JP2014231821A - Controller for internal combustion engine equipped with supercharger - Google Patents

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伸治 定金
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for an internal combustion engine equipped with a supercharger capable of discharging condensed water in a low-pressure EGR passage to an exhaust path while stabilizing combustion.SOLUTION: A controller comprises: an air bypass passage connecting an air intake passage downstream of a compressor to an air intake passage upstream thereof and bypassing the compressor; an air bypass valve provided in the air bypass passage; a low-pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of a turbine to the air intake passage upstream of the compressor; and an EGR valve provided in the low-pressure EGR passage. During an operating state in which surging of the compressor should be suppressed, the air bypass valve is opened. In response to opening of the air bypass valve, the EGR valve is opened. Thereafter, in response to closing of the air bypass valve, the EGR valve is closed.

Description

この発明は、過給機付き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 with a supercharger.

従来、例えば特許文献1に開示されるように、低圧EGR通路を備えた過給機付き内燃機関が知られている。低圧EGR通路は、タービン下流の排気通路とコンプレッサ上流の吸気通路とを接続する通路であり、タービン下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込みコンプレッサ上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, an internal combustion engine with a supercharger having a low pressure EGR passage is known. The low pressure EGR passage is a passage connecting the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor. A part of the exhaust is taken in as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and the low pressure EGR gas is supplied to the intake passage upstream of the compressor. Reflux.

また、特許文献1の内燃機関は、低圧EGR通路が接続される箇所よりも下流の排気通路を流れる排気の量を調節する排気絞り弁と、EGRクーラよりも下流の低圧EGR通路と排気絞り弁よりも下流の排気通路とを連通する連通路を備える。特許文献1には、排気絞り弁を閉作動させて低圧EGR通路内の圧力を上昇させることにより、連通路を介した低圧EGR通路と排気通路との間に差圧を発生させ、低圧EGR通路内の凝縮水を排気通路に排出させることが開示されている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
In addition, the internal combustion engine of Patent Document 1 includes an exhaust throttle valve that adjusts the amount of exhaust gas that flows through the exhaust passage downstream of the location where the low-pressure EGR passage is connected, and the low-pressure EGR passage and exhaust throttle valve that are downstream of the EGR cooler. And a communication passage communicating with the exhaust passage downstream. In Patent Document 1, the exhaust throttle valve is closed to increase the pressure in the low-pressure EGR passage, thereby generating a differential pressure between the low-pressure EGR passage and the exhaust passage via the communication passage, and the low-pressure EGR passage. It is disclosed that the condensed water inside is discharged to the exhaust passage.
The applicant has recognized the following documents including the above-mentioned documents as related to the present invention.

特開2008−002351号公報JP 2008-002351 A 特開2007−198310号公報JP 2007-198310 A 特開平5−256213号公報JP-A-5-256213 特開平4−370324号公報JP-A-4-370324 特開平8−177597号公報JP-A-8-177597

しかしながら、特許文献1の内燃機関では、排気絞り弁の閉作動による背圧変化は運転状態によって異なり、充分な凝縮水除去効果を得ることと、燃焼を安定させることの両立は困難である。具体的には、背圧は空気流量に大きく依存するところ、比較的背圧上昇による燃焼への影響が小さい低流量運転領域では、排気絞り弁を絞ることによる背圧の上昇が小さく凝縮水除去効果は小さい。また、高流量運転領域では、排気絞り弁を絞ることによる背圧の上昇が大きく凝縮水除去効果は大きいものの、燃焼悪化あるいは出力性能低下のおそれがある。これは、背圧が高くなると筒内の残留ガスが増加すること、および、同じ過給圧を得ようとするとタービン前背圧を上げて膨張比を稼ぐ必要があるところ、実際には排気バルブの閉じ渋りなどの要因になるため、ある程度以上は上げられないことからである。   However, in the internal combustion engine of Patent Document 1, the change in the back pressure due to the closing operation of the exhaust throttle valve varies depending on the operating state, and it is difficult to obtain both a sufficient condensed water removal effect and stable combustion. Specifically, the back pressure largely depends on the air flow rate, but in the low flow rate operation region where the impact on combustion is relatively small due to the increase in back pressure, the increase in back pressure due to throttle of the exhaust throttle valve is small, and condensed water removal The effect is small. Further, in the high flow rate operation region, although the back pressure is greatly increased by restricting the exhaust throttle valve and the condensed water removal effect is large, there is a risk of deterioration in combustion or reduction in output performance. This is because when the back pressure increases, the residual gas in the cylinder increases, and in order to obtain the same boost pressure, it is necessary to increase the turbine front back pressure to increase the expansion ratio. This is because it cannot be raised more than a certain amount due to factors such as the astringency of closing.

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、燃焼を安定させながら低圧EGR通路内の凝縮水を排気通路に排出することのできる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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for an internal combustion engine with a supercharger that can discharge condensed water in a low-pressure EGR passage to an exhaust passage while stabilizing combustion. The purpose is to provide.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとを有する過給機と、
前記コンプレッサ下流の吸気通路と上流の吸気通路とを接続し、前記コンプレッサを迂回するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路内に設けられたエアバイパスバルブと、
前記タービン下流の排気通路と前記コンプレッサ上流の吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路内に設けられたEGRバルブと、
前記コンプレッサのサージングを抑制すべき運転状態の間、前記エアバイパスバルブを開弁するエアバイパスバルブ制御手段と、
前記エアバイパスバルブ制御手段による前記エアバイパスバルブの開弁に応じて、前記EGRバルブを開弁し、その後、前記エアバイパスバルブの閉弁に応じて前記EGRバルブを閉弁するEGRバルブ制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine with a supercharger,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage;
An air bypass passage connecting the intake passage downstream of the compressor and the upstream intake passage, bypassing the compressor;
An air bypass valve provided in the air bypass passage;
A low pressure EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor;
An EGR valve provided in the low pressure EGR passage;
Air bypass valve control means for opening the air bypass valve during an operating state in which surging of the compressor is to be suppressed;
EGR valve control means for opening the EGR valve in response to opening of the air bypass valve by the air bypass valve control means, and then closing the EGR valve in response to closing of the air bypass valve; It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記コンプレッサのサージングを抑制すべき運転状態は、過給領域での機関減速中であり、
前記EGRバルブ制御手段は、前記エアバイパスバルブ制御手段による前記エアバイパスバルブの開弁後に前記EGRバルブを開弁し、その後、前記エアバイパスバルブの閉弁と同時に前記EGRバルブを閉弁すること、を特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The operating state in which the surging of the compressor should be suppressed is during engine deceleration in the supercharging region,
The EGR valve control means opens the EGR valve after the air bypass valve is opened by the air bypass valve control means, and then closes the EGR valve simultaneously with closing the air bypass valve; It is characterized by.

また、第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記EGRバルブ上流の前記低圧EGR通路内に配置されたEGRクーラ、を更に備えることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
An EGR cooler disposed in the low pressure EGR passage upstream of the EGR valve is further provided.

第1又は第2発明によれば、燃焼を安定させながら低圧EGR通路内の凝縮水を排気通路に排出することができる。
なお、本発明において、エアバイパスバルブやEGRバルブの開弁とは、バルブ開度を全開にすることのみならず、運転条件に応じて予め定められたバルブ開度の制御目標値よりも大きくすることも意味する。また、エアバイパスバルブやEGRバルブの閉弁とは、バルブ開度を全閉にすることのみならず、運転条件に応じて予め定められたバルブ開度の制御目標値よりも小さくすることも意味する。
According to the first or second invention, the condensed water in the low pressure EGR passage can be discharged to the exhaust passage while stabilizing the combustion.
In the present invention, the opening of the air bypass valve or the EGR valve is not only to fully open the valve opening, but also to be larger than the control target value of the valve opening that is predetermined according to the operating conditions. It also means. Further, the closing of the air bypass valve or the EGR valve not only means that the valve opening is fully closed, but also means that the valve opening is made smaller than the control target value determined in advance according to the operating conditions. To do.

第3の発明によれば、EGRクーラ内の凝縮水を排気通路に排出することができる。   According to the third aspect, the condensed water in the EGR cooler can be discharged to the exhaust passage.

本発明の実施の形態1に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。It is a conceptual block diagram for demonstrating the system configuration | structure which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、減速時のエアバイパスバルブ24およびEGRバルブ32の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing opening / closing timings of the air bypass valve 24 and the EGR valve 32 during deceleration in the first embodiment of the present invention. 図2の期間AにおけるEGRガス挙動について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the EGR gas behavior in the period A of FIG. 本発明の実施の形態1においてECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which ECU50 performs in Embodiment 1 of this invention. EGRバルブ32の閉じタイミングが遅い場合の問題点を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a problem when the closing timing of the EGR valve 32 is late. EGRバルブ32の閉タイミングが速い場合の問題点を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a problem in case the closing timing of the EGR valve 32 is quick.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

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に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。図1に示すシステムは、内燃機関としてのエンジン10を備えている。エンジン10は、車両等に搭載され、その動力源とされる。なお、図1において、エンジン10は直列4気筒型のものとして示すが、その気筒数および配置はこれに限定されない。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram for explaining a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an engine 10 as an internal combustion engine. The engine 10 is mounted on a vehicle or the like and is used as a power source. In FIG. 1, the engine 10 is shown as an in-line four-cylinder type, but the number and arrangement of the cylinders are not limited to this.

エンジン10の各気筒には、吸気通路12および排気通路14が接続されている。吸気通路12の入口付近には、エアクリーナ16が取り付けられている。本システムは過給機18を備えている。過給機18は、コンプレッサ18aとタービン18bを備えている。コンプレッサ18aとタービン18bとは連結軸によって一体に連結されている。コンプレッサ18aは、エアクリーナ16よりも下流の吸気通路12に設けられている。   An intake passage 12 and an exhaust passage 14 are connected to each cylinder of the engine 10. An air cleaner 16 is attached near the inlet of the intake passage 12. The system includes a supercharger 18. The supercharger 18 includes a compressor 18a and a turbine 18b. The compressor 18a and the turbine 18b are integrally connected by a connecting shaft. The compressor 18 a is provided in the intake passage 12 downstream of the air cleaner 16.

コンプレッサ18aよりも下流の吸気通路12には、コンプレッサ18aで圧縮された吸気を冷却するためのインタークーラ20が設けられている。   An intercooler 20 for cooling the intake air compressed by the compressor 18a is provided in the intake passage 12 downstream of the compressor 18a.

コンプレッサ18aとインタークーラ20との間の吸気通路12には、エアバイパス通路22の一端が接続されている。エアバイパス通路22の他端は、エアクリーナ16とコンプレッサ18aとの間の吸気通路12に接続されている。このようにエアバイパス通路22はコンプレッサ18aを迂回する。エアバイパス通路22には、開弁によりエアバイパス通路22を連通し、閉弁によりエアバイパス通路22を遮断するエアバイパスバルブ(ABV)24が配置されている。エアバイパスバルブ24は、例えば電動アクチュエータにより開閉される電子制御式のバルブである。   One end of an air bypass passage 22 is connected to the intake passage 12 between the compressor 18 a and the intercooler 20. The other end of the air bypass passage 22 is connected to the intake passage 12 between the air cleaner 16 and the compressor 18a. Thus, the air bypass passage 22 bypasses the compressor 18a. An air bypass valve (ABV) 24 that communicates with the air bypass passage 22 by opening the valve and blocks the air bypass passage 22 by closing the valve is disposed in the air bypass passage 22. The air bypass valve 24 is an electronically controlled valve that is opened and closed by an electric actuator, for example.

インタークーラ20よりも下流の吸気通路12には、スロットル26が配置されている。スロットル26は、電動アクチュエータにより開閉される電子制御式のバルブである。   A throttle 26 is disposed in the intake passage 12 downstream of the intercooler 20. The throttle 26 is an electronically controlled valve that is opened and closed by an electric actuator.

排気通路14にはタービン18bが設けられている。コンプレッサ18aはタービン18bに入力される排気のエネルギによって回転駆動される。   A turbine 18 b is provided in the exhaust passage 14. The compressor 18a is rotationally driven by the energy of exhaust gas input to the turbine 18b.

また、本実施形態のシステムは低圧ループ(LPL:Law Pressure Loop)EGRシステムを備えている。タービン18bよりも下流の排気通路14には、低圧EGR通路28の一端が接続されている。低圧EGR通路28の他端は、エアクリーナ16とコンプレッサ18aとの間の吸気通路12に接続されている。図1に示す例では、低圧EGR通路28の他端は、エアバイパス通路22と吸気通路12との接続口よりも上流の吸気通路12に接続されている。   Moreover, the system of this embodiment is equipped with the low pressure loop (LPL: Law Pressure Loop) EGR system. One end of a low pressure EGR passage 28 is connected to the exhaust passage 14 downstream of the turbine 18b. The other end of the low pressure EGR passage 28 is connected to the intake passage 12 between the air cleaner 16 and the compressor 18a. In the example shown in FIG. 1, the other end of the low pressure EGR passage 28 is connected to the intake passage 12 upstream of the connection port between the air bypass passage 22 and the intake passage 12.

低圧EGR通路28の途中には、EGRクーラ30が設けられている。EGRクーラ30よりも下流の低圧EGR通路28には、開弁により低圧EGR通路28を連通し、閉弁により低圧EGR通路28を遮断するEGRバルブ(EGRV)32が設けられている。EGRバルブ32は、電動アクチュエータにより開閉される電子制御式のバルブであり、その開度を制御することにより流量を制御可能である。   An EGR cooler 30 is provided in the middle of the low pressure EGR passage 28. The low pressure EGR passage 28 downstream of the EGR cooler 30 is provided with an EGR valve (EGRV) 32 that communicates with the low pressure EGR passage 28 by opening the valve and shuts off the low pressure EGR passage 28 by closing the valve. The EGR valve 32 is an electronically controlled valve that is opened and closed by an electric actuator, and the flow rate can be controlled by controlling the opening degree.

本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の入力部には、クランク位置や機関回転数を検出するためのクランク角センサ52、車両のアクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ54、コンプレッサ18aとスロットル26との間の吸気通路12内の吸気圧を検出する圧力センサ56等のエンジン10の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。   The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The input part of the ECU 50 includes a crank angle sensor 52 for detecting the crank position and the engine speed, an accelerator opening sensor 54 for detecting an accelerator opening corresponding to the operation amount of the accelerator pedal of the vehicle, and a compressor 18a. Various sensors for detecting the operating state of the engine 10 such as a pressure sensor 56 for detecting the intake pressure in the intake passage 12 between the throttle 26 and the throttle 26 are connected.

また、ECU50の出力部には、上述のエアバイパスバルブ24のアクチュエータ、スロットル26のアクチュエータ、EGRバルブ32のアクチュエータの他、筒内に燃料を供給する燃料噴射弁(図示省略)等のエンジン10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。   In addition, the output unit of the ECU 50 includes the actuator of the air bypass valve 24, the actuator of the throttle 26, the actuator of the EGR valve 32, and the engine 10 such as a fuel injection valve (not shown) for supplying fuel into the cylinder. Various actuators for controlling the operation state are connected.

ECU50は、各種センサからの入力情報に基づいて所定のプログラムを実行し、各種アクチュエータを作動させることにより、エンジン10の運転状態を制御する。   The ECU 50 controls the operating state of the engine 10 by executing predetermined programs based on input information from various sensors and operating various actuators.

過給機18を備える本実施形態のシステムにおいて、コンプレッサ18aのサージング(吸気脈動)は、過給状態で急にスロットル26が閉じられるとき(例えば、機関減速時)に起こる現象である。過給状態で急にスロットル26が閉じられると、コンプレッサ18aにより圧縮された吸気はスロットル26に遮られて行き場を失い、コンプレッサ18a下流の吸気通路12内の圧力が必要以上に高まる。本実施形態のシステムは、コンプレッサ18aのサージングを抑制すべき運転状態の間(例えば、過給領域での機関減速中に)、エアバイパスバルブ24を開弁するエアバイパスバルブ制御手段を備えている。これにより、エアバイパス通路22を介して、コンプレッサ18aよりも上流の吸気通路12内に吸気を逃がす。   In the system of the present embodiment including the supercharger 18, surging (intake pulsation) of the compressor 18a is a phenomenon that occurs when the throttle 26 is suddenly closed in a supercharged state (for example, during engine deceleration). When the throttle 26 is suddenly closed in a supercharged state, the intake air compressed by the compressor 18a is blocked by the throttle 26 and loses its place of travel, and the pressure in the intake passage 12 downstream of the compressor 18a increases more than necessary. The system of the present embodiment includes air bypass valve control means for opening the air bypass valve 24 during an operating state in which surging of the compressor 18a is to be suppressed (for example, during engine deceleration in the supercharging region). . As a result, the intake air is released into the intake passage 12 upstream of the compressor 18a via the air bypass passage 22.

上述した低圧ループEGRシステムは、タービン18bよりも下流の排気通路14とコンプレッサ18aよりも上流の吸気通路12とを接続して、タービン18bよりも下流の低圧の排気ガスの一部をEGRガスとして吸気系に還流させるものである。   The low-pressure loop EGR system described above connects the exhaust passage 14 downstream of the turbine 18b and the intake passage 12 upstream of the compressor 18a, and a part of the low-pressure exhaust gas downstream of the turbine 18b is used as EGR gas. It recirculates to the intake system.

低圧ループEGRシステムでは、EGRクーラ30に冷却されたEGRガス由来の凝縮水が発生する。凝縮水が吸気通路12に流入すると、コンプレッサ18aやインタークーラ20等の部材を腐食させるおそれがある。そのため、凝縮水の吸気通路12への流入を抑制することが望まれる。   In the low pressure loop EGR system, condensed water derived from the EGR gas cooled by the EGR cooler 30 is generated. If the condensed water flows into the intake passage 12, members such as the compressor 18a and the intercooler 20 may be corroded. Therefore, it is desired to suppress the inflow of condensed water into the intake passage 12.

[実施の形態1における特徴的制御]
そこで、本実施の形態のシステムでは、上述のエアバイパスバルブ制御手段によるエアバイパスバルブ24の開弁に応じてEGRバルブ32を開弁し、その後、エアバイパスバルブ24の閉弁に応じてEGRバルブ32を閉弁する。好ましくは、エアバイパスバルブ24の開弁後にEGRバルブ32の開度を現在値よりも高め、その後、エアバイパスバルブ24の閉弁と同時にEGRバルブ32を閉弁する。この特徴的制御は、コンプレッサ18a下流の吸気通路12内の圧力がタービン18b下流の排気通路14内の圧力よりも高い運転状態で実行開始される。
[Characteristic Control in Embodiment 1]
Therefore, in the system according to the present embodiment, the EGR valve 32 is opened in response to the opening of the air bypass valve 24 by the above-described air bypass valve control means, and then the EGR valve is operated in response to the closing of the air bypass valve 24. 32 is closed. Preferably, after the air bypass valve 24 is opened, the opening degree of the EGR valve 32 is made higher than the current value, and then the EGR valve 32 is closed simultaneously with the closing of the air bypass valve 24. This characteristic control is executed in an operating state in which the pressure in the intake passage 12 downstream of the compressor 18a is higher than the pressure in the exhaust passage 14 downstream of the turbine 18b.

図2は、減速時におけるエアバイパスバルブ24およびEGRバルブ32の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。時刻t1において、アクセル開度の急激な低下に伴い、スロットル26開度が低下する。時刻t2において、エアバイパスバルブ24の開弁後にEGRバルブ32を開弁する。好ましくは、図3に示すようにEGRバルブ32の開度を運転条件に応じて予め定められたバルブ開度の制御目標値よりも高める。その後、時刻t3において、エアバイパスバルブ24の閉弁と同時にEGRバルブ32を閉弁する。   FIG. 2 is a timing chart showing opening / closing timings of the air bypass valve 24 and the EGR valve 32 during deceleration. At time t1, the throttle opening 26 decreases as the accelerator opening decreases rapidly. At time t2, the EGR valve 32 is opened after the air bypass valve 24 is opened. Preferably, as shown in FIG. 3, the opening degree of the EGR valve 32 is set higher than the control target value of the valve opening degree determined in advance according to the operating conditions. Thereafter, at time t3, the EGR valve 32 is closed simultaneously with the closing of the air bypass valve 24.

図3は、実施の形態1の特徴的制御により生じる、図2の期間AにおけるEGRガス挙動について説明するための模式図である。なお、図3、5、6ではEGRガス挙動を示すためEGRクーラ30が図示省略されている。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the EGR gas behavior in the period A of FIG. 2 that is generated by the characteristic control of the first embodiment. 3, 5 and 6, the EGR cooler 30 is not shown in order to show the EGR gas behavior.

エアバイパスバルブ24の開弁後にEGRバルブ32が開弁されると、図3の左図に示すようなEGR混合ガスの逆流が生じる。コンプレッサ18a下流の吸気通路12内の圧力は、コンプレッサ18a上流の吸気通路12内の圧力やタービン18b下流の排気通路14内の圧力よりも高い。この圧力差により、コンプレッサ18a下流の吸気通路12内で圧縮されたEGR混合ガスは、コンプレッサ18a上流の吸気通路12内に戻され、さらに、吸気通路12内に戻されたEGR混合ガスの一部は、開弁されたEGRバルブ32を通って、低圧EGR通路28を逆流する。その作用により、EGRクーラ30内の凝縮水を排気通路14に排出することができる。   When the EGR valve 32 is opened after the air bypass valve 24 is opened, a reverse flow of the EGR mixed gas as shown in the left diagram of FIG. 3 occurs. The pressure in the intake passage 12 downstream of the compressor 18a is higher than the pressure in the intake passage 12 upstream of the compressor 18a and the pressure in the exhaust passage 14 downstream of the turbine 18b. Due to this pressure difference, the EGR mixed gas compressed in the intake passage 12 downstream of the compressor 18a is returned into the intake passage 12 upstream of the compressor 18a, and further, a part of the EGR mixed gas returned into the intake passage 12 Flows back through the low-pressure EGR passage 28 through the opened EGR valve 32. As a result, the condensed water in the EGR cooler 30 can be discharged to the exhaust passage 14.

その後、エアバイパスバルブ24の閉弁と同時にEGRバルブ32が閉弁される。図3の右図に示すように、低圧EGR通路28内のEGR混合ガスが順流し吸気に吸われる前にEGRバルブ32を閉じることで、吸気通路12に戻るEGR混合ガスのEGR濃度の上昇を抑制することができる。吸気通路12に残るEGRガスを減らすことができるので、減速軽負荷での失火、燃焼不安定、再加速時のもたつきを軽減することができる。   Thereafter, the EGR valve 32 is closed simultaneously with the closing of the air bypass valve 24. As shown in the right diagram of FIG. 3, the EGR valve 32 is closed before the EGR mixed gas in the low pressure EGR passage 28 flows forward and is sucked into the intake air, thereby increasing the EGR concentration of the EGR mixed gas returning to the intake passage 12. Can be suppressed. Since EGR gas remaining in the intake passage 12 can be reduced, it is possible to reduce misfires at slow light loads, unstable combustion, and slack during reacceleration.

このように、実施の形態1の特徴的制御によれば、燃焼を安定させながら低圧EGR通路28(特にEGRクーラ30)内の凝縮水を排気通路に排出することができる。   As described above, according to the characteristic control of the first embodiment, the condensed water in the low-pressure EGR passage 28 (particularly, the EGR cooler 30) can be discharged to the exhaust passage while stabilizing the combustion.

なお、ECU50は、運転条件に応じてEGRバルブ32の開度を制御する指示を出力している。EGRバルブ32の閉弁指示がなされている状態で、上述したエアバイパスバルブ制御手段により減速に伴いエアバイパスバルブ24が開弁される場合には、EGRバルブ32の閉弁指示よりも優先して、EGRバルブ32を開弁させることとする。その後、エアバイパスバルブ24の閉弁に応じてEGRバルブ32を閉弁させる(ここで上述の閉弁指示に応じた閉弁動作が完了する)。EGRバルブ32の閉弁指示に対して閉弁動作が遅れることとなるが、本制御によれば、上述したようにEGRガスが低圧EGR通路28を逆流するためEGRガスの吸気通路12への流入を防ぐことができ、弊害は生じない。   The ECU 50 outputs an instruction for controlling the opening degree of the EGR valve 32 according to the operating conditions. When the air bypass valve 24 is opened along with deceleration by the above-described air bypass valve control means in a state in which the EGR valve 32 is instructed to close, priority is given to the EGR valve 32 closing instruction. The EGR valve 32 is opened. Thereafter, the EGR valve 32 is closed according to the closing of the air bypass valve 24 (here, the valve closing operation according to the above-described valve closing instruction is completed). Although the valve closing operation is delayed with respect to the valve closing instruction of the EGR valve 32, according to this control, the EGR gas flows back into the low pressure EGR passage 28 as described above, so that the EGR gas flows into the intake passage 12. Can be prevented, and no harmful effects occur.

上述したようにエアバイパスバルブ24とEGRバルブ32との開閉タイミングが重要である。本発明との比較対象として、EGRバルブ32の閉じタイミングが遅い場合(図5)と、EGRバルブ32の閉じタイミングが早い場合(図6)を挙げて説明する。   As described above, the opening / closing timing of the air bypass valve 24 and the EGR valve 32 is important. As a comparison object with the present invention, a case where the closing timing of the EGR valve 32 is late (FIG. 5) and a case where the closing timing of the EGR valve 32 is early (FIG. 6) will be described.

図5は、EGRバルブ32の閉じタイミングが遅い場合の問題点を説明するための模式図である。
図5の左図に示すように、減速に伴うエアバイパスバルブ24の開弁に応じてEGRバルブ32が開弁することで、上述した圧力差でEGR混合ガスがEGRバルブ32、EGRクーラ30を通過し、EGRクーラに付着した凝縮水を排気通路14に排出させることは可能である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a problem when the closing timing of the EGR valve 32 is late.
As shown in the left diagram of FIG. 5, the EGR valve 32 is opened in response to the opening of the air bypass valve 24 due to deceleration, so that the EGR mixed gas causes the EGR valve 32 and the EGR cooler 30 to be moved by the pressure difference described above. The condensed water that has passed and adhered to the EGR cooler can be discharged to the exhaust passage 14.

しかしながら、その後EGRバルブ32を閉じるタイミングが遅いと、図5の右図に示すように、EGRガスが吸気に戻るときに吸気上流まで戻っていたEGR混合ガスの濃度を上げることになってしまい、燃焼性が悪化し、失火に至る可能性もある。   However, if the timing for closing the EGR valve 32 thereafter is late, as shown in the right diagram of FIG. 5, when the EGR gas returns to the intake air, the concentration of the EGR mixed gas that has returned to the intake upstream is increased. Combustibility may deteriorate and may lead to misfire.

図6は、EGRバルブ32の閉タイミングが早い場合の問題点を説明するための模式図である。
図6に示すように、減速即EGRバルブ32を閉じてしまうとEGRガスの濃度を上げることにはならないが、逆に濃度を下げる効果は無く、また、EGRクーラ30内の凝縮水を排気通路14に排出させることも出来ない。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a problem when the closing timing of the EGR valve 32 is early.
As shown in FIG. 6, if the EGR valve 32 is closed immediately after deceleration, the concentration of the EGR gas is not increased, but conversely, there is no effect of decreasing the concentration, and the condensate in the EGR cooler 30 is removed from the exhaust passage. 14 can not be discharged.

次に、図4を用いて本実施形態の制御ルーチンについて説明する。図4は、上述の動作を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは所定サイクル毎、少なくとも過給領域での機関減速時に実行される。なお、図4では、EGRバルブ32の閉弁指示がなされている状態での機関減速時を例に挙げて説明する。   Next, the control routine of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of a control routine executed by the ECU 50 in order to realize the above-described operation. This routine is executed every predetermined cycle, at least during engine deceleration in the supercharging region. In FIG. 4, an explanation will be given by taking as an example the case of engine deceleration in a state where the EGR valve 32 is instructed to close.

図4に示すルーチンでは、ステップS100において、ECU50は、過給領域における機関減速中であるか否かを判定する。例えば、運転領域(機関回転数、機関負荷)、コンプレッサ18aの回転状態、アクセルオフ時のアクセル開度の減少量、スロットル開度の減少量、圧力センサ56の検出値などに基づいて判定できる。機関減速中と判定される場合にはステップS110の処理に進む。   In the routine shown in FIG. 4, in step S100, the ECU 50 determines whether or not the engine is being decelerated in the supercharging region. For example, the determination can be made based on the operating region (engine speed, engine load), the rotation state of the compressor 18a, the amount of decrease in the accelerator opening when the accelerator is off, the amount of decrease in the throttle opening, the detected value of the pressure sensor 56, and the like. If it is determined that the engine is decelerating, the process proceeds to step S110.

ステップS110において、ECU50は、EGRバルブ32を閉弁する指示がなされているか否かを判定する。具体的には、ECU50は、運転状態とEGRバルブ32の開度との関係を定めたマップまたはモデルを予め記憶しており、これに基づいて、運転状態に対応するEGRバルブ32の開度を指示する。閉弁指示がなされている場合にはステップS120の処理に進む。   In step S110, the ECU 50 determines whether or not an instruction to close the EGR valve 32 is given. Specifically, the ECU 50 stores in advance a map or model that defines the relationship between the operating state and the opening degree of the EGR valve 32, and based on this, the opening degree of the EGR valve 32 corresponding to the operating state is determined. Instruct. When the valve closing instruction is given, the process proceeds to step S120.

ステップS120において、ECU50は、エアバイパスバルブ24が開弁中であるか否かを判定する。具体的には、上述したエアバイパスバルブ制御手段におけるECU50のエアバイパスバルブ24への指示内容に基づいて判定できる。開弁指示の場合にはステップS130の処理に進む。   In step S120, the ECU 50 determines whether or not the air bypass valve 24 is open. Specifically, the determination can be made based on the instruction content to the air bypass valve 24 of the ECU 50 in the air bypass valve control means described above. In the case of a valve opening instruction, the process proceeds to step S130.

ステップS130において、ECU50は、EGRバルブ32を開弁させる。すなわち、ステップS110におけるEGRバルブ32の閉弁指示に優先してEGRバルブ32を開弁する。好ましくは、EGRバルブ32の開度を運転条件に応じて予め定められたバルブ開度の制御目標値よりも高める。   In step S130, the ECU 50 opens the EGR valve 32. That is, the EGR valve 32 is opened prior to the instruction to close the EGR valve 32 in step S110. Preferably, the opening degree of the EGR valve 32 is set higher than the control target value of the valve opening degree determined in advance according to the operating conditions.

その後、ステップS140において、エアバイパスバルブ制御手段により、ECU50は、コンプレッサ18a下流の圧力が低下するとエアバイパスバルブ24が閉弁させ、同時にEGRバルブ32を閉弁させる。   Thereafter, in step S140, the ECU 50 causes the air bypass valve control means to close the air bypass valve 24 and simultaneously close the EGR valve 32 when the pressure downstream of the compressor 18a decreases.

ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、エアバイパスバルブ24を電子制御式としているが、これに限定されるものではない。例えば、ダイヤフラム式であっても良い。この場合、エアバイパスバルブ24の開閉状態は、運転領域、コンプレッサ18aの回転状態、スロットル開度、圧力センサ56の検出値等に関連するマップやモデルを用いて推定可能である。   By the way, in the system of Embodiment 1 mentioned above, although the air bypass valve 24 is made into the electronic control type, it is not limited to this. For example, a diaphragm type may be used. In this case, the open / closed state of the air bypass valve 24 can be estimated using a map or model related to the operating region, the rotational state of the compressor 18a, the throttle opening, the detected value of the pressure sensor 56, and the like.

本発明が適用されるエンジンは、火花点火式のエンジンに限らず、圧縮自着火式のエンジンであっても良い。   The engine to which the present invention is applied is not limited to a spark ignition engine, and may be a compression self-ignition engine.

尚、上述した実施の形態1においては、過給機18が前記第1の発明における「過給機」に、エアバイパス通路22が前記第1の発明における「エアバイパス通路」に、エアバイパスバルブ24が前記第1の発明における「エアバイパスバルブ」に、低圧EGR通路28が前記第1の発明における低圧EGR通路に、EGRバルブ32が前記第1の発明における「EGRバルブ」に、EGRクーラ30が前記第3の発明における「EGRクーラ」に、それぞれ相当している。
また、ここでは、ECU50が、上述したエアバイパスバルブ制御手段を実行することにより前記第1の発明における「エアバイパスバルブ制御手段」が、上記ステップS120〜S140の処理を実行することにより前記第1の発明における「EGRバルブ制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the supercharger 18 is the “supercharger” in the first invention, the air bypass passage 22 is the “air bypass passage” in the first invention, and the air bypass valve. 24 is the “air bypass valve” in the first invention, the low pressure EGR passage 28 is the low pressure EGR passage in the first invention, the EGR valve 32 is the “EGR valve” in the first invention, and the EGR cooler 30 Corresponds to the “EGR cooler” in the third invention.
Further, here, the ECU 50 executes the above-described air bypass valve control means, so that the “air bypass valve control means” in the first invention executes the processes of the above steps S120 to S140. Each of the “EGR valve control means” in the present invention is realized.

10 エンジン
12 吸気通路
14 排気通路
18、18a、18b 過給機、コンプレッサ、タービン
22 エアバイパス通路
24 エアバイパスバルブ
26 スロットル
28 低圧EGR通路
30 EGRクーラ
32 EGRバルブ
50 ECU
10 Engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 18, 18a, 18b Supercharger, compressor, turbine 22 Air bypass passage 24 Air bypass valve 26 Throttle 28 Low pressure EGR passage 30 EGR cooler 32 EGR valve 50 ECU

Claims (3)

内燃機関の排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとを有する過給機と、
前記コンプレッサ下流の吸気通路と上流の吸気通路とを接続し、前記コンプレッサを迂回するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路内に設けられたエアバイパスバルブと、
前記タービン下流の排気通路と前記コンプレッサ上流の吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路内に設けられたEGRバルブと、
前記コンプレッサのサージングを抑制すべき運転状態の間、前記エアバイパスバルブを開弁するエアバイパスバルブ制御手段と、
前記エアバイパスバルブ制御手段による前記エアバイパスバルブの開弁に応じて、前記EGRバルブを開弁し、その後、前記エアバイパスバルブの閉弁に応じて前記EGRバルブを閉弁するEGRバルブ制御手段と、
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。
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage;
An air bypass passage connecting the intake passage downstream of the compressor and the upstream intake passage, bypassing the compressor;
An air bypass valve provided in the air bypass passage;
A low pressure EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor;
An EGR valve provided in the low pressure EGR passage;
Air bypass valve control means for opening the air bypass valve during an operating state in which surging of the compressor is to be suppressed;
EGR valve control means for opening the EGR valve in response to opening of the air bypass valve by the air bypass valve control means, and then closing the EGR valve in response to closing of the air bypass valve; ,
A control device for an internal combustion engine with a supercharger.
前記コンプレッサのサージングを抑制すべき運転状態は、過給領域での機関減速中であり、
前記EGRバルブ制御手段は、前記エアバイパスバルブ制御手段による前記エアバイパスバルブの開弁後に前記EGRバルブを開弁し、その後、前記エアバイパスバルブの閉弁と同時に前記EGRバルブを閉弁すること、
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。
The operating state in which the surging of the compressor should be suppressed is during engine deceleration in the supercharging region,
The EGR valve control means opens the EGR valve after the air bypass valve is opened by the air bypass valve control means, and then closes the EGR valve simultaneously with closing the air bypass valve;
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1.
前記EGRバルブ上流の前記低圧EGR通路内に配置されたEGRクーラ、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
An EGR cooler disposed in the low pressure EGR passage upstream of the EGR valve;
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1 or 2, further comprising:
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