JP2009068398A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of suppressing the drop of an exhaust gas temperature in an exhaust gas port depending on operating status of the internal combustion engine. <P>SOLUTION: An internal combustion engine 10 is equipped with a turbo-supercharger 70, in which cooling water passages (33, 34) in multiple routes are provided in engine body 20, and flow rate control means (50, 100) capable of adjusting flow rate of cooling water of at least the cooling water passage 33 at exhaust gas port side passing nearest the exhaust gas port out of the cooling water passages (33, 34), relative to another cooling water passage 34. The flow rate control means (50, 100) reduces cooling water flow rate of the cooling water passage 33 at exhaust gas port side based on an operating status of the internal combustion engine 10. Depending on an operating status of the internal combustion engine 10, temperatures of exhaust gas port side, for example, exhaust gas port and exhaust gas manifold are raised, and temperature drop of emitted gas flowing through the exhaust gas port is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ターボ過給機を備えた内燃機関に関し、複数経路の冷却水の流路が機関本体に設けられた内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine provided with a turbocharger, and to an internal combustion engine in which a plurality of paths of cooling water are provided in an engine body.

内燃機関においては、近年、複数経路の冷却水の流路(以下、冷却水路と記す)が機関本体に設けられて、各経路を流れる冷却水流量を別個に調整する、いわゆる多系統冷却が可能な内燃機関が知られている。例えば、主にシリンダブロックを冷却する冷却水路と、主にシリンダヘッドを冷却する冷却水路を有しており、内燃機関の冷間時においては、主にシリンダブロックを冷却する冷却水路には冷却水を循環させないように構成することで、シリンダブロックの早期の暖機完了を図るものがある。   In recent years, in an internal combustion engine, a plurality of cooling water flow paths (hereinafter referred to as cooling water paths) are provided in the engine body, and so-called multi-system cooling is possible in which the flow rate of cooling water flowing through each path is adjusted separately. There are known internal combustion engines. For example, a cooling water passage that mainly cools the cylinder block and a cooling water passage that mainly cools the cylinder head are provided. When the internal combustion engine is cold, the cooling water passage that mainly cools the cylinder block is provided with cooling water. In some cases, the cylinder block is configured not to circulate so that the cylinder block can be warmed up early.

また、下記の特許文献1には、ターボ過給機を備えた内燃機関であって、ターボ過給機を冷却するための冷却路と、当該冷却路を迂回させるバイパス流路と、バイパス流路の流れを止めることが可能なバイパスバルブとを有する内燃機関が開示されている。特許文献1に記載の内燃機関は、暖機中において、バイパスバルブを開いてバイパス流路に冷却水を流し、ターボ過給機を冷却する冷却路の流量を減少させている。これにより、排出ガスがターボ過給機を通過するときに生じる排出ガスの温度(以下、排気温度と記す)の低下を抑制し、排気浄化触媒の早期活性化を図っている。   Patent Document 1 listed below is an internal combustion engine including a turbocharger, a cooling path for cooling the turbocharger, a bypass flow path for bypassing the cooling path, and a bypass flow path An internal combustion engine having a bypass valve capable of stopping the flow is disclosed. In the internal combustion engine described in Patent Document 1, during warm-up, the bypass valve is opened to flow cooling water through the bypass flow path, and the flow rate of the cooling path that cools the turbocharger is reduced. As a result, the exhaust gas temperature (hereinafter referred to as the exhaust gas temperature) generated when the exhaust gas passes through the turbocharger is prevented from lowering, and the exhaust purification catalyst is activated early.

特開2004−116310号公報JP 2004-116310 A

ところで、ターボ過給機付き内燃機関においては、機関負荷が比較的低い場合など、気筒から排出される排出ガスの流量が低く、加えて、排気温度が低いことが知られている。このような場合、ターボ過給機が排出ガスから仕事エネルギを取り出す効率(以下、ターボ効率と記す)が低下するという問題がある。排出ガスの流量が同じ場合であっても、排気温度が低くなるに従って、ターボ効率は低下する。   Incidentally, it is known that in an internal combustion engine with a turbocharger, when the engine load is relatively low, the flow rate of exhaust gas discharged from the cylinder is low, and in addition, the exhaust temperature is low. In such a case, there is a problem that the efficiency with which the turbocharger extracts work energy from the exhaust gas (hereinafter referred to as turbo efficiency) decreases. Even if the flow rate of the exhaust gas is the same, the turbo efficiency decreases as the exhaust temperature decreases.

特に、気筒内で希薄燃焼を行う内燃機関や、エタノール等の気化潜熱の大きい燃料を燃焼させる内燃機関の場合は、理論空燃比でガソリンを燃焼させる内燃機関に比べて、気筒内における燃焼温度が低く、これに伴い気筒から排出される排出ガスの温度(以下、排気温度と記す)も低くなることが知られており、排出ガスのガス流量が同じ場合、排気温度が低いと、ターボ効率が低下するという問題がある。また、排気マニホールドとシリンダヘッドが一体に構成されている場合、シリンダヘッド共に排気マニホールドも冷却されてしまい、ターボ過給機のタービンに流入する排出ガスの排気温度が低下してターボ効率が低下するという問題が生じる。   In particular, in the case of an internal combustion engine that performs lean combustion in a cylinder or an internal combustion engine that burns fuel with a large latent heat of vaporization such as ethanol, the combustion temperature in the cylinder is higher than that of an internal combustion engine that burns gasoline at a stoichiometric air-fuel ratio. It is known that the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder (hereinafter referred to as the exhaust temperature) is also lowered along with this, and if the exhaust gas temperature is the same, the turbo efficiency is reduced when the exhaust gas temperature is the same. There is a problem of lowering. In addition, when the exhaust manifold and the cylinder head are integrally formed, the exhaust manifold is cooled together with the cylinder head, and the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the turbine of the turbocharger is lowered and the turbo efficiency is lowered. The problem arises.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の運転状態に応じて、排気ポートにおける排気温度の低下を抑制可能な内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of suppressing a decrease in exhaust temperature at an exhaust port in accordance with an operating state of the internal combustion engine.

上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、ターボ過給機を備え、複数経路の冷却水路が機関本体に設けられた内燃機関であって、複数経路の冷却水路のうち、少なくとも最も排気ポート側を通る冷却水路である排気ポート側冷却水路の冷却水流量を、他の冷却水路に対して調整可能な流量制御手段を備え、流量制御手段は、内燃機関の運転状態に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention is an internal combustion engine that includes a turbocharger and is provided with a plurality of cooling water passages in an engine body, and among the plurality of cooling water passages, Flow rate control means is provided that can adjust the coolant flow rate of the exhaust port side cooling water channel that is at least the cooling water channel passing through the exhaust port side relative to other cooling water channels, and the flow rate control means is based on the operating state of the internal combustion engine. And reducing the flow rate of cooling water in the exhaust port side cooling water channel.

本発明に係る内燃機関において、流量制御手段は、排気温度を推定する排気温度推定手段と、推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるか否かを判定する弱冷可否判定手段と、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させると判定された場合に、排気温度が予め設定された排気温度上限値に達しないよう、推定された排気温度に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を決定する流量決定手段と、を有するものとすることができる。   In the internal combustion engine according to the present invention, the flow rate control means is configured to cool the exhaust port side cooling water channel based on the exhaust temperature estimation means for estimating the exhaust temperature, the estimated exhaust temperature, and a preset exhaust gas upper limit value. Exhaust temperature reaches a preset exhaust gas temperature upper limit value when it is determined to reduce the cooling water flow rate of the weak cooling possibility determination unit and the exhaust port side cooling water channel for determining whether or not to reduce the water flow rate. The flow rate determining means for determining the coolant flow rate of the exhaust port side cooling water channel based on the estimated exhaust gas temperature may be included.

本発明に係る内燃機関において、内燃機関からの機械的動力を受けて駆動されて、全ての冷却水路に冷却水を圧送可能な冷却水ポンプを備えるものであり、流量制御手段は、排気ポート側冷却水路に設けられ、当該排気ポート側冷却水路の冷却水流量を調整可能な流量調整弁と、内燃機関の運転状態に基づいて、流量調整弁の開度を制御可能な調整弁制御手段と、を含み、調整弁制御手段は、流量調整弁の開度を低下させて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるものとすることができる。   The internal combustion engine according to the present invention is provided with a cooling water pump that is driven by receiving mechanical power from the internal combustion engine and can pump cooling water to all the cooling water passages. A flow rate adjusting valve provided in the cooling water channel and capable of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel, and an adjustment valve control means capable of controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve based on the operating state of the internal combustion engine; The control valve control means can reduce the flow rate of the cooling water in the exhaust port side cooling water channel by reducing the opening of the flow rate control valve.

本発明に係る内燃機関において、流量制御手段は、排気ポート側冷却水路に設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第1冷却水ポンプと、他の冷却水路に設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第2冷却水ポンプと、第1及び第2冷却水ポンプがそれぞれ圧送する冷却水流量を制御可能なポンプ制御手段と、を含み、ポンプ制御手段は、第1冷却水ポンプが圧送する冷却水流量を低下させて排気ポート側冷却水路を流れる冷却水流量を低減させるものとすることができる。   In the internal combustion engine according to the present invention, the flow rate control means is provided in the exhaust port side cooling water passage, and is provided with a first cooling water pump capable of adjusting the flow rate of the cooling water to be pumped, and the cooling water provided in the other cooling water channels and pumped. A second cooling water pump capable of adjusting the flow rate, and pump control means capable of controlling a cooling water flow rate pumped by each of the first and second cooling water pumps. The pump control means includes the first cooling water pump. The flow rate of cooling water flowing through the exhaust port side cooling water channel can be reduced by reducing the flow rate of cooling water to be pumped.

本発明によれば、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を調整可能な流量制御手段が、内燃機関の運転状態に基づいて、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるものとしたので、内燃機関の運転状態に応じて、排気ポートの温度を上昇させて、排気ポートを流れる排出ガスの温度低下を抑制することができる。これにより、ターボ過給機のタービンに流入する排出ガスの温度を上昇させて、ターボ過給機の効率を向上させることが可能となる。   According to the present invention, the flow rate control means capable of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel reduces the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel based on the operating state of the internal combustion engine. Depending on the operating state of the internal combustion engine, the temperature of the exhaust port can be raised to suppress the temperature drop of the exhaust gas flowing through the exhaust port. Thereby, it becomes possible to raise the temperature of the exhaust gas which flows into the turbine of a turbocharger, and to improve the efficiency of a turbocharger.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

まず、本実施例に係る内燃機関の構成について図1を用いて説明する。図1は、内燃機関の構成を示す模式図である。なお、図1において、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。   First, the configuration of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine. In FIG. 1, only the main part related to the present invention is schematically shown.

図1に示すように、内燃機関10には、気筒から排出される排出ガスの運動エネルギにより吸入された空気を圧縮するターボ過給機70を備えている。この内燃機関10は、原動機として自動車に搭載されるものであり、内燃機関10を制御するための電子制御装置100(以下、ECUと記す)が設けられている。本実施例において、ECU100は、内燃機関10に含まれている。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 10 includes a turbocharger 70 that compresses air sucked by kinetic energy of exhaust gas discharged from the cylinder. The internal combustion engine 10 is mounted on a motor vehicle as a prime mover, and is provided with an electronic control device 100 (hereinafter referred to as ECU) for controlling the internal combustion engine 10. In the present embodiment, the ECU 100 is included in the internal combustion engine 10.

内燃機関10には、内部に気筒が形成される本体系部品として、図示しない、シリンダブロック、ピストン、クランク軸、及びシリンダヘッド等が設けられている。シリンダブロックには、ピストンに対向してシリンダボアを囲うようにシリンダヘッドが結合されて、機関本体20が構成されている。機関本体20内には、シリンダボア、シリンダヘッド、及びピストンにより囲まれて、「気筒」が形成されている。   The internal combustion engine 10 is provided with a cylinder block, a piston, a crankshaft, a cylinder head, and the like (not shown) as main body components in which a cylinder is formed. A cylinder head is coupled to the cylinder block so as to surround the cylinder bore so as to face the piston, thereby constituting an engine body 20. A “cylinder” is formed in the engine body 20 by being surrounded by a cylinder bore, a cylinder head, and a piston.

内燃機関10が発生した機械的動力は、クランク軸から出力される。クランク軸の近傍には、クランク軸の回転角位置(以下、クランク角と記す)を検出する図示しないクランク角センサが設けられている。クランク角センサは、検出したクランク角に係る信号を、ECU100に送出している。   The mechanical power generated by the internal combustion engine 10 is output from the crankshaft. A crank angle sensor (not shown) that detects a rotation angle position of the crank shaft (hereinafter referred to as a crank angle) is provided in the vicinity of the crank shaft. The crank angle sensor sends a signal related to the detected crank angle to the ECU 100.

機関本体20のうちシリンダヘッドには、各気筒に対応して、吸気通路からの吸入空気を気筒内に導く吸気ポート(図示せず)と、気筒内からの排出ガスを後述する排気通路に排出する排気ポート(図示せず)が形成されている。   The cylinder head of the engine body 20 has an intake port (not shown) that guides intake air from the intake passage into the cylinder corresponding to each cylinder, and discharges exhaust gas from the cylinder to an exhaust passage that will be described later. An exhaust port (not shown) is formed.

また、内燃機関10には、外気から気筒内に空気を導く吸気系部品として、外気から空気を導入する外気ダクト、吸入空気から塵芥を除去するエアクリーナ、吸入空気の流量を計測するエアフロメータ、吸入空気の流量を調整するスロットル弁、吸入空気を各気筒に分配する分配管である吸気マニホールド等が設けられている。   The internal combustion engine 10 includes an external air duct that introduces air from outside air, an air cleaner that removes dust from the intake air, an air flow meter that measures the flow rate of intake air, A throttle valve that adjusts the flow rate of air, an intake manifold that is a distribution pipe that distributes intake air to each cylinder, and the like are provided.

エアフロメータは、外気ダクトから導入されて、気筒内に流入する吸気の流量(以下、「吸入空気量」と記す)を検出しており、検出した吸入空気量に係る信号を、ECU100に送出している。   The air flow meter detects the flow rate of intake air that is introduced from the outside air duct and flows into the cylinder (hereinafter referred to as “intake air amount”), and sends a signal related to the detected intake air amount to the ECU 100. ing.

外気ダクトから導入された吸気は、エアクリーナを通過し、エアフロメータで流量が検出されて、ターボ過給機70のコンプレッサ76で圧縮される。圧縮された吸気は、スロットル弁に流れ、スロットル弁で流量が調整されて、吸気マニホールドに流入し、機関本体20に設けられた各気筒内に流入する。   The intake air introduced from the outside air duct passes through the air cleaner, the flow rate is detected by the air flow meter, and is compressed by the compressor 76 of the turbocharger 70. The compressed intake air flows into the throttle valve, the flow rate of which is adjusted by the throttle valve, flows into the intake manifold, and flows into each cylinder provided in the engine body 20.

また、内燃機関10には、気筒内からの排出ガスを外気に排出する排気系部品として、各気筒からの排出ガスを合流させてターボ過給機70に導く排気マニホールドと、ターボ過給機70のタービン72からの排出ガスを外気に導く排気管78と、排出ガス中の有害成分を浄化する排気浄化触媒80が設けられている。排気マニホールドは、機関本体20が有する複数の気筒から排出された排出ガスを合流させて、後述するターボ過給機70のタービン72に導く。なお、排気マニホールドは、機関本体20のシリンダヘッドと一体に結合されており、機関本体20に含まれている。排気マニホールドの合流部を、図に符号60で示す。なお、排気マニホールドは、機関本体20のシリンダヘッドと別体に構成されているものとしても良い。   Further, the internal combustion engine 10 includes an exhaust manifold that exhausts exhaust gases from the cylinders to the outside air, joins exhaust gases from the cylinders and guides them to the turbocharger 70, and a turbocharger 70. An exhaust pipe 78 that guides exhaust gas from the turbine 72 to the outside air and an exhaust purification catalyst 80 that purifies harmful components in the exhaust gas are provided. The exhaust manifold joins exhaust gases exhausted from a plurality of cylinders of the engine body 20 and guides them to a turbine 72 of a turbocharger 70 described later. The exhaust manifold is integrally coupled to the cylinder head of the engine body 20 and is included in the engine body 20. The joining portion of the exhaust manifold is indicated by reference numeral 60 in the figure. The exhaust manifold may be configured separately from the cylinder head of the engine body 20.

ターボ過給機70は、吸気配管(図に二点鎖線で示す)の間に介在して設けられたコンプレッサ76と、排気マニホールドと排気管78との間に介在して設けられたタービン72とを有している。ターボ過給機70は、排気マニホールドを介して、タービン72に流入する排出ガス流の運動エネルギにより、コンプレッサ76にある空気を圧縮して、気筒に向けて給送することが可能となっている。   The turbocharger 70 includes a compressor 76 provided between intake pipes (indicated by a two-dot chain line in the drawing), and a turbine 72 provided between an exhaust manifold and an exhaust pipe 78. have. The turbocharger 70 can compress the air in the compressor 76 and feed it toward the cylinder by the kinetic energy of the exhaust gas flow flowing into the turbine 72 via the exhaust manifold. .

排気浄化触媒80には、三元触媒やNOx吸蔵還元型触媒などが用いられる。これらは、触媒作用を有する貴金属を有しているため、排気浄化触媒80を流れる排出ガスの排気温度が、所定の上限値以上になると、機能が損なわれる虞がある。このため、排気温度には、上限値(以下、排気温度上限値と記す)が予め設定されている。つまり、内燃機関10は、排気温度が、予め設定された排気温度上限値を下回るようにECU100により制御される。   As the exhaust purification catalyst 80, a three-way catalyst, a NOx occlusion reduction type catalyst or the like is used. Since these have a noble metal having a catalytic action, the function may be impaired if the exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust purification catalyst 80 is equal to or higher than a predetermined upper limit value. Therefore, an upper limit value (hereinafter referred to as an exhaust temperature upper limit value) is set in advance for the exhaust temperature. That is, the internal combustion engine 10 is controlled by the ECU 100 so that the exhaust temperature is below a preset exhaust temperature upper limit value.

機関本体20に形成された気筒から、排気ポートに排出された高温の排出ガスは、排気マニホールドで合流し、タービン72に流入し、ターボ過給機70を作動させる。タービン72から排出された排出ガスは、排気管78から排気浄化触媒80に流入して、有害成分が浄化された後、外気に放出される。   The high temperature exhaust gas discharged from the cylinder formed in the engine body 20 to the exhaust port joins at the exhaust manifold, flows into the turbine 72, and operates the turbocharger 70. Exhaust gas discharged from the turbine 72 flows into the exhaust purification catalyst 80 from the exhaust pipe 78, and after harmful components are purified, it is released to the outside air.

なお、「排気通路」とは、気筒内から排出された排出ガスが、ターボ過給機70のタービン72、及び排気浄化触媒80を通過し、外気に放出されるまでの排出ガスの流路を意味している。本実施例において、排気通路には、機関本体20に形成された排気ポートが含まれている。   The “exhaust passage” is a passage of exhaust gas until exhaust gas discharged from the cylinder passes through the turbine 72 of the turbocharger 70 and the exhaust purification catalyst 80 and is released to the outside air. I mean. In the present embodiment, the exhaust passage includes an exhaust port formed in the engine body 20.

また、内燃機関10には、機関本体20を冷却するため、冷却水(クーラント)が流通可能な流路(以下、冷却水路と記す)が、複数経路、機関本体20内に設けられている。具体的には、機関本体20内には、排気ポート側を通る冷却水の流路である排気ポート側冷却水路33と、排気ポート側冷却水路33以外の冷却水の流路である他の冷却水路34が、設けられている。排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34は、機関本体20を構成する部品(シリンダヘッド及びシリンダブロック)に形成された通路に加え、機関本体20から延設されている冷却配管内に形成された管路等により構成されている。なお、冷却水路を流れる冷却水の流量を、以下の説明において、冷却水流量と記す。   The internal combustion engine 10 is provided with a plurality of passages (hereinafter referred to as cooling water passages) in the engine body 20 through which cooling water (coolant) can flow in order to cool the engine body 20. Specifically, in the engine body 20, an exhaust port side cooling water channel 33 that is a cooling water channel passing through the exhaust port side and another cooling that is a cooling water channel other than the exhaust port side cooling water channel 33. A water channel 34 is provided. The exhaust port side cooling water passage 33 and the other cooling water passage 34 are formed in the cooling pipe extending from the engine body 20 in addition to the passages formed in the parts (cylinder head and cylinder block) constituting the engine body 20. It is comprised by the pipe line etc. which were made. In addition, the flow volume of the cooling water which flows through a cooling water channel is described as a cooling water flow volume in the following description.

排気ポート側冷却水路33は、機関本体20を構成するシリンダヘッドのうち、最も排気ポートの近傍を通るように経路が設定された冷却水路であり、排気ポートの温度を調整可能に設けられた冷却水路である。排気ポート側冷却水路33を流れる冷却水の流量(以下、冷却水流量と記す)を調整することで、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を調整することが可能となっている。   The exhaust port-side cooling water channel 33 is a cooling water channel whose path is set so as to pass through the vicinity of the exhaust port in the cylinder head constituting the engine body 20, and is provided so that the temperature of the exhaust port can be adjusted. It is a waterway. It is possible to adjust the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the turbocharger 70 by adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water channel 33 (hereinafter referred to as the cooling water flow rate). ing.

詳細には、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させることで、排気ポートの冷却を弱めて、排気ポートの温度を上昇させることができる。排気ポートの温度を上昇させると、排気ポートを流れる排出ガスから機関本体20に伝達される熱量が低減して、排気ポートを通過した後の排出ガスの温度が上昇することとなる。つまり、排気ポート側冷却水路33は、ここを流れる冷却水の流量を調整されることで、気筒から排出されて排気ポートを流れた後の、ターボ過給機70のタービン72に流入する前の排出ガスの温度を調整することが可能となっている。   Specifically, by reducing the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33, the cooling of the exhaust port can be weakened and the temperature of the exhaust port can be raised. When the temperature of the exhaust port is increased, the amount of heat transferred from the exhaust gas flowing through the exhaust port to the engine body 20 is reduced, and the temperature of the exhaust gas after passing through the exhaust port is increased. In other words, the exhaust port-side cooling water channel 33 is adjusted by adjusting the flow rate of the cooling water flowing therethrough, before being discharged from the cylinder and flowing through the exhaust port, before flowing into the turbine 72 of the turbocharger 70. It is possible to adjust the temperature of the exhaust gas.

これに対して、排気側冷却水路33以外の冷却水路である、他の冷却水路34は、排気ポートの近傍を通らないように経路が設定された冷却水路であり、冷却水流量の変化が、上述の排気ポート側冷却水路33に比べて、排気ポートの温度に影響しない冷却水路である。他の冷却水路34は、ここを流れる冷却水の流量が調整されることで、機関本体20のうちシリンダブロック等、排気ポート側冷却水路33に比べて排気ポートの温度にあまり影響を与えない部位の温度を調整することが可能となっている。   On the other hand, the other cooling water channel 34, which is a cooling water channel other than the exhaust side cooling water channel 33, is a cooling water channel set so as not to pass through the vicinity of the exhaust port, and the change in the cooling water flow rate is Compared to the above-described exhaust port side cooling water channel 33, the cooling water channel does not affect the temperature of the exhaust port. The other cooling water passage 34 is a portion that does not significantly affect the temperature of the exhaust port as compared with the exhaust port side cooling water passage 33 such as a cylinder block in the engine body 20 by adjusting the flow rate of the cooling water flowing therethrough. It is possible to adjust the temperature.

このように、内燃機関10の機関本体20には、排気ポート側冷却水路33と、排気ポート側冷却水路33以外の冷却水路である、他の冷却水路34が設けられている。本実施例において、排気ポート側冷却水路33は、機関本体20のシリンダヘッドのうち、排気側を流れる流路として構成され、他の冷却水路34は、機関本体20のシリンダブロックと、シリンダヘッドのうち吸気側を流れる流路として構成されている。なお、本実施例において、排気マニホールドとシリンダヘッドは一体に構成されており、排気ポート側冷却水路33は、シリンダヘッドの排気側に加えて、排気マニホールド内にも設けられている。つまり、本実施例において、機関本体20には、排気マニホールドが含まれているものとする。   As described above, the engine body 20 of the internal combustion engine 10 is provided with the exhaust port side cooling water channel 33 and another cooling water channel 34 that is a cooling water channel other than the exhaust port side cooling water channel 33. In the present embodiment, the exhaust port side cooling water channel 33 is configured as a flow channel that flows on the exhaust side of the cylinder head of the engine body 20, and the other cooling water channel 34 includes the cylinder block of the engine body 20 and the cylinder head. Of these, it is configured as a flow path that flows on the intake side. In this embodiment, the exhaust manifold and the cylinder head are integrally formed, and the exhaust port side cooling water passage 33 is provided in the exhaust manifold in addition to the exhaust side of the cylinder head. That is, in this embodiment, the engine body 20 is assumed to include an exhaust manifold.

また、内燃機関10には、機関本体20を冷却する冷却系部品として、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34に向けて冷却水を圧送する冷却水ポンプ30と、排気ポート側冷却水路33の経路上に設けられ、排気ポート側冷却水路33を流れる冷却水流量を調整可能な流量調整弁50と、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34からの冷却水の熱を外気に放散させて冷却するラジエータ120と、冷却水の温度に応じて、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34からの冷却水をラジエータ120に流すか否かを切替えるサーモスタット弁40が設けられている。   The internal combustion engine 10 includes a cooling water pump 30 that pumps cooling water toward the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34 as cooling system components for cooling the engine body 20, and an exhaust port side cooling water channel. The flow rate adjusting valve 50 provided on the route 33 and capable of adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water passage 33, and the heat of the cooling water from the exhaust port side cooling water passage 33 and other cooling water passages 34 to the outside air A radiator 120 that dissipates and cools, and a thermostat valve 40 that switches whether cooling water from the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34 flows to the radiator 120 according to the temperature of the cooling water is provided. Yes.

冷却水ポンプ30は、内燃機関10が発生する機械的動力により駆動される。冷却水ポンプ30は、例えばクランク軸から出力される機械的動力をベルト等を介して伝達されて駆動されるポンプである。冷却水ポンプ30は、内燃機関10からの機械的動力を受けて駆動され、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34に向けて、冷却水を圧送する。つまり、内燃機関10の作動中において、冷却水ポンプ30は、常時、駆動されて、サーモスタット弁40からの冷却水を、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34に向けて圧送することとなる。   The cooling water pump 30 is driven by mechanical power generated by the internal combustion engine 10. The cooling water pump 30 is a pump that is driven by transmitting mechanical power output from, for example, a crankshaft via a belt or the like. The cooling water pump 30 is driven by receiving mechanical power from the internal combustion engine 10 and pumps the cooling water toward the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34. That is, during the operation of the internal combustion engine 10, the cooling water pump 30 is always driven to pump the cooling water from the thermostat valve 40 toward the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34. Become.

サーモスタット弁40は、内燃機関10の運転状態に応じて変化する冷却水の温度に応じて、排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34を流れた冷却水を、ラジエータ120を通るラジエータ側冷却水路38上に流すか、ラジエータ120を迂回するよう設けられたバイパス冷却水路39に流すかを切替えることが可能に構成されている。内燃機関10の暖機完了前においては、ラジエータ120を迂回して冷却水が流れるよう、サーモスタット弁40の開閉弁は設定されている。   The thermostat valve 40 cools the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water passage 33 and the other cooling water passages 34 according to the temperature of the cooling water that changes according to the operating state of the internal combustion engine 10, through the radiator 120. It is possible to switch between flowing on the water channel 38 or flowing to a bypass cooling water channel 39 provided so as to bypass the radiator 120. Before the warming-up of the internal combustion engine 10 is completed, the opening / closing valve of the thermostat valve 40 is set so that the cooling water flows around the radiator 120.

冷却水ポンプ30からの冷却水は、フィード冷却水路32により排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34に導かれる。機関本体20内を通って高温となった排気ポート側冷却水路33及び他の冷却水路34の冷却水は、リターン冷却水路36で合流する。リターン冷却水路36をサーモスタット弁40に向けて流れる冷却水は、ラジエータ120を通るラジエータ側冷却水路38と、ラジエータ120を迂回するバイパス冷却水路39とのうち、いずれか一方を通ってサーモスタット弁40に至る。サーモスタット弁40に流入した比較的低温な冷却水は、冷却水路42から冷却水ポンプ30に吸入される。   Cooling water from the cooling water pump 30 is guided to the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34 by the feed cooling water channel 32. The cooling water in the exhaust port side cooling water channel 33 and the other cooling water channel 34 that has become high temperature through the engine body 20 merges in the return cooling water channel 36. The cooling water flowing through the return cooling water channel 36 toward the thermostat valve 40 passes through one of the radiator side cooling water channel 38 passing through the radiator 120 and the bypass cooling water channel 39 bypassing the radiator 120 to the thermostat valve 40. It reaches. The relatively low-temperature cooling water that has flowed into the thermostat valve 40 is drawn into the cooling water pump 30 from the cooling water passage 42.

流量調整弁50は、排気ポート側冷却水路33のうち、機関本体20より冷却水の流動方向の上流側に設けられている。流量調整弁50は、電磁式の弁として構成されており、開度を変化させることで、排気ポート側冷却水路33を流れる冷却水の流量を調整可能となっている。流量調整弁50の開度は、ECU100により制御される。   The flow rate adjusting valve 50 is provided in the exhaust port side cooling water channel 33 on the upstream side of the engine body 20 in the flow direction of the cooling water. The flow rate adjusting valve 50 is configured as an electromagnetic valve, and can adjust the flow rate of the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water channel 33 by changing the opening degree. The opening degree of the flow rate adjustment valve 50 is controlled by the ECU 100.

このように構成された内燃機関10において、ECU100は、クランク角センサからのクランク角に係る信号と、エアフロメータからの吸入空気量に係る信号とを検出しており、内燃機関10のクランク軸の回転速度(以下、機関回転速度と記す)と、内燃機関10がクランク軸から出力する機械的動力(以下、機関負荷と記す)とを算出して、内燃機関10の運転状態を把握している。   In the internal combustion engine 10 configured as described above, the ECU 100 detects a signal related to the crank angle from the crank angle sensor and a signal related to the intake air amount from the air flow meter, and detects the crankshaft of the internal combustion engine 10. The operating state of the internal combustion engine 10 is grasped by calculating the rotational speed (hereinafter referred to as engine rotational speed) and the mechanical power (hereinafter referred to as engine load) output from the crankshaft by the internal combustion engine 10. .

ECU100は、内燃機関の運転状態、すなわち機関回転速度及び機関負荷に基づいて、排気浄化触媒80における排気温度を推定することが可能に構成されている。機関回転速度及び機関負荷と、排気温度との関係を示すマップは、予め適合実験等により求められており、制御定数としてECU100のROM(図示せず)に記憶されている。このように、ECU100は、排気温度を推定する機能である排気温度推定手段を有している。   The ECU 100 is configured to be able to estimate the exhaust temperature in the exhaust purification catalyst 80 based on the operating state of the internal combustion engine, that is, the engine rotational speed and the engine load. A map showing the relationship between the engine speed and the engine load and the exhaust temperature is obtained in advance by a matching experiment or the like, and is stored in a ROM (not shown) of the ECU 100 as a control constant. As described above, the ECU 100 has the exhaust temperature estimating means that is a function for estimating the exhaust temperature.

なお、排気温度は、排気浄化触媒80の近傍の排気通路に排気温度センサを設けて、ECU100は、排気温度センサからの信号を検出して、排気浄化触媒80における排気温度を推定するものとしても良い。また、排気温度は、排気浄化触媒80以外の排気通路における排気温度を検出して、排気浄化触媒80における排気温度を推定するものとしても良い。   The exhaust temperature may be provided by providing an exhaust temperature sensor in the exhaust passage near the exhaust purification catalyst 80, and the ECU 100 may detect the signal from the exhaust temperature sensor to estimate the exhaust temperature in the exhaust purification catalyst 80. good. Further, the exhaust temperature may be estimated by detecting the exhaust temperature in the exhaust passage other than the exhaust purification catalyst 80 and estimating the exhaust temperature in the exhaust purification catalyst 80.

また、ECU100は、内燃機関10の運転状態に基づいて流量調整弁50の開度を制御する機能(調整弁制御手段)を有している。調整弁制御手段としてのECU100が、内燃機関10の運転状態に応じて流量調整弁50の開度を制御することで、排気ポート側冷却水路33を流れる冷却水の流量を、他の冷却水路34を流れる冷却水流量の流量とは別に、調整することが可能となっている。つまり、内燃機関10は、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を、他の冷却水路34の冷却水流量とは別に調整する機能である流量制御手段(50,100)を有している。   The ECU 100 also has a function (adjustment valve control means) for controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve 50 based on the operating state of the internal combustion engine 10. The ECU 100 as the adjustment valve control means controls the opening degree of the flow rate adjustment valve 50 according to the operating state of the internal combustion engine 10, whereby the flow rate of the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water channel 33 is changed to another cooling water channel 34. It can be adjusted separately from the flow rate of the cooling water flowing through the. That is, the internal combustion engine 10 has flow rate control means (50, 100) that is a function of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33 separately from the cooling water flow rates of the other cooling water channels 34.

次に、本実施例に係る内燃機関において、流量制御手段としてのECUが実行する排気ポート側冷却水路の冷却水流量制御について、図1〜図4を用いて説明する。図2は、ECUが実行する冷却水の流量制御のフローチャートである。図3は、機関回転速度及び機関負荷と、排気温度との関係を示す図である。図4は、推定された排気温度から、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を決定する方法を説明する図である。   Next, in the internal combustion engine according to this embodiment, the cooling water flow rate control of the exhaust port side cooling water channel executed by the ECU as the flow rate control means will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart of cooling water flow control executed by the ECU. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the engine load and the exhaust temperature. FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel from the estimated exhaust gas temperature.

図1及び図2に示すように、ECU100は、ステップS100において、原動機としての内燃機関10の運転状態に係る各種の制御変数を取得する。制御変数には、機関回転速度及び機関負荷等が含まれている。   As shown in FIG.1 and FIG.2, ECU100 acquires the various control variables which concern on the driving | running state of the internal combustion engine 10 as a motor | power_engine in step S100. The control variables include engine speed and engine load.

そして、ステップS102において、ECU100は、機関回転速度と機関負荷に基づいて、排気浄化触媒80における現在の排気温度を推定する。図3には、内燃機関10の各運転状態における排気温度の高低を示しており、排気温度が同一となる運転状態を図に一点鎖線で示している。図3に示すように、排気温度は、機関回転速度が上昇し、且つ機関負荷が増大するに従って高くなる傾向がある。この機関回転速度及び機関負荷と、排気温度との関係を示すマップは、予めROMに記憶されており、ECU100は、このマップと機関回転速度及び機関負荷から、排気浄化触媒80における排気温度を推定する。   In step S102, the ECU 100 estimates the current exhaust gas temperature in the exhaust gas purification catalyst 80 based on the engine speed and the engine load. FIG. 3 shows the level of the exhaust temperature in each operation state of the internal combustion engine 10, and the operation state where the exhaust gas temperature is the same is indicated by a one-dot chain line in the figure. As shown in FIG. 3, the exhaust temperature tends to increase as the engine speed increases and the engine load increases. A map showing the relationship between the engine rotational speed and the engine load and the exhaust temperature is stored in the ROM in advance, and the ECU 100 estimates the exhaust temperature in the exhaust purification catalyst 80 from the map and the engine rotational speed and the engine load. To do.

そして、ステップS104において、ECU100は、推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させて、機関本体20のうち排気ポート側を弱冷却状態にすることが可能であるか否かを判定する。具体的には、推定された排気温度と、排気温度上限値との差分から排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させるか否かを判定する。すなわち、推定された排気温度が、排気温度上限値を所定の差分値を以って下回っている場合に、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量の低減が可能である(Yes)と判定する。なお、推定された排気温度が、排気温度上限値以上である場合など、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量の低減が可能ではない(No)と判定された場合には、ステップS100に戻る。このように、ECU100は、推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるか否かを判定する機能(弱冷可否判定手段)を有している。   In step S104, the ECU 100 reduces the flow rate of the cooling water in the exhaust port side cooling water passage 33 based on the estimated exhaust temperature and the preset exhaust temperature upper limit value, so that the exhaust port of the engine main body 20 is exhausted. It is determined whether or not the side can be in a weak cooling state. Specifically, it is determined whether or not to reduce the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 from the difference between the estimated exhaust gas temperature and the exhaust gas upper limit value. That is, when the estimated exhaust gas temperature is lower than the exhaust gas upper limit value by a predetermined difference value, it is determined that the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 can be reduced (Yes). . When it is determined that the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 cannot be reduced (No), such as when the estimated exhaust gas temperature is equal to or higher than the exhaust gas upper limit value, the process returns to step S100. . As described above, the ECU 100 determines whether or not to reduce the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel based on the estimated exhaust gas temperature and the preset exhaust gas temperature upper limit value (decision on whether or not to cool down). Means).

排気ポート側冷却水路33の冷却水流量の低減が可能である(Yes)と判定された場合、ステップS106に進み、ECU100は、排気ポート側冷却水路33に流す冷却水流量を決定する。具体的には、まず、図4に示すように、推定された排気温度と、排気ポート側冷却水路33の現在の冷却水流量、及び予め求められている排気温度と冷却水流量との関係を示すマップに基づいて、排気温度上限値に達するような排気ポート側冷却水路33の冷却水流量(以下、下限水量と記す)を推定する。そして、下限水量以上となるよう、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を決定する。このようにして、ECU100は、排気温度が予め設定された排気温度上限値に達しないよう、推定された排気温度に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を決定する機能(流量決定手段)を有している。なお、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量と排気温度との関係は、予め適合実験等により求められており、制御定数としてECU100のROMに記憶されている。   When it is determined that the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 can be reduced (Yes), the process proceeds to step S106, and the ECU 100 determines the cooling water flow rate to flow through the exhaust port side cooling water channel 33. Specifically, first, as shown in FIG. 4, the relationship between the estimated exhaust temperature, the current cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33, and the exhaust temperature and cooling water flow rate obtained in advance is shown. Based on the map shown, the cooling water flow rate (hereinafter referred to as the lower limit water amount) of the exhaust port side cooling water channel 33 that reaches the exhaust gas upper limit value is estimated. And the cooling water flow volume of the exhaust port side cooling water channel 33 is determined so that it may become more than a minimum amount of water. In this way, the ECU 100 determines the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel based on the estimated exhaust temperature so that the exhaust temperature does not reach the preset exhaust gas temperature upper limit value (flow rate determining means). have. The relationship between the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 and the exhaust temperature is obtained in advance by a conformance experiment or the like, and is stored in the ROM of the ECU 100 as a control constant.

そして、ステップS108において、ECU100は、決定された冷却水流量に応じて、流量調整弁50の開度を低下させて、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させる。流量調整弁50により排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を調整した後、ステップS100に戻る。   In step S <b> 108, the ECU 100 reduces the flow rate of the cooling water in the exhaust port side cooling water channel 33 by reducing the opening degree of the flow rate adjusting valve 50 according to the determined cooling water flow rate. After adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33 by the flow rate adjusting valve 50, the process returns to step S100.

以上の冷却水の流量制御を行って、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させることで、排気ポート及び排気マニホールドの温度を上昇させて、排気ポート及び排気マニホールドを流れる排出ガスの温度低下を抑制して、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させることができる。これにより、ターボ過給機70の効率を向上させることができる。   By controlling the flow rate of the cooling water as described above, the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust port and the exhaust manifold is increased by increasing the temperature of the exhaust port and the exhaust manifold by reducing the flow rate of the cooling water in the exhaust port side cooling water channel 33. The temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the turbocharger 70 can be increased while suppressing the decrease. Thereby, the efficiency of the turbocharger 70 can be improved.

以上に説明したように本実施例において、内燃機関10は、ターボ過給機70を備え、複数経路の冷却水路(33,34)が機関本体20に設けられており、複数経路(33,34)の冷却水路のうち、少なくとも最も排気ポート側を通る冷却水路である排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を、他の冷却水路34に対して調整可能な流量制御手段(50,100)を備え、流量制御手段(50,100)は、内燃機関10の運転状態に基づいて排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させるものとした。内燃機関10の運転状態に応じて、排気ポート側、例えば、排気ポート及び排気マニホールドの温度を上昇させ、排気ポート等を流れる排出ガスの温度低下を抑制して、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させることができる。これにより、ターボ過給機70の効率を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the internal combustion engine 10 includes the turbocharger 70, a plurality of paths of cooling water channels (33, 34) are provided in the engine body 20, and the plurality of paths (33, 34). The flow rate control means (50, 100) capable of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33, which is the cooling water channel passing through at least the exhaust port side, with respect to the other cooling water channels 34. The flow rate control means (50, 100) reduces the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33 based on the operating state of the internal combustion engine 10. In accordance with the operating state of the internal combustion engine 10, the temperature of the exhaust port, for example, the exhaust port and the exhaust manifold, is raised to suppress the temperature drop of the exhaust gas flowing through the exhaust port and the like. The temperature of the exhaust gas flowing into the can be increased. Thereby, the efficiency of the turbocharger 70 can be improved.

また、本実施例において、流量制御手段としてのECU100は、排気温度を推定する排気温度推定手段(S102)と、推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるか否かを判定する弱冷可否判定手段(S104)と、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させると判定された場合に、排気温度が予め設定された排気温度上限値に達しないよう、推定された排気温度に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を調整する流量調整手段(S106,S108)とを有するものとしたので、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させるために、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させても、予め設定された排気温度上限値以下に排気温度を抑制することができ、排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒80等の損傷を防止することができる。   In the present embodiment, the ECU 100 as the flow rate control means determines the exhaust port based on the exhaust temperature estimation means (S102) for estimating the exhaust temperature, the estimated exhaust temperature, and the preset exhaust temperature upper limit value. Exhaust temperature is set in advance when it is determined to reduce the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel and the weak cooling possibility determination means (S104) for determining whether or not to reduce the cooling water flow rate in the side cooling water channel The turbocharger is provided with flow rate adjusting means (S106, S108) for adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel based on the estimated exhaust gas temperature so as not to reach the set exhaust gas temperature upper limit value. Even if the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water passage 33 is reduced in order to increase the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the machine 70, the exhaust gas temperature upper limit value set in advance. It is possible to suppress the exhaust gas temperature to below, it is possible to prevent damage such as an exhaust purification catalyst 80 due to excessive increase in the exhaust temperature.

また、本実施例において、内燃機関10は、内燃機関10からの機械的動力を受けて駆動されて、全ての冷却水路(33,34)に冷却水を圧送可能な冷却水ポンプ30を備えるものであり、流量制御手段(50,100)は、排気ポート側冷却水路33に設けられ、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を調整可能な流量調整弁50と、内燃機関10の運転状態に基づいて、流量調整弁50の開度を制御可能な調整弁制御手段であるECU100と、を含み、調整弁制御手段としてのECU100は、流量調整弁50の開度を低下させて排気ポート側冷却水路33の冷却水流量を低減させるものとした。これにより、排気ポート側冷却水路33上に流量調整弁50を設け、当該流量調整弁50をECU100により制御するだけで、排気ポート及び排気マニホールドを流れる排出ガスの温度低下を抑制して、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させる内燃機関10を実現することができる。   Further, in this embodiment, the internal combustion engine 10 is provided with a cooling water pump 30 that is driven by mechanical power from the internal combustion engine 10 and can pump cooling water to all the cooling water passages (33, 34). The flow rate control means (50, 100) is provided in the exhaust port side cooling water channel 33, and can adjust the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33 and the operating state of the internal combustion engine 10. And the ECU 100 which is an adjustment valve control means capable of controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve 50. The ECU 100 as the adjustment valve control means reduces the opening degree of the flow rate adjustment valve 50 to cool the exhaust port side. The cooling water flow rate in the water channel 33 was reduced. As a result, the flow rate adjustment valve 50 is provided on the exhaust port side cooling water passage 33, and the temperature reduction of the exhaust gas flowing through the exhaust port and the exhaust manifold can be suppressed only by controlling the flow rate adjustment valve 50 by the ECU 100. The internal combustion engine 10 that increases the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the feeder 70 can be realized.

本実施例に係る内燃機関の構成について、図5を用いて説明する。図5は、内燃機関の構成を示す模式図である。本実施例に係る内燃機関は、排気ポート側冷却水路の流量を制御する流量制御手段として、排気ポート側冷却水路に冷却水を圧送可能な第1冷却水ポンプと、他の冷却水路に冷却水を圧送可能な第2冷却水ポンプと、第1及び第2冷却水ポンプの冷却水圧送量を制御可能なポンプ制御手段と、を含む点で実施例1とは異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1の略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。   The configuration of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the internal combustion engine. The internal combustion engine according to the present embodiment has a first cooling water pump capable of pumping cooling water to the exhaust port side cooling water channel and a cooling water to other cooling water channel as flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust port side cooling water channel. Unlike the first embodiment in that it includes a second cooling water pump capable of pumping water and pump control means capable of controlling the cooling water pumping amount of the first and second cooling water pumps, the details will be described below. . In addition, about the substantially common structure of Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施例に係る内燃機関10Bは、原動機として図示しない回転電機と共に自動車に搭載されるものであり、図5に示すように、内燃機関10Bには、電力の供給を受けて作動する第1及び第2冷却水ポンプ51,52が設けられている。   The internal combustion engine 10B according to the present embodiment is mounted on an automobile together with a rotating electrical machine (not shown) as a prime mover. As shown in FIG. 5, the internal combustion engine 10B operates in response to power supply. Second cooling water pumps 51 and 52 are provided.

内燃機関10Bの機関本体20内には、排気ポート側を通る冷却水の流路である排気ポート側冷却水路33Bと、排気ポート側冷却水路33B以外の冷却水の流路である、他の冷却水路34Bが設けられている。排気ポート側冷却水路33Bは、冷却水が独立して循環する閉じた冷却水回路として構成されている。   In the engine body 20 of the internal combustion engine 10B, there is an exhaust port side cooling water channel 33B that is a flow channel of cooling water passing through the exhaust port side, and another cooling channel that is a cooling water channel other than the exhaust port side cooling water channel 33B. A water channel 34B is provided. The exhaust port side cooling water channel 33B is configured as a closed cooling water circuit in which the cooling water circulates independently.

排気ポート側冷却水路33Bの途中には、当該排気ポート側冷却水路33Bを循環する冷却水の流量を調整するため、第1冷却水ポンプ51が設けられている。第1冷却水ポンプ51は、電動ポンプであり、圧送する冷却水の流量を調整可能に構成されている。つまり、第1冷却水ポンプ51は、排気ポート側冷却水路33Bを循環する冷却水の流量を調整可能となっている。第1冷却ポンプ51が圧送する冷却水流量は、ECU100Bにより制御される。   A first cooling water pump 51 is provided in the middle of the exhaust port side cooling water channel 33B in order to adjust the flow rate of the cooling water circulating through the exhaust port side cooling water channel 33B. The 1st cooling water pump 51 is an electric pump, and is comprised so that adjustment of the flow volume of the cooling water pumped is possible. That is, the 1st cooling water pump 51 can adjust the flow volume of the cooling water which circulates through the exhaust port side cooling water channel 33B. The flow rate of cooling water pumped by the first cooling pump 51 is controlled by the ECU 100B.

加えて、排気ポート側冷却水路33Bの途中には、ラジエータ121が設けられており、排気ポート側冷却水路33Bを流れる冷却水は、ラジエータ121を貫流する。ラジエータ121は、排気ポート側冷却水路33Bを循環する冷却水の熱を外気に放散させて、当該冷却水を冷却する。   In addition, a radiator 121 is provided in the middle of the exhaust port side cooling water passage 33 </ b> B, and the cooling water flowing through the exhaust port side cooling water passage 33 </ b> B flows through the radiator 121. The radiator 121 cools the cooling water by dissipating the heat of the cooling water circulating in the exhaust port side cooling water channel 33B to the outside air.

第1冷却水ポンプ51により圧送された冷却水は、排気ポート側冷却水路33Bを流れて、機関本体20を貫流する。機関本体20内を通って高温となった排気ポート側冷却水路33Bを流れる冷却水は、ラジエータ121を流れ、ここで冷却される。ラジエータ121で冷却されて低温となった冷却水は、再び第1冷却水ポンプ51に吸入される。   The cooling water pumped by the first cooling water pump 51 flows through the exhaust port side cooling water passage 33 </ b> B and flows through the engine body 20. The cooling water flowing through the exhaust port side cooling water passage 33B that has reached a high temperature through the engine body 20 flows through the radiator 121 and is cooled here. The cooling water cooled by the radiator 121 and having a low temperature is again sucked into the first cooling water pump 51.

一方、他の冷却水路34Bの途中には、当該他の冷却水路34Bを循環する冷却水の流量を調整するため、第2冷却水ポンプ52が設けられている。第2冷却水ポンプ52は、第1冷却水ポンプ51と同様に、電動ポンプであり、圧送する冷却水の流量を調整可能に構成されている。つまり、第2冷却水ポンプ52は、他の冷却水路34Bを循環する冷却水の流量を調整可能となっている。第2冷却水ポンプ52が圧送する冷却水流量は、ECU100Bにより制御される。   On the other hand, a second cooling water pump 52 is provided in the middle of the other cooling water channel 34B in order to adjust the flow rate of the cooling water circulating through the other cooling water channel 34B. The 2nd cooling water pump 52 is an electric pump similarly to the 1st cooling water pump 51, and is comprised so that adjustment of the flow volume of the cooling water pumped is possible. That is, the second cooling water pump 52 can adjust the flow rate of the cooling water circulating in the other cooling water passage 34B. The flow rate of cooling water pumped by the second cooling water pump 52 is controlled by the ECU 100B.

また、他の冷却水路34Bの途中には、ラジエータ122が設けられており、他の冷却水路34Bを流れる冷却水は、ラジエータ122を貫流する。ラジエータ122は、他の冷却水路34Bを循環する冷却水の熱を外気に放散させて、当該冷却水を冷却する。   Further, a radiator 122 is provided in the middle of the other cooling water channel 34 </ b> B, and the cooling water flowing through the other cooling water channel 34 </ b> B flows through the radiator 122. The radiator 122 cools the cooling water by dissipating the heat of the cooling water circulating in the other cooling water channel 34B to the outside air.

また、内燃機関10Bには、冷却水の温度に応じて、排気ポート側冷却水路33B及び他の冷却水路34Bからの冷却水をラジエータ122に流すか否かを切替えるサーモスタット弁40Bが設けられている。サーモスタット弁40Bは、内燃機関10Bの運転状態に応じて変化する冷却水の温度に応じて、他の冷却水路34Bを流れた冷却水を、ラジエータ122を通るラジエータ側冷却水路38B上に流すか、ラジエータ122を迂回するよう設けられたバイパス冷却水路39Bに流すかを切替えることが可能に構成されている。内燃機関10Bの暖機完了前においては、ラジエータ122を迂回して冷却水が流れるよう、サーモスタット弁40Bの開閉弁は設定されている。   Further, the internal combustion engine 10B is provided with a thermostat valve 40B that switches whether or not the cooling water from the exhaust port side cooling water passage 33B and the other cooling water passages 34B flows to the radiator 122 according to the temperature of the cooling water. . The thermostat valve 40B causes the cooling water flowing through the other cooling water passage 34B to flow on the radiator side cooling water passage 38B passing through the radiator 122 according to the temperature of the cooling water that changes according to the operating state of the internal combustion engine 10B. It is configured to be able to switch whether to flow to the bypass cooling water passage 39B provided to bypass the radiator 122. Before the warming-up of the internal combustion engine 10B is completed, the open / close valve of the thermostat valve 40B is set so that the coolant flows around the radiator 122.

第2冷却水ポンプ52により圧送された冷却水は、他の冷却水路34Bを流れて、機関本体20を貫流する。機関本体20内を通って高温となった他の冷却水路34Bを流れる冷却水は、ラジエータ122を通るラジエータ側冷却水路38Bと、ラジエータ122を迂回するバイパス冷却水路39Bのうち、いずれか一方を通ってサーモスタット弁40Bに至る。サーモスタット弁40Bに流入した冷却水は、冷却水路42Bから再び第2冷却水ポンプ52に吸入される。   The cooling water pumped by the second cooling water pump 52 flows through the other cooling water passage 34 </ b> B and flows through the engine body 20. The cooling water flowing through the other cooling water passage 34 </ b> B passing through the engine body 20 passes through one of the radiator-side cooling water passage 38 </ b> B passing through the radiator 122 and the bypass cooling water passage 39 </ b> B bypassing the radiator 122. To the thermostat valve 40B. The cooling water that has flowed into the thermostat valve 40B is again drawn into the second cooling water pump 52 from the cooling water passage 42B.

また、ECU100Bは、内燃機関10Bの運転状態に基づいて第1冷却水ポンプ51及び第2冷却水ポンプ52がそれぞれ圧送する冷却水流量を制御する機能(ポンプ制御手段)を有している。ポンプ制御手段としてのECU100Bが、内燃機関10Bの運転状態に応じて第1冷却水ポンプ51及び第2冷却水ポンプ52が圧送する冷却水流量を制御することで、排気ポート側冷却水路33Bを流れる冷却水流量と、他の冷却水路34Bを流れる冷却水流量を、それぞれ別個に調整することが可能となっている。つまり、内燃機関10Bは、排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量を、他の冷却水路34Bの冷却水流量とは別に調整する機能である流量制御手段(51,100B)を有している。   Further, the ECU 100B has a function (pump control means) for controlling the flow rate of cooling water pumped by the first cooling water pump 51 and the second cooling water pump 52 based on the operating state of the internal combustion engine 10B. The ECU 100B as the pump control means controls the flow rate of the cooling water pumped by the first cooling water pump 51 and the second cooling water pump 52 in accordance with the operating state of the internal combustion engine 10B, thereby flowing through the exhaust port side cooling water channel 33B. It is possible to separately adjust the cooling water flow rate and the cooling water flow rate flowing through the other cooling water channel 34B. That is, the internal combustion engine 10B has flow rate control means (51, 100B) that is a function of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33B separately from the cooling water flow rate of the other cooling water channels 34B.

次に、本実施例に係る内燃機関において、流量制御手段としてのECUが実行する冷却水の流量制御について、図5及び図6を用いて説明する。図6は、ECUが実行する冷却水の流量制御のフローチャートである。   Next, the flow rate control of the cooling water executed by the ECU as the flow rate control means in the internal combustion engine according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart of cooling water flow control executed by the ECU.

図5及び図6に示すように、ECU100Bは、ステップS200において、内燃機関10Bの運転状態に係る各種の制御変数を取得する。制御変数には、機関回転速度及び機関負荷が含まれている。なお、内燃機関10が搭載される自動車が、原動機として、二次電池から電気エネルギの供給を受けて力行する回転電機(モータ・ジェネレータ)を備えている場合、ECU100が取得する制御変数に、回転電機が出力するトルクや、二次電池の蓄電状態(SOC)を含むものとしても良い。   As shown in FIGS. 5 and 6, the ECU 100B acquires various control variables related to the operating state of the internal combustion engine 10B in step S200. Control variables include engine speed and engine load. In addition, when the automobile on which the internal combustion engine 10 is mounted includes a rotating electric machine (motor / generator) that is powered by receiving electric energy supplied from the secondary battery as a prime mover, the rotation is set as a control variable acquired by the ECU 100. The torque output by the electric machine and the storage state (SOC) of the secondary battery may be included.

そして、ステップS202において、ECU100Bは、内燃機関10Bの運転状態に係る制御変数に基づいて、排気浄化触媒80における現在の排気温度を推定する。   In step S202, the ECU 100B estimates the current exhaust gas temperature in the exhaust purification catalyst 80 based on the control variable relating to the operating state of the internal combustion engine 10B.

そして、ステップS204において、ECU100Bは、推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量を低減させて、機関本体20のうち排気ポート側を弱冷却状態にすることが可能であるか否かを判定する。具体的には、推定された排気温度が、排気温度上限値を所定の差分値を以って下回っている場合に、排気ポート側冷却水路33の冷却水流量の低減が可能である(Yes)と判定する。   In step S204, the ECU 100B reduces the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water passage 33B based on the estimated exhaust temperature and a preset exhaust temperature upper limit value, so that the exhaust port of the engine body 20 is exhausted. It is determined whether or not the side can be in a weak cooling state. Specifically, when the estimated exhaust gas temperature is below the exhaust gas upper limit value by a predetermined difference value, the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33 can be reduced (Yes). Is determined.

排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量の低減が可能である(Yes)と判定された場合、ステップS206において、ECU100Bは、排気ポート側冷却水路33Bに流す冷却水流量を決定する。ECU100Bは、排気温度が予め設定された排気温度上限値に達しないよう、推定された排気温度に基づいて排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量を、現在の冷却水流量より減量された値に決定している。   When it is determined that the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel 33B can be reduced (Yes), in step S206, the ECU 100B determines the cooling water flow rate to flow through the exhaust port side cooling water channel 33B. The ECU 100B sets the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water passage 33B to a value reduced from the current cooling water flow rate based on the estimated exhaust temperature so that the exhaust temperature does not reach a preset exhaust temperature upper limit value. Has been decided.

そして、ステップS208において、ECU100Bは、決定された冷却水流量となるように、第1冷却ポンプ51が圧送する冷却水流量を低下させて、排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量を低減させる。そして、ステップS200に戻る。   In step S208, the ECU 100B decreases the cooling water flow rate of the first cooling pump 51 to reduce the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel 33B so that the determined cooling water flow rate is obtained. Then, the process returns to step S200.

一方、ステップS204において、排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量の低減が可能ではない(No)と判定された場合、ECU100Bは、排気温度が高く、内燃機関10Bにおいてノッキングが生じる虞があるものと判断して、ステップS210において、他の冷却水路34Bの冷却水流量を決定する。ECU100Bは、内燃機関10Bにおいてノッキングが生じないよう、他の冷却水路34Bの冷却水流量を、現在の冷却水流量より増量された値に決定する。   On the other hand, if it is determined in step S204 that the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water passage 33B cannot be reduced (No), the ECU 100B has a high exhaust temperature and may cause knocking in the internal combustion engine 10B. In step S210, the cooling water flow rate of the other cooling water channel 34B is determined. The ECU 100B determines the cooling water flow rate in the other cooling water passage 34B to a value increased from the current cooling water flow rate so that knocking does not occur in the internal combustion engine 10B.

そして、ステップS212において、ECU100Bは、決定された冷却水流量となるように、第2冷却水ポンプ52が圧送する冷却水流量を増大させて、他の冷却水路34Bの冷却水流量を増大させる。そして、ステップS200に戻る。   In step S212, the ECU 100B increases the cooling water flow rate of the other cooling water channel 34B by increasing the cooling water flow rate pumped by the second cooling water pump 52 so that the determined cooling water flow rate is obtained. Then, the process returns to step S200.

以上の冷却水の流量制御を行って、排気ポート側を弱冷却可能であると判定された場合には、排気ポート側冷却水路33Bの冷却水流量を低減させることで、排気ポート及び排気マニホールドの温度を上昇させて、排気ポート及び排気マニホールドを流れる排出ガスの温度低下を抑制して、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させることができる。これにより、ターボ過給機70の効率を向上させることができる。一方、排気ポート側を弱冷却可能ではないと判定された場合、すなわち排気温度が高くノッキングが生じ易い状態にあると判定された場合には、他の冷却水路34Bの冷却水流量を増大させることで、ノッキングが生じることを抑制することができる。   When it is determined that the exhaust port side can be weakly cooled by performing the above cooling water flow control, the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water passage 33B is reduced, so that the exhaust port and the exhaust manifold The temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust port and the exhaust manifold can be suppressed and the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the turbocharger 70 can be increased. Thereby, the efficiency of the turbocharger 70 can be improved. On the other hand, when it is determined that the exhaust port side cannot be weakly cooled, that is, when it is determined that the exhaust temperature is high and knocking is likely to occur, the cooling water flow rate of the other cooling water channel 34B is increased. Thus, the occurrence of knocking can be suppressed.

以上に説明したように本実施例では、流量制御手段は、排気ポート側冷却水路33Bに設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第1冷却水ポンプ51と、他の冷却水路34Bに設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第2冷却水ポンプ52と、第1及び第2冷却水ポンプ51,52がそれぞれ圧送する冷却水流量を制御可能なポンプ制御手段としてのECU100Bと、を含み、ポンプ制御手段としてのECU100Bは、第1冷却水ポンプ51が圧送する冷却水流量を低下させて排気ポート側冷却水路33Bを流れる冷却水流量を低減させるものとした。ECU100Bにより第1冷却水ポンプ51が圧送する冷却水流量を低減させるだけで、排気ポート等を流れる排出ガスの温度低下を抑制して、ターボ過給機70のタービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させることができる。これにより、排気温度が低い場合には、タービン72に流入する排出ガスの温度を上昇させて、ターボ過給機70の効率を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the flow rate control means is provided in the first cooling water pump 51 that is provided in the exhaust port side cooling water channel 33B and can adjust the flow rate of the cooling water to be pumped, and in the other cooling water channel 34B. A second cooling water pump 52 capable of adjusting the flow rate of the cooling water to be pumped, and an ECU 100B as a pump control means capable of controlling the flow rate of the cooling water pumped by the first and second cooling water pumps 51 and 52, respectively. In addition, the ECU 100B as the pump control means is configured to reduce the flow rate of cooling water flowing through the exhaust port side cooling water channel 33B by reducing the flow rate of cooling water pumped by the first cooling water pump 51. The temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 of the turbocharger 70 is suppressed by reducing the temperature drop of the exhaust gas flowing through the exhaust port and the like only by reducing the flow rate of the cooling water pumped by the first cooling water pump 51 by the ECU 100B. Can be raised. Thereby, when the exhaust gas temperature is low, the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine 72 can be raised, and the efficiency of the turbocharger 70 can be improved.

なお、上述した実施例において、排気ポート側冷却水路(33;33B)は、機関本体20のシリンダヘッドのうち、排気側を流れる流路として構成され、排気ポート側冷却水路以外の、他の冷却水路(34;34B)は、機関本体20のシリンダブロックと、シリンダヘッドのうち吸気側を流れる流路として構成されるものとしたが、排気ポート側冷却水路及び他の冷却水路の態様は、これに限定されるものではない。排気ポート側冷却水路は、機関本体において排気ポート側を通り、ターボ過給機のタービンに流入する排出ガスの温度を調整可能なものであれば良く、例えば、排気ポート側冷却水路を、シリンダヘッドに設けられている冷却水路とし、排気ポート側冷却水路以外の他の冷却水路を、シリンダブロックに設けられている冷却水路であるものとし、シリンダヘッドを流れる冷却水の流量を、内燃機関の運転状態に応じて低減させて、排気ポートにおける排気温度の低下を抑制するものとしても良い。   In the embodiment described above, the exhaust port side cooling water channel (33; 33B) is configured as a flow channel that flows on the exhaust side of the cylinder head of the engine body 20, and other cooling other than the exhaust port side cooling water channel. The water channel (34; 34B) is configured as a flow channel that flows on the intake side of the cylinder block and the cylinder head of the engine body 20, but the exhaust port side cooling water channel and the other cooling water channel modes are as follows. It is not limited to. The exhaust port side cooling water channel may be anything that can adjust the temperature of the exhaust gas that passes through the exhaust port side in the engine body and flows into the turbine of the turbocharger. For example, the exhaust port side cooling water channel is connected to the cylinder head. The cooling water channel provided in the cylinder block, the cooling water channel other than the cooling water channel on the exhaust port side is the cooling water channel provided in the cylinder block, and the flow rate of the cooling water flowing through the cylinder head is determined by operating the internal combustion engine. It is good also as what suppresses the fall of the exhaust temperature in an exhaust port by reducing according to a state.

以上のように、本発明に係る内燃機関は、ターボ過給機を備えた内燃機関に有用であり、特に、複数経路の冷却水路が機関本体に設けられた内燃機関に適している。   As described above, the internal combustion engine according to the present invention is useful for an internal combustion engine provided with a turbocharger, and is particularly suitable for an internal combustion engine in which a plurality of cooling water passages are provided in the engine body.

実施例1に係る内燃機関の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment. 実施例1に係る内燃機関のECUが実行する冷却水の流量制御のフローチャートである。3 is a flow chart of cooling water flow control executed by the ECU of the internal combustion engine according to the first embodiment. 機関回転速度及び機関負荷と、排気温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between engine rotational speed and engine load, and exhaust temperature. 推定された排気温度から、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を決定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to determine the cooling water flow rate of an exhaust port side cooling water channel from the estimated exhaust gas temperature. 実施例2に係る内燃機関の構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine according to a second embodiment. 実施例2に係る内燃機関のECUが実行する冷却水の流量制御のフローチャートである。6 is a flowchart of flow control of cooling water executed by an ECU of an internal combustion engine according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,10B 内燃機関
20 機関本体
30 冷却水ポンプ(流量制御手段)
33,33B 排気ポート側冷却水路
34,34B 他の冷却水路
40,40B サーモスタット弁
50 流量調整弁
51 第1冷却水ポンプ
52 第2冷却水ポンプ
60 排気マニホールドの合流部
70 ターボ過給機
72 タービン
80 排気浄化触媒
100 内燃機関用電子制御装置(ECU、流量制御手段、調整弁制御手段)
100B 内燃機関用電子制御装置(ECU、流量制御手段、ポンプ制御手段)
120,121,122 ラジエータ
10, 10B Internal combustion engine 20 Engine body 30 Cooling water pump (flow rate control means)
33, 33B Exhaust port side cooling water channels 34, 34B Other cooling water channels 40, 40B Thermostat valve 50 Flow rate adjusting valve 51 First cooling water pump 52 Second cooling water pump 60 Junction part of exhaust manifold 70 Turbocharger 72 Turbine 80 Exhaust purification catalyst 100 Electronic control unit for internal combustion engine (ECU, flow rate control means, control valve control means)
100B Electronic control device for internal combustion engine (ECU, flow rate control means, pump control means)
120, 121, 122 Radiator

Claims (4)

ターボ過給機を備え、複数経路の冷却水路が機関本体に設けられた内燃機関であって、
複数経路の冷却水路のうち、少なくとも最も排気ポート側を通る冷却水路である排気ポート側冷却水路の冷却水流量を、他の冷却水路に対して調整可能な流量制御手段を備え、
流量制御手段は、内燃機関の運転状態に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させることを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine comprising a turbocharger and having a plurality of cooling water passages provided in the engine body,
A flow rate control means capable of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel which is at least the cooling water channel passing through the exhaust port side among the plurality of cooling water channels, with respect to the other cooling water channels,
The internal combustion engine characterized in that the flow rate control means reduces the cooling water flow rate in the exhaust port side cooling water channel based on the operating state of the internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関において、
流量制御手段は、
排気温度を推定する排気温度推定手段と、
推定された排気温度と、予め設定された排気温度上限値に基づいて、排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させるか否かを判定する弱冷可否判定手段と、
排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させると判定された場合に、排気温度が予め設定された排気温度上限値に達しないよう、推定された排気温度に基づいて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を決定する流量決定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1,
The flow rate control means
Exhaust temperature estimating means for estimating the exhaust temperature;
Based on the estimated exhaust gas temperature and a preset exhaust gas temperature upper limit value, a weak cooling availability determination unit that determines whether or not to reduce the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel,
When it is determined that the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel is to be reduced, the cooling of the exhaust port side cooling water channel is performed based on the estimated exhaust temperature so that the exhaust temperature does not reach the preset exhaust gas upper limit value. A flow rate determining means for determining a water flow rate;
An internal combustion engine characterized by comprising:
請求項1又は2に記載の内燃機関において、
内燃機関からの機械的動力を受けて駆動されて、全ての冷却水路に冷却水を圧送可能な冷却水ポンプを備えるものであり、
流量制御手段は、
排気ポート側冷却水路に設けられ、当該排気ポート側冷却水路の冷却水流量を調整可能な流量調整弁と、
内燃機関の運転状態に基づいて、流量調整弁の開度を制御可能な調整弁制御手段と、
を含み、
調整弁制御手段は、流量調整弁の開度を低下させて排気ポート側冷却水路の冷却水流量を低減させる
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
Driven by mechanical power from an internal combustion engine, equipped with a cooling water pump capable of pumping cooling water to all cooling water passages,
The flow rate control means
A flow rate adjusting valve provided in the exhaust port side cooling water channel and capable of adjusting the cooling water flow rate of the exhaust port side cooling water channel;
An adjusting valve control means capable of controlling the opening of the flow rate adjusting valve based on the operating state of the internal combustion engine;
Including
The internal combustion engine characterized in that the regulating valve control means reduces the flow rate of the cooling water in the exhaust port side cooling water passage by reducing the opening of the flow regulating valve.
請求項1又は2に記載の内燃機関において、
流量制御手段は、
排気ポート側冷却水路に設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第1冷却水ポンプと、
他の冷却水路に設けられ、圧送する冷却水流量を調整可能な第2冷却水ポンプと、
第1及び第2冷却水ポンプがそれぞれ圧送する冷却水流量を制御可能なポンプ制御手段と、
を含み、
ポンプ制御手段は、第1冷却水ポンプが圧送する冷却水流量を低下させて排気ポート側冷却水路を流れる冷却水流量を低減させる
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The flow rate control means
A first cooling water pump provided in the exhaust port side cooling water channel and capable of adjusting a cooling water flow rate to be pumped;
A second cooling water pump provided in another cooling water channel and capable of adjusting a cooling water flow rate to be pumped;
Pump control means capable of controlling the flow rate of cooling water pumped by the first and second cooling water pumps;
Including
An internal combustion engine characterized in that the pump control means reduces the flow rate of cooling water flowing through the exhaust port side cooling water passage by reducing the flow rate of cooling water pumped by the first cooling water pump.
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