JP2016050517A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関、特に電動コンプレッサを備えた内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine equipped with an electric compressor.
従来、例えば特許文献1には、吸気通路に電動コンプレッサを備えた内燃機関が開示されている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine including an electric compressor in an intake passage.
また、特許文献1に開示される内燃機関には、クランクケース内に漏出した排気及び混合気等(以下、ブローバイガスという。)を吸気通路に導入するブローバイガス導入通路が設けられている。ブローバイガスを吸気通路に導入することにより、ブローバイガスは吸気と混ざり合い燃焼室に吸入され燃焼処理される。これにより、ブローバイガスが大気中に排出されることを抑制することができる。 Further, the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is provided with a blow-by gas introduction passage that introduces exhaust gas and air-fuel mixture leaked into the crankcase (hereinafter referred to as blow-by gas) into the intake passage. By introducing the blow-by gas into the intake passage, the blow-by gas is mixed with the intake air and sucked into the combustion chamber for combustion processing. Thereby, it can suppress that blowby gas is discharged | emitted in air | atmosphere.
ところで、特許文献1に開示される内燃機関の減速時には、電動コンプレッサよりも上流に設けられたスロットルバルブが全閉することにより吸気通路が密閉される。このときに電動コンプレッサを稼働すると吸気通路内が負圧になる。これにより、ブローバイガスが過剰に吸気通路内に導入されてしまう。この結果、ブローバイガスに含まれるオイルの影響による燃焼悪化、さらに部品の汚れなど、内燃機関の信頼性に影響を及ぼす可能性がある。 By the way, when the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is decelerated, the intake valve is sealed by fully closing a throttle valve provided upstream of the electric compressor. If the electric compressor is operated at this time, the pressure in the intake passage becomes negative. Thereby, blow-by gas is excessively introduced into the intake passage. As a result, there is a possibility of affecting the reliability of the internal combustion engine, such as deterioration of combustion due to the influence of oil contained in the blow-by gas, and contamination of parts.
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、電動コンプレッサを備えた内燃機関において、吸気通路内にブローバイガスが過剰に導入されることを防止することができる内燃機関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 an internal combustion engine that can prevent excessive introduction of blow-by gas into an intake passage in an internal combustion engine equipped with an electric compressor. The purpose is to provide.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
吸気通路に設けられる電動コンプレッサと、
前記電動コンプレッサよりも上流の吸気通路に設けられるスロットルバルブと、
前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの間における吸気通路に接続されているブローバイガス導入通路と、
前記スロットルバルブ及び前記電動コンプレッサを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの間における吸気通路の圧力を検出または推定する手段と、
前記電動コンプレッサの稼働要求があった場合、前記吸気通路の圧力が負圧域に設定された所定値未満である場合は、前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの少なくとも一方を制御することによって、前記吸気通路の圧力の低下を抑制する負圧抑制制御を実行する手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine,
An electric compressor provided in the intake passage;
A throttle valve provided in an intake passage upstream of the electric compressor;
A blow-by gas introduction passage connected to an intake passage between the throttle valve and the electric compressor;
A control device for controlling the throttle valve and the electric compressor,
The controller is
Means for detecting or estimating the pressure in the intake passage between the throttle valve and the electric compressor;
When there is a request for operation of the electric compressor, if the pressure of the intake passage is less than a predetermined value set in a negative pressure region, by controlling at least one of the throttle valve and the electric compressor, Means for executing negative pressure suppression control for suppressing a decrease in pressure in the intake passage;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記負圧抑制制御を実行する手段は、前記電動コンプレッサの稼働を禁止することを特徴とする。 According to a second aspect, in the first aspect, the means for executing the negative pressure suppression control prohibits the operation of the electric compressor.
また、第3の発明は、第1の発明において、前記負圧抑制制御を実行する手段は、前記スロットルバルブの開度を大きくし前記電動コンプレッサを稼働することを特徴とする。 According to a third aspect, in the first aspect, the means for executing the negative pressure suppression control increases the opening of the throttle valve and operates the electric compressor.
また、第4の発明は、第1の発明において、前記負圧抑制制御を実行する手段は、前記吸気通路内の圧力が下限値を下回らないように前記電動コンプレッサの目標回転速度を変更することを特徴とする。 In a fourth aspect based on the first aspect, the means for executing the negative pressure suppression control changes the target rotational speed of the electric compressor so that the pressure in the intake passage does not fall below a lower limit value. It is characterized by.
また、第5の発明は、第1乃至第4の発明のいずれかにおいて、
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有する過給機と、
前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続するEGR通路と前記EGR通路に設けられるEGRバルブとを含むEGR装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、運転状態に応じて前記EGRバルブの開度を調節する手段を備えることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
A turbocharger having a turbine provided in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage;
An EGR device including an EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage upstream of the compressor, and an EGR valve provided in the EGR passage,
The said control apparatus is provided with the means to adjust the opening degree of the said EGR valve according to a driving | running state.
本発明によれば、吸気通路へのブローバイガスの過剰導入を抑制することができる。ブローバイガスにはオイルが含まれているため、本発明によってオイルの減少を防止できる。さらに、燃焼室にオイルが導入されることで引き起こされる燃焼悪化や燃焼室の部品の汚れを防止することができる。 According to the present invention, excessive introduction of blow-by gas into the intake passage can be suppressed. Since the blow-by gas contains oil, the present invention can prevent the oil from decreasing. Furthermore, it is possible to prevent the deterioration of combustion caused by the oil introduced into the combustion chamber and the contamination of the components of the combustion chamber.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1のシステムの構成を説明するための概略構成図である。図1に示すシステムは、エンジン10を備える。エンジン10は、EGR装置付きの過給ディーゼルエンジンである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration of a system according to the first embodiment. The system shown in FIG. 1 includes an
実施の形態1では過給機として、排気を利用して吸気を圧縮するターボチャージャが採用されている。過給機は、吸気通路26に設けられるコンプレッサ22と、排気通路35に設けられるタービン32とが軸を介在して連結される構造をとっている。
In the first embodiment, a turbocharger that uses exhaust gas to compress intake air is employed as a supercharger. The supercharger has a structure in which a
さらに、エンジン10は、吸気を圧縮する電動コンプレッサ18を備えている。また、吸気通路26には、電動コンプレッサ18をバイパスするバイパス通路20が設けられている。バイパス通路20には、バイパスバルブ21が設けられている。
Further, the
エンジン10の燃焼室50には、吸気通路26が接続されている。吸気通路26は、その入口にエアクリーナ14を備えている。エアクリーナ14の下流には、第1のスロットルバルブ12、電動コンプレッサ18、コンプレッサ22がこの順に設けられている。コンプレッサ22の下流には、インタークーラ24、第2のスロットルバルブ27が設けられている。
An
ここで、第1のスロットルバルブ12は、コンプレッサ22より上流の吸気通路26の圧力を調節するために設けられている。また、第2のスロットルバルブ27は、インタークーラ24の下流に設けられている。
Here, the
次に、吸気通路26における吸気の流れについて説明をする。吸気は、エアクリーナ14から吸入された後、第1のスロットルバルブ12を通過する。そして、第1のスロットルバルブ12を通過した吸気は、バイパスバルブ21が開弁しているときはバイパス通路20を通過して、バイパスバルブ21が閉弁しているときは電動コンプレッサ18によって圧縮される。その後、バイパス通路20または電動コンプレッサ18を通過した吸気は、コンプレッサ22により圧縮された後、インタークーラ24により冷却される。インタークーラ24により冷却された吸気は、エンジン10の燃焼室50内へ取り込まれる。
Next, the flow of intake air in the
また、エンジン10の燃焼室50には、排気通路35が接続されている。排気通路35には、燃焼室50から下流に向けて、タービン32、触媒34が設けられている。燃焼室50からの排気によりタービン32が回転する。タービン32が回転することにより、軸を介してコンプレッサ22が回転して過給が行われている。
An
次に、EGR装置について説明する。実施の形態1のエンジン10には、2種類のEGR装置が設けられている。以下、2種類のEGR装置について説明する。
Next, the EGR device will be described. The
1つ目のEGR装置は、燃焼室50から排出された直後の排気を燃焼室50とインタークーラ24との間の吸気通路26へ戻すEGR装置(以下、HPL−EGR装置という。)である。HPL―EGR装置は、第1のスロットルバルブ12の下流の吸気通路26及びタービン32の上流の排気通路35を接続するHPL−EGR通路30と、HPL−EGR通路30に設けられるHPL−EGRバルブ28とを含んでいる。
The first EGR device is an EGR device (hereinafter referred to as an HPL-EGR device) that returns the exhaust gas immediately after being discharged from the
2つ目のEGR装置は、触媒34より下流の排気通路35の排気をコンプレッサ22より上流の吸気通路26に戻す装置(以下、LPL−EGR装置という。)である。LPL−EGR装置は、LPL−EGR通路40、EGRクーラ36、及びLPL−EGRバルブ38から構成されている。LPL−EGR通路40は、触媒34より下流の排気通路35を入口とし、コンプレッサ22の上流の吸気通路26を出口とするように設けられている。EGRガスは、LPL−EGR通路40の出口がコンプレッサ22の上流にあるため、エアクリーナ14からの吸気と共にコンプレッサ22により圧縮される。さらに、LPL−EGR通路40の出口は、電動コンプレッサ18よりも上流の吸気通路26に接続されている。
The second EGR device is a device that returns the exhaust gas in the
エンジン10には、ブローバイガス導入通路42が設けられている。ブローバイガス導入通路42は、第1のスロットルバルブ12と電動コンプレッサ18との間における吸気通路26と、エンジン10のクランクケースとを接続する。なお、ブローバイガス導入通路42には、ブローバイガスの導入を制御するバルブは設けられていない。
The
吸気通路26には、吸気通路26の運転状態を把握するための圧力センサ16が取り付けられている。圧力センサ16は、第1のスロットルバルブ12と電動コンプレッサ18との間における吸気通路26の圧力を検出する。以下、圧力センサ16によって検出された圧力を、コンプレッサ前圧とも表現する。なお、圧力センサ16の代わりに、LPL―EGRバルブ38の開度、第1のスロットルバルブ12の開度、コンプレッサ22の回転速度、エアフロメータを通過するガス量(新気量)などの数値をパラメータとして用いる物理モデルに基づいてコンプレッサ前圧を推定する手法を用いてもよい。
A
実施の形態1のシステムの構成は、エンジン10の運転状態を制御するECU100(Electric Control Unit)を備える。ECU100の入力側には、圧力センサ16が接続される。ECU100は、圧力センサ16が出力した信号から、コンプレッサ前圧を検出する。
The configuration of the system of the first embodiment includes an ECU 100 (Electric Control Unit) that controls the operating state of the
一方、ECU100の出力側には、HPL−EGRバルブ28、LPL−EGRバルブ38、第1のスロットルバルブ12、電動コンプレッサ18等のアクチュエータがそれぞれ接続される。ECU100は、運転状態に応じて、各種アクチュエータを操作するための信号を出力する。例えば、ECU100は、目的とするEGR量を供給するために、HPL−EGRバルブ28及びLPL−EGRバルブ38の少なくとも一方の開度を調節する。ECU100は、第1のスロットルバルブ12の開度を操作して、コンプレッサ前圧を調節する。ECU100は、運転状態に応じて電動コンプレッサ18を稼働させるための信号を出力する。
On the other hand, actuators such as an HPL-
コンプレッサ22の上流の吸気通路26では、第1のスロットルバルブ12の開度を制御してブローバイガス及びEGRガスを導入している。これについて、図2を参照して説明する。
In the
図2は、コンプレッサ22の上流における吸気通路26の気体の流れについて表した図である。図2の矢印は、吸気通路26内を通過する気体の流れを示している。図2には、バイパスバルブ21が開弁して、バイパス通路20を気体が流れる様子が示されている。このときに、第1のスロットルバルブ12の開度は全開よりも小さくなっている。これは、コンプレッサ22より上流の吸気通路26を負圧にするためである。これにより、ブローバイガス導入通路42からブローバイガスを、LPL−EGR通路40からEGRガスを吸気通路26に導入することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the gas flow in the
以下、第1のスロットルバルブ12の開度によってコンプレッサ前圧が変化する様子について図3を参照して説明する。
Hereinafter, how the compressor pre-pressure changes depending on the opening of the
図3は、実施の形態1の第1のスロットルバルブ12を全開または全閉にしたときのコンプレッサ前圧と吸入空気量との関係を表した図である。図3に示すように、コンプレッサ前圧は、吸入空気量が増加するほど負圧が大きくなる。さらに、第1のスロットルバルブ12を全開にした場合に比べて、第1のスロットルバルブ12を全閉にした場合のほうが、コンプレッサ前圧が負圧になりやすい。これは、第1のスロットルバルブ12を全閉にすると、吸気通路26内が密閉されて負圧になりやすくなるためである。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the compressor pre-pressure and the intake air amount when the
図4は、ブローバイガス量とコンプレッサ前圧との関係を表した図である。図4には、コンプレッサ前圧の負圧が大きくなるほどブローバイガス量が増加する様子が示されている。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the blow-by gas amount and the compressor pre-pressure. FIG. 4 shows how the blow-by gas amount increases as the negative pressure of the compressor pre-pressure increases.
図3及び図4からわかるように、LPL―EGR装置からEGRガスを導入するために第1のスロットルバルブ12の開度を小さくしてコンプレッサ前圧の負圧を大きくするとブローバイガス量が増加することがわかる。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, if the opening of the
ところで、第1のスロットルバルブ12の開度を小さくしているときに、電動コンプレッサ18が稼働するとブローバイガスが過剰導入されることがある。これについて、図5を参照して説明する。
By the way, when the opening degree of the
図5は、コンプレッサ22の上流における吸気通路26の気体の流れについて表した図である。電動コンプレッサ18が稼働すると、コンプレッサ22の上流における吸気通路26の負圧が大きくなる。これにより、ブローバイガス導入通路42からのブローバイガス及びLPL−EGR通路40からのEGRガスが吸気通路26内に過剰に導入されることがある。
FIG. 5 is a diagram showing the gas flow in the
上記ブローバイガスの過剰導入は、LPL−EGR装置からEGRガスを導入する際に引き起こされる。これについて、以下図6を参照して説明する。 The excessive introduction of the blow-by gas is caused when EGR gas is introduced from the LPL-EGR apparatus. This will be described below with reference to FIG.
図6は、それぞれのEGR領域を表した図である。図6には、エンジン10の運転領域ごとに、LPL−EGR及びHPL−EGRの使用領域が示されている。図6には、トルク及びエンジン回転速度が上昇して必要な空気量が増加するにつれて、HPL−EGRからLPL−EGRへと切り替わる様子が示されている。LPL−EGRが使用される領域では、吸気通路26内の圧力を排気通路35より小さくするために、第1のスロットルバルブ12の開度が小さくなる。
FIG. 6 is a diagram showing each EGR region. FIG. 6 shows LPL-EGR and HPL-EGR usage areas for each operation area of the
ここで、吸気通路26に導入されるEGRガス量は、LPL−EGRバルブ38の開度を制御することで抑えることができる。しかしながら、吸気通路26に導入されるブローバイガス量は、ブローバイガス導入通路42にバルブが設けられていないため、その量を抑えることができない。
Here, the amount of EGR gas introduced into the
ブローバイガスにはエンジン10を流れるオイルが含まれている。このため、吸気通路26内にブローバイガスが過剰に導入されることで、オイルが減少しやすくなる。さらに、ブローバイガスに含まれているオイルが燃焼室50に流入することによる燃焼悪化、吸気通路26及び燃焼室50内の部品の汚れが引き起こされるおそれがある。
The blow-by gas contains oil flowing through the
そこで、実施の形態1では、電動コンプレッサ18が停止している状態で稼働要求があった場合、電動コンプレッサ18を制御してブローバイガスの過剰導入を防止する負圧抑制制御が行われる。以下、図7を参照して、負圧抑制制御の具体的な内容について説明する。
Therefore, in the first embodiment, when there is an operation request while the
図7は、実施の形態1の負圧抑制制御の実施を判断するルーチンを表したフローチャートである。ECU100は、本ルーチンを記憶するためのメモリーを有している。ECU100は、記憶した本ルーチンを実行するためのプロセッサを有している。
FIG. 7 is a flowchart showing a routine for determining execution of negative pressure suppression control according to the first embodiment. The
まず、ECU100は、運転状態を検出する(S100)。ECU100は、S100において、エンジン回転速度やトルクなどのパラメータに基づいて、現在の運転状態を検出する。そして、ECU100は、S100で検出した運転状態に基づいて、電動コンプレッサ18の稼働要求があるか否かを判定する(S102)。電動コンプレッサ18の稼働要求は、過給機のターボラグが発生することが予測される場合や急加速が必要になった場合などがある。ECU100は、電動コンプレッサ18の稼働要求がないと判定した場合、通常制御を実行する(S110)。通常制御とは、LPL−EGR導入のための第1のスロットルバルブ12の制御及び電動コンプレッサ18の稼働制御であり、本ルーチンとは別のルーチンで実行される。ここで、S102において電動コンプレッサ18の稼働要求がないと判定されたため、電動コンプレッサ18は稼働しない。その後、本ルーチンは終了する。
First, the
一方、ECU100は、S102において、電動コンプレッサ18の稼働要求があると判定した場合、圧力センサ16によってコンプレッサ前圧を検出する(S104)。
On the other hand, when it is determined in S102 that there is a request for operating the
次に、ECU100は、S104で検出した圧力が所定値より小さいか否かを判定する(S106)。ECU100は、S104で検出した圧力が所定値以上であると判定した場合、通常制御を実行する(S110)。ここで、S102において電動コンプレッサ18の稼働要求があると判定されているため、電動コンプレッサ18は稼働する。その後、本ルーチンは終了する。なお、ここでいう所定値とは、電動コンプレッサ18を稼働した場合コンプレッサ前圧が後述する下限値以下になってしまうことが予測される値である。
Next, the
一方、ECU100は、S106において、S104で検出した圧力が所定値より小さいと判定した場合、負圧抑制制御を実行して電動コンプレッサ18の稼働を禁止する(S108)。このように、本ルーチンでは、S102及びS106の判定がともにYESの場合、電動コンプレッサ18の稼働要求はあるが電動コンプレッサ18の稼働を禁止する負圧抑制制御が実行される。これにより、ブローバイガスの過剰導入を防止できる。その後、本ルーチンは終了する。
On the other hand, when it is determined in S106 that the pressure detected in S104 is smaller than the predetermined value, the
図8は、実施の形態1のタイミングチャートを表した図である。図8において、破線が負圧抑制制御を実行せずに通常制御に従った場合の変化であり、実線が実施の形態1の負圧抑制制御を実行した場合の変化である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a timing chart of the first embodiment. In FIG. 8, the broken line is a change when the normal pressure control is performed without executing the negative pressure suppression control, and the solid line is a change when the negative pressure suppression control of the first embodiment is executed.
図8(a)には、電動コンプレッサ18の回転速度の変化が表されている。実線が示すように、実施の形態1の負圧抑制制御が実行されると、電動コンプレッサ18の稼働が禁止される。このため、電動コンプレッサ18の回転速度は上昇しない。
FIG. 8A shows a change in the rotational speed of the
図8(b)には、コンプレッサ前圧の変化が表されている。実線が示すように、実施の形態1の負圧抑制制御が実行されると、電動コンプレッサ18の稼働が禁止されるため、コンプレッサ前圧の負圧が大きくならない。対して、通常制御に従った場合、コンプレッサ前圧が図8(b)に一点鎖線で示す下限値を下回ってしまう。下限値とは、ブローバイガスの過剰導入の指標となる上限値と対応した値である。コンプレッサ前圧が下限値を下回ってしまうと、ブローバイガスが過剰導入されるおそれがある。
FIG. 8B shows changes in the compressor pre-pressure. As indicated by the solid line, when the negative pressure suppression control of the first embodiment is executed, the operation of the
図8(c)には、第1のスロットルバルブ12の開度の変化が表されている。実施の形態1では、負圧抑制制御は電動コンプレッサ18を制御するものなので、第1のスロットルバルブ12の開度に変化はない。
FIG. 8C shows a change in the opening degree of the
図8(d)には、吸気通路26に導入されるブローバイガス量の変化が表されている。負圧抑制制御が実行されると、電動コンプレッサ18の稼働が禁止されるため、ブローバイガス量が増加しない。対して、通常制御に従った場合、ブローバイガス量の過剰導入を示す上限値を超えてしまう。
FIG. 8D shows a change in the amount of blow-by gas introduced into the
図8(d)が示すように、実施の形態1の負圧抑制制御が行われることで、吸気通路26の圧力が低下することを抑制して、ブローバイガスの過剰導入を抑制することができる。この結果、オイルの減少を防止できる。さらに、オイルの影響による燃焼悪化や燃焼室50の部品の汚れを防止することができる。
As shown in FIG. 8D, the negative pressure suppression control of the first embodiment is performed, so that the pressure in the
実施の形態1のシステムの構成では、エンジンに電動コンプレッサとターボ過給機とが直列に設けられていたがこれに限定されるものではない。例えば、エンジンには、ターボ過給機を設けずに電動コンプレッサのみを設ける構成でもよい。また、過給機のコンプレッサと電動コンプレッサとが並列に設けられていてもよい。また、電動コンプレッサは、モータアシストターボのコンプレッサとして構成されていてもよい。本変形例は、後述する実施の形態2及び実施の形態3においても同様に適用可能である。 In the system configuration of the first embodiment, the electric compressor and the turbocharger are provided in series in the engine, but the present invention is not limited to this. For example, the engine may be provided with only an electric compressor without providing a turbocharger. Moreover, the compressor of the supercharger and the electric compressor may be provided in parallel. The electric compressor may be configured as a motor-assisted turbo compressor. This modification can be similarly applied to Embodiments 2 and 3 to be described later.
なお、実施の形態1においては、ECU100が、上記S104を実行することにより前記第1発明における「吸気通路の圧力を検出または推定する手段」が、上記S102の判定がYESであり、かつS106の判定がYESであり、その後にS108を実行することにより前記第2発明における「負圧抑制制御を実行する手段」が、それぞれ実現される。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態2では、負圧抑制制御において電動コンプレッサ18を通常制御と同様に稼働させ、さらに第1のスロットルバルブ12の開度を大きくする。以下、図9及び図10を参照して、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, in the negative pressure suppression control, the
図9は、実施の形態2の負圧抑制制御の実施を判断するルーチンを表したフローチャートである。S200、S202、S204、S206は実施の形態1と同様の制御であるため、説明を省略する。 FIG. 9 is a flowchart showing a routine for determining execution of negative pressure suppression control according to the second embodiment. Since S200, S202, S204, and S206 are the same controls as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
一方、ECU100は、S206において、S204で検出した圧力が所定値より低いと判定した場合、負圧抑制制御が実行されて、第1のスロットルバルブ12の目標開度を算出する(S208)。具体的には、ECU100は、第1のスロットルバルブ12の開度を大きく設定する。このとき設定される開度は、電動コンプレッサ18を稼働させてもコンプレッサ前圧が下限値以下にならない開度に設定される。これにより、第1のスロットルバルブ12の開度が小さいときの吸気通路26の密閉状態を回避して、コンプレッサ前圧が負圧になることを防止することができる。
On the other hand, if the
次に、ECU100は、負圧抑制制御として、S208で算出した第1のスロットルバルブ12の目標開度になるように現在の第1のスロットルバルブ12の開度を修正する(S210)。
Next, the
次に、ECU100は、負圧抑制制御として、電動コンプレッサ18を稼働させる(S212)。その後、本ルーチンは終了する。
Next, the
図10は、実施の形態2のタイミングチャートを表した図である。図10において、破線が負圧抑制制御を実行せずに通常制御に従った場合の変化であり、実線が実施の形態2の負圧抑制制御である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a timing chart of the second embodiment. In FIG. 10, the broken line is a change when the normal control is performed without executing the negative pressure suppression control, and the solid line is the negative pressure suppression control of the second embodiment.
図10(a)には、電動コンプレッサ18の回転速度の変化が表されている。実施の形態2の負圧抑制制御では電動コンプレッサ18を稼働する。このため、図10(a)に示すように、負圧抑制制御が実行されても、通常制御に従った場合と同様に電動コンプレッサ18の回転速度は上昇する。
FIG. 10A shows a change in the rotational speed of the
図10(b)には、コンプレッサ前圧の変化が表されている。実施の形態2の負圧抑制制御が実行されると、コンプレッサ前圧は、第1のスロットルバルブ12が開弁してから上昇して、電動コンプレッサ18が稼働すると低下する。このように、実施の形態2の負圧抑制制御を行うと、コンプレッサ前圧が下限値以下になることを防止することができる。
FIG. 10B shows changes in the compressor pre-pressure. When the negative pressure suppression control of the second embodiment is executed, the compressor pre-pressure increases after the
図10(c)には、第1のスロットルバルブ12の開度の変化が表されている。実施の形態2の負圧抑制制御では、第1のスロットルバルブ12の開度が大きくなる。ここで、図10(c)では電動コンプレッサ18が稼働するより先に第1のスロットルバルブ12の開度が上昇しているが、これはブローバイガスの過剰導入を確実に防止するために先に第1のスロットルバルブ12を開いている制御であり、これに限定されるものではない。例えば、電動コンプレッサ18の稼働と同時に第1のスロットルバルブ12の開度を大きくしてもよいものとする。
FIG. 10C shows a change in the opening degree of the
図10(d)には、吸気通路26に導入されるブローバイガス量の変化が表されている。ブローバイガス量は、スロットルバルブ12の開度が大きくなるとともに減少し、電動コンプレッサ18が稼働すると増加する。このように、実施の形態2の負圧抑制制御を行えば、通常制御と比べて、ブローバイガス量を抑制することができる。
FIG. 10D shows a change in the amount of blow-by gas introduced into the
図11は、実施の形態2の負圧抑制制御の変形例について表した図である。図11(c)には、第1のスロットルバルブ12の開度が図10(c)と比べて小さく制御されている。図11(b)には、コンプレッサ前圧が下限値を下回っていないことが表されている。このように、コンプレッサ前圧が下限値を下回らないで、第1のスロットルバルブ12の開度を設定してもよいものとする。
FIG. 11 is a diagram illustrating a modified example of the negative pressure suppression control according to the second embodiment. In FIG. 11 (c), the opening of the
なお、実施の形態2においては、ECU100が、上記S208、S210、S212を実行することにより前記第3発明における「負圧抑制制御を実行する手段」が実現される。
In the second embodiment, the “means for executing negative pressure suppression control” in the third aspect of the present invention is realized by the
実施の形態3.
実施の形態3では、負圧抑制制御において電動コンプレッサ18の回転速度を制御する。以下、図12及び図13を参照して、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, the rotation speed of the
図12は、実施の形態3の負圧抑制制御のルーチンを表したフローチャートである。S300、S302、S304は実施の形態1と同様の制御であるため、説明を省略する。 FIG. 12 is a flowchart showing a negative pressure suppression control routine according to the third embodiment. Since S300, S302, and S304 are the same controls as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
ECU100は、S304においてコンプレッサ前圧を検出した後、負圧抑制制御として、電動コンプレッサ18の目標回転速度を算出する(S306)。具体的には、コンプレッサ前圧が下限値を下回らないように電動コンプレッサ18の回転速度が算出される。
After detecting the compressor pre-pressure in S304, the
次に、ECU100は、負圧抑制制御として、S306で算出した目標回転速度にしたがい電動コンプレッサ18を稼働させる(S308)。その後、本ルーチンは終了する。
Next, the
図13は、実施の形態3のタイミングチャートを表した図である。図13において、破線が負圧抑制制御を実行せずに通常制御に従った場合の変化であり、実線が実施の形態3の負圧抑制制御である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a timing chart of the third embodiment. In FIG. 13, the broken line is a change when the normal control is performed without executing the negative pressure suppression control, and the solid line is the negative pressure suppression control of the third embodiment.
図13(a)は、電動コンプレッサ18の回転速度の変化が表されている。通常制御では、電動コンプレッサ18の稼働要求の内容に応じた目標回転速度が算出される。対して、実施の形態3の負圧抑制制御が実行されると、コンプレッサ前圧が下限値を下回らないように電動コンプレッサ18の目標回転速度が算出されて書き換えられる。このため、負圧抑制制御が実行された場合、通常制御に従った場合と比べて、電動コンプレッサ18の回転速度が低くなる。
FIG. 13A shows the change in the rotational speed of the
図13(b)は、吸気通路内の圧力の変化が表されている。実施の形態3の負圧抑制制御では、図13(a)で説明したように、負圧抑制制御では電動コンプレッサ18の回転速度が通常制御よりも低く設定されている。このため、負圧抑制制御が実行されると、コンプレッサ前圧が下限値を下回らない。
FIG. 13B shows a change in pressure in the intake passage. In the negative pressure suppression control of the third embodiment, as described in FIG. 13A, in the negative pressure suppression control, the rotational speed of the
図13(c)は、第1のスロットルバルブ12の開度の変化が表されている。第1のスロットルバルブ12の開度は、負圧抑制制御及び通常制御では変化しない。
FIG. 13C shows a change in the opening degree of the
図13(d)は、吸気通路に導入されるブローバイガス量の変化が表されている。図11(d)に示すように、実施の形態3の負圧抑制制御が実行されると、ブローバイガス量が上限値を超えないように抑制されている。 FIG. 13D shows a change in the amount of blow-by gas introduced into the intake passage. As shown in FIG. 11D, when the negative pressure suppression control of the third embodiment is executed, the blow-by gas amount is suppressed so as not to exceed the upper limit value.
なお、実施の形態3においては、ECU100が、上記S306、S308を実行することにより前記第4発明における「負圧抑制制御を実行する手段」が実現される。
In the third embodiment, the
10 エンジン
12 スロットルバルブ
16 圧力センサ
18 電動コンプレッサ
22 コンプレッサ
26 吸気通路
32 タービン
42 ブローバイガス導入通路
10
Claims (5)
前記電動コンプレッサよりも上流の吸気通路に設けられるスロットルバルブと、
前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの間における吸気通路に接続されているブローバイガス導入通路と、
前記スロットルバルブ及び前記電動コンプレッサを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの間における吸気通路の圧力を検出または推定する手段と、
前記電動コンプレッサの稼働要求があった場合、前記吸気通路の圧力が負圧域に設定された所定値未満である場合は、前記スロットルバルブと前記電動コンプレッサとの少なくとも一方を制御することによって、前記吸気通路の圧力の低下を抑制する負圧抑制制御を実行する手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。 An electric compressor provided in the intake passage;
A throttle valve provided in an intake passage upstream of the electric compressor;
A blow-by gas introduction passage connected to an intake passage between the throttle valve and the electric compressor;
A control device for controlling the throttle valve and the electric compressor,
The controller is
Means for detecting or estimating the pressure in the intake passage between the throttle valve and the electric compressor;
When there is a request for operation of the electric compressor, if the pressure of the intake passage is less than a predetermined value set in a negative pressure region, by controlling at least one of the throttle valve and the electric compressor, Means for executing negative pressure suppression control for suppressing a decrease in pressure in the intake passage;
An internal combustion engine comprising:
前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続するEGR通路と前記EGR通路に設けられるEGRバルブとを含むEGR装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、運転状態に応じて前記EGRバルブの開度を調節する手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の内燃機関。 A turbocharger having a turbine provided in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage;
An EGR device including an EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage upstream of the compressor, and an EGR valve provided in the EGR passage,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device includes means for adjusting an opening of the EGR valve in accordance with an operating state.
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