JP2008157050A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
車両などに搭載される内燃機関には、内燃機関から排気通路へ排出される排気の一部(EGRガス)を内燃機関の吸気通路へ還流させるEGR通路が設けられている。そして、EGR通路から還流したガスで内燃機関の燃焼温度を低下させることでNOxの排出量を低減するEGR運転が実施されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、近年、内燃機関の吸気弁より上流の吸気通路にパルス過給用開閉弁を設け、加速運転時等のように吸入空気量の急増が必要な時にパルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる内燃機関が提案されている。 By the way, in recent years, a pulse supercharging on / off valve has been provided in the intake passage upstream of the intake valve of the internal combustion engine, and the pulse supercharging on / off valve is used for a sudden increase in intake air amount, such as during acceleration operation. An internal combustion engine for supercharging has been proposed.
ここで、上記した従来技術のようにEGR通路を備えている場合には、EGR通路が吸気通路と接続されたEGRガスの供給口がパルス過給用開閉弁近傍に配置される場合がある。この場合にEGR運転を実施しつつパルス過給を実施すると、パルス過給によって当該EGR通路からEGRガスが内燃機関内に過剰に流れ込んでしまう。そして、気筒内に導入される吸気に対するEGRガス量の割合(EGR率)が変化し、内燃機関の燃焼状態を悪化させてしまう。 Here, when the EGR passage is provided as in the prior art described above, the EGR gas supply port in which the EGR passage is connected to the intake passage may be disposed in the vicinity of the on / off valve for pulse supercharging. In this case, if pulse supercharging is performed while performing EGR operation, EGR gas excessively flows into the internal combustion engine from the EGR passage due to pulse supercharging. And the ratio (EGR rate) of the EGR gas amount with respect to the intake air introduced into the cylinder changes, and the combustion state of the internal combustion engine is deteriorated.
本発明の目的は、内燃機関の制御装置において、気筒内に導入される吸気のEGR率を安定させ、内燃機関の燃焼状態を良好に保つ技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for stabilizing an EGR rate of intake air introduced into a cylinder and maintaining a good combustion state of the internal combustion engine in an internal combustion engine control device.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ前記低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の前記排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路へ前記高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記コンプレッサよりも下流かつ前記内燃機関の吸気弁よりも上流の前記吸気通路に設けられたパルス過給用開閉弁と、
前記パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる場合に、前記高圧EGR通路を用いて前記高圧EGRガスを還流させることを禁止する第1制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust as high-pressure EGR gas from the exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to the intake passage downstream of the compressor;
An on / off valve for pulse supercharging provided in the intake passage downstream of the compressor and upstream of the intake valve of the internal combustion engine;
A first control means for prohibiting recirculation of the high-pressure EGR gas using the high-pressure EGR passage when performing pulse supercharging using the pulse-supercharging on-off valve;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
近年、コンプレッサよりも下流かつ内燃機関の吸気弁より上流の吸気通路にパルス過給用開閉弁を設け、加速運転時等のように吸入空気量の急増が必要な時にパルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる内燃機関が提案されている。パルス過給は、パルス過給用開
閉弁の開弁期間を吸気弁の開弁期間と相違させることにより吸気の慣性過給効果を高める過給方法であり、インパルス過給と呼ばれることもある。
In recent years, an on / off valve for pulse supercharging has been provided in the intake passage downstream of the compressor and upstream of the intake valve of the internal combustion engine, and the on / off valve for pulse supercharging is provided when a sudden increase in the amount of intake air is required, such as during acceleration operation. There has been proposed an internal combustion engine that is used for pulse supercharging. Pulse supercharging is a supercharging method that increases the inertial supercharging effect of intake air by making the valve opening period of the pulse supercharging on / off valve different from the valve opening period of the intake valve, and is sometimes referred to as impulse supercharging.
パルス過給におけるパルス過給用開閉弁の動作(パルス過給動作)は、例えば、吸気弁の開弁開始前に閉弁し、吸気弁の閉弁開始前に開弁する動作である。 The operation of the on / off valve for pulse supercharging (pulse supercharging operation) in the pulse supercharging is, for example, an operation of closing the valve before starting the opening of the intake valve and opening the valve before starting the closing of the intake valve.
このようなパルス過給によれば、吸気弁の開弁開始時期からパルス過給用開閉弁の開弁開始時期までの期間は、パルス過給用開閉弁と吸気弁との間の吸気通路がピストンの下降動作によって負圧になる。このため、パルス過給用開閉弁が開弁された時には該パルス過給用開閉弁より上流のガスが急速にパルス過給用開閉弁と吸気弁との間の吸気通路及び内燃機関内へ流れ込むようになる。その結果、吸気の慣性過給効果が高まり、気筒内のガス充填効率が向上する。 According to such pulse supercharging, the intake passage between the pulse supercharging on-off valve and the intake valve is in a period from the opening start timing of the intake valve to the opening start timing of the pulse supercharging on-off valve. Negative pressure is generated by the downward movement of the piston. Therefore, when the pulse supercharging on / off valve is opened, the gas upstream of the pulse supercharging on / off valve rapidly flows into the intake passage between the pulse supercharging on / off valve and the intake valve and the internal combustion engine. It becomes like this. As a result, the inertial supercharging effect of intake air is increased, and the gas charging efficiency in the cylinder is improved.
上記したパルス過給は、主としてターボチャージャを備えた内燃機関の加速運転時にターボチャージャの過給遅れ(ターボラグ)を補うために用いられる。 The above-described pulse supercharging is mainly used to compensate for the turbocharger supercharging delay (turbo lag) during acceleration operation of an internal combustion engine equipped with a turbocharger.
ここで、内燃機関が高圧EGR通路を備えている場合には、高圧EGR通路が吸気通路と接続される高圧EGRガスの供給口がコンプレッサよりも下流であり、パルス過給用開閉弁近傍に配置される。この場合に高圧EGR通路を用いたEGR運転を実施しつつパルス過給を実施すると、パルス過給によって当該高圧EGR通路から高圧EGRガスが内燃機関内に過剰に流れ込んでしまう。そして、気筒内に導入される吸気のEGR率が変化し、内燃機関の燃焼状態を悪化させてしまう。 Here, when the internal combustion engine is provided with a high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas supply port connected to the intake passage is downstream of the compressor and is arranged in the vicinity of the pulse supercharging on / off valve. Is done. In this case, if pulse supercharging is performed while performing EGR operation using the high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas excessively flows into the internal combustion engine from the high pressure EGR passage due to the pulse supercharging. Then, the EGR rate of the intake air introduced into the cylinder changes, and the combustion state of the internal combustion engine is deteriorated.
そこで、本発明では、パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる場合に、高圧EGR通路を用いて高圧EGRガスを還流させることを禁止するようにした。 Therefore, in the present invention, when the pulse supercharging is performed using the pulse supercharging on / off valve, it is prohibited to recirculate the high pressure EGR gas using the high pressure EGR passage.
これによると、パルス過給中は、高圧EGRガスを還流させないので、高圧EGR通路から高圧EGRガスが内燃機関内に流れ込むことがない。 According to this, since the high pressure EGR gas is not recirculated during the pulse supercharging, the high pressure EGR gas does not flow into the internal combustion engine from the high pressure EGR passage.
一方、内燃機関の運転状態に応じて内燃機関へEGRガスを供給する必要がある。ここで、低圧EGR通路は、吸気通路に接続される低圧EGRガスの供給口がコンプレッサよりも上流にある。このため、パルス過給による影響を受けない。よって、気筒内に導入すべきEGRガス量は、低圧EGR通路を用いたEGR運転で安定して供給できる。 On the other hand, it is necessary to supply EGR gas to the internal combustion engine according to the operating state of the internal combustion engine. Here, in the low pressure EGR passage, the supply port of the low pressure EGR gas connected to the intake passage is upstream of the compressor. For this reason, it is not affected by pulse supercharging. Therefore, the amount of EGR gas to be introduced into the cylinder can be stably supplied by the EGR operation using the low pressure EGR passage.
すなわち、前記第1制御手段は、前記パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる場合に、前記高圧EGR通路を用いて前記高圧EGRガスを還流させることを禁止すると共に、前記内燃機関が要求するEGRガス量を、前記低圧EGR通路を用いて前記低圧EGRガスを還流させることで供給するとよい。 That is, the first control means prohibits recirculation of the high pressure EGR gas using the high pressure EGR passage when pulse supercharging is performed using the pulse supercharging on / off valve, and the internal combustion engine is The required amount of EGR gas may be supplied by refluxing the low pressure EGR gas using the low pressure EGR passage.
したがって、パルス過給と低圧EGR通路を用いたEGR運転とが同時に実施され、内燃機関に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことができる。 Therefore, the pulse supercharging and the EGR operation using the low pressure EGR passage are simultaneously performed, the EGR rate of the intake air introduced into the internal combustion engine is stabilized, and the combustion state of the internal combustion engine can be kept good.
また、本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ前記低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の前記排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込
み前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路へ前記高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記コンプレッサよりも下流かつ前記内燃機関の吸気弁よりも上流の前記吸気通路に設けられたパルス過給用開閉弁と、
前記高圧EGR通路を用いて前記高圧EGRガスを還流させる場合に、前記パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させることを禁止する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust as high-pressure EGR gas from the exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to the intake passage downstream of the compressor;
An on / off valve for pulse supercharging provided in the intake passage downstream of the compressor and upstream of the intake valve of the internal combustion engine;
A second control means for prohibiting pulse supercharging using the pulse supercharging on-off valve when the high pressure EGR gas is recirculated using the high pressure EGR passage;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の燃焼状態によっては高圧EGRガスを気筒内へ導入しないと燃焼の安定性が保てない場合がある。この場合には、高圧EGR通路を用いたEGR運転を優先して実施しなければならない。 Depending on the combustion state of the internal combustion engine, the combustion stability may not be maintained unless high-pressure EGR gas is introduced into the cylinder. In this case, the EGR operation using the high pressure EGR passage must be performed with priority.
ここで、内燃機関が高圧EGR通路を備えている場合には、高圧EGR通路が吸気通路と接続される高圧EGRガスの供給口がコンプレッサよりも下流であり、パルス過給用開閉弁近傍に配置される。この場合に高圧EGR通路を用いたEGR運転を実施しつつパルス過給を実施すると、パルス過給によって当該高圧EGR通路から高圧EGRガスが内燃機関内に過剰に流れ込んでしまう。そして、気筒内に導入される吸気のEGR率が変化し、内燃機関の燃焼状態を悪化させてしまう。 Here, when the internal combustion engine is provided with a high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas supply port connected to the intake passage is downstream of the compressor and is arranged in the vicinity of the pulse supercharging on / off valve. Is done. In this case, if pulse supercharging is performed while performing EGR operation using the high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas excessively flows into the internal combustion engine from the high pressure EGR passage due to the pulse supercharging. Then, the EGR rate of the intake air introduced into the cylinder changes, and the combustion state of the internal combustion engine is deteriorated.
そこで、本発明では、高圧EGR通路を用いて高圧EGRガスを還流させる場合に、パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させることを禁止するようにした。 Therefore, in the present invention, when the high pressure EGR gas is recirculated using the high pressure EGR passage, the pulse supercharging using the pulse supercharging on / off valve is prohibited.
これによると、高圧EGR通路を用いて高圧EGRガスを還流させている間は、パルス過給させないので、パルス過給によって高圧EGR通路から高圧EGRガスが内燃機関内に過剰に流れ込んでしまうことがない。 According to this, since the pulse supercharging is not performed while the high pressure EGR gas is recirculated using the high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas may excessively flow into the internal combustion engine from the high pressure EGR passage. Absent.
したがって、高圧EGR通路を用いたEGR運転が優先して実施される場合には、パルス過給が実施されないことで、内燃機関に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことができる。 Therefore, when EGR operation using the high pressure EGR passage is performed with priority, pulse supercharging is not performed, so that the EGR rate of the intake air introduced into the internal combustion engine is stabilized, and the combustion state of the internal combustion engine is reduced. Can keep good.
本発明によると、内燃機関の制御装置において、気筒内に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことができる。 According to the present invention, in the control device for an internal combustion engine, the EGR rate of the intake air introduced into the cylinder is stabilized, and the combustion state of the internal combustion engine can be kept good.
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the present invention will be described below.
<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied.
図1に示す内燃機関1は、ディーゼルエンジンである。内燃機関1は、各気筒2内へ直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁3と、各気筒2内へ空気を導く吸気通路4とを備えている。吸気通路4の途中には、遠心過給器(ターボチャージャ)5のコンプレッサ部50とインタークーラ6が配置されている。
The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine. The internal combustion engine 1 includes a
コンプレッサ部50により過給された吸気は、インタークーラ6により冷却された後に各気筒2内へ導かれるようになっている。各気筒2内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁3から噴射された燃料とともに気筒2内で着火及び燃焼される。
The intake air supercharged by the
各気筒2内で燃焼されたガスは、排気通路7へ排出される。排気通路7へ排出された排気は、排気通路7の途中に配置されたタービン部51及び排気浄化装置8を経由して大気中へ放出される。
The gas burned in each cylinder 2 is discharged to the exhaust passage 7. The exhaust discharged into the exhaust passage 7 is released into the atmosphere via the
排気浄化装置8としては、酸化能とNOx吸蔵能を有する吸蔵還元型NOx触媒、酸化能とPM捕集能を有するパティキュレートフィルタ、或いは、吸蔵還元型NOx触媒が担持されたパティキュレートフィルタ等を例示することができる。
As the
前記した吸気通路4と排気通路7は、低圧EGR通路9により相互に接続されている。詳細には、排気浄化装置8より下流の排気通路7とコンプレッサ部50より上流の吸気通路4とは、低圧EGR通路9によって相互に接続されている。
The intake passage 4 and the exhaust passage 7 described above are connected to each other by a low
前記低圧EGR通路9の途中には、該低圧EGR通路9の流路断面積を調節する低圧EGR弁10と、該低圧EGR通路9を流れるガス(低圧EGRガス)を冷却する低圧EGRクーラ11が配置されている。低圧EGR通路9を流れる低圧EGRガス量は、低圧EGR弁10の開度によって調整される。
In the middle of the low
また、前記した吸気通路4と排気通路7は、高圧EGR通路12により相互に接続されている。詳細には、タービン部51より上流の排気通路7とインタークーラ6より下流の吸気通路4とは、高圧EGR通路12によって相互に接続されている。
The intake passage 4 and the exhaust passage 7 described above are connected to each other by a high
前記高圧EGR通路12の途中には、該高圧EGR通路12の流路断面積を調節する高圧EGR弁13と、該高圧EGR通路12を流れるガス(高圧EGRガス)を冷却する高圧EGRクーラ14が配置されている。高圧EGR通路12を流れるEGRガス量は、高圧EGR弁13の開度によって調整される。
In the middle of the high-
前記高圧EGR通路12の接続部より下流の吸気通路4は、内燃機関1の気筒数と同数(この場合は4つ)の分岐管40に分岐されている。各分岐管40は、内燃機関1の気筒2と各々連通している(以下、4つの分岐管を「インテークマニフォルド」と総称する)。
The intake passage 4 downstream from the connecting portion of the high-
インテークマニフォルド40の各分岐管には、各分岐管の通路を開閉するパルス過給用開閉弁15が配置されている。
Each branch pipe of the
上記した燃料噴射弁3、低圧EGR弁10、高圧EGR弁13、及びパルス過給用開閉弁15は、ECU16によって電気的に制御される。ECU16は、吸気通路4に配置されたエアフローメータ17の測定値、排気浄化装置8より下流の排気通路7に配置された空燃比センサ(A/Fセンサ)18の測定値、内燃機関1に取り付けられたクランクポジションセンサ19の測定値、及びアクセルポジションセンサ20の測定値などをパラメータとして、燃料噴射弁3、低圧EGR弁10、高圧EGR弁13、及びパルス過給用開閉弁15を制御する。
The
たとえば、低圧EGR弁10が開弁されると、低圧EGR通路9が導通状態となり、排気浄化装置8から流出した排気の一部が低圧EGRガスとして低圧EGR通路9を経由して吸気通路4に流入する。吸気通路4に流入した低圧EGRガスはコンプレッサ部50、インテークマニフォルド40を経由して内燃機関1に再循環する。
For example, when the low
また、高圧EGR弁13が開弁されると、高圧EGR通路12が導通状態となり、排気通路7を流れる排気の一部が高圧EGRガスとして高圧EGR通路12を経由してインテークマニフォルド40に流入し、内燃機関1に再循環する。
When the high pressure EGR valve 13 is opened, the high
このように、低圧EGR通路9及び/又は高圧EGR通路12を経由して排気の一部をEGRガス(低圧EGRガス及び高圧EGRガスを総じてEGRガスという)として内燃機関1に再循環させるEGR運転を行うことによって、内燃機関1の燃焼温度を低下させ、燃焼過程で発生するNOxの排出量を低減することができる。
Thus, an EGR operation in which a part of the exhaust gas is recirculated to the internal combustion engine 1 as EGR gas (low pressure EGR gas and high pressure EGR gas are collectively referred to as EGR gas) via the low
ここで、低圧EGR通路9を用いたEGR運転及び高圧EGR通路12を用いたEGR運転を好適に実行可能な内燃機関1の運転状態の条件は、予め実験などにより求められている。本実施例では、内燃機関1の運転状態に応じて低圧EGR通路9及び高圧EGR通路12を用いるEGR運転を切り替えて、或いは併用して排気の再循環を行うようにしている。
Here, the conditions of the operating state of the internal combustion engine 1 that can suitably execute the EGR operation using the low-
図2は、内燃機関1の運転状態の領域毎に定められた、EGR運転の切替パターンを示した図である。図2の横軸は内燃機関1の機関回転数を表し、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表している。 FIG. 2 is a diagram showing an EGR operation switching pattern determined for each operating state region of the internal combustion engine 1. 2 represents the engine speed of the internal combustion engine 1, and the vertical axis represents the engine load of the internal combustion engine 1.
図2において、領域HPLは、内燃機関1の運転状態が低負荷低回転の領域であり、ここでは高圧EGR通路12を用いたEGR運転が実施される。領域LPL+HPLは、内燃機関1の運転状態が中負荷中回転の領域であり、ここでは高圧EGR通路12及び低圧EGR通路9を用いたEGR運転が併用される。領域LPLは、内燃機関1の運転状態が高負荷高回転の領域であり、ここでは低圧EGR通路9を用いたEGR運転が実施される。
In FIG. 2, a region HPL is a region where the operating state of the internal combustion engine 1 is low load and low rotation, and here, EGR operation using the high
このように、高圧EGR通路12及び低圧EGR通路9を用いたEGR運転を切り替えて、或いは併用することによって、広範な運転領域においてEGR運転を実施できる。
As described above, the EGR operation can be performed in a wide range of operation by switching or using the EGR operation using the high
一方、主として内燃機関1の加速運転開始時におけるターボチャージャ5の過給遅れ(ターボラグ)を補うためにパルス過給用開閉弁15を用いてパルス過給が実施される。
On the other hand, in order to compensate for the supercharging delay (turbo lag) of the
パルス過給用開閉弁15のパルス過給動作は、図3に示すように、吸気弁の開弁開始前(詳細には、直前のサイクルにおける吸気弁の閉弁後)に閉弁し、吸気弁の閉弁開始前に開弁される動作である。
As shown in FIG. 3, the pulse supercharging operation of the pulse supercharging on / off
このようなパルス過給によれば、吸気弁の開弁開始時期からパルス過給用開閉弁15の開弁開始時期までの期間(図3における第1期間)において、パルス過給用開閉弁15から吸気弁に至る通路が負圧となる。そして、パルス過給用開閉弁15が開弁されると、前記パルス過給用開閉弁15から吸気弁に至る通路の負圧によりパルス過給用開閉弁15より上流のガスが急速に気筒2内へ流れ込むようになる。その結果、吸気の慣性過給効果が高まり、気筒2内のガス充填効率が向上する。
According to such pulse supercharging, the pulse supercharging on / off
ところで、高圧EGR通路12が吸気通路4と接続される高圧EGRガスの供給口がコンプレッサ部50よりも下流であり、パルス過給用開閉弁15の直上流に配置される。この場合に高圧EGR通路12を用いたEGR運転を実施しつつパルス過給を実施すると、パルス過給によって当該高圧EGR通路12から高圧EGRガスが内燃機関1内に過剰に流れ込んでしまう。そして、気筒2内に導入される吸気に対するEGRガスの割合(EGR率)が変化し、内燃機関1の燃焼状態を悪化させてしまう。
By the way, the supply port of the high pressure EGR gas to which the high
そこで、本実施例では、パルス過給用開閉弁15を用いてパルス過給させる場合に、高圧EGR通路12を用いて高圧EGRガスを還流させることを禁止するようにした。
Therefore, in this embodiment, when the pulse supercharging is performed using the pulse supercharging on / off
これによると、パルス過給中は、高圧EGRガスを還流させないので、高圧EGR通路12から高圧EGRガスが内燃機関1内に流れ込むことがない。
According to this, since the high pressure EGR gas is not recirculated during the pulse supercharging, the high pressure EGR gas does not flow into the internal combustion engine 1 from the high
一方、内燃機関1の運転状態に応じて内燃機関1にEGRガスを供給する必要がある。ここで、低圧EGR通路9は、吸気通路4に接続される低圧EGRガスの供給口がコンプレッサ部50よりも上流にある。このため、パルス過給による影響を受けない。よって、気筒2内に導入すべきEGRガス量は、低圧EGR通路9を用いたEGR運転で安定して供給できる。つまり、内燃機関1が要求するEGRガス量を、低圧EGR通路9を用いて低圧EGRガスを還流させることで供給する。
On the other hand, it is necessary to supply EGR gas to the internal combustion engine 1 according to the operating state of the internal combustion engine 1. Here, in the low
したがって、パルス過給と低圧EGR通路9を用いたEGR運転とが同時に実施され、内燃機関1に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関1の燃焼状態を良好に保つことができる。
Accordingly, the pulse supercharging and the EGR operation using the low
ここで、本実施例の内燃機関1がパルス過給を実施する時の制御ルーチンについて、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ECU16に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。
Here, a control routine when the internal combustion engine 1 of the present embodiment performs pulse supercharging will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
ステップS101では、まず、ECU16は、内燃機関1の運転状態がパルス過給実施領域か否かを判断する。たとえば、ECU16が読み取るアクセルポジションセンサ20の値が大きくなる内燃機関1の加速運転開始時においてターボチャージャ5の過給遅れが生じる可能性がある場合にパルス過給実施領域と判断される。
In step S101, first, the
ステップS101で肯定判定がなされた場合には、ステップS102へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、本制御ルーチンを一旦終了する。 If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102. On the other hand, if a negative determination is made, this control routine is temporarily terminated.
ステップS102では、ECU16は、高圧EGR弁13を全閉にすると共に低圧EGR弁10を開き側に制御する。
In step S102, the
高圧EGR弁13を全閉にすることによって、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を禁止させる。
By fully closing the high pressure EGR valve 13, the EGR operation using the high
また、低圧EGR弁10を開き側に制御することによって、低圧EGR通路9を用いたEGR運転だけで、内燃機関が運転状態によって要求するEGRガス量を供給する。これにより、気筒2内へ導入される吸気のEGR率を安定させる。このため、低圧EGR弁10の開度は、高圧EGR弁13を全閉にしたことによって減少するEGRガス量を補う開度に制御される。
Further, by controlling the low
ステップS103では、ECU16は、パルス過給を実施する。具体的には、前述した図3に示したタイミングに従ってパルス過給用開閉弁15をパルス過給動作させる。その後、本制御ルーチンを一旦終了する。
In step S103, the
本制御ルーチンを実行するECU16が本発明の第1制御手段に相当する。よって、上記制御ルーチンを実行することにより、パルス過給と低圧EGR通路を用いたEGR運転とが同時に実施される。これにより、内燃機関に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことができる。
The
<実施例2>
本実施例は、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を優先する場合を説明する。上記実施例で説明した事項は説明を省略し、本実施例の特徴部分だけを説明する。
<Example 2>
In the present embodiment, a case where priority is given to EGR operation using the high-
内燃機関1の燃焼状態によっては高圧EGRガスを気筒2内へ導入しないと燃焼の安定性が保てない場合がある。この場合には、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を優先して実施しなければならない。
Depending on the combustion state of the internal combustion engine 1, combustion stability may not be maintained unless high pressure EGR gas is introduced into the cylinder 2. In this case, the EGR operation using the high-
しかしながら、内燃機関1が高圧EGR通路12を備えている場合には、高圧EGR通路12が吸気通路4と接続される高圧EGRガスの供給口がコンプレッサよりも下流であり、パルス過給用開閉弁15近傍に配置される。この場合に高圧EGR通路12を用いたEGR運転を実施しつつパルス過給を実施すると、パルス過給によって当該高圧EGR通路12から高圧EGRガスが内燃機関1内に過剰に流れ込んでしまう。そして、気筒2内に導入される吸気のEGR率が変化し、内燃機関1の燃焼状態を悪化させてしまう。
However, when the internal combustion engine 1 includes the high-
そこで、本実施例では、高圧EGR通路12を用いて高圧EGRガスを還流させる、すなわち高圧EGR通路12を用いたEGR運転を行う場合に、パルス過給用開閉弁15を用いてパルス過給させることを禁止するようにした。
Therefore, in the present embodiment, the high
これによると、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を行う間は、パルス過給させないので、パルス過給によって高圧EGR通路12から高圧EGRガスが内燃機関1内に過剰に流れ込んでしまうことがない。
According to this, since the pulse supercharging is not performed during the EGR operation using the high
したがって、高圧EGR通路12を用いたEGR運転が優先して実施される場合には、パルス過給が実施されないことで、内燃機関1に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関1の燃焼状態を良好に保つことができる。
Therefore, when the EGR operation using the high-
ここで、本実施例の内燃機関1がパルス過給を実施する時の制御ルーチンについて、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ECU16に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。
Here, the control routine when the internal combustion engine 1 of the present embodiment performs pulse supercharging will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
ステップS201では、まず、ECU16は、内燃機関1の運転状態がパルス過給実施領域か否かを判断する。たとえば、ECU16が読み取るアクセルポジションセンサ20の値が大きくなる内燃機関1の加速運転開始時においてターボチャージャ5の過給遅れが生じる可能性がある場合にパルス過給実施領域と判断される。
In step S201, first, the
ステップS201で肯定判定がなされた場合には、ステップS202へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、本制御ルーチンを一旦終了する。 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, this control routine is temporarily terminated.
ステップS202では、ECU16は、高圧EGR通路12を用いたEGR運転(HPL)を優先して実施するか否かを判断する。具体的には、内燃機関1の燃焼状態が高圧EGRガスを気筒2内へ導入しないと燃焼の安定性が保てない場合に、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を優先して実施すると判断される。
In step S202, the
ステップS202で肯定判定がなされた場合には、ステップS203へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、ステップS204へ進む。 If an affirmative determination is made in step S202, the process proceeds to step S203, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S204.
ステップS203では、ECU16は、パルス過給を禁止する。その際、現在実施している高圧EGR通路12を用いたEGR運転を実施し続ける。すなわち、高圧EGR弁13の開度を維持する。その後、本制御ルーチンを一旦終了する。
In step S203, the
一方、ステップS204では、ECU16は、高圧EGR弁13を全閉にすると共に低圧EGR弁10を開き側に制御する。
On the other hand, in step S204, the
高圧EGR弁13を全閉にすることによって、高圧EGR通路12を用いたEGR運転を禁止させる。
By fully closing the high pressure EGR valve 13, the EGR operation using the high
また、低圧EGR弁10を開き側に制御することによって、低圧EGR通路9を用いたEGR運転だけで、内燃機関が運転状態によって要求するEGRガス量を供給する。これにより、気筒2内へ導入される吸気のEGR率を安定させる。このため、低圧EGR弁10の開度は、高圧EGR弁13を全閉にしたことによって減少するEGRガス量を補う開度に制御される。
Further, by controlling the low
ステップS205では、ECU16は、パルス過給を実施する。具体的には、前述した図3に示したタイミングに従ってパルス過給用開閉弁15をパルス過給動作させる。その後、本制御ルーチンを一旦終了する。
In step S205, the
本制御ルーチンを実行するECUが本発明の第2制御手段に相当する。よって、上記制御ルーチンを実行することにより、高圧EGR通路を用いたEGR運転が優先して実施される場合には、パルス過給が実施されない。これにより、内燃機関に導入される吸気のEGR率が安定し、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことができる。 The ECU that executes this control routine corresponds to the second control means of the present invention. Therefore, when the EGR operation using the high pressure EGR passage is performed with priority by executing the control routine, pulse supercharging is not performed. Thereby, the EGR rate of the intake air introduced into the internal combustion engine is stabilized, and the combustion state of the internal combustion engine can be kept good.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 吸気通路
5 ターボチャージャ
6 インタークーラ
7 排気通路
8 排気浄化装置
9 低圧EGR通路
10 低圧EGR弁
11 低圧EGRクーラ
12 高圧EGR通路
13 高圧EGR弁
14 高圧EGRクーラ
15 パルス過給用開閉弁
16 ECU
17 エアフローメータ
19 クランクポジションセンサ
20 アクセルポジションセンサ
40 インテークマニフォルド
50 コンプレッサ部
51 タービン部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2
17
Claims (3)
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ前記低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の前記排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路へ前記高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記コンプレッサよりも下流かつ前記内燃機関の吸気弁よりも上流の前記吸気通路に設けられたパルス過給用開閉弁と、
前記パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させる場合に、前記高圧EGR通路を用いて前記高圧EGRガスを還流させることを禁止する第1制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust as high-pressure EGR gas from the exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to the intake passage downstream of the compressor;
An on / off valve for pulse supercharging provided in the intake passage downstream of the compressor and upstream of the intake valve of the internal combustion engine;
A first control means for prohibiting recirculation of the high-pressure EGR gas using the high-pressure EGR passage when performing pulse supercharging using the pulse supercharging on-off valve;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ前記低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の前記排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路へ前記高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記コンプレッサよりも下流かつ前記内燃機関の吸気弁よりも上流の前記吸気通路に設けられたパルス過給用開閉弁と、
前記高圧EGR通路を用いて前記高圧EGRガスを還流させる場合に、前記パルス過給用開閉弁を用いてパルス過給させることを禁止する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust as high-pressure EGR gas from the exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to the intake passage downstream of the compressor;
An on / off valve for pulse supercharging provided in the intake passage downstream of the compressor and upstream of the intake valve of the internal combustion engine;
A second control means for prohibiting pulse supercharging using the pulse supercharging on / off valve when the high pressure EGR gas is recirculated using the high pressure EGR passage;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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