JP2010090780A - エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置される過給システム20と、吸気マニホールド12におけるブースト圧Bpaを検出するブーストセンサー62と、前記高圧過給機の高圧ターボ回転数Nta_hpを検出する高圧ターボセンサー61と、前記高圧過給機の容量を調整する可動ベーン25と、前記可動ベーン25のベーン開度を調整するECU60と、を具備し、前記ECU60は、前記ブースト圧Bpa及び前記高圧ターボ回転数Nta_hpに基づいて、前記可動ベーン25のベーン開度を調整するエンジン100。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施形態1に係るエンジンの全体的な構成を示す構成図、図2は同じく過給機制御のフローを示すフロー図、図3は同じく別の過給機制御のフローを示すフロー図である。図4は本発明の実施形態2に係るエンジンの全体的な構成を示す構成図、図5は同じく過給機制御のフローを示すフロー図、図6は同じく別の過給機制御のフローを示すフロー図である。図7は本発明の実施形態3に係るエンジンの全体的な構成を示す構成図である。
図1を用いて、本発明の実施形態1であるエンジン100の構成について説明する。エンジン100は、直噴式6気筒ディーゼルエンジンであって、吸気経路2が接続される吸気マニホールド12と、排気経路3が接続される排気マニホールド13と、コモンレールに蓄圧された燃料をインジェクタによって各気筒に噴射するコモンレール式燃料噴射装置(以下、燃料噴射装置)15と、を備えている。
まず、ECU60は、目標高圧ターボ回転数ωctrg_hp及び目標ブースト圧Bpatrgを算出する(S110)。
目標高圧ターボ回転数ωctrg_hpは、高圧過給機について、最も効率良く作動する過給機回転数として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標ブースト圧Bpatrgに基づいて、予めECU60に記憶されているマップ(図示略)から算出される。
目標ブースト圧Bpatrgは、エンジン100の燃焼状態を最適にする過給圧として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標高圧ターボ回転数ωctrg_hpに基づいて、予めECU60に記憶されているマップ(図示略)から算出される。
ECU60は、目標高圧ターボ回転数ωctrg_hp及び目標ブースト圧Bpatrgを算出する(S210)。
目標高圧ターボ回転数ωctrg_hpは、高圧過給機について、最も効率良く作動する過給機回転数として、指令噴射量、エンジン回転数、目標ブースト圧Bpatrgに基づいて、予めECU60に記憶されているマップから算出される。
目標ブースト圧Bpatrgは、エンジン100の燃焼状態を最適にする過給圧として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標高圧ターボ回転数ωctrg_hpに基づいて、予めECU60に記憶されているマップから算出される。
すなわち、高圧過給機の作動とは直接的な関係にある高圧ターボ回転数Nta_hpをフィードバック値とするため、過給機制御におけるタイムラグを減少させ、吸気系と排気系との応答遅れ(ターボラグ)を減少させ、ブースト圧Bpaのオーバーシュート及びアンダーシュートの発生を極端に減少させることができる。
また、高圧過給機の作動とは直接的な関係にある高圧ターボ回転数Nta_hpをフィードバック値とするため、高圧過給機の機械的なバラツキを考慮することなく、精度良く制御できる。
そこで、本発明は、高圧過給機の作動とは直接的な関係にある高圧ターボ回転数Nta_hpを検出できるため、従来のような安全率を見込んだオフセット値は不要となって、効率良く過給機を作動できる。同時に、従来の過給システムのように、安全装置としてのウェイストゲート又は吸気側のバイパス弁等も不要とすることができ、簡素化及び低コスト化できる。
そこで、本発明は、高圧過給機の作動とは直接的な関係にある高圧ターボ回転数Nta_hpを検出し、可動ベーン25のベーン開度を減少する、或いはバイパス弁24の開度を増加することによって過回転を防止でき、効率良く過給機を作動できる。
図4を用いて、本発明の実施形態2であるエンジン200の構成について説明する。エンジン200は、直噴式6気筒ディーゼルエンジンであって、吸気経路2が接続される吸気マニホールド12と、排気経路3が接続される排気マニホールド13と、コモンレールに蓄圧された燃料をインジェクタによって各気筒に噴射するコモンレール式燃料噴射装置(以下、燃料噴射装置)15と、を備えている。
ECU60は、目標低圧ターボ回転数ωctrg_lp及び目標ブースト圧Bpatrgを算出する(S310)。
目標低圧ターボ回転数ωctrg_lpは、低圧過給機について、最も効率良く作動する過給機回転数として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標ブースト圧Bpatrg基づいて、予めECU60に記憶されているマップから算出される。
目標ブースト圧Bpatrgは、エンジン200の燃焼状態を最適にする過給圧として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標低圧ターボ回転数ωctrg_lpに基づいて、予めECU60に記憶されているマップから算出される。
ECU60は、目標低圧ターボ回転数ωctrg_lp及び目標ブースト圧Bpatrgを算出する(S410)。
目標低圧ターボ回転数ωctrg_lpは、低圧過給機について、最も効率良く作動する過給機回転数として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標ブースト圧Bpatrgに基づいて予めECU60に記憶されているマップから算出される。
目標ブースト圧Bpatrgは、エンジン200の燃焼状態を最適にする過給圧として、指令噴射量、エンジン回転数、及び目標低圧ターボ回転数ωctrg_lpに基づいて、予めECU60に記憶されているマップから算出される。
図7を用いて、本発明の実施形態3であるエンジン300の構成について説明する。エンジン300は、直噴式6気筒ディーゼルエンジンであって、吸気経路2が接続される吸気マニホールド12と、排気経路3が接続される排気マニホールド13と、コモンレールに蓄圧された燃料をインジェクタによって各気筒に噴射するコモンレール式燃料噴射装置(以下、燃料噴射装置)15と、を備えている。
また、低圧過給機は、可変容量手段を備える過給機である。可変容量手段は、低圧ターボ32の上流側に設けられる可動ベーン35の開度を調整し、低圧過給機を通過する排気流量を調整し、低圧過給機の容量、すなわち加給効率を調整する手段である。
このとき、ECU60は、高圧過給機回転数と低圧過給機回転数との差を用いて、現在の正確なバイパス量を算出することができる。ひいては、算出したバイパス量をフィードバック値として、バイパス弁24を精度良く調整できる。
4 バイパス経路
12 吸気マニホールド
13 排気マニホールド
15 燃料噴射装置
20 過給システム
21 高圧コンプレッサ
22 高圧ターボ
24 バイパス弁
25 可動ベーン
31 低圧コンプレッサ
32 低圧ターボ
35 可動ベーン
50 EGR装置
60 Engine Control Unit
61 高圧ターボセンサー
62 ブーストセンサー
66 低圧ターボセンサー
70 過給システム
80 過給システム
100 エンジン
200 エンジン
300 エンジン
Bpa ブースト圧
Bpatrg 目標ブースト圧
Nta_hp 高圧ターボ回転数
ωctrg_hp 目標高圧ターボ回転数
Nta_lp 低圧ターボ回転数
ωctrg_lp 目標低圧ターボ回転数
Claims (5)
- 高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置される過給システムと、
吸気マニホールドにおける過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記高圧過給機の過給機回転数を検出する高圧過給機回転数検出手段と、
前記高圧過給機の容量を調整する可変容量手段と、
前記可変容量手段の開度を調整する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記過給圧及び前記高圧過給機回転数に基づいて、前記可変容量手段の開度を調整するエンジン。 - 高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置され、前記高圧過給機の高圧ターボを短絡するバイパス経路を備える過給システムと、
吸気マニホールドにおける過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記高圧過給機の過給機回転数を検出する高圧過給機回転数検出手段と、
前記高圧過給機の容量を調整する可変容量手段と、
前記バイパス経路を通過するバイパス流量を調整するバイパス流量調整弁と、
前記可変容量手段の開度、及び前記バイパス流量調整弁の開度を調整する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記過給圧及び前記高圧過給機回転数に基づいて、前記可変容量手段の開度を調整し、
前記過給圧及び前記高圧過給機回転数に基づいて、前記バイパス流量調整弁の開度を調整するエンジン。 - 高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置される過給システムと、
吸気マニホールドにおける過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記低圧過給機の過給機回転数を検出する低圧過給機回転数検出手段と、
前記低圧過給機の容量を調整する可変容量手段と、
前記可変容量手段の開度を調整する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記過給圧及び前記低圧過給機回転数に基づいて、前記可変容量手段の開度を調整するエンジン。 - 高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置され、前記高圧過給機の高圧ターボを短絡するバイパス経路を備える過給システムと、
吸気マニホールドにおける過給圧を検出する過給圧検出手段と、
前記低圧過給機の過給機回転数を検出する低圧過給機回転数検出手段と、
前記低圧過給機の容量を調整する可変容量手段と、
前記バイパス経路を通過するバイパス流量を調整するバイパス流量調整弁と、
前記可変容量手段の開度、及び前記バイパス流量調整弁の開度を調整する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記過給圧及び前記低圧過給機回転数に基づいて、前記可変容量手段の開度を調整し、
前記過給圧及び前記低圧過給機回転数に基づいて、前記バイパス流量調整弁の開度を調整するエンジン。 - 高圧過給機と低圧過給機とが直列に配置され、前記高圧過給機の高圧ターボを短絡するバイパス経路を備える過給システムと、
吸気経路と排気経路とを接続し排気ガスの一部であるEGR量を前記排気経路から前記吸気経路に還流させるためのEGR経路と、
前記高圧過給機の過給機回転数を検出する高圧過給機回転数検出手段と、
前記低圧過給機の過給機回転数を検出する低圧過給機回転数検出手段と、
前記高圧過給機の容量を調整する高圧可変容量手段と、
前記低圧過給機の容量を調整する低圧可変容量手段と、
前記EGR量を算出する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記高圧過給機回転数及び前記低圧過給機回転数に基づいて、前記EGR量を算出するエンジン。
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