JP6209943B2 - Supercharging assistance system for internal combustion engine and supercharging assistance method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、蓄圧容器に蓄圧した混合気で過給補助する蓄圧過給システムを使用する内燃機関で、オーバーブーストを防止して、内燃機関の最大燃焼圧力を許容最大燃焼圧力以下に維持しつつ、内燃機関の過渡運転時に必要な吸入空気量とEGRガス量を確保することができる内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法に関する。 The present invention is an internal combustion engine that uses a pressure-accumulation supercharging system that assists supercharging with an air-fuel mixture accumulated in a pressure accumulator vessel, while preventing overboost and maintaining the maximum combustion pressure of the internal combustion engine below an allowable maximum combustion pressure. The present invention relates to a supercharging assistance system for an internal combustion engine and a supercharging assistance method for an internal combustion engine that can secure an intake air amount and an EGR gas amount required during transient operation of the internal combustion engine.
内燃機関に搭載されるタ−ボ式過給機はエンジンの排気ガスのエネルギ−を利用してタ−ビンを作動させ、タ−ビンの軸に直結したコンプレッサ−翼を駆動することで吸気を圧縮してエンジンの負荷に応じた過給気をシリンダ内に供給している。 A turbocharger mounted on an internal combustion engine operates the turbine using the energy of the exhaust gas from the engine, and drives the compressor blades directly connected to the shaft of the turbine to take in the intake air. The compressed air is supplied to the cylinder according to the engine load.
しかしながら、このターボ式過給機においては、内燃機関の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がるのが遅れるターボラグのために、必要な過給量が不足し、この対策としてEGR量を減少するので、定常運転条件で設定した目標のEGR量を確保する事ができず、また、空気不足による煤が発生するので1サイクル当たりの燃料噴射量が抑えられるというスモークリミットの問題がある。このターボ式過給システムのターボラグに起因する問題により、EGRガス量が制限されNOxが増加し、供給燃料量の抑制により発進や追い越し時に必要な加速性能が得られなくなるため、この問題の解決が近年の内燃機関のダウンサイジングの動向に関連して最も重要な課題となっている。 However, in this turbo-type supercharger, in a transient operation state where the load of the internal combustion engine increases rapidly, the required supercharge amount due to the turbo lag that delays the boost pressure from rising to the pressure set during steady operation. As a countermeasure, the EGR amount is reduced, so that the target EGR amount set in the steady operation condition cannot be secured, and soot is generated due to air shortage. There is a smoke limit problem that can be suppressed. Due to the problem caused by the turbo lag of this turbo-type supercharging system, the amount of EGR gas is limited and NOx increases, and the required acceleration performance at the time of start and overtaking cannot be obtained due to the suppression of the amount of supplied fuel. It has become the most important issue in relation to recent downsizing trends of internal combustion engines.
また、このターボラグの問題を回避するために、内燃機関のクランク軸の動力でコンプレッサを駆動する機械式過給機が用いられる場合もあるが、エンジン回転速度が決まると、1サイクル当たりの要求燃料噴射量にかかわらず一定量の空気が過給されることになるため、燃料噴射量が少ない時にはコンプレッサ−が無駄な駆動仕事をすることになる。また、機械式過給機に容積型過給装置が使用されるために駆動仕事が大きい。そのため、一般に、この機械式過給システムでは燃費が悪化する。 In order to avoid the problem of the turbo lag, a mechanical supercharger that drives the compressor with the power of the crankshaft of the internal combustion engine may be used. When the engine speed is determined, the required fuel per cycle is determined. Since a certain amount of air is supercharged regardless of the injection amount, the compressor performs useless driving work when the fuel injection amount is small. Moreover, since a positive displacement supercharger is used for a mechanical supercharger, the driving work is large. Therefore, in general, the fuel efficiency is deteriorated in this mechanical supercharging system.
そこで、ターボ式過給機におけるターボラグによる空気量とEGRガス量の不足によるNOx増加と加速性能の低下や、機械式過給機による燃費悪化の対策として、車両の発進時や加速時等の内燃機関の過渡運転状態に、蓄圧容器内に加圧された空気と排気ガスの混合気を吸気通路内に放出する蓄圧過給システムが採用される場合がある。このシステムでは、過給圧をあげることができると共に吸入空気量とEGR量の両方を確保できるので、空気量の増加により燃料噴射量も増やす事ができて加速性能を向上することができ、また、NOxや煤の排出も抑える事ができる。 Therefore, as a countermeasure against NOx increase and acceleration performance decrease due to shortage of air amount and EGR gas amount due to turbo lag in turbo type turbocharger and fuel consumption deterioration due to mechanical supercharger, internal combustion at the time of start or acceleration of vehicle etc. In a transient operation state of the engine, a pressure accumulation supercharging system that releases a mixture of air and exhaust gas pressurized in the pressure accumulation container into the intake passage may be employed. In this system, the boost pressure can be raised and both the intake air amount and the EGR amount can be secured, so that the fuel injection amount can be increased by increasing the air amount, and the acceleration performance can be improved. , NOx and soot emissions can be reduced.
この蓄圧過給システムとしては、例えば、蓄ガス容器に溜め込んだガスを過給補助に用いる内燃機関において、吸気マニフォ−ルド内の圧力やコンプレッサ−出口の圧力等を検出して、蓄圧されたガスを過給に用いる過給補助の制御をスモークリミットにかかる直前に開始することで、過給補助に用いる蓄ガス容器内のガスの消費量を少なくする内燃機関の過給補助方法及び内燃機関が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As this accumulator supercharging system, for example, in an internal combustion engine that uses gas accumulated in a gas accumulator for supercharging assistance, the pressure in the intake manifold or the pressure at the compressor outlet is detected to detect the accumulated gas. A supercharging assistance method and an internal combustion engine for an internal combustion engine that reduce the consumption of gas in a gas storage container used for supercharging assistance by starting supercharging assistance control for supercharging immediately before the smoke limit is applied. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一般に、蓄圧過給システムでは、空気と排気ガスの混合気を蓄圧する蓄圧容器内の内圧を一定にしても、蓄圧容器から混合気を放出する初期ほど、蓄圧容器の内圧は高く、混合気を消費するにつれて、蓄圧容器の内圧は下がっていく。そのため、蓄圧容器の容積により、過給圧と過給量の変化が異なってくるため、エンジンの最大燃焼圧力(Pmax)が大きく異なる。特に、単位時間当たりの空気量が少なくて済む低回転速度領域の場合には、蓄圧過給システムの作動開始時には蓄圧容器の内圧が高いので、過給圧が上がり、オーバーブーストとなり、エンジンの最大燃焼圧力が増加するという問題がある。 In general, in an accumulator supercharging system, even if the internal pressure in an accumulator vessel that accumulates a mixture of air and exhaust gas is constant, the internal pressure of the accumulator vessel is higher in the initial stage of releasing the mixture from the accumulator vessel. As it is consumed, the internal pressure of the pressure accumulating container decreases. Therefore, since the change of the supercharging pressure and the supercharging amount differs depending on the volume of the pressure accumulating container, the maximum combustion pressure (Pmax) of the engine greatly varies. In particular, in the low rotation speed range where only a small amount of air per unit time is required, the internal pressure of the accumulator vessel is high at the start of operation of the accumulator supercharging system. There is a problem that the combustion pressure increases.
この最大燃焼圧力を抑えるために、蓄圧容器の内圧を低くしたり、蓄圧容器の容積を小さくすると、エンジン回転速度の中・高回転速度領域で、蓄圧容器に貯蔵した混合気の量が不足したり、一回の空気のチャージで実施できる過給補助の回数が減ったりして、エンジンの過渡運転状態で必要とされる空気量を得ることができないという問題が生じる。そのため、低圧でも大容量の蓄圧容器が必要になる。 In order to suppress this maximum combustion pressure, if the internal pressure of the pressure accumulator vessel is lowered or the volume of the accumulator vessel is reduced, the amount of air-fuel mixture stored in the pressure accumulator vessel will be insufficient in the middle and high engine speed ranges. Or the number of supercharging assists that can be performed with a single charge of air is reduced, resulting in a problem that the amount of air required in the transient operation state of the engine cannot be obtained. Therefore, a large-capacity pressure storage container is required even at a low pressure.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄圧容器に蓄圧した空気と排気ガスの混合気を過給補助に用いる内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法において、内燃機関の過渡運転時に関して、低速からの発進及び加速時では、オーバーブーストを防止して内燃機関の最大燃焼圧力を許容最大燃焼圧力以下に維持しつつ、無駄な混合気の消費を抑えることができ、また、中速以上の加速時では、必要な吸入空気量とEGRガス量を確保できる内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a supercharging assistance system for an internal combustion engine that uses a mixture of air and exhaust gas accumulated in a pressure accumulator for supercharging assistance, and an overcharge of the internal combustion engine. In the feed assist method, during transient operation of the internal combustion engine, when starting and accelerating from a low speed, over boost is prevented and the maximum combustion pressure of the internal combustion engine is maintained below the allowable maximum combustion pressure, while wasteful air-fuel mixture is reduced. To provide a supercharging assistance system for an internal combustion engine and a supercharging assistance method for an internal combustion engine that can suppress consumption and can secure a necessary intake air amount and EGR gas amount at the time of acceleration at a medium speed or higher. .
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システムは、内燃機関の排気ガスの一部と空気の混合気を加圧して蓄圧容器に蓄圧し、前記内燃機関の過渡運転状態のときに、前記蓄圧容器に蓄圧した前記混合気を前記内燃機関の吸気通路に放出して過給補助する内燃機関の過給補助システムにおいて、前記蓄圧容器を複数並列に設け、各蓄圧容器から前記吸気通路への前記混合気の放出を制御する制御弁をそれぞれの蓄圧容器毎に設けると共に、前記複数の蓄圧容器のうちの第1の蓄圧容器を低回転速度領域用の蓄圧容器とし、この第1の蓄圧容器以外の蓄圧容器を中・高回転速度領域用の蓄圧容器とし、前記低回転速度領域用の第1の蓄圧容器の容積を前記中・高回転速度領域用の蓄圧容器の容積よりも小さく形成し、かつ、前記低回転速度領域用の第1の蓄圧容器の容器内圧力を前記中・高回転速度領域用の蓄圧容器の容器内圧力よりも低い状態に設定し、過給補助時に、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記複数の蓄圧容器のうちから前記混合気を放出する蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助するように前記制御弁の制御を行う制御装置を備えて構成すると共に、前記制御装置が、過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が低回転速度領域にあるときは、前記第1の蓄圧容器の前記制御弁を開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助し、過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が中・高回転速度領域にあるときは、前記中・高回転速度領域用の一つの蓄圧容器の前記制御弁を開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助すると共に、必要とされる混合気の放出量に応じて、前記中・高回転速度領域用の別の蓄圧容器の前記制御弁も開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助する制御を行うように構成される。 In order to achieve the above object, a supercharging assist system for an internal combustion engine according to the present invention pressurizes a mixture of a part of exhaust gas and air of an internal combustion engine and accumulates the pressure in a pressure accumulating vessel, thereby transiently operating the internal combustion engine. In the supercharging assistance system for an internal combustion engine that assists supercharging by discharging the air-fuel mixture accumulated in the pressure accumulating container to the intake passage of the internal combustion engine, a plurality of the pressure accumulating containers are provided in parallel. A control valve for controlling the release of the air-fuel mixture into the intake passage is provided for each pressure storage container, and the first pressure storage container of the plurality of pressure storage containers is used as a pressure storage container for a low rotation speed region. An accumulator other than the first accumulator is used as a pressure accumulator for the middle / high rotation speed region, and a volume of the first accumulator for the low rotation speed region is the volume of the accumulator for the medium / high rotation speed region. Smaller than before and before Set the container pressure of the first accumulator vessel for low rotational speed region lower than the pressure in the container accumulating container for the medium and high speed range, when the supercharging assisting the operating state of the internal combustion engine And a control device that controls the control valve so as to assist supercharging by selecting one or a plurality of pressure accumulators that discharge the air-fuel mixture from the plurality of pressure accumulators , When the operation state of the internal combustion engine is in a low rotational speed region at the time of supercharging assistance, the control device opens the control valve of the first pressure accumulating vessel and discharges the air-fuel mixture to the intake passage. When supercharging assistance is performed and the operation state of the internal combustion engine is in the middle / high rotational speed region during supercharging assistance, the control valve of one pressure accumulating vessel for the middle / high rotational speed region is opened and mixed While discharging the air into the intake passage to assist supercharging Depending on the required amount of air-fuel mixture released, the control valve of the other accumulator for the middle / high rotational speed region is also opened to release the air-fuel mixture into the intake passage and perform supercharging assist control. Configured as follows .
この構成によれば、内燃機関の運転状態、例えば、エンジン回転速度と燃料噴射量(又は、負荷)に応じて決まる、内燃機関の過渡運転状態で要求される単位時間当たりの要求空気量の大小に対応して、蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助するので、その過渡運転状態で必要とされる混合気の放出量を必要かつ十分な量で過給補助することができる。 According to this configuration, the required air amount per unit time required in the transient operation state of the internal combustion engine, which is determined according to the operation state of the internal combustion engine, for example, the engine rotation speed and the fuel injection amount (or load). In response to this, since one or a plurality of pressure accumulating containers are selected and supercharging assistance is provided, the supercharging assistance can be performed with the necessary and sufficient amount of the air-fuel mixture released in the transient operation state.
これにより、単位時間当たりの要求空気量が少ない低回転速度領域では、無駄な空気消費量を抑えることで蓄圧容器全体の混合気の消費量を抑制することができると共に、エンジンの最大燃焼圧力の異常な増加を抑制でき、また、単位時間当たりの要求空気量が多い中・高回転速度領域では、内燃機関での燃焼に必要な単位時間あたりの要求空気量を確保することができる。 As a result, in the low rotational speed region where the required air amount per unit time is small, it is possible to suppress the amount of air-fuel mixture in the entire pressure accumulator vessel by suppressing wasteful air consumption and to reduce the maximum combustion pressure of the engine. Abnormal increase can be suppressed, and the required air amount per unit time required for combustion in the internal combustion engine can be ensured in the middle and high rotation speed regions where the required air amount per unit time is large.
また、この場合は、第1の蓄圧容器を低速運転領域用とし、第2の蓄圧容器を中・高速運転領域用にして区別して使用するので、放出圧力もそれぞれの過給状態に適した圧力に設定するのが好ましく、これにより、その時の過渡運転状態により適した過給補助が可能となる。 In this case, since the first pressure accumulating vessel is used for the low speed operation region and the second pressure accumulating vessel is used for the medium / high speed operation region, the discharge pressure is also a pressure suitable for each supercharging state. It is preferable to set the value to “1”, and this makes it possible to perform supercharging assistance more suitable for the transient operation state at that time.
また、上記の内燃機関の過給補助システムにおいて、前記制御装置が、前記内燃機関のエンジン回転速度と燃料噴射量とをベースとして、予め設定された目標過給圧を示す過給圧算定用マップを備え、過給補助時に、実エンジン回転速度と実燃料噴射量から、前記過給圧算定用マップを用いて目標過給圧を算出し、この算出された目標過給圧に実過給圧がなるように、前記蓄圧容器を一つ又は複数選択して混合気を過給補助する制御を行うように構成すると、比較的簡単な制御で、その時の過渡運転状態に適した過給補助をすることができる。 Further, in the above-described supercharging assist system for an internal combustion engine, the control device is a supercharging pressure calculation map showing a preset target supercharging pressure based on the engine rotational speed and the fuel injection amount of the internal combustion engine. And at the time of supercharging assistance, a target supercharging pressure is calculated from the actual engine speed and the actual fuel injection amount using the supercharging pressure calculation map, and the actual supercharging pressure is calculated based on the calculated target supercharging pressure. If one or a plurality of the pressure accumulating vessels is selected and control is performed to assist supercharging of the air-fuel mixture, supercharging assistance suitable for the transient operation state at that time is achieved with relatively simple control. can do.
そして、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と空気の混合気を加圧して蓄圧容器に蓄圧し、前記内燃機関の過渡運転状態のときに、前記蓄圧容器に蓄圧した前記混合気を前記内燃機関の吸気通路に放出して過給補助する内燃機関の過給補助方法において、過給補助時に、前記内燃機関の運転状態に応じて、複数の並列の前記蓄圧容器のうちから前記混合気を放出する蓄圧容器を一つ又は複数選択して前記混合気の過給補助を行うと共に、過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が低回転速度領域にあるときは、前記複数の蓄圧容器のうちから低回転速度領域用の第1の蓄圧容器を選択してこの第1の蓄圧容器から前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助し、過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が中・高回転速度領域にあるときは、前記第1の蓄圧容器よりも容積が大きくかつ容器内圧力が高く設定されている中・高回転速度領域用の一つの蓄圧容器から前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助すると共に、必要とされる混合気の放出量に応じて、前記中・高回転速度領域用の別の蓄圧容器からも前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助することを特徴とする方法である。 And the supercharging assistance method of the internal combustion engine of this invention for achieving said objective pressurizes a part of exhaust gas and air mixture of an internal combustion engine, and accumulates in an accumulator, and the transient of the said internal combustion engine In a supercharging assistance method for an internal combustion engine that assists supercharging by releasing the air-fuel mixture accumulated in the pressure accumulating vessel into an intake passage of the internal combustion engine when in an operating state, the operating state of the internal combustion engine during supercharging assistance Accordingly, one or a plurality of pressure accumulating containers that discharge the air-fuel mixture are selected from a plurality of the pressure accumulating containers in parallel to assist supercharging of the air-fuel mixture , and at the time of supercharging assistance, the internal combustion engine When the operating state is in the low rotation speed region, a first pressure storage container for the low rotation speed region is selected from the plurality of pressure storage vessels, and the air-fuel mixture is supplied from the first pressure storage vessel to the intake passage. To the supercharging assist, and when supercharging assistance When the operating state of the internal combustion engine is in the middle / high rotational speed region, the internal combustion engine is for the middle / high rotational speed region in which the volume is larger than the first pressure accumulating container and the internal pressure of the container is set higher. The air-fuel mixture is discharged from one pressure accumulating container to the intake passage to assist supercharging, and depending on the required amount of air-fuel mixture released, the other air pressure accumulating containers for the medium and high rotation speed regions also In this method, the air-fuel mixture is discharged into the intake passage to assist supercharging .
更に、上記の内燃機関の過給補助方法において、過給補助時に、実エンジン回転速度と実燃料噴射量から、前記内燃機関のエンジン回転速度と燃料噴射量とをベースとして予め設定された目標過給圧を示す過給圧算定用マップを用いて目標過給圧を算出し、この算出された目標過給圧に実過給圧がなるように、前記蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助する。 Further, in the above-described supercharging assistance method for an internal combustion engine, at the time of supercharging assistance, a target supercharge that is set in advance based on the engine rotation speed and the fuel injection amount of the internal combustion engine is determined from the actual engine rotation speed and the actual fuel injection amount. A target boost pressure is calculated using a boost pressure calculation map indicating the boost pressure, and one or a plurality of the pressure accumulating containers are selected so that the actual boost pressure becomes the calculated target boost pressure. Supercharge assistance.
これらの方法によれば、上記の内燃機関の過給補助システムと同様の効果をそれぞれ奏することができる。 According to these methods, the same effects as those of the supercharging assist system for the internal combustion engine can be obtained.
本発明の内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法によれば、内燃機関の運転状態、例えば、エンジン回転速度と燃料噴射量(又は、負荷)に応じて決まる、内燃機関の過渡運転状態で要求される単位時間当たりの要求空気量の大小に対応して、蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助するので、その過渡運転状態で必要とされる混合気の放出量を必要かつ十分な量で過給補助することができる。 According to the supercharging assist system for an internal combustion engine and the supercharging assist method for an internal combustion engine of the present invention, the internal combustion engine is determined in accordance with the operating state of the internal combustion engine, for example, the engine speed and the fuel injection amount (or load). Depending on the required amount of air per unit time required in the transient operation state, one or more pressure accumulators are selected to assist supercharging, so the air-fuel mixture required in the transient operation state is released. The amount can be supercharged with a necessary and sufficient amount.
これにより、単位時間当たりの要求空気量が少ない低回転速度領域では、無駄な空気消費量を抑えることで混合気の消費量を抑制することができると共に、エンジンの最大燃焼圧力の異常な増加を抑制でき、また、単位時間当たりの要求空気量が多い中・高回転速度領域では、内燃機関での燃焼に必要な単位時間あたりの要求空気量を確保することができる。 As a result, in the low rotational speed region where the required air amount per unit time is small, it is possible to suppress the air-fuel mixture consumption by suppressing the wasteful air consumption and to increase the maximum combustion pressure of the engine abnormally. Further, the required air amount per unit time required for combustion in the internal combustion engine can be ensured in the middle and high rotation speed regions where the required air amount per unit time is large.
従って、低回転速度領域で無駄に混合気を使いすぎて中・高回転速度領域で混合気が不足する現象を抑制して、必要十分な過給補助をして必要なエンジン性能を維持した上で、同時に、エンジンの最大燃焼圧力の異常な増加を抑制でき、最大燃焼圧力が許容最大燃焼圧力を超えることを防止できる。 Therefore, by suppressing the phenomenon of excessive use of the air-fuel mixture in the low rotation speed region and the shortage of the air-fuel mixture in the middle and high rotation speed regions, the necessary engine performance is maintained by providing necessary and sufficient supercharging assistance. At the same time, an abnormal increase in the maximum combustion pressure of the engine can be suppressed, and the maximum combustion pressure can be prevented from exceeding the allowable maximum combustion pressure.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法について、図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助システム1は、エンジン(内燃機関)10に備えられる。なお、図1では、ターボ式過給機は特に示していないが、本発明の適用対象は、蓄圧過給システムのみを装備したエンジンであっても、蓄圧過給システムとターボ式過給システムを併用して両方を装備したエンジンであってもよい。 Hereinafter, a supercharging assistance system and a supercharging assistance method for an internal combustion engine according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine supercharging assist system 1 according to an embodiment of the present invention is provided in an engine (internal combustion engine) 10. In FIG. 1, the turbo-type supercharger is not particularly shown, but the application target of the present invention is that the accumulator supercharger system and the turbo-type supercharger system are applied even to an engine equipped only with the accumulator supercharger system. An engine equipped with both in combination may be used.
この内燃機関の過給補助システム1では、エンジン10の排気通路(図示しない)を通過する排気ガスの一部と空気(新気)の混合である混合気Mを、容積型の機械式のコンプレッサや電動式のコンプレッサ等のコンプレッサ(圧縮装置)20で加圧して複数(図1では3つ)の蓄圧容器21a、21b、21cに蓄圧する。
In this supercharging assist system 1 for an internal combustion engine, a displacement type mechanical compressor is used to mix an air-fuel mixture M, which is a mixture of a part of exhaust gas passing through an exhaust passage (not shown) of the
このコンプレッサ20はエンジン10の吸気通路11と排気通路にそれぞれ制御弁(図示しない)を介して接続され、空気と排気ガスの一部を吸引して、圧縮及び加圧する。この加圧された混合気Mは、混合気供給用通路22の分岐通路22a、22b、22cの逆止弁の機能と二次側の調圧機能を持つ調圧弁(レギュレータ)23a、23b、23cをそれぞれ経由して、蓄圧容器21a、21b、21cに入り、蓄圧される。なお、調圧弁23a、23b、23cに関しては、逆止弁を別途設ける場合は、逆止弁の機能を有さないレギュレータを用いてもよい。
The
この蓄圧された混合気Mは、放出されると、混合気供給用通路22の分岐通路の制御弁(逆止弁付電磁弁)24a、24b、24cをそれぞれ経由して、分岐通路22a、22b、22cから混合気供給用通路22に入り、吸気通路11に供給され、エンジン10の各気筒に入る。
When the accumulated air-fuel mixture M is discharged, the
この蓄圧容器21a、21b、21cには、混合気Mの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ31a、31b、31cと容器内圧力Pia、Pib、Picを検出する容器内圧センサ32a、32b、32cを設ける。
The
そして、この蓄圧に際しては、蓄圧容器21a、21b、21cに設けた酸素濃度センサ31a、31b、31cの検出値等を用いて、EGR時に適正なEGR率(酸素濃度)でEGRができるように、混合気Mの酸素濃度を把握しておくことと、混合気Mの酸素濃度がEGR制御に適した濃度になるように、蓄圧容器21a、21b、21c内の混合気Mにおける排気ガスの分量と空気の分量を予め設定した適切な割合になるように蓄圧しておく。また、容器内圧センサ32a、32b、32cで検出される容器内圧力Pia、Pib、Picが過給補助が可能な下限圧力Pod以下にならないように適宜混合気Mを蓄圧する。
And during this pressure accumulation, using the detected values of the
この蓄圧容器21a、21b、21cに蓄圧した混合気Mは、車両の発進時や加速時等のエンジン10の過渡運転状態のときに、蓄圧容器21a、21b、21cから分岐通路22a、22b、22cと混合気供給用通路22を経由してエンジン10の吸気通路11に放出して過給補助するのに用いられる。
The air-fuel mixture M accumulated in the
この蓄圧容器21a、21b、21cの容器内圧力Pia、Pib、Picは、同じ圧力設定にしてもよいが、エンジン10の過渡運転状態における運転状態の低回転速度領域R1や中・高回転速度領域R2に合わせて、放出圧力Poがそれぞれに対応した最適な圧力値になるように設定するとよりきめ細かい制御ができるようになる。例えば、低回転速度領域R1用では、オーバーブーストにならないように比較的低い圧力に設定し、中・高回転速度領域R2用では、混合気Mの放出量が不足しないように比較的高い圧力に設定する。この場合は、図1には示していないが、蓄圧容器21a、21b、21cの容器内圧力Pia、Pib、Picを予め設定した放出圧力Poa、Pob、Pocにするためのレギュレータ(圧力調整装置)を設けてもよく、蓄圧容器21a、21b、21cの内圧の上限を決める戻し弁や逃し弁の設定圧力をそれぞれに対応させて変化してもよい。
The in-vessel pressures Pia, Pib, and Pic of the
また、蓄圧容器21a、21b、21cの容積Vma、Vmb、Vmcも同じ容積で形成してもよいが、エンジン10の過渡運転状態における運転状態の低回転速度領域R1や中・高回転速度領域R2に合わせて、混合気Mの放出量がそれぞれに対応した最適な放出量になるように設定するとよりきめ細かい制御ができるようになる。例えば、低回転速度領域R1用では、無駄な過給補助をしないように比較的小さい容器容積とし、中・高回転速度領域R2用では、混合気Mの放出量が不足しないように比較的大きい容器容量とする。
The
また、それと共に、過給補助時に、制御弁24a、24b、24cの制御を行う制御装置41を備えて構成される。この制御装置41は、コンプレッサ20のオンオフ操作もするが、通常は、エンジン10の全般の制御やエンジン10を搭載した車両の全般の制御を行う全体システム制御装置40に組み込まれて構成される。
In addition, it is configured to include a
この制御装置41は、過給補助時に、エンジン10の運転状態に応じて、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから混合気Mを放出する蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助するように制御弁24a、24b、24cの制御を行うように構成される。
The
この制御装置41は、参考形態では、過給補助時において、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つの蓄圧容器21aを選択してこの蓄圧容器21aの制御弁24aを開いて混合気Mを過給補助し、過給補助時において、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つの蓄圧容器21a(または21b)を選択してこの蓄圧容器21a(または21b)の制御弁24a(または24b)を開いて混合気Mを過給補助すると共に、必要とされる混合気Mの放出量に応じて、別の蓄圧容器21b(または21c)の制御弁24b(または24c)も開いて混合気Mを過給補助する制御を行うように構成される。
In the reference mode, when the operating state of the
この構成により、単位時間当たりの要求空気量が少ない低回転速度領域R1では、無駄な空気消費量を抑えることで蓄圧容器21a、21b、21c全体の混合気Mの消費量を抑制することができると共に、エンジン10の最大燃焼圧力Pmaxの異常な増加を抑制でき、また、単位時間当たりの要求空気量が多い中・高回転速度領域R2では、エンジン10での燃焼に必要な単位時間あたりの要求空気量を確保することができる。
With this configuration, in the low rotational speed region R1 where the required air amount per unit time is small, it is possible to suppress the consumption amount of the air-fuel mixture M in the
つまり、過給補助時において、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるときは、すなわち、車両の発進又は低速からの加速時等の場合においては、エンジン10での燃焼に必要な単位時間あたりの要求空気量が少ないため、混合気Mを吸気通路11に放出する蓄圧容器21a、21b、21cの個数を1つに絞って容積(容量)を小さくして過給補助することで、混合気Mの放出に伴って蓄圧容器21aの圧力低下を早めることができるため、必要な単位時間当たりの要求空気量を確保しつつ、必要以上の混合気Mの消費を抑えることができる。また、混合気Mの放出圧力Poaを早期に低下させるため、オーバーブーストを回避してエンジン10の最大燃焼圧力Pmaxが許容最大燃焼圧力Pmcを超えることを防止することができる。
That is, at the time of supercharging assistance, when the operating state of the
また、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にある場合は、予め計算により、又は、過給補助中に測定した実過給圧Pim若しくは空気過剰率λ等から混合気Mの放出量が十分であるか否かを判定し、燃料噴射量qが少なく要求される空気量が少ないなどで、一つの蓄圧容器21a(又は21b)からの過給補助で十分である場合には、一つの蓄圧容器21aのみから過給補助して蓄圧容器21a、21b、21c全体の混合気Mの消費量を抑制する。
Further, when the operating state of the
また、燃料噴射量qが多く要求される空気量が多いなどで、一つの蓄圧容器21a(又は21b)からの過給補助では必要とされる混合気Mの放出量に不足すると判断した場合には、一つの蓄圧容器21a(又は21b)のみでなく、別の蓄圧容器21b(又は21c)からも過給補助するので、蓄圧容器21a、21b(または21b、21c)の合計の容積を増やすことで圧力の低下を遅らせることができ、必要空気量を賄える時間を延ばして、必要な単位時間当たりの要求空気量と過渡運転状態の全体での要求空気量を確保することができる。
In addition, when it is determined that the amount of air required for the fuel injection amount q is large and the amount of air-fuel mixture M required for the supercharging assistance from one
また、本発明に係る実施の形態では、複数の蓄圧容器21a、21bでその容積を変えて構成する。ここでは、第1の蓄積容器21aの容積よりも第2の蓄積容器21bの容積を大きくして形成する。それと共に、制御装置41は、過給補助時において、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから第1の蓄圧容器21aを選択してこの第1の蓄圧容器21aの制御弁24aを開いて混合気Mを過給補助し、過給補助時において、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にあるときは、第1の蓄圧容器21aよりも容積が大きい第2の蓄圧容器21bの制御弁24bを開いて混合気Mを過給補助すると共に、必要とされる混合気Mの放出量に応じて、第2の蓄圧容器21bとは異なる追加の蓄圧容器21cの制御弁24cも開いて混合気Mを過給補助する制御を行うように構成される。
Further, in the embodiment according to the present invention, the plurality of
この場合は、参考形態のように、複数の蓄圧容器21a、21b(または21b、21c)で混合器Mを放出する容積を増して混合気Mを過給補助する代わりに、容積の大きい第2の蓄圧容器21bで混合気Mを過給補助するが、参考形態と同様な効果を奏することができる。
In this case, as in the reference embodiment, instead of increasing the volume for discharging the mixer M with the plurality of
この場合は、第1の蓄圧容器21aを低回転速度領域R1用とし、第2の蓄圧容器21bを中・高回転速度領域R2用にして区別して使用するので、放出圧力Poa、Pob、Pocもそれぞれの過給状態に適した圧力に設定するのが好ましく、これにより、その時の過渡運転状態により適した過給補助が可能となる。
In this case, since the first
また、上記の本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助システム1において、制御装置41は、エンジン10のエンジン回転速度Neと燃料噴射量qとをベースとして、予め設定された目標過給圧Pitを示す過給圧算定用マップM1を備え、過給補助時に、実エンジン回転速度Nemと実燃料噴射量qmから、過給圧算定用マップM1を用いて目標過給圧Pitを算出し、この算出された目標過給圧pitに実過給圧Pimがなるように、蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つ又は複数を選択して混合気Mを過給補助する制御を行うように構成する。これにより、比較的簡単な制御で、その時の過渡運転状態に適した過給補助をすることができる。
In the supercharging assist system 1 for an internal combustion engine according to the above-described embodiment of the present invention , the
また、容器内圧センサ32a、32b、32cで計測された各蓄圧容器21a、21b、21c内の容器内圧力Pia、Pib、Picが予め設定された下限値Pid以下の場合には、その蓄圧容器21a(または21b、21c)の調圧弁23a(または、23b、23c)を開いて、制御弁24a(または、24b、24c)を閉じて、必要に応じてコンプレッサ20を作動させて、混合気Mをその蓄圧容器21a(または21b、21c)に蓄圧する。
Further, when the container internal pressures Pia, Pib, and Pic in the respective
次に、上記の参考形態の内燃機関の過給補助システム1における参考形態の内燃機関の過給補助方法について、図2の制御フローを参照しながら説明する。図2の制御フローは、エンジン10を備える車両の発進時や加速時等の過渡運転状態のときに、すなわち、エンジン10の過渡運転状態のときに、上級の制御フローから呼ばれてスタートし、制御フローの制御を実施しては、上級の制御フローに戻り、また、上級の制御フローから呼ばれて、エンジン10の過渡状態中は繰り返し実施されるものとして示してある。
Next, the supercharging assistance method for the internal combustion engine of the reference form in the supercharging assistance system 1 for the internal combustion engine of the above reference form will be described with reference to the control flow of FIG. The control flow of FIG. 2 is called and started from an advanced control flow when the vehicle including the
そして、エンジン10を搭載した車両が過渡運転状態から定常運転状態に移行したときに、すなわち、エンジン10が過渡運転状態から定常運転状態に移行したときにリターンに行って上級の制御フローに戻る制御フローとして示してある。なお、制御の途中でエンジン10が停止するときには、割り込みが生じてリターンに行って上級の制御フローに戻り、そして、エンジン10が運転停止すると、この上級の制御フローの終了と共に終了する。
Then, when the vehicle equipped with the
この図2の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップS11にて、エンジン10の運転状態が過渡運転状態であるか否かを判定する。この判定は、エンジン10が発生しているトルクがアクセル開度から算定される要求トルクを満たしているか否か等で判定する。このステップS11の判定で過渡運転状態でない場合(NO)にはリターンに行って上級の制御フローに戻り、次の過渡運転状態で呼ばれるのを待つ。
When the control flow of FIG. 2 is called from the advanced control flow and started, it is determined in step S11 whether or not the operating state of the
ステップS11の判定で過渡運転状態である場合(YES)にはステップS12に行き、実エンジン回転速度Nemと、実燃料噴射量qmと、実過給圧Pimのデータを入力する。この実エンジン回転速度Nemにはエンジン10のエンジン回転速度センサ33で検出された値を使用し、実燃料噴射量qmにはシリンダ内燃料噴射制御の指令値や燃料流量センサ(図示しない)で検出された値を使用できる。また、実過給圧Pimは、過給圧センサ34で検出された値を使用できる。
If it is determined in step S11 that the engine is in a transient operation state (YES), the process goes to step S12 to input data of the actual engine speed Nem, the actual fuel injection amount qm, and the actual boost pressure Pim. A value detected by the
また、入力した3つの入力値(Nem、qm、Pim)の内、実エンジン回転数Nemと実噴射燃料量qmとから、過給圧算定用マップM1を参照して目標過給圧Pitを算出する。 Of the three input values (Nem, qm, Pim), the target boost pressure Pit is calculated from the actual engine speed Nem and the actual injected fuel quantity qm with reference to the boost pressure calculation map M1. To do.
次のステップS13で、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるのか、中・高回転速度領域R2にあるのかを判定する。この判定で、実エンジン回転速度Nemが予め実験などにより設定した領域判定回転速度Nec以下であればエンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあると判定し(YES)、実エンジン回転速度Nemが領域判定回転速度Necより大きければエンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にあると判定する(NO)。
In the next step S13, it is determined whether the operating state of the
ステップS13で、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にある場合は(YES)、ステップS14に行き、予め選定してある第1の蓄圧容器21aの容器内圧力Piaが下限放出圧力Pod以上であるか否かをチェックして、以上であれば、第1の蓄圧容器21aの制御弁24aを開いて過給補助する。
If it is determined in step S13 that the operating state of the
なお、第1の蓄圧容器21aの容器内圧力Piaが下限放出圧力Podより低い場合は、予め選定してある第2の蓄圧容器21bの容器内圧力Pibが下限放出圧力Pod以上であるか否かをチェックして、以上であれば、第2の蓄圧容器21bの制御弁24bを開いて過給補助する。なお、第2の蓄圧容器21bの容器内圧力Pibもが下限放出圧力Podより低い場合は、順次他の蓄圧容器21cの容器内圧力Picをチェックして、下限放出圧力Podより高い蓄圧容器21cの制御弁24cを開いて過給補助し、ステップS18に行く。
When the container pressure Pia of the first
なお、この低回転速度領域R1においては、目標過給圧Pitが、気筒(シリンダ)内の最大燃焼圧力Pmaxが許容最大燃焼圧力Pmcを超えず、かつ、燃料噴射量qに見合った最小の過給圧Pminに設定される。この最小の過給圧Pminに対応した放出圧力Poaで過給補助する。 In this low rotational speed region R1, the target boost pressure Pit is such that the maximum combustion pressure Pmax in the cylinder (cylinder) does not exceed the allowable maximum combustion pressure Pmc, and the minimum excess pressure commensurate with the fuel injection amount q. The supply pressure Pmin is set. Supercharging assistance is performed at a discharge pressure Poa corresponding to the minimum supercharging pressure Pmin.
ステップS13で、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にある場合は(NO)、ステップS15に行き、蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つの蓄圧容器21a(または21b)を選択してこの蓄圧容器21a(または21b)の制御弁24a(または24b)を開いて混合気Mを過給補助する。
In step S13, when the operating state of the
次のステップS16で、必要とされる混合気Mの放出量に対して、一つの蓄圧容器21a(または21b)からの過給補助だけでは、混合気Mが不足する否かを判定する。この判定は、予め計算により、又は、過給補助中に測定した実過給圧Pim若しくは空気過剰率λ等から混合気Mの放出量が不足であるか否かを判定し、燃料噴射量qが少なく要求される空気量が少ないなどで、一つの蓄圧容器21a(又は21b)からの過給補助で十分で不足しない場合には(NO)、そのままで過給補助し、ステップS18に行く。
In the next step S16, it is determined whether or not the air-fuel mixture M is insufficient with only the supercharging assistance from one
一方、燃料噴射量qが多く要求される空気量が多いなどで、一つの蓄圧容器21a(又は21b)からの過給補助では必要とされる混合気Mの放出量に不足する場合には(YES)、ステップS17に行き、別の蓄圧容器21b(又は21c)からも過給補助し、ステップS16に戻る。そして、ステップS16で混合気Mの放出量が足りるようになるまで、過給補助に使用する蓄圧容器21cの数を増加する。そして、混合気Mの放出量が足りるようになると、ステップS18に行く。
On the other hand, when the fuel injection amount q is large and the required amount of air is large, the supercharging assistance from one
なお、これらの過給補助で使用する蓄圧容器21a,21b,21cにおいても、容器内圧力Pia、Pib、Picをチェックして、下限放出圧力Podより高い蓄圧容器21a、21b、21cだけを選択してそれらの制御弁24a、24b、24cを開いて過給補助する。
In addition, in the
ステップS18では、過給圧センサ34で検出した実過給圧Pimが目標過給圧Pitになるように、制御弁24a(又は、24b、24c)で混合気Mの放出のオンオフ及び放出量を制御して過給補助する。この過給補助の制御を行い、予め設定した制御時間を経過した後、ステッププS11に戻る。その後、ステップS11〜ステップS18を繰り返し実施し、ステップS11の判定で過渡運転状態でないと判定されると(NO)、リターンに行き、上級の制御フローに戻る。また、制御の途中で、エンジン10の運転が停止されたときには、割り込みが生じ、リターンに行って上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に本制御フローを終了する。
In step S18, the
この図2の制御フローに従った制御によれば、過給補助時に、エンジン10の運転状態に応じて、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから混合気Mを放出する蓄圧容器21aを一つ又は複数選択して混合気Mの過給補助を行うことができる。
According to the control according to the control flow of FIG. 2, the
また、過給補助時において、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つの蓄圧容器21aを選択してこの蓄圧容器21aから過給補助し、過給補助時において、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから一つの蓄圧容器21a(または21b)を選択してこの蓄圧容器21a(または21b)から過給補助すると共に、必要とされる混合気Mの放出量に応じて、別の蓄圧容器21b(または21c)からも過給補助することができる。
Further, at the time of supercharging assistance, when the operating state of the
さらに、過給補助時に、実エンジン回転速度Nemと実燃料噴射量qmから、エンジン10のエンジン回転速度Neと燃料噴射量qとをベースとして予め設定された目標過給圧Pitを示す過給圧算定用マップM1を用いて目標過給圧Pitを算出し、この算出された目標過給圧Pitに実過給圧Pimがなるように、蓄圧容器21a、21b、21cを一つ又は複数選択して過給補助することができる。
Further, at the time of supercharging assistance, a supercharging pressure indicating a target supercharging pressure Pit set in advance based on the engine rotational speed Ne and the fuel injection amount q of the
そして、上記の本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助システム1における本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給補助方法は、参考形態の内燃機関の過給補助方法の図2の制御フローのステップS15を、図3の制御フローのようにS15Aに置き換えた制御フローで実施できる。このS15Aでは、第1の蓄圧容器21aより容積が大きく形成された第2の蓄圧容器21bから過給補助される。その他は、参考形態の内燃機関の過給補助方法と同じである。
And the supercharging assistance method of the internal combustion engine of the embodiment according to the present invention in the supercharging assistance system 1 of the internal combustion engine of the above embodiment of the present invention is a diagram of the supercharging assistance method of the internal combustion engine of the reference mode . Step S15 of the control flow 2 can be implemented with a control flow replaced with S15A as in the control flow of FIG. In S15A, supercharging assistance is provided from the second pressure accumulating vessel 21b having a larger volume than the first
この図3の制御フローに従った制御によれば、過給補助時において、エンジン10の運転状態が低回転速度領域R1にあるときは、複数の蓄圧容器21a、21b、21cのうちから第1の蓄圧容器21aを選択してこの第1の蓄圧容器21aから過給補助し、過給補助時において、エンジン10の運転状態が中・高回転速度領域R2にあるときは、第1の蓄圧容器21aよりも容積が大きい第2の蓄圧容器21bから過給補助すると共に、必要とされる混合気Mの放出量に応じて、第2の蓄圧容器21bとは異なる追加の蓄圧容器21cからも過給補助することができる。
According to the control according to the control flow of FIG. 3, when the operating state of the
本発明の内燃機関の過給補助システム1及び内燃機関の過給補助方法によれば、エンジン10の運転状態、例えば、エンジン回転速度Neと燃料噴射量q(又は、負荷Q)に応じて決まる、エンジン10の過渡運転状態で要求される単位時間当たりの要求空気量の大小に対応して、蓄圧容器21a、21b、21cを一つ又は複数選択して過給補助するので、その過渡運転状態で必要とされる混合気Mの放出量を必要かつ十分な量で過給補助することができる。
According to the supercharging assistance system 1 for an internal combustion engine and the supercharging assistance method for an internal combustion engine of the present invention, it is determined according to the operating state of the
これにより、単位時間当たりの要求空気量が少ない低回転速度領域R1では、無駄な空気消費量を抑えることで混合気Mの消費量を抑制することができると共に、エンジン10の最大燃焼圧力Pmaxの異常な増加を抑制でき、また、単位時間当たりの要求空気量が多い中・高回転速度領域R2では、エンジン10での燃焼に必要な単位時間あたりの要求空気量を確保することができる。
As a result, in the low rotational speed region R1 where the required air amount per unit time is small, the consumption amount of the air-fuel mixture M can be suppressed by suppressing the wasteful air consumption amount, and the maximum combustion pressure Pmax of the
従って、低回転速度領域R1で無駄に混合気を使いすぎて中・高回転速度領域R2で混合気Mが不足する現象を抑制して、必要十分な過給補助をして必要なエンジン性能を維持した上で、同時に、エンジン10の最大燃焼圧力Pmaxの異常な増加を抑制でき、最大燃焼圧力Pmaxが許容最大燃焼圧力Pmcを超えることを防止できる。
Therefore, the phenomenon that the air-fuel mixture is excessively used in the low rotation speed region R1 and the air-fuel mixture M becomes insufficient in the medium / high rotation speed region R2 is suppressed, and the necessary engine performance is obtained by providing necessary and sufficient supercharging assistance. At the same time, an abnormal increase in the maximum combustion pressure Pmax of the
1 過給補助システム
10 エンジン(内燃機関)
11 吸気通路
20 コンプレッサ(圧縮装置)
21a、21b、21c 蓄圧容器
22 混合気供給用通路
23a、23b、23c 調圧弁(圧力調整装置)
24a、24b、24c 制御弁
31a、31b、31c 酸素濃度センサ
32a、32b、32c 容器内圧センサ
33 エンジン回転速度センサ
34 過給圧センサ
40 全体システム制御装置
41 制御装置
Ne エンジン回転速度
Nec 領域判定回転速度
Nem 実エンジン回転速度
M 混合気
M1 過給圧算定用マップ
Pim 実過給圧
Pit 目標過給圧
Pmax最大燃焼圧力
Pmc 許容最大燃焼圧力
Po 放出圧力
Pod 放出可能な下限圧力
Pr 残圧
q 燃料噴射量
qc 算定される燃料噴射量
qm 実燃料噴射量
R1 低回転速度領域
R2 中・高回転速度領域
1 Supercharging
11
21a, 21b, 21c
24a, 24b,
Claims (4)
前記蓄圧容器を複数並列に設け、各蓄圧容器から前記吸気通路への前記混合気の放出を制御する制御弁をそれぞれの蓄圧容器毎に設けると共に、
前記複数の蓄圧容器のうちの第1の蓄圧容器を低回転速度領域用の蓄圧容器とし、この第1の蓄圧容器以外の蓄圧容器を中・高回転速度領域用の蓄圧容器とし、前記低回転速度領域用の第1の蓄圧容器の容積を前記中・高回転速度領域用の蓄圧容器の容積よりも小さく形成し、かつ、前記低回転速度領域用の第1の蓄圧容器の容器内圧力を前記中・高回転速度領域用の蓄圧容器の容器内圧力よりも低い状態に設定し、
過給補助時に、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記複数の蓄圧容器のうちから前記混合気を放出する蓄圧容器を一つ又は複数選択して過給補助するように前記制御弁の制御を行う制御装置を備えて構成すると共に、
前記制御装置が、
過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が低回転速度領域にあるときは、前記第1の蓄圧容器の前記制御弁を開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助し、
過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が中・高回転速度領域にあるときは、前記中・高回転速度領域用の一つの蓄圧容器の前記制御弁を開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助すると共に、必要とされる混合気の放出量に応じて、前記中・高回転速度領域用の別の蓄圧容器の前記制御弁も開いて混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助する制御を行うように構成されることを特徴とする内燃機関の過給補助システム。 A part of the exhaust gas of the internal combustion engine and air mixture is pressurized and stored in a pressure accumulating vessel, and the air-fuel mixture accumulated in the pressure accumulating vessel is stored in the pressure accumulating vessel in a transient operation state of the internal combustion engine. In the supercharging assist system of the internal combustion engine that discharges to the supercharging assist system,
A plurality of the pressure accumulating containers are provided in parallel, and a control valve for controlling the discharge of the air-fuel mixture from each pressure accumulating container to the intake passage is provided for each pressure accumulating container,
Among the plurality of pressure accumulating containers, a first pressure accumulating container is used as a pressure accumulating container for a low rotational speed region, and a pressure accumulating container other than the first pressure accumulating container is used as a pressure accumulating container for a medium / high rotational speed region, The volume of the first pressure accumulating container for the speed region is formed smaller than the volume of the pressure accumulating container for the medium / high rotation speed region, and the internal pressure of the first pressure accumulating container for the low rotation speed region is Set to a state lower than the internal pressure of the pressure accumulating container for the medium / high rotational speed region,
Control of the control valve so as to assist supercharging by selecting one or a plurality of pressure accumulating containers for releasing the air-fuel mixture from the plurality of pressure accumulating containers according to the operating state of the internal combustion engine during supercharging assistance. together they constitute a control apparatus for performing,
The control device is
At the time of supercharging assistance, when the operating state of the internal combustion engine is in a low rotational speed region, the control valve of the first pressure accumulating container is opened to release the air-fuel mixture into the intake passage to assist supercharging,
At the time of supercharging assistance, when the operating state of the internal combustion engine is in the middle / high rotational speed region, the control valve of one pressure accumulating container for the middle / high rotational speed region is opened to allow the air-fuel mixture to flow into the intake passage In addition to assisting supercharging by releasing the air-fuel mixture, the control valve of the other accumulator for the middle / high rotational speed region is also opened according to the required amount of air-fuel mixture released, and the air-fuel mixture is supplied to the intake passage. A supercharging assistance system for an internal combustion engine, characterized in that it is configured to perform control for discharging and supercharging assistance.
前記内燃機関のエンジン回転速度と燃料噴射量とをベースとして、予め設定された目標過給圧を示す過給圧算定用マップを備え、
過給補助時に、実エンジン回転速度と実燃料噴射量から、前記過給圧算定用マップを用いて目標過給圧を算出し、この算出された目標過給圧に実過給圧がなるように、前記蓄圧容器を一つ又は複数選択して混合気を過給補助する制御を行うように構成されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の過給補助システム。 The control device is
Based on the engine rotation speed and fuel injection amount of the internal combustion engine, a boost pressure calculation map showing a preset target boost pressure is provided,
At the time of supercharging assistance, a target supercharging pressure is calculated from the actual engine speed and the actual fuel injection amount using the supercharging pressure calculation map so that the actual supercharging pressure becomes the calculated target supercharging pressure. 2. The supercharging assist system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein control is performed to assist supercharging of the air-fuel mixture by selecting one or a plurality of the pressure accumulating containers.
過給補助時に、前記内燃機関の運転状態に応じて、複数の並列の前記蓄圧容器のうちから前記混合気を放出する蓄圧容器を一つ又は複数選択して前記混合気の過給補助を行うと共に、
過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が低回転速度領域にあるときは、前記複数の蓄圧容器のうちから低回転速度領域用の第1の蓄圧容器を選択してこの第1の蓄圧容器から前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助し、
過給補助時において、前記内燃機関の運転状態が中・高回転速度領域にあるときは、前記第1の蓄圧容器よりも容積が大きくかつ容器内圧力が高く設定されている中・高回転速度領域用の一つの蓄圧容器から前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助すると共に、必要とされる混合気の放出量に応じて、前記中・高回転速度領域用の別の蓄圧容器からも前記混合気を前記吸気通路へ放出して過給補助することを特徴とする内燃機関の過給補助方法。 A part of the exhaust gas of the internal combustion engine and air mixture is pressurized and stored in a pressure accumulating vessel, and the air-fuel mixture accumulated in the pressure accumulating vessel is stored in the pressure accumulating vessel in a transient operation state of the internal combustion engine. In the supercharging assistance method of the internal combustion engine that discharges to the
At the time of supercharging assistance, according to the operating state of the internal combustion engine, one or a plurality of pressure accumulating containers that discharge the air-fuel mixture are selected from a plurality of the pressure accumulating containers in parallel to perform supercharging assistance of the air-fuel mixture With
At the time of supercharging assistance, when the operating state of the internal combustion engine is in the low rotation speed region, the first pressure accumulation is selected by selecting a first pressure accumulation vessel for the low rotation speed region from the plurality of pressure accumulation vessels. Discharging the air-fuel mixture from the container to the intake passage to assist supercharging,
During supercharging assistance, when the operating state of the internal combustion engine is in the middle / high rotational speed region, the medium / high rotational speed is set to have a larger volume and a higher internal pressure than the first pressure accumulating container. The air-fuel mixture is discharged from one pressure accumulator for the region into the intake passage to assist supercharging, and another pressure accumulator for the medium / high rotational speed region is used depending on the required amount of air-fuel mixture released. A supercharging assist method for an internal combustion engine, wherein supercharging assistance is performed by discharging the air-fuel mixture also from a container into the intake passage .
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