(57)【要約】【課題】複数の気筒群に対して共通のＥＧＲクーラーを適用した場合であっても、ＥＧＲにより還流される排気ガスの回り込みを抑えることのできるエンジンシステムを提供する。【解決手段】エンジンシステムは、第１の気筒群１１Ａと、減筒運転時に休止する第２の気筒群１１Ｂと、第１の気筒群１１Ａ及び第２の気筒群１１Ｂに共通して設けられ、各気筒群１１Ａ，１１Ｂから吸気マニホールド１２に還流されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー１６と、第１の気筒群１１ＡとＥＧＲクーラー１６とを接続する第１のＥＧＲ通路１５Ａと、第２の気筒群１１ＢとＥＧＲクーラー１６とを接続する第２のＥＧＲ通路１５Ｂと、第２のＥＧＲ通路１５Ｂに設けられて当該第２のＥＧＲ通路１５Ｂを開閉するＥＧＲ遮断弁２０と、ＥＧＲ遮断弁２０の開閉を制御するＥＣＵ１００とを備え、ＥＣＵ１００は、減筒運転を行うときにＥＧＲ遮断弁２０を閉状態に制御する。【選択図】図１
2018066334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全筒運転あるいは減筒運転に切り替え可能なエンジンシステムであって、
第１の気筒群と、
前記減筒運転の際に休止する第２の気筒群と、
前記第１の気筒群及び前記第２の気筒群に対して共通して設けられ、各気筒群から吸気側に還流されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラーと、
前記第１の気筒群と前記ＥＧＲクーラーとを接続する第１のＥＧＲ通路と、
前記第２の気筒群と前記ＥＧＲクーラーとを接続する第２のＥＧＲ通路と、
前記第２のＥＧＲ通路に設けられて当該第２のＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ遮断弁と、
前記ＥＧＲ遮断弁の開閉を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記減筒運転を行う条件が成立しているときに前記ＥＧＲ遮断弁を閉状態に制御する
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
前記制御部は、前記全筒運転を行う条件が成立しているときに前記ＥＧＲ遮断弁を開状態に制御する
請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記第１の気筒群に対応する第１のターボチャージャーと、
前記第２の気筒群に対応する第２のターボチャージャーと、
前記第１のターボチャージャーおよび前記第２のターボチャージャーに対して共通して設けられ、各ターボチャージャーが過給した吸気を冷却するインタークーラーと、
前記第１のターボチャージャーが過給した空気が流れる第１の過給通路と、
前記第２のターボチャージャーが過給した空気が流れる第２の過給通路と、
前記第２の過給通路に設けられて当該第２の過給通路を開閉する過給遮断弁とを備え、
前記制御部は、前記過給遮断弁の開閉を制御し、前記減筒運転を行う条件が成立しているときに前記過給遮断弁を閉状態に制御する
請求項１又は請求項２に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記制御部は、前記全筒運転を行う条件が成立しているときには前記過給遮断弁を開状態に制御する
請求項３に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記第１の気筒群に対応する第１の排気マニホールドと、
前記第２の気筒群に対応する第２の排気マニホールドとを備え、
前記第１の排気マニホールドと前記第２の排気マニホールドとは互いに独立した排気マニホールドであり、
前記第１のＥＧＲ通路は、前記第１の排気マニホールドと前記ＥＧＲクーラーとを接続する通路であり、
前記第２のＥＧＲ通路は、前記第２の排気マニホールドと前記ＥＧＲクーラーとを接続する通路である
請求項１〜４の何れか一項に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全筒運転あるいは減筒運転に切り替え可能なエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃費向上を目的として、複数の気筒のうち一部の気筒の燃焼を休止させる減筒運転を行うエンジンシステムが広く知られている。例えば特許文献１には、気筒群毎に独立してＥＧＲクーラーを設けることにより、一方の気筒群の吸気脈動及び排気脈動が他方の気筒群の吸気脈動及び排気脈動に干渉することを抑えて、各気筒群の間のＥＧＲ率のばらつきを低減したエンジンシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５４７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記文献に記載のエンジンシステムでは、ＥＧＲクーラーが気筒群ごとに設けられているため、システムとしての部品点数が増大してしまうという問題があった。そこで、複数の気筒群に対して共通のＥＧＲクーラーを用いることも考えられる。しかしながら、この場合、減筒運転時には、作動中の気筒群からＥＧＲクーラーに還流した排気ガスの一部が休止中の気筒群とＥＧＲクーラーとを接続する流路に回り込んでしまう。その結果、エンジンシステムの稼働状態に応じてＥＧＲ弁の開度を制御したとしても、排気ガスの還流量が予め設定した値から外れてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の気筒群に対して共通のＥＧＲクーラーを適用した場合であっても、ＥＧＲにより還流される排気ガスの回り込みを抑えることのできるエンジンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するエンジンシステムは、全筒運転あるいは減筒運転に切り替え可能なエンジンシステムであって、第１の気筒群と、前記減筒運転の際に休止する第２の気筒群と、前記第１の気筒群及び前記第２の気筒群に対して共通して設けられ、各気筒群から吸気側に還流されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラーと、前記第１の気筒群と前記ＥＧＲクーラーとを接続する第１のＥＧＲ通路と、前記第２の気筒群と前記ＥＧＲクーラーとを接続する第２のＥＧＲ通路と、前記第２のＥＧＲ通路に設けられて当該第２のＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ遮断弁と、前記ＥＧＲ遮断弁の開閉を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記減筒運転を行う条件が成立しているときに前記ＥＧＲ遮断弁を閉状態に制御する。
【０００７】
上記構成によれば、減筒運転時にＥＧＲ遮断弁を閉状態にすることで、第１の気筒群から第１のＥＧＲ通路を通じてＥＧＲクーラーに還流されたＥＧＲガスの一部が第２の気筒群とＥＧＲクーラーとを接続する第２のＥＧＲ通路に回り込むことを抑えることができる。
【０００８】
上記エンジンシステムにおいて、前記制御部は、前記全筒運転を行う条件が成立しているときに前記ＥＧＲ遮断弁を開状態に制御することが好ましい。
上記構成によれば、ＥＧＲガスの還流が特に必要とされる全筒運転時には、第１の気筒群及び第２の気筒群の双方から吸気マニホールドに向けてＥＧＲガスが還流される。そのため、ＥＧＲガスの還流量を所望の値まで高めやすくなり、ＥＧＲによる排気ガス中の窒素酸化物の低減を好適に行うことが可能となる。
【０００９】
上記エンジンシステムにおいて、前記第１の気筒群に対応する第１のターボチャージャーと、前記第２の気筒群に対応する第２のターボチャージャーと、前記第１のターボチャージャーおよび前記第２のターボチャージャーに対して共通して設けられ、各ターボチャージャーが過給した吸気を冷却するインタークーラーと、前記第１のターボチャージャーが過給した空気が流れる第１の過給通路と、前記第２のターボチャージャーが過給した空気が流れる第２の過給通路と、前記第２の過給通路に設けられて当該第２の過給通路を開閉する過給遮断弁とを備え、前記制御部は、前記過給遮断弁の開閉を制御し、前記減筒運転を行う条件が成立しているときに前記過給遮断弁を閉状態に制御することが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、減筒運転時に過給遮断弁を閉状態にすることで、第１のターボチャージャーから第１の過給通路を介して過給された空気の一部が第２の過給通路に回り込むことを抑えて、エンジンシステムの出力トルクを高めることが可能となる。
【００１１】
上記エンジンシステムにおいて、前記制御部は、前記全筒運転を行う条件が成立しているときには前記過給遮断弁を開状態に制御することが好ましい。
上記構成によれば、空気の過給が特に必要とされる全筒運転時には、双方のターボチャージャーから吸気マニホールドに向けて空気が過給される。そのため、空気の過給量を高めやすくなり、エンジンシステムの出力トルクを更に高めることが可能となる。
【００１２】
上記エンジンシステムにおいて、前記第１の気筒群に対応する第１の排気マニホールドと、前記第２の気筒群に対応する第２の排気マニホールドとを備え、前記第１の排気マニホールドと前記第２の排気マニホールドとは互いに独立した排気マニホールドであり、前記第１のＥＧＲ通路は、前記第１の排気マニホールドと前記ＥＧＲクーラーとを接続する通路であり、前記第２のＥＧＲ通路は、前記第２の排気マニホールドと前記ＥＧＲクーラーとを接続する通路であることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、エンジンシステムは、各気筒群ごとに分離して設けられた排気マニホールドから吸気側、例えば吸気マニホールドに向けてＥＧＲガスを直接還流させる、所謂ＨＰＬ（High Pressure Loop）と呼ばれる構成であるため、コンパクトな配管のレイアウトや高い応答性が実現される。また、上記構成によれば、減筒運転時には、第１の気筒群からＥＧＲクーラーに還流されたＥＧＲガスの一部が第２のＥＧＲガス通路に回り込むことが抑えられる。そのため、第１のターボチャージャーの上流で排気ガスを分流したとしても、第１の気筒群から第１の排気通路を通じて第１のターボチャージャーに供給される排気ガスの流量が確保されやすい。その結果、第１のターボチャージャーによる過給が確実に行われ、エンジンシステムの出力トルクがより適正に高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンシステムの一実施の形態の概略構成を示す模式図。
【図２】参考例のエンジンシステムの概略構成を示す模式図。
【図３】参考例のエンジンシステムにおける全筒運転時の流通経路を示す図。
【図４】参考例のエンジンシステムにおける減筒運転時の流通経路を示す図。
【図５】本実施の形態のエンジンシステムにおける全筒運転時の流通経路を示す図。
【図６】本実施の形態のエンジンシステムにおける減筒運転時の流通経路を示す図。
【図７】ターボチャージャーの特性の一例を示す性能曲線図。
【図８】参考例のエンジンシステムの稼働状態の切替時に参照されるマップ。
【図９】本実施の形態のエンジンシステムの稼働状態の切替時に参照されるマップ。
【図１０】（ａ）は、比較例のＥＧＲクーラーにおける減筒運転時の動作図、（ｂ）は、本実施の形態のＥＧＲクーラーにおける減筒運転時の動作図。
【図１１】本実施の形態のＥＧＲクーラーにおける冷却水の配管構成の一例を示す図。
【図１２】（ａ）は、別の実施の形態のＥＧＲクーラーにおける全筒運転時の動作図、（ｂ）は、別の実施の形態のＥＧＲクーラーにおける減筒運転時の動作図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、エンジンシステムの一実施の形態について説明する。
図１に示すように、エンジンシステムは、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載したエンジンシステムであり、シリンダヘッド１０には、気筒１１内に連通する吸気マニホールド１２と、排気マニホールド１３とが連結されている。吸気マニホールド１２は、６つの気筒１１に共通して設けられている。また、排気マニホールド１３は、３つの気筒１１からなる気筒群ごとに独立して設けられており、第１の気筒群１１Ａに対応する第１の排気マニホールド１３Ａと、第２の気筒群１１Ｂに対応する第２の排気マニホールド１３Ｂからなる。なお、第２の気筒群１１Ｂには、可変動弁機構１４が設けられており、この可変動弁機構１４の動作は、エンジンシステムの動作を制御する制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立したときには、第１の気筒群１１Ａの吸気バルブ及び排気バルブを作動させつつ、第２の気筒群１１Ｂの吸気バルブ及び排気バルブを作動させる。一方、ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立したときには、第１の気筒群１１Ａの吸気バルブ及び排気バルブを作動させつつ、第２の気筒群１１Ｂの吸気バルブ及び排気バルブの作動を休止させる。
【００１６】
第１の排気マニホールド１３Ａ及び第２の排気マニホールド１３Ｂには、第１のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路１５Ａ及び第２のＥＧＲ通路１５Ｂがそれぞれ接続され、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側に還流する。なお、第１のＥＧＲ通路１５Ａの流路長は、第２のＥＧＲ通路１５Ｂの流路長よりも短い。そのため、全筒運転時及び減筒運転時の双方においてＥＧＲガスが第１のＥＧＲ通路１５Ａを流動するときに、当該ＥＧＲガスの圧力損失が低減される。また、第１のＥＧＲ通路１５Ａ及び第２のＥＧＲ通路１５Ｂの下流端にはＥＧＲクーラー１６が接続されている。ＥＧＲクーラー１６は、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応した２つの熱交換部１７Ａ，１７Ｂを有しており、図示しない冷却装置から供給される冷却水との熱交換によって、各気筒群１１Ａ，１１Ｂから供給されたＥＧＲガスを冷却する。また、ＥＧＲクーラー１６の上流の還流通路１８にはＥＧＲバルブ１９が設けられ、当該ＥＧＲバルブ１９の開度が制御されることでＥＧＲガスの還流量が調整される。
【００１７】
第２のＥＧＲ通路１５Ｂの途中にはＥＧＲ遮断弁２０が設けられている。ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立したときには、ＥＧＲ遮断弁２０を開状態に制御することで、第２のＥＧＲ通路１５Ｂを介したＥＧＲガスの還流を許容する。一方、ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立したときには、ＥＧＲ遮断弁２０を閉状態に制御することで、第１のＥＧＲ通路１５Ａを介して還流されたＥＧＲガスの一部が第２のＥＧＲ通路１５Ｂを通じて第２の排気マニホールド１３Ｂに回り込むことを抑える。
【００１８】
第１の排気マニホールド１３Ａよりも下流の第１の排気通路２１Ａには、第１の気筒群１１Ａに対応する第１のターボチャージャー２２Ａが接続されている。第１のターボチャージャー２２Ａは、第１の排気通路２１Ａに連結された図示しないタービンハウジング内にタービンホイール２３Ａを備えている。第１の排気通路２１Ａの下流には後処理装置２４が接続されている。後処理装置２４は、酸化触媒やフィルターなどで構成されており、排気ガスに含まれる有害成分を無害化する処理を行う。タービンホイール２３Ａにはローターシャフト２５Ａの一端が連結され、ローターシャフト２５Ａの他端にはコンプレッサーホイール２６Ａが連結されている。コンプレッサーホイール２６Ａを収容するコンプレッサーハウジングには第１の吸気通路２７Ａが連結されている。第１の吸気通路２７Ａには、外部から吸入した空気に含まれる異物を除去するエアクリーナー２８が設けられている。また、コンプレッサーハウジングには第１の過給通路２９Ａが接続されている。コンプレッサーホイール２６Ａは、第１の吸気通路２７Ａを通じて吸入した空気を圧縮し、その圧縮した空気を第１の過給通路２９Ａを通じて吸気マニホールド１２に供給する。第１の過給通路２９Ａには、吸気マニホールド１２に供給される空気を冷却するインタークーラー３０が設けられている。
【００１９】
第２の排気マニホールド１３Ｂに接続された第２の排気通路２１Ｂには、第２の気筒群１１Ｂに対応する第２のターボチャージャー２２Ｂが接続されている。第２のターボチャージャー２２Ｂは、第２の排気通路２１Ｂに連結された図示しないタービンハウジング内にタービンホイール２３Ｂを備えている。第２の排気通路２１Ｂは上記第１の排気通路２１Ａと合流して後処理装置２４に接続されている。また、タービンホイール２３Ｂにはローターシャフト２５Ｂの一端が連結され、ローターシャフト２５Ｂの他端にはコンプレッサーホイール２６Ｂが連結されている。コンプレッサーホイール２６Ｂを収容するコンプレッサーハウジングには、第１の吸気通路２７Ａから分岐した第２の吸気通路２７Ｂが接続されている。また、コンプレッサーハウジングには第２の過給通路２９Ｂが接続されている。第２の過給通路２９Ｂは、上記第１の過給通路２９Ａと合流して合流通路２９Ｃを構成しており、この合流通路２９Ｃがインタークーラー３０に接続されている。そして、コンプレッサーホイール２６Ｂは、第２の吸気通路２７Ｂを通じて吸入した空気を圧縮し、その圧縮した空気を第２の過給通路２９Ｂを通じて吸気マニホールド１２に供給する。なお、第１の過給通路２９Ａの流路長は、第２の過給通路２９Ｂの流路長よりも短い。そのため、全筒運転時及び減筒運転時において第１のターボチャージャー２２Ａから過給された空気が第１の過給通路２９Ａを流れるときに、当該空気に作用する圧力損失が低減される。
【００２０】
また、第２の過給通路２９Ｂのうち、第１の過給通路２９Ａに合流する箇所よりも上流側には過給遮断弁３１が設けられている。ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立したときには、過給遮断弁３１を開状態に制御することで、第２の過給通路２９Ｂを通じた空気の供給を許容する。一方、ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立したときには、過給遮断弁３１を閉状態に制御することで、第１の過給通路２９Ａを流れる空気の一部が第２の過給通路２９Ｂに回り込むことを抑える。
【００２１】
次に、本実施の形態のエンジンシステムの作用について、図２〜図４に示す参考例のエンジンシステムと比較しつつ説明する。
図２に示すように、参考例のエンジンシステムは、所謂シングルターボと呼ばれるターボ構造を有しており、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに共通してターボチャージャー２２Ｒが設けられている。ターボチャージャー２２Ｒには、第１の排気マニホールド１３Ａから延びる第１の排気通路２１Ａと、第２の排気マニホールド１３Ｂから延びる第２の排気通路２１Ｂとが合流して接続されている。また、ターボチャージャー２２Ｒには、過給通路２９Ｒを介してインタークーラー３０が接続されている。
【００２２】
そして、図３に示すように、全筒運転時には、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスが第１のＥＧＲ通路１５Ａ及び還流通路１８を介してＥＧＲガスとして還流される。また、第２の排気マニホールド１３Ｂからの排気ガスも第２のＥＧＲ通路１５Ｂ及び還流通路１８を介してＥＧＲガスとして還流される。
【００２３】
また、第１の排気通路２１Ａ及び第２の排気通路２１Ｂからの排気ガスはターボチャージャー２２Ｒにも供給される。そして、ターボチャージャー２２Ｒは、排気ガスをタービンホイール２３Ｒの動力として用いてローターシャフト２５Ｒを回転させる。その結果、ローターシャフト２５Ｒとともに回転するコンプレッサーホイール２６Ｒによって吸気通路２７Ｒから吸入した空気を圧縮し、その圧縮した空気を過給通路２９Ｒを通じて供給する。
【００２４】
これに対し、図４に示すように、減筒運転時には、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスは第１のＥＧＲ通路１５Ａ及び還流通路１８を介してＥＧＲガスとして還流される。一方、第２の排気マニホールド１３Ｂからは第２のＥＧＲ通路１５Ｂ及び還流通路１８を介して排気ガスがＥＧＲガスとして還流されない。
【００２５】
また、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスは第１の排気通路２１Ａを介してターボチャージャー２２Ｒに供給される。一方、第２の排気マニホールド１３Ｂからは第２の排気通路２１Ｂを介してターボチャージャー２２Ｒに排気ガスが供給されない。
【００２６】
図７は、コンプレッサーホイール２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｒが過給する空気の体積流量を横軸とし、コンプレッサーホイール２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｒにおける圧力比を縦軸としたときのターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｒの特性図の一例を示す。なお、同図に示す例では、ターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｒの断熱効率を破線で示し、破線で囲まれた領域の内側ほどターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｒの断熱効率が高い。また、同図に示す例では、サージラインＳＬは、各流量において、ターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｒがサージングを起こさずに運転可能な圧力比を示す。
【００２７】
そして、減筒運転時には、全筒運転時と同程度のトルクが要求されるため、作動中の第１の気筒群１１Ａが必要とする空気量も全筒運転時と同程度となる。また、減筒運転時には、全筒運転時よりも吸入タイミングの間隔が大きくなる。そのため、参考例のエンジンシステムでは、ターボチャージャー２２Ｒが過給する空気量は減筒運転時と全筒運転時とで変わらないものの、ターボチャージャー２２Ｒの過給圧は全筒運転時よりも減筒運転時の方が高くなる。
【００２８】
そのため、図７に示した特性図では、参考例のエンジンシステムにおいて、全筒運転時のターボチャージャー２２Ｒの特性を第１のプロットＰ１としたとき、減筒運転時のターボチャージャー２２Ｒの特性は上記第１のプロットＰ１のほぼ真上に位置する第２のプロットＰ２に移行する。そのため、第２のプロットＰ２がサージラインＳＬを超えてしまい、ターボチャージャー２２Ｒがサージングを起こしてしまうことがある。
【００２９】
この点、図１に示すように、本実施の形態のエンジンシステムでは、所謂パラレルツインターボと呼ばれるターボ構造を有しており、各気筒群１１Ａ，１１Ｂにターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂが個別に設けられている。
【００３０】
そして、図５に示すように、本実施の形態のエンジンシステムでは、全筒運転時には、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスが第１のＥＧＲ通路１５Ａを介してＥＧＲガスとして還流される。また、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスは、第１の排気通路２１Ａを介して第１のターボチャージャー２２Ａに供給される。そして、第１のターボチャージャー２２Ａは、排気ガスをタービンホイール２３Ａの動力として用いてローターシャフト２５Ａを介してコンプレッサーホイール２６Ａを回転させる。その結果、ターボチャージャー２２Ａは、第１の吸気通路２７Ａを通じて吸入した空気を圧縮して第１の過給通路２９Ａに供給する。
【００３１】
また、第２の排気マニホールド１３Ｂからの排気ガスは第２のＥＧＲ通路１５Ｂを介してＥＧＲガスとして還流される。また、第２の気筒群１１Ｂからの排気ガスは、第２の排気通路２１Ｂを介して第２のターボチャージャー２２Ｂに供給される。そして、第２のターボチャージャー２２Ｂは、排気ガスをタービンホイール２３Ｂの動力として用いてローターシャフト２５Ｂを介してコンプレッサーホイール２６Ｂを回転させる。その結果、ターボチャージャー２２Ｂは、第２の吸気通路２７Ｂを通じて吸入した空気を圧縮して第２の過給通路２９Ｂに供給する。
【００３２】
これに対し、図６に示すように、減筒運転時には、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスが第１のＥＧＲ通路１５Ａ及び還流通路１８を介してＥＧＲガスとして還流される。一方、第２の排気マニホールド１３Ｂから第２のＥＧＲ通路１５Ｂ及び還流通路１８を介して排気ガスがＥＧＲガスとして還流されない。
【００３３】
また、第１の排気マニホールド１３Ａからの排気ガスは第１の排気通路２１Ａを介して第１のターボチャージャー２２Ａに供給される。一方、第２の排気マニホールド１３Ｂから第２の排気通路２１Ｂを介して第２のターボチャージャー２２Ｂに排気ガスが供給されない。
【００３４】
上述したように、減筒運転時には、第１の気筒群１１Ａが必要とする空気量が全筒運転時と同等であり、また、全筒運転時よりも吸入タイミングの間隔が大きくなる。そのため、本実施の形態のエンジンシステムでは、ターボチャージャー２２Ａが過給する空気量は全筒運転時よりも減筒運転時が多くなり、ターボチャージャー２２Ａの過給圧は全筒運転時よりも減筒運転時の方が高くなる。
【００３５】
そのため、図７に示した特性図では、本実施の形態のエンジンシステムにおいて、全筒運転時の第１のターボチャージャー２２Ａの特性を第１のプロットＰ１としたとき、減筒運転時の第１のターボチャージャー２２Ａの特性は上記第１のプロットＰ１の右斜め上方に位置する第３のプロットＰ３に移行する。そのため、第１のターボチャージャー２２Ａの特性はサージラインＳＬに沿うように第１のプロットＰ１から第３のプロットＰ３に移行するため、第３のプロットＰ３がサージラインＳＬを超えにくく、減筒運転時にも第１のターボチャージャー２２Ａがサージングを起こしにくい。
【００３６】
すなわち、減筒運転について、参考例のエンジンシステムは、エンジン回転数が高く、かつ、運転者からの要求トルクが比較的小さい運転領域ではターボチャージャー２２Ｒがサージングを起こしにくいものの、その他の運転領域ではターボチャージャー２２Ｒがサージングを起こしやすい。そのため、ＥＣＵ１００は、図８に示すマップを参照しつつ、エンジン回転数が高速領域にあって、且つ、エンジンシステムに要求されるトルクが比較的小さい場合に限り（同図に示す例では、「領域Ａ」に該当）、エンジンシステムの稼働状態を減筒運転に切り替える。このように、参考例のエンジンシステムでは、減筒運転を行うための条件がエンジン回転数が高速領域にある場合に制限される。
【００３７】
これに対し、減筒運転について、本実施の形態のエンジンシステムは、エンジン回転数が低い場合であってもターボチャージャー２２Ａがサージングを起こしにくい。そのため、ＥＣＵ１００は、図９に示すマップを参照しつつ、エンジン回転数が高速領域あるいは低速領域の何れにあっても、要求トルクが比較的小さい場合には（同図に示す例では、「領域Ｃ」に該当）、エンジンシステムの稼働状態を減筒運転に切り替える。一方、ＥＣＵ１００は、要求トルクが比較的大きい場合に限り（同図に示す例では、「領域Ｂ」に該当）、エンジンシステムの稼働状態を全筒運転に切り替える。このように、本実施の形態のエンジンシステムでは、減筒運転を行うための条件が、エンジン回転数が高速領域にある場合だけでなくエンジン回転数が低速領域にある場合にも拡大される。
【００３８】
また、参考例及び本実施の形態のエンジンシステムでは、第２のＥＧＲ通路１５ＢにＥＧＲ遮断弁２０が設けられており、減筒運転時にはＥＧＲ遮断弁２０が閉状態に制御される。これにより、減筒運転時に作動する第１の気筒群１１Ａに対応する第１の排気マニホールド１３Ａからの排気の一部が第１のＥＧＲ通路１５Ａと第２のＥＧＲ通路１５Ｂとの合流部位を通じて第２のＥＧＲ通路１５Ｂに回り込むことが抑えられる。
【００３９】
ところで、参考例及び本実施の形態のエンジンシステムでは、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに共通してＥＧＲクーラー１６が設けられており、ＥＧＲクーラー１６は、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに個別に対応した２つの熱交換部１７Ａ，１７Ｂを有している。
【００４０】
ここで、図１０（ａ）に示すように、減筒運転時において、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応する２つの熱交換部１７Ａ，１７Ｂに冷媒通路として設けられた冷却水路４０Ａ，４０Ｂを通じて同量（３気筒分）の冷却水を供給したとする。この場合、熱交換部１７Ａには、第１の気筒群１１Ａの負荷の上昇に伴って増量した６気筒分の排気ガスがＥＧＲガスとして供給されるものの、熱交換部１７Ａには第１の冷却水路４０Ａを通じて３気筒分の冷却水が供給されるため、その冷却の効果は３気筒分のＥＧＲガスに対して発揮される。一方、熱交換部１７Ｂには、そもそも第２の気筒群１１ＢからＥＧＲガスが供給されないため、第２の冷却水路４０Ｂに冷却水が供給されたとしても、ＥＧＲガスに対する冷却の効果は発揮されない。すなわち、システム全体として見ると、熱交換部１７Ａによる３気筒分のＥＧＲガスに対する冷却効果しか奏しないため、その効果も限定的となる。
【００４１】
そこで、図１０（ｂ）に示すように、参考例及び本実施の形態のエンジンシステムでは、減筒運転時には、第２の冷却水路４０Ｂを通じた冷却水の供給を停止し、その分だけ第１の冷却水路４０Ａを通じた冷却水の供給量を増大する。すなわち、熱交換部１７Ａに対して６気筒分の冷却水を供給するとともに、熱交換部１７Ｂへの冷却水の供給を停止する。これにより、第１の気筒群１１Ａの負荷の上昇に伴って増量した６気筒分の排気ガスが熱交換部１７ＡにＥＧＲガスとして供給されたとしても、当該６気筒分のＥＧＲガスの全量に対して十分な冷却効果を発揮することが可能となる。なお、同図に示した例では、熱交換部１７Ａ，１７Ｂに対するＥＧＲガスの流動方向と、冷却水路４０Ａ，４０Ｂに対する冷却水の流動方向とを一致させる構成としたが、ＥＧＲガスに対する冷却効率を高めるうえでは、これら流動方向が互いに正反対となる構成とするのが好ましい。
【００４２】
なお、こうした構成は、例えば図１１の冷却水の配管構成により実現可能である。
すなわち、図１１に示すように、冷却水路４０Ｂを冷却水路４０Ａから分岐した冷却水路で構成し、熱交換部１７Ｂの上流に冷却水遮断弁５０を配設する。ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立したときに冷却水遮断弁５０を閉状態に制御し、全筒運転を行う条件が成立したときに冷却水遮断弁５０を開状態に制御する。
【００４３】
以上説明したように、上記実施の形態のエンジンシステムによれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立しているときにＥＧＲ遮断弁２０を閉状態に制御する。これにより、減筒運転時には、第１の気筒群１１Ａから第１のＥＧＲ通路１５Ａを通じてＥＧＲクーラー１６に還流されたＥＧＲガスの一部が第２のＥＧＲ通路１５Ｂに回り込むことが抑えられる。
【００４４】
（２）ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立しているときにＥＧＲ遮断弁２０を開状態に制御する。これにより、ＥＧＲガスの還流が特に必要とされる全筒運転時には、双方の気筒群１１Ａ，１１ＢからＥＧＲガスが還流される。そのため、ＥＧＲによる排気ガス中の窒素酸化物の低減を好適に行うことが可能となる。
【００４５】
（３）ＥＣＵ１００は、減筒運転を行う条件が成立しているときに過給遮断弁３１を閉状態に制御する。これにより、減筒運転時には、第１のターボチャージャー２２Ａから第１の過給通路２９Ａを介して過給された空気の一部が第２の過給通路２９Ｂに回り込むことを抑えて、エンジンシステムの出力トルクを高めることが可能となる。
【００４６】
（４）ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立しているときには過給遮断弁３１を開状態に制御する。これにより、空気の過給が特に必要とされる全筒運転時には、双方のターボチャージャー２２Ａ，２２Ｂから空気が過給されるため、空気の過給量を所望の値まで高めやすく、エンジンシステムの出力トルクをより一層高めることが可能となる。
【００４７】
（５）第１の排気マニホールド１３Ａと第２の排気マニホールド１３Ｂとは互いに独立した排気マニホールドである。また、第１のＥＧＲ通路１５Ａは、第１の排気マニホールド１３ＡとＥＧＲクーラー１６とを接続する通路であり、第２のＥＧＲ通路１５Ｂは、第２の排気マニホールド１３ＢとＥＧＲクーラー１６とを接続する通路である。これにより、コンパクトな配管のレイアウトや高い応答性を実現しつつ、エンジンシステムの出力トルクをより一層適正に高めることが可能となる。
【００４８】
なお、上記実施の形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・エンジンシステムは、所謂ＬＰＬ（Low Pressure Loop）と呼ばれる配管構造を有し、各気筒群１１Ａ，１１Ｂからの排気を排気通路２１Ａ，２１Ｂの下流から分流させてＥＧＲガスとして吸気マニホールド１２に還流させてもよい。
【００４９】
・ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立したときにも、エンジンシステムの稼働状態によっては過給遮断弁３１を閉状態に維持する制御を行ってもよい。
・上記実施の形態において、過給遮断弁３１が割愛される構成であってもよい。
【００５０】
・ＥＣＵ１００は、全筒運転を行う条件が成立したときにも、エンジンシステムの稼働状態によってはＥＧＲ遮断弁２０を閉状態に維持する制御を行ってもよい。
・図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、各気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応する熱交換部１７Ａ，１７Ｂよりも上流側に合流路４１を有するとともに、当該合流路４１に開閉弁４２を設けた構成のＥＧＲクーラー１６を適用してもよい。このＥＧＲクーラー１６では、図１２（ａ）に示すように、全筒運転時には、各々の気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応する熱交換部１７Ａ，１７Ｂに対して各対応する冷却水路４０Ａ，４０Ｂを通じて同量（３気筒分）の冷却水を供給しつつ、開閉弁４２を閉状態とする。この場合、全筒運転時に作動する各々の気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応する熱交換部１７Ａ，１７Ｂには、３気筒分の排気ガスが各対応する冷却水路４０Ａ，４０Ｂを通じてＥＧＲガスとして供給されるため、当該３気筒分ずつのＥＧＲガスの全量に対して十分な冷却効果を発揮することが可能となる。一方、このＥＧＲクーラー１６では、図１２（ｂ）に示すように、減筒運転時には、依然として、各々の気筒群１１Ａ，１１Ｂに対応する熱交換部１７Ａ，１７Ｂに対して冷却水路４０Ａ，４０Ｂを通じて同量（３気筒分）の冷却水を供給しつつ、開閉弁４２を開状態とする。この場合、減筒運転時に作動する第１の気筒群１１Ａに対応する熱交換部１７Ａと、減筒運転時に休止する第２の気筒群１１Ｂに対応する熱交換部１７Ｂとは合流路４１を介して連通している。これにより、第１の気筒群１１Ａの負荷の上昇に伴って増量した６気筒分の排気がＥＧＲガスとしてこれら熱交換部１７Ａ，１７Ｂに均等に分散して供給されるため、３気筒分ずつのＥＧＲガスの全量に対して十分な冷却効果を発揮することが可能となる。
【００５１】
・上記実施の形態では、エンジンシステムは直列６気筒としたが、これ以外の気筒配置であってもよい。
・エンジンシステムは、図２〜図４に参考例として示したように、所謂シングルターボと称させるターボ構造を有するシステムに適用してもよい。
【００５２】
・上記実施の形態では、エンジンシステムを、ディーゼルエンジンに適用するシステムに具体化したが、ガソリンエンジンに適用するシステムに具体化してもよい。
次に、上述した実施の形態から把握される技術的思想について追記する。
【００５３】
（付記１）
前記ＥＧＲクーラーは、
前記第１の気筒群から前記第１のＥＧＲ通路を通じて供給されるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換部と、
前記第１の熱交換部に冷媒を供給する第１の冷媒通路と、
前記第２の気筒群から前記第２のＥＧＲ通路を通じて供給されるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換部と、
前記第２の熱交換部に冷媒を供給する第２の冷媒通路とを備え、
前記減筒運転を行う条件が成立しているときには、前記全筒運転を行う条件が成立しているときと比較して前記第１の冷媒通路に対する冷媒の供給量を増大させるとともに、前記第２の冷媒通路に対する冷媒の供給を停止する
請求項１〜５の何れか一項に記載のエンジンシステム。
【００５４】
この構成によれば、減筒運転時にあって、第１の気筒群の負荷の上昇に伴って増量した排気ガスが第１の熱交換部に対してＥＧＲガスとして供給されたとしても、当該増量したＥＧＲガスの全量に対して十分な冷却効果を発揮することが可能となる。
【００５５】
（付記２）
前記ＥＧＲクーラーは、
前記第１の気筒群から前記第１のＥＧＲ通路を通じて供給されるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換部と、
前記第１の熱交換部に冷媒を供給する第１の冷媒通路と、
前記第２の気筒群から前記第２のＥＧＲ通路を通じて供給されるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換部と、
前記第２の熱交換部に冷媒を供給する第２の冷媒通路と、
前記第１のＥＧＲ通路における前記第１の気筒群及び前記第１の熱交換部の間となる部分と、前記第２のＥＧＲ通路における前記第２の気筒群及び前記第２の熱交換部の間となる部分とを接続する合流路と、
前記合流路に設けられて当該合流路を開閉する開閉弁とを備え、
前記全筒運転を行う条件が成立しているときには、前記開閉弁を閉状態に制御するとともに、前記減筒運転を行う条件が成立しているときには、前記開閉弁を開状態に制御する
請求項１〜５の何れか一項に記載のエンジンシステム。
【００５６】
この構成によれば、各気筒群に対応する熱交換部に対する冷却水の供給量を変化させることなく、全筒運転時だけでなく、減筒運転時にも、ＥＧＲガスの全量に対して十分な冷却効果を発揮することが可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…シリンダーヘッド、１１…気筒、１１Ａ…第１の気筒群、１１Ｂ…第２の気筒群、１２…吸気マニホールド、１３…排気マニホールド、１３Ａ…第１の排気マニホールド、１３Ｂ…第２の排気マニホールド、１４…可変動弁機構、１５Ａ…第１のＥＧＲ通路、１５Ｂ…第２のＥＧＲ通路、１６…ＥＧＲクーラー、１７Ａ，１７Ｂ…熱交換部、１８…還流通路、１９…ＥＧＲバルブ、２０…ＥＧＲ遮断弁、２１Ａ…第１の排気通路、２１Ｂ…第２の排気通路、２２Ａ…第１のターボチャージャー、２２Ｂ…第２のターボチャージャー、２２Ｒ…ターボチャージャー、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｒ…タービンホイール、２４…後処理装置、２５Ａ、２５Ｂ，２５Ｒ…ローターシャフト、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｒ…コンプレッサーホイール、２７Ａ…第１の吸気通路、２７Ｂ…第２の吸気通路、２７Ｒ…吸気通路、２８…エアクリーナー、２９Ａ…第１の過給通路、２９Ｂ…第２の過給通路、２９Ｃ…合流通路、２９Ｒ…過給通路、３０…インタークーラー、３１…過給遮断弁、４０Ａ…第１の冷却水路、４０Ｂ…第２の冷却水路、４１…合流路、４２…開閉弁、５０…冷却水遮断弁、１００…ＥＣＵ。
【図１】
2018066334.tif 000003
【図２】
2018066334.tif 000004
【図３】
2018066334.tif 000005
【図４】
2018066334.tif 000006
【図５】
2018066334.tif 000007
【図６】
2018066334.tif 000008
【図７】
2018066334.tif 000009
【図８】
2018066334.tif 000010
【図９】
2018066334.tif 000011
【図１０】
2018066334.tif 000012
【図１１】
2018066334.tif 000013
【図１２】
2018066334.tif 000014