(57)【要約】【課題】筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化を図ることがきると共に白煙の発生を防止できる内燃機関の白煙防止システムを提供する。【解決手段】低圧縮比化されたディーゼルエンジン１の白煙防止システムであって、前記ディーゼルエンジン１に電動ターボチャージャ６を搭載し、白煙が出やすいエンジン環境下で前記電動ターボチャージャ６を作動させて、過給圧で筒内圧力を上昇させることにより白煙の発生を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧縮比化されたディーゼルエンジンの白煙防止システムであって、前記ディーゼルエンジンに電動ターボチャージャを搭載し、白煙が出やすいエンジン環境下で前記電動ターボチャージャを作動させて、過給圧で筒内圧力を上昇させることにより白煙の発生を防止することを特徴とするディーゼルエンジンの白煙防止システム。
【請求項２】
前記白煙が出やすいエンジン環境下であることを、エンジン回転数、燃料噴射量、過給圧、吸入空気量、冷却水温、外気温、潤滑油温及び燃料噴射タイミングの少なくとも複数の組み合わせにより推定し、そのエンジンの状態から必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給圧とし、前記電動ターボチャージャを作動させて筒内圧力が前記設定過給圧になるように制御する請求項１記載のディーゼルエンジンの白煙防止システム。
【請求項３】
少なくともエンジン回転数、冷却水温、外気温及び白煙防止に必要な過給圧の関係をマップとして記憶した記憶部と、前記エンジン回転数を検出する回転数センサと、前記冷却水温を検出する冷却水温センサと、前記外気温を検出する外気温センサと、過給圧を検出する過給圧センサと、電動ターボチャージャを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記マップから必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給とし、該設定過給圧になるように前記電動ターボチャージャを作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のディーゼルエンジンの白煙防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの白煙防止システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるディーゼルエンジンにおいては、低燃費化及び軽量化を図るために、ダウンサイジング化が図られている。一方、ダウンサイジング化に伴う出力の低下を補うべく馬力を上げる必要性から筒内圧力を上げると、耐久性の低下を来す問題があることから、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化も図られている。
【０００３】
しかしながら、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化は、シリンダ、ピストン、燃焼室で構成される内燃室の圧縮比を低くすることから、圧縮端温度が低下し、白煙が発生しやすくなるという問題がある。そのため、前記白煙の発生を防止するために、前記圧縮比を高めに設定しているのが現状である。
【０００４】
例えばディーゼルエンジンの圧縮比可変システム（特許文献１参照）にあっては、６気筒エンジンの、＃１，２，３気筒には燃焼室の容積の小さい高圧縮比のピストンを組み込み、＃４，５，６気筒には燃焼室の容積の大きい低圧縮比のピストンを組み込み、燃料噴射ポンプのプランジャリードを、＃１，２，３気筒ではアイドリング時から燃料噴射するようにし、＃４，５，６気筒ではアイドリングを過ぎてから燃料噴射を開始し、全負荷時には＃１，２，３気筒よりも多量の燃料を噴射するようにし、これによりアイドリング時は高圧縮比ピストンのみの運転となり、白煙、無負荷時のエミッションの向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９６０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の技術（特許文献１を含む）においては、筒内の圧縮比を高くしているため、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化が図れないばかりか、筒内圧力に耐え得るように各部品の強度を高くする必要があり、製造コストの上昇を招いている。
【０００７】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化を図ることがきると共に低圧縮比化に起因する白煙の発生を防止することができるディーゼルエンジンの白煙防止システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、低圧縮比化されたディーゼルエンジンの白煙防止システムであって、前記ディーゼルエンジンに電動ターボチャージャを搭載し、白煙が出やすいエンジン環境下で前記電動ダーボチャージャを作動させて、過給圧で筒内圧力を上昇させることにより白煙の発生を防止することを特徴とする。
【０００９】
前記白煙が出やすいエンジン環境下であることを、エンジン回転数、燃料噴射量、過給圧、吸入空気量、冷却水温、外気温、潤滑油温及び燃料噴射タイミングの少なくとも複数の組み合わせにより推定し、そのエンジンの状態から必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給圧とし、前記電動ターボチャージャを作動させて筒内圧力が前記設定過給圧になるように制御することが好ましい。
【００１０】
少なくともエンジン回転数、冷却水温、外気温及び白煙防止に必要な過給圧の関係をマップとして記憶した記憶部と、前記エンジン回転数を検出する回転数センサと、前記冷却水温を検出する冷却水温センサと、前記外気温を検出する外気温センサと、過給圧を検出する過給圧センサと、電動ターボチャージャを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記マップから必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給とし、該設定過給圧になるように前記電動ターボチャージャを作動させるように構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化を図ることがきると共に白煙の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの白煙防止システムを概略的に示す図である。
【図２】白煙防止システムの作用を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１４】
図１において、１は車両（図示省略）に搭載されるディーゼルエンジンで、そのエンジン本体１ａの一側に吸気マニホールド２が、他側に排気マニホールド３がそれぞれ設けられている。前記吸気マニホールド２には吸気通路４が接続され、この吸気通路４の上流端には図示しないエアフィルタが接続されている。また、前記排気マニホールド３には排気通路５が接続され、この排気通路５の下流端側には図示しない後処理装置を介してマフラが接続されている。
【００１５】
前記ディーゼルエンジン１には吸気を加給するための電動ターボチャージャ（以下、電動ターボともいう）６が搭載されている。この電動ターボ６は、前記排気通路５に設けられ排気圧力により回転駆動されるタービン７と、吸気通路４に設けられ吸気を加圧するコンプレッサ８と、タービン７の動力をコンプレッサ８に伝達すべくこれらタービン７とコンプレッサ８を接続する回転軸９と、この回転軸９を回転駆動するモータ（電動機）１０とを備えている。
【００１６】
なお、前記モータ１０は、制動回生が可能なモータ発電機であってもよい。前記モータ１０はインバータ１１を介してバッテリ１２に接続されている。また、電動ターボ６のモータ１０は、後述のＥＣＭ１３によりインバータ１１を介して制御されるようになっている。
【００１７】
前記コンプレッサ８よりも下流の吸気通路４にはインタークーラ１４が設けられている。このインタークーラ１４よりも下流の吸気通路４とタービン７よりも上流の排気通路５とは排気を吸気側に還流してＮｏｘの低減を図るためのＥＧＲ通路１５で接続され、このＥＧＲ通路１５にはＥＧＲ弁１６及びＥＧＲクーラー１７が設けられている。
【００１８】
前記ディーゼルエンジン１は、ダウンサイジングされていると共に低圧縮比化されている。このディーゼルエンジン１には、低圧縮比化されているが故に発生し易い白煙を防止するための白煙防止システムが組み込まれたエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）１３が搭載されている。前記白煙防止システムは、白煙が出やすいエンジン環境下である例えば低温始動時又は長時間アイドリング時に前記電動ダーボ６を作動させて、過給圧で筒内圧力を上昇させることにより白煙の発生を防止するように構成されている。
【００１９】
具体的には、図２に示すように、白煙発生の有無を推定するために、白煙が出やすいエンジン環境下であるか否か、換言すれば低温始動時又は長時間アイドリング時にあるか否かを諸条件により推定し（Ｓ１）、次にエンジン状態から必要過給圧を推定し（Ｓ２）、この必要過給圧を設定過給圧とし、電動ターボ６を作動させて過給圧が設定過給圧になるようにする（Ｓ３）。
【００２０】
この場合、前記白煙が出やすいエンジン環境下であることは、エンジン回転数、燃料噴射量、過給圧、吸入空気量、冷却水温、外気温、潤滑油温及び燃料噴射タイミングの少なくとも複数の組み合わせにより推定することが可能である。
【００２１】
そこで、白煙防止システムでは、例えば少なくともエンジン回転数、冷却水温、外気温及び白煙防止に必要な過給圧の関係をマップとして記憶した記憶部１８と、前記エンジン回転数を検出する回転数センサ１９と、前記冷却水温を検出する冷却水温センサ２０と、前記外気温を検出する外気温センサ２１と、過給圧を検出する過給圧センサ２２と、電動ターボ６を制御する制御部２３とを備え、前記制御部２３は、前記マップから必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給圧とし、該設定過給圧になるように電動ターボ６を作動させるように構成されている。
【００２２】
前記過給圧センサ２０は、例えばマニホールドプッレシャセンサ（ＭＡＰ）からなっている。前記記憶部１８及び制御部２３は、ＥＣＭ１３に組み込まれている。
【００２３】
以上の構成からなるディーゼルエンジン１の白煙防止システムによれば、低圧縮比化されたディーゼルエンジン１の白煙防止システムであって、前記ディーゼルエンジン１に電動ダーボ６を搭載し、白煙が出やすいエンジン環境下で前記電動ターボ６を作動させて、過給圧で筒内圧力を上昇させることにより白煙の発生を防止するため、筒内圧力の上昇を抑制するための低圧縮比化を図ることがきると共に白煙の発生を防止することができる。
【００２４】
この場合、前記白煙が出やすいエンジン環境下であることを、エンジン回転数、燃料噴射量、過給圧、吸入空気量、冷却水温、外気温、潤滑油温及び燃料噴射タイミングの少なくとも複数の組み合わせにより推定し、そのエンジンの状態から必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給圧とし、前記電動ターボ６を作動させて過給圧が前記設定過給圧になるように制御するため、白煙の発生を容易に防止することができる。
【００２５】
更に、少なくともエンジン回転数、冷却水温、外気温及び白煙防止に必要な過給圧の関係をマップとして記憶した記憶部１８と、前記エンジン回転数を検出する回転数センサ１９と、前記冷却水温を検出する冷却水温センサ２０と、前記外気温を検出する外気温センサ２１と、過給圧を検出する過給圧センサ２２と、電動ターボ６を制御する制御部２３とを備え、前記制御部２３は、前記マップから必要過給圧を推定し、該必要過給圧を設定過給圧とし、該設定過給圧になるように電動ターボ６を作動させるように構成されているので、白煙の発生を容易に且つ確実に防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ディーゼルエンジン
６  電動ターボチャージャ
１８  記憶部
１９  回転センサ
２０  冷却水温センサ
２１  外気温センサ
２２  過給圧センサ
２３  制御部
【図１】
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【図２】
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