JP2012102634A - Internal combustion engine, and method for controlling internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関及び内燃機関の制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine and a method for controlling the internal combustion engine.
タービンに可変ノズルを有すると共に回転軸に電動機が取り付けられた過給機が知られている。可変ノズルを有することで、可変ノズルの開閉によりタービンに流入する排気の流速を変化させてタービン回転速度を調整することができ、排気流量によらず過給圧を調整することができる。電動機を有することで、電動機を作動させてコンプレッサを回転駆動することで、タービンが受ける排気エネルギの大小によらず、必要なときに必要な大きさの過給圧を得ることができる。 A turbocharger having a variable nozzle in a turbine and an electric motor attached to a rotating shaft is known. By having the variable nozzle, it is possible to adjust the turbine rotation speed by changing the flow velocity of the exhaust gas flowing into the turbine by opening and closing the variable nozzle, and it is possible to adjust the supercharging pressure regardless of the exhaust gas flow rate. By having the electric motor, the boost pressure of a required magnitude can be obtained when necessary, regardless of the amount of exhaust energy received by the turbine, by rotating the compressor by operating the electric motor.
このような過給機に加えて、タービンよりも上流の排気通路とコンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続し、排気の一部を高圧EGRガスとして内燃機関に再循環させる高圧EGR装置を備える場合がある。高圧EGR装置によると、内燃機関に高圧EGRガスを供給し、内燃機関でのNOxの発生を抑制することができる。 In addition to such a supercharger, a high-pressure EGR device that connects an exhaust passage upstream of the turbine and an intake passage downstream of the compressor and recirculates part of the exhaust gas as high-pressure EGR gas to the internal combustion engine is provided. There is a case. According to the high-pressure EGR device, high-pressure EGR gas can be supplied to the internal combustion engine, and generation of NOx in the internal combustion engine can be suppressed.
しかしながら、このような過給機及び高圧EGR装置を備えた内燃機関の場合には、タービンよりも上流の排気圧は可変ノズルの開閉度合によって変化してしまう。特に内燃機関の過渡状態では、過給圧を高めるべく可変ノズルは閉動作されるので、タービンよりも上流の排気圧が上昇することになる。可変ノズルの閉動作後、タービン回転速度が上昇して過給圧が上昇するまでにはタイムラグが存在するので、高圧EGR装置の高圧EGRガスの出入りする部分での差圧が一時的に拡大する。その結果、内燃機関に再循環される高圧EGRガス量が増大して、スモークが悪化する場合がある。 However, in the case of an internal combustion engine equipped with such a supercharger and a high pressure EGR device, the exhaust pressure upstream of the turbine changes depending on the degree of opening and closing of the variable nozzle. Particularly in the transient state of the internal combustion engine, the variable nozzle is closed to increase the supercharging pressure, so that the exhaust pressure upstream of the turbine rises. After the closing operation of the variable nozzle, there is a time lag until the turbo rotation speed increases and the boost pressure rises, so the differential pressure at the portion where the high pressure EGR gas enters and exits the high pressure EGR device temporarily increases. . As a result, the amount of high-pressure EGR gas recirculated to the internal combustion engine may increase, and smoke may deteriorate.
そこで、高圧EGRガスを再循環させる状態であって、内燃機関が過渡状態である場合には、可変ノズルの閉動作を禁止し電動機を作動させて過給機の過給圧を制御する技術が開示されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の技術によると、可変ノズルの閉動作を禁止し電動機を作動させて過給圧を制御するので、排気圧を上昇させることなく過給圧を上昇させることができる。これにより、内燃機関の過渡状態において高圧EGRガス量を増大させることがなく、スモークが悪化してしまうことがない。
Therefore, when the high pressure EGR gas is recirculated and the internal combustion engine is in a transient state, there is a technique for controlling the supercharging pressure of the supercharger by prohibiting the variable nozzle closing operation and operating the electric motor. It is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to the technique of
しかしながら、特許文献1の技術では、高圧EGRガスを再循環させる状態で、電動機を作動させて可変ノズルを一定のままにしておくと、高圧EGR装置の高圧EGRガスの出入りする部分での差圧が減少し、内燃機関に再循環される高圧EGRガス量が不足してしまう。また、高圧EGRガスを再循環させる状態で、電動機を作動させて可変ノズルを閉動作すると、ターボ効率が悪化し、ポンプロスが増大し、電動機を作動させているにも
かかわらず燃費の改善効果が得られなくなってしまう。
However, in the technique of
本発明の目的は、所望のEGRガス量を得つつ、燃費を改善する技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for improving fuel efficiency while obtaining a desired amount of EGR gas.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されるタービンと前記内燃機関の吸気通路に配置されるコンプレッサとを有し前記内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して前記内燃機関に吸入される吸気の過給を行う過給機と、
前記タービンに吹き付けられる排気の流速を変更可能に開閉動作する可変ノズルと、
前記コンプレッサを駆動する電動機と、
前記タービンよりも下流の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路とを接続し、排気の一部を低圧EGRガスとして前記吸気通路へ再循環させる低圧EGR装置と、
前記低圧EGR装置で低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、前記電動機で前記コンプレッサを補助的に駆動すると共に、前記電動機での補助的な駆動力が大きくなる程前記可変ノズルを開動作させる制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is, the present invention
An excess of intake air taken into the internal combustion engine using a turbine disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in the intake passage of the internal combustion engine using exhaust energy discharged from the internal combustion engine A supercharger for feeding,
A variable nozzle that opens and closes to change the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine; and
An electric motor for driving the compressor;
A low pressure EGR device that connects the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor, and recirculates a part of the exhaust gas as low pressure EGR gas to the intake passage;
When the low pressure EGR device is used to recirculate the low pressure EGR gas and control the target boost pressure, the compressor is driven auxiliary by the electric motor and the variable driving force increases as the auxiliary driving force of the electric motor increases. A control unit for opening the nozzle;
An internal combustion engine characterized by comprising:
低圧EGRガスはコンプレッサよりも上流の吸気圧に応じて吸気通路に供給されるため、電動機でコンプレッサを補助的に駆動しても過給圧にかかわらず、低圧EGRガス量は変わらない。そこで本発明では、低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、電動機でコンプレッサを補助的に駆動し、電動機での補助的な駆動力が大きくなる程可変ノズルを開動作させる。これによると、所望の低圧EGRガス量を得つつ、電動機で目標過給圧に制御させることができる。さらに、開動作した可変ノズルでタービンよりも上流の排気圧を上昇させないので、ポンプロスを低減することができ、これにより燃費を改善することができる。 Since the low-pressure EGR gas is supplied to the intake passage in accordance with the intake pressure upstream of the compressor, the amount of the low-pressure EGR gas does not change regardless of the supercharging pressure even if the compressor is driven auxiliary by an electric motor. Therefore, in the present invention, when the low pressure EGR gas is recirculated and controlled to the target supercharging pressure, the compressor is auxiliary driven by the electric motor, and the variable nozzle is opened as the auxiliary driving force by the electric motor increases. . According to this, it is possible to control the target supercharging pressure with the electric motor while obtaining a desired low-pressure EGR gas amount. Furthermore, since the exhaust nozzle upstream of the turbine is not increased by the variable nozzle that has been opened, pump loss can be reduced, thereby improving fuel efficiency.
前記制御部は、前記低圧EGR装置で低圧EGRガスを再循環させる時であって、前記内燃機関の機関負荷が極軽負荷の場合には、前記可変ノズルを固定すると共に、前記電動機で前記コンプレッサを補助的に駆動して過給圧を上昇させるとよい。 When the low-pressure EGR gas is recirculated by the low-pressure EGR device and the engine load of the internal combustion engine is an extremely light load, the control unit fixes the variable nozzle, and the electric motor drives the compressor. It is preferable to boost the boost pressure by driving the auxiliary.
ここで極軽負荷とは、低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、電動機でコンプレッサを補助的に駆動し、電動機での補助的な駆動力が大きくなる程可変ノズルを開動作させると、可変ノズルが開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまう負荷である。 Here, the extremely light load means that when the low pressure EGR gas is recirculated and controlled to the target supercharging pressure, the compressor is auxiliary driven by the electric motor, and the variable nozzle is increased as the auxiliary driving force by the electric motor becomes larger. When the opening operation is performed, the variable nozzle is opened too much and the turbo efficiency and the fuel consumption deteriorate.
本発明によると、極軽負荷の場合に、可変ノズルが開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまうことを回避することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid deterioration of turbo efficiency and fuel consumption due to excessive opening of the variable nozzle in the case of an extremely light load.
また本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されるタービンと前記内燃機関の吸気通路に配置されるコンプレッサとを有し前記内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して前記内燃機関に吸入される吸気の過給を行う過給機と、
前記タービンに吹き付けられる排気の流速を変更可能に開閉動作する可変ノズルと、
前記コンプレッサを駆動する電動機と、
前記タービンよりも下流の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路とを接続し、排気の一部を低圧EGRガスとして前記吸気通路へ再循環させる低圧EGR装置と、
を備えた内燃機関の制御方法であって、
前記低圧EGR装置で低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、前記電動機で前記コンプレッサを補助的に駆動すると共に、前記電動機での補助的な駆動力が大きくなる程前記可変ノズルを開動作させることを特徴とする内燃機関の制御方法である。
The present invention also provides
An excess of intake air taken into the internal combustion engine using a turbine disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in the intake passage of the internal combustion engine using exhaust energy discharged from the internal combustion engine A supercharger for feeding,
A variable nozzle that opens and closes to change the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine; and
An electric motor for driving the compressor;
A low pressure EGR device that connects the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor, and recirculates a part of the exhaust gas as low pressure EGR gas to the intake passage;
An internal combustion engine control method comprising:
When the low pressure EGR device is used to recirculate the low pressure EGR gas and control the target boost pressure, the compressor is driven auxiliary by the electric motor and the variable driving force increases as the auxiliary driving force of the electric motor increases. A control method for an internal combustion engine, wherein a nozzle is opened.
本発明によっても、所望の低圧EGRガス量を得つつ、電動機で目標過給圧に制御させることができる。さらに、開動作した可変ノズルでタービンよりも上流の排気圧を上昇させないので、ポンプロスを低減することができ、これにより燃費を改善することができる。 Also according to the present invention, it is possible to control the target supercharging pressure with an electric motor while obtaining a desired low-pressure EGR gas amount. Furthermore, since the exhaust nozzle upstream of the turbine is not increased by the variable nozzle that has been opened, pump loss can be reduced, thereby improving fuel efficiency.
本発明によると、所望のEGRガス量を得つつ、燃費を改善することができる。 According to the present invention, fuel efficiency can be improved while obtaining a desired amount of EGR gas.
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the present invention will be described below.
<実施例1>
(内燃機関)
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、気筒を4つ有する水冷式の4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関1は、車両に搭載されている。各気筒2には、燃料噴射弁3が設けられている。燃料噴射弁3は、燃料タンクからサプライポンプで汲み上げられコモンレールで燃料噴射圧が定められた軽油等の燃料が供給され、燃料を気筒2内へ適宜の量且つ適宜のタイミングで噴射する。
<Example 1>
(Internal combustion engine)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to
内燃機関1には、吸気通路4が接続されている。内燃機関1に接続された吸気通路4の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動する過給機としてのターボチャージャ5のコンプレッサ5aが配置されている。コンプレッサ5aよりも上流の吸気通路4には、吸気通路4内を流通する新気の量を調節する第1スロットル弁6が配置されている。第1スロットル弁6よりも上流の吸気通路4には、エアクリーナ7が配置されている。エアクリーナ7により内燃機関1に吸入される新気中の塵や埃等が除去される。コンプレッサ5aよりも下流の吸気通路4には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が配置されている。インタークーラ8よりも下流の吸気通路4には、吸気通路4内を流通する吸気の量を調節する第2スロットル弁9が配置されている。吸気通路4及びこれに配置された機器が内燃機関1の吸気系を構成している。
An intake passage 4 is connected to the
一方、内燃機関1には、排気通路10が接続されている。内燃機関1に接続された排気通路10の途中には、ターボチャージャ5のタービン5bが配置されている。タービン5bよりも下流の排気通路10には、酸化触媒11が配置されている。酸化触媒11よりも下流の排気通路10には、DPF12が配置されている。DPF12は、排気通路10内を流通する排気中のPM(Particulate matter)を捕集する。DPF12には、吸蔵還元型NOx触媒が担持されている。排気通路10及びこれに配置された機器が内燃機関1の排気系を構成している。
On the other hand, an
ここで、ターボチャージャ5は、電動機付き可変ノズル型ターボチャージャである。ターボチャージャ5は、排気通路10に配置されるタービン5bと、吸気通路4に配置されるコンプレッサ5aと、タービン5bとコンプレッサ5aとの間の回転軸に取り付けられコンプレッサ5aを駆動する電動機13と、タービン5bに吹き付けられる排気の流速を変更可能に開閉動作する可変ノズル14と、を有する。タービン5bとコンプレッサ5aとは回転軸によって一体に連結され、コンプレッサ5aは、内燃機関1から排出されタービン5bに入力される排気のエネルギを利用して内燃機関に吸入される吸気の過給を行う。また、電動機13が駆動されると回転軸を強制的に回転させることができ、これによってコンプレッサ5aを強制駆動することができる。
Here, the turbocharger 5 is a variable nozzle turbocharger with an electric motor. The turbocharger 5 includes a
内燃機関1には、排気通路10内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路4へ再循環(還流)させる低圧EGR装置15が備えられている。低圧EGR装置15によって再循環される排気を低圧EGRガスという。低圧EGR装置15は、低圧EGRガスが流通する低圧EGR通路16と、低圧EGR通路16を流通する低圧EGRガスの量を調節する低圧EGR弁17と、低圧EGR通路16を流通する低圧EGRガスの温度を冷却する低圧EGRクーラ18と、を有する。低圧EGR通路16は、DPF12よりも下流の排気通路10と、コンプレッサ5aよりも上流かつ第1スロットル弁6よりも下流の吸気通路4とを接続している。この低圧EGR通路16を通って、排気が低圧EGRガスとして低圧で内燃機関1へ送り込まれる。低圧EGR弁17は、低圧EGR通路16に配置され、低圧EGR通路16の通路断面積を調整することにより、低圧EGR通路16を流れる低圧EGRガスの量を調節する。なお、低圧EGR弁17の他にも、第1スロットル弁6を調整することでも低圧EGRガスの量を調節することができる。低圧EGRクーラ18は、低圧EGR弁17よりも上流の低圧EGR通路16に配置され、低圧EGRクーラ18を通過する低圧EGRガスと、内燃機関1の機関冷却水とで熱交換をして、低圧EGRガスの温度を低下させる。
The
以上述べたように構成された内燃機関1には、内燃機関1を制御するためのECU(電子制御ユニット)19が併設されている。ECU19は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。ECU19には、クランクポジションセンサ20、アクセルポジションセンサ21等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU19に入力されるようになっている。一方、ECU19には、燃料噴射弁3、第1スロットル弁6、第2スロットル弁9、電動機13、可変ノズル14、及び低圧EGR弁17の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ECU19によりこれらの機器が制御される。ECU19は、クランクポジションセンサ20、アクセルポジションセンサ21等の出力信号を受けて内燃機関1の運転状態を判別し、判別された運転状態に基づいて内燃機関1や上記機器を電気的に制御する。
The
(EGR運転制御)
そして本実施例では、内燃機関1の運転状態に応じて低圧EGR弁17を用い低圧EGRガスの量を制御する。これにより、内燃機関1に吸入される吸気に低圧EGRガスが含まれた状態で内燃機関1を運転させる、いわゆるEGR運転を行い、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度及び燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOxを低減させる効果を発揮させている。
(EGR operation control)
In this embodiment, the amount of low pressure EGR gas is controlled using the low
ここで、EGR運転状態でターボチャージャ5の電動機13を作動させる場合がある。例えば、内燃機関1の搭載された車両の減速エネルギをオルタネータで回生し、回生した電力でターボチャージャ5の電動機13を作動させる場合等である。このようなEGR運転状態で電動機13を作動させる場合として、従来では、タービンよりも上流の排気通路
とコンプレッサよりも下流の吸気通路とをつないだ高圧EGR装置で高圧EGRガスを再循環させる場合がある。しかしながら、高圧EGRガスを再循環させる状態で、電動機を作動させて可変ノズルを一定のままにしておくと、高圧EGR装置の高圧EGRガスの出入りする部分での差圧が減少し、内燃機関に再循環される高圧EGRガス量が不足してしまう。また、高圧EGRガスを再循環させる状態で、電動機を作動させて可変ノズルを閉動作すると、ターボ効率が悪化し、ポンプロスが増大し、電動機を作動させているにもかかわらず燃費の改善効果が得られなくなってしまう。
Here, the
そこで、本実施例では、低圧EGR装置15で低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動すると共に、電動機13での補助的な駆動力が大きくなる程可変ノズル14を開動作させるようにした。本制御を第1制御といい、第1制御を行うECU19が、本発明の制御部に対応する。
Therefore, in this embodiment, when the low-pressure EGR gas is recirculated by the low-
低圧EGRガスはコンプレッサ5aよりも上流の吸気圧に応じて吸気通路4に供給されるため、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動しても過給圧にかかわらず、低圧EGRガス量は変わらない。そこで本実施例のような第1制御を実施すると、所望の低圧EGRガス量を得つつ、電動機13で目標過給圧に制御させることができる。さらに、開動作した可変ノズル14でタービン5bよりも上流の排気圧を上昇させないので、ポンプロスを低減することができ、これにより燃費を改善することができる。
Since the low-pressure EGR gas is supplied to the intake passage 4 in accordance with the intake pressure upstream of the compressor 5a, the amount of the low-pressure EGR gas changes regardless of the supercharging pressure even if the compressor 5a is driven auxiliary by the
図2は、電動機を駆動して過給圧を上昇させる場合(B)と本実施例に係る第1制御である目標過給圧に維持(等過給)して可変ノズルを開動作させる場合(A)とを対比した図である。図2(a)に示すように、Bの過給圧を上昇させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなっても余り燃料消費率は低減しない。これに対し、Aの等過給で可変ノズル14を開動作させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなると燃料消費率が低減していく。また、図2(b)に示すように、Bの過給圧を上昇させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなっても可変ノズル14の開度が一定に維持される。これに対し、Aの等過給で可変ノズル14を開動作させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなるとこれに比例して可変ノズル14は開度量を大きく開動作される。また、図2(c)に示すように、Bの過給圧を上昇させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなると過給圧(インマニ圧)が上昇する。これに対し、Bの等過給で可変ノズル14を開動作させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなっても過給圧(インマニ圧)は維持される。そして、Bの過給圧を上昇させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなっても可変ノズル14が開動作されていないので、排気圧(エキマニ圧)も過給圧と同様に上昇し、ポンプロスはほぼ一定に維持される。これに対し、Aの等過給で可変ノズル14を開動作させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなると可変ノズル14が開動作されるので、排気圧(エキマニ圧)が低下し、ポンプロスが低下する。また、図2(d)に示すように、Bの過給圧を上昇させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなっても図2(a)の燃料消費率があまり低減せず図2(c)のポンプロスがほぼ一定であるので、燃費向上率はわずかに上昇するだけである。これに対し、Aの等過給で可変ノズル14を開動作させる場合には、電動機13の駆動力が大きくなると図2(a)の燃料消費率が低減しさらには図2(c)のポンプロスも低下するので、燃費向上率は大きく上昇する。以上のように、本実施例によると、所望のEGRガス量を得つつ、燃費を改善することができる。また、本実施例では、高圧EGR装置を有していない。これは、第1制御による燃費改善効果が高圧EGR装置を搭載するよりも高効果となるからである。よって、本実施例に係る内燃機関1では、高圧EGR装置を有さず、構成の簡素化やEGR運転時の制御の簡素化を図ることができる。
FIG. 2 shows a case where the motor is driven to increase the supercharging pressure (B) and a case where the variable nozzle is opened while maintaining the target supercharging pressure which is the first control according to this embodiment (equal supercharging). It is the figure which contrasted with (A). As shown in FIG. 2A, when the supercharging pressure of B is increased, the fuel consumption rate is not reduced even if the driving force of the
一方、上記第1制御では、可変ノズル14が開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまう負荷が存在する。この負荷は、内燃機関1の機関負荷が極軽負荷の場合である。ここ
で、極軽負荷とは、低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動し、電動機13での補助的な駆動力が大きくなる程可変ノズル14を開動作させると、可変ノズル14が開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまう負荷である。
On the other hand, in the first control, there is a load in which the variable nozzle 14 opens too much and the turbo efficiency and fuel consumption deteriorate. This load is a case where the engine load of the
そこで、低圧EGR装置15で低圧EGRガスを再循環させる時であって、内燃機関1の機関負荷が極軽負荷の場合には、可変ノズル14を固定すると共に、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動して過給圧を上昇させるようにした。本制御を第2制御といい、第2制御を行うECU19が、本発明の制御部に対応する。
Therefore, when the low-pressure EGR gas is recirculated by the low-
極軽負荷の場合に上記第1制御を行っても可変ノズル14が開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまうので、第2制御を行う。これにより、可変ノズル14が開き過ぎてターボ効率や燃費が悪化してしまうことを回避することができる。なお、このように第1制御と第2制御とのいずれかを行うことは、言い換えると、内燃機関1の機関負荷に応じて第1制御と第2制御とを選択するということである。
Even if the first control is performed in the case of an extremely light load, the variable nozzle 14 opens too much and the turbo efficiency and fuel consumption deteriorate, so the second control is performed. Thereby, it can avoid that the variable nozzle 14 opens too much and turbo efficiency and fuel consumption deteriorate. Note that performing either the first control or the second control in this way means that the first control and the second control are selected according to the engine load of the
(EGR運転制御ルーチン)
ECU19におけるEGR運転制御ルーチンについて、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。図3は、EGR運転制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しECU19によって実行される。本ルーチンを実行するECU19が、本発明の制御部に対応する。
(EGR operation control routine)
The EGR operation control routine in the
図3に示すルーチンが開始されると、S101では、EGR運転中か否かを判別する。S101において、EGR運転中であると肯定判定された場合には、S102へ移行する。一方、S101において、EGR運転していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。 When the routine shown in FIG. 3 is started, in S101, it is determined whether or not the EGR operation is being performed. If it is determined in S101 that the EGR operation is being performed, the process proceeds to S102. On the other hand, if it is determined in S101 that the EGR operation is not being performed, this routine is temporarily terminated.
S102では、車両に搭載されているバッテリ残量が予め定めた所定量以上か否かを判別する。S102において、バッテリ残量が所定量以上であると肯定判定された場合には、S103へ移行する。一方、S102において、バッテリ残量が所定量よりも少ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了し、例えば内燃機関1の搭載された車両の減速エネルギをオルタネータで回生している場合には、その回生エネルギは電動機13に用いずバッテリを充電するために用いる。
In S102, it is determined whether or not the remaining amount of battery mounted on the vehicle is greater than or equal to a predetermined amount. In S102, when an affirmative determination is made that the remaining battery level is equal to or greater than the predetermined amount, the process proceeds to S103. On the other hand, if it is determined in S102 that the remaining battery level is less than the predetermined amount, this routine is temporarily terminated, for example, when the deceleration energy of the vehicle on which the
S103では、電動機13をONにし電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動できるか否かを判別する。電動機13をONにできない状態としては、例えば内燃機関1の搭載された車両の減速エネルギをオルタネータで回生している場合には、その回生エネルギを電動機13以外の機器に優先的に用いる場合である。S103において、電動機13をONできると肯定判定された場合には、S104へ移行する。一方、S103において、電動機13をONにできないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
In S103, the
S104では、内燃機関1の機関負荷が極軽負荷に該当するか否かを判別する。極軽負荷に該当するか否かは、クランクポジションセンサ20、アクセルポジションセンサ21等の出力信号を受けて算出した内燃機関1の運転状態から判断する。S104において、極軽負荷に該当しないと否定判定された場合には、S105へ移行する。一方、S104において、極軽負荷に該当すると肯定判定された場合には、S106へ移行する。
In S104, it is determined whether or not the engine load of the
S105では、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動すると共に、電動機13での補助的な駆動力が大きくなる程可変ノズル14を開動作させる第1制御を実施する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
In S105, the compressor 5a is driven auxiliary by the
S106では、可変ノズル14を固定すると共に、電動機13でコンプレッサ5aを補助的に駆動して過給圧を上昇させる第2制御を実施する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
In S106, while the variable nozzle 14 is fixed, the 2nd control which raises a supercharging pressure by driving the compressor 5a supplementarily with the
以上の本ルーチンであると、内燃機関1の機関負荷に応じて第1制御と第2制御とを選択することができる。これにより、所望の低圧EGRガス量を得つつ、電動機13を作動させる効果として燃費を改善することができる。
In this routine described above, the first control and the second control can be selected according to the engine load of the
<その他>
本発明に係る内燃機関は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、内燃機関だけでなく内燃機関の制御方法の実施例でもある。
<Others>
The internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Further, the above embodiment is not only an internal combustion engine but also an embodiment of a control method for the internal combustion engine.
1:内燃機関、2:気筒、3:燃料噴射弁、4:吸気通路、5:ターボチャージャ、5a:コンプレッサ、5b:タービン、6:第1スロットル弁、7:エアクリーナ、8:インタークーラ、9:第2スロットル弁、10:排気通路、11:酸化触媒、12:DPF、13:電動機、14:可変ノズル、15:低圧EGR装置、16:低圧EGR通路、17:低圧EGR弁、18:低圧EGRクーラ、19:ECU、20:クランクポジションセンサ、21:アクセルポジションセンサ 1: internal combustion engine, 2: cylinder, 3: fuel injection valve, 4: intake passage, 5: turbocharger, 5a: compressor, 5b: turbine, 6: first throttle valve, 7: air cleaner, 8: intercooler, 9 : Second throttle valve, 10: exhaust passage, 11: oxidation catalyst, 12: DPF, 13: electric motor, 14: variable nozzle, 15: low pressure EGR device, 16: low pressure EGR passage, 17: low pressure EGR valve, 18: low pressure EGR cooler, 19: ECU, 20: crank position sensor, 21: accelerator position sensor
Claims (3)
前記タービンに吹き付けられる排気の流速を変更可能に開閉動作する可変ノズルと、
前記コンプレッサを駆動する電動機と、
前記タービンよりも下流の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路とを接続し、排気の一部を低圧EGRガスとして前記吸気通路へ再循環させる低圧EGR装置と、
前記低圧EGR装置で低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、前記電動機で前記コンプレッサを補助的に駆動すると共に、前記電動機での補助的な駆動力が大きくなる程前記可変ノズルを開動作させる制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関。 An excess of intake air taken into the internal combustion engine using a turbine disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in the intake passage of the internal combustion engine using exhaust energy discharged from the internal combustion engine A supercharger for feeding,
A variable nozzle that opens and closes to change the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine; and
An electric motor for driving the compressor;
A low pressure EGR device that connects the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor, and recirculates a part of the exhaust gas as low pressure EGR gas to the intake passage;
When the low pressure EGR device is used to recirculate the low pressure EGR gas and control the target boost pressure, the compressor is driven auxiliary by the electric motor and the variable driving force increases as the auxiliary driving force of the electric motor increases. A control unit for opening the nozzle;
An internal combustion engine comprising:
前記タービンに吹き付けられる排気の流速を変更可能に開閉動作する可変ノズルと、
前記コンプレッサを駆動する電動機と、
前記タービンよりも下流の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路とを接続し、排気の一部を低圧EGRガスとして前記吸気通路へ再循環させる低圧EGR装置と、
を備えた内燃機関の制御方法であって、
前記低圧EGR装置で低圧EGRガスを再循環させ、目標過給圧に制御させる時に、前記電動機で前記コンプレッサを補助的に駆動すると共に、前記電動機での補助的な駆動力が大きくなる程前記可変ノズルを開動作させることを特徴とする内燃機関の制御方法。 An excess of intake air taken into the internal combustion engine using a turbine disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in the intake passage of the internal combustion engine using exhaust energy discharged from the internal combustion engine A supercharger for feeding,
A variable nozzle that opens and closes to change the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine; and
An electric motor for driving the compressor;
A low pressure EGR device that connects the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor, and recirculates a part of the exhaust gas as low pressure EGR gas to the intake passage;
An internal combustion engine control method comprising:
When the low pressure EGR device is used to recirculate the low pressure EGR gas and control the target boost pressure, the compressor is driven auxiliary by the electric motor and the variable driving force increases as the auxiliary driving force of the electric motor increases. A control method for an internal combustion engine, wherein the nozzle is opened.
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