JP6327292B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は吸気通路に配置されたコンプレッサを有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a compressor disposed in an intake passage.
従来から、内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャが知られている。この種のターボチャージャの例としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載されたターボチャージャでは、コンプレッサハウジングを冷却するための冷却水通路がコンプレッサハウジングに形成されている。
特許文献1には、内燃機関の始動から所定時間が経過するまでの内燃機関始動時にコンプレッサハウジング内の冷却水通路に対して冷却水が通水される旨、および、内燃機関の始動から所定時間が経過した後の内燃機関定常時にコンプレッサハウジング内の冷却水通路に対して冷却水が通水される旨が記載されている。
つまり、特許文献1に記載されたターボチャージャでは、内燃機関の運転中、常に、コンプレッサハウジング内の冷却水通路に対して冷却水が通水される。
Conventionally, a turbocharger having a compressor disposed in an intake passage of an internal combustion engine is known. An example of this type of turbocharger is disclosed in Patent Document 1, for example. In the turbocharger described in Patent Document 1, a cooling water passage for cooling the compressor housing is formed in the compressor housing.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-133826 discloses that cooling water is passed through a cooling water passage in the compressor housing when the internal combustion engine is started until a predetermined time elapses from the start of the internal combustion engine, and a predetermined time from the start of the internal combustion engine. It is described that the cooling water is passed through the cooling water passage in the compressor housing when the internal combustion engine is stationary after the elapse of time.
That is, in the turbocharger described in Patent Document 1, cooling water is always passed through the cooling water passage in the compressor housing during operation of the internal combustion engine.
ところで、内燃機関の運転中には、例えば外気温が低いときなどのような、内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときが存在する。また、内燃機関の運転中には、例えば内燃機関始動時などのような冷却水温が低いときが存在する。
特許文献1に記載されたターボチャージャでは、内燃機関始動時に外気温が低い場合、内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるにもかかわらず、コンプレッサハウジング内の冷却水通路に対して低温の冷却水が通水されてしまうため、内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下してしまうおそれがある。
By the way, during operation of the internal combustion engine, there are times when it is necessary to increase the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body, such as when the outside air temperature is low. Further, during operation of the internal combustion engine, there are times when the cooling water temperature is low, such as when the internal combustion engine is started.
In the turbocharger described in Patent Document 1, if the outside air temperature is low when the internal combustion engine is started, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body needs to be increased, but the cooling water passage in the compressor housing is not provided. On the other hand, since the low-temperature cooling water is passed, there is a possibility that the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body is lowered.
前記問題点に鑑み、本発明は、内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下するおそれを低減しつつ、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention sufficiently reduces the risk that the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body will decrease when it is necessary to increase the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can supply intake air whose temperature has risen to the internal combustion engine body.
本発明によれば、内燃機関本体と、
前記内燃機関本体に接続された吸気通路と、
前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、
前記コンプレッサのハウジングに形成された第1冷却水通路とを具備する内燃機関の制御装置において、
前記コンプレッサの下流側における前記吸気通路内の吸気の温度である過給後吸気温度が予め設定された閾値より低く、かつ、前記第1冷却水通路内の冷却水の温度が前記過給後吸気温度より高い第1の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水が実行され、
前記過給後吸気温度が前記閾値より低く、かつ、前記第1冷却水通路内の冷却水の温度が前記過給後吸気温度以下である第2の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水量が前記第1の場合よりも減少せしめられることを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
According to the present invention, an internal combustion engine body;
An intake passage connected to the internal combustion engine body;
A compressor disposed in the intake passage;
A control device for an internal combustion engine comprising a first coolant passage formed in a housing of the compressor;
The intake air temperature after supercharging, which is the temperature of the intake air in the intake passage on the downstream side of the compressor, is lower than a preset threshold value, and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is the intake air after the supercharging. In the first case where the temperature is higher than the temperature, the cooling water is passed through the first cooling water passage,
When the post-supercharging intake air temperature is lower than the threshold value and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is equal to or lower than the post-supercharging intake air temperature, the cooling to the first cooling water passage is performed. A control device for an internal combustion engine is provided in which the amount of water flow is reduced as compared with the first case.
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、コンプレッサの下流側における吸気通路内の吸気の温度(過給後吸気温度)が予め設定された閾値より低く、かつ、コンプレッサのハウジングに形成された第1冷却水通路内の冷却水の温度が過給後吸気温度より高い第1の場合に、第1冷却水通路に対する冷却水の通水が実行される。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、例えば、外気温が低いために内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるものの、コンプレッサによる過給によって吸気温度を上昇させただけでは、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができない第1の場合に、過給後吸気温度より高温の冷却水によって、コンプレッサのハウジング内の吸気が加温される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、過給後吸気温度より低温の冷却水が第1冷却水通路に対して通水される場合や、過給後吸気温度より高温の冷却水が第1冷却水通路に対して通水されない場合よりも、過給後吸気温度を上昇させることができ、例えば外気温が低いために内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができる。
That is, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the temperature of the intake air in the intake passage on the downstream side of the compressor (the intake air temperature after supercharging) is lower than a preset threshold value and is formed in the compressor housing. In the first case where the temperature of the cooling water in the one cooling water passage is higher than the intake air temperature after supercharging, the cooling water is passed through the first cooling water passage.
That is, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, for example, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body needs to be increased because the outside air temperature is low, but the intake air temperature is only increased by supercharging by the compressor. Then, in the first case where the intake air whose temperature has risen sufficiently cannot be supplied to the internal combustion engine body, the intake air in the compressor housing is heated by the cooling water having a temperature higher than the intake air temperature after supercharging.
Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when cooling water having a temperature lower than the intake air temperature after supercharging is passed through the first cooling water passage, or when the cooling water having a temperature higher than the intake air temperature after supercharging is the first. The intake air temperature after supercharging can be increased as compared with the case where water is not passed through one cooling water passage. For example, when the outside air temperature is low, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body needs to be increased. In addition, intake air whose temperature has risen sufficiently can be supplied to the internal combustion engine body.
また、本発明の内燃機関の制御装置では、過給後吸気温度が予め設定された閾値より低く、かつ、第1冷却水通路内の冷却水の温度が過給後吸気温度以下である第2の場合に、第1冷却水通路に対する冷却水の通水量が第1の場合よりも減少せしめられる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、例えば、外気温が低いために内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるものの、第1の場合と同様に第1冷却水通路に対する冷却水の通水を実行すると、内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下してしまうおそれがある第2の場合に、第1冷却水通路に対する冷却水の通水が実行されないか、あるいは、第1冷却水通路に対する冷却水の通水が、第1の場合よりも少ない通水量で実行される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下してしまうおそれを低減することができる。
In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the after-supercharging intake air temperature is lower than a preset threshold value, and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is equal to or lower than the after-supercharging intake air temperature. In this case, the amount of cooling water passing through the first cooling water passage is reduced more than in the first case.
That is, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, for example, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body needs to be increased because the outside air temperature is low, but the first cooling water passage is the same as in the first case. In the second case where there is a possibility that the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body may decrease when the coolant water is passed through the coolant, the coolant water is not passed through the first coolant passage. Alternatively, the cooling water flow with respect to the first cooling water passage is executed with a smaller water flow amount than in the first case.
Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body needs to be increased, the possibility that the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body will decrease is reduced. be able to.
本発明の内燃機関の制御装置では、前記第1冷却水通路が、前記コンプレッサの前記ハウジングのうちのコンプレッサインペラに対向する位置、あるいは、前記位置よりも上流側の位置に配置されていてもよい。 In the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the first cooling water passage may be disposed at a position facing the compressor impeller in the housing of the compressor or at a position upstream of the position. .
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、第1冷却水通路が、コンプレッサのハウジングのうちのコンプレッサインペラに対向する位置に配置されているか、あるいは、その位置よりも上流側の位置に配置されているため、コンプレッサによって圧縮されて温度上昇した後の吸気(高温の過給後吸気)が、コンプレッサの下流側における吸気通路内において、過給後吸気温度よりも高温の冷却水によって加温されるのではなく、コンプレッサによって圧縮されて温度上昇する前の吸気(低温の過給前吸気)が、コンプレッサのハウジング内において、過給後吸気温度よりも高温の冷却水によって加温される。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、低温の過給前吸気が冷却水によって加温されるため、高温の過給後吸気が冷却水によって加温される場合よりも、吸気が冷却水によって加温される時点の吸気温度と冷却水温との差を大きくすることができる。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、高温の過給後吸気が冷却水によって加温される場合(つまり、吸気が冷却水によって加温される時点の吸気温度と冷却水温との差が小さい場合)よりも効率的に冷却水によって吸気を加温することができ、その結果、内燃機関本体に供給される吸気の温度を十分に上昇させることができる。
That is, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the first cooling water passage is disposed at a position facing the compressor impeller in the compressor housing or at a position upstream of the position. Therefore, the intake air after it has been compressed by the compressor and has risen in temperature (high-temperature supercharged intake air) is heated by cooling water having a temperature higher than the post-supercharge intake air temperature in the intake passage on the downstream side of the compressor. Instead, the intake air before it is compressed by the compressor and rises in temperature (low-temperature pre-supercharging intake air) is heated in the compressor housing by cooling water having a temperature higher than the post-supercharging intake air temperature.
In other words, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, the low-temperature pre-charging intake air is heated by the cooling water, so that the intake air is more cooled than the high-temperature super-charging intake air is heated by the cooling water. Thus, the difference between the intake air temperature and the cooling water temperature at the time of heating can be increased.
Therefore, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, when the high-temperature supercharged intake air is heated by the cooling water (that is, the difference between the intake air temperature and the cooling water temperature at the time when the intake air is heated by the cooling water is As a result, the intake air can be warmed by the cooling water more efficiently than the case where the intake air is supplied to the internal combustion engine body.
本発明の内燃機関の制御装置では、
前記内燃機関が、
前記内燃機関本体に形成された第2冷却水通路と、
前記第1冷却水通路と前記第2冷却水通路とを接続する第3冷却水通路と、
前記第1冷却水通路をバイパスするバイパス通路と、
前記第1冷却水通路をバイパスしている冷却水を加熱する加熱装置とを具備することもできる。
さらに、本発明の内燃機関の制御装置では、前記第2の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水が停止されて、前記バイパス通路に対する冷却水の通水が実行されると共に、前記第1冷却水通路をバイパスしている冷却水が、前記加熱装置によって加熱されてもよい。
In the control device for an internal combustion engine of the present invention,
The internal combustion engine
A second cooling water passage formed in the internal combustion engine body;
A third cooling water passage connecting the first cooling water passage and the second cooling water passage;
A bypass passage for bypassing the first cooling water passage;
And a heating device that heats the cooling water bypassing the first cooling water passage.
Furthermore, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, in the second case, the cooling water flow to the first cooling water passage is stopped and the cooling water flow to the bypass passage is executed. The cooling water bypassing the first cooling water passage may be heated by the heating device.
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、過給後吸気温度が予め設定された閾値より低く、かつ、第1冷却水通路内の冷却水の温度が過給後吸気温度以下である第2の場合に、第1冷却水通路に対する冷却水の通水が停止されるため、第1冷却水通路に対する冷却水の通水が実行されることに伴って内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下してしまうことを回避することができる。
さらに、本発明の内燃機関の制御装置では、第2の場合に第1冷却水通路をバイパスしている冷却水が加熱されるため、冷却水の温度を上昇させることができる。その結果、温度上昇した冷却水を第1冷却水通路に対して通水することによって、冷却水が加熱されない場合よりも早期に、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができる。
In other words, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, the second after-supercharging intake air temperature is lower than a preset threshold, and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is equal to or lower than the after-supercharging intake air temperature. In this case, since the flow of the cooling water to the first cooling water passage is stopped, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body as the cooling water flow to the first cooling water passage is executed. Can be avoided.
Furthermore, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the cooling water bypassing the first cooling water passage is heated in the second case, so that the temperature of the cooling water can be increased. As a result, by passing the coolant whose temperature has increased through the first coolant passage, intake air whose temperature has been sufficiently increased can be supplied to the internal combustion engine body earlier than when the coolant is not heated. .
本発明によれば、内燃機関本体に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、内燃機関本体に供給される吸気の温度が低下するおそれを低減しつつ、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができる。 According to the present invention, when it is necessary to increase the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body, the intake air whose temperature has been sufficiently increased while reducing the possibility of the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body being reduced. Can be supplied to the internal combustion engine body.
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの主要部を概略的に示した図である。図2は第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの他の主要部の概略的なブロック図である。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図1に示す例では、吸気通路11が内燃機関本体10に接続されている。吸気通路11には、ターボチャージャ(図示せず)のコンプレッサ12が配置されている。コンプレッサ12のハウジング12aには、第1冷却水通路として機能する冷却水通路12a6が形成されている。
また、ハウジング12aには、コンプレッサインペラ12bが収容されている。コンプレッサインペラ12bはシャフト12cを介してタービンインペラ(図示せず)と連結されている。シャフト12cは、ベアリング(図示せず)によって中心軸線12c1を中心に回転可能に支持されている。ハウジング12aには、シャフト12cの中心軸線12c1の方向に延びているインレット通路12a1と、シャフト12cの周方向に延びているスクロール通路12a2とが設けられている。インレット通路12a1は、吸気通路11のうちのコンプレッサ12よりも上流側の部分に接続されている。スクロール通路12a2は、吸気通路11のうちのコンプレッサ12よりも下流側の部分に接続されている。オイルなどを含むブローバイガスは、内燃機関本体10からブローバイガス通路(図示せず)を介して吸気通路11のうちのコンプレッサ12よりも上流側の部分に導入される。
図1に示す例では、シュラウド部12a3の表面であるシュラウド面12a4が、インレット通路12a1よりも中心軸線12c1の側に隆起しており、コンプレッサインペラ12bに対向している。コンプレッサインペラ12bとスクロール通路12a2との間には、ディフューザ部12a5が設けられている。コンプレッサインペラ12bが送り出す吸気の運動エネルギーが、ディフューザ部12a5によって圧力に変換され、それにより、吸気が圧縮されると共に、吸気の温度が上昇する。
Hereinafter, a first embodiment of a control device for an internal combustion engine of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the main part of an engine system to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied. FIG. 2 is a schematic block diagram of another main part of the engine system to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied.
In the example shown in FIG. 1 of the engine system to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, an
The
In the example shown in FIG. 1, a shroud surface 12a4, which is the surface of the shroud portion 12a3, protrudes from the inlet passage 12a1 toward the central axis 12c1, and faces the
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図1に示す例では、コンプレッサ12によって圧縮されて温度上昇する前の吸気を、吸気よりも高温の冷却水通路12a6内の冷却水によって加温することができるように、冷却水通路12a6が、コンプレッサインペラ12bに対向する位置に配置されているが、他の例では、代わりに、冷却水通路12a6を、コンプレッサインペラ12bに対向する位置よりも上流側(図1の左側)の位置に配置することによっても、コンプレッサ12によって圧縮されて温度上昇する前の吸気を、吸気よりも高温の冷却水通路12a6内の冷却水によって加温することができる。
あるいは、さらに他の例では、代わりに、コンプレッサ12のハウジング12aのうちの上述した位置以外の位置に冷却水通路12a6を配置することもできる。
In the example shown in FIG. 1 of the engine system to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, the intake air before the temperature rises by being compressed by the
Alternatively, in still another example, the cooling water passage 12a6 can be disposed at a position other than the above-described position in the
図1に示す例では、ターボチャージャのコンプレッサ12を有するエンジンシステムに対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、代わりに、電動過給機(図示せず)のコンプレッサ(図示せず)を有するエンジンシステムに対して第1の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
In the example shown in FIG. 1, the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied to the engine system having the
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図1および図2に示す例では、第2冷却水通路として機能する冷却水通路10a(図2参照)が内燃機関本体10(図1および図2参照)に形成されている。内燃機関本体10の冷却水通路10aと、コンプレッサ12(図1および図2参照)のハウジング12a(図1および図2参照)の冷却水通路12a6(図1および図2参照)とは、第3冷却水通路として機能する冷却水通路21(図2参照)を介して接続されている。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図2に示す例では、ウォーターポンプ20が冷却水通路21に設けられている。ウォーターポンプ20は、制御装置として機能するECU(電子制御ユニット)50に接続されている。また、吸気温度センサ50aと、冷却水温センサ50bとが、ECU50に接続されている。
In the example shown in FIGS. 1 and 2 of the engine system to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the cooling
In the example shown in FIG. 2 of the engine system to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図2に示す例では、吸気温度センサ50a(図2参照)がコンプレッサ12(図1参照)の上流側における吸気通路11(図1参照)に配置されている。また、コンプレッサ12の下流側における吸気通路11内の吸気の温度である過給後吸気温度Taが、例えば、吸気温度センサ50aによって検出されたコンプレッサ12の上流側における吸気通路11内の吸気の温度である過給前吸気温度と、内燃機関の運転状態と、予め実験などによって得られた過給前吸気温度と内燃機関の運転状態と過給後吸気温度Taとの関係とに基づいて、ECU50(図2参照)によって算出される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、吸気温度センサ50aをコンプレッサ12の下流側における吸気通路11に配置し、過給後吸気温度Taを吸気温度センサ50aによって検出することもできる。
In the example shown in FIGS. 1 and 2 to which the control apparatus for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, the intake
In another example to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, instead, the intake
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、冷却水温センサ50bが内燃機関本体10の冷却水通路10aに配置されている。また、コンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twが、例えば、冷却水温センサ50bによって検出された内燃機関本体10の冷却水通路10a内の冷却水の温度と、内燃機関の運転状態と、予め実験などによって得られた冷却水通路10a内の冷却水の温度と内燃機関の運転状態と冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twとの関係とに基づいて、ECU50によって算出される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、冷却水温センサ50bをコンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6に配置し、冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twを冷却水温センサ50bによって検出することもできる。あるいは、冷却水温センサ50bを冷却水通路10a、12a6以外の位置に配置し、上述した手法と同様の手法によって、冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twを産出することもできる。
In the example shown in FIG. 2 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the cooling
In another example to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, instead, the cooling
図3は第1の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される冷却水の通水制御を説明するためのフローチャートである。図3に示す冷却水の通水制御は、例えば内燃機関の運転中に所定時間間隔で実行される。
図3に示す冷却水の通水制御が開始されると、ステップS1において、ECU50(図2参照)によって算出された、あるいは、吸気温度センサ50a(図2参照)によって検出された過給後吸気温度Taが、例えばECU50によって読み込まれる。
また、ステップS1では、ECU50によって算出された、あるいは、冷却水温センサ50b(図2参照)によって検出されたコンプレッサ12(図1および図2参照)のハウジング12a(図1および図2参照)の冷却水通路12a6(図1および図2参照)内の冷却水の温度Twが、例えばECU50によって読み込まれる。
次いで、ステップS2では、過給後吸気温度Taが、例えば0℃などのような予め設定された閾値Tw1より低いか否かが、例えばECU50によって判定される。YESのときには、吸気温度を上昇させる必要があると判断し、ステップS3に進む。一方、NOのときには、吸気温度を上昇させる必要がないと判断し、ステップS6に進む。
ステップS3では、冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twが過給後吸気温度Taより高いか否かが、例えばECU50によって判定される。YESのときには、冷却水の通水によって吸気温度を上昇させることができると判断し、ステップS4に進む。一方、NOのときには、冷却水の通水によっては吸気温度を上昇させることができないと判断し、ステップS5に進む。
ステップS4では、ECU50によってウォーターポンプ20(図2参照)が作動され、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が実行される。
FIG. 3 is a flowchart for explaining cooling water flow control executed by the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment. The cooling water flow control shown in FIG. 3 is executed at predetermined time intervals, for example, during operation of the internal combustion engine.
When the cooling water flow control shown in FIG. 3 is started, the intake air after supercharging calculated by the ECU 50 (see FIG. 2) or detected by the intake
In step S1, the cooling of the
Next, in step S2, for example, the
In step S3, for example, the
In step S4, the water pump 20 (see FIG. 2) is actuated by the
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、ステップS2においてコンプレッサ12(図1参照)の下流側における吸気通路11(図1参照)内の吸気の温度(過給後吸気温度Ta)が予め設定された閾値Tw1より低いと判定され、ステップS3においてコンプレッサ12のハウジング12a(図1参照)に形成された冷却水通路12a6(図1参照)内の冷却水の温度Twが過給後吸気温度Taより高いと判定された第1の場合に、ステップS4において、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が実行される。
すなわち、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、例えば、外気温が低いために内燃機関本体10(図1参照)に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるものの、コンプレッサ12による過給によって吸気温度を上昇させただけでは、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体に供給することができない第1の場合に、ステップS4において、過給後吸気温度Taより高い温度Twを有する冷却水によって、コンプレッサ12のハウジング12a内の吸気が加温される。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、過給後吸気温度Taより低い温度を有する冷却水が冷却水通路12a6に対して通水される場合や、過給後吸気温度Taより高い温度Twを有する冷却水が冷却水通路12a6に対して通水されない場合よりも、過給後吸気温度Taを上昇させることができ、例えば外気温が低いために内燃機関本体10に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体10に供給することができる。
That is, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the intake air in the intake passage 11 (see FIG. 1) on the downstream side of the compressor 12 (see FIG. 1) in step S2. It is determined that the temperature (the post-supercharging intake air temperature Ta) is lower than a preset threshold value Tw1, and the cooling water passage 12a6 (see FIG. 1) formed in the
That is, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, for example, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body 10 (see FIG. 1) is increased because the outside air temperature is low. In the first case where the intake air whose temperature has been sufficiently increased cannot be supplied to the internal combustion engine body simply by increasing the intake air temperature by supercharging by the
Therefore, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the cooling water having a temperature lower than the post-supercharging intake air temperature Ta is passed through the cooling water passage 12a6. Or, since the cooling water having a temperature Tw higher than the post-supercharging intake air temperature Ta cannot be passed through the cooling water passage 12a6, the post-supercharging intake air temperature Ta can be increased, for example, because the outside air temperature is low. When it is necessary to increase the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine
詳細には、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図3に示す例では、コンプレッサ12(図1参照)によって圧縮されて温度上昇した後の吸気(高温の過給後吸気)が、コンプレッサ12の下流側における吸気通路11(図1参照)内において、過給後吸気温度よりも高温の冷却水によって加温されるのではなく、コンプレッサ12によって圧縮されて温度上昇する前の吸気(低温の過給前吸気)が、コンプレッサ12のハウジング12a内において(詳細には、ハウジング12aのうちのディフューザ部12a5(図1参照)よりも上流側の部分において)、過給後吸気温度Taよりも高い温度Twを有する冷却水によって加温される。
すなわち、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図3に示す例では、低温の過給前吸気が冷却水によって加温されるため、高温の過給後吸気が冷却水によって加温される場合よりも、吸気が冷却水によって加温される時点の吸気温度と冷却水温との差を大きくすることができる。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1および図3に示す例では、高温の過給後吸気が冷却水によって加温される場合(つまり、吸気が冷却水によって加温される時点の吸気温度と冷却水温との差が小さい場合)よりも効率的に冷却水によって吸気を加温することができ、その結果、内燃機関本体10(図1参照)に供給される吸気の温度を十分に上昇させることができる。
Specifically, in the example shown in FIG. 1 and FIG. 3 to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, the intake air after the temperature rises due to compression by the compressor 12 (see FIG. 1) (high temperature excess). In the intake passage 11 (see FIG. 1) on the downstream side of the
That is, in the example shown in FIG. 1 and FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the low-temperature pre-supercharging intake air is heated by the cooling water. The difference between the intake air temperature when the intake air is heated by the cooling water and the cooling water temperature can be made larger than when the intake water is heated by the cooling water.
Therefore, in the example shown in FIG. 1 and FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the intake air after high-temperature supercharging is heated by the cooling water (that is, the intake air is cooled by the cooling water). The intake air can be warmed by the cooling water more efficiently than the case where the difference between the intake air temperature and the cooling water temperature at the time of heating is small). As a result, the intake air is supplied to the internal combustion engine body 10 (see FIG. 1). The intake air temperature can be raised sufficiently.
ステップS5では、冷却水通路12a6(図1および図2参照)に対する冷却水の通水量がステップS4よりも減少せしめられるように、ECU50(図2参照)によってウォーターポンプ20(図2参照)が制御される。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2および図3に示す例では、ステップS5において、ウォーターポンプ20の制御を変更する(つまり、ウォーターポンプ20の吐出量を減少させる)ことによって、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水量が減少せしめられるが、他の例では、代わりに、例えば冷却水通路12a6をバイパスするバイパス通路23(図4参照)を設けると共に、ステップS5において、バイパス通路23に対する冷却水の通水量を増加させることによって、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水量を減少させることもできる。
In step S5, the water pump 20 (see FIG. 2) is controlled by the ECU 50 (see FIG. 2) so that the flow rate of the cooling water to the cooling water passage 12a6 (see FIGS. 1 and 2) is smaller than that in step S4. Is done.
In the example shown in FIGS. 2 and 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, the control of the
つまり、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、ステップS2において過給後吸気温度Taが予め設定された閾値Tw1より低いと判定され、ステップS3において冷却水通路12a6(図1参照)内の冷却水の温度Twが過給後吸気温度Ta以下であると判定された第2の場合に、ステップS5において、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水量が第1の場合(ステップS4)よりも減少せしめられる。
すなわち、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、例えば、外気温が低いために内燃機関本体10(図1参照)に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるものの、第1の場合(ステップS4)と同様に冷却水通路12a6に対する冷却水の通水を実行すると、内燃機関本体10に供給される吸気の温度が低下してしまうおそれがある第2の場合に、ステップS5において、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が実行されないか、あるいは、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が、第1の場合(ステップS4)よりも少ない通水量で実行される。
そのため、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図3に示す例では、内燃機関本体10に供給される吸気の温度を上昇させる必要があるときに、内燃機関本体10に供給される吸気の温度が低下してしまうおそれを低減することができる。
That is, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, it is determined in step S2 that the post-supercharging intake air temperature Ta is lower than the preset threshold value Tw1, and in step S3 the cooling is performed. In the second case where it is determined that the temperature Tw of the cooling water in the water passage 12a6 (see FIG. 1) is equal to or lower than the intake air temperature Ta after the supercharging, in step S5, the amount of cooling water flowing into the cooling water passage 12a6 is It is reduced more than in the first case (step S4).
That is, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, for example, the temperature of the intake air supplied to the internal combustion engine body 10 (see FIG. 1) is increased because the outside air temperature is low. Although it is necessary to carry out the cooling water flow to the cooling water passage 12a6 as in the first case (step S4), the temperature of the intake air supplied to the internal
Therefore, in the example shown in FIG. 3 to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, when the temperature of the intake air supplied to the internal
ステップS6では、過給後吸気温度Taが、例えば170℃〜180℃などのような予め設定された閾値Tw2より高いか否かが、例えばECU50(図2参照)によって判定される。YESのときには、内燃機関本体10(図2参照)を冷却した冷却水によってコンプレッサ12(図1および図2参照)のハウジング12a(図1および図2参照)内の吸気を冷却することができると判断し、ステップS7に進む。一方、NOのときには、内燃機関本体10を冷却した冷却水ではコンプレッサ12のハウジング12a内の吸気を冷却することができないと判断し、ステップS8に進む。
ステップS7では、ECU50によってウォーターポンプ20(図2参照)が作動され、冷却水通路12a6(図1および図2参照)に対する冷却水の通水が実行される。その結果、例えば高過給時に吸気に含まれるオイルがコンプレッサ12のハウジング12a内で炭化してデポジットが堆積することによって過給効率が低下することが抑制される。
ステップS8では、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水量がステップS7よりも減少せしめられるように、ECU50によってウォーターポンプ20が制御される。その結果、ウォーターポンプ20が作動されることによる燃費の悪化が抑制される。
In step S6, it is determined, for example, by the ECU 50 (see FIG. 2) whether the post-supercharging intake air temperature Ta is higher than a preset threshold value Tw2 such as 170 ° C. to 180 ° C., for example. When YES, the intake air in the
In step S7, the water pump 20 (see FIG. 2) is actuated by the
In step S8, the
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、上述した他の例と同様に、ステップS8において、バイパス通路23(図4参照)に対する冷却水の通水量を増加させることによって、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水量を減少させることもできる。 In another example to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, the flow rate of cooling water to the bypass passage 23 (see FIG. 4) is increased in step S8 as in the other examples described above. Accordingly, it is possible to reduce the amount of cooling water flowing into the cooling water passage 12a6.
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図1に示す例では、冷却水通路12a6が、ハウジング12aのうちのコンプレッサインペラ12bに対向する部分に形成されているが、第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、過給前吸気を冷却することができるハウジング12aの任意の位置に冷却水通路12a6を形成することもできる。
In the example shown in FIG. 1 to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, the cooling water passage 12a6 is formed in a portion of the
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの主要部は、後述する点を除き、図1に示す第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの主要部とほぼ同様に構成されている。従って、第2の実施形態の内燃機関の制御装置によれば、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
Hereinafter, a second embodiment of the control device for an internal combustion engine of the present invention will be described.
The main part of the engine system to which the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is applied is the engine system to which the control device for the internal combustion engine of the first embodiment shown in FIG. It is configured almost the same as the main part. Therefore, according to the control apparatus for an internal combustion engine of the second embodiment, substantially the same effects as those of the control apparatus for the internal combustion engine of the first embodiment described above can be obtained except for the points described later.
図4は第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの他の主要部の概略的なブロック図である。
第1の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図2に示す例では、コンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6をバイパスするバイパス通路が設けられていないが、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図4に示す例では、コンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6をバイパスするバイパス通路23が設けられている。さらに、冷却水通路12a6をバイパスしている冷却水を加熱する加熱装置24が、例えばバイパス通路23に設けられている。また、内燃機関本体10の冷却水通路10aを通過した冷却水がコンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6に流入する通水モードと、内燃機関本体10の冷却水通路10aを通過した冷却水が冷却水通路12a6をバイパスしてバイパス通路23に流入するバイパスモードとを切り替えるバルブ22が設けられている。
第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図4に示す例では、加熱装置24がバイパス通路23に設けられているが、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、加熱装置24を冷却水通路21に設けることもできる。
FIG. 4 is a schematic block diagram of another main part of the engine system to which the control device for an internal combustion engine of the second embodiment is applied.
In the example shown in FIG. 2 to which the control device for an internal combustion engine of the first embodiment is applied, a bypass passage that bypasses the cooling water passage 12a6 of the
In the example shown in FIG. 4 to which the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is applied, the
図5は第2の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される冷却水の通水制御を説明するためのフローチャートである。図5に示す冷却水の通水制御は、例えば内燃機関の運転中に所定時間間隔で実行される。
図5のステップS1、S2、S3、S4、S6、S7、S8では、図3のステップS1、S2、S3、S4、S6、S7、S8と同様の処理が実行される。
図5のステップS3においてNOと判定されたときには、コンプレッサ12(図4参照)のハウジング12a(図4参照)の冷却水通路12a6(図4参照)に対する冷却水の通水を実行しても、コンプレッサ12のハウジング12a内の吸気の温度を上昇させることができないと判断し、ステップS11に進む。
ステップS11では、ECU50(図4参照)によってバルブ22(図4参照)が作動され、内燃機関本体10(図4参照)の冷却水通路10a(図4参照)を通過した冷却水がコンプレッサ12のハウジング12aの冷却水通路12a6に流入する通水モードから、内燃機関本体10の冷却水通路10aを通過した冷却水が冷却水通路12a6をバイパスしてバイパス通路23(図4参照)に流入するバイパスモードへの切り替えが実行される。
つまり、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、ステップS2において過給後吸気温度Taが予め設定された閾値Tw1より低いと判定され、ステップS3において冷却水通路12a6内の冷却水の温度Twが過給後吸気温度Ta以下であると判定された第2の場合に、ステップS11において、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が停止される。
そのため、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、冷却水通路12a6に対する冷却水の通水が実行されることに伴って内燃機関本体10(図1および図4参照)に供給される吸気の温度が低下してしまうことを回避することができる。
FIG. 5 is a flowchart for explaining cooling water flow control executed by the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment. The cooling water flow control shown in FIG. 5 is executed at predetermined time intervals, for example, during operation of the internal combustion engine.
In steps S1, S2, S3, S4, S6, S7, and S8 in FIG. 5, the same processes as those in steps S1, S2, S3, S4, S6, S7, and S8 in FIG. 3 are executed.
When it is determined NO in step S3 of FIG. 5, even if the cooling water is passed through the cooling water passage 12a6 (see FIG. 4) of the
In step S11, the valve 22 (see FIG. 4) is operated by the ECU 50 (see FIG. 4), and the cooling water that has passed through the cooling
That is, in the example shown in FIG. 5 to which the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is applied, it is determined in step S2 that the post-supercharging intake air temperature Ta is lower than the preset threshold value Tw1, and cooling is performed in step S3. In the second case where it is determined that the temperature Tw of the cooling water in the water passage 12a6 is equal to or lower than the intake air temperature Ta after supercharging, the flow of the cooling water to the cooling water passage 12a6 is stopped in step S11.
Therefore, in the example shown in FIG. 5 to which the control device for an internal combustion engine of the second embodiment is applied, the internal combustion engine main body 10 (see FIG. 1 and FIG. 1) along with the flow of the cooling water through the cooling water passage 12a6. It is possible to avoid a decrease in the temperature of the intake air supplied to (see FIG. 4).
次いで、ステップS12では、例えばECU50(図4参照)によって加熱装置24(図4参照)が作動され、冷却水通路12a6(図4参照)をバイパスしている冷却水が加熱装置24によって加熱される。
つまり、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、第2の場合に、ステップS12において、冷却水通路12a6をバイパスしている冷却水が加熱される。
そのため、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図5に示す例では、冷却水の温度を上昇させることができる。その結果、冷却水の温度が上昇した後に、温度上昇した冷却水を冷却水通路12a6に対して通水する(つまり、ステップS4を実行する)ことによって、冷却水が加熱されない場合よりも早期に、十分に温度上昇した吸気を内燃機関本体10(図1および図4参照)に供給することができる。
Next, in step S12, for example, the heating device 24 (see FIG. 4) is operated by the ECU 50 (see FIG. 4), and the cooling water bypassing the cooling water passage 12a6 (see FIG. 4) is heated by the
That is, in the example shown in FIG. 5 to which the control device for an internal combustion engine of the second embodiment is applied, in the second case, the cooling water bypassing the cooling water passage 12a6 is heated in step S12.
Therefore, in the example shown in FIG. 5 to which the control device for an internal combustion engine of the second embodiment is applied, the temperature of the cooling water can be raised. As a result, after the temperature of the cooling water rises, the cooling water whose temperature has risen is passed through the cooling water passage 12a6 (that is, step S4 is executed), so that the cooling water is earlier than when the cooling water is not heated. The intake air whose temperature has been sufficiently increased can be supplied to the internal combustion engine body 10 (see FIGS. 1 and 4).
第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図4に示す例では、加熱装置24として例えば電気式のヒーターが用いられるが、第2の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、例えば特許第5772652号公報に記載されている内燃機関の排気ガスの熱を回収して利用する排熱回収装置のような任意の公知の装置を、加熱装置24として用いることもできる。
In the example shown in FIG. 4 to which the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is applied, for example, an electric heater is used as the
第3の実施形態では、上述した第1および第2の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。 In the third embodiment, the above-described first and second embodiments and examples can be appropriately combined.
10 内燃機関本体
10a 冷却水通路
11 吸気通路
12 コンプレッサ
12a ハウジング
12a1 インレット通路
12a2 スクロール通路
12a3 シュラウド部
12a4 シュラウド面
12a5 ディフューザ部
12a6 冷却水通路
12b コンプレッサインペラ
12c シャフト
12c1 中心軸線
20 ウォーターポンプ
21 冷却水通路
22 バルブ
23 バイパス通路
24 加熱装置
50 ECU
50a 吸気温度センサ
50b 冷却水温センサ
10 Internal
50a Intake
Claims (3)
前記内燃機関本体に接続された吸気通路と、
前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、
前記コンプレッサのハウジングに形成された第1冷却水通路とを具備する内燃機関の制御装置において、
前記コンプレッサの下流側における前記吸気通路内の吸気の温度である過給後吸気温度が予め設定された閾値より低く、かつ、前記第1冷却水通路内の冷却水の温度が前記過給後吸気温度より高い第1の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水が実行され、
前記過給後吸気温度が前記閾値より低く、かつ、前記第1冷却水通路内の冷却水の温度が前記過給後吸気温度以下である第2の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水量が前記第1の場合よりも減少せしめられることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine body;
An intake passage connected to the internal combustion engine body;
A compressor disposed in the intake passage;
A control device for an internal combustion engine comprising a first coolant passage formed in a housing of the compressor;
The intake air temperature after supercharging, which is the temperature of the intake air in the intake passage on the downstream side of the compressor, is lower than a preset threshold value, and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is the intake air after the supercharging. In the first case where the temperature is higher than the temperature, the cooling water is passed through the first cooling water passage,
When the post-supercharging intake air temperature is lower than the threshold value and the temperature of the cooling water in the first cooling water passage is equal to or lower than the post-supercharging intake air temperature, the cooling to the first cooling water passage is performed. The control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the amount of water flow is reduced as compared with the first case.
前記内燃機関本体に形成された第2冷却水通路と、
前記第1冷却水通路と前記第2冷却水通路とを接続する第3冷却水通路と、
前記第1冷却水通路をバイパスするバイパス通路と、
前記第1冷却水通路をバイパスしている冷却水を加熱する加熱装置とを具備し、
前記第2の場合に、前記第1冷却水通路に対する冷却水の通水が停止されて、前記バイパス通路に対する冷却水の通水が実行されると共に、前記第1冷却水通路をバイパスしている冷却水が、前記加熱装置によって加熱されることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine
A second cooling water passage formed in the internal combustion engine body;
A third cooling water passage connecting the first cooling water passage and the second cooling water passage;
A bypass passage for bypassing the first cooling water passage;
A heating device for heating the cooling water bypassing the first cooling water passage,
In the second case, the cooling water flow to the first cooling water passage is stopped, the cooling water flow to the bypass passage is executed, and the first cooling water passage is bypassed. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cooling water is heated by the heating device.
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