JP2003166416A - Internal combustion engine with turbocharger - Google Patents

Internal combustion engine with turbocharger

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JP2003166416A
JP2003166416A JP2001365487A JP2001365487A JP2003166416A JP 2003166416 A JP2003166416 A JP 2003166416A JP 2001365487 A JP2001365487 A JP 2001365487A JP 2001365487 A JP2001365487 A JP 2001365487A JP 2003166416 A JP2003166416 A JP 2003166416A
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JP
Japan
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supercharger
temperature
mode
bypass
catalyst
Prior art date
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Application number
JP2001365487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kawamoto
桂二 河本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent any oil leakage from a center housing by maintaining the number of rotation of a turbocharger in a predetermined range when activating a catalyst by bypassing a turbine of a turbocharger. <P>SOLUTION: When the catalyst temperature Tcat is lower than the predetermined temperature T0, and the catalyst must be heated (S7), the exhaust emission is allowed to flow via a bypass passage to bypass the turbine of the turbocharger, and the exhaust emission of large calorie is fed to the catalyst. When the number of rotation Nt of the turbocharger is smaller than the predetermined lower limit number of rotation Nmin (S8), the bypassing is prohibited (S10), and the quantity of exhaust emission flowing into the turbine is increased to maintain the rotation of the turbocharger. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過給機付き内燃機
関に関し、詳細には、ターボ過給機を備えるとともにそ
のタービンの下流に排気浄化装置を備える内燃機関にお
いて、排気をこのタービンをバイパスさせて流すことに
より排気浄化装置に備わる排気浄化触媒を活性化させる
技術の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine with a supercharger, and more specifically, in an internal combustion engine having a turbocharger and an exhaust gas purification device downstream of the turbine, the exhaust gas bypasses the turbine. The present invention relates to an improvement in a technique for activating an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust gas purification device by causing it to flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンからの排気を
浄化するために、触媒を使用して排気中のHC(炭化水
素),CO(一酸化炭素)及びNOx(窒素酸化物)を
低減することが実用され始めている。ここで、ディーゼ
ルエンジンでは、一般的にターボ過給機を設けて出力向
上が図られているが、排気温度が本質的に低くなるため
に、触媒が活性状態となる温度に到達する運転条件が限
られてしまい、触媒による排気浄化効果が低いという問
題がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to purify exhaust gas from a diesel engine, it has been possible to reduce HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide) and NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas by using a catalyst. Being put to practical use. Here, in a diesel engine, a turbocharger is generally provided to improve output, but since the exhaust temperature is essentially low, the operating conditions under which the catalyst reaches a temperature at which it becomes active are However, there is a problem that the exhaust gas purification effect by the catalyst is low.

【0003】この問題に対して、過給機のタービンをバ
イパスする通路を設け、触媒が活性化していないとき
は、この通路を介して排気を流すことにより、タービン
を迂回して熱量が保持された排気を触媒に供給すること
が知られている(特開平05−044448号公報参
照)。
To address this problem, a passage bypassing the turbine of the supercharger is provided, and when the catalyst is not activated, exhaust gas is flown through this passage to bypass the turbine and retain the amount of heat. It is known to supply the exhaust gas to the catalyst (see Japanese Patent Laid-Open No. 05-044448).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒不
活性時に単に排気をバイパスさせることとしただけで
は、ターボ過給機のセンターハウジングからのオイルシ
ールが充分には機能せずに潤滑油がタービン側に漏れ出
すことがある。すなわち、バイパスの間はタービンを旋
回させる力が低下するために過給機回転数が低下するこ
ととなるが、ここで触媒が低温状態にあることのみをも
ってバイパスさせることとすると、回転数が過度に低下
してタービンシャフトのシール部材がセンターハウジン
グに押し付けられる力が弱まり、軸受けに供給された潤
滑油がタービン側に漏れ出すからである。このような潤
滑油の漏洩は、単に潤滑油消費量を増加させるだけでな
く、排気中のHCを増加させるので排気特性にも悪影響
を及ぼす。
However, if the exhaust gas is simply bypassed when the catalyst is inactive, the oil seal from the center housing of the turbocharger does not function sufficiently, and the lubricating oil is fed to the turbine side. May leak out. In other words, during the bypass, the power to rotate the turbine decreases and the turbocharger speed decreases, but if the catalyst is bypassed only when the catalyst is in a low temperature state, the speed is excessive. This is because the force of pressing the seal member of the turbine shaft against the center housing is weakened and the lubricating oil supplied to the bearing leaks to the turbine side. Such leakage of lubricating oil not only increases the amount of lubricating oil consumed, but also increases HC in exhaust gas, which adversely affects exhaust characteristics.

【0005】そこで、本発明は、タービンをバイパスさ
せて触媒の活性化を図るに際して、過給機回転数を所定
範囲に維持することにより、潤滑油の漏洩といった従来
の問題を解消することを目的とする。
Therefore, the present invention aims to solve the conventional problem such as leakage of lubricating oil by maintaining the supercharger rotation speed within a predetermined range when activating the catalyst by bypassing the turbine. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1に記
載の発明では、排気通路に過給機のタービンと、このタ
ービンの下流に設置された排気浄化装置とを備える過給
機付き内燃機関において、上記タービンの上流と、その
下流のうち排気浄化装置よりも上流側とをバイパス通路
で連通し、このバイパス通路にバイパス弁を設置した。
そして、このバイパス弁を制御してバイパス通路を流れ
る排気の流量であるバイパス量を制御するバイパス弁制
御装置を設け、この装置において、バイパス量を最小と
して過給を行わせる過給モードと、バイパス量を大きく
して排気浄化装置に備わる排気浄化触媒の昇温を行わせ
る触媒昇温モードと、バイパス量を触媒昇温モードのも
のよりも小さくして過給機回転数を所定回転数以上に上
昇させる回転維持モードとを選択的に切り換えるモード
切換手段を備えた。さらに、モード切換手段は、排気浄
化触媒の温度が所定温度以上であるときに過給モードを
選択し、この温度が前記所定温度よりも低くかつ過給機
回転数が所定回転数以上であるときに触媒昇温モードを
選択し、この温度が前記所定温度よりも低くかつ過給機
回転数が前記所定回転数よりも低いときに回転維持モー
ドを選択するように構成した。
Therefore, in the invention according to claim 1, an internal combustion engine with a supercharger, comprising a turbine of the supercharger in the exhaust passage and an exhaust gas purification device installed downstream of the turbine. In the engine, the upstream side of the turbine and the downstream side of the exhaust gas purification apparatus on the upstream side are connected by a bypass passage, and a bypass valve is installed in the bypass passage.
Then, a bypass valve control device that controls the bypass valve to control the bypass amount that is the flow rate of exhaust gas flowing through the bypass passage is provided. Increase the amount of catalyst to raise the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust purification device, and reduce the bypass amount from that of the catalyst heating mode to keep the supercharger rotation speed above the specified rotation speed. A mode switching means for selectively switching between the rotation maintaining mode for raising and the rotation maintaining mode is provided. Further, the mode switching means selects the supercharging mode when the temperature of the exhaust purification catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, and when the temperature is lower than the predetermined temperature and the supercharger rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed. The catalyst temperature increasing mode is selected, and the rotation maintaining mode is selected when the temperature is lower than the predetermined temperature and the supercharger rotation speed is lower than the predetermined rotation speed.

【0007】このような構成によれば、排気浄化触媒が
高温であるときは過給モードによりバイパス量が最小と
されて過給が行われるが、これが低温であり強制的な加
熱を必要とするときには、触媒昇温モードか又は回転維
持モードかが選択される。ここで、触媒昇温モードが選
択されるのは、加熱要求時であり、かつ過給機回転数が
ある程度高いときである。このしきい値としての回転数
は、タービンシャフトに設けられるオイルシールとの関
連で設定されるのが好ましく、後述するように潤滑油圧
に応じて増減されるとより好適である。触媒昇温モード
では、排気浄化触媒の昇温に重点が置かれることとなる
が、過給機が高速で回転しているのでオイルシールを適
正に機能させることが可能である。
According to such a structure, when the exhaust purification catalyst is at a high temperature, the supercharging mode minimizes the bypass amount to perform supercharging, but this is at a low temperature and requires compulsory heating. At times, the catalyst temperature raising mode or the rotation maintaining mode is selected. Here, the catalyst temperature increasing mode is selected when the heating is requested and when the supercharger rotation speed is high to some extent. The rotation speed as the threshold value is preferably set in relation to an oil seal provided on the turbine shaft, and more preferably increased or decreased according to the lubricating oil pressure as described later. In the catalyst temperature raising mode, the emphasis is placed on the temperature raising of the exhaust purification catalyst, but since the supercharger rotates at high speed, the oil seal can function properly.

【0008】その一方で、回転維持モードが選択される
のは、加熱要求時ではあるが、過給機回転数が低くなっ
ている(あるいは、機関始動から一度も所定回転域に達
していない)ときである。このときにバイパス量を多く
し過ぎると、過給機回転数が不足して、オイルシールを
適正に機能させることができなくなるおそれがある。従
って、回転維持モードでは、バイパスにより排気浄化触
媒の昇温を行わせるのが好ましいが、過給機の回転維持
にも考慮することとする。これにより、オイルシールを
適正に機能させることができる限度でこの昇温を行わ
せ、タービン側への油漏れを防止しつつ、排気浄化触媒
の早期活性化を図ることができる。
On the other hand, the rotation maintaining mode is selected when the heating is requested, but the rotation speed of the supercharger is low (or the predetermined rotation range has never been reached since the engine was started). It's time. At this time, if the bypass amount is too large, the rotational speed of the supercharger may be insufficient and the oil seal may not function properly. Therefore, in the rotation maintaining mode, it is preferable to raise the temperature of the exhaust purification catalyst by bypass, but the rotation maintaining of the supercharger will also be considered. As a result, this temperature rise is performed to the extent that the oil seal can properly function, and oil leakage to the turbine side can be prevented and the exhaust purification catalyst can be activated early.

【0009】請求項2に記載の発明では、特に、上記バ
イパス弁制御装置において、(A)バイパス量を最小と
して過給を行わせる過給モードと、バイパス量を増加さ
せて排気浄化触媒の昇温を行わせる触媒昇温モードとを
選択的に切り換えるモード切換手段と、(B)選択され
たモードに応じてバイパス弁の開度を設定する弁開度設
定手段とを設けた。そして、モード切換手段では、排気
浄化触媒の温度が所定温度以上であるときに過給モード
を選択する一方で、この温度が前記所定温度よりも低い
ときには触媒昇温モードを選択することとし、弁開度設
定手段では、触媒昇温モードにあるときに、バイパス弁
の開度を過給機回転数に基づいて設定し、この回転数が
所定回転数よりも低いときは、それ以上のときと比較し
てこの開度を小さくすることとした。
According to the second aspect of the present invention, in particular, in the bypass valve control device, (A) a supercharging mode in which supercharging is performed by minimizing the bypass amount, and an increase in the bypass amount to raise the exhaust purification catalyst. A mode switching means for selectively switching the catalyst temperature raising mode for performing the temperature and (B) a valve opening degree setting means for setting the opening degree of the bypass valve according to the selected mode are provided. Then, the mode switching means selects the supercharging mode when the temperature of the exhaust purification catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, and selects the catalyst temperature raising mode when the temperature is lower than the predetermined temperature. The opening degree setting means sets the opening degree of the bypass valve based on the supercharger rotation speed when in the catalyst temperature increasing mode, and when this rotation speed is lower than the predetermined rotation speed, it is By comparison, it was decided to reduce this opening.

【0010】このような構成では、請求項1に記載のも
のとは異なり、モードは大別して、加熱要求のないとき
に選択される過給モードと、加熱要求時に選択される触
媒昇温モードとに分かれる。しかしながら、触媒昇温モ
ードにおいて、バイパス弁の開度が過給機回転数に基づ
いて設定され、この回転数が所定回転数よりも低いとき
にはバイパス量が少なくされるので、請求項1と同様な
効果を得ることが可能である。
In such a construction, unlike the one described in claim 1, the modes are roughly classified into a supercharging mode selected when there is no heating request and a catalyst heating mode selected when a heating request is made. Divided into However, in the catalyst temperature increasing mode, the opening degree of the bypass valve is set based on the supercharger rotation speed, and when the rotation speed is lower than the predetermined rotation speed, the bypass amount is reduced, so that the same as in claim 1. It is possible to obtain an effect.

【0011】請求項3に記載の発明では、上記弁開度設
定手段が触媒昇温モードにおいてバイパス弁の開度を設
定する際に、過給機回転数が低いときほどこの開度を減
少させるようにした。請求項4に記載の発明では、弁開
度設定手段が触媒昇温モードにおいてバイパス弁の開度
を設定する際に、過給機回転数が上記所定回転数よりも
低いときは、この開度を最小とすることとした。
According to the third aspect of the present invention, when the valve opening degree setting means sets the opening degree of the bypass valve in the catalyst temperature increasing mode, the opening degree is decreased as the supercharger rotation speed is lower. I did it. In the invention according to claim 4, when the valve opening degree setting means sets the opening degree of the bypass valve in the catalyst temperature increasing mode, if the supercharger rotation speed is lower than the predetermined rotation speed, this opening degree is set. Was decided to be the minimum.

【0012】請求項5に記載の発明によれば、機関始動
直後において、上記所定回転数を通常時における第1の
値よりも高い第2の値に切り換えることとした。このよ
うな構成によれば、機関始動時に排気浄化触媒が低温で
ある場合に、始動後にまず、排気浄化触媒の温度及び過
給機回転数により回転維持モード(請求項1)又は触媒
昇温モード(請求項2)が選択される。ここでは、バイ
パス量が最小とされて、速やかな回転上昇が図られるの
が好ましい。この後、排気浄化触媒が活性化しないうち
は、過給機回転数が上記所定回転数に達するまで同じモ
ードが選択され続けることになる。ここで、機関始動直
後には所定回転数が比較的高い第2の値とされるため、
過給機回転数は、まずこの第2の値にまで強制的に高め
られることになる。従って、過給機の回転上昇が得られ
てバイパス量が増加されたとしても、過給機回転数がす
ぐには第1の値の回転数を下回らないので、バイパス量
の多い状態を長時間継続させることができる。
According to the invention described in claim 5, immediately after the engine is started, the predetermined rotational speed is switched to the second value which is higher than the first value in the normal time. According to such a configuration, when the temperature of the exhaust purification catalyst is low at the time of engine startup, after the engine is started, the rotation maintaining mode (Claim 1) or the catalyst temperature increasing mode is first set according to the temperature of the exhaust purification catalyst and the supercharger speed. (Claim 2) is selected. Here, it is preferable that the bypass amount be minimized to achieve a rapid increase in rotation. After that, while the exhaust purification catalyst is not activated, the same mode continues to be selected until the supercharger rotation speed reaches the predetermined rotation speed. Here, immediately after the engine is started, the predetermined number of revolutions is set to a relatively high second value,
First, the supercharger rotation speed is forcibly increased to this second value. Therefore, even if the supercharger rotation speed is increased and the bypass amount is increased, the supercharger rotation speed does not immediately fall below the first value rotation speed. It can be continued.

【0013】請求項6に係る発明では、上記所定回転数
を潤滑油圧が高いときほど高い値に設定することとし
た。すなわち、過給機回転数が同じであっても、潤滑油
圧が高ければそれだけ潤滑油がタービン側に漏れ出し易
くなるので、潤滑油圧の上昇に応じて過給機回転数を高
く維持するためである。ここで、所定回転数とは、機関
始動直後におけるもの(第1の値)及び通常時における
もの(第2の値)のいずれであってもよいが、これらの
両方を潤滑油圧に基づいて設定すると好適である。
In the invention according to claim 6, the predetermined rotational speed is set to a higher value as the lubricating oil pressure is higher. That is, even if the supercharger rotation speed is the same, if the lubricating oil pressure is high, the lubricating oil is more likely to leak to the turbine side. is there. Here, the predetermined speed may be either immediately after the engine is started (first value) or during normal time (second value), but both of them are set based on the lubricating oil pressure. It is suitable if it is.

【0014】請求項7に記載の発明では、バイパス弁制
御装置に過給機のコンプレッサの下流における吸気圧を
検出する手段を設け、この手段により検出された吸気圧
に基づいて過給機回転数が検出されるようにした。請求
項8に記載の発明では、バイパス弁制御装置に吸入空気
量を検出する手段を設け、この手段により検出された吸
入空気量に基づいて過給機回転数が検出されるようにし
た。
In the invention according to claim 7, the bypass valve control device is provided with means for detecting the intake pressure downstream of the compressor of the supercharger, and the supercharger rotation speed is based on the intake pressure detected by this means. Was detected. According to the eighth aspect of the present invention, the bypass valve control device is provided with means for detecting the intake air amount, and the supercharger speed is detected based on the intake air amount detected by this means.

【0015】請求項9に記載の発明では、バイパス弁制
御装置に排気浄化触媒の担体の温度を推定若しくは検出
する手段を設けた。
In the ninth aspect of the invention, the bypass valve control device is provided with means for estimating or detecting the temperature of the carrier of the exhaust purification catalyst.

【0016】[0016]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、タービン
をバイパスさせて排気浄化触媒の昇温を行わせる際に、
過給機回転数を適正に維持することができるので、ター
ビンシャフトのシール部材がセンターハウジングに押し
付けられる力を確保して、タービン側への油漏れによる
HCの排出を防止できる。
According to the invention of claim 1, when the temperature of the exhaust purification catalyst is raised by bypassing the turbine,
Since the rotational speed of the supercharger can be appropriately maintained, it is possible to secure the force with which the seal member of the turbine shaft is pressed against the center housing and prevent the discharge of HC due to oil leakage to the turbine side.

【0017】請求項2に係る発明によれば、請求項1の
効果と同様な効果を得ることができる。請求項3に係る
発明によれば、過給機回転数が低いときであってもこれ
を適正に維持できる限度で排気浄化触媒の昇温を行わせ
ることができるので、触媒の活性時間を短縮できる。
According to the invention of claim 2, it is possible to obtain the same effect as that of claim 1. According to the invention of claim 3, even when the supercharger rotation speed is low, the temperature of the exhaust purification catalyst can be raised to the extent that it can be maintained appropriately, so that the activation time of the catalyst is shortened. it can.

【0018】請求項4に係る発明によれば、過給機回転
数が所定回転数よりも低いときにはバイパス弁の開度を
最小とすることで、過給機回転数の過度な低下を確実に
防止できる。請求項5に係る発明によれば、機関始動後
にまず過給機を所定の高回転域にまで引き上げること
で、その後にバイパス量の多い状態を長時間継続させ、
排気浄化触媒を速やかに活性化させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the supercharger rotation speed is lower than the predetermined rotation speed, the opening degree of the bypass valve is minimized to ensure an excessive decrease in the supercharger rotation speed. It can be prevented. According to the invention of claim 5, after the engine is started, the supercharger is first pulled up to a predetermined high rotation range, and thereafter, the state with a large bypass amount is continued for a long time,
The exhaust purification catalyst can be activated quickly.

【0019】請求項6に係る発明によれば、潤滑油圧が
高いほど過給機回転数を高く維持することで、運転状態
によらずに油漏れを確実に防止できる。請求項7,8に
係る発明によれば、過給機のコンプレッサの下流の吸気
圧又は吸入空気量(あるいは、これらの両方)に基づい
て過給機回転数を検出することで、簡素な制御ロジック
と、比較的安価なセンサのみで以上の効果を得ることが
できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the higher the lubricating oil pressure, the higher the turbocharger rotational speed is maintained, so that oil leakage can be reliably prevented regardless of the operating state. According to the seventh and eighth aspects of the present invention, simple control is performed by detecting the supercharger rotation speed based on the intake pressure or the intake air amount (or both) downstream of the compressor of the supercharger. The above effect can be obtained only with logic and a relatively inexpensive sensor.

【0020】請求項9に係る発明によれば、担体の温度
により排気浄化触媒の温度を正確に検出できる。
According to the invention of claim 9, the temperature of the exhaust gas purification catalyst can be accurately detected by the temperature of the carrier.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実
施形態に係る内燃機関(以下「エンジン」という。)1
の構成図である。エンジン本体2に接続された吸気通路
3には、導入部にエアフィルタ(図示せず)が取り付け
られており、ここで、吸入空気中に浮遊する粉塵等が除
去される。そして、エアフィルタの直ぐ下流に設置され
たエアフローメータ31から吸入空気量に対応した検出
信号が出力され、電子制御ユニット(以下「ECU」と
略す。)41に入力される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram of. An air filter (not shown) is attached to the introduction portion of the intake passage 3 connected to the engine body 2, where dust and the like floating in the intake air are removed. Then, a detection signal corresponding to the intake air amount is output from the air flow meter 31 installed immediately downstream of the air filter, and is input to an electronic control unit (hereinafter abbreviated as “ECU”) 41.

【0022】吸気通路3には、ターボ過給機4のコンプ
レッサ4aが介装されており、エアフローメータ31を
介した吸入空気は、コンプレッサ部4aにより圧縮され
て送り出される。コンプレッサ部4aにより圧送された
吸入空気は、マニホールド部において各気筒に分配され
る。エンジン本体2には、各気筒の燃焼室の上部略中央
に臨ませて電子制御式燃料噴射弁(以下「インジェク
タ」という。)5が設置されている。燃料ポンプにより
所定圧力に圧縮された燃料は、燃料供給配管を介してコ
モンレール6に導入され、そこから各インジェクタ5に
供給される。インジェクタ5は、ECU41からの燃料
噴射制御信号に応じて作動し、所定の燃料噴射時期に開
駆動して、所定量の燃料を筒内に直接噴射する。
A compressor 4a of the turbocharger 4 is provided in the intake passage 3, and the intake air from the air flow meter 31 is compressed by the compressor section 4a and sent out. The intake air pressure-fed by the compressor unit 4a is distributed to each cylinder in the manifold unit. In the engine body 2, an electronically controlled fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 5 is installed so as to face the upper center of the combustion chamber of each cylinder. The fuel compressed to a predetermined pressure by the fuel pump is introduced into the common rail 6 through the fuel supply pipe and is supplied to each injector 5 from there. The injector 5 operates in response to a fuel injection control signal from the ECU 41, is driven to open at a predetermined fuel injection timing, and directly injects a predetermined amount of fuel into the cylinder.

【0023】排気通路7には、ターボ過給機4のタービ
ン4bが設置されている。タービン4bのタービンホイ
ールと、コンプレッサ4aのコンプレッサホイールと
は、シャフトにより剛的に結合されており、タービン4
bに流入した排気がタービンホイールを回転させること
でコンプレッサホイールが回転し、充填効率が向上され
ることは言うまでもない。
A turbine 4b of the turbocharger 4 is installed in the exhaust passage 7. The turbine wheel of the turbine 4b and the compressor wheel of the compressor 4a are rigidly coupled to each other by a shaft.
Needless to say, the exhaust gas flowing into b rotates the turbine wheel, thereby rotating the compressor wheel and improving the charging efficiency.

【0024】また、排気通路7において、ターボ過給機
4のタービン4bの上流のうちマニホールド部の合流点
よりも下流側と、タービン4bの下流のうち後述する排
気浄化装置8よりも上流側とが、バイパス通路9により
連通されている。バイパス通路9には、この開口面積を
調整するためのバイパス弁(ここでは、バタフライ弁)
10が設置されている。バイパス弁10に対しては、そ
の開度を制御するステッピングモータ等のアクチュエー
タ11が接続されている。ここで、ECU41からのバ
イパス弁制御信号に応じてアクチュエータ11がバイパ
ス弁10を開弁すると、そのときの開口面積により流量
制御される排気がタービン4bを迂回して、タービン4
bの下流の排気通路に合流する。タービン4bを介した
排気、及びバイパス通路9を介してタービン4bを迂回
した排気は、ともに排気浄化装置8において浄化処理さ
れた後、大気中に放出される。
In the exhaust passage 7, upstream of the turbine 4b of the turbocharger 4 is downstream of the confluence point of the manifold portion, and downstream of the turbine 4b is upstream of an exhaust purification device 8 described later. Are communicated by the bypass passage 9. A bypass valve (here, a butterfly valve) for adjusting the opening area is provided in the bypass passage 9.
10 are installed. An actuator 11 such as a stepping motor that controls the opening of the bypass valve 10 is connected to the bypass valve 10. Here, when the actuator 11 opens the bypass valve 10 in response to the bypass valve control signal from the ECU 41, the exhaust gas whose flow rate is controlled by the opening area at that time bypasses the turbine 4b and the turbine 4b is exhausted.
It joins the exhaust passage downstream of b. The exhaust gas passing through the turbine 4b and the exhaust gas bypassing the turbine 4b through the bypass passage 9 are both purified by the exhaust gas purification device 8 and then released into the atmosphere.

【0025】排気浄化装置8には、ディーゼルエンジン
の排気を浄化するための排気浄化触媒が担持されてい
る。この触媒としては、酸化触媒や、NOxトラップ触
媒が好適である。ここで、酸化触媒とは、CO,HC等
の未燃燃料成分を酸化する機能を有するものをいい、ま
た、ここでいうNOxトラップ触媒とは、空燃比がリー
ンであるときに排気中のNOxをトラップする一方で、
空燃比がリッチとなるとトラップしているNOxを放出
し及び還元する機能を有するものをいう。
The exhaust purification device 8 carries an exhaust purification catalyst for purifying the exhaust of the diesel engine. As this catalyst, an oxidation catalyst or a NOx trap catalyst is suitable. Here, the oxidation catalyst means one having a function of oxidizing unburned fuel components such as CO and HC, and the NOx trap catalyst here means NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio is lean. While trapping
It has a function of releasing and reducing trapped NOx when the air-fuel ratio becomes rich.

【0026】他の排気浄化装置8としては、DPF(デ
ィーゼル・パティキュレート・フィルタ)を内蔵したも
のが挙げられる。ここで、DPFとは、ディーゼルエン
ジンから排出される粒子状物質をろ過捕集することので
きる程度に細かいセラミック等からなる多孔質体をい
う。なお、このDPFには、酸化触媒等を触媒成分とす
る触媒層が形成される。
Another example of the exhaust emission control device 8 is a device having a DPF (diesel particulate filter) built therein. Here, the DPF refers to a porous body made of ceramic or the like that is fine enough to filter and collect particulate matter discharged from a diesel engine. A catalyst layer containing an oxidation catalyst or the like as a catalyst component is formed on the DPF.

【0027】エンジン1において設けられるセンサとし
ては、エアフローメータ31の他に、エンジン回転数N
eを算出する際に使用される単位クランク角又は基準ク
ランク角を検出するクランク角センサ32、運転者のア
クセル操作量に相当するアクセル開度Accを検出する
アクセルセンサ33、エンジン潤滑油の圧力(以下「エ
ンジン油圧」という。)Poilを検出する油圧センサ
34、過給圧Pbとして吸気通路3のコレクタ12内の
圧力を検出する過給圧センサ35が設けられている。ま
た、排気浄化装置8には、担持されている排気浄化触媒
の温度(以下「触媒温度」という。)Tcatを検出す
るための触媒温度センサ36が取り付けられている。触
媒温度センサ36は、触媒の担体の温度を検出するよう
に構成されている。これらのセンサ31〜36の検出信
号は、いずれもECU41に入力される。
As a sensor provided in the engine 1, in addition to the air flow meter 31, the engine speed N
A crank angle sensor 32 that detects a unit crank angle or a reference crank angle used when calculating e, an accelerator sensor 33 that detects an accelerator opening Acc that corresponds to a driver's accelerator operation amount, a pressure of engine lubricating oil ( Hereinafter, referred to as "engine hydraulic pressure.") A hydraulic pressure sensor 34 for detecting Poil and a supercharging pressure sensor 35 for detecting the pressure in the collector 12 of the intake passage 3 as the supercharging pressure Pb are provided. Further, the exhaust gas purification device 8 is provided with a catalyst temperature sensor 36 for detecting the temperature (hereinafter referred to as “catalyst temperature”) Tcat of the carried exhaust gas purification catalyst. The catalyst temperature sensor 36 is configured to detect the temperature of the catalyst carrier. The detection signals of these sensors 31 to 36 are all input to the ECU 41.

【0028】次に、ECU41により実行される制御の
うち、バイパス弁10の開度制御について、図2に示す
フローチャートを参照して説明する。ここで、ECU4
1は、この制御のために、アクチュエータ11に対して
以下に述べるようにバイパス弁制御信号を送信する。ス
テップ(以下「S」と略す。)1では、各センサ31〜
36からの入力信号に基づいて、エンジン回転数Ne、
アクセル開度Acc、エンジン油圧Poil、触媒温度
Tcat、過給圧Pb及び吸入空気量Qaを読み込む。
Next, of the controls executed by the ECU 41, the opening degree control of the bypass valve 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, the ECU 4
For this control, 1 transmits a bypass valve control signal to the actuator 11 as described below. In step (hereinafter abbreviated as "S") 1, each sensor 31-.
Based on the input signal from 36, the engine speed Ne,
The accelerator opening Acc, the engine oil pressure Poil, the catalyst temperature Tcat, the supercharging pressure Pb, and the intake air amount Qa are read.

【0029】S2では、吸入空気量Qaと、過給圧Pb
とに基づいて過給機4の過給機回転数Ntを検出する。
この検出は、図3に示すコンプレッサ4aの作動特性線
図を模したマップを参照して推定的に行う。ここで、過
給機回転数Ntは、吸入空気量Qaが少ないほど、ま
た、過給圧Pbが低いほど低い値として検出される。S
3では、エンジン油圧Poilに基づいて、図4に示す
ように過給機下限回転数Nminを設定する。
At S2, the intake air amount Qa and the boost pressure Pb
The supercharger rotation speed Nt of the supercharger 4 is detected based on
This detection is presumed by referring to a map simulating the operation characteristic diagram of the compressor 4a shown in FIG. Here, the supercharger rotation speed Nt is detected as a lower value as the intake air amount Qa is smaller and as the supercharging pressure Pb is lower. S
In 3, the supercharger lower limit rotation speed Nmin is set as shown in FIG. 4 based on the engine oil pressure Poil.

【0030】ここで、下限回転数Nminは、過給機4
のセンターハウジングにおいて適正なオイルシール機能
(一般的にタービンシャフトには、シール部材としてピ
ストンリングが装着される。)が得られる限界として設
定される。すなわち、過給機回転数Ntが過度に低下す
ると、シール部材がセンターハウジングに押し付けられ
る力が弱まりオイルシール機能の不足を来すので、下限
回転数Nminは、シール部材の押付け力が所定に得ら
れる範囲内の最低回転数とする。しかしながら、同じ過
給機回転数Ntのもとでも、エンジン油圧Poilが高
い場合と低い場合とを比較すると、前者の方が潤滑油を
外部に押し出す力が強くなるので、タービンハウジング
内への油漏れを来たし易い。従って、下限回転数Nmi
nは、エンジン油圧Poilに応じて適宜変更されるの
が好ましく、Poilが高いときほど高い値に設定され
る。なお、Nminは、過給機回転数に係る所定回転数
の「第1の値」に相当する。
Here, the lower limit rotational speed Nmin is determined by the supercharger 4
Is set as a limit at which an appropriate oil seal function (generally, a piston ring is mounted on a turbine shaft as a seal member) can be obtained in the center housing. That is, if the supercharger rotation speed Nt is excessively reduced, the force with which the seal member is pressed against the center housing is weakened, and the oil seal function becomes insufficient, so the lower limit rotation speed Nmin is such that the pressing force of the seal member is obtained at a predetermined value. The minimum rotation speed within the range. However, even under the same supercharger speed Nt, comparing the case where the engine oil pressure Poil is high and the case where the engine oil pressure Poil is low, the former has a stronger force to push the lubricating oil to the outside. Easy to leak. Therefore, the lower limit rotation speed Nmi
It is preferable that n is appropriately changed according to the engine oil pressure Poil, and is set to a higher value as Poil is higher. Note that Nmin corresponds to the “first value” of the predetermined rotation speed related to the supercharger rotation speed.

【0031】S4では、現在、エンジン始動直後である
か否かを判定する。この判定方法としては、例えば、ス
タートスイッチのオフ信号を入力してエンジン始動から
の経過時間を算出し、この経過時間が所定時間以内であ
ることをもってエンジン始動直後であると判定する。あ
るいは、エンジン始動から、過給機回転数Ntが後述す
る初期目標回転数Niを最初に上回るまでを、エンジン
始動直後としてもよい。
In S4, it is determined whether or not the engine has just started. As this determination method, for example, an OFF signal of the start switch is input, the elapsed time from engine start is calculated, and if the elapsed time is within a predetermined time, it is determined that the engine has just been started. Alternatively, the period from the engine start to the time when the supercharger rotation speed Nt first exceeds an initial target rotation speed Ni described later may be set immediately after the engine start.

【0032】以下では、まず、エンジン始動直後の時間
帯に限った制御の流れについて説明する。現在、エンジ
ン始動直後であると判定した場合には、S4からS5へ
進み、エンジン油圧Poilに基づいて、図5示すよう
に過給機初期目標回転数Niを設定する。
In the following, first, the flow of control limited to the time period immediately after the engine is started will be described. If it is determined that the engine has just started, the routine proceeds from S4 to S5, and the supercharger initial target rotation speed Ni is set as shown in FIG. 5 based on the engine oil pressure Poil.

【0033】ここで、初期目標回転数Niは、過給機回
転数Ntと同様にエンジン油圧Poilが高いときほど
高い値に、かつ一定のPoilに対して、第1の値とし
ての下限回転数Nminよりも高い値に設定される。な
お、Niは、過給機回転数に係る所定回転数の「第2の
値」に相当する。S6では、過給機回転数Ntが初期目
標回転数Ni以上であるか否かを判定する。エンジン始
動後NtがNiよりも低い間は、S10へ進み、バイパ
ス弁10を全閉する。この動作により、この間は、排気
の大半がタービン4aに流されることになる。そして、
このようにしてバイパス弁10を閉じた状態は、エンジ
ン始動から、(触媒温度Tcatによらず)過給機回転
数Ntが初期目標回転数Niに達するまで継続され、過
給機4は、所定の高回転域にまで速やかに引き上げられ
る。
Here, the initial target rotational speed Ni has a higher value as the engine oil pressure Poil is higher like the supercharger rotational speed Nt, and the lower limit rotational speed as a first value for a constant Poil. It is set to a value higher than Nmin. Note that Ni corresponds to the “second value” of the predetermined rotation speed related to the supercharger rotation speed. In S6, it is determined whether the supercharger rotation speed Nt is equal to or higher than the initial target rotation speed Ni. After the engine is started, while Nt is lower than Ni, the process proceeds to S10, and the bypass valve 10 is fully closed. This operation causes most of the exhaust gas to flow to the turbine 4a during this period. And
In this way, the state in which the bypass valve 10 is closed is continued from the engine start until the supercharger rotation speed Nt reaches the initial target rotation speed Ni (regardless of the catalyst temperature Tcat). It can be quickly raised to the high rotation range.

【0034】S6において過給機4が初期目標回転数N
i以上で回転している場合には、後述するS7以降の処
理が行われる。次に、エンジン始動から所定時間経過し
た後の制御として、S4から先の流れについて説明す
る。S4においてエンジン始動直後ではないと判定した
場合には、S7に進み、触媒温度Tcatが所定温度T
0よりも低いか否かを判定する。ここで、T0は、排気
浄化装置8に備わる排気浄化触媒の活性下限温度(例え
ば、200℃)に設定される。TcatがT0よりも低
いと判定した場合には、S8ヘ進む。
At S6, the supercharger 4 sets the initial target rotation speed N
If it is rotating at i or more, the processes of S7 and later described below are performed. Next, as a control after a predetermined time has elapsed from the engine start, the flow from S4 onward will be described. When it is determined in S4 that it is not immediately after the engine is started, the process proceeds to S7, and the catalyst temperature Tcat is equal to the predetermined temperature T.
It is determined whether it is lower than 0. Here, T0 is set to the activation lower limit temperature (for example, 200 ° C.) of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust purification device 8. When it is determined that Tcat is lower than T0, the process proceeds to S8.

【0035】S8では、過給機回転数Ntが下限回転数
Nmin以上であるか否かを判定する。ここで、Ntが
Nmin以上であると判定したときにのみS9へ進み、
バイパス弁10を開くこととする。一方で、NtがNm
inよりも低いと判定した場合には、排気浄化触媒が不
活性状態にあり昇温する必要があるときであってもS1
0へ進み、バイパス弁10を全閉させる。この動作によ
ると、排気浄化触媒の活性化に多少の遅れが出ることに
なる。しかしながら、バイパスを禁止させたことにより
過給機回転数Ntが上昇し、オイルシール機能の低下を
防止してHCの放出が防がれるので、総合的には排気性
能が向上される。
At S8, it is determined whether or not the supercharger rotation speed Nt is equal to or higher than the lower limit rotation speed Nmin. Here, only when it is determined that Nt is Nmin or more, the process proceeds to S9,
Bypass valve 10 is to be opened. On the other hand, Nt is Nm
When it is determined that the value is lower than in, S1 is set even when the exhaust purification catalyst is in the inactive state and needs to be heated.
0, and the bypass valve 10 is fully closed. According to this operation, the activation of the exhaust purification catalyst will be delayed a little. However, by prohibiting the bypass, the supercharger rotation speed Nt rises, the deterioration of the oil seal function is prevented, and the discharge of HC is prevented, so that the exhaust performance is improved overall.

【0036】一方、S7において触媒温度Tcatが所
定温度T0以上であると判定された場合には、排気浄化
触媒が活性化されているので、S10へ進み、バイパス
弁10を全閉させてバイパスを停止させる。なお、前述
のように、過給機回転数Ntは、エンジン始動直後にお
いて初期目標回転数Niにまで強制的に上昇される。こ
のようにすれば、エンジン始動直後に、まず排気の大半
をタービン4bに流して過給機回転数Ntを下限回転数
Nminよりも高い回転数にまで上昇させ、その後にバ
イパス量を増加させていくことができる。このため、バ
イパス量を増加させた後に過給機回転数Ntがすぐに下
限回転数Nminを下回るようなことがないので、バイ
パスを長時間継続させ、排気浄化触媒の活性化を速める
ことができる。
On the other hand, when it is determined in S7 that the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the predetermined temperature T0, the exhaust gas purification catalyst has been activated, so the routine proceeds to S10, where the bypass valve 10 is fully closed to bypass. Stop. As described above, the supercharger rotation speed Nt is forcibly increased to the initial target rotation speed Ni immediately after the engine is started. According to this configuration, immediately after the engine is started, most of the exhaust gas is made to flow into the turbine 4b to increase the supercharger rotation speed Nt to a rotation speed higher than the lower limit rotation speed Nmin, and then the bypass amount is increased. I can go. Therefore, after the bypass amount is increased, the supercharger rotation speed Nt does not immediately fall below the lower limit rotation speed Nmin, so that the bypass can be continued for a long time and the activation of the exhaust purification catalyst can be accelerated. .

【0037】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。先の第1実施形態では、エンジン始動から所定時
間経過した通常時において過給機回転数Ntが下限回転
数Nminより低いと判定した場合には、触媒温度Tc
atによらず一律にバイパス弁10を閉じることとし
た。本実施形態は、この点で相違しており、以下にその
相違のみを説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, when it is determined that the supercharger rotation speed Nt is lower than the lower limit rotation speed Nmin in the normal time when a predetermined time has elapsed from the engine start, the catalyst temperature Tc
The bypass valve 10 was uniformly closed regardless of at. The present embodiment is different in this respect, and only the difference will be described below.

【0038】図6は、本実施形態に係るバイパス弁10
の開度制御の流れを示すフローチャートであり、第1実
施形態に係る図2のものと同じ処理を行うステップに
は、同じ符号を付している。エンジン始動から所定時間
経過した後(エンジン始動直後の制御は、第1実施形態
のものと同様である。)、S7において触媒温度Tca
tが所定温度T0(例えば、200℃)よりも低いと判
定されると、S8へ進む。
FIG. 6 shows the bypass valve 10 according to this embodiment.
3 is a flow chart showing the flow of the opening degree control, in which the same steps as those in FIG. 2 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. After a lapse of a predetermined time from the engine start (the control immediately after the engine start is the same as that of the first embodiment), the catalyst temperature Tca in S7.
When it is determined that t is lower than the predetermined temperature T0 (for example, 200 ° C.), the process proceeds to S8.

【0039】S8では、過給機回転数Ntが下限回転数
Nmin以上であるか否かを判定する。ここで、Ntが
Nmin以上であると判定した場合には、S91へ進
み、バイパス弁10の開度aを所定開度α(例えば、全
開開度)に設定する。その一方で、NtがNminより
も低いと判定した場合には、S92へ進む。S92で
は、(第1実施形態では、ここでバイパス弁10を全閉
していたのに対して)バイパス弁10を開かせることと
するが、このときの開度aは、上記所定開度αに所定の
減少補正を施した値とする。そして、この減少補正は、
下限回転数Nminと過給機回転数Ntとの差Nmin
−Ntに基づいて行うこととし、開度aは、所定開度α
から上記差に応じた補正量f(Nmin−Nt)を減じ
た値に設定される。
In S8, it is determined whether or not the supercharger rotation speed Nt is equal to or higher than the lower limit rotation speed Nmin. Here, when it is determined that Nt is equal to or greater than Nmin, the process proceeds to S91, and the opening degree a of the bypass valve 10 is set to a predetermined opening degree α (for example, full opening degree). On the other hand, when it is determined that Nt is lower than Nmin, the process proceeds to S92. In S92, the bypass valve 10 is opened (in contrast to the case where the bypass valve 10 is fully closed in the first embodiment), but the opening degree a at this time is the predetermined opening degree α. Is a value that has been subjected to a predetermined reduction correction. And this reduction correction is
Difference Nmin between lower limit rotation speed Nmin and supercharger rotation speed Nt
-Nt, and the opening a is the predetermined opening α
Is set to a value obtained by subtracting the correction amount f (Nmin−Nt) according to the difference.

【0040】これにより、バイパス弁10を全閉してい
た第1実施形態と比較して、バイパス量が増加されるこ
ととなるが、このときのバイパス量は、本実施形態にお
いてS91で調整される量よりは少なくなる、従って、
本実施形態によれば、過給機回転数Ntを維持できる範
囲内で排気浄化触媒の昇温を図ることができ、これらを
両立させることができる。
As a result, the bypass amount is increased as compared with the first embodiment in which the bypass valve 10 is fully closed, but the bypass amount at this time is adjusted in S91 in the present embodiment. Less than
According to the present embodiment, it is possible to raise the temperature of the exhaust purification catalyst within a range where the supercharger rotation speed Nt can be maintained, and it is possible to achieve both of these.

【0041】なお、第2実施形態においては、さらに、
エンジン始動直後において過給機回転数Ntが初期目標
回転数Niよりも低いと判定した場合に(S6)、一律
にバイパス弁10を全閉させるのではなく、所定の条件
のもとでこれを開かせることとしてもよい。すなわち、
以上の説明では、S6において過給機回転数Ntが初期
目標回転数Niよりも低いと判定した場合には、S10
へ進み、バイパス弁10を全閉させることとした。別の
例としては、同様にしてS10へ進んだ場合に、バイパ
ス弁10に係る所定開度α(例えば、全開開度)に所定
の減少補正を施し、補正後の開度aだけバイパス弁10
を開かせる。
In the second embodiment, further,
When it is determined that the supercharger rotation speed Nt is lower than the initial target rotation speed Ni immediately after the engine is started (S6), the bypass valve 10 is not fully closed uniformly, but is set under a predetermined condition. It may be opened. That is,
In the above description, when it is determined in S6 that the supercharger rotation speed Nt is lower than the initial target rotation speed Ni, S10
Then, it was decided to fully close the bypass valve 10. As another example, when the process similarly proceeds to S10, a predetermined decrease correction is performed on a predetermined opening α (for example, a fully open opening) of the bypass valve 10 and only the corrected opening a is applied to the bypass valve 10.
To open.

【0042】これにより、過給機回転数Ntが初期目標
回転数Niに達する前であっても、NtをNiにまで上
昇させることのできる範囲内で排気浄化触媒の昇温を図
ることができる。ここで、この減少補正は、先のS92
におけると同様に、初期目標回転数Niと過給機回転数
Ntとの差Ni−Ntに基づいて行う(a=α−g(N
i−Nt):gは、補正関数とする。)。
As a result, even before the supercharger rotation speed Nt reaches the initial target rotation speed Ni, the temperature of the exhaust purification catalyst can be raised within a range in which Nt can be increased to Ni. . Here, this reduction correction is based on the above S92.
In the same manner as in, the difference is calculated based on the difference Ni−Nt between the initial target rotation speed Ni and the supercharger rotation speed Nt (a = α−g (N
i-Nt): g is a correction function. ).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る過給機付き内燃機関
(ディーゼルエンジン)の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine (diesel engine) with a supercharger according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上内燃機関の制御装置によるバイパス弁開度
制御ルーチンのフローチャート
FIG. 2 is a flowchart of a bypass valve opening control routine by the control device for an internal combustion engine of the same as above.

【図3】過給機回転数検出マップ[Fig. 3] Turbocharger speed detection map

【図4】過給機下限回転数設定マップ[Figure 4] Supercharger lower limit rotation speed setting map

【図5】過給機初期目標回転数設定マップ[Figure 5] Supercharger initial target speed setting map

【図6】本発明の他の実施形態に係る内燃機関の制御装
置によるバイパス弁開度制御ルーチンのフローチャート
FIG. 6 is a flowchart of a bypass valve opening control routine by a control device for an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディーゼルエンジン 2…エンジン本体 3…吸気通路 4…ターボ過給機 5…インジェクタ 6…コモンレール 7…排気通路 8…排気浄化触媒 9…バイパス通路 10…バイパス弁 11…アクチュエータ 41…電子制御ユニット 1 ... Diesel engine 2 ... Engine body 3 ... Intake passage 4 ... Turbocharger 5 ... Injector 6 ... Common rail 7 ... Exhaust passage 8 ... Exhaust gas purification catalyst 9 ... Bypass passage 10 ... Bypass valve 11 ... Actuator 41 ... Electronic control unit

フロントページの続き Fターム(参考) 3G005 DA02 EA16 FA33 GB28 GB61 GD11 JA16 JA24 JA29 JA39 JA40 JA45 JB02 3G091 AA10 AA18 AB02 BA02 BA04 BA14 BA15 BA19 BA21 CA13 DB10 EA01 EA05 EA06 EA07 EA18 FA02 FB02 FB03 FC07 FC08 HB03 HB06 3G092 AA02 AA18 DB03 DC00 FA00 FA15 GA01 GA04 GA05 HA01Z HA05Z HA06Z HA17X HA17Z HD02X HD02Z Continued front page    F-term (reference) 3G005 DA02 EA16 FA33 GB28 GB61                       GD11 JA16 JA24 JA29 JA39                       JA40 JA45 JB02                 3G091 AA10 AA18 AB02 BA02 BA04                       BA14 BA15 BA19 BA21 CA13                       DB10 EA01 EA05 EA06 EA07                       EA18 FA02 FB02 FB03 FC07                       FC08 HB03 HB06                 3G092 AA02 AA18 DB03 DC00 FA00                       FA15 GA01 GA04 GA05 HA01Z                       HA05Z HA06Z HA17X HA17Z                       HD02X HD02Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気通路に過給機のタービンと、このター
ビンの下流に設置された排気浄化装置とを備える過給機
付き内燃機関であって、 前記タービンの上流と前記タービンの下流のうち前記排
気浄化装置よりも上流側とを連通するバイパス通路と、
このバイパス通路に設置されたバイパス弁と、このバイ
パス弁を制御して前記バイパス通路を流れる排気の流量
であるバイパス量を制御するバイパス弁制御装置とを備
え、 前記バイパス弁制御装置は、前記バイパス量を最小とし
て過給を行わせる過給モードと、前記バイパス量を大き
くして前記排気浄化装置に備わる排気浄化触媒の昇温を
行わせる触媒昇温モードと、前記バイパス量を前記触媒
昇温モードのものよりも小さくして過給機回転数を所定
回転数以上に上昇させる回転維持モードとを選択的に切
り換えるモード切換手段を含んで構成され、 前記モード切換手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定
温度以上であるときに過給モードを選択し、この温度が
前記所定温度よりも低くかつ過給機回転数が所定回転数
以上であるときに触媒昇温モードを選択し、この温度が
前記所定温度よりも低くかつ過給機回転数が前記所定回
転数よりも低いときに回転維持モードを選択することを
特徴とする過給機付き内燃機関。
1. An internal combustion engine with a supercharger, comprising: a turbine of a supercharger in an exhaust passage; and an exhaust gas purification device installed downstream of the turbine, the upstream side of the turbine and the downstream side of the turbine. A bypass passage communicating with the upstream side of the exhaust purification device;
A bypass valve installed in the bypass passage; and a bypass valve control device that controls the bypass valve to control a bypass amount that is a flow rate of exhaust gas flowing through the bypass passage. A supercharging mode in which the amount is minimized to perform supercharging, a catalyst temperature raising mode in which the bypass amount is increased to raise the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust purification device, and the bypass amount is increased in the catalyst It is configured to include a mode switching unit that selectively switches between a rotation maintaining mode in which the turbocharger rotational speed is made smaller than that in the mode to increase the supercharging engine rotational speed to a predetermined rotational speed or more, and the mode switching unit is the exhaust purification catalyst. The supercharging mode is selected when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and the catalyst is selected when the temperature is lower than the predetermined temperature and the supercharger speed is equal to or higher than the predetermined speed. Select temperature mode, an internal combustion engine with a supercharger, characterized in that and supercharger rotational speed lower than this temperature is the predetermined temperature is selected rotation maintaining mode when less than the predetermined rotational speed.
【請求項2】排気通路に過給機のタービンと、このター
ビンの下流に設置された排気浄化装置とを備える過給機
付き内燃機関であって、 前記タービンの上流と前記タービンの下流のうち前記排
気浄化装置よりも上流側とを連通するバイパス通路と、
このバイパス通路に設置されたバイパス弁と、このバイ
パス弁を制御して前記バイパス通路を流れる排気の流量
であるバイパス量を制御するバイパス弁制御装置とを備
え、 前記バイパス弁制御装置は、前記バイパス量を最小とし
て過給を行わせる過給モードと、前記バイパス量を増加
させて前記排気浄化装置に備わる排気浄化触媒の昇温を
行わせる触媒昇温モードとを選択的に切り換えるモード
切換手段と、選択されたモードに応じて前記バイパス弁
の開度を設定する弁開度設定手段とを含んで構成され、 前記モード切換手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定
温度以上であるときに過給モードを選択する一方で、こ
の温度が前記所定温度よりも低いときには触媒昇温モー
ドを選択し、 前記弁開度設定手段は、触媒昇温モードにあるときに、
前記バイパス弁の開度を過給機回転数に基づいて設定
し、この回転数が所定回転数よりも低いときは、それ以
上のときと比較してこの開度を小さくすることを特徴と
する過給機付き内燃機関。
2. An internal combustion engine with a supercharger, comprising: a turbocharger turbine in an exhaust passage; and an exhaust gas purifying device installed downstream of the turbine, the upstream side of the turbine and the downstream side of the turbine. A bypass passage communicating with the upstream side of the exhaust purification device;
A bypass valve installed in the bypass passage; and a bypass valve control device that controls the bypass valve to control a bypass amount that is a flow rate of exhaust gas flowing through the bypass passage. Mode switching means for selectively switching between a supercharging mode in which the amount is minimized to perform supercharging, and a catalyst temperature raising mode in which the exhaust purification catalyst provided in the exhaust purification device is heated by increasing the bypass amount. And a valve opening degree setting means for setting the opening degree of the bypass valve according to the selected mode, wherein the mode switching means is operable when the temperature of the exhaust purification catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature. While the supply mode is selected, when the temperature is lower than the predetermined temperature, the catalyst temperature increasing mode is selected, and the valve opening degree setting means determines when the catalyst temperature increasing mode is set.
It is characterized in that the opening of the bypass valve is set based on the rotation speed of the supercharger, and when the rotation speed is lower than a predetermined rotation speed, the opening degree is made smaller than when the rotation speed is higher than the predetermined speed. Internal combustion engine with supercharger.
【請求項3】前記弁開度設定手段は、触媒昇温モードに
おいて前記バイパス弁の開度を設定する際に、過給機回
転数が低いときほどこの開度を減少させる請求項2に記
載の過給機付き内燃機関。
3. The valve opening setting means, when the opening of the bypass valve is set in the catalyst temperature increasing mode, decreases the opening as the supercharger rotation speed is lower. Internal combustion engine with supercharger.
【請求項4】前記弁開度設定手段は、触媒昇温モードに
おいて前記バイパス弁の開度を設定する際に、過給機回
転数が前記所定回転数よりも低いときは、この開度を最
小とする請求項2に記載の過給機付き内燃機関。
4. The valve opening setting means sets the opening of the bypass valve when the opening of the bypass valve is lower than the predetermined speed when setting the opening of the bypass valve in the catalyst temperature increasing mode. The internal combustion engine with a supercharger according to claim 2, which has a minimum size.
【請求項5】機関始動直後において、前記所定回転数が
通常時における第1の値よりも高い第2の値に切り換え
られる請求項1〜4のいずれか1つに記載の過給機付き
内燃機関。
5. The internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein, immediately after the engine is started, the predetermined rotation speed is switched to a second value that is higher than the first value during normal times. organ.
【請求項6】前記所定回転数が潤滑油圧が高いときほど
高い値に設定される請求項1〜5のいずれか1つに記載
の過給機付き内燃機関。
6. The internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein the predetermined rotation speed is set to a higher value as the lubricating oil pressure is higher.
【請求項7】前記バイパス弁制御装置は、前記過給機の
コンプレッサの下流における吸気圧を検出する手段を有
し、この手段により検出された吸気圧に基づいて過給機
回転数が検出される請求項1〜6のいずれか1つに記載
の過給機付き内燃機関。
7. The bypass valve control device has means for detecting an intake pressure downstream of a compressor of the supercharger, and the supercharger speed is detected based on the intake pressure detected by the means. The internal combustion engine with a supercharger according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】前記バイパス弁制御装置は、吸入空気量を
検出する手段を有し、この手段により検出された吸入空
気量に基づいて過給機回転数が検出される請求項1〜7
のいずれか1つに記載の過給機付き内燃機関。
8. The bypass valve control device has means for detecting an intake air amount, and the supercharger rotation speed is detected based on the intake air amount detected by this means.
An internal combustion engine with a supercharger according to any one of 1.
【請求項9】前記バイパス弁制御装置は、前記排気浄化
触媒の担体の温度を推定若しくは検出する手段を有する
請求項1〜8のいずれか1つに記載の過給機付き内燃機
関。
9. The internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein the bypass valve control device has means for estimating or detecting the temperature of the carrier of the exhaust purification catalyst.
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