JP4802142B2 - diesel engine - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジン、特に吸気容量を可変とする可変容量型ターボチャージャーを備えたディーゼルエンジンに関するものである。 The present invention relates to a diesel engine, and more particularly, to a diesel engine provided with a variable displacement turbocharger with variable intake capacity.
従来、ディーゼルエンジンの排気ガスの浄化を行うため、酸化触媒、選択還元式触媒(SCR)、触媒付きDPF等の排気後処理装置を備え、排気後処理装置を効率よく作動させるために、排気温度が低下する運転領域においても排気温度を高く維持する技術がある(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, in order to purify exhaust gas of a diesel engine, an exhaust aftertreatment device such as an oxidation catalyst, a selective reduction catalyst (SCR), a DPF with catalyst, etc. has been provided, and in order to operate the exhaust aftertreatment device efficiently, the exhaust temperature There is a technique for maintaining the exhaust gas temperature high even in an operation region where the temperature drops (see, for example, Patent Document 1).
この技術は、排気ガス温度が所定値より低い場合に、EGRガスが流れるEGR通路に設置されたEGRクーラをバイパスするEGRバイパス通路に排気ガスを導くようにしたものである。 In this technique, when the exhaust gas temperature is lower than a predetermined value, the exhaust gas is guided to the EGR bypass passage that bypasses the EGR cooler installed in the EGR passage through which the EGR gas flows.
しかしながら、車両の運転状態において、エンジンが無負荷運転状態の場合には、燃料の噴射が停止され、排気ガス温度は低下し、低温の排気ガスが排気後処理装置に流入して排気後処理装置の温度が低下することになる。 However, when the engine is in a no-load operation state while the vehicle is operating, the fuel injection is stopped, the exhaust gas temperature is lowered, and the low temperature exhaust gas flows into the exhaust aftertreatment device. The temperature of the will decrease.
このような場合は、排気ガス温度の低下を抑制するためには排気ガスの流量を制限することが有効であり、特にエンジンに可変容量型ターボチャージャーが備えられている場合、ノズルベーンを開くことで過給圧力を低下させて排気流量を低減することが効果的である。
しかしながら、エンジン無負荷時に可変容量型のターボチャージャーでノズルベーンを開きすぎると吸気マニホールド内の圧力が負圧となり、例えば、バルブステムのシール部からオイルが吸気ポートへ漏洩したり、ゴム製のホースが負圧で変形し、ホース内が閉塞する虞があり、吸気マニホールド内が正圧を維持するようにノズルベーンの開度を設定している。つまり、正圧を維持するようにノズルベーンの開度が設定されることで、排気流量を低減する観点からは一層の改善代が残っている。 However, if the nozzle vane is opened too much with a variable capacity turbocharger when the engine is not loaded, the pressure in the intake manifold becomes negative, for example, oil leaks from the seal part of the valve stem to the intake port, or a rubber hose The opening of the nozzle vane is set so that the inside of the hose may be blocked due to a negative pressure and the intake manifold is maintained at a positive pressure. In other words, by setting the opening degree of the nozzle vane so as to maintain the positive pressure, a further improvement margin remains from the viewpoint of reducing the exhaust gas flow rate.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吸気マニホールド内の正圧維持と排気後処理装置の温度低下の抑制との一層の両立を図るディーゼルエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a diesel engine that achieves both a positive pressure maintenance in an intake manifold and a suppression of a temperature drop in an exhaust aftertreatment device. To do.
第1の発明は、エンジンの負荷状態を検出する負荷検出手段と、排気エネルギーを利用して吸気を過給する容量可変型ターボチャージャーと、前記容量可変型ターボチャージャーの過給状態を検出する過給状態検出手段と、前記容量可変型ターボチャージャーのノズルベーンの開度を制御する制御手段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、前記制御手段は、前記エンジンが負荷状態から無負荷状態に変化した場合に前記検出した過給状態に応じて、前記ノズルベーンの開度を前記エンジンの吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持したまま略大気圧となるように設定される第1開度と、前記第1開度より大きい第2開度とのいずれかに制御し、前記エンジンが無負荷状態で、前記検出した過給状態が第1過給状態となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、過給状態が前記第1過給状態よりも過給状態の低い第2過給状態となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とするディーゼルエンジンである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a load detection means for detecting a load state of an engine, a variable capacity turbocharger that supercharges intake air using exhaust energy, and an overcharge state that detects a supercharging state of the variable capacity turbocharger. In a diesel engine comprising a supply state detection means and a control means for controlling an opening degree of a nozzle vane of the variable capacity turbocharger, the control means detects the detection when the engine changes from a load state to a no-load state. In accordance with the supercharged state, the opening degree of the nozzle vane is set so that the pressure in the intake manifold of the engine becomes substantially atmospheric pressure while maintaining a positive pressure, and the first opening degree When the engine is in an unloaded state and the detected supercharging state becomes the first supercharging state. The opening degree of the ruby vane is controlled to the second opening degree, and the opening degree of the nozzle vane is changed to the second supercharging state when the supercharging state becomes a second supercharging state lower than the first supercharging state. The diesel engine is characterized in that the control is performed so that the pressure in the intake manifold is maintained at a positive pressure by switching from the second opening to the first opening.
第2の発明は、第1の発明において、前記過給状態検出手段は、前記容量可変型ターボチャージャーのブースト圧を前記過給状態として検出し、前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出したブースト圧が第1所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、前記第1所定値よりブースト圧の低い第2所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とするディーゼルエンジンである。 In a second aspect based on the first aspect, the supercharging state detecting means detects the boost pressure of the variable capacity turbocharger as the supercharging state, and the control means is that the engine is in a no-load state, When the detected boost pressure becomes a first predetermined value, the opening degree of the nozzle vane is controlled to the second opening degree, and when the boost pressure becomes a second predetermined value lower than the first predetermined value. The diesel engine is characterized in that the opening of the nozzle vane is switched from the second opening to the first opening, and the pressure in the intake manifold is controlled to maintain a positive pressure.
第3の発明は、第1の発明において、前記過給状態検出手段は、前記容量可変型ターボチャージャーの回転数を前記過給状態として検出し、前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出した回転数が第3所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、前記第3所定値より回転数の低い第4所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とするディーゼルエンジンである。 In a third aspect based on the first aspect, the supercharging state detecting means detects the rotational speed of the capacity variable turbocharger as the supercharging state, and the control means is configured such that the engine is in a no-load state, When the detected rotational speed reaches a third predetermined value, the opening degree of the nozzle vane is controlled to the second opening degree, and when the rotational speed reaches a fourth predetermined value lower than the third predetermined value. The diesel engine is characterized in that the opening of the nozzle vane is switched from the second opening to the first opening, and the pressure in the intake manifold is controlled to maintain a positive pressure.
第4の発明は、第1の発明において、前記過給状態検出手段は、前記容量可変型ターボチャージャーのブースト圧を前記過給状態として検出し、前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出したブースト圧が第1所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、前記第1所定値に達してから所定時間が経過した場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とするディーゼルエンジンである。 In a fourth aspect based on the first aspect, the supercharging state detecting means detects the boost pressure of the variable capacity turbocharger as the supercharging state, and the control means is that the engine is in a no-load state, When the detected boost pressure reaches a first predetermined value, the opening degree of the nozzle vane is controlled to the second opening degree, and when a predetermined time has elapsed after reaching the first predetermined value, the nozzle vane The diesel engine is characterized in that the opening in the intake manifold is switched from the second opening to the first opening, and the pressure in the intake manifold is controlled to maintain a positive pressure.
第5の発明は、第1から第4の発明のいずれか一つにおいて、前記第2開度は、エンジンが無負荷状態で、吸気マニホールド内の圧力が正圧から負圧となるように設定されることを特徴とするディーゼルエンジンである。 In a fifth aspect based on any one of the first to fourth aspects, the second opening is set so that the pressure in the intake manifold is changed from a positive pressure to a negative pressure when the engine is unloaded. It is a diesel engine characterized by being made.
第1−5の発明では、エンジンが無負荷状態となったときに開度の大きい第2開度として、過給状態を弱めて、排気流量を低減し、排気後処理装置の温度低下を抑制できる。また、第2開度を維持することで吸気マニホールド内の圧力が負圧に達することになるが、負圧になる前に第2開度を第1開度に切り換えることで吸気マニホールド内の圧力を正圧に維持することができる。これにより、バルブステムのシール部からオイルが吸気ポートへ漏洩する等の課題を解決することができる。 In the first to fifth inventions, when the engine is in a no-load state, the second opening having a large opening is used to weaken the supercharging state, reduce the exhaust flow rate, and suppress the temperature drop of the exhaust aftertreatment device. it can. In addition, the pressure in the intake manifold reaches a negative pressure by maintaining the second opening, but the pressure in the intake manifold is switched to the first opening before the negative pressure is reached. Can be maintained at a positive pressure. Thereby, problems such as oil leaking from the seal portion of the valve stem to the intake port can be solved.
このように、本発明では、エンジンが無負荷時における吸気マニホールド内の正圧維持と排気後処理装置の温度低下の抑制との両立を高次元で図ることができる。 As described above, in the present invention, it is possible to achieve a high level of both maintaining the positive pressure in the intake manifold and suppressing the temperature decrease of the exhaust aftertreatment device when the engine is not loaded.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、可変容量型ターボチャージャーを備えたディーゼルエンジンの構成を示しており、1はディーゼルエンジン、6は吸気通路、7は排気通路、8はエアクリーナ、11は角度可変のノズルベーン14を備えた可変容量型ターボチャージャー(以下、単にターボチャージャーという)、31は排気後処理装置である。
FIG. 1 shows the configuration of a diesel engine equipped with a variable displacement turbocharger, wherein 1 is a diesel engine, 6 is an intake passage, 7 is an exhaust passage, 8 is an air cleaner, and 11 is a
ターボチャージャー11は、排気ガスの圧力エネルギーにより回転するタービン12と、タービン12と同軸上に連結されて吸気を吸気通路6に圧送するコンプレッサ13を備える。タービン12は、図2に示すように角度可変可能な複数のノズルベーン14を通過した排気ガスが導入され、ノズルベーン14は不図示のアクチュエータの作動により、ノズルベーン14は所定の開度に制御される。タービン12を内装するケースの内壁面とノズルベーン14先端との間で画成される開口面積である開度は、エンジンの運転状態に応じて所定の開口面積に適宜設定される。
The
吸気通路6のコンプレッサ13の下流側にインタクーラ14が介装され、吸気を冷却する。インタクーラ14は空冷式熱交換器であり、コンプレッサ13によって圧縮されて温度上昇した吸気から外気への放熱を促す。なお、インタクーラ14はこれに限らず、冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器を用いても良い。またターボチャージャー11によるブースト圧を検出する圧力センサ35が吸気マニホールド17に設置され、圧力センサ35の出力信号がコントロールユニット34に出力される。
An
排気還流装置として、排気通路7と吸気通路6の間には、両者を結ぶEGR通路32が配設される。このEGR通路32は、排気通路7のタービン12より上流側の通路7aと、吸気通路6のコンプレッサ13より下流側の通路6aを連通する。本実施の形態では、EGR通路32はエンジン1の本体に取り付けられた排気マニホールド16と吸気マニホールド17を連通している。
As an exhaust gas recirculation device, an
EGR通路32の途中に電磁式のEGRバルブ33が介装される。このEGRバルブ33の開度によってEGR通路32を流れる排気還流ガスの還流量が調節される。コントロールユニット34はエンジン1の回転速度及び負荷等の運転状態に応じてEGRバルブ33の開度を制御し、運転状態に適した排気還流が行われる。
An
EGR通路32の途中にはEGRクーラ36が介装され、EGR通路32を流れる排気還流ガスを冷却するようになっている。このEGRクーラ36は冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器であり、排気還流ガスから冷却水への放熱を促す。なお、EGRクーラ36はこれに限らず、空冷式熱交換器を用いても良い。排気通路7の途中には排気絞り弁39が介装され、コントロールユニット34はエンジン1の運転状態に応じてこの排気絞り弁39を絞ることにより排気ガスの流れを制限する構成としている。
An EGR
ターボチャージャー11のタービン12下流の排気通路7に設置された排気後処理装置31は、排気ガスの浄化を行うため、酸化触媒、選択還元式触媒(SCR)、触媒付きDPF等を備えている。
The
このように構成されるディーゼルエンジンにおいて、エンジン1の運転状態が負荷状態から無負荷状態になると燃料の噴射が停止され、排出される排気ガスの温度が低下する。この場合、低温の排気ガスが下流に位置する排気後処理装置31に流入して排気後処理装置31の温度が低下し、運転状態が負荷状態に移行したときに排気ガスの浄化が十分できなくなる虞がある。そこで、本発明は、エンジンの無負荷運転状態で排気後処理装置31の温度低下を抑制して排気ガスの浄化性能を維持するため、ノズルベーン14の開閉をブースト圧に応じて制御する。このような制御とすることで、吸気マニホールド内の負圧の発生を防止しつつ排気流量を低減し、排気後処理装置31の温度低下を抑制するようにした。
In the diesel engine configured as described above, when the operation state of the
以下、コントロールユニット34によって行われるノズルベーン14の開閉制御を図3に示すフローチャートを用いて説明する。
Hereinafter, the opening / closing control of the
本発明のノズルベーン14の開閉制御は、コントロールユニット34によりエンジンの無負荷状態が検出される毎に実施される。
The opening / closing control of the
まずステップS1でエンジン1が無負荷状態かどうかを判定する。判定方法としては、例えば不図示のセンサを用いてアクセル開度を検出し、アクセル開度がゼロ、つまりアクセルペダルが踏み込まれていない場合に無負荷状態と判定する。無負荷状態と判定される場合にはステップS2に進み、負荷状態の場合にはステップS3に進み、通常出力制御を実施する。なお、ここで、負荷状態での通常出力制御とは、エンジン1がアクセル開度に応じた出力をアウトプットするような制御をいう。
First, in step S1, it is determined whether the
ステップS2では、圧力センサ35の検出値に基づいてブースト圧を読み込み、このブースト圧と第1所定値とを比較する。ここで、第1所定値は大気圧より高い正圧であり、例えばターボチャージャー11の最大ブースト圧に基づいて設定する圧力である。
In step S2, the boost pressure is read based on the detection value of the
検出したブースト圧が第1所定値以上であれば、エンジン1が無負荷状態となった後も吸入空気が過給されて排気ガスの流量が多い状態が継続し、温度の低い排気ガスが排気後処理装置31に流入して排気後処理装置31の温度の低下が促進されることになる。
If the detected boost pressure is greater than or equal to the first predetermined value, the intake air is supercharged and the exhaust gas flow rate continues to be high even after the
この場合にはステップS2からステップS4に進み、ノズルベーン14の開度を、第1開度より大きい第2開度となるように制御する。ここで、ノズルベーン14の開度である第1開度は、吸気マニホールド内の圧力が吸気マニホールド内の圧力が負圧にならないように、つまり正圧を維持したまま略大気圧となるように設定される開度であり、第2開度は、その開度を維持することで吸気マニホールド内の圧力が正圧から負圧になる開度である。
In this case, the process proceeds from step S2 to step S4, and the opening of the
ステップS4で、エンジン無負荷時に第1開度より大きい第2開度を設定するノズルベーン14の開閉制御により、ターボチャージャー11によるブースト圧が低下して排気後処理装置31へ流入する排気流量を低減し、排気後処理装置31の温度低下を抑制することができる。
In step S4, by the opening / closing control of the
ステップS2で検出したブースト圧が第1所定値未満であれば、ステップS5に進み、読み込んだブースト圧を第2所定値と比較する。ここで第2所定値は、第1所定値より小さい大気圧に近い正圧の値とする。 If the boost pressure detected in step S2 is less than the first predetermined value, the process proceeds to step S5, and the read boost pressure is compared with the second predetermined value. Here, the second predetermined value is a positive pressure value close to the atmospheric pressure smaller than the first predetermined value.
ブースト圧が第2所定値以下であれば、現状のノズルベーン14の開度が第2開度であれば、吸気マニホールド内の圧力が負圧となる可能性があるため、ステップS6でノズルベーン14の開度を第1開度に復帰させる。つまり、ノズルベーン14の開度を絞るように制御する。このように第2所定値以下の場合には、ノズルベーン14の開度を第2開度より小さい第1開度に復帰させることで吸気マニホールド内の圧力が負圧になることを抑制する。言い換えると第2所定値は、第1開度に復帰した後に吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持、または略大気圧となるように設定される。
If the boost pressure is less than or equal to the second predetermined value, if the current opening degree of the
一方、ブースト圧が第2所定値を超える場合には、ステップS7に進み、現状のノズルベーン14の開度を維持する。
On the other hand, when the boost pressure exceeds the second predetermined value, the process proceeds to step S7, and the current opening degree of the
次に、本発明のノズルベーン14の開閉制御の効果を図4を用いて以下に述べる。
Next, the effect of the opening / closing control of the
図4は、時系列での排気後処理装置31に流入する排気の流量の変化と、同様に吸気マニホールド圧の変化と、及びノズルベーン14の開度の変化を示している。図中、Aで示す特性は本発明での特性を示し、Bで示す特性は従来のノズルベーン14の開閉特性、つまり第1開度(図中O1)での特性を示し、Cで示す特性は時刻T2でノズルベーン14の開度を第2開度(図中O2)から第1開度に復帰しなかった場合、つまり第2開度を維持した場合の特性を示す。
FIG. 4 shows a change in the flow rate of the exhaust gas flowing into the
時刻T1でエンジン1が負荷状態から無負荷状態に変化し、ブースト圧が第1所定値P1以上であると判定されると、ノズルベーン14の開度が吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持したまま大気圧となるように設定した第1開度O1より大きい第2開度O2へ設定される。このように、ノズルベーン14の開度をより開度の大きい第2開度O2に設定することで、ターボチャージャー11のブースト圧を下げ、排気流量を第1開度O1の場合に比して急速に低下させることができる。しかしながら、第2開度O2を維持すると、特性Cに示すように、吸気マニホールド内の圧力が負圧となるため、前述のようなバルブステムのシール部からオイルが吸気ポートへ漏洩する等の不具合が生じることになる。そこで、本発明では、時刻T2でブースト圧が第1所定値P1より低い第2所定値P2に達したら、ノズルベーン14の開度を第2開度O2から第1開度O1へと切り換える。開度の小さい第1開度O1へ切り換えることにより吸気マニホールド内の圧力が負圧になることを抑制する。
このように本発明では、エンジン1の負荷状態から無負荷状態への変化時にノズルベーン14の開度を吸気マニホールド内に負圧が生じうる第2開度O2に設定し、負圧が生じる前に第2所定値P2で第2開度O2から負圧が生じない第1開度O1へと切り換えることにより、吸気マニホールド内の圧力を正圧に維持したまま、図中斜線部で示す排気流量を低減し、排気後処理装置31の温度低下を抑制することができる。
As described above, in the present invention, the opening degree of the
なお、本実施形態では2種類のノズルベーン14の開度を切り換えるノズルベーン14の開閉制御を説明したが、例えば、さらに多段階に、特に吸気マニホールド内の圧力が負圧となるような開度を多段階に切り換えて、一層排気流量を低減するようにしてもよい。
In the present embodiment, the opening / closing control of the
図5は、本発明の第2の実施形態を説明するためのフローチャートである。第1の実施形態ではブースト圧に基づいてノズルベーン14の開度を切り換えるようにしたが、この実施形態では、ターボチャージャー11の回転数に基づいてノズルベーン14の開度を切り換えるようにしたことに特徴を備える。以下、フローチャートに基づき説明する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the opening degree of the
本実施形態のノズルベーン14の開閉制御は、コントロールユニット34によりエンジンの無負荷状態が検出される毎に実施される。
The opening / closing control of the
まずステップS1でエンジン1が無負荷状態かどうかを判定する。無負荷状態と判定される場合にはステップS11に進み、負荷状態の場合にはステップS3に進み、通常出力制御を実施する。
First, in step S1, it is determined whether the
ステップS11では、ターボチャージャー11の回転数を読み込み、この回転数と第3所定値とを比較する。ここで、第3所定値は、例えばターボチャージャー11の最大回転数に基づいて設定する圧力である。
In step S11, the rotational speed of the
検出した回転数が第3所定値以上であれば、エンジン1が無負荷状態となった後も吸入空気が過給されて排気ガスの流量が多い状態が継続し、温度の低い排気ガスが排気後処理装置31に流入して排気後処理装置31の温度の低下が促進されることになる。
If the detected number of revolutions is equal to or greater than the third predetermined value, the intake air is supercharged and the exhaust gas flow rate continues to be high even after the
この場合にはステップS11からステップS4に進み、ノズルベーン14の開度を、第1開度より大きい第2開度となるように制御する。
In this case, the process proceeds from step S11 to step S4, and the opening of the
ステップS4で、エンジン無負荷時に第1開度より大きい第2開度を設定するノズルベーン14の開閉制御により、ターボチャージャー11によるブースト圧が低下して排気後処理装置31へ流入する排気流量を低減し、排気後処理装置31の温度低下を抑制することができる。
In step S4, by the opening / closing control of the
ステップS11で検出したブースト圧が第1所定値未満であれば、ステップS12に進み、読み込んだ回転数を第4所定値と比較する。ここで第4所定値は、第3所定値より小さい回転数の値とする。 If the boost pressure detected in step S11 is less than the first predetermined value, the process proceeds to step S12, and the read rotation speed is compared with the fourth predetermined value. Here, the fourth predetermined value is a rotational speed value smaller than the third predetermined value.
回転数が第4所定値以下であれば、現状のノズルベーン14の開度が第2開度であれば、吸気マニホールド内の圧力が負圧となる可能性があるため、ステップS6でノズルベーン14の開度を第1開度に復帰させる。つまり、ノズルベーン14の開度を絞るように制御する。このように第4所定値以下の場合には、ノズルベーン14の開度を第2開度より小さい第1開度に復帰させることで吸気マニホールド内の圧力が負圧になることを抑制する。言い換えると第4所定値は、第1開度に復帰した後に吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持、または略大気圧となるように設定される。
If the rotational speed is equal to or smaller than the fourth predetermined value, the current pressure in the intake manifold may become negative if the current opening degree of the
一方、回転数が第4所定値を超える場合には、ステップS7に進み、現状のノズルベーン14の開度を維持する。
On the other hand, when the rotation speed exceeds the fourth predetermined value, the process proceeds to step S7, and the current opening degree of the
このように、ターボチャージャー11の回転数の変化に基づいてノズルベーン14の開度を切り換えることにより、より精度よく吸気マニホールド内の負圧の発生を抑制し、排気流量の低減を図ることができる。
Thus, by switching the opening degree of the
図6は、本発明の第3の実施形態を説明するためのフローチャートである。第1の実施形態ではブースト圧に基づいてノズルベーン14の開度を第2開度から第1開度に切り換えるようにしたが、この実施形態では、第2開度への切り換え後に一定時間経過した場合にノズルベーン14の開度を第1開度へと切り換えるようにした点に特徴を有する。以下、フローチャートに基づき説明する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the third embodiment of the present invention. In the first embodiment, the opening degree of the
本発明のノズルベーン14の開閉制御は、コントロールユニット34によりエンジンの無負荷状態が検出される毎に実施される。
The opening / closing control of the
まずステップS21でエンジン1が無負荷状態かどうかを判定する。無負荷状態と判定される場合にはステップS22に進み、負荷状態の場合にはステップS23に進み、通常出力制御を実施する。
First, in step S21, it is determined whether or not the
ステップS22では、圧力センサ35の検出値に基づいてブースト圧を読み込み、このブースト圧と第1所定値とを比較する。
In step S22, the boost pressure is read based on the detection value of the
検出したブースト圧が第1所定値以上であれば、エンジン1が無負荷状態となった後も吸入空気が過給されて排気ガスの流量が多い状態が継続し、温度の低い排気ガスが排気後処理装置31に流入して排気後処理装置31の温度の低下が促進されることになる。
If the detected boost pressure is greater than or equal to the first predetermined value, the intake air is supercharged and the exhaust gas flow rate continues to be high even after the
この場合にはステップS22からステップS24に進み、ノズルベーン14の開度を、第1開度より大きい第2開度となるように制御する。
In this case, the process proceeds from step S22 to step S24, and the opening of the
ステップS24で、エンジン無負荷時に第1開度より大きい第2開度を設定するノズルベーン14の開閉制御により、ターボチャージャー11によるブースト圧が低下して排気後処理装置31へ流入する排気流量を低減し、排気後処理装置31の温度低下を抑制することができる。
In step S24, the opening / closing control of the
ステップS22で検出したブースト圧が第1所定値未満であれば、ステップS25に進み、通常出力制御を実施する。 If the boost pressure detected in step S22 is less than the first predetermined value, the process proceeds to step S25, and normal output control is performed.
ステップS24に続くステップS26で第2開度への切り換え後に第2開度を一定時間継続し、ステップS27でノズルベーン14の開度を第1開度に復帰させる。
In step S26 following step S24, the second opening is continued for a predetermined time after switching to the second opening, and in step S27, the opening of the
このように所定時間経過後にノズルベーン14の開度を第2開度から第1開度へ切り換えるようにすることで、コントロールユニット34の演算負荷を低減することができる。
Thus, the calculation load of the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
1 エンジン
6 吸気通路
6a 通路
7 排気通路
7a 通路
11 ターボチャージャー
12 タービン
13 コンプレッサ
14 ノズルベーン
16 排気マニホールド
17 吸気マニホールド
31 排気後処理装置
33 EGRバルブ
34 コントロールユニット
35 圧力センサ
1 Engine 6
Claims (5)
排気エネルギーを利用して吸気を過給する容量可変型ターボチャージャーと、
前記容量可変型ターボチャージャーの過給状態を検出する過給状態検出手段と、
前記容量可変型ターボチャージャーのノズルベーンの開度を制御する制御手段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、
前記制御手段は、前記エンジンが負荷状態から無負荷状態に変化した場合に前記検出した過給状態に応じて、前記ノズルベーンの開度を前記エンジンの吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持したまま略大気圧となるように設定される第1開度と、前記第1開度より大きい第2開度とのいずれかに制御し、
前記エンジンが無負荷状態で、前記検出した過給状態が第1過給状態となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、
過給状態が前記第1過給状態よりも過給状態の低い第2過給状態となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とするディーゼルエンジン。 Load detection means for detecting the load state of the engine;
A variable capacity turbocharger that uses exhaust energy to supercharge intake air,
Supercharging state detecting means for detecting the supercharging state of the capacity variable turbocharger;
In a diesel engine comprising control means for controlling the opening degree of the nozzle vanes of the variable capacity turbocharger,
When the engine changes from a load state to a no-load state, the control means determines the opening degree of the nozzle vane while maintaining the positive pressure in the intake manifold of the engine according to the detected supercharging state. Controlling either the first opening set to be substantially atmospheric pressure or the second opening larger than the first opening;
When the engine is in a no-load state and the detected supercharging state becomes the first supercharging state, the opening degree of the nozzle vane is controlled to the second opening degree,
When the supercharging state becomes the second supercharging state, which is lower than the first supercharging state, the opening degree of the nozzle vane is switched from the second opening degree to the first opening degree, and the intake air A diesel engine characterized by controlling the pressure in the manifold to maintain a positive pressure.
前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出したブースト圧が第1所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、
前記第1所定値よりブースト圧の低い第2所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジン。 The supercharging state detection means detects the boost pressure of the variable capacity turbocharger as the supercharging state,
The control means controls the opening of the nozzle vane to the second opening when the detected boost pressure reaches a first predetermined value when the engine is in a no-load state,
When the second predetermined value lower than the first predetermined value is reached, the opening degree of the nozzle vane is switched from the second opening degree to the first opening degree, and the pressure in the intake manifold becomes positive. It controls so that it may maintain, The diesel engine of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出した回転数が第3所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、
前記第3所定値より回転数の低い第4所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジン。 The supercharging state detecting means detects the rotation speed of the capacity variable turbocharger as the supercharging state,
The control means controls the opening degree of the nozzle vane to the second opening degree when the engine is in a no-load state and the detected rotational speed reaches a third predetermined value.
When the rotation speed reaches a fourth predetermined value that is lower than the third predetermined value, the nozzle vane opening is switched from the second opening to the first opening, and the pressure in the intake manifold is positive. It controls so that it may maintain, The diesel engine of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記制御手段は、エンジンが無負荷状態で、前記検出したブースト圧が第1所定値となった場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度に制御し、
前記第1所定値に達してから所定時間が経過した場合に、前記ノズルベーンの開度を前記第2開度から前記第1開度に切り換え、前記吸気マニホールド内の圧力が正圧を維持するように制御することを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジン。 The supercharging state detection means detects the boost pressure of the variable capacity turbocharger as the supercharging state,
The control means controls the opening of the nozzle vane to the second opening when the detected boost pressure reaches a first predetermined value when the engine is in a no-load state,
When a predetermined time has elapsed since reaching the first predetermined value, the opening degree of the nozzle vane is switched from the second opening degree to the first opening degree so that the pressure in the intake manifold maintains a positive pressure. The diesel engine according to claim 1, wherein
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