JP4412170B2 - 内燃機関用過給システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関用過給システムの全体構成を示している。本過給システムは内燃機関としてのディーゼルエンジン(以下、エンジンと称する場合がある。)1に適用される。本過給システムはエンジン1に対して過給するターボ過給機2と、その過給を補助する過給補助手段としての電動コンプレッサ(以下、MCと称する場合がある。)3とを備えている。ターボ過給機2はコンプレッサ2aとタービン2bとを有し、排気エネルギーを利用してタービン2bを回転させてコンプレッサ2aを駆動する周知の装置である。コンプレッサ2aは、吸気通路としての吸気管4に設けられ、タービン2bは排気管5に設けられている。電動コンプレッサ3はターボ過給機2の上流側の吸気管4に設けられている。電動コンプレッサ3はその駆動装置として電気モータ3aを備えている。電気モータ3aはバッテリ6に接続され、駆動電力としてバッテリ6の電力が用いられる。電気モータ3aを駆動することにより、電動コンプレッサ3が作動して吸気管4内の吸気が圧縮される。
次に、本発明の過給システムの第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、過給システムの制御ルーチンとして、図3に示したルーチンが用いられる。システムの全体構成は第1実施形態と同一であるので、図1が参照される。図3に示したように、まずステップS11において、ECU20は第2スロットル弁16の下流側の現在の吸気温度(実吸気温度)Tbを吸気温度センサ18の出力信号に基づいて取得するとともに、目標吸気温度Tbtrgを算出し、実吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtrgよりも小さいか否かを判定する。目標吸気温度Tbtrgは、燃焼促進、失火回避の観点から必要とされる吸気温度であり、例えば、外気温が低温である低温時に、予混合圧縮着火燃焼を実行する場合、低圧縮比による燃焼を実行する場合等のように圧縮行程後の燃焼室内の温度(いわゆる圧縮端温度)を高めることが必要な場合には、目標吸気温度Tbtrgとして、所望の圧縮端温度を得ることができる値が設定される。目標吸気温度Tbtrgは、エンジン1の運転状態に対応させたマップとして予め設定しておいてもよい。
次に、本発明の過給システムの第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、過給システムの制御ルーチンとして、図3の代わりに図4に示したルーチンが用いられる。図3と同一処理については同一符号を付して説明を省略する。また、本実施形態に係る過給システムの全体構成については図1が参照される。図4に示したように、本実施形態では、ステップS11で、実吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtrgよりも小さいと判定した場合には、電動コンプレッサ3を作動させるとともに、バイパス弁11を開弁させる。その上で、電動コンプレッサ3から吐出された吸気がバイパス通路10を逆流して第1スロットル弁15とターボ過給機2との間で循環するように第1スロットル弁15の開度を制御する(ステップS22)。この場合の第1スロットル弁15の開度は、エアクリーナ14の方向へ吸気が逆流しない程度で、かつエンジン1に導かれる吸気が不足しない程度の必要最小限に保持される。
次に、本発明の過給システムの第4の実施形態について説明する。図5は本実施形態に係る過給システムの全体構成を示し、図1と同一構成については同一符号が付してある。この図に示したように、ターボ過給機2のコンプレッサ2aを迂回するターボバイパス通路21が電動コンプレッサ3及び第2インタークーラ13間の吸気管4と第1インタークーラ12及び第2スロットル弁16間の吸気管4とを結ぶようにして設けられるとともに、ターボバイパス通路21を開閉する二つのターボバイパス弁22,22がターボバイパス通路の入口部21aと出口部21bにそれぞれ隣接して設けられている。
2 ターボ過給機
2a コンプレッサ
2b タービン
3 電動コンプレッサ(過給補助手段)
4 吸気管(吸気通路)
7 オルタネータ(補機)
10 バイパス通路
11 バイパス弁
15 第1スロットル弁(調整弁)
16 第2スロットル弁(スロットル弁)
17 過給圧センサ(過給圧検出手段)
20 ECU(過給システム制御手段)
21 ターボバイパス通路
22 ターボバイパス弁
Claims (5)
- タービン及びコンプレッサを有し、内燃機関の排気エネルギを利用して内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機による過給を補助する過給補助手段と、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられ、吸気量を調整可能なスロットル弁と、前記ターボ過給機のコンプレッサ下流の過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記スロットル弁の開度及び前記過給補助手段の作動状態をそれぞれ制御する過給システム制御手段と、を備える内燃機関用過給システムであって、
前記過給システム制御手段は、吸気温度を上昇させる必要があるときには、前記過給補助手段を作動させるとともに、前記過給補助手段の作動中に前記過給圧検出手段により検出される実過給圧が機関運転状態に応じて予め設定された目標過給圧よりも高くなる場合、前記実過給圧が前記目標過給圧に調整されるように前記スロットル弁を閉じ側に制御することを特徴とする内燃機関用過給システム。 - 前記過給補助手段は、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流側の吸気通路に設けられた電動コンプレッサとして構成され、
前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられて電動コンプレッサが作動中である場合に前記バイパス通路を閉じる一方、前記電動コンプレッサが非作動の場合に前記バイパス通路を開放するように動作可能なバイパス弁と、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用過給システム。 - 前記内燃機関によって駆動される補機を更に備え、
前記過給システム制御手段は、前記過給補助手段の作動に合わせて前記補機の負荷が上がるように前記補機の動作を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用過給システム。 - タービン及びコンプレッサを有し、内燃機関の排気エネルギを利用して内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流側の吸気通路に設けられた電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられ、吸気量を調整可能なスロットル弁と、前記電動コンプレッサの上流側の吸気通路に設けられ、該吸気通路への吸気の流入量を調整する調整弁と、前記バイパス弁の開度、前記スロットル弁の開度、前記調整弁の開度、及び前記電動コンプレッサの作動状態をそれぞれ制御する過給システム制御手段と、を備える内燃機関用過給システムであって、
前記過給システム制御手段は、吸気温度を上昇させる必要があるときには、前記電動コンプレッサを作動させるとともに、前記バイパス通路が開かれるように前記バイパス弁の開度を制御し、更に、前記電動コンプレッサから吐出された吸気が前記調整弁と前記ターボ過給機の前記コンプレッサとの間で循環するように、前記調整弁の開度を制御することを特徴とする内燃機関用過給システム。 - 前記ターボ過給機の前記コンプレッサを迂回するターボバイパス通路と、前記ターボバイパス通路を開閉するターボバイパス弁と、を更に備え、
前記過給システム制御手段は、前記電動コンプレッサの作動に連動して前記ターボバイパス通路が開放されるように、前記ターボバイパス弁の開度を制御することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の内燃機関用過給システム。
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