JP2020105917A - Control device for engine with supercharger - Google Patents

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Abstract

To provide a control device for an engine 1 with a supercharger as a mechanical supercharger 44 for suppressing a temporary decline in the emission performance when the operating condition of an engine body 10 transits from a low load and low rotation operation region to a low load and high rotation operation region in association with increase in engine rotation speed.SOLUTION: Control means (an ECU 100) stops a mechanical supercharger 44 and makes an air-fuel ratio in a combustion chamber 17 or a weight ratio G/F of gas to fuel in the combustion chamber 17 lean to be equal to or greater than 25 when the operating condition of the engine body 10 is in the low load and low rotation operation region, drives the mechanical supercharger 44 when the operating condition of the engine body 10 is in the low load and high rotation operation region, and sets A/F or G/F in the combustion chamber 17 to be 14.5-15.0 when the operating condition of the engine body 10 transits from the low load and low rotation region to the low load and high rotation operation region as an engine speed is higher.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、過給機付エンジンの制御装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to a control device for a supercharged engine.

例えば特許文献1には、吸気通路に機械式過給機が設けられた過給機付エンジンが記載されている。この過給機付エンジンは、機械式過給機に加えて、エンジン本体の出力軸から機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチ(電磁クラッチ)と、吸気通路に設けられ、機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路と、該エアバイパス通路を開閉するバイパス制御弁とを備えている。そして、特許文献1では、過給機付エンジンの運転状態が高負荷領域にあるときには、クラッチをONにして機械式過給機に駆動力を伝達させるとともに、バイパス制御弁を閉状態にすることで、エンジン本体の燃焼室への吸気の過給を行う。一方、過給機付エンジンの運転状態が低負荷低回転運転領域にあるときには、クラッチをOFFにするとともに、バイパス制御弁を開状態にすることで、燃焼室への吸気の過給を行わないようにする。また、特許文献1では、過給機付エンジンの運転状態が低負荷高回転運転領域にあるときには、クラッチをONにするとともに、燃焼室への吸気の過給を行わないようにするために、バイパス制御弁を開状態にすることで、機械式過給機により圧縮された吸気の一部を、機械式過給機が設けられた通路及びエアバイパス通路を介して吸気通路内で循環させ、機械式過給機により圧縮された吸気の残りが燃焼室に吸入されるようにする。 For example, Patent Document 1 describes an engine with a supercharger in which a mechanical supercharger is provided in an intake passage. This engine with a supercharger is provided in the intake passage, in addition to the mechanical supercharger, a clutch (electromagnetic clutch) that intermittently transmits the driving force from the output shaft of the engine body to the mechanical supercharger, An air bypass passage that bypasses the mechanical supercharger and a bypass control valve that opens and closes the air bypass passage are provided. Then, in Patent Document 1, when the operating state of the engine with the supercharger is in the high load region, the clutch is turned on to transmit the driving force to the mechanical supercharger and to close the bypass control valve. Then, the intake air is supercharged to the combustion chamber of the engine body. On the other hand, when the operating state of the engine with the supercharger is in the low load and low rotation operating region, the clutch is turned off and the bypass control valve is opened to prevent supercharging of intake air to the combustion chamber. To do so. Further, in Patent Document 1, when the operating state of the engine with the supercharger is in the low load and high rotation operating region, in order to prevent the supercharging of intake air to the combustion chamber while turning on the clutch, By opening the bypass control valve, part of the intake air compressed by the mechanical supercharger is circulated in the intake passage via the passage in which the mechanical supercharger is provided and the air bypass passage, The rest of the intake air compressed by the mechanical supercharger is sucked into the combustion chamber.

特許第3564989号公報Japanese Patent No. 3564989

ところで、上記特許文献1のような機械式過給機を有する過給機付エンジンにおいては、機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチをOFFからONにするエンジン回転数は、クラッチの信頼性の観点からあまり高くすることは困難である。そこで、上記特許文献1のように、低負荷で過給が不要であっても、低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したとき(エンジン回転数が所定回転数以上になったとき)に、クラッチがONにされる。このとき、上記特許文献1のように、吸気の過給が行われないように、吸気を吸気通路内で循環させるようにする。 By the way, in the engine with a supercharger having the mechanical supercharger as in the above-mentioned Patent Document 1, the engine speed at which the clutch for interrupting the transmission of the driving force to the mechanical supercharger is changed from OFF to ON is It is difficult to make it too high in terms of clutch reliability. Therefore, as in Patent Document 1, even when supercharging is not required at a low load, when the low load low rotation operation region is shifted to the low load high rotation operation region (the engine rotation speed is equal to or higher than a predetermined rotation speed). The clutch is turned on. At this time, the intake air is circulated in the intake passage so that the intake air is not supercharged as in the above-mentioned Patent Document 1.

ここで、燃焼室内の空燃比としては、通常、高負荷運転領域では、理論空燃比乃至それに近い値とされる一方、低負荷運転領域では、理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とされる。このリーン空燃比としては、NOx発生量(RawNOx発生量)がかなり少なくなるように、25以上であることが好ましい。すなわち、RawNOx発生量は、空燃比が理論空燃比を超えたあたりから空燃比が大きくなるに連れて少なくなり、空燃比が25以上であれば、エミッションに問題は生じない。尚、高負荷運転領域では、RawNOx発生量が非常に多くなるが、空燃比が理論空燃比乃至それに近い値であるので、RawNOxを三元触媒により浄化可能であり、エミッション性能を良好に維持することができる。 Here, the air-fuel ratio in the combustion chamber is usually a theoretical air-fuel ratio or a value close to it in the high-load operating region, while it is a lean air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio in the low-load operating region. The lean air-fuel ratio is preferably 25 or more so that the NOx generation amount (RawNOx generation amount) is considerably reduced. That is, the amount of RawNOx generated decreases as the air-fuel ratio increases from around the time the air-fuel ratio exceeds the stoichiometric air-fuel ratio, and if the air-fuel ratio is 25 or more, no emission problem occurs. In the high load operation range, the amount of RawNOx generated is very large, but since the air-fuel ratio is at or near the stoichiometric air-fuel ratio, RawNOx can be purified by the three-way catalyst and emission performance is maintained well. be able to.

しかし、上記機械式過給機を有する過給機付エンジンにおいて、エンジン回転数の上昇に伴って、リーン空燃比とされる低負荷低回転運転領域から、同じくリーン空燃比とされる低負荷高回転運転領域に移行したときに、クラッチがONにされた場合、機械式過給機により圧縮されて燃焼室に吸入される吸気の温度が一時的に高くなる。これは、機械式過給機の下流側に設けられたインタークーラーでは、上記移行に対応して直ぐには吸気を冷却することが困難であるからである。このように一時的に温度が高くなった吸気が燃焼室に吸入された場合、その吸入された吸気の密度が低下するため、十分に冷却された吸気が吸入されたものとして空燃比が例えば25になるように燃料を噴射すると、実際の空燃比は25よりも小さくなる。この結果、空燃比が小さくなった分だけ、RawNOx発生量が増大することになる。このようなリーン空燃比では、三元触媒によるRawNOxの浄化率が低くなるために、上記のように空燃比が小さくなることによりRawNOx発生量が増大すると、エミッション性能が一時的に低下することになる。 However, in the engine with a supercharger having the above mechanical supercharger, as the engine speed increases, from the low-load low-speed operation region where the lean air-fuel ratio is set, the low-load high-speed when the lean air-fuel ratio is also set. When the clutch is turned on when shifting to the rotational operation region, the temperature of the intake air compressed by the mechanical supercharger and sucked into the combustion chamber temporarily rises. This is because it is difficult for the intercooler provided on the downstream side of the mechanical supercharger to immediately cool the intake air in response to the above transition. When the intake air whose temperature has temporarily risen in this way is taken into the combustion chamber, the density of the taken intake air decreases, so that it is assumed that the sufficiently cooled intake air is taken in and the air-fuel ratio is, for example, 25. When the fuel is injected so as to become, the actual air-fuel ratio becomes smaller than 25. As a result, the RawNOx generation amount increases as the air-fuel ratio decreases. At such a lean air-fuel ratio, the purification rate of RawNOx by the three-way catalyst becomes low. Therefore, when the RawNOx generation amount increases due to the reduction of the air-fuel ratio as described above, the emission performance temporarily decreases. Become.

本発明は、斯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、機械式過給機を有する過給機付エンジンの制御装置において、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したときにおけるエミッション性能の一時的な低下を抑制しようとすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a control device for an engine with a supercharger having a mechanical supercharger in association with an increase in the rotation speed of an engine body. It is intended to suppress a temporary decrease in emission performance when the operating state of the engine main body shifts from a low load/low rotation operating region to a low load/high rotation operating region.

上記の目的を達成するために、本発明では、燃焼室が形成された気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された吸気通路に配設された機械式過給機と、該機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチとを有する過給機付エンジンの制御装置を対象として、上記クラッチの作動を含めて上記エンジン本体の運転を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が、所定負荷よりも低負荷側でかつ所定回転数よりも低回転側の低負荷低回転運転領域にあるときには、上記クラッチを遮断して上記機械式過給機を停止させ、かつ、上記燃焼室内の空燃比A/F、又は、上記燃焼室内におけるガスの燃料に対する重量比G/Fを、25以上のリーンにするとともに、上記エンジン本体の運転状態が、上記所定負荷よりも低負荷側でかつ上記所定回転数以上の低負荷高回転運転領域にあるときには、上記クラッチを接続して上記機械式過給機を駆動させ、上記エンジン本体の回転数の上昇に伴って上記エンジン本体の運転状態が上記低負荷低回転運転領域から上記低負荷高回転運転領域に移行したときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にするように構成されている、という構成とした。 In order to achieve the above object, in the present invention, an engine main body having a cylinder in which a combustion chamber is formed, a mechanical supercharger arranged in an intake passage connected to the engine main body, and the mechanical type Targeting a control device for an engine with a supercharger having a clutch for intermittently transmitting driving force to the supercharger, the control device is provided with a control means for controlling the operation of the engine body including the operation of the clutch, Means, at least after warming up the engine body, when the operating state of the engine body is in a low load low rotation operating region of a low load side below a predetermined load and a low rotation side below a predetermined rotation speed, The clutch is disengaged to stop the mechanical supercharger, and the air-fuel ratio A/F in the combustion chamber or the weight ratio G/F of gas to fuel in the combustion chamber is set to lean of 25 or more. At the same time, when the operating state of the engine body is on the low load side of the predetermined load and in the low load high rotation operation region of the predetermined rotation speed or more, the clutch is connected to drive the mechanical supercharger. Then, when the operating state of the engine body shifts from the low load/low rotation operating region to the low load/high rotation operating region as the engine speed increases, the A/F or G/ F is set to be 14.5-15.0.

上記の構成により、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したときには、吸気の温度が一時的に高くなったとしても、燃焼室内の空燃比A/F(又はG/F)が、14.5〜15.0とされることで、RawNOxを三元触媒により良好に浄化することができるようになる。よって、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したときにおけるエミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 With the above configuration, when the operating state of the engine body shifts from the low load low rotation operating region to the low load high rotation operating region as the engine speed increases, it is considered that the intake air temperature temporarily rises. Also, by setting the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber to 14.5 to 15.0, RawNOx can be satisfactorily purified by the three-way catalyst. Therefore, it is possible to suppress a temporary decrease in the emission performance when the operating state of the engine body shifts from the low load/low rotation operating region to the low load/high rotation operating region as the engine speed increases.

上記過給機付エンジンの制御装置の一実施形態では、上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が上記低負荷高回転運転領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にするように構成されている。 In one embodiment of the control device for a supercharged engine, the control means, when at least after the engine body is warmed up, the operating state of the engine body is in the low load high rotation operation region, the combustion is performed. The A/F or G/F in the room is configured to be 14.5-15.0.

このことにより、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したときには、エンジン本体の運転状態が低負荷高回転運転領域にある限り、燃焼室内のA/F又はG/Fが、14.5〜15.0にされるので、低負荷高回転運転領域内でエンジン本体の回転数が更に高くなっても、燃焼室内のA/F又はG/Fの変更を行う必要がなくなる。 As a result, when the operating state of the engine body shifts from the low-load low-rotation operating region to the low-load high-rotation operating region as the engine speed increases, the operating state of the engine body changes to the low-load high-rotation operating region. As long as the A/F or G/F in the combustion chamber is set to 14.5 to 15.0, even if the rotation speed of the engine body becomes higher in the low load high rotation operation region, the combustion chamber It becomes unnecessary to change the A/F or G/F.

上記過給機付エンジンの制御装置の別の実施形態では、上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が、上記低負荷高回転運転領域内における上記所定回転数から所定量だけ高い回転数までの領域である特定回転数領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にする一方、上記低負荷高回転運転領域内における上記特定回転数領域を除く領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、25以上のリーンにするように構成されている。 In another embodiment of the control device for the engine with a supercharger, the control means is configured such that, at least after warming up the engine body, the operating state of the engine body is the predetermined value within the low load high rotation operation region. When the engine speed is in a specific engine speed range, which is a range from the engine speed to a higher engine speed by a predetermined amount, the A/F or G/F in the combustion chamber is set to 14.5 to 15.0 while the low load is increased. When it is in a region other than the specific rotation speed region in the rotational operation region, the A/F or G/F in the combustion chamber is made lean to 25 or more.

このことで、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域の特定回転数領域に移行したときには、燃焼室内のA/F又はG/Fが、14.5〜15.0にされるので、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。そして、エンジン本体の回転数がそのまま上昇を続けてエンジン本体の運転状態が低負荷高回転運転領域において特定回転数領域から該特定回転数領域を除く領域に移行すると、燃焼室内のA/F(又はG/F)が、再び25以上とされる。この場合、所定量を適切に設定しておくことで、低負荷高回転運転領域において特定回転数領域から特定回転数領域を除く領域に移行する段階では、インタークーラーにより吸気が適切に冷却されていることになり、エミッションに問題が生じることはない。また、低負荷高回転運転領域内における特定回転数領域を除く領域で、燃費を向上させることができる。 As a result, when the operating state of the engine body shifts from the low-load low-rotation operating region to the specific rotation speed region of the low-load high-rotation operating region as the engine speed increases, the A/F or Since the G/F is set to 14.5 to 15.0, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance. When the rotational speed of the engine body continues to rise and the operating state of the engine body shifts from the specific rotation speed region to a region excluding the specific rotation speed region in the low load/high rotation speed operation region, the A/F ( Alternatively, G/F) is set to 25 or more again. In this case, by appropriately setting the predetermined amount, the intake air is appropriately cooled by the intercooler at the stage of shifting from the specific rotation speed region to the region excluding the specific rotation speed region in the low load high rotation operation region. The emission will not be a problem. In addition, fuel efficiency can be improved in a region other than the specific rotation speed region within the low load, high rotation speed operation region.

上記過給機付エンジンの制御装置において、上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が、上記所定負荷以上の高負荷運転領域にあるときには、上記クラッチを接続して上記機械式過給機を駆動させるとともに、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にするように構成されている、ことが好ましい。 In the control device for the engine with a supercharger, the control means, at least after warming up the engine body, when the operating state of the engine body is in a high load operation region of the predetermined load or more, the clutch is engaged. It is preferable that it is connected to drive the mechanical supercharger and that the A/F or G/F in the combustion chamber is set to 14.5 to 15.0.

このとにより、エンジン負荷の上昇に伴って、エンジン本体の運転状態が、低負荷低回転運転領域、又は、低負荷高回転運転領域内における特定回転数領域を除く領域から高負荷運転領域に移行したときにおいても、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。また、エンジン負荷をより高くすることができる。 With this, as the engine load increases, the operating state of the engine main body shifts from the low load low rotation speed operation area or the area other than the specific rotation speed area in the low load high rotation operation area to the high load operation area. Even when this occurs, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance. In addition, the engine load can be increased.

以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの制御装置によると、エンジン本体の回転数の上昇に伴ってエンジン本体の運転状態が低負荷低回転運転領域から低負荷高回転運転領域に移行したときには、燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にすることにより、上記移行におけるエミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 As described above, according to the control device for a supercharged engine of the present invention, the operating state of the engine body changes from the low load low rotation operating region to the low load high rotation operating region as the engine speed increases. When the transition is made, by setting the A/F or G/F in the combustion chamber to 14.5 to 15.0, it is possible to suppress a temporary decrease in the emission performance in the above transition.

本発明の実施形態に係る制御装置により制御される過給機付エンジンの概略図である。It is a schematic diagram of an engine with a supercharger controlled by a control device concerning an embodiment of the present invention. 上記エンジンの冷却システムの一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically some cooling systems of the said engine. 流量コントロール弁のエンジン冷却液の温度に対する特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the characteristic to the temperature of the engine cooling fluid of a flow control valve. 上記制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the said control apparatus. 上記エンジンのエンジン本体の運転領域マップを例示する図である。It is a figure which illustrates the operating area map of the engine main body of the said engine. 上記エンジンのエンジン本体の運転状態が図5の低負荷低回転運転領域Aにあるときにおける吸気の流れ並びにエンジン冷却液及びインタークーラー冷却液の流れを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the flow of intake air and the flows of engine cooling liquid and intercooler cooling liquid when the operating state of the engine body of the engine is in the low load/low rotation operating region A of FIG. 上記エンジンのエンジン本体の運転状態が図5の低負荷高回転運転領域Bにあるときにおける吸気の流れ並びにエンジン冷却液及びインタークーラー冷却液の流れを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the flow of intake air and the flows of engine cooling liquid and intercooler cooling liquid when the operating state of the engine body of the engine is in the low load/high rotation operating region B of FIG. 上記エンジンのエンジン本体の運転状態が図5の高負荷運転領域Cにあるときにおける吸気の流れ並びにエンジン冷却液及びインタークーラー冷却液の流れを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the flow of intake air and the flows of engine cooling liquid and intercooler cooling liquid when the operating state of the engine body of the engine is in the high load operating region C of FIG. 5. 吸気の流れ並びにエンジン冷却液及びインタークーラー冷却液の流れに係る各種装置の駆動状態の一例を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing an example of driving states of various devices related to the flow of intake air and the flows of engine cooling liquid and intercooler cooling liquid. 上記エンジン本体の別の運転領域マップの例を示す図5相当図である。It is a 5 equivalent figure which shows the example of another driving|running area map of the said engine main body.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る制御装置により制御される過給機付エンジン1(以下、単にエンジン1という)の構成を示す。エンジン1は、燃焼室17が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返すことにより運転する4ストロークエンジンである。エンジン1は、四輪の車両(ここでは、自動車)に搭載される。エンジン1(詳細には、後述のエンジン本体10)の運転によって、車両は走行する。エンジン1の燃料は、本実施形態では、ガソリンを主成分とする液体燃料である。すなわち、エンジン1はガソリンエンジンである。 FIG. 1 shows a configuration of a supercharged engine 1 (hereinafter, simply referred to as an engine 1) controlled by a control device according to an embodiment of the present invention. The engine 1 is a four-stroke engine that operates by the combustion chamber 17 repeating an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. The engine 1 is mounted on a four-wheel vehicle (here, an automobile). The vehicle runs by driving the engine 1 (specifically, an engine body 10 described later). In the present embodiment, the fuel of the engine 1 is a liquid fuel containing gasoline as a main component. That is, the engine 1 is a gasoline engine.

(エンジンの構成)
エンジン1は、シリンダブロック12とその上に載置されるシリンダヘッド13とを有しかつ上記車両のエンジンルーム内に配設されたエンジン本体10を備えている。エンジン本体10のシリンダブロック12の内部には、複数の気筒11(図1では、一つの気筒11のみを示す)が形成されている。複数の気筒11は、図1の紙面に垂直な方向に一列に並んでいる。すなわち、エンジン1は、直列多気筒エンジンである。
(Engine configuration)
The engine 1 includes an engine body 10 having a cylinder block 12 and a cylinder head 13 mounted thereon and arranged in the engine room of the vehicle. A plurality of cylinders 11 (only one cylinder 11 is shown in FIG. 1) are formed inside a cylinder block 12 of the engine body 10. The plurality of cylinders 11 are arranged in a line in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. That is, the engine 1 is an in-line multi-cylinder engine.

各気筒11内には、ピストン3が摺動自在に内挿されている。ピストン3は、コネクティングロッド14を介してクランクシャフト15に連結されている。ピストン3は、気筒11及びシリンダヘッド13と共に燃焼室17を区画する。尚、「燃焼室」は、ピストン3が圧縮上死点に至ったときの空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる場合がある。つまり、「燃焼室」は、ピストン3の位置に関わらず、ピストン3、気筒11及びシリンダヘッド13によって形成される空間を意味する場合がある。 A piston 3 is slidably inserted in each cylinder 11. The piston 3 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 14. The piston 3 defines a combustion chamber 17 together with the cylinder 11 and the cylinder head 13. The "combustion chamber" is not limited to the meaning of the space when the piston 3 reaches the compression top dead center. The term "combustion chamber" is sometimes used in a broad sense. That is, the “combustion chamber” may mean a space formed by the piston 3, the cylinder 11, and the cylinder head 13 regardless of the position of the piston 3.

シリンダブロック12における各気筒11の周囲には、ウォータジャケット12aが設けられている。ウォータジャケット12aには、エンジン本体10を冷却するエンジン冷却液が流通している。詳細な図示は省略するが、エンジン冷却液は、ウォータジャケット12aを通った後、シリンダヘッド13内に設けられたウォータジャケットを通って、エンジン本体10の外部に流出する。 A water jacket 12 a is provided around each cylinder 11 in the cylinder block 12. An engine cooling liquid that cools the engine body 10 flows through the water jacket 12a. Although not shown in detail, the engine coolant flows out of the engine body 10 after passing through the water jacket 12a and then through the water jacket provided in the cylinder head 13.

シリンダヘッド13には、気筒11毎に、吸気ポート18が形成されている。吸気ポート18は、燃焼室17に連通している。吸気ポート18には、吸気弁21が配設されている。吸気弁21は、燃焼室17と吸気ポート18との間を開閉する。吸気弁21は、動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び/又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。本実施形態では、可変動弁機構は、吸気電動S−VT(Sequential-Valve Timing)23(図4参照)を有している。吸気電動S−VT23は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気弁21の開時期及び閉時期は、連続的に変化する。尚、吸気動弁機構は、電動S−VTに代えて、油圧式のS−VTを有していてもよい。 An intake port 18 is formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11. The intake port 18 communicates with the combustion chamber 17. An intake valve 21 is arranged in the intake port 18. The intake valve 21 opens and closes between the combustion chamber 17 and the intake port 18. The intake valve 21 opens and closes at a predetermined timing by the valve mechanism. The valve operating mechanism may be a variable valve operating mechanism that makes valve timing and/or valve lift variable. In the present embodiment, the variable valve mechanism has an intake electric S-VT (Sequential-Valve Timing) 23 (see FIG. 4). The intake electric S-VT 23 is configured to continuously change the rotation phase of the intake camshaft within a predetermined angle range. Thereby, the opening timing and the closing timing of the intake valve 21 continuously change. The intake valve operating mechanism may have a hydraulic S-VT instead of the electric S-VT.

シリンダヘッド13には、気筒11毎に、排気ポート19が形成されている。排気ポート19は、燃焼室17に連通している。排気ポート19には、排気弁22が配設されている。排気弁22は、燃焼室17と排気ポート19との間を開閉する。排気弁22は動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。この動弁機構は、バルブタイミング及び/又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。本実施形態では、可変動弁機構は、排気電動S−VT24(図4参照)を有している。排気電動S−VT24は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気弁22の開時期及び閉時期は、連続的に変化する。尚、排気動弁機構は、電動S−VTに代えて、油圧式のS−VTを有していてもよい。 An exhaust port 19 is formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11. The exhaust port 19 communicates with the combustion chamber 17. An exhaust valve 22 is arranged in the exhaust port 19. The exhaust valve 22 opens and closes between the combustion chamber 17 and the exhaust port 19. The exhaust valve 22 is opened and closed at a predetermined timing by a valve mechanism. The valve operating mechanism may be a variable valve operating mechanism that makes valve timing and/or valve lift variable. In this embodiment, the variable valve mechanism has an exhaust electric S-VT 24 (see FIG. 4). The exhaust electric S-VT 24 is configured to continuously change the rotation phase of the exhaust camshaft within a predetermined angle range. Thereby, the opening timing and the closing timing of the exhaust valve 22 continuously change. The exhaust valve mechanism may have a hydraulic S-VT instead of the electric S-VT.

シリンダヘッド13には、気筒11毎に、気筒11内に燃料を直接噴射するインジェクタ6が取り付けられている。インジェクタ6は、その噴口が燃焼室17の天井面の中央部分(厳密には、中央よりも僅かに排気側の部分)から、その燃焼室17内に臨むように配設されている。インジェクタ6は、エンジン本体10の運転状態に応じた量の燃料を、エンジン本体10の運転状態に応じて設定された噴射タイミングで燃焼室17内に直接噴射する。 An injector 6 for directly injecting fuel into the cylinder 11 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11. The injector 6 is arranged so that its injection port faces the inside of the combustion chamber 17 from a central portion of the ceiling surface of the combustion chamber 17 (strictly, a portion slightly on the exhaust side from the center). The injector 6 directly injects an amount of fuel according to the operating state of the engine body 10 into the combustion chamber 17 at an injection timing set according to the operating state of the engine body 10.

シリンダヘッド13には、気筒11毎に、点火プラグ25が取り付けられている。点火プラグ25は、燃焼室17の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ25は、本実施形態では、吸気側に配設されている。点火プラグ25の電極は、燃焼室17の中に臨んでかつ、燃焼室17の天井面の付近に位置している。尚、点火プラグ25は、排気側に配置されていてもよい。また、点火プラグ25を気筒11の中心軸上に配置する一方、インジェクタ6を、気筒11の中心軸よりも吸気側又は排気側に配設してよい。 An ignition plug 25 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11. The spark plug 25 compulsorily ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 17. In this embodiment, the spark plug 25 is arranged on the intake side. The electrode of the spark plug 25 faces the combustion chamber 17 and is located near the ceiling surface of the combustion chamber 17. The spark plug 25 may be arranged on the exhaust side. Further, the spark plug 25 may be arranged on the central axis of the cylinder 11, while the injector 6 may be arranged on the intake side or the exhaust side of the central axis of the cylinder 11.

本実施形態において、エンジン本体10の幾何学的圧縮比は、13以上30以下に設定されている。後述するように、エンジン本体10の暖機後の全運転領域において、エンジン本体10の燃焼モードが、燃焼室17内において火花点火による混合気の火炎伝播燃焼の途上で未燃混合気を一気に自着火させる圧縮着火燃焼モードとされる。すなわち、エンジン本体10は、燃料と吸気との混合気を点火プラグ25により火花点火させてSI(Spark Ignition)燃焼を行わせ、そのSI燃焼の発熱により燃焼室17内の温度が高くなることによって未燃混合気を自着火させてCI(Compression Ignition)燃焼させるSPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)燃焼を行う。SPCCI燃焼では、SI燃焼による発熱と圧力上昇とを利用して、CI燃焼の開始タイミングをコントロールする。尚、エンジン本体10の幾何学的圧縮比は、レギュラー仕様(燃料のオクタン価が91程度)においては、14〜17とし、ハイオク仕様(燃料のオクタン価が96程度)においては、15〜18としてもよい。 In the present embodiment, the geometric compression ratio of the engine body 10 is set to 13 or more and 30 or less. As will be described later, in the entire operating region after the engine body 10 has been warmed up, the combustion mode of the engine body 10 is such that the unburned air-fuel mixture in the combustion chamber 17 automatically burns the unburned air-fuel mixture during the flame propagation combustion of the air-fuel mixture by spark ignition. A compression ignition combustion mode is used for ignition. That is, the engine body 10 causes the mixture of fuel and intake air to be spark ignited by the spark plug 25 to perform SI (Spark Ignition) combustion, and the heat in the SI combustion causes the temperature in the combustion chamber 17 to rise. SPCCI (Spark Controlled Compression Ignition) combustion is performed in which unburned air-fuel mixture is self-ignited to perform CI (Compression Ignition) combustion. In SPCCI combustion, heat generation and pressure increase due to SI combustion are used to control the start timing of CI combustion. The geometrical compression ratio of the engine body 10 may be 14 to 17 in the regular specification (fuel octane number is about 91) and may be 15 to 18 in the high octane specification (fuel octane number is about 96). ..

エンジン本体10の一側の側面には吸気通路40が接続されている。吸気通路40は、各気筒11の吸気ポート18に連通している。吸気通路40は、燃焼室17に導入する吸気が流れる通路である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る吸気通路40は、外気温と同じ温度の新気を取り入れる第1空気取入部141と、外気温よりも高い温度の新気を取り入れる第2空気取入部142とを有する。各空気取入部141,142の構成については後述する。 An intake passage 40 is connected to one side surface of the engine body 10. The intake passage 40 communicates with the intake port 18 of each cylinder 11. The intake passage 40 is a passage through which intake air introduced into the combustion chamber 17 flows. As shown in FIGS. 1 and 2, the intake passage 40 according to the present embodiment includes a first air intake portion 141 that takes in fresh air having the same temperature as the outside air temperature, and a first air intake portion that takes in fresh air at a temperature higher than the outside air temperature. 2 air intake part 142. The configuration of each air intake part 141, 142 will be described later.

吸気通路40における両空気取入部141,142の直下流側の部分には、新気を濾過するエアクリーナー41が配設されている。吸気通路40の下流端近傍には、サージタンク42が配設されている。サージタンク42よりも下流側の吸気通路40は、気筒11毎に分岐する独立通路を構成している。各独立通路の下流端が、各気筒11の吸気ポート18にそれぞれ接続されている。 An air cleaner 41 for filtering fresh air is disposed in a portion of the intake passage 40 immediately downstream of the air intake portions 141, 142. A surge tank 42 is arranged near the downstream end of the intake passage 40. The intake passage 40 downstream of the surge tank 42 constitutes an independent passage branched for each cylinder 11. The downstream end of each independent passage is connected to the intake port 18 of each cylinder 11.

吸気通路40におけるエアクリーナー41とサージタンク42との間には、スロットル弁43が配設されている。スロットル弁43は、弁の開度を調整することによって、燃焼室17の中への新気の導入量を調整するよう構成されている。 A throttle valve 43 is arranged between the air cleaner 41 and the surge tank 42 in the intake passage 40. The throttle valve 43 is configured to adjust the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 17 by adjusting the opening of the valve.

吸気通路40には、スロットル弁43の下流側に、機械式過給機44(以下、単に過給機44という)のコンプレッサが配設された過給側通路40aが設けられている。過給機44は、燃焼室17に導入する吸気を過給するよう構成されている。本実施形態において、過給機44は、エンジン本体10(エンジン本体10の出力軸であるクランクシャフト15)によって駆動される過給機である。過給機44は、例えばリショルム式としてもよい。過給機44の構成は特に限定されない。過給機44は、ルーツ式、ベーン式、又は遠心式であってもよい。 The intake passage 40 is provided with a supercharging side passage 40a downstream of the throttle valve 43, in which a compressor of a mechanical supercharger 44 (hereinafter simply referred to as a supercharger 44) is arranged. The supercharger 44 is configured to supercharge the intake air introduced into the combustion chamber 17. In the present embodiment, the supercharger 44 is a supercharger driven by the engine body 10 (the crankshaft 15 that is the output shaft of the engine body 10). The supercharger 44 may be, for example, a Rishorum type. The structure of the supercharger 44 is not particularly limited. The supercharger 44 may be a roots type, a vane type, or a centrifugal type.

過給機44とエンジン本体10(クランクシャフト15)との間には、電磁クラッチ45が介設されている。電磁クラッチ45は、過給機44とエンジン本体10との間で、エンジン本体10から過給機44へ駆動力を伝達したり、該駆動力の伝達を遮断したりする。後述するように、ECU100が電磁クラッチ45の遮断及び接続を切り換えることによって、過給機44は駆動状態と非駆動状態とに切り換えられる。つまり、電磁クラッチ45は、過給機44の駆動状態と非駆動状態とを切り換えるクラッチである。 An electromagnetic clutch 45 is provided between the supercharger 44 and the engine body 10 (crankshaft 15). The electromagnetic clutch 45 transmits a drive force from the engine body 10 to the supercharger 44 between the supercharger 44 and the engine body 10 or interrupts the transmission of the drive force. As will be described later, the ECU 100 switches between disconnection and connection of the electromagnetic clutch 45 to switch the supercharger 44 between a driving state and a non-driving state. That is, the electromagnetic clutch 45 is a clutch that switches the driving state and the non-driving state of the supercharger 44.

過給側通路40aにおける過給機44の直下流側には、インタークーラー46が配設されている。インタークーラー46は、過給機44において圧縮された吸気を冷却するよう構成されている。本実施形態において、インタークーラー46はインタークーラー冷却液により冷却される。詳しくは後述するが、インタークーラー冷却液は、上記エンジン冷却液とは別の冷却液である。 An intercooler 46 is arranged immediately downstream of the supercharger 44 in the supercharging passage 40a. The intercooler 46 is configured to cool the intake air compressed in the supercharger 44. In this embodiment, the intercooler 46 is cooled by the intercooler cooling liquid. As will be described later in detail, the intercooler cooling liquid is a cooling liquid different from the above engine cooling liquid.

吸気通路40には、バイパス通路47が接続されている。バイパス通路47は、過給機44及びインタークーラー46をバイパスするよう、吸気通路40(過給側通路40a)における過給機44の上流側の部分とインタークーラー46の下流側の部分とを接続する。バイパス通路47には、該バイパス通路47を開閉するエアバイパス弁48が配設されている。本実施形態において、エアバイパス弁48はオン/オフ式の弁である。 A bypass passage 47 is connected to the intake passage 40. The bypass passage 47 connects the upstream side portion of the intake air passage 40 (supercharging side passage 40a) and the downstream side portion of the intercooler 46 so as to bypass the supercharger 44 and the intercooler 46. The bypass passage 47 is provided with an air bypass valve 48 that opens and closes the bypass passage 47. In this embodiment, the air bypass valve 48 is an on/off type valve.

過給機44が非駆動状態にあるとき(つまり、電磁クラッチ45が遮断されたとき)には、エアバイパス弁48を開状態(オン状態)にする。これにより、吸気通路40を流れるガスは、過給機44をバイパスして、エンジン本体10の燃焼室17に導入される。エンジン1は、非過給状態、つまり自然吸気の状態で運転される。 When the supercharger 44 is in the non-driving state (that is, when the electromagnetic clutch 45 is disengaged), the air bypass valve 48 is opened (on). As a result, the gas flowing through the intake passage 40 bypasses the supercharger 44 and is introduced into the combustion chamber 17 of the engine body 10. The engine 1 is operated in a non-supercharging state, that is, a state of natural intake.

エアバイパス弁48が開状態であるときにおいて、過給機44が駆動状態にされたとき(つまり、電磁クラッチ45が接続されたとき)には、吸気は、スロットル弁43を通過した後、過給側通路40aに流入する。過給機44を通過した吸気の一部は、バイパス通路47を通って過給機44の上流に逆流する(リサーキュレーションされる)。このとき、エンジン本体10の燃焼室17には、過給機44が非駆動状態であるときと同様に、エンジン諸元に応じた量の吸気(過給機44を通過した吸気の残り)が導入される。これにより、過給機44が駆動状態であっても、非過給状態で燃焼室17に吸気を導入することができる。尚、過給時とは、サージタンク42内の圧力が大気圧を超える時をいい、非過給時とは、サージタンク42内の圧力が大気圧以下になる時をいう、と定義してもよい。 When the air bypass valve 48 is open and the supercharger 44 is driven (that is, when the electromagnetic clutch 45 is engaged), the intake air passes through the throttle valve 43, It flows into the supply side passage 40a. A part of the intake air that has passed through the supercharger 44 flows back (is recirculated) upstream of the supercharger 44 through the bypass passage 47. At this time, in the combustion chamber 17 of the engine body 10, as in the case where the supercharger 44 is in the non-driving state, an amount of intake air (the remainder of the intake air that has passed through the supercharger 44) according to the engine specifications. be introduced. As a result, intake air can be introduced into the combustion chamber 17 in the non-supercharging state even when the supercharger 44 is in the driving state. It should be noted that supercharging is defined as a time when the pressure inside the surge tank 42 exceeds atmospheric pressure, and non-supercharging is a time when the pressure inside the surge tank 42 becomes equal to or lower than atmospheric pressure. Good.

一方、エアバイパス弁48が閉状態(オフ状態)であるときにおいて、過給機44が駆動状態にされたときには、過給状態で燃焼室17に吸気が導入される。このときの吸気量は、非過給状態で燃焼室17に導入された吸気の量よりも多い。 On the other hand, when the air bypass valve 48 is in the closed state (OFF state) and the supercharger 44 is in the driven state, intake air is introduced into the combustion chamber 17 in the supercharged state. The intake amount at this time is larger than the intake amount introduced into the combustion chamber 17 in the non-supercharging state.

このようにエアバイパス弁48によって、駆動状態にある過給機44が、燃焼室17に導入する吸気を過給することと、駆動状態にある過給機44が、燃焼室17に導入する吸気を過給しないこととを切り換えることができるようになる。 Thus, the air bypass valve 48 causes the supercharger 44 in the driven state to supercharge the intake air introduced into the combustion chamber 17, and the supercharger 44 in the driven state to introduce the intake air into the combustion chamber 17. It becomes possible to switch between not supercharging.

尚、エアバイパス弁48は、オン/オフ式の弁に限らず、その開度を連続的に変化させることが可能な弁で構成されていてもよい。 The air bypass valve 48 is not limited to an on/off type valve, and may be a valve whose opening can be continuously changed.

エンジン本体10の他側の側面には、排気通路50が接続されている。排気通路50は、各気筒11の排気ポート19に連通している。排気通路50は、燃焼室17から排出された排気が流れる通路である。排気通路50の上流側の部分は、詳細な図示は省略するが、気筒11毎に分岐する独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。各独立通路の上流端が、各気筒11の排気ポート19にそれぞれ接続されている。 An exhaust passage 50 is connected to the other side surface of the engine body 10. The exhaust passage 50 communicates with the exhaust port 19 of each cylinder 11. The exhaust passage 50 is a passage through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber 17 flows. Although not shown in detail, the upstream side portion of the exhaust passage 50 is configured by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 11 and a gathering portion where the independent passages are gathered. The upstream end of each independent passage is connected to the exhaust port 19 of each cylinder 11.

排気通路50には、複数の触媒コンバーター(上流側及び下流側の触媒コンバーター)を有する排気ガス浄化システムが配設されている。上流側の触媒コンバーターは、図示は省略するが、エンジンルーム内に配設されている。上流側の触媒コンバーターは、三元触媒511と、GPF(Gasoline Particulate Filter)512とを有している。下流側の触媒コンバーターは、エンジンルーム外に配設されている。下流側の触媒コンバーターは、三元触媒513を有している。尚、排気ガス浄化システムは、図例の構成に限定されるものではない。例えば、GPFは省略してもよい。また、三元触媒511,513及びGPF512の並び順は、適宜変更してもよい。 An exhaust gas purification system having a plurality of catalytic converters (upstream and downstream catalytic converters) is disposed in the exhaust passage 50. Although not shown, the upstream catalytic converter is arranged in the engine room. The upstream catalytic converter has a three-way catalyst 511 and a GPF (Gasoline Particulate Filter) 512. The downstream catalytic converter is arranged outside the engine room. The downstream catalytic converter has a three-way catalyst 513. The exhaust gas purification system is not limited to the configuration shown in the figure. For example, the GPF may be omitted. Further, the arrangement order of the three-way catalysts 511, 513 and the GPF 512 may be changed as appropriate.

吸気通路40と排気通路50との間には、外部EGRシステムを構成するEGR通路52が接続されている。EGR通路52は、排気の一部を吸気通路40に還流させるための通路である。EGR通路52の上流端は、排気通路50における上流側の触媒コンバーターと下流側の触媒コンバーターとの間に接続されている。EGR通路52の下流端は、吸気通路40における過給機44の上流側に接続されている。EGR通路52を流れる排気(以下、EGRガスという)は、吸気通路40に導入される時には、バイパス通路47のエアバイパス弁48を通らずに、吸気通路40における過給側通路40aに流入するようになされている。 An EGR passage 52 forming an external EGR system is connected between the intake passage 40 and the exhaust passage 50. The EGR passage 52 is a passage for returning a part of exhaust gas to the intake passage 40. The upstream end of the EGR passage 52 is connected between the upstream catalytic converter and the downstream catalytic converter in the exhaust passage 50. The downstream end of the EGR passage 52 is connected to the upstream side of the supercharger 44 in the intake passage 40. Exhaust gas flowing through the EGR passage 52 (hereinafter referred to as “EGR gas”) does not pass through the air bypass valve 48 of the bypass passage 47 and flows into the supercharging side passage 40a of the intake passage 40 when being introduced into the intake passage 40. Has been done.

EGR通路52には、液冷式のEGRクーラー53が配設されている。EGRクーラー53は、EGR通路52を通るEGRガスを冷却する。EGR通路52には、EGR弁54が配設されている。EGR弁54は、開度を連続的に変化させることが可能な弁で構成されていて、EGR通路52を流れるEGRガスの流量を調整するよう構成されている。EGR弁54の開度を調整することによって、冷却したEGRガスの還流量を調整することができる。尚、EGR弁54は、オン/オフ式の弁で構成されていてもよい。 A liquid-cooled EGR cooler 53 is arranged in the EGR passage 52. The EGR cooler 53 cools the EGR gas passing through the EGR passage 52. An EGR valve 54 is arranged in the EGR passage 52. The EGR valve 54 is configured by a valve whose opening can be continuously changed, and is configured to adjust the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 52. By adjusting the opening degree of the EGR valve 54, the recirculation amount of the cooled EGR gas can be adjusted. The EGR valve 54 may be an on/off type valve.

(エンジンの冷却システム)
次に、エンジン1の冷却システムについて説明する。図2に示すように、エンジン1の冷却システムは、エンジン本体10にエンジン冷却液を流通させてエンジン本体10を冷却する第1冷却経路60と、インタークーラー46にインタークーラー冷却液を流通させて、過給機44を通過した後の吸気を冷却する第2冷却経路70とを有する。
(Engine cooling system)
Next, the cooling system of the engine 1 will be described. As shown in FIG. 2, the cooling system of the engine 1 includes a first cooling path 60 that allows the engine cooling liquid to flow through the engine body 10 to cool the engine body 10, and an intercooler cooling liquid that flows through the intercooler 46. The second cooling path 70 is provided for cooling the intake air that has passed through the feeder 44.

第1冷却経路60には、第1ポンプ61と、第1冷却経路60を流れるエンジン冷却液を冷却する第1ラジエータ62と、第1冷却経路60を循環するエンジン冷却液の温度及び流量を調整する流量コントロール弁63とが設けられている。 In the first cooling path 60, a first pump 61, a first radiator 62 that cools the engine cooling liquid flowing through the first cooling path 60, and a temperature and a flow rate of the engine cooling liquid circulating through the first cooling path 60 are adjusted. And a flow control valve 63 for controlling the flow rate.

第1ポンプ61は、エンジン本体10のクランクシャフト15に連動して駆動される機械式のポンプである。第1ポンプ61の吐出口は、エンジン本体10のシリンダブロック12のウォータジャケット12aに接続されている。 The first pump 61 is a mechanical pump that is driven in conjunction with the crankshaft 15 of the engine body 10. The discharge port of the first pump 61 is connected to the water jacket 12a of the cylinder block 12 of the engine body 10.

第1ラジエータ62は、シリンダブロック12のウォータジャケット12a及びシリンダヘッド13のウォータジャケットを通ってシリンダヘッド13から排出されたエンジン冷却液を冷却する。第1ラジエータ62は、エンジン1が搭載された車両の前進走行時の走行風により、エンジン冷却液を冷却する。 The first radiator 62 cools the engine coolant discharged from the cylinder head 13 through the water jacket 12 a of the cylinder block 12 and the water jacket of the cylinder head 13. The first radiator 62 cools the engine coolant by the traveling wind when the vehicle equipped with the engine 1 travels forward.

流量コントロール弁63は、第1ラジエータ62から排出されて第1ポンプ61に流入するエンジン冷却液が通る経路の途中に配置されている。つまり、流量コントロール弁63は、第1冷却経路60におけるエンジン本体10への入口側に配置されている。本実施形態において、流量コントロール弁63は、電気式のサーモスタット弁で構成されている。具体的には、流量コントロール弁63は、サーモスタット弁に電熱線を内蔵させた弁である。流量コントロール弁63は、基本的には、エンジン冷却液の温度が、予め設定された設定液温以上であるときに、その温度に応じて開くように構成されているが、電熱線に電流を流すことで、エンジン冷却液の温度が設定液温未満のときでも開くことができるようになっている。 The flow rate control valve 63 is arranged in the middle of a path through which the engine coolant discharged from the first radiator 62 and flowing into the first pump 61 passes. That is, the flow rate control valve 63 is arranged on the inlet side to the engine body 10 in the first cooling path 60. In this embodiment, the flow rate control valve 63 is composed of an electric thermostat valve. Specifically, the flow rate control valve 63 is a thermostat valve having a heating wire built therein. The flow rate control valve 63 is basically configured to open according to the temperature of the engine cooling liquid when the temperature of the engine cooling liquid is equal to or higher than a preset liquid temperature, but a current is supplied to the heating wire. By flowing it, the engine coolant can be opened even when the temperature is lower than the set temperature.

図3には、流量コントロール弁63のエンジン冷却液の温度に対する特性の一例を示す。図3において、横軸に示すエンジン冷却液の温度は、流量コントロール弁63の位置での温度であり、第1ラジエータ62に流入するエンジン冷却液の温度とは異なる。しかし、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液の温度は、流量コントロール弁63の位置での温度によってほぼ決まる。 FIG. 3 shows an example of the characteristic of the flow rate control valve 63 with respect to the temperature of the engine coolant. In FIG. 3, the temperature of the engine coolant shown on the horizontal axis is the temperature at the position of the flow rate control valve 63, and is different from the temperature of the engine coolant flowing into the first radiator 62. However, the temperature of the engine cooling liquid supplied from the engine body 10 to the first radiator 62 is substantially determined by the temperature at the position of the flow rate control valve 63.

図3に示すように、流量コントロール弁63は、非通電時には、エンジン冷却液の温度が95℃〜96℃であるときに開き始める一方、通電時には、エンジン冷却液の温度が95℃未満であっても開くことができる。図3に示すように、流量コントロール弁63が開き始める温度は、電熱線に流す電流が大きいほど低くなる。また、エンジン冷却液の温度が一定であるときの流量コントロール弁63の開度は、流量コントロール弁63の開度が全開よりも小さい範囲において、電熱線に流す電流を大きくするほど、大きくすることができる。流量コントロール弁63の開度に応じて、第1冷却経路60を循環するエンジン冷却液の流量(すなわち、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液の流量)が変化することになる。尚、本実施形態において、上記設定液温は95℃〜96℃に設定されている。 As shown in FIG. 3, the flow control valve 63 starts to open when the temperature of the engine coolant is 95° C. to 96° C. when not energized, while the temperature of the engine coolant is below 95° C. when energized. Can be opened. As shown in FIG. 3, the temperature at which the flow rate control valve 63 starts to open decreases as the current flowing through the heating wire increases. Further, the opening degree of the flow rate control valve 63 when the temperature of the engine coolant is constant should be increased as the current flowing through the heating wire is increased in a range where the opening degree of the flow rate control valve 63 is smaller than full opening. You can According to the opening degree of the flow rate control valve 63, the flow rate of the engine cooling liquid circulating in the first cooling path 60 (that is, the flow rate of the engine cooling liquid supplied from the engine body 10 to the first radiator 62) is changed. Become. In the present embodiment, the set liquid temperature is set to 95°C to 96°C.

流量コントロール弁63への通電量は、エンジン本体10の運転状態や外気温等に基づいて、エンジン冷却液の温度が適切な温度となるように調整される。 The amount of electricity supplied to the flow rate control valve 63 is adjusted based on the operating state of the engine body 10 and the outside air temperature so that the temperature of the engine coolant becomes an appropriate temperature.

尚、流量コントロール弁63は、サーモスタット弁ではなく、例えば、ソレノイド弁等の電磁式の弁であってもよい。電磁式の弁の場合、エンジン冷却液の温度を調整することはできないので、エンジン冷却液の温度の調整は、後述のグリルシャッタ81及びラジエータファン82により行う。 The flow rate control valve 63 may be an electromagnetic valve such as a solenoid valve instead of the thermostat valve. In the case of an electromagnetic valve, the temperature of the engine coolant cannot be adjusted, so the temperature of the engine coolant is adjusted by a grill shutter 81 and a radiator fan 82, which will be described later.

図示は省略しているが、第1冷却経路60はEGRクーラー53も通っている。つまり、EGR通路52を通るEGRガスは、エンジン冷却液と熱交換をして冷却される。 Although not shown, the first cooling path 60 also passes through the EGR cooler 53. That is, the EGR gas passing through the EGR passage 52 is cooled by exchanging heat with the engine coolant.

第2冷却経路70には、第2ポンプ71と、第2冷却経路70を流れるインタークーラー冷却液を冷却する第2ラジエータ72とが設けられている。 The second cooling path 70 is provided with a second pump 71 and a second radiator 72 that cools the intercooler cooling liquid flowing through the second cooling path 70.

第2ポンプ71は、電力が供給されることによって駆動される電動式のポンプである。第2ポンプ71は、供給される電力が大きい程、インタークーラー冷却液の吐出量が多くなるように構成されている。 The second pump 71 is an electric pump that is driven by being supplied with electric power. The second pump 71 is configured such that the larger the supplied power, the larger the discharge amount of the intercooler cooling liquid.

第2ラジエータ72は、インタークーラー46から排出されたインタークーラー冷却液を冷却する。本実施形態では、第2ラジエータ72は、第1ラジエータ62の下側に隣接して配置されている。第2ラジエータ72は、エンジン1が搭載された車両の前進走行時の走行風により、インタークーラー冷却液を冷却する。第2ラジエータ72で冷却されたインタークーラー冷却液は、第2ポンプ71に流入する。 The second radiator 72 cools the intercooler cooling liquid discharged from the intercooler 46. In the present embodiment, the second radiator 72 is arranged adjacent to the lower side of the first radiator 62. The second radiator 72 cools the intercooler cooling liquid by the traveling wind when the vehicle equipped with the engine 1 travels forward. The intercooler cooling liquid cooled by the second radiator 72 flows into the second pump 71.

エンジン1の冷却システムは、第1及び第2ラジエータ62,72に走行風を通風させる機構として、グリルシャッタ81と、ラジエータファン82とを有する。 The cooling system of the engine 1 has a grill shutter 81 and a radiator fan 82 as a mechanism for allowing traveling air to pass through the first and second radiators 62 and 72.

グリルシャッタ81は、第1及び第2ラジエータ62,72の車両前側に設けられている。グリルシャッタ81は、車幅方向に延びる軸周りにそれぞれ回動する複数のフラッパ81aで構成されている。グリルシャッタ81は、各フラッパ81aが上下方向に対して垂直になったときに全開となり、各フラッパ81aが上下方向に対して略平行になったときに全閉となる。エンジンルーム内に取り入れる空気の流量、すなわち、第1及び第2ラジエータ62,72を通過する空気(走行風)の風量は、各フラッパ81aの上下方向に対する角度により調整される。各フラッパ81aの上下方向に対する角度(すなわち、グリルシャッタ81の開度)は、電動で調整可能に構成されている。尚、ここでいう「上下方向」とは、上記車両に対する上下方向であって、路面の面直方向に相当する。 The grill shutter 81 is provided on the vehicle front side of the first and second radiators 62 and 72. The grill shutter 81 is composed of a plurality of flappers 81a that rotate around an axis extending in the vehicle width direction. The grill shutter 81 is fully opened when each flapper 81a is vertical to the vertical direction, and is fully closed when each flapper 81a is substantially parallel to the vertical direction. The flow rate of the air taken into the engine room, that is, the air volume of the air (running wind) passing through the first and second radiators 62 and 72 is adjusted by the angle of each flapper 81a with respect to the vertical direction. The angle of each flapper 81a with respect to the vertical direction (that is, the opening degree of the grill shutter 81) is electrically adjustable. The "vertical direction" referred to here is the vertical direction with respect to the vehicle and corresponds to the direction perpendicular to the road surface.

ラジエータファン82は、第1及び第2ラジエータ62,72の車両後側に設けられている。ラジエータファン82は、回転することにより走行風を引き込んで、走行風が第1及び第2ラジエータ62,72を通風するのをアシストする。ラジエータファン82は、回転数が高いほど走行風を引き込む量が多くなるように構成されている。ラジエータファン82は、電動で回転数を調整可能に構成されている。 The radiator fan 82 is provided on the vehicle rear side of the first and second radiators 62 and 72. The radiator fan 82 draws traveling wind by rotating, and assists the traveling wind to pass through the first and second radiators 62 and 72. The radiator fan 82 is configured such that the higher the number of revolutions, the greater the amount of running air drawn. The radiator fan 82 is configured to be electrically adjustable in rotation speed.

グリルシャッタ81から取り入れられた走行風は、第1及び第2ラジエータ62,72を流れる各冷却液と熱交換して、各冷却液を冷却する。第1及び第2ラジエータ62,72を通った走行風は、ラジエータファン82の車両後側に流れる。 The traveling wind taken in from the grill shutter 81 exchanges heat with the cooling liquids flowing through the first and second radiators 62 and 72 to cool the cooling liquids. The traveling wind that has passed through the first and second radiators 62, 72 flows to the vehicle rear side of the radiator fan 82.

グリルシャッタ81及びラジエータファン82は、流量コントロール弁63と共に液温調整手段を構成するとともに、第1ラジエータ62を通過する空気の風量を調整する風量調整手段を構成する。 The grill shutter 81 and the radiator fan 82 together with the flow rate control valve 63 constitute liquid temperature adjusting means, and also constitute air volume adjusting means for adjusting the air volume of the air passing through the first radiator 62.

(吸気通路の新気取入構造)
上述のように、本実施形態において、吸気通路40は、第1及び第2空気取入部141,142の2つの空気取入部を有する。図2に概略的に示すように、第1空気取入部141は、グリルシャッタ81よりも車両前側に設けられている。第1空気取入部141は、外気そのもの(加温等されていない空気)を吸気通路40に取り入れる。一方、第2空気取入部142は、ラジエータファン82の車両後側に設けられている。第2空気取入部142は、第1及び第2ラジエータ62,72を通って、ラジエータファン82の車両後側に流れた空気(走行風)を吸気通路40に取り入れる。つまり、第2空気取入部142からは、第1及び第2ラジエータ62,72を流れる冷却液との熱交換により温められた空気が取り入れられる。このため、第2空気取入部142は、外気温よりも温度の高い空気を吸気通路40に取り入れる。
(Intake air fresh intake structure)
As described above, in the present embodiment, the intake passage 40 has the two air intake portions, the first and second air intake portions 141 and 142. As schematically shown in FIG. 2, the first air intake part 141 is provided on the vehicle front side of the grill shutter 81. The first air intake unit 141 takes in the outside air itself (air that has not been heated, etc.) into the intake passage 40. On the other hand, the second air intake portion 142 is provided on the vehicle rear side of the radiator fan 82. The second air intake part 142 takes in the air (traveling wind) flowing through the first and second radiators 62, 72 to the vehicle rear side of the radiator fan 82 into the intake passage 40. That is, the air warmed by heat exchange with the cooling liquid flowing through the first and second radiators 62 and 72 is taken in from the second air intake portion 142. Therefore, the second air intake part 142 takes in air having a temperature higher than the outside air temperature into the intake passage 40.

第1及び第2空気取入部141,142には、吸気切換弁143が設けられている。吸気切換弁143の弁体は、第1及び第2空気取入部141,142のそれぞれに配置されており、各弁体は連動して動作するようになっている。具体的には、第1空気取入部141の弁体の開度が大きくなる程、第2空気取入部142の弁体の開度が小さくなるようになっている。これにより、第1及び第2空気取入部141,142から取り入れられる空気の総量は変化しない一方で、第1空気取入部141から取り入れられる空気量と第2空気取入部142から取り入れられる空気量との割合は変化する。したがって、各弁体の開度を調整することで、吸気通路40に取り入れる空気(新気)の温度を調整することができる。尚、図示は省略するが、本実施形態に係る吸気切換弁143は、各弁体を1つの軸で連結することで、各弁体の開度を連動して変化させるようにしている。 The first and second air intake portions 141, 142 are provided with an intake switching valve 143. The valve body of the intake switching valve 143 is arranged in each of the first and second air intake portions 141, 142, and each valve body operates in conjunction with each other. Specifically, the larger the opening degree of the valve body of the first air intake section 141, the smaller the opening degree of the valve body of the second air intake section 142. As a result, the total amount of air taken in from the first and second air intake units 141, 142 does not change, while the amount of air taken in from the first air intake unit 141 and the amount of air taken in from the second air intake unit 142. The ratio of changes. Therefore, the temperature of the air (fresh air) taken into the intake passage 40 can be adjusted by adjusting the opening degree of each valve body. Although illustration is omitted, the intake switching valve 143 according to the present embodiment changes the opening degree of each valve body in conjunction with each other by connecting each valve body with one shaft.

(エンジンの制御系)
エンジン1は、エンジン本体10の運転を制御するECU(Engine ControlUnit)100を備えている。ECU100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラーであって、図4に示すように、プログラムを実行する中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)101と、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ102と、電気信号の入出力をする入出力バス103と、を備えている。
(Engine control system)
The engine 1 includes an ECU (Engine Control Unit) 100 that controls the operation of the engine body 10. The ECU 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and as shown in FIG. 4, a central processing unit (CPU) 101 that executes a program, and a RAM (Random Access Memory) or a ROM, for example. A memory 102 configured by (Read Only Memory) for storing programs and data, and an input/output bus 103 for inputting/outputting electric signals are provided.

ECU100には、図1及び図4に示すように、エアフローセンサSW1、吸気温度センサSW2、排気温度センサSW3、リニアO2センサSW4、ラムダO2センサ、液温センサSW6、クランク角センサSW7、及び、アクセル開度センサSW8が接続されている。これらのセンサSW1〜SW8は、検知信号をECU100にそれぞれ出力する。 As shown in FIGS. 1 and 4, the ECU 100 includes an air flow sensor SW1, an intake air temperature sensor SW2, an exhaust gas temperature sensor SW3, a linear O2 sensor SW4, a lambda O2 sensor, a liquid temperature sensor SW6, a crank angle sensor SW7, and an accelerator. The opening sensor SW8 is connected. These sensors SW1 to SW8 output detection signals to the ECU 100, respectively.

エアフローセンサSW1は、吸気通路40におけるエアクリーナー41の下流側に配置されていて、吸気通路40を流れる新気の流量を検知する。吸気温度センサSW2は、サージタンク42に取り付けられていて、燃焼室17に供給される吸気の温度を検知する。排気温度センサSW3は、排気通路50における排気マニホールドの下流側近傍に配置されていて、燃焼室17から排出した排気ガスの温度を検知する。リニアO2センサSW4は、排気通路50における上流側の触媒コンバーターよりも上流側に配置されていて、排気ガス中の酸素濃度を検知する。ラムダO2センサSW5は、上流側の触媒コンバーターにおける三元触媒511の下流側に配置されていて、排気ガス中の酸素濃度を検知する。液温センサSW6は、エンジン本体10のシリンダヘッド13におけるエンジン冷却液の出口近傍に取り付けられていて、エンジン冷却液の温度を検知する。クランク角センサSW7は、エンジン本体10に取り付けられていて、クランクシャフト15の回転角を検知する。アクセル開度センサSW8は、アクセルペダル機構に取り付けられていて、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検知する。 The air flow sensor SW1 is arranged on the downstream side of the air cleaner 41 in the intake passage 40, and detects the flow rate of fresh air flowing through the intake passage 40. The intake air temperature sensor SW2 is attached to the surge tank 42 and detects the temperature of the intake air supplied to the combustion chamber 17. The exhaust temperature sensor SW3 is arranged near the downstream side of the exhaust manifold in the exhaust passage 50, and detects the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 17. The linear O2 sensor SW4 is arranged upstream of the upstream catalytic converter in the exhaust passage 50, and detects the oxygen concentration in the exhaust gas. The lambda O2 sensor SW5 is arranged on the downstream side of the three-way catalyst 511 in the upstream catalytic converter and detects the oxygen concentration in the exhaust gas. The liquid temperature sensor SW6 is attached near the outlet of the engine cooling liquid in the cylinder head 13 of the engine body 10 and detects the temperature of the engine cooling liquid. The crank angle sensor SW7 is attached to the engine body 10 and detects the rotation angle of the crankshaft 15. The accelerator opening sensor SW8 is attached to the accelerator pedal mechanism and detects the accelerator opening corresponding to the operation amount of the accelerator pedal.

ECU100は、センサSW1〜SW8の検知信号に基づいて、エンジン本体10の運転状態を判断するとともに、各デバイスの制御量を計算する。ECU100は、計算した制御量に係る制御信号を、インジェクタ6、点火プラグ25、吸気電動S−VT23、排気電動S−VT24、スロットル弁43、過給機44の電磁クラッチ45、エアバイパス弁48、EGR弁54、流量コントロール弁63、第2ポンプ71、グリルシャッタ81、ラジエータファン82、及び吸気切換弁143に出力する。ECU100は、電磁クラッチ45の作動を含めてエンジン本体10の運転を制御する制御手段を構成することになる。 The ECU 100 determines the operating state of the engine body 10 based on the detection signals of the sensors SW1 to SW8, and calculates the control amount of each device. The ECU 100 sends a control signal related to the calculated control amount to the injector 6, the spark plug 25, the intake electric S-VT 23, the exhaust electric S-VT 24, the throttle valve 43, the electromagnetic clutch 45 of the supercharger 44, the air bypass valve 48, Output to the EGR valve 54, the flow rate control valve 63, the second pump 71, the grill shutter 81, the radiator fan 82, and the intake switching valve 143. The ECU 100 constitutes a control means for controlling the operation of the engine body 10 including the operation of the electromagnetic clutch 45.

例えば、ECU100は、クランク角センサSW7の検知信号に基づいてエンジン本体10のエンジン回転数を算出する。ECU100は、アクセル開度センサSW8の検知信号に基づいてエンジン本体10のエンジン負荷を算出する。 For example, the ECU 100 calculates the engine speed of the engine body 10 based on the detection signal of the crank angle sensor SW7. The ECU 100 calculates the engine load of the engine body 10 based on the detection signal of the accelerator opening sensor SW8.

また、ECU100は、エンジン本体10の運転状態(主に、エンジン本体10の負荷及びエンジン本体10の回転数)と予め設定したマップとに基づいて目標EGR率(つまり、燃焼室17の中の全ガスに対するEGRガスの比率)を設定する。そして、ECU100は、目標EGR率とアクセル開度センサSW12の検知信号に基づく吸入空気量とに基づき目標EGRガス量を決定するとともに、EGR弁54の開度を調整することにより、燃焼室17の中に導入する外部EGRガス量が目標EGRガス量となるようにフィードバック制御を行う。 In addition, the ECU 100 determines the target EGR rate (that is, the total amount in the combustion chamber 17) based on the operating state of the engine body 10 (mainly the load of the engine body 10 and the rotation speed of the engine body 10) and a preset map. Ratio of EGR gas to gas) is set. Then, the ECU 100 determines the target EGR gas amount based on the target EGR rate and the intake air amount based on the detection signal of the accelerator opening sensor SW12, and adjusts the opening of the EGR valve 54 to adjust the opening of the combustion chamber 17. Feedback control is performed so that the amount of external EGR gas introduced therein becomes the target EGR gas amount.

さらに、ECU100は、所定の制御条件が成立しているときに空燃比フィードバック制御を実行する。具体的に、ECU100は、リニアO2センサSW4、及び、ラムダO2センサSW5によって検知された排気中の酸素濃度に基づいて、燃焼室17内の混合気の空燃比A/F(又は、燃焼室17内におけるガスの燃料に対する重量比G/F)が所望の値となるように、インジェクタ6の燃料噴射量を調整する。 Further, the ECU 100 executes air-fuel ratio feedback control when a predetermined control condition is satisfied. Specifically, the ECU 100 uses the air-fuel ratio A/F of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 (or the combustion chamber 17 based on the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the linear O2 sensor SW4 and the lambda O2 sensor SW5). The fuel injection amount of the injector 6 is adjusted so that the weight ratio G/F of the gas to the fuel in the inside becomes a desired value.

(エンジンの運転制御)
図5は、エンジン本体10の温間時(つまりエンジン本体10の暖機後)における、エンジン本体10の運転領域マップを例示している。エンジン本体10の運転領域マップは、エンジン本体10の負荷(以下、エンジン負荷という)及びエンジン本体10の回転数(以下、エンジン回転数という)によって定められており、エンジン負荷の高低及びエンジン回転数の高低に対し、三つの運転領域に分けられている。具体的に、三つの運転領域は、アイドル運転を含みかつエンジン回転数が所定回転数Ne未満でかつエンジン負荷が所定負荷Tq未満の低負荷低回転運転領域A(以下、領域Aともいう)、エンジン回転数が所定回転数Ne以上でかつエンジン負荷が所定負荷Tq未満の低負荷高回転運転領域B(以下、領域Bともいう)、エンジン負荷が所定負荷Tq以上の高負荷運転領域C(以下、領域Cともいう)である。ここで、所定回転数Neは、例えば3500rpm程度としてもよい。尚、エンジン本体10の暖機前であっても、図5と同様のマップを用いて、暖機後と同様の制御を行ってもよい。
(Engine operation control)
FIG. 5 illustrates an operating region map of the engine body 10 when the engine body 10 is warm (that is, after the engine body 10 is warmed up). The operating region map of the engine body 10 is determined by the load of the engine body 10 (hereinafter, referred to as engine load) and the rotation speed of the engine body 10 (hereinafter, referred to as engine speed). It is divided into three driving areas according to the high and low. Specifically, the three operation regions include a low-load low-rotation operation region A (hereinafter, also referred to as region A) that includes idle operation, the engine speed is less than the predetermined rotation speed Ne, and the engine load is less than the predetermined load Tq. Low-load high-speed operation region B (hereinafter also referred to as region B) in which the engine speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed Ne and engine load is less than the predetermined load Tq, and high-load operation region C in which the engine load is equal to or higher than the predetermined load Tq (hereinafter , Area C). Here, the predetermined rotation speed Ne may be, for example, about 3500 rpm. Even before the engine body 10 is warmed up, the same control as after warming up may be performed by using the same map as in FIG.

本実施形態では、エンジン本体10の燃焼安定性の向上及び燃費の向上を主目的として、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域A〜Cのいずれの領域にあるときであっても、エンジン本体10の燃焼モードを、燃焼室17内において火花点火による混合気の火炎伝播燃焼の途上で未燃混合気を一気に自着火させる圧縮着火燃焼モードとする。すなわち、ECU100は、領域A〜Cのそれぞれにおいて、燃焼室17内でSPCCI燃焼を行わせるように、点火プラグ25による火花点火の時期等を制御する。このSPCCI燃焼を安定して行うために、ECU100は、エンジン1の冷却システムを利用して、エンジン本体10に導入する吸気の温度を制御する。以下、各領域A〜Cにおけるエンジン本体10の運転について、図6〜図9を参照しながら詳細に説明をする。 In the present embodiment, the main purpose of the engine 100 is to improve the combustion stability of the engine body 10 and to improve the fuel consumption thereof. The combustion mode of the main body 10 is set to the compression ignition combustion mode in which the unburned air-fuel mixture is self-ignited at once in the combustion chamber 17 during the flame propagation combustion of the air-fuel mixture by spark ignition. That is, the ECU 100 controls the timing of spark ignition by the spark plug 25 and the like so that SPCCI combustion is performed in the combustion chamber 17 in each of the regions A to C. In order to perform this SPCCI combustion stably, the ECU 100 controls the temperature of the intake air introduced into the engine body 10 by utilizing the cooling system of the engine 1. Hereinafter, the operation of the engine body 10 in each of the areas A to C will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 9.

(低負荷低回転運転領域A)
エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときには、エンジン本体10の燃焼室17内では、混合気の空燃比A/Fが理論空燃比よりも大きいリーンな状態でSPCCI燃焼が行われる。具体的には、ECU100は、燃焼室17内の空燃比A/Fが25以上となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。空燃比A/Fが25以上であれば、エミッションに問題は生じない。リーン状態でSPCCI燃焼(特に、CI燃焼)を安定して行うためには、圧縮端温度を高くする必要がある。そこで、ECU100は、第1吸気温度Ta1以上の吸気がエンジン本体10に導入されるように、各デバイスを作動制御する。尚、第1吸気温度Ta1は、例えば80℃程度である。
(Low load/low speed operation area A)
When the operating state of the engine body 10 is in the region A, SPCCI combustion is performed in the combustion chamber 17 of the engine body 10 in a lean state in which the air-fuel ratio A/F of the air-fuel mixture is larger than the stoichiometric air-fuel ratio. Specifically, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F in the combustion chamber 17 becomes 25 or more, and operates the spark plug 25 at a desired timing. If the air-fuel ratio A/F is 25 or more, there will be no problem in emission. In order to perform SPCCI combustion (especially CI combustion) stably in a lean state, it is necessary to raise the compression end temperature. Therefore, the ECU 100 controls the operation of each device so that the intake air having the first intake air temperature Ta1 or higher is introduced into the engine body 10. The first intake air temperature Ta1 is, for example, about 80°C.

具体的には、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときには、図6に示すように、ECU100は、第1空気取入部141が全閉となりかつ第2空気取入部142が全開となるように、吸気切換弁143に作動信号を出力する。また、ECU100は、過給機44が非駆動状態となりかつバイパス通路47が開状態となるように、電磁クラッチ45及びエアバイパス弁48に制御信号を出力して、電磁クラッチ45を遮断状態にさせるとともに、エアバイパス弁48を全開状態にさせる。また、ECU100は、第1ラジエータ62に高温のエンジン冷却液が流入するように、流量コントロール弁63への通電をオフにする。また、ECU100は、第2空気取入口142から第1吸気温度Ta1以上の吸気が取り入れられるように、グリルシャッタ81の開度の調整及びラジエータファン82の回転数の調整を行う。また、ECU100は、EGR弁54を全閉にさせる。このように本実施形態では、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときには、EGR弁54の全閉により、EGRガスが燃焼室17内に導入されない。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときに、EGRガスを燃焼室17内に導入することも可能である。この場合、燃焼室17内におけるガスの燃料に対する重量比G/Fが25以上となるように、インジェクタ6から燃料が噴射されることになる。 Specifically, when the operating state of the engine body 10 is in the region A, the ECU 100 causes the first air intake portion 141 to be fully closed and the second air intake portion 142 to be fully open, as shown in FIG. Then, the operation signal is output to the intake switching valve 143. Further, the ECU 100 outputs a control signal to the electromagnetic clutch 45 and the air bypass valve 48 so that the supercharger 44 is in the non-driving state and the bypass passage 47 is in the open state, so that the electromagnetic clutch 45 is in the disengaged state. At the same time, the air bypass valve 48 is fully opened. Further, the ECU 100 turns off the power supply to the flow rate control valve 63 so that the high temperature engine coolant flows into the first radiator 62. Further, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 and the rotation speed of the radiator fan 82 so that intake air having the first intake air temperature Ta1 or higher is taken in from the second air intake 142. The ECU 100 also fully closes the EGR valve 54. As described above, in the present embodiment, when the operating state of the engine body 10 is in the region A, the EGR gas is not introduced into the combustion chamber 17 because the EGR valve 54 is fully closed. It is also possible to introduce the EGR gas into the combustion chamber 17 when the operating state of the engine body 10 is in the region A. In this case, the fuel is injected from the injector 6 so that the weight ratio G/F of the gas in the combustion chamber 17 to the fuel becomes 25 or more.

流量コントロール弁63への通電をオフにすると、エンジン冷却液が設定液温以上になるまでは、流量コントロール弁63は開かない。このため、エンジン冷却液が設定液温未満の状態では、エンジン冷却液は循環せずに、エンジン本体10の熱によって温められる。エンジン冷却液が設定液温以上になると、流量コントロール弁63が開き始めて、エンジン冷却液が第1冷却経路60を循環し始める。これにより、第1ラジエータ62に、設定液温以上の高温のエンジン冷却液が流入するようになる。第1ラジエータ62に流入するエンジン冷却液は、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液であって、流量コントロール弁63を通った後にエンジン本体10により温められた後のエンジン冷却液である。このため、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液の温度(液温センサSW6で検知される温度に相当)は、設定液温よりも高い。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときには、流量コントロール弁63の開度は、流量コントロール弁63の位置におけるエンジン冷却液の温度が、図3のグラフの「領域A」の温度範囲で変動する。 When the flow control valve 63 is de-energized, the flow control valve 63 does not open until the engine coolant reaches or exceeds the set liquid temperature. Therefore, when the engine cooling liquid is below the set liquid temperature, the engine cooling liquid is warmed by the heat of the engine body 10 without circulating. When the engine cooling liquid reaches or exceeds the set liquid temperature, the flow rate control valve 63 starts to open and the engine cooling liquid starts to circulate in the first cooling path 60. As a result, the high temperature engine cooling liquid equal to or higher than the set liquid temperature flows into the first radiator 62. The engine cooling liquid that flows into the first radiator 62 is the engine cooling liquid that is supplied from the engine body 10 to the first radiator 62, and is the engine cooling liquid that has been warmed by the engine body 10 after passing through the flow rate control valve 63. It is a liquid. Therefore, the temperature of the engine cooling liquid supplied from the engine body 10 to the first radiator 62 (corresponding to the temperature detected by the liquid temperature sensor SW6) is higher than the set liquid temperature. When the operating state of the engine body 10 is in the region A, the opening degree of the flow rate control valve 63 is such that the temperature of the engine coolant at the position of the flow rate control valve 63 is the temperature range of the "region A" in the graph of FIG. Fluctuates with.

ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1となるようにグリルシャッタ81及びラジエータファン82を作動制御する。ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1未満であるときには、グリルシャッタ81の開度を全閉にさせるとともに、ラジエータファン82の回転数を0にする(つまり、ラジエータファン82を非駆動状態にする)。これにより、エンジン冷却液が第1液温Tw1未満のときには、エンジン冷却液は走行風により冷却されず、その液温が上昇する。ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1以上になったときには、グリルシャッタ81を開くとともに、ラジエータファン82の回転数を上昇させる。第1ラジエータ62に高温のエンジン冷却液が流入する状態で、グリルシャッタ81を開くとともにラジエータファン82を駆動させると、第1ラジエータ62を流れる高温のエンジン冷却液と熱交換した高温の走行風が、ラジエータファン82の車両後側に流れる。これにより、高温の走行風、すなわち第1吸気温度Ta1以上の吸気(新気)が第2空気取入部142から吸気通路40に取り入れられる。尚、第1液温Tw1は、設定液温よりも高い温度であって、例えば105℃程度である。 The ECU 100 controls the operation of the grill shutter 81 and the radiator fan 82 so that the detection result of the liquid temperature sensor SW6 becomes the first liquid temperature Tw1. When the detection result of the liquid temperature sensor SW6 is less than the first liquid temperature Tw1, the ECU 100 fully closes the opening of the grill shutter 81 and sets the rotation speed of the radiator fan 82 to 0 (that is, the radiator fan 82). To the non-driving state). Accordingly, when the engine cooling liquid is lower than the first liquid temperature Tw1, the engine cooling liquid is not cooled by the traveling wind and the liquid temperature rises. When the detection result of the liquid temperature sensor SW6 is equal to or higher than the first liquid temperature Tw1, the ECU 100 opens the grill shutter 81 and increases the rotation speed of the radiator fan 82. When the grill shutter 81 is opened and the radiator fan 82 is driven in a state where the high-temperature engine cooling liquid flows into the first radiator 62, the high-temperature running wind that has exchanged heat with the high-temperature engine cooling liquid flowing through the first radiator 62 is generated. , Flows to the vehicle rear side of the radiator fan 82. As a result, high-temperature running air, that is, intake air (fresh air) having the first intake air temperature Ta1 or higher is taken into the intake passage 40 from the second air intake portion 142. The first liquid temperature Tw1 is higher than the set liquid temperature and is, for example, about 105°C.

第2空気取部142から取り入れられた高温の吸気は、図6に示すように、バイパス通路47を通って、サージタンク42に流入する。その後、上記高温の吸気は、エンジン本体10の燃焼室17に導入される。 The high-temperature intake air taken in from the second air intake portion 142 flows into the surge tank 42 through the bypass passage 47, as shown in FIG. Then, the high-temperature intake air is introduced into the combustion chamber 17 of the engine body 10.

ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1未満になったとき、又は、吸気温度センサSW2の検知結果が第1吸気温度Ta1未満になったときには、グリルシャッタ81の開度を下げる制御、及び、ラジエータファン82の回転数を下げる制御の少なくとも一方を実行する。これにより、第1吸気温度Ta1以上の吸気がエンジン本体10に安定して導入されるようにしている。また、ECU100は、エンジン冷却液の温度が第1液温Tw1以上の状態で出来る限り維持するために、グリルシャッタ81の開度を低開度側の範囲で調整する。具体的には、グリルシャッタ81の開度を、上下方向に対するフラッパ81aの鋭角側の角度が30°未満の範囲で調整する。 When the detection result of the liquid temperature sensor SW6 is lower than the first liquid temperature Tw1 or when the detection result of the intake air temperature sensor SW2 is lower than the first intake air temperature Ta1, the ECU 100 sets the opening degree of the grill shutter 81. At least one of the lowering control and the lowering of the rotation speed of the radiator fan 82 is executed. As a result, intake air having a temperature equal to or higher than the first intake air temperature Ta1 is stably introduced into the engine body 10. Further, the ECU 100 adjusts the opening of the grill shutter 81 in the low opening range in order to maintain the temperature of the engine cooling liquid as high as possible in the first liquid temperature Tw1 or higher. Specifically, the opening degree of the grill shutter 81 is adjusted within a range in which the acute angle side of the flapper 81a with respect to the vertical direction is less than 30°.

以上のように各デバイスを作動制御することにより、エンジン本体10が領域Aで運転されているとき(エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるとき)には、比較的高温(第1吸気温度Ta1以上)の吸気がエンジン本体10に導入される。これにより、エンジン本体10が領域Aで運転されているときに、SPCCI燃焼を安定して行うことができる。 By controlling the operation of each device as described above, when the engine body 10 is operating in the area A (when the operating state of the engine body 10 is in the area A), the temperature is relatively high (the first intake air temperature). Intake of (Ta1 or more) is introduced into the engine body 10. As a result, when the engine body 10 is operating in the region A, SPCCI combustion can be stably performed.

また、ECU100は、エンジン本体10が領域Aで運転されているときには、インタークーラー46にインタークーラー冷却液が供給されるように第2ポンプ71に制御信号を出力する。すなわち、第1吸気温度Ta1の吸気がバイパス通路47を通っているときに、過給側通路40aは、バイパス通路47からの伝熱により温められる。このため、エンジン本体10の運転状態が、領域Aから過給機44を駆動させる領域(例えば、領域C)になった瞬間には、上記伝熱により温められた高温の空気がエンジン本体10に導入されるようになる。これを抑制するために、過給機44が非駆動状態(つまり、電磁クラッチ45が遮断状態)であっても、インタークーラー46にインタークーラー冷却液を供給して、過給側通路40a内の空気が過剰に温められないようにしている。このとき、ECU100は、単位時間当たりにインタークーラー46に供給されるインタークーラー冷却液の流量が第1流量となるように、第2ポンプ71に制御信号を出力する。 Further, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the intercooler cooling liquid is supplied to the intercooler 46 when the engine body 10 is operated in the region A. That is, when the intake air having the first intake air temperature Ta1 passes through the bypass passage 47, the supercharging side passage 40a is warmed by the heat transfer from the bypass passage 47. Therefore, at the moment when the operating state of the engine body 10 changes from the area A to the area for driving the supercharger 44 (for example, the area C), the high-temperature air warmed by the heat transfer is transmitted to the engine body 10. Will be introduced. In order to suppress this, even if the supercharger 44 is in the non-driving state (that is, the electromagnetic clutch 45 is in the disengaged state), the intercooler cooling liquid is supplied to the intercooler 46 so that the air in the supercharging side passage 40a is removed. I try not to overheat. At this time, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the flow rate of the intercooler cooling liquid supplied to the intercooler 46 per unit time becomes the first flow rate.

(低負荷高回転運転領域B)
エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、エンジン本体10の燃焼室17内では、混合気の空燃比A/F(又はG/F)が理論空燃比乃至それに近い値となる状態でSPCCI燃焼が行われる。具体的には、ECU100は、空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0であれば、燃焼室17で生じるRawNOxを、三元触媒511,513により良好に浄化することができる。領域Bでは、エンジン回転数が高いため、SPCCI燃焼(特に、CI燃焼)を安定して行うためには、圧縮端温度を高くして、圧縮着火を発生しやすくしておく必要がある。そこで、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、第1吸気温度Ta1以上の吸気がエンジン本体10に導入されるように、各デバイスを作動制御する。
(Low load/high speed operation area B)
When the operating state of the engine body 10 is in the region B, in the combustion chamber 17 of the engine body 10, the SPCCI is in a state where the air-fuel ratio A/F (or G/F) of the air-fuel mixture becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a value close thereto. Burning takes place. Specifically, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F (or G/F) is 14.5 to 15.0, and operates the ignition plug 25 at a desired timing. .. When the air-fuel ratio A/F (or G/F) is 14.5 to 15.0, RawNOx generated in the combustion chamber 17 can be satisfactorily purified by the three-way catalysts 511 and 513. In the region B, since the engine speed is high, in order to perform SPCCI combustion (in particular, CI combustion) stably, it is necessary to raise the compression end temperature so that compression ignition is likely to occur. Therefore, the ECU 100 controls the operation of each device so that the intake air having the first intake air temperature Ta1 or higher is introduced into the engine body 10 when the operating state of the engine body 10 is in the region B.

具体的には、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、図7に示すように、ECU100は、第1空気取入部141が全閉となりかつ第2空気取入部142が全開となるように、吸気切換弁143に作動信号を出力する。また、ECU100は、過給機44が駆動状態となりかつバイパス通路47が開状態となるように、電磁クラッチ45及びエアバイパス弁48に制御信号を出力して、電磁クラッチ45を接続状態にさせるとともに、エアバイパス弁48を全開にさせる。また、ECU100は、流量コントロール弁63への通電をオンにする。さらに、ECU100は、第2空気取入口142から第1吸気温度Ta1以上の吸気が取り入れられるように、グリルシャッタ81の開度の調整及びラジエータファン82の回転数の調整を行う。また、ECU100は、EGR弁54を開状態にさせて、EGRガスを吸気通路40(延いては燃焼室17)に導入させる。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときに、EGRガスを燃焼室17内に導入しないようにすることも可能である。 Specifically, when the operating state of the engine body 10 is in the region B, the ECU 100 causes the first air intake section 141 to be fully closed and the second air intake section 142 to be fully open, as shown in FIG. 7. Then, the operation signal is output to the intake switching valve 143. In addition, the ECU 100 outputs a control signal to the electromagnetic clutch 45 and the air bypass valve 48 so that the supercharger 44 is driven and the bypass passage 47 is opened, and the electromagnetic clutch 45 is brought into a connected state. , The air bypass valve 48 is fully opened. Further, the ECU 100 turns on the power supply to the flow rate control valve 63. Further, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 and the rotation speed of the radiator fan 82 so that intake air having the first intake air temperature Ta1 or higher is taken in from the second air intake 142. The ECU 100 also opens the EGR valve 54 to introduce the EGR gas into the intake passage 40 (and thus the combustion chamber 17). It is also possible not to introduce the EGR gas into the combustion chamber 17 when the operating state of the engine body 10 is in the region B.

流量コントロール弁63への通電をオンにすると、エンジン冷却液が設定液温未満の状態であっても、流量コントロール弁63が開く。このため、エンジン冷却液が設定液温未満の状態であっても、エンジン冷却液は第1冷却経路60を循環する。これにより、第1ラジエータ62に第1液温Tw1未満のエンジン冷却液が流入するようになる。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、流量コントロール弁63の開度は、流量コントロール弁63の位置におけるエンジン冷却液の温度が、図3のグラフの「領域B」の範囲(「領域A」よりも低い温度範囲)で変動する。 When the flow control valve 63 is turned on, the flow control valve 63 is opened even if the engine coolant is below the set liquid temperature. Therefore, the engine coolant circulates in the first cooling path 60 even when the engine coolant is below the set liquid temperature. As a result, the engine coolant below the first liquid temperature Tw1 flows into the first radiator 62. When the operating state of the engine body 10 is in the region B, the opening degree of the flow rate control valve 63 is such that the temperature of the engine coolant at the position of the flow rate control valve 63 is in the range of the "region B" in the graph of FIG. It fluctuates in a temperature range lower than the “region A”).

ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1未満であっても、グリルシャッタ81を開くとともに、ラジエータファン82を駆動させる。より具体的には、ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第1液温Tw1未満でかつ第2液温Tw2を超えるように、グリルシャッタ81の開度及びラジエータファン82の回転数を調整する。具体的には、ECU100は、グリルシャッタ81の開度を、上下方向に対するフラッパ81aの鋭角側の角度が30°以上60°未満となる範囲で調整する。また、ECU100は、ラジエータファン82の回転数を、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときよりも高くする。第1ラジエータ62を流れるエンジン冷却液と熱交換した走行風は、ラジエータファン82の車両後側に流れた後、第2空気取入部142から吸気通路40に取り入れられる。このとき、第2空気取入部142から吸気通路40に取り入れられる吸気(新気)の温度は、外気温よりも高いが、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときよりは低い。尚、第2液温Tw2は、第1液温Tw1よりも低い温度であって、例えば、90℃程度である。 When the operating state of the engine body 10 is in the region B, the ECU 100 opens the grill shutter 81 and drives the radiator fan 82 even if the detection result of the liquid temperature sensor SW6 is lower than the first liquid temperature Tw1. More specifically, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 and the rotation speed of the radiator fan 82 so that the detection result of the liquid temperature sensor SW6 is lower than the first liquid temperature Tw1 and higher than the second liquid temperature Tw2. To do. Specifically, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 within a range in which the acute angle side angle of the flapper 81a with respect to the vertical direction is 30° or more and less than 60°. Further, the ECU 100 sets the rotation speed of the radiator fan 82 higher than when the operating state of the engine body 10 is in the region A. The traveling wind that has exchanged heat with the engine cooling liquid flowing through the first radiator 62 flows into the intake passage 40 from the second air intake portion 142 after flowing to the vehicle rear side of the radiator fan 82. At this time, the temperature of the intake air (fresh air) taken into the intake passage 40 from the second air intake portion 142 is higher than the outside air temperature, but lower than when the operating state of the engine body 10 is in the region A. The second liquid temperature Tw2 is lower than the first liquid temperature Tw1 and is, for example, about 90°C.

上記のように、バイパス通路47が開状態で、過給機44を駆動状態としたときには、図7に示すように、過給機44を通過した吸気の一部は、バイパス通路47を通って過給機44の上流側に逆流する。このため、第2空気取入部142から吸気通路40に取り入れられた吸気は、過給側通路40aを通って過給機44により一時的に圧縮され、その圧縮された吸気の一部は、バイパス通路47を通って、吸気通路40における過給機44の上流側に逆流する一方、エンジン諸元に応じた量の残りの吸気が燃焼室17に導入される。バイパス通路47を通って過給機44の上流側に逆流した吸気は、再度、過給側通路40a(過給機44)を通る。これにより、吸気通路40内の吸気は、過給側通路40a及びバイパス通路47を介して吸気通路40内で循環される(リサーキュレーションされる)。この結果、過給機44が駆動状態であっても、非過給状態で燃焼室17に吸気を導入することができる。 As described above, when the bypass passage 47 is in the open state and the supercharger 44 is in the driving state, a part of the intake air that has passed through the supercharger 44 passes through the bypass passage 47 as shown in FIG. It flows backward to the upstream side of the supercharger 44. Therefore, the intake air taken into the intake passage 40 from the second air intake portion 142 is temporarily compressed by the supercharger 44 through the supercharging side passage 40a, and a part of the compressed intake air is bypassed. While flowing back to the upstream side of the supercharger 44 in the intake passage 40 through the passage 47, the remaining intake air in an amount according to the engine specifications is introduced into the combustion chamber 17. The intake air that has flowed back to the upstream side of the supercharger 44 through the bypass passage 47 again passes through the supercharging side passage 40a (supercharger 44). As a result, the intake air in the intake passage 40 is circulated (recirculated) in the intake passage 40 via the supercharging side passage 40 a and the bypass passage 47. As a result, intake air can be introduced into the combustion chamber 17 in the non-supercharged state even when the supercharger 44 is in the driven state.

リサーキュレーション中の吸気は、過給機44により圧縮されるため、温度が上昇する。また、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、EGR弁54が開状態であるため、リサーキュレーションされる吸気には、EGRガスが取り込まれる。EGRガスは、第2空気取入部142から吸気通路40に取り入れられた吸気よりも高温である。このため、EGRガスが取り込まれた吸気の温度は上昇する。 Since the intake air during recirculation is compressed by the supercharger 44, the temperature rises. Further, when the operating state of the engine body 10 is in the region B, the EGR valve 54 is in the open state, so that the EGR gas is taken into the recirculated intake air. The EGR gas has a higher temperature than the intake air taken into the intake passage 40 from the second air intake portion 142. For this reason, the temperature of the intake air in which the EGR gas is taken in rises.

そこで、ECU100は、リサーキュレーション中の吸気(新気+EGRガス)が過剰に高温にならないようにするために、インタークーラー46にインタークーラー冷却液が供給されるように第2ポンプ71に制御信号を出力する。これにより、リサーキュレーション中の吸気はインタークーラー46によって冷却される。このとき、ECU100は、単位時間当たりにインタークーラー46に供給されるインタークーラー冷却液の流量が第2流量となるように、第2ポンプ71に制御信号を出力する。第2流量は、第1流量よりも多い流量であって、リサーキュレーションされている吸気の温度が第1吸気温度Ta1未満にならないような流量である。 Therefore, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the intercooler 46 is supplied with the intercooler cooling liquid in order to prevent the intake air (fresh air+EGR gas) during the recirculation from becoming excessively hot. To do. As a result, the intake air during the recirculation is cooled by the intercooler 46. At this time, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the flow rate of the intercooler cooling liquid supplied to the intercooler 46 per unit time becomes the second flow rate. The second flow rate is higher than the first flow rate, and is a flow rate such that the temperature of the recirculated intake air does not fall below the first intake air temperature Ta1.

以上のように、エンジン本体10が領域Bで運転されているときには、吸気のリサーキュレーションやEGRガスの導入により吸気が温められる。このため、エンジン冷却液が設定液温未満の状態で、流量コントロール弁63を開いたとしても、第1吸気温度Ta1以上の吸気をエンジン本体10の燃焼室17に導入することができる。これにより、エンジン本体10が領域Bで運転されているときに、SPCCI燃焼を安定して行うことができる。 As described above, when the engine body 10 is operated in the region B, the intake air is warmed by the recirculation of the intake air and the introduction of the EGR gas. Therefore, even if the flow rate control valve 63 is opened in a state where the engine cooling liquid is below the set liquid temperature, intake air having the first intake air temperature Ta1 or higher can be introduced into the combustion chamber 17 of the engine body 10. As a result, when the engine body 10 is operating in the region B, SPCCI combustion can be stably performed.

(高負荷運転領域C)
エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときに、エンジン本体の燃焼室17内では、混合気の空燃比A/F(又はG/F)が理論空燃比乃至それに近い値となる状態でSPCCI燃焼が行われる。具体的には、ECU100は、空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。エンジン負荷が高負荷の状態では、燃料の噴射量が多いため、適切な燃焼トルクを得るためには、出来る限り多くの吸気(新気)が必要となる。また、エンジン負荷が高負荷の状態では、燃料の噴射量が多いため、エンジン本体10の温度が高すぎると、圧縮の途中で混合気が自着火して、意図しないタイミングでの燃料の早期着火が発生してしまう。このため、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、SPCCI燃焼を安定して行うために、温度が低くて密度の高い吸気(特に新気)をエンジン本体10に導入する必要があるとともに、エンジン本体10を適切に冷却する必要がある。そこで、ECU100は、第2吸気温度Ta2以下の吸気がエンジン本体10に導入されかつエンジン本体10が適切に冷却されるように、各デバイスを作動制御する。尚、第2吸気温度Ta2は、第1吸気温度Ta1よりも低い温度であり、例えば60℃程度である。
(High load operation area C)
When the operating state of the engine body 10 is in the region C, in the combustion chamber 17 of the engine body, the SPCCI is in a state in which the air-fuel ratio A/F (or G/F) of the air-fuel mixture becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a value close thereto. Burning takes place. Specifically, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F (or G/F) is 14.5 to 15.0, and operates the ignition plug 25 at a desired timing. .. When the engine load is high, the amount of fuel injection is large, so that as much intake air (fresh air) as possible is required to obtain an appropriate combustion torque. Further, when the engine load is high, the amount of fuel injection is large, so if the temperature of the engine body 10 is too high, the air-fuel mixture self-ignites during compression, resulting in early ignition of fuel at unintended timings. Will occur. Therefore, when the operating state of the engine body 10 is in the region C, in order to perform SPCCI combustion stably, it is necessary to introduce intake air (in particular, fresh air) having a low temperature and high density into the engine body 10. It is necessary to properly cool the engine body 10. Therefore, the ECU 100 controls the operation of each device so that the intake air having the second intake air temperature Ta2 or lower is introduced into the engine body 10 and the engine body 10 is appropriately cooled. The second intake air temperature Ta2 is lower than the first intake air temperature Ta1 and is, for example, about 60°C.

具体的には、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、図8に示すように、第1空気取入部141が全開となりかつ第2空気取入部142が全閉となるように、吸気切換弁143に作動信号を出力する。また、ECU100は、過給機44が駆動状態となりかつバイパス通路47が閉状態となるように、電磁クラッチ45及びエアバイパス弁48に制御信号を出力して、電磁クラッチ45を接続状態にさせるとともに、エアバイパス弁48を全閉状態にさせる。また、ECU100は、流量コントロール弁63への通電をオンにする。さらに、ECU100は、エンジン冷却液及びインタークーラー冷却液が冷却されるように、グリルシャッタ81の開度の調整及びラジエータファン82の回転数の調整を行う。また、ECU100は、EGR弁54を開状態にさせて、EGRガスを吸気通路40(延いては燃焼室17)に導入させる。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときに、EGRガスを燃焼室17内に導入しないようにすることも可能である。 Specifically, when the operating state of the engine body 10 is in the region C, the ECU 100 causes the first air intake portion 141 to be fully opened and the second air intake portion 142 to be fully closed, as shown in FIG. 8. Then, the operation signal is output to the intake switching valve 143. Further, the ECU 100 outputs a control signal to the electromagnetic clutch 45 and the air bypass valve 48 so that the supercharger 44 is in the driving state and the bypass passage 47 is in the closing state, and brings the electromagnetic clutch 45 into the connected state. , The air bypass valve 48 is fully closed. Further, the ECU 100 turns on the power supply to the flow rate control valve 63. Further, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 and the rotation speed of the radiator fan 82 so that the engine cooling liquid and the intercooler cooling liquid are cooled. The ECU 100 also opens the EGR valve 54 to introduce the EGR gas into the intake passage 40 (and thus the combustion chamber 17). It is also possible not to introduce the EGR gas into the combustion chamber 17 when the operating state of the engine body 10 is in the region C.

上記のように、流量コントロール弁63への通電をオンにすることで、エンジン冷却液が設定液温未満の状態であっても、流量コントロール弁63が開く。このため、エンジン冷却液が設定液温未満の状態であっても、エンジン冷却液は第1冷却経路60を循環する。これにより、第1ラジエータ62に設定液温未満のエンジン冷却液が流入するようになる。尚、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、流量コントロール弁63の開度は、流量コントロール弁63の位置におけるエンジン冷却液の温度が、図3のグラフの「領域C」の温度範囲(「領域B」よりも低い温度範囲)で変動する。 As described above, by turning on the power supply to the flow rate control valve 63, the flow rate control valve 63 is opened even when the engine cooling liquid is below the set liquid temperature. Therefore, the engine coolant circulates in the first cooling path 60 even when the engine coolant is below the set liquid temperature. As a result, the engine coolant below the set liquid temperature flows into the first radiator 62. When the operating state of the engine body 10 is in the region C, the opening degree of the flow rate control valve 63 is such that the temperature of the engine cooling liquid at the position of the flow rate control valve 63 is the temperature range of "region C" in the graph of FIG. (Temperature range lower than "region B").

ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、グリルシャッタ81を開くとともに、ラジエータファン82を駆動させる。このとき、ECU100は、液温センサSW6の検知結果が第2液温Tw2になるように、グリルシャッタ81の開度及びラジエータファン82の回転数を調整する。具体的には、ECU100は、グリルシャッタ81の開度を、高開度側の範囲、すなわち、上下方向に対するフラッパ81aの鋭角側の角度(直角を含む)が60°以上90°以下となる範囲で調整する。また、ECU100は、ラジエータファン82の回転数を、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときよりも高くする。これらにより、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、エンジン本体10の運転状態が低負荷運転領域(領域A及び領域B)にあるときに比べて、第1及び第2ラジエータ62,72を通風する空気(走行風)の風量が増大する。これにより、第1ラジエータ62を流れるエンジン冷却液を積極的に冷却して、エンジン本体10を適切に冷却することができる。 When the operating state of the engine body 10 is in the region C, the ECU 100 opens the grill shutter 81 and drives the radiator fan 82. At this time, the ECU 100 adjusts the opening degree of the grill shutter 81 and the rotation speed of the radiator fan 82 so that the detection result of the liquid temperature sensor SW6 becomes the second liquid temperature Tw2. Specifically, the ECU 100 sets the opening degree of the grill shutter 81 to a high opening side range, that is, a range in which an acute angle side (including a right angle) of the flapper 81a with respect to the vertical direction is 60° or more and 90° or less. Adjust with. Further, the ECU 100 sets the rotation speed of the radiator fan 82 higher than that when the operating state of the engine body 10 is in the region B. As a result, when the operating state of the engine body 10 is in the region C, the first and second radiators 62, 72 are compared to when the operating state of the engine body 10 is in the low load operating region (region A and region B). The air volume of the air (traveling wind) that passes through increases. As a result, the engine coolant flowing through the first radiator 62 can be positively cooled and the engine body 10 can be appropriately cooled.

一方、吸気系では、吸気(新気)は、第1空気取入部141から吸気通路40に取り入れられる。エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、EGR弁54が開状態であるため、第1空気取入部141から吸気通路40に取り入れられた吸気には、EGRガスが取り込まれる。また、エアバイパス弁48が全閉状態であるため、吸気(新気+EGRガス)は、過給側通路40aに向かって流れる。電磁クラッチ45が接続状態であり、過給機44は駆動状態であるため、過給側通路40aに向かって流れた吸気は、過給機44により過給される。これにより、吸気の温度は上昇する。 On the other hand, in the intake system, intake air (fresh air) is taken into the intake passage 40 from the first air intake portion 141. When the operating state of the engine body 10 is in the region C, the EGR valve 54 is in the open state, so the EGR gas is taken into the intake air taken into the intake passage 40 from the first air intake portion 141. Further, since the air bypass valve 48 is fully closed, intake air (fresh air+EGR gas) flows toward the supercharging side passage 40a. Since the electromagnetic clutch 45 is in the connected state and the supercharger 44 is in the driven state, the intake air flowing toward the supercharging side passage 40a is supercharged by the supercharger 44. As a result, the temperature of the intake air rises.

そこで、ECU100は、過給機44により過給された吸気の温度を第2吸気温度Ta2以下にすべく、インタークーラー46にインタークーラー冷却液が供給されるように第2ポンプ71に制御信号を出力する。このとき、ECU100は、単位時間当たりにインタークーラー46に供給されるインタークーラー冷却液の流量が第3流量となるように、第2ポンプ71に制御信号を出力する。第3流量は、第2流量よりも多い流量である。このように、インタークーラー46に供給するインタークーラー冷却液の流量を増加させることによって、吸気の温度を第2吸気温度Ta2以下にすることができる。また、上述したように、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときには、エンジン本体10の運転状態が領域A及び領域Bにあるときに比べて、第2ラジエータ72を通風する走行風の風量が増大される。このため、インタークーラー冷却液の温度は、エンジン本体10の運転状態が領域A及び領域Bにあるときと比較して低くなっている。これにより、吸気の温度を、より効率的に第2吸気温度Ta2以下にすることができる。 Therefore, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the intercooler cooling liquid is supplied to the intercooler 46 so that the temperature of the intake air supercharged by the supercharger 44 becomes equal to or lower than the second intake air temperature Ta2. .. At this time, the ECU 100 outputs a control signal to the second pump 71 so that the flow rate of the intercooler cooling liquid supplied to the intercooler 46 per unit time becomes the third flow rate. The third flow rate is a flow rate higher than the second flow rate. In this way, by increasing the flow rate of the intercooler cooling liquid supplied to the intercooler 46, the temperature of the intake air can be made equal to or lower than the second intake air temperature Ta2. Further, as described above, when the operating state of the engine body 10 is in the region C, the air volume of the traveling wind passing through the second radiator 72 is greater than when the operating state of the engine body 10 is in the regions A and B. Is increased. For this reason, the temperature of the intercooler cooling liquid is lower than when the operating state of the engine body 10 is in the regions A and B. As a result, the temperature of the intake air can be more efficiently reduced to the second intake air temperature Ta2 or lower.

過給機44により過給されかつインタークーラー46により第2吸気温度Ta2以下に冷却された吸気は、サージタンク42を介してエンジン本体10の燃焼室17に供給される。 The intake air supercharged by the supercharger 44 and cooled to the second intake air temperature Ta2 or lower by the intercooler 46 is supplied to the combustion chamber 17 of the engine body 10 via the surge tank 42.

以上のように各デバイスを作動制御することにより、エンジン本体10が領域Cで運転されているときには、比較的低温(第2吸気温度Ta2以下)の吸気がエンジン本体10に導入されるとともに、エンジン本体10が適切に冷却される。これにより、エンジン本体10が領域Cで運転されているときに、SPCCI燃焼を安定して行うことができる。 By controlling the operation of each device as described above, when the engine body 10 is operating in the region C, intake air of a relatively low temperature (second intake air temperature Ta2 or lower) is introduced into the engine body 10, and The body 10 is cooled appropriately. As a result, when the engine body 10 is operated in the region C, SPCCI combustion can be stably performed.

(エンジン本体の運転状態の変化に伴う各デバイスの作動)
図9は、エンジン本体10の運転状態の変化に伴う各デバイスの作動状態の変化を示すタイムチャートである。先ず時間t0において、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあったとする。このとき、上述したように、ECU100は、第1ラジエータ62へのエンジン冷却液の温度が第1液温Tw1になりかつ吸気温度が第1吸気温度Ta1になるように各デバイスを作動制御する。また、ECU100は、燃焼室17内の空燃比A/Fが25以上のリーン空燃比となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。さらに、ECU100は、電磁クラッチ45を遮断状態にさせるとともに、エアバイパス弁48を全開状態にさせる。
(Activation of each device due to changes in the operating state of the engine body)
FIG. 9 is a time chart showing changes in the operating state of each device associated with changes in the operating state of the engine body 10. First, it is assumed that the operating state of the engine body 10 is in the region A at time t0. At this time, as described above, the ECU 100 controls the operation of each device such that the temperature of the engine cooling liquid to the first radiator 62 becomes the first liquid temperature Tw1 and the intake air temperature becomes the first intake air temperature Ta1. Further, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F in the combustion chamber 17 becomes a lean air-fuel ratio of 25 or more, and operates the ignition plug 25 at a desired timing. Further, the ECU 100 sets the electromagnetic clutch 45 to the disengaged state and sets the air bypass valve 48 to the fully open state.

尚、図9では、電磁クラッチ45、エアバイパス弁48及びEGR弁54の作動については省略している。これらの作動を説明すると、電磁クラッチ45は、時間t1までは遮断状態を維持し、時間t1で遮断状態から接続状態になり、その後は接続状態を維持する。エアバイパス弁48は、時間t2までは全開状態を維持し、時間t2で全閉状態になり、その後は全閉状態を維持する。EGR弁54は、時間t1までは全閉状態を維持し、時間t2で開状態となり、その後は、開状態を維持する。EGR弁54の開度は、エンジン本体10の運転状態に応じて変化する。 In FIG. 9, the operations of the electromagnetic clutch 45, the air bypass valve 48, and the EGR valve 54 are omitted. To explain these operations, the electromagnetic clutch 45 maintains the disengaged state until time t1, changes from the disengaged state to the connected state at time t1, and thereafter maintains the connected state. The air bypass valve 48 maintains the fully open state until the time t2, becomes the fully closed state at the time t2, and thereafter maintains the fully closed state. The EGR valve 54 maintains the fully closed state until the time t1, becomes the open state at the time t2, and thereafter maintains the open state. The opening degree of the EGR valve 54 changes according to the operating state of the engine body 10.

次に、エンジン回転数が上昇して、時間t1において、エンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移ったとする。このとき、ECU100は、吸気切換弁143により第2空気取入部142を全開にしたままとする(領域Aと同様に、第2空気取入部142から新気が取り入れられるようにする)。また、ECU100は、電磁クラッチ45を接続状態にして、過給機44を駆動状態にするとともに、エアバイパス弁48を全開状態のままにして、吸気の一部を吸気通路40内でリサーキュレーションさせる。さらに、ECU100は、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液の温度が第1液温Tw1未満でかつ第2液温Tw2を超えるとともに吸気温度が第1吸気温度Ta1となるように各デバイスを作動制御する。具体的には、ECU100は、流量コントロール弁63への通電を開始しかつグリルシャッタ81の開度を大きくしかつラジエータファン82の回転数を上げて、第1ラジエータ62へのエンジン冷却液の温度を第1液温Tw1未満でかつ第2液温Tw2を超える温度にする。さらに、ECU100は、EGR弁54を開状態にする。また、ECU100は、第2ポンプ71の流量を増大させる(第1流量から第2流量にする)。こうして吸気温度を第1吸気温度Ta1にする。さらにまた、ECU100は、空燃比A/F(又はG/F)が理論空燃比乃至それに近い値(14.5〜15.0)となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。 Next, it is assumed that the engine speed increases and the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B at time t1. At this time, the ECU 100 keeps the second air intake section 142 fully opened by the intake switching valve 143 (in the same manner as in the area A, fresh air is taken in from the second air intake section 142). Further, the ECU 100 sets the electromagnetic clutch 45 in the connected state, sets the supercharger 44 in the driven state, leaves the air bypass valve 48 in the fully open state, and recirculates part of the intake air in the intake passage 40. Let Further, the ECU 100 causes the temperature of the engine cooling liquid supplied from the engine body 10 to the first radiator 62 to be lower than the first liquid temperature Tw1 and higher than the second liquid temperature Tw2, and the intake temperature to become the first intake temperature Ta1. To control the operation of each device. Specifically, the ECU 100 starts energizing the flow rate control valve 63, increases the opening degree of the grill shutter 81, and increases the rotation speed of the radiator fan 82 to increase the temperature of the engine coolant to the first radiator 62. Is set to a temperature lower than the first liquid temperature Tw1 and higher than the second liquid temperature Tw2. Further, the ECU 100 opens the EGR valve 54. Further, the ECU 100 increases the flow rate of the second pump 71 (from the first flow rate to the second flow rate). In this way, the intake air temperature is set to the first intake air temperature Ta1. Furthermore, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F (or G/F) becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a value close thereto (14.5 to 15.0), and the desired timing is obtained. The spark plug 25 is operated with.

このように、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときには、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が、25以上の値から、14.5〜15.0の値にされることになる。 Thus, when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B as the engine speed increases, the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 is 25 or more. From the value, it will be set to a value of 14.5-15.0.

仮に、領域Bにおいても、領域Aと同様に、空燃比A/F(又はG/F)が、25以上のリーン空燃比とされた場合、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときに、電磁クラッチ45がONにされると、過給機44により圧縮されて燃焼室17に吸入される吸気の温度が一時的に高くなる。これは、過給機44の下流側に設けられたインタークーラー46では、上記移行に対応して直ぐには吸気を冷却することが困難であるからである。ここで、本実施形態では、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときに、上記の如く、第2ポンプ71によりインタークーラー46に第1流量でもってインタークーラー冷却液を供給しており、全く供給していない場合に比べては、上記移行時にインタークーラー46によって吸気を早期に冷却することは可能である。しかし、このような場合でも、燃焼室17に吸入される吸気の温度が一時的に高くなってしまう。 If the air-fuel ratio A/F (or G/F) is set to a lean air-fuel ratio of 25 or more in the region B as well as in the region A, the operation of the engine body 10 increases as the engine speed increases. When the electromagnetic clutch 45 is turned on when the state shifts from the region A to the region B, the temperature of the intake air compressed by the supercharger 44 and sucked into the combustion chamber 17 temporarily rises. This is because it is difficult for the intercooler 46 provided on the downstream side of the supercharger 44 to immediately cool the intake air in response to the above transition. Here, in the present embodiment, when the operating state of the engine body 10 is in the region A, as described above, the intercooler cooling liquid is supplied to the intercooler 46 by the second pump 71 at the first flow rate, and is completely supplied. It is possible to cool the intake air earlier by the intercooler 46 at the time of the above transition, as compared with the case where it is not performed. However, even in such a case, the temperature of the intake air taken into the combustion chamber 17 temporarily rises.

このように一時的に温度が高くなった吸気が燃焼室17に吸入された場合、その吸入された吸気の密度が低下するため、十分に冷却された吸気が吸入されたものとして空燃比が例えば25になるように燃料を噴射すると、実際の空燃比は25よりも小さくなる(例えば23程度になる)。この結果、空燃比が小さくなった分だけ、RawNOx発生量が増大することになる。このようなリーン空燃比では、三元触媒511,513によるRawNOxの浄化率が低くなるために、上記のように空燃比A/F(又はG/F)が小さくなることによりRawNOx発生量が増大すると、エミッション性能が一時的に低下することになる。 When the intake air whose temperature has temporarily risen in this way is taken into the combustion chamber 17, the density of the taken intake air decreases, so that the air-fuel ratio is assumed to be the intake of sufficiently cooled intake air, for example. When the fuel is injected to reach 25, the actual air-fuel ratio becomes smaller than 25 (for example, about 23). As a result, the RawNOx generation amount increases as the air-fuel ratio decreases. With such a lean air-fuel ratio, the purification rate of RawNOx by the three-way catalysts 511, 513 becomes low, so that the air-fuel ratio A/F (or G/F) becomes small as described above, and the amount of RawNOx generation increases. Then, the emission performance is temporarily reduced.

これに対して、本実施形態では、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときに、吸気の温度が一時的に高くなったとしても、空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0とされることで、RawNOxを三元触媒511,513により良好に浄化することができるようになる。よって、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときにおけるエミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B as the engine speed increases, even if the intake air temperature temporarily rises, By setting the fuel ratio A/F (or G/F) to 14.5 to 15.0, RawNOx can be satisfactorily purified by the three-way catalysts 511 and 513. Therefore, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B as the engine speed increases.

次に、エンジン負荷が上昇して、時間t2において、エンジン本体10の運転状態が領域Bから領域Cに移ったとする。このとき、ECU100は、電磁クラッチ45を接続状態にしたまま(過給機44を駆動状態にしたまま)、エアバイパス弁48を全閉状態にして、過給された吸気がエンジン本体10に供給されるようにする。また、ECU100は、エンジン本体10から第1ラジエータ62に供給されるエンジン冷却液の温度が第2液温Tw2になるとともに吸気温度が第2吸気温度Ta2になるように、各デバイスを作動制御する。具体的には、ECU100は、流量コントロール弁63への通電をオンにしたままとする。また、ECU100は、グリルシャッタ81の開度を更に大きくしかつラジエータファン82の回転数を更に上げる。これらにより、エンジン冷却液の温度を第2液温Tw2にする。また、ECU100は、吸気切換弁143を作動させて、第1空気取入部141から新気が取り入れられるようにする。さらに、ECU100は、第2ポンプ71の流量を更に増大させる(第2流量から第3流量にする)。これらにより、吸気温度を第2吸気温度Ta2にする。さらに、ECU100は、空燃比A/F(又はG/F)が理論空燃比乃至それに近い値(14.5〜15.0)となるようにインジェクタ6に燃料を噴射させて、所望のタイミングで点火プラグ25を作動させる。 Next, it is assumed that the engine load increases and the operating state of the engine body 10 shifts from the region B to the region C at time t2. At this time, the ECU 100 fully closes the air bypass valve 48 while keeping the electromagnetic clutch 45 in the connected state (while keeping the supercharger 44 in the driven state), and the supercharged intake air is supplied to the engine body 10. To be done. Further, the ECU 100 controls the operation of each device such that the temperature of the engine cooling liquid supplied from the engine body 10 to the first radiator 62 becomes the second liquid temperature Tw2 and the intake air temperature becomes the second intake air temperature Ta2. .. Specifically, the ECU 100 keeps the energization of the flow rate control valve 63 turned on. Further, the ECU 100 further increases the opening degree of the grill shutter 81 and further increases the rotation speed of the radiator fan 82. With these, the temperature of the engine cooling liquid becomes the second liquid temperature Tw2. Further, the ECU 100 operates the intake switching valve 143 so that fresh air is taken in from the first air intake portion 141. Further, the ECU 100 further increases the flow rate of the second pump 71 (from the second flow rate to the third flow rate). With these, the intake air temperature becomes the second intake air temperature Ta2. Further, the ECU 100 causes the injector 6 to inject fuel so that the air-fuel ratio A/F (or G/F) becomes a theoretical air-fuel ratio or a value close thereto (14.5 to 15.0), and at a desired timing. The spark plug 25 is activated.

したがって、本実施形態では、領域Bでの燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0とされているので、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときに、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, since the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 in the region B is set to 14.5 to 15.0, the engine speed increases as the engine speed increases. When the operating state of the main body 10 shifts from the area A to the area B, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance.

また、本実施形態では、エンジン負荷の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Cに移行したときにおいても、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, even when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region C as the engine load increases, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance.

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be substituted within the scope not departing from the spirit of the claims.

例えば、上記実施形態では、ECU100は、領域Bの全体で、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)を、14.5〜15.0にするように構成されているが、例えば図10に示すように、ECU100は、領域B内における上記所定回転数Neから所定量αだけ高い回転数(Ne+α)までの領域である特定回転数領域B1にあるときには、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)を、14.5〜15.0にする一方、領域B内における特定回転数領域B1を除く領域B2にあるときには、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)を、25以上のリーン空燃比にするように構成されていてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様に、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域B1に移行したときには、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が、25以上の値から、14.5〜15.0の値にされることになり、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。そして、エンジン回転数がそのまま上昇し続けてエンジン本体10の運転状態が領域B1から領域B2に移行すると、燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が、再び25以上とされる。この場合、所定量αの値を適切な値に設定しておくことで、領域B1から領域B2に移行する段階では、インタークーラー46により吸気が適切に冷却されていることになる。また、領域B2での燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が25以上とされることで、燃費を向上させることができる。さらに、エンジン負荷の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域A又はB2から領域Cに移行したときにおいても、エミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。尚、領域B(領域B1及び領域B2)での、空燃比A/F(又はG/F)以外の制御については、上記実施形態における領域Bでの制御と同様であればよい。 For example, in the above embodiment, the ECU 100 is configured to set the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 to 14.5 to 15.0 in the entire region B. For example, as shown in FIG. 10, when the ECU 100 is in the specific rotation speed region B1 which is a region from the predetermined rotation speed Ne in the region B to a rotation speed (Ne+α) higher by the predetermined amount α, the ECU 100 The air-fuel ratio A/F (or G/F) of 1 is set to 14.5 to 15.0, while the air-fuel ratio A in the combustion chamber 17 is set in the region B2 other than the specific rotational speed region B1 in the region B. /F (or G/F) may be configured to have a lean air-fuel ratio of 25 or more. Even in this case, as in the above embodiment, when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B1 as the engine speed increases, the air-fuel ratio A/F (or G/ F) is changed from a value of 25 or more to a value of 14.5 to 15.0, and a temporary decrease in emission performance can be suppressed. When the engine speed continues to increase and the operating state of the engine body 10 shifts from the region B1 to the region B2, the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 is set to 25 or more again. It In this case, by setting the value of the predetermined amount α to an appropriate value, the intake air is appropriately cooled by the intercooler 46 at the stage of shifting from the region B1 to the region B2. Further, the fuel economy can be improved by setting the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 in the region B2 to 25 or more. Further, even when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A or B2 to the region C as the engine load increases, it is possible to suppress a temporary decrease in emission performance. Note that control other than the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the region B (region B1 and region B2) may be the same as the control in the region B in the above embodiment.

また、上記実施形態では、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときにも、インタークーラー46にインタークーラー冷却液を供給していたが、エンジン本体10の運転状態が領域Aにあるときには、必ずしも、インタークーラー46にインタークーラー冷却液を供給する必要はない。このようにしても、領域B(又は領域B1)での燃焼室17内の空燃比A/F(又はG/F)が14.5〜15.0とされることで、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン本体10の運転状態が領域Aから領域Bに移行したときにおけるエミッション性能の一時的な低下を抑制することができる。 Further, in the above-described embodiment, the intercooler cooling liquid is supplied to the intercooler 46 even when the operating state of the engine body 10 is in the region A. However, when the operating state of the engine body 10 is in the region A, it is not always necessary. It is not necessary to supply the intercooler cooling liquid to the intercooler 46. Even in this case, the air-fuel ratio A/F (or G/F) in the combustion chamber 17 in the region B (or region B1) is set to 14.5 to 15.0, so that the engine speed increases. Accordingly, it is possible to suppress the temporary deterioration of the emission performance when the operating state of the engine body 10 shifts from the region A to the region B.

さらに、上記実施形態では、エンジン本体10の暖機後の全運転領域において、燃焼室17内でSPCCI燃焼が行われるようにしたが、これに限らず。例えば、エンジン本体10の運転状態が領域Cにあるときのみに、SPCCI燃焼が行われるようにし、過給が行われない領域A及び領域Bでは、SI燃焼が行われるようにしてもよい。或いは、エンジン本体10の全運転領域で、SI燃焼が行われるようにしてもよい。また、エンジン本体10の暖機後だけでなく、暖機前であっても、SPCCI燃焼が行われるようにしてもよく、暖機前はSI燃焼が行われるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the SPCCI combustion is performed in the combustion chamber 17 in the entire operating region after the engine body 10 is warmed up, but the present invention is not limited to this. For example, SPCCI combustion may be performed only when the operating state of the engine body 10 is in the region C, and SI combustion may be performed in the regions A and B where supercharging is not performed. Alternatively, SI combustion may be performed in the entire operating region of the engine body 10. Further, not only after warming up the engine body 10 but also before warming up, SPCCI combustion may be performed, or SI combustion may be performed before warming up.

また、上記実施形態では、吸気通路40の空気取入部は、第1吸気取入部141と第2空気取入部142との2つであったが、これに限らず、吸気通路40の空気取入部は第1吸気取入部141だけでもよい。しかし、エンジン負荷が低負荷であるときに、第1吸気温度Ta程度の吸気をエンジン本体10に供給するという観点からは、第1吸気取入部141及び第2空気取入部142を設けることが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, the air intake portion of the intake passage 40 is the first intake intake portion 141 and the second air intake portion 142, but the present invention is not limited to this, and the air intake portion of the intake passage 40 is not limited to this. May be only the first intake intake section 141. However, it is preferable to provide the first intake air intake portion 141 and the second air intake portion 142 from the viewpoint that the intake air having the first intake air temperature Ta is supplied to the engine body 10 when the engine load is low. ..

さらにまた、上記実施形態では、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、吸気切換弁143を、第1空気取入部141が全閉状態となりかつ第2空気取入部142が全開状態となるように作動制御していた。これに限らず、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が領域Bにあるときには、第1空気取入部141と第2空気取入部142との両方が開くように、吸気切換弁143を作動制御してもよい。この場合には、ECU100は、第1空気取入部141から取り入れられる新気の量と第2空気取入部142から取り入れられる新気の量との比率が適切な比率になるように、第1空気取入部141の開度と第2空気取入部142の開度とを調整する。 Furthermore, in the above embodiment, when the operating state of the engine body 10 is in the region B, the ECU 100 controls the intake switching valve 143 so that the first air intake part 141 is fully closed and the second air intake part 142 is fully open. The operation was controlled so that it would be in the state. Not limited to this, the ECU 100 controls the operation of the intake switching valve 143 so that both the first air intake portion 141 and the second air intake portion 142 open when the operating state of the engine body 10 is in the region B. May be. In this case, the ECU 100 controls the first air intake portion 141 so that the ratio of the amount of fresh air taken in from the second air intake portion 142 becomes an appropriate ratio. The opening degree of the intake section 141 and the opening degree of the second air intake section 142 are adjusted.

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The embodiments described above are merely examples, and the scope of the present invention should not be limitedly interpreted. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent range of the scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明は、燃焼室が形成された気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された吸気通路に配設された機械式過給機と、該機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチとを有する過給機付エンジンの制御装置に有用である。 The present invention relates to an engine main body having a cylinder in which a combustion chamber is formed, a mechanical supercharger arranged in an intake passage connected to the engine main body, and transmission of driving force to the mechanical supercharger. It is useful for a control device for an engine with a supercharger, which has a clutch for connecting and disconnecting.

1 過給機付エンジン
10 エンジン本体
40 吸気通路
44 機械式過給機
45 電磁クラッチ
100 ECU(制御手段)
1 Engine with Supercharger 10 Engine Main Body 40 Intake Passage 44 Mechanical Supercharger 45 Electromagnetic Clutch 100 ECU (Control Unit)

Claims (4)

燃焼室が形成された気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された吸気通路に配設された機械式過給機と、該機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチとを有する過給機付エンジンの制御装置であって、
上記クラッチの作動を含めて上記エンジン本体の運転を制御する制御手段を備え、
上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、
上記エンジン本体の運転状態が、所定負荷よりも低負荷側でかつ所定回転数よりも低回転側の低負荷低回転運転領域にあるときには、上記クラッチを遮断して上記機械式過給機を停止させ、かつ、上記燃焼室内の空燃比A/F、又は、上記燃焼室内におけるガスの燃料に対する重量比G/Fを、25以上のリーンにするとともに、
上記エンジン本体の運転状態が、上記所定負荷よりも低負荷側でかつ上記所定回転数以上の低負荷高回転運転領域にあるときには、上記クラッチを接続して上記機械式過給機を駆動させ、
上記エンジン本体の回転数の上昇に伴って上記エンジン本体の運転状態が上記低負荷低回転運転領域から上記低負荷高回転運転領域に移行したときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にする
ように構成されていることを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
An engine body having a cylinder in which a combustion chamber is formed, a mechanical supercharger disposed in an intake passage connected to the engine body, and a clutch for intermittently transmitting driving force to the mechanical supercharger A control device for a supercharged engine having:
A control means for controlling the operation of the engine body including the operation of the clutch,
The control means, at least after warming up the engine body,
When the operating state of the engine body is in the low load/low rotation operating region where the load is lower than the predetermined load and lower than the predetermined rotation speed, the clutch is disengaged to stop the mechanical supercharger. And the air-fuel ratio A/F in the combustion chamber or the weight ratio G/F of the gas in the combustion chamber to the fuel is set to lean of 25 or more,
When the operating state of the engine body is in the low load high rotation operating region of the load lower than the predetermined load and the predetermined number of revolutions or more, the clutch is connected to drive the mechanical supercharger,
When the operating state of the engine body shifts from the low-load low-rotation operating region to the low-load high-rotation operating region as the engine speed increases, the A/F or G/F in the combustion chamber is changed. A control device for a supercharged engine, wherein the control device is configured to be 14.5 to 15.0.
請求項1記載の過給機付エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が上記低負荷高回転運転領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にするように構成されていることを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
The control device for the engine with the supercharger according to claim 1,
At least after warming up the engine body, the control means sets the A/F or G/F in the combustion chamber to 14.5 to 10 when the operating state of the engine body is in the low load and high rotation operation region. A control device for an engine with a supercharger, which is configured to be 15.0.
請求項1記載の過給機付エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が、上記低負荷高回転運転領域内における上記所定回転数から所定量だけ高い回転数までの領域である特定回転数領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にする一方、上記低負荷高回転運転領域内における上記特定回転数領域を除く領域にあるときには、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、25以上のリーンにするように構成されていることを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
The control device for the engine with the supercharger according to claim 1,
The control means, at least after warming up the engine body, has a specific rotation speed in which the operating state of the engine body is a region from the predetermined rotation speed to a rotation speed higher by a predetermined amount in the low load high rotation operation region. When it is in the several range, the A/F or G/F in the combustion chamber is set to 14.5 to 15.0, while when it is in the range other than the specific rotation speed range in the low load high rotation operation range. A control device for an engine with a supercharger, wherein the A/F or G/F in the combustion chamber is configured to be leaner than 25.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の過給機付エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、少なくとも上記エンジン本体の暖機後において、上記エンジン本体の運転状態が、上記所定負荷以上の高負荷運転領域にあるときには、上記クラッチを接続して上記機械式過給機を駆動させるとともに、上記燃焼室内のA/F又はG/Fを、14.5〜15.0にするように構成されていることを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
The control device for the engine with a supercharger according to any one of claims 1 to 3,
The control means drives the mechanical supercharger by connecting the clutch when the operating state of the engine body is in a high-load operating region of the predetermined load or more, at least after the engine body is warmed up. In addition, the control device for the engine with a supercharger is characterized in that the A/F or G/F in the combustion chamber is set to 14.5 to 15.0.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208634A (en) * 1987-02-24 1988-08-30 Mazda Motor Corp Mechanical supercharger for engine
JPH10274064A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Mazda Motor Corp Engine with mechanical supercharger
JPH10274070A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Mazda Motor Corp Cylinder injection type engine with mechanical supercharger
JP2000045829A (en) * 1998-07-27 2000-02-15 Mazda Motor Corp Control device for engine having mechanical supercharger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208634A (en) * 1987-02-24 1988-08-30 Mazda Motor Corp Mechanical supercharger for engine
JPH10274064A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Mazda Motor Corp Engine with mechanical supercharger
JPH10274070A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Mazda Motor Corp Cylinder injection type engine with mechanical supercharger
JP2000045829A (en) * 1998-07-27 2000-02-15 Mazda Motor Corp Control device for engine having mechanical supercharger

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