JP2022053872A - Engine system - Google Patents

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Abstract

To suppress deterioration of exhaust emission control performance of an exhaust gas treatment device while inhibiting an operating state of a supercharger from entering a surge region.SOLUTION: An ECU executes processing including: a step (S102) of calculating an operating region of a supercharger; a step (S106) of opening a second throttle valve when the operating region of the supercharger is within a predetermined range (Yes in S104); a step (S108) of acquiring first pressure and second pressure; a step (S110) of calculating a flow rate of a bypass passage; a step (S112) of controlling an engine to a target air-fuel ratio; and a step (S116) of closing the second throttle valve if the second throttle valve is in a valve opening state (Yes in S114) when the operating region of the supercharger is not within the predetermined range (No in S104).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、過給機と排気処理装置とを備えるエンジンシステムの制御に関する。 The present invention relates to the control of an engine system including a turbocharger and an exhaust treatment device.

過給機を搭載したエンジンにおいては、過給機の動作状態がサージ領域に入らないように過給機のコンプレッサの下流の通路とタービン下流の通路とを接続するバイパス通路を設ける構成が公知である。 In an engine equipped with a turbocharger, it is known to provide a bypass passage connecting the passage downstream of the compressor of the turbocharger and the passage downstream of the turbine so that the operating state of the turbocharger does not enter the surge region. be.

たとえば、特開2007-162545号公報(特許文献1)には、コンプレッサ下流側と、タービンと触媒との間にバイパス流路を設け、サージに入った場合にバイパス流路のガスを流すことでサージを回避することが開示されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-162545 (Patent Document 1), a bypass flow path is provided between the downstream side of the compressor and the turbine and the catalyst, and gas in the bypass flow path is allowed to flow when a surge enters. Avoiding surges is disclosed.

特開2007-162545号公報JP-A-2007-162545

しかしながら、過給機の動作状態がサージ領域に入らないようにコンプレッサの下流の気体をバイパス通路を経由してタービン下流に流通させると、タービン下流の排気を浄化する排気処理装置の浄化性能を十分に発揮できない場合がある。これは、バイパス通路を経由してタービン下流に供給される気体によって排気処理装置の温度が低下し、排気処理装置の浄化性能が十分に機能する温度域から外れるためである。 However, if the gas downstream of the compressor is circulated downstream of the turbine via the bypass passage so that the operating state of the turbocharger does not enter the surge region, the purification performance of the exhaust treatment device that purifies the exhaust gas downstream of the turbine is sufficient. It may not be possible to demonstrate it. This is because the temperature of the exhaust gas treatment device is lowered by the gas supplied downstream of the turbine via the bypass passage, and the temperature of the exhaust gas treatment device is out of the temperature range in which the purification performance of the exhaust gas treatment device is fully functional.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過給機の動作状態がサージ領域に入ることを抑制しつつ、排気処理装置の排気の浄化性能の低下を抑制するエンジンシステムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent the operating state of the turbocharger from entering the surge region and to reduce the exhaust gas purification performance of the exhaust gas treatment device. It is to provide an engine system that suppresses.

この発明のある局面に係るエンジンシステムは、エンジンと、エンジンの吸気通路に設けられるコンプレッサを含み、コンプレッサを用いてエンジンに吸入される吸気を過給する過給機と、エンジンの排気通路に設けられ、エンジンから排出される排気を浄化する複数の排気処理装置と、コンプレッサとエンジンとの間に設けられ、吸気通路を流通する空気量を調整可能に構成される第1絞り弁と、吸気通路におけるコンプレッサと第1絞り弁との間の位置に一方端が接続され、他方端が排気通路における複数の排気処理装置のうちの2つの排気処理装置の間の位置に接続されるバイパス通路と、バイパス通路を流通する空気量を調整可能に構成される第2絞り弁と、第2絞り弁の動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、予め定められた条件が成立する場合に、過給機によって過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁を制御する。 An engine system according to an aspect of the present invention includes an engine, a turbocharger provided in an intake passage of the engine, a supercharger for supercharging the intake air sucked into the engine by using the compressor, and an exhaust passage of the engine. A plurality of exhaust treatment devices that purify the exhaust discharged from the engine, a first throttle valve that is installed between the compressor and the engine and is configured to be able to adjust the amount of air flowing through the intake passage, and an intake passage. A bypass passage in which one end is connected to a position between the compressor and the first throttle valve in the exhaust passage and the other end is connected to a position between two of the plurality of exhaust treatment devices in the exhaust passage. It includes a second throttle valve configured to be able to adjust the amount of air flowing through the bypass passage, and a control device for controlling the operation of the second throttle valve. The control device controls the second throttle valve so that the valve is opened in the state of being supercharged by the supercharger when a predetermined condition is satisfied.

このようにすると、予め定められた条件が成立する場合に、過給機によって過給されている状態において第2絞り弁が開弁状態になることによって、コンプレッサとエンジンとの間を流通する気体の一部をバイパス通路を経由してタービンの下流に流通させることができる。そのため、コンプレッサとエンジンとの間の気体の圧力を適切な圧力に調整することができる。そのため、コンプレッサの動作領域がサージ領域になることを抑制することができる。さらに、複数の排気処理装置のうちのバイパス通路の他端が接続される位置よりも下流側に空気を供給し、下流側の排気処理装置に供給される排気の空燃比をリーン状態にすることができる。このように上流側と下流側とで排気の空燃比を変化させることができるため、上流側と下流側とで適切な空燃比の排気を排気処理装置に供給することによって、それぞれの排気処理装置における排気の浄化性能を向上させることができる。 In this way, when a predetermined condition is satisfied, the second throttle valve is opened in the state of being supercharged by the supercharger, so that the gas flowing between the compressor and the engine is opened. A part of the gas can be distributed downstream of the turbine via the bypass passage. Therefore, the pressure of the gas between the compressor and the engine can be adjusted to an appropriate pressure. Therefore, it is possible to prevent the operating region of the compressor from becoming a surge region. Further, air is supplied to the downstream side of the position where the other end of the bypass passage of the plurality of exhaust treatment devices is connected, and the air-fuel ratio of the exhaust supplied to the exhaust gas treatment device on the downstream side is set to a lean state. Can be done. Since the air-fuel ratio of the exhaust gas can be changed between the upstream side and the downstream side in this way, by supplying the exhaust gas with an appropriate air-fuel ratio between the upstream side and the downstream side to the exhaust gas treatment device, each exhaust gas treatment device. It is possible to improve the purification performance of the exhaust gas in.

さらにある実施の形態においては、予め定められた条件は、コンプレッサにおける圧力比と吸入空気量とによって示される過給機の動作領域が過給機のサージ領域と、サージ領域の吸入空気量側の境界に隣接する第1領域とを含む範囲内であるという条件を含む。 Further, in a certain embodiment, a predetermined condition is that the operating region of the turbocharger, which is indicated by the pressure ratio in the compressor and the intake air amount, is on the surge region of the turbocharger and the intake air amount side of the surge region. It includes the condition that it is within the range including the first region adjacent to the boundary.

このようにすると、予め定められた条件が成立する場合に、過給機によって過給されている状態において第2絞り弁が開弁状態になることによって、コンプレッサとエンジンとの間を流通する気体の一部をバイパス通路を経由してタービンの下流に流通させることができる。そのため、過給機の動作領域がサージ領域に変化することを抑制することができる。 In this way, when a predetermined condition is satisfied, the second throttle valve is opened in the state of being supercharged by the supercharger, so that the gas flowing between the compressor and the engine is opened. A part of the gas can be distributed downstream of the turbine via the bypass passage. Therefore, it is possible to prevent the operating region of the turbocharger from changing to the surge region.

さらにある実施の形態においては、制御装置は、コンプレッサから流出する空気の第1圧力と大気圧とを用いて算出される圧力比と、コンプレッサに流入する吸入空気量とによって示される動作領域が第1領域を含む予め定められた第2領域内になるように第2絞り弁との動作を制御する。 Further, in one embodiment, the control device has a working region represented by a pressure ratio calculated using a first pressure of air flowing out of the compressor and atmospheric pressure, and an amount of intake air flowing into the compressor. The operation with the second throttle valve is controlled so as to be within a predetermined second region including one region.

このようにすると、予め定められた条件が成立する場合に、過給機によって過給されている状態において第2絞り弁が開弁状態になることによって、コンプレッサとエンジンとの間を流通する気体の一部をバイパス通路を経由してタービンの下流に流通させることができる。そのため、コンプレッサの動作領域がサージ領域に変化することを抑制し、第2領域の範囲内で過給機を適切に動作させることができる。 In this way, when a predetermined condition is satisfied, the second throttle valve is opened in the state of being supercharged by the supercharger, so that the gas flowing between the compressor and the engine is opened. A part of the gas can be distributed downstream of the turbine via the bypass passage. Therefore, it is possible to suppress the change of the operating region of the compressor to the surge region and appropriately operate the turbocharger within the range of the second region.

さらにある実施の形態においては、2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒と、酸化触媒と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む。 Further, in one embodiment, the upstream exhaust treatment device on the upstream side of the flowing exhaust gas among the two exhaust gas treatment devices includes a three-way catalyst, an oxidation catalyst, a PM removal filter, and a NOx purification catalyst. Includes at least one of.

このようにすると、三元触媒と、酸化触媒と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む上流側の排気処理装置には、バイパス通路を経由した空気の供給対象から除外される。そのため、上流側の排気処理装置を流通する排気の空燃比をリーン側に変化することを抑制するとともに、不必要に温度が低下することを抑制することができる。これにより、空燃比の変化や温度低下に起因する上流側の排気処理装置における排気の浄化性能の低下を抑制することができる。 In this way, the exhaust gas treatment device on the upstream side including at least one of the three-way catalyst, the oxidation catalyst, the PM removal filter, and the NOx purification catalyst is supplied with air via the bypass passage. Excluded. Therefore, it is possible to suppress the change of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust gas treatment device on the upstream side to the lean side and to prevent the temperature from dropping unnecessarily. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the exhaust gas purification performance in the exhaust gas treatment device on the upstream side due to the change in the air-fuel ratio and the temperature decrease.

さらにある実施の形態においては、2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒を含む。2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、三元触媒と、酸化触媒と、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む。予め定められた条件は、上流側排気処理装置における酸素吸蔵量がしきい値よりも低いという条件と、エンジンの排気の空燃比がストイキ状態およびリッチ状態のうちの少なくともいずれかの状態を示す値であるという条件とを含む。 Further, in one embodiment, the upstream exhaust treatment device on the upstream side of the circulating exhaust of the two exhaust treatment devices includes a three-way catalyst. The downstream exhaust gas treatment device on the downstream side of the flowing exhaust gas among the two exhaust gas treatment devices includes at least one of a three-way catalyst, an oxidation catalyst, and a NOx purification catalyst. The predetermined conditions are that the oxygen storage amount in the upstream exhaust treatment device is lower than the threshold value and that the air-fuel ratio of the engine exhaust is at least one of a stoichiometric state and a rich state. Includes the condition that

このようにすると、予め定められた条件が成立して、第2絞り弁が開弁状態になっても、空燃比がストイキ状態またはリッチ状態のエンジンの排気が上流側排気処理装置に含まれる三元触媒に供給されるため、NOxを適切に浄化することができる。さらに、バイパス通路を経由して空気が下流側排気処理装置に供給されるため、三元触媒と酸化触媒とNOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかに供給される排気の空燃比をリーン側の値に変化させることができる。そのため、これらの下流側排気処理装置における排気の浄化性能を向上させることができる。 By doing so, even if the predetermined conditions are satisfied and the second throttle valve is opened, the exhaust gas of the engine having the air-fuel ratio in the stoichiometric state or the rich state is included in the upstream exhaust treatment device. Since it is supplied to the original catalyst, NOx can be appropriately purified. Further, since air is supplied to the downstream exhaust treatment device via the bypass passage, the air-fuel ratio of the exhaust supplied to at least one of the three-way catalyst, the oxidation catalyst, and the NOx purification catalyst is set to the lean side. Can be changed to a value. Therefore, it is possible to improve the exhaust gas purification performance in these downstream exhaust gas treatment devices.

さらにある実施の形態においては、2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒を含む。2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、PM除去フィルタとNOx浄化触媒とを含む。 Further, in one embodiment, the upstream exhaust treatment device on the upstream side of the circulating exhaust of the two exhaust treatment devices includes a three-way catalyst. The downstream exhaust gas treatment device on the downstream side of the circulating exhaust gas among the two exhaust gas treatment devices includes a PM removal filter and a NOx purification catalyst.

このようにすると、予め定められた条件が成立して、第2絞り弁が開弁状態になっても、空燃比がストイキ状態およびリッチ状態のエンジンの排気が上流側排気処理装置に含まれる三元触媒に供給されるため、NOxを適切に浄化することができる。さらに、バイパス通路を経由して空気が下流側排気処理装置に供給されるため、下流側排気処理装置に流通する排気の空燃比をリーン側の値に変化させることができる。そのため、NOx浄化触媒を用いてNOxを浄化させることができるとともに、PM除去フィルタに捕集される煤を燃やしてPM除去フィルタを再生することができる。 By doing so, even if the predetermined conditions are satisfied and the second throttle valve is opened, the exhaust gas of the engine having the air-fuel ratio in the stoichiometric state and the rich state is included in the upstream exhaust treatment device. Since it is supplied to the original catalyst, NOx can be appropriately purified. Further, since the air is supplied to the downstream exhaust gas treatment device via the bypass passage, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the downstream exhaust gas treatment device can be changed to the lean side value. Therefore, the NOx can be purified by using the NOx purification catalyst, and the soot collected by the PM removal filter can be burned to regenerate the PM removal filter.

さらにある実施の形態においては、NOx浄化触媒は、選択還元型NOx浄化触媒と、吸蔵還元型NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む。 Further in certain embodiments, the NOx purification catalyst comprises at least one of a selective reduction NOx purification catalyst and a storage reduction NOx purification catalyst.

このようにすると、NOx浄化触媒として、選択還元型NOx触媒や吸蔵還元NOx触媒等を用いる場合に、NOxを適切に浄化させることができる。 By doing so, when a selective reduction type NOx catalyst, an occlusion reduction NOx catalyst, or the like is used as the NOx purification catalyst, NOx can be appropriately purified.

さらにある実施の形態においては、2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、PM除去フィルタを含む。予め定められた条件は、PM除去フィルタにおけるPM堆積量がしきい値よりも大きいという条件を含む。 Further, in one embodiment, the downstream exhaust treatment device on the downstream side of the circulating exhaust of the two exhaust treatment devices includes a PM removal filter. The predetermined conditions include the condition that the amount of PM deposited in the PM removal filter is larger than the threshold value.

このようにすると、予め定められた実行条件が成立して、第2絞り弁が開弁状態になると、バイパス通路を経由して供給される空気によって下流側排気処理装置に含まれるPM除去フィルタに流通する排気の空燃比をリーン側に変化させることができる。そのため、PM除去フィルタに堆積する煤を燃やしてPM除去フィルタを再生することができる。 In this way, when the predetermined execution conditions are satisfied and the second throttle valve is opened, the air supplied via the bypass passage causes the PM removal filter included in the downstream exhaust treatment device to be used. The air-fuel ratio of the circulated exhaust gas can be changed to the lean side. Therefore, the soot deposited on the PM removal filter can be burned to regenerate the PM removal filter.

さらにある実施の形態においては、過給機は、過給圧を調整可能な調整装置を含む。制御装置は、予め定められた条件が成立する場合には、過給圧がしきい値よりも高くなるように調整装置を制御するとともに、第2絞り弁を開弁状態にする。 Further, in certain embodiments, the turbocharger includes an adjusting device capable of adjusting the supercharging pressure. When a predetermined condition is satisfied, the control device controls the adjusting device so that the boost pressure becomes higher than the threshold value, and opens the second throttle valve.

このようにすると、過給機によって過給されている状態で第2絞り弁を開弁状態にすることにより、空気をバイパス通路を経由して2つの排気処理装置のうちの下流側の排気処理装置に供給することができる。そのため、排気処理装置における排気の浄化性能の低下を抑制することができる。 By doing so, by opening the second throttle valve while being supercharged by the turbocharger, the air is discharged via the bypass passage to the downstream side of the two exhaust treatment devices. Can be supplied to the device. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the exhaust gas purification performance in the exhaust gas treatment device.

さらにある実施の形態においては、制御装置は、バイパス通路を流通する気体の流量を算出し、算出された流量を用いて算出されるエンジンに流通する気体の流量を算出する。 Further, in one embodiment, the control device calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage and calculates the flow rate of the gas flowing through the engine calculated using the calculated flow rate.

このようにすると、第2絞り弁が開弁状態になる場合において、エンジンに流通する気体の流量を算出することができるため、エンジンの燃料噴射量を適切に調整し、排気の空燃比を適切な空燃比に調整することができる。 By doing so, when the second throttle valve is opened, the flow rate of the gas flowing through the engine can be calculated. Therefore, the fuel injection amount of the engine is appropriately adjusted and the air-fuel ratio of the exhaust is appropriately adjusted. It can be adjusted to a high air-fuel ratio.

さらにある実施の形態においては、制御装置は、バイパス通路を流通する気体の流量を算出し、算出された流量が目標流量になるように第2絞り弁の開度を調整する。 Further, in one embodiment, the control device calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage and adjusts the opening degree of the second throttle valve so that the calculated flow rate becomes the target flow rate.

このようにすると、第2絞り弁が開弁状態になる場合において、バイパス通路を流通する気体の流量を目標流量に調整することができるため、2つの排気処理装置のうちの下流側の排気処理装置に供給される空気量を適切な量に調整することができる。そのため、下流側の排気処理装置の排気の浄化性能が低下することを抑制することができる。 By doing so, when the second throttle valve is opened, the flow rate of the gas flowing through the bypass passage can be adjusted to the target flow rate, so that the exhaust treatment on the downstream side of the two exhaust treatment devices can be performed. The amount of air supplied to the device can be adjusted to an appropriate amount. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the exhaust purification performance of the exhaust gas treatment device on the downstream side.

さらにある実施の形態においては、エンジンシステムは、吸気通路におけるコンプレッサと第1絞り弁との間を流通する気体の第1圧力を検出する第1圧力検出装置と、バイパス通路内の気体の第2圧力を検出する第2圧力検出装置とをさらに備える。制御装置は、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路を流通する気体の流量を算出する。 In a further embodiment, the engine system comprises a first pressure detector that detects the first pressure of the gas flowing between the compressor and the first throttle valve in the intake passage and a second of the gas in the bypass passage. Further, a second pressure detecting device for detecting the pressure is provided. The control device calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage using the difference between the first pressure and the second pressure.

このようにすると、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路を流通する気体の流量を精度高く算出することができる。 By doing so, the flow rate of the gas flowing through the bypass passage can be calculated with high accuracy by using the difference between the first pressure and the second pressure.

さらにある実施の形態においては、エンジンシステムは、バイパス通路に設けられ、バイパス通路において他方端から一方端への気体の逆流を抑制する弁をさらに備える。 In a further embodiment, the engine system is further provided with a valve provided in the bypass passage to prevent backflow of gas from one end to the other in the bypass passage.

このようにすると、バイパス通路を経由して排気側から吸気側へと気体が逆流することを抑制することができる。 By doing so, it is possible to suppress the backflow of gas from the exhaust side to the intake side via the bypass passage.

この発明によると、過給機の動作状態がサージ領域に入ることを抑制しつつ、排気処理装置の排気の浄化性能の低下を抑制するエンジンシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an engine system that suppresses the deterioration of the exhaust gas purification performance of the exhaust gas treatment device while suppressing the operating state of the turbocharger from entering the surge region.

第1の実施の形態におけるエンジンシステムの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the engine system in 1st Embodiment. 第1の実施の形態においてECUで実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process executed by the ECU in 1st Embodiment. 過給機の動作点の所定範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the predetermined range of the operating point of a supercharger. ECUの動作による過給機の動作点の変化について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the operating point of a supercharger by the operation of an ECU. 第1の実施の形態の変形例に係るエンジンシステムの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the engine system which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の変形例におけるDOCの温度変化の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the temperature change of DOC in the modification of 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るエンジンシステムの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the engine system which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態においてECUで実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process executed by the ECU in the 2nd Embodiment. 空燃比と酸素吸蔵量とNOx排出量との変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the air-fuel ratio, the oxygen occlusion amount, and the NOx emission amount. 第3の実施の形態に係るエンジンシステムの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the engine system which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態においてECUで実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process executed by the ECU in the 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.

<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態に係るエンジンシステム1の概略構成の一例を示す図である。エンジンシステム1は、エンジン2と、第1絞り弁12と、過給機50と、三元触媒(以下、TWC(Three-Way Catalyst)とも記載する。)60と、PM除去フィルタ62と、NOx浄化触媒64と、バイパス通路70と、第2絞り弁72と、EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路80と、EGR弁82と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。エンジンシステム1は、たとえば、車両等の移動体に動力源として搭載される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an engine system 1 according to a first embodiment. The engine system 1 includes an engine 2, a first throttle valve 12, a supercharger 50, a three-way catalyst (hereinafter, also referred to as TWC (Three-Way Catalyst)) 60, a PM removal filter 62, and NOx. It includes a purification catalyst 64, a bypass passage 70, a second throttle valve 72, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 80, an EGR valve 82, and an ECU (Electronic Control Unit) 100. The engine system 1 is mounted as a power source on a moving body such as a vehicle.

本実施の形態において、エンジン2は、たとえば、ディーゼルエンジンを一例として説明するが、たとえば、ガソリンエンジン等の他の内燃機関であってもよい。エンジン2は、たとえば、複数の気筒と気筒に燃料を噴射するための燃料噴射装置(いずれも図示せず)とを含む。エンジン2に供給される燃料量は、たとえば、ECU100のエンジン制御部102によって制御される。 In the present embodiment, the engine 2 will be described, for example, by taking a diesel engine as an example, but may be another internal combustion engine such as a gasoline engine. The engine 2 includes, for example, a plurality of cylinders and a fuel injection device (none of which is shown) for injecting fuel into the cylinders. The amount of fuel supplied to the engine 2 is controlled, for example, by the engine control unit 102 of the ECU 100.

過給機50は、コンプレッサ52と、タービン54と、シャフト56とを含む。コンプレッサ52の吸気流入口には、第1吸気通路10の一方端が接続される。第1吸気通路10の他方端には、エアクリーナ(図示せず)が設けられる。第1吸気通路10の途中には、流量計200が設けられる。 The turbocharger 50 includes a compressor 52, a turbine 54, and a shaft 56. One end of the first intake passage 10 is connected to the intake inlet of the compressor 52. An air cleaner (not shown) is provided at the other end of the first intake passage 10. A flow meter 200 is provided in the middle of the first intake passage 10.

流量計200は、第1吸気通路10を流通する空気の流量(以下、吸入空気量と記載する)を検出する。流量計200は、検出された吸入空気量を示す信号をECU100に送信する。 The flow meter 200 detects the flow rate of the air flowing through the first intake passage 10 (hereinafter, referred to as the intake air amount). The flow meter 200 transmits a signal indicating the detected intake air amount to the ECU 100.

コンプレッサ52の吸気流出口には、第2吸気通路20の一方端が接続される。第2吸気通路20の他方端は、エンジン2のインテークマニホールド(図示せず)に接続される。また、特に図示しないが第2吸気通路20の途中には、インタークーラ(図示せず)が設けられる。コンプレッサ52内には、コンプレッサホイール(図示せず)が回転自在に設けられる。 One end of the second intake passage 20 is connected to the intake outlet of the compressor 52. The other end of the second intake passage 20 is connected to an intake manifold (not shown) of the engine 2. Further, although not particularly shown, an intercooler (not shown) is provided in the middle of the second intake passage 20. A compressor wheel (not shown) is rotatably provided in the compressor 52.

タービン54の排気流入口には、一方端がエンジン2のエキゾーストマニホールド(図示せず)に接続される第1排気通路30の他方端が接続される。タービン54の排気流出口には、第2排気通路40の一方端が接続される。タービン54内には、タービンホイール(図示せず)が回転自在に設けられる。 The other end of the first exhaust passage 30 whose one end is connected to the exhaust manifold (not shown) of the engine 2 is connected to the exhaust inlet of the turbine 54. One end of the second exhaust passage 40 is connected to the exhaust outlet of the turbine 54. A turbine wheel (not shown) is rotatably provided in the turbine 54.

シャフト56は、コンプレッサ52内のコンプレッサホイール(図示せず)と、タービン54内のタービンホイール(図示せず)とを連結する。 The shaft 56 connects a compressor wheel (not shown) in the compressor 52 and a turbine wheel (not shown) in the turbine 54.

エンジン2から第1排気通路30を経由して排気流入口から流通する排気によってタービン54内のタービンホイールが回転する。タービンホイールの回転力はシャフト56を介してコンプレッサ52内のコンプレッサホイールに伝達される。伝達された回転力によりコンプレッサホイールが回転することによって第1吸気通路10から流通する空気が圧縮されて吸気流出口から第2吸気通路20に供給される。 The turbine wheel in the turbine 54 is rotated by the exhaust gas flowing from the exhaust inlet through the first exhaust passage 30 from the engine 2. The rotational force of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel in the compressor 52 via the shaft 56. As the compressor wheel rotates due to the transmitted rotational force, the air flowing from the first intake passage 10 is compressed and supplied from the intake outlet to the second intake passage 20.

第2吸気通路20には、第1圧力計202が設けられる。第1圧力計202は、コンプレッサ52から流出する気体の圧力(以下、第1圧力と記載する)を検出する。第1圧力計202は、検出された第1圧力を示す信号をECU100に送信する。 A first pressure gauge 202 is provided in the second intake passage 20. The first pressure gauge 202 detects the pressure of the gas flowing out from the compressor 52 (hereinafter referred to as the first pressure). The first pressure gauge 202 transmits a signal indicating the detected first pressure to the ECU 100.

コンプレッサ52の下流側の第2吸気通路20には、バイパス通路70の一方端が接続される。さらに、第2吸気通路20におけるバイパス通路70との接続位置よりも下流側の位置には、第1絞り弁12が設けられる。 One end of the bypass passage 70 is connected to the second intake passage 20 on the downstream side of the compressor 52. Further, a first throttle valve 12 is provided at a position downstream of the connection position with the bypass passage 70 in the second intake passage 20.

第1絞り弁12は、弁体の開度を調整することによって第1絞り弁12を通過する気体の流量を調整する。第1絞り弁12は、ECU100からの制御信号C1に応じて動作する。第1絞り弁12は、たとえば、EGR通路80からEGRガスをインテークマニホールドに流通させるために開度を小さくしたり、エンジン2の作動を止める際に燃焼を止めるために開度を小さくしたり、車両の高負荷走行時にアクセルオフの操作に応じてポンピングロスを増加させてエンジンブレーキを作用させるために開度を小さくしたりするように制御される。 The first throttle valve 12 adjusts the flow rate of gas passing through the first throttle valve 12 by adjusting the opening degree of the valve body. The first throttle valve 12 operates in response to the control signal C1 from the ECU 100. The first throttle valve 12 has, for example, a small opening degree for flowing EGR gas from the EGR passage 80 to the intake manifold, or a small opening degree for stopping combustion when the operation of the engine 2 is stopped. It is controlled to increase the pumping loss according to the accelerator off operation and reduce the opening degree in order to act the engine brake when the vehicle is running under heavy load.

バイパス通路70の他方端は、三元触媒60とPM除去フィルタ62とを接続する第3排気通路42に接続される。バイパス通路70の途中には、第2絞り弁72と逆止弁74とが設けられる。 The other end of the bypass passage 70 is connected to a third exhaust passage 42 connecting the three-way catalyst 60 and the PM removal filter 62. A second throttle valve 72 and a check valve 74 are provided in the middle of the bypass passage 70.

逆止弁74は、バイパス通路70において第2絞り弁72よりもバイパス通路70の他方端側の位置に設けられ、他方端から一方端への気体の逆流を抑制する。逆止弁74は、バイパス通路70に設けられればよく、特に図1に示される位置に限定されるものではない。 The check valve 74 is provided in the bypass passage 70 at a position on the other end side of the bypass passage 70 with respect to the second throttle valve 72, and suppresses the backflow of gas from the other end to one end. The check valve 74 may be provided in the bypass passage 70, and is not particularly limited to the position shown in FIG.

第2絞り弁72は、ECU100からの制御信号C2に応じて開弁状態と閉弁状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切替えられる。第2絞り弁72が閉弁状態である場合には、第2吸気通路20からバイパス通路70への空気の流通が抑制される。一方、第2絞り弁72が閉弁状態である場合には、第2吸気通路20からバイパス通路70に空気の流通が許容される。 The second throttle valve 72 is switched from one of the valve open state and the valve closed state to the other state according to the control signal C2 from the ECU 100. When the second throttle valve 72 is in the closed state, the flow of air from the second intake passage 20 to the bypass passage 70 is suppressed. On the other hand, when the second throttle valve 72 is in the closed state, air flow from the second intake passage 20 to the bypass passage 70 is allowed.

第2吸気通路20における第1絞り弁12が設けられる位置よりも下流側の位置には、EGR通路80の一方端が接続される。EGR通路80の他方端は、第1排気通路30の途中に接続される。EGR通路80の途中には、EGR弁82が設けられる。 One end of the EGR passage 80 is connected to a position downstream of the position where the first throttle valve 12 is provided in the second intake passage 20. The other end of the EGR passage 80 is connected in the middle of the first exhaust passage 30. An EGR valve 82 is provided in the middle of the EGR passage 80.

EGR弁82は、弁体の開度を調整することによってEGR弁82を通過する気体の流量を調整する。EGR弁82は、ECU100からの制御信号C3に応じて動作する。 The EGR valve 82 adjusts the flow rate of the gas passing through the EGR valve 82 by adjusting the opening degree of the valve body. The EGR valve 82 operates in response to the control signal C3 from the ECU 100.

バイパス通路70における第2絞り弁72と逆止弁74との間の位置に第2圧力計204が設けられる。第2圧力計204は、バイパス通路70を流通する気体の圧力(以下、第2圧力と記載する)を検出する。第2圧力計204は、検出された第2圧力を示す信号をECU100に送信する。 A second pressure gauge 204 is provided at a position between the second throttle valve 72 and the check valve 74 in the bypass passage 70. The second pressure gauge 204 detects the pressure of the gas flowing through the bypass passage 70 (hereinafter referred to as the second pressure). The second pressure gauge 204 transmits a signal indicating the detected second pressure to the ECU 100.

TWC60は、一方端がタービン54に接続される第2排気通路40の他方端に接続される。TWC60は、排気中に含まれる有害物質である炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)を、プラチナ、パラジウム、ロジウムを使用した触媒により酸化および還元することによって同時に除去する。具体的には、TWC60は、炭化水素を水と二酸化炭素に酸化し、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し、窒素酸化物を窒素に還元する。排気中に含まれる有害物質をTWC60で適切に浄化(酸化および還元)するためには、空燃比が理論空燃比となるストイキ状態でエンジン2が運転される。さらにTWC60は、たとえば、排気の空燃比がリーン状態である場合に排気中の酸素成分を吸蔵したり、排気の空燃比がリッチ状態である場合に吸蔵した酸素を放出したりする機能を有している。 The TWC 60 is connected to the other end of the second exhaust passage 40, one end of which is connected to the turbine 54. The TWC60 simultaneously oxidizes and reduces harmful substances such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust with a catalyst using platinum, palladium, and rhodium. Remove. Specifically, the TWC 60 oxidizes hydrocarbons to water and carbon dioxide, oxidizes carbon monoxide to carbon dioxide, and reduces nitrogen oxides to nitrogen. In order to appropriately purify (oxidize and reduce) harmful substances contained in the exhaust gas with the TWC 60, the engine 2 is operated in a stoichiometric state in which the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the TWC 60 has a function of occluding oxygen components in the exhaust when the air-fuel ratio of the exhaust is in a lean state, and releasing the stored oxygen when the air-fuel ratio of the exhaust is in a rich state. ing.

PM除去フィルタ62は、第3排気通路42から流通する排気に含まれる煤(Soot)などの粒子状物質(以下、PM(Particulate Matter)と記載する。)を捕集する。PM除去フィルタ62は、たとえば、セラミック等によって構成される。捕集されたPMは、PM除去フィルタ62内に堆積される。 The PM removal filter 62 collects particulate matter (hereinafter referred to as PM (Particulate Matter)) such as soot contained in the exhaust gas flowing from the third exhaust passage 42. The PM removal filter 62 is made of, for example, ceramic or the like. The collected PM is deposited in the PM removal filter 62.

NOx浄化触媒64は、たとえば、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒を含む。SCR触媒は、還元剤である尿素水の供給を受けて活性化し、排気中のNOxを選択的に還元する。SCR触媒の上流には、尿素水を添加するための添加弁(図示せず)が設けられる。添加弁によって尿素水が添加されると、添加された尿素水は、SCR触媒において、排気の熱により加水分解され、アンモニアに変化する。変化したアンモニアと排気中のNOxとの化学反応により窒素と水に還元され、排気が浄化される。添加弁は、ECU100からの制御信号に応じて制御される。 The NOx purification catalyst 64 includes, for example, an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst. The SCR catalyst is activated by being supplied with urea water as a reducing agent, and selectively reduces NOx in the exhaust gas. An addition valve (not shown) for adding urea water is provided upstream of the SCR catalyst. When urea water is added by the addition valve, the added urea water is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas in the SCR catalyst and converted into ammonia. The chemical reaction between the changed ammonia and NOx in the exhaust gas reduces it to nitrogen and water, purifying the exhaust gas. The add-on valve is controlled according to a control signal from the ECU 100.

なお、NOx浄化触媒64は、SCR触媒に代えてまたは加えてNSR(NOx Storage-Reduction)触媒を含むようにしてもよい。NSR触媒は、排気中に多量の酸素が存在している状態(リーン状態)においてはNOxを吸収し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元剤(たとえば燃料の未燃成分(HCやCO))が多量に存在している状態においてはNOxをNに還元して放出する。HCやCOは、NOやNOを還元することで、自身は酸化されてHOやCOとなる。すなわち、NSR触媒に導入される排気中の酸素濃度やHC成分やCO成分を適宜調整すれば、排気中のHC、CO、NOxを浄化することができることになる。 The NOx purification catalyst 64 may include an NSR (NOx Storage-Reduction) catalyst in place of or in addition to the SCR catalyst. The NSR catalyst absorbs NOx in a state where a large amount of oxygen is present in the exhaust gas (lean state), the oxygen concentration in the exhaust gas is low, and a reducing agent (for example, unburned components (HC and CO) of the fuel). ) Is present in a large amount, NOx is reduced to N2 and released. By reducing NO 2 and NO, HC and CO are themselves oxidized to H 2 O and CO 2 . That is, if the oxygen concentration in the exhaust gas, the HC component, and the CO component introduced into the NSR catalyst are appropriately adjusted, the HC, CO, and NOx in the exhaust gas can be purified.

ECU100には、大気圧計206が接続される。大気圧計206は、大気圧を検出する。大気圧計206は、検出された大気圧を示す信号をECU100を送信する。 An atmospheric pressure gauge 206 is connected to the ECU 100. Atmospheric pressure gauge 206 detects atmospheric pressure. The atmospheric pressure gauge 206 transmits a signal indicating the detected atmospheric pressure to the ECU 100.

エンジン2の動作処理は、ECU100によって実行される。ECU100は、各種処理を行なうCPU(Central Processing Unit)と、プログラムおよびデータを記憶するROM(Read Only Memory)およびCPUの処理結果等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を含むメモリとを含む制御装置である。 The operation process of the engine 2 is executed by the ECU 100. The ECU 100 is a control including a CPU (Central Processing Unit) that performs various processes, a ROM (Read Only Memory) that stores programs and data, and a memory that includes a RAM (Random Access Memory) that stores the processing results of the CPU and the like. It is a device.

ECU100は、各計測装置(たとえば、流量計200、第1圧力計202および第2圧力計204)からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン2が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、ECU100が実行する各種処理については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。 The ECU 100 determines that the engine 2 is in a desired operating state based on signals from each measuring device (eg, flow meter 200, first pressure gauge 202 and second pressure gauge 204), as well as maps and programs stored in memory. Control various devices so that The various processes executed by the ECU 100 are not limited to the processes by software, but can also be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

ECU100は、エンジン制御部102と、流量算出部104と、バルブ制御部106とを含む。 The ECU 100 includes an engine control unit 102, a flow rate calculation unit 104, and a valve control unit 106.

エンジン制御部102は、エンジン2を制御するための処理等を実行する。具体的には、エンジン制御部102は、流量算出部104とバルブ制御部106と大気圧計206とからの情報を用いてエンジン2を制御する。 The engine control unit 102 executes processing for controlling the engine 2 and the like. Specifically, the engine control unit 102 controls the engine 2 by using the information from the flow rate calculation unit 104, the valve control unit 106, and the atmospheric pressure gauge 206.

エンジン制御部102は、たとえば、エンジン2の排気の空燃比が目標空燃比(たとえば、ストイキを示す値)になるようにエンジン2に吸入される空気量に基づいて燃料噴射装置へ指令する燃料噴射量を設定する。 For example, the engine control unit 102 commands the fuel injection device based on the amount of air sucked into the engine 2 so that the air-fuel ratio of the exhaust of the engine 2 becomes the target air-fuel ratio (for example, a value indicating stoichiometry). Set the amount.

エンジン制御部102は、たとえば、バイパス通路70を流通する空気の流量と、吸入空気量とからエンジン2に吸入される空気量を算出する。エンジン制御部102は、たとえば、バルブ制御部106から吸入空気量を取得する。さらに、エンジン制御部102は、大気圧計206から大気圧を取得する。 The engine control unit 102 calculates, for example, the amount of air sucked into the engine 2 from the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 and the amount of intake air. The engine control unit 102 acquires, for example, the intake air amount from the valve control unit 106. Further, the engine control unit 102 acquires the atmospheric pressure from the atmospheric pressure gauge 206.

さらに、エンジン制御部102は、たとえば、エンジン2の運転状態に基づいて目標EGR率を設定し、設定された目標EGR率あるいは目標EGR率から算出されるEGR弁82の開度に関する情報をバルブ制御部106に出力する。さらに、エンジン制御部102は、たとえば、第1圧力を用いて過給機50の動作を制御する。 Further, the engine control unit 102 sets a target EGR rate based on, for example, the operating state of the engine 2, and controls the valve with information on the opening degree of the EGR valve 82 calculated from the set target EGR rate or the target EGR rate. Output to unit 106. Further, the engine control unit 102 controls the operation of the turbocharger 50 by using, for example, the first pressure.

流量算出部104は、バイパス通路70を流通する空気の流量を算出する処理等を実行する。流量算出部104は、たとえば、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得する。さらに、流量算出部104は、たとえば、第2圧力計204を用いて第2圧力を取得する。 The flow rate calculation unit 104 executes a process of calculating the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70. The flow rate calculation unit 104 acquires the first pressure by using, for example, the first pressure gauge 202. Further, the flow rate calculation unit 104 acquires the second pressure by using, for example, the second pressure gauge 204.

流量算出部104は、たとえば、第1圧力と第2圧力との差(圧力差)を用いてバイパス通路70を流通する空気の流量を算出する。流量算出部は、圧力差、第2吸気通路20の通路断面積およびバイパス通路70の通路断面積等を用いてバイパス通路70を流通する空気の流量を算出する。圧力差を用いて流量を算出する方法については、周知の方法を用いればよく、その詳細な説明は行なわない。 The flow rate calculation unit 104 calculates the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 by using, for example, the difference (pressure difference) between the first pressure and the second pressure. The flow rate calculation unit calculates the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 by using the pressure difference, the passage cross-sectional area of the second intake passage 20, the passage cross-sectional area of the bypass passage 70, and the like. As for the method of calculating the flow rate using the pressure difference, a well-known method may be used, and the detailed description thereof will not be given.

流量算出部104は、算出されたバイパス通路70を流通する空気の流量に関する情報および第1圧力に関する情報をエンジン制御部102に出力する。 The flow rate calculation unit 104 outputs information on the calculated flow rate of air flowing through the bypass passage 70 and information on the first pressure to the engine control unit 102.

バルブ制御部106は、第1絞り弁12、第2絞り弁72およびEGR弁82を制御するための処理等を実行する。バルブ制御部106は、流量計200によって取得される吸入空気量とエンジン制御部102から受信する情報とを用いて第1絞り弁12、第2絞り弁72およびEGR弁82を制御するための制御信号C1~C3を各バルブに出力する。バルブ制御部106は、たとえば、エンジン制御部102から受信した目標EGR率やEGR弁82の開度に関する情報に基づいて第1絞り弁12およびEGR弁82を制御する。 The valve control unit 106 executes processing for controlling the first throttle valve 12, the second throttle valve 72, and the EGR valve 82. The valve control unit 106 controls to control the first throttle valve 12, the second throttle valve 72, and the EGR valve 82 by using the intake air amount acquired by the flow meter 200 and the information received from the engine control unit 102. Signals C1 to C3 are output to each valve. The valve control unit 106 controls the first throttle valve 12 and the EGR valve 82 based on, for example, information regarding the target EGR rate and the opening degree of the EGR valve 82 received from the engine control unit 102.

以上のような構成を有するエンジンシステム1において、過給機50は、過給機50の動作状態がサージ領域に入らないように予め定められた動作領域内で動作することが求められる。サージ領域とは、過給圧と大気圧との圧力比が高く、かつ、吸入空気量が小さい領域である。そのため、たとえば、過給機50の動作状態がサージ領域に入らないように、過給機50のコンプレッサ52の下流の通路と、タービン54の下流の第2排気通路40とを接続するバイパス通路を設けて、過給機50の動作領域がサージ領域になるときにバイパス通路をバルブ等を用いて連通させることが考えられる。このような構成によってコンプレッサ52の下流の圧力を低下させることにより、圧力比を低下させることができる。そのため、過給機50の動作領域がサージ領域になることを抑制することができる。 In the engine system 1 having the above configuration, the turbocharger 50 is required to operate within a predetermined operating region so that the operating state of the turbocharger 50 does not enter the surge region. The surge region is a region where the pressure ratio between the boost pressure and the atmospheric pressure is high and the intake air amount is small. Therefore, for example, a bypass passage connecting the passage downstream of the compressor 52 of the supercharger 50 and the second exhaust passage 40 downstream of the turbine 54 is provided so that the operating state of the supercharger 50 does not enter the surge region. It is conceivable to provide the bypass passage through a valve or the like when the operating region of the turbocharger 50 becomes a surge region. With such a configuration, the pressure ratio can be lowered by lowering the pressure downstream of the compressor 52. Therefore, it is possible to prevent the operating region of the turbocharger 50 from becoming a surge region.

しかしながら、コンプレッサ52の下流の気体をバイパス通路を経由してタービン54の下流の第2排気通路40に流通させると、タービン54の下流の複数の排気処理装置に供給される排気に空気が混合し、排気の温度が低下したり、空燃比が変化したりするため、排気処理装置によっては、空燃比の変化や温度の低下に起因して、複数の排気処理装置の各々において適切に排気を浄化することができない場合がある。 However, when the gas downstream of the compressor 52 is circulated to the second exhaust passage 40 downstream of the turbine 54 via the bypass passage, the air is mixed with the exhaust supplied to the plurality of exhaust treatment devices downstream of the turbine 54. Because the temperature of the exhaust gas drops and the air fuel ratio changes, depending on the exhaust treatment device, the exhaust gas is properly purified in each of the multiple exhaust gas treatment devices due to the change in the air fuel ratio and the decrease in temperature. You may not be able to do it.

そこで、本実施の形態においては、エンジンシステム1がバイパス通路70と、第2絞り弁72とを含むものとし、ECU100が、予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとする。さらに、本実施の形態において、予め定められた条件は、コンプレッサにおける圧力比と吸入空気量とによって示される過給機50の動作領域がサージ領域と予め定められた第1領域とを含む範囲内であるという条件を含むものとする。 Therefore, in the present embodiment, the engine system 1 includes a bypass passage 70 and a second throttle valve 72, and the ECU 100 is supercharged by the supercharger 50 when a predetermined condition is satisfied. It is assumed that the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state in the state of being open. Further, in the present embodiment, the predetermined condition is within the range in which the operating region of the turbocharger 50 indicated by the pressure ratio in the compressor and the intake air amount includes the surge region and the predetermined first region. It shall include the condition that it is.

このようにすると、予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって過給されている状態において第2絞り弁72が開弁状態になることによって、コンプレッサ52とエンジン2との間を流通する気体の一部をバイパス通路70を経由してタービン54の下流に流通させることができるため、コンプレッサ52の動作領域がサージ領域になることを抑制することができる。さらに、バイパス通路70から空気が供給されることにより、第3排気通路42より下流側において排気の空燃比がリーン状態になる。そのため、TWC60においては、バイパス通路70から供給される空気によって空燃比が変化することがなく、かつ、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64には、バイパス通路70から供給される空気によって空燃比がリーン状態となる排気が供給される。その結果、TWC60の浄化性能が低下することを抑制しつつ、PM除去フィルタ62において煤を燃やして再生が可能になったり、NOx浄化触媒64においてNOxを浄化させたりして、各排気処理装置の浄化性能の低下を抑制することができる。 In this way, when a predetermined condition is satisfied, the second throttle valve 72 is opened in the state of being supercharged by the supercharger 50, so that the space between the compressor 52 and the engine 2 is reached. Since a part of the gas flowing through the compressor 52 can be circulated downstream of the turbine 54 via the bypass passage 70, it is possible to prevent the operating region of the compressor 52 from becoming a surge region. Further, by supplying air from the bypass passage 70, the air-fuel ratio of the exhaust becomes lean on the downstream side of the third exhaust passage 42. Therefore, in the TWC 60, the air-fuel ratio does not change due to the air supplied from the bypass passage 70, and the air-fuel ratio of the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 is changed by the air supplied from the bypass passage 70. Exhaust that becomes lean is supplied. As a result, while suppressing the deterioration of the purification performance of the TWC 60, the PM removal filter 62 burns soot to enable regeneration, and the NOx purification catalyst 64 purifies NOx to purify each exhaust gas treatment device. It is possible to suppress the deterioration of purification performance.

以下、図2を参照して、第1の実施の形態におけるECU100で実行される処理について説明する。図2は、第1の実施の形態においてECU100で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。 Hereinafter, the process executed by the ECU 100 in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing executed by the ECU 100 in the first embodiment. The process shown in this flowchart is called and executed from the main routine (not shown) at predetermined control cycles.

ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU100は、吸入空気量と、第1圧力と、大気圧とを取得する。ECU100は、流量計200を用いて吸入空気量を取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得する。ECU100は、大気圧計206を用いて大気圧を取得する。 At step 100 (hereinafter, step is referred to as S) 100, the ECU 100 acquires the intake air amount, the first pressure, and the atmospheric pressure. The ECU 100 acquires the intake air amount by using the flow meter 200. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202. The ECU 100 acquires the atmospheric pressure using the atmospheric pressure gauge 206.

S102にて、ECU100は、過給機50の動作点を算出する。ECU100は、取得された第1圧力と大気圧とからコンプレッサ52の圧力比を算出する。ECU100は、算出されたコンプレッサ52の圧力比と吸入空気量とを過給機50の動作点として算出する。 In S102, the ECU 100 calculates the operating point of the turbocharger 50. The ECU 100 calculates the pressure ratio of the compressor 52 from the acquired first pressure and the atmospheric pressure. The ECU 100 calculates the calculated pressure ratio of the compressor 52 and the intake air amount as the operating points of the turbocharger 50.

S104にて、ECU100は、過給機50の動作点が所定範囲内であるか否かを判定する。 In S104, the ECU 100 determines whether or not the operating point of the turbocharger 50 is within a predetermined range.

図3は、過給機50の動作点の所定範囲の一例を示す図である。図3の横軸は、吸入空気量を示す。図3の縦軸は、コンプレッサ52における圧力比を示す。図3のLN1で示される実線枠は、過給機50の動作領域として設定される領域を示す。図3のLN2で示される斜線領域は、第2絞り弁72を開弁状態にする制御を実行する過給機50の動作領域として設定される所定範囲を示す。図3のLN3は、所定範囲と図3のLN1の実線枠で示される領域との重複部分を示す。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a predetermined range of operating points of the turbocharger 50. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the intake air amount. The vertical axis of FIG. 3 shows the pressure ratio in the compressor 52. The solid line frame shown by LN1 in FIG. 3 indicates an area set as an operating area of the turbocharger 50. The shaded area shown by LN2 in FIG. 3 indicates a predetermined range set as an operating area of the turbocharger 50 that executes control to open the second throttle valve 72. LN3 in FIG. 3 shows an overlapping portion between a predetermined range and a region shown by a solid line frame of LN1 in FIG.

所定範囲は、たとえば、サージ領域と、図3のLN3で示される重複部分とを含む。すなわち、図3のLN3で示される重複部分が、「サージ領域の吸入空気量側の境界に隣接する第1領域」に相当する。また、図3のLN1の実線枠で示される領域が、「第1領域を含む予め定められた第2領域」に相当する。 The predetermined range includes, for example, a surge region and an overlapping portion shown by LN3 in FIG. That is, the overlapping portion shown by LN3 in FIG. 3 corresponds to the "first region adjacent to the boundary on the intake air amount side of the surge region". Further, the region shown by the solid line frame of LN1 in FIG. 3 corresponds to the "predetermined second region including the first region".

ECU100は、算出された過給機50の動作点が図3のLN2で示される所定範囲内であるか否かを判定する。過給機50の動作点が図3のLN2で示される所定範囲内であると判定される場合(S104にてYES)、処理はS106に移される。 The ECU 100 determines whether or not the calculated operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range shown by LN2 in FIG. When it is determined that the operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range shown by LN2 in FIG. 3 (YES in S104), the process is transferred to S106.

S106にて、ECU100は、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオン状態にする。 In S106, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is opened. When the second throttle valve 72 is opened, the ECU 100 turns on a flag indicating that the second throttle valve 72 is in the opened state.

S108にて、ECU100は、第1圧力と第2圧力とを取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得するとともに、第2圧力計204を用いて第2圧力を取得する。なお、ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にしてから圧力変化が収束する予め定められた時間が経過した後に第1圧力と第2圧力とを取得してもよい。 In S108, the ECU 100 acquires the first pressure and the second pressure. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202 and acquires the second pressure by using the second pressure gauge 204. The ECU 100 may acquire the first pressure and the second pressure after a predetermined time for the pressure change to converge has elapsed after the second throttle valve 72 is opened.

S110にて、ECU100は、バイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。ECU100は、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。 In S110, the ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70. The ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70 by using the difference between the first pressure and the second pressure.

S112にて、ECU100は、空燃比が目標空燃比になるようにエンジン2を制御する。ECU100は、バイパス通路70を通過する空気の流量と吸入空気量とからエンジン2に流通する空気量を算出し、算出された空気量に対してエンジン2の排気の空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を設定する。目標空燃比は、たとえば、ストイキを示す値であってもよい。ECU100は、設定された燃料噴射量の燃料が噴射されるように燃料噴射装置を制御する。 In S112, the ECU 100 controls the engine 2 so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. The ECU 100 calculates the amount of air flowing through the engine 2 from the flow rate of air passing through the bypass passage 70 and the amount of intake air, and the air-fuel ratio of the exhaust of the engine 2 becomes the target air-fuel ratio with respect to the calculated air amount. The fuel injection amount is set so as to be. The target air-fuel ratio may be, for example, a value indicating stoichiometry. The ECU 100 controls the fuel injection device so that the fuel of the set fuel injection amount is injected.

なお、過給機50の動作点が図3のLN2で示される所定範囲内でないと判定される場合(S104にてNO)、処理はS114に移される。 When it is determined that the operating point of the turbocharger 50 is not within the predetermined range shown by LN2 in FIG. 3 (NO in S104), the process is transferred to S114.

S114にて、ECU100は、第2絞り弁72が開弁状態であるか否かを判定する。ECU100は、たとえば、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグがオン状態である場合に、第2絞り弁72が開弁状態であると判定する。第2絞り弁72が開弁状態であると判定される場合(S114にてYES)、処理はS116に移される。 In S114, the ECU 100 determines whether or not the second throttle valve 72 is in the valve open state. The ECU 100 determines that the second throttle valve 72 is in the open state, for example, when the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state is on. When it is determined that the second throttle valve 72 is in the valve open state (YES in S114), the process is transferred to S116.

S116にて、ECU100は、閉弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。このとき、ECU100は、第2絞り弁72を閉弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオフ状態にする。 In S116, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is closed. At this time, when the second throttle valve 72 is closed, the ECU 100 turns off the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state.

なお、第2絞り弁72が開弁状態でないと判定される場合(S114にてNO)、この処理は終了される。 When it is determined that the second throttle valve 72 is not in the valve open state (NO in S114), this process is terminated.

以上のような構造およびフローチャートに基づくECU100の動作について図4を参照しつつ説明する。 The operation of the ECU 100 based on the above structure and the flowchart will be described with reference to FIG.

図4は、ECU100の動作による過給機50の動作点の変化について説明するための図である。図4の横軸は、吸入空気量を示す。図4の縦軸は、コンプレッサ52における圧力比を示す。図4のLN1で示される実線枠は、図3のLN1で示される実線枠と同様に、過給機50の動作領域として設定される領域を示す。図4のLN2で示される斜線領域は、図3のLN2で示される斜線領域と同様に、第2絞り弁72を開弁状態にする制御を実行する過給機50の動作領域として設定される所定範囲を示す。図4のLN3で示される斜線領域は、図3のLN3で示される斜線領域と同様に、所定範囲と図4のLN1の実線枠で示される領域との重複部分を示す。 FIG. 4 is a diagram for explaining a change in the operating point of the turbocharger 50 due to the operation of the ECU 100. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the intake air amount. The vertical axis of FIG. 4 shows the pressure ratio in the compressor 52. The solid line frame shown by LN1 in FIG. 4 indicates a region set as an operating area of the turbocharger 50, similarly to the solid line frame shown by LN1 in FIG. The shaded area shown by LN2 in FIG. 4 is set as an operating area of the turbocharger 50 that executes control to open the second throttle valve 72, similarly to the shaded area shown by LN2 in FIG. Indicates a predetermined range. The shaded area shown by LN3 in FIG. 4 shows an overlapped portion between the predetermined range and the region shown by the solid line frame of LN1 in FIG. 4, similarly to the shaded area shown by LN3 in FIG.

たとえば、流量計200により検出される吸入空気量と、第1圧力計202により検出される第1圧力と、大気圧計206により検出される大気圧とがECU100により取得されると(S100)、取得された吸入空気量と、第1圧力と、大気圧とから過給機50の動作点が算出される(S102)。たとえば、図4の点Aが過給機50の動作点として算出される場合、過給機50の動作点が図4のLN2の斜線領域で示される所定範囲内であると判定され(S104にてYES)、開弁状態になるように第2絞り弁72が制御される(S106)。 For example, when the intake air amount detected by the flow meter 200, the first pressure detected by the first pressure gauge 202, and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure gauge 206 are acquired by the ECU 100 (S100), the acquisition is performed. The operating point of the turbocharger 50 is calculated from the sucked air amount, the first pressure, and the atmospheric pressure (S102). For example, when the point A in FIG. 4 is calculated as the operating point of the turbocharger 50, it is determined that the operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range indicated by the shaded area of LN2 in FIG. 4 (in S104). YES), the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state (S106).

第2絞り弁72が開弁状態になると、コンプレッサ52から流出する空気の一部は、第2絞り弁72を通過し、バイパス通路70を経由して第3排気通路42に流通し、その他の部分は、エンジン2に流通する。その結果、過給機50の動作点は、図4の点Aからサージ領域内の点Bに変化することが抑制される。そのため、過給機50の動作点は、図4点Aから矢印に示すように、サージ領域に入ることなく図4のLN1の実線枠で示される領域内を維持した状態で点Cに変化する。これにより、過給機50がサージ領域で動作することが抑制される。なお、バイパス通路70には、逆止弁74が設けられるため、第2絞り弁72が開弁状態である間、バイパス通路70において第3排気通路42側から第2吸気通路20側に気体が逆流することが抑制される。 When the second throttle valve 72 is opened, a part of the air flowing out from the compressor 52 passes through the second throttle valve 72, flows to the third exhaust passage 42 via the bypass passage 70, and other parts. The portion is distributed to the engine 2. As a result, the operating point of the turbocharger 50 is suppressed from changing from the point A in FIG. 4 to the point B in the surge region. Therefore, as shown by the arrow from point A in FIG. 4, the operating point of the turbocharger 50 changes to point C while maintaining the area indicated by the solid line frame of LN1 in FIG. 4 without entering the surge region. .. As a result, the turbocharger 50 is suppressed from operating in the surge region. Since the check valve 74 is provided in the bypass passage 70, gas flows from the third exhaust passage 42 side to the second intake passage 20 side in the bypass passage 70 while the second throttle valve 72 is in the valve open state. Backflow is suppressed.

その後、第1圧力と第2圧力とが取得され(S108)、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路70に流通する空気の流量が算出される(S110)。そして、算出された空気の流量を用いてエンジン2に流入する空気量が算出されると、算出された空気量を用いてエンジン2からの排気の空燃比が目標空燃比(たとえば、ストイキ状態を示す値)になるようにエンジン2が制御される(S112)。 After that, the first pressure and the second pressure are acquired (S108), and the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is calculated using the difference between the first pressure and the second pressure (S110). Then, when the amount of air flowing into the engine 2 is calculated using the calculated air flow rate, the air-fuel ratio of the exhaust gas from the engine 2 is set to the target air-fuel ratio (for example, the stoichiometric state) using the calculated air amount. The engine 2 is controlled so as to be (the value shown) (S112).

空燃比がストイキ状態を示す値となる排気がTWC60に供給されるため、排気に含まれるHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)が適切に浄化されるとともに、バイパス通路70を経由して供給される空気によって空燃比がリーン状態を示す値になる排気がPM除去フィルタ62およびNOx浄化触媒64に供給される。その結果、PM除去フィルタ62において堆積したPMが燃焼させやすくなるとともに、NOx浄化触媒64においてNOxの浄化が促進される。 Since the exhaust gas whose air-fuel ratio is a value indicating the stoichiometric state is supplied to the TWC60, HC (hydrogen dioxide), CO (carbon monoxide) and NOx (nitrogen oxides) contained in the exhaust gas are appropriately purified and at the same time. Exhaust gas having an air-fuel ratio of a value indicating a lean state is supplied to the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 by the air supplied through the bypass passage 70. As a result, the PM deposited in the PM removal filter 62 is easily burned, and the NOx purification catalyst 64 promotes the purification of NOx.

そして、吸入空気量と第1圧力と大気圧とが取得され(S100)、取得結果を用いて過給機50の動作点として点Cが算出される場合、所定範囲内でないと判定され(S104にてNO)、第2絞り弁72が開弁状態であるため(S114にてYES)、閉弁状態になるように第2絞り弁72が制御される(S116)。 Then, when the intake air amount, the first pressure, and the atmospheric pressure are acquired (S100) and the point C is calculated as the operating point of the turbocharger 50 using the acquisition results, it is determined that the point C is not within the predetermined range (S104). Since NO), the second throttle valve 72 is in the open state (YES in S114), so that the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the closed state (S116).

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンシステム1によると、過給機50の動作点が所定範囲内であるという条件が成立する場合、過給機50により過給されている状態において第2絞り弁72が開弁状態になる。そのため、コンプレッサ52とエンジン2との間を流通する気体の一部をバイパス通路70を経由してタービン54の下流に流通させることができるため、過給機50の動作領域がサージ領域になることを抑制することができる。さらに、バイパス通路70から空気が供給されることにより排気の空燃比がリーン状態になる。そのため、TWC60においては、バイパス通路70から供給される空気によって空燃比が変化することがなく、かつ、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64とには、バイパス通路70から供給される空気によって空燃比がリーン状態となる排気が供給される。その結果、TWC60の浄化性能が低下することを抑制しつつ、PM除去フィルタ62において煤を燃やして再生が可能になったり、NOx浄化触媒64においてNOxを浄化させたりして、各排気処理装置の浄化性能の低下を抑制することができる。したがって、過給機の動作状態がサージ領域に入ることを抑制しつつ、排気処理装置の排気の浄化性能の低下を抑制するエンジンシステムを提供することができる。 As described above, according to the engine system 1 according to the present embodiment, when the condition that the operating point of the supercharger 50 is within the predetermined range is satisfied, the turbocharger 50 is supercharged. The second throttle valve 72 is opened. Therefore, a part of the gas flowing between the compressor 52 and the engine 2 can be circulated downstream of the turbine 54 via the bypass passage 70, so that the operating region of the turbocharger 50 becomes a surge region. Can be suppressed. Further, the air-fuel ratio of the exhaust becomes lean due to the supply of air from the bypass passage 70. Therefore, in the TWC 60, the air-fuel ratio does not change due to the air supplied from the bypass passage 70, and the air-fuel ratio of the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 is due to the air supplied from the bypass passage 70. Is supplied with lean exhaust. As a result, while suppressing the deterioration of the purification performance of the TWC 60, the PM removal filter 62 burns soot to enable regeneration, and the NOx purification catalyst 64 purifies NOx to purify each exhaust gas treatment device. It is possible to suppress the deterioration of purification performance. Therefore, it is possible to provide an engine system that suppresses the deterioration of the exhaust gas purification performance of the exhaust gas treatment device while suppressing the operating state of the turbocharger from entering the surge region.

さらに、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路70を流通する気体の流量が算出され、算出された流量を用いてエンジン2に流通する気体の流量が算出されるので、エンジン2の燃料噴射量を適切に調整し、排気の空燃比を適切な空燃比(目標空燃比)に調整することができる。 Further, the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 is calculated using the difference between the first pressure and the second pressure, and the flow rate of the gas flowing through the engine 2 is calculated using the calculated flow rate. The fuel injection amount of 2 can be appropriately adjusted, and the air-fuel ratio of the exhaust can be adjusted to an appropriate air-fuel ratio (target air-fuel ratio).

さらに、バイパス通路70には、逆止弁74が設けられるため、排気側から吸気側へとバイパス通路70を経由して気体が逆流することを抑制することができる。 Further, since the check valve 74 is provided in the bypass passage 70, it is possible to suppress the backflow of gas from the exhaust side to the intake side via the bypass passage 70.

さらに、バイパス通路70から空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられるため、バイパス通路70を経由した空気の供給対象からTWC60が除外される。そのため、TWC60に供給される排気の空燃比がリーン側に変化することを抑制するとともに、不必要に温度が低下することを抑制することができる。これにより、TWC60における排気の浄化性能の低下を抑制することができる。 Further, since the TWC 60 is provided as an exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which air is supplied from the bypass passage 70, the TWC 60 is excluded from the air supply target via the bypass passage 70. Therefore, it is possible to prevent the air-fuel ratio of the exhaust gas supplied to the TWC 60 from changing to the lean side and to prevent the temperature from dropping unnecessarily. As a result, it is possible to suppress a decrease in the exhaust gas purification performance of the TWC60.

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態においては、第2絞り弁72は、開弁状態と閉弁状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切替えるものとして説明したが、第2絞り弁72は、開度が調整可能に構成されるようにしてもよい。このようにすると、たとえば、バイパス通路70を流通する気体の流量が目標流量になるように第2絞り弁72の開度を調整することができる。そのため、目標流量を適切に設定することによって、第3排気通路42よりも下流側の排気処理装置に供給される空気量を適切な量に調整することができる。そのため、下流側の排気処理装置の排気の浄化性能が低下することを抑制することができる。あるいは、過給機50の動作点がサージ領域に近いほど開度を大きくするなどすることによって、過給機50の動作点がサージ領域になることを抑制するとともに、不必要に過給圧が低下することを抑制することができる。
Hereinafter, modification examples will be described.
In the above-described embodiment, the second throttle valve 72 has been described as switching from one of the valve open state and the valve closed state to the other state, but the second throttle valve 72 is described. The opening may be configured to be adjustable. By doing so, for example, the opening degree of the second throttle valve 72 can be adjusted so that the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 becomes the target flow rate. Therefore, by appropriately setting the target flow rate, the amount of air supplied to the exhaust treatment device on the downstream side of the third exhaust passage 42 can be adjusted to an appropriate amount. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the exhaust purification performance of the exhaust gas treatment device on the downstream side. Alternatively, by increasing the opening as the operating point of the turbocharger 50 is closer to the surge region, it is possible to prevent the operating point of the turbocharger 50 from becoming the surge region and unnecessarily increase the boost pressure. It is possible to suppress the decrease.

さらに上述の実施の形態においては、過給機50の動作点が所定の範囲内である場合に、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとして説明したが、たとえば、所定の範囲内であって、かつ、過給機50の動作点の変化方向がサージ領域に近づく方向(たとえば、吸入空気量が減少する方向)である場合に、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御してもよい。このようにすると、過給機50の動作点がサージ領域になることを抑制するとともに、不必要に過給圧が低下することを抑制することができる。 Further, in the above-described embodiment, when the operating point of the turbocharger 50 is within a predetermined range, the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state. When the change direction of the operating point of the turbocharger 50 is in the direction approaching the surge region (for example, the direction in which the intake air amount decreases), the valve is opened so as to be in the second valve state. The throttle valve 72 may be controlled. By doing so, it is possible to prevent the operating point of the turbocharger 50 from becoming a surge region and to prevent the supercharging pressure from being unnecessarily reduced.

さらに上述の実施の形態においては、過給機50の動作点が所定の範囲内である場合に、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとして説明したが、たとえば、所定の範囲内であって、かつ、第1絞り弁12の開度がしきい値以下である場合に、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御してもよい。このようにすると、過給機50の動作点がサージ領域になることを抑制することができる。 Further, in the above-described embodiment, when the operating point of the turbocharger 50 is within a predetermined range, the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state. When the opening degree of the first throttle valve 12 is within the range of the above and the opening degree of the first throttle valve 12 is equal to or less than the threshold value, the second throttle valve 72 may be controlled so as to be in the valve open state. By doing so, it is possible to prevent the operating point of the turbocharger 50 from becoming a surge region.

さらに上述の実施の形態においては、流量算出部104が第1圧力と第2圧力との差からバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するものとして説明したが、第2絞り弁72の開度が調整可能な場合には、以下のようにしてバイパス通路70を流通する空気の流量を算出してもよい。すなわち、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、バイパス通路70を流通する空気の流量との関係を示すマップを実験等により作成しておき、流量算出部104は、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、上述のマップとからバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flow rate calculation unit 104 has been described as calculating the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 from the difference between the first pressure and the second pressure, but the opening of the second throttle valve 72 has been described. If the degree can be adjusted, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated as follows. That is, a map showing the relationship between the first pressure, the opening degree of the second throttle valve 72, and the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is created by an experiment or the like, and the flow rate calculation unit 104 uses the first pressure. And, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated from the opening degree of the second throttle valve 72 and the above map.

さらに上述の実施の形態においては、バイパス通路70からの空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられる構成を一例として説明したが、上流側の排気処理装置としては、TWC60に特に限定されるものではない。上流側の排気処理装置としては、たとえば、TWC60と、酸化触媒(以下、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)と記載する)と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含むようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the TWC 60 is provided as the exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which the air from the bypass passage 70 is supplied has been described as an example, but the exhaust treatment on the upstream side has been described. The device is not particularly limited to the TWC60. The exhaust gas treatment device on the upstream side may include, for example, TWC60, an oxidation catalyst (hereinafter referred to as DOC (Diesel Oxidation Catalyst)), a PM removal filter, and at least one of a NOx purification catalyst. good.

以下、エンジンシステム1においてTWC60に代えてDOCが設けられる構成を変形例の一例として説明する。 Hereinafter, a configuration in which the DOC is provided in place of the TWC 60 in the engine system 1 will be described as an example of a modification.

図5は、第1の実施の形態の変形例に係るエンジンシステム1の概略構成の一例を示す図である。図5に示すエンジンシステム1の構成は、図1に示すエンジンシステム1の構成と比較して、TWC60に代えてDOC66が設けられる点で異なる。それ以外の構成については、図1に示したエンジンシステム1の構成と同様であり、同じ参照符号を付与している。そのため、それらの構成についての詳細な説明は繰り返さない。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an engine system 1 according to a modified example of the first embodiment. The configuration of the engine system 1 shown in FIG. 5 differs from the configuration of the engine system 1 shown in FIG. 1 in that the DOC 66 is provided instead of the TWC 60. Other configurations are the same as the configuration of the engine system 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given. Therefore, the detailed description of their configuration will not be repeated.

DOC66は、第2排気通路40の他方端に接続される。DOC66は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金(Pt)等の貴金属がコーティングされる。DOC66は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気を通すことにより、排気に含まれる一酸化炭素および炭化水素等を酸化して除去する。 The DOC 66 is connected to the other end of the second exhaust passage 40. The DOC 66 is made of a cell-shaped cylinder formed of a ceramic columnar or the like, and a large number of through holes are formed in the axial direction thereof, and a precious metal such as platinum (Pt) is coated on the inner surface thereof. The DOC 66 oxidizes and removes carbon monoxide, hydrocarbons, and the like contained in the exhaust gas by passing the exhaust gas through a large number of through holes under a predetermined temperature.

このような構成を有するエンジンシステム1において、ECU100は、図2のフローチャートに示す処理を実行する。図2のフローチャートに示す処理については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。 In the engine system 1 having such a configuration, the ECU 100 executes the process shown in the flowchart of FIG. Since the processing shown in the flowchart of FIG. 2 is as described above, the detailed description thereof will not be repeated.

以上のような構造およびフローチャートに基づくECU100の動作について説明する。 The operation of the ECU 100 based on the above structure and the flowchart will be described.

たとえば、吸入空気量と第1圧力と大気圧とが取得され(S100)、取得された吸入空気量と、第1圧力と、大気圧とから過給機50の動作点が算出される(S102)。算出された過給機50の動作点が所定範囲内であると判定されると(S104にてYES)、開弁状態になるように第2絞り弁72が制御される(S106)。 For example, the intake air amount, the first pressure, and the atmospheric pressure are acquired (S100), and the operating point of the turbocharger 50 is calculated from the acquired intake air amount, the first pressure, and the atmospheric pressure (S102). ). When it is determined that the calculated operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range (YES in S104), the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state (S106).

第2絞り弁72が開弁状態になると、コンプレッサ52から流出する空気の一部は、第2絞り弁72を通過し、バイパス通路70を経由して第3排気通路42に流通する。その結果、過給機50の動作点がサージ領域に入ることなく所定範囲内を維持した状態で変化する。これにより、過給機50がサージ領域で作動することが抑制される。 When the second throttle valve 72 is opened, a part of the air flowing out from the compressor 52 passes through the second throttle valve 72 and flows to the third exhaust passage 42 via the bypass passage 70. As a result, the operating point of the turbocharger 50 changes while being maintained within a predetermined range without entering the surge region. As a result, the turbocharger 50 is suppressed from operating in the surge region.

その後、第1圧力と第2圧力とが取得され(S108)、第1圧力と第2圧力との差を用いてバイパス通路70に流通する空気の流量が算出される(S110)。そして、算出された空気の流量を用いてエンジン2の制御が実行される(S112)。 After that, the first pressure and the second pressure are acquired (S108), and the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is calculated using the difference between the first pressure and the second pressure (S110). Then, the control of the engine 2 is executed using the calculated flow rate of air (S112).

バイパス通路70を経由して供給される空気によって空燃比がリーン状態を示す値になる排気がPM除去フィルタ62およびNOx浄化触媒64に供給される。その結果、PM除去フィルタ62において堆積したPMが燃焼させやすくなるとともに、NOx浄化触媒64においてNOxの浄化が促進される。 Exhaust gas having an air-fuel ratio of a value indicating a lean state is supplied to the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 by the air supplied through the bypass passage 70. As a result, the PM deposited in the PM removal filter 62 is easily burned, and the NOx purification catalyst 64 promotes the purification of NOx.

一方、バイパス通路70を経由して第3排気通路42に供給される空気は、DOC66に供給されないため、バイパス通路70を流通する空気によってDOC66の温度が低下することが抑制される。 On the other hand, since the air supplied to the third exhaust passage 42 via the bypass passage 70 is not supplied to the DOC 66, it is suppressed that the temperature of the DOC 66 is lowered by the air flowing through the bypass passage 70.

図6は、第1の実施の形態の変形例におけるDOC66の温度変化の一例を説明するための図である。図6の横軸は、時間を示す。図6の縦軸は、DOC66の床温(以下、触媒床温とも記載する)を示す。図6のLN4(実線)は、この変形例に係るエンジンシステム1におけるDOC66の温度変化を示す。図6のLN5(破線)は、第2排気通路40にバイパス通路70の他方端が接続される場合におけるDOC66の温度変化を示す。触媒床温Tc(0)は、触媒が活性化する温度の下限値を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a temperature change of the DOC 66 in the modified example of the first embodiment. The horizontal axis of FIG. 6 indicates time. The vertical axis of FIG. 6 shows the floor temperature of DOC66 (hereinafter, also referred to as catalyst floor temperature). LN4 (solid line) in FIG. 6 shows the temperature change of the DOC 66 in the engine system 1 according to this modification. LN5 (dashed line) in FIG. 6 shows the temperature change of the DOC 66 when the other end of the bypass passage 70 is connected to the second exhaust passage 40. The catalyst bed temperature Tc (0) indicates the lower limit of the temperature at which the catalyst is activated.

たとえば、時間t(0)にて、第2絞り弁72が開弁状態になると、バイパス通路70に空気が流通する。第2排気通路40にバイパス通路70の他方端が接続される場合には、図6のLN5に示すように、バイパス通路70の他方端から第2排気通路40に流通する空気がDOC66に供給され、供給された空気によりDOC66の温度が低下していく。そして、時間t(1)にて、DOC66の温度が触媒床温Tc(0)を下回り、DOC66の排気の浄化性能が低下することとなる。 For example, when the second throttle valve 72 is opened at time t (0), air flows through the bypass passage 70. When the other end of the bypass passage 70 is connected to the second exhaust passage 40, as shown in LN5 of FIG. 6, the air flowing from the other end of the bypass passage 70 to the second exhaust passage 40 is supplied to the DOC 66. , The temperature of the DOC66 decreases due to the supplied air. Then, at time t (1), the temperature of DOC66 falls below the catalyst bed temperature Tc (0), and the purification performance of the exhaust gas of DOC66 deteriorates.

一方、この変形例に係るエンジンシステム1において第3排気通路42にバイパス通路70の他方端が接続される構成とする場合には、バイパス通路70の他方端から第3排気通路42に流通する空気は、DOC66に供給されないので、図6のLN4に示すように、DOC66の温度は、触媒床温Tc(0)よりも高い状態で維持される。そのため、DOC66の浄化性能の低下を抑制することができる。 On the other hand, in the engine system 1 according to this modification, when the other end of the bypass passage 70 is connected to the third exhaust passage 42, the air flowing from the other end of the bypass passage 70 to the third exhaust passage 42. Is not supplied to the DOC66, so that the temperature of the DOC66 is maintained higher than the catalyst bed temperature Tc (0), as shown in LN4 of FIG. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the purification performance of the DOC 66.

なお、TWC60に代えてPM除去フィルタが設けられる場合についても、NOx浄化触媒が設けられる場合についても同様に、各排気処理装置の温度を活性化可能な温度範囲で維持することができるため、浄化性能の低下を抑制することができる。 Similarly, when a PM removal filter is provided instead of the TWC60 and when a NOx purification catalyst is provided, the temperature of each exhaust gas treatment device can be maintained within an activating temperature range, so that purification is possible. It is possible to suppress the deterioration of performance.

さらに上述の実施の形態では、過給機50は、ターボチャージャである場合を一例として説明したが、過給機50は、たとえば、コンプレッサをエンジン2の動力を用いて駆動するスーパーチャージャであってもよいし、コンプレッサをモータで動作させる電動ターボチャージャであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the supercharger 50 is a turbocharger has been described as an example, but the supercharger 50 is, for example, a supercharger in which the compressor is driven by the power of the engine 2. It may be an electric turbocharger in which the compressor is operated by a motor.

さらに上述の実施の形態では、バイパス通路70の他方端が接続される位置よりも下流側の排気処理装置として、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64とを含むものとして説明したが、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64とに加えてまたは代えて三元触媒および酸化触媒のうちの少なくともいずれかが下流側の排気処理装置として設けられるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the exhaust gas treatment device downstream from the position where the other end of the bypass passage 70 is connected includes the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64, but the PM removal filter has been described. In addition to or in place of 62 and the NOx purification catalyst 64, at least one of a three-way catalyst and an oxidation catalyst may be provided as a downstream exhaust treatment device.

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、ECU100が過給機50の動作点が所定範囲内であるという予め定められた条件が成立する場合に、過給機50により過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するようにした。これに対して、第2の実施の形態では、ECU100がTWC60における酸素吸蔵量と空燃比とについての予め定められた条件が成立する場合に、過給機50により過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとする。
In addition, the above-mentioned modification may be carried out by combining all or a part thereof.
<Second embodiment>
In the first embodiment, when the predetermined condition that the operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range is satisfied, the valve is opened in the state of being supercharged by the turbocharger 50. The second throttle valve 72 was controlled so as to be. On the other hand, in the second embodiment, the ECU 100 is opened in a state of being supercharged by the supercharger 50 when predetermined conditions for the oxygen storage amount and the air-fuel ratio in the TWC 60 are satisfied. It is assumed that the second throttle valve 72 is controlled so as to be in a valve state.

図7は、第2の実施の形態に係るエンジンシステム1の概略構成の一例を示す図である。図7に示される第2の実施の形態に係るエンジンシステム1の構成は、図1に示した第1の実施の形態に係るエンジンシステム1の構成と比較して、大気圧計206が省略され、かつ、空燃比計208を含む点、および、タービン54が可変ノズル機構58を含む点で異なる。それ以外の構成については、図1に示したエンジンシステム1の構成と同様であり、同じ参照符号を付与している。そのため、それらの構成についての詳細な説明は繰り返さない。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the engine system 1 according to the second embodiment. In the configuration of the engine system 1 according to the second embodiment shown in FIG. 7, the atmospheric pressure meter 206 is omitted as compared with the configuration of the engine system 1 according to the first embodiment shown in FIG. It is different in that it includes an air-fuel ratio meter 208 and that the turbine 54 includes a variable nozzle mechanism 58. Other configurations are the same as the configuration of the engine system 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given. Therefore, the detailed description of their configuration will not be repeated.

空燃比計208は、ECU100に接続される。空燃比計208は、第2排気通路40を流通する排気の空燃比を検出する。空燃比計208は、検出した空燃比を示す信号をECU100に送信する。 The air-fuel ratio meter 208 is connected to the ECU 100. The air-fuel ratio meter 208 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the second exhaust passage 40. The air-fuel ratio meter 208 transmits a signal indicating the detected air-fuel ratio to the ECU 100.

可変ノズル機構58は、タービン54を作動させる排気の流速を変化させる。可変ノズル機構58は、タービン54のタービンホイールの外周側に配置され、排気流入口から供給される排気をタービンホイールに導く複数のノズルベーン(図示せず)と、複数のノズルベーンの各々を回転させることによって隣接するノズルベーン間の隙間(以下、VN開度と記載する)を変化させる駆動装置(図示せず)とを含む。可変ノズル機構58は、たとえば、ECU100からの制御信号C4に応じて動作する駆動装置を用いてノズルベーンを回転させることによってVN開度を変化させる。たとえば、VN開度が小さく制御されることによって隣接するノズルベーン間の隙間が小さくなる。そのため、排気の流速が上昇し、タービンホイールの回転速度を上昇させることにより、過給圧を高めることができる。同様に、VN開度が大きく制御されることにより、排気の流速が低下し、タービンホイールの回転速度を低下させることにより、過給圧を低下させることができる。 The variable nozzle mechanism 58 changes the flow velocity of the exhaust gas that operates the turbine 54. The variable nozzle mechanism 58 is arranged on the outer peripheral side of the turbine wheel of the turbine 54, and rotates a plurality of nozzle vanes (not shown) that guide the exhaust gas supplied from the exhaust inlet to the turbine wheel, and each of the plurality of nozzle vanes. Includes a drive device (not shown) that changes the gap between adjacent nozzle vanes (hereinafter referred to as VN opening degree). The variable nozzle mechanism 58 changes the VN opening degree by rotating the nozzle vane using, for example, a drive device that operates in response to the control signal C4 from the ECU 100. For example, by controlling the VN opening degree to be small, the gap between adjacent nozzle vanes becomes small. Therefore, the flow velocity of the exhaust gas increases, and the rotational speed of the turbine wheel is increased, so that the boost pressure can be increased. Similarly, by greatly controlling the VN opening degree, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the rotational speed of the turbine wheel is reduced, so that the boost pressure can be reduced.

このような構成において、本実施の形態において、ECU100は、TWC60における酸素吸蔵量がしきい値以下であって、かつ、空燃比計208によって検出される排気の空燃比がストイキ状態またはリッチ状態を示す値であるという予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとする。 In such a configuration, in the present embodiment, in the ECU 100, the oxygen storage amount in the TWC 60 is equal to or less than the threshold value, and the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the air-fuel ratio meter 208 is in a stoichiometric state or a rich state. When the predetermined condition of the indicated value is satisfied, the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state in the state of being supercharged by the supercharger 50.

このようにすると、エンジン2の排気の空燃比がストイキ状態またはリッチ状態を示す値であるため、バイパス通路70の他方端と第3排気通路42との接続位置よりも上流側の排気処理装置に含まれる三元触媒においてHC、COおよびNOxなどの排気成分を浄化させることができる。また、TWC60において酸素吸蔵量が低いと、TWC60から酸素が吐き出されないが、バイパス通路70を経由して空気が上記接続位置よりも下流側の排気処理装置に供給されるため、下流側の排気処理装置に含まれるPM除去フィルタ62およびNOx浄化触媒64における排気の浄化性能を向上させることができる。そのため、PM除去フィルタ62においてPMを燃焼させやすくなったり、NOx浄化触媒64においてNOxの浄化が促進されたりする。 In this way, since the air-fuel ratio of the exhaust gas of the engine 2 is a value indicating a stoichiometric state or a rich state, the exhaust gas treatment device on the upstream side of the connection position between the other end of the bypass passage 70 and the third exhaust passage 42 Exhaust components such as HC, CO and NOx can be purified in the contained three-way catalyst. Further, if the oxygen storage amount in the TWC 60 is low, oxygen is not discharged from the TWC 60, but air is supplied to the exhaust treatment device on the downstream side of the connection position via the bypass passage 70, so that the exhaust on the downstream side is exhausted. It is possible to improve the exhaust gas purification performance of the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 included in the processing apparatus. Therefore, PM is easily burned in the PM removal filter 62, and NOx purification is promoted in the NOx purification catalyst 64.

以下、図8を参照して、第2の実施の形態におけるECU100で実行される処理について説明する。図8は、第2の実施の形態においてECU100で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。 Hereinafter, the process executed by the ECU 100 in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the process executed by the ECU 100 in the second embodiment. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed every predetermined control cycle.

S200にて、ECU100は、第1圧力と空燃比を取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得する。ECU100は、空燃比計208を用いて空燃比を取得する。 In S200, the ECU 100 acquires the first pressure and the air-fuel ratio. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202. The ECU 100 acquires the air-fuel ratio by using the air-fuel ratio meter 208.

S202にて、ECU100は、TWC60の酸素吸蔵量を推定する。ECU100は、たとえば、空燃比を含むエンジン2の運転履歴を用いてTWC60の酸素吸蔵量を推定する。 In S202, the ECU 100 estimates the oxygen storage amount of the TWC60. The ECU 100 estimates the oxygen storage amount of the TWC 60 by using, for example, the operation history of the engine 2 including the air-fuel ratio.

ECU100は、たとえば、予め定められた期間(たとえば、制御周期)において、空燃比がリーン状態である場合には、過剰分の酸素が貯蔵されるため、空燃比から酸素の貯蔵量の増加分を推定する。ECU100は、推定された酸素の貯蔵量の増加分を前回の貯蔵量の推定値に加算することで、今回の貯蔵量の推定値を算出する。同様に、ECU100は、たとえば、予め定められた期間において、空燃比がリッチ状態である場合には、不足分の酸素が吐き出されるため、空燃比から酸素の貯蔵量の減少分を推定する。ECU100は、推定された酸素の貯蔵量の減少分を前回の貯蔵量の推定値に加算することで、今回の貯蔵量の推定値を算出する。なお、増加分の推定および減少分の推定には、空燃比に加えてエンジン2の運転状態を考慮してもよい。 For example, when the air-fuel ratio is in a lean state, the ECU 100 stores an excess amount of oxygen in a predetermined period (for example, a control cycle), so that the amount of increase in the amount of oxygen stored is increased from the air-fuel ratio. presume. The ECU 100 calculates the estimated value of the stored amount this time by adding the increased amount of the estimated stored amount of oxygen to the estimated value of the previous stored amount. Similarly, for example, when the air-fuel ratio is in a rich state, the ECU 100 estimates the decrease in the amount of oxygen stored from the air-fuel ratio because the insufficient oxygen is discharged. The ECU 100 calculates the estimated value of the stored amount this time by adding the amount of decrease in the estimated stored amount of oxygen to the estimated value of the previous stored amount. In addition to the air-fuel ratio, the operating state of the engine 2 may be taken into consideration in the estimation of the increase and the estimation of the decrease.

S204にて、ECU100は、酸素吸蔵量がしきい値以下であって、かつ、空燃比がストイキ状態またはリッチ状態を示す値であるか否かを判定する。しきい値は、たとえば、酸素吸蔵量が不足している状態を判定するための値である。しきい値は、たとえば、ゼロであってもよいし、ゼロよりも大きい値であってもよく、実験等によって適合される予め定められた値である。酸素吸蔵量がしきい値以下であって、かつ、空燃比がストイキ状態またはリッチ状態を示す値であると判定される場合(S204にてYES)、処理はS206に移される。 In S204, the ECU 100 determines whether or not the oxygen storage amount is equal to or less than the threshold value and the air-fuel ratio is a value indicating a stoichiometric state or a rich state. The threshold value is, for example, a value for determining a state in which the oxygen storage amount is insufficient. The threshold value may be, for example, zero or a value larger than zero, and is a predetermined value adapted by experiments or the like. When the oxygen storage amount is equal to or less than the threshold value and the air-fuel ratio is determined to be a value indicating a stoichiometric state or a rich state (YES in S204), the process is transferred to S206.

S206にて、ECU100は、過給圧上昇制御を実行する。ECU100は、たとえば、第1圧力がしきい値を超えるように可変ノズル機構58を制御する。ECU100は、たとえば、第1圧力としきい値との差に対応した開度になるように可変ノズル機構58を制御する。ECU100は、たとえば、第1圧力としきい値との差とVN開度との関係を示すマップ等を用いて開度を設定し、設定された開度になるように可変ノズル機構58を制御する。しきい値は、少なくともバイパス通路70を経由して第3排気通路42に空気が流通可能な圧力であればよく、特に限定されるものではなく、たとえば、予め定められた値である。なお、ECU100は、第1圧力がしきい値を超えている場合には、可変ノズル機構58の制御状態を維持する。 In S206, the ECU 100 executes the boost pressure increase control. The ECU 100 controls, for example, the variable nozzle mechanism 58 so that the first pressure exceeds the threshold value. The ECU 100 controls, for example, the variable nozzle mechanism 58 so that the opening degree corresponds to the difference between the first pressure and the threshold value. The ECU 100 sets the opening degree by using, for example, a map showing the relationship between the difference between the first pressure and the threshold value and the VN opening degree, and controls the variable nozzle mechanism 58 so as to have the set opening degree. .. The threshold value may be at least a pressure at which air can flow to the third exhaust passage 42 via the bypass passage 70, and is not particularly limited, and is, for example, a predetermined value. The ECU 100 maintains the control state of the variable nozzle mechanism 58 when the first pressure exceeds the threshold value.

S208にて、ECU100は、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオン状態にする。 In S208, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is opened. When the second throttle valve 72 is opened, the ECU 100 turns on a flag indicating that the second throttle valve 72 is in the opened state.

S210にて、ECU100は、第1圧力と第2圧力を取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得するとともに、第2圧力計204を用いて第2圧力を取得する。なお、ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にしてから圧力変化が収束する予め定められた時間が経過した後に第1圧力と第2圧力とを取得することが望ましい。 In S210, the ECU 100 acquires the first pressure and the second pressure. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202 and acquires the second pressure by using the second pressure gauge 204. It is desirable that the ECU 100 acquires the first pressure and the second pressure after a predetermined time for the pressure change to converge after the second throttle valve 72 is opened.

S212にて、ECU100は、バイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。ECU100は、第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。 In S212, the ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70. The ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70 using the pressure difference between the first pressure and the second pressure.

S214にて、ECU100は、空燃比が目標空燃比になるようにエンジン2を制御する。具体的な制御方法については、上述の第1の実施の形態における図2のフローチャートのS112の処理に示されるエンジン2の制御方法と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。 In S214, the ECU 100 controls the engine 2 so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. The specific control method is the same as the control method of the engine 2 shown in the process of S112 in the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment described above. Therefore, the detailed explanation will not be repeated.

なお、酸素吸蔵量がしきい値よりも大きい場合や、空燃比がリーン状態を示す値である場合には(S204にてNO)、処理はS216に移される。 If the oxygen storage amount is larger than the threshold value or the air-fuel ratio is a value indicating a lean state (NO in S204), the process is transferred to S216.

S216にて、ECU100は、第2絞り弁72が開弁状態であるか否かを判定する。ECU100は、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグがオン状態である場合に、第2絞り弁72が開弁状態であると判定する。第2絞り弁72が開弁状態であると判定される場合(S216にてYES)、処理はS218に移される。 In S216, the ECU 100 determines whether or not the second throttle valve 72 is in the valve open state. The ECU 100 determines that the second throttle valve 72 is in the open state when the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state is on. When it is determined that the second throttle valve 72 is in the valve open state (YES in S216), the process is transferred to S218.

S218にて、ECU100は、閉弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。ECU100は、たとえば、第2絞り弁72を閉弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオフ状態にする。 In S218, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is closed. For example, when the second throttle valve 72 is closed, the ECU 100 turns off the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state.

なお、第2絞り弁72が開弁状態でないと判定される場合(S216にてNO)、この処理は終了される。 When it is determined that the second throttle valve 72 is not in the valve open state (NO in S216), this process is terminated.

以上のような構造およびフローチャートに基づくECU100の動作について図9を参照しつつ説明する。図9は、空燃比と酸素吸蔵量とNOx排出量との変化を示すタイミングチャートである。図9の横軸は、時間を示す。図9の縦軸は、空燃比と酸素吸蔵量とNOx排出量とを示す。図9のLN6は、空燃比の変化を示す。図9のLN7は、酸素吸蔵量の変化を示す。図9のLN8は、酸素吸蔵量の低下時に第2絞り弁72を開弁状態にしない場合におけるNOx浄化触媒64からのNOx排出量の変化を示す。図9のLN9は、酸素吸蔵量の低下時に第2絞り弁72を開弁状態にする場合におけるNOx浄化触媒64からのNOx排出量の変化を示す。 The operation of the ECU 100 based on the above structure and the flowchart will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a timing chart showing changes in the air-fuel ratio, oxygen storage amount, and NOx emission amount. The horizontal axis of FIG. 9 indicates time. The vertical axis of FIG. 9 shows the air-fuel ratio, the oxygen occlusion amount, and the NOx emission amount. LN6 in FIG. 9 shows the change in the air-fuel ratio. LN7 in FIG. 9 shows the change in oxygen storage amount. LN8 in FIG. 9 shows a change in the amount of NOx discharged from the NOx purification catalyst 64 when the second throttle valve 72 is not opened when the oxygen storage amount decreases. LN9 in FIG. 9 shows a change in the amount of NOx discharged from the NOx purification catalyst 64 when the second throttle valve 72 is opened when the oxygen storage amount decreases.

第1圧力と空燃比とが取得されると(S200)、空燃比を含むエンジン2の運転履歴を用いてTWC60の酸素吸蔵量が推定される(S202)。 When the first pressure and the air-fuel ratio are acquired (S200), the oxygen storage amount of the TWC 60 is estimated using the operation history of the engine 2 including the air-fuel ratio (S202).

たとえば、図9の時間t(2)前のLN6に示すように、エンジン2からの排気の空燃比がリーン状態を示す値であって、TWC60において酸素吸蔵量が上限値である場合には(S204にてNO)、第2絞り弁72の閉弁状態が維持される(S216にてNO)。このとき、排気の空燃比がリーン状態であるため、TWC60およびNOx浄化触媒64の各々においてNOxの浄化が行なわれることによってNOx排出量の増加が抑制される。 For example, as shown in LN6 before the time t (2) in FIG. 9, when the air-fuel ratio of the exhaust gas from the engine 2 is a value indicating a lean state and the oxygen storage amount is the upper limit value in the TWC60 ( NO in S204), the closed state of the second throttle valve 72 is maintained (NO in S216). At this time, since the air-fuel ratio of the exhaust gas is in a lean state, the increase in NOx emissions is suppressed by purifying NOx in each of the TWC 60 and the NOx purification catalyst 64.

時間t(2)にて、エンジン2の運転状態の変化により排気の空燃比がリッチ状態になると、TWC60に吸蔵された酸素が供給され、TWC60の触媒表面はストイキ状態が維持されることによって、HC、COおよびNOxの浄化が行なわれる。その結果、TWC60における酸素吸蔵量が低下していくこととなる。 When the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes rich due to a change in the operating state of the engine 2 at time t (2), oxygen occluded in the TWC 60 is supplied, and the catalyst surface of the TWC 60 is maintained in a stoichiometric state. Purification of HC, CO and NOx is performed. As a result, the amount of oxygen stored in the TWC 60 will decrease.

そして、時間t(3)にて、排気の空燃比がリッチ状態のまま、酸素吸蔵量がしきい値以下になると(S204にてYES)、過給圧上昇制御が実行されることによって第1圧力がしきい値を超えるように可変ノズル機構58が制御されるとともに(S206)、第2絞り弁72が開弁状態になる(S208)。そして、第1圧力と第2圧力とが取得されると(S210)、取得された第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70に流通する空気の流量が算出される(S212)。算出された空気の流量を用いてエンジン2の制御が実行される(S214)。 Then, at time t (3), when the air-fuel ratio of the exhaust remains rich and the oxygen storage amount becomes equal to or less than the threshold value (YES in S204), the boost pressure increase control is executed to perform the first step. The variable nozzle mechanism 58 is controlled so that the pressure exceeds the threshold value (S206), and the second throttle valve 72 is opened (S208). Then, when the first pressure and the second pressure are acquired (S210), the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is calculated using the acquired pressure difference between the first pressure and the second pressure (S210). S212). The control of the engine 2 is executed using the calculated air flow rate (S214).

バイパス通路70を経由して供給される空気によって空燃比がリーン状態を示す値になる排気がPM除去フィルタ62およびNOx浄化触媒64に供給される。その結果、PM除去フィルタ62において堆積したPMが燃焼させやすくなるとともに、NOx浄化触媒64においてNOxの浄化が促進される。 Exhaust gas having an air-fuel ratio of a value indicating a lean state is supplied to the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 by the air supplied through the bypass passage 70. As a result, the PM deposited in the PM removal filter 62 is easily burned, and the NOx purification catalyst 64 promotes the purification of NOx.

たとえば、第2絞り弁72が開弁状態にならない場合には、酸素吸蔵量の低下によりTWC60においてNOxが十分に浄化されず、空燃比がリッチ状態であることによりNOx浄化触媒64においてもNOxが十分に浄化されない。そのため、図9のLN8に示すように、時間t(3)以降においてNOx排出量が増加していき、その後、一定量のNOxが排出される状態が継続する。 For example, when the second throttle valve 72 is not in the valve open state, NOx is not sufficiently purified in the TWC 60 due to a decrease in oxygen storage amount, and NOx is also produced in the NOx purification catalyst 64 due to the rich air-fuel ratio. Not sufficiently purified. Therefore, as shown in LN8 of FIG. 9, the NOx emission amount increases after the time t (3), and then the state in which a certain amount of NOx is discharged continues.

これに対して、時間t(3)にて、第2絞り弁72が開弁状態になる場合には、第2絞り弁72が開弁状態になる場合には、バイパス通路70を経由して供給される空気によってNOx浄化触媒64においてNOxが浄化されるため、図9のLN9に示すように、時間t(3)以降においてもNOxが排出されない状態が継続される。 On the other hand, when the second throttle valve 72 is opened at time t (3), the second throttle valve 72 is opened via the bypass passage 70. Since NOx is purified in the NOx purification catalyst 64 by the supplied air, as shown in LN9 of FIG. 9, the state in which NOx is not discharged continues even after the time t (3).

なお、時間t(4)にて、空燃比がリーン状態になると(S204にてNO)、第2絞り弁72が開弁状態であるため(S216にてYES)、閉弁状態になるように第2絞り弁72が制御される(S218)。 When the air-fuel ratio becomes lean (NO in S204) at time t (4), the second throttle valve 72 is in the open state (YES in S216), so that the valve is closed. The second throttle valve 72 is controlled (S218).

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンシステム1によると、酸素吸蔵量がしきい値よりも低下するという条件と、エンジンの排気の空燃比がストイキ状態およびリッチ状態のうちの少なくともいずれかの状態を示す値であるという条件とを含む予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって適切に過給されている状態において第2絞り弁72が開弁状態になる。そのため、上流側排気処理装置に含まれるTWC60においてNOxを十分に浄化できない場合でもバイパス通路70を経由して空気が下流側排気処理装置に供給されるため、NOx浄化触媒64に供給される排気の空燃比をリーン側の値に変化させることができるため、NOxの浄化性能の低下を抑制することができる。したがって、過給機の動作状態がサージ領域に入ることを抑制しつつ、排気処理装置の排気の浄化性能の低下を抑制するエンジンシステムを提供することができる。 As described above, according to the engine system 1 according to the present embodiment, at least one of the condition that the oxygen storage amount is lower than the threshold value and the air-fuel ratio of the exhaust gas of the engine is in a stoichiometric state or a rich state. When a predetermined condition including the condition that the value indicates the state is satisfied, the second throttle valve 72 is opened in the state of being appropriately supercharged by the supercharger 50. Therefore, even if NOx cannot be sufficiently purified in the TWC 60 included in the upstream exhaust gas treatment device, air is supplied to the downstream exhaust gas treatment device via the bypass passage 70, so that the exhaust gas supplied to the NOx purification catalyst 64 is supplied. Since the air-fuel ratio can be changed to a value on the lean side, deterioration of NOx purification performance can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an engine system that suppresses the deterioration of the exhaust gas purification performance of the exhaust gas treatment device while suppressing the operating state of the turbocharger from entering the surge region.

さらにECU100は、第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70を流通する気体の流量を算出し、算出された流量を用いて算出されるエンジン2に流通する気体の流量を算出することができる。そのため、エンジン2の燃料噴射量を適切に調整し、排気の空燃比を適切な空燃比に調整することができる。 Further, the ECU 100 calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 using the pressure difference between the first pressure and the second pressure, and calculates the flow rate of the gas flowing through the engine 2 using the calculated flow rate. Can be calculated. Therefore, the fuel injection amount of the engine 2 can be appropriately adjusted, and the air-fuel ratio of the exhaust can be adjusted to an appropriate air-fuel ratio.

さらに、バイパス通路70には、逆止弁74が設けられるため、排気側から吸気側へとバイパス通路70を経由して気体が逆流することを抑制することができる。 Further, since the check valve 74 is provided in the bypass passage 70, it is possible to suppress the backflow of gas from the exhaust side to the intake side via the bypass passage 70.

さらに、バイパス通路70から空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられるため、バイパス通路70を経由した空気の供給対象からTWC60が除外される。そのため、TWC60の温度が不必要に低下することを抑制することができる。 Further, since the TWC 60 is provided as an exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which air is supplied from the bypass passage 70, the TWC 60 is excluded from the air supply target via the bypass passage 70. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the TWC 60 from dropping unnecessarily.

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態においては、第2絞り弁72は、開弁状態と、閉弁状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切替えるものとして説明したが、第2絞り弁72は、開度が調整可能に構成されるようにしてもよい。このようにすると、たとえば、バイパス通路70を流通する気体の流量が目標流量になるように第2絞り弁72の開度を調整することができる。そのため、第3排気通路42よりも下流側の排気処理装置に供給される空気量を適切な量に調整することができる。そのため、下流側の排気処理装置の排気の浄化性能が低下することを抑制することができる。
Hereinafter, modification examples will be described.
In the above-described embodiment, the second throttle valve 72 has been described as switching from one of the valve open state and the valve closed state to the other state, but the second throttle valve 72 is described. , The opening degree may be configured to be adjustable. By doing so, for example, the opening degree of the second throttle valve 72 can be adjusted so that the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 becomes the target flow rate. Therefore, the amount of air supplied to the exhaust treatment device on the downstream side of the third exhaust passage 42 can be adjusted to an appropriate amount. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the exhaust purification performance of the exhaust gas treatment device on the downstream side.

さらに上述の実施の形態においては、流量算出部104が第1圧力と第2圧力との圧力差からバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するものとして説明したが、第2絞り弁72の開度が調整可能な場合には、以下のようにしてバイパス通路70を流通する空気の流量を算出してもよい。すなわち、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、バイパス通路70を流通する空気の流量との関係を示すマップを実験等により作成しておき、流量算出部104は、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、上述のマップとからバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flow rate calculation unit 104 has been described as calculating the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 from the pressure difference between the first pressure and the second pressure. If the opening degree can be adjusted, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated as follows. That is, a map showing the relationship between the first pressure, the opening degree of the second throttle valve 72, and the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is created by an experiment or the like, and the flow rate calculation unit 104 uses the first pressure. And, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated from the opening degree of the second throttle valve 72 and the above map.

さらに上述の実施の形態においては、バイパス通路70からの空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられる構成を一例として説明したが、上流側の排気処理装置としては、TWC60に特に限定されるものではない。上流側の排気処理装置としては、たとえば、TWC60に代えて酸化触媒(DOC)と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含むようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the TWC 60 is provided as the exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which the air from the bypass passage 70 is supplied has been described as an example, but the exhaust treatment on the upstream side has been described. The device is not particularly limited to the TWC60. The exhaust gas treatment device on the upstream side may include, for example, at least one of an oxidation catalyst (DOC), a PM removal filter, and a NOx purification catalyst instead of the TWC60.

さらに上述の実施の形態では、過給機50は、ターボチャージャである場合を一例として説明したが、過給機50は、たとえば、スーパーチャージャであってもよいし、電動ターボチャージャであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the supercharger 50 is a turbocharger has been described as an example, but the supercharger 50 may be, for example, a supercharger or an electric turbocharger. good.

さらに上述の実施の形態では、バイパス通路70の他方端が接続される位置よりも下流側の排気処理装置として、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64とを含むものとして説明したが、少なくともNOx浄化触媒64が設けられていればよく、たとえば、NOx浄化触媒64に加えてPM除去フィルタと三元触媒と酸化触媒とのうちの少なくともいずれかが下流側の排気処理装置として設けられるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the exhaust treatment device downstream from the position where the other end of the bypass passage 70 is connected includes the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64, but at least NOx purification is described. It suffices if the catalyst 64 is provided. For example, in addition to the NOx purification catalyst 64, at least one of the PM removal filter, the three-way catalyst, and the oxidation catalyst may be provided as the exhaust gas treatment device on the downstream side. good.

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
<第3の実施の形態>
第1の実施の形態では、ECU100が過給機50の動作点が所定範囲内であるという予め定められた条件が成立する場合に、過給機50により過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するようにした。これに対して、第3の実施の形態では、ECU100がPM除去フィルタ62において堆積したPM堆積量についての予め定められた条件が成立する場合に、過給機50により過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとする。
In addition, the above-mentioned modification may be carried out by combining all or a part thereof.
<Third embodiment>
In the first embodiment, when the predetermined condition that the operating point of the turbocharger 50 is within the predetermined range is satisfied, the valve is opened in the state of being supercharged by the turbocharger 50. The second throttle valve 72 was controlled so as to be. On the other hand, in the third embodiment, when the predetermined condition for the amount of PM accumulated in the PM removal filter 62 is satisfied, the ECU 100 is supercharged by the supercharger 50. It is assumed that the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state.

図10は、第3の実施の形態に係るエンジンシステム1の概略構成の一例を示す図である。図10に示される第3の実施の形態に係るエンジンシステム1の構成は、図1に示した第1の実施の形態に係るエンジンシステム1の構成と比較して、大気圧計206が省略され、かつ、ECU100がPM堆積量推定部108をさらに含む点、および、タービン54が可変ノズル機構58を含む点で異なる。それ以外の構成については、図1に示したエンジンシステム1の構成と同様であり、同じ参照符号を付している。そのため、それらの構成についての詳細な説明は繰り返さない。さらに、可変ノズル機構58は、上述の第2の実施の形態において説明した可変ノズル機構58と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the engine system 1 according to the third embodiment. In the configuration of the engine system 1 according to the third embodiment shown in FIG. 10, the atmospheric pressure gauge 206 is omitted as compared with the configuration of the engine system 1 according to the first embodiment shown in FIG. Further, the ECU 100 further includes the PM deposit amount estimation unit 108, and the turbine 54 includes the variable nozzle mechanism 58. Other configurations are the same as the configuration of the engine system 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given. Therefore, the detailed description of their configuration will not be repeated. Further, since the variable nozzle mechanism 58 is the same as the variable nozzle mechanism 58 described in the second embodiment described above, the detailed description thereof will not be repeated.

ECU100は、PM堆積量推定部108をさらに含む。PM堆積量推定部108は、PM除去フィルタ62におけるPM堆積量を推定する。ECU100は、たとえば、エンジン2の運転条件(たとえば、エンジン回転数や燃料噴射量の指令値や吸入空気量等)からエンジン2からの予め定められた期間(たとえば、制御周期)のPMの排出量を算出する。ECU100は、算出された予め定められた期間のPMの排出量を積算することによってPM堆積量を推定する。なお、ECU100は、たとえば、PM除去フィルタ62の上流と下流との圧力差によってPM除去フィルタ62におけるPM堆積量を推定してもよい。PM堆積量推定部108は、PM堆積量の推定結果をエンジン制御部102に出力する。 The ECU 100 further includes a PM deposition amount estimation unit 108. The PM deposit estimation unit 108 estimates the PM deposit in the PM removal filter 62. The ECU 100 determines, for example, the amount of PM discharged from the engine 2 for a predetermined period (for example, a control cycle) from the operating conditions of the engine 2 (for example, the command value of the engine speed and the fuel injection amount, the intake air amount, etc.). Is calculated. The ECU 100 estimates the PM accumulation amount by integrating the PM emission amount for the calculated predetermined period. The ECU 100 may estimate the amount of PM deposited in the PM removal filter 62 by, for example, the pressure difference between the upstream and downstream of the PM removal filter 62. The PM deposit estimation unit 108 outputs the estimation result of the PM deposit to the engine control unit 102.

このような構成において、本実施の形態において、ECU100は、PM除去フィルタ62におけるPM堆積量がしきい値以上であるという条件を含む予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって過給されている状態において開弁状態になるように第2絞り弁72を制御するものとする。 In such a configuration, in the present embodiment, the ECU 100 uses the turbocharger 50 when a predetermined condition including a condition that the PM accumulation amount in the PM removal filter 62 is equal to or more than the threshold value is satisfied. It is assumed that the second throttle valve 72 is controlled so as to be in the valve open state in the supercharged state.

このようにすると、予め定められた実行条件が成立して、第2絞り弁72が開弁状態になると、バイパス通路70の他方端が接続される第3排気通路42よりも下流側の排気処理装置であるPM除去フィルタ62に第3排気通路を経由して空気が供給される。そのため、PM除去フィルタ62を流通する排気の空燃比をリーン側に変化させることができる。そのため、PM除去フィルタ62に捕集される煤を燃焼させてPM除去フィルタ62を再生することができる。 In this way, when the predetermined execution conditions are satisfied and the second throttle valve 72 is opened, the exhaust treatment on the downstream side of the third exhaust passage 42 to which the other end of the bypass passage 70 is connected is established. Air is supplied to the PM removal filter 62, which is an apparatus, via the third exhaust passage. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the PM removal filter 62 can be changed to the lean side. Therefore, the soot collected by the PM removal filter 62 can be burned to regenerate the PM removal filter 62.

以下、図11を参照して、第3の実施の形態におけるECU100で実行される処理について説明する。図11は、第3の実施の形態においてECU100で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。 Hereinafter, the process executed by the ECU 100 in the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing an example of the process executed by the ECU 100 in the third embodiment. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed every predetermined control cycle.

S300にて、ECU100は、第1圧力を取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得する。 In S300, the ECU 100 acquires the first pressure. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202.

S302にて、ECU100は、PM除去フィルタ62におけるPM堆積量を推定する。PM堆積量の推定方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。 In S302, the ECU 100 estimates the amount of PM deposited in the PM removal filter 62. Since the method for estimating the PM deposition amount is as described above, the detailed description thereof will not be repeated.

S304にて、ECU100は、PM堆積量がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値は、たとえば、PM除去フィルタ62において再生処理が必要であるか否かを判定するための値であって、実験等により適合される。PM堆積量がしきい値以上であると判定される場合(S304にてYES)、処理はS306に移される。 In S304, the ECU 100 determines whether or not the PM deposit amount is equal to or greater than the threshold value. The threshold value is, for example, a value for determining whether or not the regeneration process is necessary in the PM removal filter 62, and is fitted by an experiment or the like. If it is determined that the PM deposit is equal to or greater than the threshold value (YES in S304), the process is transferred to S306.

S306にて、ECU100は、過給圧上昇制御を実行する。具体的な制御方法については、上述の第2の実施の形態における図8のフローチャートのS206の処理に示される過給圧上昇制御と同様の制御方法である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。 In S306, the ECU 100 executes the boost pressure increase control. The specific control method is the same as the boost pressure increase control shown in the process of S206 in the flowchart of FIG. 8 in the second embodiment described above. Therefore, the detailed explanation will not be repeated.

S308にて、ECU100は、開弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオン状態にする。 In S308, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is opened. When the second throttle valve 72 is opened, the ECU 100 turns on a flag indicating that the second throttle valve 72 is in the opened state.

S310にて、ECU100は、第1圧力と第2圧力を取得する。ECU100は、第1圧力計202を用いて第1圧力を取得するとともに、第2圧力計204を用いて第2圧力を取得する。なお、ECU100は、第2絞り弁72を開弁状態にしてから圧力変化が収束する予め定められた時間が経過した後に第1圧力と第2圧力とを取得することが望ましい。 In S310, the ECU 100 acquires the first pressure and the second pressure. The ECU 100 acquires the first pressure by using the first pressure gauge 202 and acquires the second pressure by using the second pressure gauge 204. It is desirable that the ECU 100 acquires the first pressure and the second pressure after a predetermined time for the pressure change to converge after the second throttle valve 72 is opened.

S312にて、ECU100は、バイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。ECU100は、第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70を通過する空気の流量を算出する。 In S312, the ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70. The ECU 100 calculates the flow rate of air passing through the bypass passage 70 using the pressure difference between the first pressure and the second pressure.

S314にて、ECU100は、空燃比が目標空燃比になるようにエンジン2を制御する。具体的な制御方法については、上述の第1の実施の形態における図2のフローチャートのS112の処理に示されるエンジン2の制御方法と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。 In S314, the ECU 100 controls the engine 2 so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. The specific control method is the same as the control method of the engine 2 shown in the process of S112 in the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment described above. Therefore, the detailed explanation will not be repeated.

なお、PM堆積量がしきい値よりも小さい場合には(S304にてNO)、処理はS316に移される。 If the PM deposition amount is smaller than the threshold value (NO in S304), the treatment is transferred to S316.

S316にて、ECU100は、第2絞り弁72が開弁状態であるか否かを判定する。ECU100は、たとえば、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグがオン状態である場合に、第2絞り弁72が開弁状態であると判定する。第2絞り弁72が開弁状態であると判定される場合(S316にてYES)、処理はS318に移される。 In S316, the ECU 100 determines whether or not the second throttle valve 72 is in the valve open state. The ECU 100 determines that the second throttle valve 72 is in the open state, for example, when the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state is on. When it is determined that the second throttle valve 72 is in the valve open state (YES in S316), the process is transferred to S318.

S318にて、ECU100は、閉弁状態になるように第2絞り弁72を制御する。ECU100は、第2絞り弁72を閉弁状態にした場合には、第2絞り弁72が開弁状態であることを示すフラグをオフ状態にする。 In S318, the ECU 100 controls the second throttle valve 72 so that the valve is closed. When the second throttle valve 72 is closed, the ECU 100 turns off the flag indicating that the second throttle valve 72 is in the open state.

なお、第2絞り弁72が開弁状態でないと判定される場合(S316にてNO)、この処理は終了される。 When it is determined that the second throttle valve 72 is not in the valve open state (NO in S316), this process is terminated.

以上のような構造およびフローチャートに基づくECU100の動作について説明する。なお、第2絞り弁72は、閉弁状態である場合を想定する。 The operation of the ECU 100 based on the above structure and the flowchart will be described. It is assumed that the second throttle valve 72 is in a closed state.

第1圧力が取得されるとともに(S300)、PM除去フィルタ62におけるPM堆積量が推定される(S302)。推定されたPM堆積量がしきい値以上であるか否かが判定される(S304)。PM堆積量がしきい値よりも小さい場合には(S304にてNO)、第2絞り弁72の閉弁状態が維持される(S316にてNO)。エンジン2の運転が継続すると、時間の経過とともにPM除去フィルタ62においてPM堆積量が増加していく。 As the first pressure is acquired (S300), the amount of PM deposited in the PM removal filter 62 is estimated (S302). It is determined whether or not the estimated PM deposit is equal to or greater than the threshold value (S304). When the PM deposit amount is smaller than the threshold value (NO in S304), the closed state of the second throttle valve 72 is maintained (NO in S316). As the operation of the engine 2 continues, the amount of PM deposited in the PM removal filter 62 increases with the passage of time.

PM堆積量がしきい値以上になると(S304にてYES)、過給圧上昇制御が実行されることによって第1圧力がしきい値を超えるように可変ノズル機構58が制御されるとともに(S306)、第2絞り弁72が開弁状態になる(308)。そして、第1圧力と第2圧力とが取得されると(S310)、取得された第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70に流通する空気の流量が算出される(S312)。算出された空気の流量を用いてエンジン2の制御が実行される(S314)。 When the PM deposit amount exceeds the threshold value (YES in S304), the variable nozzle mechanism 58 is controlled so that the first pressure exceeds the threshold value by executing the boost pressure increase control (S306). ), The second throttle valve 72 is opened (308). Then, when the first pressure and the second pressure are acquired (S310), the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is calculated using the acquired pressure difference between the first pressure and the second pressure (S310). S312). The control of the engine 2 is executed using the calculated air flow rate (S314).

バイパス通路70を経由して供給される空気によって空燃比がリーン状態を示す値になる排気がPM除去フィルタ62およびNOx浄化触媒64に供給される。その結果、PM除去フィルタ62において堆積したPMが燃焼することでPM除去フィルタ62の再生が進行するとともに、NOx浄化触媒64においてNOxの浄化が促進される。 Exhaust gas having an air-fuel ratio of a value indicating a lean state is supplied to the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64 by the air supplied through the bypass passage 70. As a result, the PM accumulated in the PM removal filter 62 is burned to promote the regeneration of the PM removal filter 62 and promote the purification of NOx in the NOx purification catalyst 64.

なお、PM堆積量がしきい値よりも小さく(S304にてNO)、かつ、第2絞り弁72が開弁状態であると(S316にてYES)、閉弁状態になるように第2絞り弁72が制御される(S318)。 If the PM deposit amount is smaller than the threshold value (NO in S304) and the second throttle valve 72 is in the valve open state (YES in S316), the second throttle valve is closed. The valve 72 is controlled (S318).

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンシステム1によると、PM堆積量がしきい値よりも大きくなるという条件を含む予め定められた条件が成立する場合に、過給機50によって適切に過給されている状態において第2絞り弁72が開弁状態になる。そのため、バイパス通路70を経由して空気がPM除去フィルタ62に供給されるため、PM除去フィルタ62に堆積したPMを燃焼させてPM除去フィルタ62を再生させることができる。したがって、過給機の動作状態がサージ領域に入ることを抑制しつつ、排気処理装置の排気の浄化性能の低下を抑制するエンジンシステムを提供することができる。 As described above, according to the engine system 1 according to the present embodiment, the turbocharger 50 is appropriate when a predetermined condition including a condition that the PM deposit amount becomes larger than the threshold value is satisfied. The second throttle valve 72 is opened in the state of being supercharged. Therefore, since air is supplied to the PM removal filter 62 via the bypass passage 70, the PM accumulated in the PM removal filter 62 can be burned to regenerate the PM removal filter 62. Therefore, it is possible to provide an engine system that suppresses the deterioration of the exhaust gas purification performance of the exhaust gas treatment device while suppressing the operating state of the turbocharger from entering the surge region.

さらにECU100は、第1圧力と第2圧力との圧力差を用いてバイパス通路70を流通する気体の流量を算出し、算出された流量を用いて算出されるエンジン2に流通する気体の流量を算出することができる。そのため、エンジン2の燃料噴射量を適切に調整し、排気の空燃比を適切な空燃比に調整することができる。 Further, the ECU 100 calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 using the pressure difference between the first pressure and the second pressure, and calculates the flow rate of the gas flowing through the engine 2 using the calculated flow rate. Can be calculated. Therefore, the fuel injection amount of the engine 2 can be appropriately adjusted, and the air-fuel ratio of the exhaust can be adjusted to an appropriate air-fuel ratio.

さらに、バイパス通路70には、逆止弁74が設けられるため、排気側から吸気側へとバイパス通路70を経由して気体が逆流することを抑制することができる。 Further, since the check valve 74 is provided in the bypass passage 70, it is possible to suppress the backflow of gas from the exhaust side to the intake side via the bypass passage 70.

さらに、バイパス通路70から空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられるため、バイパス通路70を経由した空気の供給対象からTWC60が除外される。そのため、TWC60の温度が不必要に低下することを抑制することができる。 Further, since the TWC 60 is provided as an exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which air is supplied from the bypass passage 70, the TWC 60 is excluded from the air supply target via the bypass passage 70. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the TWC 60 from dropping unnecessarily.

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態においては、第2絞り弁72は、開弁状態と、閉弁状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切替えるものとして説明したが、第2絞り弁72は、開度が調整可能に構成されるようにしてもよい。このようにすると、たとえば、バイパス通路70を流通する気体の流量が目標流量になるように第2絞り弁72の開度を調整することができる。そのため、第3排気通路42よりも下流側の排気処理装置に供給される空気量を適切な量に調整することができる。そのため、下流側の排気処理装置の排気の浄化性能が低下することを抑制することができる。
Hereinafter, modification examples will be described.
In the above-described embodiment, the second throttle valve 72 has been described as switching from one of the valve open state and the valve closed state to the other state, but the second throttle valve 72 is described. , The opening degree may be configured to be adjustable. By doing so, for example, the opening degree of the second throttle valve 72 can be adjusted so that the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 70 becomes the target flow rate. Therefore, the amount of air supplied to the exhaust treatment device on the downstream side of the third exhaust passage 42 can be adjusted to an appropriate amount. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the exhaust purification performance of the exhaust gas treatment device on the downstream side.

さらに上述の実施の形態においては、流量算出部104が第1圧力と第2圧力との圧力差からバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するものとして説明したが、第2絞り弁72の開度が調整可能な場合には、以下のようにしてバイパス通路70を流通する空気の流量を算出してもよい。すなわち、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、バイパス通路70を流通する空気の流量との関係を示すマップを実験等により作成しておき、流量算出部104は、第1圧力と、第2絞り弁72の開度と、上述のマップとからバイパス通路70を流通する空気の流量を算出するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flow rate calculation unit 104 has been described as calculating the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 from the pressure difference between the first pressure and the second pressure. If the opening degree can be adjusted, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated as follows. That is, a map showing the relationship between the first pressure, the opening degree of the second throttle valve 72, and the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 is created by an experiment or the like, and the flow rate calculation unit 104 uses the first pressure. And, the flow rate of the air flowing through the bypass passage 70 may be calculated from the opening degree of the second throttle valve 72 and the above map.

さらに上述の実施の形態においては、バイパス通路70からの空気が供給される第3排気通路42よりも上流側の排気処理装置としてTWC60が設けられる構成を一例として説明したが、上流側の排気処理装置としては、TWC60に特に限定されるものではない。上流側の排気処理装置としては、たとえば、TWC60に代えて酸化触媒(DOC)と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含むようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the TWC 60 is provided as the exhaust treatment device on the upstream side of the third exhaust passage 42 to which the air from the bypass passage 70 is supplied has been described as an example, but the exhaust treatment on the upstream side has been described. The device is not particularly limited to the TWC60. The exhaust gas treatment device on the upstream side may include, for example, at least one of an oxidation catalyst (DOC), a PM removal filter, and a NOx purification catalyst instead of the TWC60.

さらに上述の実施の形態では、過給機50は、ターボチャージャである場合を一例として説明したが、過給機50は、たとえば、スーパーチャージャであってもよいし、電動ターボチャージャであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the supercharger 50 is a turbocharger has been described as an example, but the supercharger 50 may be, for example, a supercharger or an electric turbocharger. good.

さらに上述の実施の形態では、バイパス通路70の他方端が接続される位置よりも下流側の排気処理装置として、PM除去フィルタ62とNOx浄化触媒64とを含むものとして説明したが、少なくともPN除去フィルタ62が設けられていればよく、たとえば、PM除去フィルタ62に加えてNOx浄化触媒と三元触媒と酸化触媒とのうちの少なくともいずれかが下流側の排気処理装置として設けられるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the exhaust gas treatment device downstream from the position where the other end of the bypass passage 70 is connected includes the PM removal filter 62 and the NOx purification catalyst 64, but at least PN removal. A filter 62 may be provided. For example, in addition to the PM removal filter 62, at least one of a NOx purification catalyst, a three-way catalyst, and an oxidation catalyst may be provided as an exhaust gas treatment device on the downstream side. good.

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In addition, the above-mentioned modification may be carried out by combining all or a part thereof.
It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 エンジンシステム、2 エンジン、10 第1吸気通路、12 第1絞り弁、20 第2吸気通路、30 第1排気通路、40 第2排気通路、42 第3排気通路、50 過給機、52 コンプレッサ、54 タービン、56 シャフト、58 可変ノズル機構、60 三元触媒、62 PM除去フィルタ、64 NOx浄化触媒、70 バイパス通路、72 第2絞り弁、74 逆止弁、80 EGR通路、82 EGR弁、100 ECU、102 エンジン制御部、104 流量算出部、106 バルブ制御部、108 PM堆積量推定部、200 流量計、202 第1圧力計、204 第2圧力計、206 大気圧計、208 空燃比計。 1 engine system, 2 engine, 10 1st intake passage, 12 1st throttle valve, 20 2nd intake passage, 30 1st exhaust passage, 40 2nd exhaust passage, 42 3rd exhaust passage, 50 supercharger, 52 compressor , 54 turbine, 56 shaft, 58 variable nozzle mechanism, 60 three-way catalyst, 62 PM removal filter, 64 NOx purification catalyst, 70 bypass passage, 72 second throttle valve, 74 check valve, 80 EGR passage, 82 EGR valve, 100 ECU, 102 engine control unit, 104 flow rate calculation unit, 106 valve control unit, 108 PM accumulation amount estimation unit, 200 flow meter, 202 first pressure gauge, 204 second pressure gauge, 206 atmospheric pressure gauge, 208 air-fuel ratio gauge.

Claims (13)

エンジンと、
前記エンジンの吸気通路に設けられるコンプレッサを含み、前記コンプレッサを用いて前記エンジンに吸入される吸気を過給する過給機と、
前記エンジンの排気通路に設けられ、前記エンジンから排出される排気を浄化する複数の排気処理装置と、
前記コンプレッサと前記エンジンとの間に設けられ、前記吸気通路を流通する空気量を調整可能に構成される第1絞り弁と、
前記吸気通路における前記コンプレッサと前記第1絞り弁との間の位置に一方端が接続され、他方端が前記排気通路における前記複数の排気処理装置のうちの2つの排気処理装置の間の位置に接続されるバイパス通路と、
前記バイパス通路を流通する空気量を調整可能に構成される第2絞り弁と、
前記第2絞り弁の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、予め定められた条件が成立する場合に、前記過給機によって過給されている状態において開弁状態になるように前記第2絞り弁を制御する、エンジンシステム。
With the engine
A turbocharger including a compressor provided in the intake passage of the engine and supercharging the intake air sucked into the engine by using the compressor.
A plurality of exhaust treatment devices provided in the exhaust passage of the engine to purify the exhaust gas discharged from the engine, and
A first throttle valve provided between the compressor and the engine and configured to be able to adjust the amount of air flowing through the intake passage.
One end is connected to a position in the intake passage between the compressor and the first throttle valve, and the other end is located in the exhaust passage between two of the plurality of exhaust treatment devices. Bypass passage to be connected and
A second throttle valve configured to be able to adjust the amount of air flowing through the bypass passage,
A control device for controlling the operation of the second throttle valve is provided.
The control device is an engine system that controls the second throttle valve so that the valve is opened in a state of being supercharged by the supercharger when a predetermined condition is satisfied.
前記予め定められた条件は、前記コンプレッサにおける圧力比と吸入空気量とによって示される前記過給機の動作領域が前記過給機のサージ領域と、前記サージ領域の吸入空気量側の境界に隣接する第1領域とを含む範囲内であるという条件を含む、請求項1に記載のエンジンシステム。 The predetermined condition is that the operating region of the turbocharger, which is indicated by the pressure ratio and the intake air amount in the compressor, is adjacent to the boundary between the surge region of the turbocharger and the intake air amount side of the surge region. The engine system according to claim 1, wherein the engine system includes the condition that the first region is included in the engine system. 前記制御装置は、前記コンプレッサから流出する空気の第1圧力と大気圧とを用いて算出される前記圧力比と、前記コンプレッサに流入する前記吸入空気量とによって示される前記動作領域が前記第1領域を含む予め定められた第2領域内になるように前記第2絞り弁との動作を制御する、請求項2に記載のエンジンシステム。 In the control device, the operating region indicated by the pressure ratio calculated by using the first pressure and the atmospheric pressure of the air flowing out from the compressor and the intake air amount flowing into the compressor is the first. The engine system according to claim 2, wherein the operation with the second throttle valve is controlled so as to be within a predetermined second region including the region. 前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒と、酸化触媒と、PM除去フィルタと、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む、請求項1~3のいずれかに記載のエンジンシステム。 The upstream exhaust treatment device on the upstream side of the circulating exhaust gas among the two exhaust gas treatment devices includes at least one of a three-way catalyst, an oxidation catalyst, a PM removal filter, and a NOx purification catalyst. The engine system according to any one of claims 1 to 3. 前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒を含み、
前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、三元触媒と、酸化触媒と、NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含み、
前記予め定められた条件は、前記上流側排気処理装置における酸素吸蔵量がしきい値よりも低いという条件と、前記エンジンの排気の空燃比がストイキ状態およびリッチ状態のうちの少なくともいずれかの状態を示す値であるという条件とを含む、請求項1に記載のエンジンシステム。
Of the two exhaust treatment devices, the upstream side exhaust treatment device on the upstream side of the circulating exhaust gas includes a three-way catalyst.
The downstream exhaust gas treatment device on the downstream side of the circulating exhaust gas among the two exhaust gas treatment devices includes at least one of a three-way catalyst, an oxidation catalyst, and a NOx purification catalyst.
The predetermined conditions are that the oxygen storage amount in the upstream exhaust treatment device is lower than the threshold value and that the air-fuel ratio of the exhaust of the engine is at least one of a stoichiometric state and a rich state. The engine system according to claim 1, comprising the condition that the value indicates.
前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の上流側の上流側排気処理装置は、三元触媒を含み、
前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、PM除去フィルタとNOx浄化触媒とを含む、請求項1に記載のエンジンシステム。
Of the two exhaust treatment devices, the upstream side exhaust treatment device on the upstream side of the circulating exhaust gas includes a three-way catalyst.
The engine system according to claim 1, wherein the downstream exhaust gas treatment device on the downstream side of the circulating exhaust gas of the two exhaust gas treatment devices includes a PM removal filter and a NOx purification catalyst.
前記NOx浄化触媒は、選択還元型NOx浄化触媒と、吸蔵還元型NOx浄化触媒とのうちの少なくともいずれかを含む、請求項5または6に記載のエンジンシステム。 The engine system according to claim 5 or 6, wherein the NOx purification catalyst comprises at least one of a selective reduction type NOx purification catalyst and a storage reduction type NOx purification catalyst. 前記2つの排気処理装置のうちの流通する排気の下流側の下流側排気処理装置は、PM除去フィルタを含み、
前記予め定められた条件は、前記PM除去フィルタにおけるPM堆積量がしきい値よりも大きいという条件を含む、請求項1に記載のエンジンシステム。
The downstream exhaust treatment device on the downstream side of the circulating exhaust of the two exhaust treatment devices includes a PM removal filter.
The engine system according to claim 1, wherein the predetermined condition includes a condition that the amount of PM deposited in the PM removal filter is larger than the threshold value.
前記過給機は、過給圧を調整可能な調整装置を含み、
前記制御装置は、前記予め定められた条件が成立する場合には、前記過給圧がしきい値よりも高くなるように前記調整装置を制御するとともに、前記第2絞り弁を前記開弁状態にする、請求項5~8のいずれかに記載のエンジンシステム。
The turbocharger includes an adjusting device capable of adjusting the supercharging pressure.
When the predetermined conditions are satisfied, the control device controls the adjusting device so that the boost pressure becomes higher than the threshold value, and opens the second throttle valve. The engine system according to any one of claims 5 to 8.
前記制御装置は、前記バイパス通路を流通する気体の流量を算出し、算出された前記流量を用いて算出される前記エンジンに流通する気体の流量を算出する、請求項1~9のいずれかに記載のエンジンシステム。 The control device calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage, and calculates the flow rate of the gas flowing through the engine using the calculated flow rate, according to any one of claims 1 to 9. The engine system described. 前記制御装置は、前記バイパス通路を流通する気体の流量を算出し、算出された前記流量が目標流量になるように前記第2絞り弁の開度を調整する、請求項1~10のいずれかに記載のエンジンシステム。 The control device calculates the flow rate of the gas flowing through the bypass passage, and adjusts the opening degree of the second throttle valve so that the calculated flow rate becomes the target flow rate, according to any one of claims 1 to 10. The engine system described in. 前記エンジンシステムは、
前記吸気通路における前記コンプレッサと前記第1絞り弁との間を流通する気体の第1圧力を検出する第1圧力検出装置と、
前記バイパス通路内の気体の第2圧力を検出する第2圧力検出装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記第1圧力と前記第2圧力との差を用いて前記バイパス通路を流通する気体の流量を算出する、請求項10または11に記載のエンジンシステム。
The engine system is
A first pressure detecting device for detecting the first pressure of the gas flowing between the compressor and the first throttle valve in the intake passage, and a first pressure detecting device.
A second pressure detecting device for detecting the second pressure of the gas in the bypass passage is further provided.
The engine system according to claim 10 or 11, wherein the control device calculates the flow rate of gas flowing through the bypass passage by using the difference between the first pressure and the second pressure.
前記エンジンシステムは、前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路において前記他方端から前記一方端への気体の逆流を抑制する弁をさらに備える、請求項1~12のいずれかに記載のエンジンシステム。 The engine system according to any one of claims 1 to 12, further comprising a valve provided in the bypass passage and suppressing a backflow of gas from the other end to the one end in the bypass passage.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867915A (en) * 1981-10-19 1983-04-22 Honda Motor Co Ltd Secondary air feed device for internal combustion engine with turbo-charger
JP2005036770A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Toyota Motor Corp Exhaust-emission control treatment system of internal combustion engine
JP2006266216A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Isuzu Motors Ltd Intake/exhaust device for diesel engine
JP2007162545A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Isuzu Motors Ltd Supercharger system of engine
JP2019199862A (en) * 2018-05-18 2019-11-21 愛三工業株式会社 Air supply system, suction/discharge system and controller for suction/discharge system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867915A (en) * 1981-10-19 1983-04-22 Honda Motor Co Ltd Secondary air feed device for internal combustion engine with turbo-charger
JP2005036770A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Toyota Motor Corp Exhaust-emission control treatment system of internal combustion engine
JP2006266216A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Isuzu Motors Ltd Intake/exhaust device for diesel engine
JP2007162545A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Isuzu Motors Ltd Supercharger system of engine
JP2019199862A (en) * 2018-05-18 2019-11-21 愛三工業株式会社 Air supply system, suction/discharge system and controller for suction/discharge system

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