JP2007518019A - ターボチャージャ過給型内燃機関 - Google Patents
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Abstract
Description
可変容積の燃焼室と、
燃焼室内に向かう空気流を制御するための吸気弁手段と、
この空気に燃料を送り込んで混合させる燃料供給手段と、
燃焼室に発する燃焼済ガス流を制御するための排気弁手段であって、第1排気ダクトにつながった少なくとも1個の第1排気弁、及び第1排気ダクトとは別体独立の第2排気ダクトにつながった少なくとも1個の第2排気弁を有する排気弁手段と、
燃焼室内への流入に先立ち空気を圧縮するコンプレッサ手段であって、第1排気ダクト内を通る排ガスによって回転駆動できるよう且つ第2排気ダクト内燃焼済ガス流を第1ターボチャージャを通らずに排気させられるよう、第1排気ダクトにつながり且つ第2排気ダクトにより迂回された第1ターボチャージャを有するコンプレッサ手段と、
排気弁手段を開閉させるアクチュエータ手段と、
このアクチュエータ手段の動作を制御することにより排気弁手段の開閉を制御する電子コントローラであって、アクチュエータ手段の動作制御によって第1及び第2排気弁の開閉を制御することにより、燃焼室から出てくる燃焼済ガスのうちどれだけの割合を第1排気ダクト内に流しどれだけの割合を第2排気ダクト内に流すかを制御する電子コントローラと、
を備えるものである。
Claims (24)
- 可変容積の燃焼室と、
燃焼室内に向かう空気流を制御するための吸気弁手段と、
この空気に燃料を送り込んで混合させる燃料供給手段と、
燃焼室に発する燃焼済ガス流を制御するための排気弁手段であって、第1排気ダクトにつながった少なくとも1個の第1排気弁、及び第1排気ダクトとは別体独立の第2排気ダクトにつながった少なくとも1個の第2排気弁を有する排気弁手段と、
燃焼室内への流入に先立ち空気を圧縮するコンプレッサ手段であって、第1排気ダクト内を通る排ガスによって回転駆動できるよう且つ第2排気ダクト内燃焼済ガス流を第1ターボチャージャを通らずに排気させられるよう、第1排気ダクトにつながり且つ第2排気ダクトにより迂回された第1ターボチャージャを有するコンプレッサ手段と、
排気弁手段を開閉させるアクチュエータ手段と、
このアクチュエータ手段の動作を制御することにより排気弁手段の開閉を制御する電子コントローラであって、アクチュエータ手段の動作制御によって第1及び第2排気弁の開閉を制御することにより、燃焼室から出てくる燃焼済ガスのうちどれだけの割合を第1排気ダクト内に流しどれだけの割合を第2排気ダクト内に流すかを制御する電子コントローラと、
を備えるターボチャージャ過給型内燃機関。 - 請求項1記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、第1ターボチャージャのタービン部内で膨張した後第1ターボチャージャから出てくる燃焼済ガスと第2排気ダクト内燃焼済ガス流とを接合部にて合流させ、合流後の燃焼済ガス流を第1触媒コンバータを介し外気へと流すターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項2記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、更に、第1ターボチャージャから出て来た燃焼済ガスと第2排気ダクト内燃焼済ガスとが合流する上記接合部より上流に位置することとなるよう、第2排気ダクト内に第2触媒コンバータを設けたターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項3記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、本内燃機関の始動時に、そのシリンダから出てくる燃焼済ガスの全て或いは少なくとも大部分が第2排気ダクトひいては第2触媒コンバータを通るよう、電子コントローラが第1及び第2排気弁の開閉を制御するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1乃至4のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、更に、第1ターボチャージャからシリンダに向かう圧縮済空気流を冷却するインタクーラを備えるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、
コンプレッサ手段が、更に、第1ターボチャージャより低圧の第2ターボチャージャを有し、第1ターボチャージャが、第2ターボチャージャから第1気圧の圧縮済空気を受け取って圧縮しその圧力を第2気圧に高めることができるより高圧のターボチャージャであり、
第1ターボチャージャのタービン部内で膨張した後第1ターボチャージャから出てくる燃焼済ガスと第2排気ダクト内燃焼済ガス流とを合流させ、合流後の燃焼済ガス流により第2ターボチャージャを回転駆動するターボチャージャ過給型内燃機関。 - 請求項6記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、第2ターボチャージャから出てくる燃焼済ガスを触媒コンバータに通して外気へと流すターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項6又は7記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、更に第1インタクーラを備え、比較的低圧の第2ターボチャージャにより圧縮された空気がこの第1インタクーラを通ってより高圧の第1ターボチャージャに達するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項6乃至8のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、更に、第2ターボチャージャにて圧縮された空気を第1ターボチャージャを迂回して吸気弁手段へと流すための吸気迂回流路と、吸気迂回流路内圧縮済空気流を制御するための迂回弁手段と、を備えるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、吸入空気を第1気圧まで圧縮する第1ターボチャージャより高圧のスーパチャージャを有し、このスーパチャージャが、より低圧の第1ターボチャージャから出てくる圧縮済空気を圧縮してその圧力を第1気圧から第2気圧へと高めるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項10記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、第1ターボチャージャにより圧縮された空気をスーパチャージャを迂回して流すための迂回流路と、迂回流路内圧縮済空気流を制御するための迂回弁手段と、を有するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項11記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、迂回弁手段が電子コントローラにより制御される電気制御弁であるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、第1ターボチャージャより低圧の電動コンプレッサを有し、電動コンプレッサにより圧縮された空気をより高圧の第1ターボチャージャに送り込み、第1ターボチャージャにてその圧力を更に高めるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項13記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、電動コンプレッサを迂回し第1ターボチャージャへと直に空気を流すための迂回流路と、迂回流路内空気流を制御するための迂回弁と、を有するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項14記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、電子コントローラが、本内燃機関を始動させるとき、本内燃機関が低速運転されているとき又はその双方に限って電動コンプレッサが作動し、それ以外の状況では吸入空気が完全に電動コンプレッサを迂回し第1ターボチャージャだけで圧縮されるよう、迂回弁及び電動コンプレッサの動作を制御するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、
コンプレッサ手段が、更に、第1ターボチャージャより低圧の第2ターボチャージャを有し、この第2ターボチャージャにより第1気圧まで圧縮された空気を第1ターボチャージャが更に圧縮してその圧力を第2気圧に高め、
第1排気ダクトを介して送り込む排ガスにより高圧の第1ターボチャージャを、また第2排気ダクトを介し且つ第1ターボチャージャを迂回して送り込む排ガスにより低圧の第2ターボチャージャを、それぞれ回転駆動でき、
電子コントローラが、アクチュエータ手段の動作を制御することにより、燃焼室から出てくる燃焼済ガスのうちどれだけの割合を第1排気ダクト内に流しどれだけの割合を第2排気ダクト内に流すかを制御し、ひいては高圧の第1ターボチャージャ及び低圧の第2ターボチャージャの動作を制御するターボチャージャ過給型内燃機関。 - 請求項16記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、高圧の第1ターボチャージャから出てくる膨張した排ガスを第2排気ダクト内に送り込み、それを介して低圧の第2ターボチャージャへと送り込むターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項16又は17記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、高圧の第1ターボチャージャを迂回して空気を流すための迂回流路と、迂回流路内空気流を制御するための迂回弁と、を有するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項18記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、迂回弁が電子コントローラにより制御されるターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項10乃至19のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、コンプレッサ手段が、更に、燃焼室内に送り込むのに先立ちコンプレッサ手段への吸入空気を冷却するインタクーラを有するターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項6乃至20のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、
更に、電子コントローラにより制御され本内燃機関始動時に第2排気ダクト内排ガス流を阻止可能な始動弁を備え、
第1ターボチャージャから出て来た排ガスを第1排気ダクトを介し始動弁より上流で第2排気ダクト内に送り込み、
燃焼室から出て来た圧縮済ガスが第1排気ダクトを介してその連結先の第1ターボチャージャに送り込まれ、その圧縮済ガスによって第1ターボチャージャが駆動され、更にその圧縮済ガスが第2排気ダクトを介し燃焼室へと戻され再圧縮されるよう、電子コントローラが本内燃機関始動時に始動弁を閉じ且つ排気弁手段を開閉させるターボチャージャ過給型内燃機関。 - 請求項6乃至20のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、更に、貯留タンクと、燃焼室から延び貯留タンクに達する貯留タンク流路と、燃焼室から貯留タンクに至る燃焼済ガス流並びに貯留元の貯留タンクから燃焼室に至る燃焼済ガス流を制御するためのシリンダヘッド貯留タンク弁手段と、を備え、シリンダヘッド貯留タンク弁手段により、燃焼室内で圧縮した燃焼済ガスを貯留タンクに送り込んでその内部に貯留し、その後シリンダに戻してシリンダ内で膨張させることが可能なターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項1乃至22のうち何れか一項記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、燃料注入手段による燃焼室内への燃料注入をアップストローク中の十分早い時期に行うことで空気に燃料を混合させそれにより均質混合物を生成して予混合圧縮自己着火により着火させること、或いは、燃料注入手段による燃料注入をアップストローク中のより遅い時期に行い燃焼室内で圧縮自己着火させることが可能なターボチャージャ過給型内燃機関。
- 請求項23記載のターボチャージャ過給型内燃機関であって、本内燃機関が部分負荷運転状態で予混合圧縮自己着火動作しているときに、電子コントローラが、燃焼室内に燃焼済ガスが捕捉されるようピストンアップストローク中に排気弁手段を閉ざし、この捕捉済燃焼済ガスを燃料混合気内に組み込むことにより本内燃機関における燃料混合気への着火を遅らせるターボチャージャ過給型内燃機関。
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