁閉時期を進角もしくは遅角させてもよい。また、図3に示す第2実施例の協調制御においては、まず筒内へ流入する空気量が減少するよう吸気弁閉時期を進角もしくは遅角させ、その後発電ユニット14による発電を開始するようにしてもよい。
In the coordinated control of the second embodiment shown in FIG. 3, the
さらに、吸気弁閉時期の遅進は、例えば上述した位相可変機構を用いた等作動角での遅進でもよいし、上述したリフト作動角可変機構を用いて吸気弁開時期を固定して行う遅進でもよい。 Further, the delay of the intake valve closing timing may be delayed at an equal operating angle using, for example, the above-mentioned phase variable mechanism, or the intake valve opening timing is fixed by using the above-mentioned lift operating angle variable mechanism. It may be slow.
図4は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量と吸気弁のリフト量とを協調制御した際の一例を示す第3実施例のタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart of a third embodiment showing an example in which the opening degree of the
図4における時刻t1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで第1スロットル弁5の開度が大きくなり、内燃機関1の負荷が上昇し始めるタイミングである。ウエストゲート弁19は、時刻t1において閉弁される。
The time t1 in FIG. 4 is a timing at which the driver depresses the accelerator pedal to increase the opening degree of the
図4おける時刻t2は、内燃機関1の負荷が目標値に対してオーバシュートしないようにウエストゲート弁19の開度を制御し始めるタイミングであり、内燃機関1の負荷が目標値に到達する手前のタイミングである。
The time t2 in FIG. 4 is the timing at which the opening degree of the
図4における時刻t3は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度閾値であるCriteria#1に到達したタイミングであり、発電ユニット14での発電を開始して、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t3は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t3 in FIG. 4 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches the temperature threshold value of
図4における時刻t4は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#4(第4閾値)に到達したタイミングであり、吸気弁のリフト量を小さくして、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁のリフト量の協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t4は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度と吸気弁のリフト量を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t4 in FIG. 4 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches Criteria # 4 (fourth threshold value), and the lift amount of the intake valve is reduced to reduce the opening degree of the
図4におけるCriteria#1は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値よりも所定温度低い温度である。図4におけるCriteria#2は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値である温度限界値である。図4におけるCriteria#4は、Criteria#1よりも高く、Criteria#2よりも低い所定温度であり、例えばCriteria#3と異なる値である。
図4に示す協調制御の例では、内燃機関1の高負荷時(高出力時)に上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えないように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁のリフト量が制御されている。詳述すると、図4に示す協調制御では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2よりも低いCriteria#4となるように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁のリフト量が制御されている。
In the example of coordinated control shown in FIG. 4, the opening degree of the
図4に示す第3実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えそうな場合(時刻t3以降)に、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御している。ウエストゲート弁19の開度は、発電ユニット14での発電が開始された時刻t3以降、この発電によるタービン12での回収仕事の増加に伴い閉じ側(小開度)に設定する必要があるため、時刻t2〜t3までの開度に比べて小さくなるよう制御される。
In the third embodiment shown in FIG. 4, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is likely to exceed Criteria # 2 (after time t3), the opening degree of the
そして、時刻t3でウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始しても上流側排気浄化装置7の触媒温度が十分に低下しない場合(例えば、上流側排気浄化装置7の触媒温度が上昇傾向等の場合)には、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#4に達した時刻t4以降、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び吸気弁のリフト量を協調制御している。
Then, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 does not sufficiently decrease even if the coordinated control of the opening degree of the
吸気弁のリフト量は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#4に達した時刻t4以降、筒内に空気が入りにくい状態になるよう小さく変更する。
The lift amount of the intake valve is changed small so that it becomes difficult for air to enter the cylinder after the time t4 when the catalyst temperature of the upstream exhaust purification device 7 reaches
これにより、内燃機関1は、同じ空気量を得るのに必要な過給圧が上昇し(等空気量における要求過給圧が上昇し)、コンプレッサ11が要求する仕事量が増加することで、タービン12で回収できる仕事量が増加する。
As a result, the boost pressure required for the
そのため、内燃機関1は、図4の時刻t4以降、上流側排気浄化装置7へ流入する排気の更なる温度低下が期待でき、上流側排気浄化装置7の触媒が過度に高温となって劣化してしまうことを防止できる。
Therefore, in the
図4に示す第3実施例の協調制御においては、時刻t3において発電ユニット14による発電を開始するとともに、時刻t3において筒内へ流入する空気量が減少するよう吸気弁のリフト量を小さくしてもよい。また、図4に示す第3実施例の協調制御においては、まず筒内へ流入する空気量が減少するよう吸気弁のリフト量を小さくし、その後発電ユニット14による発電を開始するようにしてもよい。
In the coordinated control of the third embodiment shown in FIG. 4, the
さらに、吸気弁のリフト量は、連続的に小さくしてもよいし、ステップ状に段階的に小さくしてもよい。 Further, the lift amount of the intake valve may be continuously reduced or may be gradually reduced stepwise.
図5は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量と第2スロットル弁6の開度とを協調制御した際の一例を示す第4実施例のタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart of a fourth embodiment showing an example in which the opening degree of the
図5における時刻t1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで第1スロットル弁5(TH/V)の開度が大きくなり、内燃機関1の負荷が上昇し始めるタイミングである。ウエストゲート弁19(WG/V)は、時刻t1において閉弁される。
The time t1 in FIG. 5 is a timing at which the driver depresses the accelerator pedal to increase the opening degree of the first throttle valve 5 (TH / V) and the load of the
図5おける時刻t2は、内燃機関1の負荷が目標値に対してオーバシュートしないようにウエストゲート弁19の開度を制御し始めるタイミングであり、内燃機関1の負荷が目標値に到達する手前のタイミングである。
The time t2 in FIG. 5 is the timing at which the opening degree of the
図5における時刻t3は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度閾値であるCriteria#1に到達したタイミングであり、発電ユニット14での発電を開始して、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t3は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t3 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches the temperature threshold value of
図5における時刻t4は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#5(第5閾値)に到達したタイミングであり、第2スロットル弁6(ADM/V)の開度を小さくして、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第2スロットル弁6の開度の協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t4は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度と第2スロットル弁6の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t4 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches Criteria # 5 (fifth threshold value), and the opening degree of the second throttle valve 6 (ADM / V) is reduced. It is the timing to start the coordinated control of the opening degree of the
図5におけるCriteria#1は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値よりも所定温度低い温度である。図5におけるCriteria#2は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値である温度限界値である。図5におけるCriteria#5は、Criteria#1よりも高く、Criteria#2よりも低い所定温度であり、例えばCriteria#3やCriteria#4と異なる値である。
図5に示す協調制御の例では、内燃機関1の高負荷時(高出力時)に上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えないように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第2スロットル弁6の開度が制御されている。詳述すると、図5に示す協調制御では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2よりも低いCriteria#5となるように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第2スロットル弁6の開度が制御されている。
In the example of coordinated control shown in FIG. 5, the opening degree of the
図5に示す第4実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えそうな場合(時刻t3以降)に、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御している。ウエストゲート弁19の開度は、発電ユニット14での発電が開始された時刻t3以降、この発電によるタービン12での回収仕事の増加に伴い閉じ側(小開度)に設定する必要があるため、時刻t2〜t3までの開度に比べて小さくなるよう制御される。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is likely to exceed Criteria # 2 (after time t3), the opening degree of the
そして、時刻t3でウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始しても上流側排気浄化装置7の触媒温度が十分に低下しない場合(例えば、上流側排気浄化装置7の触媒温度が上昇傾向等の場合)には、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#5に達した時刻t4以降、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第2スロットル弁6の開度を協調制御している。
Then, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 does not sufficiently decrease even if the coordinated control of the opening degree of the
第2スロットル弁6の開度は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#5に達した時刻t4以降、筒内に空気が入りにくい状態になるよう小さく変更する。
The opening degree of the
これにより、内燃機関1は、同じ空気量を得るのに必要な過給圧が上昇し(等空気量における要求過給圧が上昇し)、コンプレッサ11が要求する仕事量が増加することで、タービン12で回収できる仕事量が増加する。
As a result, the boost pressure required for the
そのため、内燃機関1は、図5の時刻t4以降は、上流側排気浄化装置7へ流入する排気の更なる温度低下が期待でき、上流側排気浄化装置7の触媒が過度に高温となって劣化してしまうことを防止できる。
Therefore, the
図5に示す第4実施例の協調制御においては、時刻t3において発電ユニット14による発電を開始するとともに、時刻t3において筒内へ流入する空気量が減少するよう第2スロットル弁6の開度を小さくしてもよい。また、図5に示す第4実施例の協調制御においては、まず筒内へ流入する空気量が減少するよう第2スロットル弁6の開度を小さくし、その後発電ユニット14による発電を開始するようにしてもよい。
In the coordinated control of the fourth embodiment shown in FIG. 5, the
また、第4実施例において、内燃機関1の高負荷時(高出力時)にEGR弁21が開いている場合には、第2スロットル弁6の開度が小さくなるほどEGR弁21の開度を小さくしてもよい。
Further, in the fourth embodiment, when the
吸気通路2へEGRを導入するためにEGR弁21が開いている場合、EGR弁21の開度を一定の状態で第2スロットル弁6の開度を小さくすると、圧力バランスの関係でEGR量が増加する。従って、EGR弁21が開いている状態で第2スロットル弁6の開度を閉じ側(小開度)に設定する場合には、EGR弁21の開度を小さく(閉じ側に)する。これによって、内燃機関1は、EGR量を一定に保つことができ、燃焼悪化を防止することができる。
When the
なお、第2スロットル弁6やEGR弁21を動かすタイミングが適切でない場合、過渡的にEGR率が急激な変化を起こす虞がある。そこで、第2スロットル弁6及びEGR弁21の位置や当該各弁の下流側の圧力損失等からEGRガス及び新気の輸送遅れを推定もしくは検知した上で、第2スロットル弁6とEGR弁21を協調させて動かすタイミングを決めればよい。
If the timing of moving the
図6は、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量と第1スロットル弁5の開度とを協調制御した際の一例を示す第5実施例のタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart of a fifth embodiment showing an example in which the opening degree of the
図6における時刻t1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで第1スロットル弁5(TH/V)の開度が大きくなり、内燃機関1の負荷が上昇し始めるタイミングである。ウエストゲート弁19(WG/V)は、時刻t1において閉弁される。
The time t1 in FIG. 6 is a timing at which the driver depresses the accelerator pedal to increase the opening degree of the first throttle valve 5 (TH / V) and the load of the
図6おける時刻t2は、内燃機関1の負荷が目標値に対してオーバシュートしないようにウエストゲート弁19の開度を制御し始めるタイミングであり、内燃機関1の負荷が目標値に到達する手前のタイミングである。
The time t2 in FIG. 6 is the timing at which the opening degree of the
図6における時刻t3は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度閾値であるCriteria#1に到達したタイミングであり、発電ユニット14での発電を開始して、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t3は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t3 in FIG. 6 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches the temperature threshold value of
図6における時刻t4は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#6(第6閾値)に到達したタイミングであり、第1スロットル弁5の開度を小さくして、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第1スロットル弁5の開度の協調制御を開始するタイミングである。つまり、時刻t4は、発電ユニット14での発電量に応じてウエストゲート弁19の開度と第1スロットル弁5の開度を調整(制御)する協調制御の開始タイミングである。
The time t4 in FIG. 6 is the timing when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 reaches Criteria # 6 (sixth threshold value), and the opening degree of the
図6におけるCriteria#1は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値よりも所定温度低い温度である。図6におけるCriteria#2は、上流側排気浄化装置7の触媒劣化が進まない温度の上限値である温度限界値である。図6におけるCriteria#6は、Criteria#1よりも高く、Criteria#2よりも低い所定温度であり、例えばCriteria#3、Criteria#4、Criteria#5と異なる値である。
図6に示す協調制御の例では、内燃機関1の高負荷時(高出力時)に上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えないように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第1スロットル弁5の開度が制御されている。詳述すると、図6に示す協調制御では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2よりも低いCriteria#6となるように、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第1スロットル弁5の開度が制御されている。
In the example of coordinated control shown in FIG. 6, the opening degree of the
図6に示す第5実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2を超えそうな場合(時刻t3以降)に、ウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量とを協調制御している。ウエストゲート弁19の開度は、発電ユニット14での発電が開始された時刻t3以降、この発電によるタービン12での回収仕事の増加に伴い閉じ側(小開度)に設定する必要があるため、時刻t2〜t3までの開度に比べて小さくなるよう制御される。
In the fifth embodiment shown in FIG. 6, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 is likely to exceed Criteria # 2 (after time t3), the opening degree of the
そして、時刻t3でウエストゲート弁19の開度と発電ユニット14での発電量との協調制御を開始しても上流側排気浄化装置7の触媒温度が十分に低下しない場合(例えば、上流側排気浄化装置7の触媒温度が上昇傾向等の場合)には、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#6に達した時刻t4以降、ウエストゲート弁19の開度、発電ユニット14での発電量及び第1スロットル弁5の開度を協調制御している。
Then, when the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 does not sufficiently decrease even if the coordinated control of the opening degree of the
第1スロットル弁5の開度は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#6に達した時刻t4以降、筒内に空気が入りにくい状態になるよう小さく変更する。
The opening degree of the
これにより、内燃機関1は、同じ空気量を得るのに必要な過給圧が上昇し(等空気量における要求過給圧が上昇し)、コンプレッサ11が要求する仕事量が増加することで、タービン12で回収できる仕事量が増加する。
As a result, the boost pressure required for the
そのため、内燃機関1は、図6の時刻t4以降、上流側排気浄化装置7へ流入する排気の更なる温度低下が期待でき、上流側排気浄化装置7の触媒が過度に高温となって劣化してしまうことを防止できる。
Therefore, in the
図6に示す第5実施例の協調制御においては、時刻t3において発電ユニット14による発電を開始するとともに、時刻t3において筒内へ流入する空気量が減少するよう第1スロットル弁5の開度を小さくしてもよい。また、図6に示す第5実施例の協調制御においては、まず筒内へ流入する空気量が減少するよう第1スロットル弁5の開度を小さくし、その後発電ユニット14による発電を開始するようにしてもよい。
In the coordinated control of the fifth embodiment shown in FIG. 6, the
なお、上述した各実施例では、上流側排気浄化装置7の触媒温度をみながら協調制御を実施しているが、タービン12の出口温度をみながら協調制御を実施するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the coordinated control is performed while observing the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7, but the coordinated control may be performed while observing the outlet temperature of the
また、上述した各実施例において、内燃機関1の要求空気量に応じて設定される発電ユニット14の発電量は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が所定の温度限界値であるCriteria#2以下となるように設定されている。
Further, in each of the above-described embodiments, the power generation amount of the
そのため、内燃機関1は、上流側排気浄化装置7の触媒温度が過度に高温にならないようにでき、上流側排気浄化装置7の触媒が高温により劣化しないようにできる。
Therefore, the
そして、上述した各実施例において、上流側排気浄化装置7の触媒温度は、予め実験等を行って適合させたマップを用いて算出することも可能である。 Then, in each of the above-described embodiments, the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 can be calculated using a map adapted by conducting experiments or the like in advance.
例えば、上流側排気浄化装置7の触媒温度は、例えば図7に示すように、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数とを用いて算出可能である。内燃機関1の目標トルクは、内燃機関1の目標空気量(要求空気量)に応じて設定されるものである。従って、上流側排気浄化装置7の触媒温度は、目標空気量(要求空気量)に応じて算出可能となる。図7を用いて算出された触媒温度がCriteria#2に達するような場合には、協調制御が実施される。上流側排気浄化装置7の触媒温度は、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数が大きくなるほど高くなる。
For example, the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 can be calculated by using the target torque of the
また、協調制御において、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度限界値を超えないように設定されるウエストゲート弁19の開度や発電ユニット14の発電量は、予め実験等を行って適合させたマップを用いて算出可能である。
Further, in the coordinated control, the opening degree of the
協調制御におけるウエストゲート弁19の開度は、例えば図8に示すように、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数とを用いて設定可能である。ウエストゲート弁19の開度は、内燃機関1の目標空気量(要求空気量)に応じて設定されるものである。従って、ウエストゲート弁19の開度は、目標空気量(要求空気量)に応じて算出可能となる。ウエストゲート弁19の開度は、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数が大きくなるほど小さくなる。
The opening degree of the
協調制御における発電ユニット14での発電量は、例えば図9に示すように、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数とを用いて設定可能である。発電ユニット14での発電量は、内燃機関1の目標空気量(要求空気量)に応じて設定されるものである。従って、発電ユニット14での発電量は、目標空気量(要求空気量)に応じて算出可能となる。発電ユニット14での発電量は、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数が大きくなるほど大きくなる。
The amount of power generated by the
また、協調制御において、上流側排気浄化装置7の触媒温度が温度限界値を超えないように設定される吸気弁閉時期、吸気弁のリフト量、第1スロットル弁5の開度、第2スロットル弁6の開度についても、内燃機関1の目標トルクと内燃機関1の実回転数を用いて予め実験等を行って適合させたマップ(図示せず)を参照して算出可能である。
Further, in the coordinated control, the intake valve closing timing, the intake valve lift amount, the opening degree of the
また、協調制御は、ウエストゲート弁19の弁開度と発電ユニット14の発電量の他に、吸気弁閉時期、吸気弁のリフト量、第1スロットル弁5の開度及び第2スロットル弁6の開度のうちの少なくとも一つを用いて実施するようにしてもよい。つまり、協調制御は、ウエストゲート弁19の弁開度と発電ユニット14の発電量の他に、例えば吸気弁閉時期、吸気弁のリフト量、第1スロットル弁5の開度及び第2スロットル弁6の開度を用いて実施してもよい。
In addition to the valve opening degree of the
上述した各実施例の協調制御は、上流側排気浄化装置7の触媒温度がCriteria#2となるように実施してもよい。
The cooperative control of each of the above-described embodiments may be carried out so that the catalyst temperature of the upstream exhaust gas purification device 7 becomes
本発明は、搭載される車両の駆動輪に駆動トルクを伝達する内燃機関や、発電用に車両に搭載される内燃機関に適用可能である。 The present invention is applicable to an internal combustion engine that transmits drive torque to the drive wheels of a vehicle mounted on the vehicle and an internal combustion engine mounted on the vehicle for power generation.
1…内燃機関
2…吸気通路
3…排気通路
4…エアクリーナ
5…第1スロットル弁
6…第2スロットル弁
7…上流側排気浄化装置
10…過給機
11…コンプレッサ
12…タービン
13…タービン軸
14…発電ユニット
15…バッテリ
19…ウエストゲート弁
21…EGR弁
24…可変動弁機構
30…コントロールユニット
1 ...
Claims (11)
上記過給機の軸部材の回転を利用して発電が可能な発電ユニットと、
上記発電ユニットの発電量を制御する発電制御部と、
上記タービンを迂回するように上記排気通路に接続されたバイパス通路に設けられたウエストゲート弁と、を有する内燃機関の制御方法において、
上記ウエストゲート弁の開度と上記発電制御部で制御する発電量とを協調制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。 A turbocharger having a compressor provided in an intake passage, a turbine provided in an exhaust passage, and a shaft member connecting the compressor and the turbine.
A power generation unit that can generate power using the rotation of the shaft member of the turbocharger,
A power generation control unit that controls the amount of power generated by the above power generation unit,
In a method for controlling an internal combustion engine having a waist gate valve provided in a bypass passage connected to the exhaust passage so as to bypass the turbine.
A control method for an internal combustion engine, characterized in that the opening degree of the waist gate valve and the amount of power generation controlled by the power generation control unit are coordinatedly controlled.
上記協調制御は、上記発電ユニットの発電量に応じて上記吸気弁閉時期を進角もしくは遅角させながら上記ウエストゲート弁の開度を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御方法。 It has a first variable valve mechanism that can advance or retard the intake valve closing timing of the internal combustion engine.
The coordinated control according to claim 1 or 2, wherein the cooperative control adjusts the opening degree of the waist gate valve while advancing or retarding the intake valve closing timing according to the amount of power generated by the power generation unit. Internal combustion engine control method.
上記協調制御は、上記発電ユニットの発電量に応じて上記吸気弁のリフト量を低下させながら上記ウエストゲート弁の開度を調整することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。 It has a second variable valve mechanism that can change the lift amount of the intake valve of the internal combustion engine.
The coordinated control according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooperative control adjusts the opening degree of the waist gate valve while reducing the lift amount of the intake valve according to the power generation amount of the power generation unit. Internal combustion engine control method.
上記協調制御は、上記発電ユニットの発電量に応じて上記第1吸気絞り弁の開度を小さくしながら上記ウエストゲート弁の開度を調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。 The intake passage is provided with a first intake throttle valve located on the upstream side of the compressor.
Any of claims 1 to 4, wherein the coordinated control adjusts the opening degree of the waist gate valve while reducing the opening degree of the first intake throttle valve according to the amount of power generated by the power generation unit. The method for controlling an internal combustion engine described in 1.
上記協調制御は、上記発電ユニットの発電量に応じて上記第2吸気絞り弁の開度を小さくしながら上記ウエストゲート弁の開度を調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。 A second intake throttle valve located on the downstream side of the compressor is provided in the intake passage.
Any of claims 1 to 5, wherein the coordinated control adjusts the opening degree of the waist gate valve while reducing the opening degree of the second intake throttle valve according to the amount of power generated by the power generation unit. The method for controlling an internal combustion engine described in 1.
上記EGR通路に配置されたEGR弁が開いて上記吸気通路に排気の一部が導入されている場合、
上記協調制御は、上記第1吸気絞り弁の開度が小さくなるほど、上記EGR通路に配置された上記EGR弁の開度を小さくすることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の制御方法。 An EGR passage capable of introducing a part of exhaust gas into the intake passage between the first intake throttle valve and the compressor is provided.
When the EGR valve arranged in the EGR passage is opened and a part of the exhaust gas is introduced into the intake passage.
The control method for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the cooperative control reduces the opening degree of the EGR valve arranged in the EGR passage as the opening degree of the first intake throttle valve becomes smaller. ..
上記過給機の軸部材の回転を利用して発電が可能な発電ユニットと、
上記発電ユニットの発電量を制御する発電制御部と、
上記タービンを迂回するように上記排気通路に接続されたバイパス通路に設けられたウエストゲート弁と、
上記ウエストゲート弁の開度と上記発電ユニットの発電量とを協調制御する協調制御部と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a compressor provided in an intake passage, a turbine provided in an exhaust passage, and a shaft member connecting the compressor and the turbine.
A power generation unit that can generate power using the rotation of the shaft member of the turbocharger,
A power generation control unit that controls the amount of power generated by the above power generation unit,
A waistgate valve provided in a bypass passage connected to the exhaust passage so as to bypass the turbine, and
A control device for an internal combustion engine, comprising: a coordinated control unit that cooperatively controls the opening degree of the waist gate valve and the amount of power generated by the power generation unit.
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