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JP2000213358A - Internal combustion engine with combustion heater - Google Patents

Internal combustion engine with combustion heater

Info

Publication number
JP2000213358A
JP2000213358A JP1628299A JP1628299A JP2000213358A JP 2000213358 A JP2000213358 A JP 2000213358A JP 1628299 A JP1628299 A JP 1628299A JP 1628299 A JP1628299 A JP 1628299A JP 2000213358 A JP2000213358 A JP 2000213358A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
engine
combustion gas
internal combustion
heater
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.)
Pending
Application number
JP1628299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Ishiyama
忍 石山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1628299A priority Critical patent/JP2000213358A/en
Publication of JP2000213358A publication Critical patent/JP2000213358A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/06Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of combustion-air by flame generating means, e.g. flame glow-plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0414Air temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼式ヒータと、過給機とを備えた内燃機関に
おいて、燃焼式ヒータによる吸気温度上昇を十分に達成
する。 【解決手段】機関関連要素を昇温するため燃焼ガスを内
燃機関の吸気系に排出する燃焼式ヒータ22と、前記吸
気系からの吸気を過給する過給機を有する内燃機関にお
いて、前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の吸気系
に排出する際、吸気温度が所定温度より低い場合に、過
給機による過給を禁止する前記過給禁止手段として、過
給機のタービンを迂回して排気ガスを流すタービン迂回
路15と、このタービン迂回路を開閉するバルブ機構1
6と、吸気低温時にバルブ機構を開くバルブ制御手段8
2とを備えた。
(57) [Summary] In an internal combustion engine provided with a combustion type heater and a supercharger, the intake air temperature is sufficiently increased by the combustion type heater. In an internal combustion engine having a combustion heater (22) for discharging combustion gas to an intake system of the internal combustion engine to raise the temperature of an engine-related element, and a supercharger for supercharging intake air from the intake system, When the combustion gas of the type heater is discharged to the intake system of the internal combustion engine, when the intake air temperature is lower than a predetermined temperature, the supercharge prohibiting means for prohibiting supercharging by the supercharger bypasses the turbine of the supercharger. Bypass 15 through which exhaust gas flows through the valve mechanism 1 and a valve mechanism 1 for opening and closing the turbine bypass
6, valve control means 8 for opening the valve mechanism when the intake air temperature is low
2 was provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機関関連要素を昇
温する燃焼式ヒータと、機関への新気を過給する過給機
を備えた内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine provided with a combustion type heater for raising the temperature of engine-related elements and a supercharger for supercharging fresh air to the engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の内燃機関は、例えば直噴エンジン
やディーゼルエンジンのように熱効率が高くなってお
り、余分に排出される熱量が少なくなっている。従っ
て、内燃機関とは別に燃焼式ヒータを設け、機関始動時
にヒータコア等の機関関連要素を加熱するようにしてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines have high thermal efficiencies, such as direct injection engines and diesel engines, for example, and the amount of excess heat discharged is small. Therefore, a combustion type heater is provided separately from the internal combustion engine to heat engine-related elements such as a heater core when the engine is started.

【0003】この種の燃焼式ヒータを備えた内燃機関と
して、例えば特開昭62−75069号公報に記載され
た内燃機関が知られている。この公報には、燃焼器の燃
焼ガスと新気とを混合して機関へと供給することで、機
関の暖機運転を短時間の内に完了する趣旨が記載されて
いる。
[0003] As an internal combustion engine equipped with a combustion type heater of this type, for example, an internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-75069 is known. This publication describes that the warm-up operation of the engine is completed within a short time by mixing the combustion gas of the combustor with fresh air and supplying the mixture to the engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
供給される新気を過給することで内燃機関の出力を増大
させる過給機を備えることが知られている。
It is known to provide a supercharger for increasing the output of an internal combustion engine by supercharging fresh air supplied to the internal combustion engine.

【0005】このような過給機と、前記のような燃焼式
ヒータとを併存させるとき、吸気温度が低温であると
き、燃焼式ヒータからの燃焼ガスが吸気系に排出され内
燃機関に導入されたとしても、同時に過給機により新気
が過給されると、燃焼ガスの導入に勝って冷たい新気が
過給され、燃焼式ヒータから高温の燃焼ガスを吸気系に
導入する本来の意図が薄れてしまう。
When such a supercharger and the above-described combustion heater coexist, when the intake air temperature is low, the combustion gas from the combustion heater is discharged to the intake system and introduced into the internal combustion engine. Even if the fresh air is supercharged by the turbocharger at the same time, the cold gas is supercharged over the introduction of the combustion gas, and the original intention of introducing the high-temperature combustion gas from the combustion heater into the intake system. Will fade.

【0006】すなわち、燃焼ガスによる吸気温度の上昇
効果を十分得ることができなくなってしまうという問題
が生じる。本発明は、このような点に鑑みなされたもの
で、燃焼式ヒータと、過給機とを設ける場合、燃焼式ヒ
ータによる吸気温度上昇を十分に達成することを課題と
する。
That is, there is a problem that the effect of increasing the intake air temperature by the combustion gas cannot be sufficiently obtained. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to sufficiently increase the intake air temperature by a combustion heater when a combustion heater and a supercharger are provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、燃料を燃焼することで得られた熱により
機関関連要素を昇温すべく設けられるとともに、前記燃
料の燃焼ガスを内燃機関の吸気系に排出する燃焼ガス排
出通路を有する燃焼式ヒータと、前記吸気系からの吸気
を過給する過給機を有する内燃機関において、以下の手
段を採用した。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided to increase the temperature of an engine-related element by heat obtained by burning fuel, and to convert the combustion gas of the fuel into an internal combustion engine. The following means are employed in an internal combustion engine having a combustion heater having a combustion gas discharge passage for discharging to an intake system of the engine and a supercharger for supercharging intake air from the intake system.

【0008】すなわち、前記燃焼式ヒータが燃焼ガスを
前記燃焼ガス排出通路から内燃機関の吸気系に排出する
際、吸気温度が所定温度より低い場合に、前記過給機に
よる過給を禁止する過給禁止手段を備えた。
That is, when the combustion heater discharges combustion gas from the combustion gas discharge passage to the intake system of the internal combustion engine, if the intake air temperature is lower than a predetermined temperature, the supercharger for inhibiting supercharging by the supercharger is prohibited. Equipped with pay ban means.

【0009】これによれば、吸気低温時に、前記燃焼式
ヒータが燃焼ガスを前記燃焼ガス排出通路から内燃機関
の吸気系に排出することで、吸気に燃焼ガスを混合して
吸気温度を昇温することができる。しかもその際、過給
禁止手段により前記過給機による過給を禁止するので、
低温の吸気が過給されて燃焼ガスによる昇温効果を減ず
るようなことはない。
According to this, when the intake air temperature is low, the combustion heater discharges the combustion gas from the combustion gas discharge passage to the intake system of the internal combustion engine, so that the combustion gas is mixed with the intake air to raise the intake air temperature. can do. Moreover, at this time, the supercharging prohibiting means prohibits supercharging by the supercharger,
There is no case where the low-temperature intake air is supercharged to reduce the temperature-raising effect of the combustion gas.

【0010】ここで、前記過給機としては、機関の排気
通路に設けられこの排気通路内を流れる排気ガス流によ
り回転するタービンと、機関内に新気を導入する吸気通
路に設けられ前記タービンに連動して回転することで新
気を過給するコンプレッサとを有するものが例示でき
る。その際、前記過給禁止手段は、前記タービンを迂回
して排気ガスを流すタービン迂回路と、このタービン迂
回路を開閉するバルブ機構と、吸気低温時にバルブ機構
を開くバルブ制御手段とを有するものを例示できる。
The supercharger includes a turbine provided in an exhaust passage of the engine and rotated by an exhaust gas flow flowing in the exhaust passage, and a turbine provided in an intake passage for introducing fresh air into the engine. And a compressor having a compressor that supercharges fresh air by rotating in conjunction with the compressor. At this time, the supercharging prohibiting means includes a turbine bypass which bypasses the turbine to flow exhaust gas, a valve mechanism for opening and closing the turbine bypass, and valve control means for opening the valve mechanism when the intake air temperature is low. Can be exemplified.

【0011】さらに、吸気温度を検出する吸気温検出手
段を備え、この吸気温検出手段により検出した吸気温が
所定温度以下のときに前記過給禁止手段により過給を禁
止するようにするとよい。吸気温度の検出は、吸気系の
いずれかの部位の吸気温度を測定してもよいが、外気温
度の検出を吸気温度とみなしてもよい。
Further, it is preferable that an intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature is provided, and when the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting means is equal to or lower than a predetermined temperature, the supercharging inhibiting means inhibits the supercharging. The detection of the intake air temperature may measure the intake air temperature at any part of the intake system, but the detection of the outside air temperature may be regarded as the intake air temperature.

【0012】過給禁止手段による過給禁止を解除する場
合は、内燃機関の冷却水温が所定温度以上になったと
き、燃焼式ヒータの運転を停止したとき、内燃機関が高
負荷運転となったときなどである。このような状態を検
出するため、運転状態判定手段を備えるとよい。
When the prohibition of supercharging by the supercharging prohibiting means is released, when the cooling water temperature of the internal combustion engine becomes equal to or higher than a predetermined temperature, when the operation of the combustion type heater is stopped, the internal combustion engine becomes a high load operation. Sometimes. In order to detect such a state, an operating state determination unit may be provided.

【0013】さらに、本発明では、前記燃焼式ヒータの
燃焼ガス排出通路として、内燃機関に近い部位の排気系
に燃焼ガスを排出する第1の燃焼ガス排出通路と、この
第1の燃焼ガス排出通路より上流の吸気系に燃焼ガスを
排出する第2の燃焼ガス排出通路と、機関の運転状態に
応じて前記第1の燃焼ガス排出通路及び第2の燃焼ガス
排出通路のいずれかを選択する排出通路選択手段と、を
備えるようにしてもよい。
Further, according to the present invention, as the combustion gas discharge passage of the combustion type heater, a first combustion gas discharge passage for discharging combustion gas to an exhaust system near the internal combustion engine, and the first combustion gas discharge passage. Selecting a second combustion gas discharge passage for discharging combustion gas to an intake system upstream of the passage, and one of the first combustion gas discharge passage and the second combustion gas discharge passage according to an operation state of the engine; Discharge passage selection means.

【0014】例えば、前記第2の燃焼ガス排出通路は、
過給機の上流側の吸気系に接続されるようにする。第1
の燃焼ガス排出通路が選択されたとき、燃焼式ヒータの
燃焼ガスを内燃機関に近い位置から高温状態のまま内燃
機関に送入できるので、低温時の吸気温度を上昇させH
C低減、白煙の低減を図ることができる。
For example, the second combustion gas discharge passage is
It is connected to the intake system on the upstream side of the turbocharger. First
When the combustion gas discharge passage is selected, the combustion gas of the combustion heater can be fed into the internal combustion engine from a position close to the internal combustion engine in a high temperature state.
C and white smoke can be reduced.

【0015】また、暖気運転が終了した後など、高温の
燃焼ガスが混入するのが好ましくない場合、第2の燃焼
ガス排出通路から吸気系に燃焼ガスを送入することによ
り、内燃機関から離れた部位から燃焼ガスが供給される
ので、燃焼ガスの温度が下がり、内燃機関への影響が少
なくなる。
When it is not desirable to mix high-temperature combustion gas, for example, after the warm-up operation has been completed, the combustion gas is fed into the intake system from the second combustion gas discharge passage to separate from the internal combustion engine. Since the combustion gas is supplied from the deviated portion, the temperature of the combustion gas decreases, and the influence on the internal combustion engine is reduced.

【0016】前記第2の燃焼ガス排出通路に、通過する
燃焼ガスを冷却する冷却手段を備えた場合、燃焼ガスは
冷却されて送入されるので、燃焼ガスの温度による影響
を少なくすることがより効果的に行える。
In the case where the second combustion gas discharge passage is provided with a cooling means for cooling the passing combustion gas, the combustion gas is cooled and fed, so that the influence of the temperature of the combustion gas can be reduced. More effective.

【0017】また、前記燃焼式ヒータは、内燃機関の冷
間運転時に燃焼ガスを前記燃焼ガス排出通路から内燃機
関の吸気系に排出することが好適である。冷間運転時に
は、高温の燃焼ガスを内燃機関に供給し、HC低減、白
煙の低減を図り、暖気を促進させることが望まれるから
である。このような冷間運転時でかつ吸気温度が所定温
度より低い場合に、前記過給禁止手段によって前記過給
機による過給を禁止することにより、冷たい吸気が過給
されることで、燃焼ガスによる昇温効果を少なくするこ
とを避けることができる。
It is preferable that the combustion heater discharges combustion gas from the combustion gas discharge passage to an intake system of the internal combustion engine during a cold operation of the internal combustion engine. This is because, during cold operation, it is desired to supply high-temperature combustion gas to the internal combustion engine to reduce HC and white smoke and promote warm air. During such a cold operation and when the intake air temperature is lower than a predetermined temperature, the supercharging prohibiting means prohibits the supercharging by the supercharger, so that the cold intake air is supercharged and the combustion gas is discharged. Therefore, it is possible to avoid reducing the effect of increasing the temperature.

【0018】なお、燃焼式ヒータは、内燃機関本体とは
別物として内燃機関に付属するヒータであって、内燃機
関本体のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく
独自の燃焼を行って燃焼ガスを排出するものである。機
関始動前から機関関連要素の温度を高める必要上、内燃
機関本体とは別途設けたものである。
Note that the combustion type heater is a heater attached to the internal combustion engine separately from the internal combustion engine main body, and performs its own combustion without being affected by the combustion in the cylinder of the internal combustion engine main body at all. It emits gas. Since it is necessary to raise the temperature of the engine-related elements before the engine is started, it is provided separately from the internal combustion engine body.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明に係る内燃機関の実施の形
態について図1〜図8に基づいて説明する。図1は、本
実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
図1に示す内燃機関は、多気筒の水冷式ディーゼルエン
ジンである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to the present embodiment.
The internal combustion engine shown in FIG. 1 is a multi-cylinder water-cooled diesel engine.

【0020】ディーゼルエンジンは、機関冷却水を含む
ウォータジャケットを有するエンジン本体1と、エンジ
ン本体1の複数の気筒内に燃焼に必要な空気を送り込む
吸気装置2と、混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中
に放出する排気装置3と、エンジン搭載車輌の室内を暖
める暖房装置のヒータコア4とを有する。
The diesel engine has an engine main body 1 having a water jacket containing engine cooling water, an intake device 2 for feeding air necessary for combustion into a plurality of cylinders of the engine main body 1, and an exhaust gas after combustion of the air-fuel mixture. It has an exhaust device 3 for releasing gas into the atmosphere, and a heater core 4 of a heating device for warming the interior of a vehicle equipped with an engine.

【0021】前記吸気装置2は、吸気を濾過するエアク
リーナ5と、このエアクリーナ5を通過した吸気の流量
を計測するエアフローメータ(図示せず)と、前記吸気
を圧送する過給機としてのターボチャージャ6のコンプ
レッサ6aと、このコンプレッサ6aで圧縮される際に
生じる熱で昇温された吸気を冷却するインタークーラ7
と、このインタークーラ7を通過した吸気をエンジン本
体1の各気筒へと送入するインテークマニホールド8と
を備えており、これらは吸気管9で互いに接続されてい
る。また、インタークーラ7とエンジン本体1との間に
は、吸気絞り弁11が配置されている。
The intake device 2 includes an air cleaner 5 for filtering intake air, an air flow meter (not shown) for measuring a flow rate of intake air passing through the air cleaner 5, and a turbocharger as a supercharger for pumping the intake air. 6 and an intercooler 7 for cooling intake air whose temperature has been increased by heat generated when the compressor 6a compresses the intake air.
And an intake manifold 8 for sending intake air passing through the intercooler 7 to each cylinder of the engine body 1, and these are connected to each other by an intake pipe 9. Further, an intake throttle valve 11 is arranged between the intercooler 7 and the engine body 1.

【0022】前記排気装置3は、エンジン本体1の排気
ポートに接続されるエキゾーストマニホールド12と、
ターボチャージャ6のタービン6bと、排気ガスを浄化
する排気浄化触媒13aと、この触媒13aに接続され
るマフラー13bとを排気管14上に備えている。排気
浄化触媒13aとしては選択還元型リーンNOx 触媒、
吸蔵還元型リーンNOx 触媒を例示できる。
The exhaust device 3 includes an exhaust manifold 12 connected to an exhaust port of the engine body 1,
The exhaust pipe 14 includes a turbine 6b of the turbocharger 6, an exhaust purification catalyst 13a for purifying exhaust gas, and a muffler 13b connected to the catalyst 13a. As the exhaust purification catalyst 13a, a selective reduction type lean NOx catalyst,
A lean NOx storage reduction catalyst can be exemplified.

【0023】選択還元型リーンNOx 触媒とは、酸素過
剰の雰囲気(リーン雰囲気)で、かつ、炭化水素(H
C)が存在する状態でNOx を還元または分解する触媒
であり、例えば、ゼオライトにCu等の遷移金属をイオ
ン交換して担持した触媒や、ゼオライトまたはアルミナ
に貴金属を担持した触媒等を例示できる。選択還元型リ
ーンNOx 触媒は、触媒床温が触媒浄化ウインド(触媒
を活性化させる温度範囲)内にあって、流入する排気の
空燃比がリーン雰囲気であり、更に排気中にHC、好ま
しくは熱分解されて分子サイズが小さくなったHCが存
在していれば、HCの一部が部分酸化して活性種を生成
し、その活性種が排気中のNOx と反応して、NOx を
2、H2O、CO2等に還元する。
The selective reduction type lean NOx catalyst is defined as an atmosphere containing excess oxygen (lean atmosphere) and a hydrocarbon (H
A catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of C), and examples thereof include a catalyst in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged on zeolite and a catalyst in which a noble metal is supported on zeolite or alumina. In the selective reduction type lean NOx catalyst, the catalyst bed temperature is within a catalyst purification window (temperature range for activating the catalyst), the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is a lean atmosphere, and HC, preferably hot If there is HC whose molecular size has been reduced by decomposition, a part of HC is partially oxidized to generate active species, and the active species reacts with NOx in exhaust gas to convert NOx into N 2 , Reduce to H 2 O, CO 2, etc.

【0024】吸蔵還元型リーンNOx 触媒は、例えばア
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムK、ナ
トリウムNa、リチウムLi、セシウムCsのようなア
ルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCaのようなア
ルカリ土類、ランタンLa、イットリウムYのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ptのような
貴金属とが担持されている。機関吸気通路及びNOx 触
媒上流での排気通路内に供給された空気及び燃料(炭化
水素)の比をNOx 触媒への流入排気ガスの空燃比と称
するとき、このNOx 触媒は、流入排気ガスの空燃比が
リーンのときはNOx を吸収し、流入排気ガス中の酸素
濃度が低下すると吸収したNOx を放出する。
The storage-reduction type lean NOx catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and on the carrier, for example, an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li or cesium Cs, or an alkaline earth such as barium Ba or calcium Ca. , Lanthanum La, and at least one selected from rare earths such as yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. When the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied to the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the NOx catalyst is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst, the NOx catalyst generates When the fuel ratio is lean, NOx is absorbed, and when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, the absorbed NOx is released.

【0025】前記ターボチャージャ6のタービン6bは
触媒13aより上流側の排気管14上に設けられている
が、このタービン6bを迂回して排気管14の上流側と
下流側とをつなぐタービン迂回路15が過給禁止手段と
して設けられている。このタービン迂回路15中には、
タービン迂回路15を開閉するバルブ機構としてウエス
トゲートバルブ16が設けられている。このウエストゲ
ートバルブ16は、エンジン制御用のコンピュータであ
るECU18に接続され、このECU18からの指令に
従って開閉制御される。
The turbine 6b of the turbocharger 6 is provided on the exhaust pipe 14 upstream of the catalyst 13a. The turbine 6b bypasses the turbine 6b and connects the upstream and downstream sides of the exhaust pipe 14. Reference numeral 15 is provided as supercharging prohibition means. In this turbine bypass 15,
A wastegate valve 16 is provided as a valve mechanism for opening and closing the turbine bypass 15. The wastegate valve 16 is connected to an ECU 18 which is a computer for engine control, and is controlled to open and close according to a command from the ECU 18.

【0026】さらに、図1に示したように、前記エアク
リーナ5とターボチャージャ6のコンプレッサ6aとを
結ぶ吸気管9から分岐して、燃焼用空気導入路であるヒ
ータ用枝管31が設けられ、このヒータ用枝管31に燃
焼式ヒータ22が接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, a heater branch pipe 31 is provided, which branches off from an intake pipe 9 connecting the air cleaner 5 and the compressor 6a of the turbocharger 6, and is a combustion air introduction path. The combustion type heater 22 is connected to the heater branch pipe 31.

【0027】この燃焼式ヒータ22は、エンジンとは別
途に燃料を燃焼することで発生する熱で熱媒体(冷却
水)を加熱し、この熱媒体を機関関連要素として前記ヒ
ータコア4やエンジン本体1を循環させ、その際生じる
熱交換によりこれら機関関連要素を加熱する。このた
め、燃焼式ヒータ22からヒータコア4やエンジン本体
1のウォータージャケットを経由して熱媒体(冷却水)
を循環させる熱媒体循環路が設けられている。
The combustion heater 22 heats a heat medium (cooling water) by heat generated by burning fuel separately from the engine, and uses the heat medium as an engine-related element to form the heater core 4 or the engine body 1. And heat generated thereby heats these engine-related elements. Therefore, the heat medium (cooling water) is supplied from the combustion type heater 22 via the heater core 4 and the water jacket of the engine body 1.
The heat medium circulation path which circulates is provided.

【0028】このような熱媒体循環路として、前記燃焼
式ヒータ22には、エンジンの冷却水を燃焼式ヒータ2
2へ導く冷却水導入通路32と、燃焼式ヒータ22内で
暖められた冷却水をヒータコア4を経由してエンジン本
体1へ導く冷却水排出通路33とが接続されている。
As such a heat medium circulation path, the combustion type heater 22 is provided with cooling water for the engine.
2 is connected to a cooling water discharge passage 33 that guides the cooling water heated in the combustion type heater 22 to the engine body 1 via the heater core 4.

【0029】ここで、燃焼式ヒータ22の具体的な構成
について図2に基づいて説明する。燃焼式ヒータ22の
内部には、前記ウォータジャケットからの冷却水を流す
ため、冷却水導入通路32と、冷却水排出通路33とに
連通するヒータ内部冷却水通路22aが形成されてい
る。
Here, a specific configuration of the combustion type heater 22 will be described with reference to FIG. Inside the combustion type heater 22, a heater internal cooling water passage 22a communicating with a cooling water introduction passage 32 and a cooling water discharge passage 33 is formed for flowing cooling water from the water jacket.

【0030】前記ヒータ内部冷却水通路22aは、燃焼
式ヒータ22の内部に形成された燃焼室22dの周りを
巡回するよう配置され、ヒータ内部冷却水路22a内を
流れる冷却水が燃焼室22dからの熱を受けて昇温する
ようになっている。
The heater internal cooling water passage 22a is arranged so as to circulate around a combustion chamber 22d formed inside the combustion type heater 22, and cooling water flowing through the heater internal cooling water passage 22a is supplied from the combustion chamber 22d. The temperature rises due to the heat.

【0031】燃焼室22dは、火炎を発生させる燃焼源
としての燃焼筒22bと、燃焼筒22bを覆うことで火
炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁22cとか
ら構成されている。このように燃焼筒22bを隔壁22
cで覆うことにより、燃焼室22dが隔壁22c内に画
されることになる。そして、隔壁22cは、燃焼式ヒー
タ22の外壁24によって覆われている。尚、隔壁22
cと外壁24との間には、環状の隙間が設けられ、この
隙間が前述したヒータ内部冷却水路22aとして機能す
るようになっている。
The combustion chamber 22d includes a combustion cylinder 22b as a combustion source for generating a flame, and a cylindrical partition wall 22c that covers the combustion cylinder 22b to prevent the flame from leaking to the outside. In this way, the combustion cylinder 22b is
By covering with c, the combustion chamber 22d is defined in the partition wall 22c. The partition wall 22c is covered by the outer wall 24 of the combustion type heater 22. The partition 22
An annular gap is provided between c and the outer wall 24, and this gap functions as the above-described heater internal cooling water passage 22a.

【0032】燃焼式ヒータ22には、空気供給口22e
と排気排出口22fとが形成され、これらの空気供給口
22eと排気排出口22fとが燃焼室22dに連通して
いる。そして、前記空気供給口22eには吸気導入のた
め前記ヒータ用枝管31が接続され、前記排気排出口2
2fは、燃焼ガス排出管(燃焼ガス排出通路)51を介
して吸気管9に接続されている。よって、排気排出口2
2fから排出される燃焼ガスは吸気管9に導入され、エ
ンジン本体1内へと流入する。
The combustion type heater 22 has an air supply port 22e.
And an exhaust outlet 22f, and the air supply port 22e and the exhaust outlet 22f communicate with the combustion chamber 22d. The heater branch pipe 31 is connected to the air supply port 22e for introducing the intake air.
2 f is connected to the intake pipe 9 via a combustion gas discharge pipe (combustion gas discharge passage) 51. Therefore, the exhaust outlet 2
The combustion gas discharged from 2f is introduced into the intake pipe 9 and flows into the engine body 1.

【0033】燃焼ガス排出管51は、エンジン本体1の
インテークマニホールド8に直接燃焼ガスを流入させる
ように、吸気管9の吸気絞り弁11とインテークマニホ
ールド8との間に連結する第1の燃焼ガス排出管(第1
の燃焼ガス排出通路)51aと、吸気管9におけるヒー
タ用枝管31の接続部より下流でターボチャージャ6の
コンプレッサ6aよりも上流の位置に連結する第2の燃
焼ガス排出管(第2の燃焼ガス排出通路)51bとに分
岐しており、第1の燃焼ガス排出管51aと第2の燃焼
ガス排出管51bとの分岐点には、第1の燃焼ガス排出
管51aと第2の燃焼ガス排出管51bとのいずれかを
選択する排出通路選択手段としての排気切替え弁61が
設けられている。さらに、第2の燃焼ガス排出管51b
の途中には、管内を流れる燃焼ガスを冷却する冷却手段
として水冷式の排気クーラ62が設けられている。
The combustion gas discharge pipe 51 is connected to a first combustion gas connected between the intake throttle valve 11 of the intake pipe 9 and the intake manifold 8 so that the combustion gas flows directly into the intake manifold 8 of the engine body 1. Discharge pipe (1st
A second combustion gas discharge pipe (second combustion) connected to a position downstream of the connection of the heater branch pipe 31 in the intake pipe 9 and upstream of the compressor 6a of the turbocharger 6. (A gas discharge passage) 51b, and a first combustion gas discharge pipe 51a and a second combustion gas are provided at a branch point between the first combustion gas discharge pipe 51a and the second combustion gas discharge pipe 51b. An exhaust switching valve 61 is provided as a discharge passage selecting means for selecting any one of the discharge pipes 51b. Further, the second combustion gas discharge pipe 51b
Is provided with a water-cooled exhaust cooler 62 as cooling means for cooling the combustion gas flowing in the pipe.

【0034】燃焼式ヒータ22の説明をさらに続ける
と、前記燃焼筒22bには、燃料導入通路25が接続さ
れ、燃料ポンプ16から吐出された燃料の一部が燃焼筒
22bに供給されるようになっている。さらに、燃焼筒
22bには、前記燃料導入通路25によって供給された
燃料を気化するための気化グロープラグ(図示せず)
と、気化燃料に着火するための点火グロープラグ(図示
せず)とが内装されている。尚、気化グロープラグと点
火グロープラグとは、単一のグロープラグで兼用される
ようにしてもよい。
Continuing the description of the combustion type heater 22, the fuel introduction passage 25 is connected to the combustion cylinder 22b so that a part of the fuel discharged from the fuel pump 16 is supplied to the combustion cylinder 22b. Has become. Further, a vaporizing glow plug (not shown) for vaporizing the fuel supplied through the fuel introduction passage 25 is provided in the combustion cylinder 22b.
And an ignition glow plug (not shown) for igniting the vaporized fuel. The vaporizing glow plug and the ignition glow plug may be shared by a single glow plug.

【0035】このように構成された燃焼式ヒータ22で
は、ヒータ用枝管31から空気供給口22eに流れ込ん
だ吸気が燃焼室22dに導かれるとともに、燃料導入通
路25によって燃焼筒22bに供給された燃料が気化グ
ロープラグによって気化される。そして、前記吸気と前
記気化燃料とが混合して混合気を形成し、その混合気が
燃焼室22d内の点火グロープラグによって着火されて
燃焼する。
In the combustion type heater 22 configured as described above, the intake air flowing into the air supply port 22e from the heater branch pipe 31 is guided to the combustion chamber 22d, and is supplied to the combustion cylinder 22b through the fuel introduction passage 25. The fuel is vaporized by the vaporizing glow plug. Then, the intake air and the vaporized fuel are mixed to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is ignited by an ignition glow plug in the combustion chamber 22d and burns.

【0036】また、エキゾーストマニホールド12とタ
ーボチャージャ6のタービン6bとの間の排気管14部
分から分岐して、吸気絞り弁11とインテークマニホー
ルド8との間の吸気管9部分に接続し、排気ガスを燃焼
式ヒータ22を経由して吸気管9へと導く排気再循環通
路としてのEGR管71が設けられている。
Further, a branch from the exhaust pipe 14 between the exhaust manifold 12 and the turbine 6b of the turbocharger 6 is connected to the intake pipe 9 between the intake throttle valve 11 and the intake manifold 8, and the exhaust gas is exhausted. An EGR pipe 71 is provided as an exhaust recirculation passage that guides the exhaust gas to the intake pipe 9 via the combustion type heater 22.

【0037】このEGR管71の途中には排気ガスの流
量を調整するEGR制御弁72が設けられている。この
EGR制御弁72は、図示しないが、エレクトリック・
バキュームレギュレーティングバルブ(EVRV)を介
してバキュームポンプからの負圧で駆動される。前記E
VRVはECU18により機関の運転状況に応じてデュ
ーティ制御され、デューティ比によりバキュームポンプ
からの負圧を可変して、EGR制御弁72のダイヤフラ
ム室にかかる負圧を制御している。EGR制御弁72の
開弁量は負圧の大きさにより変化する。
An EGR control valve 72 for adjusting the flow rate of exhaust gas is provided in the EGR pipe 71. Although not shown, the EGR control valve 72 is an electric control valve.
It is driven by a negative pressure from a vacuum pump via a vacuum regulating valve (EVRV). Said E
The duty ratio of the VRV is controlled by the ECU 18 according to the operating condition of the engine. The opening amount of the EGR control valve 72 changes depending on the magnitude of the negative pressure.

【0038】ECU18には、吸気温度センサで検出し
た吸気温度、内燃機関のウォータージャケットを流れる
冷却水温度THW、エンジン回転数NE、アクセルポジ
ンションAccp、パーキングブレーキPB等の信号な
どが入力され、図3に示したように、これら信号の値か
ら運転状態を判定する運転状態判定手段81や、過給禁
止指令手段82、さらには、排気切替え弁61を切り替
える切替え弁制御手段83がECU18上に実現されて
いる。過給禁止指令手段82は、吸気温度が所定温度以
下のとき、前記ウエストゲートバルブ16に対して、バ
ルブ16を開くように指令を出すバルブ制御手段であ
り、このバルブ16を開くことにより、排気ガスの一部
がタービン部分の排気管6bを迂回してタービン迂回路
15を通過するので、タービン6bの回転が停止する。
よって、コンプレッサ6aの回転も停止し、吸気の過給
が停止する。切替え弁制御手段83は、運転状態判定手
段81での判定結果に基づいてエンジンの冷間運転時、
あるいは、吸気温度が低いときに切替え弁61に対して
第1の燃焼ガス排出管51aを選択するよう指令して、
インテークマニホールド8に燃焼式ヒータ22の燃焼ガ
スを直接送入する。
The ECU 18 receives signals such as an intake air temperature detected by an intake air temperature sensor, a cooling water temperature THW flowing through a water jacket of the internal combustion engine, an engine speed NE, an acceleration position Accp, a parking brake PB, and the like. As shown in FIG. 3, the operating state determining means 81 for determining the operating state from the values of these signals, the supercharging prohibition instructing means 82, and the switching valve control means 83 for switching the exhaust switching valve 61 are implemented on the ECU 18. Have been. The supercharging prohibition command means 82 is a valve control means for issuing a command to the wastegate valve 16 to open the valve 16 when the intake air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. Since a part of the gas bypasses the exhaust pipe 6b of the turbine portion and passes through the turbine bypass 15, the rotation of the turbine 6b is stopped.
Accordingly, the rotation of the compressor 6a also stops, and the supercharging of the intake stops. The switching valve control means 83 performs a cold operation of the engine based on the determination result of the operating state determination means 81,
Alternatively, when the intake air temperature is low, the switching valve 61 is instructed to select the first combustion gas discharge pipe 51a,
The combustion gas from the combustion heater 22 is directly fed into the intake manifold 8.

【0039】また、運転状態判定手段81での判定結果
に基づいて燃焼式ヒータ22に稼働指令・稼働停止指令
を出す燃焼式ヒータ制御手段84や、EGR制御弁72
を制御するため前記EVRVをデューティ制御するEG
R制御手段85もECU18上に実現されている。
The combustion heater control means 84 for issuing an operation command / operation stop command to the combustion heater 22 based on the judgment result of the operation state judgment means 81, the EGR control valve 72
EG for duty-controlling the EVRV to control
The R control means 85 is also implemented on the ECU 18.

【0040】次に、本実施の形態に係る内燃機関の制御
例を説明する。図4に示した制御用ルーチンが所定時間
毎に繰返し実施されており、まず、S10で冷却水温度
TWがECU18に取り込まれ、S20で、運転状態判
定手段81により冷却水温度から機関始動直後等の冷間
時か否かが判定される。ここでは、冷却水温度TWが例
えば50℃より高い温度であるか否かが判定される。冷
却水温度が50℃以下のとき、冷間時であると判定し、
S30に進んで、切替え弁制御手段83による指令で排
気切替え弁61によって第1の燃焼ガス排出管51aが
選択され、S40でEGR制御手段85によりEGR制
御弁72が全閉制御される。
Next, an example of control of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described. The control routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed at predetermined time intervals. First, in step S10, the coolant temperature TW is taken into the ECU 18, and in step S20, the operating state determination means 81 determines whether or not the engine has just started from the coolant temperature based on the coolant temperature. It is determined whether or not the vehicle is cold. Here, it is determined whether or not the cooling water temperature TW is higher than, for example, 50 ° C. When the cooling water temperature is 50 ° C. or less, it is determined that the temperature is cold,
Proceeding to S30, the first combustion gas exhaust pipe 51a is selected by the exhaust switching valve 61 according to a command from the switching valve control unit 83, and the EGR control valve 72 is fully closed by the EGR control unit 85 in S40.

【0041】そして、このときは冷間運転時であるた
め、燃焼式ヒータ22に燃焼式ヒータ制御手段84から
稼働指令が出されていて、燃料が燃焼式ヒータ内で燃焼
されて冷却水が加熱されるとともに、燃焼式ヒータ22
の燃焼ガスが第1の燃焼ガス排出管51aから吸気管9
を介してエンジン本体1の気筒内へと新気とともに供給
される。よって、吸気を暖め燃焼室でのHC低減を行
う。
At this time, since the operation is a cold operation, an operation command is issued from the combustion heater control means 84 to the combustion heater 22, and the fuel is burned in the combustion heater to heat the cooling water. And the combustion type heater 22
From the first combustion gas discharge pipe 51a to the intake pipe 9
Is supplied together with fresh air into the cylinder of the engine body 1 via the Therefore, the intake air is warmed to reduce HC in the combustion chamber.

【0042】S20で、運転状態判定手段により冷却水
温度TWが例えば50℃より高いと判定されたとき、S
50に進んで、切替え弁制御手段83による排気切替え
弁61の制御により第2の燃焼ガス排出管51bが選択
されるので、燃焼式ヒータ22からの燃焼ガスは水冷式
排気クーラ62で冷やされてコンプレッサ6aの上流側
の吸気管9へと排気される。
In S20, when the operating state determining means determines that the cooling water temperature TW is higher than, for example, 50 ° C.,
Proceeding to 50, the second combustion gas discharge pipe 51b is selected by the control of the exhaust switching valve 61 by the switching valve control means 83, so that the combustion gas from the combustion heater 22 is cooled by the water-cooled exhaust cooler 62. The air is exhausted to the intake pipe 9 on the upstream side of the compressor 6a.

【0043】EGR制御弁72の開度制御は、機関の運
転状態によって異なるが、EGR制御弁72による排気
ガスの流量制御量は、図5に示したように、燃料噴射量
とエンジン回転数から決定されるEGRdutyマップ
から算出される。これは、公知のEGR制御に使用され
るものと同様である。この結果、図6に示したように、
EGRdutyが大きくなると、EVRV82が大きく
開き、制御弁72に加わる負圧も大きくなってEGR制
御弁72が大きく開き、排気ガスの流量すなわちEGR
%が大きくなる。
The degree of opening control of the EGR control valve 72 varies depending on the operating state of the engine. However, as shown in FIG. 5, the control amount of the exhaust gas flow rate by the EGR control valve 72 depends on the fuel injection amount and the engine speed. It is calculated from the determined EGR duty map. This is the same as that used for known EGR control. As a result, as shown in FIG.
When the EGR duty increases, the EVRV 82 opens greatly, the negative pressure applied to the control valve 72 also increases, the EGR control valve 72 opens greatly, and the flow rate of the exhaust gas, that is, the EGR
% Increases.

【0044】EGR制御弁72は、例えば内燃機関が低
速時または中速時等の中低負荷域にあって機関温度が上
昇した場合に開き、EGR管71を通じて排気系から吸
気系に排気ガスを戻す。なお、EGR装置は、高負荷運
転域、減速時には作動しない。高負荷運転時にEGR制
御弁72を開くと排気管14における排気圧が低下し、
タービン6bの回転が低下することになったり、黒煙発
生の原因となる。
The EGR control valve 72 is opened when the internal combustion engine is in a low or middle speed range, such as at low or medium speed, and the engine temperature rises. The EGR control valve 72 opens the exhaust gas from the exhaust system to the intake system through the EGR pipe 71. return. Note that the EGR device does not operate during a high-load operation range or during deceleration. When the EGR control valve 72 is opened during high load operation, the exhaust pressure in the exhaust pipe 14 decreases,
This may cause the rotation of the turbine 6b to decrease or cause black smoke to be generated.

【0045】EGR制御弁72の制御は、ECU18に
より図7に示すようなルーチンを実行することによって
実現される。この制御ルーチンは、所定時間毎に繰り返
し実行されるルーチンである。
The control of the EGR control valve 72 is realized by the ECU 18 executing a routine as shown in FIG. This control routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals.

【0046】先ずS101で初期化が行われ、S102
エンジン回転数NEや内燃機関を流れる冷却水温度等が
ECU18に取り込まれる。次いで、S103におい
て、燃料噴射量がECU18に取り込まれる。さらに、
S104で、エンジン回転数×燃料噴射量で決定される
2次元マップから、EVRV82の制御デューティ比が
決定される。EVRV82の制御デューティ比が決定さ
れると、その値に基づきEVRV82が制御されること
で、EGR制御弁72の開度が決定され、従ってS10
5でEGR%すなわち燃焼ガス比が決定される。
First, initialization is performed in S101, and in S102
The engine speed NE, the temperature of the cooling water flowing through the internal combustion engine, and the like are taken into the ECU 18. Next, in S103, the fuel injection amount is taken into the ECU 18. further,
In S104, the control duty ratio of the EVRV 82 is determined from the two-dimensional map determined by the engine speed × the fuel injection amount. When the control duty ratio of the EVRV 82 is determined, the opening of the EGR control valve 72 is determined by controlling the EVRV 82 based on the value.
5, the EGR%, that is, the combustion gas ratio is determined.

【0047】なお、EGR制御を行うべきではないと
き、EGR制御弁72が閉ざされ、排気排出口22fか
らの排気ガスは、吸気管9には導入されない。冷間運転
時に前記のように燃焼式ヒータ22が稼働され、燃焼ガ
スが冷却されずに第1の燃焼ガス吸気管9に導入される
が、その際、吸気温度が所定温度より低いとき、ターボ
チャージャー6のコンプレッサ6aによる過給が行われ
ないように以下のルーチンが実行される。
When the EGR control should not be performed, the EGR control valve 72 is closed, and the exhaust gas from the exhaust outlet 22f is not introduced into the intake pipe 9. During the cold operation, the combustion type heater 22 is operated as described above, and the combustion gas is introduced into the first combustion gas intake pipe 9 without being cooled. The following routine is executed so that supercharging by the compressor 6a of the charger 6 is not performed.

【0048】まず、図8に示したように、S201で燃
焼式ヒータ22が稼働中であるか否かが判定される。燃
焼式ヒータ22が稼働中でないときは、ルーチンを終了
する。次に、燃焼式ヒータ22が稼働中であるとき、S
202で吸気温度が所定温度より低いか否かが判定され
る。吸気温度が所定温度より低くないとき、S203で
ウエストゲートバルブ16を閉ざしたままルーチンを終
了し、吸気温度が所定温度より低いときは、S204で
過給禁止指令手段82によりウエストゲートバルブ16
を開き、タービン迂回路15から排気ガスを逃がす。す
ると、タービン6b部分の排気管14を通過する排気ガ
ス量が少なくなるので、タービン6bは回転せず、よっ
て、これに伴ってコンプレッサ6aも回転しないので、
吸気の過給が停止する。
First, as shown in FIG. 8, it is determined in S201 whether or not the combustion type heater 22 is operating. When the combustion type heater 22 is not operating, the routine ends. Next, when the combustion type heater 22 is in operation, S
At 202, it is determined whether the intake air temperature is lower than a predetermined temperature. When the intake air temperature is not lower than the predetermined temperature, the routine is terminated with the waste gate valve 16 closed in S203, and when the intake air temperature is lower than the predetermined temperature, the supercharge prohibition command means 82 causes the waste gate valve 16 in S204.
And exhaust gas is discharged from the turbine bypass 15. Then, since the amount of exhaust gas passing through the exhaust pipe 14 of the turbine 6b is reduced, the turbine 6b does not rotate, and accordingly, the compressor 6a does not rotate.
The supercharging of the intake stops.

【0049】このルーチンは、所定時間間隔で繰り返し
実行されるので、吸気温度が所定温度より高くなると、
S203でウエストゲートバルブ16を閉ざすこととな
り、よって、それ以後は、タービン6bが回転し、それ
によってコンプレッサ6aの回転による吸気の過給が実
行される。
Since this routine is repeatedly executed at predetermined time intervals, when the intake air temperature becomes higher than the predetermined temperature,
In S203, the waste gate valve 16 is closed, and thereafter, the turbine 6b is rotated, and thereby, the supercharging of intake air is performed by the rotation of the compressor 6a.

【0050】なお、この制御は冷間運転時のみ行い、暖
気運転が終了した後は、この制御を行わず、常にウエス
トゲートバルブ16を閉ざしてタービンが回転しうる状
態にしておくようにしてもよい。
This control is performed only during the cold operation, and after the warm-up operation is completed, this control is not performed, and the wastegate valve 16 is always closed so that the turbine can rotate. Good.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、燃焼式ヒータによる燃
焼ガスを内燃機関内の送入するにあたり、吸気温度が低
いとき過給機の運転を禁止するので、燃焼ガスによる吸
気の昇温を効果的に行うことができる。
According to the present invention, when the combustion gas is fed into the internal combustion engine by the combustion type heater, the operation of the supercharger is prohibited when the intake air temperature is low. It can be done effectively.

【0052】よって、吸気低温時の吸気昇温により、H
C低減、白煙低減を図ることができる。
Therefore, when the intake air temperature rises when the intake air temperature is low, H
C and white smoke can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関
の実施形態の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention.

【図2】 燃焼式ヒータの概略断面図FIG. 2 is a schematic sectional view of a combustion type heater.

【図3】 ECU上に実現される機能実現手段を示した
ブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing function realizing means realized on an ECU;

【図4】 実施形態に係る排気切替え弁制御ルーチンを
示す図
FIG. 4 is a diagram showing an exhaust switching valve control routine according to the embodiment;

【図5】 燃料噴射量とエンジン回転数から決定される
EGRdutyマップ
FIG. 5 is an EGR duty map determined from a fuel injection amount and an engine speed.

【図6】 EGRdutyとEGR%との関係を示すグ
ラフ図
FIG. 6 is a graph showing the relationship between EGR duty and EGR%.

【図7】 EGR制御ルーチンを示す図FIG. 7 is a diagram showing an EGR control routine;

【図8】 タービン迂回路の開閉制御ルーチンを示す図FIG. 8 is a diagram showing a control routine for opening and closing the turbine bypass.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン本体 2…吸気装置 3…排気装置 4…ヒータコア 5…エアクリーナ 6…ターボチャージャ 6a…コンプレッサ 6b…ターボチャージャのタービン 7…インタークーラ 8…インテークマニホールド 9…吸気管 11…吸気絞り弁 12…エキゾーストマニホールド 13a…NOx 触媒 13b…マフラー 14…排気管 15…タービン迂回路(過給禁止手段) 16…バルブ機構(エストゲートバルブ) 18…ECU 22a…ヒータ内部冷却水通路 22b…燃焼筒 22c…隔壁 22d…燃焼室 22e…空気供給口 22f…排気排出口 24…外壁 25…燃料導入通路 31…ヒータ用枝管(燃焼用空気導入路) 32…冷却水導入通路 33…冷却水排出通路 51…燃焼ガス排出管(燃焼ガス排出通路) 51a…第1の燃焼ガス排出管(第1の燃焼ガス排出通
路) 51b…第2の燃焼ガス排出管(第2の燃焼ガス排出通
路) 61…排気切替え弁(排出通路選択手段) 71…EGR管(排気再循環通路) 72…EGR制御弁 81…運転状態判定手段 82…過給禁止指令手段(バルブ制御手段) 83…切替え弁制御手段 84…燃焼式ヒータ制御手段 85…EGR制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine body 2 ... Intake device 3 ... Exhaust device 4 ... Heater core 5 ... Air cleaner 6 ... Turbocharger 6a ... Compressor 6b ... Turbocharger turbine 7 ... Intercooler 8 ... Intake manifold 9 ... Intake pipe 11 ... Intake throttle valve 12 ... Exhaust manifold 13a NOx catalyst 13b Muffler 14 Exhaust pipe 15 Turbine detour (supercharge prohibition means) 16 Valve mechanism (est gate valve) 18 ECU 22a Heater internal cooling water passage 22b Combustion cylinder 22c Partition wall 22d combustion chamber 22e air supply port 22f exhaust discharge port 24 outer wall 25 fuel introduction passage 31 heater branch pipe (combustion air introduction passage) 32 cooling water introduction passage 33 cooling water discharge passage 51 combustion Gas discharge pipe (combustion gas discharge passage) 51a ... first combustion gas discharge Pipe (first combustion gas discharge passage) 51b ... second combustion gas discharge pipe (second combustion gas discharge passage) 61 ... exhaust switching valve (exhaust passage selecting means) 71 ... EGR pipe (exhaust gas recirculation passage) 72 ... EGR control valve 81 ... Operating state determination means 82 ... Supercharging prohibition command means (valve control means) 83 ... Switching valve control means 84 ... Combustion heater control means 85 ... EGR control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G005 DA02 EA04 EA16 FA35 GA02 GB14 GB28 GD07 GD09 GE09 HA00 HA12 HA18 JA13 3G062 AA01 AA03 AA05 CA01 DA04 EB16 FA13 GA04 GA06 GA08 GA12 GA28 3G091 AA02 AA10 AA11 AA17 AA18 AA24 AA28 AB05 DA02 DA05 DC05 EA01 EA07 EA16 FA01 FA04 FB02 HB05 HB06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) DA05 DC05 EA01 EA07 EA16 FA01 FA04 FB02 HB05 HB06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を燃焼することで得られた熱により
機関関連要素を昇温すべく設けられるとともに、前記燃
料の燃焼ガスを内燃機関の吸気系に排出する燃焼ガス排
出通路を有する燃焼式ヒータと、前記吸気系からの吸気
を過給する過給機を有する内燃機関において、 前記燃焼式ヒータが燃焼ガスを前記燃焼ガス排出通路か
ら内燃機関の吸気系に排出する際、吸気温度が所定温度
より低い場合に、前記過給機による過給を禁止する過給
禁止手段を備えたことを特徴とする燃焼用ヒータを有す
る内燃機関。
1. A combustion type fuel combustion system having a combustion gas discharge passage provided to raise the temperature of an engine-related element by heat obtained by burning fuel and discharging a combustion gas of the fuel to an intake system of an internal combustion engine. In an internal combustion engine having a heater and a supercharger for supercharging intake air from the intake system, when the combustion heater discharges combustion gas from the combustion gas discharge passage to an intake system of the internal combustion engine, an intake air temperature is predetermined. An internal combustion engine having a combustion heater, comprising: a supercharge prohibition unit that prohibits supercharging by the supercharger when the temperature is lower than a temperature.
【請求項2】 前記過給機は、機関の排気通路に設けら
れこの排気通路内を流れる排気ガス流により回転するタ
ービンと、機関内に新気を導入する吸気通路に設けられ
前記タービンに連動して回転することで新気を過給する
コンプレッサとを有し、 前記過給禁止手段は、前記タービンを迂回して排気ガス
を流すタービン迂回路と、このタービン迂回路を開閉す
るバルブ機構と、吸気低温時にバルブ機構を開くバルブ
制御手段とを有することを特徴とする請求項1記載の燃
焼用ヒータを有する内燃機関。
2. The turbocharger is provided in an exhaust passage of an engine and is rotated by an exhaust gas flow flowing in the exhaust passage, and is provided in an intake passage for introducing fresh air into the engine and is interlocked with the turbine. A compressor that supercharges fresh air by rotating as described above, the supercharging prohibiting means includes a turbine bypass that flows exhaust gas around the turbine, and a valve mechanism that opens and closes the turbine bypass. 2. An internal combustion engine having a combustion heater according to claim 1, further comprising valve control means for opening a valve mechanism when the intake air temperature is low.
【請求項3】前記燃焼式ヒータの燃焼ガス排出通路とし
て、内燃機関に近い部位の排気系に燃焼ガスを排出する
第1の燃焼ガス排出通路と、 この第1の燃焼ガス排出通路より上流の吸気系に燃焼ガ
スを排出する第2の燃焼ガス排出通路と、 機関の運転状態に応じて前記第1の燃焼ガス排出通路及
び第2の燃焼ガス排出通路のいずれかを選択する排出通
路選択手段と、 を備えた請求項1記載の燃焼用ヒータを有する内燃機
関。
3. A first combustion gas discharge passage for discharging combustion gas to an exhaust system near an internal combustion engine as a combustion gas discharge passage of the combustion type heater, and an upstream of the first combustion gas discharge passage. A second combustion gas discharge passage for discharging combustion gas to an intake system; and a discharge passage selection means for selecting one of the first combustion gas discharge passage and the second combustion gas discharge passage according to an operation state of the engine. An internal combustion engine having the combustion heater according to claim 1, comprising:
【請求項4】前記第2の燃焼ガス排出通路は、過給機の
上流側の吸気系に接続されることを特徴とする請求項3
記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
4. The system according to claim 3, wherein the second combustion gas discharge passage is connected to an intake system upstream of a supercharger.
An internal combustion engine having the combustion-type heater described in the above.
【請求項5】前記第2の燃焼ガス排出通路は、通過する
燃焼ガスを冷却する冷却手段を有することを特徴とする
請求項3または4記載の燃焼式ヒータを有する内燃機
関。
5. An internal combustion engine having a combustion type heater according to claim 3, wherein said second combustion gas discharge passage has cooling means for cooling passing combustion gas.
【請求項6】前記燃焼式ヒータは、内燃機関の冷間運転
時に燃焼ガスを前記燃焼ガス排出通路から内燃機関の吸
気系に排出し、前記過給禁止手段は、内燃機関が冷間運
転時でかつ吸気温度が所定温度より低い場合に、前記過
給機による過給を禁止することを特徴とする請求項1か
ら5のいずれかに記載の燃焼用ヒータを有する内燃機
関。
6. The combustion type heater discharges combustion gas from the combustion gas discharge passage to an intake system of the internal combustion engine during a cold operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine having a combustion heater according to any one of claims 1 to 5, wherein supercharging by the supercharger is prohibited when the intake air temperature is lower than a predetermined temperature.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10041175A1 (en) * 2000-08-23 2002-03-07 Volkswagen Ag Internal combustion engine with exhaust gas turbocharging and recirculation functions, has commonly-controlled valves respectively installed at recirculation channel, and turbine and charge side by-pass ducts
JP2011241713A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
CN118088365A (en) * 2024-03-29 2024-05-28 高品佳 Control method of double-medium combustor extreme cold starting system

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