JP2012067727A - Start auxiliary device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively secure the starting performance of an internal combustion engine even under a low-temperature condition, in a start auxiliary device of the internal combustion engine.SOLUTION: The start auxiliary device of the internal combustion engaged includes: a turbocharger 11 which is provided at an intake passage 10 of an internal combustion engine 30 and performs compression and a temperature rise of intake air at a start; an outside air temperature detection means 15 for detecting an outside air temperature; a compressed intake air return passage 13 for returning a part of compressed intake air fed out of the turbocharger 11 at the start to an intake air passage 10 on the upstream side from the turbocharger 11; and a return ratio adjusting means 14 for adjusting the return ratio of the compressed intake air returned by the compressed intake air return passage 13 at the start according to the detection value of the outside air temperature detection means 15.

Description

本発明は、内燃機関の始動補助装置に関し、特に内燃機関の始動時に吸気を圧縮昇温する過給機を有する内燃機関の始動補助装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine start assist device, and more particularly to an internal combustion engine start assist device having a supercharger that compresses and heats intake air when the internal combustion engine is started.

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関(以下、エンジンという)の始動補助装置として、エンジン始動時の始動性を向上すべく、吸気系に設けたヒータで始動時の吸気を昇温する技術が知られている。また、始動時に吸気通路に設けた吸気スロットルを絞って始動トルクを下げることで、エンジンの始動性を向上させる技術も知られている(例えば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a start assist device for an internal combustion engine such as a diesel engine (hereinafter referred to as an engine), a technique for raising the temperature of intake air at the start with a heater provided in the intake system is known in order to improve startability at the time of engine start. ing. Also known is a technique for improving engine startability by reducing the start torque by narrowing the intake throttle provided in the intake passage at the time of start (for example, Patent Document 1).

特許第2704650号公報Japanese Patent No. 2704650

近年、エンジンの熱効率向上の観点からエンジンのダウンサイジング化が行われている。一般的に、エンジンのダウンサイジング化では排気量の小さなエンジンで排気量の大きなエンジンと同程度の出力を必要とするので、エンジンは必然的に高過給となる。そのため、エンジンのダウンサイジング化が進められると、エンジンの過給度は上がり筒内最高圧力も高くなるが、耐久性の観点からはエンジンの圧縮比を下げる必要がある。   In recent years, engine downsizing has been performed from the viewpoint of improving the thermal efficiency of the engine. In general, downsizing of an engine requires an engine having a small displacement and an output equivalent to that of a large displacement engine, so that the engine inevitably becomes highly supercharged. Therefore, when the downsizing of the engine is promoted, the degree of supercharging of the engine is increased and the maximum in-cylinder pressure is increased, but it is necessary to reduce the compression ratio of the engine from the viewpoint of durability.

しかし、エンジンの圧縮比を下げると、エンジンの筒内温度が低くなるので、特に低温条件下(例えばマイナス25℃等の氷点下)では、エンジンの始動性が悪化してしまう可能性がある。   However, if the compression ratio of the engine is lowered, the in-cylinder temperature of the engine is lowered, so that the startability of the engine may be deteriorated particularly under a low temperature condition (for example, below freezing point such as minus 25 ° C.).

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、低温条件下でも内燃機関の始動性を効果的に確保することができる内燃機関の始動補助装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide an internal combustion engine start assist device that can effectively ensure the startability of the internal combustion engine even under low temperature conditions. .

上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の始動補助装置は、内燃機関の吸気通路に設けられ、前記内燃機関の始動時に吸気を圧縮昇温する過給機と、外気温度を検出する外気温検出手段と、前記内燃機関の始動時に、前記過給機から送出される圧縮吸気の一部を前記過給機よりも上流側の前記吸気通路に還流させる圧縮吸気還流通路と、前記圧縮吸気還流通路に設けられ、前記内燃機関の始動時に、前記圧縮吸気還流通路により還流される圧縮吸気の還流率を前記外気温検出手段の検出値に応じて調整する還流率調整手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine start assist device according to the present invention is provided in an intake passage of an internal combustion engine and compresses and raises intake air when the internal combustion engine is started, and an external device that detects an outside air temperature. A temperature detecting means, a compressed intake air recirculation passage for returning a part of the compressed intake air sent from the supercharger to the intake passage upstream of the supercharger when starting the internal combustion engine, and the compressed intake air A recirculation rate adjusting means that is provided in the recirculation passage and adjusts the recirculation rate of the compressed intake air recirculated by the compressed intake air recirculation passage according to the detected value of the outside air temperature detecting means when the internal combustion engine is started. Features.

また、前記内燃機関からの排気で駆動するターボチャージャと、該ターボチャージャで圧縮された吸気を冷却するインタークーラとを更に備えるとともに、前記吸気通路は、前記インタークーラを迂回するバイパス通路であってもよい。   In addition, a turbocharger that is driven by exhaust from the internal combustion engine and an intercooler that cools the intake air compressed by the turbocharger, and the intake passage is a bypass passage that bypasses the intercooler. Also good.

また、前記過給機は、電磁クラッチを介して前記内燃機関により駆動されるスーパチャージャであってもよい。   The supercharger may be a supercharger driven by the internal combustion engine via an electromagnetic clutch.

また、前記還流率調整手段は、前記外気温検出手段の検出値がマイナス25℃の場合に、前記還流率を10%に設定するようにしてもよい。   The reflux rate adjusting means may set the reflux rate to 10% when the detected value of the outside air temperature detecting means is minus 25 ° C.

本発明の内燃機関の始動補助装置によれば、低温条件下でも内燃機関の始動性を効果的に確保することができる。   According to the start assist device for an internal combustion engine of the present invention, startability of the internal combustion engine can be effectively ensured even under a low temperature condition.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置を示す模式的な全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram showing a start assist device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置による制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content by the starting auxiliary device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置によるスーパチャージャ回転回数と吸気温度上昇との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the supercharger rotation frequency by the starting auxiliary device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention, and intake air temperature rise. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置による吸気マニホールド入口温度と筒内最高温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intake manifold inlet temperature by the starting auxiliary device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention, and the cylinder maximum temperature.

以下、図1〜4に基づいて、本発明に係る一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置1を示す全体構成図である。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an internal combustion engine start assist device 1 according to an embodiment of the present invention. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1に示すように、ディーゼルエンジン等の内燃機関(以下、エンジンという)30には、吸気マニホールド31と排気マニホールド32とが設けられている。また、吸気マニホールド31には、吸気弁(不図示)の開弁により後述するターボチャージャ33から送出される吸気を導入する第1吸気通路34が接続され、排気マニホールド32には、排気弁(不図示)の開弁により排気を排出する第1排気通路35が接続されている。   As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 30 such as a diesel engine is provided with an intake manifold 31 and an exhaust manifold 32. The intake manifold 31 is connected to a first intake passage 34 for introducing intake air sent from a turbocharger 33 described later by opening an intake valve (not shown), and the exhaust manifold 32 is connected to an exhaust valve (not shown). A first exhaust passage 35 for discharging exhaust gas by opening the valve (shown) is connected.

第1吸気通路34には、図1に示すように、ターボチャージャ33から送出される吸気を冷却水との熱交換により冷却するインタークーラ38が介装されている。また、後述するバイパス通路10とインタークーラ38との間の第1吸気通路34には、吸気の流路を切替える切替バルブ39が設けられている。この切替バルブ39の開閉駆動は、後述するECU20によって制御されている。   As shown in FIG. 1, an intercooler 38 that cools the intake air sent from the turbocharger 33 by heat exchange with cooling water is interposed in the first intake passage 34. A switching valve 39 for switching the intake air flow path is provided in a first intake passage 34 between a bypass passage 10 and an intercooler 38 described later. The opening / closing drive of the switching valve 39 is controlled by an ECU 20 described later.

ターボチャージャ33は、図1に示すように、第1吸気通路34の上流側に設けられたコンプレッサ33aと、第1排気通路35の下流側に設けられたタービン33bとを有する。また、コンプレッサ33aには、図示しないエアクリーナを介して新気を導入する第2吸気通路36が接続され、タービン33bの下流側には図示しない排気浄化装置に排気を送出する第2排気通路37が接続されている。すなわち、ターボチャージャ33は、エンジン30からの排気エネルギーでタービン33bが駆動されると共に、同軸に設けられたコンプレッサ33aによりエアクリーナから第2吸気通路36を介して導入される新気を圧縮してエンジン30へと送出するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the turbocharger 33 includes a compressor 33 a provided on the upstream side of the first intake passage 34 and a turbine 33 b provided on the downstream side of the first exhaust passage 35. The compressor 33a is connected to a second intake passage 36 for introducing fresh air via an air cleaner (not shown), and a second exhaust passage 37 for sending exhaust to an exhaust purification device (not shown) downstream of the turbine 33b. It is connected. That is, the turbocharger 33 drives the turbine 33b with the exhaust energy from the engine 30, and compresses fresh air introduced from the air cleaner through the second intake passage 36 by the compressor 33a provided coaxially. It is configured to send to 30.

次に、本実施形態に係る始動補助装置1を説明する。始動補助装置1は、図1に示すように、バイパス通路(吸気通路)10と、スーパチャージャ(過給機)11と、電磁クラッチ12と、圧縮吸気還流通路13と、バイパスバルブ14と、外気温センサ(外気温検出手段)15と、ECU20とを備える。なお、本実施形態において、バイパスバルブ14と後述するECU20のバイパスバルブ制御部22とは、本発明の還流率調整手段を構成する。   Next, the start assist device 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the start assist device 1 includes a bypass passage (intake passage) 10, a supercharger (supercharger) 11, an electromagnetic clutch 12, a compressed intake recirculation passage 13, a bypass valve 14, An air temperature sensor (outside air temperature detecting means) 15 and an ECU 20 are provided. In the present embodiment, the bypass valve 14 and a bypass valve control unit 22 of the ECU 20 to be described later constitute a reflux rate adjusting means of the present invention.

バイパス通路10は、図1に示すように、インタークーラ38を迂回すべく、一端をコンプレッサ33aとインタークーラ38との間の第1吸気通路34に接続され、他端をインタークーラ38と吸気マニホールド31との間の第1吸気通路34に接続されている。   As shown in FIG. 1, the bypass passage 10 has one end connected to the first intake passage 34 between the compressor 33a and the intercooler 38 and the other end connected to the intercooler 38 and the intake manifold so as to bypass the intercooler 38. 31 is connected to a first intake passage 34 between them.

スーパチャージャ11は、容積型の機械式過給機であって、図1に示すようにバイパス通路10に介装されている。このスーパチャージャ11は、エンジン30のクランクシャフト(不図示)により電磁クラッチ12を介して回転駆動される。   The supercharger 11 is a positive displacement mechanical supercharger, and is interposed in the bypass passage 10 as shown in FIG. The supercharger 11 is rotationally driven via an electromagnetic clutch 12 by a crankshaft (not shown) of the engine 30.

電磁クラッチ12は、図1に示すように、クランクシャフトとスーパチャージャ11との間に設けられている。また、電磁クラッチ12は電気配線を介してECU20に接続されている。すなわち、ECU20によって電磁クラッチ12がONに制御されスーパチャージャ11が作動すると、ターボチャージャ33のコンプレッサ33aから送出されバイパス通路10に流入する吸気は、スーパチャージャ11で圧縮昇温された後に、エンジン30へと供給される。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic clutch 12 is provided between the crankshaft and the supercharger 11. The electromagnetic clutch 12 is connected to the ECU 20 via electric wiring. That is, when the electromagnetic clutch 12 is controlled to be turned on by the ECU 20 and the supercharger 11 is operated, the intake air that is sent from the compressor 33a of the turbocharger 33 and flows into the bypass passage 10 is compressed and heated by the supercharger 11 and then the engine 30. Supplied to.

圧縮吸気還流通路13は、図1に示すように、一端をスーパチャージャ11よりも下流側に位置するバイパス通路10に接続され、他端をスーパチャージャ11よりも上流側に位置するバイパス通路10に接続されている。   As shown in FIG. 1, the compressed intake recirculation passage 13 has one end connected to the bypass passage 10 located downstream of the supercharger 11 and the other end connected to the bypass passage 10 located upstream of the supercharger 11. It is connected.

バイパスバルブ14は、図1に示すように、圧縮吸気還流通路13に設けられており、スーパチャージャ11から送出される圧縮吸気の還流率を調整する。このバイパスバルブ14の開度は、ECU20のバイパスバルブ制御部22によって制御されている。   As shown in FIG. 1, the bypass valve 14 is provided in the compressed intake air recirculation passage 13 and adjusts the recirculation rate of the compressed intake air sent from the supercharger 11. The opening degree of the bypass valve 14 is controlled by a bypass valve control unit 22 of the ECU 20.

外気温センサ15は、外気温度を検出してECU20に出力するもので、図1に示すように、電気配線を介してECU20に接続されている。   The outside air temperature sensor 15 detects the outside air temperature and outputs it to the ECU 20, and is connected to the ECU 20 via an electrical wiring as shown in FIG.

ECU20は、エンジン30の運転状態に応じて燃料噴射期間や燃料噴射量等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この各種制御を行うために、ECU20には、外気温センサ15、アクセルセンサ(不図示)、エンジン回転数センサ(不図示)等の各種センサの出力信号がA/D変換された後に入力される。   The ECU 20 performs various controls such as a fuel injection period and a fuel injection amount according to the operating state of the engine 30, and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, the output signals of various sensors such as an outside air temperature sensor 15, an accelerator sensor (not shown), and an engine speed sensor (not shown) are input to the ECU 20 after A / D conversion. .

また、ECU20は、切替バルブ制御部21と、バイパスバルブ制御部22と、電磁クラッチ制御部23とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるECU20に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   Further, the ECU 20 includes a switching valve control unit 21, a bypass valve control unit 22, and an electromagnetic clutch control unit 23 as some functional elements. In the present embodiment, these functional elements are described as being included in the ECU 20 that is an integral hardware, but any one of these functional elements may be provided in separate hardware.

切替バルブ制御部21は、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値に応じて切替バルブ39の開閉を制御する。具体的には、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)よりも小さい場合(TIN<25℃)は、切替バルブ39を閉状態にする制御信号を出力する。一方、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)以上の場合(TIN≧25℃)は、切替バルブ39を開状態にする制御信号を出力する。また、切替バルブ制御部21は、エンジン30始動後の通常運転時は、切替バルブ39を開状態にする制御信号を出力する。 The switching valve control unit 21 controls opening and closing of the switching valve 39 according to the detected value of the outside air temperature sensor 15 when the engine 30 is started. Specifically, when the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is smaller than a predetermined threshold value (for example, 25 ° C.) (T IN <25 ° C.) when the engine 30 is started, the switching valve 39 is closed. Output a control signal. On the other hand, when the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, 25 ° C.) (T IN ≧ 25 ° C.) when the engine 30 is started, a control signal for opening the switching valve 39 is output. To do. Further, the switching valve control unit 21 outputs a control signal for opening the switching valve 39 during normal operation after the engine 30 is started.

バイパスバルブ制御部22は、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINに応じてバイパスバルブ14の開度を調整制御する。ECU20には、予め実験等により作成された外気温度とスーパチャージャ11に還流される圧縮吸気の還流率との関係を示す第1マップ(不図示)および、還流率とバイパスバルブ14のバルブ開度との関係を示す第2マップ(不図示)が記憶されている。この第1マップでは、例えば外気温度がマイナス25℃の時は、圧縮吸気の還流率は10%に設定され、外気温度が25℃の時は、圧縮吸気の還流率は0%に設定されている。そして、バイパスバルブ制御部22は、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)よりも小さい場合(TIN<25℃)は、検出値TINに応じた還流率を第1マップから読み取るとともに、係る還流率に対応するバルブ開度を第2マップから読み取ってバイパスバルブ14に出力する。また、バイパスバルブ制御部22は、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)以上の場合(TIN≧25℃)は、バルブ開度を0%(閉状態)にする制御信号をバイパスバルブ14に出力する。なお、バイパスバルブ制御部22は、エンジン30始動後の通常運転時は、バイパスバルブ14の開度を0%(閉状態)にする制御信号を出力する。 The bypass valve control unit 22 adjusts and controls the opening degree of the bypass valve 14 according to the detection value T IN of the outside air temperature sensor 15 when the engine 30 is started. The ECU 20 includes a first map (not shown) showing the relationship between the outside air temperature created in advance by experiments and the like and the recirculation rate of the compressed intake air recirculated to the supercharger 11, and the recirculation rate and the valve opening of the bypass valve 14. A second map (not shown) showing the relationship with the is stored. In this first map, for example, when the outside air temperature is minus 25 ° C., the recirculation rate of the compressed intake air is set to 10%, and when the outside air temperature is 25 ° C., the recirculation rate of the compressed intake air is set to 0%. Yes. The bypass valve control section 22, at the start of the engine 30, when the detection value T IN of the outside air temperature sensor 15 is smaller than a predetermined threshold (e.g., 25 ℃) (T IN <25 ℃) is the detected value T IN Is read from the first map, and the valve opening corresponding to the reflux rate is read from the second map and output to the bypass valve 14. Further, when the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, 25 ° C.) (T IN ≧ 25 ° C.), the bypass valve control unit 22 sets the valve opening to 0 when the engine 30 is started. % (Closed state) is output to the bypass valve 14. The bypass valve control unit 22 outputs a control signal for setting the opening degree of the bypass valve 14 to 0% (closed state) during normal operation after the engine 30 is started.

電磁クラッチ制御部23は、エンジン30の始動時に、スーパチャージャ11の作動を制御する。すなわち、電磁クラッチ制御部23は、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)よりも小さい場合(TIN<25℃)は、電磁クラッチ12をONにする制御信号を出力する。また、エンジン30の始動時に、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)以上の場合(TIN≧25℃)は、電磁クラッチ12をOFFにする制御信号を出力する。なお、エンジン30始動後の通常運転時は、電磁クラッチ12をOFFにする制御信号を出力する。 The electromagnetic clutch control unit 23 controls the operation of the supercharger 11 when the engine 30 is started. That is, when the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is smaller than a predetermined threshold value (for example, 25 ° C.) (T IN <25 ° C.) when the engine 30 is started, the electromagnetic clutch control unit 23 turns off the electromagnetic clutch 12. A control signal to turn ON is output. When the engine 30 is started, if the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, 25 ° C.) (T IN ≧ 25 ° C.), a control signal for turning off the electromagnetic clutch 12 is output. . During normal operation after the engine 30 is started, a control signal for turning off the electromagnetic clutch 12 is output.

本発明の一実施形態に係る始動補助装置1は、以上のように構成されているので、例えば、低温条件下におけるエンジン30の始動時には、図2に示すフローに従って以下のような制御が行われる。   Since the start assist device 1 according to an embodiment of the present invention is configured as described above, for example, when the engine 30 is started under a low temperature condition, the following control is performed according to the flow shown in FIG. .

ステップ(以下、ステップを単にSと記載する)100では、イグニッションスイッチが操作されキースイッチがONにされると、車両の電気系統にバッテリー(不図示)から電力が供給されて電気系がONに制御される。   In step (hereinafter, simply referred to as “S”) 100, when the ignition switch is operated and the key switch is turned on, electric power is supplied from a battery (not shown) to the electric system of the vehicle, and the electric system is turned on. Be controlled.

S110では、ECU20に外気温センサ15の検出値TINが読み込まれ、始動温度判定が行われる。外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(例えば25℃)よりも小さい場合は、始動補助装置1によるエンジン30の始動補助を必要と判定してS120へと進む。一方、外気温センサ15の検出値TINが所定の閾値(25℃)以上の場合は、始動補助装置1によるエンジン30の始動補助を不要と判定して本制御はリターンされる。すなわち、切替バルブ39を開状態に制御し、かつ、バイパスバルブ14を閉状態に制御し、かつ、電磁クラッチ12をOFFに制御して本制御を終了する。 In S110, the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is read into the ECU 20, and the starting temperature is determined. If the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is smaller than a predetermined threshold value (for example, 25 ° C.), it is determined that the start assist of the engine 30 by the start assist device 1 is necessary, and the process proceeds to S120. On the other hand, when the detected value T IN of the outside air temperature sensor 15 is equal to or greater than a predetermined threshold (25 ° C.), it is determined that the starting assistance of the engine 30 by the starting assistance device 1 is unnecessary, and this control is returned. That is, the switching valve 39 is controlled to be in an open state, the bypass valve 14 is controlled to be in a closed state, and the electromagnetic clutch 12 is controlled to be turned off to complete this control.

S120では、ECU20の切替バルブ制御部21から切替バルブ39に制御信号が出力されて、切替バルブ39は閉状態に制御される。すなわち、第1吸気通路34を流れる低温吸気(外気とほぼ等しい低温状態の吸気)の流路は、インタークーラ38を迂回するバイパス通路10に切替えられる。   In S120, a control signal is output from the switching valve control unit 21 of the ECU 20 to the switching valve 39, and the switching valve 39 is controlled to be closed. That is, the flow path of the low-temperature intake air (the low-temperature intake air substantially equal to the outside air) flowing through the first intake passage 34 is switched to the bypass passage 10 that bypasses the intercooler 38.

S130では、ECU20のバイパスバルブ制御部22により、スーパチャージャ11から送出される圧縮吸気の還流率を所定値(外気温度がマイナス25℃の場合は10%)にするバルブ開度の制御信号がバイパスバルブ14に出力される。   In S130, the bypass valve control unit 22 of the ECU 20 bypasses the control signal for the valve opening degree that sets the recirculation rate of the compressed intake air sent from the supercharger 11 to a predetermined value (10% when the outside air temperature is minus 25 ° C.). It is output to the valve 14.

S140では、ECU20の電磁クラッチ制御部23から電磁クラッチ12に、接続をONにする制御信号が出力される。すなわち、スーパチャージャ11は電磁クラッチ12を介してエンジン30のクランクシャフトと接続状態になる。なお、これらS120〜140の動作は同時に行われるようにしてもよい。   In S140, a control signal for turning on the connection is output from the electromagnetic clutch control unit 23 of the ECU 20 to the electromagnetic clutch 12. That is, the supercharger 11 is connected to the crankshaft of the engine 30 via the electromagnetic clutch 12. In addition, you may make it perform these operation | movement of S120-140 simultaneously.

S150では、エンジン始動条件が成立したか否かが判定される。上述のS120〜140で、切替バルブ39が閉状態に制御され、スーパチャージャ11への圧縮吸気の還流率が所定値(10%)に設定され、かつ、電磁クラッチ12の接続がONに制御されている場合は、始動条件が全て成立したものとしてS160へと進む。一方、いずれかの条件が成立していない場合は、エンジン始動条件は成立していないものと判定され、本制御は前述のS120に戻される。   In S150, it is determined whether an engine start condition is satisfied. In S120 to 140 described above, the switching valve 39 is controlled to be closed, the recirculation rate of the compressed intake air to the supercharger 11 is set to a predetermined value (10%), and the connection of the electromagnetic clutch 12 is controlled to be ON. If YES, the process proceeds to S160 assuming that all the start conditions are satisfied. On the other hand, if any of the conditions is not satisfied, it is determined that the engine start condition is not satisfied, and the present control is returned to S120 described above.

S160では、エンジン始動条件が成立したことを受けて、スタータモータ(不図示)によるエンジン30のクランキングが実行される。すなわち、スタータモータによるクランキングが継続されるとともに、スーパチャージャ11が回転駆動される。そして、スーパチャージャ11により送出される圧縮吸気は、所定量(外気温度がマイナス25℃の場合は10%)が圧縮吸気還流通路13によってスーパチャージャ11の入口に戻され、更に圧縮昇温されながらエンジン30へと供給される。   In S160, cranking of the engine 30 by a starter motor (not shown) is executed in response to the establishment of the engine start condition. That is, cranking by the starter motor is continued and the supercharger 11 is driven to rotate. Then, a predetermined amount (10% when the outside air temperature is minus 25 ° C.) of the compressed intake air sent out by the supercharger 11 is returned to the inlet of the supercharger 11 by the compressed intake air recirculation passage 13 and further compressed and heated. It is supplied to the engine 30.

S160では、スーパチャージャ11から送出される圧縮吸気によりエンジン30の筒内温度がエンジン始動温度(例えば400℃)まで昇温されるとともに、エンジン30が始動して本制御はリターンされる。   In S160, the in-cylinder temperature of the engine 30 is raised to the engine start temperature (for example, 400 ° C.) by the compressed intake air sent from the supercharger 11, and the engine 30 is started and the control is returned.

なお、エンジン30の通常走行時は、切替バルブ39は開状態に制御され、バイパスバルブ14の開度は0%に設定され、かつ、電磁クラッチ12の接続はOFFに制御される。すなわち、ターボチャージャ33のコンプレッサ33aで圧縮された吸気は第1吸気通路34を流れ、インタークーラ38で冷却された後にエンジン30へと供給される。   During normal running of the engine 30, the switching valve 39 is controlled to be in the open state, the opening degree of the bypass valve 14 is set to 0%, and the connection of the electromagnetic clutch 12 is controlled to be OFF. That is, the intake air compressed by the compressor 33 a of the turbocharger 33 flows through the first intake passage 34, is cooled by the intercooler 38, and then is supplied to the engine 30.

以上のような構成により、本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動補助装置1によれば以下のような作用効果を奏する。   With the configuration as described above, the internal combustion engine start assist device 1 according to one embodiment of the present invention has the following operational effects.

例えば、マイナス25℃の低温条件下におけるエンジン30の始動時には、切替バルブ39は閉状態に制御され、スーパチャージャ11への圧縮吸気の還流率は10%に設定され、かつ、電磁クラッチ12の接続はONに制御される。すなわち、第1吸気通路34を流れる吸気は、インタークーラ38を迂回してバイパス通路10へと流され、スーパチャージャ11で圧縮昇温される。そして、スーパチャージャ11から送出される圧縮吸気は、その一部である10%が圧縮吸気還流通路13によって再びスーパチャージャ11の入口に戻され、更に圧縮昇温された後にエンジン30へと供給される。その後、エンジン30の筒内温度は、圧縮昇温された吸気によってエンジン始動温度(例えば400℃)まで速やかに上昇される。   For example, when the engine 30 is started under a low temperature condition of minus 25 ° C., the switching valve 39 is controlled to be closed, the recirculation rate of the compressed intake air to the supercharger 11 is set to 10%, and the electromagnetic clutch 12 is connected. Is controlled to ON. That is, the intake air flowing through the first intake passage 34 bypasses the intercooler 38 and flows to the bypass passage 10, and is compressed and heated by the supercharger 11. Then, 10% of the compressed intake air delivered from the supercharger 11 is returned to the inlet of the supercharger 11 again by the compressed intake air recirculation passage 13, and is further heated to the compression temperature, and then supplied to the engine 30. The Thereafter, the in-cylinder temperature of the engine 30 is quickly raised to the engine start temperature (for example, 400 ° C.) by the intake air whose temperature has been increased by compression.

したがって、マイナス25℃の低温条件下でも、エンジン30の筒内温度がエンジン始動温度まで速やかに上昇されるので、エンジン30の始動性を効果的に確保することができる。   Therefore, the in-cylinder temperature of the engine 30 is quickly raised to the engine start temperature even under a low temperature condition of minus 25 ° C., so that the startability of the engine 30 can be effectively ensured.

また、低温条件下において、低圧縮比でもエンジン30の始動性を確保できるので、エンジン30の筒内最高圧力を低い状態に維持することができ、エンジン30の耐久性への影響も効果的に低減することができる。   In addition, since the startability of the engine 30 can be ensured even at a low compression ratio under low temperature conditions, the in-cylinder maximum pressure of the engine 30 can be maintained at a low state, and the influence on the durability of the engine 30 is also effective. Can be reduced.

ここで、図3に本実施形態に係る始動補助装置1によるスーパチャージャ11の回転回数と吸気温度上昇との関係を示す。また、図4に本実施形態に係る始動補助装置1による吸気マニホールド31の入口温度とエンジン30の筒内最高温度との関係を示す(圧縮比:11.5、クランキング回転数:100rpm)。   Here, FIG. 3 shows the relationship between the number of rotations of the supercharger 11 by the start assist device 1 according to this embodiment and the intake air temperature rise. FIG. 4 shows the relationship between the inlet temperature of the intake manifold 31 and the in-cylinder maximum temperature of the engine 30 by the start assisting device 1 according to this embodiment (compression ratio: 11.5, cranking rotation speed: 100 rpm).

図3において、破線αはスーパチャージャ11により単に吸気を圧縮した場合の吸気温度上昇を示し、一点鎖線βはスーパチャージャ11で圧縮された吸気のうち10%の圧縮吸気を再びスーパチャージャ11に還流させた場合の吸気温度上昇を示す。図3に示すように、破線αでは吸気温度は約35℃で飽和状態になるが、一点鎖線β(10%をスーパチャージャ11に還流させた場合)では吸気温度はスーパチャージャ11の回転回数の上昇とともに約55℃まで速やかに上昇することが分かる。   In FIG. 3, a broken line α indicates an increase in intake air temperature when the intake air is simply compressed by the supercharger 11, and an alternate long and short dash line β returns 10% of the intake air compressed by the supercharger 11 to the supercharger 11 again. The intake air temperature rise when it is made to show is shown. As shown in FIG. 3, the intake air temperature is saturated at about 35 ° C. at the broken line α, but the intake air temperature is the number of rotations of the supercharger 11 at the alternate long and short dash line β (when 10% is returned to the supercharger 11). It turns out that it rises rapidly to about 55 degreeC with a raise.

また、図4に示すように、吸気マニホールド31の入口温度がマイナス25℃の場合、筒内最高温度は325℃程度である。すなわち、マイナス25℃の低温条件下でエンジン30の始動性を確保すべく筒内温度をエンジン始動温度の400℃まで上昇させるためには、吸気マニホールド31の入口温度を約50℃ほど上昇させればよいことが分かる。   Further, as shown in FIG. 4, when the inlet temperature of the intake manifold 31 is minus 25 ° C., the in-cylinder maximum temperature is about 325 ° C. That is, in order to increase the in-cylinder temperature to the engine start temperature of 400 ° C. in order to ensure the startability of the engine 30 under a low temperature condition of minus 25 ° C., the inlet temperature of the intake manifold 31 can be increased by about 50 ° C. I understand that

ここで、本実施形態に係る始動補助装置1では、吸気マニホールド31の入口温度がマイナス25℃の低温条件下においても、10%の圧縮吸気を再びスーパチャージャ11に還流させることで、吸気温度を速やかに約55℃まで上昇し(図3参照)、筒内温度もエンジン始動温度の400℃まで速やかに昇温できることからも(図4参照)、本発明の効果が分かる。   Here, in the start assist device 1 according to the present embodiment, even when the inlet temperature of the intake manifold 31 is minus 25 ° C., 10% of compressed intake air is recirculated to the supercharger 11 to reduce the intake air temperature. The effect of the present invention can also be seen from the fact that the temperature quickly rises to about 55 ° C. (see FIG. 3) and the in-cylinder temperature can be quickly raised to the engine starting temperature of 400 ° C. (see FIG. 4).

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

上述の実施形態において、バイパス通路10を流れる吸気はスーパチャージャ11により圧縮昇温されるものとして説明したが、このスーパチャージャ11に替えて、例えばエンジン30の排気エネルギーで駆動するターボチャージャ等の遠心圧縮機を適用してもよい。この場合は、遠心圧縮機の上流側もしくは下流側のいずれか一方のバイパス通路10に、エンジン30の通常運転時にバイパス通路10を閉鎖する開閉バルブを設ければよい。   In the above-described embodiment, the intake air flowing through the bypass passage 10 has been described as being compressed and heated by the supercharger 11. However, instead of the supercharger 11, for example, a centrifugal charger such as a turbocharger driven by the exhaust energy of the engine 30 is used. A compressor may be applied. In this case, an open / close valve that closes the bypass passage 10 during normal operation of the engine 30 may be provided in either the upstream or downstream bypass passage 10 of the centrifugal compressor.

また、上述の実施形態において、スーパチャージャ11への圧縮吸気の還流率は、外気温センサ15の検出値TINに応じてマップから読み取られた値に基づいて調整されるものとして説明したが、例えば、エンジン30の始動時は還流率を常に10%に設定するようにしてもよい。また、係る還流率を10%よりも大きい値に設定することもできる。 In the above-described embodiment, the recirculation rate of the compressed intake air to the supercharger 11 has been described as being adjusted based on the value read from the map according to the detection value T IN of the outside air temperature sensor 15. For example, the reflux rate may always be set to 10% when the engine 30 is started. Further, the reflux rate can be set to a value larger than 10%.

また、上述の実施形態において、始動補助装置1は一個のターボチャージャ33を備える一段過給システムに適用されるものとして説明したが、例えば低圧段ターボと高圧段ターボとを備える二段過給システムに適用することもできる。この場合も上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the start assist device 1 has been described as being applied to a one-stage turbocharging system including one turbocharger 33. For example, a two-stage turbocharging system including a low-pressure turbo and a high-pressure turbo is used. It can also be applied to. In this case, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

1 始動補助装置
10 バイパス通路(吸気通路)
11 スーパチャージャ(過給機)
13 圧縮吸気還流通路
14 バイパスバルブ(還流率調整手段)
15 外気温センサ(外気温検出手段)
20 ECU
30 エンジン(内燃機関)
1 Start assist device 10 Bypass passage (intake passage)
11 Supercharger (supercharger)
13 Compressed intake air recirculation passage 14 Bypass valve (reflux rate adjusting means)
15 Outside air temperature sensor (outside air temperature detecting means)
20 ECU
30 engine (internal combustion engine)

Claims (4)

内燃機関の吸気通路に設けられ、前記内燃機関の始動時に吸気を圧縮昇温する過給機と、
外気温度を検出する外気温検出手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記過給機から送出される圧縮吸気の一部を前記過給機よりも上流側の前記吸気通路に還流させる圧縮吸気還流通路と、
前記圧縮吸気還流通路に設けられ、前記内燃機関の始動時に、前記圧縮吸気還流通路により還流される圧縮吸気の還流率を前記外気温検出手段の検出値に応じて調整する還流率調整手段と、を有する
ことを特徴とする内燃機関の始動補助装置。
A supercharger that is provided in an intake passage of the internal combustion engine and compresses and heats the intake air when starting the internal combustion engine;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
A compressed intake air recirculation passage that recirculates a portion of the compressed intake air delivered from the supercharger to the intake passage upstream of the supercharger when starting the internal combustion engine;
A recirculation rate adjusting means that is provided in the compressed intake recirculation passage and adjusts a recirculation rate of the compressed intake air recirculated by the compressed intake recirculation passage according to a detected value of the outside air temperature detecting means when the internal combustion engine is started; A start assist device for an internal combustion engine.
前記内燃機関からの排気で駆動するターボチャージャと、該ターボチャージャで圧縮された吸気を冷却するインタークーラとを更に備えるとともに、
前記吸気通路は、前記インタークーラを迂回するバイパス通路である
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の始動補助装置。
A turbocharger that is driven by exhaust from the internal combustion engine, and an intercooler that cools the intake air compressed by the turbocharger;
The start assisting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake passage is a bypass passage that bypasses the intercooler.
前記過給機は、電磁クラッチを介して前記内燃機関により駆動されるスーパチャージャである
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の始動補助装置。
The internal combustion engine start assist device according to claim 1 or 2, wherein the supercharger is a supercharger driven by the internal combustion engine via an electromagnetic clutch.
前記還流率調整手段は、前記外気温検出手段の検出値がマイナス25℃の場合に、前記還流率を10%に設定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の始動補助装置。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the recirculation rate adjusting means sets the recirculation rate to 10% when the detected value of the outside air temperature detecting means is minus 25 ° C. Starting aids.
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