JP2012132337A - Control device of internal combustion engine with supercharger - Google Patents

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Yutaka Yonekawa
豊 米川
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine with a supercharger, the control device capable of achieving preferable responsiveness, fuel consumption and warming-up property of a turbocharger.SOLUTION: The control device includes: a first exhaust passage to allow exhaust gas of a first cylinder group in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, to flow into one inlet of a turbine; a second exhaust passage to allow exhaust gas of a second cylinder group in the internal combustion engine to flow into the other inlet of the turbine, in which exhaust gas at a temperature higher than that of the exhaust gas flowing in the first exhaust passage; an external EGR passage connecting the first exhaust passage and the second exhaust passage to an air intake passage of the internal combustion engine; and a changeover valve that can selectively switch between a first communication state of communicating the first exhaust passage and the external EGR passage and a second communication state communicating the second exhaust passage and the external EGR passage. During a warming-up operation, the control device keeps the second communication state and switches into the first communication state after the warming-up operation.

Description

この発明は、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.

従来、例えば特許文献1に開示されるように、ツインエントリーターボチャージャを備えた内燃機関が知られている。特許文献1に開示されているツインエントリーターボチャージャを備えた内燃機関は、複数の気筒のうち第1気筒群からの第1排気をタービンに導く第1排気通路を備えている。また、複数の気筒のうち第2気筒群からの第2排気をタービンに導く第2排気通路を備えている。さらに、第1排気の一部をEGRガスとして吸気系に再循環させる外部EGR通路を備えている。   Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, an internal combustion engine including a twin entry turbocharger is known. An internal combustion engine provided with a twin entry turbocharger disclosed in Patent Document 1 includes a first exhaust passage that guides first exhaust from a first cylinder group to a turbine among a plurality of cylinders. In addition, a second exhaust passage for guiding the second exhaust from the second cylinder group to the turbine among the plurality of cylinders is provided. Furthermore, an external EGR passage that recirculates a part of the first exhaust gas as EGR gas to the intake system is provided.

特開2009−287434号公報JP 2009-287434 A

上記従来のツインエントリーターボチャージャを備えた内燃機関では、ターボチャージャの応答性の観点から、第2排気を高温として脈動を大きくすることが要求される。また、第1排気の一部をEGRガスとして吸気系に再循環させる場合において、燃費の観点から、第1排気を低温とすることが要求される。一方で、暖機性の観点からは、第1排気の温度は高いことが要求される。両方の要求は逆であるため、上記従来の内燃機関では、これらの要求の両立は難しい。   In the internal combustion engine provided with the conventional twin entry turbocharger, it is required to increase the pulsation by setting the second exhaust to a high temperature from the viewpoint of the response of the turbocharger. Further, when a part of the first exhaust gas is recirculated to the intake system as EGR gas, the first exhaust gas is required to have a low temperature from the viewpoint of fuel efficiency. On the other hand, from the viewpoint of warm-up performance, the temperature of the first exhaust is required to be high. Since both requirements are opposite, it is difficult to satisfy these requirements in the conventional internal combustion engine.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ツインエントリーターボチャージャを備えた内燃機関において、ターボチャージャの応答性、燃費及び暖機性を両立することのできる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 in an internal combustion engine equipped with a twin-entry turbocharger, a turbocharger that can achieve both responsiveness, fuel consumption, and warm-up performance of the turbocharger. It is an object of the present invention to provide a control device for a built-in internal combustion engine.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
二つの入口を有するタービンを備えたターボチャージャと、
複数気筒を有する内燃機関のうちの第1の気筒群の排気ガスを前記タービンの一方の入口に流入させる第1の排気通路と、
前記内燃機関のうちの第2の気筒群の排気ガスを前記タービンの他方の入口に流入させ、且つ、前記第1の排気通路を流れる排気ガスよりも高温の排気ガスが流れる第2の排気通路と、
前記第1の排気通路及び前記第2の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続し、排気ガスの一部を前記吸気通路に還流させる外部EGR通路と、
前記第1の排気通路と前記外部EGR通路とを連通させる第1連通状態と、前記第2の排気通路と前記外部EGR通路とを連通させる第2連通状態とを、選択的に切り替え可能な切替弁と、
前記内燃機関が暖機中であるか否かを判定する暖機判定手段と、
前記内燃機関が暖機中であると判定された場合に、前記切替弁により前記第2連通状態とし、前記内燃機関が暖機中でないと判定された場合に、前記切替弁により前記第1連通状態とする連通状態切替手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine with a supercharger,
A turbocharger with a turbine having two inlets;
A first exhaust passage through which exhaust gas of a first cylinder group of an internal combustion engine having a plurality of cylinders flows into one inlet of the turbine;
The second exhaust passage through which the exhaust gas of the second cylinder group of the internal combustion engine flows into the other inlet of the turbine and the exhaust gas having a temperature higher than the exhaust gas flowing through the first exhaust passage flows. When,
An external EGR passage that connects the first exhaust passage and the second exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine and recirculates a part of the exhaust gas to the intake passage;
Switching capable of selectively switching between a first communication state in which the first exhaust passage and the external EGR passage are communicated and a second communication state in which the second exhaust passage and the external EGR passage are in communication A valve,
Warm-up determination means for determining whether the internal combustion engine is warming up;
When it is determined that the internal combustion engine is warming up, the switching valve sets the second communication state. When it is determined that the internal combustion engine is not warming up, the switching valve sets the first communication state. And a communication state switching means for making a state.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記第1の排気通路を冷却する第1の冷却手段と、
前記第2の排気通路を前記第1の冷却手段よりも高温で冷却する第2の冷却手段と、を備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
First cooling means for cooling the first exhaust passage;
And a second cooling means for cooling the second exhaust passage at a temperature higher than that of the first cooling means.

また、第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記第2の排気通路の表面積は、前記第1の排気通路の表面積よりも小さいことを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
A surface area of the second exhaust passage is smaller than a surface area of the first exhaust passage.

第1の発明によれば、暖機中において、第2の排気通路と外部EGR通路とを連通状態とすることができる。そのため、暖機の促進を図ることができる。また、暖機後において、第1の排気通路と外部EGR通路とを連通状態とすることができる。そのため、ターボチャージャの応答性と燃費の向上を図ることができる。このため、本発明によれば、ターボチャージャの応答性、燃費及び暖機性を両立することができる。   According to the first invention, the second exhaust passage and the external EGR passage can be in communication with each other during warm-up. Therefore, warm-up can be promoted. In addition, after the warm-up, the first exhaust passage and the external EGR passage can be in communication with each other. Therefore, it is possible to improve the response and fuel consumption of the turbocharger. For this reason, according to this invention, the response of a turbocharger, fuel consumption, and warm-up property can be made compatible.

第2の発明によれば、第2の排気通路を第1の冷却手段よりも高温で冷却する第2の冷却手段を備えることにより、第2の排気通路流れる排気ガスを、第1の排気通路を流れる排気ガスよりも高温にすることができる。   According to the second invention, the second exhaust passage is cooled at a temperature higher than that of the first cooling means, so that the exhaust gas flowing through the second exhaust passage is converted into the first exhaust passage. Higher than the exhaust gas flowing through the.

第3の発明によれば、第2の排気通路の表面積は、第1の排気通路の表面積よりも小さいため、第2の排気通路流れる排気ガスを、第1の排気通路を流れる排気ガスよりも高温にすることができる。   According to the third aspect, since the surface area of the second exhaust passage is smaller than the surface area of the first exhaust passage, the exhaust gas flowing through the second exhaust passage is made more than the exhaust gas flowing through the first exhaust passage. Can be hot.

本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。4 is a flowchart of a control routine executed by the ECU 50 in the embodiment of the present invention. シリンダヘッド内に形成される排気ポート16の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the exhaust port 16 formed in a cylinder head.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、車両等に搭載され、その動力源とされる4サイクルエンジンである。図1に示す内燃機関10は、直列4気筒型であるが、本発明では、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is a four-cycle engine mounted on a vehicle or the like and used as a power source. Although the internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is an in-line four-cylinder type, in the present invention, the number of cylinders and the cylinder arrangement are not limited thereto.

内燃機関10の各気筒には、吸気通路12と排気通路14とが接続されている。本説明において、排気通路14は、内燃機関10のシリンダヘッド内に形成された各気筒の排気ポート16と、第1排気マニホールド18と、第2排気マニホールド20を含む概念である。第1排気マニホールド18は、第1気筒(#1)及び第4気筒(#4)の各排気ポート16に接続されている。第2排気マニホールド20は、第2気筒(#2)及び第3気筒(#3)の各排気ポート16に接続されている。以下の説明において、第1気筒(#1)及び第4気筒(#4)を第1気筒群と、第2気筒(#2)及び第3気筒(#3)を第2気筒群という。   An intake passage 12 and an exhaust passage 14 are connected to each cylinder of the internal combustion engine 10. In the present description, the exhaust passage 14 is a concept including an exhaust port 16 of each cylinder formed in the cylinder head of the internal combustion engine 10, a first exhaust manifold 18, and a second exhaust manifold 20. The first exhaust manifold 18 is connected to the exhaust ports 16 of the first cylinder (# 1) and the fourth cylinder (# 4). The second exhaust manifold 20 is connected to the exhaust ports 16 of the second cylinder (# 2) and the third cylinder (# 3). In the following description, the first cylinder (# 1) and the fourth cylinder (# 4) are referred to as a first cylinder group, and the second cylinder (# 2) and the third cylinder (# 3) are referred to as a second cylinder group.

また、内燃機関10は、排気ガスのエネルギーによって過給を行うターボチャージャ24を備えている。ターボチャージャ24は、排気ガスのエネルギーによって回転するタービン24aと、このタービン24aに駆動されて回転するコンプレッサ24bとを有している。タービン24aは、排気通路14の途中に配置されており、コンプレッサ24bは、吸気通路12の途中に配置されている。タービン24aの下流の排気通路14には、排気ガス中の有害成分を浄化する触媒26が設けられている。触媒26には、例えば三元触媒が用いられる。   The internal combustion engine 10 also includes a turbocharger 24 that performs supercharging with the energy of the exhaust gas. The turbocharger 24 includes a turbine 24a that is rotated by the energy of the exhaust gas, and a compressor 24b that is rotated by being driven by the turbine 24a. The turbine 24 a is arranged in the middle of the exhaust passage 14, and the compressor 24 b is arranged in the middle of the intake passage 12. A catalyst 26 for purifying harmful components in the exhaust gas is provided in the exhaust passage 14 downstream of the turbine 24a. As the catalyst 26, for example, a three-way catalyst is used.

タービン24aは、2つの排気ガスの導入口28、30を備えている。第1排気マニホールド18の下流部は合流して導入口28に接続されている。第2排気マニホールド20の下流部は合流して導入口30に接続されている。このように、ツインエントリーターボチャージャが構成されている。   The turbine 24 a includes two exhaust gas inlets 28 and 30. The downstream part of the first exhaust manifold 18 joins and is connected to the introduction port 28. The downstream part of the second exhaust manifold 20 joins and is connected to the inlet 30. In this way, a twin entry turbocharger is configured.

また、吸気通路12の入口付近には、エアクリーナ(図示省略)が設けられている。また、エアクリーナの下流近傍には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ32が設けられている。エアフローメータ32の下流には、コンプレッサ24bが設けられている。コンプレッサ24bの下流には、水冷式のインタークーラ(図示省略)が設けられている。エアクリーナを通って吸入された新気は、ターボチャージャ24のコンプレッサ24bで圧縮された後、インタークーラで冷却される。   An air cleaner (not shown) is provided near the inlet of the intake passage 12. An air flow meter 32 for detecting the intake air amount is provided in the vicinity of the downstream side of the air cleaner. A compressor 24 b is provided downstream of the air flow meter 32. A water-cooled intercooler (not shown) is provided downstream of the compressor 24b. The fresh air drawn through the air cleaner is compressed by the compressor 24b of the turbocharger 24 and then cooled by the intercooler.

インタークーラの下流には、電子制御式のスロットルバルブ34が設けられている。スロットルバルブ34を通過した新気は、吸気通路12の下流部に形成された吸気マニホールド36に流入される。吸気マニホールド36に流入された新気は、各気筒内に分配されて流入される。吸気マニホールド36には、その内圧を検出するための吸気管圧センサ38が設けられている。   An electronically controlled throttle valve 34 is provided downstream of the intercooler. The fresh air that has passed through the throttle valve 34 flows into an intake manifold 36 formed in the downstream portion of the intake passage 12. The fresh air that has flowed into the intake manifold 36 is distributed and flows into each cylinder. The intake manifold 36 is provided with an intake pipe pressure sensor 38 for detecting the internal pressure.

また、本実施形態のシステムは、排気ガスの一部を吸気通路12に還流させるための外部EGR通路40を備えている。外部EGR通路40の下流端は、吸気マニホールド36に接続されている。外部EGR通路40の途中には、電子制御式のEGRバルブ42、水冷式のEGRクーラ44及びEGR触媒(図示省略)が設けられている。外部EGR通路40の上流端は、第1排気マニホールド18及び第2排気マニホールド20にそれぞれ接続されている。   Further, the system of the present embodiment includes an external EGR passage 40 for returning a part of the exhaust gas to the intake passage 12. The downstream end of the external EGR passage 40 is connected to the intake manifold 36. In the middle of the external EGR passage 40, an electronically controlled EGR valve 42, a water-cooled EGR cooler 44, and an EGR catalyst (not shown) are provided. The upstream end of the external EGR passage 40 is connected to the first exhaust manifold 18 and the second exhaust manifold 20, respectively.

外部EGR通路40の上流端近傍には、第1排気マニホールド18が外部EGR通路40に連通する第1連通状態と、第2排気マニホールド20が外部EGR通路40に連通する第2連通状態とを、選択的に切り替えるための電子制御式の切替バルブ46が設けられている。   Near the upstream end of the external EGR passage 40, a first communication state in which the first exhaust manifold 18 communicates with the external EGR passage 40, and a second communication state in which the second exhaust manifold 20 communicates with the external EGR passage 40, An electronically controlled switching valve 46 is provided for selective switching.

本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を更に備えている。ECU50の入力部には、上述したエアフローメータ32、吸気管圧センサ38の他、クランク角度を検出するためのクランク角センサ52、エンジン冷却水の水温を検出するための水温センサ54等の内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。   The system of this embodiment further includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the air flow meter 32 and the intake pipe pressure sensor 38 described above, an internal combustion engine such as a crank angle sensor 52 for detecting the crank angle and a water temperature sensor 54 for detecting the coolant temperature of the engine cooling water are input to the ECU 50. Various sensors for detecting 10 operating states are connected.

また、ECU50の出力部には、上述したスロットルバルブ34、EGRバルブ42、切替バルブ46の他、燃料を筒内に供給するためのインジェクタ、筒内に供給された燃料を点火するための点火プラグ等の内燃機関10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、上述した各種センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関10の運転状態を制御する。   In addition to the throttle valve 34, EGR valve 42, and switching valve 46 described above, the ECU 50 includes an injector for supplying fuel into the cylinder, and an ignition plug for igniting the fuel supplied into the cylinder. Various actuators for controlling the operating state of the internal combustion engine 10 are connected. The ECU 50 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by operating various actuators according to a predetermined program based on the outputs of the various sensors described above.

次に、本実施形態のシステムにおける排気冷却系について説明する。本実施形態のシステムは、第1気筒群(#1、#4)と第2気筒群(#2、#3)とで異なる2系統の排気冷却系を備えている。第1気筒群の排気ポート16には、その周辺(例えばシリンダヘッド)に水冷式のインタークーラの冷却水が流れる冷却水路が形成されている。一方、第2気筒群の排気ポート16は、その周辺(例えばシリンダヘッド)にエンジン冷却水が流れる冷却水路が形成されている。   Next, an exhaust cooling system in the system of this embodiment will be described. The system of this embodiment includes two different exhaust cooling systems for the first cylinder group (# 1, # 4) and the second cylinder group (# 2, # 3). A cooling water passage is formed around the exhaust port 16 of the first cylinder group (for example, a cylinder head) through which cooling water of a water-cooled intercooler flows. On the other hand, the exhaust port 16 of the second cylinder group is formed with a cooling water passage through which engine cooling water flows in the periphery (for example, cylinder head).

インタークーラの冷却水は、エンジン冷却水よりも低温であり、第1気筒群の排気ポート16を流れる排気ガスは低水温で冷却され、第2気筒群の排気ポート16を流れる排気ガスはより高水温で冷却される。そのため、第1排気マニホールド18を流れる排気ガスは、第2排気マニホールド20を流れる排気ガスに比べて低温となる。外部EGR通路40を介して排気ガスの一部を吸気通路12に還流させる本実施形態のシステムでは、暖機中は、EGRクーラ44へ多量の熱を渡して、暖機を促進させることが望ましい。一方、暖機後は、燃費向上の観点から、なるべく低温のEGRガスを導入するほうが吸気温度を低下できるため望ましい。   The cooling water of the intercooler is cooler than the engine cooling water, the exhaust gas flowing through the exhaust port 16 of the first cylinder group is cooled at a low water temperature, and the exhaust gas flowing through the exhaust port 16 of the second cylinder group is higher. Cooled at water temperature. Therefore, the exhaust gas flowing through the first exhaust manifold 18 has a lower temperature than the exhaust gas flowing through the second exhaust manifold 20. In the system of the present embodiment in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage 12 via the external EGR passage 40, it is desirable to pass a large amount of heat to the EGR cooler 44 during warm-up to promote warm-up. . On the other hand, after warming up, it is desirable to introduce as low a temperature EGR gas as possible from the viewpoint of improving fuel efficiency because the intake air temperature can be lowered.

[実施の形態1における制御]
そこで、本実施形態のシステムでは、暖機中は排気温度が高い第2排気マニホールド20と外部EGR通路40ガスとを連通させ、暖機後は排気温度が低い第1排気マニホールド18と外部EGR通路40とを連通させることとした。
[Control in Embodiment 1]
Therefore, in the system of the present embodiment, the second exhaust manifold 20 having a high exhaust temperature is communicated with the external EGR passage 40 gas during warm-up, and the first exhaust manifold 18 and the external EGR passage having a low exhaust temperature after warm-up are communicated. 40 to communicate.

(制御ルーチン)
図2は、上述の動作を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。この制御ルーチンは、機関始動から暖機完了までの間、所定時間毎に実行される。
(Control routine)
FIG. 2 is a flowchart of a control routine executed by the ECU 50 in order to realize the above-described operation. This control routine is executed every predetermined time from the engine start to the completion of warm-up.

図2に示すルーチンでは、まず、ステップS100において、ECU50は、運転領域がEGR導入領域であるか否かを判定する。具体的には、ECU50は、エンジン回転数と負荷とEGRバルブ42の開度との関係を定めた関係マップを予め記憶している。ECU50は、この関係マップからエンジン回転数と負荷とに対応したEGRバルブ42の開度を取得する。EGRバルブ42の開度が0より大きい場合にはEGR導入領域であると判定される。エンジン回転数は、クランク角センサ52の検出値から算出される。負荷は、例えば、エアフローメータ32により検出される吸入空気量と、吸気管圧センサ38により検出される吸気管内圧とに基づいて算出される。   In the routine shown in FIG. 2, first, in step S100, the ECU 50 determines whether or not the operation region is an EGR introduction region. Specifically, the ECU 50 stores in advance a relationship map that defines the relationship between the engine speed, the load, and the opening degree of the EGR valve 42. The ECU 50 acquires the opening degree of the EGR valve 42 corresponding to the engine speed and the load from this relationship map. When the opening degree of the EGR valve 42 is larger than 0, it is determined that the region is the EGR introduction region. The engine speed is calculated from the value detected by the crank angle sensor 52. The load is calculated based on, for example, the intake air amount detected by the air flow meter 32 and the intake pipe internal pressure detected by the intake pipe pressure sensor 38.

ステップS100において、運転領域がEGR導入領域でないと判定される場合には、その後、本ルーチンの処理は終了される。一方、ステップS100において、運転領域がEGR導入領域であると判定される場合には、次に、ECU50は、暖機中であるか否かを判定する(ステップS110)。機関始動後、エンジン冷却水の水温が適温(例えば、約80℃)以下である場合には、暖機中であると判定される。エンジン冷却水の水温は、水温センサ54により検出される。   If it is determined in step S100 that the operation region is not the EGR introduction region, then the processing of this routine is terminated. On the other hand, when it is determined in step S100 that the operation region is the EGR introduction region, the ECU 50 next determines whether or not the vehicle is warming up (step S110). After the engine is started, it is determined that the engine cooling water is warming up when the temperature of the engine cooling water is not more than an appropriate temperature (for example, about 80 ° C.). The water temperature of the engine cooling water is detected by a water temperature sensor 54.

ステップS110において、暖機中であると判定される場合には、ECU50は、第2気筒群(#2、#3)からのEGRガス取り出しを実行する(ステップS120)。具体的には、ECU50は、第2排気マニホールド20と外部EGR通路40とを連通状態とし、第1排気マニホールド18と外部EGR通路40とを非連通状態とする切替制御信号を、切替バルブ46に出力する。その後、本ルーチンの処理は終了される。   If it is determined in step S110 that the engine is warming up, the ECU 50 executes EGR gas extraction from the second cylinder group (# 2, # 3) (step S120). Specifically, the ECU 50 sends a switching control signal to the switching valve 46 to bring the second exhaust manifold 20 and the external EGR passage 40 into communication and to make the first exhaust manifold 18 and the external EGR passage 40 out of communication. Output. Thereafter, the processing of this routine is terminated.

一方、ステップS110において、暖機中でないと判定される場合、すなわち、暖機後であると判定される場合には、ECU50は、第1気筒群(#1、#4)からのEGRガス取り出しを実行する(ステップS130)。具体的には、ECU50は、第1排気マニホールド18と外部EGR通路40とを連通状態とし、第2排気マニホールド20と外部EGR通路40とを非連通状態とする切替制御信号を、切替バルブ46に出力する。その後、本ルーチンの処理は終了される。   On the other hand, if it is determined in step S110 that the engine is not warming up, that is, if it is determined that the engine has been warmed up, the ECU 50 extracts the EGR gas from the first cylinder group (# 1, # 4). Is executed (step S130). Specifically, the ECU 50 sends a switching control signal to the switching valve 46 to bring the first exhaust manifold 18 and the external EGR passage 40 into communication and to make the second exhaust manifold 20 and external EGR passage 40 out of communication. Output. Thereafter, the processing of this routine is terminated.

以上説明したように、図2に示すルーチンによれば、暖機中においては、第2排気マニホールド20と外部EGR通路40とを連通状態とすることができる。そのため、暖機の促進を図ることができる。また、図2に示すルーチンによれば、暖機後においては、第1排気マニホールド18と外部EGR通路40とを連通状態とすることができる。そのため、ターボチャージャの応答性と燃費の向上を図ることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ターボチャージャの応答性、燃費向上及び暖機促進の両立を実現することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 2, the second exhaust manifold 20 and the external EGR passage 40 can be in communication with each other during warm-up. Therefore, warm-up can be promoted. Further, according to the routine shown in FIG. 2, the first exhaust manifold 18 and the external EGR passage 40 can be brought into communication with each other after warm-up. Therefore, it is possible to improve the response and fuel consumption of the turbocharger. For this reason, according to the system of the present embodiment, it is possible to realize both of the responsiveness of the turbocharger, improvement in fuel consumption, and promotion of warm-up.

ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、第1気筒群の排気ポート16をインタークーラの冷却水で冷却し、第2気筒群の排気ポート16をエンジン冷却水で冷却することにより、第2排気マニホールド20を流れる排気ガスを、第1排気マニホールド18を流れる排気ガスよりも高温にしている。しかし、そのための構成は、これに限定されるものではない。例えば、排気ポート16を図3に示すような形状とすることとしてもよい。図3は、シリンダヘッド内に形成される排気ポート16の形状を示す図である。図3に示す第1気筒群(#1、#4)の排気ポートはそれぞれ独立している。一方、第2気筒群(#2、#3)の排気ポート16は、シリンダヘッド内部で合流している。排気ポート16をシリンダヘッド内部で合流させることにより、排気ポート16の表面積が低減される。そのため、第2気筒群の排気ポート16は、第1排気群の排気ポート16に比して表面積が小さく、流れる排気ガスへの冷却量も少ない。その結果、第2排気マニホールド20を流れる排気ガスを、第1排気マニホールド18を流れる排気ガスよりも高温とすることができる。   By the way, in the system of the first embodiment described above, the exhaust port 16 of the first cylinder group is cooled by the cooling water of the intercooler, and the exhaust port 16 of the second cylinder group is cooled by the engine cooling water. 2 The exhaust gas flowing through the exhaust manifold 20 is set to a higher temperature than the exhaust gas flowing through the first exhaust manifold 18. However, the configuration for this is not limited to this. For example, the exhaust port 16 may have a shape as shown in FIG. FIG. 3 is a view showing the shape of the exhaust port 16 formed in the cylinder head. The exhaust ports of the first cylinder group (# 1, # 4) shown in FIG. 3 are independent of each other. On the other hand, the exhaust ports 16 of the second cylinder group (# 2, # 3) are merged inside the cylinder head. By combining the exhaust port 16 inside the cylinder head, the surface area of the exhaust port 16 is reduced. Therefore, the exhaust port 16 of the second cylinder group has a smaller surface area than the exhaust port 16 of the first exhaust group, and the cooling amount to the flowing exhaust gas is also small. As a result, the exhaust gas flowing through the second exhaust manifold 20 can be at a higher temperature than the exhaust gas flowing through the first exhaust manifold 18.

また、上述した実施の形態1のシステムにおいては、排気ポート16を冷却することにより、排気ガスを冷却することとしているが、しかし、排気ガスを冷却するための構成は、これに限定されるものではない。例えば、第1排気マニホールド18をインタークーラの冷却水で冷却し、第2排気マニホールド20をエンジン冷却水で冷却することとしてもよい。   Further, in the system of the first embodiment described above, the exhaust gas is cooled by cooling the exhaust port 16, but the configuration for cooling the exhaust gas is limited to this. is not. For example, the first exhaust manifold 18 may be cooled with intercooler cooling water, and the second exhaust manifold 20 may be cooled with engine cooling water.

また、上述した実施の形態1のシステムにおいては、EGRクーラ44とインタークーラとは水路共有する冷却系であってもよい。   In the system of the first embodiment described above, the EGR cooler 44 and the intercooler may be a cooling system sharing a water channel.

尚、上述した実施の形態1においては、ターボチャージャ24が前記第1の発明における「ターボチャージャ」に、タービン24aが前記第1の発明における「タービン」に、第1排気マニホールド18が前記第1の発明における「第1の排気通路」に、第2排気マニホールド20が前記第1の発明における「第2の排気通路」に、吸気マニホールド36が前記第1の発明における「吸気通路」に、外部EGR通路40が前記第1の発明における「外部EGR通路」に、切替バルブ46が前記第1の発明における「切替弁」に、それぞれ相当している。   In the first embodiment described above, the turbocharger 24 is the “turbocharger” in the first invention, the turbine 24a is the “turbine” in the first invention, and the first exhaust manifold 18 is the first turbocharger. In the first invention, the second exhaust manifold 20 is connected to the “second exhaust passage” in the first invention, and the intake manifold 36 is connected to the “intake passage” in the first invention. The EGR passage 40 corresponds to the “external EGR passage” in the first invention, and the switching valve 46 corresponds to the “switching valve” in the first invention.

また、ここでは、ECU50が、上記ステップS110の処理を実行することにより前記第1の発明における「暖機判定手段」が、上記ステップS120、ステップS130の処理を実行することにより前記第1の発明における「連通状態切替手段」が、それぞれ実現されている。   Also, here, the ECU 50 executes the process of step S110 so that the “warm-up determination means” in the first invention executes the processes of step S120 and step S130. The “communication state switching means” in FIG.

10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 排気ポート
18 第1排気マニホールド
20 第2排気マニホールド
24 ターボチャージャ
24a タービン
24b コンプレッサ
26 触媒
28、30 導入口
32 エアフローメータ
34 スロットルバルブ
36 吸気マニホールド
38 吸気管圧センサ
40 外部EGR通路
42 EGRバルブ
44 EGRクーラ
46 切替バルブ
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 クランク角センサ
54 水温センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 16 Exhaust port 18 1st exhaust manifold 20 2nd exhaust manifold 24 Turbocharger 24a Turbine 24b Compressor 26 Catalyst 28, 30 Inlet 32 Air flow meter 34 Throttle valve 36 Intake manifold 38 Intake pipe pressure sensor 40 External EGR passage 42 EGR valve 44 EGR cooler 46 Switching valve 50 ECU (Electronic Control Unit)
52 Crank angle sensor 54 Water temperature sensor

Claims (3)

二つの入口を有するタービンを備えたターボチャージャと、
複数気筒を有する内燃機関のうちの第1の気筒群の排気ガスを前記タービンの一方の入口に流入させる第1の排気通路と、
前記内燃機関のうちの第2の気筒群の排気ガスを前記タービンの他方の入口に流入させ、且つ、前記第1の排気通路を流れる排気ガスよりも高温の排気ガスが流れる第2の排気通路と、
前記第1の排気通路及び前記第2の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続し、排気ガスの一部を前記吸気通路に還流させる外部EGR通路と、
前記第1の排気通路と前記外部EGR通路とを連通させる第1連通状態と、前記第2の排気通路と前記外部EGR通路とを連通させる第2連通状態とを、選択的に切り替え可能な切替弁と、
前記内燃機関が暖機中であるか否かを判定する暖機判定手段と、
前記内燃機関が暖機中であると判定された場合に、前記切替弁により前記第2連通状態とし、前記内燃機関が暖機中でないと判定された場合に、前記切替弁により前記第1連通状態とする連通状態切替手段と、
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 turbocharger with a turbine having two inlets;
A first exhaust passage through which exhaust gas of a first cylinder group of an internal combustion engine having a plurality of cylinders flows into one inlet of the turbine;
The second exhaust passage through which the exhaust gas of the second cylinder group of the internal combustion engine flows into the other inlet of the turbine and the exhaust gas having a temperature higher than the exhaust gas flowing through the first exhaust passage flows. When,
An external EGR passage that connects the first exhaust passage and the second exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine and recirculates a part of the exhaust gas to the intake passage;
Switching capable of selectively switching between a first communication state in which the first exhaust passage and the external EGR passage are communicated and a second communication state in which the second exhaust passage and the external EGR passage are in communication A valve,
Warm-up determination means for determining whether the internal combustion engine is warming up;
When it is determined that the internal combustion engine is warming up, the switching valve sets the second communication state. When it is determined that the internal combustion engine is not warming up, the switching valve sets the first communication state. Communication state switching means to be in a state;
A control device for an internal combustion engine with a supercharger.
前記第1の排気通路を冷却する第1の冷却手段と、
前記第2の排気通路を前記第1の冷却手段よりも高温で冷却する第2の冷却手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
First cooling means for cooling the first exhaust passage;
Second cooling means for cooling the second exhaust passage at a higher temperature than the first cooling means;
The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1.
前記第2の排気通路の表面積は、前記第1の排気通路の表面積よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2記載の過給機付き内燃機関の制御装置。   3. The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein a surface area of the second exhaust passage is smaller than a surface area of the first exhaust passage.
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