【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャを備えるエンジンの過給装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の走行時にターボチャージャにおけるタービン及びコンプレッサの回転速度が維持されて過給が行われていても、例えば変速機のシフトチェンジ等が行われる際に運転者が一旦アクセルを戻すと、タービンに導かれる排気ガス量が減るのに伴って、タービン及びコンプレッサの回転速度が低下するため、再びアクセルが踏み込まれても、タービン及びコンプレッサの回転速度が上昇して過給圧が高まるのに時間がかかるターボラグが生じ、エンジンの加速応答性を高められないという問題点があった。
【０００３】
この対策として、タービンに排気ガスを導くタービン流路に介装される可変ノズルを備え、燃料の供給が停止される減速運転時に可変ノズルによってタービンに導かれる排気流速を高めるものがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５６８７５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６１７９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気通路と吸気通路を結ぶＥＧＲ通路とを備えるエンジンにあっては、燃料の供給が停止される減速運転時に可変ノズルによってタービンに導かれる排気流速を高めようとしても、ＥＧＲ通路からの排気還流量が増えると、エンジンの加速応答性を十分に高められないという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両のシフトチェンジ時等に加速応答性を高められるエンジンの過給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、排気通路に介装されるタービンと、吸気通路に介装されるコンプレッサと、このタービン及びコンプレッサを同軸上に連結して吸気を過給するターボチャージャと、排気通路と吸気通路を結ぶＥＧＲ通路とを備えるエンジンにおいて、コンプレッサを迂回して吸気を導くブロアバイパス通路と、タービンに導かれる排気流速を調節する排気流速調節手段と、エンジンの燃料カットが行われるアクセル戻し領域にてＥＧＲ通路を閉ざし、ブロアバイパス通路を開通し、タービンに導かれる排気流速を高めるタービン速度制御手段とを備えるものとした。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、排気流速調節手段としてタービンに排気ガスを導くタービン流路に介装される可変ノズルを備え、タービン速度制御手段はアクセル戻し領域にてこの可変ノズルを介してタービン流路を絞る制御を行う構成とした。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明において、排気通路に直列に介装される第一、第二タービンと、吸気通路に直列に介装される第一、第二コンプレッサと、この第一タービン及び第一コンプレッサを同軸上に連結した第一ターボチャージャと、この第二タービン及び第二コンプレッサを同軸上に連結した第二ターボチャージャとを備え、排気流速調節手段として、第一タービンの上流側と下流側を結ぶタービンバイパス通路と、このタービンバイパス通路を開閉するタービンバイパス弁とを備え、タービン速度制御手段はアクセル戻し領域にてタービンバイパス弁を介してタービンバイパス通路を閉ざす制御を行う構成とした。
【００１０】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、例えばシフトチェンジ等が行われるアクセル戻し領域にて、ブロアバイパス通路を開通させ、ＥＧＲ通路を閉ざし、タービンに導かれる排気流速を高める制御を行うことによって、タービン及びコンプレッサの回転速度が低下することが抑えられるため、再びアクセルが踏み込まれると、ブロアバイパス通路を閉じるのに伴って過給圧が速やかに立ち上がり、エンジンの加速応答性を高められる。
【００１１】
第２の発明において、シフトチェンジ等が行われるアクセル戻し領域にて、可変ノズルの角度を介してタービン流路を絞る制御を行うことにより、タービンに導かれる排気ガスの流速を高め、少ない排気ガス量でタービンに与える回転エネルギを高める。
【００１２】
第３の発明において、第一、第二ターボチャージャによって排気ガスの圧力エネルギーを回収し、吸気を二段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高められ、エンジンの出力向上及び燃費低減がはかられる。
【００１３】
シフトチェンジ等が行われるアクセル戻し領域にて、タービンバイパス通路を閉じる制御を行うことにより、第一タービンに導かれる排気ガスの流速を高め、少ない排気ガス量で第一タービンに与える回転エネルギを高める。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１において、１はディーゼルエンジン、６は吸気通路、８はエアクリーナ、７は排気通路、３１は排気浄化装置、１１はターボチャージャである。
【００１６】
ターボチャージャ１１は、排気ガスの圧力エネルギーにより回転するタービン１２と、タービン１２と同軸上に連結されて吸気を圧送するコンプレッサ１３を備える。
【００１７】
吸気通路６のコンプレッサ１３の下流側にインタクーラ１４が介装され、吸気を冷却するようになっている。インタクーラ１４は空冷式熱交換器であり、コンプレッサ１３によって圧縮されて温度上昇した吸気から外気への放熱を促す。なお、インタクーラ１４はこれに限らず、冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器を用いても良い。
【００１８】
排気還流装置として、排気通路７と吸気通路６の間には、両者を結ぶ２つのＥＧＲ通路３２が配設される。このＥＧＲ通路３２は、排気通路７のタービン１２より上流側の通路７ａと、吸気通路６のコンプレッサ１３より下流側の通路６ａを連通する。本実施の形態では、ＥＧＲ通路３２はエンジン１の本体に取り付けられた排気マニホールド１６と吸気マニホールド１７を結んでいる。
【００１９】
ＥＧＲ通路３２の途中に電磁式のＥＧＲバルブ３３が介装される。このＥＧＲバルブ３３の開度によってＥＧＲ通路３２を流れる排気還流ガスの還流量が調節される。コントロールユニット３４はエンジン１の回転速度及び負荷等の運転状態に応じてＥＧＲバルブ３３の開度を制御し、運転状態に適した排気還流が行われる。
【００２０】
図５はエンジン１の回転速度Ｎ及び負荷Ｌに応じてＥＧＲバルブ３３の開度を設定したマップを示している。コントロールユニット３４はアクセル戻し領域Ａ以外の運転時に予め設定されたこのマップに基づいてＥＧＲバルブ３３の開度を制御する。
【００２１】
ＥＧＲ通路３２の途中にはＥＧＲクーラ３６が介装され、ＥＧＲ通路３２を流れる排気還流ガスを冷却するようになっている。このＥＧＲクーラ３６は冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器であり、排気還流ガスから冷却水への放熱を促す。なお、ＥＧＲクーラ３６はこれに限らず、空冷式熱交換器を用いても良い。
【００２２】
本発明は、エンジン１の加速応答性を高めるため、コンプレッサ１３を迂回して吸気を導くブロアバイパス通路２６と、タービン１２に導かれる排気流速を調節する排気流速調節手段と、エンジン１の燃料カットが行われるアクセル戻し領域ＡにてＥＧＲ通路３２を閉ざし、ブロアバイパス通路２６を開通し、タービン１２に導かれる排気流速を高めるタービン速度制御手段とを備えるものとした。
【００２３】
ブロアバイパス通路２６は吸気通路６のコンプレッサ１３の上流側と下流側を結び、コンプレッサ１３を迂回して吸気を導く。吸気通路６の途中には電磁式のブロアバイパス弁２７が介装される。このブロアバイパス弁２７はコントロールユニット３４によってブロアバイパス通路２６を全開するポジションと、ブロアバイパス通路２６を全閉するポジションに切り換えられる。
【００２４】
本実施の形態では、排気流速調節手段として、ターボチャージャ１１はタービン流路を絞る可変ノズル（図示せず）を備える可変容量タイプとする。可変ノズルはタービン流路にその角度が調節可能に設けられ、その角度に応じてタービン流路を絞り、タービン１２に導かれる排気流速を高めるようになっている。
【００２５】
コントロールユニット３４はエンジン１の回転速度及び負荷等の運転状態に応じてエンジン１の燃料カットが行われるアクセル戻し領域Ａを判定し、このアクセル戻し領域Ａにて可変ノズルを介してタービン流路を絞る制御を行う。
【００２６】
図４はエンジン１の回転速度Ｎ及び負荷Ｌに応じて可変ノズルの角度を設定したマップを示している。コントロールユニット３４はアクセル戻し領域Ａ以外の運転時に予め設定されたこのマップに基づいて可変ノズルの角度を制御する。
【００２７】
図２のフローチャートはコントロールユニット３４において実行されるタービン１２に導かれる排気流速を高めるタービン速度制御を行うプログラムを示しており、これは一定周期毎に実行される。
【００２８】
これについて説明すると、ステップ１でエンジン回転速度Ｎ、負荷Ｌの各検出信号に応じてエンジン１の燃料カットが行われるアクセル戻し領域Ａかどうかを判定する。
【００２９】
ステップ１でアクセル戻し領域Ａ以外の運転時と判定された場合、ステップ５に進んで、ブロアバイパス弁２７をブロアバイパス通路２６を全閉するポジションに保持し、可変ノズルの角度を図４に示すマップに基づいて制御するとともに、ＥＧＲバルブ３３の開度を図５に示すマップに基づいて制御する。これにより、運転状態に応じた過給圧及び排気還流量が得られる。
【００３０】
ステップ１でアクセル戻し領域Ａの運転時と判定された場合、ステップ２に進んで、ブロアバイパス弁２７をブロアバイパス通路２６を全開するポジションに保持し、ステップ３に進んで、ＥＧＲバルブ３３をＥＧＲ通路３２を全閉するポジションに保持し、ステップ４に進んで、可変ノズルの角度を所定値に保持してタービン流路を絞る制御を行う。
【００３１】
図３は車両の走行時に変速機のシフト位置が２ｎｄから３ｒｄに切換えられる際、エンジン１の回転速度Ｎ、負荷Ｌが変化する様子を示している。２ｎｄから３ｒｄに切換えられる間に運転者が一旦アクセルを戻すことにより、エンジン１の供給燃料が停止されて減速するアクセル戻し領域Ａが存在する。
【００３２】
このアクセル戻し領域Ａにて、本発明の制御が行われない場合、タービン１２に導かれる排気ガス量が減るのに伴って、タービン１２及びコンプレッサ１３の回転速度が低下するため、再びアクセルが踏み込まれても、タービン１２及びコンプレッサ１３の回転速度が上昇して過給圧が高まるのに時間がかかり、エンジン１の加速応答性を高められない。
【００３３】
これに対処して本発明は、シフトチェンジ等が行われるアクセル戻し領域Ａにて、ＥＧＲ通路３２を閉ざし、可変ノズルの角度を所定値に保持してタービン流路を絞る制御を行うことにより、タービン１２に導かれる排気ガスの流速を高め、少ない排気ガス量でタービン１２に与える回転エネルギを最大限に高める。同時に、ブロアバイパス通路２６を全開することにより、コンプレッサ１３に付与される抵抗を小さくする。これによって、タービン１２及びコンプレッサ１３の回転速度が低下することが抑えられるため、再びアクセルが踏み込まれると、ブロアバイパス通路２６を閉じるのに伴って過給圧が速やかに立ち上がり、エンジン１の加速応答性を高められる。
【００３４】
アクセル戻し領域Ａにて、ＥＧＲ通路３２を閉ざして排気ガスの全量をタービン１２に導いているが、アクセル戻し領域Ａではエンジン１への燃料供給が停止されているので、排気還流を行う必要がなく、排気性能が悪化することを避けられる。
【００３５】
次に図６に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００３６】
図６において、１はディーゼルエンジンであり、シリンダ２内を摺動するピストン３と同期して、吸気弁４、排気弁５がそれぞれ吸気通路６の吸気ポート、排気通路７の排気ポートを開閉する。
【００３７】
エンジン１は、エアクリーナ８から吸気通路６に取り込まれた空気が吸気弁４を介してシリンダ２に吸入される吸入行程と、この空気をピストン３で圧縮する圧縮行程と、燃料噴射弁９から噴射された燃料を着火燃焼させ、ピストン３がこの燃焼圧力によって押し下げられることにより図示しないコンロッドを介してクランクシャフトを回転する燃焼行程と、ピストン３が上昇し排気弁５を介して排気が排気通路７に排出される排気行程とが連続して繰り返される。
【００３８】
エンジン１の吸気通路６と排気通路７には第一、第二ターボチャージャ１１，２１が直列に介装される。第一、第二ターボチャージャ１１，２１は排気通路７を流れる排気ガスの圧力エネルギーにより回転する第一、第二タービン１２，２２により、同軸の第一、第二コンプレッサ１３，２３を回転し、吸気通路６を流れる空気をシリンダ２内に圧送する。
【００３９】
排気通路７には第一タービン１２の下流側に第二タービン２２が介装される。排気通路７を流れる排気ガスの圧力エネルギーにより第一、第二タービン１２，２２がそれぞれ回転駆動される。排気通路７の第二タービン２２より下流側には排気浄化装置３１が介装される。
【００４０】
吸気通路６には第二コンプレッサ２３の下流側に第一コンプレッサ１３が介装される。吸気通路６を流れる吸気は第二コンプレッサ２３と第一コンプレッサ１３により二段階に過給される。吸気通路６には第二コンプレッサ２３の下流側に第二インタクーラ２４が介装され、第一コンプレッサ１３の下流側に第一インタクーラ１４が介装され、吸気を冷却するようになっている。第二、第一インタクーラ２４，１４は冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器であり、第二、第一コンプレッサ２３，１３によって圧縮されて温度上昇した吸気から冷却水への放熱を促す。なお、第二、第一インタクーラ２４，１４はこれに限らず、空冷式熱交換器を用いても良い。
【００４１】
ＥＧＲ通路３２は、排気通路７の第一タービン１２より上流側と吸気通路６の第一コンプレッサ１３より下流側を結んでいる。ＥＧＲ通路３２の途中にはＥＧＲクーラ３６とＥＧＲバルブ３３がそれぞれ介装される。
【００４２】
ブロアバイパス通路２６は吸気通路６の第一コンプレッサ１３の上流側と下流側を結び、コンプレッサ１３を迂回して吸気を導く。吸気通路６の途中には電磁式のブロアバイパス弁２７が介装される。
【００４３】
本実施の形態では、排気流速調節手段として、第一タービン１２の上流側と下流側を結ぶタービンバイパス通路４１が設けられる。タービンバイパス通路４１の途中には電磁式のタービンバイパス弁４２が介装される。タービンバイパス弁４２がタービンバイパス通路４１を閉じると、第一タービン１２に導かれる排気流速を高めるようになっている。
【００４４】
コントロールユニット３４はエンジン１の回転速度及び負荷等の運転状態に応じてエンジン１の燃料カットが行われるアクセル戻し領域Ａを判定し、このアクセル戻し領域ＡにてＥＧＲ通路３２を閉ざすとともに、ブロアバイパス通路２６を開通し、タービンバイパス弁４２の開度を図４に示すマップに基づいて制御し、第一タービン１２に導かれる排気流速を高める制御を行う。
【００４５】
図２のフローチャートにおいて、ステップ１でアクセル戻し領域Ａ以外の運転時と判定された場合、ステップ５に進んで、ブロアバイパス弁２７をブロアバイパス通路２６を全閉するポジションに保持し、タービンバイパス弁４２を開弁させてタービンバイパス通路４１を開通させるとともに、ＥＧＲバルブ３３の開度を図５に示すマップに基づいて制御する。これにより、運転状態に応じた過給圧及び排気還流量が得られる。
【００４６】
ステップ１でアクセル戻し領域Ａの運転時と判定された場合、ステップ２に進んで、ブロアバイパス弁２７をブロアバイパス通路２６を全開するポジションに保持し、ステップ３に進んで、ＥＧＲバルブ３３をＥＧＲ通路３２を全開するポジションに保持し、ステップ４に進んで、タービンバイパス弁４２を閉弁させてタービンバイパス通路４１を閉ざす制御を行う。
【００４７】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４８】
アクセル戻し領域Ａ以外の通常運転時、タービンバイパス弁４２の開度が運転条件に応じて制御され、シリンダ２から排出される排気ガスの一部により第一ターボチャージャ１１が回転し、第一ターボチャージャ１１を通過した排気ガス及びタービンバイパス通路４１を通過した排気ガスにより第二ターボチャージャ２１が回転する。エアクリーナ８から吸気通路６に取り込まれた吸気は第二ターボチャージャ２１に吸引され、第二ターボチャージャ２１から吐出される吸気が第一ターボチャージャ１１によってさらに加圧され、シリンダ２へと送られる。こうして排気ガスの圧力エネルギーが第一、第二ターボチャージャ１１，２１によって回収され、吸気を二段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高められ、エンジン１の出力向上及び燃費低減がはかられる。
【００４９】
アクセル戻し領域Ａにおける運転時、ＥＧＲ通路３２を閉ざし、タービンバイパス通路４１を閉じる制御を行うことにより、第一タービン１２に導かれる排気ガスの流速を高め、少ない排気ガス量で第一タービン１２に与える回転エネルギを最大限に高める。同時に、ブロアバイパス通路２６を全開することにより、コンプレッサ１３に付与される抵抗を小さくする。これによって、第一タービン１２及びコンプレッサ１３の回転速度が低下することが抑えられるため、再びアクセルが踏み込まれると、ブロアバイパス通路２６を閉じるのに伴って過給圧が速やかに立ち上がり、エンジン１の加速応答性を高められる。
【００５０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す排気還流装置の構成図。
【図２】同じく制御内容を示すフローチャート。
【図３】同じくシフトチェンジが行われる際の運転例を示す図。
【図４】同じく可変ノズルの角度またはタービンバイパス弁の開度を設定した制御マップ。
【図５】同じくＥＧＲバルブの開度を設定した制御マップ。
【図６】他の実施の形態を示す排気還流装置の構成図。
【符号の説明】
１ エンジン
２ シリンダ
６ 吸気通路
７ 排気通路
１１ 第一ターボチャージャ
２１ 第二ターボチャージャ
２６ ブロアバイパス通路
２７ ブロアバイパス弁
３２ ＥＧＲ通路
３３ ＥＧＲバルブ
３４ コントロールユニット
４１ タービンバイパス通路
４２ タービンバイパス弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a supercharger for an engine equipped with a turbocharger.
[0002]
[Prior art]
In general, even when the turbocharger and the rotation speed of the turbocharger are maintained while the vehicle is running and supercharging is performed, for example, when the driver returns the accelerator once when a shift change of the transmission is performed, the turbine Since the rotational speed of the turbine and compressor decreases as the amount of exhaust gas introduced to the engine decreases, even if the accelerator is depressed again, it takes time for the rotational speed of the turbine and compressor to increase and boost pressure to increase. However, there is a problem that the turbo lag is generated and the acceleration response of the engine cannot be improved.
[0003]
As a countermeasure, there is a variable nozzle provided in a turbine flow path that guides exhaust gas to the turbine to increase the exhaust flow velocity guided to the turbine by the variable nozzle during deceleration operation in which the supply of fuel is stopped.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-256875 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-161791
[Problems to be solved by the invention]
However, in an engine provided with an exhaust passage and an EGR passage connecting the intake passage, even if an attempt is made to increase the exhaust flow velocity guided to the turbine by the variable nozzle during the deceleration operation in which the fuel supply is stopped, the exhaust from the EGR passage When the amount of reflux increases, there is a problem that the acceleration response of the engine cannot be sufficiently improved.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an engine supercharging device that can improve acceleration response at the time of a vehicle shift change or the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a turbine interposed in an exhaust passage, a compressor interposed in an intake passage, a turbocharger that coaxially connects the turbine and the compressor to supercharge intake air, an exhaust passage, and an intake air In an engine having an EGR passage connecting the passages, a blower bypass passage that bypasses the compressor and guides intake air, an exhaust flow rate adjusting means that adjusts an exhaust flow rate guided to the turbine, and an accelerator return region in which the fuel cut of the engine is performed And a turbine speed control means for closing the EGR passage, opening the blower bypass passage, and increasing the exhaust flow velocity guided to the turbine.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exhaust nozzle is provided with a variable nozzle interposed in a turbine flow path for guiding exhaust gas to the turbine as an exhaust flow rate adjusting means, and the turbine speed control means has the variable nozzle in the accelerator return region. In this configuration, the turbine passage is controlled to be narrowed.
[0009]
According to a third aspect, in the first aspect, the first and second turbines interposed in series in the exhaust passage, the first and second compressors interposed in series in the intake passage, and the first turbine And a first turbocharger in which the first compressor is coaxially connected, and a second turbocharger in which the second turbine and the second compressor are coaxially connected. And a turbine bypass passage that opens and closes the turbine bypass passage, and the turbine speed control means performs control to close the turbine bypass passage via the turbine bypass valve in the accelerator return region. did.
[0010]
Operation and effect of the invention
In the first invention, for example, in the accelerator return region where a shift change or the like is performed, the blower bypass passage is opened, the EGR passage is closed, and the exhaust flow velocity guided to the turbine is controlled to increase the rotation speed of the turbine and the compressor. Since the decrease in speed is suppressed, when the accelerator is depressed again, the supercharging pressure rises quickly as the blower bypass passage is closed, and the acceleration response of the engine is enhanced.
[0011]
In the second aspect of the invention, in the accelerator return region where a shift change or the like is performed, the control of narrowing the turbine flow path through the angle of the variable nozzle increases the flow rate of the exhaust gas guided to the turbine and reduces the amount of exhaust gas. Increase the rotational energy given to the turbine by the amount.
[0012]
In the third aspect of the invention, the pressure energy of the exhaust gas is recovered by the first and second turbochargers, and the intake pressure is supercharged in two stages, so that the supercharging pressure can be efficiently increased from the low rotation range and the engine output Improvement and reduction in fuel consumption can be achieved.
[0013]
By controlling to close the turbine bypass passage in the accelerator return region where a shift change or the like is performed, the flow rate of the exhaust gas guided to the first turbine is increased, and the rotational energy given to the first turbine with a small amount of exhaust gas is increased. .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
In FIG. 1, 1 is a diesel engine, 6 is an intake passage, 8 is an air cleaner, 7 is an exhaust passage, 31 is an exhaust purification device, and 11 is a turbocharger.
[0016]
The turbocharger 11 includes a turbine 12 that is rotated by pressure energy of exhaust gas, and a compressor 13 that is coaxially connected to the turbine 12 and that pumps intake air.
[0017]
An intercooler 14 is interposed downstream of the compressor 13 in the intake passage 6 so as to cool the intake air. The intercooler 14 is an air-cooled heat exchanger, and urges heat radiation from the intake air compressed by the compressor 13 to rise in temperature to the outside air. The intercooler 14 is not limited to this, and a water-cooled heat exchanger in which cooling water circulates may be used as a cooling medium.
[0018]
As an exhaust gas recirculation device, two EGR passages 32 connecting the exhaust passage 7 and the intake passage 6 are disposed. The EGR passage 32 communicates the passage 7 a upstream of the turbine 12 in the exhaust passage 7 and the passage 6 a downstream of the compressor 13 in the intake passage 6. In the present embodiment, the EGR passage 32 connects the exhaust manifold 16 and the intake manifold 17 attached to the main body of the engine 1.
[0019]
An electromagnetic EGR valve 33 is interposed in the middle of the EGR passage 32. The recirculation amount of the exhaust gas recirculation gas flowing through the EGR passage 32 is adjusted by the opening degree of the EGR valve 33. The control unit 34 controls the opening degree of the EGR valve 33 in accordance with the operating state such as the rotational speed and load of the engine 1, and exhaust gas recirculation suitable for the operating state is performed.
[0020]
FIG. 5 shows a map in which the opening degree of the EGR valve 33 is set according to the rotational speed N and load L of the engine 1. The control unit 34 controls the opening degree of the EGR valve 33 based on this map set in advance during operation outside the accelerator return region A.
[0021]
An EGR cooler 36 is interposed in the middle of the EGR passage 32 so as to cool the exhaust gas recirculation gas flowing through the EGR passage 32. The EGR cooler 36 is a water-cooled heat exchanger in which cooling water circulates as a cooling medium, and promotes heat radiation from the exhaust gas recirculation gas to the cooling water. The EGR cooler 36 is not limited to this, and an air-cooled heat exchanger may be used.
[0022]
In order to improve the acceleration response of the engine 1, the present invention provides a blower bypass passage 26 that bypasses the compressor 13 and guides intake air, an exhaust flow rate adjusting means that adjusts an exhaust flow rate guided to the turbine 12, and a fuel cut of the engine 1. And the turbine speed control means for closing the EGR passage 32, opening the blower bypass passage 26, and increasing the exhaust flow velocity guided to the turbine 12 in the accelerator return region A.
[0023]
The blower bypass passage 26 connects the upstream side and the downstream side of the compressor 13 in the intake passage 6, and bypasses the compressor 13 to guide the intake air. An electromagnetic blower bypass valve 27 is interposed in the intake passage 6. The blower bypass valve 27 is switched by the control unit 34 between a position where the blower bypass passage 26 is fully opened and a position where the blower bypass passage 26 is fully closed.
[0024]
In the present embodiment, the turbocharger 11 is a variable capacity type equipped with a variable nozzle (not shown) for narrowing the turbine flow path as the exhaust flow rate adjusting means. The variable nozzle is provided in the turbine flow path such that its angle can be adjusted, and the turbine flow path is throttled according to the angle to increase the exhaust flow velocity guided to the turbine 12.
[0025]
The control unit 34 determines an accelerator return region A in which the fuel cut of the engine 1 is performed according to the operating state such as the rotational speed and load of the engine 1, and the turbine flow path is set via the variable nozzle in the accelerator return region A. Control to narrow down.
[0026]
FIG. 4 shows a map in which the angle of the variable nozzle is set according to the rotational speed N and load L of the engine 1. The control unit 34 controls the angle of the variable nozzle based on this map set in advance during operation other than the accelerator return area A.
[0027]
The flowchart of FIG. 2 shows a program for performing turbine speed control for increasing the exhaust flow velocity guided to the turbine 12 executed in the control unit 34, which is executed at regular intervals.
[0028]
Explaining this, it is determined in step 1 whether or not the vehicle is in the accelerator return region A where the fuel cut of the engine 1 is performed according to the detection signals of the engine speed N and the load L.
[0029]
If it is determined in step 1 that the operation is outside the accelerator return region A, the process proceeds to step 5 where the blower bypass valve 27 is held at a position where the blower bypass passage 26 is fully closed, and the angle of the variable nozzle is shown in FIG. While controlling based on a map, the opening degree of the EGR valve 33 is controlled based on the map shown in FIG. Thereby, the supercharging pressure and the exhaust gas recirculation amount corresponding to the operating state are obtained.
[0030]
If it is determined in step 1 that the accelerator return region A is in operation, the process proceeds to step 2 where the blower bypass valve 27 is held at a position where the blower bypass passage 26 is fully opened, and the process proceeds to step 3 where the EGR valve 33 is set to EGR. The passage 32 is held at a fully closed position, and the process proceeds to step 4 where control is performed to throttle the turbine flow path while holding the variable nozzle angle at a predetermined value.
[0031]
FIG. 3 shows how the rotational speed N and load L of the engine 1 change when the shift position of the transmission is switched from 2nd to 3rd when the vehicle is running. There is an accelerator return area A in which the fuel supplied to the engine 1 is stopped and decelerated when the driver once returns the accelerator while switching from 2nd to 3rd.
[0032]
In the accelerator return region A, when the control of the present invention is not performed, the rotational speed of the turbine 12 and the compressor 13 decreases as the amount of exhaust gas guided to the turbine 12 decreases. Even if this occurs, it takes time for the rotational speed of the turbine 12 and the compressor 13 to increase and the boost pressure to increase, and the acceleration response of the engine 1 cannot be improved.
[0033]
In response to this, the present invention performs control for closing the EGR passage 32 and holding the variable nozzle angle at a predetermined value to narrow the turbine flow path in the accelerator return region A where shift change or the like is performed, The flow rate of the exhaust gas guided to the turbine 12 is increased, and the rotational energy given to the turbine 12 with a small amount of exhaust gas is maximized. At the same time, the resistance applied to the compressor 13 is reduced by fully opening the blower bypass passage 26. As a result, it is possible to prevent the rotational speeds of the turbine 12 and the compressor 13 from decreasing. Therefore, when the accelerator is depressed again, the supercharging pressure quickly rises as the blower bypass passage 26 is closed, and the acceleration response of the engine 1 Increases sex.
[0034]
In the accelerator return region A, the EGR passage 32 is closed to guide the entire amount of exhaust gas to the turbine 12. However, since the fuel supply to the engine 1 is stopped in the accelerator return region A, it is necessary to perform exhaust gas recirculation. Therefore, the exhaust performance can be avoided from deteriorating.
[0035]
Next, another embodiment shown in FIG. 6 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure part as the said embodiment.
[0036]
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a diesel engine, and the intake valve 4 and the exhaust valve 5 open and close the intake port of the intake passage 6 and the exhaust port of the exhaust passage 7 in synchronization with the piston 3 sliding in the cylinder 2. .
[0037]
The engine 1 includes an intake stroke in which air taken into the intake passage 6 from the air cleaner 8 is drawn into the cylinder 2 via the intake valve 4, a compression stroke in which the air is compressed by the piston 3, and an injection from the fuel injection valve 9. The burned fuel is ignited and burned, and the piston 3 is pushed down by the combustion pressure, whereby the combustion stroke of rotating the crankshaft via a connecting rod (not shown) and the piston 3 rises and the exhaust gas is discharged through the exhaust valve 5 to the exhaust passage 7. The exhaust stroke discharged in the process is repeated continuously.
[0038]
First and second turbochargers 11 and 21 are interposed in series in the intake passage 6 and the exhaust passage 7 of the engine 1. The first and second turbochargers 11 and 21 rotate the coaxial first and second compressors 13 and 23 by the first and second turbines 12 and 22 rotated by the pressure energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7, Air flowing through the intake passage 6 is pumped into the cylinder 2.
[0039]
A second turbine 22 is interposed in the exhaust passage 7 on the downstream side of the first turbine 12. The first and second turbines 12 and 22 are rotationally driven by the pressure energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7. An exhaust purification device 31 is interposed downstream of the second turbine 22 in the exhaust passage 7.
[0040]
A first compressor 13 is interposed in the intake passage 6 downstream of the second compressor 23. The intake air flowing through the intake passage 6 is supercharged in two stages by the second compressor 23 and the first compressor 13. A second intercooler 24 is interposed downstream of the second compressor 23 in the intake passage 6 and a first intercooler 14 is interposed downstream of the first compressor 13 to cool the intake air. The second and first intercoolers 24 and 14 are water-cooled heat exchangers in which cooling water circulates as a cooling medium. The second and first intercoolers 24 and 14 radiate heat from the intake air compressed by the second and first compressors 23 and 13 to the cooling water. Prompt. The second and first intercoolers 24 and 14 are not limited to this, and air-cooled heat exchangers may be used.
[0041]
The EGR passage 32 connects the upstream side of the first turbine 12 in the exhaust passage 7 and the downstream side of the first compressor 13 in the intake passage 6. An EGR cooler 36 and an EGR valve 33 are interposed in the middle of the EGR passage 32.
[0042]
The blower bypass passage 26 connects the upstream side and the downstream side of the first compressor 13 in the intake passage 6 and bypasses the compressor 13 to guide the intake air. An electromagnetic blower bypass valve 27 is interposed in the intake passage 6.
[0043]
In the present embodiment, a turbine bypass passage 41 that connects the upstream side and the downstream side of the first turbine 12 is provided as the exhaust gas flow rate adjusting means. An electromagnetic turbine bypass valve 42 is interposed in the middle of the turbine bypass passage 41. When the turbine bypass valve 42 closes the turbine bypass passage 41, the exhaust flow velocity guided to the first turbine 12 is increased.
[0044]
The control unit 34 determines the accelerator return region A where the fuel cut of the engine 1 is performed according to the operating state such as the rotational speed and load of the engine 1, closes the EGR passage 32 in this accelerator return region A, and blower bypass The passage 26 is opened, the opening degree of the turbine bypass valve 42 is controlled based on the map shown in FIG. 4, and control for increasing the exhaust flow velocity guided to the first turbine 12 is performed.
[0045]
In the flowchart of FIG. 2, when it is determined in step 1 that the operation is outside the accelerator return region A, the process proceeds to step 5 where the blower bypass valve 27 is held at a position where the blower bypass passage 26 is fully closed, 42 is opened to open the turbine bypass passage 41, and the opening degree of the EGR valve 33 is controlled based on the map shown in FIG. Thereby, the supercharging pressure and the exhaust gas recirculation amount corresponding to the operating state are obtained.
[0046]
If it is determined in step 1 that the accelerator return region A is in operation, the process proceeds to step 2 where the blower bypass valve 27 is held at a position where the blower bypass passage 26 is fully opened, and the process proceeds to step 3 where the EGR valve 33 is set to EGR. The passage 32 is held at a fully opened position, and the process proceeds to step 4 where the turbine bypass valve 42 is closed and the turbine bypass passage 41 is closed.
[0047]
Next, the operation will be described.
[0048]
During normal operation other than the accelerator return region A, the opening degree of the turbine bypass valve 42 is controlled according to the operating conditions, and the first turbocharger 11 is rotated by a part of the exhaust gas discharged from the cylinder 2, and the first turbocharger is rotated. The second turbocharger 21 is rotated by the exhaust gas that has passed through the charger 11 and the exhaust gas that has passed through the turbine bypass passage 41. The intake air taken into the intake passage 6 from the air cleaner 8 is sucked into the second turbocharger 21, and the intake air discharged from the second turbocharger 21 is further pressurized by the first turbocharger 11 and sent to the cylinder 2. In this way, the pressure energy of the exhaust gas is recovered by the first and second turbochargers 11 and 21, and the supercharging pressure is efficiently increased from the low rotation range by supercharging the intake air in two stages, and the output of the engine 1 is improved. In addition, fuel consumption can be reduced.
[0049]
During operation in the accelerator return region A, the EGR passage 32 is closed and the turbine bypass passage 41 is closed to increase the flow rate of the exhaust gas guided to the first turbine 12, thereby reducing the amount of exhaust gas to the first turbine 12. Maximize the rotational energy applied. At the same time, the resistance applied to the compressor 13 is reduced by fully opening the blower bypass passage 26. As a result, the rotational speeds of the first turbine 12 and the compressor 13 are prevented from decreasing. Therefore, when the accelerator is depressed again, the supercharging pressure rises quickly as the blower bypass passage 26 is closed, and the engine 1 Acceleration response can be improved.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust gas recirculation apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the same control content.
FIG. 3 is a diagram showing an operation example when a shift change is similarly performed.
FIG. 4 is a control map in which the angle of the variable nozzle or the opening of the turbine bypass valve is also set.
FIG. 5 is a control map in which the opening degree of the EGR valve is similarly set.
FIG. 6 is a configuration diagram of an exhaust gas recirculation device showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Cylinder 6 Intake passage 7 Exhaust passage 11 First turbocharger 21 Second turbocharger 26 Blower bypass passage 27 Blower bypass valve 32 EGR passage 33 EGR valve 34 Control unit 41 Turbine bypass passage 42 Turbine bypass valve
