JP5830946B2 - Supercharging assist method for internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の過渡状態のときに、蓄ガス容器に蓄圧されたガスをシリンダ内に供給してEGR率を高めることができる内燃機関の過給補助方法及び内燃機関に関する。 The present invention relates to a supercharging assist method for an internal combustion engine and an internal combustion engine that can increase the EGR rate by supplying gas stored in a gas storage container into a cylinder in a transient state of the internal combustion engine.
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中のNOx(窒素酸化物)を低減するEGR(排気再循環)においては、過給システムを備えた内燃機関では、高圧EGR方式と低圧EGR方式とがある。この高圧EGR方式では、例えば、図17に示すように、高圧EGRシステムを備えた内燃機関1Xでは、ターボ式過給機14よりもエンジン本体11側にEGR通路17が設けられており、エンジン本体11の排気マニホールド11bから吸気マニホールド11aにEGR通路17経由でEGRガスGeを還流している。また、低圧EGR方式では、例えば、図18に示すように、低圧EGRシステムを備えた内燃機関1Yでは、ターボ式過給機14よりもエンジン本体11とは反対側にEGR通路17が設けられており、タービン14bの下流側からコンプレッサ14aの上流側にEGR通路17経由でEGRガスGeを還流している。
In EGR (exhaust gas recirculation) for reducing NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine, there are a high pressure EGR method and a low pressure EGR method in an internal combustion engine equipped with a supercharging system. In this high pressure EGR system, for example, as shown in FIG. 17, in an
これらのいずれのEGR方式でも、EGRガス量の制御には、MAF制御方式が一般的に使用されている。このMAF制御方式では、EGR無しでエンジンのシリンダ内に吸入される新気量(空気量)をMoとし、EGRを行うことでシリンダ内に吸入される新気量をMeとすると、還流されるEGRガス量のMegrがMegr=Mo−Meとなるので、これに基づいて、EGR弁21の弁開度により新気量Meを制御することで、EGRガス量Megrを制御している。
In any of these EGR systems, the MAF control system is generally used to control the amount of EGR gas. In this MAF control method, if the amount of fresh air (air amount) sucked into the cylinder of the engine without EGR is Mo and the amount of fresh air sucked into the cylinder by performing EGR is Me, it is recirculated. Since the EGR gas amount Megr is Megr = Mo−Me, the EGR gas amount Megr is controlled by controlling the fresh air amount Me based on the valve opening degree of the
つまり、エンジンの回転速度Neと燃料負荷Qをパラメータにして、各エンジンの運転状態に対する新気量Meを予め設定して作成した新気量Meのデータマップを基に、実際のエンジン運転時の回転速度Neと燃料負荷Qから目標の新気量Metを算出して、実際の新気量Meをこの目標の新気量Metになるように制御することで、EGRガス量Megrを制御している。 That is, based on the data map of the fresh air amount Me created by setting the fresh air amount Me for each engine operating state in advance using the engine rotational speed Ne and the fuel load Q as parameters, The target fresh air amount Met is calculated from the rotational speed Ne and the fuel load Q, and the actual fresh air amount Me is controlled to become the target fresh air amount Met, thereby controlling the EGR gas amount Megr. Yes.
しかしながら、ターボ式過給機を使用する場合には排気ガスのエネルギー(エンタルピ)を用いて過給を行うため、ターボ式過給機の応答遅れ(ターボラグ)を無くすことは不可能であり、このMAF制御方式では、このターボラグに起因する次のような問題がある。ターボラグにより負荷が急激に増加する過渡運転状態では、過給圧が定常運転時に設定した圧力まで上昇しないため、エンジンの吸入空気量が低下する。つまり、ターボ式過給機付きエンジンでも無過給エンジンと同程度の吸気量となってしまう。 However, when a turbocharger is used, the exhaust gas energy (enthalpy) is used for supercharging, so it is impossible to eliminate the response delay (turbo lag) of the turbocharger. The MAF control method has the following problems due to the turbo lag. In a transient operation state in which the load increases rapidly due to the turbo lag, the supercharging pressure does not increase to the pressure set during steady operation, so the intake air amount of the engine decreases. In other words, even an engine with a turbo-type supercharger has the same intake air amount as a non-supercharged engine.
従って、定常運転条件で設定した目標のEGR量に達成することができず、図19に示すように、急激な過渡運転を行う際にNOxの排出量が増加する。また、煤の発生量を制限するために、過給圧があるレベルより上がらない場合には煤が増加しない領域内に燃料の投入量が抑えられるというスモークリミット制御が行われる。その結果、図20及び図21に示すように、燃料噴射量Qと空気量(Mo、Me)が共に点線で示されるように抑えられ、加速時のパワーが抑えられてしまうという問題がある。そのために、加速時等の負荷が急激に増加する過渡運転時には、NOx排出量の増加や燃費の悪化が発生する。 Therefore, the target EGR amount set under the steady operation condition cannot be achieved, and as shown in FIG. 19, the NOx emission amount increases when performing a rapid transient operation. Further, in order to limit the amount of soot generated, smoke limit control is performed in which the amount of fuel input is suppressed in a region where the soot does not increase when the supercharging pressure does not rise above a certain level. As a result, as shown in FIGS. 20 and 21, both the fuel injection amount Q and the air amount (Mo, Me) are suppressed as indicated by the dotted lines, and there is a problem that the power during acceleration is suppressed. For this reason, during transient operation in which the load increases rapidly during acceleration or the like, an increase in NOx emissions and a deterioration in fuel consumption occur.
一方、エンジンのクランクシャフト等によって、過給機を直接駆動して過給を行う機械式過給装置を使用する場合では、過給の応答遅れをなくす事ができるが、エンジンの回転速度が決まると燃料量の多少に関わらず、過給量が決まるために、また、駆動に要する仕事量が大きいために、燃費が悪化するという問題がある。 On the other hand, in the case of using a mechanical supercharger that performs supercharging by directly driving the supercharger by an engine crankshaft or the like, the delay in the supercharging response can be eliminated, but the engine speed is determined. However, there is a problem that fuel efficiency deteriorates because the amount of supercharging is determined regardless of the amount of fuel and the amount of work required for driving is large.
この対策として、近年では、図22に示すような蓄ガス供給システムを備えた内燃機関1Zが研究されており、この蓄ガス供給システムでは、内燃機関1Zから排出される排気ガスGの一部Gpを空気Aaと混合した混合ガスCを容積型コンプレッサ(排気圧縮器)25で圧縮して高圧化し、この高圧化した混合ガスCを蓄ガス容器(圧力容器)27内に溜め込み、過渡時に放出電磁弁36を開弁して混合ガスCを調圧弁29経由で吸気弁(吸気スロットル)35の下流の吸気通路12に放出し、これにより、内燃機関1Zのシリンダ内への吸気量を過給機付きエンジン並みに増加させると共に、EGRの効果によるNOxの低減を図り、ターボラグの問題を解消している過給制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
As a countermeasure, in recent years, an internal combustion engine 1Z having a storage gas supply system as shown in FIG. 22 has been studied, and in this storage gas supply system, a part Gp of the exhaust gas G discharged from the internal combustion engine 1Z. The mixed gas C mixed with air Aa is compressed by a positive displacement compressor (exhaust compressor) 25 to increase the pressure, and the increased mixed gas C is stored in a gas storage container (pressure container) 27 to release electromagnetic waves in a transient state. The
この蓄ガス供給システムを採用した場合は、過渡時に加圧された混合ガスCをエンジン1Zの吸気通路12内に放出することで過給圧を上げて、シリンダ内への空気量を増加させることができるので燃料量も増やすことができる。その結果、加速性能が向上し、煤の排出も抑えることができる。また、過給圧は排気マニホールド11bの内圧よりも高くなるので、内燃機関1Zのポンピング損失が低下し燃費の向上を図ることができる。
When this storage gas supply system is adopted, the supercharging pressure is increased by releasing the gas mixture C pressurized during the transition into the
この過給補助を開始した後、蓄ガス容器から吸気マニホールドに蓄圧されたガスが供給され、吸気マニホールド内圧(ブースト圧力)が上がり、エンジンが過給されるが、過給補助を開始した後の吸気マニホールド内圧は、蓄ガス容器から圧送されてくるガスによる吸気マニホールド内圧の立ち上がりとエンジンの吸気マニホールド内のガスの消費速度によって変化する。 After starting this supercharging assistance, the gas accumulated in the intake manifold is supplied from the gas storage container, the intake manifold internal pressure (boost pressure) rises, and the engine is supercharged. The intake manifold internal pressure varies depending on the rise of the intake manifold internal pressure caused by the gas pumped from the gas storage container and the consumption rate of the gas in the intake manifold of the engine.
そして、蓄ガス容器から吸気マニホールドまでガスが圧送されるまでの間にはある程度の時間を要することと、エンジンの吸気が間欠的に行われていることにより、エンジンのシリンダ内圧はエンジンの回転速度が過給補助開始間際の低速域の場合に大きくなる。つまり、このシリンダ内圧の最大値はエンジンの回転速度が低速域、言い換えれば、過給補助開始の直後で発生する。 And, it takes a certain amount of time before the gas is pumped from the gas storage container to the intake manifold, and the engine intake pressure is intermittently performed. Increases in the low speed range just before the start of supercharging assistance. That is, the maximum value of the cylinder internal pressure is generated immediately after the start of supercharging assistance, in other words, the engine rotational speed is in a low speed region.
この過渡運転開始直後の低速域では、投入される燃料量が比較的少なく、また、過給補助により吸気マニホールドの内圧(ブースト圧)の立ち上がりが早いので、容易に空気過剰率を比較的高くすることができる。一方、過給補助の後半の燃料量が急速に増加する中速域から高速域に移行する時期では、蓄ガス容器のガスが消費されるので、空気過剰率が低下してしまう。そのため、空気過剰率が比較的余裕のある過給補助開始直後の低速域では過給補助するガスの供給量を抑えることと、過給補助の後半の中速域以上では過給補助するガスの供給量を増やすことが必要となる。 In the low speed range immediately after the start of this transient operation, the amount of fuel to be introduced is relatively small, and the internal pressure (boost pressure) of the intake manifold rises quickly due to supercharging assistance, so the excess air ratio is easily made relatively high. be able to. On the other hand, when the fuel amount in the latter half of the supercharging assistance shifts from the medium speed range to the high speed range where the fuel amount rapidly increases, the gas in the gas storage container is consumed, so the excess air ratio decreases. For this reason, the supply amount of gas to be supercharged is suppressed in the low speed range immediately after the start of supercharging assistance with a relatively large excess air ratio, and the supercharging assistance gas is to be increased in the middle speed range of the latter half of supercharging assistance. It is necessary to increase the supply amount.
このことを考慮して、吸気マニホールド内圧を測定して、この測定値に基づいて蓄ガス容器のガスの出口の面積をコントロールして、低速域では出口の面積を小さくして過給補助用に放出されるガスの量を少なめに抑え、中速域以上では出口の面積を開いて過給補助用に放出されるガスの量を多めにすることで、過給補助時の過給圧をコントロールする方式が考えられる。しかしながら、この方式では、制御が複雑となり、コストの増加に繋がるという問題がある。 Taking this into account, the intake manifold internal pressure is measured, and the area of the gas outlet of the storage gas container is controlled based on this measured value. Control the supercharging pressure during supercharging assistance by limiting the amount of gas released to a small level and opening the area of the outlet above the medium speed range to increase the amount of gas released for supercharging assistance. The method to do is conceivable. However, this method has a problem that the control is complicated and the cost is increased.
一方、本発明者は、この蓄ガス供給システムでは、蓄圧されたガスを放出する前の蓄ガス容器内の圧力を一定にしても、蓄ガス容器の容積の大きさによって、ガス放出後の蓄ガス容器内圧(蓄ガス容器の内部に蓄えられているガスの圧力)と蓄ガス容器から放出されるガスの量が変化し、その結果、エンジンのシリンダ内の最大燃焼圧力が変化するという知見を得た。 On the other hand, in the storage gas supply system, the present inventor, even if the pressure in the storage gas container before releasing the stored gas is constant, the storage after the gas release is performed depending on the volume of the storage gas container. The knowledge that the internal pressure of the gas container (the pressure of the gas stored inside the gas storage container) and the amount of gas released from the gas storage container change, and as a result, the maximum combustion pressure in the cylinder of the engine changes. Obtained.
つまり、過給補助において蓄圧されたガスを供給し始めたときの蓄ガス容器内圧を一定としたとき、蓄ガス容器の容積が小さい場合(例えば、40リットル)に、蓄ガス容器からガスが一定容積の吸気マニホールドに供給されると、蓄ガス容器内圧はガスが減少した分低下するが、この低下量は容積大(例えば、80リットル)に比べて容積小の方が大きくなる。 In other words, when the internal pressure of the gas storage container when the gas stored in the supercharging assistance is started to be constant, the gas is constant from the gas storage container when the volume of the gas storage container is small (for example, 40 liters). When the intake manifold is supplied with a volume, the internal pressure of the gas storage container decreases as the gas decreases, but the amount of decrease is larger when the volume is smaller than when the volume is larger (for example, 80 liters).
このことに関連して、図8〜図13にエンジンの回転速度を1000rpmから2800rpmまで燃料供給量Qf(mm3/st)の変化と共に2秒で推移させて、蓄ガス容器からガスを供給する過給補助を行った場合の蓄ガス容器の容積と諸量との関係の実験結果を示す。 In relation to this, in FIGS. 8 to 13, the engine speed is changed from 1000 rpm to 2800 rpm in 2 seconds with the change of the fuel supply amount Qf (mm 3 / st), and gas is supplied from the storage gas container. The experimental result of the relationship between the volume of a gas storage container and various quantities at the time of performing supercharging assistance is shown.
図8に蓄ガス容器内圧が4.8kg/cm2で、蓄ガス容器の容積が40リットルの場合の吸気マニホールド内圧と蓄ガス容器から放出されるガスの量の時間変化を示す。また、図9に、蓄ガス容器内の圧力が同じく4.8kg/cm2で、蓄ガス容器の容積が80リットルの場合の吸気マニホールド内圧と蓄ガス容器から放出されるガスの量の時間変化を示す。また、図10に蓄ガス容器内圧の推移を、40リットルの場合を破線で、80リットルの場合を太線で示す。 FIG. 8 shows changes over time in the intake manifold internal pressure and the amount of gas released from the gas storage container when the gas storage container internal pressure is 4.8 kg / cm 2 and the volume of the gas storage container is 40 liters. Further, FIG. 9 shows the change over time in the intake manifold internal pressure and the amount of gas released from the gas storage container when the pressure in the gas storage container is also 4.8 kg / cm 2 and the volume of the gas storage container is 80 liters. Indicates. FIG. 10 shows the transition of the internal pressure of the gas storage container with a broken line for 40 liters and a thick line for 80 liters.
いずれの場合も、蓄ガス容器内圧の低下に伴って、吸気マニホールド内圧(ブースト圧)も小さくなるが、蓄ガス容器の容積が小さい方が容積が大きい方よりもガスの圧力低下量が大きいので、過給補助による過渡運転状態でのエンジンのシリンダ内圧の最大値は、蓄ガス容器の容積が小さい方が容積が大きい方よりも小さくなる。 In either case, as the internal pressure of the gas storage container decreases, the intake manifold internal pressure (boost pressure) also decreases. However, the smaller the volume of the gas storage container, the greater the amount of gas pressure decrease than the larger volume. The maximum value of the cylinder internal pressure of the engine in a transient operation state with supercharging assistance is smaller when the volume of the gas storage container is smaller than when the volume is larger.
図11は蓄ガス容器の容積が40リットルの場合のNO.1〜NO.4の各シリンダ内圧(燃焼圧力)の推移を示し、図12は80リットルの場合のNO.1〜NO.4の各シリンダ内圧の推移を示す。図13にはサイクル毎(エンジン2回転毎)の空気過剰率の推移を、40リットルの場合を白丸(破線)で、80リットルの場合を黒丸(太線)で示す。 FIG. 11 shows NO. In the case where the volume of the gas storage container is 40 liters. 1-NO. 4 shows the transition of each cylinder internal pressure (combustion pressure), and FIG. 1-NO. 4 shows the transition of the internal pressure of each cylinder. FIG. 13 shows the transition of the excess air ratio for each cycle (every two engine revolutions), with a white circle (broken line) for 40 liters and a black circle (thick line) for 80 liters.
つまり、蓄ガス容器の容積が小さい場合は過給補助開始後の蓄ガス容器内圧の低下が大きいので、ガスの供給量が低下し、過給補助の中期以降の中速以降では容積が大きい場合に比べて空気過剰率が小さくなる。この過給補助の後半の空気過剰率を上げるために、過給補助のガスの圧力を所定の圧力以上に維持しながらガスを供給できる時間を長くしようとすると、蓄ガス容器内圧を高く設定するか、蓄ガス容器の容積を大きくする必要がある。 In other words, when the volume of the gas storage container is small, the decrease in the internal pressure of the gas storage container after the start of supercharging assistance is large, so the gas supply amount decreases, and the volume is large after the middle speed after the middle period of supercharging assistance The excess air ratio is smaller than In order to increase the excess air ratio in the latter half of the supercharging assistance, the internal pressure of the gas storage container is set high if an attempt is made to extend the time during which the gas can be supplied while maintaining the pressure of the supercharging assistance gas at a predetermined pressure or higher. Or it is necessary to enlarge the volume of the gas storage container.
しかしながら、これらのいずれの場合も、過給補助に際して、シリンダ内圧の最大値Pmaxが大きくなるので、この最大値Pmaxがエンジンの耐久性を保証するために設定されているシリンダ内圧の最大許容値を超える可能性が生じるという問題が生じる。 However, in any of these cases, the maximum value Pmax of the cylinder internal pressure becomes large at the time of supercharging assistance. Therefore, this maximum value Pmax is the maximum allowable value of the cylinder internal pressure that is set to guarantee the durability of the engine. The problem arises that there is a possibility of exceeding.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス圧縮装置を用いて、排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを蓄ガス容器に溜め込み、負荷が急激に増加する過渡状態のときに前記ガスをシリンダ内に一時的に供給して過渡状態におけるNOxの排出を抑制するとともに加速性能を向上させる内燃機関において、蓄ガス容器からガスを供給する過給補助を行う際に、この過給補助開始直後では、蓄ガス容器からのガスの圧力を低くしてシリンダ内圧の最大値を抑制できると共に、過給補助の後半では十分な量のガスをシリンダ内に供給して十分な空気過剰率を確保できる内燃機関の過給補助方法及び内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object of the present invention is to store a part of exhaust gas, air, and any one of these mixed gases in a gas storage container using a gas compression device. Suppose that gas is supplied from a gas storage container in an internal combustion engine that suppresses NOx emission in the transient state and improves acceleration performance in a transient state where the load increases rapidly. When supercharging assistance is performed, immediately after this supercharging assistance starts, the pressure of the gas from the gas storage container can be lowered to suppress the maximum value of the cylinder internal pressure, and a sufficient amount of gas can be used in the second half of supercharging assistance. It is an object to provide a supercharging assist method for an internal combustion engine and an internal combustion engine capable of supplying a sufficient amount of air to the cylinder to ensure a sufficient excess air ratio.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の過給補助方法は、内燃機関の排気ガスの一部をシリンダ内に再循環するためのEGR通路と、内燃機関の排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを圧縮するガス圧縮装置と、該ガス圧縮装置で圧縮された前記ガスを貯蓄する蓄ガス容器と、該蓄ガス容器と吸気系通路を流路切替装置を介して接続する蓄ガス供給通路を備えた内燃機関の過給補助方法において、前記蓄ガス容器の第1室に供給されるガス圧を所定の第1圧力となるように、前記蓄ガス容器の第2室に供給されるガス圧を所定の第2圧力となるように調整しながら、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1室と前記第2室に供給するとともに、過給補助開始直後では、前記第1室に前記第1圧力で蓄圧された前記ガスをシリンダ内に供給し、この供給により前記第1室の室内圧力が予め設定された設定圧力値よりも低下したときに、前記第2圧力で前記第2室に蓄圧された前記ガスを前記第1室に供給して過給補助を過給補助終了の判定まで行うことを特徴とする方法である。 In order to achieve the above object, a supercharging assist method for an internal combustion engine according to the present invention comprises an EGR passage for recirculating a part of exhaust gas of the internal combustion engine into a cylinder, a part of exhaust gas of the internal combustion engine, A gas compression device for compressing air and any of these mixed gases, a gas storage container for storing the gas compressed by the gas compression device, and a flow path switching device between the gas storage container and the intake system passage in supercharging assisting method for an internal combustion engine having a gas storage supply passage connecting through, so that the gas pressure supplied to the first chamber of the gas storage container becomes a predetermined first pressure, the gas storage vessel While adjusting the gas pressure supplied to the second chamber to a predetermined second pressure, the gas discharged from the gas compression device is supplied to the first chamber and the second chamber, Immediately after the start of feeding assistance, the first chamber is stored with the first pressure. The gas is supplied into the cylinder, and when the supply reduces the indoor pressure of the first chamber below a preset pressure value, the pressure accumulated in the second chamber at the second pressure is stored. The method is characterized in that gas is supplied to the first chamber and supercharging assistance is performed until the determination of completion of supercharging assistance is performed.
この方法によれば、過給補助開始直後は、室内圧力が余り高くない第1室のみの蓄ガス容器の見かけの容積が小さい状態で過給補助を行うので、低速域におけるシリンダ内圧の最大値Pmaxを抑えることができ、第1室の室内圧力が低下する中速以降では、第2室のガスが第1室に供給されるので十分なガスの量で過給補助を行うことができ、過給補助の後半の期間における空気過剰率の低下を防止することができる。 According to this method, immediately after the start of supercharging assistance, supercharging assistance is performed in a state where the apparent volume of the gas storage container of only the first chamber where the indoor pressure is not so high, the maximum value of the cylinder internal pressure in the low speed range Pmax can be suppressed, and after the medium speed at which the chamber pressure in the first chamber decreases, the gas in the second chamber is supplied to the first chamber, so supercharging assistance can be performed with a sufficient amount of gas, It is possible to prevent a decrease in the excess air ratio during the second half of the supercharging assistance.
つまり、過給補助開始時の低速域では、蓄ガス容器の見かけ容積を小にし、また、室内圧力を余り高くないように設定して、シリンダ内圧の最大値Pmaxを抑えることができ、過給補助後半の中速以降では、供給できるガスの量を増加し、蓄ガス容器の見かけの容積を大にして、過給補助による空気過剰率を高くすることができる。 That is, in the low speed range at the start of supercharging assistance, the maximum volume Pmax of the cylinder internal pressure can be suppressed by setting the apparent volume of the gas storage container small and setting the indoor pressure not so high. After the middle speed of the second half of the assistance, the amount of gas that can be supplied can be increased, the apparent volume of the gas storage container can be increased, and the excess air ratio by supercharging assistance can be increased.
上記の内燃機関の過給補助方法において、前記第1室の室内圧力が予め設定された設定圧力値よりも低下したときに、前記第1室と前記第2室の連通路に設けた逆止弁を前記第2室の室内圧力と前記第1室の室内圧力との差圧により開弁させて、前記第2室に蓄圧された前記ガスを前記第1室に供給する方法を採用すると、制御装置などを必要とせずに、逆止弁を設けるという比較的簡単な構成で自動的に2段階の過給補助を行うことができるようになる。 In the above-described supercharging assist method for an internal combustion engine, when the indoor pressure in the first chamber falls below a preset pressure value, a check provided in the communication path between the first chamber and the second chamber When the valve is opened by a differential pressure between the indoor pressure of the second chamber and the indoor pressure of the first chamber, and the gas accumulated in the second chamber is supplied to the first chamber, It is possible to automatically perform two-stage supercharging assistance with a relatively simple configuration in which a check valve is provided without requiring a control device or the like.
そして、上記の目的を達成するための内燃機関は、上記の内燃機関の過給補助方法を実施できる内燃機関であり、内燃機関の排気ガスの一部をシリンダ内に再循環するためのEGR通路と、内燃機関の排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを圧縮するガス圧縮装置と、該ガス圧縮装置で圧縮された前記ガスを貯蓄する蓄ガス容器と、該蓄ガス容器と吸気系通路を流路切替装置を介して接続する蓄ガス供給通路を備えた内燃機関において、前記蓄ガス容器を少なくとも第1室と第2室を含む複数の室で形成し、前記第1室に前記ガスをシリンダ内に供給するための蓄圧ガス供給通路を接続し、さらに、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを供給する第1通路と、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1通路から前記蓄ガス容器の第1室に供給する第2通路と、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1通路から前記蓄ガス容器の第2室に供給する第3通路と、前記第2通路に備えられ、前記第1室に供給されるガス圧を所定の第1圧力となるように調整する第1調整機と、前記第3通路に備えられ、前記第2室に供給されるガス圧を所定の第2圧力となるように調整する第2調整機とを備えて、前記ガス圧縮装置からの前記ガスで蓄圧される前記第1室の室内圧力に対して前記ガス圧縮装置からの前記ガスで蓄圧される前記第2室の室内圧力を別々に設定可能に構成すると共に、前記第2室と前記第1室を逆止弁を介して連通させて、該逆止弁を、前記第1室の室内圧力が予め設定された設定圧力値よりも低下したときに、前記第2室の室内圧力と前記第1室の室内圧力との差圧により開弁させるように構成したことを特徴とする。 An internal combustion engine for achieving the above object is an internal combustion engine capable of implementing the above-described supercharging assist method of the internal combustion engine, and an EGR passage for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the cylinder. A gas compression device that compresses a part of the exhaust gas of the internal combustion engine, air, and any of these mixed gases, a gas storage container that stores the gas compressed by the gas compression device, and the storage In an internal combustion engine having a storage gas supply passage connecting a gas container and an intake system passage via a flow switching device, the storage container is formed of a plurality of chambers including at least a first chamber and a second chamber, A pressure accumulation gas supply passage for supplying the gas into the cylinder is connected to the first chamber, a first passage for supplying gas discharged from the gas compression device, and a gas discharged from the gas compression device The first passage A second passage for supplying the first chamber of the gas storage container, the gas discharged from the gas compression device, and a third passage for supplying from said first passage to the second chamber of the gas storage container, said first A first regulator that is provided in two passages and adjusts the gas pressure supplied to the first chamber to a predetermined first pressure; and is provided in the third passage and is supplied to the second chamber. A second regulator that adjusts the gas pressure to be a predetermined second pressure, and from the gas compressor with respect to the indoor pressure of the first chamber accumulated by the gas from the gas compressor. The pressure in the second chamber accumulated by the gas is configured to be separately settable, and the second chamber and the first chamber are communicated via a check valve, and the check valve is When the indoor pressure in the first chamber drops below a preset pressure value, the chamber in the second chamber Characterized by being configured to open by the differential pressure between the interior pressure of the pressure between the first chamber.
この構成によれば、過給補助開始直後は、余り室内圧力が高くない第1室のみの蓄ガス容器の見かけの容積が小さい状態で過給補助を行うことができて、低速域におけるシリンダ内圧の最大値Pmaxを抑えることができ、第1室の室内圧力が低下する中速以降では、自動的に逆止弁が開いて第1室と第2室が連通するので蓄ガス容器の見かけの容積が大きい状態で過給補助を行うことができ、過給補助の後半の期間における空気過剰率の低下を防止することができる。 According to this configuration, immediately after the start of supercharging assistance, supercharging assistance can be performed in a state where the apparent volume of the gas storage container of only the first chamber in which the room pressure is not so high is small, and the cylinder internal pressure in the low speed range can be obtained. The maximum value Pmax of the first storage chamber can be suppressed, and after the medium speed at which the chamber pressure in the first chamber decreases, the check valve automatically opens and the first chamber communicates with the second chamber. Supercharging assistance can be performed in a state where the volume is large, and a decrease in the excess air ratio during the latter half of the supercharging assistance can be prevented.
つまり、過給補助開始時の低速域では、蓄ガス容器の見かけの容積を小にし、また、室内圧力を余り高くないように設定して、シリンダ内圧の最大値Pmaxを抑え、過給補助後半の中速以降では、供給できるガスの量を増加し、蓄ガス容器の見かけの容積を大にして、過給補助による空気過剰率を高くすることができる。 In other words, in the low speed range at the start of supercharging assistance, the apparent volume of the gas storage container is made small, and the indoor pressure is set not to be too high, and the maximum value Pmax of the cylinder internal pressure is suppressed, and the latter half of the supercharging assistance. After the medium speed, the amount of gas that can be supplied can be increased, the apparent volume of the gas storage container can be increased, and the excess air ratio by supercharging assistance can be increased.
本発明に係る内燃機関の過給補助方法及び内燃機関によれば、ガス圧縮装置を用いて、内燃機関の排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを蓄ガス容器に溜め込み、負荷が急激に増加する過渡状態のときに前記ガスをシリンダ内に一時的に供給して過渡状態のNOxの排出を抑制するとともに加速性能を向上させる内燃機関において、蓄ガス容器からガスを供給する過給補助を行う際に、この過給補助開始直後では、蓄ガス容器からのガスの圧力を低くしてシリンダ内圧の最大値を抑制できると共に、過給補助の後半では十分な量のガスをシリンダ内に供給して十分な空気過剰率を確保できる。 According to the supercharging assistance method and the internal combustion engine of the internal combustion engine according to the present invention, a part of the exhaust gas of the internal combustion engine, air, and any one of these mixed gases are stored in the gas storage container using the gas compression device. In an internal combustion engine that accumulates and temporarily supplies the gas into the cylinder in a transient state where the load increases suddenly to suppress the discharge of NOx in the transient state and improve acceleration performance, the gas is supplied from the gas storage container. When supplying supercharging assistance, immediately after the start of supercharging assistance, the gas pressure from the gas storage container can be lowered to suppress the maximum value of the cylinder internal pressure, and in the latter half of supercharging assistance, a sufficient amount can be obtained. A sufficient excess air ratio can be secured by supplying gas into the cylinder.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助方法及び内燃機関について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an internal combustion engine supercharging assist method and an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明に係る第1の実施の形態のエンジン(内燃機関)1は、エンジン本体11と吸気マニホールド11aに接続する吸気通路12と排気マニホールド11bに接続する排気通路13を有して構成される。この吸気マニホールド11aと吸気通路12とで吸気系通路を形成し、排気マニホールド11bと排気通路13とで排気系通路を形成する。
As shown in FIG. 1, an engine (internal combustion engine) 1 according to a first embodiment of the present invention includes an
吸気通路12には、吸気弁(インテークスロットル)51とターボ式過給機14のコンプレッサ14aが設けられ、排気通路13には、ターボ式過給機14のタービン14bと、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)装置15とNOx吸蔵還元型触媒等で形成されるNOx浄化触媒16が設けられている。
The
また、タービン14bの上流側の排気通路13からEGR通路17が分岐され、コンプレッサ14aの上流側の吸気通路12にEGR合流部18で合流している。このEGR通路17には上流側から、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)装置19とEGRクーラ20とEGR弁21が設けられている。
Further, an
更に、NOx浄化触媒16の下流側の排気通路13から分岐して、排気ガス導入通路22が設けられている。この排気ガス導入通路22にはEGRクーラ23と三方弁24が設けられ、この排気ガス導入通路22は機械式の容積型過給機(往復動式が望ましい)等で形成されるガス圧縮装置25に接続されている。このガス圧縮装置25は、圧縮ガス供給通路26により圧力容器等で形成される蓄ガス容器27に接続されている。また、この蓄ガス容器27は蓄ガス供給通路28により吸気通路12と接続されている。この排気ガス導入通路22と圧縮ガス供給通路26と蓄ガス供給通路28で蓄圧ガス系通路を形成する。
Further, an exhaust
図14に示すように、このガス圧縮装置25は、エンジン1を搭載した車両の車軸31から歯車32、33と、電磁クラッチ34を経由してガス圧縮装置25の駆動軸に動力を伝達する。この電磁クラッチ34をONにして接続することにより、ガス圧縮装置25を駆動して、排気ガス導入通路22からの排気ガスGの一部Gpと空気Aaとこれらの混合ガスのいずれかのガスCを、圧縮して高圧化して蓄ガス容器27に供給し、貯蔵する。なお、蓄ガス供給通路28には、調圧弁29が配置され、流路切替装置30に供給されるガスCの圧力を調整する。このとき、三方弁24で、排気ガスGの一部Gpの量と空気Aaの量を調整して、蓄ガス容器27で貯蔵されるガスCにおける酸素濃度を略一定に保つことが好ましく、これにより、EGRを行うときの制御を単純化することができる。
As shown in FIG. 14, the
図3に示すように、この蓄ガス容器27は、第1室27aと第2室27bの複数の室で形成し、この第1室27aにガスCをエンジン1のシリンダ内に供給するための蓄ガス供給通路28を接続し、ガス圧縮装置25からの圧縮ガス供給通路26を分岐して第1室27aに接続される第1分岐圧縮ガス供給通路26aと第2室27bに接続される第2分岐圧縮ガス供給通路26bを形成する。
As shown in FIG. 3, the
この第1分岐圧縮ガス供給通路26aには、第1調圧機(レギュレータ)26aaを設けて、第1室27aのガスCの圧力(室内圧力)P1を予め設定された第1圧力P1cで蓄圧できるように構成する。また、第2分岐圧縮ガス供給通路26bには、第2調圧機(レギュレータ)26baを設けて、第2室27bのガスCの圧力(室内圧力)P2を予め設定された第2圧力P2cで蓄圧できるように構成する。
A first pressure regulator (regulator) 26aa is provided in the first branch compressed
この第1圧力P1cは、ガスCによる過給補助の開始直後において、シリンダ内の最大圧Pmaxが許容最大圧力を超えないようにあまり高くない値に設定され、第2圧力P2cは、過給補助の後半に入っても十分にシリンダ内に供給できるだけのガスCを蓄圧できる値に設定される。 The first pressure P1c is set to a value that is not so high that the maximum pressure Pmax in the cylinder does not exceed the allowable maximum pressure immediately after the start of the supercharging assistance by the gas C, and the second pressure P2c is the supercharging assistance. Even in the latter half of the period, the gas C is set to a value that can sufficiently accumulate the gas C that can be supplied into the cylinder.
それと共に、第1室27aと第2室27bを逆止弁27cを介して連通させて、この逆止弁27cを、第1室27aの室内圧力P1が予め設定された設定圧力値P1aよりも低下したときに、第2室27bの室内圧力P2と第1室27aの室内圧力P1との差圧ΔP(=P2−P1)により開弁させるように構成する。この場合、第2室27bの室内圧力P2は最初は第2圧力P2cとなっているので、逆止弁27cは、差圧ΔPが開弁用差圧ΔPca(=P2c−P1a)になったときに開弁することになる。
At the same time, the
この第1圧力P1cと第2圧力P2cと設定圧力値P1aは実験結果などに基づいて設定され、通常は、第2圧力P2cは、できるだけ多くのガスCを蓄圧するために、逆止弁27cが開弁しない範囲で第1圧力P1cよりも高く設定されるが、エンジンの種類によっては、同じ値に、また、逆に第2圧力P2cが第1圧力P1cよりも低く設定される場合もあり得る。要するに、第1調圧機26aaで第1圧力P1cを設定し、第2調圧機26baで第2圧力P2cを別に設定できるように構成する。
The first pressure P1c, the second pressure P2c, and the set pressure value P1a are set based on experimental results and the like. Normally, the second pressure P2c is stored in the
図3の構成では、逆止弁27cの弁体27caを弁座27cbにスプリング27ccで押圧するように構成されている。弁体27caに作用する差圧ΔP=P2−P1が予め設定された開弁用差圧ΔPcaより小さい間は(ΔP<ΔPca)、図4に示すように、弁体27caが弁座27cbに着座し、第2室27bのガスCが第1室27aへ供給されるのを阻止する。また、弁体27caに作用する差圧ΔPが開弁用差圧ΔPca以上になったときは(ΔP≧ΔPca)、図5に示すように、スプリング27caの付勢力よりも差圧ΔPに基づく力により弁体27caが弁座27cbから離れて、第2室27bのガスCが第1室27aへ供給される。
In the configuration of FIG. 3, the valve element 27ca of the
また、蓄ガス容器27の安全のために、図3に示すように、この蓄ガス容器27の第1室27aの室内圧力P1の最大圧を調整する調整弁(安全弁)27dを第1室27aに設けると共に、第2室27bの室内圧力P2の最大圧を調整する調整弁(安全弁)27eを第2室27bに設ける。
For safety of the
この構成により、エンジン1は、排気ガスGの一部Geをシリンダ内に再循環するためのEGR通路17と、エンジン1の排気ガスGの一部Gpと空気Aaとこれらの混合ガスのいずれかのガスCを圧縮するガス圧縮装置25と、このガス圧縮装置25で圧縮されたガスCを貯蓄する蓄ガス容器27と、この蓄ガス容器27と吸気通路12を接続する蓄ガス供給通路28を備えて構成される。
With this configuration, the
そして、吸気通路12と蓄ガス供給通路28が流路切替装置30を介して接続される。図1に示すように、この流路切替装置30をEGR通路17と吸気通路12との合流部であるEGR合流部18よりも下流側に配置する。また、流路切替装置30は吸気通路12の下流側の通路側を開放したまま、蓄ガス供給通路28側と吸気通路12の上流側の通路側とを切り替えるように構成される。この流路切替装置30は、図15及び図16に示すような三方切替弁で構成することができる。
The
図15及び図16に示す流路切替装置30では、駆動用ガスApを入れてピストンの背面の空気Aeを抜くことで、駆動用高速シリンダ30aのロッド30bを移動させることにより、シャッター部30cを移動させる。これにより、図15に示すように、蓄ガス供給通路28側を閉じて、吸気通路12の上流側12aと下流側12bを連通させる。また、図16に示すように、吸気通路12の上流側12a側を閉じて、蓄ガス供給通路28と吸気通路12の下流側12bを連通させる。
In the flow
そして、エンジン1の運転の全般及び上記の機器類の制御を行うために、エンジンコントロールユニット(ECU)と呼ばれる制御装置40を設け、この制御装置40で吸気マニホールド11a内の圧力や蓄ガス容器27内の各室内圧力P1、P2やエンジン回転速度Neやアクセル開度Ac等を検出して、その結果に基づいて電磁クラッチ34や三方弁24を制御して、蓄ガス容器27内のガスCの量(圧力P1、P2)と排気ガスGpと空気Aaの混合比率を調整制御する。
A
次に、本発明に係る第2の実施の形態のエンジン(内燃機関)1Aについて説明する。図2に示すように、この第2の実施の形態のエンジン1Aでは、EGR通路17がNOx浄化触媒16の下流側の排気通路13から分岐している点が、EGR通路17がターボ式過給機14のタービン14bの上流側の排気通路13から分岐している第1の実施の形態と異なっている。その他の点は、第1の実施の形態と同じである。
Next, an engine (internal combustion engine) 1A according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, in the
つまり、EGR通路17に流入する排気ガスGeが、第1の実施の形態のエンジン1では、ターボ式過給機14のタービン14bを通過する前の排気ガスGの一部となっているのに対して、この第2の実施の形態のエンジン1Aでは、ターボ式過給機14のタービン14bを通過した後の排気ガスGの一部となっている。言い換えれば、第1の実施の形態のエンジン1では、高圧EGR方式が採用されており、第2の実施の形態のエンジン1Aでは低圧EGR方式が採用されている。
That is, the exhaust gas Ge flowing into the
次に、エンジン(内燃機関)1、1Aの制御装置40で行う、内燃機関の過給補助方法について説明する。この内燃機関の過給補助方法は、上記の構成のエンジン1、1Aで実施できる方法である。この内燃機関の過給補助方法は、エンジン1、1Aの排気通路(排気系通路)13の排気ガスGの一部Gpと空気Aaとこれらの混合ガスのいずれかのガスCを圧縮して貯蓄する。
Next, a supercharging assist method for the internal combustion engine performed by the
それと共に、過給補助方法では、エンジン1、1Aの運転状態が過渡状態でないときには、エンジン1、1Aの排気ガスGの一部Geを、EGR通路17を経由してシリンダ内に再循環し、エンジン1、1Aが過渡状態であるときには、ガスCを一時的に吸気通路(吸気系通路)12に供給する過給補助を行う。つまり、エンジン1、1Aが過渡状態であるときには、EGR通路17からのEGRガスGeと、吸気通路12からの新気Aとを流路切替装置30で遮断して、ガスCのみを、EGR通路17と吸気通路12との合流部であるEGR合流部18よりも下流側に供給する。
At the same time, in the supercharging assistance method, when the operating state of the
また、この内燃機関の過給補助方法において、EGRガスGeと新気Aとの遮断、及びガスCの供給を、図15と図16で示すような三方切替弁で構成した流路切替装置30で行う。
Further, in this supercharging assist method for the internal combustion engine, the flow
これらの制御においては制御装置40で、エンジン回転速度Ne、エンジン空気量(Mo、Me)、エンジン燃料量(燃料噴射量)Q、蓄ガス容器27の内部の室内圧力P1、P2等の検出値等に基づいて、調圧弁29とEGR弁21と流路切替装置30を制御する。
In these controls, the
次に、本発明における過給補助方法について説明する。この過給補助方法は、上記の第1の実施の形態のエンジン1と第2の実施の形態のエンジン1Aにおける過給補助方法であり、制御装置40によって実施される。
Next, the supercharging assistance method in this invention is demonstrated. This supercharging assistance method is a supercharging assistance method in the
この過給補助方法は、過給補助開始直後では、蓄ガス容器27の第1室27aに予め設定された第1圧力P1cで蓄圧されたガスCをエンジン1、1Aのシリンダ内に供給し、この供給により第1室27aの室内圧力P1が予め設定された設定圧力値P1aよりも低下したときに、第2室27bの室内圧力P2(室内圧力P1とは別に設定される圧力)と第1室27aの室内圧力P1との差圧ΔP(=P2−P1)により、第1室27aと第2室27bの連通路に設けた逆止弁27cを開弁させて、第2室27bに蓄圧されたガスCを第1室27aに供給して過給補助を過給補助終了の判定まで行う。
In this supercharging assistance method, immediately after the supercharging assistance is started, the gas C accumulated at the first pressure P1c preset in the
上記の内燃機関の過給補助方法及びエンジン(内燃機関)1、1Aによれば、エンジン1、1Aを搭載した車両の急加速時や発進時等のエンジン1、1Aの過渡運転時において、ガスCを用いた過給補助を開始した直後は、室内圧力P1が余り高くない第1室27aのみの蓄ガス容器27の見かけの容積が小さい状態で過給補助を行うので、低速域におけるシリンダ内圧の最大値Pmaxを抑えることができ、第1室27aの室内圧力P1が低下する中速以降では、第2室27bのガスCが第1室27aに供給されるので十分なガスCの量で過給補助を行うことができ、過給補助の後半の期間における空気過剰率の低下を防止することができる。
According to the supercharging assist method and the engine (internal combustion engine) 1, 1A described above, during transient operation of the
つまり、過給補助開始時の低速域では、蓄ガス容器27の見かけの容積を小にし、また、室内圧力P1を余り高くないように設定して、シリンダ内圧の最大値Pmaxを抑えることができ、過給補助後半の中速以降では、供給できるガスCの量を増加し、蓄ガス容器27の見かけの容積を大にして、過給補助による空気過剰率を高くすることができる。また、逆止弁を設けるという比較的簡単な構成で自動的に2段階の過給補助を行うことができるようになる。
In other words, in the low speed range at the start of supercharging assistance, the apparent volume of the
図6に、この2段階の過給補助を行った場合の各シリンダの内圧の時間変化を示し、図7にサイクル毎の空気過剰率を示す。図6の2段階の過給補助では、図11の40リットルの蓄ガス容器27の場合と、図12の80リットルの蓄ガス容器27の場合との中間にあり、過給補助開始直後の各シリンダの内圧の最大値が図12に比べて小さくなっていることが分かる。また、図7から、2段階の過給補助による空気過剰率が、4サイクルまでは40リットルの蓄ガス容器27を用いた場合と同じであるが、5サイクル以降は、40リットルの蓄ガス容器27を用いた場合よりも大きくなっていることが分かる。
FIG. 6 shows the change over time in the internal pressure of each cylinder when the two-stage supercharging assistance is performed, and FIG. 7 shows the excess air ratio for each cycle. The two-stage supercharging assistance in FIG. 6 is intermediate between the case of the 40 liter
本発明の内燃機関の過給補助方法及び内燃機関は、ガス圧縮装置を用いて、排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを蓄ガス容器に溜め込み、負荷が急激に増加する過渡状態のときに前記ガスをシリンダ内に一時的に供給して過渡状態のNOxの排出を抑制するとともに加速性能を向上させる内燃機関において、蓄ガス容器から蓄圧されたガスを供給する過給補助を行う際に、この過給補助開始直後では、蓄ガス容器からのガスの圧力を低くしてシリンダ内圧の最大値を抑制できると共に、過給補助の後半では十分な量のガスをシリンダ内に供給して十分な空気過剰率を確保できる。 A supercharging assist method and an internal combustion engine of an internal combustion engine according to the present invention use a gas compression device to store a part of exhaust gas, air, and any one of these mixed gases in a gas storage container, and the load is rapidly increased. In an internal combustion engine that temporarily suppresses NOx emission in a transient state and improves acceleration performance while temporarily increasing the gas in an increasing transient state, the gas stored in the gas storage container is excessively supplied. When performing subsidy assistance, immediately after the start of supercharging assistance, the pressure of the gas from the gas storage container can be lowered to suppress the maximum value of the cylinder internal pressure, and in the second half of supercharging assistance, a sufficient amount of gas is supplied to the cylinder. It is possible to secure a sufficient excess air ratio by supplying the air inside.
従って、ガス圧縮装置を用いて、排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを蓄ガス容器に溜め込み、負荷が急激に増加する過渡状態のときに前記ガスをシリンダ内に一時的に供給して過渡状態のNOxの排出を抑制するとともに加速性能を向上させる、トラックやバスや乗用車等に搭載する内燃機関の過給補助方法及び内燃機関で利用できる。 Therefore, using a gas compressor, a part of the exhaust gas, air, and any one of these mixed gases are stored in the gas storage container, and the gas is put into the cylinder in a transient state where the load increases rapidly. The present invention is applicable to a supercharging assist method for an internal combustion engine mounted on a truck, a bus, a passenger car, etc. and an internal combustion engine, which are temporarily supplied to suppress the emission of transient NOx and improve acceleration performance.
1、1A、1X,1Y、1Z エンジン(内燃機関)
11 エンジン本体
12 吸気通路(吸気系通路)
13 排気通路(排気系通路)
14 ターボ式過給機
17 EGR通路
21 EGR弁
22 排気ガス導入通路
25 ガス圧縮装置
26 圧縮ガス供給通路
27 蓄ガス容器
27a 第1室
27b 第2室
27c 逆止弁
28 蓄ガス供給通路
30 流路切替装置
40 制御装置
A 新気
Aa 空気
Ac アクセル開度
C ガス
G 排気ガス
Ge EGRガス
Gp 排気ガスの一部
P1 第1室の室内圧力
P1a 設定圧力値
P1c 第1圧力
P2 第2室の室内圧力
P2c 第2圧力
ΔP 差圧(=P2−P1)
ΔPca 開弁用差圧(=P2c−P1a)
1, 1A, 1X, 1Y, 1Z engine (internal combustion engine)
11
13 Exhaust passage (exhaust system passage)
14
ΔPca Differential pressure for valve opening (= P2c-P1a)
Claims (3)
内燃機関の排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを圧縮するガス圧縮装置と、
該ガス圧縮装置で圧縮された前記ガスを貯蓄する蓄ガス容器と、
該蓄ガス容器と吸気系通路を流路切替装置を介して接続する蓄ガス供給通路を備えた内燃機関の過給補助方法において、
前記蓄ガス容器の第1室に供給されるガス圧を所定の第1圧力となるように、前記蓄ガス容器の第2室に供給されるガス圧を所定の第2圧力となるように調整しながら、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1室と前記第2室に供給するとともに、
過給補助開始直後では、前記第1室に前記第1圧力で蓄圧された前記ガスをシリンダ内に供給し、この供給により前記第1室の室内圧力が予め設定された設定圧力値よりも低下したときに、前記第2圧力で前記第2室に蓄圧された前記ガスを前記第1室に供給して過給補助を過給補助終了の判定まで行うことを特徴とする内燃機関の過給補助方法。 An EGR passage for recirculating a portion of the exhaust gas of the internal combustion engine into the cylinder;
A gas compression device for compressing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine, air, and any one of these mixed gases;
A gas storage container for storing the gas compressed by the gas compression device;
In the supercharging assist method for an internal combustion engine provided with a stored gas supply passage for connecting the gas storage container and the intake system passage through a flow switching device,
The gas pressure supplied to the second chamber of the gas storage container is adjusted to a predetermined second pressure so that the gas pressure supplied to the first chamber of the gas storage container becomes a predetermined first pressure. While supplying the gas discharged from the gas compression device to the first chamber and the second chamber,
Immediately after the start of supercharging assistance, the gas accumulated at the first pressure in the first chamber is supplied into the cylinder, and this supply reduces the indoor pressure in the first chamber below a preset pressure value. The supercharging of the internal combustion engine is characterized in that the supercharging assistance is performed until the supercharging assistance end is determined by supplying the gas accumulated in the second chamber with the second pressure to the first chamber. Auxiliary method.
内燃機関の排気ガスの一部と空気とこれらの混合ガスのいずれかのガスを圧縮するガス圧縮装置と、
該ガス圧縮装置で圧縮された前記ガスを貯蓄する蓄ガス容器と、
該蓄ガス容器と吸気系通路を流路切替装置を介して接続する蓄ガス供給通路を備えた内燃機関において、
前記蓄ガス容器を少なくとも第1室と第2室を含む複数の室で形成し、
前記第1室に前記ガスをシリンダ内に供給するための蓄圧ガス供給通路を接続し、
さらに、前記ガス圧縮装置から排出されるガスを供給する第1通路と、
前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1通路から前記蓄ガス容器の第1室に供給する第2通路と、
前記ガス圧縮装置から排出されるガスを、前記第1通路から前記蓄ガス容器の第2室に供給する第3通路と、
前記第2通路に備えられ、前記第1室に供給されるガス圧を所定の第1圧力となるように調整する第1調整機と、
前記第3通路に備えられ、前記第2室に供給されるガス圧を所定の第2圧力となるように調整する第2調整機とを備えて、
前記ガス圧縮装置からの前記ガスで蓄圧される前記第1室の室内圧力に対して前記ガス圧縮装置からの前記ガスで蓄圧される前記第2室の室内圧力を別々に設定可能に構成すると共に、
前記第2室と前記第1室を逆止弁を介して連通させて、該逆止弁を、前記第1室の室内圧力が予め設定された設定圧力値よりも低下したときに、前記第2室の室内圧力と前記第1室の室内圧力との差圧により開弁させるように構成したことを特徴とする内燃機関。 An EGR passage for recirculating a portion of the exhaust gas of the internal combustion engine into the cylinder;
A gas compression device for compressing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine, air, and any one of these mixed gases;
A gas storage container for storing the gas compressed by the gas compression device;
In an internal combustion engine having a storage gas supply passage for connecting the gas storage container and an intake system passage through a flow switching device,
Forming the gas storage container in a plurality of chambers including at least a first chamber and a second chamber;
A pressure accumulation gas supply passage for supplying the gas into the cylinder is connected to the first chamber;
A first passage for supplying gas discharged from the gas compression device;
A second passage for supplying the gas discharged from the gas compression device to the first chamber of the gas storage container from the first passage;
A third passage for supplying the gas discharged from the gas compression device to the second chamber of the gas storage container from the first passage;
A first adjuster provided in the second passage and configured to adjust a gas pressure supplied to the first chamber to a predetermined first pressure;
A second regulator that is provided in the third passage and adjusts the gas pressure supplied to the second chamber to a predetermined second pressure;
The chamber pressure in the second chamber accumulated by the gas from the gas compressor can be set separately with respect to the chamber pressure in the first chamber accumulated by the gas from the gas compressor. ,
The second chamber communicates with the first chamber via a check valve, and the check valve is operated when the indoor pressure in the first chamber drops below a preset pressure value. An internal combustion engine configured to be opened by a differential pressure between an indoor pressure in two chambers and an indoor pressure in the first chamber.
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