JP4412104B2 - Diesel engine system and cooling method for diesel engine system - Google Patents
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Description
本発明は過給機を備えたディーゼルエンジンのシステムに関し、特に自動停止自動始動を行ういわゆるエコランシステムを採用しているディーゼルエンジンシステムに関する。 The present invention relates to a diesel engine system provided with a supercharger, and more particularly to a diesel engine system employing a so-called eco-run system that performs automatic stop and automatic start.
一般にディーゼルエンジン(以下、単にエンジンと称する)は、過給機を備えている。過給機は排気ガスでタービンを回してコンプレッサを駆動することで、多量の吸気をエンジンへ供給する装置である。この過給機は高温の排気に晒されているため過給機自身や周辺の排気系部品が高温となる。そのため高温状態のままでエンジンを止めてしまうと、エンジンによって駆動されていた潤滑油ポンプ(図示せず)も停止する。このため、過給機に供給されていた潤滑油が熱せられて炭化(コーキングとも称される)してエンジンを含むシステムに深刻な損傷を与えてしまう。そこで、車両が高負荷で走行して過給機の温度が所定温度以上となっているときはエンジンを直ぐに停止することなく、充分なアイドリングを行うことで過給機の温度を下げて上記問題が生じないようにしている。 Generally, a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) includes a supercharger. A supercharger is a device that supplies a large amount of intake air to an engine by rotating a turbine with exhaust gas and driving a compressor. Since this supercharger is exposed to high-temperature exhaust, the supercharger itself and surrounding exhaust system parts become hot. Therefore, if the engine is stopped in a high temperature state, the lubricating oil pump (not shown) driven by the engine is also stopped. For this reason, the lubricating oil supplied to the supercharger is heated and carbonized (also referred to as coking), causing serious damage to the system including the engine. Therefore, when the vehicle is traveling at a high load and the temperature of the turbocharger is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature of the turbocharger is lowered by performing sufficient idling without immediately stopping the engine. Is prevented from occurring.
ところで、近年、燃費の向上、排気ガスの低減等を図るという観点から、信号待ちや荷物の積み下ろしで車両が所定時間以上アイドル状態となる場合に、エンジンを自動停止させ、さらに運転者のクラッチ操作等でエンジンを自動的に始動させるシステム(以下、単にエコランと称す)が注目されている。ところが、過給機を備えたエンジンに単にエコランを適用してしまうと、過給機を冷却することが必要なときにもエンジンが自動停止されてしまうので前述した問題が発生する。そこで、特許文献1はこれに対処する技術を提案する。 By the way, from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing exhaust gas in recent years, the engine is automatically stopped when the vehicle is idle for more than a predetermined time due to waiting for traffic lights or loading and unloading of luggage, and further, the driver can operate the clutch. Attention has been focused on a system for automatically starting the engine (hereinafter simply referred to as “eco-run”). However, if the eco-run is simply applied to an engine equipped with a supercharger, the above-mentioned problem occurs because the engine is automatically stopped when the supercharger needs to be cooled. Therefore, Patent Document 1 proposes a technique for dealing with this.
特許文献1は、エコランを採用しても過給機を保護できるエンジン自動停止装置を提案している。この自動停止装置は過給機の温度を検出して、検出した温度が所定値を越える場合にはエンジンの自動停止を禁止する。すなわち、この自動停止装置は過給機の温度が所定値を越えるとエコランによるエンジンの自動停止を禁止して過給機を保護するものである。 Patent Document 1 proposes an automatic engine stop device that can protect a turbocharger even when an eco-run is employed. This automatic stop device detects the temperature of the supercharger and prohibits the automatic stop of the engine when the detected temperature exceeds a predetermined value. That is, this automatic stop device protects the supercharger by prohibiting the automatic stop of the engine by eco-run when the temperature of the supercharger exceeds a predetermined value.
さらに特許文献2は、上記特許文献1の自動停止装置が有する問題を改善した技術を提案する。特許文献1の自動停止装置は過給機が高温のときにエコランの起動を一時的に禁止するが、過給機の温度が低下するとエコランが起動するのでエンジンが自動停止する。よって、通常より遅いタイミングでエンジンが自動停止される。このようにエンジン停止のタイミングがずれると乗員が違和感を持つことになる。そこで、特許文献2の制御装置は、過給機の温度が低下してもエンジンが不意に自動停止しないように構成して、乗員に違和感を持たせないように改善している。 Furthermore, Patent Document 2 proposes a technique that has improved the problems of the automatic stop device of Patent Document 1 described above. The automatic stop device of Patent Document 1 temporarily prohibits the start of eco-run when the supercharger is hot, but the engine automatically stops because the eco-run starts when the temperature of the supercharger decreases. Therefore, the engine is automatically stopped at a timing later than usual. If the engine stop timing deviates in this way, the passenger will feel uncomfortable. Therefore, the control device of Patent Document 2 is configured so that the engine does not stop unexpectedly even when the temperature of the supercharger decreases, so that the passenger does not feel uncomfortable.
特許文献1及び特許文献2で提案する装置では、十分なアイドル運転を行って過給機を冷却させた後にエンジが停止される。特に、特許文献2の装置の場合には、乗員が違和感を持たないように停止タイミングを調整するので、エンジン停止までにさらに時間を要することになる。 In the devices proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the engine is stopped after sufficient idle operation is performed to cool the turbocharger. In particular, in the case of the device of Patent Document 2, the stop timing is adjusted so that the passenger does not feel uncomfortable, so that it takes more time to stop the engine.
しかしながら、そもそもエコランを採用する目的の一つは上記のように燃費を向上させることである。過給機冷却のためにエンジンの停止時期を遅らせることは、燃費の悪化を招くのでエコランを採用しているメリットが薄れてしまう。 However, in the first place, one of the purposes of adopting eco-run is to improve fuel efficiency as described above. Delaying the engine stop timing for cooling the turbocharger causes a deterioration in fuel consumption, so that the merit of adopting the eco-run is diminished.
したがって、本発明の目的は、過給機を冷却するために燃費が悪化するという事態を抑制できるエコラン対応のディーゼルエンジンシステムを提供することである。 Therefore, the objective of this invention is providing the diesel engine system corresponding to an eco-run which can suppress the situation where a fuel consumption deteriorates in order to cool a supercharger.
上記目的を達成するために本発明は、過給機を備えたディーゼルエンジンにおいて、排気通路に配置される前記過給機のタービンの上流に燃料噴射弁を備え、前記過給機の温度が所定温度以上となる前記ディーゼルエンジンの運転状態から該ディーゼルエンジンの自動停止条件が成立したときに、前記ディーゼルエンジンの自動停止時に前記燃料噴射弁を駆動して燃料を前記タービンの上流に供給することで前記過給機を冷却するディーゼルエンジンシステムである。この構成により、過給機の冷却のためにディーゼルエンジンをアイドル状態に維持する必要がなくなるので、エコランによる自動停止条件が満足したときにエンジンを速やかに停止できる。したがって、このディーゼルエンジンシステムは過給機の冷却のために燃費が悪化するという事態を確実に抑制できる。 In order to achieve the above object, the present invention provides a diesel engine equipped with a supercharger, further comprising a fuel injection valve upstream of a turbine of the supercharger disposed in an exhaust passage , wherein the temperature of the supercharger is predetermined. When the automatic stop condition of the diesel engine is satisfied from the operating state of the diesel engine at a temperature or higher, the fuel injection valve is driven to supply fuel upstream of the turbine when the diesel engine is automatically stopped. A diesel engine system for cooling the supercharger. With this configuration, it is not necessary to maintain the diesel engine in an idle state for cooling the supercharger, so that the engine can be quickly stopped when the automatic stop condition by the eco-run is satisfied. Therefore, this diesel engine system can reliably suppress a situation in which the fuel consumption deteriorates due to cooling of the supercharger.
前記過給機の温度を推定する温度推定手段と、該温度推定手段で推定された前記温度に基づいて前記燃料の必要添加量を算出する添加量算出手段と、前記添加量算出手段が算出した前記必要添加量に対応して、1回または複数回で前記必要添加量を噴射するように前記燃料噴射弁を制御する手段とを有する構成とすることができる。この場合、前記手段は、前記必要添加量を複数回に分けて噴射するときに初回の噴射量がその後の噴射量より多くなるように前記燃料噴射弁を駆動する構成とすることができる。 また、前記ディーゼルエンジンシステムは、前記ディーゼルエンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段によって検出される前記回転数が所定範囲内にあるときに前記燃料噴射弁を駆動して前記燃料を噴射して、該燃料を前記過給機まで供給する制御を行う手段とを有する構成とすることができる。 上記構成のディーゼルエンジンシステムにおいて、前記燃料噴射弁は、前記ディーゼルエンジンの排気通路に排気浄化用のフィルタの機能維持の処理に用いる燃料添加弁である構成とすることができる。Temperature estimation means for estimating the temperature of the supercharger, addition amount calculation means for calculating the required addition amount of the fuel based on the temperature estimated by the temperature estimation means, and the addition amount calculation means Corresponding to the required addition amount, the fuel injection valve can be configured to control the fuel injection valve so that the required addition amount is injected once or a plurality of times. In this case, the means may be configured to drive the fuel injection valve so that the initial injection amount becomes larger than the subsequent injection amount when the required addition amount is injected in a plurality of times. The diesel engine system drives the fuel injection valve when a rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the diesel engine and the rotational speed detected by the rotational speed detection means are within a predetermined range. And a means for controlling to inject the fuel and supply the fuel to the supercharger. In the diesel engine system configured as described above, the fuel injection valve may be a fuel addition valve used for maintaining the function of a filter for purifying exhaust gas in an exhaust passage of the diesel engine.
さらに、上記目的は、過給機と、自動停止自動始動の機構を備えたディーゼルエンジンとを含むシステムの冷却方法であって、前記過給機の温度が所定温度以上となる前記ディーゼルエンジンの運転状態から該ディーゼルエンジンの自動停止条件が成立したときに、前記ディーゼルエンジンの自動停止時に、排気通路に配置された前記過給機のタービンの上流に設けられた燃料噴射弁を駆動して燃料を前記タービンの上流に供給することで前記過給機を冷却するディーゼルエンジンシステムの冷却方法によっても達成できる。この構成において、前記燃料の噴射量が所定量よりも多くなるときに複数回に分けて噴射し、初回噴射量をその後の噴射量より多くする構成とすることができる。 Furthermore, the object is a cooling method of a system including a supercharger and a diesel engine having an automatic stop and automatic start mechanism, and the operation of the diesel engine in which the temperature of the supercharger is equal to or higher than a predetermined temperature. When the automatic stop condition of the diesel engine is satisfied from the state, the fuel injection valve provided upstream of the turbine of the supercharger disposed in the exhaust passage is driven when the diesel engine is automatically stopped. It can also be achieved by a cooling method of a diesel engine system that cools the supercharger by supplying it upstream of the turbine. In this configuration, when the fuel injection amount is larger than a predetermined amount, the fuel is injected in a plurality of times, and the initial injection amount is made larger than the subsequent injection amount.
本発明によれば、冷却手段によって過給機を冷却できるので、エコランによるエンジン自動停止の時期が遅れるという事態を抑制できる。よって、過給機を備えるエコラン対応のディーゼルエンジンで燃費が悪化することを抑制できる。 According to the present invention, since the supercharger can be cooled by the cooling means, it is possible to suppress a situation in which the timing of the engine automatic stop by the eco-run is delayed. Therefore, it can suppress that a fuel consumption deteriorates with the diesel engine for eco-runs provided with a supercharger.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、車両に搭載された状態でのディーゼルエンジン11(以下、単にエンジン11と称す)のシステムを示したブロック図である。エンジン11は4個の気筒12-1〜12-4を備えた4気筒エンジンである。図1の左から第1気筒12-1、第2気筒12-2、第2気筒12-2、第4気筒12-4となっている。各気筒12のそれぞれには燃料噴射用のインジェクタ13-1〜13-4が配置されている。図示しない燃料タンクに接続された燃料噴射ポンプ9からコモンレール14を介して各インジェクタ13-1〜13-4に燃料が供給されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a system of a diesel engine 11 (hereinafter simply referred to as an engine 11) mounted on a vehicle. The
エンジン11には吸気マニホルド(インテークマニホルド)20が配設されている。この吸気マニホルド20は吸気通路21の下流に接続されている。吸気通路21に導入される吸気TAは、まずエアーフィルタ22、過給機23のコンプレッサ23a、インタークーラ24を介して吸気マニホルド20へと供給されている。インタークーラ24より下流の吸気通路2内にはスロットルバルブ8が配置されている。
The
また、エンジン11の吸気マニホルド20の対向側には燃焼後の排気ガスEGを集合する排気マニホルド(エキゾーストマニホルド)30が配置されている。この排気マニホルド30には排気ガスを機外に放出するための排気通路31が接続されている。排気通路31は過給機23のタービン23b側を介して、排気ガス浄化用の排気浄化フィルタ33に接続されている。排気浄化フィルタ33には触媒34が担持されている。排気浄化フィルタ33の下流側には浄化済みの排気ガスEGを排出するための排気管35が接続されている。
Further, an exhaust manifold (exhaust manifold) 30 that collects the exhaust gas EG after combustion is disposed on the opposite side of the
また、上記排気マニホルド30には排気ガスの一部を吸気側に還流して窒素酸化物(NOx)を低減する排気ガス再循環装置40(以下、単にEGR装置40という)の排気ガス循環通路41(以下、EGR通路41という)が接続されている。EGR通路41は、排気マニホルド30とスロットルバルブ8より下流の吸気通路21とを接続している。EGR通路41には、排気マニホルド30を出たEGRガス(排気ガス)を冷却するEGR用クーラ42及び吸気通路21へのEGRガスの還流量を調整するEGR用バルブ43が配置されている。上記EGR通路41、EGR用クーラ42及びEGR用バルブ43を含んでEGR装置40が形成される。
Further, in the
図2は、上記排気マニホルド30及び過給機23周辺のより詳細な構成を説明するため図1の一部を拡大して示した図である。図2では、図1で図示を省略した液体噴射手段となる液体噴射ノズル4が示されている。液体噴射ノズル4は、液体が噴射される噴出口(吐出口)が排気マニホルド30内部に臨むように配置されている。液体噴射ノズル4は過給機23を冷却する液体を排気マニホルド30内に噴射する。液体噴射ノズル4から噴射された液体が、排気通路31を介して高温の過給機23に達すると気化する。この気化時の気化潜熱により過給機23が冷却される。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1 for explaining a more detailed configuration around the
液体噴射ノズル4は、排気マニホルド30と過給機23とを接続したときの内部の空間内に配置することができるが、図2で示すように噴射された液体が過給機23に向って流れ易いように排気通路31が接続される排気マニホルド30の接続部30aの周辺に設置することが望ましい。なお、前述したように排気マニホルド30にはEGR通路41も接続されている。吸気TA側に還流するEGRガスには上記噴射ノズル4からの液体を混入させないことが望ましい。そこで、図示のように排気マニホルド30に設ける排気通路31用の接続部30aとEGR通路41用の接続部30bとは、液体噴射ノズル4からの液体がEGR通路41へ侵入しない距離を確保して配置するのがよい。
The liquid injection nozzle 4 can be disposed in an internal space when the
ところで、過給機23のタービン23bより下流の排気通路31に配置されている排気浄化フィルタ33に担持される触媒34として吸蔵還元型NOx触媒或いは酸化機能を有する触媒を採用できる。このような触媒を採用したときには吸蔵されたNOxを放出還元する処理、SOx被毒からの回復処理、フィルタに捕集されたパーティキュレートの酸化除去を行う処理(これらを総称してフィルタの機能維持の処理と称す)を行って、触媒作用を維持することが必要である。フィルタの機能維持処理のために触媒に還元剤が供給される。そして、還元剤を触媒に供給する技術として触媒上流から燃料を噴射するものがある。この技術を採用するときには、図2で示した液体噴射ノズル4が配置されている位置と同位置から還元剤として燃料を供給できる。
By the way, an occlusion reduction type NOx catalyst or a catalyst having an oxidation function can be adopted as the
よって、本実施例のエンジンシステムにフィルタの機能維持処理のために燃料噴射ノズル(燃料添加弁)を設ける場合には、この燃料噴射ノズルを上記液体噴射ノズル4として使用(兼用)できることになる。さらに、過給機23を冷却するために用いる液体として燃料を用いることとすれば、フィルタの機能維持のため構成をそのまま過給機の冷却用に使用できる。なお、前記燃料噴射ポンプ9に燃料制御弁51が接続されており、この燃料制御弁51に液体噴射ノズル4が接続されている。燃料制御弁51は燃料噴射ポンプ9と同様にECU1によって制御されている。ECU1によって液体噴射ノズル4から噴射させる燃料の1回分の噴射量、噴射回数等が制御される。
Therefore, when the fuel injection nozzle (fuel addition valve) is provided in the engine system of the present embodiment for the filter function maintenance process, this fuel injection nozzle can be used (also used as the liquid injection nozzle 4). Further, if fuel is used as the liquid used for cooling the supercharger 23, the configuration can be used as it is for cooling the supercharger in order to maintain the filter function. A
なお、液体噴射ノズル4から噴射させる液体については燃料以外のもの、例えば水を採用することができる。液体は過給機23の熱で気化し、システムや排気ガスに悪影響を与えないものを適宜に選択して使用できる。 In addition, about the liquid injected from the liquid injection nozzle 4, things other than fuel, for example, water, are employable. A liquid that is vaporized by the heat of the supercharger 23 and that does not adversely affect the system and exhaust gas can be selected and used as appropriate.
また、液体噴射ノズル4は燃料噴射ノズルとは別に設けてもよい。例えば点線で変形例として示す液体噴射ノズル4aは、噴射口が排気通路31内に臨むように配置されており、過給機23のタービン23bに液体を直接、吹き付ける形態である。
Further, the liquid injection nozzle 4 may be provided separately from the fuel injection nozzle. For example, the
さらに、液体噴射ノズル4は過給機23の外部から液体を噴射するものでもよい。この点に関して液体噴射ノズル4の他の変形例として点線で液体噴射ノズル4bを示している。この液体噴射ノズル4bは、過給機23の外部に液体を吹きつける形態である。この液体噴射ノズル4bから噴射させる液体としてはウインドウォシャ液や水を使用できる。図2ではウインドウォシャ液52を使用する場合を例示している。この場合には、ウインドウォシャ液52を吐出させるポンプ53をECU1で駆動制御すればよい。
Further, the liquid ejecting nozzle 4 may eject liquid from the outside of the supercharger 23. In this regard, the
再度、図1を参照してエンジン11を中心に形成したシステムの電気的な構成について説明する。このシステムにはエコランが適用されているので、エコランを実行するための構成が含まれている。本明細書では、エコランを行うための構成をアイドルストップ機構と称して説明する。このシステムはECU1(電子制御ユニット)によって全体的に制御されている。エンジン11の周部にはエンジン11の状態を検出するため、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ2、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ3、排気ガスの温度を検出する排気温センサ37、排気浄化フィルタ33の出口温度を検出するフィルタ温センサ36が設置されている。また、車両の操作状態を確認するためブレーキペダル5aと連動したブレーキスイッチ5b、車速センサ6、アクセルペダル7aと連動したアイドルスイッチ7bが配置されている。上記複数のセンサやスイッチからの検出信号はECU1へ供給される。また、このシステムにはECU1によって駆動が制御されるスロットルバルブ8、燃料噴射ポンプ9、エンジンスタータ15及びエンジンスタータ15を駆動するバッテリ16を含んでいる。
With reference to FIG. 1 again, the electrical configuration of the system formed around the
ECU1は複数のセンサやスイッチからエンジンの駆動状態を確認して、所定条件が整った場合にエンジン11のエコランの制御を開始する。ECU1によりアイドルストップ機構が駆動されたときの様子については後述する。
The ECU 1 confirms the driving state of the engine from a plurality of sensors and switches, and starts eco-run control of the
ECU1にはマイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のROM1aには、エンジンのアイドルストップ機構をなすエンジン自動停止プログラムやエンジン自動始動プログラムが格納されている。さらに、車両が高負荷走行した後に停車したときのように、過給機の温度が所定温度以上となるエンジン運転状態からエンジンの自動停止条件が成立したときに、液体噴射ノズル4を駆動して液体を噴射させる過給機冷却プログラムが格納されている。この過給機冷却プログラムはアイドルストップ機構が駆動されたことと関連して起動される。
The ECU 1 is mainly configured by a microcomputer, and an
ここでアイドルストップ機構が駆動される条件(以下、エコラン開始条件という)について説明する。アイドルストップ機構をなすエンジンの自動停止プログラムは、(1)エンジンが暖機後であり、かつ、過熱していない状態(エンジン冷却水の水温Twが水温上限値Twmaxよりも低く、かつ、水温下限値Twminより高い)、(2)アクセルペダル7aが踏まれていない状態(アイドルスイッチ7b、オン)、(3)バッテリ16の充電量が基準電圧以上、(4)ブレーキペダル3aが踏み込まれている状態(ブレーキスイッチ5b、オン)、(5)車両が停止している状態である、ことを条件に自動的にエンジンを停止するように設定されている。
Here, conditions for driving the idle stop mechanism (hereinafter referred to as eco-run start conditions) will be described. The engine automatic stop program that constitutes the idle stop mechanism is as follows: (1) The engine is warmed up and not overheated (the engine coolant water temperature Tw is lower than the water temperature upper limit value Twmax and the water temperature lower limit value) Higher than the value Twmin), (2) the accelerator pedal 7a is not depressed (idle switch 7b, on), (3) the charge amount of the
ECU1はエンジン11の起動時から上記自動停止プログラムに基づいた制御を実行する。また、エンジン11が停止状態となった後には、ECU1はエンジン11の自動始動プログラムによる制御を開始する。(1)〜(5)の自動停止条件のうち1つでも満たしていなかった場合には、ECU1はエンジン始動制御を開始する。エンジン始動制御が開始されると、ECU1は燃料噴射量変更プログラムに基づく制御を開始する。ECU1はエンジンスタータ15に指令を出してエンジンスタータ15を駆動するとともに、スロットルバルブ8に指令を出してスロットルバルブ8を開く。また、ECU1は燃料噴射ポンプ9に対し燃料噴射の指令を行う。このときの噴射量は初期燃料噴射量Q0で、この初期燃料噴射量Q0は、ECU1内の書き換え可能なメモリに記憶されたものを読み込む。
The ECU 1 executes control based on the automatic stop program from when the
図3は、ECU1によって実行される過給機冷却のルーチンを示したフローチャートである。ECU1はエコランの自動停止条件を満たしているか否かの確認を行う(S101)。自動停止条件は前述した通りである。ECU1はエコラン条件を満たしていること確認すると、過給機23の温度Ttbを推定する。ECU1は浄化フィルタ下流に配置したフィルタ温センサ36、排気通路31に配置した排気温センサ37からの信号及び運転条件履歴などに基づいて、過給機23の温度Ttbを推定する(S102)。運転条件履歴としては、エンジン11の負荷状態が確認できるデータ等であって、過給機23の温度状態を推定できる種々の情報が含まれる。まお、このような運転条件履歴に関する情報は、ECU1内の書き換え可能なメモリに記憶しておけばよい。
FIG. 3 is a flowchart showing a supercharger cooling routine executed by the ECU 1. The ECU 1 checks whether or not the eco-run automatic stop condition is satisfied (S101). The automatic stop condition is as described above. When the ECU 1 confirms that the eco-run condition is satisfied, the ECU 1 estimates the temperature Ttb of the supercharger 23. The ECU 1 estimates the temperature Ttb of the supercharger 23 based on the signal from the
次のステップ103で、ECU1はステップ102で推定した過給機23の温度Ttbと所定値(所定温度)との比較を行う(S103)。このステップ103ではエンジン11を自動停止させてもよい温度まで、過給機23の温度が低下しているかを確認する。よって、ここでの所定値は直ぐにエンジン11を停止するとシステムに損傷を与える虞のある温度を基準にして設定される。この所定値よりも過給機23の温度Ttbが低いとECU1が判断した場合にはシステムに障害が発生する虞がない。よって、ECU1はここで本ルーチンによる処理を停止し、通常のとおりにアイドルストップ機構を駆動してエンジン11を自動停止させることになる。
In the
一方、ECU1がステップ103で過給機23の温度Ttbが所定値より高いと判断したときには、直ぐにエンジン11を停止するとシステムに障害が発生することが想定される。そこで、ECU1は過給機23を冷却する準備に入る。ここでは過給機23の冷却用に噴射する液体として燃料を使用する場合を例示している。
On the other hand, when the ECU 1 determines in
ECU1は、過給機23の温度Ttbから燃料の必要添加量Qtbを算出する(S104)。ここで算出する必要添加量Qtbは、例えば過給機温度Ttbと必要添加量Qtbとの相関を予め測定して、この測定に基づいて作製した算出テーブルをROM1aに記憶していたものをECU1が読み出して使用する。
The ECU 1 calculates the required fuel addition amount Qtb from the temperature Ttb of the supercharger 23 (S104). As for the required addition amount Qtb calculated here, for example, the ECU 1 measures the correlation between the supercharger temperature Ttb and the required addition amount Qtb in advance and stores the calculation table prepared based on this measurement in the
つぎに、ECU1はクランク角センサ3からの信号に基づいて、エンジン11の回転数が所定範囲内であるか否かを確認する(S105)。すなわち、ECU1は噴射される燃料が過給機23へ確実に供給される範囲のエンジン回転数となっていることを確認してから燃料噴射を行う。このような条件を付することで冷却用に噴射した燃料が確実に過給機23まで到達する。
Next, the ECU 1 checks whether or not the rotational speed of the
さらに、ECU1はステップ104で算出した燃料の必要添加量Qtbが所定量よりも多いか否かを確認する(S106)。必要添加量Qtbが所定量以上である場合には一度に多量の燃料を噴射するよりも複数回に分けて噴射させた方が効率の良い冷却を行える。そこで、必要添加量Qtbが所定量未満である場合には、ECU1は液体噴射ノズル4を1回の駆動で燃料噴射を行い(S107)、本ルーチンによる処理を終了する。一方、必要添加量Qtbが所定量以上である場合には、ECU1は液体噴射ノズル4を複数回駆動させて燃料を複数回噴射して(S108)、本ルーチンによる処理を終了する。
Further, the ECU 1 checks whether or not the required fuel addition amount Qtb calculated in step 104 is larger than a predetermined amount (S106). When the required addition amount Qtb is equal to or greater than a predetermined amount, efficient cooling can be performed by injecting the fuel in a plurality of times rather than injecting a large amount of fuel at a time. Therefore, when the required addition amount Qtb is less than the predetermined amount, the ECU 1 performs fuel injection by driving the liquid injection nozzle 4 once (S107), and the processing by this routine is ended. On the other hand, when the required addition amount Qtb is equal to or greater than the predetermined amount, the ECU 1 drives the
なお、ステップ106で1回の噴射とするか、複数回の噴射とするかの基準とする所定量については、燃料を噴射して過給機を冷却する試験を行って得たデータに基づいて定めればよい。また、所定量を越えた場合に何回に分けて噴射を行うのが効果的であるかについても測定し、必要添加量Qtbと回数とのテーブルを作成してROM1aに予め記憶しておけばよい。
Note that the predetermined amount used as a reference in step 106 for single injection or multiple injections is based on data obtained by performing a test of injecting fuel and cooling the supercharger. You just have to decide. Also, it is possible to measure how many times it is effective to perform the injection when the predetermined amount is exceeded, and create a table of the required addition amount Qtb and the number of times and store it in the
また、複数回に分けて燃料を噴射する場合には、必要添加量Qtbを単純に回数で割って等分の噴射を行うよりも、初回の噴射量を最も多くする場合の方が過給機23を効率的に冷却できる。第2回目以降の噴射については、順に噴射量を減らすようにしてもよいし、均等としてもよい。このようなデータのテーブルもROM1aに記憶しておけばよい。また、ステップ106では必要添加量Qtbと所定値との比較を行って噴射回数を定めているが、必要添加量Qtbに応じて噴射回数を予め設定しておいてもよい。例えば、必要添加量Qtbが所定範囲の場合は1回噴射、所定範囲から外れた場合は2回噴射等のように噴射回数を予め設定してもよい。さらに、噴射回数を複数とする場合の1回目及び2回目以降の噴射量を予め設定してもよい。このように必要添加量Qtbに応じて予め噴射回数や噴射量を設定しておけばステップ106で比較処理を行う必要がなくなる。このようなデータについてもテーブルを作成してROM1aに予め記憶しておけばよい。
In addition, when fuel is injected in a plurality of times, the turbocharger is the one that maximizes the initial injection amount, rather than simply dividing the required addition amount Qtb by the number of times and injecting equally. 23 can be efficiently cooled. For the second and subsequent injections, the injection amount may be reduced in order or may be equal. Such a data table may also be stored in the
以上説明したエンジン11のシステムは、過給機23が高温となっている状態からエンジン自動停止条件の条件が成立したときに、液体を噴射して過給機23を強制的に冷却できるので、従来の装置のように過給機23が冷却するまでアイドル状態を維持する必要がない。よって、このシステムは過給機23の冷却のために燃費が悪化することを抑制できる。また、過給機23の液体噴射による冷却は短時間で完了するので、エコランによる自動停止条件を満足した後に速やかにエンジン11を停止できる。
Since the system of the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 ECU(制御手段)
1a ROM
3 クランク角センサ(回転数検出手段)
4 液体噴射ノズル(液体噴射手段)
11 ディーゼルエンジン
23 過給機
34 排気浄化用フィルタ
36 フィルタ温センサ
37 排気温センサ
1 ECU (control means)
1a ROM
3 Crank angle sensor (rotation speed detection means)
4 Liquid injection nozzle (liquid injection means)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
排気通路に配置される前記過給機のタービンの上流に燃料噴射弁を備え、前記過給機の温度が所定温度以上となる前記ディーゼルエンジンの運転状態から該ディーゼルエンジンの自動停止条件が成立したときに、前記ディーゼルエンジンの自動停止時に前記燃料噴射弁を駆動して燃料を前記タービンの上流に供給することで前記過給機を冷却することを特徴とするディーゼルエンジンシステム。 In a diesel engine with a supercharger,
A fuel injection valve is provided upstream of the turbine of the supercharger disposed in the exhaust passage, and the automatic stop condition of the diesel engine is established from the operating state of the diesel engine where the temperature of the supercharger is equal to or higher than a predetermined temperature. Sometimes, the diesel engine system cools the supercharger by driving the fuel injection valve and supplying fuel upstream of the turbine when the diesel engine is automatically stopped.
該温度推定手段で推定された前記温度に基づいて前記燃料の必要添加量を算出する添加量算出手段と、
前記添加量算出手段が算出した前記必要添加量に対応して、1回または複数回で前記必要添加量を噴射するように前記燃料噴射弁を制御する手段とを有することを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジンシステム。 Temperature estimating means for estimating the temperature of the supercharger;
An addition amount calculation means for calculating a required addition amount of the fuel based on the temperature estimated by the temperature estimation means;
The fuel injection valve is controlled so as to inject the required addition amount once or a plurality of times corresponding to the required addition amount calculated by the addition amount calculating means. The diesel engine system according to claim 1.
前記回転数検出手段によって検出される前記回転数が所定範囲内にあるときに前記燃料噴射弁を駆動して前記燃料を噴射して、該燃料を前記過給機まで供給する制御を行う手段とを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載のディーゼルエンジンシステム。 A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the diesel engine;
Means for driving the fuel injection valve to inject the fuel and supplying the fuel to the supercharger when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is within a predetermined range; The diesel engine system according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記過給機の温度が所定温度以上となる前記ディーゼルエンジンの運転状態から該ディーゼルエンジンの自動停止条件が成立したときに、前記ディーゼルエンジンの自動停止時に、排気通路に配置された前記過給機のタービンの上流に設けられた燃料噴射弁を駆動して燃料を前記タービンの上流に供給することで前記過給機を冷却することを特徴とするディーゼルエンジンシステムの冷却方法。 A cooling method for a system including a supercharger and a diesel engine equipped with a mechanism for automatic stop and automatic start,
The turbocharger disposed in the exhaust passage when the diesel engine is automatically stopped when an automatic stop condition of the diesel engine is satisfied from an operating state of the diesel engine where the temperature of the turbocharger is equal to or higher than a predetermined temperature. A method for cooling a diesel engine system, wherein the turbocharger is cooled by driving a fuel injection valve provided upstream of the turbine and supplying fuel upstream of the turbine.
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