JP5881240B2 - Compressed air filling device for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、通常の空気圧縮機を用いることなく、車両内の圧縮空気貯蔵タンク内に圧縮空気を充填することができる車両用の圧縮空気充填装置に関する。 The present invention relates to a compressed air filling device for a vehicle that can fill a compressed air storage tank in a vehicle with compressed air without using a normal air compressor.
特に大型商用車においては、サーボブレーキなどに使用するための圧縮空気を必要とし、圧縮空気充填手段として空気圧縮機が搭載されている。これは通常、エンジンに組み付けられて、当該エンジンによって駆動されている。
ここで、ハイブリッド車（以下、ＨＶと記す）においては、電動機で走行する場合においても圧縮空気が必要であり、エンジン駆動の空気圧縮機を使用した場合には、（電動機で走行する場合も）エンジンを停止することができない。しかも空気圧縮機の駆動負荷は小さく、エンジン効率の悪い領域での作動となってしまうので、燃費の向上、あるいは静粛性の点から改善が求められている。
In particular, large commercial vehicles require compressed air for use in servo brakes and the like, and an air compressor is mounted as compressed air filling means. This is usually assembled to and driven by the engine.
Here, in a hybrid vehicle (hereinafter referred to as HV), compressed air is required even when traveling with an electric motor, and when an engine driven air compressor is used (even when traveling with an electric motor). The engine cannot be stopped. In addition, since the driving load of the air compressor is small and the operation is performed in a region where the engine efficiency is low, improvement is demanded from the viewpoint of improvement in fuel consumption or quietness.
その他の従来技術として、内燃機関の制御装置として、圧縮行程においてシリンダに生成された圧縮空気を取り出し圧縮空気貯蔵タンクに貯蔵する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。係る従来技術は、シリンダ内の圧力と貯蔵タンクの圧力との差によって制御するもので、通常の運転状態から圧縮空気を作成貯蔵する工程に切り替えた場合に、負荷の変動によってドライバが違和感を覚えることの改善を狙いとしたものである。
しかし、この従来技術（特許文献１）は、運転状態の変化時の変動を小さくするための技術であり、燃費の向上や、ＨＶの電動機走行時の圧縮空気供給源（エアソース）の確保についての上述したような問題の解消を企図するものではない。
As another conventional technique, a technique for taking out compressed air generated in a cylinder in a compression stroke and storing it in a compressed air storage tank is disclosed as a control device for an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). The related art is controlled by the difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the storage tank. When switching from the normal operation state to the process of creating and storing compressed air, the driver feels uncomfortable due to load fluctuations. It aims to improve this.
However, this prior art (Patent Document 1) is a technique for reducing fluctuations when the driving state changes, and it is about improving fuel consumption and securing a compressed air supply source (air source) when driving an HV motor. It is not intended to solve the above-mentioned problems.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み提案されたもので、車両用圧縮空気充填装置として従来のエンジン駆動の空気圧縮機を用いることなく圧縮空気の供給、充填が可能であり、ＨＶの電動機駆動時においても圧縮空気を供給、充填することが出来る車両用圧縮空気充填装置の提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can supply and fill compressed air without using a conventional engine-driven air compressor as a vehicular compressed air filling device. An object of the present invention is to provide a vehicular compressed air filling device capable of supplying and filling compressed air even when an electric motor is driven.
本発明の車両用圧縮空気充填装置は、エンジン（Ｅ）のシリンダ（１）の燃焼室（２）が管路（Ｌ）を介して圧縮空気タンク（５）に連通し、シリンダヘッド（３）に形成され且つ前記管路（Ｌ）に連通する貫通孔（Ｈ）に開閉弁（６）が設けられている車両用圧縮空気充填装置において、前記エンジン（Ｅ）のクランク角度計測装置（８）と、前記圧縮空気タンク（５）内の圧力を計測する圧力計測装置（７）と、前記クランク角度計測装置（８）および前記圧力計測装置（７）の計測結果を受信する制御装置（１０）を備え、前記制御装置（１０）は、前記圧力計測装置（７）により前記圧縮空気タンク（５）内の圧力を検出して設定値と比較し（Ｓ２）、前記圧縮空気タンク（５）内の圧力が設定値以下であれば燃料噴射装置に対する制御信号によりシリンダ（１）の燃焼室（２）に燃料が噴射されているか否かを判断すると共に、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも高い所定値以上であるか否かを判断し（Ｓ３）、燃料が噴射されておらず、かつエンジンの回転数がアイドリング回転数よりも高い所定値以上であれば、前記クランク角度計測装置（８）の計測結果から当該シリンダ（１）が圧縮行程であるか否かを判断し（Ｓ４）、圧縮工程であれば当該シリンダ（１）に形成された貫通孔（Ｈ）に介装された前記開閉弁（６）を開放し（Ｓ５）、そして再びクランク角度計測装置（８）の計測結果から圧縮行程中か否かを判断し（Ｓ６）、圧縮行程中であれば、前記圧力計測装置（７）により前記圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上であるか否かを判断し（Ｓ７）、圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上であれば、前記開閉弁（６）を閉鎖する（Ｓ８）機能を有することを特徴としている。
ここで、シリンダ（１）内に燃料が噴射されていない状態（アクセル・オフの状態）としては、例えば、アクセルペダルを踏んでいない状態で走行している場合（いわゆる、惰行走行中）や、ＨＶにおける電動機駆動走行時でエンジンが被駆動状態にある場合が該当する。
In the compressed air filling device for a vehicle of the present invention, the combustion chamber (2) of the cylinder (1) of the engine (E) communicates with the compressed air tank (5) via the pipe (L) , and the cylinder head (3). and the conduit is formed in the closing valve in the through hole communicating (H) to (L) in the compressed air charge system for a vehicle is provided (6), a crank angle measuring device (8) of the engine (E) When the pressure measuring device for measuring the pressure in the compressed air tank (5) and (7), the crank angle measuring device (8) and the pressure measuring device controller for receiving the measurement results of (7) (10) wherein the control device (10), the comparison between the detected set value the pressure of the compressed air tank (5) in the pressure measuring device (7) (S2), the compressed air tank (5) in the for the fuel injection device if the pressure is below the set value With a combustion chamber of the cylinder (1) is fuel (2) determines whether or not injected by the control signal, it is determined whether the engine speed is higher than a predetermined value than the idling speed (S3 ), fuel is not injected, and if higher than the predetermined value than the rotational speed is the idling speed of the engine, in the cylinder (1) is the compression stroke from the measurement result of the crank angle measurement unit (8) It is determined whether or not there is (S4), and if it is a compression process, the on- off valve (6) interposed in the through hole (H) formed in the cylinder (1 ) is opened (S5) , and again It is determined from the measurement result of the crank angle measuring device (8) whether or not the compression stroke is being performed (S6) . If the compression stroke is being performed, the pressure of the compressed air tank (5) is increased by the pressure measuring device (7). Whether it ’s greater than or equal to (S7) If the pressure of the compressed air tank (5) is equal to or higher than the upper limit, the on-off valve (6) is closed (S8) .
Here, as a state in which fuel is not injected into the cylinder (1) (accelerator-off state), for example, when the vehicle is traveling without the accelerator pedal being depressed (so-called coasting traveling), This corresponds to the case where the engine is in a driven state at the time of electric motor driving in HV.
また、本発明において、エンジン（Ｅ）のシリンダ（１）の燃焼室（２）が管路（Ｌ）を介して圧縮空気タンク（５）に連通し、シリンダヘッド（３）に形成され且つ前記管路（Ｌ）に連通する貫通孔（Ｈ）に開閉弁（６）が設けられている車両用圧縮空気充填装置において、前記エンジン（Ｅ）のクランク角度計測装置（８）と、前記圧縮空気タンク（５）内の圧力を計測する圧力計測装置（７）と、前記クランク角度計測装置（８）および前記圧力計測装置（７）の計測結果を受信する制御装置（１０Ａ）を備え、前記制御装置（１０Ａ）は、前記圧力計測装置（７）により前記圧縮空気タンク（５）内の圧力を検出して設定値と比較し（Ｓ１２）、前記圧縮空気タンク（５）内の圧力が設定値以下であれば燃料噴射装置に対する制御信号によりシリンダ（１）の燃焼室（２）に燃料が噴射されているか否かを判断すると共に、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも高い所定値以上であるか否かを判断し（Ｓ１３）、燃料が噴射されておらず、かつエンジンの回転数がアイドリング回転数よりも高い所定値以上であれば、前記クランク角度計測装置（８）の計測結果から当該シリンダ（１）が圧縮行程であるか否かを判断し（Ｓ１４）、圧縮行程であればエンジン回転数がアイドリング回転数まで低下したか否かを判断し（Ｓ１５）、アイドリング回転数まで低下していれば、複数のシリンダのうち一部のシリンダのみ開閉弁（６）を開放し、残りのシリンダの開閉弁（６）を閉鎖し（Ｓ１６）、アイドリング回転数まで低下していなければ、すべてのシリンダの開閉弁（６）を開放し（Ｓ１７）、そして再びクランク角度計測装置（８）の計測結果から圧縮行程中か否かを判断し（Ｓ１８）、圧縮行程中であれば、前記圧力計測装置（７）により前記圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上であるか否かを判断し（Ｓ１９）、圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上であれば、前記開閉弁（６）を閉鎖する（Ｓ２０）する機能を有するのが好ましい。 In the present invention, the combustion chamber (2) of the cylinder (1) of the engine (E) communicates with the compressed air tank (5) via the pipe (L), is formed in the cylinder head (3), and In the compressed air filling device for a vehicle in which the on-off valve (6) is provided in the through hole (H) communicating with the pipe line (L), the crank angle measuring device (8) of the engine (E) and the compressed air A pressure measuring device (7) for measuring the pressure in the tank (5), and a control device (10A) for receiving the measurement results of the crank angle measuring device (8) and the pressure measuring device (7), The device (10A) detects the pressure in the compressed air tank (5) by the pressure measuring device (7) and compares it with a set value (S12), and the pressure in the compressed air tank (5) is set to a set value. The control signal for the fuel injector is To determine whether or not fuel is being injected into the combustion chamber (2) of the cylinder (1), and whether or not the engine speed is equal to or higher than a predetermined value higher than the idling speed (S13), If fuel is not injected and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value higher than the idling speed, whether the cylinder (1) is in the compression stroke from the measurement result of the crank angle measuring device (8). If it is a compression stroke, it is determined whether the engine speed has decreased to the idling speed (S15). If the engine speed has decreased to the idling speed, one of the plurality of cylinders is determined. Open / close valves (6) of only the cylinders of the part are opened, and the open / close valves (6) of the remaining cylinders are closed (S16). 6) is opened (S17), and it is determined again from the measurement result of the crank angle measuring device (8) whether or not the compression stroke is being performed (S18). If the compression stroke is being performed, the pressure measuring device (7) is used. It is determined whether or not the pressure of the compressed air tank (5) is equal to or higher than the upper limit value (S19). If the pressure of the compressed air tank (5) is equal to or higher than the upper limit value, the on-off valve (6) is closed. It is preferable to have the function of (S20) .
さらに本発明において、シリンダ（１）の燃焼室（２）と圧縮空気タンク（５）とを連通する前記管路（Ｌ）に逆止弁（９）を介装するのが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable to install a check valve (9) in the pipe line (L) communicating the combustion chamber (2) of the cylinder (1) and the compressed air tank (5).
上述した構成を具備する本発明によれば、圧縮空気タンク（５）の圧力が所定値以下となり、圧縮空気タンク（５）に圧縮空気を供給する必要がある場合に、圧縮行程にあるシリンダ（１）に形成された前記開閉弁（６）を開放し、燃焼室（２）と圧縮空気タンク（５）とを連通する。そのため、圧縮行程にあるシリンダ（１）で圧縮された圧縮空気が、管路（Ｌ）を経由して圧縮空気タンク（５）に供給される。
ここで本発明によれば、前記開閉弁（６）が開放されるのは、当該シリンダ（１）内に燃料が噴射されていない状態（アクセル・オフの状態）に限定される。そのため、圧縮空気タンク（５）内に燃料が混入してしまうことはない。
According to the present invention having the above-described configuration, when the pressure of the compressed air tank (5) becomes a predetermined value or less and compressed air needs to be supplied to the compressed air tank (5), the cylinder ( The on-off valve (6) formed in 1) is opened, and the combustion chamber (2) communicates with the compressed air tank (5). Therefore, the compressed air compressed by the cylinder (1) in the compression stroke is supplied to the compressed air tank (5) via the pipe line (L).
Here, according to the present invention, the on-off valve (6) is opened only in a state where fuel is not injected into the cylinder (1) (accelerator-off state). Therefore, no fuel is mixed into the compressed air tank (5).
このように、本発明によれば、車両内に圧縮空気を供給するための圧縮機も設けなくても、圧縮空気タンク（５）内に圧縮空気を供給、充填することが可能となる。
そのため、ＨＶ（ハイブリッド車）が電動機で駆動される場合において、エンジンに燃料を供給して回転しなくても、圧縮空気タンク（５）内に圧縮空気を供給、充填することができる。そのため、惰行走行時や、ＨＶが電動機で駆動されている場合には、エンジン（Ｅ）のシリンダ（１）内に燃料を噴射する必要がなくなる。そして、空気圧縮機を駆動するために、エンジンを効率の悪い領域で運転する必要もなくなる。
その結果、本発明によれば、燃費が向上し、車両の静粛性も改善される。
Thus, according to the present invention, it is possible to supply and fill the compressed air into the compressed air tank (5) without providing a compressor for supplying the compressed air into the vehicle.
Therefore, when the HV (hybrid vehicle) is driven by an electric motor, the compressed air tank (5) can be supplied and filled without supplying fuel to the engine and rotating. Therefore, it is not necessary to inject fuel into the cylinder (1) of the engine (E) when coasting or when the HV is driven by an electric motor. Further, it is not necessary to operate the engine in an inefficient area in order to drive the air compressor.
As a result, according to the present invention, the fuel consumption is improved and the quietness of the vehicle is also improved.
ここで、アイドリング運転時には、前記開閉弁（６）を開弁して圧縮された空気を圧縮空気タンク（５）に供給することは好ましくない。シリンダ（１）から圧縮された空気が流出することにより、いわゆる「失火」が生じる可能性があるからである。
これに対して、本発明において、エンジン（Ｅ）が複数のシリンダ（１・・・、１Ａ・・・）を有するエンジンであって、制御装置（１０Ａ）が、エンジンがアイドリング状態で且つ圧縮空気タンク（５）内の圧力が設定値以下となった場合に、複数のシリンダ（１・・・、１Ａ・・・）の一部に対して燃料噴射を停止し（１・・・：例えば、４気筒エンジンであれば、４つのシリンダのうちの２つのシリンダ１、１のみ、燃料噴射を停止して）、且つ、この燃料噴射を停止したシリンダ（１）が圧縮行程にある場合に、前記開閉弁（６：燃料噴射を停止したシリンダ１に形成された貫通孔Ｈに介装された開閉弁）を開弁する機能を有していれば、エンジンのアイドリング時であっても、失火によりエンジン（Ｅ）が停止すること無く、（燃料噴射を停止した）一部のシリンダ（１）における前記開閉弁（６）を開弁して、圧縮された空気を圧縮空気タンク（５）に供給できる。
開閉弁（６）が開弁したシリンダ（１）内は燃焼しないが、燃料噴射が停止されていない残りのシリンダ（１Ａ・・・）については失火せずに、運転（シリンダ１Ａ内の燃焼）が続行されるからである。
Here, during the idling operation, it is not preferable to open the on-off valve (6) and supply the compressed air to the compressed air tank (5). This is because the so-called “misfire” may occur due to the compressed air flowing out of the cylinder (1).
On the other hand, in the present invention, the engine (E) is an engine having a plurality of cylinders (1... 1A...), And the control device (10A) is in an idling state and compressed air. When the pressure in the tank (5) becomes equal to or lower than the set value, the fuel injection is stopped for a part of the plurality of cylinders (1... 1A...) (1... In the case of a four-cylinder engine, only two
The cylinder (1) in which the on-off valve (6) is opened does not burn, but the remaining cylinders (1A...) Whose fuel injection has not stopped are not misfired and are operated (combustion in the cylinder 1A). Because will continue.
さらに本発明において、シリンダの燃焼室（２）と圧縮空気タンク（５）とを連通する前記管路（Ｌ）に逆止弁（９）を介装すれば、圧縮空気タンク（５）側からシリンダ（１）内に圧縮空気が逆流してしまうことが防止される。
特に、圧縮行程の初期においては、シリンダ（１）内で圧縮された空気の圧力が比較的低いので、圧縮空気タンク（５）側から圧縮空気が逆流するのを防止することが効果的である。
Furthermore, in the present invention, if a check valve (9) is interposed in the pipe (L) communicating the combustion chamber (2) of the cylinder and the compressed air tank (5), from the compressed air tank (5) side. The compressed air is prevented from flowing back into the cylinder (1).
In particular, since the pressure of the air compressed in the cylinder (1) is relatively low in the initial stage of the compression stroke, it is effective to prevent the compressed air from flowing back from the compressed air tank (5) side. .
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
最初に、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、符号Ｅで示すエンジンは、複数のシリンダ１を有している（多気筒エンジンである）。ここで、図１では、複数のシリンダのうち、フライホイールＦ側のシリンダ１のみを示し、その他のシリンダの図示は省略している。図示を省略されたシリンダにおいても、図１で示すシリンダ１と同様な構成となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the engine indicated by the symbol E has a plurality of cylinders 1 (a multi-cylinder engine). Here, in FIG. 1, only the
図１、図２において、シリンダヘッド３には、シリンダ１内の燃焼室２に連通する貫通孔Ｈが形成されている。係る貫通孔Ｈを介して、シリンダ１内で圧縮された空気が管路Ｌに流入する。そして、貫通孔Ｈには電磁バルブ（開閉弁）６が介装され、貫通孔Ｈに連通する管路Ｌは圧縮空気タンク５に連通している。ここで、電磁バルブ６は内部に組み込まれた電磁コイル（図示せず）によって作動する。
図１で示すように、管路Ｌには逆止弁９が介装されている。
図１において、制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）１０が設けられており、制御装置１０には、圧力センサ７、クランク角度センサ８の検出信号が送られる。ここで、圧力センサ７は圧縮空気タンク５に設けられており、クランク角度センサ８はフライホイールＦの外周に対向する位置に設けられている。
制御装置１０は、圧力センサ７、クランク角度センサ８の検出信号に基づいて、電磁バルブ６に対して制御信号を出力している。
1 and 2, the cylinder head 3 is formed with a through hole H communicating with the
As shown in FIG. 1, a check valve 9 is interposed in the pipe line L.
In FIG. 1, a control device (ECU: engine control unit) 10 is provided, and detection signals from the
The
図示の実施形態では、貫通孔Ｈを開閉する機器として電磁バルブ６が設けられている。しかし、貫通孔Ｈを開閉する機器としては、カムを用いた機械的開閉装置や、流体圧で駆動する開閉装置、その他どの様な形式の開閉機構であってもよく、電磁式の機器（例えば電磁バルブ）に限定される訳ではない。
明確には図示されていないが、制御装置１０には、エンジン回転数計測装置（図示せず）で計測されたエンジン回転数と、アクセル開度計測装置（図示せず）で計測されたアクセル開度も入力される様に構成されている。そして、制御装置１０は、エンジン回転数とアクセル開度に基づいて、各シリンダにおける図示しない燃料噴射用ノズルからの燃料噴射を制御する機能も有している。
In the illustrated embodiment, an
Although not clearly shown, the
制御装置１０は、圧力センサ７、クランク角度センサ８の検出信号に基づいて、電磁バルブ６に対して制御信号を出力している。
より詳細には、制御装置１０は、図示しない燃料噴射用ノズルからの燃料噴射信号に基づいて、シリンダ１の燃焼室２に燃料が噴射されているか否か（アクセル・オフ状態か否か）を判断する機能を有している。また、クランク角度センサ８の検出信号に基づいて、制御装置１０は、シリンダ１が圧縮行程にあるか否かを判断する機能を有している。さらに制御装置１０は、圧力センサ７の計測結果から、圧縮空気タンク（５）の圧力が所定値以下であるか否かを判断する機能を有している。
そして制御装置１０は、圧縮空気タンク５の圧力が所定値以下であり、シリンダ１内に燃料が噴射されておらず（アクセル・オフの状態）、且つ、当該シリンダ１が圧縮行程にある合に、電磁バルブ６を開放して、貫通孔Ｈおよび管路Ｌを介して当該シリンダ１の燃焼室２と圧縮空気タンク５とを連通する機能を有している。
The
More specifically, the
When the pressure in the
さらに制御装置１０は、圧力センサ７の計測結果から、圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上であるか以下であるか否かを判断する機能を有している。
そして制御装置１０は、圧縮空気タンク（５）の圧力が上限値以上になると、電磁バルブ６を閉鎖して、シリンダ１と圧縮空気タンク５との連通を遮断する機能も有している。
Furthermore, the
The
次に、図３をも参照して、第１実施形態における制御について説明する。
図３において、電磁バルブ６は常閉に設定されている（ステップＳ１）。
次のステップＳ２では、圧力センサ７により圧縮空気タンク５内の圧力を検出して、所定値と比較する。圧縮空気タンク５内の圧力が設定値以下であれば（ステップＳ２が「Ｙ」）ステップＳ３に進み、圧縮空気タンク５内の圧力が設定値よりも高圧であれば（ステップＳ２が「Ｎ」）、制御装置１０は圧縮空気タンク５内に圧縮空気を供給、充填する必要はないと判断して、ステップＳ１に戻る。
ここで、設定値については、要求される圧縮空気の圧力が車両の種類、サイズ、仕様等により異なるので、ケース・バイ・ケースに決定するべきである。
Next, the control in the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, the
In the next step S2, the
Here, the set value should be determined on a case-by-case basis because the required compressed air pressure varies depending on the type, size, specification, etc. of the vehicle.
ステップＳ３では、アクセル・オフ（シリンダ１内に燃料が噴射されていない状態：例えば、惰行運転時）状態であるか否かを判断すると共に、エンジン回転数が所定値（アイドリング回転数よりも高いエンジン回転数）以上であるか否かの判定を行なう。
シリンダ１内に燃料が噴射されておらず（アクセル・オフであり）、且つ、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも高ければ（ステップＳ３が「Ｙ」）、制御装置１０はシリンダ１の燃焼室２と圧縮空気タンク５とを連通可能であると判断して、ステップＳ４に進む。
In step S3, it is determined whether or not the accelerator is off (state in which fuel is not injected into the
If the fuel is not injected into the cylinder 1 (accelerator is off) and the engine speed is higher than the idling speed ("Y" in step S3), the
一方、シリンダ１内に燃料が噴射されている状態である（アクセル・オフではない）か、及び／又は、エンジン回転数がアイドリング回転数と同程度であれば（ステップＳ３が「Ｎ」）、制御装置１０は、シリンダ１の燃焼室２と圧縮空気タンク５とは連通するべきではないと判断する。
シリンダ１内に燃料が噴射されている状態であれば、シリンダ１の燃焼室２と圧縮空気タンク５とを連通すると、圧縮空気タンク５内に燃料が混入してしまう恐れがあり、危険である。
また、エンジン回転数がアイドリング回転数と同程度であれば、電磁バルブ６を開放してシリンダ１と圧縮空気タンク５を連通すると、シリンダ１内の燃焼室２から圧縮された空気が流出して、いわゆる「失火」が生じる可能性がある。
そのため、ステップＳ３が「Ｎ」（Ｎｏ）であれば、電磁バルブ６を閉鎖し、シリンダ１と圧縮空気タンク５を連通することなく、ステップＳ１に戻る。
On the other hand, if fuel is being injected into the cylinder 1 (not accelerator-off) and / or if the engine speed is about the same as the idling speed (step S3 is “N”). The
If the fuel is injected into the
If the engine speed is about the same as the idling speed, when the
Therefore, if step S3 is “N” (No), the
ステップＳ４（シリンダ１内に燃料が噴射されておらず、且つ、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも高い場合）では、クランク角度検出センサ８の検出信号から、シリンダ１が圧縮行程か否かを判定する。
シリンダ１が圧縮行程でなければ（ステップＳ４が「Ｎ」）、シリンダ１内の空気は圧縮されていないため、制御装置１０は、シリンダ１と圧縮空気タンク５を連通せずに、ステップＳ１に戻る。
一方、シリンダ１が圧縮行程中であれば（ステップＳ４が「Ｙ」）、制御装置１０は、シリンダ１と圧縮空気タンク５を連通して圧縮空気タンク５内に圧縮空気を充填、供給することが出来ると判断して、ステップＳ５に進み、電磁バルブ６を開放する。
In step S4 (when fuel is not injected into the
If the
On the other hand, if the
電磁バルブ６を開放したならばステップＳ６に進み、クランク角度検出センサ８の検出信号から、圧縮行程中か否かを判断する。
シリンダ１が圧縮行程でなくなっていれば（ステップＳ６が「Ｎ」）、電磁バルブ６を閉鎖し、シリンダ１と圧縮空気タンク５を連通することなく、ステップＳ１に戻る。
一方、シリンダ１が依然として圧縮行程にあれば（ステップＳ６が「Ｙ」）、制御装置１０は、ステップＳ７に進み、圧縮空気タンク５の圧力が上限値以上か判定する。
If the
If the
On the other hand, if the
ステップＳ７において、圧縮空気タンク５の圧力が上限値以上の数値に到達していなければ（ステップＳ７が「Ｎ」）、ステップＳ３〜Ｓ６の制御を繰り返す。
圧縮空気タンク５の圧力が上限値以上の数値に到達していなければ（ステップＳ７が「Ｎ」）、圧縮空気タンク５内に圧縮空気を充填、供給する必然性は依然として存在する。しかし、シリンダ１内に燃料が噴射されて圧縮空気タンク５内に燃料が混入してしまう恐れが存在する場合（ステップＳ３が「Ｎ」）、エンジン回転数がアイドリング回転数と同程度まで低下し、シリンダ１内の燃焼室２から圧縮された空気が流出すると失火する恐れがある場合（ステップＳ４が「Ｎ」）、シリンダ１が圧縮行程になく、シリンダ１から圧縮空気を供給することが出来ない場合（ステップＳ６が「Ｎ」）には、シリンダ１と圧縮空気タンク５を連通するべきではない。そのため、ステップＳ７が「Ｎ」（Ｎｏ）のループでは、ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。
なお、上限値についても、車両の種類、サイズ、仕様等により、ケース・バイ・ケースに決定するべきである。
If the pressure in the
If the pressure of the
The upper limit should also be determined on a case-by-case basis, depending on the type, size, specifications, etc. of the vehicle.
ステップＳ７において、圧縮空気タンク５の圧力が上限値以上の数値に到達していれば（ステップＳ７が「Ｙ」）、制御装置１０は圧縮空気タンク５内に圧縮空気を充填、供給する必要がなくなったと判断して、ステップＳ８に進み、電磁バルブ６を閉鎖し、その制御サイクルを終了する。
In step S7, if the pressure of the
なお、図３で示す制御は、図１で示すシリンダ１のみならず、他のシリンダについても同様に実行される。
図示はされていないが、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ７は、エンジンＥの全てのシリンダで行うことに代えて、エンジンＥの内の１つのシリンダのみで行い、クランク角度の検出による圧縮行程であるか否かを判断して、圧縮行程の場合のみ電磁バルブ６を開放し、圧縮行程以外の行程であれば電磁バルブ６を閉鎖する様に制御することが可能である。
Note that the control shown in FIG. 3 is executed not only for the
Although not shown, instead of performing steps S2, S3, and S7 for all the cylinders of engine E, it is performed for only one cylinder of engine E, and in a compression stroke by detecting the crank angle. It is possible to determine whether or not there is an
第１実施形態によれば、圧縮空気タンク５の圧力が設定値以下となり、アクセル・オフの状態（例えば、惰行時）で、且つ、圧縮行程の際に、当該シリンダ１と圧縮空気タンク５とが連通して、圧縮空気タンク５へ圧縮空気の供給、充填が行なわれる。
そして、シリンダに燃料が噴射されているか（アクセル・オンであるか）、当該シリンダが圧縮行程以外の行程であるか、エンジン回転数がアイドリング回転数並みに低下しているか、あるいは、圧縮空気タンク５の圧力が上限値以上まで昇圧するかの何れかの場合に、圧縮空気タンク５への圧縮空気の充填が中止される。
According to the first embodiment, the pressure of the
Whether fuel is injected into the cylinder (accelerator is on), the cylinder is in a stroke other than the compression stroke, the engine speed is reduced to the idling speed, or the compressed air tank When the pressure of the
次に、図４、図５を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図１〜図３の前記第１実施形態が、全てのシリンダで圧縮空気充填作用を行なうのに対して、図４、図５の第２実施形態では、一部のシリンダのみを圧縮空気タンク５と連通して圧縮空気充填を行なう。
図４において、第２実施形態に係る車両用圧縮空気充填装置は、図１〜図３の第１実施形態に係る車両用圧縮空気充填装置と比較して、アイドリング検出手段（エンジン回転数センサ）１２が追加されており、制御装置１０Ａにエンジン回転数センサ１２（アイドリング検出手段）の検出信号が入力されている点が相違している。
図４では明確には示されていないが、第２実施形態では、多気筒エンジンにおいて、一部のシリンダ１には圧縮空気充填を行わせるが、残りの他シリンダ１Ａには燃料噴射を行なって、通常の燃焼運転を続行している。以って、エンジンＥによる車両の駆動を可能な状態に維持するためでもある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 performs the compressed air filling operation in all the cylinders, whereas in the second embodiment shown in FIGS. Compressed air filling is performed in communication.
In FIG. 4, the compressed air filling device for a vehicle according to the second embodiment is compared with the compressed air filling device for a vehicle according to the first embodiment of FIGS. 1 to 3, idling detection means (engine speed sensor). 12 is added, and the difference is that the detection signal of the engine speed sensor 12 (idling detection means) is input to the
Although not clearly shown in FIG. 4, in the second embodiment, in the multi-cylinder engine, some
第２実施形態において、圧縮空気充填を行なうシリンダ１と、運転を継続するシリンダ１Ａの選択は、エンジンＥの振動防止のため、着火順序に対しバランスが取れるように選択するのが好適である。
例えば、通常の直列６シリンダエンジンであれば、第１、２、３シリンダに圧縮空気を供給、充填させて、第４、５、６シリンダは通常の運転を続行する様に構成する。
ここで、図５の制御は、全てのシリンダ１・・・、１Ａ・・・について、圧縮空気を圧縮空気タンク５へ供給する機構を設け、制御装置１０Ａが、シリンダ１・・・、シリンダ１Ａ・・・を全て選択するか、あるいは、そのうちの一部のシリンダ１Ａ・・・のみを選択するのかを判断するものである。しかし、一部のシリンダ１・・・にのみ圧縮空気を圧縮空気タンク５へ供給する機構を設け、他のシリンダ１Ａ・・・には設けずに、当該機構を設けたシリンダ１・・・のみを図５で示すのと同様な制御を行なうことも可能である。
In the second embodiment, it is preferable to select the
For example, in the case of a normal in-line 6-cylinder engine, compressed air is supplied to and filled in the first, second, and third cylinders, and the fourth, fifth, and sixth cylinders are configured to continue normal operation.
5 is provided with a mechanism for supplying compressed air to the
図５を参照して、第２実施形態における制御作を説明する。
図５におけるステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０は、それぞれ、図３におけるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８と対応しているので、詳細な説明は省略する。
図５におけるステップＳ１５〜Ｓ１７が、第１実施形態における制御とは相違しているので、以下において、ステップＳ１５〜Ｓ１７を説明する。
A control operation in the second embodiment will be described with reference to FIG.
Since steps S11, S12, S13, S14, S18, S19, and S20 in FIG. 5 correspond to steps S1, S2, S3, S4, S6, S7, and S8 in FIG. 3, detailed descriptions thereof are omitted. To do.
Since steps S15 to S17 in FIG. 5 are different from the control in the first embodiment, steps S15 to S17 will be described below.
圧縮空気タンク５内の圧力が所定値以上であり、アクセル・オフ（シリンダ１内に燃料が噴射されていない状態：例えば、惰行運転時）状態であれば（ステップＳ１４が「Ｙ」）、制御装置１０Ａは、エンジン回転数センサ１２により検出されたエンジン回転数が、アイドリング回転数と同程度の低い回転数となっているか否かを判断する（ステップＳ１５）。
エンジン回転数がアイドリング回転数よりも高い回転数であれば（ステップＳ１５が「Ｎ」）、制御装置は、全てのシリンダ１・・・、シリンダ１Ａ・・・について電磁バルブ６を開放してもエンジンＥは失火しないと判断して、全てのシリンダ１・・・、シリンダ１Ａ・・・を圧縮空気タンク５と連通する。そして、ステップＳ１８（図３のステップＳ６に相当）に進む。
If the pressure in the
If the engine speed is higher than the idling speed ("N" in step S15), the control device opens the
一方、エンジン回転数がアイドリング回転数と同レベルまで低下していれば（ステップＳ１５が「Ｙ」）、制御装置は、全てのシリンダ１・・・、シリンダ１Ａ・・・について電磁ブ６を開放するとエンジンＥは失火すると判断して、シリンダ１・・・のみを圧縮空気タンク５と連通し、残りのシリンダ１Ａ・・・については圧縮空気タンク５と連通せずに、通常の燃焼運転を続行させる。
その結果、エンジン回転数がアイドリング回転数と同レベルまで低下している場合であっても、エンジンＥを失火させること無く、圧縮空気タンク５に圧縮空気を供給、充填することが出来る。そして、ステップＳ１８（図３のステップＳ６に相当）に進む。
On the other hand, if the engine speed has decreased to the same level as the idling speed (step S15 is “Y”), the control device opens the
As a result, even when the engine speed is reduced to the same level as the idling speed, the
第２実施形態によれば、圧縮空気タンク５の圧力が所定値以下となり、圧縮空気を供給、充填する必要があるが、エンジン回転数が低く、電磁バルブ６を開放して全てのシリンダ１・・・、１Ａ・・・と圧縮空気タンク５を連通するとエンジンＥが失火する恐れがある場合には、複数シリンダ中の一部のシリンダ１・・・で電磁バルブ６を開放し、圧縮行程で圧縮空気タンク５へ圧縮空気の充填が行ない、他のシリンダ１Ａ・・・では、電磁バルブ６を閉鎖して圧縮空気タンク５と連通しないことにより、エンジンＥ全体の自力運転が継続され、失火することはない。
第2実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図３の第１実施形態と同様である。
According to the second embodiment, the pressure of the
Other configurations and operational effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment of FIGS.
なお、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。 It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
１・・・シリンダ
２・・・燃焼室
３・・・シリンダヘッド
５・・・圧縮空気タンク
６・・・開閉弁（電磁バルブ）
７・・・圧力センサ（圧力計測装置）
８・・・クランク角度センサ（クランク角度計測装置）
９・・・逆止弁
１０、１０Ａ・・・ＥＣＵ（制御装置）
Ｅ・・・エンジン
Ｌ・・・管路
DESCRIPTION OF
7 ... Pressure sensor (pressure measuring device)
8 ... Crank angle sensor (crank angle measuring device)
9:
E ... Engine L ... Pipe line
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