JP2010180782A - 内燃機関の多段過給システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内燃機関に複数の過給器を直列に接続した多段過給システム1において、前記複数の過給器7、8の一部又は全部をバイパスするための吸排気バイパスライン5及び吸排気バイパスバルブ6を有せず、かつ、前記複数取付けた中の過給器の2つ以上の過給器が流量を可変とするための可変翼12を備えた可変容量型過給器9、10とする。
【選択図】図1
Description
善するものとして提案されている。このシーケンシャルシステム1Yでは、上記のシリーズシステム1Xの高圧段過給器8をバイパスするための吸排気バイパスライン5a、5b及び吸排気バイパスバルブ6a、6bを設置したことを特徴としている。このシステム1Yでは、高圧段過給器8を小型化しても、エンジン2の低速領域から高速領域への移行時である過渡運転状態には、吸排気バイパスバルブ6a、6bの開閉を行うことで、高圧段過給器8の過回転を防止することができる。
過給器の効率がよい開度に操作して、排ガス性能よりも燃費性能を優先させる第2の制御を行う構成としたことを特徴とする。この構成により、従来の多段過給システムに対して、内燃機関に吸気する空気量を増加させて排ガス性能を向上させることができ、また、空気量を同量として燃費性能を向上させることができる。
ことで、燃費性能や排ガス性能等を向上することができる。なお、この制御マップは、実験や計算等を基にして作成することができる。
ることができる高圧段可変容量型過給器(以下、高圧段VGTという、Variable
Geometry Turbo)と、過給容量が大きく、かつ、この過給容量を変えることができる低圧段可変容量型過給器(以下、低圧段VGTという)を備えたシステム1である。このシステム1は、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて仕様の異なる複数のターボチャージャ(過給器)を適用することができる。なお、以下の実施例の形態は2段のターボチャージャを使用する2ステージターボを例に説明をするが、本発明は2段に限られるものではなく、3段以上でもよい。
るものではなく、また、本発明は3段以上の過給システムにも同様に適用することができる。加えて、例えば4段の過給システムの場合、2つを可変容量型過給器として、2つを通常の過給器としたり、3つを可変容量型過給器として、1つを通常の過給器としたりしてもよい。
ができる。
ず、エンジンスタートに伴いエンジン回転数及び燃料噴射量を検出し、この値を引数として高圧段VGT標準マップから高圧段VGT10(ターボVGT1)の可変翼12の開度を決定する。この可変翼12の開度の変更に伴い、検出される高圧段MAF21と高圧段過給器ブーストセンサ22の値が、目標値に達しているかを判定する。この目標値は、VGTマップと同様、MAF21、23及びブーストセンサ22、24がそれぞれ有しているマップを基に判定される。同様に低圧段VGT9(ターボVGT2)も制御される。以上が、通常運転状態のときに行われる排ガス性能よりも燃費性能を優先した第2の制御の流れとなる。
したまま、燃費の改善を達成させた結果である。表1及び2に従った動作で、低圧段VGT9の可変翼9を絞ることで空気量を確保し、逆に絞りすぎていた高圧段VGT10の可変翼12を開き、常にベスト効率となる条件に可変翼12を制御し、ターボ効率を向上させて、エンジン本体の燃費性能を向上することができる(第2の制御の作用効果)。
2 エンジン
3 EGRクーラ
4 インタークーラ
5 吸排気バイパスライン
6 吸排気バイパスバルブ
9 低圧段可変容量型過給器(低圧段VGT)
10 高圧段可変容量型過給器(高圧段VGT)
11 BGRバルブ
12 可変翼
21 高圧段過給器空気量センサ(MAF)
22 高圧段過給器ブーストセンサ
23 低圧段過給器空気量センサ(MAF)
24 低圧段過給器ブーストセンサ
26 エンジンコントロールユニット(ECU)
A 吸入空気
G 排気ガス
Claims (5)
- 内燃機関に複数の過給器を直列に接続した多段過給システムにおいて、前記複数の過給器の一部又は全部をバイパスするための吸排気バイパスライン及び吸排気バイパスバルブを有せず、かつ、前記複数取付けた中の過給器の2つ以上の過給器が流量を可変とするための可変翼を備えた可変容量型過給器であることを特徴とする内燃機関の多段過給システム。
- 内燃機関の過渡運転状態の場合に、前記複数の可変容量型過給器の可変翼を、絞り側に操作して、燃費性能よりも排ガス性能を優先させる第1の制御を行い、内燃機関の定常運転状態の場合に、可変翼を前記可変容量型過給器の効率がよい開度に操作して、排ガス性能よりも燃費性能を優先させる第2の制御を行う構成としたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の多段過給システム。
- 前記可変容量型過給器のそれぞれにおいて、エンジン回転数と燃料流量の2つのパラメータを基にして、前記可変翼の開度を設定した制御用マップデータを記憶させた記憶装置と、前記パラメータを取得するためのセンサを備え、前記センサから取得したパラメータと前記制御用マップデータから決定された可変翼の開度を基に、可変翼の制御を行う構成としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の多段過給システム。
- 内燃機関に複数の過給器を直列に接続して、前記複数の過給器の一部又は全部をバイパスするための吸排気バイパスライン及び吸排気バイパスバルブを有せず、かつ、前記複数取付けた中の過給器の2つ以上の過給器が流量を可変とするための可変翼を備えた可変容量型過給器である内燃機関の多段過給システムの制御方法において、
内燃機関の過渡運転状態の場合に、前記複数の可変容量型過給器のそれぞれの可変翼を、絞り側に操作して、燃費性能よりも排ガス性能を優先させる第1の制御を行い、内燃機関の定常運転状態の場合に、可変翼を前記可変容量型過給器の効率がよい開度に操作して、排ガス性能よりも燃費性能を優先させる第2の制御を行うことを特徴とする内燃機関の多段過給システムの制御方法。 - 前記可変容量型過給器のそれぞれにおいて、エンジン回転数と燃料流量の2つのパラメータを基にして、前記可変翼の開度を設定した制御用マップデータを記憶し、前記内燃機関に設けたセンサにより取得したパラメータの検出値と、前記制御用マップデータから決定された可変翼の開度を基に、可変翼を制御することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の多段過給システムの制御方法。
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