JP2017180427A - Turbocharging-type engine and method for inputting load for the same - Google Patents

Turbocharging-type engine and method for inputting load for the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharging-type engine that has a supercharger with high responsiveness to partial load input while maintaining a relatively simple configuration and can prevent an engine body from stalling, and to provide a method for inputting load for the same.SOLUTION: The turbocharging-type engine includes: a waste gate passage 62 for connecting an exit side and an entrance side of a first turbine 1b in an exhaust passage 27; and a waste gate valve 63 disposed in the waste gate passage 62. The turbocharging-type engine executes a waste gate opening process for maintaining the waste gate valve 63 in an opening state when inputting partial load to an engine body 26.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法に関する。
The present invention comprises an engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber,
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
The present invention relates to a turbocharged engine including a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed, and a method for loading the same.

エンジン本体が発生する回転動力にて回転駆動されるエンジン駆動式発電機では、負荷の急変に対する追従性が求められる。特に、非常用発電機である場合、エンジン本体を起動させた直後の無負荷の状態から、なるべく大きな負荷を速やかに投入できることが求められる(部分負荷投入)。エンジン本体の定格出力に対する初期投入負荷の割合である部分負荷投入率が高ければ、停電が発生しても優先的に給電が必要な重要負荷に迅速且つ安定的に給電することができる。
一方で、排ガスの排気エネルギーにて回転するタービンと当該タービンに連結され回転駆動されるコンプレッサとからなる過給機を備えたターボ過給式エンジンでは、負荷が急増した際、エンジン本体の調速装置の遅れに加え、過給機の応答遅れにより、迅速に必要な新気をエンジン本体に供給することができず、出力軸の回転速度が低下し、ストール(エンジン停止)に至る場合がある。
このような課題に対し、部分負荷投入時に過給機の回転上昇、つまり吸気圧力の上昇による投入燃料量の増加を促すために、部分負荷投入時にタービン前に圧縮窒素を導入するもの(特許文献1を参照)、部分負荷投入時に一時的に空気補充源から圧縮空気をエンジン本体に供給するもの(特許文献2を参照)、部分負荷投入時に大きな負荷を投入する前に小さな負荷を投入するように負荷投入状態を切り替えるもの(特許文献3を参照)等が、提案されている。
An engine-driven generator that is rotationally driven by the rotational power generated by the engine body is required to follow the load suddenly. In particular, in the case of an emergency generator, it is required that a load as large as possible can be quickly applied from a no-load state immediately after starting the engine body (partial load application). If the partial load input rate, which is the ratio of the initial input load to the rated output of the engine body, is high, even if a power failure occurs, it is possible to supply power quickly and stably to an important load that needs to be supplied with priority.
On the other hand, in a turbocharged engine equipped with a turbocharger composed of a turbine that is rotated by exhaust energy of exhaust gas and a compressor that is connected to the turbine and driven to rotate, the speed of the engine body is controlled when the load increases rapidly. In addition to device delay, the turbocharger response delay prevents the necessary fresh air from being supplied to the engine body quickly, resulting in a decrease in output shaft rotation speed and stall (engine stop). .
In response to such problems, compressed nitrogen is introduced before the turbine when a partial load is applied in order to promote an increase in the amount of fuel input due to a rise in the rotation of the turbocharger when the partial load is applied, that is, an increase in intake pressure (Patent Document 1), a system that temporarily supplies compressed air from an air replenishment source to the engine body when a partial load is applied (see Patent Document 2), and a small load is applied before a large load is applied when a partial load is applied. A switch (see Patent Document 3) that switches the load application state is proposed.

また、エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持するのではなく自動車の速度に応じて変動する自動車用のターボ過給式エンジンとして、排気路におけるタービンの出口側と入口側とを接続するウエストゲート路と、当該ウエストゲート路に配置されたウエストゲート弁とを備えたものが知られている(特許文献4を参照)。   In addition, as a turbocharged engine for automobiles that changes according to the speed of the automobile, rather than maintaining the rotational speed of the engine body at the target rotational speed, a waist connecting the outlet side and the inlet side of the turbine in the exhaust path The thing provided with the gate path and the waste gate valve arrange | positioned at the said waste gate path is known (refer patent document 4).

特許第4580092号公報Japanese Patent No. 4580092 特許第3608775号公報Japanese Patent No. 3608775 特許第3592555号公報Japanese Patent No. 3592555 特開2000−205055号公報JP 2000-205055 A

しかしながら、上記特許文献1〜3に開示の技術の夫々には、以下に示す課題があった。特許文献1に開示の技術では、圧縮窒素を常備する必要があり、高コストになると共に、構成が複雑となる。
特許文献2に開示の技術では、エンジン本体が発生する回転動力で非常用発電機兼用の常用発電機を回転駆動する場合、運転中に吸気圧力の一部を蓄圧することが可能であるが、エンジン本体が非常用発電機を回転駆動する場合は、上記特許文献1に開示の技術と同じく、圧縮空気を常備する必要があり高コストになると共に、構成が複雑となる。
特許文献3に開示の技術では、負荷投入状態を切り替える必要があり、その負荷切替に適合する負荷を準備する必要があり、汎用性に欠けるという問題があった。
また、特許文献4に開示の自動車用エンジンでは、負荷に関係なく加速初期にウエストゲート弁を開放するものであるが、回転速度を目標回転数に維持するにあたり、エンジンの出力の応答性を向上するために、負荷投入時のウエストゲート弁の作動を行う点については検討されているものではなかった。
However, each of the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 has the following problems. In the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to always provide compressed nitrogen, which increases the cost and makes the configuration complicated.
In the technique disclosed in Patent Document 2, when the emergency generator combined with the emergency generator is rotationally driven by the rotational power generated by the engine body, a part of the intake pressure can be accumulated during operation. When the engine main body rotationally drives the emergency generator, as in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to always provide compressed air, resulting in high costs and a complicated configuration.
In the technique disclosed in Patent Document 3, it is necessary to switch the load application state, and it is necessary to prepare a load suitable for the load switching.
Further, in the automobile engine disclosed in Patent Document 4, the wastegate valve is opened at the initial stage of acceleration regardless of the load, but the engine output response is improved when maintaining the rotational speed at the target rotational speed. Therefore, the point of operating the wastegate valve when the load is applied has not been studied.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡易な構成を維持しながらも、部分負荷投入に対するエンジン出力の応答性が高く、エンジン本体がストールに陥ることを防止できるターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to maintain a relatively simple configuration while maintaining high engine output responsiveness to partial load input and causing the engine body to stall. It is an object to provide a turbocharged engine and a method for loading the same.

〔構成1〕
上記の目的を達成するための本発明に係るターボ過給式エンジンの特徴構成は、
燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンであって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記排気路における前記第1タービンの出口側と入口側、または前記第2タービンの出口側と入口側、あるいは前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続するウエストゲート路と、当該ウエストゲート路に配置されたウエストゲート弁とを備えると共に、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記ウエストゲート弁を開放状態に維持するウエストゲート開放処理を実行する過給制御手段を備えた点にある。
[Configuration 1]
To achieve the above object, the turbocharged engine according to the present invention has the following characteristic configuration:
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharged engine comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed;
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
A wastegate path connecting the outlet side and the inlet side of the first turbine, the outlet side and the inlet side of the second turbine, or the outlet side of the first turbine and the inlet side of the second turbine in the exhaust path; And a wastegate valve disposed in the wastegate path,
A supercharging control means for executing a wastegate opening process for maintaining the wastegate valve in an open state when a partial load is applied to the engine body is provided.

上記の特徴構成によれば、エンジン本体において、排気路にウエストゲート路が設けられ、そのウエストゲート路にウエストゲート弁が配置される。そして、回転速度維持手段によりエンジン本体の回転速度が目標回転速度に維持されている状態において、上記ウエストゲート開放処理が実行されてエンジン本体への部分負荷の投入時にウエストゲート弁が開放状態に維持されると、当該ウエストゲート路における排ガスの通流が許容された状態となるので、排気路におけるウエストゲート路の入口側圧力が出口側圧力と同程度まで低下し、排気行程におけるポンピングロスが低減される。
また、ウエストゲート弁を開放状態とすることで、タービンの回転動力が低減されて、結果、過給機の回転速度が低下した状態になるが、そもそも部分負荷の投入時の低負荷域では、吸気路において新気の流れを絞って(新気の圧力を減圧して)燃焼室に吸気するため、過給機本来の機能が活用されておらず、大気圧以上の過給は必要ない。即ち、部分負荷投入時において、ウエストゲート弁を開放状態とすることにより過給機の回転速度が低下したとしても、新気の流れの絞り具合が緩和されるだけで、エンジン出力の低下等については抑制することができる。
よって、このような状態にて、エンジン本体へ部分負荷が投入されることにより、上記ポンピングロスが低減されて、その負荷に対するエンジン本体が発生する回転動力の仕事量であるエンジン出力の応答性が改善されることになる。
従って、本発明により、比較的簡易な構成を維持しながらも、部分負荷投入に対するエンジン出力の応答性が高いターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法を提供することができる。
According to said characteristic structure, in an engine main body, a wastegate path is provided in an exhaust path, and a wastegate valve is arrange | positioned in the wastegate path. Then, in a state where the rotational speed of the engine main body is maintained at the target rotational speed by the rotational speed maintaining means, the waste gate opening process is executed and the waste gate valve is maintained open when a partial load is applied to the engine main body. As a result, the exhaust gas flow in the waste gate passage is allowed, so the pressure on the inlet side of the waste gate passage in the exhaust passage is reduced to the same level as the outlet side pressure, and the pumping loss in the exhaust stroke is reduced. Is done.
In addition, by turning the wastegate valve in the open state, the rotational power of the turbine is reduced, and as a result, the rotational speed of the supercharger is reduced, but in the first place in the low load range when partial load is applied, Since the flow of fresh air is reduced in the intake passage (the pressure of fresh air is reduced) and sucked into the combustion chamber, the original function of the supercharger is not utilized, and supercharging above atmospheric pressure is not necessary. In other words, when the partial load is turned on, even if the rotational speed of the supercharger is reduced by opening the wastegate valve, the throttle of the fresh air flow is alleviated and the engine output is reduced. Can be suppressed.
Therefore, when a partial load is applied to the engine body in such a state, the pumping loss is reduced, and the response of the engine output, which is the work of the rotational power generated by the engine body to the load, is reduced. It will be improved.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a turbocharged engine having high engine output responsiveness to partial load application and a load application method thereof while maintaining a relatively simple configuration.

〔構成2〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記過給制御手段は、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記ウエストゲート弁を閉塞させるウエストゲート閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 2]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the supercharging control means executes a wastegate closing process for closing the wastegate valve after a partial load is applied to the engine body. .

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後においては、上記ウエストゲート開放処理により開放状態とされたウエストゲート弁は上記ウエストゲート閉塞処理が実行されることにより閉塞される。すると、ウエストゲート路における新気の通流が禁止された状態となるので、タービンの出口側圧力に対して入口側圧力が大きくなってタービンの回転速度が上昇し、コンプレッサによる新気の圧縮が十分に行われるようになり、結果、エンジン効率を向上して一層安定した運転状態を維持することができる。
従って、エンジン本体がストールに陥ることを抑制できるターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法を提供することができる。
According to the above characteristic configuration, after the partial load is applied, the wastegate valve opened by the wastegate opening process is closed by executing the wastegate closing process. Then, since the flow of fresh air in the wastegate path is prohibited, the inlet side pressure becomes larger than the turbine outlet side pressure, the turbine rotational speed increases, and the compressor compresses the fresh air. As a result, the engine efficiency can be improved and a more stable operation state can be maintained.
Therefore, it is possible to provide a turbocharged engine that can prevent the engine body from falling into a stall and a method for loading the same.

〔構成3〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気路において前記過給機の下流側にスロットル弁が配置され、前記エンジン本体への初期負荷の投入に伴って、前記回転速度維持手段が前記エンジン本体の回転速度の維持制御を実行することにより前記スロットル弁の開度が拡大される点にある。
[Configuration 3]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that a throttle valve is disposed downstream of the supercharger in the intake passage, and the rotational speed is increased in accordance with an initial load applied to the engine body. The maintenance means executes the maintenance control of the rotational speed of the engine body, whereby the opening of the throttle valve is enlarged.

上記の特徴構成によれば、エンジン本体への部分負荷の投入に伴って、回転速度維持手段は、エンジン出力を上昇させてエンジン本体の回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、コンプレッサの下流側に設けられたスロットル弁の開度を急激に拡大させてエンジン本体に導かれる燃料及び混合気の流量を急激に増加させたり、燃料供給量を急激に増加させたりする。また、後者のように、燃料供給量を急激に増加させる場合には、燃焼室に吸気される混合気の空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁の開度が急激に拡大される。
即ち、吸気路においてコンプレッサの下流側にスロットル弁を配置すれば、その開度の迅速な拡大により、エンジン出力を上昇させて、エンジン本体への部分負荷投入に対応することができる。
また、ウエストゲート開放処理が実行されて過給機の回転速度が低下した状態になると、コンプレッサの出口側の圧力である過給圧力が低下するが、それに合わせてスロットル弁の開度が若干拡大されることで、燃焼室への吸気圧の低下を迅速に回避して、安定した運転状態を維持することができる。
According to the above characteristic configuration, the rotational speed maintaining means increases the engine output and maintains the rotational speed of the engine body as the partial load is applied to the engine body. The opening of the throttle valve provided on the side is suddenly expanded to rapidly increase the flow rate of the fuel and air-fuel mixture guided to the engine body, or the fuel supply amount is rapidly increased. Further, as in the latter case, when the fuel supply amount is suddenly increased, a throttle valve is used to increase the air supply amount in order to maintain the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber at a desired air-fuel ratio. The opening of the is rapidly expanded.
That is, if a throttle valve is disposed on the downstream side of the compressor in the intake passage, the engine output can be increased by responding to the partial load input to the engine body by rapidly increasing the opening.
In addition, when the wastegate opening process is executed and the turbocharger speed decreases, the supercharging pressure, which is the pressure on the outlet side of the compressor, decreases, but the throttle valve opening slightly increases accordingly. As a result, it is possible to quickly avoid a decrease in the intake pressure to the combustion chamber and maintain a stable operation state.

〔構成4〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記エンジン本体に対して、前記部分負荷に続いて残負荷が投入され、前記過給制御手段が、前記エンジン本体への前記残負荷の投入前に前記ウエストゲート閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 4]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is such that a residual load is applied to the engine body subsequent to the partial load, and the supercharging control means is configured to apply the residual load to the engine body. The waste gate closing process is executed before the introduction of the above.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後において、上記ウエストゲート閉塞処理を実行してコンプレッサによる新気の圧縮が十分に行われるようになってから、部分負荷に続く残負荷を投入するので、中負荷域及び高負荷域においても高い応答性で安定してエンジン出力を漸次上昇させることができる。
尚、このようにウエストゲート開放処理を実行した状態で投入する部分負荷については、エンジン出力の応答性を考慮して、エンジン本体の定格出力に対して0%以上かつ40%以下の範囲内であることが好ましい。そして、ウエストゲート閉塞処理実行後に定格出力までに投入される残負荷については、一回で投入しても構わないが、複数回に分けて投入することでエンジンの安定性を確保することが望ましい。
According to the above characteristic configuration, after the partial load is applied, after the wastegate closing process is executed and the fresh air is sufficiently compressed by the compressor, the residual load following the partial load is input. Therefore, the engine output can be gradually increased stably with high responsiveness even in the middle load region and the high load region.
In addition, regarding the partial load to be input in such a state where the wastegate opening process is executed, the engine output response is taken into consideration within a range of 0% to 40% with respect to the rated output of the engine body. Preferably there is. The remaining load that is input up to the rated output after execution of the wastegate closing process may be input once, but it is desirable to ensure engine stability by supplying it in multiple times. .

〔構成5〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記部分負荷の投入後且つ前記ウエストゲート閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記ウエストゲート弁の開度を縮小側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた点にある。
[Configuration 5]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the wastegate valve has a low output when the engine main body has insufficient output after the partial load is applied and before the wastegate closing process is performed. A correction means for executing a correction process for correcting the opening degree to the reduction side is provided.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後且つウエストゲート閉塞処理の実行前において、例えばスロットル弁の開度が全開状態でそれ以上拡大できない状況で、エンジン本体の出力不足が発生したとしても、上記補正処理を実行することで、スロットル弁の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体の出力不足を解消して、エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持することができる。
即ち、上記補正処理において、ウエストゲート弁の開度を縮小側に補正すれば、過給機の回転速度を上昇させて、新気に対する過給圧力を上昇させることができ、結果、エンジン出力を適度に増加させることができる。
According to the above characteristic configuration, even if the engine body output shortage occurs after the partial load is applied and before the wastegate closing process is performed, for example, in a situation where the opening of the throttle valve cannot be further expanded in the fully opened state. By executing the above correction process, it is possible to solve the shortage of the output of the engine body without depending on the increase in the opening of the throttle valve, and to maintain the rotation speed of the engine body at the target rotation speed.
That is, in the above correction process, if the opening degree of the wastegate valve is corrected to the reduction side, the rotation speed of the supercharger can be increased, and the supercharging pressure for fresh air can be increased. It can be increased moderately.

〔構成6〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記部分負荷の投入後且つ前記ウエストゲート閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた点にある。
[Configuration 6]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that an intake air is introduced into the combustion chamber when the output of the engine body is insufficient after the partial load is applied and before the wastegate closing process is performed. The correction means is provided for executing a correction process for correcting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the fuel rich side.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後且つウエストゲート閉塞処理の実行前において、例えばスロットル弁の開度が全開状態でそれ以上拡大できない状況で、エンジン本体の出力不足が発生したとしても、上記補正処理を実行することで、スロットル弁の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体の出力不足を解消して、エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持することができる。
即ち、上記補正処理において、燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正すれば、1サイクルあたりの燃焼室への燃料投入量を増加させることができ、結果、エンジン出力を適度に増加させることができる。
According to the above characteristic configuration, even if the engine body output shortage occurs after the partial load is applied and before the wastegate closing process is performed, for example, in a situation where the opening of the throttle valve cannot be further expanded in the fully opened state. By executing the above correction process, it is possible to solve the shortage of the output of the engine body without depending on the increase in the opening of the throttle valve, and to maintain the rotation speed of the engine body at the target rotation speed.
That is, in the above correction process, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber is corrected to the fuel rich side, the amount of fuel input to the combustion chamber per cycle can be increased, and as a result, the engine output is reduced. It can be increased moderately.

〔構成7〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記ウェストゲート路は、前記第1タービンの出口側と入口側とを接続する点にある。
[Configuration 7]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the waste gate path connects an outlet side and an inlet side of the first turbine.

上記の特徴構成によれば、ウエストゲート弁は第1タービンの出口側と入口側とを接続するウェストゲート路に配置されるから、ウエストゲート弁を通流する排ガスは第2タービンによってある程度温度が低下する。したがって、ウエストゲート弁に要求される耐熱性・耐久性を引き下げることができるから、低コストでターボ過給式エンジンを構成することができ好適である。   According to the above characteristic configuration, since the wastegate valve is disposed in the wastegate path that connects the outlet side and the inlet side of the first turbine, the exhaust gas flowing through the wastegate valve has a certain temperature by the second turbine. descend. Therefore, since the heat resistance and durability required for the wastegate valve can be lowered, a turbocharged engine can be configured at low cost, which is preferable.

〔構成8〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への部分負荷の投入時に、前記ウエストゲート開放処理と共に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する点にある。
[Configuration 8]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention includes an intake bypass path connecting an outlet side and an inlet side of the first compressor in the intake path, and an intake bypass valve disposed in the intake bypass path And with
The supercharging control means executes a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve in an open state together with the waste gate opening process when a partial load is applied to the engine body.

上記の特徴構成によれば、部分負荷投入時において、上述したようにウエストゲート開放処理が実行されて過給機の回転速度が低下している間は、それに連動して、上記バイパス開放処理が実行されて、吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁が開放状態となる。すると、吸気路におけるコンプレッサの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路における新気の通流が許容された状態となるので、回転速度が低下したコンプレッサを介して新気を吸気する場合と比較して、吸気路における圧力損失が低減されることになり、結果、吸気行程におけるポンピングロスが低減される。
よって、初期投入に対するエンジン出力の応答性を一層向上することができる。
According to the above characteristic configuration, when the partial load is applied, while the wastegate opening process is performed as described above and the rotation speed of the supercharger is decreasing, the bypass opening process is performed in conjunction therewith. When executed, the intake bypass valve disposed in the intake bypass passage is opened. Then, since the flow of fresh air in the intake bypass passage connecting the outlet side and the inlet side of the compressor in the intake passage is permitted, the fresh air is sucked in through the compressor whose rotational speed has decreased. In comparison, the pressure loss in the intake passage is reduced, and as a result, the pumping loss in the intake stroke is reduced.
Therefore, the response of the engine output to the initial charging can be further improved.

〔構成9〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記ウェストゲート路は、前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続する点にある。
[Configuration 9]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the waste gate path connects an outlet side of the first turbine and an inlet side of the second turbine.

上記の特徴構成によれば、部分負荷投入に対するエンジン出力の応答性をより高めることができ好適である。   According to said characteristic structure, the responsiveness of the engine output with respect to partial load injection can be improved more, and is suitable.

〔構成10〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気路における前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への部分負荷の投入時に、前記ウエストゲート開放処理と共に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する点にある。
[Configuration 10]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is disposed in the intake bypass path connecting the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake path, and the intake bypass path. And an intake bypass valve
The supercharging control means executes a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve in an open state together with the waste gate opening process when a partial load is applied to the engine body.

上記の特徴構成によれば、吸気路における圧力損失をより大きく低減して、結果、吸気行程におけるポンピングロスがさらに低減される。
よって、初期投入に対するエンジン出力の応答性をより一層向上することができる。
According to the above characteristic configuration, the pressure loss in the intake passage is further reduced, and as a result, the pumping loss in the intake stroke is further reduced.
Therefore, the response of the engine output to the initial charging can be further improved.

〔構成11〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記過給制御手段が、前記エンジン本体への初期負荷の投入後において、前記ウエストゲート閉塞処理を実行した後に、前記バイパス閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 11]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the supercharging control unit performs the waste block closing process after executing the waste gate closing process after the initial load is applied to the engine body. The point is to execute.

上記の特徴構成によれば、部分負荷投入後において、ウエストゲート閉塞処理及びバイパス閉塞処理を実行して、ウエストゲート弁及び吸気バイパス弁を閉塞させるにあたり、吸気バイパス弁が開放されてコンプレッサに圧縮負荷がかからない状態で、ウエストゲート弁が吸気バイパス弁に先駆けて閉塞されて、タービンの回転動力が増加されることになる。すると、過給機の回転速度を一時的に高めることができる。その後、過給機の回転速度が高い状態で、吸気バイパス弁が閉塞されて、コンプレッサによる新気の圧縮を開始されるので、過給圧力を迅速に上昇させることができ、例えば、部分負荷に続く残負荷の投入に備えることができる。   According to the above characteristic configuration, after the partial load is applied, when the wastegate closing process and the bypass closing process are executed to close the wastegate valve and the intake bypass valve, the intake bypass valve is opened and the compressor is subjected to a compression load. In such a state, the wastegate valve is closed prior to the intake bypass valve, and the rotational power of the turbine is increased. Then, the rotational speed of the supercharger can be temporarily increased. Thereafter, the intake bypass valve is closed while the rotation speed of the supercharger is high, and compression of fresh air by the compressor is started, so that the supercharging pressure can be quickly increased, for example, to a partial load. It is possible to prepare for the input of the remaining load.

〔構成12〕
上記の目的を達成するための本発明に係るターボ過給式エンジンの負荷投入方法は、
燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンの負荷投入方法であって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記排気路における前記第1タービンの出口側と入口側、または前記第2タービンの出口側と入口側、あるいは前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続するウエストゲート路と、当該ウエストゲート路に配置されたウエストゲート弁とを設け、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記ウエストゲート弁を開放状態に維持するウエストゲート開放処理を実行し、前記エンジン本体への初期負荷の投入後に前記ウエストゲート弁を閉塞させるウエストゲート閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 12]
In order to achieve the above object, a method for loading a turbocharged engine according to the present invention includes:
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharging engine load application method comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed,
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
A wastegate path connecting the outlet side and the inlet side of the first turbine, the outlet side and the inlet side of the second turbine, or the outlet side of the first turbine and the inlet side of the second turbine in the exhaust path; Providing a wastegate valve disposed in the wastegate path,
A wastegate closing process for performing a wastegate opening process for maintaining the wastegate valve in an open state when a partial load is applied to the engine body, and closing the wastegate valve after the initial load is applied to the engine body. The point is to execute.

即ち、本発明に係るターボ過給式エンジンの負荷投入方法は、これまで説明した本発明に係るターボ過給式エンジンにより好適に実行されるものであるため、同様の作用効果を奏することができる。   That is, the method for loading the turbocharged engine according to the present invention is preferably executed by the turbocharged engine according to the present invention described so far, and therefore the same operational effects can be achieved. .

〔構成13〕
上記の目的を達成するための本発明に係るターボ過給式エンジンの特徴構成は、
燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンであって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側、または前記第2コンプレッサの出口側と入口側、あるいは前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記エンジン本体への初期負荷の投入時に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する過給制御手段を備えた点にある。
[Configuration 13]
To achieve the above object, the turbocharged engine according to the present invention has the following characteristic configuration:
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharged engine comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed;
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
An intake bypass passage connecting the outlet side and the inlet side of the first compressor, the outlet side and the inlet side of the second compressor, or the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake passage; And an intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
There is a supercharging control means for performing a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve in an open state when an initial load is applied to the engine body.

上記の特徴構成によれば、ターボ過給式エンジンのエンジン本体において、吸気バイパス路が設けられ、その吸気バイパス路に吸気バイパス弁が配置される。そして、回転速度維持手段によりエンジン本体の回転速度が目標回転速度に維持されている状態において、上記バイパス開放処理が実行されてエンジン本体への部分負荷の投入時に吸気バイパス弁が開放状態に維持されると、当該吸気バイパス路における新気の通流が許容された状態となるので、コンプレッサの入口側圧力に対する出口側圧力の圧力差が小さくなってコンプレッサの回転負荷が低減され、結果、過給機の回転速度が上昇した状態になる。そして、過給機の応答性は、その過給機の回転速度が高い状態のほうが高いため、この状態にて、エンジン本体へ部分負荷が投入されることにより、その負荷に対するエンジン本体が発生する回転動力の仕事量であるエンジン出力の応答性を改善することができる。
従って、本発明により、比較的簡易な構成を維持しながらも、部分負荷投入に対する過給機の応答性が高いターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法を提供することができる。
According to the above characteristic configuration, an intake bypass path is provided in the engine body of the turbocharged engine, and the intake bypass valve is disposed in the intake bypass path. Then, in a state where the rotational speed of the engine body is maintained at the target rotational speed by the rotational speed maintaining means, the bypass opening process is executed, and the intake bypass valve is maintained open when a partial load is applied to the engine body. Then, since the flow of fresh air in the intake bypass passage is permitted, the pressure difference between the outlet side pressure and the outlet side pressure of the compressor is reduced, and the rotational load of the compressor is reduced. The machine's rotational speed is increased. And since the responsiveness of the supercharger is higher when the rotational speed of the supercharger is higher, a partial load is applied to the engine body in this state, and the engine body with respect to the load is generated. The response of the engine output, which is the work of the rotational power, can be improved.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a turbocharged engine in which the responsiveness of the supercharger with respect to partial load input is high while maintaining a relatively simple configuration, and a load input method thereof.

〔構成14〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、 前記過給制御手段は、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記吸気バイパス弁を閉塞させるバイパス閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 14]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the supercharging control means executes a bypass closing process for closing the intake bypass valve after a partial load is applied to the engine body.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後においては、上記バイパス開放処理により開放状態とされた吸気バイパス弁は上記バイパス閉塞処理が実行されることにより閉塞される。すると、吸気バイパス路における新気の通流が禁止された状態となるので、コンプレッサの入口側圧力に対する出口側圧力の圧力差が大きくなって、コンプレッサによる新気の圧縮が十分に行われるようになり、結果、エンジン効率を向上して一層安定した運転状態を維持することができる。
従って、エンジン本体がストールに陥ることを抑制できるターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法を提供することができる。
According to the above characteristic configuration, after the partial load is applied, the intake bypass valve opened by the bypass opening process is closed by executing the bypass closing process. Then, since the flow of fresh air in the intake bypass passage is prohibited, the pressure difference of the outlet side pressure with respect to the inlet side pressure of the compressor becomes large so that the compressor can sufficiently compress the fresh air. As a result, the engine efficiency can be improved and a more stable operation state can be maintained.
Therefore, it is possible to provide a turbocharged engine that can prevent the engine body from falling into a stall and a method for loading the same.

〔構成15〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気路において前記コンプレッサの下流側にスロットル弁が配置され、
前記エンジン本体への部分負荷の投入に伴って、前記回転速度維持手段が前記エンジンの回転速度の維持制御を実行することにより前記スロットル弁の開度が拡大される点にある。
[Configuration 15]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that a throttle valve is disposed on the downstream side of the compressor in the intake passage,
As the partial load is applied to the engine body, the rotation speed maintaining means executes the engine rotation speed maintenance control, whereby the opening degree of the throttle valve is increased.

上記の特徴構成によれば、エンジン本体への部分負荷の投入に伴って、回転速度維持手段は、エンジン出力を上昇させてエンジンの回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、コンプレッサの下流側に設けられたスロットル弁の開度を急激に拡大させてエンジンに導かれる燃料及び混合気の流量を急激に増加させたり、燃料供給量を急激に増加させたりする。また、後者のように、燃料供給量を急激に増加させる場合には、燃焼室に吸気される混合気の空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁の開度が急激に拡大される。
一方、バイパス開放処理が実行されてコンプレッサの回転速度が上昇した状態になると、コンプレッサの出口側からその下流側に向けて新気が比較的高速で吐出される状態になる。
よって、この状態にてエンジン本体への部分負荷が投入されてコンプレッサの下流側に配置されたスロットル弁の開度が拡大されると、そのスロットル弁の拡大直後には、高速で吐出された新気がその強い慣性力で燃焼室に充填されることになるので、結果、エンジン出力の応答性を一層改善することができる。
According to the above characteristic configuration, the rotational speed maintaining means increases the engine output and maintains the rotational speed of the engine as the partial load is applied to the engine body. The amount of fuel and air-fuel mixture introduced to the engine is suddenly increased or the amount of fuel supply is suddenly increased by rapidly increasing the opening of the throttle valve provided in the engine. Further, as in the latter case, when the fuel supply amount is suddenly increased, a throttle valve is used to increase the air supply amount in order to maintain the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber at a desired air-fuel ratio. The opening of the is rapidly expanded.
On the other hand, when the bypass opening process is executed and the rotation speed of the compressor is increased, fresh air is discharged from the outlet side of the compressor toward the downstream side thereof at a relatively high speed.
Therefore, in this state, when a partial load is applied to the engine body and the opening of the throttle valve arranged downstream of the compressor is increased, the newly discharged high-speed immediately after the expansion of the throttle valve. Since the gas is filled into the combustion chamber with its strong inertia, the engine output response can be further improved.

〔構成16〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記過給制御手段が、前記バイパス閉塞処理において、前記吸気バイパス弁の開度をエンジン出力の上昇に伴って漸次縮小させる点にある。
[Configuration 16]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the supercharging control means gradually reduces the opening degree of the intake bypass valve as the engine output increases in the bypass closing process. .

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後のバイパス閉塞処理において、吸気バイパス弁の開度がエンジン出力の上昇に伴って漸次縮小されることで、吸気バイパス弁の閉塞によるコンプレッサの回転負荷の増加に合わせて、エンジン出力の増加によりタービンに供給される排ガスの排気エネルギーが増加することになる。よって、部分負荷投入後においても、過給機の回転速度を高い状態で維持することができ、吸気バイパス弁の急な閉塞によるエンジン効率の低下やストールを回避することができる。   According to the above characteristic configuration, in the bypass closing process after the partial load is applied, the opening of the intake bypass valve is gradually reduced as the engine output increases, so that the compressor rotation load due to the intake bypass valve being blocked. As the engine output increases, the exhaust energy of the exhaust gas supplied to the turbine increases as the engine output increases. Therefore, the rotational speed of the supercharger can be maintained at a high level even after the partial load is applied, and a decrease in engine efficiency and a stall due to a sudden blockage of the intake bypass valve can be avoided.

〔構成17〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記過給制御手段が、前記部分負荷の投入後且つ前記バイパス閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記吸気バイパス弁の開度を縮小側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた点にある。
[Configuration 17]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that when the supercharging control means causes an insufficient output of the engine main body after the partial load is applied and before the bypass closing process is performed. The correction means for executing the correction process for correcting the opening degree of the intake bypass valve to the reduction side is provided.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後且つバイパス閉塞処理の実行前において、例えばスロットル弁の開度が全開状態でそれ以上拡大できない状況で、エンジン本体の出力不足が発生したとしても、上記補正処理を実行することで、スロットル弁の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体の出力不足を解消して、エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持することができる。
即ち、上記補正処理において、吸気バイパス弁の開度を縮小側に補正すれば、コンプレッサの回転負荷を増加させて、新気に対する過給圧力を上昇させることができ、結果、エンジン出力を適度に増加させることができる。
According to the above characteristic configuration, even after the partial load is input and before the bypass closing process is performed, for example, in the situation where the throttle valve opening cannot be further expanded in the fully opened state, By executing the correction process, it is possible to solve the shortage of output of the engine body without depending on the increase in the opening of the throttle valve, and to maintain the rotation speed of the engine body at the target rotation speed.
In other words, in the above correction process, if the opening degree of the intake bypass valve is corrected to the reduction side, the rotational load of the compressor can be increased, and the supercharging pressure for fresh air can be increased. Can be increased.

〔構成18〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記過給制御手段が、前記部分負荷の投入後且つ前記バイパス閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた点にある。
[Configuration 18]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that when the supercharging control means causes an insufficient output of the engine main body after the partial load is applied and before the bypass closing process is performed. And a correction means for executing a correction process for correcting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber to the fuel rich side.

上記の特徴構成によれば、部分負荷の投入後且つバイパス閉塞処理の実行前において、例えばスロットル弁の開度が全開状態でそれ以上拡大できない状況で、エンジン本体の出力不足が発生したとしても、上記補正処理を実行することで、スロットル弁の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体の出力不足を解消して、エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持することができる。
即ち、上記補正処理において、燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正すれば、1サイクルあたりの燃焼室への燃料投入量を増加させることができ、結果、エンジン出力を適度に増加させることができる。
According to the above characteristic configuration, even after the partial load is input and before the bypass closing process is performed, for example, in the situation where the throttle valve opening cannot be further expanded in the fully opened state, By executing the correction process, it is possible to solve the shortage of output of the engine body without depending on the increase in the opening of the throttle valve, and to maintain the rotation speed of the engine body at the target rotation speed.
That is, in the above correction process, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber is corrected to the fuel rich side, the amount of fuel input to the combustion chamber per cycle can be increased, and as a result, the engine output is reduced. It can be increased moderately.

〔構成19〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気バイパス路は、前記第1コンプレッサの出口側と入口側とを接続する点にある。
[Configuration 19]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the intake bypass path connects an outlet side and an inlet side of the first compressor.

上記の特徴構成によれば、吸気バイパス弁は第1コンプレッサの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路に配置されるから、吸気バイパス弁を通流する新気はコンプレッサに圧縮される前の比較的低温のものとなる。したがって、吸気バイパス弁に要求される耐熱性・耐久性を引き下げることができるから、低コストでターボ過給式エンジンを構成することができ好適である。   According to the above characteristic configuration, since the intake bypass valve is disposed in the intake bypass path that connects the outlet side and the inlet side of the first compressor, the fresh air flowing through the intake bypass valve is compressed before being compressed by the compressor. Of relatively low temperature. Therefore, since the heat resistance and durability required for the intake bypass valve can be lowered, a turbocharged engine can be configured at low cost, which is preferable.

〔構成20〕
本発明に係るターボ過給式エンジンの別の特徴構成は、前記吸気バイパス路は、前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する点にある。
[Configuration 20]
Another characteristic configuration of the turbocharged engine according to the present invention is that the intake bypass path connects an outlet side of the second compressor and an inlet side of the first compressor.

上記の特徴構成によれば、部分負荷投入に対するエンジン出力の応答性をより高めることができ好適である。   According to said characteristic structure, the responsiveness of the engine output with respect to partial load injection can be improved more, and is suitable.

〔構成21〕
また上記の目的を達成するための本発明に係るターボ過給式エンジンの負荷投入方法の特徴構成は、
燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンの負荷投入方法であって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側、または前記第2コンプレッサの出口側と入口側、あるいは前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを設け、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行し、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記吸気バイパス弁を閉塞させるバイパス閉塞処理を実行する点にある。
[Configuration 21]
Further, the characteristic configuration of the turbocharging engine load application method according to the present invention for achieving the above object is as follows:
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharging engine load application method comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed,
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
An intake bypass passage connecting the outlet side and the inlet side of the first compressor, the outlet side and the inlet side of the second compressor, or the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake passage; An intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
A bypass opening process is performed to maintain the intake bypass valve in an open state when a partial load is applied to the engine body, and a bypass closing process is performed to close the intake bypass valve after the partial load is applied to the engine body. In the point.

即ち、本発明に係るターボ過給式エンジンの負荷投入方法は、これまで説明した本発明に係るターボ過給式エンジンにより好適に実行されるものであるため、同様の作用効果を奏することができる。   That is, the method for loading the turbocharged engine according to the present invention is preferably executed by the turbocharged engine according to the present invention described so far, and therefore the same operational effects can be achieved. .

ターボ過給式エンジンの概略構成図Schematic configuration diagram of turbocharged engine ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第1実施形態における処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow in 1st Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine. ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第1実施形態における状態遷移を示す説明図Explanatory drawing which shows the state transition in 1st Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第2実施形態における処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow in 2nd Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine. ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第2実施形態における状態遷移を示す説明図Explanatory drawing which shows the state transition in 2nd Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第3実施形態における処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow in 3rd Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine. 第3実施形態における補正処理の処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow of the correction process in 3rd Embodiment. ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第3実施形態における状態遷移を示す説明図Explanatory drawing which shows the state transition in 3rd Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第4実施形態における処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow in 4th Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine. ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第4実施形態における状態遷移を示す説明図Explanatory drawing which shows the state transition in 4th Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第5実施形態における処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow in 5th Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine. 第2実施形態の負荷投入方法で実行される補正処理の処理フローを示す説明図Explanatory drawing which shows the processing flow of the correction process performed with the load injection method of 2nd Embodiment. ターボ過給式エンジンの負荷投入方法の第5実施形態における状態遷移を示す説明図Explanatory drawing which shows the state transition in 5th Embodiment of the load injection method of a turbocharged engine 過給機の負荷割合と過給機効率との関係を表すグラフGraph showing relationship between turbocharger load ratio and turbocharger efficiency ターボ過給式エンジンの概略構成図Schematic configuration diagram of turbocharged engine ターボ過給式エンジンの概略構成図Schematic configuration diagram of turbocharged engine

〔第1実施形態〕
以下、第1実施形態に係るターボ過給式エンジンについて図面に基づいて説明する。
図1に示すターボ過給式エンジン100は、天然ガス等の燃料ガスF(燃料の一例)と空気Aとの混合気Mを燃焼室26aにおいて圧縮して燃焼させることにより出力軸50を回転させる形態で回転動力を発生するエンジン本体26と、エンジン本体26の排気路27に設けられるタービンに燃焼室26aから排出される排ガスEを供給し、タービン(1b、2b)に連結される状態で吸気路20に設けられるコンプレッサ(1a、2a)によって燃焼室26aに吸気される新気としての混合気Mを圧縮する過給機(1、2)とを備え、更には、センサ等の検出結果が入力され、その入力信号に基づいて制御弁などの各種補機を制御して、エンジン100の運転を制御するコンピュータからなるエンジンコントロールユニット(以下、ECUと呼ぶ。)40が備えられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a turbocharged engine according to a first embodiment will be described with reference to the drawings.
A turbocharged engine 100 shown in FIG. 1 rotates an output shaft 50 by compressing and burning an air-fuel mixture M of a fuel gas F (an example of fuel) such as natural gas and air A in a combustion chamber 26a. The exhaust gas E exhausted from the combustion chamber 26a is supplied to an engine body 26 that generates rotational power in the form and a turbine provided in an exhaust passage 27 of the engine body 26, and the intake air is connected to the turbines (1b, 2b). And a supercharger (1, 2) that compresses the air-fuel mixture M as fresh air sucked into the combustion chamber 26a by a compressor (1a, 2a) provided in the passage 20, and further, the detection result of a sensor or the like An engine control unit (hereinafter referred to as an ECU) comprising a computer that controls the operation of the engine 100 by controlling various auxiliary machines such as control valves based on the input signals. Called.) 40 are provided.

なお本実施形態では、過給機は、第1タービン1bおよび第1コンプレッサ1aを有する第1過給機1と、第2タービン2bおよび第2コンプレッサ2aを有する第2過給機2とを有して構成される。第1タービン1bは排気路27において第2タービン2bの下流側に配置され、第1コンプレッサ1aは吸気路20において第2コンプレッサ1aの上流側に配置される。すなわち吸気路20および排気路27において、第2過給機2の方がエンジン本体26に近い側に配置される。   In the present embodiment, the supercharger has the first supercharger 1 having the first turbine 1b and the first compressor 1a, and the second supercharger 2 having the second turbine 2b and the second compressor 2a. Configured. The first turbine 1b is arranged on the downstream side of the second turbine 2b in the exhaust passage 27, and the first compressor 1a is arranged on the upstream side of the second compressor 1a in the intake passage 20. That is, in the intake passage 20 and the exhaust passage 27, the second supercharger 2 is disposed closer to the engine body 26.

この種のエンジン100は、詳細な図示は省略するが、吸気路20から燃焼室26aに新気として吸気された混合気Mを、ピストンの上昇により圧縮した状態で点火プラグにて火花点火して燃焼・膨張させることで、ピストンを押し下げて出力軸50から回転動力を出力すると共に、燃焼により発生した排ガスEは、燃焼室26aから排気路27に押し出され、外部に排出される。   Although this type of engine 100 is not shown in detail, the mixture M taken as fresh air from the intake passage 20 into the combustion chamber 26a is spark-ignited by a spark plug in a state compressed by the rise of the piston. By combustion and expansion, the piston is pushed down to output rotational power from the output shaft 50, and the exhaust gas E generated by the combustion is pushed out from the combustion chamber 26a to the exhaust passage 27 and discharged to the outside.

吸気路20には、空気Aを浄化するエアクリーナ21、空気Aに燃料ガスFを適切な比率で混合するベンチュリー式のミキサ14、及びミキサ14にて混合された混合気Mを圧縮するコンプレッサ(1a、2a)、開度調整により燃焼室26aへの混合気Mの吸気量を調整可能なスロットル弁24、混合気Mを冷却するインタークーラ25が、その上流側から記載順に設けられている。
即ち、吸気路20において、ミキサ14で燃料ガスFと空気Aとを混合して生成された混合気Mは、コンプレッサ(1a、2a)により圧縮された後に、スロットル弁24を介して所定の流量に調整され、インタークーラ25にて冷却されて、エンジン本体26の燃焼室26aに導入される。
The intake passage 20 includes an air cleaner 21 that purifies the air A, a venturi mixer 14 that mixes the fuel gas F with the air A at an appropriate ratio, and a compressor (1a) that compresses the air-fuel mixture M mixed in the mixer 14. 2a), a throttle valve 24 capable of adjusting the intake amount of the air-fuel mixture M into the combustion chamber 26a by adjusting the opening degree, and an intercooler 25 for cooling the air-fuel mixture M are provided in the order of description from the upstream side.
That is, the air-fuel mixture M generated by mixing the fuel gas F and the air A by the mixer 14 in the intake passage 20 is compressed by the compressor (1a, 2a), and then passed through the throttle valve 24 at a predetermined flow rate. And is cooled by the intercooler 25 and introduced into the combustion chamber 26 a of the engine body 26.

ミキサ14に燃料ガスFを導く燃料供給路11には、ミキサ14の上流側の吸気路20における燃焼用空気の圧力と燃料供給路11における燃料ガスFの圧力の差を一定に保つ差圧レギュレータ12、ミキサ14を介して燃焼室26aに供給される燃料ガスFの供給量を調整する燃料供給量調整弁13が設けられている。   In the fuel supply path 11 for introducing the fuel gas F to the mixer 14, a differential pressure regulator that keeps the difference between the pressure of the combustion air in the intake path 20 upstream of the mixer 14 and the pressure of the fuel gas F in the fuel supply path 11 constant. 12, a fuel supply amount adjustment valve 13 for adjusting the supply amount of the fuel gas F supplied to the combustion chamber 26a via the mixer 14 is provided.

出力軸50には、出力軸50の回転速度をエンジン本体26の回転速度として計測する回転速度センサ51が設けられている。
そして、ECU40は、回転速度センサ51にて計測されたエンジン本体26の回転速度に基づいて、燃料供給量調整弁13の開度を制御して燃焼室26aへの燃料ガスFの供給量を調整することによって、エンジン本体26の回転速度を所望の目標回転速度に維持する回転速度維持手段42として機能する。
The output shaft 50 is provided with a rotation speed sensor 51 that measures the rotation speed of the output shaft 50 as the rotation speed of the engine body 26.
The ECU 40 adjusts the supply amount of the fuel gas F to the combustion chamber 26a by controlling the opening of the fuel supply amount adjustment valve 13 based on the rotation speed of the engine body 26 measured by the rotation speed sensor 51. By doing so, it functions as a rotational speed maintaining means 42 for maintaining the rotational speed of the engine body 26 at a desired target rotational speed.

また、排気路27には、排ガスEの酸素濃度を検出する酸素センサ53が設けられている。
そして、ECU40は、酸素センサ53で検出された排ガスEの酸素濃度に基づいて、スロットル弁24の開度を制御することによって、ミキサ14に供給された燃料ガスFに対する空気Aの混合割合を調整して、ミキサ14で生成される混合気Mの空燃比を理論空燃比等の所望の空燃比に維持する空燃比制御手段43として機能する。
The exhaust passage 27 is provided with an oxygen sensor 53 that detects the oxygen concentration of the exhaust gas E.
The ECU 40 adjusts the mixing ratio of the air A to the fuel gas F supplied to the mixer 14 by controlling the opening of the throttle valve 24 based on the oxygen concentration of the exhaust gas E detected by the oxygen sensor 53. Thus, it functions as air-fuel ratio control means 43 that maintains the air-fuel ratio of the air-fuel mixture M generated by the mixer 14 at a desired air-fuel ratio such as the theoretical air-fuel ratio.

過給機(1、2)は、エンジン本体26の排気路27に設けられるタービン(1b、2b)に燃焼室26aから排出される排ガスEを供給し、タービン(1b、2b)に連結される状態で吸気路20に設けられるコンプレッサ(1a、2a)によって燃焼室26aに吸気される混合気Mを圧縮するターボ式の過給機として構成されている。即ち、この過給機(1、2)は、排気路27を通流する排ガスEのエンタルピー及び運動エネルギーによりタービン(1b、2b)を回転させ、このタービン(1b、2b)の回転力により吸気路20に配置されたコンプレッサ(1a、2a)を回転駆動する形態で、吸気路20を通流する新気としての混合気Mを圧縮した状態で燃焼室26aに供給する所謂過給を行う。
また、この種のターボ式の過給機(1、2)は、比較的高出力で運転が行わる際には、タービン(1b、2b)への排ガスEの供給量が増加することで、かかるタービン(1b、2b)及びそれに連結されたコンプレッサ(1a、2a)の回転速度(以下「過給機(1、2)の回転速度」と呼ぶ。)が増加し、結果、コンプレッサ(1a、2a)の出口側圧力、即ち吸気路20におけるコンプレッサ(1a、2a)とスロットル弁24との間の圧力(以下「過給圧力」と呼ぶ。)が増加する。一方、比較的低出力で運転が行われる際には、タービン(1b、2b)への排ガスEの供給量が減少することで、過給機(1、2)の回転速度が低下し、結果、過給圧力が低下する。
The superchargers (1, 2) supply the exhaust gas E discharged from the combustion chamber 26a to the turbines (1b, 2b) provided in the exhaust passage 27 of the engine body 26, and are connected to the turbines (1b, 2b). The turbocharger is configured to compress the air-fuel mixture M sucked into the combustion chamber 26a by compressors (1a, 2a) provided in the intake passage 20 in a state. That is, the supercharger (1, 2) rotates the turbine (1b, 2b) by the enthalpy and kinetic energy of the exhaust gas E flowing through the exhaust passage 27, and takes in the intake air by the rotational force of the turbine (1b, 2b). The compressor (1a, 2a) disposed in the passage 20 is rotationally driven, and so-called supercharging is performed in which the air-fuel mixture M as fresh air flowing through the intake passage 20 is supplied to the combustion chamber 26a in a compressed state.
In addition, when this type of turbocharger (1, 2) is operated at a relatively high output, the amount of exhaust gas E supplied to the turbine (1b, 2b) increases. The rotational speed of the turbine (1b, 2b) and the compressor (1a, 2a) connected to the turbine (1b, 2b) increases (hereinafter referred to as “the rotational speed of the supercharger (1, 2)”). As a result, the compressor (1a, 2a), that is, the pressure between the compressors (1a, 2a) and the throttle valve 24 in the intake passage 20 (hereinafter referred to as “supercharging pressure”) increases. On the other hand, when operation is performed at a relatively low output, the amount of exhaust gas E supplied to the turbines (1b, 2b) decreases, so that the rotational speed of the superchargers (1, 2) decreases, resulting in The supercharging pressure is reduced.

出力軸50には非常用発電機28が接続されており、出力軸50で出力した回転動力が非常用発電機28の駆動源として利用される。
非常用発電機28には、電力線及び開閉器52を介して電力負荷29が接続されており、例えば、停電時において外部からの起動指令信号を受けたECU40によりエンジン本体26が起動され、出力軸50を回転させた状態で開閉器52が開状態(電力通流を遮断する状態)から閉状態(電力通流を許容する状態)に切り替えられることで、非常用発電機28に対して電力負荷29で要求される電力に相当する発電負荷が投入され、それに伴って出力軸50に対して非常用発電機28を回転駆動するために必要な回転負荷が投入される。以下、このようにエンジン本体26を起動してからの初期段階において開閉器52を開状態から閉状態に切り替えてエンジン本体26の出力軸50に回転負荷を投入することを部分負荷の投入と呼ぶ場合がある。
The emergency generator 28 is connected to the output shaft 50, and the rotational power output from the output shaft 50 is used as a drive source for the emergency generator 28.
A power load 29 is connected to the emergency generator 28 via a power line and a switch 52. For example, the engine body 26 is activated by the ECU 40 that receives an activation command signal from the outside during a power failure, and the output shaft When the switch 52 is switched from an open state (a state in which power flow is interrupted) to a closed state (a state in which power flow is allowed) with the rotation of the motor 50 being performed, a power load is applied to the emergency generator 28. A power generation load corresponding to the power required at 29 is input, and accordingly, a rotational load necessary for rotationally driving the emergency generator 28 with respect to the output shaft 50 is input. Hereinafter, the switching of the switch 52 from the open state to the closed state in the initial stage after starting the engine body 26 in this manner and applying a rotational load to the output shaft 50 of the engine body 26 will be referred to as partial load application. There is a case.

本実施形態ではターボ過給式エンジン100は、吸気路20における第1コンプレッサ1aの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路60と、当該吸気バイパス路60に配置された吸気バイパス弁61とを備えて構成されている。吸気バイパス路60は、第1コンプレッサ1aの出口側(吸気路20において第1コンプレッサ1aの下流側且つ第2コンプレッサ2aの上流側)と、入口側(吸気路20において第1コンプレッサ1aの上流側且つミキサ14の下流側)とを接続する。言い換えれば吸気バイパス路60は、第1コンプレッサ1aをバイパスする。吸気バイパス弁61は、開度調整可能に構成されている。   In the present embodiment, the turbocharged engine 100 includes an intake bypass passage 60 that connects the outlet side and the inlet side of the first compressor 1a in the intake passage 20, and an intake bypass valve 61 that is disposed in the intake bypass passage 60. It is configured with. The intake bypass path 60 includes an outlet side of the first compressor 1a (downstream side of the first compressor 1a and the upstream side of the second compressor 2a in the intake path 20) and an inlet side (upstream side of the first compressor 1a in the intake path 20). And the downstream side of the mixer 14). In other words, the intake bypass path 60 bypasses the first compressor 1a. The intake bypass valve 61 is configured to be adjustable in opening.

更にターボ過給式エンジン100は、排気路27における第1タービン1bの入口側と出口側とを接続するウエストゲート路62と、当該ウエストゲート路62に配置されたウエストゲート弁63とを備えて構成されている。ウエストゲート路62は、第1タービン1bの入口側(排気路27において第2タービン2bの下流側且つ第1タービン1bの上流側)と、出口側(排気路27において第1タービン1bの下流側且つ酸素センサ53の上流側)とを接続する。言い換えればウエストゲート路62は、第1タービン1bをバイパスする。ウエストゲート弁63は、開度調整可能に構成されている。   The turbocharged engine 100 further includes a wastegate path 62 that connects the inlet side and the outlet side of the first turbine 1b in the exhaust path 27, and a wastegate valve 63 that is disposed in the wastegate path 62. It is configured. The wastegate path 62 includes an inlet side of the first turbine 1b (downstream of the second turbine 2b and the upstream side of the first turbine 1b in the exhaust path 27) and an outlet side (downstream of the first turbine 1b in the exhaust path 27). And the upstream side of the oxygen sensor 53). In other words, the wastegate path 62 bypasses the first turbine 1b. The wastegate valve 63 is configured to be adjustable in opening.

そして、ECU40は、エンジン本体26への部分負荷の投入時にウエストゲート弁63を開放状態に維持するウエストゲート開放処理を実行し、エンジン本体26への部分負荷の投入後にウエストゲート弁63を閉塞させるウエストゲート閉塞処理を実行する過給制御手段41として機能する。   The ECU 40 executes a wastegate opening process for maintaining the wastegate valve 63 in an open state when a partial load is applied to the engine body 26, and closes the wastegate valve 63 after the partial load is applied to the engine body 26. It functions as supercharging control means 41 that executes wastegate closing processing.

以下、第1実施形態のターボ過給式エンジン100の詳細構成について、図2及び図3を参照して、負荷投入方法の処理フロー及び状態遷移状態と合わせて説明する。
ECU40は、エンジン本体26への起動指令があると、当該起動指令に基づいて、燃料供給量調整弁13の開度調整等を行いながら、エンジン本体26を起動させる(図2の#01)。
その後、ECU40が機能する回転速度維持手段42は、回転速度センサ51にて計測されるエンジン本体26の回転速度に基づいて、エンジン本体26の回転速度が一定の目標回転速度Rtとなるように、燃料供給量調整弁13の開度を制御する回転速度維持制御を実行する(図2の#02)。尚、ECU40は、エンジン本体26が起動されている間、当該回転速度維持制御を実行し続ける。
また、このようにエンジン本体26が部分負荷Q1が投入される前の無負荷状態では、スロットル弁24の開度が最も小さい開度S1に維持されている。
Hereinafter, the detailed configuration of the turbocharged engine 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 together with the processing flow and state transition state of the load application method.
When there is a start command to the engine body 26, the ECU 40 starts the engine body 26 while adjusting the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 based on the start command (# 01 in FIG. 2).
Thereafter, the rotational speed maintaining means 42 that the ECU 40 functions is based on the rotational speed of the engine body 26 measured by the rotational speed sensor 51 so that the rotational speed of the engine body 26 becomes a constant target rotational speed Rt. Rotational speed maintenance control for controlling the opening degree of the fuel supply amount adjusting valve 13 is executed (# 02 in FIG. 2). The ECU 40 continues to execute the rotation speed maintenance control while the engine body 26 is activated.
Further, in this way, when the engine body 26 is in the no-load state before the partial load Q1 is input, the opening degree of the throttle valve 24 is maintained at the smallest opening degree S1.

次に、ECU40が機能する過給制御手段41は、部分負荷投入指令があると、当該投入指令に基づいて行われるエンジン本体26への部分負荷Q1の投入時に、ウエストゲート開放処理を実行する(図2の#03、#04)。
説明を加えると、部分負荷Q1の投入が行われる直前、即ち、エンジン出力が略0の出力である無負荷状態において、図3の#04のタイミングで、過給制御手段41は、第1タービン1bをバイパスするウエストゲート路62に設けられたウエストゲート弁63の開度を、閉塞側の開度W1(約0%)からその開度よりも大きい開放側の開度W2(約50%)に変化させる形態で、ウエストゲート弁63を開放させる。
すると、ウエストゲート路62における排ガスEの通流が許容された状態となるので、排気路27における第1タービン1bの入口側圧力が同第1タービン1bの出口側圧力(略大気圧)と同程度まで低下することになり、結果、排気行程におけるポンピングロスが低減される。
Next, when there is a partial load input command, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions executes a wastegate opening process when the partial load Q1 is input to the engine body 26 based on the input command ( # 03, # 04 in FIG.
In other words, just before the partial load Q1 is turned on, that is, in the no-load state in which the engine output is substantially zero, the supercharging control means 41 performs the first turbine at the timing of # 04 in FIG. The opening degree of the waste gate valve 63 provided in the waste gate path 62 that bypasses 1b is changed from the closing side opening degree W1 (about 0%) to the opening side opening degree W2 (about 50%) larger than the opening degree. The waste gate valve 63 is opened in such a manner that it is changed to.
Then, since the flow of the exhaust gas E in the waste gate path 62 is permitted, the inlet side pressure of the first turbine 1b in the exhaust path 27 is the same as the outlet side pressure (substantially atmospheric pressure) of the first turbine 1b. As a result, the pumping loss in the exhaust stroke is reduced.

ウエストゲート弁63を開放状態とすることで、第1タービン1bの回転動力が低減されて、結果、第1過給機1の回転速度が低下した状態になる。そこで、ウエストゲート開放処理による第1過給機1の回転速度の低下に合わせてスロットル弁24の開度が、開度S1からそれよりも若干大きい開度S2に拡大されて、当該スロットル弁24の出口側圧力、言い換えれば燃焼室26aへの吸気圧力が一定に維持されて、エンジン出力の変動が抑制される。   By opening the wastegate valve 63, the rotational power of the first turbine 1b is reduced, and as a result, the rotational speed of the first supercharger 1 is reduced. Therefore, the opening degree of the throttle valve 24 is increased from the opening degree S1 to the opening degree S2 that is slightly larger than the opening degree S1 in accordance with the decrease in the rotational speed of the first supercharger 1 due to the wastegate opening process. The outlet pressure of the engine, in other words, the intake pressure to the combustion chamber 26a is kept constant, and fluctuations in engine output are suppressed.

また、このウエストゲート開放処理では、ウエストゲート弁63の開放後の開度を、全開(100%)とすると、第1コンプレッサ1aの回転が略停止して、部分負荷Q1の投入に必要な吸気量を確保できなくなる場合がある。そこで、本実施形態では、ウエストゲート開放処理(図2の#04)において、ウエストゲート弁63の開放後の開度を、約50%の開度W2としている。これにより、第1タービン1bの回転動力を適度に低減しながら、第1コンプレッサ1aを適度に回転させて、必要な吸気量を確保することができる。   Also, in this wastegate opening process, if the opening degree of the wastegate valve 63 is fully opened (100%), the rotation of the first compressor 1a substantially stops, and the intake air necessary for applying the partial load Q1 The amount may not be secured. Therefore, in the present embodiment, in the wastegate opening process (# 04 in FIG. 2), the opening after the wastegate valve 63 is opened is set to an opening W2 of about 50%. Thereby, the first compressor 1a can be appropriately rotated while the rotational power of the first turbine 1b is appropriately reduced, and the necessary intake air amount can be ensured.

そして、ECU40は、ウエストゲート開放処理が実行され、ポンピングロスが低減されている状態で、部分負荷Q1(例えば定格負荷(100%負荷)に対して約40%の負荷)の投入を実行する。即ち、エンジン本体26の回転動力にて非常用発電機28を、回転駆動し始める(図2の#05)。
このとき、ポンピングロスが低減されていることで負荷への応答性が高くなっているので、投入された部分負荷Q1に対して、そのエンジン出力を良好に追従させることができる。結果、エンジン本体26では、部分負荷Q1の投入に追従して適切に混合気Mが供給されることとなり、部分負荷Q1が投入された後に、大幅に回転速度を落としてストールに陥ることが防止される。
尚、このウエストゲート開放処理により拡大されるウエストゲート弁63の開度W2は、部分負荷Q1の投入前後のウエストゲート路62における排ガスEの流量の変化や燃焼室26aからの排ガスEの排出量の変化等に応じて適宜設定される。
Then, the ECU 40 executes a partial load Q1 (for example, a load of about 40% with respect to the rated load (100% load)) in a state where the wastegate opening process is executed and the pumping loss is reduced. That is, the emergency generator 28 starts to be rotationally driven by the rotational power of the engine body 26 (# 05 in FIG. 2).
At this time, since the pumping loss is reduced, the responsiveness to the load is increased, so that the engine output can be made to follow the input partial load Q1 satisfactorily. As a result, in the engine body 26, the air-fuel mixture M is appropriately supplied following the application of the partial load Q1, and after the partial load Q1 is supplied, it is possible to prevent the rotation speed from dropping significantly and causing a stall. Is done.
Note that the opening W2 of the wastegate valve 63 expanded by this wastegate opening process is a change in the flow rate of the exhaust gas E in the wastegate passage 62 before and after the partial load Q1 is charged, and the exhaust gas E emission amount from the combustion chamber 26a. It is set as appropriate according to the change of.

エンジン本体26への部分負荷Q1の投入に伴って、回転速度維持手段42が、エンジン出力を上昇させてエンジン本体26の回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、燃料供給量調整弁13の弁開度を増加させて燃料ガスFの供給量を増加させる。更に、この燃料供給量調整弁13の開度増加に伴って、空燃比制御手段43が、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁24の開度を、例えば最も大きい100%開度である開度S5に拡大する。   As the partial load Q1 is applied to the engine main body 26, the rotation speed maintaining means 42 increases the engine output and maintains the rotation speed of the engine main body 26. The supply amount of the fuel gas F is increased by increasing the valve opening. Further, as the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 increases, the air / fuel ratio control means 43 supplies air to maintain the air / fuel ratio of the mixture M sucked into the combustion chamber 26a at a desired air / fuel ratio. In order to increase the amount, the opening degree of the throttle valve 24 is increased to, for example, the opening degree S5 which is the largest 100% opening degree.

ECU40が機能する過給制御手段41は、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入後において、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持された段階で、ウエストゲート閉塞処理を実行する(図2の#06)。
説明を加えると、部分負荷Q1の投入後が開始されてから、部分負荷投入時間が経過すると、部分負荷Q1の投入が完了したと判定して、図3の#06のタイミングで、過給制御手段41は、ウエストゲート路62に設けられたウエストゲート弁63の開度を、開放側の開度W2からその開度よりも小さい閉塞側の開度W1(略0%)に変化させる形態で、ウエストゲート弁63を閉塞させる。
すると、ウエストゲート路62における排ガスEの通流が禁止された状態となるので、第1タービン1bの出口側圧力(略大気圧)に対して入口側圧力(排気圧力)が大きくなって第1タービン1bの回転速度が上昇し、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮が十分に行われるようになり、結果、エンジン効率を向上して一層安定した運転状態が維持されることになる。
The supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions performs a wastegate closing process when the engine rotational speed is maintained at the target rotational speed Rt after the partial load Q1 is applied to the engine body 26 (FIG. 2). # 06).
In other words, when the partial load charging time has elapsed after the partial load Q1 is started, it is determined that the partial load Q1 has been fully charged, and the supercharging control is performed at timing # 06 in FIG. The means 41 changes the opening degree of the wastegate valve 63 provided in the wastegate path 62 from the opening side opening W2 to the closing side opening W1 (substantially 0%) smaller than the opening degree. The waste gate valve 63 is closed.
Then, the flow of the exhaust gas E in the waste gate path 62 is prohibited, so that the inlet side pressure (exhaust pressure) becomes larger than the outlet side pressure (substantially atmospheric pressure) of the first turbine 1b. The rotational speed of the turbine 1b is increased, and the air-fuel mixture M is sufficiently compressed by the first compressor 1a. As a result, the engine efficiency is improved and a more stable operation state is maintained.

尚、本実施形態では、部分負荷投入完了の判定につき、エンジン本体への部分負荷を投入した後で、部分負荷投入時間(一定時間)が経過したときに、部分負荷投が完了したと判定するが、エンジン本体26の回転速度やエンジン本体26にて回転駆動される非常用発電機28が出力する発電電力の周波数の変動が収まったときに、部分負荷投入が完了したと判定するように構成しても構わない。   In the present embodiment, the determination of the completion of the partial load application is made when the partial load application time (a fixed time) has elapsed after the partial load is applied to the engine body. However, when the fluctuations in the rotational speed of the engine main body 26 and the frequency of the generated power output from the emergency generator 28 driven to rotate by the engine main body 26 are settled, it is determined that the partial load application is completed. It doesn't matter.

また、ウエストゲート弁63を閉塞状態とすることで、第1タービン1bの回転動力が増加されて、結果、第1過給機1の回転速度が上昇した状態になる。そこで、ウエストゲート閉塞処理による第1過給機1の回転速度の上昇に合わせてスロットル弁24の開度が、開度S5からそれよりも小さい開度S3に縮小されて、当該スロットル弁24の出口側圧力、言い換えれば燃焼室26aへの吸気圧力が一定に維持されて、エンジン出力の変動が抑制される。   In addition, by setting the wastegate valve 63 in the closed state, the rotational power of the first turbine 1b is increased, and as a result, the rotational speed of the first supercharger 1 is increased. Therefore, the opening degree of the throttle valve 24 is reduced from the opening degree S5 to a smaller opening degree S3 in accordance with the increase in the rotational speed of the first supercharger 1 due to the wastegate closing process. The outlet side pressure, in other words, the intake pressure to the combustion chamber 26a is maintained constant, and fluctuations in engine output are suppressed.

そして、このように部分負荷Q1の投入(図2の#05)及びウエストゲート閉塞処理(図2の#06)を実行した後に、部分負荷に続いて投入される残負荷が投入される(図2の#07)。尚、図3では、部分負荷Q1に続く残負荷を、第2負荷Q2及び第3負荷Q3に分けて段階的に投入する例を示している。
また、この残負荷Q2,Q3に際しては、ウエストゲート弁63は閉塞状態を維持しているため、負荷の投入に伴ってスロットル弁24の開度が漸次拡大することになる。具体的には、第2負荷Q2の投入に伴ってスロットル弁24の開度が開度S3からそれよりも大きい開度S4に拡大し、第3負荷Q3の投入に伴ってスロットル弁24の開度が開度S4からそれよりも大きい開度S5に拡大して略全開の状態となる。
After executing the partial load Q1 (# 05 in FIG. 2) and the wastegate closing process (# 06 in FIG. 2) in this way, the residual load that is input subsequent to the partial load is input (FIG. 2). 2 # 07). Note that FIG. 3 shows an example in which the remaining load following the partial load Q1 is divided into a second load Q2 and a third load Q3 and input stepwise.
Further, at the remaining loads Q2 and Q3, since the wastegate valve 63 is kept closed, the opening degree of the throttle valve 24 gradually increases as the load is applied. Specifically, as the second load Q2 is turned on, the opening of the throttle valve 24 increases from the opening S3 to a larger opening S4, and as the third load Q3 is turned on, the throttle valve 24 opens. The degree is increased from the opening degree S4 to the opening degree S5 which is larger than the opening degree S4.

また、これまで説明してきた本実施形態の負荷投入方法において、吸気路20における第1コンプレッサ1aをバイパスする吸気バイパス路60に配置された吸気バイパス弁61は、常時閉状態に維持しても構わないが、上記ウエストゲート弁63の開閉動作と同期して開閉させても構わない。
即ち、過給制御手段41は、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入時に、ウエストゲート開放処理(図2の#04)と共に吸気バイパス弁61を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行し、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入後に、ウエストゲート閉塞処理(図2の#06)と共に吸気バイパス弁61を閉塞させるバイパス閉塞処理を実行する。
すると、ウエストゲート開放処理(図2の#04)を実行して第1過給機1の回転速度が低下した際に、上記バイパス開放処理が実行されて、吸気バイパス路60における混合気Mの通流が許容された状態となるので、吸気路20における圧力損失が低減されることになり、結果、吸気行程におけるポンピングロスが低減されることになる。
Further, in the load application method of the present embodiment described so far, the intake bypass valve 61 disposed in the intake bypass passage 60 that bypasses the first compressor 1a in the intake passage 20 may be maintained in a normally closed state. However, it may be opened / closed in synchronism with the opening / closing operation of the waste gate valve 63.
That is, the supercharging control means 41 executes a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve 61 in the open state together with the wastegate opening process (# 04 in FIG. 2) when the partial load Q1 is applied to the engine body 26. After the partial load Q1 is applied to the engine body 26, a bypass closing process for closing the intake bypass valve 61 is executed together with a wastegate closing process (# 06 in FIG. 2).
Then, when the waste gate opening process (# 04 in FIG. 2) is executed and the rotational speed of the first supercharger 1 is reduced, the bypass opening process is executed, and the mixture M in the intake bypass passage 60 is reduced. Since the flow is allowed, the pressure loss in the intake passage 20 is reduced, and as a result, the pumping loss in the intake stroke is reduced.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態のターボ過給式エンジン100の詳細構成について、図4及び図5を参照して、負荷投入方法の処理フロー及び状態遷移と合わせて説明する。
尚、上記第1実施形態と重複する説明については割愛する場合がある。
[Second Embodiment]
Next, the detailed configuration of the turbocharged engine 100 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 together with the processing flow and state transition of the load application method.
In addition, about the description which overlaps with the said 1st Embodiment, it may omit.

ECU40は、上記第1実施形態と同様に、エンジン本体26を起動させ(図4の#01)、続いて回転速度維持制御を実行する(図4の#02)。
次に、ECU40が機能する過給制御手段41は、部分負荷投入指令があると、当該投入指令に基づいて行われるエンジン本体26への部分負荷Q1の投入時に、ウエストゲート開放処理を実行する(図4の#03、#04−1)。
説明を加えると、部分負荷Q1の投入が行われる直前、即ち、エンジン出力が略0の出力である無負荷状態において、図5の#04のタイミングで、過給制御手段41は、第1タービン1bをバイパスするウエストゲート路62に設けられたウエストゲート弁63の開度を、閉塞側の開度W1(約0%)から全開(100%)の開度W3に変化させる形態で、ウエストゲート弁63を開放させ、排気行程におけるポンピングロスが低減される。
Similar to the first embodiment, the ECU 40 starts the engine body 26 (# 01 in FIG. 4), and then executes rotation speed maintenance control (# 02 in FIG. 4).
Next, when there is a partial load input command, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions executes a wastegate opening process when the partial load Q1 is input to the engine body 26 based on the input command ( # 03, # 04-1 in FIG.
In other words, just before the partial load Q1 is turned on, that is, in the no-load state where the engine output is substantially zero, the supercharging control means 41 performs the first turbine at the timing of # 04 in FIG. By changing the opening degree of the wastegate valve 63 provided in the wastegate path 62 that bypasses 1b from the closing side opening degree W1 (about 0%) to the fully open (100%) opening degree W3, The valve 63 is opened, and the pumping loss in the exhaust stroke is reduced.

また、ウエストゲート開放処理による第1過給機1の回転速度の低下に合わせてスロットル弁24の開度が、開度S1からそれよりも若干大きい開度S2’に拡大されて、エンジン出力の変動が抑制される。
尚、本実施形態では、ウエストゲート開放処理(図4の#04−1)において、ウエストゲート弁63の開度を、上記第1実施形態での開度W2(約50%)よりも大きい開度W3(約100%)に拡大しているため、スロットル弁24の開度も、上記第1実施形態での開度S2よりも大きい開度S2’に拡大されることになる。
Moreover, the opening degree of the throttle valve 24 is expanded from the opening degree S1 to a slightly larger opening degree S2 ′ in accordance with the decrease in the rotational speed of the first supercharger 1 due to the wastegate opening process. Variation is suppressed.
In the present embodiment, in the wastegate opening process (# 04-1 in FIG. 4), the opening degree of the wastegate valve 63 is opened larger than the opening degree W2 (about 50%) in the first embodiment. Since the angle is expanded to the degree W3 (about 100%), the opening degree of the throttle valve 24 is also enlarged to the opening degree S2 ′ larger than the opening degree S2 in the first embodiment.

更に、ECU40が機能する過給制御手段41は、上記ウエストゲート開放処理(図4の#04−1)と同時に、吸気バイパス弁61を開放状態に維持するバイパス開放処理(図4の#04−2)を実行して、吸気行程におけるポンピングロスを低減する。   Further, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions simultaneously with the waste gate opening process (# 04-1 in FIG. 4), the bypass opening process (# 04- in FIG. 4) for maintaining the intake bypass valve 61 in the open state. 2) is executed to reduce the pumping loss in the intake stroke.

そして、ECU40は、ウエストゲート開放処理及びバイパス開放処理が実行され、ポンピングロスが低減されている状態で、部分負荷Q1(例えば定格負荷(100%負荷)に対して40%の負荷)の投入を実行する(図4の#05)。   Then, the ECU 40 executes the wastegate opening process and the bypass opening process, and inputs the partial load Q1 (for example, a load of 40% with respect to the rated load (100% load)) while the pumping loss is reduced. Execute (# 05 in FIG. 4).

ECU40が機能する過給制御手段41は、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入後において、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持されることを待たずに、その前の段階で、ウエストゲート閉塞処理を実行する(図4の#06−1)。
説明を加えると、部分負荷Q1の投入に伴ってスロットル弁24の開度が全開の開度S5に到達した時点で、部分負荷Q1の投入が完了したと判定して、図5の#06のタイミングで、過給制御手段41は、ウエストゲート路62に設けられたウエストゲート弁63の開度を、開放側の開度W3からその開度よりも小さい閉塞側の開度W1(略0%)に変化させる形態で、ウエストゲート弁63を閉塞させる。
更に、ECU40が機能する過給制御手段41は、上記ウエストゲート閉塞処理(図4の#06−1)と同時に、吸気バイパス弁61を閉塞状態に維持するバイパス閉塞処理(図4の#06−2)を実行して、第1過給機1による混合気Mの過給を行える状態とする。
The supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions does not wait for the engine rotational speed to be maintained at the target rotational speed Rt after the partial load Q1 is applied to the engine body 26. The blocking process is executed (# 06-1 in FIG. 4).
In other words, when the opening of the throttle valve 24 reaches the fully open opening S5 as the partial load Q1 is turned on, it is determined that the partial load Q1 has been turned on. At the timing, the supercharging control means 41 changes the opening degree of the waste gate valve 63 provided in the waste gate path 62 from the opening degree W3 on the closing side to the closing side opening degree W1 (substantially 0%). ), The waste gate valve 63 is closed.
Further, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions simultaneously with the waste gate closing process (# 06-1 in FIG. 4), the bypass closing process (# 06 in FIG. 4) for maintaining the intake bypass valve 61 in the closed state. 2) is executed, and the mixture M is supercharged by the first supercharger 1.

すると、ウエストゲート路62における排ガスEの通流が禁止された状態となるので、第1タービン1bの出口側圧力(略大気圧)に対して入口側圧力(排気圧力)が大きくなって第1タービン1bの回転速度が上昇し、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮が十分に行われるようになり、結果、エンジン回転速度が迅速に目標回転速度Rtへ復帰し、併せてエンジン効率を向上して一層安定した運転状態が維持されることになる。
また、ウエストゲート閉塞処理による第1過給機1の回転速度の上昇に合わせてスロットル弁24の開度が、開度S5からそれよりも小さい開度S3に縮小されて、エンジン出力の変動が抑制される。
Then, the flow of the exhaust gas E in the waste gate path 62 is prohibited, so that the inlet side pressure (exhaust pressure) becomes larger than the outlet side pressure (substantially atmospheric pressure) of the first turbine 1b. The rotational speed of the turbine 1b increases, and the air-fuel mixture M is sufficiently compressed by the first compressor 1a. As a result, the engine rotational speed quickly returns to the target rotational speed Rt, and the engine efficiency is improved. Thus, a more stable operating state is maintained.
Further, the opening degree of the throttle valve 24 is reduced from the opening degree S5 to an opening degree S3 smaller than the opening degree S5 in accordance with the increase in the rotational speed of the first supercharger 1 due to the wastegate closing process, and the fluctuation of the engine output is changed. It is suppressed.

〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態のターボ過給式エンジン100の詳細構成について、図6〜図10を参照して、負荷投入方法の処理フロー及び状態遷移と合わせて説明する。
尚、上記第1及び第2実施形態と重複する説明については割愛する場合がある。
[Third Embodiment]
Next, the detailed configuration of the turbocharged engine 100 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 10 together with the processing flow and state transition of the load application method.
In addition, about the description which overlaps with the said 1st and 2nd embodiment, it may omit.

ECU40は、上記第1及び第2実施形態と同様に、エンジン本体26を起動させ(図6の#01)、続いて回転速度維持制御を実行する(図6の#02)。
次に、ECU40が機能する過給制御手段41は、上記第1及び第2実施形態と同様に、部分負荷投入指令があると、当該投入指令に基づいて行われるエンジン本体26への部分負荷Q1の投入が行われる直前において、ウエストゲート開放処理を実行し(図6の#03、#04−1、図8の#04)、それと同時に、吸気バイパス弁61を開放状態に維持するバイパス開放処理(図6の#04−2、図8の#04)を実行する。
そして、ECU40は、ウエストゲート開放処理及びバイパス開放処理が実行され、ポンピングロスが低減されている状態で、部分負荷Q1(例えば定格負荷(100%負荷)に対して40%の負荷)の投入を実行する(図6及び図8の#05)。
すると、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入に伴って、回転速度維持手段42が、エンジン出力を上昇させてエンジン本体26の回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、燃料供給量調整弁13の弁開度を増加させて燃料ガスFの供給量を増加させる。更に、この燃料供給量調整弁13の開度増加に伴って、空燃比制御手段43が、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁24の開度を、例えば最も大きい100%開度である開度S5に拡大する。
The ECU 40 activates the engine main body 26 (# 01 in FIG. 6), and then executes the rotation speed maintenance control (# 02 in FIG. 6), as in the first and second embodiments.
Next, as in the first and second embodiments, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions has a partial load Q1 applied to the engine body 26 based on the charging instruction when there is a partial load charging command. The waste gate opening process is executed immediately before the injection of the engine (# 03, # 04-1, FIG. 8, # 04 in FIG. 6), and at the same time, the bypass opening process for maintaining the intake bypass valve 61 in the open state. (# 04-2 in FIG. 6 and # 04 in FIG. 8) are executed.
Then, the ECU 40 executes the wastegate opening process and the bypass opening process, and inputs the partial load Q1 (for example, a load of 40% with respect to the rated load (100% load)) while the pumping loss is reduced. Execute (# 05 in FIGS. 6 and 8).
Then, as the partial load Q1 is supplied to the engine body 26, the rotation speed maintaining means 42 increases the engine output and maintains the rotation speed of the engine body 26. The amount of fuel gas F supplied is increased by increasing the valve opening 13. Further, as the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 increases, the air / fuel ratio control means 43 supplies air to maintain the air / fuel ratio of the mixture M sucked into the combustion chamber 26a at a desired air / fuel ratio. In order to increase the amount, the opening degree of the throttle valve 24 is increased to, for example, the opening degree S5 which is the largest 100% opening degree.

しかし、スロットル弁24の開度が全開状態になったとしても、ウエストゲート開放処理により第1過給機1の回転速度が低下した状態では、エンジン出力が不足して、エンジン本体26の回転速度が目標回転速度Rtに対して大幅(例えば100rpm程度)に低下する場合がある。
そこで、ECU40は、部分負荷の投入(図6及び図8の#05)後、且つ、ウエストゲート閉塞処理の実行(図6の#06−1、図8の#06)前に、エンジン本体26の出力不足が発生した場合に、後述する所定の補正処理(図6の#05−1)を実行する補正手段として機能する。そして、この補正処理を実行することで、スロットル弁24の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体26の出力不足が解消されて、エンジン本体26の回転速度が目標回転速度Rtに維持される。
以下、この補正処理の詳細について、図7に基づいて説明を加える。
However, even if the opening degree of the throttle valve 24 is fully opened, the engine output is insufficient and the rotational speed of the engine body 26 is insufficient in the state where the rotational speed of the first supercharger 1 is reduced due to the wastegate opening process. May significantly decrease (for example, about 100 rpm) with respect to the target rotation speed Rt.
Therefore, the ECU 40 performs the engine main body 26 after applying the partial load (# 05 in FIGS. 6 and 8) and before executing the wastegate closing process (# 06-1 in FIG. 6 and # 06 in FIG. 8). Functions as a correcting means for executing a predetermined correction process (# 05-1 in FIG. 6) described later. By executing this correction processing, the output shortage of the engine body 26 is resolved without relying on the increase in the opening of the throttle valve 24, and the rotation speed of the engine body 26 is maintained at the target rotation speed Rt.
Hereinafter, details of the correction processing will be described with reference to FIG.

この補正処理では、先ず、目標回転速度Rtに対するエンジン本体26の回転速度の偏差(以下「回転速度偏差」と呼ぶ。)が、所定の基準値ΔRt(例えば100rpm程度)を超えたか否かが判定される(図7の#11)。
そして、回転速度偏差が基準値ΔRtを超えた場合には、ウエストゲート弁63の開度が、開度W3(約100%)からそれよりも小さい開度W2(約50%)に変化させる形態で縮小される(図7及び図8の#12−1)。
更に、このようにウエストゲート弁63の開度の縮小(図7及び図8の#12−1)と同時に、吸気バイパス弁61の開度についても開度I3(約100%)からそれよりも小さい開度I2(約50%)に変化させる形態で縮小される(図7及び図8の#12−2)。
すると、ウエストゲート路62における排ガスEの通流が制限され(絞られ)、第1タービン1bの出口側圧力(略大気圧)に対して入口側圧力(排気圧力)が大きくなって第1タービン1bの回転速度がある程度上昇する。そして、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮がある程度行われるようになり、結果、エンジン出力が適度に増加することになる。
In this correction processing, first, it is determined whether or not the deviation of the rotational speed of the engine body 26 from the target rotational speed Rt (hereinafter referred to as “rotational speed deviation”) exceeds a predetermined reference value ΔRt (for example, about 100 rpm). (# 11 in FIG. 7).
When the rotational speed deviation exceeds the reference value ΔRt, the opening degree of the waste gate valve 63 is changed from the opening degree W3 (about 100%) to a smaller opening degree W2 (about 50%). (# 12-1 in FIGS. 7 and 8).
Further, at the same time as the opening degree of the wastegate valve 63 is reduced (# 12-1 in FIGS. 7 and 8), the opening degree of the intake bypass valve 61 is also increased from the opening degree I3 (about 100%) to that. It is reduced in such a manner that it is changed to a small opening I2 (about 50%) (# 12-2 in FIGS. 7 and 8).
Then, the flow of the exhaust gas E in the waste gate path 62 is restricted (squeezed), and the inlet side pressure (exhaust pressure) becomes larger than the outlet side pressure (substantially atmospheric pressure) of the first turbine 1b, and the first turbine. The rotational speed of 1b increases to some extent. Then, the air-fuel mixture M is compressed to some extent by the first compressor 1a, and as a result, the engine output increases moderately.

尚、図6において、バイパス開放処理(#04−2)やバイパス閉塞処理(#06−2)が行われない場合には、図7における補正処理において、吸気バイパス弁61の開度の縮小処理(#12−2)は省略されることになる。   In FIG. 6, when the bypass opening process (# 04-2) and the bypass closing process (# 06-2) are not performed, the opening degree reduction process of the intake bypass valve 61 is performed in the correction process in FIG. (# 12-2) will be omitted.

更に、このウエストゲート弁63の開度の縮小(図7及び図8の#12−1)並びに吸気バイパス弁61の開度の縮小(図7及び図8の#12−2)と同時に、燃料供給量調整弁13の開度が所定量拡大されることで、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空気比がλ0(例えば1.8程度)からλ1(例えば1.2程度)に変化する形態で、当該混合気Mの空燃比が燃料リッチ側に補正される(図7及び図8の#12−3)。
すると、1サイクルあたりの燃焼室26aへの燃料投入量が増加し、結果、エンジン出力が適度に増加することによる。
そして、このような補正処理が実行されてエンジン出力が増加することで、エンジン本体26の出力不足が解消されて、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持されることになる。
Further, simultaneously with the reduction of the opening degree of the waste gate valve 63 (# 12-1 in FIGS. 7 and 8) and the reduction of the opening degree of the intake bypass valve 61 (# 12-2 in FIGS. 7 and 8), the fuel By increasing the opening of the supply amount adjusting valve 13 by a predetermined amount, the air ratio of the air-fuel mixture M sucked into the combustion chamber 26a changes from λ0 (for example, about 1.8) to λ1 (for example, about 1.2). In this manner, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture M is corrected to the fuel rich side (# 12-3 in FIGS. 7 and 8).
Then, the amount of fuel input to the combustion chamber 26a per cycle increases, and as a result, the engine output increases moderately.
Then, by executing such correction processing and increasing the engine output, the shortage of output of the engine body 26 is resolved, and the engine rotation speed is maintained at the target rotation speed Rt.

このような補正処理(図6の#05−1)の実行後において、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持された段階で、ウエストゲート閉塞処理(図6の#06−1)を実行した後に、バイパス閉塞処理(図6の#06−2)を実行する。
即ち、部分負荷Q1を投入(図6の#05)した後において、吸気バイパス弁61が開放状態で維持されて吸気バイパス路60における混合気Mの通流が許容され、第1コンプレッサ1aに圧縮負荷がかからない状態で、ウエストゲート弁63が閉塞されて、ウエストゲート路62における排ガスEの通流が禁止された状態となり、第1タービン1bの回転動力が増加されることになる。すると、第1過給機1の回転速度が一時的に高くなる。その後、第1過給機1の回転速度が高い状態で、吸気バイパス弁61が閉塞されて、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮を開始されるので、過給圧力が迅速に上昇することになり、部分負荷Q1に続く第2負荷Q2の投入に備えられる。
After execution of such correction processing (# 05-1 in FIG. 6), wastegate closing processing (# 06-1 in FIG. 6) was executed at the stage where the engine rotation speed was maintained at the target rotation speed Rt. Later, bypass block processing (# 06-2 in FIG. 6) is executed.
That is, after the partial load Q1 is turned on (# 05 in FIG. 6), the intake bypass valve 61 is maintained in an open state to allow the air-fuel mixture M to flow through the intake bypass passage 60 and be compressed by the first compressor 1a. In a state where no load is applied, the waste gate valve 63 is closed, and the exhaust gas E is prevented from flowing through the waste gate path 62, and the rotational power of the first turbine 1b is increased. Then, the rotation speed of the first supercharger 1 temporarily increases. Thereafter, the intake bypass valve 61 is closed while the rotation speed of the first supercharger 1 is high, and the compression of the air-fuel mixture M by the first compressor 1a is started, so that the supercharging pressure rises quickly. To prepare for the input of the second load Q2 following the partial load Q1.

尚、本第3実施形態では、補正処理(図6の#05−1)において、ウエストゲート弁63の開度の縮小処理(図7及び図8の#12−1)と、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比の燃料リッチ側への補正処理(図7及び図8の#12−3)との両方を行うように構成したが、別に、これら処理の何れか一方のみを行うように構成しても構わない。
また、図8においては、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比の燃料リッチ側への補正処理(#12−3)を、ウエストゲート弁63の開度の縮小処理(図7及び図8の#12−1)よりも早い段階で開始するようにしたが、これら処理を同時に又は逆の順序で行っても構わない。
In the third embodiment, in the correction process (# 05-1 in FIG. 6), the opening degree reduction process (# 12-1 in FIGS. 7 and 8) of the wastegate valve 63 and the combustion chamber 26a are performed. Although it is configured to perform both the correction process (# 12-3 in FIGS. 7 and 8) of the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture M to the fuel rich side, only one of these processes is performed separately. You may comprise so that it may perform.
Further, in FIG. 8, the correction process (# 12-3) of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture M sucked into the combustion chamber 26a to the fuel rich side (# 12-3) is reduced to the opening degree of the wastegate valve 63 (FIGS. Although the process is started at an earlier stage than # 12-1) in FIG. 8, these processes may be performed simultaneously or in the reverse order.

〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態のターボ過給式エンジン100の詳細構成について、負荷投入方法の処理フロー及び状態遷移と共に、図9及び図10に基づいて説明する。
ECU40は、エンジン本体26への起動指令があると、当該起動指令に基づいて、燃料供給量調整弁13の開度調整等を行いながら、エンジン本体26を起動させる(図9の♯01)。
その後、ECU40が機能する回転速度維持手段42は、回転速度センサ51にて計測されるエンジン本体26の回転速度に基づいて、エンジン本体26の回転速度が一定の目標回転速度となるように、燃料供給量調整弁13の開度を制御する回転速度維持制御を実行する(図9の♯02)。尚、ECU40は、エンジン本体26が起動されている間、当該回転速度維持制御を実行し続ける。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the detailed configuration of the turbocharged engine 100 of the fourth embodiment will be described based on FIGS. 9 and 10 together with the processing flow and state transition of the load application method.
When there is a start command to the engine main body 26, the ECU 40 starts the engine main body 26 while adjusting the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 based on the start command (# 01 in FIG. 9).
Thereafter, the rotational speed maintaining means 42 that the ECU 40 functions is based on the rotational speed of the engine body 26 measured by the rotational speed sensor 51 so that the rotational speed of the engine body 26 becomes a constant target rotational speed. Rotational speed maintenance control for controlling the opening of the supply amount adjusting valve 13 is executed (# 02 in FIG. 9). The ECU 40 continues to execute the rotation speed maintenance control while the engine body 26 is activated.

次に、ECU40が機能する過給制御手段41は、部分負荷投入指令があると、当該部分負荷投入指令に基づいて行われるエンジン本体26への部分負荷の投入時に、バイパス開放処理を実行する(図9の♯03、04)。
説明を加えると、部分負荷投入が行われる直前、即ち、エンジン出力が略0である無負荷状態において、図10の♯04のタイミングで、過給制御手段41は、第1コンプレッサ1aをバイパスする吸気バイパス路60に設けられた吸気バイパス弁61の開度を、閉塞側の開度B1(略0%)からその開度よりも大きい開放側の開度B2に変化させる形態で、吸気バイパス弁61を開放させる。
すると、吸気バイパス路60における混合気Mの通流が許容された状態となるので、過給圧力がバイパス開放処理前の圧力P2からそれよりも低い圧力P1に低下することにより、第1コンプレッサ1aの入口側圧力(略大気圧)に対する出口側圧力(言い換えれば過給圧力)の圧力差が小さくなって、第1コンプレッサ1aの回転負荷が低減され、結果、過給機の回転速度がパイパス処理前の回転速度T1からそれよりも大きい回転速度T2に上昇した状態になる。
また、上記のようなバイパス開放処理による過給圧力の低下に伴うエンジン出力の変動(低下)を抑制するために、吸気バイパス弁61の開放に合わせてスロットル弁24の開度が若干拡大されて、当該スロットル弁24の出口側圧力、言い換えれば燃焼室26aへの吸気圧力が一定に維持されることになる。
Next, when there is a partial load input command, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions executes a bypass opening process when a partial load is applied to the engine body 26 based on the partial load input command ( # 03, 04 in FIG.
In other words, the supercharging control means 41 bypasses the first compressor 1a at the timing of # 04 in FIG. 10 immediately before the partial load is input, that is, in the no-load state where the engine output is substantially zero. In the form of changing the opening degree of the intake bypass valve 61 provided in the intake bypass path 60 from the closing side opening degree B1 (substantially 0%) to the opening side opening degree B2 larger than the opening degree. 61 is opened.
Then, since the flow of the air-fuel mixture M in the intake bypass passage 60 is allowed, the supercharging pressure is reduced from the pressure P2 before the bypass opening process to the pressure P1 lower than that, thereby the first compressor 1a. The pressure difference of the outlet side pressure (in other words, the supercharging pressure) with respect to the inlet side pressure (substantially atmospheric pressure) of the engine becomes small, the rotational load of the first compressor 1a is reduced, and as a result, the rotational speed of the supercharger is reduced by the bypass process. It will be in the state which rose from the previous rotational speed T1 to the larger rotational speed T2.
In addition, in order to suppress the fluctuation (decrease) in the engine output accompanying the decrease in the supercharging pressure due to the bypass opening process as described above, the opening of the throttle valve 24 is slightly expanded in accordance with the opening of the intake bypass valve 61. Thus, the outlet side pressure of the throttle valve 24, in other words, the intake pressure to the combustion chamber 26a is maintained constant.

そして、ECU40は、バイパス開放処理が実行され、第1過給機1の回転速度が上昇している状態で、部分負荷投入を実行する。即ち、エンジン本体26の回転動力にて非常用発電機28を、回転駆動し始める(図9の♯05)。
このとき、第1過給機1は、図10に示すように、部分負荷投入(図9の♯05)のタイミングにて、回転速度が高い状態で駆動しており、負荷への応答性が高くなっているので、投入された部分負荷に対して、その回転速度を良好に追従させる。結果、エンジン本体26では、部分負荷投入に追従して適切に混合気Mが供給されることとなり、部分負荷が投入された後に、大幅に回転速度を落としてストールに陥ることが防止される。
尚、このバイパス開放処理により拡大される吸気バイパス弁61の開度B2は、部分負荷投入前後の吸気バイパス路60における混合気Mの流量の変化や燃焼室26aに対する混合気Mの吸気量の変化に応じて適宜設定される。
Then, the ECU 40 executes the partial load in a state where the bypass opening process is executed and the rotation speed of the first supercharger 1 is increasing. That is, the emergency generator 28 starts to rotate with the rotational power of the engine body 26 (# 05 in FIG. 9).
At this time, as shown in FIG. 10, the first supercharger 1 is driven at a high rotational speed at the timing of partial load application (# 05 in FIG. 9), and the responsiveness to the load is high. Since it becomes high, the rotational speed is made to follow well with respect to the input partial load. As a result, in the engine main body 26, the air-fuel mixture M is appropriately supplied following the partial load application, and after the partial load is applied, it is possible to prevent the rotation speed from being greatly reduced and falling into a stall.
Note that the opening degree B2 of the intake bypass valve 61 expanded by the bypass opening process is a change in the flow rate of the mixture M in the intake bypass passage 60 before and after the partial load is applied and a change in the intake amount of the mixture M with respect to the combustion chamber 26a. It is set appropriately according to

エンジン本体26への部分負荷の投入に伴って、回転速度維持手段42が、エンジン出力を上昇させてエンジン本体26の回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、燃料供給量調整弁13の弁開度を増加させて燃料ガスFの供給量を増加させる。更に、この燃料供給量調整弁13の開度増加に伴って、空燃比制御手段43が、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁24の開度を拡大させることになる。   When the rotational speed maintaining means 42 increases the engine output and maintains the rotational speed of the engine body 26 as the partial load is applied to the engine body 26, the valve of the fuel supply amount adjustment valve 13 The amount of fuel gas F supplied is increased by increasing the opening. Further, as the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 increases, the air / fuel ratio control means 43 supplies air to maintain the air / fuel ratio of the mixture M sucked into the combustion chamber 26a at a desired air / fuel ratio. In order to increase the amount, the opening degree of the throttle valve 24 is increased.

一方、上記バイパス開放処理(#04)が実行されて第1コンプレッサ1aの回転速度が上昇した状態になると、第1コンプレッサ1aの出口側からその下流側に向けて混合気Mが比較的高速で吐出される状態になる。
よって、この状態にてエンジン本体26への部分負荷が投入されて第1コンプレッサ1aの下流側に配置されたスロットル弁24の開度が拡大されると、そのスロットル弁24の拡大直後には、高速で吐出された混合気Mがその強い慣性力で燃焼室26aに充填されることになる。
On the other hand, when the bypass opening process (# 04) is executed and the rotational speed of the first compressor 1a is increased, the air-fuel mixture M becomes relatively high from the outlet side of the first compressor 1a toward the downstream side. It will be in the state where it is discharged.
Therefore, in this state, when a partial load is applied to the engine body 26 and the opening of the throttle valve 24 disposed on the downstream side of the first compressor 1a is expanded, immediately after the throttle valve 24 is expanded, The air-fuel mixture M discharged at a high speed fills the combustion chamber 26a with its strong inertia force.

ECU40が機能する過給制御手段41は、エンジン本体26への部分負荷の投入後に、バイパス閉塞処理を実行する(図9の♯06)。
説明を加えると、部分負荷の投入後が開始されてから、部分負荷投入時間が経過すると、部分負荷投入が完了したと判定して、図10の♯06のタイミングで、過給制御手段41は、吸気バイパス路60に設けられた吸気バイパス弁61の開度を、開放側の開度B2からその開度よりも小さい閉塞側の開度B1(略0%)に変化させる形態で、吸気バイパス弁61を閉塞させる。
すると、吸気バイパス路60における混合気Mの通流が禁止された状態となるので、第1コンプレッサ1aの入口側圧力に対する出口側圧力(過給圧力)の圧力差が大きくなって、過給圧力がバイパス開放処理前の圧力P2よりも高い圧力P3まで上昇して、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮が十分に行われるようになり、結果、エンジン効率を向上して一層安定した運転状態が維持されることになる。
The supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions performs a bypass closing process after the partial load is applied to the engine body 26 (# 06 in FIG. 9).
In other words, when the partial load application time has elapsed since the start of the partial load application, it is determined that the partial load application has been completed, and the supercharging control means 41 determines at timing # 06 in FIG. The intake air bypass valve 61 provided in the intake air bypass passage 60 is changed from the opening degree B2 on the opening side to the opening degree B1 (substantially 0%) on the closing side smaller than the opening degree. The valve 61 is closed.
Then, since the flow of the air-fuel mixture M in the intake bypass passage 60 is prohibited, the pressure difference between the outlet side pressure (supercharging pressure) and the inlet side pressure of the first compressor 1a becomes large, and the supercharging pressure is increased. Increases to a pressure P3 higher than the pressure P2 before the bypass opening process, and the air-fuel mixture M is sufficiently compressed by the first compressor 1a. As a result, the engine efficiency is improved and the operation state is further stabilized. Will be maintained.

更に、過給制御手段41は、このバイパス閉塞処理において、吸気バイパス弁61の開度をエンジン出力の上昇に伴って所定の上昇率で漸次縮小させる。
すると、吸気バイパス弁61の閉塞による第1コンプレッサ1aの回転負荷の増加に合わせて、エンジン出力の増加により第1タービン1bに供給される排ガスEの排気エネルギーが増加することになる。よって、部分負荷投入後においても、第1過給機1の回転速度を高い状態で維持することができ、吸気バイパス弁61の急な閉塞によるエンジン効率の低下やストールが回避される。
そして、ECU40は、バイパス開放処理及びバイパス閉塞処理の実行と同時に、エンジン出力を定格出力Q2まで上昇させる(♯07)。
また、上記のようなバイパス閉塞処理による過給圧力の上昇に伴うエンジン出力の変動(上昇)を抑制するために、吸気バイパス弁61の閉塞に合わせてスロットル弁24の開度が若干縮小されて、当該スロットル弁24の出口側圧力、言い換えれば燃焼室26aへの吸気圧力が一定に維持されることになる。
Further, in this bypass closing process, the supercharging control means 41 gradually reduces the opening degree of the intake bypass valve 61 at a predetermined increase rate as the engine output increases.
Then, the exhaust energy of the exhaust gas E supplied to the first turbine 1b increases due to the increase in the engine output in accordance with the increase in the rotational load of the first compressor 1a due to the blockage of the intake bypass valve 61. Therefore, even after the partial load is applied, the rotational speed of the first supercharger 1 can be maintained at a high level, and a decrease in engine efficiency and a stall due to a sudden blockage of the intake bypass valve 61 are avoided.
Then, the ECU 40 increases the engine output to the rated output Q2 simultaneously with the execution of the bypass opening process and the bypass closing process (# 07).
Further, in order to suppress the fluctuation (rise) of the engine output accompanying the increase of the supercharging pressure due to the bypass closing process as described above, the opening degree of the throttle valve 24 is slightly reduced in accordance with the closing of the intake bypass valve 61. Thus, the outlet side pressure of the throttle valve 24, in other words, the intake pressure to the combustion chamber 26a is maintained constant.

〔第5実施形態〕
以下、第5実施形態のターボ過給式エンジン100の詳細構成について、図11〜図13を参照して、負荷投入方法の処理フロー及び状態遷移状態と合わせて説明する。
尚、上記第4実施形態と重複する説明については割愛する場合がある。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, the detailed configuration of the turbocharged engine 100 of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13 together with the processing flow and state transition state of the load application method.
In addition, about the description which overlaps with the said 4th Embodiment, it may omit.

ECU40は、上記第4実施形態と同様に、エンジン本体26を起動させ(図11の#01)、続いて回転速度維持制御を実行する(図11の#02)。
次に、ECU40が機能する過給制御手段41は、部分負荷投入指令があると、当該投入指令に基づいて行われるエンジン本体26への部分負荷Q1の投入が行われる直前において、バイパス開放処理を実行する(図11の#03、図11及び図13の#04)。
説明を加えると、部分負荷Q1の投入が行われる直前、即ち、エンジン出力が略0の出力である無負荷状態において、図13の#04のタイミングで、過給制御手段41は、第1コンプレッサ1aをバイパスする吸気バイパス路60に設けられた吸気バイパス弁61の開度を、閉塞側の開度I1(約0%)から全開(100%)の開度I3に変化させる形態で、吸気バイパス弁61を開放させ、吸気行程におけるポンピングロスを低減する。
また、バイパス開放処理による過給圧力の低下に合わせてスロットル弁24の開度が、開度S1からそれよりも若干大きい開度S2に拡大されて、エンジン出力の変動が抑制される。
As in the fourth embodiment, the ECU 40 starts the engine body 26 (# 01 in FIG. 11), and then executes rotational speed maintenance control (# 02 in FIG. 11).
Next, when there is a partial load input command, the supercharging control means 41 in which the ECU 40 functions performs a bypass opening process immediately before the partial load Q1 is input to the engine body 26 performed based on the input command. This is executed (# 03 in FIG. 11, # 04 in FIGS. 11 and 13).
In other words, just before the partial load Q1 is turned on, that is, in the no-load state where the engine output is substantially zero, the supercharging control means 41 performs the first compressor at the timing of # 04 in FIG. In the form of changing the opening degree of the intake bypass valve 61 provided in the intake bypass path 60 bypassing 1a from the closing side opening degree I1 (about 0%) to the fully opening degree (100%) opening degree I3. The valve 61 is opened to reduce the pumping loss in the intake stroke.
Further, the opening of the throttle valve 24 is expanded from the opening S1 to a slightly larger opening S2 in accordance with the decrease in the supercharging pressure due to the bypass opening process, and the fluctuation of the engine output is suppressed.

そして、ECU40は、バイパス開放処理が実行され、第1過給機1の回転速度が上昇している状態で、部分負荷Q1(例えば定格負荷(100%負荷)に対して40%の負荷)の投入を実行する(図11及び図13の#05)。
すると、エンジン本体26への部分負荷Q1の投入に伴って、回転速度維持手段42が、エンジン出力を上昇させてエンジン本体26の回転速度を維持する維持制御を実行するにあたり、燃料供給量調整弁13の弁開度を増加させて燃料ガスFの供給量を増加させる。更に、この燃料供給量調整弁13の開度増加に伴って、空燃比制御手段43が、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比を所望の空燃比に維持するために、空気供給量を増加させるべくスロットル弁24の開度を、例えば最も大きい100%開度である開度S5に拡大する。
Then, the ECU 40 performs a bypass opening process and the partial load Q1 (for example, a load of 40% with respect to the rated load (100% load)) while the rotation speed of the first supercharger 1 is increasing. The charging is executed (# 05 in FIGS. 11 and 13).
Then, as the partial load Q1 is supplied to the engine body 26, the rotation speed maintaining means 42 increases the engine output and maintains the rotation speed of the engine body 26. The amount of fuel gas F supplied is increased by increasing the valve opening 13. Further, as the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 increases, the air / fuel ratio control means 43 supplies air to maintain the air / fuel ratio of the mixture M sucked into the combustion chamber 26a at a desired air / fuel ratio. In order to increase the amount, the opening degree of the throttle valve 24 is increased to, for example, the opening degree S5 which is the largest 100% opening degree.

しかし、スロットル弁24の開度が全開状態になったとしても、バイパス開放処理により過給圧力が低下した状態では、エンジン出力が不足して、エンジン本体26の回転速度が目標回転速度Rtに対して大幅(例えば100rpm程度)に低下する場合がある。
そこで、ECU40は、部分負荷の投入(図11及び図13の#05)後、且つ、バイパス閉塞処理の実行(図11の#06)前に、エンジン本体26の出力不足が発生した場合に、後述する所定の補正処理(図11の#05−1)を実行する補正手段として機能する。そして、この補正処理を実行することで、スロットル弁24の開度の拡大に頼ることなくエンジン本体26の出力不足が解消されて、エンジン本体26の回転速度が目標回転速度Rtに維持される。
以下、この補正処理の詳細について、図12に基づいて説明を加える。
However, even if the opening degree of the throttle valve 24 is fully opened, the engine output is insufficient and the rotational speed of the engine body 26 is less than the target rotational speed Rt when the boost pressure is reduced by the bypass opening process. In some cases (for example, about 100 rpm).
Therefore, when the output of the engine body 26 is insufficient after the partial load is input (# 05 in FIGS. 11 and 13) and before the bypass closing process is executed (# 06 in FIG. 11), the ECU 40 It functions as a correction means for executing a predetermined correction process (# 05-1 in FIG. 11) described later. By executing this correction processing, the output shortage of the engine body 26 is resolved without relying on the increase in the opening of the throttle valve 24, and the rotation speed of the engine body 26 is maintained at the target rotation speed Rt.
Hereinafter, the details of the correction processing will be described with reference to FIG.

この補正処理では、先ず、目標回転速度Rtに対するエンジン本体26の回転速度の偏差(以下「回転速度偏差」と呼ぶ。)が、所定の基準値ΔRt(例えば100rpm程度)を超えたか否かが判定される(図12の#11)。
そして、回転速度偏差が基準値ΔRtを超えた場合には、吸気バイパス弁61の開度が、開度I3(約100%)からそれよりも小さい開度I2(約50%)に変化させる形態で縮小される(図12及び図13の#12−1)。
すると、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮がある程度行われるようになり、結果、エンジン出力が適度に増加することになる。
In this correction processing, first, it is determined whether or not the deviation of the rotational speed of the engine body 26 from the target rotational speed Rt (hereinafter referred to as “rotational speed deviation”) exceeds a predetermined reference value ΔRt (for example, about 100 rpm). (# 11 in FIG. 12).
When the rotational speed deviation exceeds the reference value ΔRt, the opening degree of the intake bypass valve 61 is changed from the opening degree I3 (about 100%) to a smaller opening degree I2 (about 50%). (# 12-1 in FIGS. 12 and 13).
Then, the air-fuel mixture M is compressed to some extent by the first compressor 1a, and as a result, the engine output increases moderately.

更に、この吸気バイパス弁61の開度の縮小(図12及び図13の#12−1)と同時に、燃料供給量調整弁13の開度が所定量拡大されることで、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空気比がλ0(例えば1.8程度)からλ1(例えば1.2程度)に変化する形態で、当該混合気Mの空燃比が燃料リッチ側に補正される(図12及び図13の#12−2)。
すると、1サイクルあたりの燃焼室26aへの燃料投入量が増加し、結果、エンジン出力が適度に増加することによる。
そして、このような補正処理が実行されてエンジン出力が増加することで、エンジン本体26の出力不足が解消されて、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持されることになる。
Further, simultaneously with the reduction of the opening degree of the intake bypass valve 61 (# 12-1 in FIGS. 12 and 13), the opening degree of the fuel supply amount adjusting valve 13 is increased by a predetermined amount, whereby the intake air is introduced into the combustion chamber 26a. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture M is corrected to the fuel rich side in such a form that the air ratio of the air-fuel mixture M changes from λ0 (for example, about 1.8) to λ1 (for example, about 1.2) (FIG. 12). And # 12-2 in FIG.
Then, the amount of fuel input to the combustion chamber 26a per cycle increases, and as a result, the engine output increases moderately.
Then, by executing such correction processing and increasing the engine output, the shortage of output of the engine body 26 is resolved, and the engine rotation speed is maintained at the target rotation speed Rt.

このような補正処理(図11の#05−1)の実行後において、エンジン回転速度が目標回転速度Rtに維持された段階で、バイパス閉塞処理(図13の#06)を実行する。
即ち、部分負荷Q1を投入(図11の#05)した後において、第1過給機1の回転速度が高い状態で、吸気バイパス弁61が閉塞されて、第1コンプレッサ1aによる混合気Mの圧縮を開始されるので、過給圧力が迅速に上昇することになり、部分負荷Q1に続く第2負荷Q2の投入に備えられる。
After such correction processing (# 05-1 in FIG. 11) is executed, bypass closing processing (# 06 in FIG. 13) is executed when the engine speed is maintained at the target rotation speed Rt.
That is, after the partial load Q1 is input (# 05 in FIG. 11), the intake bypass valve 61 is closed while the rotational speed of the first supercharger 1 is high, and the mixture M by the first compressor 1a is blocked. Since the compression is started, the supercharging pressure rises quickly, and it is prepared for the input of the second load Q2 following the partial load Q1.

そして、このように部分負荷Q1の投入(図13の#05)及びバイパス閉塞処理(図13の#06)を実行した後に、部分負荷に続いて投入される残負荷Q2,Q3が投入される。尚、図13では、部分負荷Q1に続く残負荷を、第2負荷Q2及び第3負荷Q3に分けて段階的に投入する例を示している。
また、この残負荷Q2,Q3に際しては、吸気バイパス弁61は閉塞状態を維持しているため、負荷の投入に伴ってスロットル弁24の開度が漸次拡大することになる。具体的には、第2負荷Q2の投入に伴ってスロットル弁24の開度が開度S3からそれよりも大きい開度S4に拡大し、第3負荷Q3の投入に伴ってスロットル弁24の開度が開度S4からそれよりも大きい開度S5に拡大して略全開の状態となる。
Then, after executing the partial load Q1 (# 05 in FIG. 13) and the bypass closing process (# 06 in FIG. 13) in this way, the residual loads Q2 and Q3 that are input following the partial load are input. . Note that FIG. 13 shows an example in which the remaining load following the partial load Q1 is divided into a second load Q2 and a third load Q3 and is input stepwise.
In addition, during the remaining loads Q2 and Q3, since the intake bypass valve 61 is kept closed, the opening degree of the throttle valve 24 gradually increases as the load is applied. Specifically, as the second load Q2 is turned on, the opening of the throttle valve 24 increases from the opening S3 to a larger opening S4, and as the third load Q3 is turned on, the throttle valve 24 opens. The degree is increased from the opening degree S4 to the opening degree S5 which is larger than the opening degree S4.

尚、本第5実施形態では、図13において、燃焼室26aに吸気される混合気Mの空燃比の燃料リッチ側への補正処理(#12−2)を、吸気バイパス弁61の開度の縮小処理(図11及び図13の#12−1)よりも早い段階で開始するようにしたが、これら処理を同時に又は逆の順序で行っても構わない。   In the fifth embodiment, the correction process (# 12-2) of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture M sucked into the combustion chamber 26a to the fuel rich side in FIG. Although the process is started at an earlier stage than the reduction process (# 12-1 in FIGS. 11 and 13), these processes may be performed simultaneously or in the reverse order.

〔過給機の負荷割合と効率の関係〕
図14のグラフは、コンプレッサの負荷割合(横軸)と、過給機の効率(縦軸)との関係を示したものである。このグラフによると、負荷割合0.5付近までは、負荷割合が増加すると、過給機の効率も増加することが分かる。ここで、ある特定の部分負荷において(1)2つの過給機を用いて吸気圧力を発生させる場合と(2)おなじ吸気圧力を(1つの過給機をバイパスして)1つの過給機で発生させる場合とを比較する。(2)の状態で、1つの過給機の負荷割合が0.4の場合には、図14のグラフより、過給機効率は8ポイント%の増加となる。このとき(1)の場合を考えると、各々の過給機の負荷割合は0.2ずつとなるから、2つの過給機の効率はそれぞれ5ポイント%の増加に留まる。以上の検討から、特定の部分負荷においては、過給機2段(第1過給機1および第2過給機2)にて吸気圧力を賄うよりも、1つの過給機(例えば第1過給機1)をバイパスして1つの過給機(第2過給機2)のみで吸気圧力を賄う方が、高い過給機効率での運用となるといえる。
[Relationship between turbocharger load ratio and efficiency]
The graph of FIG. 14 shows the relationship between the load ratio (horizontal axis) of the compressor and the efficiency (vertical axis) of the supercharger. According to this graph, it is understood that the efficiency of the supercharger increases as the load ratio increases up to around the load ratio 0.5. Here, at a specific partial load, (1) when the intake pressure is generated using two superchargers, and (2) the same intake pressure (bypassing one supercharger), one supercharger Compare with the case where it is generated. In the state of (2), when the load ratio of one supercharger is 0.4, the supercharger efficiency is increased by 8 points% from the graph of FIG. Considering the case of (1) at this time, since the load ratio of each supercharger is 0.2, the efficiency of the two superchargers is only increased by 5 points%. From the above examination, at a specific partial load, one supercharger (for example, the first supercharger) is used rather than covering the intake pressure with the two supercharger stages (the first supercharger 1 and the second supercharger 2). Bypassing the supercharger 1) and supplying the intake pressure with only one supercharger (second supercharger 2), it can be said that the operation with high supercharger efficiency is achieved.

〔第6実施形態〕
上記の第1〜第5実施形態では、吸気バイパス路60が第1コンプレッサ1aをバイパスし、ウエストゲート路62が第1タービン1bをバイパスするように、ターボ過給式エンジン100が構成された。図15に示す第6実施形態では、吸気バイパス路60が第2コンプレッサ2aをバイパスし、ウエストゲート路62が第2タービン2bをバイパスするよう、ターボ過給式エンジン100が構成される。
[Sixth Embodiment]
In the first to fifth embodiments, the turbocharged engine 100 is configured such that the intake bypass passage 60 bypasses the first compressor 1a and the wastegate passage 62 bypasses the first turbine 1b. In the sixth embodiment shown in FIG. 15, the turbocharged engine 100 is configured such that the intake bypass passage 60 bypasses the second compressor 2a and the wastegate passage 62 bypasses the second turbine 2b.

つまり本実施形態ではターボ過給式エンジン100は、吸気路20における第2コンプレッサ2aの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路60と、当該吸気バイパス路60に配置された吸気バイパス弁61とを備えて構成されている。吸気バイパス路60は、第2コンプレッサ2aの出口側(吸気路20において第2コンプレッサ2aの下流側且つスロットル弁24の上流側)と、入口側(吸気路20において第2コンプレッサ2aの上流側且つ第1コンプレッサ1aの下流側)とを接続する。   That is, in the present embodiment, the turbocharged engine 100 includes an intake bypass path 60 that connects the outlet side and the inlet side of the second compressor 2 a in the intake path 20, and an intake bypass valve 61 that is disposed in the intake bypass path 60. And is configured. The intake bypass path 60 includes an outlet side of the second compressor 2a (downstream of the second compressor 2a and the upstream side of the throttle valve 24 in the intake path 20) and an inlet side (upstream of the second compressor 2a in the intake path 20 and To the downstream side of the first compressor 1a).

更にターボ過給式エンジン100は、排気路27における第2タービン2bの入口側と出口側とを接続するウエストゲート路62と、当該ウエストゲート路62に配置されたウエストゲート弁63とを備えて構成されている。ウエストゲート路62は、第2タービン2bの入口側(排気路27において燃焼室26aの下流側且つ第2タービン2bの上流側)と、出口側(排気路27において第2タービン2bの下流側且つ第1タービン1bの上流側)とを接続する。   Further, the turbocharged engine 100 includes a wastegate passage 62 that connects the inlet side and the outlet side of the second turbine 2b in the exhaust passage 27, and a wastegate valve 63 disposed in the wastegate passage 62. It is configured. The wastegate path 62 has an inlet side (downstream of the combustion chamber 26a and upstream of the second turbine 2b in the exhaust path 27) and an outlet side (downstream of the second turbine 2b in the exhaust path 27) and the second turbine 2b. The upstream side of the first turbine 1b).

以上の様に構成された第6実施形態に係るターボ過給式エンジン100においても、上述の第1〜第5実施形態に係るターボ過給式エンジン100で行われる種々の制御が、同様に行われる。   In the turbocharged engine 100 according to the sixth embodiment configured as described above, various controls performed in the turbocharged engine 100 according to the first to fifth embodiments described above are similarly performed. Is called.

〔第7実施形態〕
上記の第1〜第5実施形態では、吸気バイパス路60が第1コンプレッサ1aをバイパスし、ウエストゲート路62が第1タービン1bをバイパスするように、ターボ過給式エンジン100が構成された。図16に示す第7実施形態では、吸気バイパス路60が第1コンプレッサ1aおよび第2コンプレッサ2aをバイパスし、ウエストゲート路62が第1タービン1bおよび第2タービン2bをバイパスするよう、ターボ過給式エンジン100が構成される。
[Seventh Embodiment]
In the first to fifth embodiments, the turbocharged engine 100 is configured such that the intake bypass passage 60 bypasses the first compressor 1a and the wastegate passage 62 bypasses the first turbine 1b. In the seventh embodiment shown in FIG. 16, turbocharging is performed so that the intake bypass passage 60 bypasses the first compressor 1a and the second compressor 2a, and the wastegate passage 62 bypasses the first turbine 1b and the second turbine 2b. An expression engine 100 is configured.

つまり本実施形態ではターボ過給式エンジン100は、吸気路20における第2コンプレッサ2aの出口側と第1コンプレッサ1aの入口側とを接続する吸気バイパス路60と、当該吸気バイパス路60に配置された吸気バイパス弁61とを備えて構成されている。吸気バイパス路60は、第2コンプレッサ2aの出口側(吸気路20において第2コンプレッサ2aの下流側且つスロットル弁24の上流側)と、第1コンプレッサ1aの入口側(吸気路20において第1コンプレッサ1aの上流側且つミキサ14の下流側)とを接続する。   In other words, in the present embodiment, the turbocharged engine 100 is disposed in the intake bypass path 60 that connects the outlet side of the second compressor 2 a and the inlet side of the first compressor 1 a in the intake path 20, and the intake bypass path 60. And an intake bypass valve 61. The intake bypass path 60 includes an outlet side of the second compressor 2a (a downstream side of the second compressor 2a and an upstream side of the throttle valve 24 in the intake path 20) and an inlet side of the first compressor 1a (a first compressor in the intake path 20). 1a and the downstream side of the mixer 14).

更にターボ過給式エンジン100は、排気路27における第2タービン2bの入口側と第1タービン1bの出口側とを接続するウエストゲート路62と、当該ウエストゲート路62に配置されたウエストゲート弁63とを備えて構成されている。ウエストゲート路62は、第2タービン2bの入口側(排気路27において燃焼室26aの下流側且つ第2タービン2bの上流側)と、第1タービン1bの出口側(排気路27において第1タービン1bの下流側且つ酸素センサ53の上流側)とを接続する。   Further, the turbocharged engine 100 includes a wastegate passage 62 connecting the inlet side of the second turbine 2b and the outlet side of the first turbine 1b in the exhaust passage 27, and a wastegate valve disposed in the wastegate passage 62. 63. The wastegate path 62 includes an inlet side of the second turbine 2b (a downstream side of the combustion chamber 26a and an upstream side of the second turbine 2b in the exhaust path 27) and an outlet side of the first turbine 1b (the first turbine in the exhaust path 27). 1b and upstream of the oxygen sensor 53).

以上の様に構成された第7実施形態に係るターボ過給式エンジン100においても、上述の第1〜第5実施形態に係るターボ過給式エンジン100で行われる種々の制御が、同様に行われる。   In the turbocharged engine 100 according to the seventh embodiment configured as described above, various controls performed in the turbocharged engine 100 according to the first to fifth embodiments described above are similarly performed. Is called.

〔その他の実施形態〕
本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.

(1)上記実施形態では、回転速度維持手段42が、エンジン本体26の回転速度を所望の目標回転速度に維持するために燃料供給量調整弁13の開度を制御し、空燃比制御手段43が、ミキサ14で生成される混合気Mの空燃比を理論空燃比等の所望の空燃比に維持するためにスロットル弁24の開度を制御するように構成したが、逆に、回転速度維持手段42がスロットル弁24の開度を調整することでエンジン本体26の回転速度を所望の目標回転速度に維持し、空燃比制御手段43が燃料供給量調整弁13の開度を制御することで、ミキサ14で生成される混合気Mの空燃比を理論空燃比等の所望の空燃比に維持するように構成しても構わない。 (1) In the above embodiment, the rotation speed maintaining means 42 controls the opening of the fuel supply amount adjusting valve 13 in order to maintain the rotation speed of the engine body 26 at a desired target rotation speed, and the air-fuel ratio control means 43. However, in order to maintain the air-fuel ratio of the air-fuel mixture M generated by the mixer 14 at a desired air-fuel ratio such as the stoichiometric air-fuel ratio, the opening degree of the throttle valve 24 is controlled. The means 42 adjusts the opening degree of the throttle valve 24 to maintain the rotational speed of the engine body 26 at a desired target rotational speed, and the air-fuel ratio control means 43 controls the opening degree of the fuel supply amount adjusting valve 13. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture M generated by the mixer 14 may be maintained at a desired air-fuel ratio such as the stoichiometric air-fuel ratio.

(2)上記実施形態では、部分負荷投入指令があった場合にウエストゲート開放処理を実行した上で部分負荷が投入される場合について説明したが、初期投入指令の入力がなく部分負荷が投入されるような場合には、エンジンを起動した直後に無条件にウエストゲート開放処理を実行しておくことで、部分負荷の投入に備えるように構成しても構わない。 (2) In the above embodiment, the case where the partial load is input after executing the waste gate opening process when the partial load input command is issued has been described. However, the partial load is input without the input of the initial input command. In such a case, the wastegate opening process may be executed unconditionally immediately after starting the engine to prepare for partial load application.

(3)上記実施形態では、部分負荷投入完了の判定につき、エンジン本体への部分負荷を投入した後で、部分負荷投入時間(一定時間)が経過したときに、部分負荷投が完了したと判定した。
しかしながら、部分負荷投入完了の判定につき、エンジン本体26の回転速度やエンジン本体26にて回転駆動される非常用発電機28の発電電力の周波数の変動が収まったときに、部分負荷投入が完了したと判定するように構成してもよい。
(3) In the above-described embodiment, regarding the determination of completion of partial load application, it is determined that partial load application has been completed when a partial load application time (constant time) has elapsed after the partial load is applied to the engine body. did.
However, regarding the determination of the completion of the partial load application, the partial load application is completed when fluctuations in the rotational speed of the engine body 26 and the frequency of the power generated by the emergency generator 28 driven to rotate by the engine body 26 are settled. You may comprise so that it may determine.

(4)上記実施形態では、バイパス閉塞処理において、吸気バイパス弁61の開度をエンジン出力の上昇に伴って漸次縮小させる構成を説明したが、別に、バイパス閉塞処理において、吸気バイパス弁61の開度を段階的又は一気に閉塞させるように構成しても構わない。 (4) In the above embodiment, the configuration in which the opening of the intake bypass valve 61 is gradually reduced as the engine output increases in the bypass closing process has been described. You may comprise so that a degree may be closed in steps or at a stretch.

(5)上記実施の形態では、部分負荷投入指令があった場合にバイパス開放処理を実行した上で部分負荷が投入される場合(図9の♯03、04、#05)について説明したが、初期投入指令の入力がなく部分負荷が投入されるような場合には、エンジンを起動した直後に無条件にバイパス開放処理を実行しておくことで、部分負荷の投入に備えるように構成しても構わない。 (5) In the above embodiment, the case where the partial load is input after executing the bypass opening process when the partial load input command is issued (# 03, 04, # 05 in FIG. 9) has been described. If there is no input of the initial input command and a partial load is input, the bypass opening process is executed unconditionally immediately after the engine is started, so that it is prepared for partial load input. It doesn't matter.

1 :第1過給機(過給機)
1a :第1コンプレッサ
1b :第1タービン
2 :第2過給機(過給機)
2 :クレーム
2a :第2コンプレッサ
2b :第2タービン
20 :吸気路
24 :スロットル弁
26 :エンジン本体
26a :燃焼室
27 :排気路
41 :過給制御手段
42 :回転速度維持手段
60 :吸気バイパス路
61 :吸気バイパス弁
62 :ウエストゲート路
63 :ウエストゲート弁
100 :ターボ過給式エンジン
A :空気
E :排ガス
M :混合気
1: First supercharger (supercharger)
1a: 1st compressor 1b: 1st turbine 2: 2nd supercharger (supercharger)
2: Claim 2a: Second compressor 2b: Second turbine 20: Intake passage 24: Throttle valve 26: Engine body 26a: Combustion chamber 27: Exhaust passage 41: Supercharging control means 42: Rotational speed maintaining means 60: Intake bypass passage 61: Intake bypass valve 62: Wastegate path 63: Wastegate valve 100: Turbocharged engine A: Air E: Exhaust gas M: Air-fuel mixture

Claims (21)

燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンであって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記排気路における前記第1タービンの出口側と入口側、または前記第2タービンの出口側と入口側、あるいは前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続するウエストゲート路と、当該ウエストゲート路に配置されたウエストゲート弁とを備えると共に、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記ウエストゲート弁を開放状態に維持するウエストゲート開放処理を実行する過給制御手段を備えたターボ過給式エンジン。
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharged engine comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed;
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
A wastegate path connecting the outlet side and the inlet side of the first turbine, the outlet side and the inlet side of the second turbine, or the outlet side of the first turbine and the inlet side of the second turbine in the exhaust path; And a wastegate valve disposed in the wastegate path,
A turbocharged engine comprising a supercharging control means for performing a wastegate opening process for maintaining the wastegate valve in an open state when a partial load is applied to the engine body.
前記過給制御手段は、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記ウエストゲート弁を閉塞させるウエストゲート閉塞処理を実行する請求項1に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to claim 1, wherein the supercharging control means executes a wastegate closing process for closing the wastegate valve after a partial load is applied to the engine body. 前記吸気路において前記過給機の下流側にスロットル弁が配置され、
前記エンジン本体への部分負荷の投入に伴って、前記回転速度維持手段が前記エンジン本体の回転速度の維持制御を実行することにより前記スロットル弁の開度が拡大される請求項2に記載のターボ過給式エンジン。
A throttle valve is disposed downstream of the supercharger in the intake passage;
3. The turbo according to claim 2, wherein the opening degree of the throttle valve is increased by the rotation speed maintaining means executing the rotation speed maintaining control of the engine body with the introduction of a partial load to the engine body. Supercharged engine.
前記エンジン本体に対して、前記部分負荷に続いて残負荷が投入され、
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への前記残負荷の投入前に前記ウエストゲート閉塞処理を実行する請求項2又は3に記載のターボ過給式エンジン。
The engine body is charged with a residual load following the partial load,
The turbocharged engine according to claim 2 or 3, wherein the supercharging control means executes the wastegate closing process before the remaining load is applied to the engine body.
前記部分負荷の投入後且つ前記ウエストゲート閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記ウエストゲート弁の開度を縮小側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた請求項2〜4の何れか1項に記載のターボ過給式エンジン。   Correction means for executing a correction process for correcting the opening degree of the waste gate valve to the reduction side when an output shortage of the engine body occurs after the partial load is applied and before the waste gate closing process is executed. The turbocharged engine according to any one of claims 2 to 4, further comprising: 前記部分負荷の投入後且つ前記ウエストゲート閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた請求項2〜5の何れか1項に記載のターボ過給式エンジン。   A correction process for correcting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber to the fuel rich side when an output shortage of the engine body occurs after the partial load is applied and before the waste gate closing process is performed. The turbocharged engine according to any one of claims 2 to 5, further comprising a correcting unit that executes the following. 前記ウェストゲート路は、前記第1タービンの出口側と入口側とを接続する請求項1〜6のいずれか一項に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the waste gate path connects an outlet side and an inlet side of the first turbine. 前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への部分負荷の投入時に、前記ウエストゲート開放処理と共に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する請求項7に記載のターボ過給式エンジン。
An intake bypass path connecting the outlet side and the inlet side of the first compressor in the intake path, and an intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
The turbocharger type according to claim 7, wherein the supercharging control means executes a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve in an open state together with the wastegate opening process when a partial load is applied to the engine body. engine.
前記ウェストゲート路は、前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続する請求項1〜6のいずれか一項に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the wastegate path connects an outlet side of the first turbine and an inlet side of the second turbine. 前記吸気路における前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への部分負荷の投入時に、前記ウエストゲート開放処理と共に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する請求項9に記載のターボ過給式エンジン。
An intake bypass path connecting the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake path, and an intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
The turbocharger according to claim 9, wherein the supercharging control means executes a bypass opening process for maintaining the intake bypass valve in an open state together with the wastegate opening process when a partial load is applied to the engine body. engine.
前記過給制御手段が、前記エンジン本体への部分負荷の投入後において、前記ウエストゲート閉塞処理を実行した後に、前記バイパス閉塞処理を実行する請求項6に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to claim 6, wherein the supercharging control means executes the bypass closing process after executing the wastegate closing process after the partial load is applied to the engine body. 燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンの負荷投入方法であって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記排気路における前記第1タービンの出口側と入口側、または前記第2タービンの出口側と入口側、あるいは前記第1タービンの出口側と第2タービンの入口側とを接続するウエストゲート路と、当該ウエストゲート路に配置されたウエストゲート弁とを設け、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記ウエストゲート弁を開放状態に維持するウエストゲート開放処理を実行し、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記ウエストゲート弁を閉塞させるウエストゲート閉塞処理を実行するターボ過給式エンジンの負荷投入方法。
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharging engine load application method comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed,
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
A wastegate path connecting the outlet side and the inlet side of the first turbine, the outlet side and the inlet side of the second turbine, or the outlet side of the first turbine and the inlet side of the second turbine in the exhaust path; Providing a wastegate valve disposed in the wastegate path,
A wastegate closing process for performing a wastegate opening process for maintaining the wastegate valve in an open state when a partial load is applied to the engine body, and closing the wastegate valve after the partial load is applied to the engine body. The turbocharged engine load input method to be executed.
燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンであって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側、または前記第2コンプレッサの出口側と入口側、あるいは前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを備えると共に、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行する過給制御手段を備えたターボ過給式エンジン。
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharged engine comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed;
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
An intake bypass passage connecting the outlet side and the inlet side of the first compressor, the outlet side and the inlet side of the second compressor, or the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake passage; And an intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
A turbocharged engine comprising a supercharging control means for performing bypass opening processing for maintaining the intake bypass valve in an open state when a partial load is applied to the engine body.
前記過給制御手段は、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記吸気バイパス弁を閉塞させるバイパス閉塞処理を実行する請求項13に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to claim 13, wherein the supercharging control means executes a bypass closing process for closing the intake bypass valve after a partial load is applied to the engine body. 前記吸気路において前記コンプレッサの下流側にスロットル弁が配置され、
前記エンジン本体への部分負荷の投入に伴って、前記回転速度維持手段が前記エンジンの回転速度の維持制御を実行することにより前記スロットル弁の開度が拡大される請求項14に記載のターボ過給式エンジン。
A throttle valve is disposed downstream of the compressor in the intake passage,
15. The turbo engine according to claim 14, wherein the opening degree of the throttle valve is increased by the rotation speed maintaining means performing the rotation speed maintaining control of the engine with the introduction of a partial load to the engine body. Feeding engine.
前記過給制御手段が、前記バイパス閉塞処理において、前記吸気バイパス弁の開度をエンジン出力の上昇に伴って漸次縮小させる請求項14又は15に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to claim 14 or 15, wherein the supercharging control means gradually reduces the opening degree of the intake bypass valve as the engine output increases in the bypass closing process. 前記過給制御手段が、前記部分負荷の投入後且つ前記バイパス閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記吸気バイパス弁の開度を縮小側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた請求項14〜16の何れか1項に記載のターボ過給式エンジン。   A correction process in which the supercharging control means corrects the opening degree of the intake bypass valve to the reduction side when an output shortage of the engine body occurs after the partial load is applied and before the bypass closing process is performed. The turbocharged engine according to any one of claims 14 to 16, further comprising a correcting unit that executes the following. 前記過給制御手段が、前記部分負荷の投入後且つ前記バイパス閉塞処理の実行前に、前記エンジン本体の出力不足が発生した場合に、前記燃焼室に吸気される混合気の空燃比を燃料リッチ側に補正する補正処理を実行する補正手段を備えた請求項14〜17の何れか1項に記載のターボ過給式エンジン。   The supercharging control means is configured to reduce the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber when the output of the engine body is insufficient after the partial load is applied and before the bypass closing process is performed. The turbocharged engine according to any one of claims 14 to 17, further comprising correction means for executing a correction process for correcting to the side. 前記吸気バイパス路は、前記第1コンプレッサの出口側と入口側とを接続する請求項13〜18のいずれか一項に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to any one of claims 13 to 18, wherein the intake bypass path connects an outlet side and an inlet side of the first compressor. 前記吸気バイパス路は、前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する請求項13〜18のいずれか一項に記載のターボ過給式エンジン。   The turbocharged engine according to any one of claims 13 to 18, wherein the intake bypass path connects an outlet side of the second compressor and an inlet side of the first compressor. 燃料と空気との混合気を燃焼室において圧縮して燃焼させることにより回転動力を発生するエンジン本体と、
前記エンジン本体の排気路に設けられるタービンに前記燃焼室から排出される排ガスを供給し、前記タービンに連結される状態で吸気路に設けられるコンプレッサによって前記燃焼室に吸気される新気を圧縮する過給機と、
前記エンジン本体の回転速度を目標回転速度に維持する回転速度維持手段とを備えたターボ過給式エンジンの負荷投入方法であって、
前記過給機は、第1タービンおよび第1コンプレッサを有する第1過給機と、第2タービンおよび第2コンプレッサを有する第2過給機とを有し、
前記第1タービンは前記排気路において前記第2タービンの下流側に配置され、
前記第1コンプレッサは前記吸気路において前記第2コンプレッサの上流側に配置され、
前記吸気路における前記第1コンプレッサの出口側と入口側、または前記第2コンプレッサの出口側と入口側、あるいは前記第2コンプレッサの出口側と第1コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス路と、当該吸気バイパス路に配置された吸気バイパス弁とを設け、
前記エンジン本体への部分負荷の投入時に前記吸気バイパス弁を開放状態に維持するバイパス開放処理を実行し、前記エンジン本体への部分負荷の投入後に前記吸気バイパス弁を閉塞させるバイパス閉塞処理を実行するターボ過給式エンジンの負荷投入方法。
An engine body that generates rotational power by compressing and burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber;
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to a turbine provided in an exhaust passage of the engine body, and fresh air taken into the combustion chamber is compressed by a compressor provided in the intake passage while being connected to the turbine. A turbocharger,
A turbocharging engine load application method comprising a rotation speed maintaining means for maintaining a rotation speed of the engine body at a target rotation speed,
The supercharger has a first supercharger having a first turbine and a first compressor, and a second supercharger having a second turbine and a second compressor,
The first turbine is disposed downstream of the second turbine in the exhaust passage;
The first compressor is disposed upstream of the second compressor in the intake passage;
An intake bypass passage connecting the outlet side and the inlet side of the first compressor, the outlet side and the inlet side of the second compressor, or the outlet side of the second compressor and the inlet side of the first compressor in the intake passage; An intake bypass valve disposed in the intake bypass path,
A bypass opening process is performed to maintain the intake bypass valve in an open state when a partial load is applied to the engine body, and a bypass closing process is performed to close the intake bypass valve after the partial load is applied to the engine body. How to load a turbocharged engine.
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