JP2018193957A - Engine warming-up system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンを暖機するエンジン暖機システムに関する。 The present invention relates to an engine warm-up system for warming up an engine.
吸気を圧縮する電動過給機を備えたエンジンが知られている。 An engine having an electric supercharger that compresses intake air is known.
この電動過給機を利用した技術として、例えば、特許文献1に記載される技術にあっては、エンジンの停止中に電動過給機を駆動してEGR経路を介してガスを循環させることで触媒を暖機するようにしている。
As a technique using this electric supercharger, for example, in the technique described in
上記特許文献1に記載される技術のように電動過給機を用いて暖機を行う場合、熱源たる電動過給機を、より効率的に用いることが望ましい。
When warming up using an electric supercharger like the technique described in
そこで、本発明は、電動過給機を備えたエンジンにおいて、より効率よく暖機することができるエンジン暖機システムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the engine warming-up system which can warm up more efficiently in the engine provided with the electric supercharger.
上記課題を解決するために、本発明のエンジン暖機システムは、エンジンに接続され、吸気が流通する吸気流路と、吸気流路の途中に設けられ、モータの駆動によって吸気を圧縮する電動過給機と、エンジンに接続され、排気ガスが排出される排気流路と、排気流路に排出された排気ガスを、吸気流路における電動過給機よりも上流側に還流させるEGR流路と、吸気流路におけるEGR流路の合流位置よりも上流側に設けられ、吸気流路を開閉する新気制御弁と、吸気流路における電動過給機よりも下流に設けられ、吸気流路を開閉するスロットル弁と、EGR流路に設けられる、EGR流路を開閉するEGRバルブと、エンジンの吸気ポートおよび燃焼室の間を開閉する吸気弁と、エンジンの排気ポートおよび燃焼室の間を開閉する排気弁と、エンジンの停止中において、吸気弁および排気弁を開放制御する吸排気弁制御部と、所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、新気制御弁を閉鎖し、EGRバルブを開放する制御を行う第1バルブ制御部と、エンジン暖機実行条件が成立すると、電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、エンジン暖機実行条件が成立すると、電動過給機を所定の駆動領域で駆動させるように、スロットル弁の開度を調整する第2バルブ制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems, an engine warm-up system according to the present invention is connected to an engine, an intake passage through which intake air circulates, and an electric engine that is provided in the middle of the intake passage and compresses intake air by driving a motor. A turbocharger connected to the engine and exhaust gas exhausted; and an EGR channel that recirculates the exhaust gas exhausted to the exhaust flow channel upstream of the electric supercharger in the intake flow channel; A fresh air control valve provided on the upstream side of the merging position of the EGR flow path in the intake flow path, and provided downstream of the electric supercharger in the intake flow path. A throttle valve that opens and closes, an EGR valve that opens and closes the EGR flow path provided in the EGR flow path, an intake valve that opens and closes between the intake port and the combustion chamber of the engine, and opens and closes between the exhaust port and the combustion chamber of the engine Exhaust And an intake / exhaust valve control unit that controls the intake valve and the exhaust valve to be opened while the engine is stopped, and a control that closes the fresh air control valve and opens the EGR valve when a predetermined engine warm-up execution condition is satisfied. A first valve control unit to perform, an electric supercharger control unit for driving the electric supercharger when the engine warm-up execution condition is satisfied, and an electric supercharger in a predetermined drive region when the engine warm-up execution condition is satisfied And a second valve control unit that adjusts the opening of the throttle valve so as to be driven at the same time.
また、駆動領域は、電動過給機が通常駆動する場合より、圧力比が高く、流量は少ない領域であるとよい。 The drive region may be a region where the pressure ratio is higher and the flow rate is lower than when the electric supercharger is normally driven.
また、吸気流路における電動過給機よりも下流側の圧力を測定する圧力センサを備え、第2バルブ制御部は、圧力センサによって測定された圧力に基づいて、スロットル弁の開度を調整してもよい。 In addition, a pressure sensor that measures the pressure downstream of the electric supercharger in the intake passage is provided, and the second valve control unit adjusts the opening of the throttle valve based on the pressure measured by the pressure sensor. May be.
本発明によれば、電動過給機を備えたエンジンにおいて、より効率よく暖機することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the engine provided with the electric supercharger, it can warm up more efficiently.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、本実施形態におけるエンジン暖機システム100を説明する概略図である。まず、エンジン1の概略構成について説明し、次にエンジン暖機システム100の構成について説明する。なお、図1中、信号の流れを破線の矢印で示す。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an engine warm-up
図1に示すように、エンジン1は、クランクシャフト2を挟んで2つのシリンダブロック3にそれぞれ形成されたシリンダボア3aが対向して配された水平対向4気筒エンジンである。
As shown in FIG. 1, the
シリンダブロック3には、クランクケース4が一体形成されるとともに、クランクケース4とは反対側にシリンダヘッド5が固定されている。クランクシャフト2は、クランクケース4によって形成されたクランク室6内に回転自在に支持される。
A crankcase 4 is formed integrally with the
シリンダボア3aには、コネクティングロッド7を介してクランクシャフト2に連結されたピストン8が摺動可能に収容されている。そして、エンジン1では、シリンダボア3aと、シリンダヘッド5と、ピストン8の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室9として形成される。
A
シリンダヘッド5には、吸気ポート10および排気ポート11が燃焼室9に連通するように形成される。吸気ポート10と燃焼室9との間には、吸気弁12の先端が位置し、排気ポート11と燃焼室9との間には、排気弁13の先端が位置している。
An
また、エンジン1では、シリンダヘッド5およびヘッドカバー14に囲まれたカム室内に、吸気弁用カム15および排気弁用カム16が設けられる。吸気弁用カム15は、吸気弁12の他端に当接されており、回転することで吸気弁12を軸方向に移動させる。これにより、吸気弁12は、吸気ポート10と燃焼室9との間を開閉する。排気弁用カム16は、排気弁13の他端に当接されており、回転することで排気弁13を軸方向に移動させる。これにより、排気弁13は、排気ポート11と燃焼室9との間を開閉する。
In the
吸気ポート10の上流側には、インテークマニホールド17を含む吸気流路18が連通される。また、排気ポート11の下流側には、エキゾーストマニホールド19を含む排気流路20が連通される。燃焼室9から排出された排気ガスは、排気ポート11を介してエキゾーストマニホールド19で集約され、排気流路20に導かれる。
An
吸気流路18には、エアクリーナ21、コンプレッサインペラ22c、インタークーラ23、スロットル弁24、およびインテークマニホールド17が上流側から順に設けられる。ここで、吸気流路18のうち、コンプレッサインペラ22cよりも上流側を上流側吸気流路18aと呼び、コンプレッサインペラ22cよりも下流側を下流側吸気流路18bと呼ぶ。
An
上流側吸気流路18aには、新気制御弁25が設けられる。新気制御弁25は、開度が調整されることで、エアクリーナ21を介して外部から吸い込まれる空気(吸気)の流量を調整する。
A fresh
電動過給機22は、モータ22aと、シャフト22bと、コンプレッサインペラ22cとを含んで構成される。モータ22aは、電力が供給されることで駆動する。シャフト22bは、モータ22aと接続され、モータ22aの駆動によって回転する。コンプレッサインペラ22cは、シャフト22bと接続され、シャフト22bと一体回転する。
The
また、コンプレッサインペラ22cは、モータ22aの駆動によって回転することで、エアクリーナ21で塵や埃などの不純物が除去された空気(吸気)を圧縮して下流側吸気流路18bに供給する。
The
インタークーラ23は、コンプレッサインペラ22cで圧縮されて昇温された吸気を冷却する。冷却された空気は、スロットル弁24、インテークマニホールド17および吸気ポート10を介して燃焼室9に導かれる。
The
スロットル弁24は、不図示のアクチュエータによって開度が調整されることで、燃焼室9に供給される吸気の流量を可変する。なお、スロットル弁24の詳細な制御については、後述する。
The
また、吸気流路18には、コンプレッサインペラ22cを迂回するエアバイパス流路26が設けられる。エアバイパス流路26は、上流側吸気流路18aにおける新気制御弁25とコンプレッサインペラ22cとの間に接続される。また、エアバイパス流路26は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ23とスロットル弁24との間に接続される。エアバイパス流路26には、エアバイパスバルブ27が介装される。エアバイパスバルブ27は、運転者がアクセルを放してスロットル弁24が閉鎖されるときに開放され、下流側吸気流路18bの圧力が過剰となることを防止する。
The
また、下流側吸気流路18bには、インタークーラ23を迂回する第1バイパス流路28が設けられる。第1バイパス流路28の上流側と下流側吸気流路18bとを接続する箇所には、第1流路切り替えバルブ29が設けられる。第1流路切り替えバルブ29は、インタークーラ23または第1バイパス流路28のどちらかに吸気を流通させるよう、流路を切り替える。
In addition, a
エンジン1では、燃焼室9に導かれた吸気と、不図示のインジェクタから噴射された燃料との混合気が、シリンダヘッド5に設けられた不図示の点火プラグによって所定のタイミングで点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン8がシリンダボア3a内で往復運動を行い、その往復運動が、コネクティングロッド7を通じてクランクシャフト2の回転運動に変換される。
In the
また、燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート11、および排気流路20を介して車外へ排出される。排気流路20には、上流側の触媒30と下流側の触媒31とが設けられている。上流側の触媒30および下流側の触媒31は、排気流路20を流通する排気ガスを浄化する。なお、上流側の触媒30および下流側の触媒31は、触媒機能付きのフィルタ装置であってもよい。
Further, the exhaust gas generated by the combustion is discharged outside the vehicle through the exhaust port 11 and the
また、排気流路20における上流側の触媒30と下流側の触媒31の間と、上流側吸気流路18aにおける新気制御弁25およびコンプレッサインペラ22cの間とを接続する、EGR(Exhaust Gas Recirculation)流路32が設けられる。EGR流路32は、排気流路20を流通する排気ガスの一部を上流側吸気流路18aに還流させる(以下、還流させた排気ガスを「EGRガス」と称する)。
Further, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) that connects between the
EGR流路32には、EGRクーラ33およびEGRバルブ34が上流側から順に設けられる。EGRクーラ33は、EGRガスを冷却する。EGRバルブ34は、開度が調整されることで、EGR流路32を流通するEGRガスの流量を調整する。
The
また、EGR流路32には、EGRクーラ33を迂回する第2バイパス流路35が設けられる。第2バイパス流路35の上流側と、EGR流路32とを接続する箇所には、第2流路切り替えバルブ36が設けられる。第2流路切り替えバルブ36は、EGRクーラ33または第2バイパス流路35のどちらかにEGRガス(空気)を流通させるように、流路を切り替える。
The
また、エンジン暖機システム100には、制御装置110が設けられる。制御装置110には、第1圧力センサ(圧力センサ)50、第2圧力センサ52、第1温度センサ54、第2温度センサ56、第3温度センサ58、エンジン起動スイッチセンサ60が接続される。
The engine warm-up
第1圧力センサ50は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ23とスロットル弁24との間に設けられ、下流側吸気流路18b内の圧力を測定する。また、第1圧力センサ50は、下流側吸気流路18b内の圧力(圧力P1)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。
The
第2圧力センサ52は、上流側吸気流路18aにおけるEGR流路32の接続箇所よりも下流側に設けられ、上流側吸気流路18a内の圧力を測定する。また、第2圧力センサ52は、上流側吸気流路18a内の圧力(圧力P2)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。
The
第1温度センサ54は、シリンダブロック3内に設けられ、エンジン1内を流通する冷却水の温度を測定する。また、第1温度センサ54は、エンジン1内の温度(温度T1)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。
The
第2温度センサ56は、上流側吸気流路18aにおける新気制御弁25よりも上流側に設けられ、吸気される空気(吸気)の温度を測定する。また、第2温度センサ56は、吸気(外気)の温度(温度T2)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。
The
第3温度センサ58は、インテークマニホールド17内に設けられ、インテークマニホールド17内を流通する空気の温度を測定する。また、第3温度センサ58は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。
The
エンジン起動スイッチセンサ60は、不図示のエンジン起動スイッチがオンされると、エンジン起動スイッチがオンされたことを示すエンジン起動スイッチオン信号を制御装置110に送信する。また、エンジン起動スイッチセンサ60は、エンジン起動スイッチがオフされると、エンジン起動スイッチがオフされたことを示すエンジン起動スイッチオフ信号を制御装置110に送信する。
When an engine start switch (not shown) is turned on, the engine
制御装置110は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であり、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成され、エンジン1全体を制御する。また、制御装置110は、エンジン1を含む車両全体の動作を制御するほか、駆動制御部112、吸排気弁制御部114、第1バルブ制御部116、電動過給機制御部118、第1流路切り替えバルブ制御部120、第2バルブ制御部122および第2流路切り替えバルブ制御部124としても機能する。以下では、エンジン暖機システム100の具体的な動作について説明する。
The
図2は、暖機中の空気の流れを示す説明図である。図2中、黒塗り矢印は、空気の流れを示す。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the air flow during warm-up. In FIG. 2, black arrows indicate the flow of air.
駆動制御部112は、エンジン起動スイッチセンサ60より送られてきたエンジン起動スイッチオフ信号を受信すると、エンジン1を停止させる。
When the drive control unit 112 receives the engine start switch off signal sent from the engine
吸排気弁制御部114は、エンジン1が停止した際に、吸気弁12および排気弁13を開放状態(オーバーラップ状態)に制御する。これにより、エンジン1では、吸気ポート10と燃焼室9とが連通された状態が維持される。また、エンジン1では、排気ポート11と燃焼室9とが連通された状態が維持される。
The intake / exhaust valve control unit 114 controls the
その後、エンジン起動スイッチがオンされる(エンジン起動スイッチオン信号を受信する)と、制御装置110は、エンジン1を始動させることになるが、エンジン1が低温である場合、エンジンオイルの粘性が高く、エンジン1の始動性が低下してしまう。そこで、エンジン暖機システム100では、エンジン起動スイッチがオンされた際に、エンジン暖機実行条件が成立している場合、エンジン暖機を実行する。なお、エンジン暖機実行条件は、エンジン1内の温度(温度T1)が予め設定された低温とされる所定の温度よりも低いことである。なお、エンジン暖機システム100による暖機は、エンジン1の燃焼室9を暖機することで、外気温が低いときでも始動時の燃焼を安定させることを第1の目的として行われる。
Thereafter, when the engine start switch is turned on (receives an engine start switch on signal), the
第1バルブ制御部116は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定した場合、新気制御弁25を閉鎖させる。同時に、第1バルブ制御部116は、EGRバルブ34を開放させる。
The first
また、第1流路切り替えバルブ制御部120は、空気が第1バイパス流路28を流通するように、第1流路切り替えバルブ29を制御する。
Further, the first flow path switching
さらに、第2流路切り替えバルブ制御部124は、空気が第2バイパス流路35を流通するように、第2流路切り替えバルブ36を制御する。
Further, the second flow path switching
このように、吸気弁12および排気弁13が開放状態で維持され、各バルブの開閉状態が制御されることで、図2に黒塗り矢印で示すように、エンジン1内(燃焼室9)を含む、空気が循環する流路が形成されることになる。
As described above, the
そして、電動過給機制御部118は、所定の一定の電力で電動過給機22を駆動させる。このとき、新気制御弁25が閉鎖されていることにより、電動過給機22を駆動させても、外気が吸気流路18に取り込まれることがなくなる。また、EGRバルブ34が開放されていることにより、電動過給機22を駆動させた際、コンプレッサインペラ22cは、EGR流路32から空気を吸気する。また、電動過給機22が駆動していることにより、EGR流路32内は負圧となる。EGR流路32内が負圧となるため、空気は、排気流路20より下流(下流側の触媒31より下流側)には排出されない。そのため、一度暖めた空気を無駄にすることなく再び暖機に用いることができる。
Then, the electric
第2バルブ制御部122は、電動過給機22が予め決められた領域で駆動するように、スロットル弁24を制御する。なお、スロットル弁24の詳細な制御は後述する。
The second
これにより、電動過給機22で圧縮され暖められた空気は、下流側吸気流路18bを流通する過程でインタークーラ23を迂回してエンジン1内に導かれる。そして、エンジン1は、導かれた空気の熱によって暖められる。エンジン1を通過した空気は、排気流路20およびEGR流路32を流通する過程で、EGRクーラ33を迂回して上流側吸気流路18aに還流される。
As a result, the air compressed and warmed by the
このように、インタークーラ23およびEGRクーラ33を迂回させることで、インタークーラ23およびEGRクーラ33を通過する場合よりもより早く(効率的に)エンジン1を暖めることができる。
In this way, by bypassing the
そして、制御装置110は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)が、外気の温度(温度T2)を基準とした閾値T以上になるまでエンジン1を暖機する。なお、閾値Tは、外気の温度(温度T2)よりも高い値であり、かつ、外気の温度(温度T2)によって異なる値となっており、外気の温度(温度T2)が低い場合の閾値Tは、外気の温度(温度T2)が高い場合のそれよりも相対的に低くなる。
Then, the
そして、駆動制御部112は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)と閾値Tとに基づいて、エンジン暖機の終了を判定し、エンジン1を駆動(始動)させる。
Then, the drive control unit 112 determines the end of engine warm-up based on the temperature (temperature T3) in the
ところで、電動過給機22は、コンプレッサインペラ22cを回転させる際、無駄なエネルギー(発熱)が生じる。したがって、通常のエンジン駆動時においては、電動過給機22は、吸気を圧縮する際、発熱を最小限に抑えるように(効率が良くなるように)制御される(断熱圧縮を行う)。
By the way, when the
一方、電動過給機22を用いて暖機を行う場合、電動過給機22を通常のエンジン駆動時と同様に駆動すると、電動過給機22の発熱が最小限となり、暖機効率が低下する。そこで、本実施形態におけるエンジン暖機システム100では、電動過給機22は、通常とは異なる駆動で制御され、エンジン1を暖機する。
On the other hand, when warming up using the
図3は、電動過給機22が駆動する際の効率のマップを示す図である。図3中、縦軸に圧力比を示し、横軸に流量を示す。圧力比とは、電動過給機22を流通する空気の圧力と、電動過給機22によって圧縮された空気の圧力との比である。流量とは、電動過給機22によって圧縮された空気の質量流量である。図3を用いて、スロットル弁24の制御を説明する。また、図3中、破線は、電動過給機22の効率(動力効率)を示している。なお、それぞれの動力効率線a〜dは、等しい動力効率を示す。また、図3中、一点鎖線は、電動過給機22に入力される電力を示している。なお、それぞれの一点鎖線で示される電力線は、等しい電力を示す。
FIG. 3 is a diagram showing a map of efficiency when the
図3に示すように、電動過給機22の動力効率は、図中中央に向かうに連れて効率が高くなる。例えば、動力効率線aで囲まれる内側の領域では、電動過給機22は、85%以上の効率で駆動する。また、電動過給機22は、動力効率線bで囲まれる内側の領域では80%〜85%の効率で、動力効率線cで囲まれる内側の領域では75%〜80%の効率で、動力効率線dで囲まれる内側の領域では70%〜75%の効率で駆動する。
As shown in FIG. 3, the power efficiency of the
動力効率線aで囲まれる内側の領域Aは、電動過給機22が通常で駆動される場合の動力効率を示す。上述したように、動力効率線aで囲まれる内側の領域では、電動過給機22は、例えば、85%以上の効率で駆動する。そのとき、電動過給機22が駆動することによって生じる発熱は10%程度となる。よって、電動過給機22は、領域A内で駆動することにより、効率よく空気を圧縮することができる。
The inner area A surrounded by the power efficiency line a indicates the power efficiency when the
一方で、動力効率線b、動力効率線c、動力効率線dの順に、動力効率線aから遠くなるにつれて、電動過給機22が駆動することにより生じる発熱量は多くなる。発熱量の上昇に伴って、電動過給機22の動力効率は悪化するものの、発熱によるエネルギーが吸気流路18を流通する空気に伝達され、空気の温度は上昇する。
On the other hand, the amount of heat generated by driving the
ここで、図3中、低で示す実線で囲まれた領域は、高で示す実線で囲まれた領域(電動過給機22が通常で駆動される場合)に対して、効率の悪い(低効率の)領域である。なお、図3中、左側の領域を領域Bとし、右側の領域を領域Cとする。ただし、領域Bおよび領域Cでは、電動過給機22の効率はほぼ等しい。
Here, in FIG. 3, the area surrounded by the solid line indicated by low is less efficient (low) than the area surrounded by the solid line indicated by high (when the
領域Bおよび領域Cでは、電動過給機22から生じる発熱量はほぼ同じである。しかし、電動過給機22に供給される電力が同一である場合、領域Bでは、領域Aに比べ、より空気は圧縮され、流量は減少する。一方で、領域Cでは、領域Aに比べ、空気が圧縮されず、流量は増加する。したがって、領域Bで電動過給機22を駆動させる方が、領域Cで電動過給機22を駆動させる場合よりも、圧縮による温度上昇分だけ、空気を高温にすることができる。
In the region B and the region C, the amount of heat generated from the
そこで、本実施形態のエンジン暖機システム100では、電動過給機22が、領域Bで駆動するように、スロットル弁24の開度を調整し、エンジン1を暖機する。
Therefore, in the engine warm-up
具体的には、エンジン暖機処理中、第2バルブ制御部122は、第1圧力センサ50および第2圧力センサ52によって測定される圧力P1および圧力P2に基づいて、圧力比を導出する。次に、第2バルブ制御部122は、図3のマップを用いて、領域B内で電動過給機22が駆動するように、スロットル弁24の開度を制御する。ここでは、例えば、圧力比が低下してくると、圧力比が高くなるようにスロットル弁24の開度を小さくし、圧力比が高くなってくると、圧力比が低くなるようにスロットル弁24の開度を大きくすることで、電動過給機22を領域Bで駆動させる。
Specifically, during the engine warm-up process, the second
これにより、エンジン暖機システム100は、空気の温度が最も高くなる領域Bで電動過給機22を駆動させることになり、エンジン1を早期に暖機することができる。
Thus, the engine warm-up
(エンジン暖機処理)
次に、エンジン暖機システム100による、エンジン暖機処理の流れについて説明を行う。図4は、エンジン1の停止時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。
(Engine warm-up treatment)
Next, the flow of engine warm-up processing by the engine warm-up
まず、制御装置110は、エンジン起動スイッチセンサ60から送信される信号に基づいて、エンジン起動スイッチがオフされたか否か判定する(S10)。そして、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されれば(ステップS10におけるYES)、吸排気弁制御部114は、吸気弁12および排気弁13を開放状態(オーバーラップ状態)に制御する(S12)。その後また、駆動制御部112は、エンジン1を停止させ(S14)、当該エンジン1の停止時におけるエンジン暖機処理を終了する。
First, the
一方で、制御装置110は、エンジン起動スイッチがオフされていないと判定した場合(ステップS10におけるNO)は、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されるまで、当ステップS10の処理を繰り返す。
On the other hand, when
図5は、エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。このエンジン1の始動時におけるエンジン暖気処理は、エンジン起動スイッチがオンされた場合に実行される処理である。
FIG. 5 is a flowchart for explaining engine warm-up processing when the
エンジン起動スイッチがオンされた場合、電動過給機制御部118は、エンジン暖機実行条件が成立しているか否か、具体的には、上述したように、温度T1が所定の温度よりも低いか否か判定する(S20)。なお、エンジン暖機実行条件が成立しているか否かの判断に、温度T2を加えてもよい。この場合、温度T1および温度T2がそれぞれに対して設定された温度(閾値)以下であるときにエンジン暖機実行条件が成立していると判定する。
When the engine start switch is turned on, the electric
そして、エンジン暖機実行条件が成立していると判定されれば(ステップS20におけるYES)、第1バルブ制御部116は、新気制御弁25を閉鎖し、EGRバルブ34を開放する(S22)。また、第1流路切り替えバルブ制御部120は、空気が第1バイパス流路28を流通するように、第1流路切り替えバルブ29を制御する。また、第2流路切り替えバルブ制御部124は、空気が第2バイパス流路35を流通するように、第2流路切り替えバルブ36を制御する。
If it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied (YES in step S20), the first
そして、電動過給機制御部118は、電動過給機22を所定の電力で駆動させる(S24)。また、第2バルブ制御部122は、電動過給機22が予め決められた領域B(図3参照)で駆動するように、スロットル弁24を制御する(S26)。
Then, the electric
そして、電動過給機制御部118は、温度T3に基づいてエンジン暖機終了条件が成立したか否か判定する(S28)。具体的には、インテークマニホールド17内の温度T3が閾値Tに達してから所定時間経過した場合に、エンジン暖機終了条件が成立したと判定する。そして、駆動制御部112は、エンジン暖機終了条件が成立したと判定されれば(ステップS28におけるYES)、エンジン暖機を終了し、エンジン1を駆動(始動)させ(S30)、当該エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。
Then, the electric
一方で、エンジン暖機終了条件が成立していないと判定された場合(ステップS28におけるNO)、制御装置110は、S26に処理を戻す。なお、エンジン始動前におけるエンジン暖機システム100による暖気時にあっては、エンジン1内の温度(冷却水温度)を示す温度T1に基づいて燃焼室9の温度を精度良く把握するのは困難である。そこで、本実施形態にあっては、エンジン暖機の終了の判定に、インテークマニホールド17内の温度T3、換言すれば、燃焼室9に供給される空気の温度を用いるようにした。また、燃焼室9の熱容量を勘案し、温度T3が閾値Tに達してからの経過時間を確認するようにした。なお、温度T3と流量履歴(エンジン暖機が開始してからの空気流量の積算値)に基づいてエンジン暖機の終了を判定するようにしてもよい。
On the other hand, when it is determined that the engine warm-up termination condition is not satisfied (NO in step S28),
また、電動過給機制御部118は、エンジン暖機実行条件が成立していないと判定されれば(S20におけるNO)、当該エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。エンジン暖機実行条件が成立していないということは、エンジン1は冷態状態ではないということである。したがって、エンジン1内を暖める必要がないため、電動過給機制御部118は、当該エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。
In addition, if it is determined that the engine warm-up execution condition is not satisfied (NO in S20), electric
かかる構成により、エンジン暖機システム100は、エンジン1が冷態状態で駆動する際、まずは電動過給機22を駆動させ、電動過給機22の断熱効率が通常制御(図3で示す領域A)時とは異なる領域(図3で示す領域B)になるようにスロットル弁24の開度を制御する。これにより、電動過給機22によって圧縮(過給)され暖められた空気をエンジン1内に循環させることが可能となる。よって、スロットル弁24の開度の制御により、エンジン1を効率よく早期に暖機することができる。
With this configuration, when the
図6は、本実施形態における変形例を示す図である。なお、上述したエンジン暖機システム100と実質的に等しい構成については、説明を省略する。図6に示すように、エンジン1には、エンジン暖機システム200が設けられる。具体的には、エンジン暖機システム200は、排気制御弁202、加熱ヒータ204および制御装置210を新たに含んで構成される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a modification example of the present embodiment. Note that a description of a configuration substantially the same as the engine warm-up
排気制御弁202は、排気流路20におけるEGR流路32が接続される箇所よりも下流側でかつ下流側の触媒31よりも上流側に設けられる。
The
加熱ヒータ204は、排気流路20における上流側の触媒30よりも上流側に設けられる。加熱ヒータ204は、排気流路20を流通する空気(排気ガス)を暖める。
The
制御装置210は、上述した制御装置110の機能に加え、新たに第3バルブ制御部212および加熱ヒータ制御部214としても機能する。
The
第3バルブ制御部212は、排気制御弁202の開度を制御する。第3バルブ制御部212は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、排気制御弁202を閉鎖させる。このとき、第1バルブ制御部116が新気制御弁25を閉鎖させ、EGRバルブ34を開放させる。このため、エンジン暖機システム200内の流路は、密閉される。そのため、空気が循環する間、エンジン1内に、外気(冷たい空気)は進入しなくなる。よって、より効果的(より積極的)、かつ、早期にエンジン1を暖機することができる。
The third
加熱ヒータ制御部214は、加熱ヒータ204を加熱させる。加熱ヒータ制御部214は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、加熱ヒータ204を加熱させる。電動過給機22によって圧縮され、暖められた空気は、エンジン1内を通過することにより温度が低下する。よって、排気流路20を流通する空気は下流側吸気流路18bを通過する空気に比べて、温度が低い。そのため、排気流路20に加熱ヒータ204を設け、流通する空気を暖めることで、還流する空気の温度を上昇させる。還流する空気の温度を上昇させることで、空気が再び電動過給機22によって圧縮される際、より高い温度に圧縮される。このように、還流される空気を暖め循環させることで、より効果的(より積極的)、かつ、早期にエンジン1を暖機することができる。
The
また、加熱ヒータ204を排気流路20における上流側の触媒30よりも上流側に設けることで、上流側の触媒30を暖めることができる。上流側の触媒30を暖めることで、上流側の触媒30を早期に活性化することができる。
Further, by providing the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上記実施形態では、エンジン1が冷態状態の場合にエンジン暖機処理を実行する場合について説明したが、エンジン1が冷態状態でない場合においてもエンジン暖機処理を実行してもよい。
For example, although the case where the engine warm-up process is executed when the
また、上記実施形態では、下流側吸気流路18bにインタークーラ23を迂回する第1バイパス流路28が設けられる場合について説明した。しかし、第1バイパス流路28は必須の構成ではない。
In the above embodiment, the case where the first
また、上記実施形態では、EGR流路32にEGRクーラ33を迂回する第2バイパス流路35が設けられる場合について説明した。しかし、第2バイパス流路35は必須の構成ではない。
In the above-described embodiment, the case where the second
また、上記実施形態では、エンジン暖機システム100、200には、第1バイパス流路28および第2バイパス流路35が設けられる場合について説明した。しかし、第1バイパス流路28および第2バイパス流路35を両方備えずともよい。少なくとも、第1バイパス流路28および第2バイパス流路35のいずれか一方が設けられていてもよい。
In the above embodiment, the case where the engine warm-up
また、上記実施形態では、エンジン暖機システム100、200には、第1圧力センサ50および第2圧力センサ52を設け、圧力比に基づいてスロットル弁24の開度を制御する場合について説明した。しかし、圧力センサの代わりに、流量センサを用いて流量を導出しスロットル弁24の開度を制御してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the engine warm-up
また、上記変形例では、エンジン暖機システム200には、排気制御弁202および加熱ヒータ204がさらに設けられる場合について説明した。しかし、排気制御弁202および加熱ヒータ204を両方備えずともよい。少なくとも排気制御弁202および加熱ヒータ204のいずれか一方を設けるようにしてもよい。
Further, in the above modification, the case where the engine warm-up
本発明は、エンジン暖機システムに利用できる。 The present invention can be used for an engine warm-up system.
1 エンジン
9 燃焼室
10 吸気ポート
11 排気ポート
12 吸気弁
13 排気弁
18 吸気流路
20 排気流路
22 電動過給機
22a モータ
24 スロットル弁
25 新気制御弁
32 EGR流路
34 EGRバルブ
50 第1圧力センサ(圧力センサ)
100 エンジン暖機システム
114 吸排気弁制御部
116 第1バルブ制御部
118 電動過給機制御部
122 第2バルブ制御部
1 Engine 9
100 Engine warm-up system 114 Intake / exhaust
Claims (3)
前記吸気流路の途中に設けられ、モータの駆動によって吸気を圧縮する電動過給機と、
前記エンジンに接続され、排気ガスが排出される排気流路と、
前記排気流路に排出された排気ガスを、前記吸気流路における前記電動過給機よりも上流側に還流させるEGR流路と、
前記吸気流路における前記EGR流路の合流位置よりも上流側に設けられ、前記吸気流路を開閉する新気制御弁と、
前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流に設けられ、前記吸気流路を開閉するスロットル弁と、
前記EGR流路に設けられる、前記EGR流路を開閉するEGRバルブと、
前記エンジンの吸気ポートおよび燃焼室の間を開閉する吸気弁と、
前記エンジンの排気ポートおよび前記燃焼室の間を開閉する排気弁と、
前記エンジンの停止中において、前記吸気弁および前記排気弁を開放制御する吸排気弁制御部と、
所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、前記新気制御弁を閉鎖し、前記EGRバルブを開放する制御を行う第1バルブ制御部と、
前記エンジン暖機実行条件が成立すると、前記電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、
前記エンジン暖機実行条件が成立すると、前記電動過給機を所定の駆動領域で駆動させるように、前記スロットル弁の開度を調整する第2バルブ制御部と、
を備えるエンジン暖機システム。 An intake passage connected to the engine and through which intake air flows;
An electric supercharger that is provided in the middle of the intake flow path and compresses intake air by driving a motor;
An exhaust passage connected to the engine for exhaust gas exhaust;
An EGR passage that recirculates exhaust gas discharged to the exhaust passage upstream of the electric supercharger in the intake passage;
A fresh air control valve that is provided upstream of the merge position of the EGR flow path in the intake flow path, and opens and closes the intake flow path;
A throttle valve that is provided downstream of the electric supercharger in the intake passage, and opens and closes the intake passage;
An EGR valve that opens and closes the EGR flow path provided in the EGR flow path;
An intake valve that opens and closes between the intake port of the engine and the combustion chamber;
An exhaust valve that opens and closes between the exhaust port of the engine and the combustion chamber;
An intake / exhaust valve control unit that controls the opening of the intake valve and the exhaust valve while the engine is stopped;
A first valve control unit that performs control to close the fresh air control valve and open the EGR valve when a predetermined engine warm-up execution condition is satisfied;
When the engine warm-up execution condition is satisfied, an electric supercharger control unit that drives the electric supercharger;
A second valve control unit that adjusts an opening of the throttle valve so as to drive the electric supercharger in a predetermined drive region when the engine warm-up execution condition is satisfied;
Engine warm-up system with
前記第2バルブ制御部は、
前記圧力センサによって測定された圧力に基づいて、前記スロットル弁の開度を調整する請求項1または2に記載のエンジン暖機システム。 A pressure sensor for measuring a pressure downstream of the electric supercharger in the intake passage;
The second valve controller is
The engine warm-up system according to claim 1 or 2, wherein an opening degree of the throttle valve is adjusted based on a pressure measured by the pressure sensor.
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