JP2009197706A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine capable of sufficiently reducing emission of white smoke at the cold starting. <P>SOLUTION: A turbocharger 22 has a variable nozzle 22c. An exhaust throttle valve 24 is provided in an exhaust passage 20 on the downstream side of a turbine of the turbocharger 22. After it is determined that the initial explosion in a diesel engine 10 occurs, each opening of the variable nozzle 22c and the exhaust throttle valve 24 is set to be the opening on the open side compared with that before the occurrence of the initial explosion. Further, the opening of the variable nozzle 22c after the diesel engine 10 reaches the state of complete explosion is set to be the opening on the closing side compared with the opening before reaching the state of complete explosion. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献１には、内燃機関のクランキング動作中に、排気弁および排気弁よりも下流側の排気通路に設けられた排気絞り弁の少なくとも一方が継続して閉弁状態になるように、可変動弁機構および排気絞り弁の少なくとも一方を制御する内燃機関の制御装置が開示されている。   Conventionally, for example, in Patent Document 1, during cranking operation of an internal combustion engine, at least one of an exhaust valve and an exhaust throttle valve provided in an exhaust passage downstream of the exhaust valve is continuously closed. In addition, a control device for an internal combustion engine that controls at least one of a variable valve mechanism and an exhaust throttle valve is disclosed.

特開２００７−１８２８６９号公報JP 2007-182869 A 特開２００７−１００６０７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-100700

冷間始動時において、上記従来の制御装置のように排気絞り弁を閉じるようにすれば、内燃機関の背圧が高まることで、筒内温度（圧縮端温度）を高めることができる。これにより、冷間始動時に、白煙（ＴＨＣ）の排出低減を図ることができるようになる。しかしながら、上記の手法によって背圧を高めるようにすると、ポンピングロスの増大を招くので、初爆後のエンジン回転数の立ち上がりが鈍くなってしまう。その結果、内燃機関が完爆状態になるまでの時間（始動完了までに要する時間））が延長し、また、燃料噴射量の増量などの始動時に行う特別の制御の実行時間が延長し、却って白煙（ＴＨＣ）の排出量の増加をもたらしてしまう。   If the exhaust throttle valve is closed as in the conventional control device at the time of cold start, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased by increasing the back pressure of the internal combustion engine. This makes it possible to reduce the emission of white smoke (THC) during cold start. However, if the back pressure is increased by the above-described method, the pumping loss is increased, so that the start-up of the engine speed after the first explosion becomes slow. As a result, the time until the internal combustion engine reaches the complete explosion state (the time required to complete the start-up)) is extended, and the execution time of special control performed at the start-up, such as an increase in the fuel injection amount, is extended. This leads to an increase in white smoke (THC) emissions.

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、冷間始動時に白煙の排出低減を十分に図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can sufficiently reduce emission of white smoke during cold start.

第１の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の背圧を可変とする背圧可変手段と、
前記背圧可変手段を用いて背圧を制御する背圧制御手段と、
内燃機関の初爆が発生したか否かを判定する初爆発生判定手段とを備え、
前記背圧制御手段は、前記初爆が発生したと判定された後に、背圧が減少する方向に前記背圧可変手段を制御する背圧減制御を行う初爆後背圧制御手段を含むことを特徴とする。 A first invention is a control device for an internal combustion engine,
Back pressure variable means for changing the back pressure of the internal combustion engine;
Back pressure control means for controlling back pressure using the back pressure variable means;
An initial explosion occurrence determining means for determining whether or not an initial explosion of the internal combustion engine has occurred,
The back pressure control means includes a back pressure control means after the first explosion that performs back pressure reduction control for controlling the back pressure variable means in a direction in which the back pressure decreases after it is determined that the first explosion has occurred. Features.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関の制御装置は、内燃機関が完爆状態に達したか否かを判定する完爆状態判定手段を更に備え、
前記初爆後背圧制御手段は、前記初爆の発生判定時から前記完爆状態になるまでの間、前記背圧減制御を継続する背圧減制御継続手段を含むことを特徴とする。 The second invention is the first invention, wherein
The control device for the internal combustion engine further includes a complete explosion state determination means for determining whether or not the internal combustion engine has reached a complete explosion state,
The back pressure control means after the first explosion includes back pressure reduction control continuation means for continuing the back pressure reduction control from the time when the occurrence of the first explosion is determined until the complete explosion state is reached.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記背圧制御手段は、前記初爆の発生前の背圧を、前記背圧可変手段を用いて高める初爆前背圧制御手段を含むことを特徴とする。 The third invention is the first or second invention, wherein
The back pressure control means includes back pressure control means before the first explosion that increases the back pressure before the first explosion using the back pressure variable means.

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記背圧可変手段には、ターボ過給機のタービンに供給される排気ガスの流量を調整する可変ノズルが少なくとも相当し、
前記内燃機関の制御装置は、前記完爆状態に達した後の前記可変ノズルの開度を、前記完爆状態に達する前に比して閉じ側の開度に設定する完爆後ノズル開度設定手段を更に備えることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The back pressure variable means corresponds at least to a variable nozzle that adjusts the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine of the turbocharger,
The control device of the internal combustion engine sets the opening degree of the variable nozzle after reaching the complete explosion state to the opening degree on the closing side as compared with that before reaching the complete explosion state. It further comprises setting means.

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の制御装置は、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間を、前記完爆状態に達する前よりも長い期間に設定する完爆後オーバーラップ期間設定手段と、
を更に備えることを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The control device for the internal combustion engine includes a variable valve mechanism that varies a valve overlap period in which an intake valve opening period and an exhaust valve opening period overlap each other;
A post-explosion overlap period setting means for setting a valve overlap period after reaching the complete explosion state to a longer period than before reaching the complete explosion state;
Is further provided.

第１の発明によれば、初爆が発生したと判定された後に背圧を低下させることができるので、初爆発生後において内燃機関のポンピングロスを低減させることができる。これにより、初爆発生後に背圧が高められている場合に比して、初爆後のエンジン回転数の立ち上がりを早めて、内燃機関の始動時間を短縮することができる。このため、冷間始動時において、白煙（ＴＨＣ）の排出量の増加を好適に抑制することが可能となる。   According to the first invention, the back pressure can be reduced after it is determined that the first explosion has occurred, so that the pumping loss of the internal combustion engine can be reduced after the first explosion has occurred. Thereby, compared with the case where the back pressure is increased after the first explosion occurs, the start-up time of the engine speed after the first explosion can be accelerated, and the starting time of the internal combustion engine can be shortened. For this reason, at the time of a cold start, it becomes possible to suppress suitably the increase in discharge amount of white smoke (THC).

第２の発明によれば、初爆の発生判定時から完爆状態になるまでの間、背圧を下げてポンピングロスを低減させることができる。これにより、初爆発生から完爆状態に達するまでの時間（始動完了までに要する時間）を短縮することができる。   According to the second aspect of the present invention, the pumping loss can be reduced by reducing the back pressure from the time when the occurrence of the initial explosion is determined until the complete explosion state is reached. As a result, it is possible to shorten the time from the occurrence of the first explosion to the completion of the complete explosion (time required to complete the start-up).

第３の発明によれば、初爆発生前のクランキング中に、背圧を高めておくことで、初爆時の燃焼を良好なものとすることができる。そして、初爆の発生後に背圧が上記のように下げられることで、背圧の上昇に伴うポンピングロスの増大によって、内燃機関が初爆を経て完爆状態に至るまでの時間（始動完了までに要する時間）や始動中の燃料噴射量の増量などの実行時間が延長してしまうのを回避することができる。このため、冷間始動時において、白煙（ＴＨＣ）の排出量の増加を好適に抑制することが可能となる。   According to the third invention, by increasing the back pressure during cranking before the first explosion, combustion at the first explosion can be improved. As the back pressure is lowered as described above after the first explosion, the time until the internal combustion engine reaches the complete explosion state after the first explosion due to an increase in pumping loss accompanying the increase in the back pressure (until the start is completed). Time) and an increase in the execution time such as an increase in the fuel injection amount during startup can be avoided. For this reason, at the time of a cold start, it becomes possible to suppress suitably the increase in discharge amount of white smoke (THC).

第４の発明によれば、内燃機関が完爆状態に達した後の可変ノズルの開度が、完爆状態に達する前の可変ノズルの開度に比して閉じ側の開度に設定されるので、ターボ回転数を上げることができ、過給圧を高めることができる。その結果、内燃機関の実圧縮比が高まるので、筒内温度（圧縮端温度）を高めることができ、始動完了後（完爆後）の冷間時において、白煙（ＴＨＣ）の排出を抑制することができる。   According to the fourth invention, the opening degree of the variable nozzle after the internal combustion engine reaches the complete explosion state is set to the opening degree on the closed side as compared with the opening degree of the variable nozzle before reaching the complete explosion state. Therefore, the turbo rotation speed can be increased and the supercharging pressure can be increased. As a result, since the actual compression ratio of the internal combustion engine is increased, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased, and the emission of white smoke (THC) is suppressed when the engine is cold after the start is completed (after the complete explosion). can do.

第５の発明によれば、内燃機関が完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間が完爆状態に達する前に比して長くなるように設定されることで、内部ＥＧＲガス量を増やすことができる。これにより、完爆後において、内部ＥＧＲガスの増量によって筒内温度（圧縮端温度）を高めることができるようになる。このため、内部ＥＧＲガスの増量による白煙低減効果も組み合わせて、始動完了後（完爆後）の冷間時において、白煙（ＴＨＣ）を十分に低減することが可能となる。   According to the fifth invention, the internal EGR gas amount is increased by setting the valve overlap period after the internal combustion engine reaches the complete explosion state to be longer than that before reaching the complete explosion state. be able to. As a result, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased by increasing the internal EGR gas after the complete explosion. For this reason, the white smoke (THC) can be sufficiently reduced in the cold state after the completion of the start (after the complete explosion) by combining the effect of reducing the white smoke by increasing the amount of the internal EGR gas.

実施の形態１．
［システム構成の説明］
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、４サイクルのディーゼル機関（圧縮着火内燃機関）１０を備えている。ディーゼル機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態のディーゼル機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明におけるディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。 Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a four-cycle diesel engine (compression ignition internal combustion engine) 10. It is assumed that the diesel engine 10 is mounted on a vehicle and used as a power source. Although the diesel engine 10 of the present embodiment is an in-line four-cylinder type, the number of cylinders and the cylinder arrangement of the diesel engine in the present invention are not limited to this.

ディーゼル機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４内には、サプライポンプ１６によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、このコモンレール１４から各気筒のインジェクタ１２へ燃料が供給される。各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１８によって集合され、排気通路２０に流入する。   Each cylinder of the diesel engine 10 is provided with an injector 12 that injects fuel directly into the cylinder. The injectors 12 of each cylinder are connected to a common common rail 14. In the common rail 14, high-pressure fuel pressurized by the supply pump 16 is stored. Then, fuel is supplied from the common rail 14 to the injectors 12 of each cylinder. The exhaust gas discharged from each cylinder is collected by the exhaust manifold 18 and flows into the exhaust passage 20.

ディーゼル機関１０は、可変ノズル型のターボ過給機２２を備えている。ターボ過給機２２は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２２ａと、タービン２２ａと一体的に連結され、タービン２２ａ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２２ｂとを有している。更に、ターボ過給機２２は、タービン２２ａに供給される排気ガスの流量を調整するための可変ノズル（ＶＮ）２２ｃを有している。   The diesel engine 10 includes a variable nozzle type turbocharger 22. The turbocharger 22 includes a turbine 22a that is operated by exhaust energy of exhaust gas, and a compressor 22b that is integrally connected to the turbine 22a and is driven to rotate by exhaust energy of exhaust gas input to the turbine 22a. ing. Further, the turbocharger 22 has a variable nozzle (VN) 22c for adjusting the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine 22a.

可変ノズル２２ｃは、図示省略するアクチュエータ（例えば、電動モータ）によって開閉動作可能になっている。可変ノズル２２ｃの開度を小さくすると、タービン２２ａの入口面積が小さくなり、タービン２２ａに吹き付けられる排気ガスの流速を速くすることができる。その結果、コンプレッサ２２ｂおよびタービン２２ａの回転数（以下、「ターボ回転数」と称する）が上昇するので、過給圧を上昇させることができる。逆に、可変ノズル２２ｃの開度を大きくすると、タービン２２ａの入口面積が大きくなり、タービン２２ａに吹き付けられる排気ガスの流速が遅くなる。その結果、ターボ回転数が降下するので、過給圧を低下させることができる。   The variable nozzle 22c can be opened and closed by an actuator (not shown) (for example, an electric motor). When the opening of the variable nozzle 22c is reduced, the inlet area of the turbine 22a is reduced, and the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine 22a can be increased. As a result, the rotational speeds of the compressor 22b and the turbine 22a (hereinafter referred to as “turbo rotational speed”) are increased, so that the supercharging pressure can be increased. Conversely, when the opening of the variable nozzle 22c is increased, the inlet area of the turbine 22a is increased, and the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine 22a is decreased. As a result, the turbo rotation speed decreases, so that the supercharging pressure can be reduced.

ターボ過給機２２のタービン２２ａは、排気通路２０の途中に配置されている。タービン２２ａよりも下流側の排気通路２０には、当該排気通路２０を流れる排気ガスの流量を制限するための排気絞り弁２４が配置されている。   The turbine 22 a of the turbocharger 22 is disposed in the exhaust passage 20. An exhaust throttle valve 24 for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 20 is disposed in the exhaust passage 20 on the downstream side of the turbine 22a.

ディーゼル機関１０の吸気通路２６の入口付近には、エアクリーナ２８が設けられている。エアクリーナ２８を通って吸入された空気は、ターボ過給機２２のコンプレッサ２２ｂで圧縮された後、インタークーラ３０で冷却される。インタークーラ３０を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３２により分配されて、各気筒に流入する。   An air cleaner 28 is provided near the inlet of the intake passage 26 of the diesel engine 10. The air sucked through the air cleaner 28 is compressed by the compressor 22 b of the turbocharger 22 and then cooled by the intercooler 30. The intake air that has passed through the intercooler 30 is distributed by the intake manifold 32 and flows into each cylinder.

吸気通路２６におけるインタークーラ３０と吸気マニホールド３２との間には、吸気絞り弁３４が設置されている。また、吸気通路２６におけるエアクリーナ２８の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３６が設置されている。   An intake throttle valve 34 is installed between the intercooler 30 and the intake manifold 32 in the intake passage 26. An air flow meter 36 for detecting the intake air amount is installed in the intake passage 26 near the downstream of the air cleaner 28.

吸気通路２６の吸気マニホールド３２の近傍には、ＥＧＲ通路３８の一端が接続されている。ＥＧＲ通路３８の他端は、排気通路２０の排気マニホールド１８に接続されている。本システムでは、このＥＧＲ通路３８を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２６に還流させること、つまり外部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を行うことができる。   One end of an EGR passage 38 is connected to the intake passage 26 in the vicinity of the intake manifold 32. The other end of the EGR passage 38 is connected to the exhaust manifold 18 of the exhaust passage 20. In the present system, a part of the exhaust gas (burned gas) can be recirculated to the intake passage 26 through the EGR passage 38, that is, external EGR (Exhaust Gas Recirculation) can be performed.

ＥＧＲ通路３８の途中には、ＥＧＲ通路３８を通る排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクーラ４０が設けられている。ＥＧＲ通路３８におけるＥＧＲクーラ４０の下流には、ＥＧＲ弁４２が設けられている。このＥＧＲ弁４２の開度を変えることにより、ＥＧＲ通路３８を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲガス量を調整することができる。   An EGR cooler 40 for cooling the exhaust gas (EGR gas) passing through the EGR passage 38 is provided in the middle of the EGR passage 38. An EGR valve 42 is provided downstream of the EGR cooler 40 in the EGR passage 38. By changing the opening degree of the EGR valve 42, the amount of exhaust gas passing through the EGR passage 38, that is, the amount of external EGR gas can be adjusted.

また、本実施形態のシステムは、ディーゼル機関１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４４と、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４６と、吸気マニホールド圧力（吸気圧力）を検出する吸気圧センサ４８と、排気マニホールド圧力（排気圧力）を検出する排気圧センサ５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０とを更に備えている。ＥＣＵ６０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関１０の運転状態を制御する。   Further, the system of the present embodiment includes an accelerator opening sensor 44 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) of the vehicle on which the diesel engine 10 is mounted, a water temperature sensor 46 that detects the engine coolant temperature, An intake pressure sensor 48 that detects an intake manifold pressure (intake pressure), an exhaust pressure sensor 50 that detects an exhaust manifold pressure (exhaust pressure), and an ECU (Electronic Control Unit) 60 are further provided. The ECU 60 is connected to the various sensors and actuators described above. The ECU 60 controls the operating state of the diesel engine 10 by operating each actuator according to a predetermined program based on the output of each sensor.

図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼル機関１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼル機関１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼル機関１０のクランク軸７０の近傍には、クランク軸７０の回転角度、すなわちクランク角を検出するクランク角センサ７２が取り付けられている。このクランク角センサ７２は、ＥＣＵ６０に接続されている。ＥＣＵ６０は、クランク角センサ７２の検出信号に基づいて、エンジン回転数を算出することもできる。   FIG. 2 is a view showing a cross section of one cylinder of the diesel engine 10 in the system shown in FIG. Hereinafter, the diesel engine 10 will be further described. As shown in FIG. 2, a crank angle sensor 72 that detects a rotation angle of the crankshaft 70, that is, a crank angle, is attached in the vicinity of the crankshaft 70 of the diesel engine 10. The crank angle sensor 72 is connected to the ECU 60. The ECU 60 can also calculate the engine speed based on the detection signal of the crank angle sensor 72.

また、ディーゼル機関１０は、吸気弁７４の開弁特性を可変とする吸気可変動弁機構７６と、排気弁７８の開弁特性を可変とする排気可変動弁機構８０とを備えている。吸気可変動弁機構７６および排気可変動弁機構８０の具体的な構成は、特に限定されるものではなく、カムシャフトの位相を変化させることによって開閉時期を連続的に可変とする位相可変機構のほか、カムを電気モータで駆動する機構、電磁駆動弁、油圧駆動弁などを用いることもできる。また、吸気カム軸および排気カム軸の近傍には、それぞれのカム軸の回転角度、すなわち、吸気カム角および排気カム角を検出するための吸気カム角センサ８２および排気カム角センサ８４がそれぞれ配置されている。これらのセンサ８２、８４は、ＥＣＵ６０に接続されている。ＥＣＵ６０は、これらのセンサ８２、８４の検出信号に基づいて、吸気弁７４および排気弁７８の開閉時期の進角量を算出することもできる。   The diesel engine 10 also includes an intake variable valve mechanism 76 that varies the valve opening characteristic of the intake valve 74 and an exhaust variable valve mechanism 80 that varies the valve opening characteristic of the exhaust valve 78. The specific configurations of the intake variable valve mechanism 76 and the exhaust variable valve mechanism 80 are not particularly limited, and the phase variable mechanism of the phase variable mechanism that continuously varies the opening / closing timing by changing the phase of the camshaft. In addition, a mechanism for driving the cam with an electric motor, an electromagnetically driven valve, a hydraulically driven valve, or the like can be used. Further, an intake cam angle sensor 82 and an exhaust cam angle sensor 84 for detecting the rotation angles of the respective cam shafts, that is, the intake cam angle and the exhaust cam angle, are arranged in the vicinity of the intake cam shaft and the exhaust cam shaft, respectively. Has been. These sensors 82 and 84 are connected to the ECU 60. The ECU 60 can also calculate the advance amount of the opening / closing timing of the intake valve 74 and the exhaust valve 78 based on the detection signals of these sensors 82 and 84.

吸気可変動弁機構７６や排気可変動弁機構８０によれば、排気弁７８の開弁期間と吸気弁７４の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間（以下、単に「バルブオーバーラップ期間」という）の長さを変化させることができる。   According to the intake variable valve mechanism 76 and the exhaust variable valve mechanism 80, a valve overlap period (hereinafter simply referred to as a “valve overlap period”) in which the valve opening period of the exhaust valve 78 and the valve opening period of the intake valve 74 overlap. ) Can be changed.

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は、ターボ過給機２２の可変ノズル（ＶＮ）２２ｃの開度や排気絞り弁２４の開度を小さく絞ることによって、ディーゼル機関１０の背圧を高めることが可能となる。また、上記可変動弁機構７６、８０によってバルブオーバーラップ期間を確保することにより、排気通路２０から筒内への排気ガスの還流を利用して内部ＥＧＲガス量を増やすことが可能となる。   In the system of the present embodiment configured as described above, the back pressure of the diesel engine 10 is reduced by narrowing the opening of the variable nozzle (VN) 22c of the turbocharger 22 and the opening of the exhaust throttle valve 24. Can be increased. Further, by securing the valve overlap period by the variable valve mechanisms 76 and 80, it becomes possible to increase the amount of internal EGR gas by utilizing the recirculation of the exhaust gas from the exhaust passage 20 into the cylinder.

［冷間始動時における筒内温度上昇制御］
図３は、本発明の実施の形態１における制御との対比のために参照する筒内温度上昇制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、この筒内温度上昇制御は、冷間始動時において、ディーゼル機関の背圧を高めることによって筒内温度を高める制御である。 [In-cylinder temperature rise control during cold start]
FIG. 3 is a time chart for explaining the in-cylinder temperature rise control referred to for comparison with the control in the first embodiment of the present invention. More specifically, this in-cylinder temperature increase control is a control that increases the in-cylinder temperature by increasing the back pressure of the diesel engine during cold start.

図３（Ａ）は、ディーゼル機関の始動時におけるエンジン回転数の変化の様子を表した図である。ディーゼル機関の始動時には、図３（Ａ）に示すように、先ず、スタータモータ（図示省略）の作動によってクランキングが行われる。そして、クランキング中に初爆を経てディーゼル機関の燃焼が開始されるのに伴って、エンジン回転数が増加していく。その後、ディーゼル機関が完爆状態（ディーゼル機関が自立して安定して回り続けられる状態）に達することで、ディーゼル機関の始動動作が完了する。尚、始動動作完了以後、ディーゼル機関の負荷を高める要求が出されていない間は、エンジン回転数は、アイドリング回転数に維持されることになる。また、ここでは、図３（Ａ）に示すように、クランキングの開始時点（すなわち、始動開始時点）からディーゼル機関の完爆判定時点（すなわち、始動完了時点）までの期間を「始動中」と称している。   FIG. 3A is a diagram showing how the engine speed changes when the diesel engine is started. At the start of the diesel engine, as shown in FIG. 3A, first, cranking is performed by the operation of a starter motor (not shown). Then, as the combustion of the diesel engine starts after the first explosion during cranking, the engine speed increases. After that, when the diesel engine reaches a complete explosion state (a state in which the diesel engine can stand on its own and stably), the starting operation of the diesel engine is completed. In addition, after the start operation is completed, the engine speed is maintained at the idling speed while a request for increasing the load of the diesel engine is not issued. Further, here, as shown in FIG. 3A, the period from the cranking start time (ie, the start time) to the complete explosion determination time (ie, the start time) of the diesel engine is “starting”. It is called.

対比のために図３を参照して説明する上記筒内温度上昇制御では、図３（Ｂ）に示すように、排気絞り弁または可変ノズルの開度或いはこれらの双方の開度を、始動中に渡って十分に小さく絞ることによって、排気通路２０を流れる排気ガスの流量を制限し、ディーゼル機関の背圧を上昇させている。このような手法によってクランキング中において背圧を上昇させることとすれば、筒内温度（圧縮端温度）を高めることができ、初爆時の燃焼を良好なものとすることができる。また、初爆後においても上記の手法によって背圧を上昇させることとすれば、初爆以降においても筒内温度を高めることができ、始動中や始動完了後の冷間時の燃焼を良好なものとすることができる。   In the in-cylinder temperature rise control described with reference to FIG. 3 for comparison, as shown in FIG. 3 (B), the opening of the exhaust throttle valve or the variable nozzle, or the opening of both of these, is being started. By restricting it to a sufficiently small value, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 20 is limited, and the back pressure of the diesel engine is increased. If the back pressure is increased during cranking by such a method, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased, and the combustion at the first explosion can be improved. In addition, if the back pressure is increased by the above method even after the first explosion, the in-cylinder temperature can be increased even after the first explosion, and the combustion during the cold state after the start or after the start is good. Can be.

ところで、ディーゼル機関では、始動時を含む冷間時において、特に低圧縮比化されることで白煙（ＴＨＣ）の排出量が増加し易くなるという課題がある。上記図３に示す手法によれば、筒内温度（圧縮端温度）を高めることができることで、冷間始動時に、白煙（ＴＨＣ）の排出低減を図ることができるようになる。しかしながら、背圧を高めるようにすると、ポンピングロスの増大を招くので、初爆後のエンジン回転数の立ち上がりが鈍くなってしまう。その結果、ディーゼル機関が完爆状態になるまでの時間（始動完了までに要する時間））が延長し、また、燃料噴射量の増量などの始動時に行う特別の制御の実行時間が延長し、却って白煙（ＴＨＣ）の排出量の増加をもたらしてしまう。   By the way, in the diesel engine, there is a problem that the emission amount of white smoke (THC) is easily increased by the reduction in the compression ratio particularly during cold including start-up. According to the method shown in FIG. 3, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased, so that it is possible to reduce the emission of white smoke (THC) during cold start. However, if the back pressure is increased, the pumping loss is increased, so that the start of the engine speed after the first explosion becomes slow. As a result, the time until the diesel engine reaches the complete explosion state (the time required to complete the start-up) is extended, and the execution time of special control that is performed at the start-up, such as increasing the fuel injection amount, is extended. This leads to an increase in white smoke (THC) emissions.

［実施の形態１の特徴部分］
図４は、本発明の実施の形態１において、冷間時にディーゼル機関１０の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。尚、図４中に実線で示す波形は、本実施形態の後述する背圧減制御を伴う場合のものであり、一方、図４中に破線で示す波形は、当該背圧減制御を伴わない上記図３の制御のものである。 [Characteristics of Embodiment 1]
FIG. 4 is a time chart for explaining characteristic control executed when the diesel engine 10 is started in the cold state in the first embodiment of the present invention. The waveform indicated by the solid line in FIG. 4 is for the case where back pressure reduction control, which will be described later, of the present embodiment is accompanied, while the waveform indicated by the broken line in FIG. 4 does not involve the back pressure reduction control. This is for the control shown in FIG.

本実施形態では、先ず、クランキング中においては、図４（Ｂ）に示すように、上記図３に示す制御と同様に、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの開度を小さく絞るようにしている。   In the present embodiment, first, during cranking, as shown in FIG. 4B, the openings of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are made to be narrowed down as in the control shown in FIG. Yes.

更に、本実施形態では、クランキング中に初爆が発生したと判定された後は、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度を、エンジン回転数に応じて初爆の発生前よりも開き側の開度に設定するようにしている。これにより、初爆発生後の背圧を低下させることができる。ここでは、このような制御を「背圧減制御」と称する。   Furthermore, in the present embodiment, after it is determined that the first explosion has occurred during cranking, the respective opening degrees of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are set according to the engine speed from before the first explosion. Also, the opening is set to the opening side. Thereby, the back pressure after the first explosion can be reduced. Here, such control is referred to as “back pressure reduction control”.

図５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ＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンでは、先ず、クランク角センサ７２および水温センサ４６のそれぞれの出力に基づき、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン冷却水温度がそれぞれ読み込まれるとともに、始動時のスタータ信号が読み込まれる（ステップ１００）。 FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the first embodiment in order to realize the above function.
In the routine shown in FIG. 5, first, the engine speed Ne and the engine coolant temperature are read based on the outputs of the crank angle sensor 72 and the water temperature sensor 46, respectively, and the starter signal at the start is read (step 100). ).

次に、上記ステップ１００において読み込まれたスタータの電圧信号に基づき、スタータが駆動中であるか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、スタータが駆動中であると判定された場合には、次いで、クランキング中であるか否かが判別される（ステップ１０４）。より具体的には、本ステップ１０４では、初爆発生の有無の判定結果に基づき、初爆が発生したと判定されていない間は、クランキング中であると判定され、一方、初爆が発生したと判定された後はクランキング中でない（初爆以降）と判定される。尚、初爆は、例えば、クランク角センサ７２の出力に基づき、クランク角信号の周期変化が所定値以上の減少を示す場合に初爆が発生したと判定することで検出可能である。   Next, based on the voltage signal of the starter read in step 100, it is determined whether or not the starter is being driven (step 102). As a result, if it is determined that the starter is being driven, it is then determined whether or not cranking is being performed (step 104). More specifically, in this step 104, while it is not determined that the first explosion has occurred, it is determined that cranking is being performed based on the determination result of the presence or absence of the first explosion. It is determined that the cranking is not in progress (after the first explosion). The first explosion can be detected by determining that the first explosion has occurred based on the output of the crank angle sensor 72, for example, when the change in the cycle of the crank angle signal indicates a decrease of a predetermined value or more.

上記ステップ１０４において、クランキング中であると判定された場合には、排気絞り弁２４が所定開度にまで閉じられるとともに、可変ノズル２２ｃの開度が全閉開度に制御される（ステップ１０６）。これにより、クランキング中に排気通路２０を流れる排気ガスの流量が制限され、ディーゼル機関１０の背圧が高められる。   If it is determined in step 104 that cranking is being performed, the exhaust throttle valve 24 is closed to a predetermined opening, and the opening of the variable nozzle 22c is controlled to a fully closed opening (step 106). ). Thereby, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 20 during cranking is limited, and the back pressure of the diesel engine 10 is increased.

一方、上記ステップ１０４において、クランキング中でないと判定された場合、すなわち、初爆発生以降の段階であると判断できる場合には、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度が、初爆の発生前（クランキング中）よりも開き側の開度に設定される（ステップ１０８）。より具体的には、本ステップ１０８では、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度は、初爆発生後のエンジン回転数に応じて決定するようにしている。例えば、初爆発生後のエンジン回転数が上昇するにつれ、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度を徐々に開いていくようにしてもよい。   On the other hand, if it is determined in step 104 that cranking is not being performed, that is, if it can be determined that the stage is after the first explosion, the opening degrees of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are the initial opening degrees. The opening is set to the opening side before the explosion occurs (during cranking) (step 108). More specifically, in this step 108, the respective opening degrees of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are determined according to the engine speed after the first explosion occurs. For example, the opening degree of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c may be gradually opened as the engine speed after the first explosion occurs increases.

以上説明した図５に示すルーチンによれば、クランキング中は、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの開度が十分に小さく絞られることで、ディーゼル機関１０の背圧を高めて筒内温度（圧縮端温度）を上げることができ、初爆時の燃焼を良くすることができる。   According to the routine shown in FIG. 5 described above, during cranking, the opening of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c is sufficiently reduced to increase the back pressure of the diesel engine 10 and increase the in-cylinder temperature ( (Compression end temperature) can be increased, and combustion at the first explosion can be improved.

そのうえで、上記ルーチンによれば、初爆発生以降においては、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度が、エンジン回転数に応じて初爆の発生前よりも開き側の開度に設定される（上記背圧減制御）。これにより、初爆発生後の背圧を低下させることができる。このような背圧減制御によれば、初爆発生後においてディーゼル機関１０のポンピングロスを低減させることができる。これにより、ディーゼル機関１０が初爆を経て完爆状態に至るまでの時間（始動完了までに要する時間）や始動中の燃料噴射量の増量などの実行時間が上記筒内温度上昇制御を実行することによって延長してしまうのを回避することができる。このため、冷間始動時において、白煙（ＴＨＣ）の排出量の増加を好適に抑制することが可能となる。   In addition, according to the above routine, after the first explosion occurs, the respective opening degrees of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are set to the opening side more open than before the first explosion according to the engine speed. (Back pressure reduction control). Thereby, the back pressure after the first explosion can be reduced. According to such back pressure reduction control, the pumping loss of the diesel engine 10 can be reduced after the first explosion occurs. Thereby, the time until the diesel engine 10 reaches the complete explosion state after the first explosion (the time required for completion of the start) and the execution time such as the increase of the fuel injection amount during the start execute the in-cylinder temperature rise control. It is possible to avoid the extension. For this reason, at the time of a cold start, it becomes possible to suppress suitably the increase in discharge amount of white smoke (THC).

ところで、上述した実施の形態１においては、クランキング中において背圧を高める際には、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの双方の開度を十分に小さく絞るようにしている。しかしながら、本発明はこのような手法に限定されるものではなく、クランキング中において排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの何れか一方の開度を十分に小さく絞るようにしてもよい。   By the way, in Embodiment 1 mentioned above, when raising a back pressure during cranking, the opening degree of both the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c is made small enough. However, the present invention is not limited to such a method, and the opening degree of either the exhaust throttle valve 24 or the variable nozzle 22c may be sufficiently reduced during cranking.

また、上述した実施の形態１においては、初爆発生以降においてポンピングロスを減らす際には、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの双方の開度を、初爆の発生前よりも開き側の開度に設定するようにしている。しかしながら、本発明はこのような手法に限定されるものではなく、初爆発生以降において排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃの何れか一方を初爆の発生前よりも開くようにしてもよい。   Further, in the first embodiment described above, when reducing the pumping loss after the first explosion, the opening degree of both the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c is set to open more open than before the first explosion. It is set to the degree. However, the present invention is not limited to such a method, and any one of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c may be opened after the first explosion before the first explosion.

尚、上述した実施の形態１においては、ターボ過給機２２の可変ノズル２２ｃおよび排気絞り弁２４が前記第１の発明における「背圧可変手段」に、可変ノズル２２ｃの開度や排気絞り弁２４の開度を小さくする方向が前記第１の発明における「背圧が減少する方向」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１０６または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「背圧制御手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「初爆発生判定手段」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「初爆後背圧制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第２の発明における「完爆状態判定手段」が、上記ステップ２００の判定が不成立である間に上記ステップ１０８の処理を継続的に実行することにより前記第２の発明における「背圧減制御継続手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＥＣＵ６０が上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第３の発明における「初爆前背圧制御手段」が実現されている。 In the first embodiment described above, the variable nozzle 22c and the exhaust throttle valve 24 of the turbocharger 22 are the “back pressure variable means” in the first aspect of the invention. The direction in which the opening degree of 24 is reduced corresponds to the “direction in which the back pressure decreases” in the first aspect of the invention. Further, when the ECU 60 executes the process of step 106 or 108 described above, the “back pressure control means” in the first invention executes the process of step 104 described above, thereby executing the “first explosion” in the first invention. The “occurrence determination means” executes the processing of step 108 described above, thereby realizing the “back pressure control means after the first explosion” in the first invention.
Further, when the ECU 60 executes the process of step 200, the “complete explosion state determination means” in the second invention continuously performs the process of step 108 while the determination of step 200 is not established. By executing this, the “back pressure reduction control continuation means” in the second aspect of the present invention is realized.
Further, the ECU 60 executes the process of step 106 to realize the “back pressure control means before the first explosion” in the third aspect of the invention.

実施の形態２．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に図５に示すルーチンに代えて後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 7 described later instead of the routine shown in FIG. 5 using the hardware configuration shown in FIG.

［実施の形態２の特徴部分］
図６は、本発明の実施の形態２において、冷間時にディーゼル機関１０の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。
図６に示すように、本実施の形態２の制御は、ディーゼル機関１０の完爆判定後の制御が異なる点を除き、上述した実施の形態１における上記図４に示す制御と同様である。すなわち、本実施形態では、初爆が発生したと判定された後に、ポンピングロスを低減させるべく排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度を初爆発生前よりも開く期間が、初爆発生判定時点から完爆状態に達したと判定される時点までとなるように設定している。 [Characteristics of Embodiment 2]
FIG. 6 is a time chart for explaining characteristic control executed when the diesel engine 10 is started in the cold state in the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the control of the second embodiment is the same as the control shown in FIG. 4 in the first embodiment described above except that the control after the complete explosion determination of the diesel engine 10 is different. In other words, in the present embodiment, after it is determined that the first explosion has occurred, the opening period of each of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c is less than that before the first explosion occurs in order to reduce the pumping loss. It is set to be from the determination time to the time when it is determined that the complete explosion state has been reached.

更に、本実施形態では、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後は、図６（Ｂ）に示すように、可変ノズル２２ｃの開度を、完爆状態に達する前に比して閉じ側の開度（例えば全閉開度）に設定するようにしている。また、完爆状態に達した後の排気絞り弁２４の開度は、基本的に、完爆状態に達する前と同様にエンジン回転数に応じた開度に設定される。図６（Ｃ）では、完爆状態に達した後の排気絞り弁２４の開度を、完爆状態に達する前と同じ開度で表しているが、このような設定に限らず、エンジン回転数の上昇に伴い、排気絞り弁２４を開いていくようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state, as shown in FIG. 6B, the opening of the variable nozzle 22c is set closer to the closed side than before reaching the complete explosion state. (For example, fully closed opening). Further, the opening degree of the exhaust throttle valve 24 after reaching the complete explosion state is basically set to an opening degree corresponding to the engine speed as before reaching the complete explosion state. In FIG. 6C, the opening degree of the exhaust throttle valve 24 after reaching the complete explosion state is represented by the same opening degree as that before reaching the complete explosion state. The exhaust throttle valve 24 may be opened as the number increases.

図７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ＥＣＵ６０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５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。   FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the second embodiment in order to realize the above function. In FIG. 7, the same steps as those shown in FIG. 5 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図７に示すルーチンでは、上記ステップ１０４において、クランキング中でない（すなわち、初爆発生以降の段階である）と判定された場合には、次いで、ディーゼル機関１０が完爆状態に達したか否かが判別される（ステップ２００）。ここでは、ディーゼル機関１０の始動動作の開始後に、エンジン回転数が所定時間に渡って所定回転数以上の回転数に維持された場合に、ディーゼル機関１０が完爆状態にあると判定するようにしている。   In the routine shown in FIG. 7, if it is determined in step 104 that cranking is not being performed (that is, the stage after the initial explosion occurs), then whether or not the diesel engine 10 has reached a complete explosion state. Is determined (step 200). Here, after the start operation of the diesel engine 10 is started, it is determined that the diesel engine 10 is in a complete explosion state when the engine speed is maintained at a speed equal to or higher than the predetermined speed for a predetermined time. ing.

上記ステップ２００において、ディーゼル機関１０が未だ完爆状態に達する前であると判定された場合には、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度が、初爆の発生前（クランキング中）よりも開き側の開度に設定される（ステップ１０８）。一方、上記ステップ２００において、ディーゼル機関１０が既に完爆状態に達していると判定された場合には、可変ノズル２２ｃの開度が、完爆状態に達する前に比して閉じ側の開度（例えば全閉開度）に設定される（ステップ２０２）。尚、排気絞り弁２４の開度は、完爆状態に達した後においても、エンジン回転数に応じた開度に設定されることになる。   If it is determined in step 200 that the diesel engine 10 has not yet reached the complete explosion state, the respective opening degrees of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c are set before the first explosion occurs (during cranking). ) Is set to the opening on the opening side (step 108). On the other hand, when it is determined in step 200 that the diesel engine 10 has already reached the complete explosion state, the opening of the variable nozzle 22c is closer to the closing side than before reaching the complete explosion state. (For example, fully closed opening) is set (step 202). The opening degree of the exhaust throttle valve 24 is set to an opening degree corresponding to the engine speed even after reaching the complete explosion state.

以上説明した図７に示すルーチンによれば、初爆判定時点から完爆判定時点に渡って、排気絞り弁２４および可変ノズル２２ｃのそれぞれの開度が、エンジン回転数に応じて初爆の発生前よりも開き側の開度に設定される（上記背圧減制御）。これにより、クランキング中に比してポンピングロスを低減させることができるので、ディーゼル機関１０の始動完了までに要する時間の延長およびそれに伴う燃料噴射量の増量実行時間の延長を回避して、冷間始動時に白煙（ＴＨＣ）の排出低減を図ることができる。   According to the routine shown in FIG. 7 described above, the opening degree of each of the exhaust throttle valve 24 and the variable nozzle 22c varies depending on the engine speed from the initial explosion determination time to the complete explosion determination time. The opening degree is set to the opening side of the front (the back pressure reduction control). As a result, the pumping loss can be reduced as compared with cranking. Therefore, it is possible to avoid the extension of the time required to complete the start of the diesel engine 10 and the accompanying increase in the fuel injection amount increase execution time. It is possible to reduce the emission of white smoke (THC) during start-up.

そのうえで、上記ルーチンによれば、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後は、可変ノズル２２ｃの開度が再度十分に絞られるようになる。これにより、ターボ回転数を上げることができ、過給圧を高めることができる。その結果、ディーゼル機関１０の実圧縮比が高まるので、筒内温度（圧縮端温度）を高めることができ、始動完了後（完爆後）の冷間時において、白煙（ＴＨＣ）の排出を抑制することができる。   In addition, according to the above routine, after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state, the opening degree of the variable nozzle 22c is sufficiently reduced again. Thereby, turbo rotation speed can be raised and a supercharging pressure can be raised. As a result, the actual compression ratio of the diesel engine 10 is increased, so that the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased, and white smoke (THC) is discharged when the engine is cold after completion (after complete explosion). Can be suppressed.

ところで、上述した実施の形態２においては、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後の排気絞り弁２４の開度を、エンジン回転数に応じた開度に設定するようにしている。しかしながら、本発明において、完爆状態に達した後の排気絞り弁の開度は、このような設定に限定されるものではなく、例えば、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後は、排気絞り弁２４の開度を、完爆状態に達する前よりも開き側の開度（好ましい一例として全開開度）に設定してもよい。このような設定によれば、ターボ過給機の下流側の排気圧力を下げることで、ターボ回転数を上げることができる。更に、このような制御を上述した実施の形態２の可変ノズル２２ｃの開度制御と組み合わせて実行することで、完爆後において、過給圧を十分に高めることができるようになる。   By the way, in Embodiment 2 mentioned above, the opening degree of the exhaust throttle valve 24 after the diesel engine 10 reaches a complete explosion state is set to the opening degree according to the engine speed. However, in the present invention, the opening of the exhaust throttle valve after reaching the complete explosion state is not limited to such a setting. For example, after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state, the exhaust You may set the opening degree of the throttle valve 24 to the opening degree of opening side rather than reaching a complete explosion state (full opening degree as a preferable example). According to such a setting, the turbo rotational speed can be increased by lowering the exhaust pressure downstream of the turbocharger. Furthermore, by executing such control in combination with the opening degree control of the variable nozzle 22c of the second embodiment described above, the supercharging pressure can be sufficiently increased after the complete explosion.

尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第４の発明における「完爆後ノズル開度設定手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the “completely exploded nozzle opening setting means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the process of step 202.

実施の形態３．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に図７に示すルーチンに代えて後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。 Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 8 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 9 described later instead of the routine shown in FIG. 7 using the hardware configuration shown in FIG.

［実施の形態３の特徴部分］
図８は、本発明の実施の形態３において、冷間時にディーゼル機関１０の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。
本実施の形態３の制御は、図８（Ｄ）に示すバルブオーバーラップ期間の調整が加えられている点を除き、上述した実施の形態２における上記図６に示す制御と同様である。より具体的には、本実施形態では、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間を、完爆状態に達する前に比して長い期間に設定するようにしている。 [Characteristics of Embodiment 3]
FIG. 8 is a time chart for explaining characteristic control executed when the diesel engine 10 is started in the cold state in the third embodiment of the present invention.
The control of the third embodiment is the same as the control shown in FIG. 6 in the second embodiment described above, except that the valve overlap period shown in FIG. 8D is adjusted. More specifically, in this embodiment, the valve overlap period after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state is set to a longer period than before reaching the complete explosion state.

図９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ＥＣＵ６０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２における図７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。   FIG. 9 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the third embodiment in order to realize the above function. In FIG. 9, the same steps as those shown in FIG. 7 in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図９に示すルーチンでは、上記ステップ２００において、ディーゼル機関１０が既に完爆状態に達していると判定された場合には、上記ステップ２０２において説明した可変ノズル２２ｃおよび排気絞り弁２４の制御に加え、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間が、完爆状態に達する前に比して長い期間となるように設定される（ステップ３００）。   In the routine shown in FIG. 9, when it is determined in step 200 that the diesel engine 10 has already reached the complete explosion state, in addition to the control of the variable nozzle 22c and the exhaust throttle valve 24 described in step 202, the routine shown in FIG. The valve overlap period after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state is set to be longer than that before the diesel engine 10 reaches the complete explosion state (step 300).

以上説明した図９に示すルーチンによれば、上述した実施の形態２において説明した上記図７に示すルーチンの効果を奏しつつ、ディーゼル機関１０が完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間が完爆状態に達する前に比して長くなるように設定されることで、内部ＥＧＲガス量を増やすことができる。これにより、完爆後において、内部ＥＧＲガスの増量によって筒内温度（圧縮端温度）を高めることができるようになる。このため、内部ＥＧＲガスの増量による白煙低減効果も組み合わせて、始動完了後（完爆後）の冷間時において、白煙（ＴＨＣ）を十分に低減することが可能となる。   According to the routine shown in FIG. 9 described above, the valve overlap period after the diesel engine 10 reaches the complete explosion state while achieving the effect of the routine shown in FIG. 7 described in the second embodiment. By setting the length to be longer than before reaching the complete explosion state, the amount of internal EGR gas can be increased. As a result, the in-cylinder temperature (compression end temperature) can be increased by increasing the internal EGR gas after the complete explosion. For this reason, the white smoke (THC) can be sufficiently reduced in the cold state after the completion of the start (after the complete explosion) by combining the effect of reducing the white smoke by increasing the amount of the internal EGR gas.

更に付け加えると、上記ルーチンによれば、完爆後に可変ノズル２２ｃの開度が十分に小さく絞られた状態で（つまり、そのような可変ノズル２２ｃの開度制御によって背圧が高められた状態で）、バルブオーバーラップ期間が長く設定されることになるので、内部ＥＧＲガス量を効果的に増量させられるようになる。そして、このように効果的に増量された内部ＥＧＲガスの存在と、上記可変ノズル２２ｃの開度制御による上述した過給圧上昇による実圧縮比の向上効果と相まって、白煙（ＴＨＣ）を十分に低減することが可能となる。   In addition, according to the above routine, the opening of the variable nozzle 22c is sufficiently reduced after the complete explosion (that is, the back pressure is increased by such opening control of the variable nozzle 22c). ) Since the valve overlap period is set to be long, the internal EGR gas amount can be effectively increased. In addition, the presence of the internal EGR gas effectively increased in this way and the effect of improving the actual compression ratio due to the increase in the supercharging pressure by the opening degree control of the variable nozzle 22c described above are sufficient for the white smoke (THC). It becomes possible to reduce it.

尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ６０が上記ステップ３００の処理を実行することにより前記第５の発明における「完爆後オーバーラップ期間設定手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the ECU 60 executes the process of step 300, thereby realizing the “overlap period setting means after complete explosion” in the fifth aspect of the invention.

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。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 図１に示すシステムにおけるディーゼル機関の一つの気筒の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of one cylinder of the diesel engine in the system shown in FIG. 本発明の実施の形態１における制御との対比のために参照する筒内温度上昇制御を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the in-cylinder temperature rise control referred for contrast with the control in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において、冷間時にディーゼル機関の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。In Embodiment 1 of this invention, it is a time chart for demonstrating the characteristic control performed when starting a diesel engine at the time of cold. 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。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態２において、冷間時にディーゼル機関の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。In Embodiment 2 of this invention, it is a time chart for demonstrating the characteristic control performed when starting a diesel engine at the time of cold. 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。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３において、冷間時にディーゼル機関の始動に際して実行される特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。In Embodiment 3 of this invention, it is a time chart for demonstrating the characteristic control performed when starting a diesel engine at the time of cold. 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。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ディーゼル機関
１８ 排気マニホールド
２０ 排気通路
２２ 可変ノズル型ターボ過給機（ＶＮＴ）
２２ａ タービン
２２ｂ コンプレッサ
２２ｃ 可変ノズル（ＶＮ）
２４ 排気絞り弁
２６ 吸気通路
３２ 吸気マニホールド
４６ 水温センサ
６０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
７２ クランク角センサ
７４ 吸気弁
７６ 吸気可変動弁機構
７８ 排気弁
８０ 排気可変動弁機構 10 Diesel engine 18 Exhaust manifold 20 Exhaust passage 22 Variable nozzle turbocharger (VNT)
22a Turbine 22b Compressor 22c Variable nozzle (VN)
24 Exhaust throttle valve 26 Intake passage 32 Intake manifold 46 Water temperature sensor 60 ECU (Electronic Control Unit)
72 Crank angle sensor 74 Intake valve 76 Intake variable valve mechanism 78 Exhaust valve 80 Exhaust variable valve mechanism

Claims (5)

内燃機関の背圧を可変とする背圧可変手段と、
前記背圧可変手段を用いて背圧を制御する背圧制御手段と、
内燃機関の初爆が発生したか否かを判定する初爆発生判定手段とを備え、
前記背圧制御手段は、前記初爆が発生したと判定された後に、背圧が減少する方向に前記背圧可変手段を制御する背圧減制御を行う初爆後背圧制御手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。 Back pressure variable means for changing the back pressure of the internal combustion engine;
Back pressure control means for controlling back pressure using the back pressure variable means;
An initial explosion occurrence determining means for determining whether or not an initial explosion of the internal combustion engine has occurred,
The back pressure control means includes a back pressure control means after the first explosion that performs back pressure reduction control for controlling the back pressure variable means in a direction in which the back pressure decreases after it is determined that the first explosion has occurred. A control device for an internal combustion engine characterized by the above. 前記内燃機関の制御装置は、内燃機関が完爆状態に達したか否かを判定する完爆状態判定手段を更に備え、
前記初爆後背圧制御手段は、前記初爆の発生判定時から前記完爆状態になるまでの間、前記背圧減制御を継続する背圧減制御継続手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 The control device for the internal combustion engine further includes a complete explosion state determination means for determining whether or not the internal combustion engine has reached a complete explosion state,
The back pressure reduction control means for continuing the back pressure reduction control from the time when the occurrence of the first explosion is determined until the complete explosion state is reached. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1. 前記背圧制御手段は、前記初爆の発生前の背圧を、前記背圧可変手段を用いて高める初爆前背圧制御手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。   3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the back pressure control means includes back pressure control means before the first explosion that increases the back pressure before the first explosion using the back pressure variable means. 4. Control device. 前記背圧可変手段には、ターボ過給機のタービンに供給される排気ガスの流量を調整する可変ノズルが少なくとも相当し、
前記内燃機関の制御装置は、前記完爆状態に達した後の前記可変ノズルの開度を、前記完爆状態に達する前に比して閉じ側の開度に設定する完爆後ノズル開度設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。 The back pressure variable means corresponds at least to a variable nozzle that adjusts the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine of the turbocharger,
The control device of the internal combustion engine sets the opening degree of the variable nozzle after reaching the complete explosion state to the opening degree on the closing side as compared with that before reaching the complete explosion state. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising setting means. 前記内燃機関の制御装置は、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記完爆状態に達した後のバルブオーバーラップ期間を、前記完爆状態に達する前よりも長い期間に設定する完爆後オーバーラップ期間設定手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。 The control device for the internal combustion engine includes a variable valve mechanism that varies a valve overlap period in which an intake valve opening period and an exhaust valve opening period overlap each other;
A post-explosion overlap period setting means for setting a valve overlap period after reaching the complete explosion state to a longer period than before reaching the complete explosion state;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
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