JP2010190049A - Control device for internal combustion engine with superchargers - Google Patents

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly raise the temperature of a catalyst in a twin turbo-system. <P>SOLUTION: This control device for an internal combustion engine with superchargers operates a second supercharger by regulating a supercharging pressure using an exhaust gas changeover valve when the temperature of the catalyst is equal to or less than a predetermined one in an operating range in which only a first supercharger is to be operated and the supercharging pressure must be regulated using an exhaust gas bypass valve, and supplies a supercharging air by the operation of the second supercharger to the upstream side of the compressor of the first supercharger. The intake air heated by the operation of the second supercharger is supplied to the upstream side of the compressor of the first supercharger by operating the second supercharger using the exhaust energy which is disposed off by a Waste gate. Consequently, the temperature of the exhaust gas can be raised by raising the temperature of the intake air, and the temperature of the catalyst can be raised. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の過給機を有する過給機付き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 with a supercharger having a plurality of superchargers.

従来から、排気通路上に設けられた触媒を適切に暖機するための制御が提案されている。例えば、特許文献1には、始動から触媒暖機完了まで、吸入空気がインタークーラをバイパスするようにバイパス弁を開制御することが提案されている。   Conventionally, control for appropriately warming up the catalyst provided on the exhaust passage has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes that the bypass valve is controlled to open so that the intake air bypasses the intercooler from the start to the completion of catalyst warm-up.

その他にも、本発明に関連する技術が特許文献2及び3に記載されている。特許文献2には、ターボ過給機のコンプレッサ上流に電動コンプレッサを設け、電動コンプレッサの上流側で吸気を循環させることにより、吸気温度を上昇させることが提案されている。また、特許文献3には、ツインターボシステムにおいて、触媒の還元/再生時に過給機バイパス量を制御することで、過給圧と触媒回復とを適切に行うことが提案されている。   In addition, Patent Documents 2 and 3 describe techniques related to the present invention. Patent Document 2 proposes that an electric compressor is provided upstream of the compressor of the turbocharger, and the intake air is increased by circulating the intake air upstream of the electric compressor. Patent Document 3 proposes that in the twin turbo system, the supercharging pressure and the catalyst recovery are appropriately performed by controlling the supercharger bypass amount at the time of catalyst reduction / regeneration.

特開2005−351184号公報JP 2005-351184 A 特開2006−183643号公報JP 2006-183643 A 特開2008−2319号公報JP 2008-2319 A

ところで、2つのターボ過給機が吸気通路及び排気通路に配置されたツインターボシステムでは、触媒の上流側に2つのターボ過給機のタービンが配置されているため、触媒温度が低下しやすい傾向にある。上記した特許文献1乃至3には、このようなツインインターボシステムにおける触媒温度の低下を適切に抑制する方法については記載されていない。   By the way, in the twin turbo system in which two turbochargers are arranged in the intake passage and the exhaust passage, since the two turbocharger turbines are arranged upstream of the catalyst, the catalyst temperature tends to decrease. It is in. Patent Documents 1 to 3 described above do not describe a method for appropriately suppressing a decrease in catalyst temperature in such a twin interbo system.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ツインターボシステムにおいて、触媒温度を適切に上昇させることが可能な過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for an internal combustion engine with a supercharger capable of appropriately raising the catalyst temperature in a twin turbo system. Objective.

本発明の1つの観点では、第1の過給機及び第2の過給機を有する過給機付き内燃機関の制御装置は、前記第2の過給機のタービンへの排気流量を調整する排気切替弁と、前記第1の過給機のタービンをバイパスする通路上に設けられた排気バイパス弁と、前記第1の過給機のみを作動させるべき運転領域で、且つ、前記排気バイパス弁を用いて過給圧を調整すべき運転領域である場合において、触媒温度が所定温度以下である場合に、前記排気バイパス弁の代わりに前記排気切替弁を用いて過給圧を調整することで前記第2の過給機を作動させると共に、当該第2の過給機の作動による過給空気を前記第1の過給機のコンプレッサの上流側へ供給させる制御を行う制御手段と、を備える。   In one aspect of the present invention, a control device for an internal combustion engine with a supercharger having a first supercharger and a second supercharger adjusts an exhaust flow rate to the turbine of the second supercharger. An exhaust gas switching valve, an exhaust gas bypass valve provided on a passage that bypasses the turbine of the first supercharger, an operating region in which only the first supercharger should be operated, and the exhaust gas bypass valve In the operation region where the supercharging pressure is to be adjusted using the above, when the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the supercharging pressure is adjusted using the exhaust switching valve instead of the exhaust bypass valve. Control means for operating the second supercharger and performing control for supplying supercharged air from the operation of the second supercharger to the upstream side of the compressor of the first supercharger. .

上記の過給機付き内燃機関の制御装置は、第1の過給機及び第2の過給機を有し、排気切替弁及び排気バイパス弁を用いて、第1及び第2の過給機を作動させるモードを切り替えて過給を行う。制御手段は、第1の過給機のみを作動させるべき運転領域で、且つ、排気バイパス弁を用いて過給圧を調整すべき運転領域である場合において、触媒温度が所定温度以下である場合に、排気切替弁を用いて過給圧を調整することで第2の過給機を作動させると共に、当該第2の過給機の作動による過給空気を第1の過給機のコンプレッサの上流側へ供給させる。これにより、第1の過給機のみの作動時に過給圧調整のためにウエストゲートにより捨てられていた排気エネルギーを利用して、第2の過給機を作動させることができる。また、このような第2の過給機の作動によりコンプレッサで圧縮されて高温となった吸気を、第1の過給機のコンプレッサの上流側へ供給することができる。つまり、高温となった吸気を、第1の過給機のコンプレッサの入口より吸入させることができる。   The control device for an internal combustion engine with a supercharger has a first supercharger and a second supercharger, and uses the exhaust gas switching valve and the exhaust bypass valve to provide the first and second superchargers. Change the mode to activate the to supercharge. The control means is an operating region in which only the first supercharger is to be operated and an operating region in which the supercharging pressure is to be adjusted using the exhaust bypass valve, and the catalyst temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. In addition, the second supercharger is operated by adjusting the supercharging pressure using the exhaust gas switching valve, and the supercharged air generated by the operation of the second supercharger is supplied to the compressor of the first supercharger. Supply upstream. Thereby, the second supercharger can be operated using the exhaust energy discarded by the wastegate for adjusting the supercharging pressure when only the first supercharger is operated. In addition, the intake air that has been compressed by the compressor and becomes high temperature by the operation of the second supercharger can be supplied to the upstream side of the compressor of the first supercharger. That is, the intake air that has reached a high temperature can be drawn from the inlet of the compressor of the first supercharger.

よって、上記の過給機付き内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の吸入空気温度を上昇させることができ、排気ガス温度を上昇させることができる。したがって、触媒入口温度を適切に上昇させることが可能となる。   Therefore, according to the above control device for an internal combustion engine with a supercharger, the intake air temperature of the internal combustion engine can be raised, and the exhaust gas temperature can be raised. Therefore, it is possible to appropriately increase the catalyst inlet temperature.

本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle to which a control device for an internal combustion engine with a supercharger according to an embodiment is applied. 2つのターボ過給機を作動させるモードを切り替える際に用いられる運転領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the driving | operation area | region used when switching the mode which operates two turbochargers. 本実施形態における制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing in this embodiment.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
[装置構成]
図1は、本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。図1では、実線矢印がガスの流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[Device configuration]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a vehicle to which a control device for an internal combustion engine with a supercharger according to this embodiment is applied. In FIG. 1, solid line arrows indicate an example of gas flow, and broken line arrows indicate signal input and output.

車両は、主に、吸気通路3と、ターボ過給機4、5と、吸気切替弁6と、第1吸気バイパス弁7と、第2吸気バイパス弁8と、排気通路10と、排気バイパス通路10cと、排気切替弁11と、排気バイパス弁12と、触媒13と、ECU(Engine Control Unit)50と、を備える。   The vehicle mainly includes an intake passage 3, turbochargers 4, 5, an intake switching valve 6, a first intake bypass valve 7, a second intake bypass valve 8, an exhaust passage 10, and an exhaust bypass passage. 10c, an exhaust gas switching valve 11, an exhaust gas bypass valve 12, a catalyst 13, and an ECU (Engine Control Unit) 50.

吸気通路3には、図示しないエアクリーナで浄化された吸気(空気)が導入される。吸気通路3は、途中で吸気通路3a、3bに分岐している。吸気通路3aにはターボ過給機4のコンプレッサ4aが配設されており、吸気通路3bにはターボ過給機5のコンプレッサ5aが配設されている。コンプレッサ4a、5aは、それぞれ、吸気通路3a、3bを通過する吸気を圧縮する。   Intake air (air) purified by an air cleaner (not shown) is introduced into the intake passage 3. The intake passage 3 is branched into intake passages 3a and 3b on the way. A compressor 4a of the turbocharger 4 is disposed in the intake passage 3a, and a compressor 5a of the turbocharger 5 is disposed in the intake passage 3b. The compressors 4a and 5a compress the intake air that passes through the intake passages 3a and 3b, respectively.

吸気通路3bには、吸気切替弁6が設けられている。吸気切替弁6は、図示しないアクチュエータを介して、ECU50から供給される制御信号S6によって開度の制御などが行われ、吸気通路3bを通過する吸気の流量を調整する。   An intake switching valve 6 is provided in the intake passage 3b. The intake switching valve 6 is controlled in opening degree by a control signal S6 supplied from the ECU 50 via an actuator (not shown) to adjust the flow rate of the intake air passing through the intake passage 3b.

また、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの下流側の吸気通路3bには、吸気バイパス通路3c、3dが接続されている。吸気バイパス通路3cは、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの上流側の吸気通路3bと、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの下流側の吸気通路3bとに接続しており、吸気バイパス通路3dは、ターボ過給機4のコンプレッサ4aの上流側の吸気通路3aと、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの下流側の吸気通路3bとに接続している。つまり、吸気バイパス通路3cは、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの入口と当該コンプレッサ5aの出口とを接続しており、吸気バイパス通路3dは、ターボ過給機4のコンプレッサ4aの入口とターボ過給機5のコンプレッサ5aの出口とを接続している。   In addition, intake bypass passages 3c and 3d are connected to the intake passage 3b on the downstream side of the compressor 5a of the turbocharger 5. The intake bypass passage 3c is connected to the intake passage 3b upstream of the compressor 5a of the turbocharger 5 and the intake passage 3b downstream of the compressor 5a of the turbocharger 5, and the intake bypass passage 3d is The turbocharger 4 is connected to the intake passage 3a on the upstream side of the compressor 4a and the intake passage 3b on the downstream side of the compressor 5a of the turbocharger 5. That is, the intake bypass passage 3c connects the inlet of the compressor 5a of the turbocharger 5 and the outlet of the compressor 5a, and the intake bypass passage 3d connects the inlet of the compressor 4a of the turbocharger 4 to the turbocharger. The outlet of the compressor 5a of the feeder 5 is connected.

更に、吸気バイパス通路3c上には第1吸気バイパス弁7が設けられており、吸気バイパス通路3d上には第2吸気バイパス弁8が設けられている。第1吸気バイパス弁7、第2吸気バイパス弁8は、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ECU50から供給される制御信号S7、S8によって開度の制御などが行われ、吸気バイパス通路3c、3dを通過する吸気の流量を調整する。このような吸気バイパス通路3c、3d及び第1吸気バイパス弁7、第2吸気バイパス弁8を用いた場合、ターボ過給機4を作動させている際において、ターボ過給機5で過給された吸気を、ターボ過給機4のコンプレッサ4a及びターボ過給機5のコンプレッサ5aのいずれに供給するかを制御することが可能となる。   Further, a first intake bypass valve 7 is provided on the intake bypass passage 3c, and a second intake bypass valve 8 is provided on the intake bypass passage 3d. The first intake bypass valve 7 and the second intake bypass valve 8 are controlled in opening degree by control signals S7 and S8 supplied from the ECU 50 via actuators (not shown), respectively, and the intake bypass passages 3c and 3d. Adjust the flow rate of the intake air passing through. When the intake bypass passages 3c and 3d and the first intake bypass valve 7 and the second intake bypass valve 8 are used, the turbocharger 5 is supercharged when the turbocharger 4 is operated. It is possible to control whether the intake air is supplied to the compressor 4a of the turbocharger 4 or the compressor 5a of the turbocharger 5.

上記のような吸気通路3を通過した吸気は、インタークーラを通過した後、インテークマニホールド(インマニ)を通過して、図示しないエンジン(内燃機関)に供給される。エンジンは、吸気と燃料との混合気を燃焼して動力を発生する。そして、エンジンにおける燃焼により発生した排気ガスは、排気通路10に排出される。   The intake air that has passed through the intake passage 3 as described above passes through the intercooler, then passes through the intake manifold (intake manifold), and is supplied to the engine (internal combustion engine) (not shown). The engine generates power by burning a mixture of intake air and fuel. Exhaust gas generated by combustion in the engine is discharged to the exhaust passage 10.

排気通路10は途中で排気通路10a、10bに分岐されており、排気通路10aにはターボ過給機4のタービン4bが配設されており、排気通路10bにはターボ過給機5のタービン5bが配設されている。また、タービン4b、5bの下流側の排気通路10上には、排気ガスを浄化可能に構成された触媒13が設けられている。   The exhaust passage 10 is branched into exhaust passages 10a and 10b, and the turbine 4b of the turbocharger 4 is disposed in the exhaust passage 10a. The turbine 5b of the turbocharger 5 is disposed in the exhaust passage 10b. Is arranged. Further, a catalyst 13 configured to purify exhaust gas is provided on the exhaust passage 10 on the downstream side of the turbines 4b and 5b.

タービン4b、5bは、それぞれ、排気通路10a、10bを通過する排気ガスによって回転される。このようなタービン4b、5bの回転トルクが、ターボ過給機4内のコンプレッサ4a及びターボ過給機5内のコンプレッサ5aに伝達されて回転することによって、吸気が圧縮される(即ち過給される)こととなる。   The turbines 4b and 5b are rotated by exhaust gas passing through the exhaust passages 10a and 10b, respectively. The rotational torque of the turbines 4b and 5b is transmitted to the compressor 4a in the turbocharger 4 and the compressor 5a in the turbocharger 5 to rotate, whereby the intake air is compressed (that is, supercharged). The Rukoto.

ターボ過給機4は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成され、ターボ過給機5は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。つまり、ターボ過給機4は所謂プライマリターボ過給機に相当し、ターボ過給機5は所謂セカンダリターボ過給機に相当する。また、ターボ過給機4は本発明における第1の過給機に相当し、ターボ過給機5は本発明における第2の過給機に相当する。このように、図1では、パラレルツインターボシステム(パラレルシーケンシャルターボシステム)に過給機付き内燃機関の制御装置を適用した例を示している。   The turbocharger 4 is configured as a low-capacity low-speed supercharger with a large supercharging capacity in the low and medium speed range, and the turbocharger 5 is a large-capacity high speed with a large supercharging capacity in the medium and high speed range It is configured as a type supercharger. That is, the turbocharger 4 corresponds to a so-called primary turbocharger, and the turbocharger 5 corresponds to a so-called secondary turbocharger. The turbocharger 4 corresponds to the first supercharger in the present invention, and the turbocharger 5 corresponds to the second supercharger in the present invention. Thus, FIG. 1 shows an example in which a control device for an internal combustion engine with a supercharger is applied to a parallel twin turbo system (parallel sequential turbo system).

排気通路10bには、排気切替弁11が設けられている。排気切替弁11は、図示しないアクチュエータを介して、ECU50から供給される制御信号S11によって開度の制御などが行われ、排気通路10bを通過する排気ガスの流量を調整する。言い換えると、ターボ過給機5のタービン5bへの排気流量を調整する。   An exhaust switching valve 11 is provided in the exhaust passage 10b. The exhaust switching valve 11 is controlled in opening degree by a control signal S11 supplied from the ECU 50 via an actuator (not shown), and adjusts the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust passage 10b. In other words, the exhaust gas flow rate to the turbine 5b of the turbocharger 5 is adjusted.

排気バイパス通路10cは、ターボ過給機4のタービン4bをバイパスして排気ガスを流すことが可能に構成されており、その通路上には排気バイパス弁12が設けられている。排気バイパス弁12は、図示しないアクチュエータを介して、ECU50から供給される制御信号S12によって開度の制御などが行われる。なお、排気バイパス弁12は、所謂ウエストゲートバルブに相当する。   The exhaust bypass passage 10c is configured to be able to flow exhaust gas by bypassing the turbine 4b of the turbocharger 4, and an exhaust bypass valve 12 is provided on the passage. The exhaust bypass valve 12 is controlled in opening degree by a control signal S12 supplied from the ECU 50 via an actuator (not shown). The exhaust bypass valve 12 corresponds to a so-called waste gate valve.

ECU50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備えて構成される。ECU50は、各種センサの出力に基づいて、車両内の各構成要素に対する制御を行う。例えば、ECU50は、吸気切替弁6、第1吸気バイパス弁7、第2吸気バイパス弁8、排気切替弁11、排気バイパス弁12に対する制御を行うことで、ターボ過給機4、5を作動させるモードを切り替えるための制御を行う。なお、ECU50は、本発明における制御手段に相当する。   The ECU 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown). ECU50 controls each component in a vehicle based on the output of various sensors. For example, the ECU 50 operates the turbochargers 4 and 5 by controlling the intake switching valve 6, the first intake bypass valve 7, the second intake bypass valve 8, the exhaust switching valve 11, and the exhaust bypass valve 12. Performs control to switch modes. The ECU 50 corresponds to the control means in the present invention.

ここで、図2を参照して、ターボ過給機4、5を作動させるモードを切り替える際に用いられる運転領域の一例について、簡単に説明する。   Here, with reference to FIG. 2, an example of the operation region used when switching the mode for operating the turbochargers 4 and 5 will be briefly described.

図2は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジントルク(負荷に相当する)を示している。領域R1は、ターボ過給機4のみが作動される領域に相当する。以下では、領域R1を「1個ターボ領域」と呼ぶ。領域R2は、基本的にはターボ過給機4のみが作動される領域であり、排気バイパス弁12によって過給圧が調整される領域に相当する。以下では、領域R2を「過給圧調整領域」と呼ぶ。領域R3は、ターボ過給機4及びターボ過給機5の両方が作動される領域に相当する。以下では、領域R3を「2個ターボ領域」と呼ぶ。   In FIG. 2, the horizontal axis indicates the engine speed, and the vertical axis indicates the engine torque (corresponding to a load). The region R1 corresponds to a region where only the turbocharger 4 is operated. Hereinafter, the region R1 is referred to as a “single turbo region”. The region R2 is basically a region where only the turbocharger 4 is operated, and corresponds to a region where the supercharging pressure is adjusted by the exhaust bypass valve 12. Hereinafter, the region R2 is referred to as a “supercharging pressure adjustment region”. The region R3 corresponds to a region where both the turbocharger 4 and the turbocharger 5 are operated. Hereinafter, the region R3 is referred to as a “two turbo region”.

ECU50は、基本的には、このような運転領域(領域R1〜R3)に基づいて、ターボ過給機4とターボ過給機5とを作動させるモードを切り替える。
[制御方法]
次に、本実施形態においてECU50が行う制御方法について説明する。本実施形態では、ECU50は、始動後のような冷間時において、触媒13の入口温度を上昇させるための制御を行う。具体的には、ECU50は、エンジンの吸入空気温度を上昇させて、排気ガス温度を高くするための制御を行うことによって、触媒13の入口温度を上昇させる。
The ECU 50 basically switches the mode for operating the turbocharger 4 and the turbocharger 5 based on such an operation region (regions R1 to R3).
[Control method]
Next, a control method performed by the ECU 50 in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the ECU 50 performs control for increasing the inlet temperature of the catalyst 13 during a cold time such as after starting. Specifically, the ECU 50 increases the inlet temperature of the catalyst 13 by performing control for increasing the intake air temperature of the engine and increasing the exhaust gas temperature.

このような制御を行う理由は、以下の通りである。パラレルツインターボシステムでは、始動直後のような冷間時に、排気熱がタービンや各種の弁や配管を暖めてしまい、触媒入口温度が上がらずに、触媒性能が適切に発揮されないような状況が生じる場合がある。これは、パラレルツインターボシステムでは、排気通路上(詳しくは触媒の上流側の排気通路上)に2つのターボ過給機のタービンや複数の弁が配設されているため、熱容量が大きくなり、排気熱が奪われてしまい、排気ガス温度が上がりにくくなってしまうからである。   The reason for performing such control is as follows. In the parallel twin turbo system, exhaust heat warms the turbine and various valves and pipes when it is cold immediately after start-up, and the catalyst inlet temperature does not rise and the catalyst performance does not work properly. There is a case. This is because in the parallel twin turbo system, two turbocharger turbines and a plurality of valves are arranged on the exhaust passage (specifically, on the exhaust passage upstream of the catalyst), so the heat capacity increases. This is because exhaust heat is deprived and the exhaust gas temperature is difficult to rise.

したがって、本実施形態では、このような触媒13の入口温度の低下を抑制するための制御を行う。具体的には、ECU50は、始動後のような冷間時において、2つのターボ過給機4、5で作動できない領域で、且つ、ターボ過給機4で過給圧調整が必要な領域で作動している際に(つまり、運転領域が過給圧調整領域R2(図2参照)にある場合)、排気バイパス弁12の代わりに排気切替弁11を用いて過給圧調整を行うと共に、第1吸気バイパス弁7を閉にして第2吸気バイパス弁8を開にする制御を行う。   Therefore, in this embodiment, control for suppressing such a decrease in the inlet temperature of the catalyst 13 is performed. Specifically, the ECU 50 is in a region where it cannot operate with the two turbochargers 4 and 5 in a cold state such as after starting, and in a region where the turbocharger 4 needs to be adjusted for supercharging pressure. While operating (that is, when the operation region is in the supercharging pressure adjustment region R2 (see FIG. 2)), the supercharging pressure adjustment is performed using the exhaust gas switching valve 11 instead of the exhaust bypass valve 12, Control is performed to close the first intake bypass valve 7 and open the second intake bypass valve 8.

これにより、排気切替弁11を用いて過給圧調整を行うことで、排気バイパス弁12を用いていた場合にはターボ過給機4のタービン4bをバイパスして流れていた排気ガス(つまり捨てられていた排気ガス)を、ターボ過給機5のタービン5bに供給することができる。即ち、ターボ過給機4のみの作動時に過給圧調整のためにウエストゲートにより捨てられていた排気エネルギーを利用して、ターボ過給機5を作動させることができる。   Thus, by adjusting the supercharging pressure using the exhaust gas switching valve 11, when the exhaust bypass valve 12 is used, the exhaust gas flowing through the turbine 4b of the turbocharger 4 (that is, discarded) The exhaust gas that has been provided can be supplied to the turbine 5 b of the turbocharger 5. That is, the turbocharger 5 can be operated by using the exhaust energy discarded by the wastegate for adjusting the supercharging pressure when only the turbocharger 4 is operated.

また、このようにしてターボ過給機5が作動された際において、第1吸気バイパス弁7を閉にして第2吸気バイパス弁8を開にすることで、ターボ過給機5の作動によりコンプレッサ5aで圧縮されて高温となった吸気を、第2吸気バイパス弁8が設けられた吸気バイパス通路3dを通じて、ターボ過給機4のコンプレッサ4aの上流側へ供給することができる。つまり、高温となった吸気を、ターボ過給機4のコンプレッサ4aの入口より吸入させることができる。   Further, when the turbocharger 5 is operated in this way, the first intake bypass valve 7 is closed and the second intake bypass valve 8 is opened, whereby the turbocharger 5 is operated to operate the compressor. The intake air that has been compressed by 5a and has reached a high temperature can be supplied to the upstream side of the compressor 4a of the turbocharger 4 through the intake bypass passage 3d in which the second intake bypass valve 8 is provided. That is, the intake air that has reached a high temperature can be sucked from the inlet of the compressor 4 a of the turbocharger 4.

以上により、本実施形態によれば、エンジンの吸入空気温度を上昇させることができ、排気ガス温度を上昇させることができる。よって、触媒入口温度を適切に上昇させることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the intake air temperature of the engine can be increased, and the exhaust gas temperature can be increased. Therefore, it is possible to appropriately increase the catalyst inlet temperature.

次に、図3を参照して、本実施形態における制御処理について具体的に説明する。図3は、本実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって繰り返し実行される。   Next, with reference to FIG. 3, the control process in this embodiment is demonstrated concretely. FIG. 3 is a flowchart showing the control processing in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the ECU 50.

まず、ステップS101では、ECU50は、エンジン回転数及びエンジントルクに基づいて、運転領域が1個ターボ領域R1(図2参照)にあるか否かを判定する。運転領域が1個ターボ領域R1にある場合(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進み、運転領域が1個ターボ領域R1にない場合(ステップS101;No)、処理は終了する。   First, in step S101, the ECU 50 determines whether or not the operating region is in the single turbo region R1 (see FIG. 2) based on the engine speed and the engine torque. If the operating region is in the single turbo region R1 (step S101; Yes), the process proceeds to step S102. If the operating region is not in the single turbo region R1 (step S101; No), the process ends.

ステップS102では、ECU50は、ターボ過給機4のみが作動されるように制御を行う。具体的には、ECU50は、吸気切替弁6、第2吸気バイパス弁8、及び排気切替弁11、並びに排気バイパス弁12を閉にし、第1吸気バイパス弁7を開にする制御を行う。そして、処理はステップS103に進む。   In step S102, the ECU 50 performs control so that only the turbocharger 4 is operated. Specifically, the ECU 50 performs control to close the intake switching valve 6, the second intake bypass valve 8, the exhaust switching valve 11, and the exhaust bypass valve 12, and open the first intake bypass valve 7. Then, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、ECU50は、過給圧の調整が必要であるか否かを判定する。つまり、ECU50は、運転領域が過給圧調整領域R2(図2参照)にあるか否かを判定する。過給圧の調整が必要である場合(ステップS103;Yes)、処理はステップS104に進み、過給圧の調整が必要でない場合(ステップS103;No)、処理は終了する。   In step S103, the ECU 50 determines whether or not the supercharging pressure needs to be adjusted. That is, the ECU 50 determines whether or not the operation region is in the supercharging pressure adjustment region R2 (see FIG. 2). If adjustment of the supercharging pressure is necessary (step S103; Yes), the process proceeds to step S104. If adjustment of the supercharging pressure is not necessary (step S103; No), the process ends.

ステップS104では、ECU50は、エンジンの冷却水の温度(水温)を取得し、当該水温が所定温度以下であるか否かを判定する。ここでは、ECU50は、水温に基づいて、冷間時であるか否か、つまり触媒13が未暖機であるか否かを判定する。水温が所定温度以下である場合(ステップS104;Yes)、処理はステップS105に進み、水温が所定温度より高い場合(ステップS104;No)、処理はステップS108に進む。なお、水温が所定温度以下であるか否かを判定する代わりに、触媒温度が所定温度以下であるか否かを判定しても良い。   In step S104, the ECU 50 acquires the temperature (water temperature) of the engine coolant and determines whether or not the water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. Here, the ECU 50 determines, based on the water temperature, whether or not it is cold, that is, whether or not the catalyst 13 is not warmed up. If the water temperature is equal to or lower than the predetermined temperature (step S104; Yes), the process proceeds to step S105. If the water temperature is higher than the predetermined temperature (step S104; No), the process proceeds to step S108. Instead of determining whether the water temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, it may be determined whether the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature.

ステップS105以降の処理を説明する。ステップS105では、ECU50は、水温が所定温度以下であるため、触媒13を急速に暖機させるためのモード(触媒急暖機モード)に設定する。そして、処理はステップS106に進む。   The processes after step S105 will be described. In step S105, the ECU 50 sets the mode for rapidly warming up the catalyst 13 (catalyst rapid warm-up mode) because the water temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. Then, the process proceeds to step S106.

ステップS106では、ECU50は、排気切替弁11で過給圧を調整する。つまり、ECU50は、ターボ過給機4のみの作動時に過給圧調整のためにウエストゲートにより捨てられていた排気エネルギーを利用してターボ過給機5を作動させるべく、排気切替弁11で過給圧を調整する。そして、処理はステップS107に進む。   In step S <b> 106, the ECU 50 adjusts the supercharging pressure with the exhaust gas switching valve 11. That is, the ECU 50 controls the exhaust gas switching valve 11 to operate the turbocharger 5 using the exhaust energy discarded by the wastegate for adjusting the supercharging pressure when only the turbocharger 4 is operated. Adjust the supply pressure. Then, the process proceeds to step S107.

ステップS107では、ECU50は、排気切替弁11を開にし、第1吸気バイパス弁7を閉にし、第2吸気バイパス弁8を開にする制御を行う。つまり、ECU50は、ターボ過給機5の作動によりコンプレッサ5aで圧縮されて高温となった吸気を、第2吸気バイパス弁8が設けられた吸気バイパス通路3dを通じて、ターボ過給機4のコンプレッサ4aの上流側へ供給するための制御を行う。そして、処理は終了する。   In step S107, the ECU 50 performs control to open the exhaust gas switching valve 11, close the first intake bypass valve 7, and open the second intake bypass valve 8. That is, the ECU 50 compresses the intake air that has been compressed by the compressor 5a due to the operation of the turbocharger 5 to a high temperature, through the intake bypass passage 3d provided with the second intake bypass valve 8, and the compressor 4a of the turbocharger 4. Control to supply to the upstream side. Then, the process ends.

次に、ステップS108以降の処理を説明する。ステップS108では、ECU50は、排気バイパス弁12で過給圧を調整する。この場合には、水温が所定温度より高いため、触媒13を暖機する必要はないと言えるので、ECU50は、前述したステップS105の処理とは異なり、排気バイパス弁12で過給圧を調整する。そして、処理はステップS109に進む。ステップS109では、ECU50は、排気バイパス弁12を閉にする。そして、処理はステップS110に進む。   Next, the process after step S108 is demonstrated. In step S108, the ECU 50 adjusts the supercharging pressure with the exhaust bypass valve 12. In this case, since the water temperature is higher than the predetermined temperature, it can be said that the catalyst 13 does not need to be warmed up. Therefore, the ECU 50 adjusts the supercharging pressure by the exhaust bypass valve 12 unlike the process of step S105 described above. . Then, the process proceeds to step S109. In step S109, the ECU 50 closes the exhaust bypass valve 12. Then, the process proceeds to step S110.

ステップS110では、ECU50は、ターボ過給機5を助走させて作動させるべきモード(助走モード)であるか否かを判定する。つまり、ターボ過給機4のみを作動させるモードから、ターボ過給機4、5の両方を作動させるモードへ切り替えるべき状況であるか否かを判定する。助走モードである場合(ステップS110;Yes)、処理はステップS111に進む。この場合には、ECU50は排気切替弁11を開にし(ステップS111)、処理は終了する。これに対して、助走モードでない場合(ステップS110;No)、処理は終了する。   In step S110, the ECU 50 determines whether or not it is a mode (advancing mode) in which the turbocharger 5 should be operated by being run up. That is, it is determined whether or not the mode should be switched from the mode in which only the turbocharger 4 is operated to the mode in which both the turbochargers 4 and 5 are operated. When it is a run-up mode (Step S110; Yes), processing progresses to Step S111. In this case, the ECU 50 opens the exhaust gas switching valve 11 (step S111), and the process ends. On the other hand, if the run mode is not set (step S110; No), the process ends.

以上説明した本実施形態における制御処理によれば、触媒入口温度を適切に上昇させることが可能となる。
[変形例]
本発明は、パラレルツインターボシステムへの適用に限定はされず、2つのターボ過給機が吸気通路及び排気通路に直列に配置されたシステム(シリーズツインターボシステム)にも同様に適用することができる。
According to the control process in the present embodiment described above, the catalyst inlet temperature can be appropriately increased.
[Modification]
The present invention is not limited to the application to the parallel twin turbo system, but can be similarly applied to a system in which two turbochargers are arranged in series in the intake passage and the exhaust passage (series twin turbo system). it can.

3 吸気通路
4、5 ターボ過給機
4a、5a コンプレッサ
4b、5b タービン
6 吸気切替弁
7 第1吸気バイパス弁
8 第2吸気バイパス弁
10 排気通路
10c 排気バイパス通路
11 排気切替弁
12 排気バイパス弁
13 触媒
50 ECU
3 Intake passage 4, 5 Turbocharger 4a, 5a Compressor 4b, 5b Turbine 6 Intake switching valve 7 First intake bypass valve 8 Second intake bypass valve 10 Exhaust passage 10c Exhaust bypass passage 11 Exhaust switch valve 12 Exhaust bypass valve 13 Catalyst 50 ECU

Claims (1)

第1の過給機及び第2の過給機を有する過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記第2の過給機のタービンへの排気流量を調整する排気切替弁と、
前記第1の過給機のタービンをバイパスする通路上に設けられた排気バイパス弁と、
前記第1の過給機のみを作動させるべき運転領域で、且つ、前記排気バイパス弁を用いて過給圧を調整すべき運転領域である場合において、触媒温度が所定温度以下である場合に、前記排気バイパス弁の代わりに前記排気切替弁を用いて過給圧を調整することで前記第2の過給機を作動させると共に、当該第2の過給機の作動による過給空気を前記第1の過給機のコンプレッサの上流側へ供給させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine with a supercharger having a first supercharger and a second supercharger,
An exhaust gas switching valve for adjusting an exhaust gas flow rate to the turbine of the second supercharger;
An exhaust bypass valve provided on a passage that bypasses the turbine of the first supercharger;
In the operation region where only the first supercharger is to be operated, and in the operation region where the supercharging pressure is to be adjusted using the exhaust bypass valve, when the catalyst temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, The second supercharger is operated by adjusting the supercharging pressure using the exhaust gas switching valve instead of the exhaust bypass valve, and the supercharged air generated by the operation of the second supercharger is And a control unit for controlling the supply of the turbocharger to the upstream side of the compressor of the supercharger.
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