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JPS62223417A - Supercharging control device for diesel engine - Google Patents

Supercharging control device for diesel engine

Info

Publication number
JPS62223417A
JPS62223417A JP6491986A JP6491986A JPS62223417A JP S62223417 A JPS62223417 A JP S62223417A JP 6491986 A JP6491986 A JP 6491986A JP 6491986 A JP6491986 A JP 6491986A JP S62223417 A JPS62223417 A JP S62223417A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
mechanical supercharger
bypass valve
operated
diesel engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6491986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Tateno
舘野 英紀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP6491986A priority Critical patent/JPS62223417A/en
Publication of JPS62223417A publication Critical patent/JPS62223417A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the engine in the caption to be started even when the compression ratio thereof is reduced by coupling a mechanical supercharger with the engine power shaft and closing a by-pass valve at the starting time of the engine. CONSTITUTION:When an electromagnetic clutch 24 is made to be in the coupling condition and a mechanical supercharger 15 is driven by a diesel engine 1, a bypass valve 17 is closed. On the other hand, when the electromagnetic clutch 24 is made to be in the uncoupling condition and the operation of the mechanical supercharger 15 is stopped, the by-pass value 17 is opened. At the starting time of the engine when an engine speed is lower than a fixed engine speed, the mechanical supercharger 15 is operated, and the by-pass value 17 is closed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関の過給制御装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a supercharging control device for a diesel engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ディーゼル機関の最大のメリットは日本等の一部の国に
おいてガソリンに比べて燃料自体の価格が安いばかりで
なく、燃料消費率がガソリン機関に比べて低いことにあ
る。従ってディーゼル機関のメリットを高めるには燃料
消費率をできるだけ低(することが必要となる。ところ
で渦流室付ディーゼル機関或いは予燃焼室付ディーゼル
機関の暖機後における燃料消費率および出力は第5図に
示すように幾何学的な圧縮比ε (以下圧縮比と称す)
に応じて変化し、多くの機関の場合圧縮比εが16から
18程度において最良の燃料消費率となることがわかる
。従ってこのようなディーゼル機関では圧縮比εを16
から18程度にすることが好ましいことがわかる。
The biggest advantage of diesel engines is that in some countries such as Japan, the fuel itself is not only cheaper than gasoline, but also has a lower fuel consumption rate than gasoline engines. Therefore, in order to increase the merits of a diesel engine, it is necessary to keep the fuel consumption rate as low as possible.By the way, the fuel consumption rate and output after warming up of a diesel engine with a swirl chamber or a diesel engine with a pre-combustion chamber are shown in Figure 5. The geometric compression ratio ε (hereinafter referred to as compression ratio) is as shown in
It can be seen that for many engines, the best fuel consumption rate is achieved when the compression ratio ε is around 16 to 18. Therefore, in such a diesel engine, the compression ratio ε is set to 16
It can be seen that it is preferable to set the value to about 18.

ところがディーゼル機関において噴射燃料を着火燃焼せ
しめるには圧縮上死点附近において圧縮空気温度が燃料
の着火温度以上になっていなければならない。しかしな
がら上述のように圧縮比を16から18程度にすると暖
機完了後においては圧縮空気温度が燃料の着火温度以上
になるが機関冷間始動時等の特定の運転状態では圧縮空
気温度が燃料の着火温度以上にならず、従って機関を運
転することはできない。また、アイドリング運転時或い
は極軽負荷運転時のように燃料噴射量が少なく発熱量が
少ないときには圧縮空気温度が燃料の着火温度以上にな
るにはなるが十分に高くならないために燃焼が不完全と
なり、失火を生じ、白煙が発生しやすくなる。また、高
地のように大気圧が低い場所で車両が運転された場合に
は圧縮空気温度が燃料の着火温度以上にならない運転域
が広がる。従って従来より機関冷間始動時や車両が高地
で運転された場合にも圧縮空気温度が燃料の着火温度以
上となるように圧縮比は通常20から23程度に設定さ
れている。しかしながら圧縮比を20から23程度にす
ると第5図に示されるように暖機完了後の燃料消費率は
増大し、それだけディーゼル機関としてのメリットは少
なくなる。
However, in order to ignite and burn the injected fuel in a diesel engine, the compressed air temperature must be higher than the ignition temperature of the fuel near compression top dead center. However, as mentioned above, if the compression ratio is set to about 16 to 18, the compressed air temperature will be higher than the fuel ignition temperature after warm-up is completed, but under certain operating conditions such as when starting the engine cold, the compressed air temperature will be higher than the fuel ignition temperature. The temperature does not rise above the ignition temperature, so the engine cannot be operated. Additionally, when the amount of fuel injected is small and the calorific value is low, such as during idling or extremely light load operation, the compressed air temperature will rise above the ignition temperature of the fuel, but it will not become high enough, resulting in incomplete combustion and a misfire. This causes white smoke to be generated more easily. Furthermore, when a vehicle is operated in a place where the atmospheric pressure is low, such as at a high altitude, there is a wider operating range in which the compressed air temperature does not exceed the ignition temperature of the fuel. Therefore, the compression ratio has conventionally been set at about 20 to 23 so that the compressed air temperature is equal to or higher than the ignition temperature of the fuel even when the engine is cold started or when the vehicle is operated at a high altitude. However, when the compression ratio is set to about 20 to 23, the fuel consumption rate after warm-up is increased as shown in FIG. 5, and the merits of the diesel engine are reduced accordingly.

一方、従来より高出力を得るために排気ターボチャージ
ャを具えたディーゼル機関が公知である。
On the other hand, diesel engines equipped with an exhaust turbocharger in order to obtain higher output are conventionally known.

しかしながら排気ターボチャージャは排気エネルギによ
って作動せしめられるために低速回転域や軽負荷域では
排気エネルギが不足して回転が十分に上らず、はとんど
過給が行なわれない。従って排気ターボチャージャを具
えている場合であっても圧縮比を16から18程度にす
ると機関冷間始動時に圧縮空気温度が燃料の着火温度以
上に上昇せず、従ってこのようなディーゼル機関におい
ても圧縮比を20から23に設定せざるを得ない。
However, since the exhaust turbocharger is operated by exhaust energy, there is insufficient exhaust energy in low speed rotation ranges or light load ranges, and the rotation does not increase sufficiently, so supercharging is rarely performed. Therefore, even if the engine is equipped with an exhaust turbocharger, if the compression ratio is set to around 16 to 18, the compressed air temperature will not rise above the fuel ignition temperature when the engine is cold started. I have no choice but to set the ratio from 20 to 23.

これに対して従来より機関により駆動される機械式過給
機を具えたディーゼル機関が公知である。
On the other hand, diesel engines equipped with a mechanical supercharger driven by the engine are conventionally known.

このディーゼル機関では機関始動時においても過給機が
作動せしめられるので過給作用により圧縮空気温が上昇
する。従ってこのようなディーゼル機関では圧縮比を1
6から18程度に設定しても機関始動時に圧縮空気温度
が燃料の着火温度以上となり、斯くしてこのディーゼル
機関では圧縮比を16から18程度に設定することがで
きるので燃料消費率を向上せしめることができる。しか
しながらこのディーゼル機関においては常時過給機が作
動せしめられ、従って過給する必要のない機関中負荷運
転時にも過給が行なわれるために機関中負荷運転時には
圧縮仕事が増大するばかりでなく過給機を駆動するため
の駆動損失が発生し、斯くして燃料消費率が悪化すると
いう問題がある。
In this diesel engine, the supercharger is operated even when the engine is started, so the compressed air temperature rises due to the supercharging action. Therefore, in such a diesel engine, the compression ratio is set to 1.
Even if the compression ratio is set to about 6 to 18, the compressed air temperature will be higher than the fuel ignition temperature when the engine starts, and thus, in this diesel engine, the compression ratio can be set to about 16 to 18, improving the fuel consumption rate. be able to. However, in this diesel engine, the supercharger is constantly operated, and therefore supercharging is performed even during engine medium load operation when there is no need for supercharging. There is a problem in that a drive loss occurs for driving the machine, and thus the fuel consumption rate worsens.

一方、機械式過給機を迂回するバイパス通路を設け、排
気温度が予め定められた温度以下のとき或いは機関負荷
が予め定められた負荷以下のときに過給機の作動を停止
してバイパス通路から空気を機関シリンダ内に供給し、
排気温度が予め定められた温度以上のとき或いは機関負
荷が予め定められた負荷以上のときに過給機を作動せし
めて過給を行なうようにしたディーゼル機関が公知であ
る(実公昭47−37939号公報および実公昭49−
15442号公報参照)。
On the other hand, a bypass passage is provided to bypass the mechanical supercharger, and when the exhaust temperature is below a predetermined temperature or the engine load is below a predetermined load, the operation of the supercharger is stopped and the bypass passage is closed. Air is supplied into the engine cylinder from
A diesel engine is known in which a supercharger is activated to perform supercharging when the exhaust gas temperature is above a predetermined temperature or when the engine load is above a predetermined load (Japanese Utility Model Publication No. 47-37939). No. Publication and Actual Publication 1977-
(See Publication No. 15442).

また、機械式過給機を迂回するバイパス通路を設けてこ
のバイパス通路内にバイパス弁を設け、定常部分負荷運
転時に過給機下流の吸気温が目標吸気温となるようにバ
イパス弁の開弁量を制御するようにしたディーゼル機関
が本出願人により既に出願されている(実願昭59−1
43475号参照)。
Additionally, a bypass passage is provided to bypass the mechanical turbocharger, and a bypass valve is installed in this bypass passage, and the bypass valve is opened so that the intake temperature downstream of the turbocharger reaches the target intake temperature during steady partial load operation. The applicant has already filed an application for a diesel engine that controls the amount
43475).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら機関始動時は排気温が低く負荷も小さく、
従って上述の実公昭47−37937号公報或いは実公
昭49−15442号公報に記載されたディーゼル機関
では機関始動時に過給機が作動されることがない。従っ
てこれらのディーゼル機関では圧縮比を16から18程
度にすることができない。また、実願昭59−1434
75号に記載されたディーゼル機関では機関始動時にも
過給機が作動せしめられるものと考えられるが暖機完了
後の中負荷運転時にも過給機が作動せしめられ、斯くし
て燃料消費率が増大するという問題がある。
However, when the engine starts, the exhaust temperature is low and the load is small.
Therefore, in the diesel engine described in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 47-37937 or Japanese Utility Model Publication No. 49-15442, the supercharger is not operated when the engine is started. Therefore, these diesel engines cannot have a compression ratio of about 16 to 18. Also, Jitsugan Sho 59-1434
In the diesel engine described in No. 75, the turbocharger is considered to be activated even when the engine is started, but the turbocharger is also activated during medium-load operation after warm-up, and thus the fuel consumption rate is reduced. The problem is that it increases.

〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために本発明によればディーゼル
機関の吸気通路内に機械式過給機を配置し、機械式過給
機を連結遮断装置を介して機関の出力軸に連結し、機械
式過給機上流の吸気通路からバイパス通路を分岐してバ
イパス通路を機械式過給機下流の吸気通路に連結すると
共にバイパス通路内にバイパス弁を配置し、機関始動時
に機械式過給機を機関出力軸に連結すると共にバイパス
弁を閉弁し、機関始動時以外の予め定められた運転領域
では機械式過給機と機関出力軸の連結を遮断すると共に
バイパス弁を開弁するようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, a mechanical supercharger is disposed in the intake passage of a diesel engine, and the mechanical supercharger is connected via a connection/disconnection device. The bypass passage is connected to the output shaft of the engine, the bypass passage is branched from the intake passage upstream of the mechanical supercharger, the bypass passage is connected to the intake passage downstream of the mechanical supercharger, and a bypass valve is disposed within the bypass passage. When the engine starts, the mechanical supercharger is connected to the engine output shaft and the bypass valve is closed, and the connection between the mechanical supercharger and the engine output shaft is cut off in a predetermined operating range other than when the engine is started. At the same time, the bypass valve is opened.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を参照すると、■はディーゼル機関、2はシリン
ダブロック、3はシリンダブロック内で往復動するピス
トン、4はシリンダヘッド、5はシリンダヘッド4とピ
ストン3間に形成された燃焼室、6は吸気弁、7は吸気
ボート、8は渦流室、9は渦流室8内に配置された燃料
噴射弁、10は渦流室8と燃焼室5とを連通ずる噴口を
夫々示す。
Referring to FIG. 1, ■ is a diesel engine, 2 is a cylinder block, 3 is a piston that reciprocates within the cylinder block, 4 is a cylinder head, 5 is a combustion chamber formed between the cylinder head 4 and the piston 3, 6 7 is an intake valve, 7 is an intake boat, 8 is a swirl chamber, 9 is a fuel injection valve disposed in the swirl chamber 8, and 10 is a nozzle port that communicates the swirl chamber 8 with the combustion chamber 5, respectively.

第1図に示す実施例ではディーゼル機関lの圧縮比が1
6から18程度に設定されている。熱論、本発明は渦流
室8或いは予燃焼室を有さないディーゼル機関にも適用
できる。このようなディーゼル機関の圧縮比は通常16
から18程度である場合が多いが本発明をこれらディー
ゼル機関に適用した場合には圧縮比は12から14程度
に設定される。
In the embodiment shown in FIG. 1, the compression ratio of the diesel engine l is 1.
It is set to about 6 to 18. Thermal theory, the invention can also be applied to diesel engines without a swirl chamber 8 or a pre-combustion chamber. The compression ratio of such diesel engines is usually 16
However, when the present invention is applied to these diesel engines, the compression ratio is set to about 12 to 14.

図面には示さないがシリンダヘッド4には排気弁が取付
けられ、燃焼室5はこの排気弁を介して排気マニホルド
11に連結される。一方、吸気ボート7は吸気枝管12
を介して共通のサージタンク13に連結され、サージタ
ンク13は吸気ダクト14を介して図示しないエアクリ
ーナに連結される。この吸気ダクト14内には機械式過
給機15が配置される。機械式過給機15上流の吸気ダ
クト14からはバイパス通路1Gが分岐され、このバイ
パス通路16はサージタンク13内に連結される。バイ
パス通路16内にはバイパス弁17が配置される。バイ
パス弁17は負圧ダイアフラム装置によって開閉制御さ
れ、負圧ダイアフラム装置の負圧室18は大気に連通可
能な切換弁19を介して負圧タンク20に連結される。
Although not shown in the drawings, an exhaust valve is attached to the cylinder head 4, and the combustion chamber 5 is connected to an exhaust manifold 11 via this exhaust valve. On the other hand, the intake boat 7 has an intake branch pipe 12
The surge tank 13 is connected to a common surge tank 13 through an air intake duct 14, and the surge tank 13 is connected to an air cleaner (not shown) through an intake duct 14. A mechanical supercharger 15 is arranged within this intake duct 14 . A bypass passage 1G is branched from the intake duct 14 upstream of the mechanical supercharger 15, and this bypass passage 16 is connected to the inside of the surge tank 13. A bypass valve 17 is arranged within the bypass passage 16 . The bypass valve 17 is controlled to open and close by a negative pressure diaphragm device, and a negative pressure chamber 18 of the negative pressure diaphragm device is connected to a negative pressure tank 20 via a switching valve 19 that can communicate with the atmosphere.

切換弁19の切換作用によって負圧室18が負圧タンク
20に連結されるとバイパス弁17が開弁し、負圧室I
8が大気に開放されるとバイパス弁17が閉弁する。こ
の切換弁19は電子制御ユニ7)30の出力信号に基い
て制御される。電子制御ユニット30はディジタルコン
ピュータからなり、双方向性バス31によって相互に接
続されたROM(リードオンメモリ)32、RAM (
ランダムアクセスメモリ)33、CPU (マイクロプ
ロセッサ)−34、入力ポート35および出力ポート3
6を具備する。切換弁19は駆動回路38を介して出力
ポート36に連結される。
When the negative pressure chamber 18 is connected to the negative pressure tank 20 by the switching action of the switching valve 19, the bypass valve 17 opens, and the negative pressure chamber I
8 is opened to the atmosphere, the bypass valve 17 is closed. This switching valve 19 is controlled based on an output signal from an electronic control unit 7) 30. The electronic control unit 30 consists of a digital computer, and includes a ROM (read-on memory) 32, a RAM (
random access memory) 33, CPU (microprocessor)-34, input port 35 and output port 3
6. The switching valve 19 is connected to the output port 36 via a drive circuit 38 .

機関のクランクシャフトには駆動プーリ21が取付けら
れ、この駆動ブーIJ21によりベルト22を介して被
駆動プーリ23が駆動される。この被駆動プーリ23は
連結遮断装置を構成する電磁クラッチ24を介して機械
式過給機15に連結される。電磁クラッチ24が結合状
態となれば機械式過給a15はディーゼル機関1によっ
て駆動され、電ζftクラッチ24が非結合状態となれ
ば機械式過給機15の作動が停止せしめられる。電磁ク
ラッチ24は駆動回路39を介して出力ポート36に接
続され、従って電磁クラッチ24は電子制御ユニット3
0の出力信号に基いて制御される。
A driving pulley 21 is attached to the crankshaft of the engine, and a driven pulley 23 is driven by this driving boob IJ21 via a belt 22. This driven pulley 23 is connected to the mechanical supercharger 15 via an electromagnetic clutch 24 that constitutes a connection/disconnection device. When the electromagnetic clutch 24 is in the engaged state, the mechanical supercharger a15 is driven by the diesel engine 1, and when the electric ζft clutch 24 is in the disengaged state, the operation of the mechanical supercharger 15 is stopped. The electromagnetic clutch 24 is connected to the output port 36 via the drive circuit 39, and therefore the electromagnetic clutch 24 is connected to the electronic control unit 3.
It is controlled based on the output signal of 0.

駆動プーリ21には機関クランクシャフトが所定のクラ
ンク角だけ回転する毎に出力パルスを発生するクランク
角センサ25が配置され、このクランク角センサ25は
入力ポート35に接続される。
A crank angle sensor 25 that generates an output pulse every time the engine crankshaft rotates by a predetermined crank angle is disposed on the drive pulley 21, and the crank angle sensor 25 is connected to the input port 35.

このクランク角センサ25の出力パルスから機関回転数
が計算される。シリンダブロック2には機関の冷却水温
を検出する水温センサ26が取付けられ、この水温セン
サ26はAD変換器40を介して入力ポート35に接続
される。水温センサ26は機関冷却水温に比例した出力
電圧を発生する。アクセルペダル27aはアクセルペダ
ル27aの踏込み量を検出する負荷センサ27に連結さ
れ、この負荷センサ27はAD変換器41を介して入力
ポート35に連結される。負荷センサ27はアクセルペ
ダル27aの踏込み量、即ち機関負荷に比例した出力電
圧を発生する。また、大気圧センサ28がAD変換器4
2を介して入カポ−I・35に連結される。この大気圧
センサ28は大気圧に比例した出力電圧を発生する。更
に、スタータスイッチ29が入力ポート35に接続され
る。このスタータスイッチ29は機関を始動するために
スタータモータを作動せしめているときにオンとなり、
従ってスタータスインチ29の出力信号からスタータモ
ータが作動せしめられているか否かがわかる。
The engine speed is calculated from the output pulse of the crank angle sensor 25. A water temperature sensor 26 for detecting the engine cooling water temperature is attached to the cylinder block 2, and the water temperature sensor 26 is connected to an input port 35 via an AD converter 40. Water temperature sensor 26 generates an output voltage proportional to the engine cooling water temperature. The accelerator pedal 27a is connected to a load sensor 27 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 27a, and this load sensor 27 is connected to the input port 35 via the AD converter 41. The load sensor 27 generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 27a, that is, the engine load. Further, the atmospheric pressure sensor 28 is connected to the AD converter 4
2 to the input capo I.35. This atmospheric pressure sensor 28 generates an output voltage proportional to atmospheric pressure. Furthermore, a starter switch 29 is connected to the input port 35. This starter switch 29 is turned on when the starter motor is operated to start the engine.
Therefore, it can be determined from the output signal of the starter inch 29 whether or not the starter motor is operated.

本発明では電磁クラッチ24が結合状態となって機関式
過給機15がディーゼル機関1により駆動されていると
きにはバイパス弁17が閉弁しており、電磁クラッチ2
4が非結合状態となって機械式過給機15の作動が停止
せしめられているときにはバイパス弁17が開弁する。
In the present invention, when the electromagnetic clutch 24 is in the engaged state and the engine-type supercharger 15 is driven by the diesel engine 1, the bypass valve 17 is closed, and the electromagnetic clutch 24 is in the engaged state and the bypass valve 17 is closed.
4 is in the uncoupled state and the operation of the mechanical supercharger 15 is stopped, the bypass valve 17 is opened.

第2図は機関冷却水温および大気圧に応じた機械式過給
機15およびバイパス弁17の制御を示している。なお
、第2図において(八) 、 (B) 、 (C) 、
 (D)は夫々次の状態における制御を示す。
FIG. 2 shows control of the mechanical supercharger 15 and bypass valve 17 according to engine cooling water temperature and atmospheric pressure. In addition, in Figure 2, (8), (B), (C),
(D) shows control in the following states.

(八)暖機完了前であって車両が低地で運転された場合 (B)  暖機完了後であって車両が低地で運転された
場合 (C)  暖機完了前であって車両が高地で運転された
場合 (D)  暖機完了後であって車両が高地で運転された
場合 第2図においてハツチング領域P、Qは機械式過給機1
5が作動せしめられ、バイパス弁17が閉弁している領
域を示し、その他の領域は機械式過給機15が停止せし
められ、バイパス弁17が開弁じている領域を示す。な
お、第2図(A) 、 (B) 。
(8) If the vehicle is operated in a low area before warm-up is completed (B) If the vehicle is operated in a low area after warm-up is completed (C) If the vehicle is operated in a high area before warm-up is completed When the vehicle is operated (D) When the vehicle is operated at a high altitude after completion of warm-up In Fig. 2, hatched areas P and Q indicate mechanical supercharger 1.
5 indicates a region where the bypass valve 17 is closed, and other regions indicate a region where the mechanical supercharger 15 is stopped and the bypass valve 17 is open. In addition, Fig. 2 (A) and (B).

(C) 、 (D)において縦軸りは機械負荷を示し、
横軸NEは機関回転数を示す。次に各(八)から(D)
の各状態における機械式過給機15およびバイパス弁1
7の制御について順次説明する。
In (C) and (D), the vertical axis shows the mechanical load,
The horizontal axis NE shows the engine speed. Next, each (8) to (D)
Mechanical supercharger 15 and bypass valve 1 in each state of
The control of No. 7 will be explained in order.

(八)  暖機完了前であって車両が低地で運転された
場合 この場合には領域Qで示されるように機関回転数NEが
一定回転数、例えば600r、p、mよりも低い中低負
荷運転時、即ち機関始動時に機械式過給機15が作動せ
しめられ、バイパス弁17が閉弁せしめられる。このよ
うに機関始動時に機械式過給機15を作動させて過給す
ることにより圧縮開始時における燃焼室5内の空気圧を
高めることができる。従って圧縮比を16から18程度
に設定しても圧縮行程末期における圧縮空気温を燃料の
着火温度以上にすることができ、斯くして容易に機関を
始動することができる。また、暖機完了前においては機
関負荷りがり、以上になると機械式過給機15が作動せ
しめられる。また、機関によっては暖機完了前の低速低
負荷運転時に燃焼室5内の圧縮空気温が十分に上昇しな
い場合もあり、又機関によっては暖機完了前の低中速運
転時に燃焼室5内の圧縮空気温が十分に上昇しない場合
もある。このような場合には第2図(Δ)の破線領域S
又はRにおいても機械式過給[15を作動せしめればよ
い。
(8) When the vehicle is operated in a lowland area before warm-up is completed. In this case, as shown in area Q, the engine speed NE is lower than a certain speed, for example, 600r, p, m. During operation, that is, when the engine is started, the mechanical supercharger 15 is activated and the bypass valve 17 is closed. In this way, by operating the mechanical supercharger 15 to supercharge the engine when starting the engine, it is possible to increase the air pressure in the combustion chamber 5 at the time of starting compression. Therefore, even if the compression ratio is set to about 16 to 18, the compressed air temperature at the end of the compression stroke can be made equal to or higher than the ignition temperature of the fuel, and the engine can thus be started easily. Further, before the warm-up is completed, the engine load is low, and when the engine load is higher than that, the mechanical supercharger 15 is activated. Also, depending on the engine, the compressed air temperature in the combustion chamber 5 may not rise sufficiently during low-speed, low-load operation before completion of warm-up; In some cases, the compressed air temperature may not rise sufficiently. In such a case, the broken line area S in Fig. 2 (Δ)
Alternatively, even in R, the mechanical supercharging [15] may be activated.

(B)  暖機完了後であって車両が低地で運転された
場合 この場合には暖機完了後における機関再始動時は別とし
て機関負荷りがり、よりも高い機関高負荷運転時にのみ
機械式過給機15が作動せしめられ(Si域P)、機関
負荷りがLlよりも低い部分負荷運転時には機械式過給
機15の作動が停止せしめられてバイパス弁17が開弁
せしめられる。
(B) If the vehicle is operated at a low altitude after warm-up has been completed.In this case, apart from when the engine is restarted after warm-up has been completed, the mechanical The supercharger 15 is operated (Si region P), and during partial load operation where the engine load is lower than Ll, the operation of the mechanical supercharger 15 is stopped and the bypass valve 17 is opened.

従って部分負荷運転時には吸入空気が昇圧されることな
くバイパス通路16を介してサージタンク13内に供給
される。本発明では圧縮比が16から18程度に設定さ
れているがこの場合に過給しなくとも暖機完了後であれ
ば燃焼室5内の圧縮空気温を燃料の着火温度以上に上界
せしめることができ、斯くして安定した燃焼を確保する
ことができる。また、このように圧縮比を16から18
程度に設定することにより圧縮仕事を軽減することがで
きるのでそれだけ燃料消費率を低減することができ、更
に機械式過給機15を駆動するための駆動損失がなくな
るために燃料消費率が更に低減する。即ち、圧縮比を従
来に比べて小さくシ1、しかも機械式過給機15の作動
を停止せしめることによって部分負荷運転時に燃料消費
率を最小限にすることができる。また、機関によっては
アイドリング運転時、極低負荷高運転時或いは燃料を供
給しながら坂道を降りているときには機関温度が低下し
て圧縮空気温が十分に上昇せず、その結果失火が生じた
り、白煙が発生ずる場合がある。このような機関におい
ては第4図(B)の破線で示す領域Tにおいても機械式
過給機15を作動せしめることが望ましい。
Therefore, during partial load operation, the intake air is supplied into the surge tank 13 via the bypass passage 16 without being pressurized. In the present invention, the compression ratio is set to about 16 to 18, but in this case, even without supercharging, the compressed air temperature in the combustion chamber 5 can be raised above the ignition temperature of the fuel after warm-up is completed. In this way, stable combustion can be ensured. Also, in this way the compression ratio is increased from 16 to 18.
By setting it to a certain degree, the compression work can be reduced, so the fuel consumption rate can be reduced accordingly, and furthermore, since there is no driving loss for driving the mechanical supercharger 15, the fuel consumption rate can be further reduced. do. That is, the fuel consumption rate can be minimized during partial load operation by lowering the compression ratio compared to the prior art and by stopping the operation of the mechanical supercharger 15. Also, depending on the engine, when the engine is idling, operating at extremely low load, or going down a slope while supplying fuel, the engine temperature may drop and the compressed air temperature may not rise sufficiently, resulting in a misfire. White smoke may occur. In such an engine, it is desirable to operate the mechanical supercharger 15 even in the region T shown by the broken line in FIG. 4(B).

(C)  暖機完了前であって車両が高地で運転された
場合 車両が高地で運転された場合には空気の密度が低下する
ために圧縮空気温は低地に比べて低くなり、従って圧縮
空気温が燃料の着火温度以上にならない運転領域が広が
る。従って暖機完了前には機関始動時はもとより、機関
低中速の部分負荷運転時においても機械式過給機15が
作動せしめられる。なお、機関によっては第2図(C)
の破線Uで示す領域でも機械式過給機15を作動せしめ
る必要がある場合があり、この場合にはあらゆる運転状
態において機械式過給a15が作動せしめられる。
(C) If the vehicle is operated at a high altitude before warm-up is completed When the vehicle is operated at a high altitude, the compressed air temperature is lower than that at a low altitude because the density of the air decreases. The operating range in which the temperature does not exceed the ignition temperature of the fuel is expanded. Therefore, before warm-up is completed, the mechanical supercharger 15 is operated not only when the engine is started, but also during partial load operation at low to medium speeds. In addition, depending on the institution, Figure 2 (C)
There are cases where it is necessary to operate the mechanical supercharger 15 even in the region indicated by the broken line U, and in this case, the mechanical supercharger a15 is operated in all operating conditions.

(D)  暖機完了後であって車両が高地で運転された
場合 この場合には機関負荷りが一定負荷L2以」二のときに
機械式過給[15が作動せめしられ(領域P)、低速低
負荷、低速中負荷、中速低負荷運転時にも機械式過給機
15が作動せしめられる。過給が開始される負荷L2は
低地における場合の負荷り、よりも低く、領域Qは第4
図(B)の領域′Fよりも広い。なお、機関によっては
第4図(D)において破線■で示す領域でも機械式過給
機15を作動せしめる必要がある場合もあり、この場合
には全領域において機械式過給機15が作動せしめられ
る。第2図の(A)から(D)に夫々示される機械式過
給機15の作動領域、作動停止領域およびバイパス弁1
7の開弁領域、閉弁領域は120M 32の所定の番地
にマツプの形で予め記憶されている。
(D) When the vehicle is operated at a high altitude after warm-up is completed. In this case, mechanical supercharging [15] is activated when the engine load is equal to or higher than the constant load L2 (area P). The mechanical supercharger 15 is also operated during low speed and low load, low speed and medium load, and medium speed and low load operations. The load L2 at which supercharging is started is lower than the load in the lowland area, and the area Q is the fourth
It is wider than the region 'F in FIG. Note that depending on the engine, it may be necessary to operate the mechanical supercharger 15 even in the area indicated by the broken line ■ in FIG. It will be done. The operating region, the operating stop region, and the bypass valve 1 of the mechanical supercharger 15 shown in FIG. 2 (A) to (D), respectively.
The valve opening area and valve closing area of No. 7 are stored in advance in the form of a map at a predetermined address of 120M32.

第3図は第2図に示した機械式過給機15およびバイパ
ス弁17の制御を行なうためのフローヂャートを示す。
FIG. 3 shows a flowchart for controlling the mechanical supercharger 15 and bypass valve 17 shown in FIG.

第3図を参照するとまず始めにステップ50においてス
タータスイッチ29がオンであるか否か、即ちスタータ
モータが作動せしめられているか否かが判別される。ス
タータスイッチ29がオンの場合にはステップ51に進
んで電磁クラッチ24を結合状態とすることにより機械
式過給機15を作動せしめ、同時にバイパス弁17を閉
弁せしめる。次いでステップ52では機関冷却水温に基
いてスタータスイッチ29がオフにされたときからの経
過時間T0が設定される。
Referring to FIG. 3, first, in step 50, it is determined whether the starter switch 29 is on, that is, whether the starter motor is operated. If the starter switch 29 is on, the process proceeds to step 51, where the electromagnetic clutch 24 is engaged to operate the mechanical supercharger 15, and at the same time, the bypass valve 17 is closed. Next, in step 52, the elapsed time T0 from when the starter switch 29 was turned off is set based on the engine cooling water temperature.

この経過時間T0は第4図に示すように機関冷却水’/
HKが上昇するにつれて低下する。第4図に示す関係は
予めROM 32内に記憶されており、ステップ52で
はこの記憶された関係から経過時間T0が求められる。
As shown in Fig. 4, this elapsed time T0 corresponds to the engine cooling water'/
It decreases as HK increases. The relationship shown in FIG. 4 is previously stored in the ROM 32, and in step 52 the elapsed time T0 is determined from this stored relationship.

スタータスイッチ29がオンからオフに切換ねるとステ
ップ50からステップ53に進み、経過時間TがT0以
上になったか否かが判別される。’r<’roの場合に
は処理サイクルを完了する。従って機開始動後暫らくの
間は機械式過給機15が作動せしめられ、この作動時間
は機関冷却水温Kが低いほど長くなる。機関冷却水温K
が低いほど失火および白煙が生じやすく、従って機関冷
却水温Kが低くなるにつれて機械式過給機15の作動時
間を長くすることにより機関始動直後における失火およ
び白煙の発生を防止することができる。
When the starter switch 29 is switched from on to off, the process proceeds from step 50 to step 53, where it is determined whether or not the elapsed time T has become T0 or more. If 'r<'ro, the processing cycle is completed. Therefore, the mechanical supercharger 15 is operated for a while after the engine is started, and this operating time becomes longer as the engine cooling water temperature K becomes lower. Engine cooling water temperature K
The lower the engine cooling water temperature K, the more likely misfires and white smoke will occur. Therefore, by increasing the operating time of the mechanical supercharger 15 as the engine cooling water temperature K becomes lower, it is possible to prevent misfires and white smoke from occurring immediately after the engine starts. .

ステップ53においてT > T oであるは判断され
た場合にはステップ54に進み、機関冷却水温Kが一定
値K。よりも高いか否か、即ち暖機が完了したか否かが
判別される。K<KOの場合にはスソテプ55に進んで
大気圧Pが一定値P0よりも高いか否か、即ち車両が低
地で運転されているか否かが判別される。P>PGの場
合にはステップ56に進んで第2図(A)に示すマツプ
に従って機械式過給機15およびバイパス弁17の制御
が行なわれる。P<POの場合、即ち車両が高地で運転
されている場合にはステップ57に進んで第2図(C)
に示すマツプに従って機械式過給機15およびバイパス
弁17の制御が行なわれる。一方、K>Ko、即ち暖機
完了後にはスソテブ58に進んで大気圧Pが一定値P。
If it is determined in step 53 that T > To, the process proceeds to step 54, where the engine cooling water temperature K is kept at a constant value K. It is determined whether or not the temperature is higher than , that is, whether or not warm-up has been completed. If K<KO, the process proceeds to step 55 where it is determined whether the atmospheric pressure P is higher than a constant value P0, that is, whether the vehicle is being driven in a lowland. If P>PG, the routine proceeds to step 56, where the mechanical supercharger 15 and bypass valve 17 are controlled according to the map shown in FIG. 2(A). If P<PO, that is, if the vehicle is being driven at a high altitude, proceed to step 57 and proceed to step 57 as shown in FIG. 2(C).
The mechanical supercharger 15 and bypass valve 17 are controlled according to the map shown in FIG. On the other hand, when K>Ko, that is, after the warm-up is completed, the process proceeds to the suttebu 58 where the atmospheric pressure P is kept at a constant value P.

よりも高いか否かが判別される。P>Poの場合にはス
テップ59に進んで第2図(B)に示すマツプに従って
機械式過給機15およびバイパス弁17の制御が行なわ
れる。
It is determined whether or not it is higher than . If P>Po, the routine proceeds to step 59, where the mechanical supercharger 15 and bypass valve 17 are controlled according to the map shown in FIG. 2(B).

P<POの場合にはステップ60に進んで第2図(D)
に示すマツプに従って機械式過給[15およびバイパス
弁17の制御が行なわれる。
If P<PO, proceed to step 60 and proceed to Fig. 2 (D).
The mechanical supercharging [15] and the bypass valve 17 are controlled according to the map shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

機関始動時に機械式過給機を作動せしめて過給すること
により機関の圧縮比を低くしても機関を始動せしめるこ
とができる。従って圧縮比を低くすることができるので
燃料消費率を低減することができる。一方、機関始動時
以外の所定の運転領域、例えば暖機完了後の部分負荷運
転時には機械式過給機の作動が停止せしめられる。この
ときには圧縮比が低く設定されていることから燃料消費
率が低下せしめられ、更に機械式過給機の作動のための
駆動損失がなくなるために更に燃料消費率が低下せしめ
られ、斯くして燃料消費率を最少限にすることができる
By activating the mechanical supercharger to supercharge the engine when starting the engine, the engine can be started even if the compression ratio of the engine is lowered. Therefore, since the compression ratio can be lowered, the fuel consumption rate can be reduced. On the other hand, the operation of the mechanical supercharger is stopped in a predetermined operating range other than when the engine is started, for example, during partial load operation after completion of warm-up. At this time, since the compression ratio is set low, the fuel consumption rate is reduced, and furthermore, the drive loss for operating the mechanical supercharger is eliminated, which further reduces the fuel consumption rate. Consumption rate can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はディーゼル機関の全体図、第2図は機械式過給
機の作動領域、バイパス弁の開閉頭載を示す線図、第3
図は過給制御を行なうためのフローチャーi・、第4図
は経過時間T0と冷却水温の関係を示す線図、第5図は
燃料消費率および機関出力を示す線図である。 12・・・吸気枝管、   14・・・吸気ダクト、1
5・・・機械式過給機、16・・・バイパス通路、17
・・・バイパス弁、 27・・・負荷センサ、28・・
・大気圧センサ、29・・・スタータスインチ。 (A)           (B) (C)             (D)第2図
Figure 1 is an overall diagram of the diesel engine, Figure 2 is a diagram showing the operating area of the mechanical supercharger, and the opening and closing of the bypass valve.
The figure is a flowchart i for performing supercharging control, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between elapsed time T0 and cooling water temperature, and FIG. 5 is a diagram showing fuel consumption rate and engine output. 12...Intake branch pipe, 14...Intake duct, 1
5... Mechanical supercharger, 16... Bypass passage, 17
...Bypass valve, 27...Load sensor, 28...
・Atmospheric pressure sensor, 29...Start inch. (A) (B) (C) (D) Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ディーゼル機関の吸気通路内に機械式過給機を配置し、
該機械式過給機を連結遮断装置を介して機関の出力軸に
連結し、該機械式過給機上流の吸気通路からバイパス通
路を分岐して該バイパス通路を機械式過給機下流の吸気
通路に連結すると共に該バイパス通路内にバイパス弁を
配置し、機関始動時に機械式過給機を機関出力軸に連結
すると共にバイパス弁を閉弁し、機関始動時以外の予め
定められた運転領域では機械式過給機と機関出力軸の連
結を遮断すると共にバイパス弁を開弁するようにしたデ
ィーゼル機関の過給制御装置。
A mechanical supercharger is placed inside the intake passage of a diesel engine,
The mechanical supercharger is connected to the output shaft of the engine via a connection/disconnection device, and a bypass passage is branched from the intake passage upstream of the mechanical supercharger, and the bypass passage is connected to the intake passage downstream of the mechanical supercharger. A bypass valve is connected to the passage and placed in the bypass passage, and when the engine is started, the mechanical supercharger is connected to the engine output shaft and the bypass valve is closed, so that a predetermined operating range other than when the engine is started is provided. This is a diesel engine supercharging control system that disconnects the mechanical supercharger from the engine output shaft and opens a bypass valve.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0275726A (en) * 1988-09-12 1990-03-15 Nissan Motor Co Ltd Diesel engine with supercharger
JPH02215928A (en) * 1989-02-14 1990-08-28 Hino Motors Ltd Method of controlling engine with supercharger

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