(57)【要約】【課題】この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関し、フューエルカットを伴う減速時に吸気弁を閉弁状態で停止させつつ排気弁を稼働状態とした際に、エンジンブレーキ力を良好に確保できるようにすることを目的とする。【解決手段】内燃機関１０の排気エネルギにより作動するタービン２０ａを排気通路２２に備えるターボ過給機２０と、吸気弁１４を閉弁状態で停止可能な吸気可変動弁機構１８とを備える。フューエルカットを伴う減速時に、吸気可変動弁機構１８を用いて閉弁状態での吸気弁１４の停止を実行する。この吸気弁１４の閉弁停止時に、タービン２０ａの上流側の排気圧力の低下が抑制されるように排気通路２２を切り替える。具体的には、ＥＧＲ通路２８における排気通路２２側の端部に配置された排気通路切替弁３６を開くようにする。【選択図】図１
2010249041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気エネルギにより作動するタービンを排気通路に備えるターボ過給機と、
吸気弁を閉弁状態で停止可能な吸気可変動弁機構と、
フューエルカットを伴う減速時に、前記吸気可変動弁機構を用いて閉弁状態での前記吸気弁の停止を実行する吸気弁停止実行手段と、
前記吸気弁停止実行手段による前記吸気弁の閉弁停止時に、前記タービンの上流側の排気圧力の低下が抑制されるように前記排気通路を切り替える排気通路切替手段と、
を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記タービンの上流側の前記排気通路に連通する通路が増大するように前記排気通路を切り替える手段であることを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、
第１および第２気筒群と、
前記第１気筒群から排出される排気ガスが流れる第１排気通路と、
前記第２気筒群から排出される排気ガスが流れる第２排気通路と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路とが合流した後の合流後排気通路と、を備え、
前記タービンは、
前記第１排気通路に配置される第１タービンと、
前記第２排気通路に配置される第２タービンと、を含み、
前記内燃機関は、
前記第１タービンよりも上流側の前記第１排気通路と前記第２タービンよりも上流側の前記第２排気通路とを連通する排気連通路と、
前記第１排気通路および前記第２排気通路の何れか一方の通路における前記排気連通路との接続点と前記一方の通路における前記合流後排気通路との接続点との間の部位に配置され、当該部位において前記一方の通路の開閉を担う排気通路切替弁と、を更に備え、
前記排気通路切替手段は、前記排気通路切替弁が閉じた状態からの前記閉弁停止時に、前記排気通路切替弁を開くようにする手段であることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、
前記タービンよりも上流側の部位において前記排気通路から分岐し、当該タービンの下流側の部位において前記排気通路に再び合流する排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路の開閉を担うウエストゲートバルブと、を備え、
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記ウエストゲートバルブの開度を大きくする手段であることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、
前記タービンの上流側の前記排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路と、
前記排気ガス還流通路の途中に配置され、前記排気通路から前記吸気通路への排気ガス再循環量を制御するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁よりも前記排気通路側の前記排気ガス還流通路に配置され、前記排気ガス還流通路の開閉を担う排気通路切替弁と、を備え、
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記排気通路切替弁の開度を大きくする手段であることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ターボ過給機を備える内燃機関のための圧縮圧開放型のエンジンブレーキ装置が開示されている。この従来の装置では、圧縮行程の終わり頃に排気弁を開いて制動力を得るようにしたエンジンブレーキ装置の作動時に、ＥＧＲ弁を開き、排気の一部を内燃機関に再循環させる制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０７８９８号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気通路に配置される触媒が高温である状態でフューエルカットを伴う減速がなされると、触媒に新気が供給されることで触媒の劣化が懸念される。そこで、ターボ過給機を備える内燃機関において、フューエルカットを伴う減速時に吸気弁を閉弁状態で停止させつつ排気弁を稼働状態とすることにより、触媒への新気の供給防止によって触媒の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力の確保を図ることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記のように減速時に吸気弁を閉弁状態で停止させつつ排気弁を稼働状態とすることで、吸気側から排気側へのガスの流れを停止させた状態であっても、排気通路に配置されるタービンは、直ちに回転を停止するわけではなく、慣性により回転が継続されることになる。その結果、タービンの回転継続中には、排気弁からタービンまでの区間にある排気ガスがタービンの下流側に送り出されるようになり、タービンの上流側の排気圧力が低下してしまう。これにより、排気弁の稼働により筒内に吸入、排気される排気ガス量が減少するので、内燃機関が行うポンプ仕事が小さくなり、十分なエンジンブレーキ力を確保しにくくなることが懸念される。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ターボ過給機を備える内燃機関において、フューエルカットを伴う減速時に吸気弁を閉弁状態で停止させつつ排気弁を稼働状態とした際に、エンジンブレーキ力を良好に確保できるようにした過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気エネルギにより作動するタービンを排気通路に備えるターボ過給機と、
吸気弁を閉弁状態で停止可能な吸気可変動弁機構と、
フューエルカットを伴う減速時に、前記吸気可変動弁機構を用いて閉弁状態での前記吸気弁の停止を実行する吸気弁停止実行手段と、
前記吸気弁停止実行手段による前記吸気弁の閉弁停止時に、前記タービンの上流側の排気圧力の低下が抑制されるように前記排気通路を切り替える排気通路切替手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記タービンの上流側の前記排気通路に連通する通路が増大するように前記排気通路を切り替える手段であることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記内燃機関は、
第１および第２気筒群と、
前記第１気筒群から排出される排気ガスが流れる第１排気通路と、
前記第２気筒群から排出される排気ガスが流れる第２排気通路と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路とが合流した後の合流後排気通路と、を備え、
前記タービンは、
前記第１排気通路に配置される第１タービンと、
前記第２排気通路に配置される第２タービンと、を含み、
前記内燃機関は、
前記第１タービンよりも上流側の前記第１排気通路と前記第２タービンよりも上流側の前記第２排気通路とを連通する排気連通路と、
前記第１排気通路および前記第２排気通路の何れか一方の通路における前記排気連通路との接続点と前記一方の通路における前記合流後排気通路との接続点との間の部位に配置され、当該部位において前記一方の通路の開閉を担う排気通路切替弁と、を更に備え、
前記排気通路切替手段は、前記排気通路切替弁が閉じた状態からの前記閉弁停止時に、前記排気通路切替弁を開くようにする手段であることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第２の発明において、
前記内燃機関は、
前記タービンよりも上流側の部位において前記排気通路から分岐し、当該タービンの下流側の部位において前記排気通路に再び合流する排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路の開閉を担うウエストゲートバルブと、を備え、
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記ウエストゲートバルブの開度を大きくする手段であることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第２の発明において、
前記内燃機関は、
前記タービンの上流側の前記排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路と、
前記排気ガス還流通路の途中に配置され、前記排気通路から前記吸気通路への排気ガス再循環量を制御するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁よりも前記排気通路側の前記排気ガス還流通路に配置され、前記排気ガス還流通路の開閉を担う排気通路切替弁と、を備え、
前記排気通路切替手段は、前記閉弁停止時に、前記排気通路切替弁の開度を大きくする手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、吸気弁の閉弁停止時にタービンの上流側の排気圧力の低下が抑制されるように排気通路を切り替える手段を備えていることにより、吸気弁の閉弁停止時に慣性によりタービンが回転を続ける場合であっても、ポンプ仕事の低下を抑制することができる。このため、フューエルカットを伴う減速時に吸気弁を閉弁状態で停止させつつ排気弁を稼働状態とした際に、エンジンブレーキ力を良好に確保することができるようになる。
【００１３】
第２の発明によれば、吸気弁の閉弁停止時にタービンの上流側の排気通路に連通する通路が増大するように排気通路が切り替えられることにより、タービンの上流側の排気圧力の低下を効果的に抑制することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、第１タービンよりも上流側の第１排気通路と第２タービンよりも上流側の第２排気通路とを連通する排気連通路と、第１排気通路および第２排気通路の何れか一方の通路の開閉を担う排気通路切替弁とを備える内燃機関において、タービンの上流側の排気圧力の低下を効果的に抑制することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、排気バイパス通路の開閉を担うウエストゲートバルブを備える内燃機関において、タービンの上流側の排気圧力の低下を効果的に抑制することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、ＥＧＲ弁よりも排気通路側の排気ガス還流通路に排気通路切替弁を備える内燃機関において、タービンの上流側の排気圧力の低下を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１における特徴的な制御の概要を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】吸気弁の閉弁停止時のポンプ仕事の低下抑制を実現することのできる他のシステム構成およびその制御を説明するための図である。
【図１１】図１０に示す制御を実現するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされるものである。
【００１９】
内燃機関１０の各気筒１２には、２つの吸気弁１４と２つの排気弁１６とが備わっているものとする。吸気弁１４は、吸気可変動弁機構１８により駆動される。ここでは、吸気可変動弁機構１８として、吸気弁１４を閉弁状態で停止可能な機構が用いられているものとする。そのような機構１８の具体的な構成については、特に限定させるものではなく、例えば、電磁力を利用して吸気弁１４を駆動する電磁駆動式の可変動弁機構を用いることができる。尚、排気弁１６を駆動する動弁機構（図示省略）は、固定された所定の開閉時期で排気弁１６を開閉駆動できるものでよい。
【００２０】
また、内燃機関１０は、ターボ過給機２０を備えている。ターボ過給機２０は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２０ａと、タービン２０ａと一体的に連結され、タービン２０ａに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動されるコンプレッサ２０ｂとを有している。
【００２１】
ターボ過給機２０のタービン２０ａは、排気通路２２の途中に配置されている。タービン２０ａよりも下流側の排気通路２２には、排気ガスを浄化するための触媒２４が配置されている。また、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ｂは、吸気通路２６の途中に配置されている。
【００２２】
また、タービン２０ａよりも上流側の排気通路２２には、ＥＧＲ通路（排気ガス還流通路）２８の一端が接続されている。ＥＧＲ通路２８の他端は、コンプレッサ２０ｂよりも下流側の吸気通路２６に接続されている。ＥＧＲ通路２８の途中には、ＥＧＲ通路２８を通って吸気通路２６に還流する排気ガス量（すなわち、ＥＧＲガス量）を調整するためのＥＧＲ弁３０が設けられている。
【００２３】
ＥＧＲ弁３０よりも排気通路２２に近い側（ＥＧＲガスの上流側）のＥＧＲ通路２８には、ＥＧＲクーラ３２およびＥＧＲ触媒３４が設けられている。更に、ＥＧＲ通路２８における排気通路２２側の端部には、排気通路切替弁３６が配置されている。この排気通路切替弁３６は、タービン２０ａよりも上流側の排気通路容積を調整するための手段である。すなわち、このような排気通路切替弁３６を開くこととすれば、排気通路２２とＥＧＲ通路２８とを遮断状態から連通状態に切り替えることができる。これにより、ＥＧＲ通路２８の容積がタービン２０ａの上流側の排気通路容積に加わるので、閉弁時と比べ、ＥＧＲ通路２８の容積分だけ排気通路容積を増大させることができる。
【００２４】
本実施形態のシステムは、更に、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を更に備えている。ＥＣＵ４０には、エンジン回転数および吸入空気量等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種のセンサ、更には、内燃機関１０を搭載した車両のアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ４２等が接続されている。また、ＥＣＵ４０には、吸気可変動弁機構１８、ＥＧＲ弁３０、および排気通路切替弁３６とともに、燃料噴射弁（図示省略）等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。
【００２５】
以上のように構成された本実施形態のシステムにおいて、排気通路２２に配置される触媒２４が高温である状態でフューエルカットを伴う減速がなされると、触媒２４に新気が供給されることで触媒２４の劣化が懸念される。そこで、フューエルカットを伴う減速時に吸気弁１４を閉弁状態で停止させつつ排気弁１６を稼働状態とすることにより、触媒２４への新気の供給防止によって触媒２４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力の確保を図ることが考えられる。
【００２６】
しかしながら、上記のように減速時に吸気弁１４を閉弁状態で停止させつつ排気弁１６を稼働状態とすることで、吸気側から排気側へのガスの流れを停止させた状態であっても、排気通路２２に配置されるタービン２０ａは、直ちに回転を停止するわけではなく、慣性により回転が継続されることになる。その結果、タービン２０ａの回転継続中には、排気弁１６からタービン２０ａまでの区間にある排気ガスがタービン２０ａの下流側に送り出されるようになり、タービン２０ａの上流側の排気圧力が低下してしまう。これにより、排気弁１６の稼働により筒内に吸入、排気される排気ガス量が減少するので、内燃機関１０が行うポンプ仕事が小さくなり、十分なエンジンブレーキ力を確保しにくくなることが懸念される。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１における特徴的な制御の概要を示すタイムチャートである。
上記の問題点を解消すべく、本実施形態では、触媒劣化抑制のために減速時に吸気弁１４を閉弁状態で停止させる際（以下、「吸気弁１４の閉弁停止時」と略することがある）に、タービン２０ａの上流側の排気圧力の低下が抑制されるように排気通路２２を切り替えるようにした。具体的には、図２に示すように、吸気弁１４の閉弁停止時に、排気通路切替弁３６を開くようにした。
【００２８】
図３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。
図３に示すルーチンでは、先ず、排気通路切替弁３６が閉弁中であるか否かが判別される。その結果、排気通路切替弁３６が閉弁中であると判定された場合には、減速時にフューエルカットを行うための所定の実行条件が成立しているか否かが、ＥＣＵ４０に接続されたアクセル開度センサ４２等の所定のセンサ出力情報に基づいて判別される（ステップ１０２）。
【００２９】
上記ステップ１０２において上記実行条件が成立していると判定された場合には、吸気弁１４を閉弁状態で停止させる弁停止制御を行うか否かが判別される（ステップ１０４）。既述したように、触媒２４が高温状態にある際には、触媒２４の劣化抑制のためにフューエルカット時に吸気弁１４を閉弁状態に停止させる必要があると判断できる。このため、本ステップ１０４では、触媒２４の温度を運転状態に基づく推定等に手法によって取得したうえで、触媒２４の温度に基づいて弁停止制御を行うか否かを判断するようにしている。
【００３０】
上記ステップ１０４において弁停止制御を行うと判定された場合には、吸気可変動弁機構１８を用いて吸気弁１４が閉弁状態で停止される（ステップ１０６）。また、この場合には、排気通路切替弁３６を開く動作が実行される（ステップ１０８）。
【００３１】
以上説明した図３に示すルーチンによれば、吸気弁１４の閉弁停止時に排気通路切替弁３６を開くようにすることで、タービン２０ａに連通する通路（この場合はＥＧＲ通路２８）を増大させることができる。言い換えれば、タービン２０ａの上流側の排気通路容積をＥＧＲ通路２８分だけ増大させることができる。これにより、吸気弁１４の閉弁停止時に慣性により回転を続けるタービン２０ａによってガスが掻き出されることとなる部位（すなわち、タービン２０ａの上流側の部位）の容積を大きく確保することで、タービン２０ａの上流側の排気圧力の低下を抑制することができ、ポンプ仕事の低下を抑制することができる。このため、減速時に吸気弁１４の閉弁停止を行う際に、触媒３４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力を良好に確保することができる。
【００３２】
ところで、上述した実施の形態１においては、吸気弁１４の閉弁停止時に排気通路切替弁３６を閉じた状態から開くようにしている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、すなわち、閉じた状態からに限らず排気通路切替弁３６の開度を吸気弁１４の閉弁停止時に大きくするものであってもよい。
【００３３】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「吸気弁停止実行手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気通路切替手段」が、それぞれ実現されている。
【００３４】
実施の形態２．
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図４は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。尚、図４において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００３５】
図４に示すシステムは、２つの気筒群５０ａ、５０ｂを有する内燃機関５０を備えている。図４に示す排気通路５２は、第１気筒群５０ａから排出される排気ガスが流れる第１排気通路５２ａと、第２気筒群５０ｂから排出される排気ガスが流れる第２排気通路５２ｂと、これらの排気通路５２ａ、５２ｂが合流した後の合流後排気通路５２ｃとを備えている。尚、合流後排気通路５２ｃには、触媒２４が配置されている。
【００３６】
また、第１排気通路５２ａの途中には、第１ターボ過給機（Ｔ／Ｃ１）の第１タービン５４が配置されており、第２排気通路５２ｂの途中には、第２ターボ過給機（Ｔ／Ｃ２）の第２タービン５６が配置されている。更に、排気通路５２は、第１タービン５４よりも上流側の第１排気通路５２ａと第２タービン５６よりも上流側の第２排気通路５２ｂとを連通する排気連通路５２ｄを備えている。
【００３７】
また、第１排気通路５２ａにおける第１タービン５４よりも下流側の部位には、その部位の開閉を担う排気通路切替弁５８が配置されている。この排気通路切替弁５８は、ＥＣＵ４０に接続されている。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態のシステムにおいて、排気通路切替弁５８を閉じるようにすると、第２気筒群５０ｂからの排気ガスが第２排気通路５２ｂを通って第２タービン５６に供給されるとともに、第１気筒群５０ａからの排気ガスについても第１タービン５４には供給されずに第１排気通路５２ａおよび排気連通路５２ｄを通って第２タービン５６に供給されるようになる。
【００３９】
本実施形態では、排気通路切替弁５８を閉じた状態での運転中に吸気弁１４の閉弁停止が実行された際に、第２タービン５６の上流側の排気圧力の低下を抑制するために、排気通路切替弁５８を開くようにした。
【００４０】
図５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図５において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図５に示すルーチンでは、先ず、排気通路切替弁５８が閉弁中であるか否かが判別される（ステップ２００）。
【００４１】
その結果、排気通路切替弁５８が閉弁中であると判定された場合において、フューエルカット実行条件が成立し（ステップ１０２）、かつ、弁停止制御を行うと判定された場合には（ステップ１０４）、吸気弁１４が閉弁状態で停止されたうえで（ステップ１０６）、排気通路切替弁５８を開く動作が実行される（ステップ２０２）。
【００４２】
以上説明した図５に示すルーチンによれば、吸気弁１４の閉弁停止時に排気通路切替弁５８を開くようにすることで、第１排気通路５２ａおよび排気連通路５２ｄを介して、第２タービン５６の上流と下流とが連通するようになる。言い換えれば、第２タービン５６の上流側の第２排気通路５２ｂに連通する通路が増大するようになる。尚、排気通路切替弁５８を閉じた状態において吸気弁１４の閉弁停止がされる場合には、第１タービン５４は駆動状態にないので、第１タービン５４の回転数が低い状態にあり、第１排気通路５２ａがガス通路として機能することが可能な状態であることが期待できる。
【００４３】
そして、上記制御により第２タービン５６の上流と下流とが連通することで、吸気弁１４の閉弁停止時に慣性により回転を続ける第２タービン５６の動作に起因して、図４中に時計廻りの矢印で示すように、第１排気通路５２ａの下流側から排気連通路５２ｄを介して第２タービン５６の上流に向かう排気ガスの流れが形成されるようになる。これにより、第２タービン５６の上流側の排気圧力の低下を抑制することができ、ポンプ仕事の低下を抑制することができる。このため、本実施形態のシステムにおいても、減速時に吸気弁１４の閉弁停止を行う際に、触媒３４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力を良好に確保することができる。
【００４４】
ところで、上述した実施の形態２においては、第１タービン５４よりも下流側の第１排気通路５２ａ上に排気通路切替弁５８を配置するようにしている。しかしながら、本発明における排気通路切替弁の配置場所は、これに限定されるものではなく、例えば、第１排気通路５２ａにおける排気連通路５２ｄとの接続点と第１タービン５４との間の部位であってもよい。或いは、第２排気通路５２ｂにおける排気連通路５２ｄとの接続点と合流後排気通路５２ｃとの接続点との間の部位であってもよい。
【００４５】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気通路切替手段」が実現されている。
【００４６】
実施の形態３．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図６は、本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための図である。尚、図６において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４７】
図６に示す排気通路６０は、第１気筒群５０ａから排出される排気ガスが流れる第１排気通路６０ａと、第２気筒群５０ｂから排出される排気ガスが流れる第２排気通路６０ｂと、これらの排気通路６０ａ、６０ｂが合流した後の合流後排気通路６０ｃとを備えている。尚、合流後排気通路６０ｃには、触媒２４が配置されている。
【００４８】
また、第１排気通路６０ａの途中には、第１ターボ過給機（Ｔ／Ｃ１）の第１タービン５４が配置されており、第２排気通路６０ｂの途中には、第２ターボ過給機（Ｔ／Ｃ２）の第２タービン５６が配置されている。
【００４９】
更に、第１排気通路６０ａには、第１タービン５４をバイパスして第１タービン５４の入口側と出口側とを接続する第１排気バイパス通路６２が接続されている。第１排気バイパス通路６２の途中には、第１排気バイパス通路６２の開閉を担う電動式の第１ウエストゲートバルブ６４が配置されている。同様に、第２排気通路６０ｂには、第２タービン５６をバイパスして第２タービン５６の入口側と出口側とを接続する第２排気バイパス通路６６が接続されており、第２排気バイパス通路６６の途中には、第２排気バイパス通路６６の開閉を担う電動式の第２ウエストゲートバルブ６８が配置されている。これらのウエストゲートバルブ６４、６８は、ＥＣＵ４０に接続されている。
【００５０】
以上のシステム構成を有する本実施形態では、ウエストゲートバルブ６４、６８を閉じた状態での運転中に吸気弁１４の閉弁停止が実行された際に、タービン５４、５６のそれぞれの上流側の排気圧力の低下を抑制するために、ウエストゲートバルブ６４、６８をそれぞれ開くようにした。
【００５１】
図７は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図７において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図７に示すルーチンでは、先ず、ウエストゲートバルブ６４、６８がともに閉弁中であるか否かが判別される（ステップ３００）。
【００５２】
その結果、ウエストゲートバルブ６４、６８がともに閉弁中であると判定された場合において、フューエルカット実行条件が成立し（ステップ１０２）、かつ、弁停止制御を行うと判定された場合には（ステップ１０４）、吸気弁１４が閉弁状態で停止されたうえで（ステップ１０６）、ウエストゲートバルブ６４、６８をそれぞれ開く動作が実行される（ステップ３０２）。
【００５３】
以上説明した図７に示すルーチンによれば、吸気弁１４の閉弁停止時にウエストゲートバルブ６４、６８をそれぞれ開くようにすることで、排気バイパス通路６２、６６を介して、タービン５４、５６のそれぞれの上流と下流とが連通するようになる。言い換えれば、タービン５４、５６のそれぞれの上流側の排気通路６０ａ、６０ｂにそれぞれ連通する通路が増大されるようになる。
【００５４】
そして、上記制御によりタービン５４、５６のそれぞれの上流と下流とが連通することで、吸気弁１４の閉弁停止時に慣性により回転を続けるタービン５４、５６の動作に起因して、図６中に矢印で示すように、排気バイパス通路６２、６６を介してタービン５４、５６の下流から上流に向かう排気ガスの流れが形成されるようになる。これにより、タービン５４、５６の上流側の排気圧力の低下を抑制することができ、ポンプ仕事の低下を抑制することができる。このため、本実施形態のシステムにおいても、減速時に吸気弁１４の閉弁停止を行う際に、触媒３４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力を良好に確保することができる。
【００５５】
ところで、上述した実施の形態３においては、吸気弁１４の閉弁停止時にウエストゲートバルブ６４、６８を閉じた状態から開くようにしている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、すなわち、閉じた状態からに限らずウエストゲートバルブ６４、６８の開度を吸気弁１４の閉弁停止時に大きくするものであってもよい。
【００５６】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ３０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気通路切替手段」が実現されている。
【００５７】
実施の形態４．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図８は、本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための図である。尚、図８において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５８】
図８に示すシステムでは、上記図４に示すシステムとは異なり、第２排気通路５２ｂの途中にのみターボ過給機（Ｔ／Ｃ）のタービン７０が配置されている。また、排気連通路５２ｄよりも下流側の第１排気通路５２ａには、その部位の開閉を担う第１排気通路切替弁７２が配置されている。更に、タービン７０よりも下流側の第２排気通路５２ｂには、その部位の開閉を担う第２排気通路切替弁７４が配置されている。これらの排気通路切替弁７２、７４は、ＥＣＵ４０に接続されている。
【００５９】
以上のように構成された本実施形態のシステムにおいて、第１排気通路切替弁７２を閉じ、かつ第２排気通路切替弁７４を開くようにすると、第１気筒群５０ａおよび第２気筒群５０ｂの双方からの排気ガスがタービン７０を通って排出されるようになる。一方、本実施形態のシステムにおいて、第１排気通路切替弁７２を開き、かつ第２排気通路切替弁７４を閉じるようにすると、第１気筒群５０ａおよび第２気筒群５０ｂの双方からの排気ガスがタービン７０を通らずに排出されるようになる。
【００６０】
本実施形態では、第１排気通路切替弁７２を閉じ、かつ第２排気通路切替弁７４を開いた状態での運転中に吸気弁１４の閉弁停止が実行された際に、タービン７０の上流側の排気圧力の低下を抑制するために、第２排気通路切替弁７４を閉じるようにした。
【００６１】
図９は、上記の機能を実現するために、本実施の形態４においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図９において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図９に示すルーチンでは、先ず、第１排気通路切替弁７２が閉弁中であって第２排気通路切替弁７４が開弁中であるか否かが判別される（ステップ４００）。
【００６２】
その結果、第１排気通路切替弁７２が閉弁中であって第２排気通路切替弁７４が開弁中であると判定された場合において、フューエルカット実行条件が成立し（ステップ１０２）、かつ、弁停止制御を行うと判定された場合には（ステップ１０４）、吸気弁１４が閉弁状態で停止されたうえで（ステップ１０６）、第２排気通路切替弁７４を閉じる動作が実行される（ステップ４０２）。
【００６３】
以上説明した図９に示すルーチンによれば、吸気弁１４の閉弁停止時にタービン７０の下流において第２排気通路切替弁７４を閉じるようにすることで、慣性により回転しているタービン７０による当該タービン７０前後のガス流れを、強制的に抑制して短時間で停止させることができる。これにより、タービン７０の上流側の排気圧力の低下を抑制することができ、ポンプ仕事の低下を抑制することができる。このため、本実施形態のシステムにおいても、減速時に吸気弁１４の閉弁停止を行う際に、触媒３４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力を良好に確保することができる。
【００６４】
ところで、上述した実施の形態４においては、タービン７０よりも下流側の第２排気通路５２ｂ上に第２排気通路切替弁７４を配置するようにしている。しかしながら、本発明において、このような排気通路切替弁の配置場所は、これに限定されるものではなく、第２排気通路５２ｂにおける排気連通路５２ｄとの接続点とタービン７０との間の部位であってもよい。
【００６５】
また、上述した実施の形態４においては、吸気弁１４の閉弁停止時にタービン７０の下流の第２排気通路切替弁７４を閉じることで、タービン７０の上流側の排気圧力の低下を抑制して、ポンプ仕事の低下を抑制している。吸気弁１４の閉弁停止時にポンプ仕事の低下を抑制するという点においては、例えば、以下のような排気通路構成を有するシステムにおいて以下の制御を行うものであってもよい。
【００６６】
図１０は、吸気弁１４の閉弁停止時のポンプ仕事の低下抑制を実現することのできる他のシステム構成およびその制御を説明するための図である。尚、図１０において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６７】
図１０に示す内燃機関８０の排気通路８２は、タービン２０ａに通じる第１排気通路８２ａと、タービン２０ａに通じない第２排気通路８２ｂとを備えている。また、内燃機関８０の各気筒１２には、第１排気通路８２ａを開閉する第１排気弁（Ｅｘ１）８４ａと第２排気通路８２ｂを開閉する第２排気弁（Ｅｘ２）８４ｂとが配置されている。
【００６８】
また、このシステムは、上記排気弁８４ａ、８４ｂを駆動するための排気可変動弁機構８６を備えている。より具体的には、排気可変動弁機構８６は、その詳細な説明は省略するが、第１排気弁８４ａを第２排気弁８４ｂとは独立して閉弁状態で停止可能な機構であるものとする。この排気可変動弁機構８６は、ＥＣＵ４０に接続されている。
【００６９】
以上のように構成された図１０に示すシステムによれば、排気可変動弁機構８６を用いて第１排気弁８４ａを閉弁状態で停止させることにより、各気筒１２からの排気ガスの全量を、タービン２０ａを通さずに触媒２４を介して排出できるようになる。
【００７０】
このようなシステムが採用されている場合において、第１排気弁８４ａを第２排気弁８４ｂとともに稼働させた状態での運転中における吸気弁１４の閉弁停止時のポンプ仕事の低下を抑制するためには、次のような制御を行うことが好適である。すなわち、吸気弁１４の閉弁停止が実行された際に、排気可変動弁機構８６を用いて第１排気弁８４ａを閉弁状態で停止させるようにする。
【００７１】
図１１は、上記の機能を実現するために、ＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１１において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図１１に示すルーチンでは、先ず、第１排気弁８４ａが稼働中であるか否かが判別される（ステップ５００）。
【００７２】
その結果、第１排気弁８４ａが稼働中であると判定された場合において、フューエルカット実行条件が成立し（ステップ１０２）、かつ、弁停止制御を行うと判定された場合には（ステップ１０４）、吸気弁１４が閉弁状態で停止されたうえで（ステップ１０６）、第１排気弁８４ａを閉弁状態で停止させる動作が実行される（ステップ５０２）。
【００７３】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、吸気弁１４の閉弁停止時にタービン２０ａに通じる第１排気通路８２ａ側の第１排気弁８４ａを閉弁状態で停止させることで、慣性により回転しているタービン２０ａによる当該タービン２０ａ前後のガス流れを、強制的に抑制して短時間で停止させることができる。これにより、負圧下となるタービン２０ａの上流側の部位が筒内と連通しないようにすることで、慣性により回転しているタービン２０ａの影響を受けない第２排気通路８２ｂ側のみを利用して、ポンプ仕事を確保することができる。このため、このような手法によっても、減速時に吸気弁１４の閉弁停止を行う際に、触媒３４の劣化抑制を図りつつ、エンジンブレーキ力を良好に確保することができる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ４０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気通路切替手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００７５】
１０、５０、８０  内燃機関
１２  気筒
１４  吸気弁
１６  排気弁
１８  吸気可変動弁機構
２０  ターボ過給機
２０ａ、７０  タービン
２０ｂ  コンプレッサ
２２、５２、６０、８２  排気通路
２４  触媒
２６  吸気通路
２８  ＥＧＲ通路
３０  ＥＧＲ弁
３６、５８  排気通路切替弁
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５０ａ  第１気筒群
５０ｂ  第２気筒群
５２ａ、６０ａ、８２ａ  第１排気通路
５２ｂ、６０ｂ、８２ｂ  第２排気通路
５２ｃ、６０ｃ  合流後排気通路
５２ｄ  排気連通路
５４  第１タービン
５６  第２タービン
６２  第１排気バイパス通路
６４  第１ウエストゲートバルブ
６６  第２排気バイパス通路
６８  第２ウエストゲートバルブ
７２  第１排気通路切替弁
７４  第２排気通路切替弁
８４ａ  第１排気弁
８４ｂ  第２排気弁
８６  排気可変動弁機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010249041.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010249041.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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