JP6558896B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気ターボ過給機が付随する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine with an exhaust turbocharger.
車両用の内燃機関として、排気ターボ過給機を備えたターボエンジンが公知である。排気ターボ過給機は、内燃機関の排気通路側に配置した駆動タービンと、吸気通路側に配置したコンプレッサとを同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、排気が持つ残存エネルギを利用してタービンひいてはコンプレッサのインペラ(コンプレッサホイール)を回転させ、コンプレッサにポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮(過給)して気筒に送り込むことができる。 As an internal combustion engine for vehicles, a turbo engine provided with an exhaust turbocharger is known. The exhaust turbocharger is configured such that a drive turbine disposed on the exhaust passage side of the internal combustion engine and a compressor disposed on the intake passage side are coaxially connected and interlocked. The remaining energy of the exhaust is used to rotate the turbine, and thus the compressor impeller (compressor wheel), and pump the compressor so that the intake air is compressed (supercharged) and sent to the cylinder. Can do.
近時では、容量の相異なる二基の排気ターボ過給機を併用する2ステージターボ(シーケンシャルターボ)エンジンも開発されている(例えば、下記特許文献を参照)。直列式の2ステージターボシステムでは、比較的大容量の排気ターボ過給機と比較的小容量の排気ターボ過給機とを直列に接続し、エンジン回転数の高い運転領域において前者を用いて吸気の過給を行い、エンジン回転数の低い運転領域においては後者を用いて吸気の過給を行う。 Recently, a two-stage turbo (sequential turbo) engine using two exhaust turbochargers having different capacities has been developed (see, for example, the following patent document). In an in-line two-stage turbo system, a relatively large capacity exhaust turbocharger and a relatively small capacity exhaust turbocharger are connected in series, and the former is used in an operating region where the engine speed is high. In the operating region where the engine speed is low, the latter is used to supercharge the intake air.
上掲の2ステージターボエンジンでは、低速用の排気ターボ過給機のコンプレッサを迂回する吸気バイパス通路を吸気通路に設けておくことが通例である。しかしながら、高速用の排気ターボ過給機のコンプレッサを迂回する吸気バイパス通路は必ずしも設けられない。つまり、吸気通路を流れる吸気は必ず、高速用ターボ過給機のコンプレッサに流入する。一方で、高速用ターボ過給機は、排気流量の少ない低負荷または低回転の運転領域、あるいはアイドル運転中には吸気を過給する仕事をしない。従って、この高速用ターボ過給機のコンプレッサが吸気のロスを生み、燃費性能を低下させることがあった。 In the above-described two-stage turbo engine, an intake bypass passage that bypasses the compressor of the low-speed exhaust turbocharger is usually provided in the intake passage. However, an intake bypass passage that bypasses the compressor of the high-speed exhaust turbocharger is not necessarily provided. That is, the intake air flowing through the intake passage always flows into the compressor of the high-speed turbocharger. On the other hand, the high-speed turbocharger does not perform the work of supercharging the intake air during a low load or low speed operation region with a small exhaust flow rate, or during idle operation. Therefore, the compressor of this high-speed turbocharger may cause intake air loss and reduce fuel consumption performance.
アイドル運転領域、低負荷運転領域または低回転運転領域における燃費性能の低下の問題は、2ステージターボエンジン特有のものではない。排気ターボ過給機を一基のみ備える内燃機関についても、同様の問題が生起し得る。 The problem of deterioration in fuel consumption performance in the idle operation region, the low load operation region, or the low rotation operation region is not unique to the two-stage turbo engine. A similar problem can occur with an internal combustion engine having only one exhaust turbocharger.
以上の問題に着目してなされた本発明は、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関の燃費性能のより一層の向上を図ることを所期の目的とする。 The present invention made by paying attention to the above problems is intended to further improve the fuel consumption performance of an internal combustion engine attached with an exhaust turbocharger.
本発明では、排気通路を流れる排気のエネルギを利用してタービンを回転させコンプレッサを駆動することで吸気通路を流れる吸気を加圧圧縮して気筒に送り込む排気ターボ過給機を具備する内燃機関であって、高速用ターボ過給機及び低速用ターボ過給機の二基の排気ターボ過給機を備えており、吸気通路において、高速用ターボ過給機のコンプレッサの下流に低速用ターボ過給機のコンプレッサが存在し、かつ低速用ターボ過給機のコンプレッサを迂回するバイパス通路を開閉する第一のバルブが存在しており、排気通路において、低速用ターボ過給機のタービンの下流に高速用ターボ過給機のタービンが存在し、かつ高速用ターボ過給機のタービンを迂回するバイパス通路を開閉する第二のバルブが存在しており、制御装置が、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域にて、高速用ターボ過給機のコンプレッサの下流側の吸気圧が大気圧またはその近傍の値となるよう、前記第二のバルブを操作するフィードバック制御を行うものであり、さらに、前記制御装置が、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域でかつアクセル開度が所定以下のアイドル運転若しくは低負荷運転領域では前記第一のバルブを開弁し、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域でかつアクセル開度が前記アイドル運転若しくは低負荷運転領域よりも大きい領域では第一のバルブを閉弁する内燃機関を構成した。 In the present invention, an internal combustion engine having an exhaust turbocharger that uses the energy of exhaust gas flowing through an exhaust passage to rotate a turbine and drive a compressor to pressurize and compress intake air flowing through the intake passage and send it to a cylinder. It is equipped with two exhaust turbochargers, a high-speed turbocharger and a low-speed turbocharger. In the intake passage, the low-speed turbocharger is downstream of the compressor of the high-speed turbocharger. There is a first compressor that opens and closes a bypass passage that bypasses the compressor of the turbocharger for low speed, and there is a high speed downstream of the turbine of the turbocharger for low speed in the exhaust passage. A turbocharger turbine and a second valve that opens and closes a bypass passage that bypasses the high-speed turbocharger turbine. Feedback control is performed to operate the second valve so that the intake pressure on the downstream side of the compressor of the high-speed turbocharger becomes atmospheric pressure or a value in the vicinity thereof in a low-speed operation region where the rotational speed is equal to or less than a predetermined value. Further, the control device opens the first valve in an idling operation or low load operation region where the engine speed is a predetermined value or less and an accelerator opening is a predetermined value or less, An internal combustion engine is configured that closes the first valve in a low-speed operation region where the engine speed is equal to or less than a predetermined value and in which the accelerator opening is larger than the idle operation or low-load operation region .
本発明によれば、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関の燃費性能のより一層の向上を図り得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the further improvement of the fuel consumption performance of the internal combustion engine attached with the exhaust turbo supercharger can be aimed at.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態の内燃機関は、例えばディーゼルエンジンやHCCI(Homogeneous−Charge Compression Ignition)エンジン等のような圧縮着火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の燃焼室の天井部には、当該気筒1の燃焼室内に直接に燃料を噴射するインジェクタ11を設置している。また、各気筒1の吸気ポート近傍に、グロープラグ(余熱プラグ)12及びスワールコントロールバルブ13を設けている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine of the present embodiment is a compression ignition type four-stroke engine such as a diesel engine or a HCCI (homogeneous-charge compression ignition) engine, and a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). Are shown). An injector 11 that directly injects fuel into the combustion chamber of the cylinder 1 is installed on the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. Further, a glow plug (residual heat plug) 12 and a
吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、排気ターボ過給機5のコンプレッサ51、排気ターボ過給機6のコンプレッサ61、水冷式インタクーラ35、電子スロットルバルブ32、サージタンク33及び吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。
The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an
排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42、排気ターボ過給機6の排気タービン62、排気ターボ過給機5の排気タービン52及び排気浄化装置41を配置している。排気浄化装置41は、排気に含まれる粒子状物質(Particulate Material)を漉し取るフィルタ(Praticulate Filter)や、有害物質の酸化または還元を促す触媒を包含する。
The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An
排気ターボ過給機5、6は、排気タービン52、62とコンプレッサ51、61のインペラとをシャフトを介して同軸で連結し、連動するように構成したものである。そして、タービン52、62及びコンプレッサ51、61のインペラを排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサにポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮(過給)して気筒1に送り込む。
The
本実施形態の内燃機関は、排気ターボ過給機5、6を二基備える、いわゆる2ステージターボ(シーケンシャルターボ)エンジンである。排気ターボ過給機5は、エンジン回転数が比較的高い運転領域で仕事をする高速用ターボ過給機である。他方、排気ターボ過給機6は、エンジン回転数が比較的低い運転領域で仕事をする低速用ターボ過給機である。低速用ターボ過給機6の容量は、高速用ターボ過給機5の容量と比較して小さい。
The internal combustion engine of the present embodiment is a so-called two-stage turbo (sequential turbo) engine including two
吸気通路3においては、低速用ターボ過給機6のコンプレッサ61を迂回する吸気バイパス通路36を設け、かつこの吸気バイパス通路36の出口を開閉するバルブ37を設置している。バルブ37は、吸気バイパス通路36を流通する吸気の流量を制御する。高速用ターボ過給機5のコンプレッサ51を迂回する吸気バイパス通路は、存在しない。
In the intake passage 3, an
さらに、排気通路4においても、低速用ターボ過給機6のタービン62を迂回する排気バイパス通路43、及び高速用ターボ過給機5のタービン52を迂回する排気バイパス通路44を設けており、かつこれら排気バイパス通路43、44のそれぞれの入口を開閉する排気バイパスバルブ45、46を設置している。バルブ45は排気バイパス通路43を流通する排気の流量を制御し、バルブ46は排気バイパス通路44を流通する排気の流量を制御する。排気バイパスバルブ45、46は、WGV(Waste Gate Valve)と呼称されることもある。
Further, the exhaust passage 4 also includes an
バルブ37、46は、負圧アクチュエータ371、461を使用したVSV(Vaccum Switching Valve)である。負圧アクチュエータ371、461はダイヤフラム式アクチュエータであり、そのダイヤフラムの一方の面には負圧及び内蔵のスプリングによる弾性付勢力が、他方の面には大気圧が加わる。負圧は、バキュームポンプ91から供給される。バキュームポンプ91は、一定の大きさの負圧を発生させる。ダイヤフラム式アクチュエータ371、461とバキュームポンプ91とを接続する管路上にはそれぞれ、電磁ソレノイドバルブ372、462を設置している。ダイヤフラム式アクチュエータ371、461のダイヤフラムの一方の面に実際に作用する負圧の大きさは、電磁ソレノイドバルブ372、462の開度に応じて変化する。そして、バルブ37、46の開度は、ダイヤフラムの両面に作用する負圧及び大気圧の差圧と、ダイヤフラムを弾性付勢するスプリングの弾性付勢力との差に応じて変化する。つまり、電磁ソレノイドバルブ372、462の開度の操作を通じて、バルブ37、46の開度を操作することが可能である。
Valves 37 and 46 are VSV (Vaccum Switching Valve) using
これに対し、バルブ45は、電磁バルブであるEVRV(Electric Vacuum Regulating Valve)である。
On the other hand, the
外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置2、7は、排気通路4を流れる排気の一部を吸気通路3に還流して吸気に混交せしめるものである。本実施形態の内燃機関は、EGR装置2、7を二基備える。EGR装置2は、いわゆる低圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における排気浄化装置41の下流側を吸気通路3における高速用ターボ過給機5のコンプレッサ51の上流側に連通させるEGR通路21と、当該EGR通路21を開閉するEGRバルブ22とを要素に含む。EGRバルブ22は、EGR通路21を流通する低圧ループEGRガスの流量を制御する。
External EGR (Exhaust Gas Recirculation)
EGR装置7は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における低速用ターボ過給機6のタービン62の上流側を吸気通路3におけるインタクーラ35の下流側に連通させるEGR通路71と、当該EGR通路71を開閉するEGRバルブ72とを要素に含む。EGRバルブ72は、EGR通路71を流通する高圧ループEGRガスの流量を制御する。
The EGR device 7 realizes a so-called high-pressure loop EGR, and an EGR passage 71 that communicates the upstream side of the
加えて、排気通路4における、低圧ループEGR通路21の接続箇所よりも下流の箇所に、排気絞りバルブ47を設置している。低圧ループEGR通路21が接続している吸気通路のコンプレッサ51の上流側の圧力は、当該コンプレッサ51による過給の度合いに応じて変動する。その結果として、低圧ループEGR通路21を流れるEGRガスの流量が変化する。排気絞りバルブ47は、EGRバルブ22とともに、低圧ループEGRガスの流量、ひいては気筒1に充填される吸気に占めるEGRガスの割合であるEGR率を目標値に収束させるために機能する。
In addition, an
本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 An ECU (Electronic Control Unit) 0 serving as a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求されるエンジントルクまたは負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3のサージタンク33内の(即ち、気筒1に流入する)吸気の温度及び圧力(過給圧)を検出する吸気温・吸気圧センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号e、吸気通路3の最上流即ちエアクリーナ31の下流かつ低圧ループEGR通路21の接続箇所の上流における新気の流量及び温度を検出するエアフローメータ・新気温センサから出力される新気流量・温度信号f、吸気通路3のコンプレッサ51の下流かつコンプレッサ61の上流における吸気の圧力(高速用ターボ過給機5による過給圧)を検出する吸気圧センサから出力される吸気圧信号g、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号h等が入力される。
The input interface of the ECU 0 includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, and an accelerator pedal. The accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the engine or the opening of the
ECU0の出力インタフェースからは、インジェクタ11に対して燃料噴射信号i、スロットルバルブ32に対して開度操作信号j、EGRバルブ22に対して開度操作信号k、EGRバルブ72に対して開度操作信号l、VSV37の開閉駆動を司る電磁ソレノイドバルブ372に対して開度操作信号m、EVRV45に対して開度操作信号n、VSV46の開閉駆動を司る電磁ソレノイドバルブ462に対して開度操作信号o、排気絞りバルブ47に対して開度操作信号p等を出力する。
From the output interface of the ECU 0, the fuel injection signal i for the injector 11, the opening operation signal j for the
ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに、気筒1に充填される吸気(新気)量に見合った燃料噴射量を推算する。また、それとともに、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、要求EGR率(または、EGR量)、排気ターボ過給機5、6による過給の目標過給圧等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、m、n、o、pを出力インタフェースを介して印加する。
The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the fuel injection amount commensurate with the amount of intake air (fresh air). At the same time, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, required EGR rate (or EGR amount), and target supercharging of supercharging by the
図2に、本実施形態の内燃機関の運転領域と、排気ターボ過給機5、6による過給との関係を示している。図2に関し、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジントルクである。アクセル開度が小さく、内燃機関が出力するエンジントルクが比較的小さい領域A1(当該無過給領域A1には、アクセル開度が0または0に近い閾値以下となっているアイドル運転状態が含まれる)では、排気通路4を流れる排気の流量が小さく、排気ターボ過給機5、6が殆どないし全く仕事をしない。よって、ECU0は、VSV37、46及びEVRV45をそれぞれ開弁し、バイパス通路36、43、44を開通させて内燃機関のポンピングロスをできる限り低減する。このとき、ECU0は、吸気圧信号gを参照して知得される、コンプレッサ51の下流かつコンプレッサ61の上流の吸気圧が目標吸気圧に収束するよう、VSV46の開度をフィードバック制御する。その目標吸気圧は、大気圧信号eを参照して知得される大気圧またはその近傍の値に設定することが好ましい。さすれば、吸気通路3における、高速用ターボ過給機5のコンプレッサ51によるロスが小さくなり、燃費性能の向上に寄与し得る。
FIG. 2 shows the relationship between the operating range of the internal combustion engine of the present embodiment and the supercharging by the
アクセル開度がある程度以上大きく、エンジントルクもある程度以上大きいが、エンジン回転数が比較的低い領域A2では、低速用ターボ過給機6による過給を行う。当該領域A2において、ECU0は、VSV37を全閉して吸気バイパス通路36を閉鎖し、吸気通路3を流れる吸気を全てコンプレッサ61に流入させる。それとともに、EVRV45を全閉するかその開度を絞り、排気通路4を流れる排気を十分にタービン62に流入させる。このとき、吸気温・吸気圧信号dを参照して知得される吸気圧を目標過給圧に追従させるよう、EVRV45の開度をフィードバック制御してもよい。加えて、ECU0は、吸気圧信号gを参照して知得される、コンプレッサ51の下流かつコンプレッサ61の上流の吸気圧が目標吸気圧に収束するように、VSV46の開度をフィードバック制御する。その目標吸気圧は、大気圧信号eを参照して知得される大気圧またはその近傍の値に設定することが好ましい。さすれば、低速用ターボ過給機6のコンプレッサ61の入口側が負圧とならず、気筒1に充填される吸気の過給が効率化する上、高速用ターボ過給機5のコンプレッサ51によるロスが小さくなり、燃費性能の向上に寄与し得る。
In the region A2 where the accelerator opening is larger than a certain level and the engine torque is larger than a certain level, but the engine speed is relatively low, supercharging by the low-
アクセル開度がある程度以上大きく、エンジントルクもある程度以上大きく、エンジン回転数が比較的高い領域A4では、高速用ターボ過給機5による過給を行う。当該領域A4において、ECU0は、VSV37及びEVRV45を開弁してバイパス通路36、43を開通させる。その上で、VSV46を全閉するかその開度を絞り、排気通路4を流れる排気を十分にタービン52に流入させる。このとき、吸気温・吸気圧信号dを参照して知得される吸気圧、及び/または、吸気圧信号gを参照して知得されるコンプレッサ51の上流かつコンプレッサ61の下流の吸気圧を目標過給圧に追従させるように、VSV46の開度をフィードバック制御する。
In the region A4 where the accelerator opening is larger than a certain level, the engine torque is larger than a certain level, and the engine speed is relatively high, supercharging by the high-speed turbocharger 5 is performed. In the area A4, the ECU 0 opens the VSV 37 and the
なお、当該領域A4では、低速用ターボ過給機6による過給を行わないが、コンプレッサ61及びタービン62の回転は、過回転とならない程度の回転数(例えば、100000rpm程度)に維持する必要がある。これは、低速用ターボ過給機6の軸受のシールが軸の回転を前提としており、コンプレッサ61及びタービン62の回転が衰えまたは止まってしまうと潤滑油漏れが起こる(吸気バイパス通路36が開通しており、コンプレッサ51の入口側が負圧の状態になると潤滑油が吸われてしまう)ことによる。そのために、ECU0は、VSV37の開度をできる限り大きく開いておく一方で、EVRV45の開度を、コンプレッサ61及びタービン62の回転数が所定回転数またはその近傍の範囲に維持されるように、やや絞る操作をする。
In the region A4, supercharging by the low-
アクセル開度がある程度以上大きく、エンジントルクもある程度以上大きく、エンジン回転数が中程度の領域A3は、上述の低速ターボ領域A2と高速ターボ領域A4との間の過渡領域である。この過渡領域A3においては、低速用ターボ過給機6及び高速用ターボ過給機5の両方による過給を行う。低速ターボ領域A2から高速ターボ領域A4へと遷移する過程では、エンジン回転数が上昇するにつれて、VSV37及びEVRV45のそれぞれの開度が略全閉から略全開に向かうように徐々に拡大してゆく。このとき、ECU0は、吸気温・吸気圧信号dを参照して知得される吸気圧を目標過給圧に追従させるよう、EVRV45の開度をフィードバック制御する。翻って、VSV46の開度は、エンジン回転数が上昇するにつれて徐々に縮小してゆく。ECU0は、吸気圧信号gを参照して知得される、コンプレッサ51の上流かつコンプレッサ61の下流の吸気圧を目標過給圧に追従させるよう、VSV46の開度をフィードバック制御する。
A region A3 where the accelerator opening is larger than a certain level, the engine torque is larger than a certain level, and the engine speed is medium is a transient region between the low-speed turbo region A2 and the high-speed turbo region A4. In the transition region A3, supercharging is performed by both the low-
本実施形態では、排気通路4を流れる排気のエネルギを利用してタービン52を回転させコンプレッサ51を駆動することで吸気通路3を流れる吸気を加圧圧縮して気筒1に送り込む排気ターボ過給機5と、排気通路4における前記タービン51を迂回するバイパス通路44を開閉するバルブ46と、アクセル開度が所定以下のアイドル運転領域若しくは低負荷運転領域、またはエンジン回転数が所定以下の低回転運転領域(無過給領域A1、低速ターボ領域A2)にて、前記コンプレッサ51の上流側の吸気圧(大気圧信号eを参照して知得される大気圧)と下流側の吸気圧(吸気圧信号gを参照して知得される吸気圧)との差圧が所定以下となるように前記バルブ46を操作する制御を行う制御装置0とを具備する内燃機関を構成した。
In the present embodiment, the exhaust turbocharger that compresses and compresses the intake air flowing through the intake passage 3 by rotating the
本実施形態によれば、アイドル運転領域、低負荷運転領域または低回転運転領域において、高速用ターボ過給機5のコンプレッサ51が吸気のロスを生み燃費性能を低下させる問題を緩和ないし解消することができる。
According to the present embodiment, in the idle operation region, the low load operation region, or the low rotation operation region, the problem that the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。特に、本発明の適用対象は、2ステージターボエンジンには限定されない。即ち、内燃機関が具備する排気ターボ過給機は、一基でもよい。その場合の内燃機関の構造は、図1に示した内燃機関から排気ターボ過給機6、バイパス通路36、43及びバルブ37、45を省いたようなものとなる。その上で、アイドル運転領域、低負荷運転領域または低回転運転領域において、制御装置たるECU0が、コンプレッサ51の上流側の吸気圧と下流側の吸気圧との差圧が所定以下となるようにバルブ46を操作する制御を実施する。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. In particular, the application target of the present invention is not limited to a two-stage turbo engine. That is, the exhaust turbo supercharger provided in the internal combustion engine may be one. The structure of the internal combustion engine in that case is such that the
コンプレッサ51の上流側の吸気圧と下流側の吸気圧との差圧が所定以下となるようにバルブ46を操作する制御は、アイドル運転中及びアイドル運転に近い低負荷低回転の運転領域に限って行うようにしてもよい。
The control for operating the
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両等に搭載される内燃機関に適用することができる。 The present invention can be applied to an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
0…制御装置(ECU)
1…気筒
3…吸気通路
4…排気通路
44…排気バイパス通路
46…バルブ(VSV)
5…高速用排気ターボ過給機
51…コンプレッサ
52…タービン
6…低速用排気ターボ過給機
61…コンプレッサ
62…タービン
0 ... Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 3 ... Intake passage 4 ...
5 ... High
Claims (1)
高速用ターボ過給機及び低速用ターボ過給機の二基の排気ターボ過給機を備えており、
吸気通路において、高速用ターボ過給機のコンプレッサの下流に低速用ターボ過給機のコンプレッサが存在し、かつ低速用ターボ過給機のコンプレッサを迂回するバイパス通路を開閉する第一のバルブが存在しており、
排気通路において、低速用ターボ過給機のタービンの下流に高速用ターボ過給機のタービンが存在し、かつ高速用ターボ過給機のタービンを迂回するバイパス通路を開閉する第二のバルブが存在しており、
制御装置が、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域にて、高速用ターボ過給機のコンプレッサの下流側の吸気圧が大気圧またはその近傍の値となるよう、前記第二のバルブを操作するフィードバック制御を行うものであり、
さらに、前記制御装置が、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域でかつアクセル開度が所定以下のアイドル運転若しくは低負荷運転領域では前記第一のバルブを開弁し、エンジン回転数が所定以下の低回転運転領域でかつアクセル開度が前記アイドル運転若しくは低負荷運転領域よりも大きい領域では第一のバルブを閉弁する内燃機関。 An internal combustion engine comprising an exhaust turbocharger that uses the energy of exhaust gas flowing through an exhaust passage to rotate a turbine and drive a compressor to pressurize and compress intake air flowing through the intake passage and send it to a cylinder .
And an exhaust turbocharger of the two groups of high-speed turbo supercharger and the low-speed turbo supercharger,
In the intake passage, the low-speed turbocharger compressor exists downstream of the high-speed turbocharger compressor, and the first valve that opens and closes the bypass passage that bypasses the low-speed turbocharger compressor exists. And
In the exhaust passage, there is a high-speed turbocharger turbine downstream of the low-speed turbocharger turbine, and a second valve that opens and closes a bypass passage that bypasses the high-speed turbocharger turbine. And
The control device controls the second valve so that the intake pressure on the downstream side of the compressor of the high-speed turbocharger becomes atmospheric pressure or a value in the vicinity thereof in a low-speed operation region where the engine speed is a predetermined value or less. Feedback control to operate,
Furthermore, the control device opens the first valve in a low-speed operation region where the engine speed is less than a predetermined value and in an idle operation or low-load operation region where the accelerator opening is less than a predetermined value. An internal combustion engine that closes the first valve in the following low-speed operation region and in a region where the accelerator opening is larger than the idle operation or low-load operation region.
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