[发明专利]内燃机、搭载该内燃机的车辆及该内燃机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及进行与对车辆加载的载荷的增减相匹配的增压的内燃机、搭载该内燃机的车辆及该内燃机的控制方法。

背景技术

近年来，从物流的国际化或者大量输送的观点出发，海上输送被频繁进行，且输送海上集装箱的半挂车(牵引车辆)的运行被频繁进行。此外，通过不仅利用船舶还利用铁路等公共大量输送网来进行集装箱输送，由此在陆上输送中，通过限定地进行利用挂车的输送，还能够抑制成为地球温暖化的原因的CO₂的排出。

因此，利用半挂车的集装箱输送，可以考虑到从相对于船舶的卸载到集装箱堆放场的集装箱的移动、从集装箱堆放场到铁路集装箱基地的输送、从集装箱堆放场到货主的集装箱的输送。

此处，参照图8对以往的半挂车进行说明。半挂车1X由装载有集装箱4等的挂车3以及牵引挂车3的牵引车2X构成，该牵引车2X为如下车辆：为了对装载有集装箱4等的挂车3进行牵引，而搭载有包括大排气量的发动机主体11X在内的发动机10X、以及包括大型的多级变速器21X在内的动力传动系20X。为了提高该半挂车1X的燃料消耗率，近年来，对于发动机10X、动力传动系20X发展尺寸减小、速度降低化。

利用半挂车1X对海上集装箱4进行的输送，通过进行与其他大量输送手段相协作的输送，能够将输送所花费的能量消耗抑制得较低。但是，由于挂车3的构造，能够装载的货物形状被限定为被标准化的海上集装箱4或者以此为基准的货物，因此在向搬送目的地输送了货物之后，在搬送目的地存在同样的集装箱4或者装载有集装箱4的挂车3的情况下，对它们进行牵引而返回到集装箱堆放场或者港湾设施。但是，除此之外，会成为对未装载集装箱4的状态的挂车3进行牵引而返回、或者使挂车3分离而仅通过牵引车2X进行行驶的某一个状态。

以往，牵引挂车3的牵引车2X以对装载有集装箱4等的挂车3进行牵引为目的，因此在牵引车2X中搭载有大排气量且输出较高的发动机10X以及大型的多级变速器21X。但是，如上述那样，在仅牵引车2X行驶、或者在对未装载集装箱4的状态的挂车3进行牵引的状态下的运行中，与搭载有集装箱4的状态相比，需要的发动机输出明显不同，在输出较低的状态下使用发动机10X。因此，不需要大型高输出的发动机10X、设置在大型的多级变速器21X中的在装载有集装箱4的状态下的起步时所需要的档位。

即，在装载有集装箱4时的运行中，需要大排气量、高输出高扭矩的发动机10X和多级变速器21X，在仅为牵引车2X的运行或者未装载集装箱4的状态下的运行中，能够通过小排气量发动机和小型多级变速器(另外，此处所说的小型多级变速器是指废除在挂车上装载有集装箱的状态下的起步时、过渡时(例如从低速开始加速时等)所使用的档位，变速数量更少的变速器)来运行。

与上述情况相关联，存在如下装置：根据由载荷传感开关检测到的装载时和空车时，来选择增压特性的控制模式，在空车时按照将喷射量减少大约20％程度的增压特性模式来进行指示喷射量的控制(例如，参照专利文献1)。

此外，还存在如下装置：通过使用基于对小排气量的发动机组合了高压级涡轮增压器和低压级涡轮增压器的两级的涡轮系统、VGS(可变翼涡轮机构)等的组合的小排气量且高增压发动机，在发动机的工作区域整体实现高扭矩，实现燃料消耗率以及输出的提高。

但是，在上述增压中，由于利用废气能量，所以在从废气能量较少的怠速开始起步时的增压、从稳定运转状态向过渡时的急剧转变的增压等中，产生涡轮增压器的增压响应延迟即涡轮滞后，由此产生在起步时以及过渡时产生扭矩不足等、产生烟等的问题。这些问题在装载量的变化激烈的半挂车中尤为显著。

此处，作为改善起步扭矩、改善过渡增压特性的方法，可以考虑从发动机曲轴取出旋转运动来进行增压的机械增压器(机械式增压装置；以下称作S/C)的利用。但是，在通过S/C的增压中，发动机运转速度尤其在高速侧有时会由于S/C的驱动损失而伴随燃料消耗率恶化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-122007号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种内燃机、搭载该内燃机的车辆及该内燃机的控制方法，在牵引载荷或者装载载荷较重时，进行基于机械增压器和涡轮增压器的两级的复合增压，此外，在牵引载荷或者装载载荷较轻时，仅进行涡轮增压器的单一增压，由此能够弥补重载荷时的扭矩不足，且提高轻载荷时的燃料消耗率，能够实现尺寸减小、速度降低。

用于解决课题的手段