JP2012509434A - ピストンエンジンのターボチャージャー速度制御方法及びターボチャージ型ピストンエンジン用の制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
サージマージン=100%*(qw−qs)/qw
ここで、qwは、動作ラインでの体積流量であり、qsは、サージラインでの体積流量である。
1)実際のサージマージンが下方の設定値よりも低い場合、
・バルブ動作システム45,50は、掃気領域230のサイズが増加するように、即ちバルブのオーバーラップが360度のクランク角周辺で増加するように、バルブを稼動するように制御され、及び/又は、
・吸気バルブ動作システム45は、閉じタイミングが遅れるように吸気バルブを稼動するように制御される。
2)実際のサージマージンが上方の設定値よりも高い場合、
・バルブ動作システム45,50は、掃気領域230のサイズが減少するように、即ちバルブのオーバーラップが360度のクランク角周辺で減少するように、バルブを稼動するように制御され、及び/又は、
・吸気バルブ動作システム45は、閉じタイミングが進められるように吸気バルブを稼動するように制御される。
Claims (15)
- 少なくとも1つの吸気バルブ及び少なくとも1つの排気バルブと、前記バルブを動作させるよう構成された吸気バルブ動作システム及び排気バルブ動作システムと、前記少なくとも1つの吸気バルブの吸気側と連通するコンプレッサ部及び前記少なくとも1つの排気バルブの排気側に連通するタービン部を含むターボチャージャー装置とを含むピストンエンジンのターボチャージャー速度を制御する方法であって、
エンジンは、第1動作モードで動作され、該第1動作モードでは、エンジンは、所定の負荷以下で動作され、燃焼空気は、前記ターボチャージャー装置のコンプレッサ部で加圧され、前記吸気バルブは、第1吸気バルブリフトプロフィールにより制御され、空気は、シリンダに導入され、燃料は、燃焼空気によりエンジン内で燃焼され、前記排気バルブは、第1排気バルブリフトプロフィールにより制御され、燃焼中に生成される排気ガスは、前記ターボチャージャー装置のタービン部に搬送され、
前記エンジンは、前記所定負荷より大きい第2動作モードで動作され、該第2動作モードでは、前記吸気バルブの閉成は、前記第1動作モードに比べて進められ、前記コンプレッサ部の出口と前記タービン部の入口の間の空気流れが増加され、より多くの燃焼空気が前記コンプレッサ部を通って流れることを可能とすることを特徴とする、方法。 - 前記第2動作モード中、前記吸気バルブの閉成は、下死点前の35−65度の間のクランク角にてシリンダボアの1%に閉じられるように制御される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2動作モード中、前記吸気バルブリフトの閉成は、前記第1動作モード中よりも約20度早いクランク角にてシリンダボアの1%に閉じられるように制御される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第2動作モード中、前記コンプレッサ部の出口と前記タービン部の入口の間の空気流れは、前記コンプレッサ部の出口側と前記タービン部の入口側の間に延在するエンジン内に設けられるバイパス導管を、より多くの空気が通ることを許容することによって、増加される、請求項1に記載の方法。
- 燃料は、外部点火により点火され、前記第1動作中、前記排気バルブリフトの閉成及び前記吸気バルブリフトの開成は、オーバーラップされて掃気領域を形成し、前記第2動作モード中、前記掃気領域は、前記第1動作モード中よりも5−300%大きくなるように制御される、請求項1に記載の方法。
- 圧縮点火は、エンジン内で実行され、前記第1動作中、前記排気バルブリフトの閉成及び前記吸気バルブリフトの開成は、オーバーラップされて掃気領域を形成し、前記第2動作モード中、前記掃気領域は、前記第1動作モード中よりも5−60%大きくなるように制御される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2動作モード中、前記掃気領域は、150%度よりも大きい、請求項1に記載の方法。
- 吸気バルブは、開く動きの間、クランク角が下死点前の15−50度の間にある間にバルブが1%の位置にあるように、動作される、請求項1に記載の方法。
- 前記バルブ動作システムは、掃気領域が非対称となり、吸気バルブリフトプロフィールが上死点に関して排気バルブリフトプロフィールよりも大きい領域を形成するように、動作される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2動作モード中における燃料噴射タイミングは、前記第1動作モードに対して少なくとも0−5度進められる、請求項1〜9のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定負荷は、エンジンの最大負荷の70−85%である、請求項1〜10のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記エンジンは、前記所定負荷より大きい第2動作モード中に、ターボチャージャー組立体により加圧された燃焼空気により燃料を燃焼させる間、エンジンの吸気バルブが前記第1動作モードよりも速く閉じられ、ターボチャージャー組立体により得られるブースト圧が増加され、前記コンプレッサ部の出口側と前記タービン部の入口側の間のバイパス空気流の量が増加され、前記コンプレッサ部を通る空気の質量流量を増加するように、動作される、請求項1〜11のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ブースト圧は、前記第2動作モード中にターボチャージャー組立体のウエィストゲートを閉じることにより増加される、請求項12に記載の方法。
- ウエィストゲートインテーク及び排気バルブを備えるターボチャージャーを有するターボチャージ型ピストンエンジン用の制御システムであって、
少なくとも吸気又は排気バルブは、調整可能なバルブ動作システムを含み、
当該制御システムは、処理ユニットと、前記エンジンのバルブ動作システムの少なくとも1つに接続される制御信号送信ユニットと、エンジンの負荷、速度及び/又は少なくとも1つの燃焼プロセス変数を監視するエンジンセンサに接続される制御信号受信ユニットとを含み、
前記処理ユニットは、前記バルブ動作システムの状態の変化が、エンジンの負荷、速度及び/又は少なくとも1つの燃焼プロセス変数を監視するエンジンセンサのいずれかからの情報に基づいて始動される態様で、前記信号受信ユニットにより受信された信号を処理し、前記信号送信ユニットにより送信されるべき信号を提供するように構成される、制御システム。 - ターボチャージ型4ストロークピストンエンジン用の請求項14に記載の制御システムであって、
前記制御システムは、70−73%の負荷を上回る間、ウエィストゲートを閉状態に設定及び/又は維持し、吸気バルブの閉じタイミングを進め、前記排気バルブの閉じを遅くするように、動作するように構成される、制御システム。
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