JP5533562B2 - ディーゼルエンジンの筒内圧制御システム - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジンの筒内圧制御システムに関するものである。
車両に搭載されるディーゼルエンジンにおいては、低燃費化及び軽量化を図るために、ダウンサイジング化が図られている。一方、ダウンサイジング化に伴う出力の低下を補うべく馬力を上げる必要性から筒内圧（燃焼爆発時の圧力）を上げると、耐久性の低下を来す問題があることから、エンジンのいかなる状況でも筒内圧が最大値を超えないように設定されると共に、筒内の低圧縮比化も図られている。
ただ、筒内の低圧縮比化は、シリンダ、ピストン、燃焼室で構成される内燃室の圧縮比を低くすることから、圧縮端温度が低下し、白煙が発生しやすくなる。そのため、前記白煙の発生を防止すべく、前記圧縮比が高めに設定される。なお、筒内の圧縮比を制御する技術としては、例えばディーゼルエンジンの圧縮比可変システム（特許文献１参照）が知られている。
ところで、前記筒内圧の最大値の数値は、かなりのマージンを持っており、ある条件では筒内圧にかなりの余裕を持っている場合があり、エンジンのパフォーマンス（例えば馬力）を最大に生かすことができなかった。なお、筒内圧が規定値を超えると耐久性及び信頼性の低下を来す問題がある。
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、いかなる運転状況でも筒内圧を適切にコントロールすることができ、エンジンのパフォーマンスを最大に生かすことができると共に耐久性及び信頼性の向上が図れるディーゼルエンジンの筒内圧制御システムを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、低圧縮比化されたディーゼルエンジンの筒内圧制御システムであって、前記ディーゼルエンジンにモータ発電機を有する電動ターボチャージャを搭載すると共に、前記ディーゼルエンジンの筒内圧を検出する筒内圧センサを設け、該筒内圧センサにより検出された検出筒内圧を吸入空気量と過給圧と燃料噴射タイミングとの関係から予めマップとして設定された設定筒内圧と比較して、検出筒内圧が設定筒内圧よりも低いときには筒内圧を上げるべく前記電動ターボチャージャを前記モータ発電機のモータ機能により駆動させて過給圧を上げ、検出筒内圧が設定筒内圧よりも高いときには筒内圧を下げるべく前記電動ターボチャージャを前記モータ発電機の発電機機能により制動回生させて過給圧を下げるように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、いかなる運転状況でも筒内圧を適切にコントロールすることができ、エンジンのパフォーマンスを最大に生かすことができると共にエンジンの耐久性及び信頼性の向上が図れる。
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
図１において、１は車両（図示省略）に搭載されるディーゼルエンジンで、そのエンジン本体１ａの一側に吸気マニホールド２が、他側に排気マニホールド３がそれぞれ設けられている。前記吸気マニホールド２には吸気通路４が接続され、この吸気通路４の上流端には図示しないエアクリーナが設けられている。また、前記排気マニホールド３には排気通路５が接続され、この排気通路５の下流端には図示しない後処理装置を介してマフラが設けられている。
前記ディーゼルエンジン１には吸気を加給するための電動ターボチャージャ（以下、電動ターボともいう）６が搭載されている。この電動ターボ６は、前記排気通路５に設けられ排気圧力により回転駆動されるタービン７と、吸気通路４に設けられ吸気を加圧するコンプレッサ８と、タービン７の動力をコンプレッサ８に伝達すべくこれらタービン７とコンプレッサ８を接続する回転軸９と、この回転軸９を回転駆動することが可能であり且つ制動回生することも可能なモータ発電機１０とを備えている。前記モータ発電機１０はインバータ１１を介してバッテリ１２に接続されている。また、電動ターボ６のモータ発電機１０は、後述のＥＣＵ１３によりインバータ１１を介して制御されるようになっている。
前記コンプレッサ８よりも下流の吸気通路４にはインタークーラ１４が設けられている。このインタークーラ１４よりも下流の吸気通路４とタービン７よりも上流の排気通路５とは排気を吸気側に還流して排気ガス中のＮｏｘの低減を図るためのＥＧＲ通路１５で接続され、このＥＧＲ通路１５にはＥＧＲ弁１６及びＥＧＲクーラー１７が設けられている。
前記ディーゼルエンジン１は、ダウンサイジングされていると共に低圧縮比化されている。このディーゼルエンジン１には、低圧縮比化されているが故に発生し易い白煙を防止すると共にいかなる運転状況でも筒内圧を適切にコントロールするための筒内圧制御システムが組み込まれたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１３が搭載されている。
前記筒内圧制御システムは、前記筒内圧センサ１８により検出された筒内圧（検出筒内圧）を吸入空気量と過給圧と燃料噴射タイミングとの関係で予め設定された筒内圧（設定筒内圧）と比較して、検出筒内圧が設定筒内圧よりも低いときには筒内圧を上げるべく前記電動ダーボ６を前記モータ発電機１０のモータ機能により駆動させて過給圧（ブースト圧）を上げ、検出筒内圧が設定筒内圧よりも高いときには筒内圧を下げるべく前記電動ターボ１６を前記モータ発電機１０の発電機機能により制動回生させて過給圧を下げるように構成されている。
具体的には、図２に示すように、前記筒内圧センサ１８により筒内圧を直接検出し（Ｓ１）、次にその検出筒内圧が予め設定された設定筒内圧以内か否かを判定し（Ｓ２）、検出筒内圧が設定筒内圧以内であるときには電動ターボ６をモータ発電機１０のモータ機能により駆動させて過給圧を上げ（Ｓ３）、推定筒内圧が設定筒内圧を超えるときには電動ターボ６をモータ発電機１０の発電機機能により制動回生させて過給圧を下げる（Ｓ４）ように構成されている。
すなわち、検出筒内圧が設定筒内圧を超えているときには、排気圧力によるタービン７の回転力をモータ発電機１０の駆動（発電）に用いるため、コンプレッサ８の回転力が抑制され、過給圧を下げて筒内圧を下げることができると共に、発電により生じた電気をバッテリ１２に蓄えることができ、省エネルギ化を図ることができる。
以上の構成からなるディーゼルエンジン１の筒内圧制御システムによれば、低圧縮比化されたディーゼルエンジン１の筒内圧制御システムであって、前記ディーゼルエンジン１にモータ発電機１０を有する電動ターボ６を搭載すると共に、前記ディーゼルエンジン１の筒内圧を検出する筒内圧センサ１８を設け、該筒内圧センサ１８により検出された検出筒内圧を吸入空気量と過給圧と燃料噴射タイミングとの関係で予め設定された設定筒内圧と比較して、検出筒内圧が設定筒内圧よりも低いときには筒内圧を上げるべく前記電動ターボ６を前記モータ発電機１０のモータ機能により駆動し、検出筒内圧が設定筒内圧よりも高いときには筒内圧を下げるべく前記電動ターボ６を前記モータ発電機１０の発電機機能により制動回生するように構成されているため、いかなる運転状況でも筒内圧を設定圧力になるよう適切にコントロールすることができ、エンジンのパフォーマンスを最大に生かすことができると共にエンジンの耐久性及び信頼性の向上が図れる。
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
１ ディーゼルエンジン
６ 電動ターボチャージャ
１０ モータ発電機
１３ ＥＣＵ
１８ 筒内圧センサ
６ 電動ターボチャージャ
１０ モータ発電機
１３ ＥＣＵ
１８ 筒内圧センサ
Claims (1)
- 低圧縮比化されたディーゼルエンジンの筒内圧制御システムであって、前記ディーゼルエンジンにモータ発電機を有する電動ターボチャージャを搭載すると共に、前記ディーゼルエンジンの筒内圧を検出する筒内圧センサを設け、該筒内圧センサにより検出された検出筒内圧を吸入空気量と過給圧と燃料噴射タイミングとの関係で予め設定された設定筒内圧と比較して、検出筒内圧が設定筒内圧よりも低いときには筒内圧を上げるべく前記電動ターボチャージャを前記モータ発電機のモータ機能により駆動させて過給圧を上げ、検出筒内圧が設定筒内圧よりも高いときには筒内圧を下げるべく前記電動ターボチャージャを前記モータ発電機の発電機機能により制動回生させて過給圧を下げるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの筒内圧制御システム。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2010242484A JP5533562B2 (ja) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | ディーゼルエンジンの筒内圧制御システム |
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Family Applications (1)
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