JP2019090378A - Engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、過給機付エンジンに関する。 The technology disclosed herein relates to a supercharged engine.
特許文献1には、過給機付エンジンの一例が開示されている。具体的に、この特許文献1に開示されたエンジンは、排気エネルギーを利用して過給するターボ過給機(排気ターボ過給機)と、排気エネルギーを利用せずに過給する電動式過給機(電動過給機)とを備えたディーゼルエンジンとして構成されている。
ところで、エンジンの燃費性能を高めるための方策として、いわゆるリーンバーンエンジンが提案されている。リーンバーンエンジンでは、スロットルバルブの開度を全開付近に保つことにより、ポンプ損失を低減することができる。 By the way, a so-called lean burn engine has been proposed as a measure for improving the fuel consumption performance of the engine. In the lean burn engine, pump loss can be reduced by keeping the throttle valve open near full opening.
しかし、一般的なリーンバーンエンジンは、混合気の着火性という点で改善の余地があり、車両の加速時のようにエンジン負荷が急激に上昇するときに、安定したリーン燃焼を実現するのが困難であった。そのため、これまでは、リーン燃焼を安定させることができるのは、加速後の定常運転に限定されていた。 However, general lean-burn engines have room for improvement in terms of the ignitability of the air-fuel mixture, and it is necessary to realize stable lean combustion when the engine load rises sharply as during vehicle acceleration. It was difficult. Therefore, until now, the ability to stabilize lean combustion has been limited to steady operation after acceleration.
またそもそも、車両の加速時には、エンジン負荷の上昇に応じて燃料の供給量も急激に増大する。そうすると、リーン側に設定された空燃比を実現するべく、燃料の供給量に追従させるように、空気の導入量を速やかに増やす必要がある。ターボ過給機のように排気エネルギーを利用する過給機は、ターボラグ等の事情から、空気の応答性において難がある。 In addition, at the time of acceleration of the vehicle, the amount of supplied fuel also rapidly increases as the load on the engine increases. Then, in order to realize the air-fuel ratio set to the lean side, it is necessary to rapidly increase the introduction amount of air so as to follow the supply amount of fuel. A turbocharger using exhaust energy like a turbocharger has a problem in the responsiveness of air due to circumstances such as a turbo lag.
こうした事情から、これまでの構成では、仮にリーン燃焼を実現できたとしても、空気の導入量が少ない低負荷域に限られたものとなり、また、エンジンの加速性能を確保する上でも改善の余地があった。 Under these circumstances, even if lean combustion can be realized with the above configuration, it is limited to the low load area where the amount of air introduced is small, and there is room for improvement in securing the acceleration performance of the engine. was there.
本願発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、混合気の着火性を向上させるような構成と、上記特許文献1に記載された電動式過給機のように、排気エネルギーを利用しない過給機とに着目し、ここに開示する技術の完成に至った。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have a configuration that improves the ignitability of the air-fuel mixture, and supercharging that does not utilize exhaust energy as in the electric turbocharger described in
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の加速時に、燃費性能と加速性能を両立させることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above point, and its purpose is to achieve both fuel efficiency and acceleration performance at the time of acceleration of the vehicle.
ここに開示する技術は、過給機付エンジンにおいて、車両の加速時に、改質触媒によって改質された燃料を気筒内へと導入するとともに、排気エネルギーを利用せずに過給をする過給機によって吸気量を調整することで、リーン燃焼を実現することを特徴とする。 The technology disclosed herein is, in a supercharged engine, introducing fuel reformed by a reforming catalyst into a cylinder during acceleration of a vehicle and supercharging without using exhaust energy. It is characterized in that lean combustion is realized by adjusting the intake air amount by the machine.
具体的に、ここに開示する過給機付エンジンは、車両に搭載されたエンジン本体と、上記エンジン本体に接続された吸気通路及び排気通路と、上記エンジン本体の気筒内へ、ガソリン、ナフサ及びエタノールの少なくとも1つを含んだ燃料を供給する第1燃料供給部と、上記吸気通路に設けられかつ、排気エネルギーを利用せずに過給をする過給機と、上記排気通路と上記吸気通路とを連通し、排気ガスの一部を上記吸気通路に還流させるEGR通路と、上記EGR通路へと燃料を供給する第2燃料供給部と、上記EGR通路に設けられ、上記第2燃料供給部から供給された燃料を改質する改質触媒と、加速要求信号を受けて上記第1燃料供給部による燃料の供給量を増やす上記車両の加速時に、上記第1及び第2燃料供給部と上記過給機へと制御信号を出力することで、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給するとともに、該気筒内に形成される混合気の空燃比A/F、又は、上記気筒内の全ガス重量Gと該気筒内に供給される燃料の重量Fとの関係G/Fが15よりも大きくなるように、上記過給機によって上記気筒内へと供給される吸気量を調整することにより上記A/F又はG/Fを調整する制御部と、を備えている。 Specifically, the supercharged engine disclosed herein includes an engine body mounted on a vehicle, an intake passage and an exhaust passage connected to the engine body, gasoline, naphtha, and the like into cylinders of the engine body. A first fuel supply portion for supplying fuel containing at least one of ethanol, a supercharger provided in the intake passage and supercharging without utilizing exhaust energy, the exhaust passage, and the intake passage And an EGR passage for recirculating a portion of the exhaust gas to the intake passage, a second fuel supply unit for supplying fuel to the EGR passage, and the EGR passage provided in the EGR passage, the second fuel supply unit A reforming catalyst for reforming the fuel supplied from the first fuel supply section, and the first and second fuel supply sections and the second fuel supply section at the time of acceleration of the vehicle in response to an acceleration request signal to increase the fuel supply amount by the first fuel supply section. To the supercharger By outputting the control signal, the fuel reformed by the reforming catalyst is supplied into the cylinder, and the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture formed in the cylinder, or in the cylinder Adjusting the amount of intake air supplied into the cylinder by the supercharger such that the relationship G / F between the total gas weight G and the weight F of the fuel supplied into the cylinder is greater than 15; And a controller configured to adjust the A / F or G / F.
ここで、上記過給機には、いわゆる電動式過給機や機械式過給機が含まれる。 Here, the supercharger includes a so-called electric supercharger and a mechanical supercharger.
また、上記改質触媒は、第2燃料供給部から供給された燃料を改質することで水素を生成する、としてもよい。 The reforming catalyst may generate hydrogen by reforming the fuel supplied from the second fuel supply unit.
上記の構成によると、車両の加速時に、制御部は、改質触媒によって改質された燃料を気筒内へと供給する。これにより、混合気の着火性を高めることができるから、安定したリーン燃焼を実現することが可能となる。 According to the above configuration, at the time of acceleration of the vehicle, the control unit supplies the fuel reformed by the reforming catalyst into the cylinder. As a result, since the ignitability of the mixture can be enhanced, stable lean combustion can be realized.
また、上記の構成では、制御部は、改質された燃料の供給と併せて、過給機によって気筒内へと供給される吸気量を調整する。これにより、吸気量(空気の導入量)を応答良く増やすことができ、加速時であっても吸気量を要求リーン状態に維持することが可能となる。そのことで、リーン燃焼を維持した加速が可能となる。 Further, in the above configuration, the control unit adjusts the amount of intake air supplied into the cylinder by the supercharger in addition to the supply of the reformed fuel. As a result, it is possible to increase the intake amount (introduction amount of air) with good response, and it is possible to maintain the intake amount in the required lean state even during acceleration. This makes it possible to maintain lean combustion and accelerate.
このように、改質触媒による燃料の改質と、過給機による吸気量の調整とが相俟って、安定的でかつ応答性に優れたリーン燃焼を実現することができるとともに、リーン燃焼を実行可能な運転領域を高負荷側へと拡大することもできる。 As described above, by combining the reforming of the fuel by the reforming catalyst and the adjustment of the intake air amount by the turbocharger, it is possible to realize stable and responsive lean combustion, and also lean combustion. The operating range that can be implemented can be expanded to the high load side.
こうして、車両の加速時に、加速性能を維持したまま、燃費性能を改善することができ、特に、所定負荷域での加速時における燃費性能を改善することが可能となる。 Thus, at the time of acceleration of the vehicle, the fuel consumption performance can be improved while maintaining the acceleration performance, and in particular, the fuel consumption performance at the time of acceleration in a predetermined load region can be improved.
また、上記過給機は、上記吸気通路に設けられたコンプレッサを電動モータによって回転駆動することにより過給を行う電動式過給機である、としてもよい。 The supercharger may be an electric supercharger that performs supercharging by rotationally driving a compressor provided in the intake passage with an electric motor.
この構成によると、応答性に優れた過給を実現することができる。 According to this configuration, supercharging with excellent responsiveness can be realized.
また、上記制御部は、上記車両の加速時に、上記電動モータが最高トルクよりも低いトルクとなるように、及び/又は、上記コンプレッサが限界回転数よりも低い回転数となるように、上記電動式過給機を作動させる、としてもよい。 In addition, the control unit is configured to cause the electric motor to have a torque lower than the maximum torque during acceleration of the vehicle and / or to cause the compressor to have a rotational speed lower than a limit rotational speed. It is also possible to operate the supercharger.
電動式過給機を上記のようなパーシャル状態で作動させると、信頼性という観点からは、その電動式過給機を長時間にわたって作動させたり、常時作動させたりすることが可能となる。この場合、電動モータの起電力(起動毎の起電力)の発生が抑制されるため、消費電力を低く抑えることが可能となる。それと同時に、コンプレッサ前後の吸気圧力の比率を示す圧力比を所定範囲内に保つことができるため、コンプレッサが高効率で仕事をする領域を使い続けることができる。特に、ターボ過給機と電動式過給機との両方を備えた過給機付エンジンにおいて、電動式過給機を補助的に作動させることによって、電力消費を少なくすることができる。 When the electric supercharger is operated in the partial state as described above, it is possible to operate the electric supercharger for a long time or always operate from the viewpoint of reliability. In this case, generation of electromotive force (electromotive force at each startup) of the electric motor is suppressed, and therefore, power consumption can be suppressed low. At the same time, the pressure ratio indicating the ratio of the intake pressure before and after the compressor can be kept within a predetermined range, so that the compressor can continue to use the area where it works with high efficiency. In particular, in a supercharged engine equipped with both a turbocharger and an electric supercharger, power consumption can be reduced by operating the electric supercharger auxiliary.
また、上記過給機は、上記エンジン本体のクランクシャフトから伝達された動力を受けて作動する機械式過給機である、としてもよい。 The supercharger may be a mechanical supercharger that operates by receiving power transmitted from a crankshaft of the engine body.
この構成によると、応答性に優れた過給を実現することができる。 According to this configuration, supercharging with excellent responsiveness can be realized.
また、上記EGR通路は、排気浄化触媒よりも上流の上記排気通路と、上記過給機よりも下流の上記吸気通路とを連通している、としてもよい。 The EGR passage may communicate the exhaust passage upstream of the exhaust gas purification catalyst with the intake passage downstream of the supercharger.
この構成によると、EGR通路(ここでは、「高圧EGR通路」と仮称する)は、排気通路において排気浄化触媒よりも上流に接続されるから、例えば、その排気浄化触媒よりも下流に接続される別のEGR通路(ここでは、「低圧EGR通路」と仮称する)と比較したときに、改質された燃料(例えば水素)を、気筒内へと速やかに供給することができる。 According to this configuration, the EGR passage (here, tentatively referred to as “high-pressure EGR passage”) is connected upstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust gas passage, and for example, is connected downstream of the exhaust gas purification catalyst The reformed fuel (for example, hydrogen) can be quickly supplied into the cylinder when compared to another EGR passage (herein referred to as a “low pressure EGR passage”).
また、上記EGR通路における上記改質触媒の下流には、ガスの冷却機能を有するEGRクーラが設けられている、としてもよい。 Further, an EGR cooler having a gas cooling function may be provided downstream of the reforming catalyst in the EGR passage.
この構成によると、筒内温度が高くなり過ぎることを防止することができる。 According to this configuration, it is possible to prevent the in-cylinder temperature from becoming too high.
また、上記制御部は、上記車両の加速時であってかつ、上記エンジン本体が温間状態にあるときに、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する、としてもよい。 The control unit may also supply the fuel reformed by the reforming catalyst into the cylinder when the vehicle accelerates and the engine body is in the warm state. Good.
上記の構成によると、エンジン本体が温間状態にあるときには、総じて排気ガス温度も高くなるため、改質触媒による燃料改質も進行する。リーン燃焼が行われるとき、つまり燃焼温度が低いときでも有効となる。 According to the above configuration, when the engine body is in the warm state, the temperature of the exhaust gas generally increases, so that the fuel reforming by the reforming catalyst also proceeds. It is effective even when lean combustion is performed, that is, when the combustion temperature is low.
また、上記制御部は、上記車両の加速時に、上記気筒内に形成される混合気の空燃比A/F、又は、上記気筒内の全ガス重量Gと該気筒内に供給される燃料の重量Fとの関係G/Fが25以上になるように、上記過給機によって上記気筒内へと供給される吸気量を調整する、としてもよい。 Further, the control unit controls the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture formed in the cylinder or the total gas weight G in the cylinder and the weight of fuel supplied into the cylinder when the vehicle accelerates. The amount of intake air supplied into the cylinder by the supercharger may be adjusted so that the relationship G / F with F is 25 or more.
A/FやG/Fを25以上にするには、気筒内へ多量の空気を供給することが求められる。上記の構成は、そうした状況下において取り分け有効となる。 In order to make A / F and G / F 25 or more, it is required to supply a large amount of air into the cylinder. The above configuration is particularly effective under such circumstances.
また、上記過給機付エンジンは、排気浄化触媒よりも下流の上記排気通路と、上記過給機よりも上流の上記吸気通路とを連通し、排気ガスの一部を上記吸気通路に還流させる第2EGR通路と、上記第2EGR通路へと燃料を供給する第3燃料供給部と、上記第2EGR通路に設けられ、上記第3燃料供給部から供給された燃料を改質する第2改質触媒と、をさらに備え、上記制御部は、上記車両の加速時に、上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度が所定温度未満の場合には、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する一方、上記排気温度が所定温度以上の場合には、上記第2改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する、としてもよい。 Further, the supercharger-equipped engine communicates the exhaust passage downstream of the exhaust gas purification catalyst with the intake passage upstream of the supercharger, and recirculates part of exhaust gas to the intake passage. A second EGR passage, a third fuel supply unit for supplying fuel to the second EGR passage, and a second reforming catalyst provided in the second EGR passage for reforming the fuel supplied from the third fuel supply unit And, when the vehicle accelerates, if the exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas purification catalyst is less than a predetermined temperature, the control unit further includes the fuel reformed by the reforming catalyst in the cylinder. Alternatively, the fuel reformed by the second reforming catalyst may be supplied into the cylinder when the exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
この構成によると、第2EGR通路(低圧EGR通路)は、排気通路において排気浄化触媒よりも下流に接続されるから、例えば、上記EGR通路(高圧EGR通路)と比較したとき、第2EGR通路(低圧EGR通路)を介して還流されるEGRガスは、相対的に低温となる。 According to this configuration, since the second EGR passage (low pressure EGR passage) is connected downstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust passage, for example, the second EGR passage (low pressure) is compared with the EGR passage (high pressure EGR passage). The EGR gas recirculated through the EGR passage) has a relatively low temperature.
排気温度が相対的に低いとき、高圧EGR通路に設けられた改質触媒は、低圧EGR通路に設けられた第2改質触媒よりも活性状態にあるため、前者の改質触媒は、その改質機能をより有効に発揮する。そのため、このときには、改質触媒によって改質された燃料を、高圧EGR通路を介して気筒内へと供給する。これにより、低圧EGR通路に設けた第2改質触媒を用いるときと比較して、改質された燃料を応答良く気筒内へ供給することができる。 When the exhaust temperature is relatively low, the reforming catalyst provided in the high pressure EGR passage is more active than the second reforming catalyst provided in the low pressure EGR passage. Make the quality function more effective. Therefore, at this time, the fuel reformed by the reforming catalyst is supplied into the cylinder through the high pressure EGR passage. Thus, the reformed fuel can be supplied into the cylinder in a responsive manner as compared with the case where the second reforming catalyst provided in the low pressure EGR passage is used.
対して、排気温度が相対的に高いときには、改質触媒が過度に高温となり、その改質機能が十分に発揮されない可能性がある(つまり、いわゆる改質域を抜ける可能性がある)。一方、低圧EGR通路を介して還流されるEGRガスは相対的に低温であり、第2改質触媒もまた、改質触媒よりも低温となる。よって、このときには、第2改質触媒によって改質された燃料を、低圧EGR通路を介して気筒内へと供給する。こうすることで、排気温度が相対的に高い場合であっても、改質された燃料を、気筒内へ供給することができる。このことは、リーン燃焼を実行可能な運転領域を拡大する上で有効である。 On the other hand, when the exhaust gas temperature is relatively high, the reforming catalyst may be excessively hot, and its reforming function may not be sufficiently exhibited (that is, it may leave the so-called reforming zone). On the other hand, the EGR gas recirculated through the low pressure EGR passage is at a relatively low temperature, and the second reforming catalyst is also at a lower temperature than the reforming catalyst. Therefore, at this time, the fuel reformed by the second reforming catalyst is supplied into the cylinder via the low pressure EGR passage. In this way, the reformed fuel can be supplied into the cylinder even when the exhaust temperature is relatively high. This is effective in expanding the operating range where lean combustion can be performed.
さらに、上記排気通路における上記排気浄化触媒の下流には、パティキュレートフィルタが設けられ、上記第2EGR通路と上記排気通路との連通部は、上記パティキュレートフィルタよりも下流の部位とされ、上記制御部は、上記車両の加速時に、上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度、及び、上記パティキュレートフィルタよりも下流の排気温度が双方とも所定温度未満の場合には、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する一方、上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度が所定温度以上で且つ、上記パティキュレートフィルタよりも下流の排気温度が所定温度未満の場合には、上記第2改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する、としてもよい。 Further, a particulate filter is provided downstream of the exhaust purification catalyst in the exhaust passage, and a communication portion between the second EGR passage and the exhaust passage is a portion downstream of the particulate filter, and the control is performed. When the vehicle accelerates, if the exhaust temperature upstream of the exhaust purification catalyst and the exhaust temperature downstream of the particulate filter are both lower than a predetermined temperature, the reforming catalyst When the exhaust temperature upstream of the exhaust purification catalyst is higher than a predetermined temperature and the exhaust temperature downstream of the particulate filter is lower than a predetermined temperature while the fuel is supplied into the cylinder, The fuel reformed by the second reforming catalyst may be supplied into the cylinder.
この構成によると、EGR通路(高圧EGR通路)の改質触媒が過度に高温となり、その改質機能が十分に発揮されない可能性があるときで、しかも第2EGR通路(低圧EGR通路)の第2改質触媒が十分に改質機能を発揮すると想定される場合(ただし、パティキュレートフィルタが活性状態にあって、パティキュレートフィルタ下流の排気温度が過度に昇温し、第2改質触媒が過度に高温となるケースを除いた場合)に限って、第2改質触媒により改質された燃料を気筒内へと供給することで、リーン燃焼を実行可能な運転領域を拡大することが可能となる。 According to this configuration, when there is a possibility that the temperature of the reforming catalyst in the EGR passage (high pressure EGR passage) becomes excessively high and the reforming function thereof is not sufficiently exhibited, the second EGR passage (low pressure EGR passage) When it is assumed that the reforming catalyst sufficiently exhibits the reforming function (However, when the particulate filter is in the active state, the exhaust temperature downstream of the particulate filter is excessively raised, and the second reforming catalyst is excessive. Supply the fuel reformed by the second reforming catalyst into the cylinder only when the high temperature case is removed), and it is possible to expand the operating range where lean combustion can be performed. Become.
以上説明したように、ここに開示する技術は、車両の加速時に、燃費性能と加速性能を両立させることができる。 As described above, the technology disclosed herein can achieve both fuel efficiency and acceleration performance at the time of acceleration of a vehicle.
《第1の実施形態》
以下、本発明を実施するための第1の形態(以下、単に「実施形態」又は「第1の実施形態」という)について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は例示である。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as "embodiment" or "first embodiment") will be described in detail with reference to the drawings. The following description is an example.
図1は、第1の実施形態に係る過給機付エンジン(以下、単に「エンジン」という)1を示す概略図である。また、図2は、エンジン1の気筒30a内を示す断面図であり、図3は、エンジン1の制御系を示すブロック図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a supercharged engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of a
(エンジンの全体構成)
このエンジン1は、車両に搭載されるとともに、ガソリン、ナフサ及びエタノールの少なくとも一方を含んだ燃料から動力を得る4ストローク式の内燃機関であって、図1に示すように、電動式過給機18を備えた過給機付エンジンとされている。
(Whole engine configuration)
The
エンジン1の出力軸であるクランクシャフトは、不図示の変速機を介して駆動輪に連結されている。エンジン1が運転することにより、その出力が駆動輪に伝達されて車両が推進する。
A crankshaft, which is an output shaft of the
このエンジン1は、主に、気筒30aを有するエンジン本体10と、このエンジン本体10に接続される吸気通路50及び排気通路60と、吸気通路50に設けられる電動式過給機18と、から構成されている。
The
具体的に、エンジン本体10は、複数の気筒30a(図2において1つのみを図示している)が設けられたシリンダブロック30と、このシリンダブロック30上に配設されたシリンダヘッド31と、シリンダブロック30の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン39とを有している。エンジン本体10は、前述の車両に搭載されている。
Specifically, the
シリンダブロック30の各気筒30a内には、ピストン32(図2参照)が往復摺動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン32と、シリンダブロック30と、シリンダヘッド31とによって燃焼室33(図2参照)が区画されている。
A piston 32 (see FIG. 2) is inserted in each
ピストン32の頂面には、図2に拡大して示すようなキャビティ32aが形成されている。キャビティ32aは、ピストン32が圧縮上死点付近に位置するときには、後述の第1インジェクタ38に相対する。
The top surface of the
また、ピストン32は、コンロッドを介してクランクシャフトと連結されている。なお、燃焼室33の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ32aの形状、ピストン32の頂面形状、及び、燃焼室33の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
The
図2に示すように、シリンダヘッド31には、気筒30a毎に、吸気ポート34及び排気ポート35が形成されているとともに、これら吸気ポート34及び排気ポート35には、燃焼室33側の開口を開閉する吸気弁36及び排気弁37がそれぞれ配設されている。
As shown in FIG. 2, an
各吸気弁36は吸気側カム40によって開閉され、各排気弁37は排気側カム41によって開閉される。吸気側カム40及び排気側カム41は、上記クランクシャフトの回転と連動してそれぞれ回転駆動される。図示は省略するが、吸気弁36及び排気弁37のそれぞれの開閉タイミングや開閉期間を調整するために、例えば油圧作動式の弁可変機構が設けられている。
Each
シリンダヘッド31には、気筒30a毎に、気筒30a内に燃料を直接噴射する第1インジェクタ38と、燃焼室33内に形成された混合気に対して点火をする点火プラグ42とが設けられている。
The
図2に示すように、第1インジェクタ38は、その噴口が燃焼室33の天井面の中央部分から、その燃焼室33内に臨むように配設されている。第1インジェクタ38は、エンジン1の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン1の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室33内に直接噴射する。第1インジェクタ38は、「第1燃料供給部」の例示である。
As shown in FIG. 2, the
また、前述のように、第1インジェクタ38から供給される燃料は、ガソリン、ナフサ及びエタノールの少なくとも1つを含む。すなわち、ガソリンのみを使用してもよいし、ナフサのみを使用してもよいし、エタノールのみを使用してもよいし、ガソリンとナフサとの混合燃料や、エタノールと他の燃料との混合燃料を使用してもよい。
Also, as described above, the fuel supplied from the
なお、このエンジン1に使用可能なナフサは、軽質ナフサ、重質ナフサ、及び、ホールレンジナフサを含む。また、ナフサに原油あるいは重油を少量混入させた変成ナフサを使用してもよい。
The naphtha usable for the
また、点火プラグ42は、その先端が燃焼室33の天井面から、燃焼室33内に臨むように配設されている。点火プラグ42は、燃焼室33の中に形成された混合気に対して点火をすることにより、混合気を燃焼させる。つまり、このエンジン1は、火花点火式エンジンとして構成されている。
Further, the
図1に示すように、エンジン本体10の一側面には吸気通路50が接続されている。吸気通路50は、各気筒30aの吸気ポート34に連通しており、その吸気ポート34を介して各気筒30aへと吸気を供給するようになっている。この吸気通路50には、前述の電動式過給機18が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
一方、エンジン本体10の他側面には排気通路60が接続されている。排気通路60は、各気筒30aの排気ポート35に連通しており、その排気ポート35を介して各気筒30aから既燃ガス(つまり、排気ガス)を排出するようになっている。
On the other hand, an
吸気通路50の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ54が配設されている。一方、吸気通路50における下流端近傍には、サージタンク51が配設されている。このサージタンク51よりも下流側の吸気通路50は、気筒30a毎に分岐する独立吸気通路とされ、これら各独立吸気通路の下流端が各気筒30aの吸気ポート34にそれぞれ接続されている。
An
吸気通路50におけるエアクリーナ54とサージタンク51との間には、上流側から下流側へ向かって順に、電動式過給機18と、スロットル弁55と、熱交換器としての水冷式のインタークーラ57とが配設されている。インタークーラ57は、例えば吸気マニホールド内に設けられる。
Between the
吸気通路50には、電動式過給機18をバイパスする吸気側バイパス通路53が設けられている。吸気側バイパス通路53の上流端は、吸気通路50における電動式過給機18の上流に接続されている。対して、吸気側バイパス通路53の下流端は、吸気通路50における電動式過給機18の下流に接続されている。
The
吸気側バイパス通路53には、この吸気側バイパス通路53を流れる空気量を調整するための吸気側バイパス弁58が配設されている。吸気側バイパス弁58の開度を調整することによって、電動式過給機18で過給される吸気量と、吸気側バイパス通路53を通る吸気量との割合を段階的に又は連続的に変更することができるようになる。
In the intake
電動式過給機18は、吸気通路50内に設けられたコンプレッサホイール18aと、このコンプレッサホイール18aを回転駆動する電動モータ18bとから構成されている。電動モータ18bを駆動することによって、コンプレッサホイール18aが回転駆動されて、吸気の過給が行われる。つまり、電動式過給機18は、排気エネルギーを利用しない過給機である。電動式過給機18は、排気エネルギーを利用せずに過給をする「過給機」の例示であり、コンプレッサホイール18aは、「コンプレッサ」の例示である。
The
電動式過給機18の過給圧能力(つまり、電動式過給機18による過給圧)は、電動モータ18bの駆動力を変更することで変更される。詳しくは後述するが、電動式過給機18は、エンジン1の運転中はパーシャル状態で作動されるようになっている。
The supercharging pressure capacity of the electric supercharger 18 (that is, the supercharging pressure by the electric supercharger 18) is changed by changing the driving force of the
電動モータ18bは、上記車両に搭載されたバッテリ19に蓄積された電力によって駆動される。電動モータ18bの駆動力の大きさは、該電動モータ18bに供給される電力の大きさによって変更される。バッテリ19には、例えば、車両に搭載されたオルタネータ(図示省略)によって発電された電力が蓄積される。バッテリ19は、例えば48Vバッテリとしてもよい。電動モータ18bは、48V電流が供給されて駆動してもよい。
The
上記インタークーラ57は、水冷式であって、ラジエータ90に対して、供給経路91及びリターン経路92を介して接続されている。供給経路91には、ウォータポンプ93が接続されている。ウォータポンプ93によって、供給経路91に吐出された冷媒としての冷却水は、供給経路91、インタークーラ57、リターン経路92及びラジエータ90を通って、再びウォータポンプ93に戻り、再度、供給経路91に吐出されて、インタークーラ57へ供給される。そして、冷却水がインタークーラ57を通過するときに、該冷却水と吸気との間で熱交換されて、吸気が冷却される。吸気を冷却した分だけ温度が上昇した冷却水は、ラジエータ90において熱交換されて冷却される。なお、この構成例(特に、第1の実施形態)において、インタークーラ57は必須ではない。
The
上記排気通路60の上流側部分は、排気マニホールドによって構成されている。排気マニホールドは、気筒30a毎に分岐して排気ポート35の外側端に接続された複数の独立排気通路と、それら独立排気通路が集合する集合部と、を有している。
An upstream portion of the
排気通路60における上記排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、三元触媒61と、ガソリンパティキュレートフィルタ(以下、GPFという)62と、が配設されている。GPF62は、「パティキュレートフィルタ」の例示である。
On the downstream side of the
三元触媒61は、所定温度以上で活性化することにより、排気ガス中に含まれる炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)の酸化還元反応を促進するようになっている。また、GPF62は、排気ガス中に含まれるスートな等の微粒子を捕集するものである。なお、三元触媒61は、「排気浄化触媒」の例示である。
The three-
吸気通路50と排気通路60の間には、高圧EGR通路80が設けられている。高圧EGR通路80は、排気通路60と吸気通路50とを連通し、排気ガスの一部を吸気通路50に還流可能とされている。高圧EGR通路80は、「EGR通路」の例示である。
A high
具体的に、高圧EGR通路80の上流端は、排気通路60における上記排気マニホールドと三元触媒61との間の部分(つまり、三元触媒61よりも上流側の部分)に接続されている。一方、高圧EGR通路80の下流端は、吸気通路50におけるインタークーラ57とサージタンク51との間の部分(つまり、電動式過給機18よりも下流側の部分)に接続されている。
Specifically, the upstream end of the high
さらに、高圧EGR通路80には、上流側(排気通路60に接続された一端側)から順に、高圧EGR通路80内へ燃料を供給する第2インジェクタ81と、この第2インジェクタ81から供給された燃料を改質する改質触媒82と、ガスの冷却機能を有する高圧EGRクーラ83と、この高圧EGR通路80を通って吸気通路50へと還流される排気ガス(以下、高圧EGRガスという)の流量を調整する高圧EGR弁84と、が設けられている。以下、第2インジェクタ81、改質触媒82、高圧EGRクーラ83及び高圧EGR弁84によって構成されるシステムを、高圧EGRシステム8と呼称する。
Further, the high
第2インジェクタ81は、その噴口が高圧EGR通路80内に臨むように配設されている。第2インジェクタ81は、後述のリーン燃焼が行われるときに、エンジン1の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン1の運転状態に応じた量の燃料を、高圧EGR通路80内に直接噴射する。第2インジェクタ81は、「第2燃料供給部」の例示である。
The
改質触媒82は、所定温度以上で活性化するようになっており、燃料の化学反応を促進する。改質触媒82によって促進される化学反応により、燃料から水素が生成される。
The reforming
高圧EGRクーラ83は、高圧EGRガスを適温に調整するべく、この高圧EGRクーラ83を通過するガスを冷却するように構成されている。 The high pressure EGR cooler 83 is configured to cool the gas passing through the high pressure EGR cooler 83 in order to adjust the high pressure EGR gas to an appropriate temperature.
高圧EGR弁84は、バタフライ式の電磁バルブとされており、その開度調整を通じて、高圧EGRガスの流量を調整するように構成されている。
The high
よって、第2インジェクタ81から噴射された燃料は、高圧EGRガスの流動にしたがって改質触媒82へと導かれる。改質触媒82へ導かれた燃料は、化学反応を通じて水素を生成する。そうして生成された水素は、高圧EGRガスの流動にしたがって、高圧EGRクーラ83及び高圧EGR弁84を順番に通過して、吸気通路50へ還流されるようになっている。吸気通路50へ還流された水素は、高圧EGRガスや新気とともに、燃焼室33へと導かれる。こうして、混合気に水素を添加することができる。水素が添加された混合気は、水素が添加されていない混合気と比較して、着火性に優れる。
Therefore, the fuel injected from the
なお、上記エンジン1は、その幾何学的圧縮比を14以上とした、比較的高圧縮比となるように構成されており、これによって混合気を十分に燃焼させるようにしている。このエンジン1では、電動式過給機18による新気量の調整と、混合気への水素の添加と、幾何学的圧縮比の高圧縮比化によって、車両加速時におけるリーン燃焼を実現している。
The
(エンジンの制御系の構成)
上述のように構成されたエンジン1は、図3に示すパワートレイン・コントロール・モジュール(以下、PCMという)100によって制御される。PCM100は、CPU101、メモリ102、カウンタタイマ群103、インターフェース104及びこれらのユニットを接続するバス105を有するマイクロプロセッサで構成されている。なお、PCM100は「制御部」の例示である。
(Configuration of engine control system)
The
PCM100には、様々なセンサの検出信号が入力される。例えば、PCM100には、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサSW1、過給圧を検出する過給圧センサSW2、吸入空気温度を検出する吸気温度センサSW3、排気温度を検出する排気温度センサSW4、上記クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサSW5、車両のアクセルペダル(図示省略)の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW6、及び車両の車速を検出する車速センサSW7が入力される。
Detection signals of various sensors are input to the
PCM100は、これらのセンサSW1〜SW7の検出信号に基づいて種々の演算を行うことにより、エンジン1や車両の状態を判定するとともに、その判定を受けて生成された制御信号によってエンジン1の運転を制御する。
The
例えば、PCM100は、クランク角センサSW5の検出結果からエンジン回転数を推定するとともに、アクセル開度センサSW6の検出結果からエンジン負荷を算出する。
For example, the
また、PCM100は、水温センサSW1の検出温度が所定温度Tcよりも低いときには、気筒30a内の温度が低く、エンジン1が冷間状態にあると判定するようになっている。
Further, when the temperature detected by the water temperature sensor SW1 is lower than the predetermined temperature Tc, the
PCM100は、そうした判定結果に基づいて制御信号を生成し、第1インジェクタ38、電動モータ18b、点火プラグ42、第2インジェクタ81、各種の弁55,58,84,点火プラグ42のアクチュエータへ制御信号を出力する。PCM100はまた、吸気弁36及び排気弁37の弁可変機構にも制御信号を出力する。
The
(電動式過給機の制御の概要)
次に、PCM100による電動式過給機18の制御について説明する。図4には、電動式過給機18の制御の態様を示す。PCM100は、基本的には、エンジン本体10の運転中は電動式過給機18を常時回転させるようにしているが、水温センサSW1によって検出されるエンジン冷却水の温度と、クランク角センサSW5によって検出されるエンジン1の回転速度とに基づいて、電動式過給機18の回転数(すなわち過給圧)を制御している。具体的には、低水温ないしエンジン低速の領域が最も回転数が高く、そこから、高水温又はエンジン高速となるに連れて、回転数を減少させるように制御する。
(Outline of Control of Electric Turbocharger)
Next, control of the
また、本実施形態では、水温が80℃以上になるような領域においては、電動式過給機18をアイドル回転状態にするとともに、吸気側バイパス弁58を全開にして、該電動式過給機18による過給が、実質的に行われないようにする。このようにすれば、電動式過給機18の回転を止めることなく、過給を実質的に停止することができる。
Further, in the present embodiment, in a region where the water temperature is 80 ° C. or more, the
上記のように、電動式過給機18を常時回転させることによって、後述するように、電動式過給機18によって気筒30a内へと供給される吸気量を調整する際に、電動式過給機18を一時的に停止させて、必要な場面で駆動させるようなオン−オフの制御を行うよりも、電動式過給機18(厳密には、電動式過給機18を作動させるための電動モータ18b)を効率的に作動させることができる。
As described above, the
図5には、電動式過給機18の特性を表す性能曲線を示している。図5の上図は電動式過給機18のコンプレッサホイール18aの特性を示す性能曲線グラフであり、縦軸は電動式過給機18の圧力比(つまり、下流側の圧力に対する上流側の圧力の比)、横軸は吐出流量である。図5の上図において、曲線LLは回転限界ライン、直線SLはサージライン、直線CLはチョークラインを表している。これらのラインで囲まれた領域が電動式過給機18の運転可能領域である。この領域の中央側に位置するほど電動式過給機18の運転効率が高くなる。
FIG. 5 shows a performance curve that represents the characteristics of the
電動式過給機18は、気筒30a内に導入する新気量の調整を目的として使用するため、図5の上図にメッシュで示すような、回転限界ラインから離れた領域内において、エンジン冷却水の水温とエンジン回転数とに応じて、適切な回転数でもって作動される。つまり、電動式過給機18は限界回転数から大きく離れたパーシャル状態で運転される。
Since the
図5の下図は、電動式過給機18の電動モータ18bの特性を例示しており、縦軸は電動モータ18bのトルク、横軸は電動モータ18bの回転数である。図5の下図の一点鎖線は、等消費電力となる線を示しており、図の右上になるほど消費電力が高く、左下になるほど消費電力が低い。電動式過給機18は、図5の上図におけるメッシュで示す領域内において作動されるが、このとき電動モータ18bは、図5の下図におけるメッシュで示す領域内において作動する。電動モータ18bの消費電力は比較的低くかつ、電動モータ18bの効率は比較的高い。電動モータ18bが最高トルクよりも低いトルクで作動している状態を、電動式過給機18のパーシャル状態で運転していると呼んでもよい。前述したように、電動式過給機18は、エンジン本体10の運転中は常時回転しているものの、電動式過給機18をパーシャル状態で運転することによって、消費電力を少なくすることが可能である。
The lower part of FIG. 5 exemplifies the characteristics of the
なお、図4に示すアイドル回転領域においては、電動式過給機18を停止してもよい。
In the idle rotation region shown in FIG. 4, the
(エンジンの燃焼制御)
上記PCM100によるエンジン1の基本的な制御は、主にアクセル開度に基づいて要求駆動力を決定し、これに対応する燃焼状態が実現するように、気筒30a内に導入する新気量、高圧EGRガス量を調整するとともに、燃料の噴射量や噴射時期等を第1インジェクタ38の作動制御によって実現するものである。
(Engine combustion control)
The basic control of the
特に、気筒30a内に導入される新気量や燃料の噴射量は、理論空燃比をベースとして決定されるようになっている。すなわち、混合気は、基本的にはストイキで燃焼する。
In particular, the amount of fresh air introduced into the
(車両加速時のエンジン制御)
ところで、エンジン1の燃費性能を高めるための方策として、上記のようなストイキ燃焼ではなく、いわゆるリーン燃焼が提案されている。リーン燃焼を実行するとき、気筒30a内に形成される混合気の空燃比A/F、又は、気筒30a内の全ガス重量Gと該気筒30a内に供給される燃料の重量Fとの関係G/Fが15よりも大きくなるように調整される。すなわち、ストイキ燃焼と比較して、相対的に多量のガスを導入することになるため、スロットル弁55の開度は、全開付近に保たれる。これにより、エンジン1のポンプ損失を低減することができる。
(Engine control during vehicle acceleration)
By the way, as a measure for improving the fuel consumption performance of the
しかし、一般に、リーン燃焼は、混合気の着火性という点で改善の余地があり、車両の加速時のようにエンジン負荷が急激に上昇するときに、安定したリーン燃焼を実現するのが困難であった。そのため、従来は、リーン燃焼を安定させることができるのは、加速後の定常運転に限定されていた。 However, in general, lean combustion has room for improvement in terms of the ignitability of the air-fuel mixture, and it is difficult to realize stable lean combustion when the engine load rises sharply as during vehicle acceleration. there were. Therefore, conventionally, lean combustion can be stabilized only in steady-state operation after acceleration.
またそもそも、車両の加速時には、エンジン負荷の上昇に応じて燃料の供給量も急激に増大する。そうすると、リーン側に設定された空燃比を実現するべく、燃料の供給量に追従させるように、空気の導入量を速やかに増やす必要がある。ターボ過給機のように排気エネルギーを利用する過給機は、ターボラグ等の事情から、空気の応答性において難がある。 In addition, at the time of acceleration of the vehicle, the amount of supplied fuel also rapidly increases as the load on the engine increases. Then, in order to realize the air-fuel ratio set to the lean side, it is necessary to rapidly increase the introduction amount of air so as to follow the supply amount of fuel. A turbocharger using exhaust energy like a turbocharger has a problem in the responsiveness of air due to circumstances such as a turbo lag.
またそもそも、車両の加速時には、エンジン負荷の上昇に応じて燃料の供給量も急激に増大する。そうすると、リーン側に設定されたA/F、又は、G/Fを実現するべく、燃料の供給量に追従させるように、ガスの導入量を速やかに増やす必要がある。ターボ過給機のように排気エネルギーを利用する過給機は、ターボラグ等を考慮すると、空気の応答性という点で難がある。 In addition, at the time of acceleration of the vehicle, the amount of supplied fuel also rapidly increases as the load on the engine increases. Then, in order to realize the A / F or G / F set on the lean side, it is necessary to rapidly increase the gas introduction amount so as to follow the fuel supply amount. A turbocharger using exhaust energy like a turbocharger has a problem in air responsiveness in consideration of a turbo lag and the like.
そのため、仮にリーン燃焼を実現できたとしても、図6の上図に示すリーン領域Aのように、空気の導入量が少ない低負荷域に限られたものとなり、また、エンジンの加速性能を確保する上でも改善の余地があった。 Therefore, even if lean combustion can be realized, it is limited to a low load area where the amount of air introduced is small as in the lean area A shown in the upper diagram of FIG. 6, and the engine acceleration performance is secured. There was room for improvement on the
対して、このエンジン1は、混合気の着火性を高めることができる改質触媒82と、排気エネルギーを利用しない電動式過給機18を備えた構成とされていて、改質触媒82と電動式過給機18を組み合わせた制御を実行することで、車両加速時であっても、安定性に優れたリーン燃焼を実現するに至った。
On the other hand, the
すなわち、PCM100は、加速要求信号を受けて第1インジェクタ38による燃料の供給量を増やす車両の加速時に、第1及び第2インジェクタ38,81と、電動式過給機18とに制御信号を出力することで、改質触媒82によって改質された燃料(この構成例では水素)を気筒30a内へと供給するとともに、該気筒30a内に形成される混合気のA/F、又は、G/Fが15よりも大きくなるように、電動式過給機18によって気筒30a内へと供給される吸気量を調整する。この構成例では、混合気のA/F又はG/Fが、25以上となるように調整される。
That is, the
このように、車両の加速時に、改質触媒82によって改質された燃料を気筒30a内へと供給することで、混合気の着火性を高めることができる。そのことで、安定したリーン燃焼を実現することが可能となる。
As described above, by supplying the fuel reformed by the reforming
また、PCM100は、改質された燃料の供給と併せて、電動式過給機18によって気筒30a内へと供給される吸気量を調整する。吸気量(空気の導入量)を応答良く増やすことができ、加速時であっても吸気量を要求リーン状態に維持することが可能となる。これにより、リーン燃焼を維持した加速が可能となる。
Further, the
このように、改質触媒82による燃料の改質と、電動式過給機18による吸気量の調整とが相俟って、安定的でかつ応答性に優れたリーン燃焼を実現することができるとともに、図6の下図に示すリーン領域A’のように、リーン燃焼を実行可能な運転領域を高負荷側へと拡大することもできる。
As described above, the combination of the reforming of the fuel by the reforming
こうして、車両の加速時に、燃費性能を維持したまま、燃費性能を改善することができ、特に、所定負荷域での加速時における燃費性能を改善することが可能となる。 Thus, at the time of acceleration of the vehicle, the fuel consumption performance can be improved while maintaining the fuel consumption performance, and in particular, the fuel consumption performance at the time of acceleration in a predetermined load region can be improved.
また、排気温度が高く、改質触媒82が過度に高温となる場合には、改質触媒82の改質機能が十分に発揮されない可能性がある。
In addition, when the exhaust gas temperature is high and the reforming
そこで、PCM100は、排気温度が所定温度T1以上と判断される場合には、車両の加速時であっても、第2インジェクタ81による燃料の供給を停止する。排気温度T1は、例えば改質触媒82の活性温度に応じて設定される。これにより、第2インジェクタ81から必要以上の燃料が供給されない構成とし、燃費性能を向上させることができる。
Therefore, when it is determined that the exhaust gas temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T1, the
また、PCM100は、エンジン本体10の運転状態が上記リーン領域A’の範囲外にあるとき、又は、このリーン領域A’の範囲内であったとしても、上記のように排気温度が所定温度T1以上の場合には、車両の加速時であっても、第2インジェクタ81による燃料の供給を停止する。この場合、PCM100は、混合気をストイキで燃焼する。なお、第2インジェクタ81による燃料供給を停止する場合であっても、高圧EGR通路80を介してEGRガスのみを供給することは可能である。この場合、エンジン本体10の運転状態に応じて、適宜、目標EGR率を決定すればよい。
Further, as described above, the exhaust temperature of the
例えば図7は、改質触媒82及び電動式過給機18が無い比較例と、改質触媒82および電動式過給機18を備えた実施例との各々でリーン燃焼を行ったときの空燃比の推移を示す図である。
For example, FIG. 7 shows the air when lean combustion is performed in each of the comparative example without the reforming
具体的に、図7の上図は、エンジン負荷の推移を表している。一方、図7の下図は、上図に示すエンジン負荷に対応した空燃比の推移を表している。比較例と実施例とで、エンジン負荷の推移を同じである。具体的に、図7に示すエンジンは、時間t0からt1にかけて過渡加速をした後、時間t1からt2にかけて負荷P1で運転する。その後、時間t2からt3にかけて減速域を経た後、時間t3からt4にかけて、上記の負荷P1よりも低い所定負荷P2で運転する。 Specifically, the upper diagram of FIG. 7 shows the transition of the engine load. On the other hand, the lower diagram of FIG. 7 shows the transition of the air-fuel ratio corresponding to the engine load shown in the upper diagram. The transition of the engine load is the same between the comparative example and the embodiment. Specifically, the engine shown in FIG. 7 performs transient acceleration from time t0 to time t1, and then operates with load P1 from time t1 to time t2. Then, after passing through the deceleration region from time t2 to t3, operation is performed with a predetermined load P2 lower than the load P1 from time t3 to t4.
図7の下図に示すように、比較例に係る構成では、時間t0からt1にかけての過渡加速時には、安定したトルクを発生させるべく、リッチな混合気を燃焼させる。その後、時間t1からt2にかけて一定の負荷で運転する。このとき、混合気の空燃比は、加速時よりもリーン側に推移するものの、ストイキでの燃焼となる。そして、負荷がP2からP1まで低下した後にリーン燃焼を実行することになる。つまり、比較例では、時間t0からt3にかけてはリッチまたはストイキでの燃焼を行う一方、時間t4以降の低負荷時に、ようやくリーン燃焼を実行することが可能となる。 As shown in the lower part of FIG. 7, in the configuration according to the comparative example, rich air-fuel mixture is burned to generate stable torque during transient acceleration from time t0 to time t1. After that, operation is performed with a constant load from time t1 to t2. At this time, although the air-fuel ratio of the air-fuel mixture shifts to the lean side compared to that at the time of acceleration, it is stoichiometric combustion. Then, the lean combustion is performed after the load decreases from P2 to P1. That is, in the comparative example, while rich or stoichiometric combustion is performed from time t0 to time t3, it is possible to finally execute lean combustion at a low load after time t4.
対して、実施例においては、上述のように、加速時に、改質触媒82による燃料の改質と、電動式過給機18による過給圧の上昇とを実行する。具体的に、PCM100は、電動式過給機18によって多量の空気を気筒30a内へ導入させつつ、水素が添加された混合気に対して点火プラグ42で点火をする。
On the other hand, in the embodiment, as described above, at the time of acceleration, the reforming of the fuel by the reforming
これにより、負荷が急峻に上昇する過渡加速時において、リーン燃焼を実現することができる。また、中負荷側の定常負荷であっても、リーン燃焼を安定させることができる。そのため、実施例では、過渡加速時や中負荷域であっても、時間t0からt4にかけての全域で、リーン燃焼を実現することが可能となる。 Thus, lean combustion can be realized during transient acceleration in which the load rises sharply. In addition, even with a steady load on the medium load side, lean combustion can be stabilized. Therefore, in the embodiment, it is possible to realize lean combustion in the entire region from time t0 to time t4 even in the transient acceleration or in the middle load region.
なお、混合気の燃焼形態としては、上記のように、水素が添加された混合気に対して点火プラグ42で点火をすることにより、混合気全体を燃焼(火花点火燃焼)させるように構成されている。
In addition, as a combustion form of the mixture, as described above, the entire mixture is burned (spark ignition combustion) by igniting the mixture to which hydrogen is added by the
次に、PCM100によるエンジン制御の処理動作を、図10のフローチャートに基づいて説明する。なお、図10に示すフローチャートは、エンジン本体10が温間状態にあるときのフローチャートである。
Next, processing operation of engine control by the
最初のステップS101で、PCM100は、各種センサからの信号を読み込み、エンジン1の運転状態を判定する。次のステップS102で、PCM100は、図4に例示するマップに従って、電動式過給機18を、アイドル回転状態にするか否かを判定する。ステップS102の判定がNOのときには、制御プロセスはステップS103に進む。ステップS103において、PCM100は、電動式過給機18を駆動する。PCM100は、エンジン1の水温と、エンジン回転数とに応じて、電動式過給機18の回転数を、高回転数、中回転数、又は、低回転数とする。
In the first step S101, the
ステップS102の判定がYESのときには、制御プロセスは、ステップS103をスキップしてステップS104に進む。この場合、電動式過給機18は、アイドル回転状態になる。
When the determination in step S102 is YES, the control process skips step S103 and proceeds to step S104. In this case, the
ステップS104でPCM100は、運転者の加速要求があったか否かを判定する。PCM100は、運転者の加速要求の有無を、アクセル開度センサSW6の検出値に基づいて判定する。加速要求があったときには、制御プロセスはステップS105に進み、加速要求がないときには、制御プロセスはステップS112に進む。
In step S104, the
ステップS105でPCM100は、エンジン1の要求駆動力(アクセル開度等に基づく駆動力)を算出する。そして、ステップS106では、PCM100は、上記ステップS105で算出された要求駆動力を実現するための、目標吸気量、目標EGR率、目標過給圧、第1インジェクタ38からの燃料噴射量(目標値)、及び第1インジェクタ38から燃料を噴射する時期(目標時期)等の制御量を決定する。これらの制御量は、気筒30a内にストイキ(λ=1)の混合気が形成されるように決定される。
In step S105, the
ステップS106から続くステップS107では、PCM100は、エンジン本体10の運転状態が、図6に示すリーン領域A’の範囲内にあるか否かを判定する。リーン領域A’の範囲内にあるときにはステップS108へと進む一方、リーン領域A’の範囲内にあるときには、ステップS115へと進んでストイキ燃焼を実行する。
In step S107 following step S106, the
ステップS108では、PCM100は、排気温度が上記所定温度T1未満にあるか否かを判定する。排気温度は、上記排気温度センサSW4によって取得してもよいし、モデル演算によって推定してもよい。排気温度が所定温度T1未満にあるときにはステップS109へ進む一方、所定温度T1以上のときには、第2インジェクタ81から噴射される燃料が十分に改質されないものと判断し、リーン燃焼を行うことなく、ステップS115へと進んでストイキ燃焼を実行する。
In step S108, the
ステップS109では、PCM100は、ステップS106で決定した制御量に基づいて、気筒30a内にリーン混合気が形成されるような制御量を決定する。このとき、目標空燃比は、空気過剰率λの限界値(特に、リーン側の上限値)に基づいて決定される。この限界値は、エンジン本体10の運転状態に基づいて決定される。例えば、エンジン1の負荷が高いときには、限界値をリッチ側に設定すればよい。詳細なフローは省略するが、空気過剰率λの限界値次第では、ステップS115へ進んでストイキ燃焼を行ってもよい。
In step S109, the
また、このステップS109では、第2インジェクタ81からの燃料噴射量(目標値)も決定される。この燃料噴射量は、電動式過給機18の目標過給圧や、目標空燃比等に基づき決定される。例えば、目標過給圧が大きいときには、気筒30a内により多くの空気が導入されることになるから、目標空燃比を一定に保つためには、目標過給圧が小さいときよりも第2インジェクタ81からの燃料噴射量を多くすればよい。同様に、目標空燃比が大きいときには、小さいときよりも第2インジェクタ81からの燃料噴射量を少なくすればよい。また、目標EGR率と、第2インジェクタ81からの燃料噴射量とを相互に関連付けてもよい。
Further, in step S109, the fuel injection amount (target value) from the
そして、ステップS109から続くステップS110で、PCM100は、第2インジェクタ81から燃料を噴射して、改質された燃料を気筒30a内へと供給する。そして、ステップS111で、PCM100は、電動式過給機18を介して気筒30a内へと供給される吸気量を調整する。そうして、ステップS112において、PCM100は、第1インジェクタ38からの燃料噴射等を実行する。そうして、前述のリーン燃焼が実現される。
Then, in step S110 following step S109, the
制御プロセスはその後、ステップS101に戻る。車両の加速初期に電動式過給機18の過給圧を上昇させたときでも、加速後期において電動式過給機18の駆動が不要になれば、電動式過給機18による過給圧は低下する。
The control process then returns to step S101. Even when the boost pressure of the
一方、加速要求がないため移行をしたステップS113において、PCM100は、ステップS105と同様に、エンジン1の要求駆動力を算出し、続くステップS114において、PCM100は、ステップS106と同様に、上記ステップS113で算出された要求駆動力を実現するべく、ストイキの混合気を燃焼させるための制御量を決定する。
On the other hand, in step S113 where there is no acceleration request, the
ステップS115において、PCM100は、ステップS114で決定された制御量に基づき、第1インジェクタ38からの燃料噴射等を実行する。そうして、ストイキ燃焼が実現される。
In step S115, the
上述のように、本実施形態に係る構成とすることで、車両の加速時に、加速性能を維持したまま、燃費性能を改善することができ、特に、所定負荷域での加速時における燃費性能を改善することが可能となる。 As described above, with the configuration according to the present embodiment, it is possible to improve the fuel consumption performance while maintaining the acceleration performance at the time of acceleration of the vehicle, and in particular, to improve the fuel consumption performance at the time of acceleration in a predetermined load region. It is possible to improve.
また、電動式過給機18は、図5に示すようにパーシャル状態で作動するため、加速の度に、電動式過給機18の電動モータ18bに突入電力が供給されることを回避することができる。これにより、電動式過給機18を作動させる際の電力消費を抑えることができると共に、電動式過給機18の信頼性向上にも有利になる。
In addition, since the
また、図1に示すように、高圧EGR通路80は、排気通路60において三元触媒61よりも上流に接続されるから、例えば、その三元触媒61よりも下流に接続される別の通路と比較したときに、改質された燃料を、気筒30a内へと速やかに供給することができる。
Further, as shown in FIG. 1, since the high
また、A/FやG/Fを25以上にするには、気筒30a内へ多量の空気を供給することが求められる。電動式過給機18を用いたエンジン1は、そうした状況下であっても、可能な限り速やかに空気を供給することができるという点で、取り分け有効となる。
Also, in order to make A / F and G / F 25 or more, it is required to supply a large amount of air into the
《第2の実施形態》
続いて、本発明を実施するための第2の形態(以下、単に「第2の実施形態」という)について、図面を参照しながら説明をする。第1の実施形態と同様に、以下の説明は例示に過ぎない。また、以下の説明において、前記第1の実施形態と共通する、又は、対応する構成要素については、同一の符号を用いる。
Second Embodiment
Subsequently, a second embodiment for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the second embodiment”) will be described with reference to the drawings. As in the first embodiment, the following description is merely exemplary. Further, in the following description, the same reference numerals are used for the same or corresponding components as those in the first embodiment.
図9は、第2の実施形態に係るエンジン1を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing an
上記第1の実施形態との相違点に着目して説明をすると、この第2の実施形態に係るエンジン1は、電動式過給機18に加えて、ターボ過給機56を備えた構成とされている。
The
ターボ過給機56は、排気ガスのエネルギー(つまり、排気エネルギー)を受けて回転駆動されるものである。具体的には、ターボ過給機56のタービン56bが排気エネルギーを受けて回転駆動されると、連結シャフト56cを介してコンプレッサ56aが回転駆動されて、吸気の過給が行われる。
The
詳しくは、ターボ過給機56のタービン56bは、排気通路60における高圧EGR通路80の上流端と、三元触媒61との間に配設されている。一方、ターボ過給機56のコンプレッサ56aは、吸気通路50におけるエアクリーナ54と、電動式過給機18との間に配設されている。そして、タービン56bとコンプレッサ56aとは、連結シャフト56cを介して連結されている。
Specifically, the
また、排気通路60には、ターボ過給機56をバイパスするための排気側バイパス通路63が設けられている。この排気側バイパス通路63には、該排気側バイパス通路63へ流れる排気ガスの流量を調整するためのウエストゲートバルブ65が配設されている。ターボ過給機56はタービンケース(図示省略)内に収容されている。
Further, an exhaust
ターボ過給機56は、タービンケース内に可動ベーンが配設された可変容量式のターボ過給機としてもよい。可動ベーンの開度を調整することによって、タービン56bを実質的にバイパスして排気ガスを流すことができるのであれば、排気側バイパス通路63及びウエストゲートバルブ65を省略することもできる。
The
吸気通路50と排気通路60の間には、低圧EGR通路70が設けられている。低圧EGR通路70は、三元触媒61よりも下流(この例では、三元触媒61及びGPF62の下流)の排気通路60と、電動式過給機18よりも上流(この例では、電動式過給機18及びコンプレッサ56aの上流)の吸気通路50とを連通し、排気ガスの一部を吸気通路50に還流可能とされている。低圧EGR通路70は、「第2EGR通路」の例示である。
A low
さらに、低圧EGR通路70には、上流側(排気通路60に接続された一端側)から順に、低圧EGR通路70内へ燃料を供給する第3インジェクタ71と、この第3インジェクタ71から供給された燃料を改質する第2改質触媒72と、ガスの冷却機能を有する低圧EGRクーラ73と、この低圧EGR通路70を通って吸気通路50へと還流される排気ガス(以下、低圧EGRガスという)の流量を調整する低圧EGR弁74と、が設けられている。第3インジェクタ71、第2改質触媒72、低圧EGRクーラ73及び低圧EGR弁74は、低圧EGRシステム7を構成している。
Further, the low
第3インジェクタ71の構成は、その取付箇所を除いて、第2インジェクタ81と実質的に同じである。第3インジェクタ71は、「第3燃料供給部」の例示である。同様に、第2改質触媒72の構成は、改質触媒82の構成と実質的に同じである。
The configuration of the
また、低圧EGRクーラ73は、低圧EGRガスを適温に調整するべく、この低圧EGRクーラ73を通過するガスを冷却するように構成されている。そして、低圧EGR弁74は、電磁式のバタフライバルブとされており、その開度調整を通じて、低圧EGRガスの流量を調整するように構成されている。 Further, the low pressure EGR cooler 73 is configured to cool the gas passing through the low pressure EGR cooler 73 in order to adjust the low pressure EGR gas to an appropriate temperature. The low pressure EGR valve 74 is an electromagnetic butterfly valve, and is configured to adjust the flow rate of the low pressure EGR gas through the opening adjustment.
また、排気通路60における低圧EGR通路70の上流端の下流には、排気シャッター弁64が設けられている。排気シャッター弁64は、その開度を調整することで、排気通路60内の排気圧を調整することが可能な弁である。この排気シャッター弁64は、例えば低圧EGR通路70によって、排気通路60を流れる排気ガスの一部を吸気通路50に還流させる際に、排気通路60内の排気圧を高めるために利用される場合がある。
An
このように、ターボ過給機56と電動式過給機18を併用することで、特にエンジン1の定常時に、電動式過給機18を補助的に作動させることができる。そのことで、電力消費を少なくすることができる。
As described above, by using the
また、ターボ過給機56と電動式過給機18を併用することで、より多量の空気を気筒30aへと供給することができる。このことは、目標空燃比をより高く設定する上で、取り分け有効となる。また、より多量の空気を気筒30a内へと供給することで、図10に示すリーン領域A”のように、リーン燃焼を実行可能な運転領域を、より高負荷側へと拡大することも可能となる。
Further, by using the
ところで、排気温度が相対的に低いとき、高圧EGR通路80に設けられた改質触媒82は、低圧EGR通路70に設けられた第2改質触媒72よりも活性状態にあるため、前者の改質触媒82は、その改質機能をより有効に発揮する。そのため、このときには、改質触媒82によって改質された燃料を、高圧EGR通路80を介して気筒30a内へと供給する。これにより、低圧EGR通路70に設けた第2改質触媒72を用いるときと比較して、改質された燃料を応答良く気筒30a内へ供給することができる。
By the way, when the exhaust gas temperature is relatively low, the reforming
しかし、排気温度が相対的に高いとき(特に、前述の所定温度T1以上のとき)、改質触媒82では十分な水素が生成されない可能性がある(いわゆる改質域を抜ける可能性がある)。一方、低圧EGR通路70を介して還流されるEGRガスは、タービン56b又はウエストゲートバルブ65と、三元触媒61と、GPF62とを通過した後の排気ガスであるため、高圧EGR通路80を流れる排気ガスと比較して、相対的に低温となる。そのため、第2改質触媒72もまた、改質触媒82よりも低温となる。
However, when the exhaust gas temperature is relatively high (in particular, when the temperature is higher than the above-mentioned predetermined temperature T1), the reforming
そこで、図11に示すように、PCM100は、車両の加速時に、三元触媒61よりも上流の排気温度が所定温度T1未満の場合には、改質触媒82によって改質された燃料を、高圧EGR通路80を介して気筒30a内へと供給する。一方、PCM100は、車両の加速時に上記排気温度が所定温度T1以上の場合には、第2改質触媒72によって改質された燃料を、低圧EGR通路70を介して気筒30a内へと供給する(図11のステップS116〜ステップS117を参照)。
Therefore, as shown in FIG. 11, when the exhaust gas temperature upstream of the three-
こうすることで、排気温度が相対的に高い場合であっても、改質された燃料を、気筒30a内へと供給することが可能になる。このことは、リーン燃焼を実行可能な運転領域を拡大する上で有効である。
This makes it possible to supply the reformed fuel into the
また、GPF62が三元触媒61の下流に設けられていることと、低圧EGR通路70と排気通路60との連通部がGPF62よりも下流の部位とされていることに着目した制御を実行することもできる。
In addition, control is performed focusing on the fact that the
つまり、PCM100は、車両の加速時に、三元触媒61よりも上流の排気温度と、GPF62よりも下流の排気温度が双方とも所定温度T2(上記T1と同じとしてもよいし、異ならせてもよい)未満の場合には、改質触媒82によって改質された燃料を気筒30a内へと供給する一方、三元触媒61よりも上流の排気温度が所定温度T2以上で且つ、GPF62よりも下流の排気温度が所定温度T2未満の場合には、第2改質触媒72によって改質された燃料を気筒30a内へと供給する、としてもよい。そして、PCM100は、三元触媒61よりも上流の排気温度と、GPF62よりも下流の排気温度とが双方とも所定温度T2以上の場合には、燃料の改質を実行しない。
That is, at the time of acceleration of the vehicle, in the
すなわち、高圧EGR通路80の改質触媒82が過度に高温となり、その改質機能が十分に発揮されない可能性があるときで、しかも低圧EGR通路70の第2改質触媒72が十分に改質機能を発揮すると想定される場合(ただし、GPF62が活性状態にあって、GPF62下流の排気温度が過度に昇温し、第2改質触媒72が過度に高温となるケースを除いた場合)に限って、第2改質触媒72により改質された燃料を気筒30a内へと供給することで、リーン燃焼を実行可能な運転領域を拡大することが可能となる。
That is, the second reforming
また、三元触媒61の上流の排気温度と、GPF62の下流の排気温度とが双方とも所定温度T2以上の場合には、改質触媒82と第2改質触媒72とが双方とも過度に高温であると想定される。この場合、上記のように燃料改質を実行しないことになるが、このような運転状態は、主に、高負荷域にあると考えられるため、低〜中負荷域からの加速時とは異なり、燃料改質を行う必要性は低い。
Further, when the exhaust temperature upstream of the three-
《第3の実施形態》
上記実施形態では、過給機の一例として電動式過給機18を備えた構成について説明したが、この構成には限られない。例えば、過給機は、エンジン本体10のクランクシャフトから伝達された動力を受けて作動する機械式過給機(いわゆるスーパ・チャージャ)としてもよい。
Third Embodiment
Although the said embodiment demonstrated the structure provided with the electrically driven
図12に、機械式過給機218を備えたエンジン1を示す。機械式過給機218は、駆動ベルト219を介してクランクシャフト43に連結されており、このクランクシャフト43から伝達された動力を受けて作動する。機械式過給機218のオン/オフは、不図示のクラッチを介して行われるようになっている。また、機械式過給機218を迂回するエアバイパス通路253には、エアバイパス弁258が設けられている。エアバイパス弁258の開度を調整することで、機械式過給機218で過給される吸気量と、エアバイパス通路253を通る吸気量との割合を段階的に又は連続的に変更することができるようになる。
The
機械式過給機218を備えたエンジン1は、エアバイパス弁258とクラッチの制御を通じて、電動式過給機18を備えた場合と同様に、応答性に優れた過給を実現することができる。
The
《他の実施形態》
また、PCM100が行う処理についても、例えば各ステップの順番を入れ替えたりするなど、適宜、変更することができる。さらに、PCM100は、目標空燃比を介した処理にかえて、G/Fの目標値を介した処理を行ってもよい。
Other Embodiments
Also, the processing performed by the
1 エンジン
10 エンジン本体
18 電動式過給機(過給機)
18a コンプレッサホール(コンプレッサ)
18b 電動モータ
30a 気筒
38 第1インジェクタ(第1燃料供給部)
50 吸気通路
56 ターボ過給機
56a コンプレッサ
56b タービン
60 排気通路
61 三元触媒(排気浄化触媒)
62 GPF(パティキュレートフィルタ)
70 低圧EGR通路(第2EGR通路)
71 第3インジェクタ(第3燃料供給部)
72 第2改質触媒
80 高圧EGR通路(EGR通路)
81 第2インジェクタ(第2燃料供給部)
82 改質触媒
83 高圧EGRクーラ(EGRクーラ)
100 PCM(制御部)
218 機械式過給機(過給機)
1
18a Compressor hole (compressor)
18b
62 GPF (particulate filter)
70 Low pressure EGR passage (second EGR passage)
71 Third injector (third fuel supply unit)
72 second reforming
81 Second injector (second fuel supply unit)
82 Reforming
100 PCM (control unit)
218 Mechanical Turbocharger (Supercharger)
Claims (10)
上記エンジン本体に接続された吸気通路及び排気通路と、
上記エンジン本体の気筒内へ、ガソリン、ナフサ及びエタノールの少なくとも1つを含んだ燃料を供給する第1燃料供給部と、
上記吸気通路に設けられかつ、排気エネルギーを利用せずに過給をする過給機と、
上記排気通路と上記吸気通路とを連通し、排気ガスの一部を上記吸気通路に還流させるEGR通路と、
上記EGR通路へと燃料を供給する第2燃料供給部と、
上記EGR通路に設けられ、上記第2燃料供給部から供給された燃料を改質する改質触媒と、
加速要求信号を受けて上記第1燃料供給部による燃料の供給量を増やす上記車両の加速時に、上記第1及び第2燃料供給部と上記過給機へと制御信号を出力することで、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給するとともに、該気筒内に形成される混合気の空燃比A/F、又は、上記気筒内の全ガス重量Gと該気筒内に供給される燃料の重量Fとの関係G/Fが15よりも大きくなるように、上記過給機によって上記気筒内へと供給される吸気量を調整することにより上記A/F又はG/Fを調整する制御部と、を備えている過給機付エンジン。 An engine body mounted on a vehicle,
An intake passage and an exhaust passage connected to the engine body;
A first fuel supply unit for supplying fuel containing at least one of gasoline, naphtha and ethanol into the cylinder of the engine body;
A supercharger provided in the intake passage and supercharging without utilizing exhaust energy;
An EGR passage communicating the exhaust passage with the intake passage and returning a part of the exhaust gas to the intake passage;
A second fuel supply unit for supplying fuel to the EGR passage;
A reforming catalyst provided in the EGR passage and reforming the fuel supplied from the second fuel supply unit;
The control signal is outputted to the first and second fuel supply units and the supercharger at the time of acceleration of the vehicle upon increasing the fuel supply amount by the first fuel supply unit in response to the acceleration request signal. The fuel reformed by the reforming catalyst is supplied into the cylinder, and the air-fuel ratio A / F of the mixture formed in the cylinder, or the total gas weight G in the cylinder and the cylinder The A / F or G / F is adjusted by adjusting the amount of intake air supplied into the cylinder by the supercharger so that the relationship G / F with the weight F of the supplied fuel is greater than 15. And a control unit to adjust the supercharged engine.
上記過給機は、上記吸気通路に設けられたコンプレッサを電動モータによって回転駆動することにより過給を行う電動式過給機である過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to claim 1,
An engine with a supercharger, wherein the supercharger is an electric supercharger that performs supercharging by rotationally driving a compressor provided in the intake passage with an electric motor.
上記制御部は、上記車両の加速時に、上記電動モータが最高トルクよりも低いトルクとなるように、及び/又は、上記コンプレッサが限界回転数よりも低い回転数となるように、上記電動式過給機を作動させる過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to claim 2,
The control unit is configured to cause the electric motor to generate a torque lower than the maximum torque during acceleration of the vehicle and / or to set the rotational speed lower than the limit rotational speed to the compressor. A supercharged engine that operates a feeder.
上記過給機は、上記エンジン本体のクランクシャフトから伝達された動力を受けて作動する機械式過給機である過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to claim 1,
The supercharger-equipped engine according to claim 1, wherein said supercharger is a mechanical supercharger that operates by receiving power transmitted from a crankshaft of said engine body.
上記EGR通路は、排気浄化触媒よりも上流の上記排気通路と、上記過給機よりも下流の上記吸気通路とを連通している過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to any one of claims 1 to 4,
The supercharger-equipped engine, wherein the EGR passage communicates the exhaust passage upstream of the exhaust gas purification catalyst with the intake passage downstream of the supercharger.
上記EGR通路における上記改質触媒の下流には、ガスの冷却機能を有するEGRクーラが設けられている過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to claim 5,
An engine with a supercharger, wherein an EGR cooler having a gas cooling function is provided downstream of the reforming catalyst in the EGR passage.
上記制御部は、上記車両の加速時であってかつ、上記エンジン本体が温間状態にあるときに、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する過給機付エンジン。 The supercharged engine according to any one of claims 1 to 6,
The control unit is configured to supply the fuel reformed by the reforming catalyst into the cylinder when the vehicle accelerates and the engine body is in a warm state. .
上記制御部は、上記車両の加速時に、上記気筒内に形成される混合気の空燃比A/F、又は、上記気筒内の全ガス重量Gと該気筒内に供給される燃料の重量Fとの関係G/Fが25以上になるように、上記過給機によって上記気筒内へと供給される吸気量を調整する過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to any one of claims 1 to 7,
The control unit controls the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture formed in the cylinder or the total gas weight G in the cylinder and the weight F of the fuel supplied in the cylinder when the vehicle accelerates, and An engine with a supercharger, which adjusts the amount of intake air supplied into the cylinder by the supercharger so that the relationship G / F of the above becomes 25 or more.
排気浄化触媒よりも下流の上記排気通路と、上記過給機よりも上流の上記吸気通路とを連通し、排気ガスの一部を上記吸気通路に還流させる第2EGR通路と、
上記第2EGR通路へと燃料を供給する第3燃料供給部と、
上記第2EGR通路に設けられ、上記第3燃料供給部から供給された燃料を改質する第2改質触媒と、をさらに備え、
上記制御部は、上記車両の加速時に、上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度が所定未満の場合には、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する一方、上記排気温度が所定以上の場合には、上記第2改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する過給機付エンジン。 The supercharged engine according to any one of claims 1 to 8, wherein
A second EGR passage communicating the exhaust passage downstream of the exhaust gas purification catalyst with the intake passage upstream of the turbocharger and recirculating part of the exhaust gas to the intake passage;
A third fuel supply unit for supplying fuel to the second EGR passage;
And a second reforming catalyst provided in the second EGR passage to reform the fuel supplied from the third fuel supply unit.
The control unit supplies the fuel reformed by the reforming catalyst into the cylinder when the exhaust temperature upstream of the exhaust purification catalyst is lower than a predetermined value at the time of acceleration of the vehicle. The engine with a supercharger which supplies the fuel reformed by the second reforming catalyst into the cylinder when the exhaust temperature is higher than a predetermined value.
上記排気通路における上記排気浄化触媒の下流には、パティキュレートフィルタが設けられ、
上記第2EGR通路と上記排気通路との連通部は、上記パティキュレートフィルタよりも下流の部位とされ、
上記制御部は、上記車両の加速時に、
上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度、及び、上記パティキュレートフィルタよりも下流の排気温度が双方とも所定温度未満の場合には、上記改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する一方、
上記排気浄化触媒よりも上流の排気温度が所定温度以上で且つ、上記パティキュレートフィルタよりも下流の排気温度が所定温度未満の場合には、上記第2改質触媒によって改質された燃料を上記気筒内へと供給する過給機付エンジン。 In the supercharged engine according to claim 9,
A particulate filter is provided downstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust gas passage,
A communicating portion between the second EGR passage and the exhaust passage is a portion downstream of the particulate filter,
The control unit is configured to accelerate the vehicle.
If the exhaust temperature upstream of the exhaust purification catalyst and the exhaust temperature downstream of the particulate filter are both lower than a predetermined temperature, the fuel reformed by the reforming catalyst is introduced into the cylinder. While supplying
If the exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas purification catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature and the exhaust gas temperature downstream of the particulate filter is lower than the predetermined temperature, the fuel reformed by the second reforming catalyst is A supercharged engine that feeds into the cylinder.
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