JP2017036695A - Control device of diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気の一部をEGRガスとして吸気通路に導入するEGR装置を備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a diesel engine provided with an EGR device that introduces part of exhaust gas into an intake passage as EGR gas.
従来、NOx排出量を低減するために排気の一部をEGRガスとして吸気通路に導入するEGR装置を備えたディーゼルエンジンが知られている。EGR装置は、ディーゼルエンジンの運転状態に応じた量のEGRガスを吸気通路に導入する。ここで、EGRガスには水分が含まれている。そのため、EGR装置を備えたディーゼルエンジンにおいては、低温の吸気中にEGRガスが導入されることで、凝縮水が生成される場合がある。特許文献1には、EGRガスがインタークーラよりも上流側の吸気通路に導入される構成において、EGRガスに含まれる水分が凝縮することで生成された凝縮水がインタークーラによって冷却されることで凍結する虞があるとき(すなわち、インタークーラを通って循環する冷却水の温度が凍結判定温度未満のとき)は、EGR通路に設けられたEGR弁を閉弁する技術が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a diesel engine having an EGR device that introduces a part of exhaust gas into an intake passage as EGR gas in order to reduce NOx emission is known. The EGR device introduces an amount of EGR gas corresponding to the operating state of the diesel engine into the intake passage. Here, the EGR gas contains moisture. Therefore, in a diesel engine equipped with an EGR device, condensed water may be generated by introducing EGR gas during low-temperature intake air. In
また、特許文献2には、ターボチャージャのタービンよりも下流側の排気通路と該ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、ターボチャージャのコンプレッサより下流側の吸気通路に設けられたインタークーラと、を備えた構成のディーゼルエンジンが開示されている。また、この特許文献2には、インタークーラを通過する吸気の温度が所定範囲内の温度となるように、低圧EGR通路を流れるEGRガスの流量を制御する技術が開示されている。
上述したように、低温の吸気が流れる吸気通路にEGRガスが導入されると、該吸気通路内において凝縮水が生成される場合がある。吸気通路内において凝縮水が生成されると、該吸気通路に設けられている各種の吸気系部品や該吸気通路自体の腐食が促進される虞がある。そのため、吸気通路内において凝縮水が生成される虞がある間は、EGR装置による該吸気通路へのEGRガスの導入を制限する必要がある。しかしながら、EGRガスの導入を制限している間は、該EGRガスによる、ディーゼルエンジンからのNOx排出量の低減効果を十分に得ることができない。 As described above, when EGR gas is introduced into the intake passage through which low-temperature intake air flows, condensed water may be generated in the intake passage. If condensed water is generated in the intake passage, corrosion of various intake system components provided in the intake passage and the intake passage itself may be accelerated. Therefore, while there is a possibility that condensed water is generated in the intake passage, it is necessary to limit the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device. However, while the introduction of EGR gas is limited, the EGR gas cannot sufficiently obtain the NOx emission reduction effect from the diesel engine.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ディーゼルエンジンにおいて、吸気通路内の凝縮水の生成を抑制しつつ、吸気通路へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a diesel engine, a period for limiting the introduction of EGR gas into the intake passage is suppressed as much as possible while suppressing the generation of condensed water in the intake passage. The purpose is to shorten.
本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置は、吸気通路に設けられたコンプレッサを有する過給機であって、前記コンプレッサに流入する吸気の圧力に対する前記コンプレッ
サから流出する吸気の圧力の比である圧力比を制御可能な過給機と、前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路に設けられ、吸気の流量を制御するスロットル弁と、前記コンプレッサよりも下流側であり且つ前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路に設けられ、液体の熱媒体が循環する熱媒体通路が通っており、前記熱媒体と吸気との間で熱交換が行われるインタークーラと、排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして前記スロットル弁よりも下流側の吸気通路に導入するEGR装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御装置であって、前記インタークーラ内の熱媒体の温度が所定の目標熱媒体温度より低い場合、前記熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上に上昇するまでの間は前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限する制御部を備え、前記制御部が前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときに、前記制御部が、前記熱媒体通路における熱媒体の循環を制限するとともに、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であって前記インタークーラ内の熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上のときに比べて、前記過給機の圧力比を増加させ且つ前記スロットル弁の開度を小さくする。
A control device for a diesel engine according to the present invention is a supercharger having a compressor provided in an intake passage, and is a ratio of a pressure of intake air flowing out from the compressor to a pressure of intake air flowing into the compressor And a throttle valve that is provided in an intake passage downstream of the compressor and controls the flow rate of intake air, and an intake air that is downstream of the compressor and upstream of the throttle valve A heat medium passage through which a liquid heat medium circulates is provided, and an intercooler in which heat is exchanged between the heat medium and the intake air, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is used as EGR gas. A diesel engine control device comprising: an EGR device introduced into an intake passage downstream of the throttle valve; When the temperature of the internal heat medium is lower than a predetermined target heat medium temperature, the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device is limited until the temperature of the heat medium rises above the target heat medium temperature. And when the control unit restricts the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device, the control unit restricts circulation of the heat medium in the heat medium passage, and diesel Compared with the case where the engine operating state is the same and the temperature of the heat medium in the intercooler is equal to or higher than the target heat medium temperature, the pressure ratio of the supercharger is increased and the opening of the throttle valve is decreased. To do.
本発明においては、スロットル弁よりも下流側の吸気通路にEGRガスが導入される。以下、EGRガスが導入された後の吸気を「EGR混合吸気」と称する場合もある。また、本発明においては、過給機のコンプレッサとスロットル弁との間の吸気通路にインタークーラが設けられている。インタークーラには、液体の熱媒体が循環する熱媒体通路が通っている。そして、インタークーラでは、該インタークーラ内の液体の熱媒体と吸気通路を流れる吸気との間で熱交換が行われる。ここで、インタークーラ内の熱媒体の温度が吸気の温度よりも高ければ、該熱媒体との間の熱交換によって吸気の温度を上昇させることができる。そして、インタークーラにおいて、吸気の温度を、該吸気がインタークーラよりも下流側の吸気通路でEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高い温度となる程度まで上昇させることができれば、インタークーラよりも下流側の吸気通路にEGRガスが導入されても凝縮水の生成を抑制することができる。 In the present invention, EGR gas is introduced into the intake passage downstream of the throttle valve. Hereinafter, the intake air after the introduction of the EGR gas may be referred to as “EGR mixed intake air”. In the present invention, an intercooler is provided in the intake passage between the compressor of the supercharger and the throttle valve. A heat medium passage through which the liquid heat medium circulates passes through the intercooler. In the intercooler, heat exchange is performed between the heat medium of the liquid in the intercooler and the intake air flowing through the intake passage. Here, if the temperature of the heat medium in the intercooler is higher than the temperature of the intake air, the temperature of the intake air can be raised by heat exchange with the heat medium. In the intercooler, the temperature of the intake air is higher than the dew point temperature of the EGR mixed intake air formed by mixing the intake air with the EGR gas in the intake passage downstream of the intercooler. If the temperature can be raised to the temperature, the generation of condensed water can be suppressed even if the EGR gas is introduced into the intake passage downstream of the intercooler.
そこで、本発明では、インタークーラ内の熱媒体の温度が所定の目標熱媒体温度より低い場合、制御部が、該熱媒体の温度が該目標熱媒体温度以上に上昇するまでの間は前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限する。ここで、目標熱媒体温度は、インタークーラにおいて、熱媒体との熱交換により、吸気の温度を、該吸気がインタークーラよりも下流側の吸気通路でEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高くなる程度まで上昇させることができる温度として設定されている。また、「吸気通路へのEGRガスの導入を制限する」とは、吸気通路へのEGRガスの導入を停止すること、または、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べてEGRガスの流量を減少させること、を意味する。つまり、本発明では、EGR装置によって吸気通路にEGRガスが導入されると凝縮水が生成される可能性がある間はEGRガスの導入が制限される。そして、吸気通路にEGRガスが導入されたとしても凝縮水の生成が抑制されることが可能となると、EGRガスの導入制限が解除される。 Therefore, in the present invention, when the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than the predetermined target heat medium temperature, the control unit does not perform the EGR until the temperature of the heat medium rises above the target heat medium temperature. Limit the introduction of EGR gas into the intake passage by the device. Here, the target heat medium temperature is an EGR formed by mixing the intake air temperature with the EGR gas in the intake passage downstream of the intercooler by heat exchange with the heat medium in the intercooler. The temperature is set as a temperature at which the temperature of the mixed intake air can be increased to a level higher than the dew point temperature of the EGR mixed intake air. “Restricting the introduction of EGR gas into the intake passage” means that the introduction of EGR gas into the intake passage is stopped, or the operation state of the diesel engine is the same and the heat medium in the intercooler is This means that the flow rate of the EGR gas is reduced compared to when the temperature is equal to or higher than the target heat medium temperature. In other words, in the present invention, when EGR gas is introduced into the intake passage by the EGR device, introduction of EGR gas is restricted while there is a possibility that condensed water is generated. And even if EGR gas is introduced into the intake passage, if the generation of condensed water can be suppressed, the EGR gas introduction restriction is released.
また、本発明では、制御部が、EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときに、熱媒体通路における熱媒体の循環を制限する。ここで、「熱媒体通路における熱媒体の循環を制限する」とは、熱媒体通路における熱媒体の循環を停止すること、または、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べて熱媒体通路を循環する熱媒体の流量を減少させること、を意味する。さらに、制御部は、EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときに、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べて、過給機の圧力比を増加させ且つスロットル弁の開度を小さくする。過給機の圧力比を増加させることに加えてスロットル弁
の開度を小さくすることで、吸気通路におけるタービンより下流側であり且つスロットル弁よりも上流側の部分、すなわちインタークーラが設置されている部分における吸気の圧力を効率的に上昇させることができる。これにより、インタークーラに流入する吸気の温度およびインタークーラ内の吸気の温度をより速やかに上昇させることができる。そして、インタークーラ内の吸気の温度が該インタークーラ内の熱媒体の温度より高くなると、該吸気と該熱媒体との間の熱交換によって、該熱媒体の温度が上昇する。つまり、過給機の圧力比を増加させ且つスロットル弁の開度を小さくすることで、インタークーラ内の熱媒体の温度をより速やかに目標熱媒体温度以上に高めることが可能となる。
In the present invention, the control unit limits circulation of the heat medium in the heat medium passage when the EGR device restricts introduction of EGR gas into the intake passage. Here, “restricting the circulation of the heat medium in the heat medium passage” means that the circulation of the heat medium in the heat medium passage is stopped or the operation state of the diesel engine is the same and the heat medium in the intercooler This means that the flow rate of the heat medium circulating in the heat medium passage is reduced as compared to when the temperature of the heat medium is equal to or higher than the target heat medium temperature. Further, when the control unit restricts the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device, the operation state of the diesel engine is the same, and the temperature of the heat medium in the intercooler is equal to or higher than the target heat medium temperature. Compared to sometimes, increase the pressure ratio of the turbocharger and reduce the opening of the throttle valve. In addition to increasing the pressure ratio of the turbocharger, by reducing the opening of the throttle valve, a portion downstream of the turbine in the intake passage and upstream of the throttle valve, that is, an intercooler is installed. It is possible to efficiently increase the pressure of the intake air in the portion where it is present. Thereby, the temperature of the intake air flowing into the intercooler and the temperature of the intake air in the intercooler can be increased more quickly. When the temperature of the intake air in the intercooler becomes higher than the temperature of the heat medium in the intercooler, the temperature of the heat medium increases due to heat exchange between the intake air and the heat medium. That is, by increasing the pressure ratio of the supercharger and reducing the opening of the throttle valve, the temperature of the heat medium in the intercooler can be quickly increased to the target heat medium temperature or more.
したがって、本発明によれば、インタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度より低いために吸気通路へのEGRガスの導入が制限された場合に、該EGRガスの導入制限をより早期に解除することができる。そのため、吸気通路内の凝縮水の生成を抑制しつつ、吸気通路へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることが可能となる。 Therefore, according to the present invention, when the introduction of the EGR gas to the intake passage is restricted because the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than the target heat medium temperature, the introduction restriction of the EGR gas is made earlier. It can be canceled. Therefore, it is possible to shorten the period for limiting the introduction of the EGR gas into the intake passage as much as possible while suppressing the generation of condensed water in the intake passage.
なお、インタークーラ内の熱媒体は液体であるため、吸気よりも比熱が大きい。そのため、インタークーラ内の熱媒体の温度が一旦目標熱媒体温度以上に上昇すれば、その後、過給機の圧力比が減少され且つスロットル弁の開度が大きくされることで、該インタークーラに流入する吸気の温度が低下しても、インタークーラ内の熱媒体の温度の急速な温度低下は生じ難い。そのため、インタークーラにおいて、熱媒体との熱交換により、吸気の温度を、該吸気がEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高い温度となる程度まで上昇させることができる。 Since the heat medium in the intercooler is a liquid, the specific heat is larger than that of the intake air. Therefore, once the temperature of the heat medium in the intercooler rises above the target heat medium temperature, the pressure ratio of the supercharger is then reduced and the opening of the throttle valve is increased, so that the intercooler Even if the temperature of the inflowing intake air decreases, a rapid temperature decrease of the temperature of the heat medium in the intercooler hardly occurs. Therefore, in the intercooler, the temperature of the intake air is changed by heat exchange with the heat medium, and the temperature of the EGR mixed intake air formed by mixing the intake air with EGR gas is higher than the dew point temperature of the EGR mixed intake air. Can be raised to a certain extent.
また、吸気通路のインタークーラが設置されている部分における吸気の圧力を効率的に上昇させるべくスロットル弁の開度を小さくした場合、ポンプ損失が増大する。その結果、ディーゼルエンジンのトルクが減少する虞がある。しかしながら、ディーゼルエンジンでは、燃料噴射量を増量することでトルクを増大させることができる。したがって、スロットル弁の開度を小さくした場合であっても、スロットル弁の開度の減少量に応じて燃料噴射量を増量することで、所望のトルクを出力することができる。 Further, when the opening degree of the throttle valve is reduced in order to efficiently increase the pressure of the intake air in the portion of the intake passage where the intercooler is installed, the pump loss increases. As a result, the torque of the diesel engine may be reduced. However, in a diesel engine, torque can be increased by increasing the fuel injection amount. Therefore, even when the opening degree of the throttle valve is reduced, a desired torque can be output by increasing the fuel injection amount in accordance with the reduction amount of the opening degree of the throttle valve.
また、本発明においては、制御部が、EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときに、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べて、過給機の圧力比を増加させ且つスロットル弁の開度を小さくする場合、制御部が、該スロットル弁の開度を、現時点でディーゼルエンジンに要求されている運転状態を達成するための目標吸気量を確保可能な最小開度以上に制御してもよい。これによれば、インタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度より低いためにスロットル弁の開度を小さくする場合であっても、ディーゼルエンジンに要求される運転状態を達成することができる。 In the present invention, when the control unit restricts the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device, the operation state of the diesel engine is the same, and the temperature of the heat medium in the intercooler is the target. When the pressure ratio of the supercharger is increased and the opening of the throttle valve is reduced as compared with the case where the temperature is equal to or higher than the heat medium temperature, the control unit is requested by the diesel engine to open the throttle valve at the present time. It may be controlled to be equal to or more than the minimum opening that can secure the target intake air amount for achieving the operating state. According to this, even when the opening degree of the throttle valve is reduced because the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than the target heat medium temperature, it is possible to achieve the operation state required for the diesel engine. .
また、本発明に係るEGR装置は、EGR通路、EGRクーラ、バイパス通路、および制御弁を有していてもよい。EGR通路は、排気通路に一端が接続され、スロットル弁よりも下流側の吸気通路に他端が接続されており、EGRガスが流れる通路である。EGRクーラは、EGR通路に設けられており、該EGR通路を流れるEGRガスを冷却するクーラである。バイパス通路は、EGR通路に接続されており、EGRクーラをバイパスしてEGRガスが流れる通路である。制御弁は、EGRクーラに流れるEGRガスの流量とバイパス通路に流れるEGRガスの流量との比率を変更可能に構成された弁である。このとき、制御部が、ディーゼルエンジンの運転状態が同一のときであってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べてEGRガスの流量を減少させることで、EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限している場合、制御部が、制御弁によって、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であってインタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度以上のときに比べて、バイパス通路に流れるEGRガスの流量の
比率を大きくしてもよい。
The EGR device according to the present invention may have an EGR passage, an EGR cooler, a bypass passage, and a control valve. The EGR passage has one end connected to the exhaust passage and the other end connected to the intake passage downstream of the throttle valve, and is a passage through which EGR gas flows. The EGR cooler is provided in the EGR passage and is a cooler that cools the EGR gas flowing through the EGR passage. The bypass passage is connected to the EGR passage, and is a passage through which EGR gas flows by bypassing the EGR cooler. The control valve is a valve configured to be able to change the ratio between the flow rate of EGR gas flowing through the EGR cooler and the flow rate of EGR gas flowing through the bypass passage. At this time, the control unit reduces the flow rate of the EGR gas as compared with the case where the operation state of the diesel engine is the same and the temperature of the heat medium in the intercooler is equal to or higher than the target heat medium temperature. In the case where the introduction of EGR gas into the intake passage is restricted by the control unit, the control unit uses the control valve when the operation state of the diesel engine is the same and the temperature of the heat medium in the intercooler is equal to or higher than the target heat medium temperature. Compared to, the ratio of the flow rate of the EGR gas flowing in the bypass passage may be increased.
これによれば、インタークーラ内の熱媒体の温度が目標熱媒体温度より低い場合に、EGRガスの流量が減少するのに加えて、EGRガスの温度低下が抑制される。そのため、吸気通路における凝縮水の生成をより抑制することができる。なお、制御弁には、EGRガスを、EGRクーラに流すのか、または、バイパス通路に流すのかを切換可能に構成された弁も含まれる。また、「制御弁によって、バイパス通路に流れるEGRガスの流量の比率を大きくする」ことには、「制御弁によって、EGRガスがバイパス通路に流れるように切り換える」ことも含まれる。 According to this, when the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than the target heat medium temperature, in addition to the decrease in the flow rate of the EGR gas, the temperature decrease of the EGR gas is suppressed. Therefore, the generation of condensed water in the intake passage can be further suppressed. The control valve includes a valve configured to be able to switch whether the EGR gas flows to the EGR cooler or the bypass passage. Further, “increasing the ratio of the flow rate of EGR gas flowing through the bypass passage by the control valve” includes “switching by the control valve so that EGR gas flows through the bypass passage”.
本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置は、外気の温度、外気の気圧、または、外気の湿度に基づいて目標熱媒体温度が設定されてもよい。例えば、外気の温度が低いときは外気の温度が高いときに比べて目標熱媒体温度がより低い温度に設定されてもよい。また、外気の気圧が高いときは外気の気圧が低いときに比べて目標熱媒体温度がより低い温度に設定されてもよい。また、外気の湿度が低いときは外気の湿度が高いときに比べて目標熱媒体温度がより低い温度に設定されてもよい。これらによれば、相対的に凝縮水が生成され難い傾向にあるときは目標熱媒体温度が低くされる。そのため、吸気通路へのEGRガスの導入を制限する期間をより短くすることができる。 In the control device for a diesel engine according to the present invention, the target heat medium temperature may be set based on the temperature of the outside air, the pressure of the outside air, or the humidity of the outside air. For example, when the temperature of the outside air is low, the target heat medium temperature may be set to a lower temperature than when the temperature of the outside air is high. Further, the target heat medium temperature may be set to a lower temperature when the outside air pressure is higher than when the outside air pressure is low. Further, when the outside air humidity is low, the target heat medium temperature may be set to a lower temperature than when the outside air humidity is high. According to these, when the condensed water tends to be relatively difficult to be generated, the target heat medium temperature is lowered. Therefore, the period during which the introduction of EGR gas into the intake passage is restricted can be further shortened.
本発明によれば、ディーゼルエンジンにおいて、吸気通路内の凝縮水の生成を抑制しつつ、吸気通路へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the diesel engine, the period which restrict | limits introduction of EGR gas to an intake passage can be shortened as much as possible, suppressing the production | generation of the condensed water in an intake passage.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
<実施例1>
[概略構成]
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンの制御装置に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は4つの気筒2を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒2には該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁3が設けられている。
<Example 1>
[Schematic configuration]
Here, a case where the present invention is applied to a control device for a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment. The
内燃機関1には、インテークマニホールド4およびエキゾーストマニホールド5が接続されている。インテークマニホールド4には吸気通路6が接続されている。エキゾーストマニホールド5には排気通路7が接続されている。なお、本発明に係る「吸気通路」には、吸気通路6のみならずインテークマニホールド4も含まれるものとする。また、本発明に係る「排気通路」には、排気通路7のみならずエキゾーストマニホールド5も含まれるものとする。
An intake manifold 4 and an exhaust manifold 5 are connected to the
吸気通路6にはターボチャージャ8のコンプレッサ8aが設置されている。排気通路7にはターボチャージャ8のタービン8bが設置されている。タービン8bには、ノズルベーン8cが設けられている。このノズルベーン8cの開度を変更することでターボチャージャ8の圧力比が制御される。ここで、ターボチャージャ8の圧力比は、コンプレッサ8aに流入する吸気の圧力に対する該コンプレッサ8aから流出する吸気の圧力の比である。つまり、ターボチャージャ8は、ノズルベーン8cの開度を制御することで、圧力比を制御可能な可変容量型ターボチャージャである。排気通路7におけるタービン8bより下流側には還元剤添加弁14および排気浄化触媒9が設置されている。排気浄化触媒9は排気中のNOxを還元するための触媒である。排気浄化触媒9としては吸蔵還元型NOx触媒や選択還元型NOx触媒等を例示することができる。還元剤添加弁14は、排気浄化触媒9よりも上流側に設けられている。還元剤添加弁14は、排気浄化触媒9に還元剤を供給するために、排気中に還元剤を添加する。
A
吸気通路6におけるコンプレッサ8aより上流側にはエアフローメータ11が設けられている。エアフローメータ11は、内燃機関1に流入する吸気の流量を検出するセンサである。吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側にはスロットル弁10が設けられている。このスロットル弁10によって、内燃機関1に流入する吸気の流量が制御される。
An
吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側であり且つスロットル弁10より上流側にはインタークーラ40が設けられている。インタークーラ40は水冷式インタークーラである。インタークーラ40内には、冷却水が循環する冷却水通路41が通っている。冷却水通路41には、ポンプ42およびラジエータ43が設けられている。ポンプ42は、冷却水通路41を流れる冷却水を圧送するための電動ポンプである。ラジエータ43では、冷却水通路41を流れる冷却水と外気との間で熱交換が行われることで、冷却水通路41を循環する冷却水が冷却される。そして、インタークーラ40では、吸気通路6を流れる吸気と冷却水通路41内の冷却水との間で熱交換が行われる。なお、冷却水通路41を流れる冷却水としては、液体の熱媒体であれば周知のどのようなものを用いてもよい。また、内燃機関1を通って冷却水が循環する冷却水循環経路(図示略)と冷却水通路41とは別系統となっている。
An
吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側であり且つインタークーラ40より上流側には上流側温度センサ12が設けられている。また、吸気通路6におけるインタークーラ40より下流側であり且つスロットル弁10より上流側には下流側温度センサ13が設けられている。上流側温度センサ12は、インタークーラ40に流入する吸気の温度(以下、「流入吸気温度」と称する場合もある。)を検出するセンサである。下流側温度センサ13は、インタークーラ40から流出した吸気の温度(以下、「流出吸気温度」と称
する場合もある。)を検出するセンサである。
An
また、本実施例に係る内燃機関1の吸排気系にはEGR装置30が設けられている。EGR装置30は、内燃機関1の運転状態に応じた流量のEGRガスをインテークマニホールド4に導入する。EGR装置30は、EGR通路31、EGR弁32、EGRクーラ33、バイパス通路34、および切換弁35を有している。EGR通路31は、その一端がエキゾーストマニホールド5に接続されており、その他端がインテークマニホールド4に接続されている。このEGR通路31を通して、排気の一部がEGRガスとしてインテークマニホールド4に導入される。EGR弁32はEGR通路31に設けられている。このEGR弁32によって、インテークマニホールド4に導入されるEGRガスの流量が制御される。
Further, an
EGRクーラ33は、EGR通路31におけるEGR弁32より上流側に設けられている。EGRクーラ33は、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するためのクーラである。EGRクーラ33では、EGRガスと冷却水との間で熱交換が行われる。なお、EGRクーラ33内を流れる冷却水が循環する冷却水通路の図示は省略するが、インタークーラ40を通る冷却水通路41とは別系統となっている。バイパス通路34は、EGRクーラ33をバイパスしてEGRガスが流れる通路である。バイパス通路34の一端は、EGR通路31におけるEGRクーラ33よりも上流側に接続されており、バイパス通路34の他端は、EGR通路31におけるEGRクーラ33よりも下流側であり且つEGR弁32よりも上流側に接続されている。切換弁35は、バイパス通路34の一端とEGR通路31との接続部に設けられた三方弁である。切換弁35は、EGRガスを、EGRクーラ33に流すのか、または、バイパス通路34に流すのかを切り換えることが可能に構成されている。
The
また、内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。ECU20には、エアフローメータ11、上流側温度センサ12、および下流側温度センサ13が電気的に接続されている。さらに、ECU20には、クランク角センサ21、アクセル開度センサ22、外気温度センサ23、外気湿度センサ24、および外気圧センサ25が電気的に接続されている。クランク角センサ21は、内燃機関1の機関回転速度に応じたパルス信号を出力するセンサである。また、アクセル開度センサ22は、内燃機関1を搭載した車両のアクセル開度に応じた信号を出力するセンサである。外気温度センサ23は、内燃機関1を搭載した車両の外気の温度を検出するセンサである。外気湿度センサ24は、内燃機関1を搭載した車両の外気の湿度を検出するセンサである。外気圧センサ25は、内燃機関1を搭載した車両の外気の圧力を検出するセンサである。これらのセンサの出力信号がECU20に入力される。
The
また、ECU20には、燃料噴射弁3、スロットル弁10、ノズルベーン8c、還元剤添加弁14、ポンプ42、EGR弁32、および切換弁35が電気的に接続されている。ECU20によってこれらの装置が制御される。
Further, the fuel injection valve 3, the
[EGR制御およびインタークーラ暖機制御]
例えば、低温の外気の下で内燃機関1が始動されたときのように、吸気通路6およびインテークマニホールド4に比較的低温の吸気が流れる場合がある。このときにEGR通路31を通してインテークマニホールド4にEGRガスが導入されると、EGRガスが導入された後の吸気(EGR混合吸気)の温度が露点温度以下となることで、インテークマニホールド4内において凝縮水が生成される虞がある。このような凝縮水が生成されるとインテークマニホールド4等の腐食が促進される虞がある。そのため、インテークマニホールド4に流入する吸気の温度が、EGR混合吸気の温度が露点温度以下となるほど低い間は、該インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を制限する必要がある。
[EGR control and intercooler warm-up control]
For example, a relatively low temperature intake air may flow through the
しかしながら、EGRガスの導入を制限しているときは、該EGRガスによる、内燃機関1からのNOx排出量の低減効果を十分に得ることができない。また、内燃機関1の始動直後のように排気浄化触媒9の活性化が不十分な場合は、排気浄化触媒9のNOx浄化機能(すなわち、NOx還元機能)が十分には発揮されない。そのため、排気中のNOx低減のためには、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることが望まれる。
However, when the introduction of EGR gas is restricted, the effect of reducing the NOx emission amount from the
ここで、インタークーラ40内の冷却水の温度が流入吸気温度より低いと、該インタークーラ40内では冷却水との間の熱交換によって吸気が冷却される。一方で、インタークーラ40内の冷却水の温度が流入吸気温度より高いと、該インタークーラ40内で冷却水との間の熱交換によって吸気の温度が上昇する。そして、インタークーラ40において、冷却水との間の熱交換によって、吸気の温度を、該吸気がインテークマニホールド4においてEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高い温度となる程度まで上昇させることができれば、インテークマニホールド4にEGRガスが導入されても凝縮水の生成を抑制することができる。
Here, when the temperature of the cooling water in the
そこで、本実施例においては、下流側温度センサ13によって検出される流出吸気温度に基づいてインタークーラ40内の冷却水の温度を推定する。そして、インタークーラ40内の冷却水の温度に基づいて、インテークマニホールド4へEGRガスを導入するか否かを決定する。
Therefore, in the present embodiment, the temperature of the cooling water in the
図2は、内燃機関1の始動直後における、インタークーラ40内の冷却水の温度Tw、ノズルベーン8cの開度Dvn、ターボチャージャ8の回転速度Nt、ターボチャージャ8の圧力比Rp、スロットル弁10の開度Dth、流入吸気温度Tgin、EGR弁32の開度Degr、インテークマニホールド4に導入されるEGRガスの流量Qegr、および、燃料噴射弁3からの燃料噴射量Qfの推移を示すタイムチャートである。図2において横軸は時間tを表している。なお、内燃機関1の始動直後においては、ポンプ42の作動は停止されている。つまり、冷却水通路41における冷却水の循環は停止されている。したがって、インタークーラ40内において冷却水は滞留している。
2 shows the temperature Tw of the cooling water in the
また、図2は、内燃機関1の運転状態が一定の状態の下での、上記各パラメータの値の推移を示している。そして、図2において、Twtは所定の目標冷却水温度を表している。図2において、Degr1は、内燃機関1の運転状態に応じて設定されるEGR弁32の開度Degrの基準値(以下、「基準EGR開度」と称する)を表している。また、図2において、Dth1は、内燃機関1の運転状態に応じて設定されるスロットル弁10の開度Dthの基準値(以下、「基準EGR開度」と称する)を表している。また、図2において、Dvn1は、内燃機関1の運転状態に応じて設定されるノズルベーン8cの開度Dvnの基準値(以下、「基準ベーン開度」と称する)を表している。また、図2において、Rp1は、ノズルベーン8cの開度Dvnが基準ベーン開度Dvn1に制御されたときのターボチャージャ8の圧力比(以下、「基準圧力比」と称する)を表している。また、図2において、Qf1は、内燃機関1の機関負荷に応じて設定される燃料噴射量Qfの基準値(以下、「基準噴射量」と称する)を表している。
FIG. 2 shows the transition of the values of the above parameters under the condition where the operating state of the
図2に示すように、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合は、EGR弁32は閉弁される。そして、図2においてt1で示す時期にインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtに達すると、EGR弁32が開弁され、インテークマニホールド4へEGRガスが導入される。つまり、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合、該冷却水の温度Twが該目標冷却水温度Twt以上に上昇するまでの間は、インテークマニホールド4へ
のEGRガスの導入が停止される。そして、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtに達すると、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入停止が解除される。ここで、目標冷却水温度Twtは、インタークーラ40において、吸気の温度を、該吸気がインテークマニホールド4においてEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高くなる程度まで上昇させることができる温度である。
As shown in FIG. 2, when the temperature Tw of the cooling water in the
上記によれば、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い間、すなわち、インテークマニホールド4にEGRガスが導入されると凝縮水が生成される可能性がある間はEGRガスの導入が停止される。そしてインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上となると、つまり、インテークマニホールド4にEGRガスが導入されたとしても凝縮水の生成が抑制されることが可能となると、EGRガスの導入が実行される。このとき、時期t1以降においては、EGR弁32の開度Degrは基準EGR開度Degr1に制御される。
According to the above, while the temperature Tw of the cooling water in the
さらに、本実施例では、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い間、すなわち、EGRガスの導入が停止されている間は、インタークーラ40内に滞留している冷却水の温度上昇を促進するためのインタークーラ暖機制御が行われる。具体的には、図2に示すように、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止されている間(EGR弁32が閉弁されている間)は、ノズルベーン8cの開度Dvnが、現時点の内燃機関1の運転状態に対応する基準ベーン開度Dvn1よりも小さい開度に制御される(なお、上述したように、図2では、時期t1の以前も以後も内燃機関1の運転状態は一定となっているため、基準ンベーン開度Dvn1も一定値となっている)。これにより、ターボチャージャの圧力比Rpが、現時点の内燃機関1の運転状態に対応する基準圧力比Rp1より高くなる。さらに、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止されている間は、スロットル弁10の開度Dthが、現時点の内燃機関1の運転状態に対応する基準スロットル開度Dth1よりも小さい開度に制御される(なお、上述したように、図2では、時期t1の以前も以後も内燃機関1の運転状態は一定となっているため、基準スロットル開度Dth1も一定値となっている)。そして、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtに達すると、ノズルベーン8cの開度Dvnが基準ベーン開度Dvn1に制御される。これにより、ターボチャージャの圧力比Rpが基準圧力比Rp1となる。また、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtに達すると、スロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1に制御される。
Further, in the present embodiment, while the temperature Tw of the cooling water in the
なお、スロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1より小さくされると、スロットル弁10の開度Dthが該基準スロットル開度Dth1に制御された場合に比べて内燃機関1のポンプ損失が増大する。そこで、スロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1より小さい開度に制御されている間(すなわち、EGRガスの導入が停止されている間)は、燃料噴射弁3から噴射される燃料噴射量Qfが基準噴射量Qf1よりも増量される。ここで、ディーゼルエンジンは、通常、リーン空燃比で運転されている。そのため、内燃機関1においてスロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1より小さい開度に制御されている場合であっても、燃焼室内には基準噴射量Qf1の燃料に対して余剰分となる空気が存在する。そのため、燃料噴射量が基準噴射量Qf1より増量された場合、増量分の燃料も燃焼に寄与することになる。したがって、内燃機関1のポンプ損失が増大している状態であっても、内燃機関1における燃料噴射量を基準噴射量Qf1よりも増量することで所望のトルクを出力することができる。
When the opening degree Dth of the
上記によれば、EGRガスの導入が停止されている間は、EGRガスの導入が行われるとき、すなわち、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の
温度Twが目標冷却水温度Twt以上のときに比べて、ターボチャージャ8の圧力比Rpが高くされ、且つ、スロットル弁10の開度Dthが小さくされる。ターボチャージャ8の圧力比Rpが高くなると、コンプレッサ8aより下流側の吸気通路6に流入する吸気量が増加する。また、スロットル弁10の開度Dthが小さくなると、該スロットル弁10より上流側の吸気通路6からそれより下流側の吸気通路6への吸気の流出がより制限される。したがって、ターボチャージャ8の圧力比Rpを高くするとともにスロットル弁10の開度Dthを小さくすることで、吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側であり且つスロットル弁10よりも上流側の部分、すなわちインタークーラ40が設置されている部分における吸気の圧力を効率的に上昇させることができる。これにより流入吸気温度Tginおよびインタークーラ40内の吸気の温度をより速やかに上昇させることができる。このとき、冷却水通路41における冷却水の循環は停止されており、インタークーラ40内において冷却水は滞留している。そのため、吸気の温度が上昇すると、該インタークーラ40内における吸気との熱交換による冷却水の温度上昇が促進されることになる。したがって、インタークーラ40内の冷却水の温度Twをより速やかに目標冷却水温度Twt以上に高めることが可能となる。
According to the above, while the introduction of the EGR gas is stopped, when the introduction of the EGR gas is performed, that is, the operation state of the
なお、インタークーラ40内の冷却水は吸気よりも比熱が大きい。そのため、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが一旦目標冷却水温度Twt以上に上昇した後、ターボチャージャ8の圧力比Rpが基準圧力比Rp1まで減少され且つスロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1まで大きくされることで、流入吸気温度Tginが低下したとしても、冷却水通路41における冷却水の循環停止が継続されていれば、該インタークーラ40内の冷却水の温度の急速な温度低下は生じ難い。したがって、図2における時期t1以降においては、インタークーラ40内において、冷却水との熱交換によって、流入吸気温度よりも流出吸気温度を高くすることができる。つまり、インタークーラ40において、吸気の温度を、該吸気がEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高い温度となる程度まで上昇させることができる。また、ターボチャージャ8の圧力比Rpが基準圧力比Rp1よりも高くされ且つスロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1よりも小さくされている間においては、インタークーラ40自体や、コンプレッサ8aとスロットル弁10との間の吸気通路6自体の温度も吸気の温度上昇に伴い上昇する。そして、インタークーラ40自体や吸気通路6自体も吸気より比熱が大きい。そのため、図2に示すように、時期t1以降において、インタークーラ40自体や吸気通路6自体の温度が上昇していることの影響により、インタークーラ40内の冷却水の温度は概ね維持し得る。
The cooling water in the
上記のようなインタークーラの暖機制御により、インタークーラ40内の冷却水の温度Twをより速やかに目標冷却水温度Twt以上に高めることが可能となることで、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入をより早期に実行することができる。したがって、インテークマニホールド4内での凝縮水の生成を抑制しつつ、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることが可能となる。
By controlling the warm-up of the intercooler as described above, the temperature Tw of the cooling water in the
また、ターボチャージャ8のノズルベーン8cの開度が小さくされると、排気行程において気筒2から排出されずに該気筒2内に残留する排気である、所謂内部EGRガスが増加する傾向にある。そのため、上記のようなインタークーラの暖機制御によれば、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止されている間にノズルベーン8cの開度Dnvが基準ベーン開度Dvn1よりも小さくされることで、ノズルベーン8cの開度Dnvが基準ベーン開度Dvn1に制御された場合に比べて内部EGRガスが増加する。その結果、内部EGRガスによる、内燃機関1からのNOx排出量の低減効果を得ることができる。
Further, when the opening degree of the
なお、上記のようなインタークーラの暖機制御の実行時期は、内燃機関1の始動時に限
られるものではない。つまり、内燃機関1の運転中において、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtを下回ったときにも、上記のようなインタークーラの暖機制御が実行される。
Note that the execution timing of the above-described intercooler warm-up control is not limited to when the
[制御フロー]
図3は、本実施例に係るEGR制御およびインタークーラの暖機制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU20に記憶されており、該ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。
[Control flow]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of EGR control and intercooler warm-up control according to this embodiment. This flow is stored in the
本フローでは、先ずS101において、下流側温度センサ13の検出値に基づいてインタークーラ40内の冷却水の温度Twが算出される。下流側温度センサ13の検出値、すなわち、流出吸気温度と、インタークーラ40内の冷却水の温度Twとの相関はマップとしてECU20に予め記憶されている。S101においては、このマップを用いて冷却水の温度Twが算出される。次に、S102において、S101で算出されたインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上であるか否かが判別される。上述したように、目標冷却水温度Twtは、インタークーラ40において、冷却水との熱交換により、吸気の温度を、該吸気がEGRガスと混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が該EGR混合吸気の露点温度よりも高くなる程度まで上昇させることができる温度である。このような目標冷却水温度Twtは、実験等に基づいて予め定められており、ECU20に記憶されている。なお、本実施例では、目標冷却水温度Twtは一定値として定められている。
In this flow, first, in S101, the temperature Tw of the cooling water in the
S102において肯定判定された場合、次に、S103の処理が実行される。後述するように、S102において否定判定された場合は、ポンプ42の駆動が禁止される。そして、S103においては、禁止されていたポンプ42の駆動が許可される。これにより、ポンプ42については通常の駆動制御が行われることになる。
If an affirmative determination is made in S102, then the process of S103 is executed. As will be described later, when a negative determination is made in S102, the driving of the
ここで、通常のポンプ42の駆動制御が行われているときであっても、ポンプ42が常時駆動し、冷却水通路41における冷却水の循環が継続して行われているわけではない。通常のポンプ42の駆動制御では、下流側温度センサ13の検出によって検出される流出吸気温度を所定の目標流出吸気温度の近傍に維持すべくポンプ42が制御される。つまり、流出吸気温度が目標流出吸気温度より低いときは、通常のポンプ42の駆動制御においても、ポンプ42の駆動は停止され、冷却水通路41における冷却水の循環は行われない。ここで、目標流出吸気温度は、目標冷却水温度Twt以上の温度に設定されている。
Here, even when the drive control of the
したがって、S103において、禁止されていたポンプ42の駆動が許可された場合であっても、流出吸気温度が目標流出吸気温度よりも低いときは、ポンプ42が直ちに駆動し始めるわけではなく、該ポンプ42の駆動停止が継続される。なお、本フローが前回実行された際にもS102において肯定判定されており、すでにポンプ42の駆動が許可されており、該ポンプ42に対して通常の駆動制御が行われている場合は、S103においては、通常の駆動制御が継続される。
Therefore, even if the drive of the prohibited
次に、S104において、EGR弁32の開度Degrが現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準EGR開度Degr1に制御される。つまり、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が実行される。次に、S105において、ノズルベーン8cの開度Dvnが現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準ベーン開度Dvn1に制御される。これにより、ターボチャージャ8の圧力比Rpが基準圧力比Rp1に制御される。次に、S106において、スロットル弁10の開度Dthが現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準スロットル開度Dth1に制御される。なお、内燃機関1の運転状態と、基準EGR開度Degr1、基準ベーン開度Dvn1、および基準スロットル開度Dt1のそれ
ぞれとの相関は、実験等に基づいて予め定められており、マップとしてECU20に記憶されている。
Next, in S104, the opening degree Degr of the
次に、S107において、燃料噴射弁3からの燃料噴射量Qfが現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準噴射量Qf1に設定される。これにより、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上であり、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が実行されているときは、内燃機関1における燃料噴射量Qfが基準噴射量Qf1に制御される。なお、内燃機関1の運転状態と基準噴射量Qf1との相関は、実験等に基づいて予め定められており、マップとしてECU20に記憶されている。
Next, in S107, the fuel injection amount Qf from the fuel injection valve 3 is set to a reference injection amount Qf1 corresponding to the current operating state of the
一方、S102において否定判定された場合、次に、S108において、ポンプ42の駆動が禁止される。つまり、冷却水通路41における冷却水の循環が停止される。次に、S109において、EGR弁32が閉弁される。つまり、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止される。次に、S110において、ノズルベーン8cの開度Dvnが、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準ベーン開度Dvn1よりも小さい目標ベーン開度Dvn2に制御される。これにより、ターボチャージャ8の圧力比Rpが現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準圧力比Rp1よりも高くなる。次に、S111において、スロットル弁10の開度Dthが、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準スロットル開度Dth1よりも小さい目標スロットル開度Dth2に制御される。
On the other hand, if a negative determination is made in S102, the driving of the
上述したように、ノズルベーン8cの開度Dvnが目標ベーン開度Dvn2に制御されることでターボチャージャ8の圧力比Rpが基準圧力比Rp1より高められるとともに、スロットル弁10の開度Dthが目標スロットル開度Dth2に制御されることで、吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側であり且つスロットル弁10よりも上流側の部分の吸気の圧力が上昇する。つまり、ターボチャージャ8の圧力比Rpが基準圧力比Rp1とされ、スロットル弁10の開度Dthが基準スロットル開度Dth1とされているときに比べて、吸気通路6における当該部分の吸気の圧力が高くなる。その結果、当該部分における吸気の温度が上昇する。このとき、目標ベーン開度Dvn2および目標スロットル開度Dth2は、上流側温度センサ12によって検出される流入吸気温度が所定の目標流入吸気温度以上となるように設定されてもよい。このとき、目標流入吸気温度は、目標冷却水温度Twt以上の温度である。流入吸気温度を、このような目標流入吸気温度以上に上昇させることで、インタークーラ40内の冷却水の温度を目標冷却水温度Twt以上に上昇させることができる。
As described above, when the opening degree Dvn of the
ここで、ノズルベーン8cの開度Dvnおよびスロットル弁10の開度Dthが小さくされるほど、吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側であり且つスロットル弁10よりも上流側の部分における吸気の圧力は高くなる。その結果、当該部分における吸気の温度がより上昇する。そこで、上流側温度センサ12によって検出される現時点の流入吸気温度と目標流入吸気温度との差に基づいて、目標ベーン開度Dvn2および目標スロットル開度Dth2を設定してもよい。この場合、現時点の流入吸気温度と目標流入吸気温度との差が大きいほど、目標ベーン開度Dvn2および目標スロットル開度Dth2は小さい値に設定される。
Here, as the opening degree Dvn of the
また、別法としては、上流側温度センサ12によって検出される流入吸気温度が目標流入吸気温度に達するまで、ノズルベーン8cの開度Dvnおよびスロットル弁10の開度Dthが徐々に小さくされてもよい。この場合、ノズルベーン8cの開度Dvnおよびスロットル弁10の開度Dthそれぞれが所定量ずつ徐々に小さくされる。そして、流入吸気温度が目標流入吸気温度に達すると、ノズルベーン8cの開度Dvnおよびスロットル弁10の開度Dthがその時点の開度に維持される。
Alternatively, the opening degree Dvn of the
次に、S112において、燃料噴射弁3からの燃料噴射量Qfが、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準噴射量Qf1よりも多い目標噴射量Qf2に設定される。このとき、スロットル弁10の開度Dthが目標スロットル開度Dth2に制御されることによる内燃機関1のポンプ損失の増大分に応じて、基準噴射量Qf1からの増量分が決定される。具体的には、基準スロットル開度Dth1と目標スロットル開度Dth2との差分に応じて、基準噴射量Qf1からの増量分が決定される。つまり、基準スロットル開度Dth1に対する目標スロットル開度Dth2の減少量が大きいほど、基準噴射量Qf1に対する目標噴射量Qf2の増量分がより大きくされる。これにより、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低く、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止されているときは、内燃機関1における燃料噴射量Qfが目標噴射量Qf2に制御される。
Next, in S112, the fuel injection amount Qf from the fuel injection valve 3 is set to a target injection amount Qf2 that is larger than the reference injection amount Qf1 corresponding to the current operating state of the
内燃機関1における燃料噴射量Qfが目標噴射量Qf2に制御されることで、スロットル弁10の開度Dthが目標スロットル開度Dth2に制御されることに伴うポンプ損失の増大に起因する内燃機関1のトルクの減少分を補うことができる。ただし、ポンプ損失の増大に起因する内燃機関1のトルクの減少量が許容範囲内に収まるようであれば、必ずしも、内燃機関1における燃料噴射量Qfを目標噴射量Qf2に増量する必要はない。
By controlling the fuel injection amount Qf in the
なお、内燃機関1に対して高負荷運転が要求されたような場合は、スロットル弁10の開度Dthが過剰に小さくされると、内燃機関1に供給される吸気量が不足した状態となる虞もある。このような状態となると、内燃機関1における燃料噴射量Qfを基準噴射量Qf1より増量させたとしても、内燃機関1に要求される運転状態を達成することが困難となる。そこで、目標スロットル開度Dth2については下限値を設定してもよい。この場合、目標スロットル開度Dth2の下限値は、現時点で内燃機関1に要求されている運転状態を達成するための目標吸気量を確保可能な最小開度に設定される。具体的には、アクセル開度センサ22によって検出される現時点のアクセル開度に基づいて目標スロットル開度Dth2の下限値を設定してもよい。この場合、アクセル開度と目標スロットル開度Dth2の下限値との相関が予めマップとしてECU20に記憶されている。そして、このマップを用いて、現時点における目標スロットル開度Dth2の下限値が設定される。ECU20によって、スロットル弁10の開度Dthを、このように設定される下限値以上に制御することで、インタークーラの暖機制御が実行されている間に内燃機関1に対して高負荷運転が要求されたような場合であっても、該内燃機関1に要求されている運転状態を達成することができる。
When a high load operation is required for the
また、上述したフローでは、S102において否定判定された場合、すなわち、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合、ポンプ42の駆動が禁止された。しかしながら、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合であっても、必ずしもポンプ42の駆動が禁止されなくてもよい。つまり、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合であっても、ポンプ42の駆動が許可されてもよい。しかしながら、この場合は、ポンプ42を駆動させるときに、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上のときに比べて冷却水通路41を循環する冷却水の流量が減少するように、ポンプ42が制御される。このように、冷却水通路41を循環する冷却水の流量、つまり、インタークーラ40内を流れる冷却水の流量を減少させることで、該インタークーラ40内における吸気との熱交換による冷却水の温度上昇が促進され易くなる。ただし、インタークーラ40内の冷却水の温度Twをより速やかに目標冷却水温度Twt以上に高める必要がある場合は、上述したフローで説明したように、ポンプ42の駆動を禁止することで冷却水通路41における冷却水の循環を停止させるのが好ましい。
In the above-described flow, when a negative determination is made in S102, that is, when the temperature Tw of the cooling water in the
また、上述したフローでは、目標冷却水温度Twtを所定の一定値とした。しかしながら、目標冷却水温度Twtを外気(大気)の状態に応じて設定してもよい。図4は、外気温度センサ23によって検出される外気の温度Tairと目標冷却水温度Twtとの相関を示すマップである。図5は、外気圧センサ25によって検出される外気の圧力Pairと目標冷却水温度Twtとの相関を示すマップである。図6は、外気湿度センサ24によって検出される外気の湿度Hairと目標冷却水温度Twtとの相関を示すマップである。
In the above-described flow, the target cooling water temperature Twt is set to a predetermined constant value. However, the target cooling water temperature Twt may be set according to the state of the outside air (atmosphere). FIG. 4 is a map showing the correlation between the outside air temperature Tair detected by the outside
一般的には、外気の温度が低いほど、また、外気の圧力が高いほど、単位体積当たりの吸気に含まれる水分量が少ない可能性が高い。そのため、外気の温度が低いほど、また、外気の圧力が高いほど、インテークマニホールド4内において凝縮水が生成され難い傾向にある。そこで、図4に示すように、外気の温度Tairが低いほど目標冷却水温度Twtを低くしてもよい。また、図5に示すように、外気の圧力Pairが高いほど目標冷却水温度Twtを低くしてもよい。また、外気の湿度が低いほど、単位体積当たりの吸気に含まれる水分量は少ない。そのため、外気の湿度が低いほど、インテークマニホールド4内において凝縮水が生成され難い傾向にある。そこで、図6に示すように、外気の湿度Hairが低いほど目標冷却水温度Twtを低くしてもよい。これらによれば、相対的に凝縮水が生成され難い傾向にあるときは目標冷却水温度Twtが低くされる。そのため、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を制限する期間をより短くすることができる。 Generally, the lower the temperature of the outside air and the higher the pressure of the outside air, the higher the possibility that the amount of moisture contained in the intake air per unit volume is small. For this reason, the lower the temperature of the outside air and the higher the pressure of the outside air, the more difficult the condensed water is generated in the intake manifold 4. Therefore, as shown in FIG. 4, the target cooling water temperature Twt may be lowered as the outside air temperature Tair is lower. Further, as shown in FIG. 5, the target cooling water temperature Twt may be lowered as the outside air pressure Pair increases. Further, the lower the humidity of the outside air, the smaller the amount of water contained in the intake air per unit volume. Therefore, the lower the humidity of the outside air, the less likely the condensed water is generated in the intake manifold 4. Therefore, as shown in FIG. 6, the target coolant temperature Twt may be lowered as the outside air humidity Hair is lower. According to these, when the condensed water tends to be relatively difficult to be generated, the target cooling water temperature Twt is lowered. Therefore, the period during which the introduction of EGR gas to the intake manifold 4 is restricted can be shortened.
目標冷却水温度Twtを外気の状態に応じて設定する場合、図4から6に示すような、外気の温度Tair、外気の圧力Pair、または、外気の湿度Hairと目標冷却水温度Twtとの相関を示すマップの少なくともいずれかがECU20に予め記憶されている。そして、該記憶されているマップを用いて目標冷却水温度TwtがECU20によって設定される。なお、図4から6では、外気の温度Tair、外気の圧力Pair、または、外気の湿度Hairの変化に応じて目標冷却水温度Twtが連続的に変化している。しかしながら、外気の温度Tair、外気の湿度Hair、または、外気の圧力Pairの変化に応じて目標冷却水温度Twtを段階的に変化させてもよい。
When the target cooling water temperature Twt is set according to the state of the outside air, the correlation between the outside air temperature Tair, the outside air pressure Pair, or the outside air humidity Hair and the target cooling water temperature Twt as shown in FIGS. Is stored in the
また、本実施例では、下流側温度センサ13の検出値に基づいてインタークーラ40内の冷却水の温度Twを算出した。しかしながら、インタークーラ40に、該インタークーラ40内の冷却水の温度Twを検出する冷却水温度センサを設けてもよい。そして、図3に示すフローチャートのS101において、この冷却水温度センサの検出値を読み込んでもよい。
In this embodiment, the temperature Tw of the cooling water in the
また、本実施例では、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い間はインテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止された。しかしながら、必ずしも、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を停止する必要はない。つまり、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い間は、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の温度が目標冷却水温度Twt以上のときに比べてEGRガスの流量を減少させてもよい。この場合、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入に起因して生じる凝縮水の発生量が許容範囲内となる程度まで、EGRガスの流量が少なくされる。そして、この場合、図3に示すフローチャートのS109においては、EGR弁32の開度Degrが、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準EGR開度Degr1よりも小さい開度に制御される。このように、EGRガスの流量を減少させることによっても、インテークマニホールド4内において生成される凝縮水の量を抑制することができる。
Further, in this embodiment, the introduction of EGR gas to the intake manifold 4 was stopped while the temperature Tw of the cooling water in the
なお、本実施例においては、タービン8bにノズルベーン8cが設けられているターボ
チャージャ8が、本発明に係る過給機に相当する。また、本実施例においては、ECU20が、図3に示すフローチャートにおけるS103からS106及びS108からS111での処理を実行することで、本発明に係る制御部として機能する。
In the present embodiment, the turbocharger 8 in which the
[変形例1]
図7は、本実施例の変形例1に係る内燃機関の始動時におけるEGR制御およびインタークーラの暖機制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU20に記憶されており、該ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図7に示すフローチャートでは、図3に示すフローチャートにおける各ステップと同一の処理を行うステップについては同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
[Modification 1]
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of EGR control and intercooler warm-up control when the internal combustion engine according to the first modification of the present embodiment is started. This flow is stored in the
本フローでは、S104においてEGR弁32の開度Degrが基準EGR開度Degr1に制御された後は、S205の処理が実行される。S205においては、切換弁35によってバイパス通路34側が遮断される。つまり、EGRガスの流路がEGRクーラ33側に制御される。これにより、EGRクーラ33によって冷却されたEGRガスがインテークマニホールド4に導入される。次に、S105の処理が実行される。なお、目標冷却水温度Twは、EGRクーラ33によって冷却されたEGRガスと吸気とがインテークマニホールド4において混合することで形成されるEGR混合吸気の温度が露点温度よりも高くなる程度まで、インタークーラ40において吸気の温度を上昇させることができる温度に設定されている。
In this flow, after the opening degree Degr of the
また、S108においてポンプ42の駆動が禁止された後は、S209の処理が実行される。S209においては、EGR弁32の開度Degrが、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準EGR開度Degr1よりも小さい目標EGR開度Degr2に制御される。これにより、EGR弁32の開度Degrが基準EGR開度Degr1に制御された場合、すなわち、S102において肯定判定された場合に比べて、EGRガスの流量が減少される。そして、次に、S210において、切換弁35によってEGRクーラ33側が遮断される。つまり、EGRガスの流路がバイパス通路34側に制御される。次に、S110の処理が実行される。
Further, after the drive of the
本変形例では、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上の場合よりも少ない量のEGRガスがインテークマニホールドに4に導入される。そして、このときに、EGRガスがバイパス通路34を流れることになる。したがって、EGRガスがEGRクーラ33によって冷却されることが抑制される。これにより、EGRガスの温度低下が抑制される。そのため、EGRクーラ33によって冷却された同量のEGRガスがインテークマニホールド4に導入される場合に比べてEGR混合吸気の温度を高くすることができる。したがって、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合は、EGRガスの流量が減らされるのに加えて、EGRガスの冷却が抑制されるため、EGRガスがインテークマニホールド4に導入された際の凝縮水の生成をより抑制することができる。
In this modification, when the temperature Tw of the cooling water in the
なお、本変形例においては、切換弁35が、本発明に係る制御弁に相当する。また、本変形例においては、ECU20が、図7に示すフローチャートにおけるS103からS106、S108からS111、S205、S209、及び、S210での処理を実行することで、本発明に係る制御部として機能する。
In this modification, the switching
本変形例においては、切換弁35に代えて、EGRクーラ33に流れるEGRガスの流量とバイパス通路34に流れるEGRガスの流量との比率(以下、「EGRガス流量比率」と称する場合もある。)を連続的または段階的に変更可能に構成された制御弁を採用し
てもよい。この場合、ECU20によって制御弁が制御されることで、内燃機関1の運転状態に応じてEGRガス流量比率が変更される。そして、このときに、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低いためにEGRガスの流量を減少させている場合は、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上の場合に比べて、バイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率を大きくする。
In this modification, instead of the switching
具体的には、上述したフローにおいて、S104においてEGR弁32の開度Degrが基準EGR開度Degr1に制御された場合、制御弁によって、EGRガス流量比率が、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準EGRガス流量比率に制御される。一方、上述したフローにおいて、S209においてEGR弁32の開度Degrが基準EGR開度Degr1よりも小さい目標EGR開度Degr2に制御された場合、制御弁によって、EGRガス流量比率が、現時点の内燃機関1の運転状態に応じた基準EGRガス流量比率よりも、バイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率が大きい目標EGRガス流量比率に制御される。なお、内燃機関1の運転状態と、基準EGRガス流量比率および目標EGRガス流量比率のそれぞれとの相関を、実験等に基づいて予め定め、マップとしてECU20に記憶しておいてもよい。
Specifically, in the above-described flow, when the opening degree Degr of the
図8は、内燃機関の機関負荷と、基準EGRガス流量比および目標EGRガス流量比率との相関を示すマップの一例である。図8において、横軸は内燃機関1の機関負荷Qeを表しており、縦軸はバイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率Rbを表している。また、図8において、線L1が基準EGRガス流量比率を示しており、線L2が目標EGRガス流量比率を示している。この図8に示すマップにおいては、内燃機関1の機関負荷Qeが高いほど、バイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率Rbが小さくなるように、基準EGRガス流量比率および目標EGRガス流量比率のそれぞれが設定されている。そして、内燃機関1の機関負荷Qeを同一としたときは、目標EGRガス流量比率の方が基準EGRガス流量比率に比べて、バイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率が大きい値となっている(L2>L1)。
FIG. 8 is an example of a map showing the correlation between the engine load of the internal combustion engine, the reference EGR gas flow rate ratio, and the target EGR gas flow rate ratio. In FIG. 8, the horizontal axis represents the engine load Qe of the
以上のようなEGRガス流量比率の制御によれば、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合は、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上の場合よりも、バイパス通路34に流れるEGRガスの流量の比率が大きくなる。したがって、このようなEGRガス流量比率の制御によっても、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合は、EGRガスの流量が減らされるのに加えて、EGRガスの温度低下を抑制することができる。そのため、EGRガスがインテークマニホールド4に導入された際の凝縮水の生成をより抑制することができる。
According to the control of the EGR gas flow rate ratio as described above, when the temperature Tw of the cooling water in the
<実施例2>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の構成は、ターボチャージャが2ステージツインターボである点で実施例1と異なっている。本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系におけるターボチャージャ以外の構成は実施例1と同様であるため、その説明を省略する。
<Example 2>
The configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is different from that of the first embodiment in that the turbocharger is a two-stage twin turbo. Since the configuration other than the turbocharger in the internal combustion engine and the intake / exhaust system thereof according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
図9は、本実施例に係るターボチャージャの概略構成を示す図である。本実施例では、吸気通路6において、低圧側ターボチャージャ81のコンプレッサ(低圧側コンプレッサ)81aと高圧側ターボチャージャ82のコンプレッサ(高圧側コンプレッサ)82aとが上流側から順に直列に配置されている。排気通路7においては、高圧側ターボチャージャ82のタービン(高圧側タービン)82bと低圧側ターボチャージャ81のタービン(低圧側タービン)81bとが上流側から順に直列に配置されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of the turbocharger according to the present embodiment. In the present embodiment, in the
また、吸気通路6には、高圧側コンプレッサ82aをバイパスする吸気側バイパス通路61が設けられている。吸気側バイパス通路61の一端は低圧側コンプレッサ81aと高圧側コンプレッサ82aとの間の吸気通路6に接続されており、吸気側バイパス通路61の他端は高圧側コンプレッサ82aより下流側(且つインタークーラ40より上流側)の吸気通路6に接続されている。排気通路7には、高圧側タービン82bをバイパスする第1排気側バイパス通路71、および、低圧側タービン81bをバイパスする第2排気側バイパス通路72が設けられている。第1排気側バイパス通路71の一端は高圧側タービン82bより上流側の排気通路7に接続されており、第1排気側バイパス通路71の他端は高圧側タービン82bと低圧側タービン81bとの間の排気通路7に接続されている。第2排気側バイパス通路72の一端は高圧側タービン82bと低圧側タービン81bとの間の排気通路7に接続されており、第2排気側バイパス通路72の他端は低圧側タービン81bより下流側の排気通路7に接続されている。
The
吸気側バイパス通路61には吸気制御弁(ACV)63が設けられている。第1排気側バイパス通路71には排気制御弁(ECV)73が設けられている。第2排気側バイパス通路72には排気バイパス弁(EBV)74が設けられている。ACV63、ECV73、およびEBV74はECU20に電気的に接続されている。そして、これらの弁がECU20によって制御される。なお、図9において、矢印は吸気および排気の流れを表している。
An intake control valve (ACV) 63 is provided in the intake
本実施例においては、低圧側コンプレッサ81aに流入する吸気の圧力に対する高圧側コンプレッサ82aから流出する吸気の圧力の比が、本発明に係る「過給機の圧力比」に相当する。そして、本実施例では、ACV63、ECV73、およびEBV74のうち少なくともいずれかの開度を変更することで、低圧側ターボチャージャ81および高圧側ターボチャージャ82の圧力比を制御することができる。そこで、本実施例に係るインタークーラの暖機制御においては、実施例1に係るインタークーラの暖機制御におけるノズルベーン8cの開度制御に代えて、ACV63、ECV73、およびEBV74のうち少なくともいずれかの開度制御が行われる。
In the present embodiment, the ratio of the pressure of the intake air flowing out from the high
より詳しくは、本実施例においても、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtよりも高い場合は、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が実行される。この場合、ECU20によって、ACV63、ECV73、およびEBV74の開度がそれぞれの基準開度に制御される。ACV63、ECV73、およびEBV74それぞれの基準開度は、内燃機関1の運転状態に応じて予め定められており、マップとしてECU20に記憶されている。一方で、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い場合、該冷却水の温度Twが該目標冷却水温度Twt以上に上昇するまでの間は、ECU20によってEGR弁32が閉弁されることで、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止される。そして、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtより低い間(すなわち、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入が停止されている間)は、ECU20によって、スロットル弁10の開度が基準スロットル開度よりも小さい開度に制御され、且つ、ACV63、ECV73、およびEBV74のうち少なくともいずれかの開度がその基準開度よりも小さい開度に制御される。そして、インタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twtに達すると、ECU20によって、ノズルベーン8cの開度Dvnが基準ベーン開度Dvn1に制御され、且つ、ACV63、ECV73、およびEBV74の開度がそれぞれの基準開度に制御される。
More specifically, also in the present embodiment, when the temperature Tw of the cooling water in the
上記のような制御によれば、EGRガスの導入が停止されている間は、EGRガスの導入が行われるとき、すなわち、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の温度Twが目標冷却水温度Twt以上のときに比べて、スロットル弁10の
開度が小さくされ、且つ、低圧側ターボチャージャ81および高圧側ターボチャージャ82の圧力比が高くされる。そのため、実施例1においてスロットル弁10の開度が基準スロットル開度より小さくされ、且つ、ターボチャージャ8の圧力比が基準圧力比より高くされた場合と同様、流入吸気温度Tginおよびインタークーラ40内の吸気の温度をより速やかに上昇させることができる。その結果、インタークーラ40内における吸気との熱交換による冷却水の温度上昇が促進されることになる。したがって、インタークーラ40内の冷却水の温度Twをより速やかに目標冷却水温度Twt以上に高めることが可能となる。そのため、実施例1に係るインタークーラの暖機制御を実施した場合と同様、インテークマニホールド4内での凝縮水の生成を抑制しつつ、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を制限する期間を可及的に短くすることが可能となる。
According to the control as described above, while the introduction of the EGR gas is stopped, when the introduction of the EGR gas is performed, that is, the operation state of the
また、本実施例においても、実施例1と同様、インタークーラ40内の冷却水の温度が目標冷却水温度より低い間において、インテークマニホールド4へのEGRガスの導入を停止せずに、ECU20によって、EGR弁32の開度を基準EGR開度よりも小さい目標EGR開度に制御することで、内燃機関1の運転状態が同一であってインタークーラ40内の冷却水の温度が目標冷却水温度以上のときに比べてEGRガスの流量を減少させてもよい。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, while the temperature of the cooling water in the
なお、本実施例においては、低圧側ターボチャージャ81、高圧側ターボチャージャ82、ACV63、ECV73、および、EBV74を含んで、本発明に係る過給機が構成される。また、本実施例においては、ECU20が、EGR弁32およびスロットル弁10に加えて、ACV63、ECV73、または、EBV74を上述したように制御することで、本発明に係る制御部として機能する。
In the present embodiment, the supercharger according to the present invention is configured including the low-
1・・・内燃機関
4・・・インテークマニホールド
5・・・エキゾーストマニホールド
6・・・吸気通路
7・・・排気通路
8・・・ターボチャージャ
8a・・コンプレッサ
8b・・タービン
8c・・ノズルベーン
10・・スロットル弁
11・・エアフローメータ
12・・上流側温度センサ
13・・下流側温度センサ
20・・ECU
21・・クランク角センサ
22・・アクセル開度センサ
23・・外気温度センサ
24・・外気湿度センサ
25・・外気圧センサ
30・・EGR装置
31・・EGR通路
32・・EGR弁
33・・EGRクーラ
34・・バイパス通路
35・・切換弁
40・・インタークーラ
41・・冷却水通路
42・・ポンプ
43・・ラジエータ
61・・吸気側バイパス通路
63・・吸気制御弁(ACV)
71・・第1排気側バイパス通路
72・・第2排気側バイパス通路
73・・排気制御弁(ECV)
74・・排気バイパス弁(EBV)
81・・低圧側ターボチャージャ
81a・・低圧側コンプレッサ
81b・・低圧側タービン
82・・高圧側ターボチャージャ
82a・・高圧側コンプレッサ
82b・・高圧側タービン
DESCRIPTION OF
21 ·· Crank
71..First exhaust
74..Exhaust bypass valve (EBV)
··· Low
Claims (6)
前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路に設けられ、吸気の流量を制御するスロットル弁と、
前記コンプレッサよりも下流側であり且つ前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路に設けられ、液体の熱媒体が循環する熱媒体通路が通っており、前記熱媒体と吸気との間で熱交換が行われるインタークーラと、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして前記スロットル弁よりも下流側の吸気通路に導入するEGR装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御装置であって、
前記インタークーラ内の熱媒体の温度が所定の目標熱媒体温度より低い場合、前記熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上に上昇するまでの間は前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限する制御部を備え、
前記制御部が前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときに、前記制御部が、前記熱媒体通路における熱媒体の循環を制限するとともに、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であって前記インタークーラ内の熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上のときに比べて、前記過給機の圧力比を増加させ且つ前記スロットル弁の開度を小さくするディーゼルエンジンの制御装置。 A supercharger having a compressor provided in an intake passage, the supercharger capable of controlling a pressure ratio that is a ratio of the pressure of intake air flowing out of the compressor to the pressure of intake air flowing into the compressor;
A throttle valve that is provided in the intake passage downstream of the compressor and controls the flow rate of intake air;
A heat medium passage is provided in an intake passage downstream of the compressor and upstream of the throttle valve, through which a liquid heat medium circulates, and heat exchange is performed between the heat medium and the intake air. Intercooler to be performed,
A diesel engine control device comprising: an EGR device that introduces a portion of exhaust gas flowing through the exhaust passage into the intake passage downstream of the throttle valve as EGR gas,
When the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than a predetermined target heat medium temperature, the EGR gas to the intake passage by the EGR device is increased until the temperature of the heat medium rises above the target heat medium temperature. It has a control unit that restricts introduction,
When the control unit restricts the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device, the control unit restricts circulation of the heat medium in the heat medium passage, and the operation state of the diesel engine is the same. A control device for a diesel engine that increases the pressure ratio of the supercharger and reduces the opening of the throttle valve compared to when the temperature of the heat medium in the intercooler is equal to or higher than the target heat medium temperature. .
排気通路に一端が接続され、前記スロットル弁よりも下流側の吸気通路に他端が接続されたEGR通路と、
前記EGR通路に設けられ、前記EGR通路を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラと、
前記EGR通路に接続され、前記EGRクーラをバイパスしてEGRガスが流れるバイパス通路と、
前記EGRクーラに流れるEGRガスの流量と前記バイパス通路に流れるEGRガスの流量との比率を変更可能に構成された制御弁と、
を有しており、
前記制御部が、ディーゼルエンジンの運転状態が同一のときであって前記インタークーラ内の熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上のときに比べてEGRガスの流量を減少させることで、前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限するものであって、
さらに、前記制御部が前記EGR装置による吸気通路へのEGRガスの導入を制限しているときは、前記制御部が、前記制御弁によって、ディーゼルエンジンの運転状態が同一であって前記インタークーラ内の熱媒体の温度が前記目標熱媒体温度以上のときに比べて、前記バイパス通路に流れるEGRガスの流量の比率を大きくする請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの制御装置。 The EGR device is
An EGR passage having one end connected to the exhaust passage and the other end connected to an intake passage downstream of the throttle valve;
An EGR cooler that is provided in the EGR passage and cools EGR gas flowing through the EGR passage;
A bypass passage connected to the EGR passage, in which EGR gas flows by bypassing the EGR cooler;
A control valve configured to be able to change the ratio of the flow rate of EGR gas flowing through the EGR cooler and the flow rate of EGR gas flowing through the bypass passage;
Have
The controller reduces the EGR gas flow rate when the operating state of the diesel engine is the same and the temperature of the heat medium in the intercooler is lower than the target heat medium temperature, thereby reducing the EGR gas flow rate. Limiting the introduction of EGR gas into the intake passage by the device,
Further, when the control unit restricts the introduction of EGR gas into the intake passage by the EGR device, the control unit controls the control valve so that the operation state of the diesel engine is the same and the inside of the intercooler is The diesel engine control device according to claim 1 or 2, wherein a ratio of a flow rate of the EGR gas flowing through the bypass passage is increased as compared with a case where the temperature of the heat medium is equal to or higher than the target heat medium temperature.
。 The control device for a diesel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein when the temperature of the outside air is low, the target heat medium temperature is set to a lower temperature than when the temperature of the outside air is high.
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