JP7359031B2 - supercharged engine - Google Patents

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Description

ここに開示する技術は、過給機付きエンジンに関する。 The technology disclosed herein relates to a supercharged engine.

特許文献１には、過給機付きエンジンが記載されている。このエンジンの排気通路には、排気ターボ過給機のタービンが設けられている。また、排気通路における、タービンよりも上流には、酸化触媒とＤＰＦとが配設されている。エンジンの吸気通路には、排気ターボ過給機のコンプレッサが設けられている。 Patent Document 1 describes a supercharged engine. A turbine of an exhaust turbo supercharger is provided in the exhaust passage of this engine. Further, an oxidation catalyst and a DPF are disposed upstream of the turbine in the exhaust passage. A compressor for an exhaust turbo supercharger is provided in the intake passage of the engine.

特開２０１３－１８９９００号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-189900

特許文献１に記載された過給機付きエンジンは、酸化触媒が、タービンよりもエンジンに近い位置に設けられている。このため、酸化触媒の温度を高くできる。例えばエンジンの始動時に、酸化触媒を早期に活性化できる。 In the supercharged engine described in Patent Document 1, the oxidation catalyst is provided at a position closer to the engine than the turbine. Therefore, the temperature of the oxidation catalyst can be increased. For example, when starting the engine, the oxidation catalyst can be activated early.

しかしながら、特許文献１に記載された過給機付きエンジンは、エンジンを速やかに暖機するための構成を有していない。 However, the supercharged engine described in Patent Document 1 does not have a configuration for quickly warming up the engine.

ここに開示する技術は、過給機付きエンジンの暖機を促進する。 The technology disclosed herein facilitates warming up of a supercharged engine.

ここに開示する技術は、過給機付きエンジンに関する。この過給機付きエンジンは、
エンジンへ燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記エンジンの排気通路に設けられかつ、前記エンジンから排出された排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路において、前記排気浄化装置よりも下流に設けられた、排気ターボ過給機のタービンと、
前記排気通路における前記排気浄化装置と前記タービンとの間の部位と、前記エンジンの吸気通路とを互いに接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられかつ、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラと、を有しかつ、排気の一部をＥＧＲガスとして、前記吸気通路に還流するＥＧＲシステムと、
前記エンジンと、冷却水を放熱させるラジエータとの間で冷却水が循環する循環回路と、
制御対象に制御信号を出力する制御ユニットと、を備え、
前記ＥＧＲクーラは、前記循環回路に接続されかつ、冷却水と排気との間で熱交換させ、
前記制御ユニットは、前記エンジンの温度が所定温度よりも低い冷間時に、前記エンジンの暖機制御として、排気行程中の燃料噴射を前記燃料噴射弁に実行させると共に、前記ＥＧＲシステムにＥＧＲガスの還流を実行させる。 The technology disclosed herein relates to a supercharged engine. This supercharged engine is
A fuel injection valve that supplies fuel to the engine;
an exhaust purification device that is installed in an exhaust passage of the engine and purifies exhaust gas discharged from the engine;
a turbine of an exhaust turbo supercharger provided downstream of the exhaust purification device in the exhaust passage;
an EGR passage that connects a portion of the exhaust passage between the exhaust purification device and the turbine and an intake passage of the engine; and an EGR passage that is provided in the EGR passage and cools EGR gas flowing through the EGR passage. a water-cooled EGR cooler, and an EGR system in which part of the exhaust gas is returned to the intake passage as EGR gas;
a circulation circuit in which coolant circulates between the engine and a radiator that radiates heat from the coolant;
A control unit that outputs a control signal to a controlled object,
The EGR cooler is connected to the circulation circuit and exchanges heat between cooling water and exhaust gas,
The control unit causes the fuel injection valve to perform fuel injection during the exhaust stroke as warm-up control of the engine when the engine temperature is lower than a predetermined temperature, and causes the EGR system to inject EGR gas. Allow reflux to occur.

この構成によると、排気浄化装置は、排気通路において排気ターボ過給機のタービンよりも上流に設けられている。排気浄化装置はエンジンに近いため、例えばエンジンを始動させた後に、排気浄化装置の温度は速やかに上昇する。排気浄化装置は早期に活性化する。排気浄化装置の早期の活性化は、エンジンの排出ガス性能の向上に有利である。 According to this configuration, the exhaust purification device is provided upstream of the turbine of the exhaust turbo supercharger in the exhaust passage. Since the exhaust gas purification device is close to the engine, the temperature of the exhaust gas purification device quickly rises, for example, after the engine is started. The exhaust purification device is activated early. Early activation of the exhaust purification device is advantageous in improving the exhaust gas performance of the engine.

エンジンには、ＥＧＲシステムが設けられている。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラを有している。ＥＧＲシステムは、冷却したＥＧＲガスを、吸気通路に供給できる。 The engine is equipped with an EGR system. The EGR system includes an EGR cooler provided in the EGR passage. The EGR system can supply cooled EGR gas to the intake passage.

ＥＧＲクーラは、エンジンの冷却水の循環回路に接続されている。ＥＧＲクーラは、エンジンの冷却水と排気との間で熱交換させる。エンジンの暖機中は冷却水の温度が低い。エンジンの暖機中にＥＧＲシステムがＥＧＲガスの還流を行うと、排気の熱をエンジンの冷却水に与えることができ、エンジンの冷却水の温度上昇が促進される。 The EGR cooler is connected to the engine's cooling water circulation circuit. The EGR cooler exchanges heat between engine cooling water and exhaust gas. The coolant temperature is low while the engine is warming up. When the EGR system recirculates the EGR gas while the engine is warming up, the heat of the exhaust gas can be applied to the engine cooling water, which promotes a rise in the temperature of the engine cooling water.

制御ユニットは、前記エンジンの温度が所定温度よりも低い冷間時に、エンジンの暖機制御を実行する。暖機制御時に、制御ユニットは、排気行程中の燃料噴射を燃料噴射弁に実行させる。排気行程中に噴射された燃料は、未燃焼、又は、ほぼ未燃焼のままで排気浄化装置に供給される。排気浄化装置において燃料が反応し、反応熱が発生する。その反応熱によって排気の温度が上昇する。 The control unit executes engine warm-up control when the engine temperature is lower than a predetermined temperature. During warm-up control, the control unit causes the fuel injection valve to perform fuel injection during the exhaust stroke. The fuel injected during the exhaust stroke is supplied to the exhaust purification device in an unburned or almost unburned state. Fuel reacts in the exhaust gas purification device and reaction heat is generated. The heat of reaction increases the temperature of the exhaust gas.

制御ユニットは、暖機制御時に、ＥＧＲシステムにＥＧＲ通路を通じたＥＧＲガスの還流を実行させる。排気浄化装置から排出された高温の排気が、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路を通じて吸気通路へ還流される。前述したようにＥＧＲクーラにおいて、高温のＥＧＲガスから冷却水へ熱が供給される。冷却水の温度が速やかに上昇するから、冷却水がエンジンの中を循環することによりエンジンの暖機が促進されて、暖機制御が速やかに完了する。この構成は、エンジンが冷間状態である時間が短いため、エンジンの燃費性能を向上させる。 The control unit causes the EGR system to recirculate EGR gas through the EGR passage during warm-up control. High-temperature exhaust gas discharged from the exhaust purification device is returned to the intake passage through the EGR passage as EGR gas. As described above, in the EGR cooler, heat is supplied from the high temperature EGR gas to the cooling water. Since the temperature of the cooling water rises quickly, the cooling water circulates through the engine, which promotes warm-up of the engine and quickly completes the warm-up control. This configuration improves the fuel efficiency of the engine because the time the engine is in a cold state is short.

前記制御ユニットは、前記排気浄化装置が活性温度に到達した後、前記暖機制御を実行する。
The control unit executes the warm-up control after the exhaust gas purification device reaches an activation temperature.

排気浄化装置が活性温度に到達した後に、燃料噴射弁が、排気行程中の燃料噴射を実行する。活性化した排気浄化装置において燃料が反応して、反応熱を発生させることができる。 After the exhaust gas purification device reaches the activation temperature, the fuel injection valve performs fuel injection during the exhaust stroke. The fuel reacts in the activated exhaust gas purification device and can generate reaction heat.

前記制御ユニットは、前記暖機制御の間は、前記循環回路において、前記ラジエータをバイパスして前記エンジンと前記ＥＧＲクーラとの間で冷却水を循環させる。
During the warm-up control, the control unit circulates cooling water between the engine and the EGR cooler in the circulation circuit, bypassing the radiator.

こうすることで、暖機制御中は、ラジエータにおいて冷却水の放熱が行われないから、排気の熱によって昇温した冷却水により、エンジンの暖機を促進できる。エンジンの暖機制御が速やかに完了できる。 By doing so, during the warm-up control, heat is not radiated from the cooling water in the radiator, so that the engine warm-up can be promoted by the cooling water whose temperature has been increased by the heat of the exhaust gas. Engine warm-up control can be completed quickly.

前記過給機付きエンジンは、
前記エンジンの吸気通路に設けられかつ、前記エンジンに供給する吸気を過給する、前記排気ターボ過給機のコンプレッサと、
前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流に設けられかつ、前記エンジンの運転状態が所定の領域内にある場合に駆動する電動過給機と、を備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路における前記コンプレッサと前記電動過給機との間の部位と、前記排気通路における前記排気浄化装置と前記タービンとの間の部位とを互いに接続する、としてもよい。 The supercharged engine includes:
a compressor for the exhaust turbo supercharger, which is provided in the intake passage of the engine and supercharges intake air supplied to the engine;
an electric supercharger provided downstream of the compressor in the intake passage and driven when the operating state of the engine is within a predetermined range;
The EGR passage may connect a portion of the intake passage between the compressor and the electric supercharger and a portion of the exhaust passage between the exhaust gas purification device and the turbine.

電動過給機が駆動している場合、電動過給機の下流の圧力は高いが、電動過給機の上流の圧力は相対的に低い。ＥＧＲ通路は、電動過給機の上流に接続されている。ＥＧＲシステムは、電動過給機が駆動している場合に、吸気通路における電動過給機の上流にＥＧＲガスを供給できる。 When the electric supercharger is in operation, the pressure downstream of the electric supercharger is high, but the pressure upstream of the electric supercharger is relatively low. The EGR passage is connected upstream of the electric supercharger. The EGR system can supply EGR gas upstream of the electric supercharger in the intake passage when the electric supercharger is being driven.

前記排気浄化装置は、排気中の有害物質を反応させる触媒装置と、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置と、を含んでいる、としてもよい。 The exhaust gas purification device may include a catalyst device that reacts harmful substances in the exhaust gas, and a filter device that collects particulate matter in the exhaust gas.

触媒装置は、燃料を反応させて反応熱を発生させることができる。また、ＥＧＲシステムは、フィルタ装置を通過した排気であって、粒子状物質を含まないクリーンな排気を、ＥＧＲガスとして吸気通路に供給できる。 The catalyst device is capable of reacting fuel to generate heat of reaction. Further, the EGR system can supply clean exhaust gas that has passed through a filter device and does not contain particulate matter to the intake passage as EGR gas.

以上説明したように、前記の過給機付きエンジンは、暖機が促進される。 As explained above, warming up of the supercharged engine is facilitated.

図１は、エンジンシステムの構成を例示する概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an engine system. 図２は、エンジンの制御構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the control configuration of the engine. 図３は、エンジンの運転領域を例示するマップである。FIG. 3 is a map illustrating the operating range of the engine. 図４は、電動式過給機のコンプレッサの特性を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of a compressor of an electric supercharger. 図５は、エンジンのｐ－ｖ線図の例である。FIG. 5 is an example of a pv diagram of the engine. 図６は、ＥＣＵによるエンジン制御を例示するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating engine control by the ECU. 図７は、エンジンの始動時における各パラメータの変化を例示するタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart illustrating changes in each parameter when starting the engine.

以下、過給機付きエンジンの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施形態に係るエンジンシステム１を示す。このエンジンシステム１は、車両に搭載される。エンジンシステム１のエンジン２は、軽油を主成分とした燃料が供給されるディーゼルエンジンである。エンジン２は、図示は省略するが、複数の気筒を有している。各気筒は、エンジン２の燃焼室を形成する。燃焼室内に供給された燃料は、圧縮自着火により燃焼する。 Hereinafter, embodiments of a supercharged engine will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an engine system 1 according to an embodiment. This engine system 1 is mounted on a vehicle. The engine 2 of the engine system 1 is a diesel engine supplied with fuel containing light oil as a main component. Although not shown, the engine 2 has a plurality of cylinders. Each cylinder forms a combustion chamber of the engine 2. The fuel supplied into the combustion chamber is combusted by compression self-ignition.

（エンジンシステムの構成）
エンジン２には、燃料噴射弁、つまりインジェクタ２１が取り付けられている。インジェクタ２１は、エンジン２に燃料を供給する。より詳細に、インジェクタ２１は、気筒毎に設けられ、気筒内に燃料を直接噴射する。インジェクタ２１は、後述するＥＣＵ１００からの制御信号を受ける。インジェクタ２１は、エンジン２の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン２の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室内に噴射する。 (Engine system configuration)
A fuel injection valve, that is, an injector 21 is attached to the engine 2. Injector 21 supplies fuel to engine 2 . More specifically, the injector 21 is provided for each cylinder and directly injects fuel into the cylinder. Injector 21 receives a control signal from ECU 100, which will be described later. The injector 21 injects fuel into the combustion chamber at an injection timing set according to the operating state of the engine 2 and in an amount corresponding to the operating state of the engine 2.

エンジン２には、吸気通路３１が接続されている。吸気通路３１は、各気筒に吸気を供給する。吸気は、空気、又は、空気及びＥＧＲガスを含む。エンジン２にはまた、排気通路３２が接続されている。排気通路３２は、各気筒からの排気を排出する。 An intake passage 31 is connected to the engine 2 . The intake passage 31 supplies intake air to each cylinder. Intake air includes air or air and EGR gas. An exhaust passage 32 is also connected to the engine 2. The exhaust passage 32 discharges exhaust gas from each cylinder.

吸気通路３１には、上流側から下流側へ向かって順に、排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１と、電動過給機５と、インタークーラ４３とが配設されている。コンプレッサ４１は、吸気を昇圧する。電動過給機５も、吸気を昇圧する。インタークーラ４３は、昇圧された吸気を冷却する。インタークーラ４３は、例えば水冷式の熱交換器である。インタークーラ４３は、図示は省略するが、例えばエンジン２の冷却水の循環回路８に接続されている。 In the intake passage 31, a compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4, an electric supercharger 5, and an intercooler 43 are arranged in order from the upstream side to the downstream side. Compressor 41 boosts the pressure of intake air. The electric supercharger 5 also boosts the pressure of intake air. The intercooler 43 cools the pressurized intake air. The intercooler 43 is, for example, a water-cooled heat exchanger. Although not shown, the intercooler 43 is connected to, for example, the cooling water circulation circuit 8 of the engine 2.

電動過給機５は、吸気通路３１内に設けられたコンプレッサホイール５１と、このコンプレッサホイール５１を駆動する電動モータ５２とを有している。電動モータ５２が運転すると、コンプレッサホイール５１が回転し、コンプレッサホイール５１は、吸気通路３１を流れる吸気を昇圧する。電動過給機５は、排気エネルギを利用しない過給機である。電動モータ５２は、車両に搭載されたバッテリ５５からの電力供給を受ける。バッテリ５５には、例えばオルタネータ（図示省略）によって発電された電力が蓄積される。 The electric supercharger 5 includes a compressor wheel 51 provided in the intake passage 31 and an electric motor 52 that drives the compressor wheel 51. When the electric motor 52 operates, the compressor wheel 51 rotates, and the compressor wheel 51 boosts the pressure of intake air flowing through the intake passage 31. The electric supercharger 5 is a supercharger that does not utilize exhaust energy. The electric motor 52 receives power from a battery 55 mounted on the vehicle. The battery 55 stores electric power generated by, for example, an alternator (not shown).

ここで電動過給機５の容量は、排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１の容量よりも小に設定されている。電動過給機５は、後述するように、エンジン２が低回転領域の高負荷状態で運転している場合に駆動し、それ以外の場合には駆動しない。大容量の排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１と、小容量の電動過給機５とを直列に設け、排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１のみの駆動、電動過給機５のみの駆動、及び、排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１と電動過給機５の両方の駆動を切り替えることにより、このエンジン２は、広い運転領域に亘って、吸気を過給できる。 Here, the capacity of the electric supercharger 5 is set smaller than the capacity of the compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4. As will be described later, the electric supercharger 5 is driven when the engine 2 is operating in a high load state in a low rotation range, and is not driven in other cases. The compressor 41 of the large-capacity exhaust turbo supercharger 4 and the small-capacity electric supercharger 5 are provided in series, and only the compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4 is driven, and only the electric supercharger 5 is driven. By switching the drive of both the compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4 and the electric supercharger 5, this engine 2 can supercharge intake air over a wide operating range.

吸気通路３１には、コンプレッサホイール５１をバイパスするバイパス通路５３が設けられている。バイパス通路５３の上流端は、吸気通路３１におけるコンプレッサ４１とコンプレッサホイール５１との間に接続されている。バイパス通路５３の下流端は、吸気通路３１におけるコンプレッサホイール５１とインタークーラ４３との間に接続されている。バイパス通路５３には、バイパス弁５４が設けられている。バイパス弁５４は、バイパス通路５３を流れる吸気量を調整する。電動過給機５が駆動している間、バイパス弁５４は閉弁する。電動過給機５が駆動していない間、バイパス弁５４は開弁する。 A bypass passage 53 that bypasses the compressor wheel 51 is provided in the intake passage 31 . An upstream end of the bypass passage 53 is connected between the compressor 41 and the compressor wheel 51 in the intake passage 31 . A downstream end of the bypass passage 53 is connected between the compressor wheel 51 and the intercooler 43 in the intake passage 31 . A bypass valve 54 is provided in the bypass passage 53. Bypass valve 54 adjusts the amount of intake air flowing through bypass passage 53. While the electric supercharger 5 is driving, the bypass valve 54 is closed. The bypass valve 54 is open while the electric supercharger 5 is not being driven.

排気通路３２には、上流側から下流側へ向かって順に、排気浄化装置６と、排気ターボ過給機４のタービン４２とが配設されている。 In the exhaust passage 32, an exhaust purification device 6 and a turbine 42 of the exhaust turbo supercharger 4 are arranged in order from the upstream side to the downstream side.

排気浄化装置６は、触媒装置としての酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst: ＤＯＣ）と、フィルタ装置としてのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）とを含んでいる。詳細な図示は省略するが、排気浄化装置６において、ＤＯＣは、ＤＰＦの上流に配置されている。 The exhaust purification device 6 includes an oxidation catalyst (DOC) as a catalyst device and a DPF (Diesel Particulate Filter) as a filter device. Although detailed illustration is omitted, in the exhaust gas purification device 6, the DOC is arranged upstream of the DPF.

ＤＯＣは、排気中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏを生成する反応を促す。また、ＤＰＦ６２は、エンジン２の排気中に含まれるスート等の粒子状物質を捕集する。 DOC promotes a reaction in which CO and HC in the exhaust gas are oxidized to produce CO 2 and H 2 O. Further, the DPF 62 collects particulate matter such as soot contained in the exhaust gas of the engine 2.

このエンジンシステム１は、排気中のＮＯｘを浄化する触媒を備えていない。但し、ここに開示する技術は、ＮＯｘを浄化する触媒を備えたエンジンに適用することを排除しない。 This engine system 1 does not include a catalyst for purifying NOx in exhaust gas. However, the technology disclosed herein does not exclude application to an engine equipped with a catalyst that purifies NOx.

排気ターボ過給機４のタービン４２は、排気のエネルギによって回転する。図示を省略する連結シャフトは、タービン４２とコンプレッサ４１とを互いに連結する。排気通路３２においてタービン４２が回転すると、吸気通路３１においてコンプレッサ４１が回転し、吸気を昇圧する。 The turbine 42 of the exhaust turbocharger 4 is rotated by the energy of the exhaust gas. A connection shaft (not shown) connects the turbine 42 and the compressor 41 to each other. When the turbine 42 rotates in the exhaust passage 32, the compressor 41 rotates in the intake passage 31, increasing the pressure of intake air.

排気ターボ過給機４は、詳細な図示は省略するが、可変容量式のターボ過給機である。タービンケース内には、可動ベーンが配設されている。可動ベーンの開度を調整することによって、排気ターボ過給機４における通路面積が変わる。 Although detailed illustration is omitted, the exhaust turbo supercharger 4 is a variable capacity turbo supercharger. A movable vane is disposed within the turbine case. By adjusting the opening degree of the movable vane, the passage area in the exhaust turbo supercharger 4 changes.

エンジンシステム１はまた、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム７を備えている。ＥＧＲシステム７は、排気の一部を、ＥＧＲガスとして吸気通路３１に還流する。ＥＧＲシステム７は、第１ＥＧＲ通路７１と、第２ＥＧＲ通路７２とを有している。 The engine system 1 also includes an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system 7. The EGR system 7 recirculates a portion of the exhaust gas to the intake passage 31 as EGR gas. The EGR system 7 has a first EGR passage 71 and a second EGR passage 72.

第１ＥＧＲ通路７１は、吸気通路３１におけるコンプレッサ４１と電動過給機５との間の部位と、排気通路３２における排気浄化装置６とタービン４２との間の部位とを互いに接続している。第１ＥＧＲ通路７１には、第１ＥＧＲ弁７３が設けられている。第１ＥＧＲ弁７３は、例えば電磁式の開度調整弁である。第１ＥＧＲ弁７３は、第１ＥＧＲ通路７１を通って吸気通路３１に還流されるＥＧＲガスの流量を調整する。 The first EGR passage 71 connects a portion of the intake passage 31 between the compressor 41 and the electric supercharger 5 and a portion of the exhaust passage 32 between the exhaust purification device 6 and the turbine 42. A first EGR valve 73 is provided in the first EGR passage 71 . The first EGR valve 73 is, for example, an electromagnetic opening adjustment valve. The first EGR valve 73 adjusts the flow rate of EGR gas that passes through the first EGR passage 71 and is returned to the intake passage 31.

第１ＥＧＲ通路７１にはまた、ＥＧＲクーラ７５が設けられている。ＥＧＲクーラ７５は、図１の構成例においては、ＥＧＲガスの流れる方向を基準にして、第１ＥＧＲ弁７３の上流に設けられている。ＥＧＲクーラ７５は、第１ＥＧＲ通路７１を流れるＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲクーラ７５は、例えば水冷式の熱交換器である。ＥＧＲクーラ７５は、冷却水の循環回路８に接続されている。ＥＧＲクーラ７５は、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換させる。尚、循環回路８の構成は後述する。 The first EGR passage 71 is also provided with an EGR cooler 75. In the configuration example shown in FIG. 1, the EGR cooler 75 is provided upstream of the first EGR valve 73 with respect to the direction in which EGR gas flows. The EGR cooler 75 cools EGR gas flowing through the first EGR passage 71. The EGR cooler 75 is, for example, a water-cooled heat exchanger. The EGR cooler 75 is connected to the cooling water circulation circuit 8. The EGR cooler 75 exchanges heat between EGR gas and cooling water. Note that the configuration of the circulation circuit 8 will be described later.

第２ＥＧＲ通路７２は、第１ＥＧＲ通路７１の途中から分岐している。より詳細に、第２ＥＧＲ通路７２は、第１ＥＧＲ通路７１におけるＥＧＲクーラ７５の上流部から、分岐している。第２ＥＧＲ通路７２はまた、吸気通路３１における電動過給機５の下流に接続されている。より詳細に、第２ＥＧＲ通路７２は、吸気通路３１におけるインタークーラ４３とエンジン２との間の部位に接続されている。 The second EGR passage 72 branches off from the middle of the first EGR passage 71. More specifically, the second EGR passage 72 branches from the first EGR passage 71 upstream of the EGR cooler 75. The second EGR passage 72 is also connected downstream of the electric supercharger 5 in the intake passage 31 . More specifically, the second EGR passage 72 is connected to a portion of the intake passage 31 between the intercooler 43 and the engine 2.

第２ＥＧＲ通路７２には、第２ＥＧＲ弁７４が設けられている。第２ＥＧＲ弁７４は、例えば電磁式の開度調整弁である。第２ＥＧＲ弁７４は、第２ＥＧＲ通路７２を通って吸気通路３１に還流されるＥＧＲガスの流量を調整する。 A second EGR valve 74 is provided in the second EGR passage 72 . The second EGR valve 74 is, for example, an electromagnetic opening adjustment valve. The second EGR valve 74 adjusts the flow rate of EGR gas that passes through the second EGR passage 72 and is returned to the intake passage 31.

エンジンシステム１は、冷却水の循環回路８を有している。図１における破線は、循環回路８を構成する冷却水の流路を示している。循環回路８は、ラジエータ８１と、ウォーターポンプ８２と、エレキサーモスタット弁８５とを含んでいる。 The engine system 1 has a cooling water circulation circuit 8. A broken line in FIG. 1 indicates a cooling water flow path that constitutes the circulation circuit 8. Circulation circuit 8 includes a radiator 81, a water pump 82, and an electric thermostatic valve 85.

循環回路８は、メイン流路８３を有している。メイン流路８３は、エンジン２からラジエータ８１、エレキサーモスタット弁８５、及び、ウォーターポンプ８２を通って、エンジン２に戻る通路である。ウォーターポンプ８２は、循環回路８において、冷却水を循環させる。ウォーターポンプ８２は、例えばエンジン２によって駆動される。ラジエータ８１は、エンジン２において受熱した冷却水を放熱させる。エレキサーモスタット弁８５は、メイン流路８３を開閉する。エレキサーモスタット弁８５は、後述するＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、開弁及び閉弁を電磁的に切り替える。 The circulation circuit 8 has a main flow path 83. The main flow path 83 is a path that returns from the engine 2 to the engine 2 through the radiator 81, the electric thermostatic valve 85, and the water pump 82. The water pump 82 circulates cooling water in the circulation circuit 8 . The water pump 82 is driven by the engine 2, for example. The radiator 81 radiates heat from the cooling water received in the engine 2. The electric thermostatic valve 85 opens and closes the main flow path 83. The electric thermostatic valve 85 electromagnetically switches between opening and closing based on a control signal from the ECU 100, which will be described later.

循環回路８はまた、サブ流路８４を有している。サブ流路８４は、ラジエータ８１及びエレキサーモスタット弁８５をバイパスするように設けられている。ＥＧＲクーラ７５は、サブ流路８４に設けられている。サブ流路８４を流れる冷却水は、エンジン２からＥＧＲクーラ７５及びウォーターポンプ８２を通って、エンジン２に戻る。サブ流路８４を流れる冷却水は、ラジエータ８１を通らない。 The circulation circuit 8 also has a sub-channel 84 . The sub flow path 84 is provided so as to bypass the radiator 81 and the electrothermostat valve 85. The EGR cooler 75 is provided in the sub flow path 84. The cooling water flowing through the sub-flow path 84 returns to the engine 2 from the engine 2 through the EGR cooler 75 and the water pump 82. The cooling water flowing through the sub-channel 84 does not pass through the radiator 81.

図２は、エンジンシステム１の制御構成を例示するブロック図である。エンジンシステム１は、エンジン・コントロール・ユニット（以下、ＥＣＵという）１００を備えている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、カウンタタイマ群１０３、インターフェース１０４及びこれらのユニットを接続するバス１０５を有するマイクロプロセッサで構成されている。ＥＣＵ１００は、エンジン２を制御する。ＥＣＵ１００は、制御ユニットの一例である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the engine system 1. As shown in FIG. The engine system 1 includes an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 100. The ECU 100 includes a microprocessor having a CPU 101, a memory 102, a counter timer group 103, an interface 104, and a bus 105 connecting these units. ECU 100 controls engine 2 . ECU 100 is an example of a control unit.

ＥＣＵ１００は、水温センサＳＷ１、過給圧センサＳＷ２、排気温度センサＳＷ３、クランク角センサＳＷ４、アクセル開度センサＳＷ５、車速センサＳＷ６、ＤＰＦ差圧センサＳＷ７、及び、触媒温度センサＳＷ８からの信号を受ける。 The ECU 100 receives signals from a water temperature sensor SW1, a boost pressure sensor SW2, an exhaust temperature sensor SW3, a crank angle sensor SW4, an accelerator opening sensor SW5, a vehicle speed sensor SW6, a DPF differential pressure sensor SW7, and a catalyst temperature sensor SW8. .

水温センサＳＷ１は、循環回路８に設けられかつ、エンジン２の冷却水の温度に対応する信号を出力する。過給圧センサＳＷ２は、吸気通路３１に設けられかつ、過給圧に対応する信号を出力する。排気温度センサＳＷ３は、排気通路３２に設けられかつ、排気温度に対応する信号を出力する。クランク角センサＳＷ４は、エンジン２に取り付けられかつ、エンジン２のクランクシャフトの回転角に対応する信号を出力する。アクセル開度センサＳＷ５は、アクセルペダル（図示省略）に連結されかつ、運転者によるアクセルペダルの操作量に対応する信号を出力する。車速センサＳＷ６は、例えば図示省略の車軸に設けられかつ、車両の車速に対応する信号を出力する。ＤＰＦ差圧センサＳＷ７は、排気浄化装置６に取り付けられかつ、ＤＰＦの入口圧と出口圧との圧力差に対応する信号を出力する。触媒温度センサＳＷ８は、排気浄化装置６に取り付けられかつ、ＤＯＣの温度に対応する信号を出力する。 The water temperature sensor SW1 is provided in the circulation circuit 8 and outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water of the engine 2. The boost pressure sensor SW2 is provided in the intake passage 31 and outputs a signal corresponding to the boost pressure. The exhaust temperature sensor SW3 is provided in the exhaust passage 32 and outputs a signal corresponding to the exhaust temperature. Crank angle sensor SW4 is attached to engine 2 and outputs a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft of engine 2. The accelerator opening sensor SW5 is connected to an accelerator pedal (not shown) and outputs a signal corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal by the driver. Vehicle speed sensor SW6 is provided, for example, on an axle (not shown), and outputs a signal corresponding to the vehicle speed of the vehicle. The DPF differential pressure sensor SW7 is attached to the exhaust purification device 6 and outputs a signal corresponding to the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the DPF. Catalyst temperature sensor SW8 is attached to exhaust purification device 6 and outputs a signal corresponding to the temperature of DOC.

ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＷ４の信号に基づいてエンジン回転数を算出し、アクセル開度センサＳＷ５の信号に基づいてエンジン負荷を算出する。また、ＥＣＵ１００は、水温センサＳＷ１の信号に基づいて、エンジン２の冷間状態及び温間状態を判断する。ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＷ５の信号に基づいて、車両の運転者の加速要求の有無、及び、その加速要求の度合いを判定する。 ECU 100 calculates the engine rotation speed based on the signal from crank angle sensor SW4, and calculates the engine load based on the signal from accelerator opening sensor SW5. Further, the ECU 100 determines whether the engine 2 is in a cold state or a warm state based on a signal from the water temperature sensor SW1. ECU 100 determines whether the driver of the vehicle has requested acceleration and the degree of the acceleration request based on the signal from accelerator opening sensor SW5.

ＥＣＵ１００はまた、ＤＰＦ差圧センサＳＷ７の信号に基づいて、ＤＰＦの再生の要否を判定する。ＤＰＦの再生は、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼させることである。ＥＣＵ１００は、ＤＰＦの再生が必要と判断すれば、ＤＰＦの再生制御を行う。 The ECU 100 also determines whether or not DPF regeneration is necessary based on the signal from the DPF differential pressure sensor SW7. Regeneration of the DPF involves burning particulate matter that has accumulated on the DPF. If the ECU 100 determines that DPF regeneration is necessary, it performs DPF regeneration control.

ＥＣＵ１００は、入力された信号に基づいてエンジン２の運転状態を判断し、判断した運転状態に対応するよう、インジェクタ２１、電動モータ５２、バイパス弁５４、ベーンアクチュエータ４４、第１ＥＧＲ弁７３、第２ＥＧＲ弁７４、エレキサーモスタット弁８５へ制御信号を出力する。尚、ベーンアクチュエータ４４は、排気ターボ過給機４の可動ベーンを動かすアクチュエータである。 The ECU 100 determines the operating state of the engine 2 based on the input signal, and controls the injector 21, electric motor 52, bypass valve 54, vane actuator 44, first EGR valve 73, and second EGR valve to correspond to the determined operating state. A control signal is output to the valve 74 and the electric thermostat valve 85. Note that the vane actuator 44 is an actuator that moves a movable vane of the exhaust turbo supercharger 4.

エンジン２の燃焼室内には、エンジン２の運転状態に応じた量の空気及びＥＧＲガスが導入されると共に、燃料が供給される。燃焼室内に供給された燃料は、適切なタイミングで圧縮自己着火により燃焼する。 Air and EGR gas are introduced into the combustion chamber of the engine 2 in an amount depending on the operating state of the engine 2, and fuel is also supplied. The fuel supplied into the combustion chamber is combusted by compression self-ignition at appropriate timing.

ここで、このエンジン２は、熱効率が向上するよう、空気が過剰な状態で燃料を燃焼させる。また、ＥＧＲガスを燃焼室に導入することにより、燃焼室内の空気量の調整も行われる。このエンジンシステム１を搭載した車両は、燃費性能が高い。 Here, this engine 2 burns fuel in a state with excess air so that thermal efficiency is improved. Furthermore, by introducing EGR gas into the combustion chamber, the amount of air within the combustion chamber is also adjusted. A vehicle equipped with this engine system 1 has high fuel efficiency.

その一方で、エンジン２の熱効率が高いため、燃焼室から排出される排気の温度は低い。排気の温度が低いと、ＤＯＣの活性化には不利になる。従来のエンジンは、排気ターボ過給機のタービンの下流に排気浄化装置を設けることが一般的である。この従来構成はタービンの熱容量が大きいため、排気の温度が低いと、排気浄化装置の温度が、より一層上がりにくいという問題がある。 On the other hand, since the thermal efficiency of the engine 2 is high, the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber is low. If the temperature of the exhaust gas is low, it is disadvantageous for activation of DOC. Conventional engines are generally provided with an exhaust purification device downstream of the turbine of the exhaust turbocharger. In this conventional configuration, since the heat capacity of the turbine is large, there is a problem in that when the temperature of the exhaust gas is low, the temperature of the exhaust gas purification device is even more difficult to rise.

これに対し、このエンジンシステム１は、排気浄化装置６を、排気ターボ過給機４のタービン４２の上流に設けている。エンジン２と排気浄化装置６との間にタービンが存在しないため、排気浄化装置６は、排気によって温度が上がりやすくかつ、エンジン２の運転中は、高温に保たれる。このエンジンシステム１は、排気の温度が低くても、エンジン２の運転中にＤＯＣの活性状態が維持できるから、排出ガス性能が向上する。 On the other hand, in this engine system 1, the exhaust purification device 6 is provided upstream of the turbine 42 of the exhaust turbo supercharger 4. Since there is no turbine between the engine 2 and the exhaust gas purification device 6, the temperature of the exhaust gas purification device 6 tends to rise due to exhaust gas, and the temperature of the exhaust gas purification device 6 is maintained at a high temperature while the engine 2 is operating. In this engine system 1, the DOC can be maintained in an active state during operation of the engine 2 even if the temperature of the exhaust gas is low, so that the exhaust gas performance is improved.

（ＥＣＵによる電動過給機の制御）
次に、ＥＣＵ１００によるエンジン２の制御について説明をする。図３は、エンジン２の運転領域を例示している。運転領域は、エンジン回転数と、トルク（つまり、エンジン負荷）とによって規定される。 (Control of electric supercharger by ECU)
Next, control of the engine 2 by the ECU 100 will be explained. FIG. 3 illustrates the operating range of the engine 2. The operating range is defined by engine speed and torque (that is, engine load).

図３は、電動過給機５の運転に関するマップ３０１である。ＥＣＵ１００は、エンジン２の全運転領域のうち、第２領域において、電動過給機５を駆動し、第２領域以外の第１領域において、電動過給機５を駆動しない。 FIG. 3 is a map 301 regarding the operation of the electric supercharger 5. ECU 100 drives electric supercharger 5 in a second region among all operating regions of engine 2, and does not drive electric supercharger 5 in a first region other than the second region.

第２領域は、低回転領域における高負荷領域に相当する。ここで、低回転領域は、エンジン２の全運転領域を、回転数方向に低回転領域と高回転領域とに二等分した場合の、低回転領域に相当する。または、低回転領域は、エンジン２の全運転領域を、回転数方向に低回転領域と中回転領域と高回転領域とに三等分した場合の、低回転領域に相当する。高負荷領域は、エンジン２の全運転領域を、負荷方向に低負荷領域と高負荷領域とに二等分した場合の、高負荷領域に相当する。または、高負荷領域は、エンジン２の全運転領域を、負荷方向に低負荷領域と中負荷領域と高負荷領域とに三等分した場合の、高負荷領域に相当する。 The second region corresponds to a high load region in a low rotation region. Here, the low rotation region corresponds to a low rotation region when the entire operating region of the engine 2 is divided into two in the rotation speed direction into a low rotation region and a high rotation region. Alternatively, the low rotation region corresponds to a low rotation region when the entire operating region of the engine 2 is divided into three equal parts in the rotation speed direction into a low rotation region, a medium rotation region, and a high rotation region. The high load region corresponds to a high load region when the entire operating region of the engine 2 is divided into two in the load direction into a low load region and a high load region. Alternatively, the high load region corresponds to a high load region when the entire operating region of the engine 2 is divided into three equal parts in the load direction into a low load region, a medium load region, and a high load region.

第２領域において電動過給機５が駆動している場合、ＥＣＵ１００は、バイパス弁５４を閉弁する。吸気は、電動過給機５のコンプレッサホイール５１を通過してエンジン２へ流れる。電動過給機５の運転中、コンプレッサホイール５１は、吸気を過給する。 When the electric supercharger 5 is operating in the second region, the ECU 100 closes the bypass valve 54. Intake air passes through the compressor wheel 51 of the electric supercharger 5 and flows to the engine 2. While the electric supercharger 5 is operating, the compressor wheel 51 supercharges intake air.

第１領域において電動過給機５が停止している場合、ＥＣＵ１００は、バイパス弁５４を開弁する。吸気は、電動過給機５のコンプレッサホイール５１を通過せずに、エンジン２へ流れる。電動過給機５の停止中に、エンジン２のポンプ損失の増大が抑制される。 When electric supercharger 5 is stopped in the first region, ECU 100 opens bypass valve 54 . Intake air flows to the engine 2 without passing through the compressor wheel 51 of the electric supercharger 5. While the electric supercharger 5 is stopped, an increase in pump loss of the engine 2 is suppressed.

前述したように、電動過給機５のコンプレッサホイール５１は、排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１よりも容量が小さい。電動過給機５は、エンジン２の低回転領域において、効率が高い。電動過給機５は、第２領域において、吸気を効率的に過給できる。 As described above, the compressor wheel 51 of the electric supercharger 5 has a smaller capacity than the compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4. The electric supercharger 5 has high efficiency in the low rotation range of the engine 2. The electric supercharger 5 can efficiently supercharge intake air in the second region.

排気ターボ過給機４のコンプレッサ４１は、容量が大きいため、エンジン２の運転状態が第２領域にある場合は、実質的に吸気を過給しない。コンプレッサ４１は、エンジン２の回転数が高い場合に吸気を過給する。コンプレッサ４１は、エンジン２の運転状態が第１領域にある場合に駆動し、吸気を過給する。尚、第１領域と第２領域との境界付近においては、コンプレッサ４１が吸気を昇圧しかつ、電動過給機５が吸気をさらに昇圧する場合がある。 Since the compressor 41 of the exhaust turbo supercharger 4 has a large capacity, it does not substantially supercharge intake air when the operating state of the engine 2 is in the second region. The compressor 41 supercharges intake air when the rotational speed of the engine 2 is high. The compressor 41 is driven when the operating state of the engine 2 is in the first region, and supercharges intake air. Note that near the boundary between the first region and the second region, the compressor 41 may increase the pressure of the intake air, and the electric supercharger 5 may further increase the pressure of the intake air.

次に、電動過給機５を駆動させる車両の運転シーンについて説明する。図３の実線の矢印及び破線の矢印は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで車両の加速を要求した場合の、エンジン２の運転状態の変化を例示している。ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＷ５の信号に基づいて、図３に白丸で示す運転状態から、エンジン２の負荷を高める。これにより、エンジン２の運転状態は第１領域から第２領域へと移行する。ＥＣＵ１０は、電動過給機５を運転する。その後、ＥＣＵ１００は、エンジン２の回転数を高める。エンジン２の運転状態が第２領域から第１領域へと移行すると、ＥＣＵ１００は、電動過給機５の運転を終了する。 Next, a driving scene of a vehicle in which the electric supercharger 5 is driven will be described. The solid line arrow and the broken line arrow in FIG. 3 illustrate changes in the operating state of the engine 2 when the driver depresses the accelerator pedal to request acceleration of the vehicle. The ECU 100 increases the load on the engine 2 from the operating state indicated by the white circle in FIG. 3 based on the signal from the accelerator opening sensor SW5. As a result, the operating state of the engine 2 shifts from the first region to the second region. ECU 10 operates electric supercharger 5. After that, ECU 100 increases the rotation speed of engine 2. When the operating state of the engine 2 shifts from the second region to the first region, the ECU 100 ends the operation of the electric supercharger 5.

前述したように、このエンジンシステム１は、排気浄化装置６を、排気ターボ過給機４のタービン４２よりも上流に設けている。運転者が車両の加速を要求した場合に、タービン４２よりも上流の容積が大きいため、排気ターボ過給機４は過給レスポンスが低い。 As described above, in this engine system 1, the exhaust purification device 6 is provided upstream of the turbine 42 of the exhaust turbocharger 4. When the driver requests acceleration of the vehicle, the exhaust turbo supercharger 4 has a low supercharging response because the volume upstream of the turbine 42 is larger.

しかしながら、エンジンシステム１は、電動過給機５を備えており、車両の加速が要求された場合に、ＥＣＵ１００は、電動過給機５を駆動できる。その結果、エンジン２の過給レスポンスが向上する。 However, the engine system 1 includes an electric supercharger 5, and the ECU 100 can drive the electric supercharger 5 when acceleration of the vehicle is requested. As a result, the supercharging response of the engine 2 is improved.

従って、このエンジンシステム１は、排気浄化装置６をタービン４２よりも上流に配置することによる排気の浄化性能の向上と、電動過給機５が加速要求時に駆動をすることによる過給レスポンスの向上と、の両方が実現する。 Therefore, this engine system 1 improves the exhaust purification performance by arranging the exhaust purification device 6 upstream of the turbine 42, and improves the supercharging response by driving the electric supercharger 5 when acceleration is requested. Both are realized.

電動過給機５は、エンジン２の運転状態が低回転領域内にある場合でかつ、車両が加速過渡にある時、及び、エンジン２が低回転領域内において高負荷運転をしている時、の両方において駆動する。 The electric supercharger 5 operates when the operating state of the engine 2 is in a low rotation region and the vehicle is in an acceleration transition, and when the engine 2 is operating under high load in the low rotation region. Drive in both.

これにより、電動過給機５は、前述したように、車両の加速過渡時における過給レスポンスを向上することができる。電動過給機５はまた、エンジン２が低回転高負荷運転をしているときに、吸気を十分に過給できるから、空気及びＥＧＲガスが燃焼室内に十分に導入される。これは、エンジン２のトルク向上、及び、排出ガス性能の向上に有利である。 Thereby, the electric supercharger 5 can improve the supercharging response during the acceleration transition of the vehicle, as described above. The electric supercharger 5 can also sufficiently supercharge intake air when the engine 2 is operating at low rotation speeds and high loads, so that sufficient air and EGR gas are introduced into the combustion chamber. This is advantageous for improving the torque of the engine 2 and improving the exhaust gas performance.

尚、電動過給機５は、エンジン２の運転状態が低回転領域内にある場合でかつ、車両が加速過渡にある時、又は、エンジン２が低回転領域内において高負荷運転をしている時、のいずれか一方において駆動してもよい。 The electric supercharger 5 is used when the operating state of the engine 2 is within a low rotation range and the vehicle is in an acceleration transition, or when the engine 2 is operating under high load within the low rotation range. It may be driven at either time.

（ＥＣＵによるＥＧＲシステムの制御）
ＥＣＵ１００は、エンジン２の全運転領域において、ＥＧＲガスを吸気通路３１に還流させる。つまり、ＥＣＵ１００は、第１ＥＧＲ弁７３、及び／又は、第２ＥＧＲ弁７４を開弁する。エンジン２が全負荷（つまり、フルスロットル）で運転している場合に、ＥＧＲガスを吸気通路３１に還流することにより、燃焼室内の酸素濃度が低下して、燃焼温度が下がる。燃焼温度が下がると、ＮＯｘの生成を抑制できる。電動過給機５は、エンジン２が低回転かつ全負荷で運転している場合、つまり、エンジン２が第２領域で運転している場合に、大量の空気と大量のＥＧＲガスとを、燃焼室内に導入することを可能にする。電動過給機５は、エンジン２の排出ガス性能を向上させる。 (Control of EGR system by ECU)
ECU 100 recirculates EGR gas to intake passage 31 in all operating ranges of engine 2. That is, the ECU 100 opens the first EGR valve 73 and/or the second EGR valve 74. When the engine 2 is operating at full load (that is, full throttle), by circulating the EGR gas into the intake passage 31, the oxygen concentration in the combustion chamber decreases, and the combustion temperature decreases. When the combustion temperature is lowered, the generation of NOx can be suppressed. The electric supercharger 5 burns a large amount of air and a large amount of EGR gas when the engine 2 is operating at low rotation and full load, that is, when the engine 2 is operating in the second region. This makes it possible to introduce it indoors. The electric supercharger 5 improves the exhaust gas performance of the engine 2.

電動過給機５が駆動している場合、吸気通路３１において、電動過給機５の上流は圧力が低く、電動過給機５の下流は圧力が高い。電動過給機５は、前述したようにエンジン２の低回転領域において駆動するため、電動過給機５が駆動している場合、エンジン２の排気側の圧力は比較的低い。そのため、第２ＥＧＲ通路７２を通じてＥＧＲガスを吸気通路３１に還流させようとしても、吸気通路３１側の圧力が排気通路３２側の圧力よりも高くなるから、ＥＧＲガスを吸気通路３１に還流させることができない。 When the electric supercharger 5 is driving, in the intake passage 31, the pressure is low upstream of the electric supercharger 5, and the pressure downstream of the electric supercharger 5 is high. As described above, the electric supercharger 5 is driven in the low rotation range of the engine 2, so when the electric supercharger 5 is driven, the pressure on the exhaust side of the engine 2 is relatively low. Therefore, even if an attempt is made to recirculate the EGR gas to the intake passage 31 through the second EGR passage 72, the pressure on the intake passage 31 side becomes higher than the pressure on the exhaust passage 32 side, so it is impossible to recirculate the EGR gas to the intake passage 31. Can not.

これに対し、エンジンシステム１は、第１ＥＧＲ通路７１を有している。第１ＥＧＲ通路７１は、吸気通路３１において、コンプレッサ４１と電動過給機５との間の部位に接続されている。このため、電動過給機５が駆動している場合でも、ＥＧＲシステム７は、第１ＥＧＲ通路７１を介して、吸気通路３１にＥＧＲガスを還流させることができる。ＥＣＵ１００は、図３に示すように、エンジン２の運転状態が第２領域にある場合、換言すると、電動過給機５を運転している場合に、第１ＥＧＲ弁７３を開弁し、第２ＥＧＲ弁７４を閉弁する。エンジン２の運転状態に応じた量のＥＧＲガスが、吸気通路３１へ還流する。 In contrast, the engine system 1 has a first EGR passage 71. The first EGR passage 71 is connected to a portion of the intake passage 31 between the compressor 41 and the electric supercharger 5 . Therefore, even when the electric supercharger 5 is driving, the EGR system 7 can recirculate EGR gas to the intake passage 31 via the first EGR passage 71. As shown in FIG. 3, when the operating state of the engine 2 is in the second region, in other words, when the electric supercharger 5 is operating, the ECU 100 opens the first EGR valve 73 and opens the second EGR valve 73. Valve 74 is closed. EGR gas in an amount depending on the operating state of the engine 2 is returned to the intake passage 31.

ここで、図４は、電動過給機５のコンプレッサホイール５１の特性を示す性能曲線４０１を例示している。図４の横軸は、コンプレッサホイール５１を通過するガスの流量であり、縦軸は、コンプレッサホイール５１の上流圧力と下流圧力との圧力比である。性能曲線４０１は、コンプレッサホイール５１の効率の等高線を示している。 Here, FIG. 4 illustrates a performance curve 401 showing the characteristics of the compressor wheel 51 of the electric supercharger 5. The horizontal axis in FIG. 4 is the flow rate of gas passing through the compressor wheel 51, and the vertical axis is the pressure ratio between the upstream pressure and the downstream pressure of the compressor wheel 51. Performance curve 401 shows the efficiency contours of compressor wheel 51.

前述したように、第１ＥＧＲ通路７１を介してＥＧＲガスを吸気通路３１に還流させると、電動過給機５のコンプレッサホイール５１に流入するガスの量は、空気とＥＧＲガスとを足し合わせた量になる。ここで、図４の黒丸は、電動過給機５の上流にＥＧＲガスを還流しない場合のコンプレッサホイール５１の動作点を例示している。この場合、コンプレッサホイール５１には、空気のみが流入する。電動過給機５は、エンジン２の低回転領域で運転するため、コンプレッサホイール５１を通過する吸気の流量は少ない。この場合、コンプレッサホイール５１の効率は低い。これに対し、図４の白丸は、電動過給機５の上流にＥＧＲガスを還流した場合のコンプレッサホイール５１の動作点を例示している。コンプレッサホイール５１には、空気及びＥＧＲガスが流入する。つまり、コンプレッサホイール５１の通過流量には、ＥＧＲガスがプラスされる。コンプレッサホイール５１を通過する流量が多くなるため、コンプレッサホイール５１の効率は高まる。 As mentioned above, when EGR gas is recirculated to the intake passage 31 via the first EGR passage 71, the amount of gas flowing into the compressor wheel 51 of the electric supercharger 5 is equal to the sum of air and EGR gas. become. Here, the black circles in FIG. 4 illustrate operating points of the compressor wheel 51 when EGR gas is not recirculated upstream of the electric supercharger 5. In this case, only air flows into the compressor wheel 51. Since the electric supercharger 5 operates in a low rotation range of the engine 2, the flow rate of intake air passing through the compressor wheel 51 is small. In this case, the efficiency of the compressor wheel 51 is low. On the other hand, the white circles in FIG. 4 illustrate the operating points of the compressor wheel 51 when EGR gas is recirculated upstream of the electric supercharger 5. Air and EGR gas flow into the compressor wheel 51 . That is, the EGR gas is added to the flow rate passing through the compressor wheel 51. Since more flow passes through the compressor wheel 51, the efficiency of the compressor wheel 51 increases.

従って、電動過給機５を駆動する第２領域において、第１ＥＧＲ通路７１を通じて電動過給機５の上流に、ＥＧＲガスを還流させることによって、電動過給機５の効率を高めることができる。 Therefore, in the second region in which the electric supercharger 5 is driven, the efficiency of the electric supercharger 5 can be improved by circulating the EGR gas upstream of the electric supercharger 5 through the first EGR passage 71.

また、第１ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲクーラ７５が介設している。ＥＧＲクーラ７５は、ＥＧＲガスを冷却する。エンジン２の負荷が高い場合に、ＥＧＲシステム７は、冷却したＥＧＲガスを吸気通路３１に還流できる。ＥＧＲガスが導入される燃焼室内の温度が、過剰に高くなることが抑制される。エンジン２において異常燃焼の発生が抑制される。 Further, an EGR cooler 75 is interposed in the first EGR passage 71. EGR cooler 75 cools EGR gas. When the load on the engine 2 is high, the EGR system 7 can recirculate the cooled EGR gas to the intake passage 31. The temperature inside the combustion chamber into which EGR gas is introduced is suppressed from becoming excessively high. The occurrence of abnormal combustion in the engine 2 is suppressed.

電動過給機５が駆動していない場合、つまり、エンジン２の運転状態が第１領域内にある場合、ＥＣＵ１００は、第２ＥＧＲ弁７４を開弁する。エンジン２の回転数が高くなれば排気の流量が増大するため、エンジン２の排気側の圧力が吸気側の圧力よりも高くなる。第２ＥＧＲ通路７２を通じて、ＥＧＲガスが吸気通路３１に還流する。 When the electric supercharger 5 is not being driven, that is, when the operating state of the engine 2 is within the first range, the ECU 100 opens the second EGR valve 74. As the rotational speed of the engine 2 increases, the flow rate of exhaust gas increases, so that the pressure on the exhaust side of the engine 2 becomes higher than the pressure on the intake side. EGR gas is returned to the intake passage 31 through the second EGR passage 72 .

ここで、第２ＥＧＲ通路７２は、ＥＧＲクーラ７５をバイパスしている。また、第２ＥＧＲ通路７２は、吸気通路３１において、インタークーラ４３とエンジン２との間の部位に接続されているため、ＥＧＲガスはインタークーラ４３によって冷却されない。さらに、第２ＥＧＲ通路７２を通じてＥＧＲガスを還流する場合は、第１ＥＧＲ通路７１を通じてＥＧＲガスを還流する場合と比べて、短い通路長でＥＧＲガスを還流できる。加えて、ＥＧＲシステム７は、ＥＧＲガスを、タービン４２よりも上流から抽出している。これらの要因により、ＥＧＲシステム７は、第２ＥＧＲ通路７２を通じて、比較的温度の高いＥＧＲガスを、エンジン２に導入できる。 Here, the second EGR passage 72 bypasses the EGR cooler 75. Furthermore, since the second EGR passage 72 is connected to a portion of the intake passage 31 between the intercooler 43 and the engine 2, the EGR gas is not cooled by the intercooler 43. Furthermore, when the EGR gas is recirculated through the second EGR passage 72, the EGR gas can be recirculated with a shorter passage length than when the EGR gas is recirculated through the first EGR passage 71. In addition, the EGR system 7 extracts EGR gas from upstream of the turbine 42. Due to these factors, the EGR system 7 can introduce relatively high temperature EGR gas into the engine 2 through the second EGR passage 72.

エンジン２の負荷が低い場合は、燃焼室内の温度が低くなりがちで、燃料の着火性が低下しやすい。エンジン２が第１領域において低負荷又は軽負荷で運転している場合に、ＥＧＲシステム７が、第２ＥＧＲ通路７２を介して、温度の高いＥＧＲガスを吸気通路３１に還流することにより、燃焼室内の温度を高めて、燃料の着火性を向上できる。このことは、エンジン２の燃焼安定性を高める。 When the load on the engine 2 is low, the temperature inside the combustion chamber tends to be low, and the ignitability of the fuel tends to decrease. When the engine 2 is operating at low load or light load in the first region, the EGR system 7 recirculates high-temperature EGR gas to the intake passage 31 via the second EGR passage 72. The ignitability of the fuel can be improved by increasing the temperature of the fuel. This increases the combustion stability of the engine 2.

また、図３にハッチングを付して示すように、第１領域においてエンジン２が高回転かつ全負荷で運転している場合に、ＥＧＲシステム７が、第２ＥＧＲ通路７２を介してＥＧＲガスを吸気通路３１に還流すると、エンジン２のポンプ損失が低減する。図５は、エンジン２のｐ－ｖ線図５０１を例示している。ＥＧＲシステム７は、排気通路３２を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして抽出するため、エンジン２の排気圧が低下する。また、ＥＧＲシステム７は、ＥＧＲガスを吸気通路３１に導入するため、エンジン２の吸気圧が上昇する。エンジン２の排気圧が低下しかつ吸気圧が上昇することで、排気圧と吸気圧との差圧が小さくなるため、エンジン２のポンプ損失が低減する。 Further, as shown with hatching in FIG. 3, when the engine 2 is operating at high rotation and full load in the first region, the EGR system 7 intakes EGR gas through the second EGR passage 72. When it flows back into the passage 31, the pumping loss of the engine 2 is reduced. FIG. 5 illustrates a pv diagram 501 of the engine 2. Since the EGR system 7 extracts a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 32 as EGR gas, the exhaust pressure of the engine 2 decreases. Further, since the EGR system 7 introduces EGR gas into the intake passage 31, the intake pressure of the engine 2 increases. As the exhaust pressure of the engine 2 decreases and the intake pressure increases, the differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure becomes smaller, and thus the pumping loss of the engine 2 is reduced.

また、エンジン２が高回転全負荷領域内において運転している場合、コンプレッサ４１を通過する空気の流量は多い。コンプレッサ４１を通過する空気の流量が多い状態で、仮にＥＧＲガスを吸気通路３１におけるコンプレッサ４１の上流に導入しようとしても、コンプレッサ４１の通過が増えすぎてコンプレッサ４１の効率低下を招く。これに対し、前記のエンジンシステム１は、第２ＥＧＲ通路７２を通じて、吸気通路３１におけるコンプレッサ４１の下流にＥＧＲガスを導入する。これにより、エンジンシステム１は、コンプレッサ４１の効率が低下しないという利点も得られる。 Furthermore, when the engine 2 is operating in a high rotation and full load range, the flow rate of air passing through the compressor 41 is large. Even if EGR gas is introduced upstream of the compressor 41 in the intake passage 31 in a state where the flow rate of air passing through the compressor 41 is large, the amount of air passing through the compressor 41 increases too much, resulting in a decrease in the efficiency of the compressor 41. On the other hand, the engine system 1 described above introduces EGR gas downstream of the compressor 41 in the intake passage 31 through the second EGR passage 72 . Thereby, the engine system 1 also has the advantage that the efficiency of the compressor 41 does not decrease.

従来のエンジンシステムは、高圧ＥＧＲ通路と低圧ＥＧＲ通路との二つの経路を有していた。これに対し、このエンジンシステム１のＥＧＲ通路は、第１ＥＧＲ通路７１と、第１ＥＧＲ通路７１から分岐した第２ＥＧＲ通路７２とによって構成されている。ＥＧＲシステム７は、一つの経路によって構成されている。この構成は、エンジンシステム１の構成が簡略化するという利点がある。 Conventional engine systems had two paths: a high pressure EGR path and a low pressure EGR path. On the other hand, the EGR passage of this engine system 1 includes a first EGR passage 71 and a second EGR passage 72 branched from the first EGR passage 71. The EGR system 7 is configured by one path. This configuration has the advantage that the configuration of the engine system 1 is simplified.

また、第１ＥＧＲ通路７１は、排気通路３２における排気浄化装置６の下流に接続されている。ＥＧＲシステム７は、排気浄化装置６が浄化したクリーンな排気を、ＥＧＲガスとして吸気通路３１に還流できる。吸気系の構成部材が、例えば粒子状物質に汚染されることが抑制される。 Further, the first EGR passage 71 is connected downstream of the exhaust purification device 6 in the exhaust passage 32. The EGR system 7 can recirculate the clean exhaust gas purified by the exhaust purification device 6 to the intake passage 31 as EGR gas. Contamination of the constituent members of the intake system with, for example, particulate matter is suppressed.

（ＥＣＵによるエンジン始動時の制御）
次に、エンジン２を始動する場合の、ＥＣＵ１００によるエンジンシステム１の制御を説明する。図６は、ＥＣＵ１００が実行するエンジンシステム１の制御手順を示すフローチャートである。このエンジンシステム１は、触媒温度が活性温度に達した後、排気浄化装置６において燃料を反応させ、その際の反応熱を利用して、エンジン２の暖機を促進する。 (Control at engine start by ECU)
Next, control of the engine system 1 by the ECU 100 when starting the engine 2 will be explained. FIG. 6 is a flowchart showing the control procedure of the engine system 1 executed by the ECU 100. In this engine system 1, after the catalyst temperature reaches the activation temperature, the fuel is reacted in the exhaust purification device 6, and the reaction heat at that time is used to promote warming up of the engine 2.

図６のフローチャートは、運転者がエンジン２を始動させるとスタートする。ＥＣＵ１００は先ず、ステップＳ６１において、各種センサの信号を読み込む。続くステップＳ６２において、ＥＣＵ１００は冷間始動モードでエンジン２を運転する。この制御は、いわゆるＡＷＳ（Accelerated Warm-up System）を用いた制御である。ＥＣＵ１００は、排気損失が増えるようにエンジン２を制御することにより、ＤＯＣの温度を早期に上昇させてＤＯＣを活性化させる。 The flowchart in FIG. 6 starts when the driver starts the engine 2. First, in step S61, the ECU 100 reads signals from various sensors. In subsequent step S62, ECU 100 operates engine 2 in cold start mode. This control is a control using a so-called AWS (Accelerated Warm-up System). ECU 100 controls engine 2 to increase exhaust loss, thereby increasing the temperature of DOC early and activating DOC.

尚、このときに、ＥＣＵ１００は、第１ＥＧＲ弁７３を閉弁する。冷却したＥＧＲガスを還流しないことで、排気温度を高く維持できる。第２ＥＧＲ弁７４は開弁してもよいし、閉弁してもよい。 Note that at this time, the ECU 100 closes the first EGR valve 73. By not refluxing the cooled EGR gas, the exhaust temperature can be maintained high. The second EGR valve 74 may be opened or closed.

また、ステップＳ６２において、循環回路８のエレキサーモスタット弁８５は、閉弁している。冷却水はラジエータ８１を流れない。冷却水が放熱しないため、エンジン２の暖機に有利になる。 Moreover, in step S62, the electric thermostat valve 85 of the circulation circuit 8 is closed. Cooling water does not flow through the radiator 81. Since the cooling water does not radiate heat, it is advantageous for warming up the engine 2.

ステップＳ６３においてＥＣＵ１００は、触媒温度が、活性温度Ｔａを超えるか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、触媒温度センサＳＷ８の信号に基づいて触媒温度を判断できる。ＥＣＵ１００のメモリ１０２は、活性温度Ｔａを記憶している。 In step S63, the ECU 100 determines whether the catalyst temperature exceeds the activation temperature Ta. ECU 100 can determine the catalyst temperature based on the signal from catalyst temperature sensor SW8. Memory 102 of ECU 100 stores activation temperature Ta.

触媒温度が活性温度Ｔａを超えていない場合、プロセスはステップＳ６２に戻り、触媒の昇温を継続する。触媒温度が活性温度Ｔａを超えた場合は、プロセスはステップＳ６４に進み、ＥＣＵ１００は、触媒の活性化制御を終了する。 If the catalyst temperature does not exceed the activation temperature Ta, the process returns to step S62 and continues to raise the temperature of the catalyst. If the catalyst temperature exceeds the activation temperature Ta, the process proceeds to step S64, and the ECU 100 ends the catalyst activation control.

ステップＳ６４において、ＥＣＵ１００は、第１ＥＧＲ弁７３を開弁する。これにより、ＥＧＲクーラ７５を通過したＥＧＲガスが、吸気通路３１に還流する。 In step S64, the ECU 100 opens the first EGR valve 73. As a result, the EGR gas that has passed through the EGR cooler 75 flows back into the intake passage 31.

ステップＳ６５においてＥＣＵ１００は、冷却水温度が、温間温度Ｔｃを下回っているか否かを判断する。温間温度Ｔｃは、エンジン２が冷間状態から温間状態へと移行したと判断する閾値である。メモリ１０２は、温間温度Ｔｃを記憶している。 In step S65, the ECU 100 determines whether the coolant temperature is lower than the warm temperature Tc. The warm temperature Tc is a threshold value for determining that the engine 2 has transitioned from a cold state to a warm state. The memory 102 stores the warm temperature Tc.

ステップＳ６５の判定がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ６６に進む。ステップＳ６６においてＥＣＵ１００は、インジェクタ２１に、エンジン２への主噴射の後に、排気行程中の燃料噴射を実行させる。尚、インジェクタ２１は、圧縮上死点付近において主噴射を行う。排気行程中の燃料噴射は、主噴射の後に行う噴射であるため、以下においては、ポスト噴射と呼ぶ場合がある。 If the determination in step S65 is YES, the process proceeds to step S66. In step S66, the ECU 100 causes the injector 21 to perform fuel injection during the exhaust stroke after the main injection to the engine 2. Note that the injector 21 performs main injection near the compression top dead center. Since fuel injection during the exhaust stroke is an injection performed after main injection, it may be referred to as post injection hereinafter.

排気行程中に噴射された燃料は、未燃焼、又は、ほぼ未燃焼のままで排気浄化装置６に供給される。ＤＯＣが活性化しているため、燃料がＤＯＣにおいて反応し、反応熱が発生する。その反応熱によって、排気浄化装置６から排出される排気の温度が高くなる。 The fuel injected during the exhaust stroke is supplied to the exhaust purification device 6 in an unburned or almost unburned state. Since the DOC is activated, the fuel reacts in the DOC and heat of reaction is generated. The heat of reaction increases the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device 6.

ステップＳ６４において第１ＥＧＲ弁が開弁しているため、排気浄化装置６から排出された排気の一部は、第１ＥＧＲ通路７１を介して吸気通路３１へ還流する。ここで、第１ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲクーラ７５が介設している。排気の熱は、ＥＧＲクーラ７５において、冷却水へ伝達し、冷却水の温度が上がる。冷却水は、循環回路８のサブ流路８４において、エンジン２とＥＧＲクーラ７５との間で循環しているから、昇温した冷却水によってエンジン２の暖機が促進される。 Since the first EGR valve is open in step S64, a portion of the exhaust gas discharged from the exhaust purification device 6 flows back to the intake passage 31 via the first EGR passage 71. Here, an EGR cooler 75 is interposed in the first EGR passage 71. The heat of the exhaust gas is transferred to the cooling water in the EGR cooler 75, and the temperature of the cooling water increases. Since the cooling water circulates between the engine 2 and the EGR cooler 75 in the sub-flow path 84 of the circulation circuit 8, warming up of the engine 2 is promoted by the heated cooling water.

ここで、エレキサーモスタット弁８５が閉弁しているため、昇温した冷却水がラジエータ８１において放熱しない。エンジン２の暖機の促進に有利になる。 Here, since the electric thermostat valve 85 is closed, the heated cooling water does not radiate heat in the radiator 81. This is advantageous in promoting warm-up of the engine 2.

ステップＳ６６の後、プロセスはステップＳ６３に戻る。冷却水の温度が温間温度Ｔｃを超えるまで、言い換えると、エンジン２の暖機が完了するまで、プロセスは、ステップＳ６３～Ｓ６６を繰り返す。 After step S66, the process returns to step S63. The process repeats steps S63 to S66 until the temperature of the cooling water exceeds the warm temperature Tc, in other words, until the warm-up of the engine 2 is completed.

ステップＳ６５において、冷却水の温度が温間温度Ｔｃを超えると、プロセスはステップＳ６７に進む。ステップＳ６７においてＥＣＵ１００は、排気行程のポスト噴射を停止し、続くステップＳ６８において、エレキサーモスタット弁８５を開弁する。循環回路８において、冷却水は、メイン流路８３及びサブ流路８４のそれぞれを流れる。エンジン２の暖機完了後は、ラジエータ８１において、冷却水が放熱する。 In step S65, when the temperature of the cooling water exceeds the warm temperature Tc, the process proceeds to step S67. In step S67, the ECU 100 stops the post injection of the exhaust stroke, and in the subsequent step S68, opens the electrothermostat valve 85. In the circulation circuit 8, the cooling water flows through each of the main flow path 83 and the sub flow path 84. After the engine 2 has been warmed up, the cooling water radiates heat in the radiator 81.

そうして、ステップＳ６９においてＥＣＵ１００は、エンジン２の制御を、通常運転モードを移行し、始動制御が完了する。 Then, in step S69, the ECU 100 transfers the control of the engine 2 to the normal operation mode, and the starting control is completed.

図７は、エンジンの始動時における各パラメータの変化を例示するタイムチャートである。図７の横軸は時間であり、図７の左から右の方向に時間は進行する。時刻０は、運転者がエンジン２の始動させた時刻である。エンジン２の始動時に、第１ＥＧＲ弁７３は閉弁している（グラフ７０６参照）。また、エレキサーモスタット弁８５も閉弁している（グラフ７０５参照）。 FIG. 7 is a time chart illustrating changes in each parameter when starting the engine. The horizontal axis in FIG. 7 is time, and time progresses from left to right in FIG. Time 0 is the time when the engine 2 is started by the driver. When the engine 2 is started, the first EGR valve 73 is closed (see graph 706). Furthermore, the electric thermostat valve 85 is also closed (see graph 705).

前述したように、ＥＣＵ１００は、エンジン２の始動後に、触媒の温度上昇を促進する制御を行う。グラフ７０３に例示するように、ＤＯＣの温度は速やかに上昇する。図７の例では、時刻ｔ１において、ＤＯＣの温度が活性温度Ｔａに到達している。 As described above, after the engine 2 is started, the ECU 100 performs control to promote the temperature rise of the catalyst. As illustrated in graph 703, the temperature of the DOC increases quickly. In the example of FIG. 7, the temperature of the DOC reaches the activation temperature Ta at time t1.

ＤＯＣの温度が活性温度Ｔａに到達すれば、ＥＣＵ１００は、エンジン２の温度上昇を促進する制御を行う。前述したように、ＥＣＵ１０は、インジェクタ２１にポスト噴射を実行させる（グラフ７０４参照）。これにより、ＤＯＣの温度はさらに上昇する。時刻ｔ１以降のＤＯＣの温度上昇率は、時刻ｔ１前のＤＯＣの温度上昇率よりも高い。また、ＥＧＲガスの温度も高くなる（グラフ７０１参照）。 When the temperature of the DOC reaches the activation temperature Ta, the ECU 100 performs control to promote the temperature rise of the engine 2. As described above, the ECU 10 causes the injector 21 to perform post injection (see graph 704). This further increases the temperature of the DOC. The temperature increase rate of the DOC after time t1 is higher than the temperature increase rate of the DOC before time t1. Furthermore, the temperature of the EGR gas also increases (see graph 701).

ＥＣＵ１００はまた、第１ＥＧＲ弁７３を開弁する（グラフ７０６参照）。これにより、高温のＥＧＲガスと冷却水とがＥＧＲクーラ７５において熱交換をするから、冷却水の温度上昇が促進される（グラフ７０２参照）。時刻ｔ１以降の冷却水の温度上昇率は、時刻ｔ１前の冷却水の温度上昇率よりも高い。 The ECU 100 also opens the first EGR valve 73 (see graph 706). Thereby, the high temperature EGR gas and the cooling water exchange heat in the EGR cooler 75, so that the temperature of the cooling water is increased (see graph 702). The temperature increase rate of the cooling water after time t1 is higher than the temperature increase rate of the cooling water before time t1.

図７の例では、時刻ｔ２において、冷却水の温度が温間温度Ｔｃに到達している。つまり、時刻ｔ２でエンジン２の暖機が完了している。ＥＣＵ１００は、通常運転モードへ移行する。ＥＣＵ１００は、ポスト噴射を終了する。これにより、ＤＯＣの温度が下がり、ＥＧＲガスの温度も下がる（グラフ７０１、７０３参照）。尚、ＤＯＣは、活性温度以上を維持する。ＥＣＵ１００はまた、エレキサーモスタット弁８５を開弁する（グラフ７０５参照）。冷却水は温間温度Ｔｃを維持する（グラフ７０２参照）。 In the example of FIG. 7, the temperature of the cooling water reaches the warm temperature Tc at time t2. In other words, warming up of the engine 2 is completed at time t2. ECU 100 shifts to normal operation mode. ECU 100 ends post injection. This lowers the temperature of the DOC and the temperature of the EGR gas (see graphs 701 and 703). Note that the DOC is maintained at or above the activation temperature. ECU 100 also opens electric thermostatic valve 85 (see graph 705). The cooling water maintains the warm temperature Tc (see graph 702).

このエンジンシステム１は、エンジン２の始動の際に、触媒を活性化した後、エンジン２を速やかに暖機できる。エンジンシステム１は、排出ガス性能と共に、燃費性能が向上する。 This engine system 1 can quickly warm up the engine 2 after activating the catalyst when starting the engine 2. The engine system 1 has improved fuel efficiency as well as exhaust gas performance.

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and substitutions may be made without departing from the scope of the claims.

例えばここに開示する技術は、ディーゼルエンジンに適用することに限定されず、ガソリンや、ナフサを含む燃料を用いるエンジンに、適用することも可能である。 For example, the technology disclosed herein is not limited to application to diesel engines, but can also be applied to engines that use gasoline or fuel containing naphtha.

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

１ エンジンシステム
１００ ＥＣＵ（制御ユニット）
２ エンジン
２１ インジェクタ（燃料噴射弁）
３１ 吸気通路
４ 排気ターボ過給機
４１ コンプレッサ
４２ タービン
５ 電動過給機
５３ バイパス通路
６ 排気浄化装置
７ ＥＧＲシステム
７１ 第１ＥＧＲ通路
７２ 第２ＥＧＲ通路
７５ ＥＧＲクーラ
８ 循環回路
８１ ラジエータ 1 Engine system 100 ECU (control unit)
2 Engine 21 Injector (fuel injection valve)
31 Intake passage 4 Exhaust turbo supercharger 41 Compressor 42 Turbine 5 Electric supercharger 53 Bypass passage 6 Exhaust purification device 7 EGR system 71 First EGR passage 72 Second EGR passage 75 EGR cooler 8 Circulation circuit 81 Radiator

Claims (3)

エンジンへ燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記エンジンの排気通路に設けられかつ、前記エンジンから排出された排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路において、前記排気浄化装置よりも下流に設けられた、排気ターボ過給機のタービンと、
前記排気通路における前記排気浄化装置と前記タービンとの間の部位と、前記エンジンの吸気通路とを互いに接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられかつ、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラと、を有しかつ、排気の一部をＥＧＲガスとして、前記吸気通路に還流するＥＧＲシステムと、
前記エンジンと、冷却水を放熱させるラジエータとの間で冷却水が循環する循環回路と、
制御対象に制御信号を出力する制御ユニットと、を備え、
前記ＥＧＲクーラは、前記循環回路に接続されかつ、冷却水と排気との間で熱交換させ、
前記制御ユニットは、前記エンジンの温度が所定温度よりも低い冷間時であって前記排気浄化装置が活性温度に到達した後、前記エンジンの暖機制御として、排気行程中の燃料噴射を前記燃料噴射弁に実行させると共に、前記ＥＧＲシステムにＥＧＲガスの還流を実行させ、
前記制御ユニットは、前記暖機制御の間は、前記循環回路において、前記ラジエータをバイパスして前記エンジンと前記ＥＧＲクーラとの間で冷却水を循環させる
過給機付きエンジン。 A fuel injection valve that supplies fuel to the engine;
an exhaust purification device that is installed in an exhaust passage of the engine and purifies exhaust gas discharged from the engine;
a turbine of an exhaust turbo supercharger provided downstream of the exhaust purification device in the exhaust passage;
an EGR passage that connects a portion of the exhaust passage between the exhaust purification device and the turbine and an intake passage of the engine; and an EGR passage that is provided in the EGR passage and cools EGR gas flowing through the EGR passage. a water-cooled EGR cooler, and an EGR system in which part of the exhaust gas is returned to the intake passage as EGR gas;
a circulation circuit in which coolant circulates between the engine and a radiator that radiates heat from the coolant;
A control unit that outputs a control signal to a controlled object,
The EGR cooler is connected to the circulation circuit and exchanges heat between cooling water and exhaust gas,
The control unit controls fuel injection during the exhaust stroke as warm-up control of the engine after the exhaust gas purification device reaches an activation temperature when the engine temperature is lower than a predetermined temperature. causing the injection valve to perform the EGR gas recirculation, and causing the EGR system to perform the recirculation of the EGR gas ;
In the supercharged engine, the control unit circulates cooling water between the engine and the EGR cooler in the circulation circuit, bypassing the radiator, during the warm-up control. 請求項１に記載の過給機付きエンジンにおいて、
前記エンジンの吸気通路に設けられかつ、前記エンジンに供給する吸気を過給する、前記排気ターボ過給機のコンプレッサと、
前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流に設けられかつ、前記エンジンの運転状態が所定の領域内にある場合に駆動する電動過給機と、を備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路における前記コンプレッサと前記電動過給機との間の部位と、前記排気通路における前記排気浄化装置と前記タービンとの間の部位とを互いに接続する
過給機付きエンジン。 The supercharged engine according to claim 1 ,
a compressor for the exhaust turbo supercharger, which is provided in the intake passage of the engine and supercharges intake air supplied to the engine;
an electric supercharger provided downstream of the compressor in the intake passage and driven when the operating state of the engine is within a predetermined range;
The EGR passage connects a portion of the intake passage between the compressor and the electric supercharger and a portion of the exhaust passage between the exhaust purification device and the turbine of the supercharged engine. . 請求項１又は２に記載の過給機付きエンジンにおいて、
前記排気浄化装置は、排気中の有害物質を反応させる触媒装置と、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置と、を含んでいる
過給機付きエンジン。 The supercharged engine according to claim 1 or 2 ,
The exhaust purification device is a supercharged engine that includes a catalyst device that reacts harmful substances in the exhaust gas and a filter device that collects particulate matter in the exhaust gas.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191686A (en) 2008-02-13 2009-08-27 Mazda Motor Corp Supercharger of engine
JP2012007541A (en) 2010-06-25 2012-01-12 Honda Motor Co Ltd Control device of internal combustion engine
US20120304887A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Manoj Gokhale Systems and methods for an engine
JP2015025448A (en) 2013-07-26 2015-02-05 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー Exhaust after-treatment method of internal combustion engine, and internal combustion engine
JP2018096283A (en) 2016-12-13 2018-06-21 株式会社豊田自動織機 Internal combustion engine control system
JP2018178881A (en) 2017-04-14 2018-11-15 愛三工業株式会社 Egr cooling device
JP2020002871A (en) 2018-06-28 2020-01-09 株式会社クボタ engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191686A (en) 2008-02-13 2009-08-27 Mazda Motor Corp Supercharger of engine
JP2012007541A (en) 2010-06-25 2012-01-12 Honda Motor Co Ltd Control device of internal combustion engine
US20120304887A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Manoj Gokhale Systems and methods for an engine
JP2015025448A (en) 2013-07-26 2015-02-05 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー Exhaust after-treatment method of internal combustion engine, and internal combustion engine
JP2018096283A (en) 2016-12-13 2018-06-21 株式会社豊田自動織機 Internal combustion engine control system
JP2018178881A (en) 2017-04-14 2018-11-15 愛三工業株式会社 Egr cooling device
JP2020002871A (en) 2018-06-28 2020-01-09 株式会社クボタ engine

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