JP2021055607A - Engine system and engine system control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、エンジンシステム及びエンジンシステムの制御装置に関する。 The present disclosure relates to an engine system and an engine system control device.
従来、エンジンと、エンジンから排出された排気のエネルギを受けて駆動してエンジンに吸入される吸気を過給するターボチャージャと、を備えるエンジンシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、従来、エンジンのピストンを冷却するための機構として、ピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェットが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, an engine system including an engine and a turbocharger that receives the energy of the exhaust discharged from the engine and drives the turbocharger to supercharge the intake air sucked into the engine is known (see, for example, Patent Document 1). .. Further, conventionally, as a mechanism for cooling the piston of an engine, an oil jet that injects oil toward the piston is known (see, for example, Patent Document 2).
上述したような、エンジン及びターボチャージャを備える従来のエンジンシステムに、オイルジェットを適用することで、ピストンの冷却を図ることができる。しかしながら、車両のアクセル開度の増加率が基準値以上になった場合(例えば、アクセルペダルが急激に踏み込まれた場合等)に、オイルジェットからオイルが噴射された場合、オイルジェットから噴射されたオイルによるピストンの冷却によって、シリンダ内の熱がピストンに逃げ易くなる結果、シリンダ内の熱が排気に逃げ難くなって、排気温度が低下して、ターボチャージャのターボラグが大きくなるおそれがある。 By applying an oil jet to a conventional engine system including an engine and a turbocharger as described above, the piston can be cooled. However, when the rate of increase in the accelerator opening of the vehicle exceeds the reference value (for example, when the accelerator pedal is suddenly depressed), when the oil is injected from the oil jet, it is injected from the oil jet. Cooling the piston with oil makes it easier for heat in the cylinder to escape to the piston, which makes it difficult for heat in the cylinder to escape to the exhaust, lowering the exhaust temperature and increasing the turbo lag of the turbocharger.
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ターボラグを改善することができるエンジンシステム、及び、エンジンシステムの制御装置を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide an engine system capable of improving turbo lag and a control device for the engine system.
上記目的を達成するため、本開示に係るエンジンシステムは、車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンから排出された排気のエネルギを受けて駆動して前記エンジンに吸入される吸気を過給するターボチャージャと、を備えるエンジンシステムにおいて、前記エンジンのシリンダ内に配置されたピストンに向けて、オイルを噴射するオイルジェットと、前記車両のアクセル開度の増加率が予め設定された基準値より低い場合は、前記オイルジェットからのオイルの噴射を実行させ、前記アクセル開度の増加率が前記基準値以上の場合に、前記オイルジェットからのオイルの噴射を停止させる制御を実行する制御装置と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the engine system according to the present disclosure includes an engine mounted on a vehicle and a turbocharger that receives and drives the energy of the exhaust discharged from the engine to supercharge the intake air sucked into the engine. In an engine system including a charger, when the oil jet that injects oil toward a piston arranged in the cylinder of the engine and the rate of increase in the accelerator opening of the vehicle are lower than a preset reference value. Is a control device that executes the injection of oil from the oil jet and stops the injection of oil from the oil jet when the rate of increase in the accelerator opening is equal to or greater than the reference value. It is characterized by being prepared.
また、上記目的を達成するため、本開示に係るエンジンシステムの制御装置は、車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンから排出された排気のエネルギを受けて駆動して前記エンジンに吸入される吸気を過給するターボチャージャと、前記エンジンのシリンダ内に配置されたピストンに向けて、オイルを噴射するオイルジェットと、を備えるエンジンシステムの制御装置であって、前記制御装置は、前記車両のアクセル開度の増加率が予め設定された基準値より低い場合は、前記オイルジェットからのオイルの噴射を実行させ、前記アクセル開度の増加率が前記基準値以上の場合に、前記オイルジェットからのオイルの噴射を停止させる制御を実行することを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, the control device of the engine system according to the present disclosure is driven by receiving the energy of the engine mounted on the vehicle and the exhaust discharged from the engine, and is sucked into the engine. A control device for an engine system including a turbocharger for supercharging an engine and an oil jet for injecting oil toward a piston arranged in a cylinder of the engine. The control device is an accelerator for the vehicle. When the increase rate of the opening degree is lower than the preset reference value, the injection of oil from the oil jet is executed, and when the increase rate of the accelerator opening degree is equal to or more than the reference value, the oil jet is used. It is characterized by executing control to stop the injection of oil.
本開示によれば、ターボラグを改善することができる。 According to the present disclosure, turbo lag can be improved.
以下、本開示の実施形態に係るエンジンシステム1、及び、エンジンシステム1の制御装置60について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係るエンジンシステム1の全体構成を模式的に示す構成図である。エンジンシステム1は車両に搭載されている。この車両の具体的な種類は特に限定されるものではなく、乗用車、トラック、バス等の種々の車両を用いることができる。図1に例示されているエンジンシステム1は、エンジン10と、吸気通路20と、排気通路30と、ターボチャージャ40と、アクセルペダル50と、アクセル開度センサ55と、制御装置60と、オイル供給装置70とを備えている。
Hereinafter, the engine system 1 and the
エンジン10の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、軽油を燃料とするディーゼルエンジンを用いている。なお、エンジン10として、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンを用いることもできる。エンジン10は、シリンダ11を有するシリンダブロック、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッド、シリンダ11の内部(以下、「シリンダ内」と称する)に配置されたピストン12(後述する図2に図示されている)、ピストン12にコンロッドを介して接続されたクランクシャフト、各々のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁、エンジン10の吸気ポートを開閉する吸気弁、エンジン10の排気ポートを開閉する排気弁、吸気弁及び排気弁を駆動する動弁駆動機構(カムやカムシャフト等)等を備えている。本実施形態に係るエンジン10は、一例として、4個のシリンダ11を有しているが、シリンダ11の個数は4個に限定されるものではなく、1個以上であればよい。
The type of the
吸気通路20は、エンジン10に吸入される吸気が通過する通路であり、その下流側の端部がエンジン10の吸気ポートに接続されている。排気通路30は、エンジン10から排出された排気が通過する通路であり、その上流側の端部がエンジン10の排気ポートに接続されている。
The
ターボチャージャ40は、エンジン10から排出された排気のエネルギを受けて駆動して、エンジン10に吸入される吸気を過給する装置である。ターボチャージャ40は、排気通路30に配置されたタービン41と、吸気通路20に配置されたコンプレッサ42と、タービン41及びコンプレッサ42を連結する連結軸43とを備えている。タービン41が排気のエネルギを受けて回転することで、タービン41に連結軸43を介して接続されたコンプレッサ42が回転する。このコンプレッサ42の回転によって、エンジン10に吸入される吸気が過給される。
The
アクセルペダル50は、車両の運転席に配置されている。車両のドライバーは、アクセルペダル50の踏み込み量を調整することで、車両の速度を調整することができる。アクセル開度センサ55は、アクセルペダル50の開度を検出して、この検出値を制御装置60に伝える。アクセルペダル50の踏み込み量が多くなるほど、アクセル開度は大きくなる。なお、運転席には、ブレーキペダルも配置されているが、この図示は省略されている。また、エンジンシステム1は、アクセル開度センサ55以外にも、ブレーキ開度を検出するブレーキ開度センサや、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角度センサ等、種々のセンサを備えているが、これらのセンサの図示は省略されている。
The
制御装置60は、エンジン10の燃料噴射弁を制御することで、エンジン10の動作を制御する。また、制御装置60は、後述するオイル供給装置70のオイルジェット74の動作も制御している。このような制御装置60は、プロセッサとしてのCPU(Central Processing Unit)61と、CPU61の動作に用いられる各種情報やプログラム等を記憶する記憶装置62とを有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶装置62は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶媒体によって構成されている。
The
図2は、オイル供給装置70の構成を説明するための構成図である。オイル供給装置70は、オイルポンプ71と、第1オイル流路72と、第2オイル流路73と、オイルジェット74と、開閉弁75とを備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the configuration of the
オイルポンプ71は、オイルを圧送するための装置である。本実施形態に係るオイルポンプ71は、エンジン10の動力(具体的には、クランクシャフトの動力)によって駆動されて、オイルを圧送している。第1オイル流路72は、オイルポンプ71とオイルジェット74とを連通するオイル流路である。具体的には、本実施形態に係る第1オイル流路72は、オイルポンプ71から出発した後に、途中で複数本に分岐して、各々のオイルジェット74に連通している。第2オイル流路73は、オイルポンプ71とエンジン10の被潤滑部80とを連通するオイル流路である。この被潤滑部80としては、例えば、エンジン10のクランクシャフトや、エンジン10のカムシャフト等が挙げられる。
The
オイルジェット74は、エンジン10のシリンダ内に配置されたピストン12に向けてオイルを噴射する装置である。具体的には、本実施形態に係るオイルジェット74は、各々のピストン12に対応するように設けられており、合計で4個設けられている。また、オイルジェット74は、エンジン10のシリンダブロックの部分におけるピストン12よりも下方側の箇所に配置されている。オイルジェット74には、オイルポンプ71から圧送されたオイルが第1オイル流路72を介して供給される。オイルジェット74は、ピストン12の背面(クランクシャフトの側を向いている面)に向けて、下方側からオイルを噴射する。オイルジェット74から噴射されたオイルによって、ピストン12の冷却を効果的に図ることができる。
The
開閉弁75は、第1オイル流路72に配置されている。具体的には、本実施形態に係る開閉弁75は、第1オイル流路72における「1本に合流した箇所」に配置されている。但し、開閉弁75の配置箇所はこれに限定されるものではない。例えば、オイル供給装置70は、第1オイル流路72における「複数本に分岐した箇所」にそれぞれ、開閉弁75を備えていてもよい。
The on-off
開閉弁75は、制御装置60に制御されることで、開弁状態と閉弁状態とを切り替える。制御装置60が開閉弁75を開弁状態に制御した場合、オイルポンプ71から圧送されたオイルの一部は、第1オイル流路72を通過して各々のオイルジェット74に供給されて、各々のオイルジェット74から各々のピストン12に向けて噴射される。一方、制御装置60が開閉弁75を閉弁状態に制御した場合、オイルポンプ71からオイルジェット74へのオイル供給が停止される。これにより、オイルジェット74からピストン12へのオイルの噴射も停止される。すなわち、本実施形態に係る制御装置60は、開閉弁75を制御することで、オイルジェット74からのオイル噴射の実行とオイル噴射の停止とを切り替えている。
The on-off
続いて、制御装置60によるオイルジェット74の制御の詳細について説明する。図3は、制御装置60によるオイルジェット74の制御を説明するためのフローチャートの一例である。図3の各ステップは、制御装置60の具体的にはCPU61が記憶装置62のプログラムに基づいて実行する。また、制御装置60は、エンジン10の始動開始と同時に、図3のフローチャートをスタートする。すなわち、図3のフローチャートは、エンジン10の運転中に実行されている。
Subsequently, the details of the control of the
ステップS10において、制御装置60は、車両のアクセル開度の増加率(以下、「アクセル開度増加率」と称する)が、予め設定された基準値より低いか否かを判定する。ステップS10に係る基準値の具体的な数値は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、このステップS10に係る基準値として、アクセル開度増加率がこの基準値以上になった場合に、アクセルペダル50が急激に踏み込まれたと判定できる値を用いている。すなわち、本実施形態において、ステップS10でNOと判定された場合(アクセル開度増加率が基準値以上の場合)は、アクセルペダル50が急激に踏み込まれた場合に相当する。この基準値は、予め実験、シミュレーション等を行って適切な値を求めておき、記憶装置62(例えばROM)に記憶させておく。
In step S10, the
本実施形態に係る制御装置60は、アクセル開度センサ55の検出値に基づいてアクセル開度を取得し、この取得されたアクセル開度の単位時間当たりの増加量を算出することで、アクセル開度増加率を取得する。そして、制御装置60は、この取得されたアクセル開度増加率と、記憶装置62の基準値とを比較することで、アクセル開度増加率が基準値よりも低いか否かを判定する。
The
ステップS10でYESと判定された場合(アクセル開度増加率が基準値より低い場合、すなわち、アクセルペダル50が急激に踏み込まれていない場合)、制御装置60は、オイルジェット74からのオイル噴射を実行させる(ステップS20)。
If YES is determined in step S10 (when the accelerator opening opening rate increase rate is lower than the reference value, that is, when the
具体的には、本実施形態に係る制御装置60は、開閉弁75を開弁状態に制御することで、各々のオイルジェット74からのオイル噴射を実行させる。なお、ステップS20の実行前に、既に、オイルジェット74からのオイル噴射が実行されている場合には、ステップS20において制御装置60は、このオイルジェット74からのオイル噴射の実行を継続させる。ステップS20の後に制御装置60は、フローチャートをスタートから再度実行する(リターン)。このステップS20に係るオイル噴射が実行されることで、ピストン12の冷却を効果的に図ることができる。
Specifically, the
一方、ステップS10でNOと判定された場合(アクセル開度増加率が基準値以上の場合、すなわち、アクセルペダル50が急激に踏み込まれた場合)、制御装置60は、オイルジェット74からのオイルの噴射を停止させる(ステップS30)。具体的には、本実施形態に係る制御装置60は、開閉弁75を閉弁状態に制御することで、各々のオイルジェット74からのオイル噴射を停止させる。ステップS30の後に、制御装置60は、フローチャートをスタートから再度実行する(リターン)。
On the other hand, when NO is determined in step S10 (when the accelerator opening opening increase rate is equal to or higher than the reference value, that is, when the
以上説明したような本実施形態によれば、アクセル開度増加率が基準値以上の場合に(ステップS10でNOの場合に)、ステップS30において、オイルジェット74からのオイルの噴射が停止されることで、オイルによるピストン12の冷却を抑制して、エンジン10のシリンダ内からピストン12に逃げる熱量を低減させることができる。そして、シリンダ内からピストン12に逃げる熱量が低減する分、シリンダ内から排気に逃げる熱量が増大するので、排気温度を上昇させることができる。このように排気温度を上昇させることで、排気エネルギを上昇させることができるので、ターボチャージャ40の回転数(タービン41及びコンプレッサ42の回転数)を早期に上昇させることができる。これにより、ターボラグを改善することができる(すなわち、ターボラグを小さくすることができる)。
According to the present embodiment as described above, when the accelerator opening opening increase rate is equal to or higher than the reference value (NO in step S10), the oil injection from the
また、本実施形態によれば、上述したようにターボラグが改善することで、エンジン10の加速性能を向上させることもできる。また、ターボラグが改善することで、エンジン10から排出される煤の排出量を低減させることもでき、また、燃費の悪化を抑制することもできる。
Further, according to the present embodiment, the acceleration performance of the
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1 エンジンシステム
10 エンジン
11 シリンダ
12 ピストン
40 ターボチャージャ
50 アクセルペダル
60 制御装置
70 オイル供給装置
74 オイルジェット
1
Claims (2)
前記エンジンのシリンダ内に配置されたピストンに向けて、オイルを噴射するオイルジェットと、
前記車両のアクセル開度の増加率が予め設定された基準値より低い場合は、前記オイルジェットからのオイルの噴射を実行させ、前記アクセル開度の増加率が前記基準値以上の場合に、前記オイルジェットからのオイルの噴射を停止させる制御を実行する制御装置と、を備えることを特徴とするエンジンシステム。 In an engine system including an engine mounted on a vehicle and a turbocharger that receives and drives the energy of exhaust gas discharged from the engine to supercharge the intake air sucked into the engine.
An oil jet that injects oil toward a piston arranged in the cylinder of the engine, and
When the rate of increase in the accelerator opening of the vehicle is lower than the preset reference value, oil is injected from the oil jet, and when the rate of increase in the accelerator opening is equal to or greater than the reference value, the said An engine system characterized by comprising a control device that executes control for stopping oil injection from an oil jet.
前記制御装置は、前記車両のアクセル開度の増加率が予め設定された基準値より低い場合は、前記オイルジェットからのオイルの噴射を実行させ、前記アクセル開度の増加率が前記基準値以上の場合に、前記オイルジェットからのオイルの噴射を停止させる制御を実行することを特徴とするエンジンシステムの制御装置。 Toward the engine mounted on the vehicle, the turbocharger that receives the energy of the exhaust gas discharged from the engine and supercharges the intake air sucked into the engine, and the piston arranged in the cylinder of the engine. It is a control device of an engine system equipped with an oil jet that injects oil.
When the rate of increase in the accelerator opening of the vehicle is lower than a preset reference value, the control device executes oil injection from the oil jet, and the rate of increase in the accelerator opening is equal to or greater than the reference value. In the case of, the control device of the engine system, characterized in that the control for stopping the injection of oil from the oil jet is executed.
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