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公開番号2025068297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178092
出願日2023-10-16
発明の名称内燃機関の制御システム
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類F02B 37/24 20060101AFI20250421BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】タービン(31)及び可変ノズル(7)を備える過給機(3)と、EGR開度を調整するEGR弁(63)と、排気浄化装置(53～57)と、排気浄化装置の温度上昇が要求された場合に排気昇温制御を実行する制御部(8)と、を有し、排気浄化装置の温度上昇が要求されているときにノズル開度が閉じ側へ変更されて特定ノズル開度とする特定制御が要求された場合であっても可変ノズルのアクチュエータ(33)に対する負荷が過大となることを回避できる、内燃機関の制御システム(1)を提供する。
【解決手段】制御部は、ノズル制御準備状態が実現された後、前記特定制御を実行する。ここで、排気昇温制御は、EGR開度を閉じ側へ変更する制御を含み、ノズル制御準備状態は、EGR開度が開き側に変更された状態を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関の制御システムであって、
内燃機関の排気によって作動するタービンを含む過給機と、
前記タービンにおける前記排気の導入路の開度であるノズル開度を調整する可変ノズルと、
前記排気の一部を前記内燃機関の燃焼室へ還流させるＥＧＲ経路の開度であるＥＧＲ開度を調整するＥＧＲ弁と、
前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の温度上昇が要求された場合、排気昇温制御を実行し、
前記温度上昇が要求されているときに前記ノズル開度が閉じ側へ変更されて特定ノズル開度とする特定制御が要求された場合、ノズル制御準備状態が実現された後、前記特定制御を実行する、制御部と、を有し、
前記排気昇温制御は、
前記ＥＧＲ開度を閉じ側へ変更する制御を含み、
前記ノズル制御準備状態は、
前記ＥＧＲ開度を開き側に変更された状態を含む、内燃機関の制御システム。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記制御部は、
前記特定制御の実行により前記ノズル開度が前記特定ノズル開度に到達したと判定されると、前記排気昇温制御を再び実行する、内燃機関の制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記内燃機関の吸気経路の開度であるスロットル開度を調整するスロットル弁を有し、
前記排気昇温制御は、
前記スロットル開度を閉じ側へ変更する制御を含み、
前記ノズル制御準備状態は、
前記スロットル開度が更に閉じ側へ変更された状態を含む、内燃機関の制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記特定ノズル開度は、
前記可変ノズルが機械的な限界まで閉じられた場合の前記ノズル開度である、内燃機関の制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記排気浄化装置は、
前記排気に燃料を添加する燃料添加弁と、
前記燃料添加弁よりも下流にある酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも下流にあるＤＰＦと、を含み、
前記制御部は、
前記燃料添加弁による燃料添加が要求されていることを含む昇温条件が成立すると、前記温度上昇が要求されていると判定する、内燃機関の制御システム。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記制御部は、
前記温度上昇が要求されているときに前記内燃機関がアイドル状態であることを含む特定条件が成立すると、前記特定制御が要求されていると判定する、内燃機関の制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御システムに関する。具体的には、可変ノズルを備える過給機を有する内燃機関の制御システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の制御システムに適用される内燃機関では、排気温度を上昇させるため、可変ノズルのノズル開度が閉じ側に制御される場合がある。排気温度の上昇は、例えば、排気経路に配設された排気浄化装置を温度の上昇させるために要求される（一例として、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－４３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可変ノズルのノズル開度は、例えば、電動モータ（「ノズル駆動モータ」とも称呼される）によって調整される。即ち、排気温度の上昇が要求されると、ノズル駆動モータの作動によってノズル開度が閉じ側に制御される。具体的には、可変ノズルが備える複数のノズルベーンが、流路断面積を減少させるようにノズル駆動モータの発生トルクによって変位する。
【０００５】
ノズルベーンにはタービンに流入する排気の圧力が作用しているので、ノズル開度を閉じ側に制御するとき、この排気圧力に抗ってノズルベーンを変位させる必要がある。更に、ノズルベーンに作用する排気圧力は、可変ノズルの流路断面積が減少するほど（即ち、ノズル開度が小さくなるほど）大きくなる。そのため、排気温度の上昇が要求されている場合にノズル開度を更に小さな値（「特定ノズル開度」とも称呼される）に遷移させることが要求されると、ノズル駆動モータは、比較的大きなトルクを発生させる必要がある。
【０００６】
この場合、ノズル駆動モータを流れる電流が大きくなり、その結果としてノズル駆動モータの温度（「モータ温度」とも称呼される）が上昇する。そのため、ノズル開度を特定ノズル開度にする制御（「特定制御」とも称呼される）が繰り返し要求されると、モータ温度が過度に上昇する可能性がある。換言すれば、特定制御の実行に起因して可変ノズルのアクチュエータ（例えば、ノズル駆動モータ）に対する負荷が過大となる虞がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、特定制御が繰り返し要求された場合であっても、可変ノズルのアクチュエータに対する負荷が過大となることを回避できる内燃機関の制御システム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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明における第１の発明に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関の排気によって作動するタービンを含む過給機と、前記タービンにおける前記排気の導入路の開度であるノズル開度を調整する可変ノズルと、前記排気の一部を前記内燃機関の燃焼室へ還流させるＥＧＲ経路の開度であるＥＧＲ開度を調整するＥＧＲ弁と、前記排気を浄化する排気浄化装置と、制御部と、を有する。
【０００９】
前記制御部は、前記排気浄化装置の温度上昇が要求された場合、排気昇温制御を実行し、前記温度上昇が要求されているときに前記ノズル開度が閉じ側へ変更されて特定ノズル開度とする特定制御が要求された場合、ノズル制御準備状態が実現された後、前記特定制御を実行する。前記排気昇温制御は、前記ＥＧＲ開度を閉じ側へ変更する制御を含み、前記ノズル制御準備状態は、前記ＥＧＲ開度を開き側に変更された状態を含む。
【００１０】
本発明における第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記制御部は、前記特定制御の実行により前記ノズル開度が前記特定ノズル開度に到達したと判定されると、前記排気昇温制御を再び実行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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