JP5545654B2 - Turbocharged internal combustion engine - Google Patents

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Description

本発明は、排気ガス再循環装置を備えたターボチャージャ付き内燃機関に関する。   The present invention relates to a turbocharged internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device.

気筒内の燃焼温度を低下させ、以て有害物質であるNOxの排出量を削減する排気ガス
再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置が知られている。EGR装置は、燃焼により発生した排気ガスの一部を吸気に混入するものである。
Lowering the combustion temperature in the cylinders, than Te to reduce the emissions of the NO x which is a harmful substance exhaust gas recirculation (Exhaust Gas Recirculation) system has been known. The EGR device mixes a part of exhaust gas generated by combustion into intake air.

気筒から排出された直後の高温高圧の排気ガスを吸気通路に還流する高圧ループ式EGRに対し、排気ターボ過給機のタービン及び排気ガス浄化用の触媒を通過した低温低圧の排気ガスを吸気通路に還流する低圧ループ式EGR(例えば、下記特許文献1を参照)は、大量のEGRガスを吸気に混入でき、より有効に燃費の向上を図ることができる点で有利である。   For the high-pressure loop EGR that recirculates the high-temperature and high-pressure exhaust gas immediately after being discharged from the cylinder to the intake passage, the low-temperature and low-pressure exhaust gas that has passed through the exhaust turbocharger turbine and the exhaust gas purification catalyst is taken into the intake passage. The low-pressure loop EGR (see, for example, Patent Document 1 below) is advantageous in that a large amount of EGR gas can be mixed into the intake air and fuel efficiency can be improved more effectively.

ところで、低圧ループ式EGRを採用する場合、排気ガスは吸気通路におけるコンプレッサの上流に還流される。これは、EGR通路と吸気通路との合流点をコンプレッサの下流に設定した場合、特にコンプレッサの作動中は排気ガスが吸気通路に還流されなくなるからである。従って、要求されるEGR率が低下した際にEGR弁を全閉状態とする制御を行ったとしても、低圧ループ式EGRを採用する場合には、高圧ループ式EGRを採用する場合と比較して、吸気通路中に多量のEGRガスが残留する。すなわち、EGR弁を全閉状態としても、この残留EGRガスが吸気に混交することにより、EGR率の低下が遅れてしまう。結果、気筒に充填される吸気のEGR率が要求EGR率と比較して過剰となり、失火や燃焼不安定状態を引き起こすおそれがあった。失火や燃焼不安定状態はトルクショックや排ガス中の炭化水素量の増加の要因となるので、発生を抑制する必要がある。   By the way, when the low pressure loop type EGR is employed, the exhaust gas is recirculated upstream of the compressor in the intake passage. This is because when the confluence of the EGR passage and the intake passage is set downstream of the compressor, the exhaust gas is not recirculated to the intake passage particularly during the operation of the compressor. Therefore, even when control is performed so that the EGR valve is fully closed when the required EGR rate is reduced, the low-pressure loop EGR is compared with the case where the high-pressure loop EGR is used. A large amount of EGR gas remains in the intake passage. That is, even if the EGR valve is fully closed, the residual EGR gas is mixed with the intake air, so that the decrease in the EGR rate is delayed. As a result, the EGR rate of the intake air filled in the cylinder becomes excessive as compared with the required EGR rate, which may cause misfire and an unstable combustion state. Misfires and unstable combustion conditions cause torque shocks and an increase in the amount of hydrocarbons in exhaust gas, so it is necessary to suppress the occurrence.

そこで、従来の低圧ループ式EGRを使用する場合には、EGR率の上限を低く設定することにより失火や燃焼不安定状態の発生を予防するようにしていた。ところが、EGR率の上限を低く設定すると、上述したような低圧ループ式EGR制御を行うことによる効果、すなわち大量のEGRガスを吸気に混入することにより燃費の向上を図ることができるという効果を好適に得ることができないという新たな問題が発生する。   Therefore, when the conventional low-pressure loop EGR is used, the upper limit of the EGR rate is set low to prevent the occurrence of misfire or combustion instability. However, when the upper limit of the EGR rate is set low, the effect of performing the low-pressure loop type EGR control as described above, that is, the effect that the fuel consumption can be improved by mixing a large amount of EGR gas into the intake air is preferable. A new problem occurs that cannot be obtained.

特開2008−248729号公報JP 2008-248729 A

本発明は、加減速時にEGR率の制御の遅れにより燃焼が不安定化する問題を回避することを所期の目的としている。   An object of the present invention is to avoid the problem that combustion becomes unstable due to a delay in control of the EGR rate during acceleration / deceleration.

すなわち本発明に係るターボチャージャ付き内燃機関は、排気通路に設けられたタービンと、前記タービンにより駆動される吸気通路のコンプレッサとを備えたターボチャージャ付き内燃機関において、吸気通路における前記コンプレッサの下流に設けたスロットル弁と、吸気通路における前記コンプレッサの上流に設けた吸気絞り弁と、吸気通路における前記吸気絞り弁の上流と前記スロットル弁の下流とを連通する新気バイパス通路と、前記新気バイパス通路の途中に設けた新気調量用の新気バイパス弁と、排気通路における前記タービンの下流の箇所から吸気通路における前記コンプレッサの上流かつ前記吸気絞り弁の下流の箇所に排気ガスの一部を還流させる排気ガス再循環装置と、前記新気バイパス弁を制御する制御装置とを具備し、前記制御装置が、アクセル操作量の時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回り、前記第1の閾値より大きな第2の閾値を下回る場合に新気バイパス弁を開弁する制御を行うことを特徴とする。 That is, an internal combustion engine with a turbocharger according to the present invention is an internal combustion engine with a turbocharger provided with a turbine provided in an exhaust passage and an intake passage compressor driven by the turbine. A throttle valve provided; an intake throttle valve provided upstream of the compressor in the intake passage; a fresh air bypass passage communicating the upstream of the intake throttle valve and the downstream of the throttle valve in the intake passage; and the fresh air bypass A fresh air bypass valve for fresh air metering provided in the middle of the passage, and a part of the exhaust gas from a location downstream of the turbine in the exhaust passage to a location upstream of the compressor and downstream of the intake throttle valve in the intake passage comprising an exhaust gas recirculation system for recirculating, and a control device for controlling the fresh-air bypass valve , Wherein the controller, the absolute value of the time differential value of the accelerator operation amount exceeds the first threshold value, performs control to open the fresh air bypass valve when below a larger second threshold value than the first threshold value It is characterized by that.

このような構成のものであれば、EGR制御を終了した直後において、新気バイパス通路を経て新気をシリンダに導入することによりシリンダに導入される混合気中のEGR濃度を低下させることができる。従って、上述したような吸気通路の内部に多量のEGRガスが残留することによる不具合の発生を抑制することができる。   With such a configuration, immediately after the EGR control is finished, the EGR concentration in the air-fuel mixture introduced into the cylinder can be reduced by introducing fresh air into the cylinder through the fresh air bypass passage. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems due to a large amount of EGR gas remaining in the intake passage as described above.

また、前記新気バイパス弁を制御する制御装置を具備し、前記制御装置が、アクセル操作量の時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回り、前記第1の閾値より大きな第2の閾値を下回る場合に新気バイパス弁を開弁する制御を行うので、特に、ターボチャージャによる過給が十分行われない程度に緩やかな加速を行う際や、燃料カットが行われない程度に緩やかな減速を行う際に新気バイパス弁を開弁することによる効果を好適に得ることができる。 And a control device that controls the fresh air bypass valve, wherein the control device has a second threshold value that is greater than the first threshold value and whose absolute value of the time differential value of the accelerator operation amount exceeds the first threshold value. since the control for opening the fresh air bypass valve when below, in particular, and when performing a gentle acceleration to the extent that the supercharging by the turbo charger is not carried out sufficiently, gentle deceleration to the extent that the fuel cut is not performed The effect of opening the fresh air bypass valve when performing the operation can be suitably obtained.

さらに、前記制御装置が、サージタンク内が負圧である場合にのみ新気バイパス弁を開弁する制御を行うものであれば、サージタンク内が正圧である場合に新気バイパス弁を閉弁することにより、EGRガスが吸気絞り弁の上流へ逆流する不具合の発生を抑制することができる。 Furthermore, before Symbol controller, as long as it performs control in the surge tank is opened a fresh air bypass valve only when a negative pressure, fresh air bypass valve when the surge tank is a positive pressure By closing the valve, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the EGR gas flows backward to the upstream side of the intake throttle valve.

本発明によれば、加減速時にEGR率の制御の遅れにより燃焼が不安定化する問題を回避することができるという効果を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an effect that it is possible to avoid a problem that combustion becomes unstable due to a delay in control of the EGR rate during acceleration / deceleration.

本発明の一実施形態に係るエンジンの概略構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic structure explanatory drawing of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態の電子制御装置の概略構成説明図。FIG. 3 is a schematic configuration explanatory diagram of the electronic control device of the embodiment. 同実施形態の制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に構成を概略的に示した内燃機関であるエンジン100は、2つのシリンダ1を有するもので、各シリンダ1に吸入空気を供給するための吸気通路2と、排気ガスを排出するための排気通路3と、排気通路3上に配設されたタービン5及び吸気通路2上に配設されたコンプレッサ6を有するターボチャージャ4とを少なくとも具備してなるものである。前記吸気通路2には、エアクリーナ7、吸気絞り弁8、コンプレッサ6、インタークーラ9、及び電子制御式スロットル弁(以下、スロットル弁10と称する)を上流からこの順で配設している。また、本実施形態では、スロットル弁10とシリンダ1との間にサージタンク11を設けている。加えて本実施形態では、吸気絞り弁8より上流側の箇所とスロットル弁10より下流側の箇所、具体的にはサージタンク11との間を連通する新気バイパス通路12a、及びこの新気バイパス通路12a中に設けてなる新気バイパス弁12bを有する新気バイパス機構12を配設している。前記新気バイパス弁12bは、全閉状態と全開状態との間で開度を連続的に変更可能な弁である。特に緩やかな加減速時においては、後述するように、前記新気バイパス通路12aから新気を導入することにより、過剰のEGRによる失火を防止するようにしている。前記スロットル弁10は、図示しないアクセルペダルの操作量に応じて開閉する。そして、図示しない燃料タンク内に発生した燃料蒸発ガスはキャニスタ13に吸着され、エンジン100が始動された後にパージバキュームスイッチングバルブ14(パージVSV)を介して吸気通路2に導入されるように構成してある。   An engine 100 which is an internal combustion engine schematically shown in FIG. 1 has two cylinders 1, an intake passage 2 for supplying intake air to each cylinder 1, and an exhaust gas for discharging exhaust gas. It comprises at least an exhaust passage 3 and a turbocharger 4 having a turbine 5 disposed on the exhaust passage 3 and a compressor 6 disposed on the intake passage 2. In the intake passage 2, an air cleaner 7, an intake throttle valve 8, a compressor 6, an intercooler 9, and an electronically controlled throttle valve (hereinafter referred to as a throttle valve 10) are arranged in this order from the upstream. In the present embodiment, a surge tank 11 is provided between the throttle valve 10 and the cylinder 1. In addition, in the present embodiment, a fresh air bypass passage 12a that communicates between a location upstream of the intake throttle valve 8 and a location downstream of the throttle valve 10, specifically, the surge tank 11, and the fresh air bypass. A fresh air bypass mechanism 12 having a fresh air bypass valve 12b provided in the passage 12a is disposed. The fresh air bypass valve 12b is a valve capable of continuously changing the opening degree between a fully closed state and a fully open state. In particular, during moderate acceleration / deceleration, as described later, fresh air is introduced from the fresh air bypass passage 12a to prevent misfire due to excessive EGR. The throttle valve 10 opens and closes according to an operation amount of an accelerator pedal (not shown). The fuel evaporative gas generated in a fuel tank (not shown) is adsorbed by the canister 13 and is introduced into the intake passage 2 via the purge vacuum switching valve 14 (purge VSV) after the engine 100 is started. It is.

前記各シリンダ1には、点火プラグ15及び燃料噴射弁16を配設している。前記燃料噴射弁16は、デリバリパイプ17を介して高圧燃料ポンプ18に接続している。   Each cylinder 1 is provided with a spark plug 15 and a fuel injection valve 16. The fuel injection valve 16 is connected to a high-pressure fuel pump 18 via a delivery pipe 17.

前記排気通路3上には、タービン5、三元触媒20、及び図示しない排気マフラを上流からこの順で配設している。三元触媒20より上流側には、三元触媒20の上流側における空燃比または酸素濃度に応じた出力信号を電子制御装置(以下ECU33と称する)に出力する空燃比センサ21を設けている。一方、三元触媒20より下流側には、三元触媒20中の酸素濃度に応じた信号をECU33に出力するリアO2センサ22を設けている。 On the exhaust passage 3, a turbine 5, a three-way catalyst 20, and an exhaust muffler (not shown) are arranged in this order from the upstream. On the upstream side of the three-way catalyst 20, an air-fuel ratio sensor 21 is provided that outputs an output signal corresponding to the air-fuel ratio or oxygen concentration upstream of the three-way catalyst 20 to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU 33). On the other hand, a rear O 2 sensor 22 that outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the three-way catalyst 20 to the ECU 33 is provided downstream of the three-way catalyst 20.

前記ターボチャージャ4は、この分野でよく知られたものを使用することができるもので、過給圧を制御するために、タービン5の上流と下流とを連通可能にする排気バイパス通路23aを備え、その排気バイパス通路23aを開閉するウェイストゲート弁23bを備えている。このウェイストゲート弁23bは、低速走行時にはより多くの排気ガスをタービン5に導くことにより、より多くの新気をシリンダ1内に過給するようにすべく閉じられ、中高速走行時には過過給によるノッキングの発生を防ぐべく開かれる。また、ターボチャージャ4のコンプレッサ6側においては、コンプレッサ6を迂回する過給圧迂回機構24が設けてある。この過給圧迂回機構24は、コンプレッサ6の上流と下流とを連通可能にする吸気バイパス通路24aと、その吸気バイパス通路24aを開閉する吸気バイパス弁たるABV24b(エアバイパスバルブ)とを備えている。減速時には、過給圧を下げるようにしている。   The turbocharger 4 can use a well-known one in this field, and includes an exhaust bypass passage 23a that enables communication between the upstream and downstream of the turbine 5 in order to control the supercharging pressure. A waste gate valve 23b for opening and closing the exhaust bypass passage 23a is provided. The waste gate valve 23b is closed so as to supercharge more fresh air into the cylinder 1 by introducing more exhaust gas to the turbine 5 during low-speed traveling, and supercharging during medium-high speed traveling. Opened to prevent knocking from occurring. A turbocharging pressure bypass mechanism 24 that bypasses the compressor 6 is provided on the compressor 6 side of the turbocharger 4. The supercharging pressure bypass mechanism 24 includes an intake bypass passage 24a that enables communication between the upstream and downstream of the compressor 6, and an ABV 24b (air bypass valve) that is an intake bypass valve that opens and closes the intake bypass passage 24a. . During deceleration, the boost pressure is reduced.

また、本実施形態では、エアクリーナ7を介して吸気通路2に流入する新気に排気ガスを混合するためのEGR装置25を、吸気通路2と排気通路3との間に連通させて設けている。すなわち、EGR装置25は、吸気通路2と排気通路3とが選択的に連通される排気ガス再循環管路(以下、EGR管路26と称する)と、そのEGR管路26に設けられてEGR管路26を通過するか、または再循環させる排気ガス(EGRガス)の量を制御する排気ガス再循環制御弁(以下、EGR弁27と称する)と、このEGR弁27の上流に設けられEGRガスを水冷するEGRクーラ28とを備えて構成される。EGR管路26は、排気通路3のタービン5より下流の箇所、より正確には三元触媒20より下流の箇所と、吸気通路2の吸気絞り弁8の下流かつコンプレッサ6の上流の部位とを連通する。すなわち、このEGR装置25は、低圧ループ式のものである。EGR弁27は、ECU33により制御されている。   In the present embodiment, an EGR device 25 for mixing exhaust gas with fresh air flowing into the intake passage 2 via the air cleaner 7 is provided in communication between the intake passage 2 and the exhaust passage 3. . That is, the EGR device 25 is provided in the exhaust gas recirculation pipeline (hereinafter referred to as the EGR pipeline 26) in which the intake passage 2 and the exhaust passage 3 are selectively communicated with each other and the EGR pipeline 26. An exhaust gas recirculation control valve (hereinafter referred to as an EGR valve 27) that controls the amount of exhaust gas (EGR gas) that passes through or is recirculated through the pipe line 26, and an EGR provided upstream of the EGR valve 27 An EGR cooler 28 that cools the gas with water is provided. The EGR pipe line 26 has a location downstream of the turbine 5 in the exhaust passage 3, more precisely a location downstream from the three-way catalyst 20, and a location downstream of the intake throttle valve 8 and upstream of the compressor 6 in the intake passage 2. Communicate. That is, the EGR device 25 is of a low pressure loop type. The EGR valve 27 is controlled by the ECU 33.

さらに本実施形態では、連続可変バルブタイミング機構(以下、VVT29と称する)を具備する。このVVT29は、図示しないクランクシャフトの回転に対して排気弁を常に一定のタイミングで開閉させつつ、吸気弁のバルブタイミングを変化させて、排気弁のバルブタイミングと吸気弁のバルブタイミングとの相対位相差を所定角度範囲内で自在に変化させることができる。VVT29の制御は、ECU33により行う。   Furthermore, in this embodiment, a continuously variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as VVT 29) is provided. The VVT 29 changes the valve timing of the intake valve while constantly opening and closing the exhaust valve with respect to the rotation of the crankshaft (not shown), so that the relative position between the valve timing of the exhaust valve and the valve timing of the intake valve is changed. The phase difference can be freely changed within a predetermined angle range. The ECU 33 controls the VVT 29.

加えて、本実施形態では、エンジン100のクランクケース内のクランク室及びシリンダヘッドカバー内のカム室で発生するブローバイガスを吸気通路2に送り出すためのブローバイガス還流装置30も備えている。このブローバイガス還流装置30は、PCV通路31と、ブローバイ通路32とを要素とする。PCV通路31は、クランクケース内のクランク室を、吸気通路2に連通せしめる。本実施形態では、PCV通路31の一端を、吸気通路2のスロットル弁10より下流の部位に接続している。ブローバイ通路32は、シリンダヘッドカバー内のカム室を、吸気通路2に連通せしめる。図示はしないが、カム室は、内部通路を介してクランク室と繋がっており、相互にブローバイガスや新気を行き来させることができる。本実施形態では、ブローバイ通路32の一端を、吸気通路2におけるコンプレッサ6の上流側、より正確には吸気絞り弁8の上流側の所定箇所に接続している。   In addition, in this embodiment, a blow-by gas recirculation device 30 for sending blow-by gas generated in the crank chamber in the crank case of the engine 100 and the cam chamber in the cylinder head cover to the intake passage 2 is also provided. The blow-by gas recirculation device 30 includes a PCV passage 31 and a blow-by passage 32 as elements. The PCV passage 31 allows the crank chamber in the crankcase to communicate with the intake passage 2. In the present embodiment, one end of the PCV passage 31 is connected to a portion of the intake passage 2 downstream from the throttle valve 10. The blow-by passage 32 allows the cam chamber in the cylinder head cover to communicate with the intake passage 2. Although not shown, the cam chamber is connected to the crank chamber via an internal passage, and blow-by gas and fresh air can be exchanged with each other. In the present embodiment, one end of the blow-by passage 32 is connected to a predetermined location on the upstream side of the compressor 6 in the intake passage 2, more precisely on the upstream side of the intake throttle valve 8.

ECU33は、図2に概略的に示すように、CPU33a、RAM33b、ROM33c、フラッシュメモリ33d、I/Oインタフェース33e等を包有するマイクロコンピュータシステムである。I/Oインタフェース33eには、空気流量を検出するためのエアフローメータ34から出力される空気流量信号a、車速を検出する車速センサ35から出力される車速信号b、エンジン回転数を検出する回転数センサ36から出力される回転数信号c、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ37から出力されるスロットル開度信号d、吸気通路2内、より具体的にはサージタンク11内の吸気圧(過給圧)を検出する圧力センサ38から出力される吸気圧信号e、吸気通路2内の吸気温を検出する吸気温センサ39から出力される吸気温信号f、冷却水温を検出する水温センサ40から出力される水温信号g、燃圧を検出する燃圧センサ41から出力される燃圧信号h、空燃比センサ21から出力される空燃比信号i、リアO2センサ22から出力される電圧信号j等が入力される。また、I/Oインタフェース33eからは、燃料噴射弁16に対して燃料噴射信号p、点火プラグ15(のイグニッションコイル)に対して点火信号q、新気バイパス弁12bに対して開閉信号r等を出力する。このECU33は、請求項中の制御装置として機能する。 As schematically shown in FIG. 2, the ECU 33 is a microcomputer system including a CPU 33a, a RAM 33b, a ROM 33c, a flash memory 33d, an I / O interface 33e, and the like. The I / O interface 33e includes an air flow rate signal a output from the air flow meter 34 for detecting the air flow rate, a vehicle speed signal b output from the vehicle speed sensor 35 for detecting the vehicle speed, and a rotational speed for detecting the engine speed. The rotation speed signal c output from the sensor 36, the throttle opening signal d output from the throttle position sensor 37 for detecting the throttle valve opening, the intake pressure in the intake passage 2, more specifically in the surge tank 11 ( The intake pressure signal e output from the pressure sensor 38 for detecting the supercharging pressure), the intake air temperature signal f output from the intake air temperature sensor 39 for detecting the intake air temperature in the intake passage 2, and the water temperature sensor 40 for detecting the cooling water temperature. The water temperature signal g output from the fuel pressure signal h output from the fuel pressure sensor 41 that detects the fuel pressure, the air-fuel ratio signal i output from the air-fuel ratio sensor 21, Voltage signal j or the like which is output from the A O 2 sensor 22 are inputted. Further, from the I / O interface 33e, a fuel injection signal p for the fuel injection valve 16, an ignition signal q for the ignition plug 15 (ignition coil thereof), an opening / closing signal r for the fresh air bypass valve 12b, and the like. Output. The ECU 33 functions as a control device in the claims.

各種制御用のプログラムは、ROM33c又はフラッシュメモリ33dに格納されており、そのプログラムがRAM33bに読み込まれCPU33aによって解読される。CPU33aは、エンジン100の運転制御に必要な各種信号a,b,c,d,e,f,g,h,i,jをI/Oインタフェース33eを介して取得し、それら信号が示す情報に基づいて吸入空気量や要求燃料噴射量、点火時期、開閉弁時期、EGR弁25bの開度等を演算する。そして、演算結果に対応した各種制御信号p,q,rをI/Oインタフェース33eを介して印加する。   Various control programs are stored in the ROM 33c or the flash memory 33d, and the programs are read into the RAM 33b and decoded by the CPU 33a. The CPU 33a acquires various signals a, b, c, d, e, f, g, h, i, j necessary for operation control of the engine 100 via the I / O interface 33e, and uses the information indicated by these signals. Based on this, the intake air amount, the required fuel injection amount, the ignition timing, the opening / closing valve timing, the opening degree of the EGR valve 25b, and the like are calculated. Then, various control signals p, q, r corresponding to the calculation result are applied via the I / O interface 33e.

しかして本実施形態では、ECU33は、緩やかな加速又は緩やかな減速を示す所定の加減速条件を満たした場合に新気バイパス弁12bを開弁する制御を行う。   Thus, in the present embodiment, the ECU 33 performs control to open the fresh air bypass valve 12b when a predetermined acceleration / deceleration condition indicating gradual acceleration or gradual deceleration is satisfied.

具体的には、アクセル操作量の時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回り(加速又は減速が行われていて)、前記第1の閾値よりも大きな第2の閾値を下回る(加速又は減速が緩やかである)とともに、サージタンク11内が負圧である場合に、新気バイパス弁12bを開弁する制御を行う。また、運転状態に急変があった場合、具体的には燃料カットが開始された場合又はアクセル操作量の増加があった場合には、新気バイパス弁12bを閉弁する制御を行う。なお、前記第2の閾値は、急加速に伴い過給圧が十分大きくなり供給される新気の量が吸気通路中のEGRガスと比較して十分大きくなる程度の値、又は燃料カットが行われる程度の急減速を示す程度の値のうちより大きな値を実験に基づき決定して採用している。   Specifically, the absolute value of the time differential value of the accelerator operation amount exceeds the first threshold (acceleration or deceleration is performed), and falls below a second threshold greater than the first threshold (acceleration or When the inside of the surge tank 11 has a negative pressure, control is performed to open the fresh air bypass valve 12b. Further, when there is a sudden change in the operating state, specifically when the fuel cut is started or when the accelerator operation amount increases, control is performed to close the fresh air bypass valve 12b. Note that the second threshold value is a value such that the supercharging pressure becomes sufficiently large due to sudden acceleration and the amount of fresh air supplied is sufficiently large compared to the EGR gas in the intake passage, or a fuel cut is performed. Of the values indicating the degree of sudden deceleration, a larger value is determined based on experiments and adopted.

以下、図3に示すフローチャートを参照しつつ、ECU33がプログラムに従い実行する処理の手順を述べる。   Hereinafter, the procedure of processing executed by the ECU 33 according to the program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、運転状態が所定の加減速条件を満たしているか否かを判定する(S1)。具体的には、アクセル操作量の時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回っていて、かつ第2の閾値を下回っているか否かを判定する。運転状態が所定の加減速条件を満たしている場合は、次いで、サージタンクが負圧であるか否かを判定する(S2)。さらに、サージタンクが負圧である場合には、エンジン回転数及び吸気圧をパラメータとして新気バイパス弁12bの開度θを決定し(S3)、次いでアクセル操作量の時間微分値をパラメータとして新気バイパス弁12bの開弁時間tを決定する(S4)。それから、新気バイパス弁12bを開弁し(S5)、新気バイパス弁12bの開弁開始から前記開弁時間tが経過しているか否かを判定する(S6)。新気バイパス弁12bの開弁開始から前記開弁時間tが経過していない場合には、続いて、運転状態の急変が有ったか否か、具体的には燃料カットが開始されたかあるいはアクセル操作量の増加があったか否かを判定する(S7)。ここで、運転状態の急変がなかった場合には、引き続き新気バイパス弁12bを開弁する(S5)。一方、新気バイパス弁12bの開弁開始から前記開弁時間tが経過した場合、又は運転状態の急変が有った場合には、新気バイパス弁12bを閉弁する制御を行う(S8)。また、運転状態が所定の加減速条件を満たしていない場合及びサージタンクが正圧である場合にも、新気バイパス弁12bを閉弁する制御を行う(S8)。ここで、新気バイパス弁12bの開度θの決定は、代表的なエンジン回転数及び吸気圧と、対応する新気バイパス弁12bの開度θとを関連付けて記憶したROM33c又はフラッシュメモリ33dに記憶した開度マップを参照して補間計算により行うようにしている。また、新気バイパス弁12bの開弁時間tの決定は、代表的なアクセル操作量の時間微分値と、対応する新気バイパス弁12bの開弁時間tとを関連付けて記憶したROM33c又はフラッシュメモリ33dに記憶した開弁時間マップを参照して補間計算により行うようにしている。   First, it is determined whether or not the operating state satisfies a predetermined acceleration / deceleration condition (S1). Specifically, it is determined whether or not the absolute value of the time differential value of the accelerator operation amount is above the first threshold value and below the second threshold value. If the operating condition satisfies a predetermined acceleration / deceleration condition, it is then determined whether or not the surge tank is under negative pressure (S2). Further, when the surge tank has a negative pressure, the opening degree θ of the fresh air bypass valve 12b is determined using the engine speed and the intake pressure as parameters (S3), and then the time differential value of the accelerator operation amount is used as a parameter. The valve opening time t of the air bypass valve 12b is determined (S4). Then, the fresh air bypass valve 12b is opened (S5), and it is determined whether or not the valve opening time t has elapsed since the start of the fresh air bypass valve 12b (S6). If the valve opening time t has not elapsed since the start of the fresh air bypass valve 12b, whether or not there has been a sudden change in the operating state, specifically, whether fuel cut has started or the accelerator It is determined whether or not the operation amount has increased (S7). Here, when there is no sudden change in the operation state, the fresh air bypass valve 12b is continuously opened (S5). On the other hand, when the valve opening time t has elapsed from the start of opening of the fresh air bypass valve 12b, or when there is a sudden change in the operating state, control is performed to close the fresh air bypass valve 12b (S8). . Further, even when the operating state does not satisfy the predetermined acceleration / deceleration conditions and when the surge tank is at a positive pressure, control is performed to close the fresh air bypass valve 12b (S8). Here, the opening degree θ of the fresh air bypass valve 12b is determined in the ROM 33c or the flash memory 33d that stores the typical engine speed and intake pressure and the corresponding opening degree θ of the fresh air bypass valve 12b in association with each other. The interpolation is calculated by referring to the stored opening degree map. In addition, the determination of the valve opening time t of the fresh air bypass valve 12b is performed by the ROM 33c or flash memory in which the time differential value of the representative accelerator operation amount and the valve opening time t of the corresponding fresh air bypass valve 12b are stored in association with each other. This is performed by interpolation calculation with reference to the valve opening time map stored in 33d.

また、ECU33は、前記時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回り、第2の閾値を下回ることが検出された場合に、EGR弁27を全閉状態とする制御を上述した制御と並行して行う。   In addition, the ECU 33 performs control for bringing the EGR valve 27 into a fully closed state in parallel with the above-described control when it is detected that the absolute value of the time differential value exceeds the first threshold value and falls below the second threshold value. And do it.

このような制御を行うと、緩やかな加減速が行われる際には、EGR弁27を全閉状態としつつ、新気バイパス弁12bを開弁して新気をサージタンク11内に導入するので、シリンダ1に導入される混合気中のEGR濃度を低下させることができる。従って、吸気通路2内に多量のEGRガスが残留することによる不具合、すなわち失火や燃焼不安定状態の発生を抑制することができる。そして、このことにより、EGR制御を行う際におけるEGR率の上限を高く設定して多量のEGRガスをシリンダ内に導入することができるようになるので、燃費の向上を効果的に得ることができる。   When such control is performed, when gradual acceleration / deceleration is performed, the fresh air bypass valve 12b is opened and fresh air is introduced into the surge tank 11 while the EGR valve 27 is fully closed. The EGR concentration in the air-fuel mixture introduced into the cylinder 1 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress problems caused by a large amount of EGR gas remaining in the intake passage 2, that is, the occurrence of misfires and unstable combustion states. And this makes it possible to introduce a large amount of EGR gas into the cylinder by setting the upper limit of the EGR rate at the time of performing EGR control to be high, so that an improvement in fuel consumption can be effectively obtained. .

また、ECU33が、運転状態が所定の加減速条件を満たした場合に新気バイパス弁12bを開弁する制御を行うので、特に、ターボチャージャ4による過給が十分行われない程度に緩やかな加速を行う際や、燃料カットが行われない程度に緩やかな減速を行う際に新気バイパス弁を開弁することによる効果を好適に得ることができる。   In addition, since the ECU 33 performs control to open the fresh air bypass valve 12b when the operating condition satisfies a predetermined acceleration / deceleration condition, the acceleration is particularly moderate to such an extent that supercharging by the turbocharger 4 is not sufficiently performed. Thus, the effect of opening the fresh air bypass valve can be suitably obtained when performing slow deceleration to such an extent that fuel cut is not performed.

さらに、ECU33が、サージタンク11内が負圧である場合にのみ新気バイパス弁12bを開弁する制御を行うので、サージタンク11内が正圧である場合には新気バイパス弁12bを閉弁することによりEGRガスが吸気絞り弁上流へ逆流する不具合の発生を抑制することができる。   Furthermore, since the ECU 33 performs control to open the fresh air bypass valve 12b only when the inside of the surge tank 11 is negative pressure, the fresh air bypass valve 12b is closed when the inside of the surge tank 11 is positive pressure. By performing the valve operation, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the EGR gas flows backward upstream of the intake throttle valve.

なお、本発明は以上に述べた実施の形態に限らない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、上述した実施形態では、運転状態の検出はアクセルペダルの操作量の時間微分値に基づき行うようにしているが、スロットル弁の開度の時間微分値に基づき行うようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the detection of the driving state is performed based on the time differential value of the accelerator pedal operation amount, but may be performed based on the time differential value of the throttle valve opening.

また、運転状態が所定の加減速条件を満たしている場合にはサージタンク内の圧力にかかわらず新気バイパス弁を開弁する制御を行うようにしてもよい。一方、サージタンク内が負圧である場合にはアクセルペダルの操作量又はスロットル弁の開度の時間微分値に関係なく新気バイパス弁を開弁する制御を行うようにしてもよい。   Further, when the operation state satisfies a predetermined acceleration / deceleration condition, control may be performed to open the fresh air bypass valve regardless of the pressure in the surge tank. On the other hand, when the pressure in the surge tank is negative, control may be performed to open the fresh air bypass valve regardless of the operation amount of the accelerator pedal or the time differential value of the opening of the throttle valve.

さらに、上述した実施形態におけるパージバキュームスイッチングバルブ、連続可変バルクタイミング機構、リアO2センサ及びブローバイガス還流装置は必ずしも設ける必要はない。 Furthermore, the purge vacuum switching valve, the continuously variable bulk timing mechanism, the rear O 2 sensor, and the blow-by gas recirculation device in the above-described embodiment are not necessarily provided.

加えて、上述した実施形態では電子制御式スロットル弁を使用しているが、アクセルペダルに機械的に接続するタイプのスロットル弁を有する内燃機関に本発明を適用してもよい。   In addition, although the electronically controlled throttle valve is used in the above-described embodiment, the present invention may be applied to an internal combustion engine having a throttle valve that is mechanically connected to an accelerator pedal.

そして、燃料を吸気ポート内に噴射するタイプの内燃機関に本発明を適用してもよい。   The present invention may be applied to an internal combustion engine that injects fuel into the intake port.

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。   In addition, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

2…吸気通路
3…排気通路
5…タービン
6…コンプレッサ
8…吸気絞り弁
10…スロットル弁
12a…新気バイパス通路
12b…新気バイパス弁
25…EGR装置(排気ガス再循環装置)
33…ECU
2 ... Intake passage 3 ... Exhaust passage 5 ... Turbine 6 ... Compressor 8 ... Intake throttle valve 10 ... Throttle valve 12a ... Fresh air bypass passage 12b ... Fresh air bypass valve 25 ... EGR device (exhaust gas recirculation device)
33 ... ECU

Claims (2)

排気通路に設けられたタービンと、
前記タービンにより駆動される吸気通路のコンプレッサとを備えたターボチャージャ付き内燃機関において、
吸気通路における前記コンプレッサの下流に設けたスロットル弁と、
吸気通路における前記コンプレッサの上流に設けた吸気絞り弁と、
吸気通路における前記吸気絞り弁の上流と前記スロットル弁の下流とを連通する新気バイパス通路と、
前記新気バイパス通路の途中に設けた新気調量用の新気バイパス弁と、
排気通路における前記タービンの下流の箇所から吸気通路における前記コンプレッサの上流かつ前記吸気絞り弁の下流の箇所に排気ガスの一部を還流させる排気ガス再循環装置と
前記新気バイパス弁を制御する制御装置とを具備し、
前記制御装置が、アクセル操作量の時間微分値の絶対値が第1の閾値を上回り、前記第1の閾値より大きな第2の閾値を下回る場合に新気バイパス弁を開弁する制御を行うことを特徴とするターボチャージャ付き内燃機関。
A turbine provided in the exhaust passage;
In an internal combustion engine with a turbocharger provided with a compressor of an intake passage driven by the turbine,
A throttle valve provided downstream of the compressor in the intake passage;
An intake throttle valve provided upstream of the compressor in the intake passage;
A fresh air bypass passage communicating the upstream of the intake throttle valve and the downstream of the throttle valve in the intake passage;
A fresh air bypass valve for fresh air metering provided in the middle of the fresh air bypass passage;
An exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas from a location downstream of the turbine in the exhaust passage to a location upstream of the compressor and downstream of the intake throttle valve in the intake passage ;
A control device for controlling the fresh air bypass valve;
The control device performs control to open the fresh air bypass valve when the absolute value of the time differential value of the accelerator operation amount exceeds a first threshold value and falls below a second threshold value that is larger than the first threshold value. An internal combustion engine equipped with a turbocharger.
前記制御装置が、サージタンク内が負圧である場合にのみ新気バイパス弁を開弁する制御を行う請求項記載のターボチャージャ付き内燃機関。 Wherein the controller, turbocharged internal combustion engine according to claim 1 for performing control in the surge tank is opened a fresh air bypass valve only when a negative pressure.
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