JP5991287B2 - EGR control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のEGR制御装置に関する。   The present invention relates to an EGR control device for an internal combustion engine.

ターボチャージャが組み付けられた内燃機関にEGR機構(排気再循環機構)を適用する場合、特許文献1に示されるように、上記EGR機構によりターボチャージャのタービンホイール下流の排気がコンプレッサホイール上流に還流される。   When an EGR mechanism (exhaust gas recirculation mechanism) is applied to an internal combustion engine in which a turbocharger is assembled, the exhaust gas downstream of the turbine wheel of the turbocharger is recirculated upstream of the compressor wheel by the EGR mechanism as shown in Patent Document 1. The

内燃機関に組み付けられる上記ターボチャージャとしては、タービンホイールを囲うタービンハウジング内にアブレーダブルシール層を形成し、ターボチャージャの使用開始(内燃機関の製造完了後の初回の運転開始)後に、回転するタービンホイールで上記アブレーダブルシール層を摩耗させるものを採用することが考えられる。   As the turbocharger assembled to the internal combustion engine, an abradable seal layer is formed in the turbine housing surrounding the turbine wheel, and the turbocharger rotates after the start of use of the turbocharger (first operation after the completion of the production of the internal combustion engine). It is conceivable to employ a turbine wheel that wears the abradable seal layer.

この場合、上述したようにタービンホイールでアブレーダブルシール層を摩耗させる(削る)ことにより、そのタービンホイールとタービンハウジングとのチップクリアランスを小さく設定することができるため、タービンハウジング内を通過する排気の運動エネルギを効率よくタービンホイールの回転運動に変換することが可能になる。   In this case, since the tip clearance between the turbine wheel and the turbine housing can be set small by wearing (shaving) the abradable seal layer with the turbine wheel as described above, the exhaust gas passing through the turbine housing can be reduced. It is possible to efficiently convert the kinetic energy into the rotational motion of the turbine wheel.

特開2012−202265公報JP 2012-202265 A

ところで、ターボチャージャの使用開始後、回転するタービンホイールによりタービンハウジング内のアブレーダブルシール層を摩耗させるときには、それに伴って生じる摩耗粉がタービンホイール下流の排気に混入する。このようにタービンホイール下流の排気に摩耗粉が混入するとき、その排気がEGR機構によりコンプレッサホイール上流に還流されると、排気中の摩耗粉がコンプレッサホイールに巻き込まれて同コンプレッサホイールの損傷を招くおそれがある。   By the way, when the abradable seal layer in the turbine housing is worn by the rotating turbine wheel after the start of the use of the turbocharger, wear powder generated in association with the abradable seal layer is mixed into the exhaust gas downstream of the turbine wheel. When wear powder is mixed into the exhaust gas downstream of the turbine wheel in this way, if the exhaust gas is recirculated upstream of the compressor wheel by the EGR mechanism, the wear powder in the exhaust gas is caught in the compressor wheel and causes damage to the compressor wheel. There is a fear.

本発明の目的は、ターボチャージャの使用開始後におけるコンプレッサホイールの損傷を抑制することができる内燃機関のEGR制御装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the EGR control apparatus of the internal combustion engine which can suppress the damage of the compressor wheel after the start of use of a turbocharger.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するEGR制御装置が適用される内燃機関には、回転するタービンホイールによって摩耗させられるアブレーダブルシール層をタービンハウジング内に形成したターボチャージャが組み付けられる。また、EGR制御装置は、タービンホイール下流の排気をターボチャージャのコンプレッサホイール上流に還流させるEGR機構の動作を制御する制御部を備える。この制御部は、内燃機関の製造完了後の初回のターボチャージャの使用開始から一定期間が経過するまで、EGR機構によるタービンホイール下流からコンプレッサホイール上流への排気の還流を禁止する。このため、ターボチャージャの使用開始後、回転するタービンホイールによりタービンハウジング内のアブレーダブルシール層を摩耗させるとき、それに伴って生じる摩耗粉がタービンホイール下流の排気に混入するとしても、同排気がEGR機構によりコンプレッサホイール上流に還流されることは抑制される。従って、コンプレッサホイール上流に還流された排気中の摩耗粉が同コンプレッサホイールに巻き込まれ、それによってコンプレッサホイールが損傷することは抑制される。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A turbocharger in which an abradable seal layer that is worn by a rotating turbine wheel is formed in a turbine housing is assembled in an internal combustion engine to which an EGR control device that solves the above problems is applied. The EGR control device also includes a control unit that controls the operation of the EGR mechanism that recirculates the exhaust gas downstream of the turbine wheel to the compressor wheel upstream of the turbocharger. This control unit prohibits the recirculation of exhaust gas from the turbine wheel downstream to the compressor wheel upstream by the EGR mechanism until a certain period of time has elapsed from the start of use of the first turbocharger after completion of manufacture of the internal combustion engine . For this reason, when the abradable seal layer in the turbine housing is worn by the rotating turbine wheel after the start of the use of the turbocharger, even if wear powder generated thereby is mixed into the exhaust downstream of the turbine wheel, the exhaust is Recirculation to the upstream side of the compressor wheel by the EGR mechanism is suppressed. Therefore, the wear powder in the exhaust gas recirculated to the upstream side of the compressor wheel is caught in the compressor wheel, thereby preventing the compressor wheel from being damaged.

EGR制御装置が適用される内燃機関の周辺の構造を示す略図。1 is a schematic diagram showing a structure around an internal combustion engine to which an EGR control device is applied. ターボチャージャにおけるタービンハウジングとタービンホイールとの境界周辺の構造を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the structure of the boundary periphery of the turbine housing and turbine wheel in a turbocharger. ターボチャージャの使用開始後の一定期間が経過するまでEGR機構による排気の還流を禁止する手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure which prohibits the recirculation | reflux of exhaust_gas | exhaustion by an EGR mechanism until the fixed period after the start of use of a turbocharger passes.

以下、内燃機関のEGR制御装置の一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
図1に示されるように、ターボチャージャ1が組み付けられた内燃機関2の排気通路3には、ターボチャージャ1のタービンホイール7を囲むように設けられたタービンハウジング5が接続されている。上記タービンホイール7は、ターボチャージャ1に回転可能に設けられた軸8の一方の端部に固定されている。このタービンホイール7には、軸8を中心とする回転方向について、等間隔をおいて多数の羽根6が形成されている。一方、内燃機関2の吸気通路10には、ターボチャージャ1のコンプレッサホイール14を囲むように設けられたコンプレッサハウジング12が接続されている。上記コンプレッサホイール14は、上記軸8のもう一方の端部に固定されている。このコンプレッサホイール14には、軸8を中心とする回転方向について、等間隔をおいて多数の羽根13が形成されている。
Hereinafter, an embodiment of an EGR control device for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a turbine housing 5 provided so as to surround a turbine wheel 7 of the turbocharger 1 is connected to the exhaust passage 3 of the internal combustion engine 2 in which the turbocharger 1 is assembled. The turbine wheel 7 is fixed to one end of a shaft 8 rotatably provided on the turbocharger 1. The turbine wheel 7 is formed with a large number of blades 6 at equal intervals in the rotational direction about the shaft 8. On the other hand, a compressor housing 12 provided so as to surround the compressor wheel 14 of the turbocharger 1 is connected to the intake passage 10 of the internal combustion engine 2. The compressor wheel 14 is fixed to the other end of the shaft 8. The compressor wheel 14 is formed with a large number of blades 13 at equal intervals in the rotational direction about the shaft 8.

上記ターボチャージャ1においては、内燃機関2の排気が排気通路3を通過してタービンハウジング5内に流入する。タービンハウジング5内に流入した排気は、タービンホイール7の各羽根6間を流れた後にタービンハウジング5の出口から外部に流出する。そして、タービンハウジング5内における上記各羽根6間を排気が流れる際、その排気の運動エネルギによってタービンホイール7及び軸8が同軸8の中心線周りに回転する。また、ターボチャージャ1においては、吸気通路10におけるコンプレッサハウジング12の入口よりも上流側の部分の空気が、同入口を介してコンプレッサハウジング12内に吸入された後、コンプレッサホイール14の各羽根13間を通過する。その際、上述したタービンホイール7及び軸8の回転を通じてコンプレッサホイール14が回転すると、同コンプレッサホイール14の運動エネルギにより上記各羽根13間の空気が昇圧された後、コンプレッサハウジング12の出口から吸気通路10における同出口の下流側に送り出される。   In the turbocharger 1, the exhaust gas from the internal combustion engine 2 passes through the exhaust passage 3 and flows into the turbine housing 5. The exhaust gas flowing into the turbine housing 5 flows between the blades 6 of the turbine wheel 7 and then flows out from the outlet of the turbine housing 5 to the outside. When the exhaust flows between the blades 6 in the turbine housing 5, the turbine wheel 7 and the shaft 8 rotate around the center line of the coaxial 8 by the kinetic energy of the exhaust. In the turbocharger 1, the air in the portion upstream of the inlet of the compressor housing 12 in the intake passage 10 is sucked into the compressor housing 12 through the inlet, and then between the blades 13 of the compressor wheel 14. Pass through. At that time, when the compressor wheel 14 rotates through the rotation of the turbine wheel 7 and the shaft 8 described above, the air between the blades 13 is boosted by the kinetic energy of the compressor wheel 14 and then the intake passage from the outlet of the compressor housing 12. 10 is sent downstream of the same outlet.

内燃機関2には、排気通路3におけるタービンホイール7下流と吸気通路10におけるコンプレッサホイール14上流とを繋ぐEGR通路16、及び、そのEGR通路16における排気の流通面積を可変とすべく開閉動作するEGRバルブ17を備えるEGR機構(排気再循環機構)が設けられている。同EGR機構では、EGRバルブ17を全閉状態とすることにより、EGR通路16を通じてのタービンホイール7下流の排気のコンプレッサホイール14上流への還流が禁止される。また、EGRバルブ17を全閉状態から全開状態に向けて開弁してゆくに伴い、EGR通路16を通じてのタービンホイール7下流の排気のコンプレッサホイール14上流への還流量が多くなってゆく。   The internal combustion engine 2 includes an EGR passage 16 that connects the turbine wheel 7 downstream in the exhaust passage 3 and the compressor wheel 14 upstream in the intake passage 10, and an EGR that opens and closes to make the exhaust flow area in the EGR passage 16 variable. An EGR mechanism (exhaust gas recirculation mechanism) including a valve 17 is provided. In the EGR mechanism, the EGR valve 17 is fully closed, so that the exhaust downstream of the turbine wheel 7 through the EGR passage 16 is prohibited from returning to the upstream of the compressor wheel 14. Further, as the EGR valve 17 is opened from the fully closed state toward the fully opened state, the amount of recirculation of the exhaust gas downstream of the turbine wheel 7 through the EGR passage 16 to the upstream of the compressor wheel 14 increases.

なお、内燃機関2には、吸気通路10におけるガスの流通面積を可変とすべく開閉動作するスロットルバルブ20、及び、内燃機関2の冷却水を流す冷却水回路18に設けられて同冷却水の循環を行うべく駆動されるウォータポンプ19も設けられている。   The internal combustion engine 2 is provided with a throttle valve 20 that opens and closes so as to make the gas flow area in the intake passage 10 variable, and a cooling water circuit 18 through which the cooling water of the internal combustion engine 2 flows. A water pump 19 driven to circulate is also provided.

次に、ターボチャージャ1におけるタービンハウジング5とタービンホイール7との境界周辺の構造について詳しく説明する。
図2に示すように、タービンハウジング5の内面におけるタービンホイール7の羽根6に対応する部分には、回転するタービンホイール7によって摩耗させる(削る)ことの可能なアブレーダブルシール層9が形成されている。このアブレーダブルシール層9は、その羽根6側の面9aがターボチャージャ1の使用開始前に同羽根6のアブレーダブルシール層9側の面よりもタービンホイール7の中心寄りに位置する形状を有している。なお、上記ターボチャージャ1の使用開始とは、ターボチャージャ1付きの内燃機関2の製造完了後であって、その内燃機関2を搭載する予定の車両に対し同機関2を組み付けてから同機関2の初回の運転を開始した時点のことをいう。
Next, the structure around the boundary between the turbine housing 5 and the turbine wheel 7 in the turbocharger 1 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, an abradable seal layer 9 that can be worn (cut) by the rotating turbine wheel 7 is formed on the inner surface of the turbine housing 5 corresponding to the blades 6 of the turbine wheel 7. ing. The abradable seal layer 9 has a shape in which the blade 6 side surface 9a is located closer to the center of the turbine wheel 7 than the surface of the blade 6 on the abradable seal layer 9 side before the start of use of the turbocharger 1. have. The start of use of the turbocharger 1 is after the completion of manufacture of the internal combustion engine 2 with the turbocharger 1 and after the engine 2 is assembled to a vehicle on which the internal combustion engine 2 is to be mounted. This is the time when the first driving was started.

そして、ターボチャージャ1の使用開始後、回転するタービンホイール7の羽根6でアブレーダブルシール層9が摩耗させられる(削られる)ことにより、そのタービンホイール7(正確には羽根6)とタービンハウジング5とのチップクリアランスが小さく設定される。このようにチップクリアランスを小さく設定することにより、タービンハウジング5内を通過する排気の運動エネルギを効率よくタービンホイール7の回転運動に変換することが可能になる。   After the start of use of the turbocharger 1, the abradable seal layer 9 is worn (cut) by the blades 6 of the rotating turbine wheel 7, so that the turbine wheel 7 (more precisely, the blade 6) and the turbine housing The chip clearance with 5 is set small. Thus, by setting the tip clearance small, it becomes possible to efficiently convert the kinetic energy of the exhaust gas passing through the turbine housing 5 into the rotational motion of the turbine wheel 7.

次に、EGR制御装置の電気的構成について説明する。
図1に示すように、EGR制御装置は、内燃機関2及びその周辺機器の各種制御を行う電子制御装置21を備えている。この電子制御装置21は、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
Next, the electrical configuration of the EGR control device will be described.
As shown in FIG. 1, the EGR control device includes an electronic control device 21 that performs various controls of the internal combustion engine 2 and its peripheral devices. This electronic control device 21 is a CPU that executes various arithmetic processes related to the above control, a ROM that stores programs and data necessary for the control, a RAM that stores CPU arithmetic results, etc., and signals between the outside Input / output ports for input / output.

電子制御装置21の入力ポートには、ターボチャージャ1の回転速度を検出する回転速度センサ22の他、内燃機関2の運転状態及び同機関2が搭載される車両の走行状態等を検出するための各種センサが接続されている。なお、こうしたセンサには、機関回転速度を検出するためのクランクポジションセンサ23、及び、スロットルバルブ20の開度(スロットル開度)を検出するスロットルポジションセンサ24等々が含まれる。一方、電子制御装置21の出力ポートには、EGRバルブ17の駆動回路、スロットルバルブ20の駆動回路、及びウォータポンプ19の駆動回路等が接続される他、内燃機関2を運転するための各種機器の駆動回路も接続されている。   In addition to the rotational speed sensor 22 that detects the rotational speed of the turbocharger 1, the input port of the electronic control device 21 is used to detect the operating state of the internal combustion engine 2 and the traveling state of the vehicle in which the engine 2 is mounted. Various sensors are connected. Such sensors include a crank position sensor 23 for detecting the engine rotational speed, a throttle position sensor 24 for detecting the opening (throttle opening) of the throttle valve 20, and the like. On the other hand, the output port of the electronic control device 21 is connected to a drive circuit for the EGR valve 17, a drive circuit for the throttle valve 20, a drive circuit for the water pump 19, and the like, and various devices for operating the internal combustion engine 2. The drive circuit is also connected.

電子制御装置21は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、ターボチャージャ1の回転速度、内燃機関2の運転状態、及び車両の走行状態等の情報を把握し、その把握した情報に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてEGRバルブ17の開度制御、スロットルバルブ20の開度制御、ウォータポンプ19の駆動制御等が電子制御装置21を通じて実施される。   The electronic control device 21 grasps information such as the rotational speed of the turbocharger 1, the operating state of the internal combustion engine 2, and the traveling state of the vehicle based on the detection signals input from the various sensors, and according to the grasped information. Command signals are output to various drive circuits connected to the output port. Thus, the opening control of the EGR valve 17, the opening control of the throttle valve 20, the drive control of the water pump 19, and the like are performed through the electronic control device 21.

次に、EGR制御装置の動作について説明する。
電子制御装置21は、EGRバルブ17の開度制御として、ターボチャージャ1の使用開始から一定期間が経過するまでは、EGR機構によるタービンホイール7下流からコンプレッサホイール14上流への排気の還流を禁止すべく、EGRバルブ17が全閉状態となるよう同バルブ17を駆動する。このため、ターボチャージャ1の使用開始後、回転するタービンホイール7によりタービンハウジング5内のアブレーダブルシール層9を摩耗させるとき、それに伴って生じる摩耗粉がタービンホイール7下流の排気に混入するとしても、同排気がEGR機構によりコンプレッサホイール14上流に還流されることは抑制される。従って、コンプレッサホイール14上流に還流された排気中の摩耗粉が同コンプレッサホイール14に巻き込まれ、それによってコンプレッサホイール14が損傷することは抑制される。
Next, the operation of the EGR control device will be described.
The electronic control unit 21 prohibits the recirculation of exhaust gas from the turbine wheel 7 downstream to the compressor wheel 14 upstream by the EGR mechanism until a certain period of time elapses from the start of use of the turbocharger 1 as the opening degree control of the EGR valve 17. Accordingly, the valve 17 is driven so that the EGR valve 17 is fully closed. For this reason, when the abradable seal layer 9 in the turbine housing 5 is worn by the rotating turbine wheel 7 after the start of use of the turbocharger 1, it is assumed that the generated wear powder is mixed into the exhaust gas downstream of the turbine wheel 7. However, it is suppressed that the exhaust gas is recirculated upstream of the compressor wheel 14 by the EGR mechanism. Therefore, the abrasion powder in the exhaust gas recirculated to the upstream of the compressor wheel 14 is caught in the compressor wheel 14, thereby preventing the compressor wheel 14 from being damaged.

ちなみに、排気の還流を禁止する上記一定期間は、ターボチャージャ1の使用開始からタービンホイール7によるアブレーダブルシール層9の初期の摩耗が終了して(羽根6とアブレーダブルシール層9とが非接触となって)上記摩耗粉が発生しなくなるまでの期間とすることが好ましい。ターボチャージャ1の使用開始後、こうした一定期間が経過したか否かの判断は、例えば次の[A]〜[F]のうちのいずれかの判断を通じて行うことが可能である。   Incidentally, the initial wear of the abradable seal layer 9 by the turbine wheel 7 is completed after the start of use of the turbocharger 1 (the blade 6 and the abradable seal layer 9 are removed) during the above-mentioned fixed period in which the exhaust gas recirculation is prohibited. It is preferable to be a period until the wear powder is not generated). The determination as to whether or not such a certain period has elapsed after the start of use of the turbocharger 1 can be made, for example, through one of the following determinations [A] to [F].

[A]車両の累積走行距離が上記摩耗の開始から終了までに要する期間に相当する値に達したか否か。なお、車両の累積走行距離は、車両の走行状態を検出する各種センサからの検出信号に基づき電子制御装置21を通じて求められ、同電子制御装置21の不揮発性のRAM21a(図1)に記憶されている。   [A] Whether or not the cumulative travel distance of the vehicle has reached a value corresponding to a period required from the start to the end of the wear. The cumulative travel distance of the vehicle is obtained through the electronic control device 21 based on detection signals from various sensors that detect the travel state of the vehicle, and is stored in the nonvolatile RAM 21a (FIG. 1) of the electronic control device 21. Yes.

[B]車両の累積走行時間が上記摩耗の開始から終了までに要する期間に相当する値に達したか否か。なお、車両の累積走行時間は、車両の走行状態を検出する各種センサからの検出信号に基づき電子制御装置21を通じて求められ、同電子制御装置21の不揮発性のRAM21aに記憶されている。   [B] Whether or not the cumulative traveling time of the vehicle has reached a value corresponding to a period required from the start to the end of the wear. The accumulated traveling time of the vehicle is obtained through the electronic control device 21 based on detection signals from various sensors that detect the traveling state of the vehicle, and is stored in the nonvolatile RAM 21a of the electronic control device 21.

[C]内燃機関2の累積始動回数が上記摩耗の開始から終了までに要する期間に相当する値に達したか否か。なお、内燃機関2の累積始動回数は、同機関の運転状態を検出する各種センサからの検出信号に基づき電子制御装置21を通じて求められ、同電子制御装置21の不揮発性のRAM21aに記憶されている。   [C] Whether or not the cumulative start count of the internal combustion engine 2 has reached a value corresponding to a period required from the start to the end of the wear. The cumulative number of times the internal combustion engine 2 has been started is obtained through the electronic control device 21 based on detection signals from various sensors that detect the operating state of the engine, and is stored in the nonvolatile RAM 21a of the electronic control device 21. .

[D]機関回転速度、スロットルバルブ20の開度、及び内燃機関2の運転時間といった機関運転状態を所定タイミング毎に乗算して累積してゆき、そのようにして得られた累積値が上記摩耗の開始から終了までに要する期間に相当する値に達したか否か。   [D] The engine operating conditions such as the engine speed, the opening degree of the throttle valve 20, and the operating time of the internal combustion engine 2 are multiplied and accumulated every predetermined timing, and the accumulated value obtained in this way is the wear value. Whether or not the value corresponding to the period required from the start to the end of

[E]ターボチャージャ1の回転速度の応答性が上記摩耗の終了状態であるとみなせるレベル以上であるか否か。なお、ターボチャージャ1の回転速度の応答性は、機関回転速度など機関出力に関係するパラメータの上昇に対するターボチャージャ1の回転速度の上昇速度によって表すことが可能である。   [E] Whether the responsiveness of the rotational speed of the turbocharger 1 is equal to or higher than a level that can be regarded as the end state of the wear. The responsiveness of the rotational speed of the turbocharger 1 can be expressed by an increase speed of the rotational speed of the turbocharger 1 with respect to an increase in a parameter related to the engine output such as the engine rotational speed.

[F]ターボチャージャ1の回転速度の振幅が上記摩耗の終了状態であるとみなせるレベル未満であるか否か。ちなみに、上記摩耗が進んでターボチャージャ1の回転抵抗が小さくなるほど、ターボチャージャ1の回転速度の振幅は小さくなる傾向がある。なお、ターボチャージャ1の回転速度の振幅は、回転速度センサ22の検出信号に基づきターボチャージャ1の回転速度を求め、その回転速度をモニタすることによって把握することが可能である。   [F] Whether or not the amplitude of the rotational speed of the turbocharger 1 is less than a level that can be regarded as the end state of the wear. Incidentally, the amplitude of the rotational speed of the turbocharger 1 tends to decrease as the wear progresses and the rotational resistance of the turbocharger 1 decreases. The amplitude of the rotational speed of the turbocharger 1 can be grasped by obtaining the rotational speed of the turbocharger 1 based on the detection signal of the rotational speed sensor 22 and monitoring the rotational speed.

図3は、ターボチャージャ1の使用を開始してから一定期間が経過するまで、EGR機構による排気の還流(EGR)の禁止するEGR禁止ルーチンを示すフローチャートである。このEGR禁止ルーチンは、電子制御装置21を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing an EGR prohibition routine for prohibiting exhaust gas recirculation (EGR) by the EGR mechanism from the start of use of the turbocharger 1 until a certain period of time elapses. The EGR prohibition routine is periodically executed through the electronic control device 21 by, for example, a time interrupt at predetermined intervals.

電子制御装置21は、同ルーチンのステップ101(S101)の処理として、EGR許可条件が成立したか否かを判断する。このEGR許可条件は、EGR機構による排気の還流を許可するか、あるいは禁止するかを決定するためのものであり、上述した「ターボチャージャ1の使用開始から一定期間が経過していること」という条件を含んでいる。そして、同条件を含むEGR許可条件すべてが成立したことに基づき上記S101で肯定がなされる。従って、S101でEGR許可条件が成立した旨判断された場合には、ターボチャージャ1の使用開始から一定期間、すなわちタービンホイール7によるアブレーダブルシール層9の初期の摩耗が終了して上記摩耗粉が発生しなくなるまでの期間が経過したことになる。   The electronic control unit 21 determines whether or not the EGR permission condition is satisfied as the process of step 101 (S101) of the routine. This EGR permission condition is for determining whether to permit or prohibit the exhaust gas recirculation by the EGR mechanism, and is referred to as “a certain period of time has elapsed since the start of use of the turbocharger 1”. Includes conditions. Then, based on the fact that all EGR permission conditions including the same condition are satisfied, an affirmative is made in S101. Accordingly, if it is determined in S101 that the EGR permission condition is satisfied, the wear powder is abated after the initial wear of the abradable seal layer 9 by the turbine wheel 7 is completed for a certain period from the start of use of the turbocharger 1. The period until no longer occurs has passed.

ターボチャージャ1の使用開始から一定期間が経過していない場合には、S101で否定判断がなされてS102に進む。また、ターボチャージャ1の使用開始から一定期間が経過していても、EGR許可条件のうちの他の条件が不成立であれば、S101で否定判断がなされてS102に進む。電子制御装置21は、S102の処理として、EGRバルブ17を全閉状態とすることによりEGR機構による排気の還流を禁止する。ただし、ターボチャージャ1の使用開始から上記一定期間が経過するまでの間に、EGR機構による排気の還流を禁止すると、それに伴い内燃機関2のNOx排出量が多くなるおそれがある。   If a certain period has not elapsed since the start of use of the turbocharger 1, a negative determination is made in S101 and the process proceeds to S102. Further, even if a certain period has elapsed since the start of use of the turbocharger 1, if other conditions of the EGR permission conditions are not satisfied, a negative determination is made in S101 and the process proceeds to S102. The electronic control unit 21 prohibits the recirculation of the exhaust gas by the EGR mechanism by setting the EGR valve 17 to the fully closed state as a process of S102. However, if the recirculation of exhaust gas by the EGR mechanism is prohibited between the start of use of the turbocharger 1 and the elapse of the predetermined period, the NOx emission amount of the internal combustion engine 2 may increase accordingly.

このため、電子制御装置21は、S103の処理として上記一定期間内であるか否かを判断し、ここで肯定判断であればS104の処理として内燃機関2のNOx排出量を低く抑えるためのNOx抑制処理を実行する。こうしたNOx抑制処理では、冷却水回路による内燃機関2の冷却効率をあげるべくウォータポンプ19からの冷却水の吐出流量を増加させたり、内燃機関2の発熱量を抑えるべくスロットルバルブ20の開度を小さく値に制限したりすることが考えられる。なお、上記S104で否定判断がなされた場合、電子制御装置21は、EGR禁止ルーチンを一端終了する。   Therefore, the electronic control unit 21 determines whether or not the predetermined period is within the process of S103. If the determination is affirmative, the NOx for suppressing the NOx emission amount of the internal combustion engine 2 is reduced as the process of S104. Perform suppression processing. In such NOx suppression processing, the cooling water discharge flow rate from the water pump 19 is increased to increase the cooling efficiency of the internal combustion engine 2 by the cooling water circuit, or the throttle valve 20 is opened to suppress the heat generation amount of the internal combustion engine 2. It may be possible to limit the value to a smaller value. If a negative determination is made in S104, the electronic control device 21 ends the EGR prohibition routine.

一方、S101で肯定判断であれば、ターボチャージャ1の使用開始から一定期間が経過していることになり、この場合にはS105に進む。電子制御装置21は、S105の処理として、EGRバルブ17の全閉状態からの開度変更を許可とすることによりEGR機構による排気の還流を許可する。更に、電子制御装置21は、S106の処理として、上述したNOx抑制処理が実行されていれば同処理を終了する。   On the other hand, if an affirmative determination is made in S101, it means that a certain period has elapsed since the start of use of the turbocharger 1. In this case, the process proceeds to S105. The electronic control device 21 permits the recirculation of the exhaust gas by the EGR mechanism by permitting the opening change from the fully closed state of the EGR valve 17 as the processing of S105. Furthermore, if the above-described NOx suppression process is executed as the process of S106, the electronic control device 21 ends the process.

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)ターボチャージャ1の使用開始後に一定期間が経過するまでは、EGR機構による排気の還流が禁止される。このため、タービンホイール7によるアブレーダブルシール層9の初期の摩耗が終了する前に、摩耗粉を含む排気がコンプレッサホイール14上流に還流され、それによってコンプレッサホイール14に上記摩耗粉が巻き込まれて同コンプレッサホイール14が損傷することを抑制できる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) The exhaust gas recirculation by the EGR mechanism is prohibited until a certain period of time has elapsed after the start of use of the turbocharger 1. For this reason, before the initial wear of the abradable seal layer 9 by the turbine wheel 7 is finished, the exhaust gas containing the wear powder is recirculated upstream of the compressor wheel 14, whereby the wear powder is caught in the compressor wheel 14. The compressor wheel 14 can be prevented from being damaged.

(2)上記一定期間中にEGR機構による排気の還流が禁止されている間はNOx抑制処理が実行されるため、上記排気の還流の禁止期間中に内燃機関2からのNOx排出量が多くなることを抑制できる。   (2) Since NOx suppression processing is executed while exhaust gas recirculation by the EGR mechanism is prohibited during the predetermined period, the amount of NOx emission from the internal combustion engine 2 increases during the exhaust gas recirculation prohibition period. This can be suppressed.

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記[A]〜[F]の判断のうちの複数の判断を実施し、それらの判断すべてで肯定であるときに上記一定期間が経過した旨判断するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
A plurality of determinations among the determinations [A] to [F] may be performed, and it may be determined that the predetermined period has elapsed when all of these determinations are positive.

・NOx抑制処理については必ずしも実行する必要はない。   -It is not always necessary to execute the NOx suppression process.

1…ターボチャージャ、2…内燃機関、3…排気通路、5…タービンハウジング、6…羽根、7…タービンホイール、8…軸、9…アブレーダブルシール層、9a…面、10…吸気通路、12…コンプレッサハウジング、13…羽根、14…コンプレッサホイール、16…EGR通路、17…EGRバルブ、18…冷却水回路、19…ウォータポンプ、20…スロットルバルブ、21…電子制御装置、21a…RAM、22…回転速度センサ、23…クランクポジションセンサ、24…スロットルポジションセンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turbocharger, 2 ... Internal combustion engine, 3 ... Exhaust passage, 5 ... Turbine housing, 6 ... Blade, 7 ... Turbine wheel, 8 ... Shaft, 9 ... Abradable seal layer, 9a ... Surface, 10 ... Intake passage, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Compressor housing, 13 ... Blade | wing, 14 ... Compressor wheel, 16 ... EGR passage, 17 ... EGR valve, 18 ... Cooling water circuit, 19 ... Water pump, 20 ... Throttle valve, 21 ... Electronic control unit, 21a ... RAM, 22 ... rotational speed sensor, 23 ... crank position sensor, 24 ... throttle position sensor.

Claims (1)

タービンハウジング内に回転するタービンホイールによって摩耗させられるアブレーダブルシール層が形成されたターボチャージャを組み付けた内燃機関に適用され、前記タービンホイール下流の排気を前記ターボチャージャのコンプレッサホイール上流に還流させるEGR機構と、そのEGR機構の動作を制御する制御部とを備える内燃機関のEGR制御装置において、
前記制御部は、前記内燃機関の製造完了後の初回の前記ターボチャージャの使用開始から一定期間が経過するまで、前記EGR機構による前記タービンホイール下流から前記コンプレッサホイール上流への排気の還流を禁止する
ことを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。
EGR applied to an internal combustion engine having a turbocharger formed with an abradable seal layer that is worn by a rotating turbine wheel in a turbine housing, and returns exhaust gas downstream of the turbine wheel upstream of a compressor wheel of the turbocharger. In an EGR control device for an internal combustion engine comprising a mechanism and a control unit that controls the operation of the EGR mechanism,
The control unit prohibits recirculation of exhaust gas from the turbine wheel downstream to the compressor wheel upstream by the EGR mechanism until a certain period of time has elapsed since the first use of the turbocharger after the completion of manufacture of the internal combustion engine. An EGR control device for an internal combustion engine characterized by the above.
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