JP6419056B2 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6419056B2 JP6419056B2 JP2015203649A JP2015203649A JP6419056B2 JP 6419056 B2 JP6419056 B2 JP 6419056B2 JP 2015203649 A JP2015203649 A JP 2015203649A JP 2015203649 A JP2015203649 A JP 2015203649A JP 6419056 B2 JP6419056 B2 JP 6419056B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- supercharger
- variable nozzle
- nozzle mechanism
- opening
- opening degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 87
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 37
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 33
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 33
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Description
本発明は、第1過給機と第2過給機とを用いたツインターボモードと、第1過給機のみを用いたシングルターボモードとを切り替え可能な内燃機関の制御に関する。 The present invention relates to control of an internal combustion engine capable of switching between a twin turbo mode using a first supercharger and a second supercharger and a single turbo mode using only a first supercharger.
従来、第1過給機と第2過給機とを用いたツインターボモードと、第1過給機のみを用いたシングルターボモードとを切り替え可能な内燃機関が公知である。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine that can switch between a twin turbo mode using a first supercharger and a second supercharger and a single turbo mode using only a first supercharger is known.
特開2010−209870号公報(特許文献1)は、シングルターボモードとツインターボモードとの間で制御モードを切り替えるときに発生する過給圧の落ち込みを抑制する内燃機関の制御装置を開示する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2010-209870 (Patent Document 1) discloses a control device for an internal combustion engine that suppresses a drop in supercharging pressure that occurs when a control mode is switched between a single turbo mode and a twin turbo mode.
また、過給機として、タービンの周囲に複数のベーンを設けて、ベーン開度を調整することによってタービンへの排気ガスの流速を制御する可変ノズルターボが公知である。 As a supercharger, a variable nozzle turbo that controls the flow rate of exhaust gas to the turbine by providing a plurality of vanes around the turbine and adjusting the vane opening is known.
ところで、V型エンジン等の2つのバンクのそれぞれに第1過給機および第2過給機が設けられる内燃機関においては、シングルターボモードとツインターボモードとの間で制御モードを切り替えるために、排気の流通経路を変更するための切替弁が2つのバンクのうちのいずれかの一方に接続される排気通路内に設けられる場合がある。この場合、切替弁が設けられた一方の排気通路の圧力損失が他方の排気通路の圧力損失よりも大きくなる場合がある。その結果、ツインターボモードで内燃機関を動作させる際に、排気通路内に切替弁が設けられた一方の過給機の回転数が他方の過給機の回転数よりも低くなって、サージが発生する虞がある。 By the way, in an internal combustion engine in which a first supercharger and a second supercharger are provided in each of two banks such as a V-type engine, in order to switch a control mode between a single turbo mode and a twin turbo mode, There is a case where a switching valve for changing the flow path of the exhaust is provided in an exhaust passage connected to one of the two banks. In this case, the pressure loss in one exhaust passage provided with the switching valve may be larger than the pressure loss in the other exhaust passage. As a result, when operating the internal combustion engine in the twin turbo mode, the rotational speed of one turbocharger provided with a switching valve in the exhaust passage is lower than the rotational speed of the other turbocharger, and surge is generated. May occur.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第1過給機と第2過給機とを用いた過給時にサージの発生を抑制する内燃機関を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that suppresses the occurrence of a surge during supercharging using a first supercharger and a second supercharger. Is to provide.
この発明のある局面に係る内燃機関は、第1バンクと第2バンクとを有するエンジンブロックと、第1タービンと第1コンプレッサと第1タービンへの排気ガスの流速をベーン開度によって調整する第1可変ノズル機構とを含み、第1バンクから排出される排気ガスによって第1タービンを駆動する第1過給機と、第2タービンと第2コンプレッサと第2タービンへの排気ガスの流速をベーン開度によって調整する第2可変ノズル機構とを含み、第2バンクから排出される排気ガスによって第2タービンを駆動する第2過給機と、第1バンクから排出される排気ガスを第1過給機に流通する第1排気通路と、第2バンクから排出される排気ガスを第2過給機に流通する第2排気通路とを接続する接続通路と、第2排気通路内に設けられ、第2バンクから第2過給機への排気ガスの流通を遮断するための切替弁と、第1可変ノズル機構のベーン開度と、第2可変ノズル機構のベーン開度と、切替弁の動作とを制御する制御装置とを備える。制御装置は、第1過給機および第2過給機の両方を作動させる場合には、第2可変ノズル機構のベーン開度が第1可変ノズル機構のベーン開度よりも大きくなるように第2可変ノズル機構の開度を制御する。 An internal combustion engine according to an aspect of the present invention includes an engine block having a first bank and a second bank, and a first turbine that adjusts the flow rate of exhaust gas to the first turbine, the first compressor, and the first turbine by the vane opening. The first turbocharger including the first variable nozzle mechanism and driving the first turbine by the exhaust gas discharged from the first bank; and the vane flow rate of the exhaust gas to the second turbine, the second compressor, and the second turbine. A second variable nozzle mechanism that adjusts according to the degree of opening, and a second supercharger that drives the second turbine by exhaust gas discharged from the second bank; and exhaust gas discharged from the first bank Provided in the second exhaust passage, a connection passage connecting the first exhaust passage that circulates to the feeder and the second exhaust passage that circulates the exhaust gas discharged from the second bank to the second supercharger, Second A switching valve for blocking the flow of exhaust gas from the tank to the second supercharger, the vane opening of the first variable nozzle mechanism, the vane opening of the second variable nozzle mechanism, and the operation of the switching valve. And a control device for controlling. When operating both the first supercharger and the second supercharger, the control device sets the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism to be larger than the vane opening degree of the first variable nozzle mechanism. 2 Controls the opening of the variable nozzle mechanism.
このようにすると、第1過給機および第2過給機の両方を作動させる場合において、第2可変ノズル機構のベーン開度が第1可変ノズル機構のベーン開度よりも大きくなるように第2可変ノズル機構のベーン開度が制御される。第2可変ノズル機構のベーン開度を大きくすることにより、第2タービンにおける圧力損失を低下させることができ、排気ガスが流通しやすくなる。これにより、第2過給機への排気ガスの流量の低下を抑制することができる。そのため、第1過給機および第2過給機の回転数が同程度になるように作動させることができるため、第2過給機においてサージが発生することを抑制することができる。 In this case, when both the first supercharger and the second supercharger are operated, the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism is larger than the vane opening degree of the first variable nozzle mechanism. 2 The vane opening degree of the variable nozzle mechanism is controlled. By increasing the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism, the pressure loss in the second turbine can be reduced, and the exhaust gas can easily flow. Thereby, the fall of the flow volume of the exhaust gas to a 2nd supercharger can be suppressed. Therefore, since it can operate | move so that the rotation speed of a 1st supercharger and a 2nd supercharger may become comparable, it can suppress that a surge generate | occur | produces in a 2nd supercharger.
好ましくは、制御装置は、内燃機関の回転数と負荷とに基づいて第1可変ノズル機構のベーン開度を決定し、決定された第1可変ノズル機構のベーン開度を内燃機関の状態に応じた増加分だけ増加させた値を第2可変ノズル機構のベーン開度として決定する。 Preferably, the control device determines a vane opening degree of the first variable nozzle mechanism based on a rotational speed and a load of the internal combustion engine, and the determined vane opening degree of the first variable nozzle mechanism depends on the state of the internal combustion engine. The value increased by the increased amount is determined as the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism.
このようにすると、第1可変ノズル機構のベーン開度と、第2可変ノズル機構のベーン開度とを過給圧等に基づいて別々に制御する場合と比較して、ベーン開度の制御において応答遅れに起因するハンチングが発生することを抑制することができる。 In this case, compared with the case where the vane opening degree of the first variable nozzle mechanism and the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism are separately controlled based on the supercharging pressure or the like, in the control of the vane opening degree. Occurrence of hunting due to response delay can be suppressed.
この発明によると、第1過給機および第2過給機の両方を作動させる場合において、第2可変ノズル機構のベーン開度が第1可変ノズル機構のベーン開度よりも大きくなるように第2可変ノズル機構のベーン開度が制御される。第2可変ノズル機構のベーン開度を大きくすることにより、第2タービンにおける圧力損失を低下させることができ、排気ガスが流通しやすくなる。これにより、第2過給機への排気ガスの流量の低下を抑制することができる。そのため、第1過給機および第2過給機の回転数が同程度になるように作動させることができるため、第2過給機においてサージが発生することを抑制することができる。したがって、第1過給機と第2過給機とを用いた過給時にサージの発生を抑制する内燃機関を提供することができる。 According to the present invention, when both the first supercharger and the second supercharger are operated, the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism is larger than the vane opening degree of the first variable nozzle mechanism. 2 The vane opening degree of the variable nozzle mechanism is controlled. By increasing the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism, the pressure loss in the second turbine can be reduced, and the exhaust gas can easily flow. Thereby, the fall of the flow volume of the exhaust gas to a 2nd supercharger can be suppressed. Therefore, since it can operate | move so that the rotation speed of a 1st supercharger and a 2nd supercharger may become comparable, it can suppress that a surge generate | occur | produces in a 2nd supercharger. Therefore, it is possible to provide an internal combustion engine that suppresses the occurrence of surge during supercharging using the first supercharger and the second supercharger.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に、エンジン10の概略構成が示される。本実施の形態において、エンジン10は、2つのバンクを有する内燃機関である。エンジン10は、たとえば、V型エンジンであってもよいし、水平対向型エンジンであってもよい。また、エンジン10は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the
図1に示すように、エンジン10は、第1バンク12と、第2バンク14と、第1燃料噴射装置17と、第2燃料噴射装置19と、第1インテークマニホールド20と、第2インテークマニホールド22と、第1エキゾーストマニホールド24と、第2エキゾーストマニホールド26と、第1過給機50と、第2過給機52と、接続通路30と、制御装置200とを備える。
As shown in FIG. 1, the
第1バンク12と第2バンク14とは、エンジン10のエンジンブロックに設けられる。第1バンク12には、1つまたは2以上の円孔が気筒16として設けられる。第1バンク12の気筒16の頂部には、吸気ポートと排気ポートとが形成されるシリンダヘッドが設けられる。吸気ポートには、第1燃料噴射装置17が設けられる。第1燃料噴射装置17は、制御装置200の制御信号に基づいて燃料を吸気ポート内に噴射する。なお、第1燃料噴射装置17は、気筒16内に直接燃料が噴射可能なように設けられてもよい。
The
第2バンク14には、1つまたは2以上の円孔が気筒18として設けられる。第2バンク14の気筒18の頂部には、吸気ポートと排気ポートとが形成されるシリンダヘッドが設けられる。吸気ポートには、第2燃料噴射装置19が設けられる。第2燃料噴射装置19は、制御装置200の制御信号に基づいて燃料を吸気ポート内に噴射する。なお、第2燃料噴射装置19は、気筒18内に直接燃料が噴射可能なように設けられてもよい。
The
また、第1バンク12の吸気ポートには第1インテークマニホールド20が接続される。第1バンク12の排気ポートには第1エキゾーストマニホールド24が接続される。第2バンク14の吸気ポートには第2インテークマニホールド22が接続される。第2バンク14の排気ポートには第2エキゾーストマニホールド26が接続される。第1エキゾーストマニホールド24と、第2エキゾーストマニホールド26とは、接続通路30によって連通するように接続される。
A
第1エキゾーストマニホールド24は、排気通路37の一方端に接続される。排気通路37の他方端には、第1過給機50が接続される。第1過給機50は、コンプレッサ50aと、タービン50bと、可変ノズル機構50cとを含む。
The
コンプレッサ50aの吸入口には、吸気通路32の一方端が接続される。コンプレッサ50aの排出口には、吸気通路33の一方端が接続される。吸気通路32の他方端は、スロットルバルブを経由してエアクリーナに接続される。コンプレッサ50aのハウジング内にはコンプレッサホイールが収納される。
One end of the
タービン50bの吸入口には、排気通路37の他方端が接続される。タービン50bの排出口には、排気通路38の一方端が接続される。タービン50bのハウジング内にはタービンホイールが収納される。コンプレッサホイールとタービンホイールとは、連結軸によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイールは、タービンホイールに供給される排気ガスの排気エネルギーによって回転駆動される。コンプレッサホイールが回転駆動されることによって吸気通路32を流通する吸入空気が圧縮される。コンプレッサ50aにおいて圧縮された空気は、吸気通路33に供給される。
The other end of the
可変ノズル機構50cは、タービンホイールの回転軸を中心とした周囲の排気流入部に配置され、第1エキゾーストマニホールド24から供給される排気ガスをタービンホイールに導く複数のベーンと、複数のベーンの各々を回転させることによって隣接するベーン間の隙間(以下の説明においてこの隙間をVN開度あるいはベーン開度と記載する)を変化させるアクチュエータとを含む。アクチュエータは、電動モータあるいは油圧アクチュエータであって、制御装置200からの制御信号に応じて可変ノズル機構50cのVN開度を変化させる。
The variable nozzle mechanism 50c is disposed at an exhaust inflow portion around the rotation axis of the turbine wheel, and includes a plurality of vanes that guide exhaust gas supplied from the
可変ノズル機構50cのVN開度を変化させることによって、排気流入部における排気ガスの流路が絞られたり、拡げられたりする。これにより、タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を変化させることができる。 By changing the VN opening of the variable nozzle mechanism 50c, the flow path of the exhaust gas in the exhaust inflow portion is narrowed or expanded. Thereby, the flow velocity of the exhaust gas sprayed on the turbine wheel can be changed.
第2エキゾーストマニホールド26は、排気通路39の一方端に接続される。排気通路39の他方端には、第2過給機52が接続される。第2過給機52は、コンプレッサ52aと、タービン52bと、可変ノズル機構52cとを含む。
The
コンプレッサ52aの吸入口には、吸気通路34の一方端が接続される。コンプレッサ52aの排出口には、吸気通路35の一方端が接続される。吸気通路34の他方端は、吸気通路32に合流して、スロットルバルブを経由してエアクリーナに接続される。コンプレッサ52aのハウジング内にはコンプレッサホイールが収納される。
One end of the intake passage 34 is connected to the intake port of the
タービン52bの吸入口には、排気通路39の他方端が接続される。タービン52bの排出口には、排気通路40の一方端が接続される。タービン52bのハウジング内にはタービンホイールが収納される。コンプレッサホイールとタービンホイールとは、連結軸によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイールは、タービンホイールに供給される排気ガスの排気エネルギーによって回転駆動される。コンプレッサホイールが回転駆動されることによって吸気通路34を通過する吸気が圧縮される。コンプレッサ52aにおいて圧縮された空気は、吸気通路35に供給される。
The other end of the
吸気通路33の他方端と吸気通路35の他方端とは吸気通路36の一方端に接続される。吸気通路36の他方端は、分岐して第1インテークマニホールド20および第2インテークマニホールド22の各々に接続される。
The other end of the
排気通路39には、ECV(Exhaust Control Valve)60が設けられる。ECV60は、排気通路39の一方端と他方端との間を、制御装置200からの制御信号に応じて、弁体が開状態になることによって連通状態にしたり、弁体が閉状態になることによって遮断状態にしたりする。排気通路39の一方端と他方端との間が連通状態になる場合、第2エキゾーストマニホールド26内の排気ガスは、タービン52bを経由して排気通路40を流通して、タービン52bのタービンホイールを回転させる。
The
一方、排気通路39の一方端と他方端との間が遮断状態になる場合は、第2エキゾーストマニホールド26内の排気ガスは、排気通路39を通過できないため、接続通路30を経由して第1エキゾーストマニホールド24に流通して、タービン50bのタービンホイールを回転させる。
On the other hand, when one end of the
吸気通路35には、ACV(Air Control Valve)64が設けられる。ACV64は、吸気通路35の一方端と他方端との間を、制御装置200からの制御信号に応じて、弁体が開状態になることによって連通状態にしたり、弁体が閉状態になることによって遮断状態にしたりする。吸気通路35の一方端と他方端との間が連通状態になる場合、コンプレッサ52aからの圧縮した空気が流通可能になる。
The
一方、吸気通路35の一方端と他方端との間が遮断状態になる場合は、コンプレッサ52aからの圧縮した空気の流通が遮断される。
On the other hand, when the gap between one end and the other end of the
吸気通路34と吸気通路35との間には、コンプレッサ52aを経由せずに吸気通路34と吸気通路35との間で空気を流通可能にするバイパス通路42が設けられる。バイパス通路42の途中には、IBV(Intake Bypass Valve)62が設けられる。IBV62は、バイパス通路42の一方端と他方端との間を、制御装置200からの制御信号に応じて、弁体を開状態にすることによって連通状態にしたり、弁体を閉状態にすることによって遮断状態にしたりする。バイパス通路42の一方端と他方端との間が連通状態になる場合、吸気通路34と吸気通路35との間で空気の流通が可能となる。そのため、たとえば、ACV64が吸気通路35の一方端と他方端との間を遮断状態にしている場合、コンプレッサ52aから吸気通路35に供給される空気を吸気通路35を通過させずに、バイパス通路42を経由して吸気通路34に循環させることができる。そのため、後述する制御モードの切り替え時に、第2過給機52のタービンホイールの回転数が適切な値まで上昇するまでの間、過給が行なわれないようにバイパス通路42を経由した空気の流れを形成することができる。
A
一方、バイパス通路42の一方端と他方端との間が遮断状態となる場合には、圧縮された空気は、コンプレッサ52aから吸気通路35に供給される。そのため、たとえば、ACV64が吸気通路35の一方端と他方端との間を連通状態にしている場合、コンプレッサ52aから吸気通路35に供給される空気は、吸気通路35および吸気通路36を経由して第1インテークマニホールド20および第2インテークマニホールド22の各々に供給される。
On the other hand, when the gap between one end and the other end of the
また、エンジン10のクランク軸には、エンジン回転数センサ206が設けられる。エンジン回転数センサ206は、クランク軸の回転速度(以下、エンジン回転数と記載する)Neを検出する。エンジン回転数センサ206は、検出したエンジン回転数Neを示す信号を制御装置200に送信する。
An
吸気通路36の他方端の通路が分岐する位置には、過給圧センサ208が設けられる。過給圧センサ208は、吸気通路36内の圧力(過給圧)Pbを検出する。過給圧センサ208は、検出した過給圧Pbを示す信号を制御装置200に送信する。
A supercharging
制御装置200は、エンジン回転数センサ206から受信するエンジン回転数Ne、および、過給圧センサ208から受信する過給圧Pb等のエンジン10の状態を示す信号を受信して、受信したエンジン10の状態を示す信号に基づいて第1燃料噴射装置17、第2燃料噴射装置19、第1過給機50、第2過給機52、ECV60、IBV62およびACV64の動作を制御する。
The
具体的には、制御装置200は、エンジン10の負荷およびエンジン回転数Neに基づいてシングルターボモードと、ツインターボモードとのうちのいずれか一方の制御モードを選択し、選択された制御モードに応じて第1過給機50、第2過給機52、ECV60、IBV62およびACV64の動作を制御する。
Specifically, the
シングルターボモードは、第1過給機50のみを用いて過給する制御モードである。ツインターボモードは、第1過給機50および第2過給機52の両方を用いて過給する制御モードである。
The single turbo mode is a control mode in which supercharging is performed using only the
制御装置200は、たとえば、シングルターボモードが選択される場合、排気通路39の一方端と他方端との間が遮断状態になるようにECV60を制御し、バイパス通路42の一方端と他方端との間が連通状態になるようにIBV62を制御し、吸気通路35の一方端と他方端との間が遮断状態になるようにACV64を制御する。
For example, when the single turbo mode is selected, the
シングルターボモード時に、ECV60と、IBV62と、ACV64とを上述のように制御することにより、第2バンク14から第2エキゾーストマニホールド26に排出される排気ガスは、接続通路30を経由して第1エキゾーストマニホールド24に流通する。そのため、第1過給機50のタービン50bには、第1バンク12および第2バンク14の双方から排出される排気ガスが供給される。
By controlling the
第1過給機50のコンプレッサ50aは、タービン50bのタービンホイールの回転によって吸気通路32からの空気を圧縮して吸気通路33に供給する。吸気通路33に供給された空気は、吸気通路36を経由して第1インテークマニホールド20および第2インテークマニホールド22の各々に供給される。
The
一方、バイパス通路42の一方端と他方端との間は、連通状態になる。そのため、コンプレッサ52aから吸気通路35に供給される空気は、バイパス通路42を経由して吸気通路34に循環可能となる。
On the other hand, the one end and the other end of the
一方、制御装置200は、たとえば、ツインターボモードが選択される場合、排気通路39の一方端と他方端との間が連通状態になるようにEVC60を制御し、バイパス通路42の一方端と他方端との間が遮断状態になるようにIBV62を制御し、吸気通路35の一方端と他方端との間が連通状態になるようにACV64を制御する。
On the other hand, for example, when twin turbo mode is selected,
ツインターボモード時に、ECV60と、IBV62と、ACV64とを上述のように制御することにより、第2バンク14から第2エキゾーストマニホールド26に排出される排気ガスは、排気通路39を経由してタービン52bに供給され、タービン52bのタービンホイールを回転させる。これにより、コンプレッサ52aのコンプレッサホイールが回転し、吸気通路34からの空気が圧縮されて吸気通路35に供給される。
By controlling the
一方、第1バンク12から第1エキゾーストマニホールド24に排出される排気ガスは、タービン50bに供給され、タービン50bのタービンホイールを回転させる。これにより、コンプレッサ50aのコンプレッサホイールが回転し、吸気通路32からの空気が圧縮されて吸気通路33に供給される。
On the other hand, the exhaust gas discharged from the
吸気通路33および吸気通路35の各々に供給された空気は、吸気通路36の一方端において合流した後に吸気通路36の他方端にて再度分岐して第1インテークマニホールド20および第2インテークマニホールド22の各々に供給される。
The air supplied to each of the
以上のような構成を有するエンジン10において、上述したようなシングルターボモードとツインターボモードとの間で制御モードを切り替えて、排気の流通経路を変更するためには、切替弁であるECV60を排気通路39内に設ける必要がある。しかしながら、排気通路39内にECV60が設けられる場合には、排気通路39の方が排気通路37よりも圧力損失が大きくなる場合がある。そのため、排気通路39に接続される第2過給機52のタービンホイールの回転数が第1過給機50のタービンホイールの回転数よりも低くなる場合がある。その結果、吸気通路33および吸気通路35内は、第1過給機50の動作によって過給圧が高くなるのに対して、排気通路39の排気流量の低下により第2過給機52において適切な過給ができない、いわゆる、サージが発生する場合がある。
In the
そこで、本実施の形態においては、制御装置200は、第1過給機50および第2過給機52の両方を作動させる場合において、可変ノズル機構52cのVN開度が可変ノズル機構50cのVN開度よりも大きくなるように可変ノズル機構52cのVN開度を制御するものとする。
Therefore, in the present embodiment, when the
このようにすると、タービン52bにおける圧力損失を低下させることができ、タービン52bから排気通路40へと排気ガスが流通しやすくなる。そのため、第2過給機52への排気ガスの流量の低下を抑制して、第2過給機52においてサージが発生することを抑制することができる。
If it does in this way, pressure loss in
図2に、本実施の形態に係るエンジン10の動作を制御する制御装置200の機能ブロック図を示す。制御装置200は、目標過給圧算出部250と、目標過給圧決定部252と、VN開度決定部254と、VN開度制御部256と、切替弁制御部258とを含む。なお、これらの構成は、プログラム等のソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。
FIG. 2 shows a functional block diagram of a
目標過給圧算出部250は、エンジン回転数Neと負荷(具体的には、燃料噴射量Af)とに基づいてシングルターボモード用の第1目標過給圧Pbtsを算出する。目標過給圧算出部250は、たとえば、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afと第1目標過給圧Pbtsとの関係を示すマップを用いて第1目標過給圧Pbtsを算出する。
The target boost
目標過給圧算出部250は、さらに、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づいてツインターボモード用の第2目標過給圧Pbttを算出する。目標過給圧算出部250は、たとえば、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afと第2目標過給圧Pbttとの関係を示すマップを用いて第2目標過給圧Pbttを算出する。
The target boost
なお、目標過給圧算出部250は、たとえば、アクセル開度、スロットル開度と吸入空気量等に基づいて燃料噴射量Afを決定する。
Note that the target boost
目標過給圧決定部252は、第1目標過給圧Pbtsと、第2目標過給圧Pbttとを比較し、いずれか大きい方を目標過給圧Pbtとして決定する。たとえば、図3に、第1目標過給圧Pbtsと第2目標過給圧Pbttとの変化を示す。図3の横軸は、時間を示し、図3の縦軸は、過給圧を示す。
The target supercharging
図3に示すように、時間T(0)になる前の期間において、第1目標過給圧Pbts(図3の破線)は、第2目標過給圧Pbtt(図3の細実線)よりも大きい。そのため、当該期間においては、第1目標過給圧Pbtsが目標過給圧Pbt(図3の太実線)として決定される。 As shown in FIG. 3, in the period before time T (0), the first target boost pressure Pbts (broken line in FIG. 3) is higher than the second target boost pressure Pbtt (thin solid line in FIG. 3). large. Therefore, in the period, the first target boost pressure Pbts is determined as the target boost pressure Pbt (thick solid line in FIG. 3).
一方、時間T(0)以後の期間においては、第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも大きくなる。そのため、当該期間においては、第2目標過給圧Pbttが目標過給圧Pbtとして決定される。 On the other hand, in the period after time T (0), the second target boost pressure Pbtt is greater than the first target boost pressure Pbts. Therefore, in the period, the second target boost pressure Pbtt is determined as the target boost pressure Pbt.
図2に戻って、VN開度決定部254は、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)および可変ノズル機構52cのVN開度D(2)を決定する。本実施の形態においては、VN開度決定部254は、第1目標過給圧Pbtsが目標過給圧Pbtとして決定された場合には、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)を決定し、決定された同じVN開度を可変ノズル機構52cのVN開度D(2)として決定する。
Returning to FIG. 2, the VN
VN開度決定部254は、たとえば、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づくベース開度と、過給圧センサ208によって検出される実過給圧Pbrと目標過給圧Pbtとの差分に基づくフィードバック補正値(たとえば、PID制御による補正値)とを加算してVN開度D(1)を算出する。VN開度決定部254は、たとえば、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとベース開度との関係を示すマップを用いてベース開度を決定する。マップは、たとえば、実験等によって適合される。
The VN
マップにおいて、エンジン回転数Neとベース開度とは、たとえば、エンジン回転数Neが高いほどベース開度が大きくなり、エンジン回転数Neが低いほどベース開度が小さくなるように設定される。また、マップにおいて、燃料噴射量Afとベース開度とは、たとえば、燃料噴射量Afが高くなるほどベース開度が大きくなり、燃料噴射量Afが小さくなるほどベース開度が小さくなるように設定される。なお、マップにおいて、エンジン回転数Neが低い領域においては、燃料噴射量Afにかかわらずベース開度が一定値となる領域を設定してもよい。 In the map, the engine speed Ne and the base opening are set such that, for example, the base opening increases as the engine speed Ne increases, and the base opening decreases as the engine speed Ne decreases. In the map, the fuel injection amount Af and the base opening are set such that, for example, the base opening increases as the fuel injection amount Af increases, and the base opening decreases as the fuel injection amount Af decreases. . In the map, in a region where the engine speed Ne is low, a region where the base opening becomes a constant value regardless of the fuel injection amount Af may be set.
本実施の形態において、VN開度決定部254は、第2目標過給圧Pbttが目標過給圧Pbtとして決定された場合には、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)と、VN開度D(1)からのオフセット量Cとを決定するとともに、決定されたVN開度D(1)にオフセット量Cを加算して可変ノズル機構52cのVN開度D(2)を決定する。
In the present embodiment, when the second target boost pressure Pbtt is determined as the target boost pressure Pbt, the VN
VN開度決定部254は、たとえば、上述したとおり、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づくベース開度と、過給圧センサ208によって検出される実過給圧Pbrと目標過給圧Pbtとの差分に基づくフィードバック補正値とを加算してVN開度D(1)を算出する。VN開度決定部254は、たとえば、マップを用いてベース開度を決定する。マップについては上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
For example, as described above, the VN
VN開度決定部254は、さらに、エンジン回転数Neに基づいてVN開度D(1)からのオフセット量Cを決定する。
The VN
VN開度決定部254は、たとえば、図4に示すように、エンジン回転数Neとオフセット量Cとの関係を示すマップを用いて可変ノズル機構52cのVN開度D(1)からのオフセット量Cを決定する。マップは、たとえば、実験等により適合される。
For example, as shown in FIG. 4, the VN
図4の横軸は、エンジン回転数Neを示し、図4の縦軸は、オフセット量Cを示す。図4に示すように、エンジン回転数NeがNe(0)ときには、オフセット量Cは、ゼロとされる。エンジン回転数NeがNe(0)よりも大きいNe(1)のときには、オフセット量Cは、C(1)とされる。エンジン回転数NeがNe(1)よりも大きいNe(3)のときには、オフセット量Cは、C(1)よりも小さいC(0)とされる。 The horizontal axis in FIG. 4 indicates the engine speed Ne, and the vertical axis in FIG. As shown in FIG. 4, when the engine speed Ne is Ne (0), the offset amount C is set to zero. When the engine speed Ne is Ne (1) larger than Ne (0), the offset amount C is set to C (1). When the engine speed Ne is Ne (3) larger than Ne (1), the offset amount C is C (0) smaller than C (1).
なお、図4に示すマップは、一例であって、特に図4に示すマップに限定されるものではない。なお、オフセット量C(0)およびC(1)は、可変ノズル機構52cのVN開度D(1)からの増加量を示す。
The map shown in FIG. 4 is an example, and is not particularly limited to the map shown in FIG. The offset amounts C (0) and C (1) indicate the amount of increase from the VN opening D (1) of the
VN開度決定部254は、決定された可変ノズル機構50cのVN開度D(1)にオフセット量Cを加算した値を可変ノズル機構52cのVN開度D(2)として決定する。
The VN
VN開度制御部256は、VN開度決定部254によって決定されたVN開度D(1)になるようにVN制御信号(1)を生成して、生成したVN制御信号(1)を可変ノズル機構50cのアクチュエータの駆動回路に送信する。当該駆動回路によって可変ノズル機構50cのアクチュエータが駆動される。また、VN開度制御部256は、VN開度決定部254によって決定されたVN開度D(2)になるようにVN制御信号(2)を生成して、生成したVN制御信号(2)を可変ノズル機構52cのアクチュエータの駆動回路に送信する。当該駆動回路によって可変ノズル機構52cのアクチュエータが駆動される。
The VN opening
切替弁制御部258は、たとえば、第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高い場合には、シングルターボモードを選択する。切替弁制御部258は、第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも高くなる場合には、ツインターボモードを選択する。
For example, when the first target supercharging pressure Pbts is higher than the second target supercharging pressure Pbtt, the switching
切替弁制御部258は、シングルターボモードの選択中に、第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも高くなる場合には、シングルターボモードからツインターボモードへの移行モードを経由した後にツインターボモードに制御モードを移行させる。
When the second target boost pressure Pbtt becomes higher than the first target boost pressure Pbts during the selection of the single turbo mode, the switching
切替弁制御部258は、ツインターボモードの選択中に、第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高くなる場合には、ツインターボモードからシングルターボモードへの移行モードを経由した後にシングルターボモードに制御モードを移行させる。
If the first target boost pressure Pbts becomes higher than the second target boost pressure Pbtt during the selection of the twin turbo mode, the switching
切替弁制御部258は、制御モードにしたがってECV60、IBV62およびACV64の動作を制御する。具体的には、切替弁制御部258は、制御モードに応じてECV60を制御するためのECV制御信号と、IBV62を制御するためのIBV制御信号と、ACV64を制御するためのACV制御信号とを生成して、生成したECV制御信号と、IBV制御信号と、ACV制御信号とをECV60、IBV62およびACV64のそれぞれの駆動回路に送信する。各駆動回路によってECV60、IBV62およびACV64が駆動される。
The switching
以下、図5を用いて、切替弁制御部258によって実行される、制御モードに応じたECV60、IBV62およびACV64の制御の一例について説明する。図5に示すように、切替弁制御部258は、シングルターボモードの選択中においては、ECV60およびACV64の双方が閉状態になり、IBV62が開状態になるように各切替弁を制御する。
Hereinafter, an example of the control of the
切替弁制御部258は、たとえば、時間T(1)に、第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも高くなる場合には、シングルターボモードからツインターボモードへの移行モードを選択する。この場合、切替弁制御部258は、ECV60を閉状態から開状態に切り替えるとともに、ACV64の閉状態およびIBV62の開状態を維持する。ECV60が開状態になることにより、第2エキゾーストマニホールドから排気通路39を経由してタービン52bに排気ガスが流れるため、タービン52bのタービンホイールが回転する。このとき、コンプレッサ52aにおいて圧縮された空気は、バイパス通路42を経由して吸気通路34に循環される。
For example, when the second target boost pressure Pbtt becomes higher than the first target boost pressure Pbts at time T (1), the switching
切替弁制御部258は、時間T(2)にて、タービンホイールの回転数が過給に適切な回転数まで上昇した時点で、ACV64を閉状態から開状態に切り替えるとともに、IBV62を開状態から閉状態に切り替えることによって、ツインターボモードに移行する。このとき、コンプレッサ52aにおいて圧縮された空気は、吸気通路35に供給される。すなわち、第1過給機50および第2過給機52を用いて過給が行なわれる。
At time T (2), the switching
切替弁制御部258は、時間T(3)にて、第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高くなる場合には、ツインターボモードからシングルターボモードへの移行モードを選択する。この場合、切替弁制御部258は、IBV62を閉状態から開状態に切り替えるとともに、ECV60の開状態およびACV64の開状態を維持する。IBV62が開状態になることにより、コンプレッサ52aから吸気通路35に供給される空気は、バイパス通路42を流通可能になる。
When the first target boost pressure Pbts becomes higher than the second target boost pressure Pbtt at time T (3), the switching
時間T(4)にて、切替弁制御部258は、ACV64を開状態から閉状態に切り替えることによって、シングルターボモードに移行する。ACV64が閉状態になることにより吸気通路35の一方端と他方端との間が遮断状態になる。
At time T (4), the switching
時間T(5)にて、切替弁制御部258は、ECV60を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第2バンク14から第2エキゾーストマニホールド26に排出された排気ガスは、接続通路30および第1エキゾーストマニホールド24を経由してタービン50bに流通する。すなわち、第1過給機50を用いて過給が行なわれる。
At time T (5), the switching
図6を参照して、本実施の形態に係るエンジン10に搭載された制御装置200で実行される制御処理について説明する。
With reference to FIG. 6, the control process performed by the
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、制御装置200は、第1目標過給圧Pbtsおよび第2目標過給圧Pbttを算出する。
In step (hereinafter, step is described as S) 100,
S102にて、制御装置200は、第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも大きいか否かを判定する。第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも大きいと判定される場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでない場合(S102にてNO)、処理はS108に移される。
In S102,
S104にて、制御装置200は、第1目標過給圧Pbtsを目標過給圧Pbtとして決定する。S106にて、制御装置200は、第1過給機50の可変ノズル機構50cにおけるVN開度D(1)を決定する。なお、制御装置200は、第2過給機52の可変ノズル機構52cにおけるVN開度D(2)は、VN開度D(1)と同じ値に決定する。
In S104,
S108にて、制御装置200は、第2目標過給圧Pbttを目標過給圧Pbtとして決定する。S110にて、制御装置200は、第1過給機50の可変ノズル機構50cにおけるVN開度D(1)を決定する。S112にて、制御装置200は、エンジン回転数Neに基づいてオフセット量Cを決定する。S114にて、制御装置200は、第1過給機50の可変ノズル機構50cにおけるVN開度D(1)に、決定されたオフセット量Cを加算して第2過給機52の可変ノズル機構52cにおけるVN開度D(2)を決定する。S116にて、制御装置200は、決定されたVN開度になるように第1過給機50および第2過給機52を制御する。S118にて、制御装置200は、制御モードに応じた切替弁の制御を実行する。
In S108,
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係るエンジン10の制御装置200の動作について図7および図8を用いて説明する。たとえば、エンジン10が搭載された車両が走行する場合を想定する。
The operation of
図7の横軸は、時間を示し、図7の縦軸は、制御モードと、エンジン回転数Neと、燃料噴射量Afと、過給圧Pbとを示す。図8の横軸は、時間を示し、図8の縦軸は、VN開度を示す。 The horizontal axis in FIG. 7 represents time, and the vertical axis in FIG. 7 represents the control mode, the engine speed Ne, the fuel injection amount Af, and the supercharging pressure Pb. The horizontal axis in FIG. 8 indicates time, and the vertical axis in FIG. 8 indicates the VN opening.
図7に示すように、たとえば、シングルターボモードが選択され、エンジン回転数Ne、燃料噴射量Afおよび過給圧Pbがそれぞれアイドル状態に対応するエンジン回転数、燃料噴射量および過給圧である場合を想定する。 As shown in FIG. 7, for example, the single turbo mode is selected, and the engine speed Ne, the fuel injection amount Af, and the supercharging pressure Pb are the engine speed, fuel injection amount, and supercharging pressure corresponding to the idle state, respectively. Assume a case.
時間T(6)にて、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとが増加して、車両が発進する。このとき、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づいて第1目標過給圧Pbtsおよび第2目標過給圧Pbttが算出される(S100)。 When the driver depresses the accelerator pedal at time T (6), the engine speed Ne and the fuel injection amount Af increase, and the vehicle starts. At this time, the first target boost pressure Pbts and the second target boost pressure Pbtt are calculated based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Af (S100).
第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高い場合には(S102にてYES)、第1目標過給圧Pbtsが目標過給圧Pbtとして決定される(S104)。そのため、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づくベース開度に、実過給圧Pbrと目標過給圧Pbtとの差に基づくフィードバック補正値が加算されて可変ノズル機構50cのVN開度D(1)が決定される(S106)。決定されたVN開度D(1)になるように第1過給機50の可変ノズル機構50cが制御される(S116)。
When first target boost pressure Pbts is higher than second target boost pressure Pbtts (YES in S102), first target boost pressure Pbts is determined as target boost pressure Pbt (S104). Therefore, a feedback correction value based on the difference between the actual boost pressure Pbr and the target boost pressure Pbt is added to the base opening based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Af, and the VN opening of the variable nozzle mechanism 50c. D (1) is determined (S106). The variable nozzle mechanism 50c of the
第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高い場合には、制御モードとしてシングルターボモードが選択される。そのため、図5を用いて説明したように、ECV60およびACV64はいずれも閉状態となり、IBV62は、開状態となる(S118)。
When the first target boost pressure Pbts is higher than the second target boost pressure Pbtt, the single turbo mode is selected as the control mode. Therefore, as described with reference to FIG. 5, both
時間T(7)にて、第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも高くなる場合には(S102にてNO)、第2目標過給圧Pbttが目標過給圧Pbtとして決定される(S108)。そのため、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づくベース開度に、実過給圧Pbrと目標過給圧Pbtとの差に基づくフィードバック補正値が加算された値が、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)として決定される(S110)。そして、エンジン回転数Neに基づいてオフセット量Cが決定される(S112)。VN開度D(1)にオフセット量Cが加算された値が可変ノズル機構52cのVN開度D(2)として決定される(S114)。決定されたVN開度D(1)になるように第1過給機50の可変ノズル機構50cのVN開度が制御されるとともに、決定されたVN開度D(2)になるように第2過給機52の可変ノズル機構52cのVN開度が制御される(S116)。
When second target boost pressure Pbtt becomes higher than first target boost pressure Pbts at time T (7) (NO in S102), second target boost pressure Pbtt is equal to target boost pressure Pbt. (S108). Therefore, the value obtained by adding the feedback correction value based on the difference between the actual boost pressure Pbr and the target boost pressure Pbt to the base opening based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Af is the variable nozzle mechanism 50c. VN opening degree D (1) is determined (S110). Then, the offset amount C is determined based on the engine speed Ne (S112). A value obtained by adding the offset amount C to the VN opening D (1) is determined as the VN opening D (2) of the
第2目標過給圧Pbttが第1目標過給圧Pbtsよりも高い場合には、制御モードとして、シングルターボモードからツインターボモードへの移行モードが選択され、切替弁制御が実行される(S118)。すなわち、シングルターボモードからツインターボモードへの移行モードにおいては、図5を用いて説明したように、ECV60が閉状態から開状態に切り替えられる。ECV60が開状態に切り替えられることにより、第2エキゾーストマニホールド26からタービン52bに排気ガスが流通するため、タービン52bのタービンホイールが回転を開始する。
When the second target supercharging pressure Pbtt is higher than the first target supercharging pressure Pbts, the transition mode from the single turbo mode to the twin turbo mode is selected as the control mode, and the switching valve control is executed (S118). ). That is, in the transition mode from the single turbo mode to the twin turbo mode, the
ACV64は閉状態でありIBV62が開状態であるため、コンプレッサ52aにおいて圧縮された空気は、吸気通路35からバイパス通路42を経由して吸気通路34に循環される。
Since the
時間T(7)〜(8)においては、図7に示すように、時間の経過とともにエンジン回転数Neが増加していく。そのため、時間の経過とともにオフセット量Cが増加していくことになり、図8の実線と破線とに示すように、可変ノズル機構50cのVN開度と、可変ノズル機構52cのVN開度とは、乖離していく。
At times T (7) to (8), as shown in FIG. 7, the engine speed Ne increases with time. Therefore, the offset amount C increases with the passage of time, and as shown by the solid and broken lines in FIG. 8, the VN opening of the variable nozzle mechanism 50c and the VN opening of the
時間T(8)にて、第2過給機52の回転数が適切な回転数になるタイミングで制御モードがツインターボモードに移行される。そのため、図5を用いて説明したように、IBV62が開状態から閉状態に切り替えられるとともに、ACV64が閉状態から開状態に切り替えられる。
At time T (8), the control mode is shifted to the twin turbo mode at the timing when the rotation speed of the
時間T(8)〜時間(9)においては、図8の破線に示す可変ノズル機構52cのVN開度D(2)は、図8の実線に示す可変ノズル機構50cのVN開度D(1)よりもオフセット量Cだけ大きい値となる。
From time T (8) to time (9), the VN opening D (2) of the
VN開度D(2)がVN開度D(1)よりも大きくなることによりタービン52bにおける圧力損失がタービン50bにおける圧力損失よりも低下する。その結果、タービン52bにおける排気流量がタービン50bにおける排気流量と同程度になる。そのため、第1過給機50の回転数と第2過給機52の回転数とが同程度になる。これにより、第2過給機52におけるサージの発生が抑制される。
When the VN opening degree D (2) becomes larger than the VN opening degree D (1), the pressure loss in the
図7に戻って、時間T(9)にて、第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高くなる場合には(S102にてYES)、第1目標過給圧Pbtsが目標過給圧Pbtとして決定される(S104)。そのため、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)が決定される(S106)。決定されたVN開度D(1)になるように第1過給機50の可変ノズル機構50cが制御される(S116)。
Returning to FIG. 7, when the first target boost pressure Pbts becomes higher than the second target boost pressure Pbtts at time T (9) (YES in S102), the first target boost pressure Pbts. Is determined as the target boost pressure Pbt (S104). Therefore, the VN opening D (1) of the variable nozzle mechanism 50c is determined (S106). The variable nozzle mechanism 50c of the
第1目標過給圧Pbtsが第2目標過給圧Pbttよりも高い場合には、制御モードとして、ツインターボモードからシングルターボモードへの移行モードが選択され、切替弁制御が実行される(S118)。ツインターボモードからシングルターボモードへの移行モードにおいては、図5を用いて説明したように、IBV62が閉状態から開状態に切り替えられる。IBV62が閉状態から開状態に切り替えられることにより、コンプレッサ52aにおいて圧縮された空気は、吸気通路35からバイパス通路42を経由して吸気通路34に循環可能となる。
When the first target boost pressure Pbts is higher than the second target boost pressure Pbtt, the transition mode from the twin turbo mode to the single turbo mode is selected as the control mode, and the switching valve control is executed (S118). ). In the transition mode from the twin turbo mode to the single turbo mode, as described with reference to FIG. 5, the
時間T(9)〜(10)においては、図7に示すように、時間の経過とともにエンジン回転数Neが減少していく。そのため、時間の経過とともにオフセット量Cが減少していくこととなり、図8の実線と破線とに示すように、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)と、可変ノズル機構52cのVN開度とは、近づいていく。
From time T (9) to (10), as shown in FIG. 7, the engine speed Ne decreases with time. Therefore, the offset amount C decreases with the passage of time, and the VN opening D (1) of the variable nozzle mechanism 50c and the VN opening of the
時間T(10)にて、ACV64が開状態から閉状態に切り替えられて、シングルターボモードに移行する。その後、ECV60が開状態から閉状態に切り替えられる。
At time T (10), the
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン10によると、第1過給機50および第2過給機52の両方を作動させる場合において、可変ノズル機構52cのVN開度が可変ノズル機構50cのVN開度よりも大きくなるように可変ノズル機構52cのVN開度が制御される。可変ノズル機構52cのVN開度を大きくすることにより、タービン52bにおける圧力損失を低下させることができ、タービン52bから排気通路40へと排気ガスが流通しやすくなる。これにより、第2過給機52への排気ガスの流量の低下を抑制することができる。そのため、第1過給機50および第2過給機52の回転数が同程度になるように作動させることができるため、第2過給機52においてサージが発生することを抑制することができる。したがって、第1過給機と第2過給機とを用いた過給時にサージの発生を抑制する内燃機関を提供することができる。
As described above, according to
さらに、エンジン回転数Neと燃料噴射量Afとに基づいて可変ノズル機構50cのVN開度を決定し、決定された可変ノズル機構50cのVN開度をエンジン10の状態に応じた増加分だけ増加させた値が可変ノズル機構52cのVN開度として決定される。これにより、可変ノズル機構50cのVN開度と、可変ノズル機構52cのVN開度とを過給圧等に基づいて別々に制御する場合と比較して、VN開度の制御において応答遅れに起因するハンチングが発生することを抑制することができる。
Further, the VN opening of the variable nozzle mechanism 50c is determined based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Af, and the determined VN opening of the variable nozzle mechanism 50c is increased by an increase corresponding to the state of the
以下、変形例について説明する。
上述した実施の形態では、第1目標過給圧と第2目標過給圧との大小によって制御モードを変更するものとして説明したが、第1目標過給圧と第2目標過給圧との比較にヒステリシスを設定してもよい。
Hereinafter, modified examples will be described.
In the above-described embodiment, the control mode is changed depending on the magnitude of the first target boost pressure and the second target boost pressure. However, the first target boost pressure and the second target boost pressure Hysteresis may be set for comparison.
上述した実施の形態では、オフセット量Cは、エンジン回転数Neに基づいて決定するものとして説明したが、たとえば、エンジン回転数Neと負荷(すなわち、燃料噴射量Af)とに基づいて決定してもよい。この場合、たとえば、燃料噴射量Aが大きいほどオフセット量Cの値を大きくしてもよい。 In the above-described embodiment, the offset amount C has been described as being determined based on the engine speed Ne. For example, the offset amount C is determined based on the engine speed Ne and the load (that is, the fuel injection amount Af). Also good. In this case, for example, the value of the offset amount C may be increased as the fuel injection amount A is increased.
上述した実施の形態では、VN開度制御を実行した後に、切替弁制御が実行されるものとして説明したが、第1目標過給圧と第2目標過給圧との比較結果に基づいて切替弁制御が実行されればよく、VN開度制御の実行後に限定して実行されるものではない。 In the above-described embodiment, the switching valve control is executed after the VN opening degree control is executed. However, the switching is performed based on the comparison result between the first target boost pressure and the second target boost pressure. The valve control only needs to be executed, and is not limited to the execution after the VN opening degree control is executed.
上述した実施の形態では、シングルターボモードにおいては、可変ノズル機構52cのVN開度D(2)は、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)と同じ値であるものとして説明したが、特に、可変ノズル機構50cのVN開度D(1)と同じ値であることに限定されるものではない。たとえば、シングルターボモードにおける可変ノズル機構52cのVN開度D(2)は、予め定められた開度であってもよいし、現在の可変ノズル機構52cのVN開度と同じ開度であってもよい。
In the above-described embodiment, in the single turbo mode, the VN opening D (2) of the
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In addition, you may implement combining the above-mentioned modification, all or one part.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン、12,14 バンク、16,18 気筒、17,19 燃料噴射装置、20,22 インテークマニホールド、24,26 エキゾーストマニホールド、30 接続通路、32,33,34,35,36 吸気通路、37,38,39,40 排気通路、42 バイパス通路、50,52 過給機、50a,52a コンプレッサ、50b,52b タービン、50c,52c 可変ノズル機構、200 制御装置、206 エンジン回転数センサ、208 過給圧センサ、250 過給圧算出部、252 過給圧決定部、254 開度決定部、256 開度制御部、258 切替弁制御部。 10 engine, 12, 14 bank, 16, 18 cylinder, 17, 19 fuel injection device, 20, 22 intake manifold, 24, 26 exhaust manifold, 30 connection passage, 32, 33, 34, 35, 36 intake passage, 37, 38, 39, 40 Exhaust passage, 42 Bypass passage, 50, 52 Supercharger, 50a, 52a Compressor, 50b, 52b Turbine, 50c, 52c Variable nozzle mechanism, 200 Control device, 206 Engine speed sensor, 208 Supercharging pressure Sensor, 250 supercharging pressure calculation unit, 252 supercharging pressure determination unit, 254 opening determination unit, 256 opening control unit, 258 switching valve control unit.
Claims (2)
第1タービンと第1コンプレッサと前記第1タービンへの排気ガスの流速をベーン開度によって調整する第1可変ノズル機構とを含み、前記第1バンクから排出される排気ガスによって前記第1タービンを駆動する第1過給機と、
第2タービンと第2コンプレッサと前記第2タービンへの排気ガスの流速をベーン開度によって調整する第2可変ノズル機構とを含み、前記第2バンクから排出される排気ガスによって前記第2タービンを駆動する第2過給機と、
前記第1バンクから排出される排気ガスを前記第1過給機に流通する第1排気通路と、前記第2バンクから排出される排気ガスを前記第2過給機に流通する第2排気通路とを接続する接続通路と、
前記第2排気通路内に設けられ、前記第2バンクから前記第2過給機への排気ガスの流通を遮断するための切替弁と、
前記第1可変ノズル機構のベーン開度と、前記第2可変ノズル機構のベーン開度と、前記切替弁の動作とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第1過給機および前記第2過給機の両方を作動させる場合には、前記第2可変ノズル機構のベーン開度が前記第1可変ノズル機構のベーン開度よりも大きくなるように前記第2可変ノズル機構の開度を制御する、内燃機関。 An engine block having a first bank and a second bank;
A first variable nozzle mechanism that adjusts a flow rate of exhaust gas to the first turbine by a vane opening degree, and the first turbine is driven by exhaust gas discharged from the first bank. A first supercharger to be driven;
A second variable nozzle mechanism that adjusts a flow rate of exhaust gas to the second turbine by a vane opening degree, and the second turbine is configured by exhaust gas discharged from the second bank. A second supercharger to be driven;
A first exhaust passage through which exhaust gas discharged from the first bank flows to the first supercharger, and a second exhaust passage through which exhaust gas discharged from the second bank flows to the second supercharger A connecting passage connecting the
A switching valve provided in the second exhaust passage for blocking the flow of exhaust gas from the second bank to the second supercharger;
A control device that controls the vane opening of the first variable nozzle mechanism, the vane opening of the second variable nozzle mechanism, and the operation of the switching valve;
When the control device operates both the first supercharger and the second supercharger, the vane opening degree of the second variable nozzle mechanism is larger than the vane opening degree of the first variable nozzle mechanism. An internal combustion engine that controls the opening of the second variable nozzle mechanism to be large.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203649A JP6419056B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203649A JP6419056B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017075568A JP2017075568A (en) | 2017-04-20 |
JP6419056B2 true JP6419056B2 (en) | 2018-11-07 |
Family
ID=58551221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015203649A Active JP6419056B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6419056B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114439628B (en) * | 2022-02-14 | 2023-07-07 | 中车大连机车研究所有限公司 | Control method of double-booster adjustable nozzle system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19511232A1 (en) * | 1995-03-27 | 1996-10-02 | Abb Management Ag | Method and device for supercharging an internal combustion engine |
JPH09209769A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Intake air control mechanism for internal combustion engine |
JP3937791B2 (en) * | 2001-10-15 | 2007-06-27 | 日産自動車株式会社 | Control device for multi-cylinder diesel engine |
DE102006061345A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Registeraufladeeinrichtung |
CN101182803B (en) * | 2007-12-06 | 2010-09-08 | 哈尔滨工程大学 | Adjustable consecutive composite turbocharging system |
-
2015
- 2015-10-15 JP JP2015203649A patent/JP6419056B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017075568A (en) | 2017-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3103991B1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
EP3133273B1 (en) | Control device for a supercharged internal combustion engine | |
JP4306703B2 (en) | Control device for an internal combustion engine with a supercharger | |
JP5680169B1 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
US8640459B2 (en) | Turbocharger control systems and methods for improved transient performance | |
JP2004060479A (en) | Fuel control device for engine, and fuel control method for engine | |
JP2016011641A (en) | Supercharging system | |
JP5944037B1 (en) | Control device for an internal combustion engine with a supercharger | |
JP2004308490A (en) | Control device of internal combustion engine | |
KR101518933B1 (en) | Control mehtod for turbochager | |
WO2013118263A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
CA2998831C (en) | Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
WO2006112385A1 (en) | Variable vane type turbo charger control device | |
JP6419056B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2017155657A (en) | Engine with turbo supercharger | |
JP2015209815A (en) | Internal combustion engine | |
JP2015224557A (en) | Internal combustion engine | |
JP2007092622A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6907977B2 (en) | Turbocharger controller | |
JP6540659B2 (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP4487800B2 (en) | Engine supercharger | |
JP2014105578A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6437085B1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2007255265A (en) | Engine supercharging system | |
JP2009221871A (en) | Control device and control method for internal combustion engine with supercharger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180116 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181009 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6419056 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |