JP4934084B2 - Warm-up acceleration control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、エキゾーストブレーキを制御してエンジンの暖機を促進する内燃機関の暖機促進制御装置に関する。 The present invention relates to a warm-up promotion control device for an internal combustion engine that controls an exhaust brake to promote warm-up of the engine.
従来、エキゾーストブレーキを制御してエンジンの暖機を促進する内燃機関の暖機促進制御装置が知られている。そして、このような暖機促進制御装置では、エキゾーストブレーキによる暖機を行う領域がエンジン回転数とエンジントルクとの関係に基づいて規定され、この領域内でのみエキゾーストブレーキを用いた暖機が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a warm-up promotion control device for an internal combustion engine that controls exhaust brake to promote engine warm-up is known. In such a warm-up promotion control device, the warm-up region using the exhaust brake is defined based on the relationship between the engine speed and the engine torque, and the warm-up using the exhaust brake is performed only within this region. Is called.
すなわち、図6に示すように、横軸にエンジン回転数を、縦軸にエンジントルクをとると、図の領域C内でのみエキゾーストブレーキを用いた暖機が行われ、これによりエンジンの耐久性が維持される。なお、曲線aは、エンジンの耐久性が悪化する境界線を示しており、境界線の上方でエンジンの耐久性が悪化する。
しかしながら、従来の暖機促進制御装置では、エンジンの耐久性を考慮してエキゾーストブレーキの作動範囲を領域Cに制限し、領域Dを作動範囲から除外しているため、充分な暖機性能を得ることができないという問題があった。 However, in the conventional warm-up acceleration control device, the operating range of the exhaust brake is limited to the region C in consideration of the durability of the engine, and the region D is excluded from the operating range, so that sufficient warm-up performance is obtained. There was a problem that I could not.
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、エキゾーストブレーキの作動範囲を従来より大幅に増大することができる内燃機関の暖機促進制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and it is an object of the present invention to provide a warm-up promotion control device for an internal combustion engine that can greatly increase the operating range of an exhaust brake.
請求項1の内燃機関の暖機促進制御装置は、エキゾーストブレーキを制御してエンジンの暖機を促進する内燃機関の暖機促進制御装置において、前記エキゾーストブレーキによる暖機を行う領域をエンジン回転数とエンジントルクとの関係に基づいて複数規定する第1のマップと、前記領域に対応して前記エンジンの耐久性を損なわない排気圧力を規定する第2のマップとを有し、前記エンジンの排気圧力を測定する排気圧力センサから入力される排気圧力が、前記第2のマップに規定された排気圧力を超えている時に、前記エキゾーストブレーキをオフにすることを特徴とする。
An internal combustion engine warm-up promotion control device according to
請求項2記載の内燃機関の暖機促進制御装置は、請求項1記載の内燃機関の暖機促進制御装置において、前記エキゾーストブレーキの排気シャッタの開度が可変とされ、前記エンジン回転数が低い領域において前記排気シャッタの開度を小さくすることを特徴とする。
The internal combustion engine warm-up promotion control device according to
請求項3の内燃機関の暖機促進制御装置は、請求項1または請求項2記載の内燃機関の暖機促進制御装置において、前記排気圧力センサが、前記エンジンのターボチャージャの入口部の圧力を測定することを特徴とする。
The internal combustion engine warm-up promotion control device according to
請求項1の内燃機関の暖機促進制御装置では、第1のマップには、エキゾーストブレーキによる暖機を行う領域がエンジン回転数とエンジントルクとの関係に基づいて複数規定される。また、第2のマップには、前記領域に対応してエンジンの耐久性を損なわない排気圧力が規定される。そして、エンジンの排気圧力を測定する排気圧力センサから入力される排気圧力が、第2のマップに規定された排気圧力を超えている時に、エキゾーストブレーキがオフにされる。
In the warm-up promotion control apparatus for an internal combustion engine according to
すなわち、本発明では、エンジンの排気圧力が予め規定された排気圧力を超えているとエキゾーストブレーキが自動的にオフにされるため、エキゾーストブレーキの作動範囲を広げてもエンジントルクがエンジンの耐久性を損なう値になることがなくなる。従って、エキゾーストブレーキの作動範囲を従来より大幅に増大することができる。 In other words, in the present invention, if the exhaust pressure of the engine exceeds a predetermined exhaust pressure, the exhaust brake is automatically turned off. Therefore, even if the operating range of the exhaust brake is widened, the engine torque remains in the engine durability. The value will not be damaged. Therefore, the operating range of the exhaust brake can be greatly increased as compared with the prior art.
請求項2の内燃機関の暖機促進制御装置では、エキゾーストブレーキの排気シャッタの開度を可変にしたので、エキゾーストブレーキの強度を容易に増減することができる。また、エンジン回転数が低い領域において排気シャッタの開度を小さくしエキゾーストブレーキの強度を増大したので、暖機性能を向上することができる。 In the internal combustion engine warm-up promotion control apparatus according to the second aspect, since the opening degree of the exhaust shutter of the exhaust brake is made variable, the strength of the exhaust brake can be easily increased or decreased. Moreover, since the opening degree of the exhaust shutter is reduced and the strength of the exhaust brake is increased in a region where the engine speed is low, the warm-up performance can be improved.
請求項3の内燃機関の暖機促進制御装置では、排気圧力センサによりエンジンのターボチャージャの入口部の圧力を測定するようにしたので、エンジンの排気圧力を確実に測定することができる。 In the internal combustion engine warm-up promotion control apparatus according to the third aspect, the exhaust pressure sensor measures the pressure at the inlet of the turbocharger of the engine, so that the exhaust pressure of the engine can be reliably measured.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の内燃機関の暖機促進制御装置の一実施形態が適用されるエンジンおよび排気系を示している。この実施形態では、本発明がトラックのディーゼルエンジンに適用される。 FIG. 1 shows an engine and an exhaust system to which an embodiment of a warm-up promotion control device for an internal combustion engine of the present invention is applied. In this embodiment, the present invention is applied to a truck diesel engine.
図1において、符号11はエンジンを示している。エンジン11のエキゾーストマニホールド13にはターボチャージャ15が設けられている。ターボチャージャ15の入口部には、エンジン11の排気圧力を測定する排気圧力センサ17が設けられている。エンジン11には、エンジン11を冷却する冷却水の温度を測定する温度センサ19が設けられている。
In FIG. 1, the code | symbol 11 has shown the engine. A turbocharger 15 is provided in the exhaust manifold 13 of the engine 11. An exhaust pressure sensor 17 that measures the exhaust pressure of the engine 11 is provided at the inlet of the turbocharger 15. The engine 11 is provided with a
エンジン11には、エンジン11からの排気ガスを排出する排気系21が接続されている。エンジン11からの排気ガスは、触媒コンバータ23で浄化された後、フロントチューブ25、排気管27を通りマフラー29に流入し消音された後外部に排出される。
An
図1において、符号31は、エキゾーストブレーキを示している。エキゾーストブレーキ31は、排気シャッタ33、アクチュエータ35を有している。排気シャッタ33は、フロントチューブ25と排気管27との間に設けられている。排気シャッタ33は開度を可変とされている。アクチュエータ35は、排気シャッタ33の開度を変更する。
In FIG. 1, the code | symbol 31 has shown the exhaust brake. The exhaust brake 31 has an
図1において、符号37は、エキゾーストブレーキ31を制御する制御装置を示している。制御装置37には、ECUが用いられる。制御装置37には、ブレーキ用スイッチ39、暖機用スイッチ41が設けられている。ブレーキ用スイッチ39および暖機用スイッチ41は、運転席のインストルメントパネルに設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 37 indicates a control device that controls the exhaust brake 31. An ECU is used for the control device 37. The control device 37 is provided with a
制御装置37は、ブレーキ用スイッチ39がオンの時に、排気シャッタ33を利用して車両にブレーキ動作を行う通常のエキゾーストブレーキ31の動作を行う。この時には、アクセルのオフ時にのみエキゾーストブレーキ31が作動される。
The control device 37 performs the operation of the normal exhaust brake 31 that performs the brake operation on the vehicle using the
制御装置37は、暖機用スイッチ41がオンの時に、エンジン11の冷却水の温度を迅速に高めるための暖機運転を行う。この暖機運転では、アクセルのオン時にもエキゾーストブレーキ31が作動される。 The control device 37 performs a warm-up operation for quickly increasing the temperature of the coolant of the engine 11 when the warm-up switch 41 is on. In this warm-up operation, the exhaust brake 31 is also activated when the accelerator is on.
制御装置37は、エンジン回転数、噴射する燃料の量等のエンジン制御用信号Sを入力する。そして、エンジン制御用信号Sに基づいてエンジントルクを演算する。また、制御装置37は、温度センサ19から冷却水の温度信号を入力し、排気圧力センサ17からエンジン11の排気圧力を入力する。
The control device 37 receives an engine control signal S such as the engine speed and the amount of fuel to be injected. Then, the engine torque is calculated based on the engine control signal S. Further, the control device 37 inputs a cooling water temperature signal from the
制御装置37は、第1のマップ43および第2のマップ45を有している。
The control device 37 has a
第1のマップ43は、エキゾーストブレーキ31による暖機を行う領域をエンジン回転数とエンジントルクとの関係に基づいて複数規定する。第2のマップ45は、上述した領域に対応してエンジン11の耐久性を損なわない排気圧力を規定する。
The
この実施形態では、図2に示すように、横軸にエンジン回転数を、縦軸にエンジントルクをとると、図の領域A,Bでエキゾーストブレーキ31を用いた暖機が行われる。領域Bは、図6に示した領域Cのエンジン回転数が1500rpm以上の領域に対応している。領域Aはエンジン回転数が1500rpm未満の時であり、図6の一点鎖線の領域Dまでエキゾーストブレーキ31の作動範囲が増大している。曲線aは、エンジン11の耐久性が悪化する境界線を示しており、境界線の上方でエンジン11の耐久性が悪化する。領域Aでは、排気シャッタ33の開度が、領域Bに比較して小さくされる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, when the engine speed is taken on the horizontal axis and the engine torque is taken on the vertical axis, warm-up using the exhaust brake 31 is performed in the regions A and B in the figure. Region B corresponds to a region where the engine speed in region C shown in FIG. 6 is 1500 rpm or more. Region A is when the engine speed is less than 1500 rpm, and the operating range of the exhaust brake 31 has increased to the region D in the chain line in FIG. A curve a indicates a boundary line where the durability of the engine 11 deteriorates, and the durability of the engine 11 deteriorates above the boundary line. In the region A, the opening degree of the
図3は、第1のマップ43の一例を示している。エンジン回転数が1500rpm未満の時が、図2の領域Aに対応している。この領域Aでは、エンジントルクが60Nmまでエキゾーストブレーキ31が作動可能とされている。エンジン回転数が1500〜2000rpmの時が、図2の領域Bに対応している。この領域Bでは、エンジントルクが40Nmまでエキゾーストブレーキ31が作動可能とされている。
FIG. 3 shows an example of the
図4は、第2のマップ45の一例を示している。エンジン回転数が1500rpm未満の時が、図2の領域Aに対応している。この領域Aでは、エンジントルクが60Nmまでエキゾーストブレーキ31が作動可能とされている。領域Aは、エンジン回転数およびエンジントルクに対応して複数の領域に分割されている。そして、複数の領域には、エンジン11の耐久性を損なわない排気圧力が規定されている。排気圧力は、エンジントルクが大きくなると大きくなる。 FIG. 4 shows an example of the second map 45. The time when the engine speed is less than 1500 rpm corresponds to the region A in FIG. In this region A, the exhaust brake 31 is operable up to an engine torque of 60 Nm. Region A is divided into a plurality of regions corresponding to the engine speed and engine torque. And the exhaust pressure which does not impair the durability of the engine 11 is prescribed | regulated to the several area | region. The exhaust pressure increases as the engine torque increases.
エンジン回転数が1500〜2000rpmの時が、図2の領域Bに対応している。この領域Bでは、エンジントルクが40Nmまでエキゾーストブレーキ31が作動可能とされている。領域Bは、エンジン回転数およびエンジントルクに対応して複数の領域に分割されている。そして、複数の領域には、エンジン11の耐久性を損なわない排気圧力が規定されている。排気圧力は、エンジントルクが大きくなると大きくなる。 The time when the engine speed is 1500 to 2000 rpm corresponds to the region B in FIG. In this region B, the exhaust brake 31 is operable up to an engine torque of 40 Nm. Region B is divided into a plurality of regions corresponding to the engine speed and engine torque. And the exhaust pressure which does not impair the durability of the engine 11 is prescribed | regulated to the several area | region. The exhaust pressure increases as the engine torque increases.
以下、上述した内燃機関の暖機促進制御装置の動作を図5に示すフローチャートを用いて説明する。この動作は、暖機用スイッチ41のオンを前提として行われる。 Hereinafter, the operation of the above-described internal combustion engine warm-up promotion control apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This operation is performed on the assumption that the warm-up switch 41 is turned on.
ステップS1:エンジン11の冷却水の温度が目標温度未満か否かを判断する。この判断は、温度センサ19からの温度信号を入力し、予め設定された目標温度と比較することにより行われる。目標温度は、例えば、冷却水により室内の暖房が可能な温度に設定される。
Step S1: It is determined whether or not the temperature of the cooling water of the engine 11 is lower than the target temperature. This determination is made by inputting a temperature signal from the
ステップS2:エンジン11の冷却水の温度が目標温度未満の場合には、エンジン11の排気圧力が規定値未満か否かを判断する。この判断は、排気圧力センサ17からの排気圧力信号を入力し、第2のマップ45に規定されるエンジン11の耐久性を損なわない排気圧力と比較することにより行われる。例えば、第2のマップ45において、エンジン回転数が1000rpm、エンジントルクが60Nmの時には、排気圧力が3気圧未満に設定されている。従って、排気圧力センサ17からの排気圧力が3気圧未満の時には、エンジン11の排気圧力が規定値未満と判断し、3気圧以上の時には、エンジン11の排気圧力が規定値を超えていると判断する。 Step S2: When the temperature of the cooling water of the engine 11 is lower than the target temperature, it is determined whether or not the exhaust pressure of the engine 11 is lower than a specified value. This determination is made by inputting an exhaust pressure signal from the exhaust pressure sensor 17 and comparing it with an exhaust pressure that does not impair the durability of the engine 11 defined in the second map 45. For example, in the second map 45, when the engine speed is 1000 rpm and the engine torque is 60 Nm, the exhaust pressure is set to less than 3 atmospheres. Accordingly, when the exhaust pressure from the exhaust pressure sensor 17 is less than 3 atmospheres, it is determined that the exhaust pressure of the engine 11 is less than a specified value, and when it is 3 atmospheres or more, it is determined that the exhaust pressure of the engine 11 exceeds the specified value. To do.
ステップS3:エンジン11の排気圧力が規定値未満の場合には、エキゾーストブレーキ31を作動する。この場合には、エキゾーストブレーキ31を作動してもエンジン11の耐久性が損なわれることがない。 Step S3: When the exhaust pressure of the engine 11 is less than the specified value, the exhaust brake 31 is operated. In this case, even if the exhaust brake 31 is operated, the durability of the engine 11 is not impaired.
ステップS4:エンジン11の冷却水の温度が目標温度以上か否かを判断する。この判断は、温度センサ19からの温度信号を入力し、予め設定された目標温度と比較することにより行われる。
Step S4: It is determined whether or not the coolant temperature of the engine 11 is equal to or higher than a target temperature. This determination is made by inputting a temperature signal from the
ステップS5:エンジン11の冷却水の温度が目標温度以上の場合には、エキゾーストブレーキ31の作動を停止する。 Step S5: When the cooling water temperature of the engine 11 is equal to or higher than the target temperature, the operation of the exhaust brake 31 is stopped.
上述した内燃機関の暖機促進制御装置では、エンジン11の排気圧力が予め規定された排気圧力を超えているとエキゾーストブレーキ31が自動的にオフにされるため、エキゾーストブレーキ31の作動範囲を広げてもエンジントルクがエンジン11の耐久性を損なう値になることがなくなる。従って、エキゾーストブレーキ31の作動範囲を従来より大幅に増大することができる。そして、エキゾーストブレーキ31の作動範囲を増大することにより暖機性能を向上しエンジン11の冷却水を迅速に昇温することが可能になる。 In the above-described warming-up acceleration control device for an internal combustion engine, the exhaust brake 31 is automatically turned off when the exhaust pressure of the engine 11 exceeds a predetermined exhaust pressure, so the operating range of the exhaust brake 31 is expanded. However, the engine torque does not become a value that impairs the durability of the engine 11. Therefore, the operating range of the exhaust brake 31 can be greatly increased as compared with the conventional case. And by increasing the operating range of the exhaust brake 31, it is possible to improve the warm-up performance and to quickly raise the temperature of the cooling water of the engine 11.
また、エキゾーストブレーキ31の排気シャッタ33の開度を可変にしたので、エキゾーストブレーキ31の強度を容易に増減することができる。また、エンジン回転数が低い領域において排気シャッタ33の開度を小さくしエキゾーストブレーキ31の強度を増大したので、暖機性能をより向上することができる。
Moreover, since the opening degree of the
さらに、排気圧力センサ17によりエンジン11のターボチャージャ15の入口部の圧力を測定するようにしたので、エンジン11の排気圧力を確実に測定することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
Further, since the exhaust pressure sensor 17 measures the pressure at the inlet of the turbocharger 15 of the engine 11, the exhaust pressure of the engine 11 can be reliably measured.
(Supplementary items of the embodiment)
As mentioned above, although this invention was demonstrated by embodiment mentioned above, the technical scope of this invention is not limited to embodiment mentioned above, For example, the following forms may be sufficient.
(1)上述した実施形態では、ターボチャージャ15に排気圧力センサ17を設けた例について説明したが、エキゾーストマニホールド13に排気圧力センサ17を設けるようにしても良い。 (1) In the above-described embodiment, the example in which the exhaust pressure sensor 17 is provided in the turbocharger 15 has been described. However, the exhaust pressure sensor 17 may be provided in the exhaust manifold 13.
(2)上述した実施形態では、エキゾーストブレーキ31の開度を可変にした例について説明したが、必ずしも可変にしなくて良い。 (2) In the above-described embodiment, the example in which the opening degree of the exhaust brake 31 is made variable has been described, but it is not always necessary to make it variable.
11 エンジン
15 ターボチャージャ
17 排気圧力センサ
19 温度センサ
21 排気系
31 エキゾーストブレーキ
33 排気シャッタ
35 アクチュエータ
37 制御装置
41 暖機用スイッチ
43 第1のマップ
45 第2のマップ
11 Engine 15 Turbocharger 17
Claims (3)
前記エキゾーストブレーキによる暖機を行う領域をエンジン回転数とエンジントルクとの関係に基づいて複数規定する第1のマップと、
前記領域に対応して前記エンジンの耐久性を損なわない排気圧力を規定する第2のマップとを有し、
前記エンジンの排気圧力を測定する排気圧力センサから入力される排気圧力が、前記第2のマップに規定された排気圧力を超えている時に、前記エキゾーストブレーキをオフにすることを特徴とする内燃機関の暖機促進制御装置。 In the warm-up promotion control device for an internal combustion engine that controls the exhaust brake to promote the warm-up of the engine,
A first map that defines a plurality of regions for warm-up by the exhaust brake based on the relationship between engine speed and engine torque;
A second map that defines exhaust pressure corresponding to the region and does not impair the durability of the engine;
An internal combustion engine that turns off the exhaust brake when an exhaust pressure input from an exhaust pressure sensor that measures an exhaust pressure of the engine exceeds an exhaust pressure defined in the second map. Warm-up acceleration control device.
前記エキゾーストブレーキの排気シャッタの開度が可変とされ、前記エンジン回転数が低い領域において前記排気シャッタの開度を小さくすることを特徴とする内燃機関の暖機促進制御装置。 In the internal combustion engine warm-up promotion control device according to claim 1,
A warm-up promotion control device for an internal combustion engine, wherein an opening degree of an exhaust shutter of the exhaust brake is variable and the opening degree of the exhaust shutter is reduced in a region where the engine speed is low.
前記排気圧力センサが、前記エンジンのターボチャージャの入口部の圧力を測定することを特徴とする内燃機関の暖機促進制御装置。
In the warm-up promotion control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The warm-up promotion control device for an internal combustion engine, wherein the exhaust pressure sensor measures a pressure at an inlet of a turbocharger of the engine.
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