JP2008008223A - Exhaust gas temperature suppressing device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボチャージャを備えた内燃機関の排気温度を抑制する装置に関し、特にいわゆるターボラグの抑制が考慮されたものに関する。 The present invention relates to an apparatus for suppressing the exhaust temperature of an internal combustion engine equipped with a turbocharger, and more particularly to an apparatus that considers so-called turbo lag suppression.
内燃機関の排気温度を抑制する目的から、排気系に水等の液体を噴射する装置が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2)。このような装置によれば、液体の気化潜熱によって排気温度を抑制することができる。また、ターボチャージャを備えた内燃機関に同様の技術を適用した装置も提案されている(特許文献3)。この装置では、ターボチャージャよりも下流の排気経路中に液体を噴射している。 For the purpose of suppressing the exhaust temperature of an internal combustion engine, devices for injecting a liquid such as water into an exhaust system have been proposed (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). According to such an apparatus, the exhaust temperature can be suppressed by the latent heat of vaporization of the liquid. An apparatus in which a similar technique is applied to an internal combustion engine equipped with a turbocharger has also been proposed (Patent Document 3). In this apparatus, liquid is injected into the exhaust path downstream of the turbocharger.
しかし、特許文献3の装置では、加速操作に対するターボチャージャの応答遅れ、いわゆるターボラグの問題は考慮されていない。
However, the apparatus of
そこで本発明の目的は、ターボチャージャを備えた内燃機関の排気温度を抑制する装置において、ターボラグを抑制することにある。 Therefore, an object of the present invention is to suppress turbo lag in an apparatus for suppressing exhaust temperature of an internal combustion engine equipped with a turbocharger.
本発明は、燃焼室からの排気通路中にターボチャージャを備えた内燃機関における排気温度抑制装置であって、前記燃焼室または前記排気通路中であって前記ターボチャージャよりも上流側に液体を供給する液体供給手段を更に備えたことを特徴とする。 The present invention relates to an exhaust temperature suppression device in an internal combustion engine having a turbocharger in an exhaust passage from a combustion chamber, and supplies liquid to the upstream side of the turbocharger in the combustion chamber or the exhaust passage. The liquid supply means is further provided.
本発明では、液体供給手段を燃焼室または排気通路中であってターボチャージャよりも上流側に液体を供給するように配置したので、供給された液体の蒸発に伴う膨張により、ターボチャージャの回転が促進され、これによってターボラグが抑制される。 In the present invention, since the liquid supply means is disposed in the combustion chamber or the exhaust passage so as to supply the liquid upstream of the turbocharger, the rotation of the turbocharger is caused by the expansion accompanying the evaporation of the supplied liquid. Is promoted, thereby suppressing turbo lag.
液体供給手段による液体の供給点は、燃焼室内、または排気経路中であってターボチャージャよりも上流側であれば任意の位置を選定しうるが、内燃機関の排気ポートとするのが特に好適である。液体を内燃機関の排気ポートに供給する場合には、燃焼室内に供給する場合に比べ、供給のタイミングの自由度が高く、また排気ポート外の排気管内に供給する場合に比べ、高い排気温度を利用できる。 The liquid supply point by the liquid supply means can be selected at any position as long as it is in the combustion chamber or in the exhaust path and upstream of the turbocharger. However, the exhaust point of the internal combustion engine is particularly suitable. is there. When supplying liquid to the exhaust port of the internal combustion engine, the degree of freedom of supply is higher than when supplying liquid into the combustion chamber, and the exhaust temperature is higher than when supplying it into the exhaust pipe outside the exhaust port. Available.
液体の供給は、排気弁に向けて行うこととすれば、排気弁の温度を抑制でき好適である。 If the liquid is supplied toward the exhaust valve, the temperature of the exhaust valve can be suppressed, which is preferable.
また、液体供給手段を制御する制御手段を更に備えてもよい。制御手段は、加速要求量および/またはターボチャージャのタービン回転数に基づいて前記液体供給手段を制御するのが好適である。この場合には、加速要求量およびタービン回転数に応じたフレキシブルな運転を行うことが可能となる。 Moreover, you may further provide the control means which controls a liquid supply means. It is preferable that the control means controls the liquid supply means based on the acceleration request amount and / or the turbine rotation speed of the turbocharger. In this case, it is possible to perform flexible operation according to the acceleration request amount and the turbine rotational speed.
制御手段は、加速要求量が所定の基準加速要求量より大であり且つタービン回転数が所定の基準タービン回転数より小である場合に、前記液体供給手段に液体を供給させるのが好適である。この場合には、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。 Preferably, the control means causes the liquid supply means to supply the liquid when the acceleration request amount is larger than a predetermined reference acceleration request amount and the turbine rotational speed is smaller than the predetermined reference turbine rotational speed. . In this case, the desired effect of the present invention can be obtained with a simple configuration.
制御手段は、タービン回転数が大であるほど液体の供給量を漸減させてもよい。また、制御手段は、加速要求量が大であるほど液体の供給量を漸増させてもよい。これらの場合には、よりフレキシブルな運転を行うことが可能となる。 The control means may gradually decrease the supply amount of the liquid as the turbine rotational speed increases. Further, the control means may gradually increase the supply amount of the liquid as the acceleration request amount is larger. In these cases, more flexible operation can be performed.
液体供給手段による液体の供給中に、排気温度を上昇させる排気温度上昇手段を更に備えてもよい。この場合には、排気温度の上昇によって液体の気化を促進でき、タービンの回転を更に促進することができる。好適には、排気温度上昇手段は、点火時期を常用点火時期よりも遅角させる遅角手段である。 An exhaust temperature raising means for raising the exhaust temperature during the liquid supply by the liquid supply means may be further provided. In this case, the vaporization of the liquid can be promoted by increasing the exhaust temperature, and the rotation of the turbine can be further promoted. Preferably, the exhaust gas temperature raising means is a retarding means for retarding the ignition timing from the normal ignition timing.
本発明の好適な実施形態につき、以下に説明する。図1において、本発明の実施形態に係るエンジン1は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射式の4気筒ガソリン内燃機関であり、1つの気筒のみが示されている。シリンダブロック2の内部にシリンダが形成され、その中にピストン3が摺動可能に挿入されている。
A preferred embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, an engine 1 according to an embodiment of the present invention is a port injection type four-cylinder gasoline internal combustion engine that injects fuel into an intake port, and only one cylinder is shown. A cylinder is formed inside the
ピストン3は不図示のコンロッドにより不図示のクランクシャフトに連結されている。シリンダヘッド4は全気筒に共通とされており、その内部には気筒ごとに、吸気ポート5および排気ポート6が形成され、また吸気弁7および排気弁8が、不図示のバルブスプリングを介してセットされている。シリンダヘッド4の燃焼室の頂面には点火プラグ9が設けられている。
The
吸排気弁7,8を駆動するカムシャフトには、バルブタイミング可変機構(Variable Valve Timing system;以下VVTという)10が設けられている。VVT10は、クランクシャフトの回転に対するカムシャフトの回転の位相を変化させて、吸排気弁7,8の開閉タイミングを連続的に変更するための機構であり、油圧によって駆動される。吸気ポート5には、燃焼室11に燃料を供給するための燃料噴射弁12が設けられている。
The camshaft that drives the intake and
排気ポート6には排気マニホールド14が接続され、この排気マニホールド14の集合部よりも下流側の排気管には、ターボチャージャ16、触媒装置17、および消音器18がこの順に直列に設けられている。ターボチャージャ16は周知のものであり、排気経路中に設置された不図示のタービンロータによって、吸気経路中に設置された不図示のコンプレッサロータを駆動することで過給を行う。触媒装置17は、例えばNOx吸蔵還元触媒を含む。
An
排気ポート6には、排気通路内に水を供給するための水インジェクタ20が設けられている。水インジェクタ20は、水タンク21から供給され水ポンプ22によって加圧された水を微粒化して噴射するためのバルブであって、ソレノイドまたは圧電素子の作用によって開閉動作する。水インジェクタ20は、排気ポート6内に且つ排気弁8に向けて水を噴射するように、上流側に向けて配置されている。
The
電子制御ユニット(以下ECUという)30は、その詳細は図示しないが、各種演算処理を行うCPU、制御プログラム、関数、各制御変数の基準値および初期値などを格納したROM、制御プログラムやデータを一時的に保持するRAM、入出力ポート、A/DおよびD/A変換器ならびに記憶装置等を含んで構成されている。 Although not shown in detail, an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 30 stores a CPU that performs various arithmetic processes, a control program, a function, a ROM that stores reference values and initial values of each control variable, a control program and data. It is configured to include a temporary holding RAM, an input / output port, an A / D and D / A converter, a storage device, and the like.
ECU30には、各種センサ類からの出力信号が入力される。そのような各種センサ類は、不図示のクランクシャフトの一部に対向して設けられたクランク角センサ31、不図示のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ32、ターボチャージャ16のタービンロータの回転数を検出するタービン回転センサ33、吸気ポート5の上流側の吸気通路に設けられたエアフローメータ34、シリンダブロック2のウォータジャケットに設けられた水温センサ35、および排気マニホールド14の集合部に設けられた排気温度センサ36を含む。
The
ECU30からの制御信号によって、前述のVVT10、燃料噴射弁12、水インジェクタ20、水ポンプ22、スロットル弁等が制御されるようになっており、点火プラグ9の放電時期も決定されるようになっている。ECU30では、エアフローメータ34およびクランク角センサ31からの検出信号に基づいて燃料の基本噴射量が算出され、さらに水温センサ35・スロットル開度センサ等からの検出信号に基づいて基本噴射量が補正されて、一行程あたりの燃料噴射量が算出されるようになっている。
The above-described VVT 10,
以上のとおり構成された本実施形態の動作について、以下に説明する。図2の処理ルーチンはECU30により、クランク角に応じた所定のタイミングで繰り返し実行される。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. The processing routine of FIG. 2 is repeatedly executed by the
図2において、まずECU30は、上述した各種センサ類の検出値を読み込む(S10)。次に、ECU30は、排気温度センサ36によって検出された現在の排気温度が、予め定められた高温基準値Taよりも大であるかを判定する(S20)。
In FIG. 2, first, the
排気温度が高温基準値Taよりも大である場合には、水噴射実行フラグが1にセットされ(S30)、処理がリターンされる。この水噴射実行フラグは、ECU30によって別途に実行される水噴射ルーチンにおいて参照され、該フラグがセットされている場合に、ECU30によって水インジェクタ20が駆動され、排気ポート6内に水が噴射される。水噴射実行フラグは水噴射の終了を条件に0にリセットされる。
If the exhaust temperature is higher than the high temperature reference value Ta, the water injection execution flag is set to 1 (S30), and the process is returned. The water injection execution flag is referred to in a water injection routine executed separately by the
ステップS20において否定、すなわち排気温度が高温基準値Ta以下である場合には、次にECU30は、加速要求量が所定値より大であるか、およびタービン回転数が所定値より小であるかを判定する(S40)。加速要求量はアクセルペダルセンサ32の検出値が用いられ、タービン回転数はタービン回転センサ33の検出値が用いられる。加速要求量が大でない、および/またはタービン回転数が小でない場合には、処理がステップS50に進み、上述した水噴射実行フラグが0にリセットされる。したがって、この場合には水インジェクタ20による水噴射は行われない。
If negative in step S20, that is, if the exhaust gas temperature is equal to or lower than the high temperature reference value Ta, then the
ステップS40において肯定、すなわち加速要求量が大であり、且つタービン回転数が小である場合には、上述した水噴射実行フラグが1にセットされ(S60)、また大幅遅角実行フラグが1にセットされる(S70)。この大幅遅角実行フラグは、ECU30によって別途に実行される点火ルーチンにおいて参照され、該フラグがセットされている場合に、ECU30によって点火時期が、常用点火時期よりも遅角側(例えば、冷間始動時の触媒暖機に用いられる点火時期と同等の値である5〜10°ATDC)に設定されて点火が実行される。大幅遅角フラグは点火の終了を条件に0にリセットされる。したがって、この場合には水インジェクタ20による水噴射が実行され、且つ大幅遅角すなわち常用点火時期よりも遅角されたタイミングでの点火が実行される。
If the determination in step S40 is affirmative, that is, if the requested acceleration amount is large and the turbine speed is small, the above-described water injection execution flag is set to 1 (S60), and the significant retard execution flag is set to 1. It is set (S70). This large retard execution flag is referred to in an ignition routine that is separately executed by the
以上の処理の結果、本実施形態では、排気温度が高温基準値Taよりも大である場合には(S20)、水インジェクタ20からの水噴射が実行されるため(S30)、排気系が冷却される。また本実施形態では、排気温度が高温基準値Ta以下である場合において(S20)、加速要求量が所定値より大であり且つタービン回転数が所定値より小である場合には(S40)、水噴射と大幅遅角の両者が実行される(S60,S70)。大幅遅角が行われると、排気通路における未燃燃料のいわゆる後燃えが促進され、排気温度を上昇させることができる。したがって水の蒸発に要する熱量が確保され、水の蒸発に伴う膨張によってタービンロータの回転が促進されて、ターボラグが抑制されることになる。なお、ステップS40において加速要求量が大でないか、またはタービン回転数が小でない場合には、ターボラグ抑制の必要が乏しいため、水噴射を実行しなくても不都合は些少である(S50)。
As a result of the above processing, in the present embodiment, when the exhaust temperature is higher than the high temperature reference value Ta (S20), water injection from the
以上のとおり、本実施形態では、排気通路中であってターボチャージャ16よりも上流側に水を供給するように水インジェクタ20を設置したので、供給された水の蒸発に伴う膨張により、ターボチャージャ16の回転が促進され、これによってターボラグが抑制される。
As described above, in the present embodiment, since the
本発明における水の供給点は、燃焼室11内、または排気経路中であってターボチャージャ16よりも上流側であれば任意の位置を選定しうる。しかしながら、燃焼室11内に供給する場合には燃焼温度への影響を考慮すると、水噴射のタイミングは排気行程中に限られる。これに対し、排気ポート6・排気マニホールド14または排気管内に供給する場合には、水噴射のタイミングは排気弁8の閉弁から次サイクルでの開弁までの間の任意のタイミングとすることができる。すなわち、本実施形態では水を排気ポート6に供給するように構成したので、燃焼室11内に供給する場合に比べ、供給のタイミングの自由度が高いということができる。また本実施形態のように水を排気ポート6に供給する場合には、排気ポート外の排気マニホールド14や排気管内に供給する場合に比べ、高い排気温度を利用できる利点もある。
The water supply point in the present invention can be selected at any position as long as it is in the
また本実施形態では、水を排気弁8に向けて供給することとしたので、排気弁8の温度を抑制することができる。さらに本実施形態では、水を上流側に向けて噴射することとしたので、水の気化を促進できる。
Moreover, in this embodiment, since water was supplied toward the
また本実施形態では、水インジェクタ20を制御するECU30を更に備え、加速要求量およびタービン回転数に基づいて水インジェクタ20を制御することとしたので(S40〜S60)、加速要求量およびタービン回転数に応じたフレキシブルな運転を行うことが可能となる。
In this embodiment, the
また本実施形態では、加速要求量が所定の基準加速要求量より大であり且つタービン回転数が所定の基準タービン回転数より小である場合に(S40)、水インジェクタに水を供給させることとしたので(S60)、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。 Further, in the present embodiment, when the requested acceleration amount is larger than the predetermined reference acceleration requested amount and the turbine rotational speed is smaller than the predetermined reference turbine rotational speed (S40), water is supplied to the water injector; Therefore (S60), the desired effect of the present invention can be obtained with a simple configuration.
また本実施形態では、液体供給手段による液体の供給中に、排気温度を上昇させる手段を更に備えたので、排気温度が低い場合であっても、排気温度の上昇によってタービンの回転を更に促進することができる(S70)。 Further, in the present embodiment, since the exhaust temperature is further increased during the supply of the liquid by the liquid supply means, the rotation of the turbine is further promoted by the increase in the exhaust temperature even when the exhaust temperature is low. (S70).
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、排気通路の温度が高温基準値Taより小であっても、所定の低温基準値Tbより大である場合には、排気温度を上昇させないこととしたものである。なお、第2実施形態は制御処理において以下のとおり異なるのみであって機械的構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, even if the temperature of the exhaust passage is lower than the high temperature reference value Ta, if the temperature is higher than a predetermined low temperature reference value Tb, the exhaust temperature is not increased. Note that the second embodiment differs only in the control processing as follows, and the mechanical configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
第2実施形態の動作について、以下に説明する。図3の処理ルーチンはECU30により、クランク角に応じた所定のタイミングで繰り返し実行される。図3の処理ルーチンにおけるステップS110〜S170の処理は、上記第1実施形態(図2)におけるステップS10〜S70のものと同様である。ステップS165において、排気温度が予め定められた低温基準値Tbと比較される。この低温基準値Tbは、上述した高温基準値Taよりも小さい値である。ステップS165で否定、すなわち排気温度が低温基準値Tb以上である場合には、第1実施形態と同様に、大幅遅角実行フラグが1にセットされる(S170)。他方、ステップS165で肯定、すなわち排気温度が低温基準値Tbより小さい場合には、ステップS170がスキップされ、大幅遅角実行フラグはセットされない。
The operation of the second embodiment will be described below. The processing routine of FIG. 3 is repeatedly executed by the
以上の処理の結果、第2実施形態では、排気温度が冷却を要するほど高くはない場合(高温基準値Ta以下の場合)には、排気温度が昇温を要するほど低い場合(低温基準値Tb以下の場合)に限って、温度が上昇させられる。したがって、排気温度が基準値Ta,Tbの中間の領域にある場合に排気温度上昇手段による昇温が抑制され、昇温処理に伴うデメリット、例えば大幅遅角の場合における燃費悪化などを抑制することができる。 As a result of the above processing, in the second embodiment, when the exhaust temperature is not so high as to require cooling (when the exhaust temperature is lower than the high temperature reference value Ta), when the exhaust temperature is so low that the temperature needs to be raised (low temperature reference value Tb). Only in the following cases) the temperature is raised. Therefore, when the exhaust gas temperature is in the middle region between the reference values Ta and Tb, the temperature rise by the exhaust gas temperature raising means is suppressed, and the demerits associated with the temperature raising process, for example, the deterioration of fuel consumption in the case of a large delay angle, etc. are suppressed. Can do.
なお、上記各実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、上記各実施形態では、加速要求量とタービン回転数との両者を考慮して水噴射および昇温処理の有無を決定したが、加速要求量とタービン回転数とのいずれか一方を考慮することとしてもよい。 In the above embodiments, the present invention has been described with a certain degree of concreteness, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. It must be understood that it is possible. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents. For example, in each of the above embodiments, the presence / absence of the water injection and the temperature increase process is determined in consideration of both the acceleration request amount and the turbine rotation speed, but either the acceleration request amount or the turbine rotation speed is considered. It is good as well.
また、上記各実施形態では水噴射量および遅角量を固定値としたが、これを連続的または離散的に設定または補正してもよい。例えば、タービン回転数・加速要求量および水噴射量の関係を定めたマップ(図4)、および水噴射量と遅角量との関係を定めたマップ(図5)を予めECUのROMに保持させておき、両マップをタービン回転数および加速要求量で参照することによって、水噴射量および遅角量を可変に設定することができる。この例では、タービン回転数が大であるほど液体の供給量を漸減させており、加速要求量が大であるほど液体の供給量を漸増させている。なお、両マップで平坦な部分が設けられている理由は、遅角量に上限があるためである。このような構成とした場合には、よりフレキシブルな運転を行うことが可能となる。 In each of the above embodiments, the water injection amount and the retardation amount are fixed values, but they may be set or corrected continuously or discretely. For example, a map (FIG. 4) that defines the relationship between the turbine rotational speed / required acceleration amount and the water injection amount and a map (FIG. 5) that defines the relationship between the water injection amount and the retardation amount are stored in advance in the ROM of the ECU. In addition, the water injection amount and the retard amount can be variably set by referring to both maps with the turbine rotation speed and the acceleration request amount. In this example, the liquid supply amount is gradually decreased as the turbine rotational speed is increased, and the liquid supply amount is gradually increased as the acceleration request amount is increased. The reason why the flat portions are provided in both maps is that there is an upper limit in the amount of retardation. In such a configuration, more flexible operation can be performed.
また、上記各実施形態では、排気温度上昇手段として点火時期の遅角を利用したが、本発明における排気温度上昇手段としては、他の手段を採用することもできる。そのような他の排気温度上昇手段としては、例えば、[1]スワールコントロールバルブを有するエンジンにおける吸気流抑制制御、[2]筒内噴射弁とポート噴射弁とを有するエンジンにおける筒内噴射比率の増加制御、[3]バルブリフト量可変機構および噴孔径可変機構を備えた筒内噴射弁を有するエンジンにおける単位時間噴射量減少制御、および[4]筒内噴射弁を有するエンジンにおける噴射時期の進角制御がある。これらの排気温度上昇手段は、それぞれを単独で用いてもよく、また複数種類を組み合わせて用いてもよい。 In each of the above embodiments, the retard of the ignition timing is used as the exhaust temperature raising means, but other means can be adopted as the exhaust temperature raising means in the present invention. Examples of such other exhaust temperature raising means include [1] intake flow suppression control in an engine having a swirl control valve, and [2] in-cylinder injection ratio in an engine having a cylinder injection valve and a port injection valve. Increase control, [3] Unit time injection amount decrease control in an engine having an in-cylinder injection valve equipped with a variable valve lift amount mechanism and an injection hole diameter variable mechanism, and [4] Advance of injection timing in an engine having an in-cylinder injection valve There is angle control. These exhaust temperature raising means may be used alone or in combination of a plurality of types.
[1]スワールコントロールバルブを利用した吸気流抑制制御は、スワールコントロールバルブを全開(または所定角度の半開)にすることにより、燃焼室内の吸気流の速度を低下させて気流による筒内乱れ(スワール流)を弱め、排気ポート内の未燃燃料のいわゆる後燃えを促進することで、排気温度を上昇させるものである。 [1] Intake air flow suppression control using a swirl control valve is achieved by reducing the speed of the intake air flow in the combustion chamber by fully opening the swirl control valve (or half-opening at a predetermined angle) to cause in-cylinder turbulence (swirl) The exhaust temperature is raised by weakening the flow) and promoting so-called afterburning of unburned fuel in the exhaust port.
[2]筒内噴射比率の増加制御は、ポート噴射弁と筒内噴射弁との両者を用いた運転において、噴射量について後者の比率を高めることによって、筒内噴射用インジェクタの噴射時間を増大してその噴射時間の終期を遅延させ、排気ポート内の未燃燃料のいわゆる後燃えを促進することで、排気温度を上昇させるものである。 [2] In-cylinder injection ratio increase control increases the injection time of the in-cylinder injector by increasing the latter ratio of the injection amount in the operation using both the port injection valve and the in-cylinder injection valve. Then, the end of the injection time is delayed and the so-called afterburning of the unburned fuel in the exhaust port is promoted, thereby raising the exhaust temperature.
[3]単位時間噴射量減少制御は、筒内噴射弁のバルブリフト量の減少および噴孔径の縮小によって、筒内噴射弁の単位時間あたりの燃料噴射量を減少させ、噴射時間を増大してその噴射時間の終期を遅延させ、排気ポート内の未燃燃料のいわゆる後燃えを促進することで、排気温度の上昇によって排気エネルギを増大させるものである。 [3] The unit time injection amount reduction control reduces the fuel injection amount per unit time of the in-cylinder injection valve and increases the injection time by reducing the valve lift amount of the in-cylinder injection valve and reducing the injection hole diameter. By delaying the end of the injection time and promoting the so-called afterburning of the unburned fuel in the exhaust port, the exhaust energy is increased by increasing the exhaust temperature.
[4]筒内噴射弁の噴射時期の進角制御は、筒内噴射弁の噴射時期を吸気上死点の近傍にすることによって、液相の燃料をピストンの頂面に付着させ、その気化の遅れから、排気ポート内の未燃燃料のいわゆる後燃えを促進することで、排気エネルギを増大させるものである。 [4] The advance control of the injection timing of the in-cylinder injection valve is performed by adhering liquid-phase fuel to the top surface of the piston by making the injection timing of the in-cylinder injection valve close to the intake top dead center, and evaporating the fuel. Therefore, the so-called afterburning of the unburned fuel in the exhaust port is promoted to increase the exhaust energy.
また、上記各実施形態では、タービンロータの回転を促進するために用いられる液体として水を用いたが、本発明においては他の液体、例えばエンジン冷却水(LLC)や、走行用燃料を用いてもよい。これらの場合には他の用途で車載されている液体を本発明に係る制御において利用できる利点がある。なお、走行用燃料を本発明の媒体として用いる場合には、酸素量が不足した状態で供給することにより、その燃焼を回避することができる。 In each of the above embodiments, water is used as the liquid used for promoting the rotation of the turbine rotor. However, in the present invention, other liquids such as engine cooling water (LLC) or traveling fuel are used. Also good. In these cases, there is an advantage that the liquid mounted on the vehicle for other purposes can be used in the control according to the present invention. In addition, when using the fuel for driving | running | working as a medium of this invention, the combustion can be avoided by supplying in the state which oxygen amount was insufficient.
また、上記各実施形態では本発明を筒内直噴式の4サイクルガソリンエンジンに適用した例について説明したが、本発明はディーゼル燃料などの他の液体燃料や気体燃料をエネルギ源とするエンジン等の他の形式の内燃機関について適用することも可能であって、いずれも本発明の範疇に属するものである。
Moreover, although each said embodiment demonstrated the example which applied this invention to the in-cylinder
7 吸気弁
8 排気弁
11 燃焼室
12 燃料噴射弁
14 排気マニホールド
15 排気管
16 ターボチャージャ
20 水インジェクタ
21 水タンク
22 水ポンプ
30 ECU
7
Claims (11)
前記燃焼室または前記排気通路中であって前記ターボチャージャよりも上流側に液体を供給する液体供給手段を更に備えたことを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device for an internal combustion engine having a turbocharger in an exhaust passage from a combustion chamber,
An exhaust temperature suppression device, further comprising liquid supply means for supplying liquid to the upstream side of the turbocharger in the combustion chamber or the exhaust passage.
前記液体供給手段は、前記内燃機関の排気ポートに液体を供給することを特徴とする排気温度抑制装置。 The exhaust temperature suppression device according to claim 1,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the liquid supply means supplies liquid to an exhaust port of the internal combustion engine.
前記液体供給手段は、前記内燃機関の排気弁に向けて液体を供給することを特徴とする排気温度抑制装置。 The exhaust temperature suppression device according to claim 2,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the liquid supply means supplies liquid toward an exhaust valve of the internal combustion engine.
前記液体供給手段を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to any one of claims 1 to 3,
An exhaust temperature suppression device further comprising control means for controlling the liquid supply means.
前記制御手段は、加速要求量に基づいて前記液体供給手段を制御することを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to claim 4,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the control means controls the liquid supply means based on an acceleration request amount.
前記制御手段は、前記ターボチャージャのタービン回転数に基づいて前記液体供給手段を制御することを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to claim 4 or 5,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the control means controls the liquid supply means based on a turbine rotational speed of the turbocharger.
前記制御手段は、加速要求量が所定の基準加速要求量より大であり且つタービン回転数が所定の基準タービン回転数より小である場合に、前記液体供給手段に液体を供給させることを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to claim 4,
The control means causes the liquid supply means to supply a liquid when the acceleration request amount is larger than a predetermined reference acceleration request amount and the turbine rotational speed is smaller than a predetermined reference turbine rotational speed. Exhaust temperature suppression device.
前記制御手段は、タービン回転数が大であるほど前記液体の供給量を漸減させることを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to any one of claims 4 to 7,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the control means gradually decreases the supply amount of the liquid as the turbine rotational speed increases.
前記制御手段は、加速要求量が大であるほど前記液体の供給量を漸増させることを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to any one of claims 4 to 8,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the control means gradually increases the supply amount of the liquid as the acceleration request amount increases.
排気温度を上昇させる排気温度上昇手段を更に備え、
前記排気温度上昇手段は、前記液体供給手段による液体の供給中に排気温度を上昇させることを特徴とする排気温度抑制装置。 An exhaust temperature suppression device according to any one of claims 1 to 9,
The exhaust temperature raising means for raising the exhaust temperature is further provided,
The exhaust temperature suppressing device is characterized in that the exhaust temperature raising means raises the exhaust temperature during the supply of the liquid by the liquid supply means.
前記排気温度上昇手段は、点火時期を常用点火時期よりも遅角させる遅角手段であることを特徴とする排気温度抑制装置。
The exhaust gas temperature suppression device according to claim 10,
The exhaust temperature suppression device according to claim 1, wherein the exhaust temperature raising means is a retarding means for retarding the ignition timing with respect to the normal ignition timing.
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JP2014101793A (en) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toyota Motor Corp | Control system for internal combustion engine |
DE102016102215A1 (en) | 2016-02-09 | 2017-08-10 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine |
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2006
- 2006-06-29 JP JP2006180221A patent/JP2008008223A/en active Pending
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