JP2000045870A - 内燃機関とその制御方法 - Google Patents

内燃機関とその制御方法

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JP2000045870A
JP2000045870A JP10218983A JP21898398A JP2000045870A JP 2000045870 A JP2000045870 A JP 2000045870A JP 10218983 A JP10218983 A JP 10218983A JP 21898398 A JP21898398 A JP 21898398A JP 2000045870 A JP2000045870 A JP 2000045870A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
pipe
intake air
intake
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JP10218983A
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English (en)
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Teruhiro Sakurai
井 輝 浩 桜
Masaru Edera
寺 勝 江
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気冷却装置で吸気を冷却し、排熱で吸収冷
凍機を加熱する内燃機関において、吸気冷却装置の冷却
効果を向上させ内燃機関の効率を向上する。 【解決手段】 吸気冷却装置(2)の冷却水の出口管
(3a)と吸収冷凍機(6)の冷水の入口管(7)とで
接続する配管(11)と、吸収冷凍機(6)の冷水の出
口管(8)と吸気冷却装置(2)の冷却水の入口管
(3)とを接続する配管(10)を設け、吸収冷凍機
(6)の冷水で吸気冷却装置(2)を冷却し、冷却効率
を向上させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気冷却装置によ
り吸気を冷却し、そして排熱を吸収冷凍機を加熱する内
燃機関とその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、内燃機関の運転中にノッキ
ングが生ずると出力および効率が低下するので、ノッキ
ングを防止するために、インタークーラと称せられる吸
気冷却装置を用いることが知られている。特にターボチ
ャージャ等を備えた内燃機関では吸気冷却装置を用いね
ばならない。
【0003】他方、内燃機関の排熱を吸収冷凍機の熱源
として使用し、もって内燃機関および吸収冷凍機と組合
せて両者の効率を向上させる技術は例えば本出願人に係
る特開平6−174330号公報に記載されている。
【0004】この従来技術を図4を参照して説明する。
図4において、内燃機関1に供給される空気Aは、吸気
冷却装置2により冷却される。そして吸気冷却装置2
は、冷却水入口配管3を通って供給される冷却水により
冷却され、該冷却水は出口配管3aを通って吸気冷却装
置2から排出される。
【0005】吸気冷却装置2で冷却された空気Aは、矢
印4で表現された導管を通って内燃機関1に供給され
る。内燃機関1で発生した排熱は、温排水として配管管
5を流過し、吸収冷凍機6へ供給されて熱源として利用
され、そして、配管5aを通って内燃機関1に戻され
る。図4において、符号7は吸収冷凍機6で冷却される
べき冷水の入口管を示し、符号8は当該冷水の出口管で
ある。また、符号9は内燃機関1の出力軸である。
【0006】図4で示すような技術によれば、内燃機関
1の排熱を吸収冷凍機6の駆動熱源として利用する事が
出来るので、排熱の有効利用或いは省エネルギの見地か
ら、大変に好ましい。
【0007】しかし、かかる従来技術では内燃機関1の
性能或いは運転効率を向上させることはできなかった。
【0008】これに対して、特開昭58−79618号
公報には、ターボチャージャーを設けた内燃機関と吸収
冷凍機とを組み合わせ、吸収冷凍機により内燃機関の吸
気を冷却し、内燃機関の効率を向上する技術が示されて
いる。しかし、特開昭58−79618号公報には、吸
気をどの程度冷却するのかを制御する構造については何
等開示されておらず、内燃機関の効率及びノッキング防
止を高精度にて実行する事が不可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたもので、吸収冷凍機と
内燃機関とを組み合わせて当該内燃機関の効率或いは燃
費を向上すると共に、ノッキングを確実に防止する事が
出来る様な内燃機関とその制御方法の提供を目的として
いる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関は、吸
気冷却装置により吸気を冷却し、そして排熱で吸収冷凍
機を加熱する内燃機関において、吸気冷却装置の冷却水
の出口管と吸収冷凍機の冷水の入口管とを接続する配管
と、吸収冷凍機の冷水の出口管と吸気冷却装置の冷却水
の入口管とを接続する配管とを設け、内燃機関の出力を
検出する出力センサと、吸気冷却装置に流入する空気の
温度を検出する空気温度センサとを備え、吸収冷凍機の
冷水の出口管と吸気冷却装置の冷却水の入口管とを接続
する配管に制御弁を設け、前記出力センサからの信号と
前記空気温度センサからの信号で前記制御弁の開度を制
御する制御装置を設けたことを特徴としている。
【0011】また本発明の内燃機関は、吸気冷却装置に
より吸気を冷却し、そして排熱で吸収冷凍機を加熱する
内燃機関において、吸気冷却装置の冷却水の出口管と吸
収冷凍機の冷水の入口管とを接続する配管と、吸収冷凍
機の冷水の出口管と吸気冷却装置の冷却水の入口管とを
接続する配管とを設け、内燃機関のノッキングを検出す
るノックセンサを備え、吸収冷凍機の冷水の出口管と吸
気冷却装置の冷却水の入口管とを接続する配管に制御弁
を設け、前記ノックセンサからの信号をノッキング限界
以下にするべく前記制御弁の開度を制御する制御装置を
設けたことを特徴としている。
【0012】ここで、吸気冷却装置から流出する空気の
温度を検出する空気温度センサも備え、前記制御装置
は、前記ノックセンサからの信号をノッキング限界以下
にするために前記空気温度センサからの信号により前記
制御弁の開度を制御するのが好ましい。
【0013】また、本発明の内燃機関の制御方法は、吸
気冷却装置により吸気を冷却し、そして排熱が吸収冷凍
機を加熱する内燃機関の制御方法において、吸収冷凍機
からの冷水を吸気冷却装置に送る配管に制御弁を設置
し、あらかじめ内燃機関の出力に対応する機関入口空気
温度の関係を記憶させ、その記憶させた機関入口空気温
度と、その出力時の実際の機関入口空気温度とを比較
し、その大小に応じて制御弁の開度を制御し、もってノ
ッキングを生じない温度の冷却空気を内燃機関に供給す
ることを特徴としている。
【0014】そして、本発明の内燃機関の制御方法は、
吸気冷却装置により吸気を冷却し、排熱が吸収冷凍機を
加熱する内燃機関の制御方法において、吸収冷凍機から
の冷水を吸気冷却装置に送る配管に制御弁を設置し、あ
らかじめ内燃機関のノッキング限界に対応するノックセ
ンサのノッキング限界出力信号を記憶させ、該記憶させ
たノッキング限界出力信号と、ノックセンサの実際の出
力信号とを比較し、ノックセンサからの信号をノッキン
グ限界以下にするべく前記制御弁の開度を制御し、以っ
てノッキングを生じない温度の冷却空気を内燃機関に供
給することを特徴としている。
【0015】かかる構成を具備する本発明の内燃機関或
いはその制御制御方法によれば、吸収冷凍機の冷水で吸
気冷却装置を冷却するので、冷却効率が向上し、内燃機
関のノッキングを防止することができる。それに加え
て、上述した様な各種パラメータに基づいて、冷水の供
給量を適正に制御して、内燃機関の冷却をより高精度で
行うと共に、より高精度なノッキングの防止を実行する
事が出来るので、効率或いは燃費が良好な運転を保証す
ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお、図1−図3、図5、図6にお
いて図4と同じ部品は同じ符号を付して重複説明を省略
する。
【0017】図1は本発明の第1実施形態における基本
的な構造を示しており、第1実施形態の全体的な構成は
図2で示されている。図1及び図2において、吸気冷却
装置2の冷却水の出口管3aと吸収冷凍機6の冷水の入
口管7とを接続する配管10と、吸収冷凍機6の冷水の
出口管8と吸気冷却装置2の冷却水の入口管3とを接続
する配管11とを設け、吸収冷凍機6からの冷水が配管
11を介して吸気冷却装置2に流入し、もって吸気冷却
機能を向上さるようになっている。また、吸気冷却装置
2の出口管3aからの冷却水は吸収冷凍機6に流入する
ようになっている。
【0018】このように吸収冷凍機6で作られた冷水を
用いて吸気を冷却することにより50℃の吸気を5ない
し10℃に冷却でき、熱効率を2%程度上昇させること
ができる。
【0019】第1実施形態において、吸収冷凍機6から
吸気冷却装置2に流れる冷水の流量を制御できるように
するための構成は、図2で示されている。図2におい
て、内燃機関にはノッキングを検出する出力センサ13
が設けられ、吸気冷却装置2に流入する空気温度を検出
する空気温度センサ14が設けられている。そして吸収
冷凍機6からの冷水を吸気冷却装置2に送る配管11に
は制御弁15が設けられている。出力センサ13からの
信号はラインL1を介して制御装置20に入力され、空
気温度センサ14からの信号はラインL2を介して制御
装置20に入力されている。そしてそれらの信号に基づ
いて制御装置20はラインL3を介して制御弁15の開
度の制御信号を出力している。
【0020】図3をも参照して、図1及び図2で説明し
た第1実施形態の作用を説明する。作動に際して出力セ
ンサ13および空気温度センサ14は制御装置20に出
力する(ステップS1)。制御装置20には出力センサ
13の出力に対応する入口空気温度(ノッキングを生じ
ない温度)が例えばマップにより記憶されており、或い
は、当該入口空気温度を決定するための演算式が制御装
置20に記憶されており、制御装置20に記憶されたマ
ップ或いは演算式に従って、空気温度を決定する(ステ
ップS2)。次いで制御装置20は空気温度センサ13
からの温度信号と、ステップS2の温度と比較する(ス
テップS3)。そして同じ場合は弁15の開度をそのま
まとし(ステップS4)、異なる場合は、その大小に従
って弁15を開閉制御する(ステップS5)。
【0021】次に、図5及び図6により、本発明の他の
実施形態を説明する。図5において、内燃機関にはノッ
キングを検出するノックセンサ13aが設けられ、吸気
冷却装置2から流出する空気温度を検出する空気温度セ
ンサ14aが設けられている。そして吸収冷凍機6から
の冷水を吸気冷却装置2に送る配管11には制御弁15
が設けられている。その他の構成については、図2で示
す実施形態と同様である。すなわち、ノックセンサ13
aからの信号はラインL1を介して制御装置20に入力
され、空気温度センサ14aからの信号はラインL2を
介して制御装置20に入力されている。そしてそれらの
信号に基づいて制御装置20はラインL3を介して制御
弁15の開度の制御信号を出力している。
【0022】図6に示すように、作動に際して、先ずノ
ックセンサ13aの検出結果を制御装置20に取り込む
(ステップS11)。次いで制御装置20は、予め記憶
されたノッキング限界と、ステップS11で取り込まれ
たノックセンサ13aの検出結果とを比較する(ステッ
プS12)。
【0023】ノックセンサ13aの検出結果がノッキン
グ限界と相違していれば(ステップS12が「違
う」)、制御弁15の開度をそのままとする(ステップ
S13)。一方、ノックセンサ13aの検出結果がノッ
キング限界と同じであれば(ステップS12が「同
じ」)、制御弁15が所定の開度となるように、開閉制
御が行われる(ステップS14)。
【0024】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、吸収冷凍
機の冷水で吸気冷却装置を冷却することによりノッキン
グを防止することができ内燃機関の効率を向上できる。
【0025】さらに制御弁により吸気冷却装置に流れる
冷水の量を制御することにより確実にノッキングを防止
することができる。
【0026】このように本発明によれば、内燃機関と吸
収冷凍機の双方の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の基本的な構成を示すブ
ロック図。
【図2】本発明の第1実施形態のブロック図。
【図3】本発明の第1実施形態の制御フローチャートを
示す図。
【図4】従来技術を示す説明図。
【図5】本発明の第2実施形態を示すブロック図。
【図6】図5の実施形態の制御フローチャートを示す
図。
【符号の説明】
1・・・内燃機関 2・・・吸気冷却装置 3・・・冷却水入口管 3a・・・冷却水出口管 4・・・空気導管 5・・・排気管 6・・・吸収冷凍機 7・・・冷水入口管 8・・・冷水出口管 10、11・・・配管 13・・・出力センサ 13a・・・ノックセンサ 14、14a・・・空気温度センサ 15・・・制御弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気冷却装置により吸気を冷却し、そし
    て排熱で吸収冷凍機を加熱する内燃機関において、吸気
    冷却装置の冷却水の出口管と吸収冷凍機の冷水の入口管
    とを接続する配管と、吸収冷凍機の冷水の出口管と吸気
    冷却装置の冷却水の入口管とを接続する配管とを設け、
    内燃機関の出力を検出する出力センサと、吸気冷却装置
    に流入する空気の温度を検出する空気温度センサとを備
    え、吸収冷凍機の冷水の出口管と吸気冷却装置の冷却水
    の入口管とを接続する配管に制御弁を設け、前記出力セ
    ンサからの信号と前記空気温度センサからの信号で前記
    制御弁の開度を制御する制御装置を設けたことを特徴と
    する内燃機関。
  2. 【請求項2】 吸気冷却装置により吸気を冷却し、そし
    て排熱で吸収冷凍機を加熱する内燃機関において、吸気
    冷却装置の冷却水の出口管と吸収冷凍機の冷水の入口管
    とを接続する配管と、吸収冷凍機の冷水の出口管と吸気
    冷却装置の冷却水の入口管とを接続する配管とを設け、
    内燃機関のノッキングを検出するノックセンサを備え、
    吸収冷凍機の冷水の出口管と吸気冷却装置の冷却水の入
    口管とを接続する配管に制御弁を設け、前記ノックセン
    サからの信号をノッキング限界以下にするべく前記制御
    弁の開度を制御する制御装置を設けたことを特徴とする
    内燃機関。
  3. 【請求項3】 吸気冷却装置により吸気を冷却し、そし
    て排熱が吸収冷凍機を加熱する内燃機関の制御方法にお
    いて、吸収冷凍機からの冷水を吸気冷却装置に送る配管
    に制御弁を設置し、あらかじめ内燃機関の出力に対応す
    る機関入口空気温度の関係を記憶させ、その記憶させた
    機関入口空気温度と、その出力時の実際の機関入口空気
    温度とを比較し、その大小に応じて制御弁の開度を制御
    し、もってノッキングを生じない温度の冷却空気を内燃
    機関に供給することを特徴とする内燃機関の制御方法。
  4. 【請求項4】 吸気冷却装置により吸気を冷却し、そし
    て排熱が吸収冷凍機を加熱する内燃機関の制御方法にお
    いて、吸収冷凍機からの冷水を吸気冷却装置に送る配管
    に制御弁を設置し、あらかじめ内燃機関のノッキング限
    界に対応するノックセンサのノッキング限界出力信号を
    記憶させ、該記憶させたノッキング限界出力信号と、ノ
    ックセンサの実際の出力信号とを比較し、ノックセンサ
    からの信号をノッキング限界以下にするべく前記制御弁
    の開度を制御し、以ってノッキングを生じない温度の冷
    却空気を内燃機関に供給することを特徴とする内燃機関
    の制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20100470A1 (it) * 2010-07-23 2012-01-24 Marco Ciaccini Dispositivo per il raffreddamento dell' aria di aspirazione di un motore endotermico
RU2466289C1 (ru) * 2011-04-13 2012-11-10 Виталий Никифорович Тимофеев Система для охлаждения свежего заряда и отработавших газов судового дизеля, подаваемых на впуск
RU214584U1 (ru) * 2022-04-07 2022-11-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта" Устройство для воздухоснабжения судового дизеля

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