JP6497417B2 - Engine control apparatus and control method - Google Patents

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Description

ここに開示する技術は、エンジンの制御装置及び制御方法に関する。   The technology disclosed herein relates to an engine control device and a control method.

特許文献１には、機関出力軸（エンジン出力軸）を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機と、その過給機が介設され、且つ下流端部が燃焼室に接続された吸気通路と、を備えたエンジンの制御装置が例示されている。具体的に、前記特許文献１に開示された吸気通路には、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に過給機及び熱交換器（インタークーラ）が介設されており、この過給機は、エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるように構成されている。   In Patent Document 1, a mechanical supercharger that is operated by power transmitted through an engine output shaft (engine output shaft), the supercharger is interposed, and a downstream end portion is connected to a combustion chamber. An engine control device provided with an intake passage is illustrated. Specifically, in the intake passage disclosed in Patent Document 1, a supercharger and a heat exchanger (intercooler) are provided in order from the upstream side along the gas flow direction. Is configured so that the transmission of power from the engine output shaft is cut off when the engine operating state is in a predetermined operating region.

また、前記特許文献１には、吸入空気の温度に応じて、機関出力軸から過給機への動力伝達をオンオフすることも開示されている。   Patent Document 1 also discloses that power transmission from the engine output shaft to the turbocharger is turned on and off in accordance with the temperature of the intake air.

特開平５−８６８８１号公報JP-A-5-86881

近年、前記特許文献１のような機械式の過給機を備えたエンジンにおいては、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に過給機及び熱交換器が介設される過給通路と、過給通路において過給機よりも上流側から分岐して熱交換器の下流側に接続されるバイパス通路と、を併せて用いる場合がある。   In recent years, in an engine equipped with a mechanical supercharger such as Patent Document 1, a supercharging passage in which a supercharger and a heat exchanger are interposed in order from the upstream side along the gas flow direction; In some cases, a bypass passage that is branched from the upstream side of the supercharger in the supercharging passage and connected to the downstream side of the heat exchanger is also used.

この場合、バイパス通路におけるガスの流れは、そのバイパス通路の流路断面積を変更する流量調整弁と、過給機への動力伝達のオンオフとによって制御するのが通例である。具体的に、例えば燃費性能が要求される運転領域では、流量調整弁を開きつつ、機関出力軸から過給機への動力伝達をオフにすることにより、バイパス通路を介したガスの流れを発生させて、過給機及び熱交換器を迂回して燃焼室へ至るようにガスを導くことが可能になる。   In this case, the gas flow in the bypass passage is usually controlled by a flow rate adjusting valve that changes the flow passage cross-sectional area of the bypass passage and on / off of power transmission to the supercharger. Specifically, for example, in an operating region where fuel efficiency is required, gas flow through the bypass passage is generated by turning off the power transmission from the engine output shaft to the turbocharger while opening the flow rate adjustment valve. Thus, the gas can be guided to bypass the supercharger and the heat exchanger and reach the combustion chamber.

ところで、そうしたエンジンをより適切に運転するためには、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収めることによって、燃焼室内に形成される混合気を適温に保つことが求められる。しかし、エンジンの運転環境、特に外気温次第では、吸気通路に吸入されるガス温が適正範囲から外れてしまい、混合気を適温に保つことができず、ひいては、プレイグニッションなど、エンジンを運転する上で様々な不都合を招く可能性がある。   By the way, in order to operate such an engine more appropriately, it is possible to keep the air-fuel mixture formed in the combustion chamber at an appropriate temperature by keeping the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range. Desired. However, depending on the operating environment of the engine, especially the outside air temperature, the gas temperature sucked into the intake passage will be out of the proper range, and the air-fuel mixture cannot be kept at the proper temperature. As a result, the engine is operated such as pre-ignition. Various inconveniences can be caused.

そこで、ガス温を適正範囲内に収めるべく、熱交換器を利用した温度調整が考えられる。そうした温度調整を行うための方策としては、例えば、前述の如く構成されたエンジンにおいて、機関出力軸から過給機への動力伝達をオンにすることにより、過給通路を介したガスの流れを発生させて、熱交換器を利用してガス温を調整することが考えられる。しかし、この場合、過給機を駆動する分だけ駆動抵抗が増大することから、燃費性能という点では不利になる。   Therefore, temperature adjustment using a heat exchanger can be considered in order to keep the gas temperature within an appropriate range. As a measure for such temperature adjustment, for example, in the engine configured as described above, by turning on the power transmission from the engine output shaft to the supercharger, the gas flow through the supercharging passage is controlled. It is conceivable to adjust the gas temperature using a heat exchanger. However, in this case, the driving resistance increases as much as the turbocharger is driven, which is disadvantageous in terms of fuel efficiency.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機械式の過給機を備えたエンジンの制御装置及び制御方法において、過給機の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることにある。   The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and an object of the technology is to control the driving resistance of a supercharger in an engine control device and a control method including a mechanical supercharger. The gas temperature introduced into the combustion chamber is kept within a predetermined range while being suppressed.

具体的に、ここに開示する技術は、燃焼室に接続された吸気通路と、前記吸気通路に配設され、機関出力軸を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機と、を備えたエンジンの制御装置に係る。   Specifically, the technology disclosed herein includes an intake passage connected to a combustion chamber, a mechanical supercharger disposed in the intake passage and operated by power transmitted via an engine output shaft, The present invention relates to an engine control device including

前記吸気通路は、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に前記過給機及び熱交換器が介設された第１吸気通路と、前記第１吸気通路において前記熱交換器よりも上流側から分岐して前記過給機の下流側に接続された第２吸気通路と、前記第２吸気通路の流路断面積を変更可能に構成された流量調整弁と、を有し、外気温を取得する外気温取得部をさらに備える。   The intake passage includes a first intake passage in which the supercharger and a heat exchanger are provided in order from the upstream side along the gas flow direction, and an upstream side of the heat exchanger in the first intake passage. A second intake passage branched and connected to the downstream side of the supercharger; and a flow rate adjusting valve configured to be able to change a flow passage cross-sectional area of the second intake passage, to acquire an outside air temperature And an outside air temperature acquisition unit.

前記過給機は、前記エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、前記機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるように構成される。   The supercharger is configured such that transmission of power from the engine output shaft is interrupted when the operating state of the engine is in a predetermined operating region.

そして、前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記所定範囲内にある場合よりも前記第２吸気通路の流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く。   The flow rate adjustment valve is configured to cause the supercharger to perform pre-rotation when the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit is outside the predetermined range in the predetermined operating region. The gas is guided upstream of the supercharger by reducing the flow passage cross-sectional area of the second intake passage as compared with the case where the pressure is within the predetermined range.

ここで、「熱交換器」は、通過するガスと熱交換を行うように構成された装置を示す。   Here, “heat exchanger” refers to an apparatus configured to exchange heat with a passing gas.

前述のように、機関出力軸から過給機への動力伝達を遮断することにより、第２吸気通路を介したガスの流れを発生させて、過給機及び熱交換器を迂回して燃焼室へ至るようにガスを導くことができる。そのとき、第２吸気通路の流路断面積を絞ると、その第２吸気通路の流路抵抗が増大する。そうすると、第１吸気通路における過給機上流へガスを導くことができる。そうして、過給機上流におけるガスの圧力が増大すると、過給機上流側と下流側との差圧によって過給機を予回転させることが可能になる。   As described above, the power transmission from the engine output shaft to the supercharger is interrupted to generate a gas flow through the second intake passage, bypassing the supercharger and the heat exchanger, and the combustion chamber. The gas can be led to At that time, if the flow passage cross-sectional area of the second intake passage is reduced, the flow passage resistance of the second intake passage increases. If it does so, gas can be guide | induced to the supercharger upstream in a 1st intake passage. Thus, when the gas pressure upstream of the supercharger increases, the supercharger can be pre-rotated by the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the supercharger.

前記の構成によれば、過給機は、エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるようになっている。これにより、第２吸気通路を介したガスの流れが発生する。流量調整弁は、そうした所定の運転領域において、さらに、外気温が所定範囲外にある場合には、外気温が所定範囲内にある場合よりも流路断面積を絞る（ここでの比較対象は、同じ負荷かつ同じエンジン回転数であって、外気温が所定範囲内にある場合の流路断面積としてもよい）ことにより、過給機が予回転を行うように、その過給機上流へガスを導く。   According to the above configuration, the supercharger is configured such that the transmission of power from the engine output shaft is interrupted when the engine operating state is in a predetermined operating region. Thereby, a gas flow through the second intake passage is generated. In such a predetermined operation region, the flow rate adjusting valve further restricts the cross-sectional area of the flow path when the outside air temperature is outside the predetermined range than when the outside air temperature is within the predetermined range. The same load, the same engine speed, and the flow path cross-sectional area when the outside air temperature is within a predetermined range), so that the supercharger performs pre-rotation to the upstream of the supercharger. Lead the gas.

すなわち、この流量調整弁は、機関出力軸からの動力伝達によって過給機を作動させることなく、過給機の予回転によって、第１吸気通路を介したガスの流れを発生させる。第１吸気通路には熱交換器が介設されているから、ガスと熱交換器との熱交換を利用してガス温を調整することができる。そのことで、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収めることが可能になる。   That is, the flow rate adjusting valve generates a gas flow through the first intake passage by pre-rotation of the supercharger without operating the supercharger by power transmission from the engine output shaft. Since the heat exchanger is interposed in the first intake passage, the gas temperature can be adjusted using heat exchange between the gas and the heat exchanger. This makes it possible to keep the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range.

前述の如く、過給機は、所定の運転領域においては、機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるようになっているから、駆動抵抗を抑制することも可能となる。   As described above, since the supercharger is configured such that the transmission of power from the engine output shaft is cut off in a predetermined operation region, it is also possible to suppress drive resistance.

こうして、過給機の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることができる。   Thus, the gas temperature introduced into the combustion chamber can be kept within a predetermined range while suppressing the driving resistance of the supercharger.

また、前記吸気通路において前記過給機の上流側に設けられ、該吸気通路を流れるガスの流量を調整するスロットルバルブと、前記燃焼室に接続された排気通路と、前記排気通路及び前記吸気通路の間に接続されたＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を流れるガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、を備え、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記スロットルバルブのバルブ開度を最大にすると共に、前記燃焼室において前記エンジンの運転状態に対応した燃焼が生じるように、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度を制御する、としてもよい。   A throttle valve which is provided upstream of the supercharger in the intake passage and adjusts the flow rate of the gas flowing through the intake passage; an exhaust passage connected to the combustion chamber; the exhaust passage and the intake passage; And an EGR valve that adjusts the flow rate of the gas flowing through the EGR passage, and the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operating region is outside a predetermined range. In some cases, the valve opening of the EGR valve may be controlled so that combustion corresponding to the operating state of the engine occurs in the combustion chamber while maximizing the valve opening of the throttle valve. .

スロットルバルブのバルブ開度を絞ると、吸気通路においてスロットルバルブ下流側から過給機上流側を流れるガスの行き場が無くなって、過給機を予回転させようとしたときにポンプ損失が増大する虞がある。   When the throttle valve opening is reduced, there is no place for the gas flowing from the throttle valve downstream side to the turbocharger upstream side in the intake passage, and the pump loss may increase when the turbocharger is pre-rotated. There is.

対して、スロットルバルブのバルブ開度を最大にすると、ポンプ損失こそ抑制されるものの、新気の流量が一定となるため、混合気の燃焼をコントロールする上で支障を来す虞がある。そこで、スロットルバルブのバルブ開度を最大にすることによりポンプ損失を抑制する一方で、ＥＧＲ通路を介したガスの還流を利用して混合気の燃焼をコントロールする。これにより、混合気の燃焼を精度良くコントロールしつつ、その燃費性能を高めることができる。   On the other hand, when the valve opening of the throttle valve is maximized, the pump loss is suppressed, but the flow rate of fresh air becomes constant, which may cause a problem in controlling the combustion of the air-fuel mixture. Therefore, while suppressing the pump loss by maximizing the valve opening of the throttle valve, the combustion of the air-fuel mixture is controlled using the recirculation of gas through the EGR passage. Thereby, the fuel efficiency can be enhanced while accurately controlling the combustion of the air-fuel mixture.

また、前記熱交換器は、ガスの冷却機能を有し、前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定の第１温度以上の場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記第１温度未満の場合よりも流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く、としてもよい。   Further, the heat exchanger has a gas cooling function, and the flow rate adjustment valve is used when the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operation region is equal to or higher than a predetermined first temperature. The gas may be guided upstream of the supercharger by narrowing the cross-sectional area of the flow path as compared with the case where the outside air temperature is lower than the first temperature so that the supercharger performs pre-rotation.

ここで、熱交換器は、インタークーラとしてもよい。   Here, the heat exchanger may be an intercooler.

外気温が第１温度以上の場合には、その第１温度未満の場合と比較して、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温が相対的に高くなる。それに伴い、燃焼室において形成される混合気が過度に高温になると、プレイグニッションのように、エンジンを運転する上で不都合を招く可能性がある。   When the outside air temperature is equal to or higher than the first temperature, the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber is relatively higher than when the outside air temperature is lower than the first temperature. Along with this, if the air-fuel mixture formed in the combustion chamber becomes too hot, it may cause inconvenience in operating the engine, as in preignition.

そこで、この流量調整弁は、機関出力軸からの動力伝達によって過給機を作動させることなく、過給機の予回転によって、第１吸気通路を介したガスの流れを発生させる。第１吸気通路にはガスの冷却機能を有する熱交換器が介設されているから、通過するガスを冷却することができる。そのことで、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   Therefore, the flow rate adjusting valve generates a gas flow through the first intake passage by pre-rotation of the supercharger without operating the supercharger by power transmission from the engine output shaft. Since a heat exchanger having a gas cooling function is interposed in the first intake passage, the passing gas can be cooled. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range.

さらに、前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温が前記第１温度以上の場合、該外気温が高いときには、低いときよりも流路断面積の絞り量を大きく設定する、としてもよい。   Further, when the outside air temperature is equal to or higher than the first temperature in the predetermined operation region, the flow rate adjusting valve sets the throttle amount of the flow path cross-sectional area larger when the outside air temperature is high than when the outside air temperature is low. Also good.

外気温が第１温度以上の場合において外気温が高いときには、その第１温度以上の場合において外気温が低いときよりも吸気通路から燃焼室に導入されるガス温が相対的に高くなる。   When the outside air temperature is higher than or equal to the first temperature, when the outside air temperature is high, the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber is relatively higher than when the outside air temperature is lower than or equal to the first temperature.

そこで、流量調整弁は、過給機の予回転によって第１吸気通路を介したガスの流れを発生させる際に、外気温が高いときには、低いときよりも流路断面積の絞り量を大きく設定する。絞り量を大きく設定した分だけ、第２吸気通路における流路抵抗が増大し、第１吸気通路を介したガスの流量が多くなるから、ガスをより十分に冷却することができるようになる。そのことで、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   Therefore, when the gas flow through the first intake passage is generated by the pre-rotation of the turbocharger, the flow rate adjustment valve sets the throttle amount of the flow path cross-sectional area larger than when it is low when the outside air temperature is high. To do. The flow resistance in the second intake passage increases and the flow rate of gas through the first intake passage increases as much as the throttle amount is set, so that the gas can be cooled sufficiently. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range.

また、前記熱交換器は、ガスの加熱機能を有し、前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定の第２温度以下の場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記第２温度を超える場合よりも流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く、としてもよい。   Further, the heat exchanger has a gas heating function, and the flow rate adjustment valve is used when the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operation region is equal to or lower than a predetermined second temperature. The gas may be guided upstream of the supercharger by narrowing the cross-sectional area of the flow path as compared with the case where the outside air temperature exceeds the second temperature so that the supercharger performs pre-rotation.

ここで、熱交換器は、インターウォーマとしてもよい。   Here, the heat exchanger may be an interwarmer.

外気温が第２温度以下の場合には、その第２温度を超える場合と比較して、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温が相対的に低くなる。ガス温の低下に伴って、燃焼室において形成される混合気が過度に低温になってしまうと、着火性の低下など、エンジンを運転する上で不都合を招く可能性がある。   When the outside air temperature is equal to or lower than the second temperature, the temperature of the gas introduced from the intake passage into the combustion chamber is relatively lower than when the outside temperature exceeds the second temperature. If the air-fuel mixture formed in the combustion chamber becomes excessively low as the gas temperature decreases, there may be inconveniences in operating the engine, such as a decrease in ignitability.

そこで、この流量調整弁は、機関出力軸からの動力伝達によって過給機を作動させることなく、過給機の予回転によって、第１吸気通路を介したガスの流れを発生させる。第１吸気通路にはガスの加熱機能を有する熱交換器が介設されているから、通過するガスを加熱することができる。そのことで、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   Therefore, the flow rate adjusting valve generates a gas flow through the first intake passage by pre-rotation of the supercharger without operating the supercharger by power transmission from the engine output shaft. Since a heat exchanger having a gas heating function is interposed in the first intake passage, the passing gas can be heated. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range.

ここに開示する別の技術は、燃焼室に接続された吸気通路と、前記吸気通路に配設され、機関出力軸を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機と、外気温を取得する外気温取得部と、を備えたエンジンの制御方法に係る。   Another technique disclosed herein includes an intake passage connected to a combustion chamber, a mechanical supercharger disposed in the intake passage and operated by power transmitted via an engine output shaft, and an outside air temperature. And an outside air temperature acquisition unit that acquires the engine temperature.

前記吸気通路は、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に前記過給機及び熱交換器が介設された第１吸気通路と、前記第１吸気通路において前記過給機の上流側から分岐して前記熱交換器の下流側に接続された第２吸気通路と、前記第２吸気通路の流路断面積を変更可能に構成された流量調整弁と、を有する。   The intake passage is branched from the upstream side of the supercharger in the first intake passage, and the first intake passage in which the supercharger and the heat exchanger are interposed in order from the upstream side along the gas flow direction. And a second intake passage connected to the downstream side of the heat exchanger, and a flow rate adjusting valve configured to be able to change a flow passage cross-sectional area of the second intake passage.

前記過給機は、前記エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、前記機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるように構成される。   The supercharger is configured such that transmission of power from the engine output shaft is interrupted when the operating state of the engine is in a predetermined operating region.

そして、前記流量調整弁が、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記所定範囲内にある場合よりも流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く。   When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operating region is outside the predetermined range, the outside air temperature is adjusted so that the supercharger performs pre-rotation. The gas is guided upstream of the supercharger by narrowing the cross-sectional area of the flow path as compared with the case where the pressure is within the predetermined range.

前記の構成によれば、流量調整弁が、機関出力軸からの動力伝達によって過給機を作動させることなく、過給機の予回転によって、第１吸気通路を介したガスの流れを発生させる。第１吸気通路には熱交換器が介設されているから、熱交換器を利用してガス温を調整することができる。そのことで、吸気通路から燃焼室に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収めることが可能になる。   According to the above configuration, the flow rate adjusting valve generates a gas flow through the first intake passage by pre-rotation of the supercharger without operating the supercharger by power transmission from the engine output shaft. . Since the heat exchanger is interposed in the first intake passage, the gas temperature can be adjusted using the heat exchanger. This makes it possible to keep the gas temperature introduced from the intake passage into the combustion chamber within a predetermined appropriate range.

前述の如く、過給機は、前述の所定の運転領域においては、機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるようになっているから、駆動抵抗を抑制することも可能となる。   As described above, the supercharger is capable of suppressing the driving resistance because the transmission of power from the engine output shaft is cut off in the predetermined operating region described above.

こうして、過給機の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることができる。   Thus, the gas temperature introduced into the combustion chamber can be kept within a predetermined range while suppressing the driving resistance of the supercharger.

以上説明したように、前記のエンジンの制御装置及び制御方法によると、過給機の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることができる。   As described above, according to the engine control device and the control method described above, the gas temperature introduced into the combustion chamber can be kept within a predetermined range while suppressing the driving resistance of the supercharger.

図１は、エンジンの構成を例示する概略図である。FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of an engine. 図２は、冷却システムの構成を例示する回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration of the cooling system. 図３は、エンジンの制御装置の構成を例示するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the engine control apparatus. 図４は、エンジンの運転領域を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an engine operating region. 図５は、過給時に吸気通路に生じるガスの流れを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of gas generated in the intake passage during supercharging. 図６は、自然吸気時に吸気通路に生じるガスの流れを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of gas generated in the intake passage during natural intake. 図７は、外気温の影響を反映させた制御態様を例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a control mode in which the influence of the outside air temperature is reflected. 図８は、自然吸気かつ予回転時に吸気通路に生じるガスの流れを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the flow of gas generated in the intake passage during natural intake and pre-rotation. 図９は、流量割合の高低に対するサージタンク内温度の変化を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining changes in the temperature in the surge tank with respect to the flow rate ratio. 図１０は、予回転制御を例示するタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart illustrating the pre-rotation control. 図１１は、エンジンの制御装置の変形例における図７対応図である。FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 7 in a variation of the engine control device.

以下、エンジンの制御装置及び制御方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明は、エンジンの制御装置及び制御方法の一例である。図１は、エンジン１の構成を例示する概略図である。   Hereinafter, an embodiment of an engine control device and a control method will be described in detail with reference to the drawings. The following description is an example of an engine control device and a control method. FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of the engine 1.

エンジン１は、車両に搭載されるガソリンエンジン（本構成例では、４ストローク式の内燃機関）であり、図１に示すように、機械式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）３４を備えた構成としている。   The engine 1 is a gasoline engine (four-stroke internal combustion engine in the present configuration example) mounted on a vehicle, and includes a mechanical supercharger (so-called supercharger) 34 as shown in FIG. It is said.

詳細な図示は省略するが、エンジン１は、列状に配置された４つのシリンダ（気筒）１１を備えており、いわゆる直列４気筒のエンジンとして構成されている。   Although not shown in detail, the engine 1 includes four cylinders 11 arranged in a row, and is configured as a so-called in-line four-cylinder engine.

（エンジンの概略構成）
エンジン１は、４つのシリンダ１１を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の一方側に配置され、吸気ポート１８を介して各シリンダ１１に連通する吸気通路３０と、エンジン本体１０の他方側に配置され、排気ポート１９を介して各シリンダ１１に連通する排気通路５０とを備えている。なお、図１では１つのシリンダ１１のみを示す。 (Schematic configuration of the engine)
The engine 1 includes an engine body 10 having four cylinders 11, an intake passage 30 that is disposed on one side of the engine body 10 and communicates with each cylinder 11 via an intake port 18, and is disposed on the other side of the engine body 10. And an exhaust passage 50 communicating with each cylinder 11 via the exhaust port 19. In FIG. 1, only one cylinder 11 is shown.

この構成例では、吸気通路３０は、ガスを導く複数の通路と、過給機３４やインタークーラ３６等の装置と、これらの装置を迂回するエアバイパス通路（以下、単に「バイパス通路」という）４０とが組み合わされてユニット化された吸気装置を構成している。   In this configuration example, the intake passage 30 includes a plurality of passages for guiding gas, devices such as a supercharger 34 and an intercooler 36, and an air bypass passage that bypasses these devices (hereinafter simply referred to as “bypass passage”). 40 constitutes a unitized intake device.

エンジン本体１０は、吸気通路３０から供給されたガスと燃料との混合気を、各シリンダ１１内で、所定の燃焼順に従って燃焼させるように構成されている。具体的に、エンジン本体１０は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを有している。   The engine main body 10 is configured to burn the mixture of gas and fuel supplied from the intake passage 30 in each cylinder 11 according to a predetermined combustion order. Specifically, the engine main body 10 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 13 placed thereon.

シリンダブロック１２の内部には、前述の４つのシリンダ１１が形成されている。４つのシリンダ１１は、機関出力軸としてのクランクシャフト１５の中心軸方向（つまり気筒列方向）に沿って列を成すように並んでいる。４つのシリンダ１１は、それぞれ円筒状に形成されており、各シリンダ１１の中心軸（以下、「気筒軸」という）は、互いに平行に延び、且つ気筒列方向に対して垂直に延びている。   The aforementioned four cylinders 11 are formed in the cylinder block 12. The four cylinders 11 are arranged in a row along the central axis direction of the crankshaft 15 as the engine output shaft (that is, the cylinder row direction). The four cylinders 11 are each formed in a cylindrical shape, and the central axes (hereinafter referred to as “cylinder axes”) of the cylinders 11 extend in parallel to each other and extend perpendicular to the cylinder row direction.

各シリンダ１１内には、ピストン１４が摺動自在に挿入されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１４１を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン１４は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１６を区画する。燃焼室１６の天井面は、いわゆるペントルーフ形状である。なお、ここでいう「燃焼室」は、ピストン１４が圧縮上死点に至ったときに形成される空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる。   A piston 14 is slidably inserted into each cylinder 11. The piston 14 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 141. The piston 14 divides the combustion chamber 16 together with the cylinder 11 and the cylinder head 13. The ceiling surface of the combustion chamber 16 has a so-called pent roof shape. The “combustion chamber” here is not limited to the meaning of the space formed when the piston 14 reaches compression top dead center. The term “combustion chamber” is used in a broad sense.

シリンダヘッド１３には、１つのシリンダ１１につき、２つの吸気ポート１８、１８が形成されている。２つの吸気ポート１８、１８は、それぞれ燃焼室１６に連通しており、気筒列方向に隣接している。   In the cylinder head 13, two intake ports 18 and 18 are formed for one cylinder 11. The two intake ports 18 and 18 communicate with the combustion chamber 16 and are adjacent to each other in the cylinder row direction.

各吸気ポート１８、１８の上流端は、それぞれエンジン本体１０一方側の外面に開口しており、吸気通路３０を構成するダクトの下流端が接続されている。対して、各吸気ポート１８、１８の下流端は、それぞれ燃焼室１６の天井面に開口している。   The upstream end of each intake port 18, 18 is open to the outer surface on one side of the engine body 10, and the downstream end of the duct constituting the intake passage 30 is connected. On the other hand, the downstream end of each intake port 18, 18 opens to the ceiling surface of the combustion chamber 16.

２つの吸気ポート１８、１８には、それぞれ吸気バルブ２１が配設されている。吸気バルブ２１は、燃焼室１６と吸気ポート１８、１８のそれぞれとの間を開閉する。吸気バルブ２１は、吸気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。   An intake valve 21 is disposed in each of the two intake ports 18 and 18. The intake valve 21 opens and closes between the combustion chamber 16 and each of the intake ports 18 and 18. The intake valve 21 is opened and closed at a predetermined timing by an intake valve mechanism.

吸気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である吸気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２３を有している。吸気電動ＶＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気バルブ２１の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。なお、吸気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。   In this configuration example, the intake valve mechanism has an intake electric VVT (Variable Valve Timing) 23 which is a variable valve mechanism as shown in FIG. The intake electric VVT 23 is configured to continuously change the rotation phase of the intake camshaft within a predetermined angle range. Thereby, the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve 21 change continuously. The intake valve mechanism may have a hydraulic VVT instead of the electric VVT.

シリンダヘッド１３にはまた、１つのシリンダ１１につき、２つの排気ポート１９、１９が形成されている。２つの排気ポート１９、１９は、それぞれ燃焼室１６に連通している。   The cylinder head 13 is also formed with two exhaust ports 19, 19 for one cylinder 11. The two exhaust ports 19, 19 communicate with the combustion chamber 16.

２つの排気ポート１９、１９には、それぞれ排気バルブ２２が配設されている。排気バルブ２２は、燃焼室１６と排気ポート１９、１９のそれぞれとの間を開閉する。排気バルブ２２は、排気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。   Exhaust valves 22 are disposed in the two exhaust ports 19, 19, respectively. The exhaust valve 22 opens and closes between the combustion chamber 16 and the exhaust ports 19 and 19. The exhaust valve 22 is opened and closed at a predetermined timing by an exhaust valve mechanism.

排気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である排気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２４を有している。排気電動ＶＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気バルブ２２の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。なお、排気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。   In this configuration example, the exhaust valve mechanism has an exhaust electric VVT (Variable Valve Timing) 24 that is a variable valve mechanism as shown in FIG. The exhaust electric VVT 24 is configured to continuously change the rotation phase of the exhaust camshaft within a predetermined angle range. Thereby, the valve opening timing and the valve closing timing of the exhaust valve 22 continuously change. The exhaust valve mechanism may have a hydraulic VVT instead of the electric VVT.

詳細は省略するが、このエンジン１は、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４によって、吸気バルブ２１の開弁時期と排気バルブ２２の閉弁時期とに係るオーバーラップ期間の長さを調整する。これによって、燃焼室１６の中の残留ガスを掃気したり、燃焼室１６の中に熱い既燃ガスを閉じ込めたり（つまり、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１６の中に導入したり）する。この構成例においては、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４が内部ＥＧＲシステムを構成している。なお、内部ＥＧＲシステムは、ＶＶＴによって構成されるとは限らない。   Although details are omitted, the engine 1 adjusts the length of the overlap period related to the opening timing of the intake valve 21 and the closing timing of the exhaust valve 22 by the intake electric VVT 23 and the exhaust electric VVT 24. As a result, residual gas in the combustion chamber 16 is scavenged, hot burned gas is confined in the combustion chamber 16 (that is, internal EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is introduced into the combustion chamber 16). ) In this configuration example, the intake electric VVT 23 and the exhaust electric VVT 24 constitute an internal EGR system. Note that the internal EGR system is not necessarily configured by VVT.

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎にインジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、この構成例においては多噴口型の燃料噴射弁であり、燃焼室１６の中に燃料を直接噴射するよう構成されている。   An injector 6 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11. In this configuration example, the injector 6 is a multi-injection type fuel injection valve, and is configured to inject fuel directly into the combustion chamber 16.

インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料を貯留するよう構成された燃料タンク６３と、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いに連結する燃料供給路６２とを備えている。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設している。燃料ポンプ６５は、コモンレール６４に燃料を圧送する。燃料ポンプ６５は、この構成例においては、クランクシャフト１５によって駆動されるプランジャー式のポンプである。コモンレール６４は、燃料ポンプ６５から圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄えるよう構成されている。インジェクタ６が開弁すると、コモンレール６４に蓄えられていた燃料が、インジェクタ６の噴口から燃焼室１６の中に噴射される。   A fuel supply system 61 is connected to the injector 6. The fuel supply system 61 includes a fuel tank 63 configured to store fuel, and a fuel supply path 62 that connects the fuel tank 63 and the injector 6 to each other. A fuel pump 65 and a common rail 64 are interposed in the fuel supply path 62. The fuel pump 65 pumps fuel to the common rail 64. In this configuration example, the fuel pump 65 is a plunger-type pump driven by the crankshaft 15. The common rail 64 is configured to store the fuel pumped from the fuel pump 65 at a high fuel pressure. When the injector 6 is opened, the fuel stored in the common rail 64 is injected into the combustion chamber 16 from the injection port of the injector 6.

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、その先端が燃焼室１６の中に臨むような姿勢で取り付けられており、燃焼室１６の中の混合気を強制的に点火する。   A spark plug 25 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11. The spark plug 25 is attached in such a posture that its tip faces the combustion chamber 16 and forcibly ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 16.

吸気通路３０は、詳細な図示は省略するが、エンジン本体１０における一方側の外面に接続されており、各シリンダ１１の吸気ポート１８、１８を含んで構成されている。すなわち、吸気通路３０は、燃焼室１６に導入するガスが流れる通路であり、各吸気ポート１８、１８を介して燃焼室１６に接続されている。吸気通路３０は、燃焼室１６に導入するガスが流れる通路である。吸気通路３０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。吸気通路３０の下流端近傍には、サージタンク３８が配設されている。サージタンク３８よりも下流の吸気通路３０には、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に２本ずつ分岐する独立通路３９と、各独立通路３９に対応する吸気ポート１８が設けられている。   Although not shown in detail, the intake passage 30 is connected to an outer surface on one side of the engine body 10 and includes intake ports 18 and 18 of the cylinders 11. That is, the intake passage 30 is a passage through which the gas introduced into the combustion chamber 16 flows, and is connected to the combustion chamber 16 via the intake ports 18 and 18. The intake passage 30 is a passage through which gas introduced into the combustion chamber 16 flows. An air cleaner 31 that filters fresh air is disposed at the upstream end of the intake passage 30. A surge tank 38 is disposed near the downstream end of the intake passage 30. Although not shown in detail in the intake passage 30 downstream of the surge tank 38, an independent passage 39 that branches into two for each cylinder 11 and an intake port 18 corresponding to each independent passage 39 are provided. .

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３８との間には、スロットルバルブ３２が配設されている。スロットルバルブ３２は、その開度を調整することによって、燃焼室１６へ導入する新気の量を調整するよう構成されている。   A throttle valve 32 is disposed between the air cleaner 31 and the surge tank 38 in the intake passage 30. The throttle valve 32 is configured to adjust the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 16 by adjusting the opening thereof.

吸気通路３０において、スロットルバルブ３２の下流には過給機３４が配設されている。過給機３４は、機関出力軸としてのクランクシャフト１５を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機であって、燃焼室１６に導入するガスを過給するよう構成されている。   In the intake passage 30, a supercharger 34 is disposed downstream of the throttle valve 32. The supercharger 34 is a mechanical supercharger that is operated by the power transmitted through the crankshaft 15 as the engine output shaft, and is configured to supercharge the gas introduced into the combustion chamber 16. .

本実施形態に係る過給機３４は、ルーツ式のスーパーチャージャとして構成されている。即ち、詳細な図示は省略するが、過給機３４は、ハウジングと、互いに噛合した状態でハウジングに収容された一対のロータと、ロータを回転駆動する駆動プーリ３４ｄとを備え、駆動プーリ３４ｄに巻き掛けられた不図示の駆動ベルトを介してクランクシャフト１５に連結されている。駆動プーリ３４ｄとロータとの間には、前述の電磁クラッチ３４ａが介設されている。電磁クラッチ３４ａが接続された状態で、駆動プーリ３４ｄを介してロータが回転駆動されると、その回転に伴って、過給機３４は、ガスの吸入と、吸入されたガスの吐出とを実行する。   The supercharger 34 according to the present embodiment is configured as a roots type supercharger. That is, although the detailed illustration is omitted, the supercharger 34 includes a housing, a pair of rotors housed in the housing in mesh with each other, and a drive pulley 34d that rotationally drives the rotor. It is connected to the crankshaft 15 via a wound drive belt (not shown). The electromagnetic clutch 34a is interposed between the drive pulley 34d and the rotor. When the rotor is rotationally driven via the drive pulley 34d with the electromagnetic clutch 34a connected, the supercharger 34 performs the suction of the gas and the discharge of the sucked gas along with the rotation. To do.

なお、過給機３４は、回転駆動式の過給機であって、且つ後述の予回転を行うことが可能であれば、その構成を変更してもよい。例えば、リショルム式のスーパーチャージャとしてもよい。   The supercharger 34 is a rotationally driven supercharger, and the configuration thereof may be changed as long as pre-rotation described later can be performed. For example, a re-sholm supercharger may be used.

過給機３４とエンジン１（具体的にはクランクシャフト１５）との間には、電磁クラッチ３４ａが介設している。電磁クラッチ３４ａは、過給機３４とエンジン１との間で駆動力を伝達させたり、駆動力の伝達を遮断したりする。後述のＥＣＵ１００が電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、過給機３４のオンとオフとが切り替わる。つまり、このエンジン１は、過給機３４のオンとオフとを切り替えることにより、燃焼室１６に導入するガスを過給する運転と、燃焼室１６に導入するガスを過給しない運転とを切り替えることができるよう構成されている。   An electromagnetic clutch 34a is interposed between the supercharger 34 and the engine 1 (specifically, the crankshaft 15). The electromagnetic clutch 34a transmits driving force between the supercharger 34 and the engine 1 or interrupts transmission of driving force. The ECU 100, which will be described later, switches between disconnection and connection of the electromagnetic clutch 34a, whereby the supercharger 34 is switched on and off. That is, the engine 1 switches between an operation of supercharging the gas introduced into the combustion chamber 16 and an operation of not supercharging the gas introduced into the combustion chamber 16 by switching the supercharger 34 on and off. It is configured to be able to.

吸気通路３０における過給機３４の下流には、インタークーラ３６が配設されている。インタークーラ３６は、過給機３４において圧縮されたガスを冷却するよう構成されている。この構成例におけるインタークーラ３６は、水冷式に構成されている。なお、インタークーラ３６は、「熱交換器」を例示している。   An intercooler 36 is disposed downstream of the supercharger 34 in the intake passage 30. The intercooler 36 is configured to cool the gas compressed in the supercharger 34. The intercooler 36 in this configuration example is configured as a water-cooled type. The intercooler 36 exemplifies a “heat exchanger”.

また、吸気通路３０に組み込まれた各種の装置を結ぶ通路として、吸気通路３０は、エアクリーナ３１よりも下流側に配設され、エアクリーナ３１によって浄化された吸気を過給機３４へ導く第１通路３３と、過給機３４によって圧縮された吸気をインタークーラ３６へ導く第２通路３５と、インタークーラ３６によって冷却されたガスをサージタンク３８へ導く第３通路３７とを有している。   Further, as a passage connecting various devices incorporated in the intake passage 30, the intake passage 30 is disposed downstream of the air cleaner 31, and a first passage that guides the intake air purified by the air cleaner 31 to the supercharger 34. 33, a second passage 35 that guides the intake air compressed by the supercharger 34 to the intercooler 36, and a third passage 37 that guides the gas cooled by the intercooler 36 to the surge tank 38.

吸気通路３０において、第１通路３３、第２通路３５、第３通路３７及びサージタンク３８は、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に過給機３４及びインタークーラ３６が介設された「主吸気通路」を構成している。以下、主吸気通路に対して符号“３０Ａ”を付す場合がある。なお、主吸気通路３０Ａは、「第１吸気通路」の例示である。   In the intake passage 30, the first passage 33, the second passage 35, the third passage 37, and the surge tank 38 are provided with a supercharger 34 and an intercooler 36 in order from the upstream side along the gas flow direction. It constitutes the “main intake passage”. Hereinafter, the sign “30A” may be attached to the main intake passage. The main intake passage 30A is an example of a “first intake passage”.

また、吸気通路３０は、前述の主吸気通路３０Ａとは別に、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回するバイパス通路４０が設けられている。詳しくは、バイパス通路４０は、主吸気通路３０Ａにおいて過給機３４上流側から分岐してインタークーラ３６下流側に接続されている。さらに詳しくは、バイパス通路４０は、主吸気通路３０Ａにおいてスロットルバルブ３２下流側から過給機３４上流側にかけての部分と、サージタンク３８とを互いに接続する。なお、バイパス通路４０は、「第２吸気通路」の例示である。   In addition to the main intake passage 30A described above, the intake passage 30 is provided with a bypass passage 40 that bypasses the supercharger 34 and the intercooler 36. Specifically, the bypass passage 40 branches from the upstream side of the supercharger 34 in the main intake passage 30A and is connected to the downstream side of the intercooler 36. More specifically, the bypass passage 40 connects a portion of the main intake passage 30A from the downstream side of the throttle valve 32 to the upstream side of the supercharger 34 and the surge tank 38. The bypass passage 40 is an example of a “second intake passage”.

また、バイパス通路４０には、該バイパス通路４０の流路断面積を変更可能に構成されたエアバイパスバルブ（以下、単に「バイパスバルブ」、又は「ＡＢＶ」という）４１が配設されている。バイパスバルブ４１は、バイパス通路４０の流路断面積を変更することによって、バイパス通路４０を流れるガスの流量を調整する。なお、バイパスバルブ４１は、「流量調整弁」の例示である。   The bypass passage 40 is provided with an air bypass valve (hereinafter simply referred to as “bypass valve” or “ABV”) 41 configured to be able to change the flow path cross-sectional area of the bypass passage 40. The bypass valve 41 adjusts the flow rate of the gas flowing through the bypass passage 40 by changing the cross-sectional area of the bypass passage 40. The bypass valve 41 is an example of a “flow rate adjusting valve”.

過給機３４をオフにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを遮断したとき）には、バイパスバルブ４１を全開にする。これにより、吸気通路３０を流れるガスは、過給機３４をバイパスしてサージタンク３８に流入し、独立通路３９を介して燃焼室１６に導入される。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気によって運転する。   When the supercharger 34 is turned off (that is, when the electromagnetic clutch 34a is disconnected), the bypass valve 41 is fully opened. As a result, the gas flowing through the intake passage 30 bypasses the supercharger 34 and flows into the surge tank 38 and is introduced into the combustion chamber 16 via the independent passage 39. The engine 1 is operated by non-supercharging, that is, by natural intake.

過給機３４をオンにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを接続したとき）には、バイパスバルブ４１の開度を適宜調整する。これにより、吸気通路３０において過給機３４を通過したガスの一部は、バイパス通路４０を通って過給機３４の上流に逆流する。バイパスバルブ４１の開度を調整することによって、逆流量を調整することができるから、燃焼室１６に導入するガスの過給圧を調整することができる。この構成例においては、過給機３４をバイパス通路４０とバイパスバルブ４１とによって、過給システムが構成されている。   When the supercharger 34 is turned on (that is, when the electromagnetic clutch 34a is connected), the opening degree of the bypass valve 41 is appropriately adjusted. As a result, part of the gas that has passed through the supercharger 34 in the intake passage 30 flows back upstream of the supercharger 34 through the bypass passage 40. Since the reverse flow rate can be adjusted by adjusting the opening degree of the bypass valve 41, the supercharging pressure of the gas introduced into the combustion chamber 16 can be adjusted. In this configuration example, the supercharger 34 is configured by a bypass passage 40 and a bypass valve 41.

排気通路５０は、エンジン本体１０における後側の側面に接続されており、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１６から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。それら独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。排気通路５０には、１つ以上の触媒コンバータ５１を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータ５１は、三元触媒を含んで構成されている。なお、排気ガス浄化システムは、三元触媒のみを含むものに限らない。   The exhaust passage 50 is connected to the rear side surface of the engine body 10 and communicates with the exhaust port 19 of each cylinder 11. The exhaust passage 50 is a passage through which exhaust gas discharged from the combustion chamber 16 flows. Although the detailed illustration is omitted, the upstream portion of the exhaust passage 50 constitutes an independent passage branched for each cylinder 11. The upstream ends of these independent passages are connected to the exhaust port 19 of each cylinder 11. An exhaust gas purification system having one or more catalytic converters 51 is disposed in the exhaust passage 50. The catalytic converter 51 includes a three-way catalyst. Note that the exhaust gas purification system is not limited to the one including only the three-way catalyst.

吸気通路３０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、既燃ガスの一部を吸気通路３０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における触媒コンバータ５１の下流に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路３０における過給機３４の上流、且つスロットルバルブ３２の下流に接続されている。   An EGR passage 52 constituting an external EGR system is connected between the intake passage 30 and the exhaust passage 50. The EGR passage 52 is a passage for returning a part of the burned gas to the intake passage 30. The upstream end of the EGR passage 52 is connected downstream of the catalytic converter 51 in the exhaust passage 50. The downstream end of the EGR passage 52 is connected to the intake passage 30 upstream of the supercharger 34 and downstream of the throttle valve 32.

ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラ５３が配設されている。ＥＧＲクーラ５３は、既燃ガスを冷却するよう構成されている。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲバルブ５４が配設されている。ＥＧＲバルブ５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる既燃ガスの流量を調整するよう構成されている。ＥＧＲバルブ５４の開度を調整することによって、冷却された既燃ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。   A water-cooled EGR cooler 53 is disposed in the EGR passage 52. The EGR cooler 53 is configured to cool the burned gas. An EGR valve 54 is also disposed in the EGR passage 52. The EGR valve 54 is configured to adjust the flow rate of burned gas flowing through the EGR passage 52. By adjusting the opening degree of the EGR valve 54, the recirculation amount of the cooled burned gas, that is, the external EGR gas can be adjusted.

この構成例において、ＥＧＲシステム５５は、ＥＧＲ通路５２及びＥＧＲバルブ５４を含んで構成されている外部ＥＧＲシステムと、前述した吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４を含んで構成されている内部ＥＧＲシステムとによって構成されている。   In this configuration example, the EGR system 55 includes an external EGR system that includes an EGR passage 52 and an EGR valve 54, and an internal EGR system that includes the above-described intake electric VVT 23 and exhaust electric VVT 24. It is configured.

（冷却システムの構成）
図２は、冷却システム７１の構成を例示する回路図である。 (Cooling system configuration)
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration of the cooling system 71.

冷却システム７１は、メインラジエータ７２を有するメイン回路７１Ａと、サブラジエータ７５を有するサブ回路７１Ｂと、から構成されている。図２に示すように、メイン回路７１Ａ及びサブ回路７１Ｂは、互いに独立した冷媒回路となっており、冷媒（この構成例ではエンジン冷却水）が相互に行き来しないようになっている。   The cooling system 71 includes a main circuit 71A having a main radiator 72 and a sub circuit 71B having a sub radiator 75. As shown in FIG. 2, the main circuit 71 </ b> A and the sub circuit 71 </ b> B are refrigerant circuits independent of each other, and refrigerant (in this configuration example, engine cooling water) does not go back and forth.

具体的に、メイン回路７１Ａは、走行風を利用して冷媒を冷却するメインラジエータ７２と、メインラジエータ７２によって冷却された冷媒が通過するサーモスタット７３と、サーモスタット７３を通過した冷媒をエンジン本体１０に供給する可変容量型のウォータポンプ７４と、を有している。エンジン本体１０に供給された冷媒は、エンジン本体１０の各部を冷却した上で排出されて、メインラジエータ７２に戻るようになっている。   Specifically, the main circuit 71A supplies a main radiator 72 that cools the refrigerant using traveling air, a thermostat 73 through which the refrigerant cooled by the main radiator 72 passes, and the refrigerant that has passed through the thermostat 73 to the engine body 10. And a variable displacement water pump 74 to be supplied. The refrigerant supplied to the engine main body 10 is discharged after cooling each part of the engine main body 10 and returns to the main radiator 72.

このように、メイン回路７１Ａを流れる冷媒は、エンジン本体１０の内部を通過する。エンジン本体１０の燃焼室１６において混合気が燃焼することを考慮すると、メイン回路７１Ａを流れる冷媒は、相対的に高温となる。   Thus, the refrigerant flowing through the main circuit 71A passes through the inside of the engine body 10. Considering that the air-fuel mixture burns in the combustion chamber 16 of the engine body 10, the refrigerant flowing through the main circuit 71A becomes relatively high in temperature.

一方、サブ回路７１Ｂは、メインラジエータ７２と同様に走行風を利用して冷媒を冷却するサブラジエータ７５と、サブラジエータ７５によって冷却された冷媒をインタークーラ３６へ供給する電動ウォータポンプ７６と、を有している。インタークーラ３６に供給された冷媒は、インタークーラ３６を通過するガスを冷却した上で排出されて、サブラジエータ７５に戻るようになっている。   On the other hand, the sub-circuit 71B includes a sub-radiator 75 that cools the refrigerant by using the traveling wind like the main radiator 72, and an electric water pump 76 that supplies the refrigerant cooled by the sub-radiator 75 to the intercooler 36. Have. The refrigerant supplied to the intercooler 36 is discharged after cooling the gas passing through the intercooler 36, and returns to the sub-radiator 75.

このように、サブ回路７１Ｂを流れる冷媒は、エンジン本体１０の内部を通過しない。そのため、サブ回路７１Ｂを流れる冷媒は、メイン回路７１Ａを流れる冷媒と比較して、相対的に低温となる。   In this way, the refrigerant flowing through the sub circuit 71B does not pass through the interior of the engine body 10. Therefore, the refrigerant flowing through the sub circuit 71B has a relatively low temperature compared to the refrigerant flowing through the main circuit 71A.

（エンジンの制御装置の構成）
図３は、エンジンの制御装置の構成を例示するブロック図である。 (Configuration of engine control device)
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the engine control apparatus.

エンジンの制御装置は、エンジン１を運転するためのＥＣＵ（Engine Control Unit）１００を備えている。ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）１０１と、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ１０２と、電気信号の入出力をする入出力バス１０３と、を備えている。   The engine control device includes an ECU (Engine Control Unit) 100 for operating the engine 1. The ECU 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) 101 that executes a program and, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). And a memory 102 for storing programs and data, and an input / output bus 103 for inputting / outputting electrical signals.

ＥＣＵ１００には、図１及び図３に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１３が接続されている。センサＳＷ１〜ＳＷ１３は、ＥＣＵ１００へ検知信号を出力する。それらセンサＳＷ１〜ＳＷ１３には、以下のものが含まれる。   As shown in FIGS. 1 and 3, various sensors SW <b> 1 to SW <b> 13 are connected to the ECU 100. Sensors SW <b> 1 to SW <b> 13 output detection signals to ECU 100. The sensors SW1 to SW13 include the following.

すなわち、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流（具体的にはエアクリーナ３１の下流かつインタークーラ３６の上流であり、好ましくはエアクリーナ３１の下流かつスロットルバルブ３２の上流）に配置され、吸気通路３０を流れる新規の流量を検知するエアフローセンサＳＷ１と、エアフローセンサＳＷ１と実質的に同じ場所に配置され、新気の温度を検知する第１吸気温度センサＳＷ２と、吸気通路３０におけるＥＧＲ通路５２の接続位置の下流かつ過給機３４の上流に配置され、過給機３４に流入するガスの圧力を検知する第１圧力センサＳＷ３と、吸気通路３０における過給機３４の下流かつバイパス通路４０の接続位置の上流に配置され、過給機３４から流出したガスの温度を検知する第２吸気温度センサＳＷ４と、サージタンク３８に取付けられ、過給機３４下流におけるガスの圧力を検知する第２圧力センサＳＷ５と、排気通路５０に配置され、燃焼室１６から排出された排気ガスの温度を検知する排気温度センサＳＷ６と、エンジン本体１０に取り付けられ、エンジン冷却水の温度を検知する水温センサＳＷ７と、エンジン１に取付けられ、クランクシャフト１５の回転角を検知するクランク角センサＳＷ８と、アクセルペダル機構に取り付けられ、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度センサＳＷ９と、吸気カムシャフトの回転角を検知する吸気カム角センサＳＷ１０と、エンジン１に取り付けられ、排気カムシャフトの回転角を検知する排気カム角センサＳＷ１１と、ＥＧＲ通路５２に配置され、ＥＧＲバルブ５４の上流及び下流の差圧を検知するＥＧＲ差圧センサＳＷ１２と、エンジン１に連結された不図示の変速機に設けられ、その変速段を検知するギヤ段センサＳＷ１３と、である。   That is, the intake passage 30 is disposed downstream of the air cleaner 31 (specifically, downstream of the air cleaner 31 and upstream of the intercooler 36, preferably downstream of the air cleaner 31 and upstream of the throttle valve 32), and flows through the intake passage 30. An airflow sensor SW1 that detects a new flow rate, a first intake air temperature sensor SW2 that is disposed at substantially the same location as the airflow sensor SW1 and detects the temperature of fresh air, and the connection position of the EGR passage 52 in the intake passage 30 The first pressure sensor SW3 that is disposed downstream and upstream of the supercharger 34 and detects the pressure of the gas flowing into the supercharger 34, and the connection position of the bypass passage 40 downstream of the supercharger 34 in the intake passage 30 A second intake air temperature sensor SW4 disposed upstream and detecting the temperature of the gas flowing out of the supercharger 34; A second pressure sensor SW5 that is attached to the gas tank 38 and detects the pressure of the gas downstream of the supercharger 34, and an exhaust temperature sensor SW6 that is disposed in the exhaust passage 50 and detects the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 16. A water temperature sensor SW7 attached to the engine body 10 for detecting the temperature of the engine cooling water, a crank angle sensor SW8 attached to the engine 1 for detecting the rotation angle of the crankshaft 15, and an accelerator pedal mechanism. An accelerator opening sensor SW9 corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal, an intake cam angle sensor SW10 that detects the rotation angle of the intake camshaft, and an exhaust cam angle sensor that is attached to the engine 1 and detects the rotation angle of the exhaust camshaft. SW11 and differential pressure upstream and downstream of the EGR valve 54 disposed in the EGR passage 52 An EGR differential pressure sensor SW12 for detecting, provided to the transmission (not shown) connected to the engine 1, a gear position sensor SW13 for detecting the gear position is.

ＥＣＵ１００は、これらセンサＳＷ１〜ＳＷ１６の検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、各デバイスの制御量を決定する。そして、ＥＣＵ１００は、決定された制御量に対応する制御信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動ＶＶＴ２３、排気電動ＶＶＴ２４、燃料供給システム６１、スロットルバルブ３２、ＥＧＲバルブ５４、過給機３４の電磁クラッチ３４ａ、バイパスバルブ４１、及び、冷却システム７１に出力する。   The ECU 100 determines the operating state of the engine 1 and determines the control amount of each device based on the detection signals of the sensors SW1 to SW16. Then, the ECU 100 sends control signals corresponding to the determined control amount to the injector 6, spark plug 25, intake electric VVT 23, exhaust electric VVT 24, fuel supply system 61, throttle valve 32, EGR valve 54, and supercharger 34. Output to the electromagnetic clutch 34 a, the bypass valve 41, and the cooling system 71.

例えば、ＥＣＵ１００は、第１圧力センサＳＷ３及び第２圧力センサＳＷ５の検知信号から得られる過給機３４の前後差圧に基づいて、バイパスバルブ４１の開度を調整する。これにより、ＥＣＵ１００は過給圧を調整する。   For example, the ECU 100 adjusts the opening degree of the bypass valve 41 based on the differential pressure across the supercharger 34 obtained from the detection signals of the first pressure sensor SW3 and the second pressure sensor SW5. Thereby, ECU100 adjusts a supercharging pressure.

また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ差圧センサＳＷ１２の検知信号から得られるＥＧＲバルブ５４の前後差圧に基づいて、ＥＧＲバルブ５４の開度を調整する。これにより、ＥＣＵ１００は、燃焼室１６の中に導入する外部ＥＧＲガス量を調整する。   Further, the ECU 100 adjusts the opening degree of the EGR valve 54 based on the differential pressure across the EGR valve 54 obtained from the detection signal of the EGR differential pressure sensor SW12. Thereby, the ECU 100 adjusts the amount of external EGR gas introduced into the combustion chamber 16.

さらに、ＥＣＵ１００は、第１吸気温度センサＳＷ２の検知信号から得られる新気の温度に基づいて、外気温を取得する。具体的に、この構成例では、ＥＣＵ１００は、新気の温度を、そのまま外気温とみなすようになっている。そうして得られた外気温に基づき、ＥＣＵ１００は、後述の予回転制御を実行する。なお、ＥＣＵ１００は、「外気温取得部」の例示である。   Further, the ECU 100 acquires the outside air temperature based on the fresh air temperature obtained from the detection signal of the first intake air temperature sensor SW2. Specifically, in this configuration example, the ECU 100 regards the fresh air temperature as it is as the outside air temperature. Based on the outside air temperature thus obtained, the ECU 100 executes pre-rotation control which will be described later. ECU 100 is an example of an “outside air temperature acquisition unit”.

（エンジンの各運転領域における制御）
図４は、エンジン１の運転領域を例示している。また、図５は、過給時に吸気通路３０に生じるガスの流れを示す説明図であり、図６は、自然吸気時に吸気通路３０に生じるガスの流れを示す説明図である。さらに、図７は、外気温の影響を考慮した制御態様を例示する図であり、図８は、自然吸気かつ予回転時に吸気通路３０に生じるガスの流れを示す説明図である。さらに、図９は、流量割合の高低に対するサージタンク内温度の変化を説明する図である。 (Control in each operating region of the engine)
FIG. 4 illustrates an operation region of the engine 1. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of gas generated in the intake passage 30 during supercharging, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of gas generated in the intake passage 30 during natural intake. Further, FIG. 7 is a diagram illustrating a control mode in consideration of the influence of the outside air temperature, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing a gas flow generated in the intake passage 30 during natural intake and pre-rotation. Further, FIG. 9 is a diagram for explaining changes in the temperature in the surge tank with respect to the flow rate ratio.

エンジン１の運転領域は、この構成例ではエンジン回転数と負荷とによって区分されるようになっている。ＥＣＵ１００は、各運転領域に対応した運転状態を実現するように、各デバイスを制御する。それを受けて、エンジン１は、各運転領域において、火花点火による燃焼や、圧縮自己着火による燃焼を実現する。   In this configuration example, the operating region of the engine 1 is divided according to the engine speed and the load. ECU 100 controls each device so as to realize an operation state corresponding to each operation region. In response to this, the engine 1 realizes combustion by spark ignition and combustion by compression self-ignition in each operation region.

具体的に、エンジン１の運転領域は、エンジン回転数の高低及び負荷の高低に対し、大きく３つの領域に分けられている。３つの領域は、全開負荷を含む高負荷領域（Ａ）、アイドル運転を含む低負荷領域（Ｃ）、及び、高負荷領域（Ａ）と低負荷領域（Ｃ）との間の中負荷領域（Ｂ）である。なお、中負荷領域（Ｂ）は、「所定の運転領域」の例示である。高負荷領域（Ａ）〜低負荷領域（Ｃ）の境界となる負荷の大きさは、低負荷領域（Ｃ）と中負荷領域（Ｂ）との境界Ｌ１のように、エンジン回転数に対して一定としてもよいし、中負荷領域（Ｂ）と高負荷領域（Ａ）との境界Ｌ２のように、エンジン回転数の高低に応じて増減してもよい。   Specifically, the operating region of the engine 1 is roughly divided into three regions with respect to the engine speed and the load. The three regions are a high load region (A) including fully open load, a low load region (C) including idle operation, and a medium load region (C) between the high load region (A) and the low load region (C). B). The medium load region (B) is an example of a “predetermined operation region”. The magnitude of the load that becomes the boundary between the high load area (A) and the low load area (C) is the engine speed as in the boundary L1 between the low load area (C) and the medium load area (B). It may be constant, or may be increased or decreased according to the level of the engine speed, such as a boundary L2 between the medium load region (B) and the high load region (A).

ここで、過給機３４は、エンジン１の運転状態が高負荷領域（Ａ）にあるときには、クランクシャフト１５から伝達された動力を受けて作動するように構成されている一方、エンジン１の運転状態が中負荷領域（Ｂ）又は低負荷領域（Ｃ）にあるときには、クランクシャフト１５からの動力の伝達が遮断されるように構成されている。   Here, the supercharger 34 is configured to operate by receiving power transmitted from the crankshaft 15 when the operating state of the engine 1 is in the high load region (A). When the state is in the middle load region (B) or the low load region (C), the transmission of power from the crankshaft 15 is cut off.

すなわち、ＥＣＵ１００は、高負荷領域（Ａ）では、電磁クラッチ３４ａを接続することにより、各シリンダ１１に導入されるガスを過給する。この場合、燃焼室１６に導入されるガスは、図５の実線に示すように、主吸気通路３０Ａを流れる。主吸気通路３０Ａを流れるガスは、過給機３４及びインタークーラ３６を順番に通過してサージタンク３８に流入する。サージタンク３８に流入するガスの一部は、燃焼室１６へ導かれる一方、そうしたガスの他部は、図５の破線に示すように、バイパス通路４０を逆流して過給機３４上流に至る。   That is, in the high load region (A), the ECU 100 supercharges the gas introduced into each cylinder 11 by connecting the electromagnetic clutch 34a. In this case, the gas introduced into the combustion chamber 16 flows through the main intake passage 30A as shown by the solid line in FIG. The gas flowing through the main intake passage 30A passes through the supercharger 34 and the intercooler 36 in order and flows into the surge tank 38. A part of the gas flowing into the surge tank 38 is guided to the combustion chamber 16, while the other part of the gas flows backward in the bypass passage 40 and reaches the upstream of the supercharger 34, as shown by a broken line in FIG. .

高負荷領域（Ａ）において、ＥＣＵ１００は、バイパスバルブ４１の開度調整を通じてバイパス通路４０におけるガスの逆流量を調整し、そのことで、燃焼室１６に導入するガスの過給圧を調整する。   In the high load region (A), the ECU 100 adjusts the reverse flow rate of the gas in the bypass passage 40 through adjustment of the opening degree of the bypass valve 41, thereby adjusting the supercharging pressure of the gas introduced into the combustion chamber 16.

対して、ＥＣＵ１００は、高負荷領域（Ａ）及び中負荷領域（Ｂ）よりも低負荷側の低負荷領域（Ｃ）では、電磁クラッチ３４ａを遮断することにより、自然吸気によってエンジン１を運転する。この場合、燃焼室１６に導入されるガスは、図６の実線に示すように、バイパス通路４０を流れる。バイパス通路４０を流れるガスは、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回してサージタンク３８に流入し、そのサージタンク３８から燃焼室１６へ導かれる。   On the other hand, in the low load region (C) on the lower load side than the high load region (A) and the middle load region (B), the ECU 100 operates the engine 1 by natural intake by disengaging the electromagnetic clutch 34a. . In this case, the gas introduced into the combustion chamber 16 flows through the bypass passage 40 as shown by the solid line in FIG. The gas flowing through the bypass passage 40 bypasses the supercharger 34 and the intercooler 36, flows into the surge tank 38, and is guided from the surge tank 38 to the combustion chamber 16.

また、低負荷領域（Ｃ）において、ＥＣＵ１００はバイパスバルブ４１を全開にする。   In the low load region (C), the ECU 100 fully opens the bypass valve 41.

一方、ＥＣＵ１００は、高負荷領域（Ａ）よりも低負荷側、かつ低負荷領域（Ｃ）よりも高負荷側の中負荷領域（Ｂ）では、外気温が常温〜低温時の場合（後述する低温側の中負荷領域（Ｂ１）の場合に相当）は、低負荷領域（Ｃ）と同様に、自然吸気によってエンジン１を運転すると共に、バイパスバルブ４１を全開にする。   On the other hand, when the outside air temperature is normal temperature to low temperature (described later), the ECU 100 has a lower load side than the high load region (A) and a middle load region (B) higher than the low load region (C). In the middle load region (B1) on the low temperature side), the engine 1 is operated by natural intake and the bypass valve 41 is fully opened as in the low load region (C).

このように、バイパス通路４０におけるガスの流れは、バイパスバルブ４１の開度調整と、過給機３４のオンオフを通じて制御されるようになっている。   As described above, the gas flow in the bypass passage 40 is controlled through adjustment of the opening degree of the bypass valve 41 and on / off of the supercharger 34.

ところで、エンジン１をより適切に運転するためには、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収めることによって、燃焼室１６に形成される混合気を適温に保つことが求められる。しかし、エンジン１の運転環境、特に外気温次第では、吸気通路３０に吸入されるガス温が適正範囲から外れてしまい、混合気を適温に保つことができず、ひいては、プレイグニッション（以下、「プレイグ」という）など、エンジン１を運転する上で様々な不都合を招く可能性がある。   By the way, in order to operate the engine 1 more appropriately, the gas mixture introduced into the combustion chamber 16 from the intake passage 30 is kept within a predetermined appropriate range, so that the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 has an appropriate temperature. It is required to keep. However, depending on the operating environment of the engine 1, particularly the outside air temperature, the temperature of the gas sucked into the intake passage 30 deviates from the appropriate range, so that the air-fuel mixture cannot be kept at an appropriate temperature. As a result, pre-ignition (hereinafter, “ This may cause various inconveniences when the engine 1 is operated.

ガス温を適正範囲内に収めるためには、熱交換器としてのインタークーラ３６を利用した温度調整が考えられる。ここで、高負荷領域（Ａ）では、前述のようにガスの主流はインタークーラ３６を通過するため、そうした温度調整を適切に行うことができる。   In order to keep the gas temperature within an appropriate range, temperature adjustment using an intercooler 36 as a heat exchanger can be considered. Here, in the high load region (A), since the main flow of gas passes through the intercooler 36 as described above, such temperature adjustment can be appropriately performed.

一方、中負荷領域（Ｂ）及び低負荷領域（Ｃ）では、燃焼室１６に導入されるガスは、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回して燃焼室１６へ至る。そのため、高負荷領域（Ａ）とは異なり、インタークーラ３６を利用した温度調整を行うには不都合である。   On the other hand, in the medium load region (B) and the low load region (C), the gas introduced into the combustion chamber 16 bypasses the supercharger 34 and the intercooler 36 and reaches the combustion chamber 16. Therefore, unlike the high load region (A), it is inconvenient to perform temperature adjustment using the intercooler 36.

しかし、低負荷領域（Ｃ）では、負荷が低い分、そもそも燃料の噴射量が少ないため、燃焼室１６の筒内温度が相対的に低くなり、混合気のガス温は上昇し難くなる。そのため、プレイグの発生など、ガス温が過度に高くなることに伴い生じる不都合に関しては、インタークーラ３６を使わずとも抑制することができる。   However, in the low load region (C), since the amount of fuel injection is small in the first place due to the low load, the in-cylinder temperature of the combustion chamber 16 becomes relatively low, and the gas temperature of the air-fuel mixture hardly rises. Therefore, inconveniences caused by excessively high gas temperature such as the occurrence of pre-ignition can be suppressed without using the intercooler 36.

一方、中負荷領域（Ｂ）では、負荷が高い分、低負荷領域（Ｃ）と比較して、混合気のガス温は上昇し易くなる。そこで、高負荷領域（Ａ）と同様に、中負荷領域（Ｂ）においても過給運転を行うことにより、主吸気通路３０Ａを介したガスの流れを発生させることが考えられる。   On the other hand, in the medium load region (B), the gas temperature of the air-fuel mixture is likely to rise as compared with the low load region (C) because the load is high. Therefore, it is conceivable to generate a gas flow through the main intake passage 30A by performing the supercharging operation in the medium load region (B) as well as in the high load region (A).

しかし、この場合、過給機３４を駆動する分だけ駆動抵抗が増大することから、燃費性能という点では不利になる。一般に、中負荷領域（Ｂ）や低負荷領域（Ｃ）など、全開負荷を含まない運転領域では、高負荷領域（Ａ）と比較して燃費性能が要求される。そのため、燃費性能において不利になるにも関わらず、温度調整のためだけに過給運転を行うのは望ましくない。   However, in this case, the driving resistance increases as much as the turbocharger 34 is driven, which is disadvantageous in terms of fuel efficiency. In general, in an operation region that does not include a fully open load, such as a middle load region (B) and a low load region (C), fuel efficiency is required as compared with a high load region (A). For this reason, it is not desirable to perform the supercharging operation only for temperature adjustment in spite of the disadvantage in fuel efficiency.

中負荷領域（Ｂ）において、過給機３４の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室１６に導入されるガス温を所定の範囲内に収めるような仕組みが必要となる。   In the medium load region (B), a mechanism is required to keep the gas temperature introduced into the combustion chamber 16 within a predetermined range while suppressing the driving resistance of the supercharger 34.

そこで、本願発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、ＥＣＵ１００によって取得される外気温に応じてエンジン１の制御態様を切り替えることにした。   Therefore, as a result of intensive studies, the inventors of the present application decided to switch the control mode of the engine 1 according to the outside air temperature acquired by the ECU 100.

すなわち、バイパスバルブ４１は、中負荷領域（Ｂ）においてＥＣＵ１００により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、過給機３４が予回転を行うように、外気温が所定範囲内にある場合よりも流路断面積を絞ることによって過給機３４上流へガスを導く。以下、外気温に対して符号“Ｔ”を付す。   In other words, when the outside air temperature acquired by the ECU 100 is outside the predetermined range in the medium load region (B), the bypass valve 41 keeps the outside air temperature within the predetermined range so that the supercharger 34 performs pre-rotation. The gas is guided upstream of the supercharger 34 by narrowing the cross-sectional area of the flow path as compared with a certain case. Hereinafter, reference sign “T” is attached to the outside air temperature.

詳しくは、バイパスバルブ４１は、中負荷領域（Ｂ）において外気温Ｔが所定の第１温度Ｔ１以上（Ｔ≧Ｔ１）の場合には、過給機３４が予回転を行うように、外気温Ｔが第１温度Ｔ１未満の場合よりも流路断面積を絞る（ここでの比較対象は、同じ負荷かつ同じエンジン回転数であって、外気温が第１温度Ｔ１未満の場合の流路断面積としてもよい）ことによって過給機３４上流へガスを導く。この構成例において、外気温Ｔが第１温度Ｔ１以上であることは、外気温Ｔが所定範囲外であることに等しい、
以下、このような制御を「予回転制御」と呼称する。バイパスバルブ４１は、コントローラとしてのＥＣＵ１００から入力される制御信号に基づいて、この予回転制御を実行する。 Specifically, the bypass valve 41 is configured so that when the outside air temperature T is equal to or higher than a predetermined first temperature T1 (T ≧ T1) in the medium load region (B), the supercharger 34 performs pre-rotation. The cross-sectional area of the flow path is reduced more than when T is lower than the first temperature T1 (the comparison target here is the same load, the same engine speed, and the flow path breakage when the outside air temperature is lower than the first temperature T1. The gas may be led upstream of the supercharger 34. In this configuration example, the fact that the outside air temperature T is equal to or higher than the first temperature T1 is equivalent to the outside air temperature T being outside the predetermined range.
Hereinafter, such control is referred to as “pre-rotation control”. The bypass valve 41 performs this pre-rotation control based on a control signal input from the ECU 100 as a controller.

一方、バイパスバルブ４１は、中負荷領域（Ｂ）において外気温Ｔが第１温度Ｔ１未満の場合には、そうした予回転制御を実行しない。よって、中負荷領域（Ｂ）は、図７に示すように、外気温の高低に対し、大きく２つの領域に分けられている。２つの領域は、予回転制御を実行しない低温側の中負荷領域（Ｂ１）と、予回転制御を実行する高温側の中負荷領域（Ｂ２）である。２つの領域の境界となる第１温度Ｔ１は、例えば夏季（特に酷暑時）の平均気温のよりも高く設定すればよい。具体的に、第１温度Ｔ１を摂氏４０度前後に設定してもよい。   On the other hand, the bypass valve 41 does not execute such pre-rotation control when the outside air temperature T is lower than the first temperature T1 in the medium load region (B). Therefore, as shown in FIG. 7, the middle load region (B) is roughly divided into two regions with respect to the level of the outside air temperature. The two regions are a low temperature side medium load region (B1) where pre-rotation control is not executed and a high temperature side medium load region (B2) where pre-rotation control is executed. The first temperature T1 that serves as the boundary between the two regions may be set higher than the average temperature in the summer (especially during extreme heat), for example. Specifically, the first temperature T1 may be set to around 40 degrees Celsius.

既に説明したように、ＥＣＵ１００は、低温側の中負荷領域（Ｂ１）では、低負荷領域（Ｃ）と同様に、自然吸気によってエンジン１を運転する（図６を参照）。   As already described, the ECU 100 operates the engine 1 by natural intake in the low-load side medium-load region (B1) as in the low-load region (C) (see FIG. 6).

対して、ＥＣＵ１００は、高温側の中負荷領域（Ｂ２）では、自然吸気によってエンジン１を運転すると共に、予回転制御を実行する。具体的に、ＥＣＵ１００は、電磁クラッチ３４ａを遮断する一方、バイパスバルブ４１を介してバイパス通路４０の流路断面積を絞る。   On the other hand, the ECU 100 operates the engine 1 by natural intake and performs pre-rotation control in the medium load region (B2) on the high temperature side. Specifically, the ECU 100 shuts off the electromagnetic clutch 34 a while reducing the flow passage cross-sectional area of the bypass passage 40 via the bypass valve 41.

図８に示すように、エアクリーナ３１やＥＧＲ通路５２から第１通路３３に流入したガスは、バイパス通路４０を通過する（図８の実線を参照）ばかりでなく、過給機３４の上流端（流入口）に流入し、その過給機３４のロータに圧力を加える。そのため、バイパス通路４０の流路断面積を絞ると、バイパス通路４０側の流路抵抗が増大する分、過給機３４上流へガスが導かれて、その結果、ロータに加わる圧力が増大する。そうした圧力が十分に増大すると、過給機３４上流側と下流側との差圧によってロータが回転し（すなわち、過給機３４が予回転を開始する）、過給機３４を通過するようなガス流が発生することになる。そうしたガス流は、図８の破線に示すように、インタークーラ３６を通過してサージタンク３８へ至る。燃焼室１６に導入されるガスのうち、インタークーラ３６を通過するガスは冷却される一方、バイパス通路４０を通過するガスは冷却されない。インタークーラ３６を通過するガスの流量に応じて燃焼室１６に導入されるガスが冷却される。   As shown in FIG. 8, the gas flowing into the first passage 33 from the air cleaner 31 and the EGR passage 52 passes through the bypass passage 40 (see the solid line in FIG. 8), but also the upstream end of the supercharger 34 ( The pressure is applied to the rotor of the supercharger 34. Therefore, when the flow passage cross-sectional area of the bypass passage 40 is reduced, the gas is guided upstream of the supercharger 34 by the amount of increase in the flow passage resistance on the bypass passage 40 side. As a result, the pressure applied to the rotor increases. When such pressure increases sufficiently, the rotor rotates due to the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the supercharger 34 (that is, the supercharger 34 starts pre-rotation) and passes through the supercharger 34. A gas flow will be generated. Such a gas flow passes through the intercooler 36 and reaches the surge tank 38 as shown by a broken line in FIG. Of the gas introduced into the combustion chamber 16, the gas passing through the intercooler 36 is cooled, while the gas passing through the bypass passage 40 is not cooled. The gas introduced into the combustion chamber 16 is cooled according to the flow rate of the gas passing through the intercooler 36.

具体的に、図９の横軸に示すように、バイパス通路４０を通過するガスの流量に対するインタークーラ３６を通過するガスの流量の割合（以下、単に「流量割合」という）が大きくなるにしたがって、同図の縦軸に示すように、サージタンク３８におけるガス温（以下、「サージタンク内温度」という）が減少するようになる。サージタンク内温度は、燃焼室１６に導入されるガス温と実質的に等しい。すなわち、流量割合を介してサージタンク内温度を調整すれば、燃焼室１６に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることが可能となる。   Specifically, as shown in the horizontal axis of FIG. 9, the ratio of the flow rate of the gas passing through the intercooler 36 to the flow rate of the gas passing through the bypass passage 40 (hereinafter simply referred to as “flow rate ratio”) increases. As shown on the vertical axis of the figure, the gas temperature in the surge tank 38 (hereinafter referred to as “surge tank temperature”) decreases. The surge tank internal temperature is substantially equal to the gas temperature introduced into the combustion chamber 16. That is, if the temperature inside the surge tank is adjusted via the flow rate ratio, the gas temperature introduced into the combustion chamber 16 can be kept within a predetermined range.

流量割合を適切に設定するべく、バイパスバルブ４１は、高温側の運転領域（Ｂ２）において外気温Ｔが高いときには、低いときよりも流路断面積の絞り量を大きく設定する。この構成例では、ＥＣＵ１００は、外気温Ｔが高くなるにしたがって流路断面積をより大きく絞るようにバイパスバルブ４１を制御する。   In order to appropriately set the flow rate ratio, the bypass valve 41 sets the throttle amount of the flow path cross-sectional area larger when the outside air temperature T is high in the high temperature side operation region (B2) than when it is low. In this configuration example, the ECU 100 controls the bypass valve 41 so that the flow path cross-sectional area is further reduced as the outside air temperature T increases.

具体的に、ＥＣＵ１００は、負荷、エンジン回転数、変速機のギヤ段、スロットルバルブ３２のバルブ開度、ＥＧＲバルブ５４のバルブ開度など、エンジン１の運転状態を特徴付ける種々のパラメータと、外気温Ｔとに基づいて、現在のサージタンク内温度を決定する。サージタンク内温度は、外部ＥＧＲガスの影響を考慮しなかった場合、外気温Ｔが高いときには、低いときよりも高くなる。また、外部ＥＧＲガスは、新気よりも相対的に高温となるから、サージタンク内温度は、燃焼室１６に導入されるガスに占める外部ＥＧＲガスの割合が大きいときには、小さいときよりも高くなる。   Specifically, the ECU 100 determines various parameters that characterize the operating state of the engine 1 such as the load, the engine speed, the gear position of the transmission, the valve opening of the throttle valve 32, the valve opening of the EGR valve 54, and the outside air temperature. Based on T, the current temperature in the surge tank is determined. If the influence of the external EGR gas is not taken into consideration, the surge tank internal temperature becomes higher when the outside air temperature T is high than when it is low. Further, since the external EGR gas is relatively hotter than fresh air, the surge tank temperature is higher when the ratio of the external EGR gas to the gas introduced into the combustion chamber 16 is large than when it is small. .

そして、ＥＣＵ１００は、サージタンク内温度が高いときには、低いときよりも絞り量を大きく設定する。ＥＣＵ１００には、サージタンク内温度と絞り量を関連付ける制御マップが予め記憶されており、その制御マップに基づいて、現在のサージタンク内温度に対応する絞り量が決定されるようになっている。この制御マップは、決定された絞り量を実現したときに、サージタンク内温度が図９に示す適正範囲Ｓ１に収まるように規定されている。適正範囲Ｓ１とは、プレイグニッションのような不都合を招くことなく、エンジン１をより適切に運転することができる温度範囲を示す。詳細は省略するが、制御マップは、過給機３４のロータの慣性モーメントをはじめとする種々の設計事項に基づいて決定されている。   Then, ECU 100 sets the throttle amount larger when the temperature in the surge tank is high than when it is low. The ECU 100 stores in advance a control map that correlates the surge tank internal temperature and the throttle amount, and the throttle amount corresponding to the current surge tank internal temperature is determined based on the control map. This control map is defined so that the temperature in the surge tank falls within the appropriate range S1 shown in FIG. 9 when the determined throttle amount is realized. The appropriate range S1 indicates a temperature range in which the engine 1 can be operated more appropriately without causing inconvenience such as pre-ignition. Although details are omitted, the control map is determined based on various design items including the moment of inertia of the rotor of the supercharger 34.

絞り量を大きく設定すると、その分、バイパスバルブ４１を閉じ側に制御することになる。そうすると、バイパス通路４０側の流路抵抗が増大し、過給機３４側のガスの圧力が増大する。その結果、過給機３４を予回転させてインタークーラ３６を通過するガスの流量が増大し、流量割合もまた増大する。これにより、図９に示すように、サージタンク内温度が減少し、ひいては燃焼室１６に導入されるガス温が低下するようになる。   When the throttle amount is set large, the bypass valve 41 is controlled to the close side accordingly. If it does so, the flow-path resistance by the side of the bypass channel 40 will increase, and the pressure of the gas by the side of the supercharger 34 will increase. As a result, the flow rate of gas passing through the intercooler 36 by pre-rotating the supercharger 34 is increased, and the flow rate ratio is also increased. As a result, as shown in FIG. 9, the temperature in the surge tank decreases, and as a result, the gas temperature introduced into the combustion chamber 16 decreases.

なお、既に説明したように、全開負荷を含まない運転領域では、高負荷領域（Ａ）と比較して燃費性能が要求される。そこで、ＥＣＵ１００は、高温側の中負荷領域（Ｂ２）においては、スロットルバルブ３２のバルブ開度を最大にする一方、燃焼室１６においてエンジン１の運転状態に対応した燃焼が生じるように、ＥＧＲバルブ５４のバルブ開度を制御する。   In addition, as already demonstrated, in the driving | running | working area | region which does not include a full load, a fuel consumption performance is requested | required compared with a high load area | region (A). Therefore, the ECU 100 maximizes the valve opening of the throttle valve 32 in the medium load region (B2) on the high temperature side, while causing the combustion chamber 16 to perform combustion corresponding to the operating state of the engine 1. The valve opening of 54 is controlled.

すなわち、スロットルバルブ３２のバルブ開度を絞ると、吸気通路３０においてスロットルバルブ３２下流側から過給機３４上流側を流れるガスの行き場が無くなって、過給機３４を予回転させようとしたときにポンプ損失が増大する虞がある。   That is, when the valve opening of the throttle valve 32 is reduced, there is no place for the gas flowing from the downstream side of the throttle valve 32 to the upstream side of the supercharger 34 in the intake passage 30, so that the supercharger 34 is pre-rotated. In addition, the pump loss may increase.

対して、スロットルバルブ３２のバルブ開度を最大にすると、ポンプ損失こそ抑制されるものの、新気の流量が一定となるため、混合気の燃焼をコントロールする上で支障を来す虞がある。そこで、スロットルバルブ３２のバルブ開度を最大にすることによりポンプ損失を抑制する一方で、ＥＧＲ通路５２を介したガスの還流を利用して混合気の燃焼をコントロールする。これにより、混合気の燃焼を精度良くコントロールしつつ、その燃費性能を高めることができる。   On the other hand, when the valve opening of the throttle valve 32 is maximized, the pump loss is suppressed, but the flow rate of fresh air becomes constant, and there is a risk of hindering control of combustion of the air-fuel mixture. Therefore, while suppressing the pump loss by maximizing the valve opening degree of the throttle valve 32, the combustion of the air-fuel mixture is controlled using the recirculation of the gas through the EGR passage 52. Thereby, the fuel efficiency can be enhanced while accurately controlling the combustion of the air-fuel mixture.

（予回転制御の具体的な流れ）
図１０は、予回転制御を例示するタイムチャートである。このタイムチャートにおいて、縦軸の（ａ）はエンジン回転数を示し、（ｂ）は外気温Ｔを示し、（ｃ）はバイパスバルブ４１の開度を示し、（ｄ）は過給機３４の回転数を示し、（ｅ）は、前述のように定義された主吸気通路３０Ａに係る流量割合を示し、（ｆ）はサージタンク内温度を示している。横軸は時間であり、この例では、高負荷領域（Ａ）から中負荷領域（Ｂ）へ移行した直後を示している。図１０（ａ）に示すように、以下の説明において、エンジン回転数は一定とする。 (Specific flow of pre-rotation control)
FIG. 10 is a time chart illustrating the pre-rotation control. In this time chart, (a) on the vertical axis shows the engine speed, (b) shows the outside air temperature T, (c) shows the opening degree of the bypass valve 41, and (d) shows the supercharger 34. The number of rotations is shown, (e) shows the flow rate ratio relating to the main intake passage 30A defined as described above, and (f) shows the temperature in the surge tank. The horizontal axis represents time. In this example, the time immediately after the transition from the high load area (A) to the medium load area (B) is shown. As shown in FIG. 10A, in the following description, the engine speed is assumed to be constant.

時間ｔ０以上ｔ１未満において、ＥＣＵ１００は、低温側の中負荷領域（Ｂ１）に対応する制御を実行する。そのため、電磁クラッチ３４ａは遮断されており、バイパスバルブ４１のバルブ開度も全開に設定されている。よって、過給機３４は駆動されず、主吸気通路３０Ａに係る流量割合はゼロのまま推移する。また、ＥＣＵ１００は、外気温Ｔを適宜取得する。図１０の（ｂ）に示すように、外気温Ｔは第１温度Ｔ１よりも大きい。その結果、サージタンク内温度は比較的高温となる。   At time t0 or more and less than t1, ECU 100 executes control corresponding to the medium load region (B1) on the low temperature side. Therefore, the electromagnetic clutch 34a is disconnected, and the valve opening degree of the bypass valve 41 is also set to fully open. Therefore, the supercharger 34 is not driven, and the flow rate ratio related to the main intake passage 30A remains zero. Further, the ECU 100 appropriately acquires the outside air temperature T. As shown in FIG. 10B, the outside air temperature T is higher than the first temperature T1. As a result, the temperature inside the surge tank is relatively high.

そこで、時間ｔ１において、ＥＣＵ１００は、外気温Ｔが第１温度Ｔ１よりも大きいことを受けて予回転制御を開始する。ＥＣＵ１００は、外気温Ｔに基づいて現在のサージタンク内温度を推定すると共に、その推定結果に基づいてバイパスバルブ４１の絞り量を設定する。   Therefore, at time t1, the ECU 100 starts pre-rotation control in response to the outside air temperature T being higher than the first temperature T1. The ECU 100 estimates the current surge tank internal temperature based on the outside air temperature T, and sets the throttle amount of the bypass valve 41 based on the estimation result.

時間ｔ１以上ｔ２未満において、ＥＣＵ１００は予回転制御を実行する。具体的に、ＥＣＵ１００は、バイパスバルブ４１に入力する制御信号を介して、前述のようにして設定された絞り量を実現する。   At time t1 or more and less than t2, ECU 100 executes pre-rotation control. Specifically, the ECU 100 realizes the throttle amount set as described above via a control signal input to the bypass valve 41.

バイパスバルブ４１がバイパス通路４０の流路断面積を絞ると、バイパス通路４０の流路抵抗が増大し、その分、過給機３４上流側におけるガスの圧力が増大する。これにより、過給機３４が予回転を開始する。予回転が開始されると、過給機３４の回転数が増大すると共に、流量割合も増大する。流量割合が増大することによって、サージタンク内温度が減少する。なお、過給機３４の回転数は、そのロータのイナーシャに起因して、徐徐に高まっていく。   When the bypass valve 41 restricts the flow passage cross-sectional area of the bypass passage 40, the flow passage resistance of the bypass passage 40 increases, and the pressure of the gas upstream of the supercharger 34 increases accordingly. Thereby, the supercharger 34 starts pre-rotation. When pre-rotation is started, the rotational speed of the supercharger 34 increases and the flow rate ratio also increases. As the flow rate increases, the temperature in the surge tank decreases. Note that the rotational speed of the supercharger 34 gradually increases due to the inertia of the rotor.

時間ｔ３以上において、バイパスバルブ４１は、そのバルブ開度を保持する。これにより、過給機３４の予回転が持続的に行われて、サージタンク内温度を低温のまま保つことができる。すなわち、サージタンク３８内を過度に高温にすることなく、所望の温度範囲内に維持することができる。   At time t3 or more, the bypass valve 41 maintains its valve opening. Thereby, the pre-rotation of the supercharger 34 is continuously performed, and the temperature in the surge tank can be kept low. That is, the surge tank 38 can be maintained within a desired temperature range without excessively high temperature.

（まとめ）
以上説明したように、バイパスバルブ４１の流路断面積を絞ると、バイパス通路４０における流路抵抗が増大する。そうすると、主吸気通路３０Ａにおける過給機３４上流へガスを導くことができる。そうして、過給機３４上流におけるガスの圧力が増大すると、過給機３４を予回転させることが可能になる。 (Summary)
As described above, when the flow passage cross-sectional area of the bypass valve 41 is reduced, the flow passage resistance in the bypass passage 40 increases. Then, the gas can be guided upstream of the supercharger 34 in the main intake passage 30A. Thus, when the gas pressure upstream of the supercharger 34 increases, the supercharger 34 can be pre-rotated.

一方、過給機３４は、エンジン１の運転状態が中負荷領域（Ｂ）にあるときには、図４に示すように、クランクシャフト１５からの動力伝達が遮断されるようになっている。図７に示すように、バイパスバルブ４１は、そうした中負荷領域（Ｂ）において、さらに、高温側の中負荷領域（Ｂ２）にある場合には、低温側の中負荷領域（Ｂ１）にある場合よりも流路断面積を絞ることにより、過給機３４が予回転を行うように、その過給機３４上流へガスを導く。   On the other hand, when the operating state of the engine 1 is in the medium load region (B), the supercharger 34 is configured to cut off power transmission from the crankshaft 15 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the bypass valve 41 is further in the medium load region (B2), in the medium load region (B2), the bypass valve 41 is in the medium load region (B1) on the low temperature side. Further, by narrowing the flow path cross-sectional area, the gas is guided upstream of the supercharger 34 so that the supercharger 34 performs pre-rotation.

すなわち、このバイパスバルブ４１は、図８に示すように、動力伝達によって過給機３４を作動させることなく、過給機３４の予回転によって、主吸気通路３０Ａを介したガスの流れを発生させる。主吸気通路３０Ａには熱交換器としてのインタークーラ３６が介設されているから、インタークーラ３６とガスとの熱交換を利用してガス温を調整することができる。そのことで、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収めることが可能になる。   That is, as shown in FIG. 8, the bypass valve 41 generates a gas flow through the main intake passage 30A by pre-rotation of the supercharger 34 without operating the supercharger 34 by power transmission. . Since the intercooler 36 as a heat exchanger is interposed in the main intake passage 30A, the gas temperature can be adjusted using heat exchange between the intercooler 36 and the gas. This makes it possible to keep the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 within a predetermined appropriate range.

過給機３４は、中負荷領域（Ｂ）においては、クランクシャフト１５からの動力の伝達が遮断されるようになっているから、駆動抵抗を抑制することもできる。   Since the supercharger 34 is configured such that the transmission of power from the crankshaft 15 is cut off in the medium load region (B), it can also suppress the drive resistance.

こうして、過給機３４の駆動抵抗を抑制しつつ、燃焼室１６に導入されるガス温を所定の範囲内に収めることができる。   In this way, the gas temperature introduced into the combustion chamber 16 can be kept within a predetermined range while suppressing the driving resistance of the supercharger 34.

外気温Ｔが第１温度Ｔ１以上の場合には、その第１温度Ｔ１未満の場合と比較して、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温が相対的に高くなる。それによって、燃焼室１６において形成される混合気が過度に高温になると、プレイグニッションのように、エンジン１を運転する上で不都合を招く可能性がある。   When the outside air temperature T is equal to or higher than the first temperature T1, the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 is relatively higher than when the outside air temperature T is lower than the first temperature T1. Accordingly, if the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 becomes excessively high in temperature, it may cause inconvenience in operating the engine 1 like preignition.

しかし、図８に示すように、主吸気通路３０Ａにはガスの冷却機能を有するインタークーラ３６が介設されているから、そのインタークーラ３６を利用してガスを冷却することができる。そのことで、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   However, as shown in FIG. 8, since the intercooler 36 having a gas cooling function is interposed in the main intake passage 30A, the intercooler 36 can be used to cool the gas. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 within a predetermined appropriate range.

外気温Ｔが第１温度Ｔ１の場合において、外気温が相対的に高いときには、相対的に低いときと比較して吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温が相対的に高くなる。   When the outside air temperature T is the first temperature T1, when the outside air temperature is relatively high, the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 becomes relatively high compared to when the outside air temperature is relatively low.

そこで、バイパスバルブ４１は、過給機３４の予回転によって主吸気通路３０Ａを介したガスの流れを発生させる際に、外気温が高いときには、低いときよりも流路断面積の絞り量を大きく設定する。絞り量を大きく設定した分だけ、バイパス通路４０における流路抵抗が増大し、主吸気通路３０Ａを介したガスの流量、ひいては図９に示す流量割合が多くなるから、ガスをより十分に冷却することができるようになる。そのことで、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   Therefore, when the bypass valve 41 generates a gas flow through the main intake passage 30A by pre-rotation of the supercharger 34, the bypass valve 41 increases the throttle amount of the channel cross-sectional area when the outside air temperature is high than when it is low. Set. The flow resistance in the bypass passage 40 is increased by the amount set to be large, and the flow rate of the gas through the main intake passage 30A, and hence the flow rate ratio shown in FIG. 9, is increased, so that the gas is cooled more sufficiently. Will be able to. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 within a predetermined appropriate range.

また、エンジン本体１０に接続されるメイン回路７１Ａではなく、それとは独立したサブ回路７１Ｂにインタークーラ３６を接続することで、エンジン冷却水に対する外気温の影響を抑制することもできる。そのことで、インタークーラ３６を流れるエンジン冷却水の水温を抑制し、通過するガスをより十分に冷却することが可能になる。   Further, by connecting the intercooler 36 not to the main circuit 71A connected to the engine body 10 but to the sub circuit 71B independent of the main circuit 71A, the influence of the outside air temperature on the engine coolant can be suppressed. As a result, the temperature of the engine coolant flowing through the intercooler 36 can be suppressed, and the passing gas can be cooled more sufficiently.

（熱交換器に関する変形例）
図１１は、エンジンの制御装置の変形例における図７対応図である。 (Modifications related to heat exchanger)
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 7 in a variation of the engine control device.

前記実施形態では、熱交換器としてインタークーラ３６が例示されていたが、その構成には限られない。例えば、ガスの冷却機能を有するインタークーラ３６に代えて、ガスの加熱機能を有するインターウォーマを用いて構成してもよい。   In the said embodiment, although the intercooler 36 was illustrated as a heat exchanger, it is not restricted to the structure. For example, instead of the intercooler 36 having a gas cooling function, an interwarmer having a gas heating function may be used.

この場合、バイパスバルブ４１は、中負荷領域（Ｂ）においてＥＣＵ１００により取得された外気温Ｔが所定の第２温度Ｔ２以下の場合には、過給機３４が予回転を行うように、外気温Ｔが第２温度Ｔ２を超える場合よりも流路断面積を絞ることによって過給機３４上流へガスを導くようになっている。この構成例において、外気温Ｔが第２温度Ｔ２以下であることは、外気温Ｔが所定範囲外であることに等しい、
この場合、図１１に示すように、中負荷領域（Ｂ）は、自然吸気によってエンジン１を運転する低温側の中負荷領域（Ｂ１）と、より低温側の中負荷領域（Ｂ３）とに区分されるようになる。２つの領域の境界となる第２温度Ｔ２は、例えば冬季（特に極寒時）の平均気温よりも低く設定すればよい。具体的に、第１温度Ｔ１を摂氏０度未満に設定してもよい。 In this case, when the outside air temperature T acquired by the ECU 100 in the medium load region (B) is equal to or lower than the predetermined second temperature T2, the bypass valve 41 is configured so that the supercharger 34 performs pre-rotation. The gas is guided upstream of the supercharger 34 by narrowing the flow path cross-sectional area as compared with the case where T exceeds the second temperature T2. In this configuration example, the fact that the outside air temperature T is equal to or lower than the second temperature T2 is equivalent to the outside air temperature T being outside the predetermined range.
In this case, as shown in FIG. 11, the medium load region (B) is divided into a low temperature side medium load region (B1) where the engine 1 is operated by natural intake and a lower temperature side medium load region (B3). Will come to be. The second temperature T2 serving as the boundary between the two regions may be set lower than the average temperature in winter (particularly during extremely cold), for example. Specifically, the first temperature T1 may be set to less than 0 degrees Celsius.

外気温Ｔが第２温度Ｔ２以下の場合には、その第２温度Ｔ２を超える場合と比較して、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温が相対的に低くなる。ガス温の低下に伴って、燃焼室１６において形成される混合気が過度に低温になると、着火性の低下など、エンジン１を運転する上で不都合を招く可能性がある。   When the outside air temperature T is equal to or lower than the second temperature T2, the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 is relatively lower than when the outside temperature T2 exceeds the second temperature T2. If the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 becomes excessively low as the gas temperature decreases, there may be inconveniences in operating the engine 1, such as a decrease in ignitability.

そこで、バイパスバルブ４１は、クランクシャフト１５からの動力伝達によって過給機３４を作動させることなく、その予回転によって、主吸気通路３０Ａを介したガスの流れを発生させる。主吸気通路３０Ａにはガスの加熱機能を有するインターウォーマが介設されているから、通過するガスを加熱することができる。そのことで、吸気通路３０から燃焼室１６に導入されるガス温を所定の適正範囲内に収める上で有利になる。   Therefore, the bypass valve 41 generates a gas flow through the main intake passage 30A by pre-rotation without operating the supercharger 34 by power transmission from the crankshaft 15. Since an interwarmer having a gas heating function is interposed in the main intake passage 30A, the passing gas can be heated. This is advantageous in keeping the gas temperature introduced from the intake passage 30 into the combustion chamber 16 within a predetermined appropriate range.

このような、外気温Ｔと第２温度Ｔ２との比較に基づいた制御は、中負荷領域（Ｂ）に限定されず、低負荷領域（Ｃ）においても実行されるようになっている（図示は省略）。   Such control based on the comparison between the outside air temperature T and the second temperature T2 is not limited to the medium load region (B), and is also executed in the low load region (C) (illustration). Is omitted).

（バイパスバルブの制御に関する変形例）
前述のように、ＥＣＵ１００は、高温側の中負荷領域（Ｂ２）においては、スロットルバルブ３２のバルブ開度を最大にする一方、燃焼室１６においてエンジン１の運転状態に対応した燃焼が生じるように、ＥＧＲバルブ５４のバルブ開度を制御する。 (Variation related to bypass valve control)
As described above, the ECU 100 maximizes the valve opening degree of the throttle valve 32 in the medium load region (B2) on the high temperature side, while causing combustion corresponding to the operating state of the engine 1 in the combustion chamber 16 to occur. The valve opening of the EGR valve 54 is controlled.

特に、熱交換器としてインタークーラ３６を備えたエンジン１において、このような制御を行った場合、スロットルバルブ３２のバルブ開度は最大に保たれるため、負荷の減少に伴って、外部ＥＧＲガスの還流量が減少するようになる。そうすると、燃焼室１６に導入されるガスに占める外部ＥＧＲガスの割合が減少する。ここで、新気と比較して外部ＥＧＲガスが高温であることを考慮すると、外部ＥＧＲガスの割合が減少するにしたがって、過給機３４上流側の温度も低下する。そうすると、予回転制御によって、燃焼室１６に導入されるガス温が必要以上に冷却される可能性がある。   In particular, in the engine 1 having the intercooler 36 as a heat exchanger, when such control is performed, the valve opening degree of the throttle valve 32 is maintained at the maximum, so that the external EGR gas is reduced as the load decreases. The amount of reflux of the water decreases. If it does so, the ratio of the external EGR gas to the gas introduced into the combustion chamber 16 will decrease. Here, considering that the external EGR gas has a higher temperature than fresh air, the temperature on the upstream side of the supercharger 34 decreases as the proportion of the external EGR gas decreases. Then, the gas temperature introduced into the combustion chamber 16 may be cooled more than necessary by the pre-rotation control.

このように、予回転制御の最中にエンジン１の負荷が減少したときには、バイパスバルブ４１を開いてもよい（具体的には、絞り量を減らす）。   Thus, when the load on the engine 1 decreases during the pre-rotation control, the bypass valve 41 may be opened (specifically, the throttle amount is reduced).

すなわち、熱交換器としてのインタークーラ３６を備えたエンジン１において、バイパスバルブ４１は、中負荷領域（Ｂ）において外気温Ｔが第１温度Ｔ１以上の場合には、過給機３４が予回転を行うよう、流路断面積を絞ることによって過給機３４上流へガスを導くと共に、この場合においてエンジン１の負荷が減少したときには、その減少量に基づきバイパスバルブ４１の絞り量を減らす、としてもよい。   That is, in the engine 1 provided with the intercooler 36 as a heat exchanger, the bypass valve 41 is configured so that the supercharger 34 is pre-rotated when the outside air temperature T is equal to or higher than the first temperature T1 in the medium load region (B). In this case, when the load on the engine 1 is reduced, the amount of restriction of the bypass valve 41 is reduced based on the amount of reduction. Also good.

このように構成すると、バイパスバルブ４１を開いた分、流量割合が減少するようになる。流量割合が減少するということは、インタークーラ３６を通過するガスの流量が減少することに等しい。したがって、ガスに対する過度の冷却を抑制し、ひいてはガス温を適温に保つ上で有利になる。   If comprised in this way, the flow rate will come to decrease by the amount by which the bypass valve 41 is opened. A decrease in the flow rate ratio is equivalent to a decrease in the flow rate of the gas passing through the intercooler 36. Therefore, it is advantageous in suppressing excessive cooling of the gas and thus maintaining the gas temperature at an appropriate temperature.

《他の実施形態》
前記実施形態では、直列４気筒エンジンについて例示したが、この構成には限られない。例えば、１気筒エンジンや直列６気筒エンジンとしてもよい。 << Other embodiments >>
In the said embodiment, although the inline 4 cylinder engine was illustrated, it is not restricted to this structure. For example, a 1-cylinder engine or an in-line 6-cylinder engine may be used.

また、前記実施形態では、ＥＧＲ通路５２の一端を主吸気通路３０Ａに接続したが、このような構成には限られない。ＥＧＲ通路５２の一端を、主吸気通路３０Ａではなくバイパス通路４０に接続してもよい。   In the above embodiment, one end of the EGR passage 52 is connected to the main intake passage 30A. However, the present invention is not limited to this configuration. One end of the EGR passage 52 may be connected to the bypass passage 40 instead of the main intake passage 30A.

また、図７及び図１１に示すように、前記実施形態では、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２を双方とも一定値としたが、この構成には限られない。エンジン１の負荷やエンジン回転数など、エンジン１の運転状態を特徴付けるパラメータに応じて増減するように構成してもよい。   Further, as shown in FIGS. 7 and 11, in the embodiment, the first temperature T1 and the second temperature T2 are both constant values, but the present invention is not limited to this configuration. You may comprise so that it may increase / decrease according to the parameters which characterize the driving | running state of the engine 1, such as the load of the engine 1, an engine speed.

また、前記実施形態では、ＥＣＵ１００は、第１吸気温度センサＳＷ２の検知信号から得られる新気の温度に基づいて、外気温を取得するように構成されていたが、この構成には限られない。他のパラメータに基づいた算出を行って推定してもよい。第１吸気温度センサＳＷ２の取付箇所についても、前記実施形態の構成に限られない。吸気通路３０において熱交換器の上流側に取り付ければよい。車両のエンジンルームなど、吸気通路３０の外部に第１吸気温度センサＳＷ２を取り付けてもよい。   In the above embodiment, the ECU 100 is configured to acquire the outside air temperature based on the fresh air temperature obtained from the detection signal of the first intake air temperature sensor SW2, but is not limited to this configuration. . You may estimate by calculating based on another parameter. The attachment location of the first intake air temperature sensor SW2 is not limited to the configuration of the embodiment. The intake passage 30 may be attached to the upstream side of the heat exchanger. The first intake air temperature sensor SW2 may be attached outside the intake passage 30 such as an engine room of a vehicle.

１ エンジン
１５ クランクシャフト（機関出力軸）
１６ 燃焼室
３０ 吸気通路
３０Ａ 主吸気通路（第１吸気通路）
３２ スロットルバルブ
３４ 過給機
３６ インタークーラ（熱交換器）
４０ バイパス通路（第２吸気通路）
４１ バイパスバルブ（流量調整弁）
５０ 排気通路
５２ ＥＧＲ通路
５４ ＥＧＲバルブ
１００ ＥＣＵ（外気温取得部）
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度 1 Engine 15 Crankshaft (Engine output shaft)
16 Combustion chamber 30 Intake passage 30A Main intake passage (first intake passage)
32 Throttle valve 34 Supercharger 36 Intercooler (heat exchanger)
40 Bypass passage (second intake passage)
41 Bypass valve (Flow control valve)
50 Exhaust passage 52 EGR passage 54 EGR valve 100 ECU (outside air temperature acquisition unit)
T1 First temperature T2 Second temperature

Claims (6)

燃焼室に接続された吸気通路と、前記吸気通路に配設され、機関出力軸を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機と、を備えたエンジンの制御装置であって、
前記吸気通路は、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に前記過給機及び熱交換器が介設された第１吸気通路と、前記第１吸気通路において前記過給機の上流側から分岐して前記熱交換器の下流側に接続された第２吸気通路と、前記第２吸気通路の流路断面積を変更可能に構成された流量調整弁と、を有し、
外気温を取得する外気温取得部をさらに備え、
前記過給機は、前記エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、前記機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるように構成され、
前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記所定範囲内にある場合よりも前記第２吸気通路の流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 An engine control device comprising: an intake passage connected to a combustion chamber; and a mechanical supercharger disposed in the intake passage and operated by power transmitted via an engine output shaft,
The intake passage is branched from the upstream side of the supercharger in the first intake passage, and the first intake passage in which the supercharger and the heat exchanger are interposed in order from the upstream side along the gas flow direction. A second intake passage connected to the downstream side of the heat exchanger, and a flow rate adjustment valve configured to be able to change the flow passage cross-sectional area of the second intake passage,
It further includes an outside temperature acquisition unit for acquiring outside temperature,
The supercharger is configured such that transmission of power from the engine output shaft is interrupted when the operating state of the engine is in a predetermined operating region,
When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit is outside the predetermined range in the predetermined operation region, the flow rate adjustment valve is configured so that the outside air temperature is set so that the supercharger performs pre-rotation. A control device for an engine, wherein the gas is guided upstream of the supercharger by narrowing a flow passage cross-sectional area of the second intake passage rather than being within a predetermined range. 請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記吸気通路において前記過給機の上流側に設けられ、該吸気通路を流れるガスの流量を調整するスロットルバルブと、
前記燃焼室に接続された排気通路と、
前記排気通路及び前記吸気通路の間に接続されたＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を流れるガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、を備え、
前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記スロットルバルブのバルブ開度を最大にすると共に、前記燃焼室において前記エンジンの運転状態に対応した燃焼が生じるように、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度を制御する、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
A throttle valve that is provided upstream of the supercharger in the intake passage and adjusts the flow rate of the gas flowing through the intake passage;
An exhaust passage connected to the combustion chamber;
An EGR passage connected between the exhaust passage and the intake passage;
An EGR valve that adjusts the flow rate of the gas flowing through the EGR passage,
When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit is outside the predetermined range in the predetermined operating region, the valve opening of the throttle valve is maximized and the engine is operated in the combustion chamber. Controlling the valve opening of the EGR valve so that corresponding combustion occurs.
An engine control device. 請求項１又は２に記載されたエンジンの制御装置において、
前記熱交換器は、ガスの冷却機能を有し、
前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定の第１温度以上の場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記第１温度未満の場合よりも前記第２吸気通路の流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 In the engine control apparatus according to claim 1 or 2,
The heat exchanger has a gas cooling function,
When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operating region is equal to or higher than a predetermined first temperature, the flow rate adjustment valve is configured so that the supercharger performs pre-rotation. An engine control device that guides gas to the upstream side of the supercharger by narrowing a flow passage cross-sectional area of the second intake passage as compared with a case where is less than the first temperature. 請求項３に記載されたエンジンの制御装置において、
前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温が前記第１温度以上の場合、該外気温が高いときには、低いときよりも流路断面積の絞り量を大きく設定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 In the engine control device according to claim 3,
When the outside air temperature is equal to or higher than the first temperature in the predetermined operating region, the flow rate adjusting valve sets the throttle amount of the flow path cross-sectional area to be larger when the outside air temperature is high than when the outside air temperature is low. The engine control device. 請求項１又は２に記載されたエンジンの制御装置において、
前記熱交換器は、ガスの加熱機能を有し、
前記流量調整弁は、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定の第２温度以下の場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記第２温度を超える場合よりも前記第２吸気通路の流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 In the engine control apparatus according to claim 1 or 2,
The heat exchanger has a gas heating function,
When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit in the predetermined operating region is equal to or lower than a predetermined second temperature, the flow rate adjustment valve is configured so that the supercharger performs pre-rotation. An engine control device that guides gas to the upstream side of the supercharger by restricting the flow passage cross-sectional area of the second intake passage rather than when the temperature exceeds the second temperature. 燃焼室に接続された吸気通路と、前記吸気通路に配設され、機関出力軸を介して伝達された動力により作動する機械式の過給機と、外気温を取得する外気温取得部と、を備えたエンジンの制御方法であって、
前記吸気通路は、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に前記過給機及び熱交換器が介設された第１吸気通路と、前記第１吸気通路において前記過給機の上流側から分岐して前記熱交換器の下流側に接続された第２吸気通路と、前記第２吸気通路の流路断面積を変更可能に構成された流量調整弁と、を有し、
前記過給機は、前記エンジンの運転状態が所定の運転領域にあるときには、前記機関出力軸からの動力の伝達が遮断されるように構成され、
前記流量調整弁が、前記所定の運転領域において前記外気温取得部により取得された外気温が所定範囲外にある場合には、前記過給機が予回転を行うように、前記外気温が前記所定範囲内にある場合よりも前記第２吸気通路の流路断面積を絞ることによって前記過給機上流へガスを導く
ことを特徴とするエンジンの制御方法。 An intake passage connected to the combustion chamber, a mechanical supercharger that is disposed in the intake passage and is operated by power transmitted through the engine output shaft, and an outside air temperature acquisition unit that obtains the outside air temperature; An engine control method comprising:
The intake passage is branched from the upstream side of the supercharger in the first intake passage, and the first intake passage in which the supercharger and the heat exchanger are interposed in order from the upstream side along the gas flow direction. A second intake passage connected to the downstream side of the heat exchanger, and a flow rate adjustment valve configured to be able to change the flow passage cross-sectional area of the second intake passage,
The supercharger is configured such that transmission of power from the engine output shaft is interrupted when the operating state of the engine is in a predetermined operating region,
When the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit is outside the predetermined range in the predetermined operation region, the outside air temperature is set to be such that the supercharger performs pre-rotation. A method for controlling an engine, wherein the gas is guided upstream of the supercharger by narrowing a flow passage cross-sectional area of the second intake passage rather than being within a predetermined range.
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