JP2001041107A - Egr device - Google Patents

Egr device

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JP2001041107A
JP2001041107A JP11209443A JP20944399A JP2001041107A JP 2001041107 A JP2001041107 A JP 2001041107A JP 11209443 A JP11209443 A JP 11209443A JP 20944399 A JP20944399 A JP 20944399A JP 2001041107 A JP2001041107 A JP 2001041107A
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JP
Japan
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egr
engine
passage
intake
gas
Prior art date
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JP11209443A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Ishii
義範 石井
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the exhaust gas performance by changing the position of an EGR gas return port in an air intake passage so that variations in the EGR rate become smaller in response to the rotating speed of an engine, and by reducing dispersion in the EGR rate between respective cylinders not only in the specified operating range of the engine, but in the full operating range of the engine. SOLUTION: In an EGR device 1 in which the EGR gas Ge branched out from an exhaust passage 11 of an engine is returned to an intake passage 15 through an EGR passage 12 for recirculation, the distances between the conflueense parts 13a, 13b, 13c for supplying the EGR gas Ge to an intake air A of the intake passage 15, and cylinders 18a, 18b, 18c, 18d of the engine E are formed so that the distances can be changed in accordance with the detected values Ne indicating the operating conditions of the engine E.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等のエンジンにおいて、排気ガス中のNOxの排出量
を低減するために、排気ガスの一部を吸気に還流するE
GR装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine, such as a diesel engine, which recirculates part of exhaust gas to intake air in order to reduce the amount of NOx emitted from the exhaust gas.
It relates to a GR device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンなどの排気ガス対策
において、排気ガス中のNOxの排出量を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気に還流することによって、燃
焼温度を低く抑えて、NOxの生成を抑制するEGR
(排気再循環)が有効であることが知られ、広く実用化
されている。
2. Description of the Related Art In exhaust gas countermeasures for diesel engines and the like, in order to reduce the amount of NOx emission in exhaust gas, a part of the exhaust gas is recirculated to intake air to suppress the combustion temperature and reduce NOx emission. EGR to suppress generation
(Exhaust gas recirculation) is known to be effective, and is widely used.

【0003】このEGR装置においては、エンジンの排
気通路から排気ガスを分流するEGR通路を吸気通路側
に接続して、EGR通路に設けたEGR弁でEGRガス
の流量を調整しながらEGRを行っている。
In this EGR device, an EGR passage for dividing exhaust gas from an exhaust passage of an engine is connected to an intake passage side, and EGR is performed while adjusting a flow rate of the EGR gas by an EGR valve provided in the EGR passage. I have.

【0004】従来技術のEGRシステムにおいては、図
6に示すように、吸気管11と排気管15とが、EGR弁19
を有する一本のEGR管12で連通されており、吸気管11
と排気管15の圧力差によって、排気ガスGの一部Geが
吸気管15に還流され、吸気Aと混合し、この混合気A+
Geが吸気マニホールド17を経由して、各気筒18a,18
b,18c,18dに供給されるように構成されている。
In a conventional EGR system, as shown in FIG. 6, an intake pipe 11 and an exhaust pipe 15 are connected to an EGR valve 19.
Are connected by one EGR pipe 12 having
A part of the exhaust gas G is recirculated to the intake pipe 15 due to the pressure difference between the exhaust gas 15 and the exhaust pipe 15 and mixes with the intake air A.
Ge flows through the intake manifold 17 to each of the cylinders 18a, 18a.
b, 18c and 18d.

【0005】しかしながら、吸気管11内と排気管15内は
エンジンEのピストン行程によって圧力変動があるた
め、流れが共に脈動状態にあり、吸気管11から各気筒18
a,18b,18c,18dに送られるEGRガスGeは吸気
Aと均一に混合した状態とならず、各気筒間のEGR率
のバラツキが生じる。
However, since the pressure inside the intake pipe 11 and the inside of the exhaust pipe 15 fluctuate due to the piston stroke of the engine E, both flows are pulsating.
The EGR gas Ge sent to a, 18b, 18c, and 18d does not uniformly mix with the intake air A, and the EGR rate varies among the cylinders.

【0006】このEGR率のバラツキがあると、EGR
率の大きい気筒においても、また、EGR率が小さい気
筒においても、最適なEGR率で燃焼が行われないの
で、出力が低下すると共に排ガス成分が悪化し、全体と
しての排ガス性能も悪化することになる。そのため、エ
ンジンの全運転領域で、各気筒間のEGR率のバラツキ
を改善することが非常に重要となり、さまざまな対策が
採られている。
When the EGR rate varies, the EGR
Even in a cylinder having a high rate or a cylinder having a low EGR rate, combustion is not performed at an optimum EGR rate, so that the output is reduced, the exhaust gas component is deteriorated, and the exhaust gas performance as a whole is also deteriorated. Become. Therefore, it is very important to improve the variation in the EGR rate between the cylinders in the entire operation range of the engine, and various measures have been taken.

【0007】この対策の一つとして、特開平9−151
80号公報では、EGR通路のEGR弁とEGRガス戻
り口(EGR通路と吸気通路との合流部)との間に通路
断面積を可変とするEGRガス可変絞り弁を設けて、E
GRガスを吸入空気と早期混合して均一分配を図るEG
R装置が提案され、更に、前記公報の図7と図8には、
各々がEGRガス可変絞り弁を有するEGRガス戻り口
を吸入空気の流れに沿って複数個配設した構成のEGR
装置も提案されている。
As one of the countermeasures, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-151
In Japanese Patent Publication No. 80, an EGR gas variable throttle valve is provided between an EGR valve in an EGR passage and an EGR gas return port (a junction between the EGR passage and the intake passage) to vary a passage cross-sectional area.
EG that mixes GR gas early with intake air for uniform distribution
An R device has been proposed, and FIGS.
An EGR having a configuration in which a plurality of EGR gas return ports each having an EGR gas variable throttle valve are arranged along the flow of intake air.
Devices have also been proposed.

【0008】この複数個のEGRガス戻り口を有するE
GR装置では、EGRガス可変絞り弁の絞り量を個別に
制御して、それぞれのEGRガス戻り口から還流するE
GRガスの流出速度を制御して流入速度に差を作り、吸
入空気流に浸透する深さをそれぞれ変化させ、EGRガ
スの流れの各流線がほぼ重なることなく吸入空気に混合
して流すように構成されている。
The E having a plurality of EGR gas return ports
In the GR device, the throttle amount of the EGR gas variable throttle valve is individually controlled so that E is returned from each EGR gas return port.
The outflow speed of the GR gas is controlled to make a difference in the inflow speed, and the depth of penetration into the intake air flow is changed so that each stream line of the EGR gas flow is mixed with the intake air without substantially overlapping. Is configured.

【0009】この構成により、吸気管内におけるEGR
ガスの吸気との早期混合を図り、吸気管の流路断面内に
おけるEGRガスの吸入空気に対する分布を均一化させ
て、各気筒へのEGRガスの均一配分を図っている。
With this configuration, the EGR in the intake pipe
The gas is mixed early with the intake air, and the distribution of the EGR gas with respect to the intake air in the cross section of the intake pipe is made uniform, so that the EGR gas is uniformly distributed to each cylinder.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが行った、エンジンの吸気マニホールド内のEGR
ガスの分布に関するシミューレーション計算結果によれ
ば、吸気管の流路断面内のEGRガスの不均等さと気筒
間のEGR率のバラツキとの相関は少なく、EGRガス
戻り口と吸気ポートとの間の距離が重要であるとの知見
が得られた。
However, the EGR in the intake manifold of the engine performed by the present inventors was carried out.
According to the simulation calculation result regarding the gas distribution, the correlation between the non-uniformity of the EGR gas in the cross section of the intake pipe and the variation of the EGR rate between the cylinders is small, and the correlation between the EGR gas return port and the intake port is small. Was found to be important.

【0011】即ち、一脈動間に吸気マニホールドに供給
されたEGRガスはすべて気筒に吸気される訳ではな
く、気筒に吸い残された残存EGRガスが存在し、この
残存EGRガスは、次に吸気する気筒に、次の脈動で供
給されるEGRガスと共に吸気されるが、この残存EG
Rガスの位置と、次に吸気する気筒との位置関係によっ
て、残存EGRガスが吸い込まれ易い場合と吸い込まれ
難い場合とが発生する。
That is, not all of the EGR gas supplied to the intake manifold during one pulsation is taken into the cylinder, but there is residual EGR gas remaining in the cylinder. The remaining EG is sucked into the cylinder with the EGR gas supplied in the next pulsation.
Depending on the positional relationship between the position of the R gas and the cylinder to be sucked next, there are cases where the remaining EGR gas is easily sucked and cases where it is hard to be sucked.

【0012】例えば、3気筒エンジンの場合を例にとる
と、NO.3の気筒ではNO.2の気筒の残存EGRガ
スを吸い込み易いが、NO.1の気筒はNO.3の気筒
との間の距離が大きいため、NO.3の気筒が吸い残し
た残存ガスを吸い込み難いのである。
For example, in the case of a three-cylinder engine, NO. No. 3 cylinder is NO. Although the remaining EGR gas in the cylinder No. 2 is easily sucked, the NO. No. 1 cylinder is NO. Since the distance from the cylinder No. 3 is large, NO. It is difficult to inhale the residual gas left by the third cylinder.

【0013】つまり、残存ガスの量の多少、及び残存ガ
スの吸い込みの難易、即ち、時間的なEGRガス濃度の
変化と各気筒へEGRガスが到達するタイミングの方
が、吸気管内の流路断面内のEGRガスの不均等分布よ
りも、気筒間のEGR率のバラツキに与える影響が大き
い。
That is, the amount of the residual gas and the difficulty of sucking the residual gas, that is, the change in the EGR gas concentration with time and the timing at which the EGR gas reaches each cylinder are better determined by the cross-sectional flow path in the intake pipe. The influence on the variation in the EGR rate between cylinders is greater than the uneven distribution of the EGR gas in the cylinder.

【0014】そして、このEGRガスの流入タイミング
は、EGRガス戻り口と吸気ポートの距離が大きく影響
するので、EGR通路が吸気通路に合流するEGRガス
戻り口の位置に関しては、各気筒間のEGR率のバラツ
キを最小にする最適の位置が存在することになり、従来
技術では、エンジンのチューニング目標に応じた所定の
回転速度に合わせて最適化している。
Since the distance between the EGR gas return port and the intake port greatly influences the inflow timing of the EGR gas, the position of the EGR gas return port where the EGR passage merges with the intake passage is determined by the EGR gas between the cylinders. There is an optimum position for minimizing the variation in the rate, and in the related art, optimization is performed in accordance with a predetermined rotational speed according to an engine tuning target.

【0015】しかしながら、この気筒間のEGR率のバ
ラツキを最小にするEGRガス戻り口の最適位置は、エ
ンジンの回転速度(回転数)によって変化するという問
題があり、従来技術のEGR装置では、所定の回転速度
以外の領域では、各気筒間のEGR率のバラツキを小さ
くできず、エンジンの全運転領域に渡り、各気筒間のE
GR率のバラツキを改善することができないという問題
がある。
However, there is a problem that the optimum position of the EGR gas return port for minimizing the variation of the EGR rate between the cylinders varies depending on the rotation speed (rotation speed) of the engine. In a region other than the rotation speed of the engine, the variation of the EGR rate between the cylinders cannot be reduced, and the EGR ratio between the cylinders over the entire operation range of the engine is not obtained.
There is a problem that the variation in GR rate cannot be improved.

【0016】この最適位置の変化についてシミュレーシ
ョンした結果を示したのが図5であり、この図5は、あ
るエンジンにおけるEGRガス戻し口の位置とEGR率
バラツキの関係を示したもので、4000rpm,36
00rpmの回転速度では、△印及び▲印で示すよう
に、EGRガス戻し口の位置は、ベース位置から25c
m上流側の場合がEGR率のバラツキが最も小さく、3
200rpm,3000rpmの回転速度では、○印及
び●印で示すように15cm上流側の位置が最適である
ことが分かる。
FIG. 5 shows a simulation result of the change of the optimum position. FIG. 5 shows the relationship between the position of the EGR gas return port and the EGR rate variation in a certain engine. 36
At the rotation speed of 00 rpm, the position of the EGR gas return port is 25 c
m, the variation in the EGR rate is smallest when
At a rotation speed of 200 rpm and 3000 rpm, it is understood that the position 15 cm upstream is optimal as indicated by the marks ○ and ●.

【0017】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、エンジンの回転速度に応じ
て、吸気通路におけるEGRガス戻し口の位置を各気筒
間のEGR率のバラツキを小さくするように変更でき
て、特定のエンジンの運転領域だけでなく、エンジンの
全運転領域で各気筒間のEGR率のバラツキを減少して
排気ガス性能を改善できるEGR装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to change the position of an EGR gas return port in an intake passage in accordance with the rotational speed of an engine so that the EGR rate among cylinders varies. The present invention provides an EGR device which can be changed to reduce the EGR rate, thereby reducing the variation of the EGR rate between the cylinders in the entire operating region of the engine as well as the specific engine operating region and improving the exhaust gas performance. is there.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】1)以上のような目的を
達成するためのEGR装置は、エンジンの排気通路から
分岐したEGRガスをEGR通路を経由して吸気通路に
還流するEGR装置において、エンジンの運転状態を示
す検出値に従って、EGRガスを前記吸気通路の吸気に
供給する合流部とエンジンの気筒との距離を変更可能に
構成した装置である。 2)この装置は、エンジンの排気通路から分岐したEG
R本通路の下流側を複数のEGR分岐通路に分岐して、
該EGR分岐通路を吸気通路に上流側から下流側に沿っ
て順次接続すると共に、エンジンの運転状態に応じて前
記EGR分岐通路のいずれか一つだけを選択し、この選
択したEGR分岐通路経由でEGRガスを前記吸気通路
へ還流する制御手段を備えて構成される。 3)そして、更には、前記EGR通路に1個のEGR弁
を設けると共に、前記EGR分岐通路の各々に開閉弁を
設け、前記制御手段は、エンジンの回転速度に応じて前
記開閉弁のいずれか一つだけを開弁するように構成す
る。 4)また、前記制御手段は、連通状態にする前記EGR
分岐通路の選択制御において、エンジンの回転速度の高
い場合には、前記吸気通路の上流側の前記EGR分岐通
路を選択し、エンジンの回転速度が低くなるに従って、
前記吸気通路の下流側に接続する前記EGR分岐通路に
移行して行くように構成される。
Means for Solving the Problems 1) An EGR device for achieving the above object is an EGR device which recirculates EGR gas branched from an exhaust passage of an engine to an intake passage via an EGR passage. This is a device that is configured to be able to change the distance between a junction of the engine and a cylinder that supplies EGR gas to the intake air in the intake passage according to a detection value indicating an operating state of the engine. 2) This device uses an EG branched from an exhaust passage of an engine.
The downstream side of the R main passage is branched into a plurality of EGR branch passages,
The EGR branch passage is connected to the intake passage in order from the upstream side to the downstream side, and only one of the EGR branch passages is selected according to the operation state of the engine, and the selected EGR branch passage is connected to the intake passage via the selected EGR branch passage. It is provided with a control means for returning EGR gas to the intake passage. 3) Further, one EGR valve is provided in the EGR passage, and an opening / closing valve is provided in each of the EGR branch passages, and the control means is configured to select one of the opening / closing valves in accordance with a rotation speed of an engine. It is configured to open only one valve. 4) In addition, the control means is configured to set the EGR to a communication state.
In the branch passage selection control, when the rotation speed of the engine is high, the EGR branch passage upstream of the intake passage is selected, and as the rotation speed of the engine decreases,
It is configured to shift to the EGR branch passage connected to the downstream side of the intake passage.

【0019】つまり、本発明のEGR装置は、EGRガ
スが吸気通路に流入する流入口となる合流部であるEG
Rガス戻し口の選択及び切換をエンジンの運転状態を示
す検出値、例えば回転速度に従って行うことにより、E
GRガスを前記吸気通路の吸気に供給する合流部の位置
を変更して、即ち、EGRガスの吸気との合流部と吸気
マニホールド及び各気筒との間の距離をそのエンジンの
運転状態に対して最適な位置に変更して、各運転領域に
おける各気筒間のEGR率のバラツキを改善する装置で
ある。
That is, the EGR device according to the present invention is an EGR device which is a converging portion which serves as an inflow port where EGR gas flows into the intake passage.
By selecting and switching the R gas return port according to a detected value indicating the operating state of the engine, for example, the rotation speed,
The position of the junction where the GR gas is supplied to the intake of the intake passage is changed, that is, the distance between the junction with the intake of the EGR gas and the intake manifold and each cylinder is changed with respect to the operating state of the engine. This is a device that improves the EGR rate variation among the cylinders in each operation region by changing the position to an optimal position.

【0020】そして、より具体的には、EGRガス戻り
口を吸気通路の流れの方向に沿って複数個設けると共
に、それぞれ開閉弁又は流量調整弁を設けて、エンジン
の回転速度や負荷などのエンジンの運転状態を示す検出
値に従って、EGRガスを供給するEGRガス戻り口を
一つ選択して、このEGRガス戻り口からEGRガスを
吸気通路に還流する。
More specifically, a plurality of EGR gas return ports are provided along the flow direction of the intake passage, and an on-off valve or a flow control valve is provided for each of the EGR gas return ports so that the engine speed and load of the engine can be controlled. One of the EGR gas return ports for supplying the EGR gas is selected according to the detected value indicating the operating state of the EGR gas, and the EGR gas is returned to the intake passage from the EGR gas return port.

【0021】このEGRガス戻り口の個数は特に限定し
ないが、エンジンの運転領域と最適位置との関係とバル
ブ数などのEGR装置全体のバランスを考慮して合わせ
て適切な数設けることになる。
Although the number of the EGR gas return ports is not particularly limited, an appropriate number is provided in consideration of the relationship between the engine operating area and the optimum position and the balance of the entire EGR apparatus such as the number of valves.

【0022】そして、EGR分岐通路の内一つを選択す
るためには、各EGR分岐通路に開閉弁を設けて、その
一つのみ開弁する構成が単純で好ましい。また、各EG
R分岐通路に設けるバルブを流量調整弁で構成し、EG
R弁の流量調整機能を併用させることもできる。但し、
個の場合には流量調整弁がEGR分岐通路の数だけ必要
になる。
In order to select one of the EGR branch passages, it is simple and preferable to provide an on-off valve in each EGR branch passage and open only one of the EGR branch passages. In addition, each EG
The valve provided in the R branch passage is constituted by a flow control valve, and EG
The flow rate adjusting function of the R valve can be used together. However,
In this case, the number of flow control valves is equal to the number of EGR branch passages.

【0023】また、エンジンの回転速度の制御区分の
内、最高回転速度の区分領域では、吸気通路に関して最
上流側のEGR分岐通路を連通状態とし、最低回転速度
の区分領域では、吸気通路に関して最下流側のEGR分
岐通路を連通状態とし、その中間は、回転速度が高くな
れば、上流側へ、回転速度が低くなれば下流側へ移行す
るように構成される。
In the engine speed control section, the EGR branch passage on the most upstream side with respect to the intake passage is in the communicating state in the section of the highest rotational speed, and the EGR branch passage in the section of the lowest rotational speed is the highest in the section of the intake passage. The downstream EGR branch passage is in a communicating state, and the intermediate portion thereof is configured to shift to the upstream side when the rotation speed increases and to the downstream side when the rotation speed decreases.

【0024】なお、EGRガスを吸気通路の吸気に合流
させる位置を変更可能にする構成として、EGR分岐通
路を形成して、その内の一つを選択する構成を例示して
いるが、これに限定されるものでは無く、他の構成でも
よい。例えば、EGR通路と吸気管の接続部を吸気管の
流れの方向に移動可能に設けてもよい。
Incidentally, as a configuration that allows the position at which the EGR gas joins with the intake air in the intake passage to be changed, a configuration in which an EGR branch passage is formed and one of the EGR branch passages is selected is exemplified. The configuration is not limited, and another configuration may be used. For example, the connection between the EGR passage and the intake pipe may be provided so as to be movable in the flow direction of the intake pipe.

【0025】以上の構成により、EGRガス戻し口と各
気筒との間の距離が最適化され、エンジンの運転領域全
域に関して各気筒間のEGR率のバラツキが減少し、排
ガス特性が改善される。
With the above configuration, the distance between the EGR gas return port and each cylinder is optimized, the variation in the EGR rate between the cylinders over the entire operating region of the engine is reduced, and the exhaust gas characteristics are improved.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照しなが
ら、本発明のEGR装置について説明する。 〔第1の実施の形態〕図1に示すように、第1の実施の
形態のEGR装置1は、エンジンEの排気管(排気通
路)11から分岐したEGR本管(EGR本通路)12を複
数個(図面では3個)のEGR分岐管(EGR分岐通
路)12a,12b,12cに分岐し、吸気管(吸気通路)15
にそれぞれEGRガス戻し口13a,13b,13cで合流す
るように形成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an EGR device according to the present invention will be described with reference to FIGS. [First Embodiment] As shown in FIG. 1, an EGR device 1 according to a first embodiment includes an EGR main pipe (EGR main passage) 12 branched from an exhaust pipe (exhaust passage) 11 of an engine E. It branches into a plurality (three in the drawing) of EGR branch pipes (EGR branch passages) 12a, 12b, and 12c, and an intake pipe (intake passage) 15
At the EGR gas return ports 13a, 13b, 13c.

【0027】このEGRガス戻し口13a,13b,13c
は、それぞれ、エンジンEの回転速度Neが高回転域、
中回転域、低回転域にある場合に、各気筒18a,18b,
18c,18d間のEGR率のバラツキが最小になるよう
に、予め実験や、図5に示すようなシミューレーション
計算等により定められた位置に配置される。
The EGR gas return ports 13a, 13b, 13c
Indicates that the rotation speed Ne of the engine E is in a high rotation range,
When the engine is in the middle rotation range and the low rotation range, each cylinder 18a, 18b,
In order to minimize the variation in the EGR rate between 18c and 18d, they are arranged at positions determined in advance by experiments, simulation calculations as shown in FIG. 5, and the like.

【0028】図5は、ERG戻し口の位置を吸気管15の
上流側にシフトするシフト量の変化に対するEGR率の
バラツキを標準偏差で示しており、この図5に示したエ
ンジンでは、3000rpmと3200rpmでは15
cm、3600rpmと4000rpmでは25cmの
シフト量で最もバラツキが小さくなることが分かる。
FIG. 5 shows, as a standard deviation, a variation in the EGR rate with respect to a change in the shift amount for shifting the position of the ERG return port to the upstream side of the intake pipe 15. In the engine shown in FIG. 15 at 3200 rpm
cm, 3600 rpm and 4000 rpm, the variation becomes the smallest with a shift amount of 25 cm.

【0029】即ち、図5のエンジンの場合には、回転速
度Neが高くなるほど、上流側でEGRガスを吸気Aに
合流させるのが良いことになる。
That is, in the case of the engine shown in FIG. 5, the higher the rotation speed Ne, the better the EGR gas is merged with the intake air A on the upstream side.

【0030】また、EGR本管12には、EGR弁19を配
設し、各EGR分岐管12a,12b,12cには、それぞれ
開閉弁14a,14b,14cを配設する。
The EGR main pipe 12 is provided with an EGR valve 19, and the EGR branch pipes 12a, 12b, 12c are provided with on-off valves 14a, 14b, 14c, respectively.

【0031】更に、エンジンEの運転状態を表す回転速
度Neや負荷Accを検出し、この検出値に基づいて予
め設定されている制御プログラムに従って、EGR弁19
の流量制御と開閉弁14a,14b,14cの開閉制御を行う
制御手段16aを、エンジン全体を運転制御するコントロ
ーラ16の一部に備える。
Further, a rotational speed Ne and a load Acc representing the operating state of the engine E are detected, and the EGR valve 19 is operated in accordance with a control program set in advance based on the detected values.
The control means 16a for controlling the flow rate of the engine and controlling the opening and closing of the on-off valves 14a, 14b, 14c is provided in a part of the controller 16 for controlling the operation of the entire engine.

【0032】そして、この制御手段16aは、エンジンE
の回転速度Neが高回転域にある場合には、この高回転
域で各気筒18a,18b,18c,18d間のEGR率のバラ
ツキを減少する最適な位置となるように、吸気通路15に
配置された分岐通路(例えば12a)に設けた開閉弁(例
えば14a)を開弁し、他の開閉弁14b,14cを閉弁する
ように構成される。
The control means 16a controls the engine E
Is located in the intake passage 15 such that the EGR rate among the cylinders 18a, 18b, 18c, and 18d is reduced to an optimum position in the high rotation range when the rotation speed Ne is in the high rotation range. The on-off valve (for example, 14a) provided in the branched path (for example, 12a) is opened, and the other on-off valves 14b, 14c are closed.

【0033】また、この制御手段16aは、エンジンEの
回転速度Neが中回転域にある場合には、この中回転域
で最適な位置となるように、吸気通路15に配置された分
岐通路(例えば12b)に設けた開閉弁(例えば14b)を
開弁し、他の開閉弁14a,14cを閉弁し、更に、低回転
域にある場合には、この低回転域で最適な位置となるよ
うに、吸気通路15に配置された分岐通路(例えば12c)
に設けた開閉弁(例えば14c)を開弁し、他の開閉弁14
a,14bを閉弁するように構成される。
When the rotational speed Ne of the engine E is in the middle rotation region, the control means 16a controls the branch passage (the branch passage) disposed in the intake passage 15 so as to be at an optimum position in the middle rotation region. For example, the on-off valve (for example, 14b) provided in 12b) is opened, the other on-off valves 14a, 14c are closed, and when the engine is in a low rotational speed range, the optimal position is obtained in this low rotational speed range. Thus, a branch passage (for example, 12c) arranged in the intake passage 15
The on-off valve (for example, 14c) provided in the valve is opened, and the other on-off valve 14 is opened.
a, 14b are closed.

【0034】即ち、排気マニホールド22から排出された
排気ガスGの一部である、排気管11から分岐したEGR
ガスGeは、EGR本管12とEGR分岐管12a,12b,
12cの何れか一つを経由して、吸気管15の吸気Aと合流
して、混合気A+Geとなって吸気マニホールド17に供
給されるように形成される。
That is, the EGR branched from the exhaust pipe 11, which is a part of the exhaust gas G discharged from the exhaust manifold 22
The gas Ge is supplied to the EGR main pipe 12 and the EGR branch pipes 12a, 12b,
It is formed so as to merge with the intake air A of the intake pipe 15 via any one of 12c and to be supplied to the intake manifold 17 as an air-fuel mixture A + Ge.

【0035】この構成及び制御により、各回転速度域に
おいて、EGRガスGeの吸気通路15への流入位置と吸
気マニホールド17との位置との距離関係、強いては、各
気筒18a,18b,18c,18dとの距離関係を、各気筒間
のEGR率のバラツキを最小にする最適な距離関係に切
り換えて、エンジンEの全運転域において、EGR率の
バラツキを小さくして、各気筒18a,18b,18c,18d
における燃焼を良好なものとし、排気ガス特性の向上を
図ることができる。 〔第2の実施の形態〕図2に示すように、第2の実施の
形態のEGR装置1Aは、EGR弁19を設ける代わり
に、各EGR分岐管12a,12b,12cに設けるバルブ14
Aa,14Ab,14Acを開閉弁から流量調整弁に変更し
て設け、EGR量の調整をこのバルブ14Aa,14Ab,
14Acのそれぞれで行うように構成したものである。そ
の他は第1の実施の形態のEGR装置1と同じである。
With this configuration and control, the distance relationship between the position where the EGR gas Ge flows into the intake passage 15 and the position with respect to the intake manifold 17 in each rotational speed range, or in other words, each cylinder 18a, 18b, 18c, 18d. Is switched to an optimal distance relationship that minimizes the variation in the EGR rate between the cylinders, and the variation in the EGR rate is reduced over the entire operating range of the engine E, so that the cylinders 18a, 18b, 18c , 18d
, The combustion in the fuel cell is improved, and the exhaust gas characteristics can be improved. [Second Embodiment] As shown in FIG. 2, an EGR device 1A according to a second embodiment has a valve 14 provided in each of the EGR branch pipes 12a, 12b, 12c instead of providing the EGR valve 19.
Aa, 14Ab, and 14Ac are provided by changing from an on-off valve to a flow control valve, and the adjustment of the EGR amount is performed by the valves 14Aa, 14Ab, and 14Ab.
14Ac. Others are the same as the EGR device 1 of the first embodiment.

【0036】この構成のEGR装置1Aによれば、EG
R弁の機能を各EGR分岐管12a,12b,12cに設ける
バルブ14Aa,14Ab,14Acが行うので、バルブ数を
1個分減少でき、その分スペース的に有利となる。 〔第3の実施の形態〕図3に示すように、第3の実施の
形態のEGR装置1Bは、各EGR分岐管12a,12b,
12cに設ける開閉弁14a,14b,14cの代わりに、各E
GR分岐管12a,12b,12cの分岐部に切換弁20を設け
て、EGR分岐管12a,12b,12cの選択をこの切換弁
20の切換によって行うように構成したものである。その
他は第1の実施の形態のEGR装置1と同じである。
According to the EGR device 1A having this configuration, the EG
Since the function of the R valve is performed by the valves 14Aa, 14Ab, 14Ac provided in each of the EGR branch pipes 12a, 12b, 12c, the number of valves can be reduced by one, which is advantageous in space. [Third Embodiment] As shown in FIG. 3, an EGR device 1B according to a third embodiment includes EGR branch pipes 12a, 12b,
Instead of the on-off valves 14a, 14b, 14c provided in 12c, each E
A switching valve 20 is provided at a branch portion of the GR branch pipes 12a, 12b, and 12c, and the selection of the EGR branch pipes 12a, 12b, and 12c is performed by the switching valve.
This is configured to be performed by switching 20. Others are the same as the EGR device 1 of the first embodiment.

【0037】この構成のEGR装置1Bによれば、EG
R分岐管12a,12b,12cの選択を切換弁20によって行
うので、開閉弁による選択よりもバルブ数を減少でき
る。 〔第4の実施の形態〕図4に示すように、第4の実施の
形態のEGR装置1Cは、各EGR分岐管12a,12b,
12cと開閉弁14a,14b,14cを設ける代わりに、EG
R管12のEGRガス戻し口13を吸気管15の流れの方向に
移動可能に設けて、エンジンEの回転速度Neに従って
ロッド31の作動量を変化するアクチュエータ30により、
EGR管12に設けたフレキシブル継ぎ手32の先端側のE
GRガス戻し口13を移動するように構成したものであ
る。その他は第1の実施の形態のEGR装置1と同じで
ある。
According to the EGR device 1B having this configuration, the EG
Since the selection of the R branch pipes 12a, 12b, and 12c is performed by the switching valve 20, the number of valves can be reduced as compared with the selection by the on-off valve. [Fourth Embodiment] As shown in FIG. 4, an EGR device 1C according to a fourth embodiment includes EGR branch pipes 12a, 12b,
EG instead of 12c and on-off valves 14a, 14b, 14c
The EGR gas return port 13 of the R pipe 12 is provided so as to be movable in the flow direction of the intake pipe 15, and the actuator 30 that changes the operation amount of the rod 31 according to the rotation speed Ne of the engine E,
E at the tip end of the flexible joint 32 provided on the EGR pipe 12
It is configured to move the GR gas return port 13. Others are the same as the EGR device 1 of the first embodiment.

【0038】この構成のEGR装置1Bによれば、EG
R分岐管12a,12b,12cの選択を切換弁20によって行
うので、開閉弁による選択よりもバルブ数を減少でき
る。 〔効果〕以上に構成のEGR装置1,1A,1Bによれ
ば、EGRガス戻り口13a,13b,13cを吸気通路15の
流れの方向に沿って複数個設けると共に、それぞれ開閉
弁14a,14b,14c又は流量調整弁14Aa,14Ab,14
Acを設けて、エンジンの運転状態を示す一つの指標で
あるエンジンの回転速度Neに応じて、EGRガスGe
を供給するEGRガス戻り口13a,13b,13cの内から
一つ選択して、この選択したEGRガス戻り口からEG
RガスGeを吸気通路15に還流するので、EGRガス戻
し口13a,13b,13cと吸気マニホールド17及び各気筒
18a,18b,18c,18dとの間の距離を、そのエンジン
の運転状態に対して最適な位置に変更することができ、
各運転領域における各気筒18a,18b,18c,18d間の
EGR率のバラツキを改善することができる。
According to the EGR device 1B having this configuration, the EG
Since the selection of the R branch pipes 12a, 12b, and 12c is performed by the switching valve 20, the number of valves can be reduced as compared with the selection by the on-off valve. [Effects] According to the EGR devices 1, 1A, 1B having the above-described configuration, a plurality of EGR gas return ports 13a, 13b, 13c are provided along the flow direction of the intake passage 15, and the on-off valves 14a, 14b, 14c or flow control valve 14Aa, 14Ab, 14
Ac is provided, and the EGR gas Ge is determined according to the engine speed Ne, which is one index indicating the operating state of the engine.
From one of the EGR gas return ports 13a, 13b, and 13c for supplying EG, and the EG is supplied from the selected EGR gas return port.
Since the R gas Ge is recirculated to the intake passage 15, the EGR gas return ports 13a, 13b, 13c, the intake manifold 17, and each cylinder
The distance between 18a, 18b, 18c and 18d can be changed to an optimum position for the operating state of the engine,
Variations in the EGR rate among the cylinders 18a, 18b, 18c, 18d in each operation region can be improved.

【0039】従って、EGRガス戻し口13a,13b,13
cと各気筒18a,18b,18c,18dとの間の距離が最適
化され、エンジンEの運転領域全域に関して各気筒18
a,18b,18c,18d間のEGR率のバラツキを減少す
ることができ、排ガス特性を改善できる。
Therefore, the EGR gas return ports 13a, 13b, 13
The distance between the cylinder c and each of the cylinders 18a, 18b, 18c, 18d is optimized, and each cylinder 18
Variations in the EGR rate among a, 18b, 18c, and 18d can be reduced, and the exhaust gas characteristics can be improved.

【0040】つまり、エンジンEの回転速度Neに応じ
てバルブ14a,14b,14c又は14Aa,14Ab,14Ac
又は20を制御し、EGRガスの流入位置を変更すること
により、エンジンEの全回転速度域でEGR率のバラツ
キを改善することができる。
That is, according to the rotational speed Ne of the engine E, the valves 14a, 14b, 14c or 14Aa, 14Ab, 14Ac
Alternatively, by controlling 20 and changing the inflow position of the EGR gas, it is possible to improve the variation of the EGR rate in the entire rotation speed range of the engine E.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のEGR装
置によれば、エンジンの回転速度や負荷などのエンジン
の運転状態に応じて、EGRガスを供給するEGRガス
戻り口を一つ選択して、EGRガス戻し口とマニホール
ド及び各気筒との間の距離を、そのエンジンの運転状態
に対して最適な位置に変更しながら、このEGRガス戻
り口からEGRガスを吸気通路に還流することができる
ので、各運転領域における各気筒間のEGR率のバラツ
キを改善することができる。
As described above, according to the EGR device of the present invention, one EGR gas return port for supplying EGR gas is selected according to the operating state of the engine such as the engine speed and load. Thus, while changing the distance between the EGR gas return port and the manifold and each cylinder to an optimum position for the operating state of the engine, it is possible to recirculate the EGR gas from the EGR gas return port to the intake passage. Therefore, it is possible to improve the variation in the EGR rate between the cylinders in each operation region.

【0042】従って、エンジンの各運転領域で、各気筒
間のEGR率のバラツキが減少するEGRガス戻し口と
各気筒との間の距離でEGR運転できるので、エンジン
の運転領域全域に関して各気筒間のEGR率のバラツキ
を減少することができ、排ガス特性を大幅に改善でき
る。
Accordingly, in each engine operating region, the EGR operation can be performed at the distance between the EGR gas return port and each cylinder in which the variation in the EGR rate between the cylinders is reduced. Of the EGR rate can be reduced, and the exhaust gas characteristics can be greatly improved.

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

【図1】本発明に係る第1の実施の形態のEGR装置の
模式的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an EGR device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第2の実施の形態のEGR装置の
模式的構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an EGR device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第3の実施の形態のEGR装置の
模式的構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an EGR device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】(a)は上流側からEGRガスを供給する場合
を、(b)は下流側からEGRガスを供給する場合を示
す。
FIG. 4A shows a case where EGR gas is supplied from an upstream side, and FIG. 4B shows a case where EGR gas is supplied from a downstream side.

【図5】EGR戻り口の位置とEGR率のバラツキとの
関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a position of an EGR return port and a variation in an EGR rate.

【図6】従来技術のEGR装置の模式的構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional EGR device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B EGR装置 11 排気管(排気通路) 12 EGR本管(EGR本通路) 12a,12b,12c EGR分岐管(EGR分岐通路) 13a,13b,13c EGRガス戻し口 14a,14b,14c 開閉弁 14Aa,14Ab,14Ac バルブ(流量調整弁) 15 吸気管(吸気通路) 16 コントローラ 16a 制御手段 17 吸気マニホールド 18a,18b,18c,18d 気筒 19 EGR弁 20 切換弁 Ne 回転速度 1, 1A, 1B EGR device 11 Exhaust pipe (exhaust passage) 12 EGR main pipe (EGR main passage) 12a, 12b, 12c EGR branch pipe (EGR branch passage) 13a, 13b, 13c EGR gas return ports 14a, 14b, 14c On-off valve 14Aa, 14Ab, 14Ac Valve (flow regulating valve) 15 Intake pipe (intake passage) 16 Controller 16a Control means 17 Intake manifold 18a, 18b, 18c, 18d Cylinder 19 EGR valve 20 Switching valve Ne Rotation speed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301A F02M 35/10 311 F02M 35/10 311E ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301A F02M 35/10 311 F02M 35/10 311E

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気通路から分岐したEGR
ガスをEGR通路を経由して吸気通路に還流するEGR
装置において、エンジンの運転状態を示す検出値に従っ
て、EGRガスを前記吸気通路の吸気に供給する合流部
とエンジンの気筒との間の距離を変更可能に構成したこ
とを特徴とするEGR装置。
An EGR branched from an exhaust passage of an engine
EGR for returning gas to the intake passage via the EGR passage
An EGR device, characterized in that a distance between a converging portion for supplying EGR gas to the intake air in the intake passage and a cylinder of the engine can be changed according to a detected value indicating an operating state of the engine.
【請求項2】 エンジンの排気通路から分岐したEGR
本通路の下流側を複数のEGR分岐通路に分岐して、該
EGR分岐通路を吸気通路に上流側から下流側に沿って
順次接続すると共に、エンジンの運転状態を示す検出値
に従って、前記EGR分岐通路のいずれか一つだけを選
択し、この選択したEGR分岐通路経由でEGRガスを
前記吸気通路へ還流する制御手段を備えたことを特徴と
するEGR装置。
2. An EGR branched from an exhaust passage of an engine.
The downstream side of the main passage is branched into a plurality of EGR branch passages, the EGR branch passages are sequentially connected to the intake passage from the upstream side to the downstream side, and the EGR branch passage is determined in accordance with a detection value indicating an operating state of the engine. An EGR device comprising: a control unit that selects only one of the passages and recirculates EGR gas to the intake passage via the selected EGR branch passage.
【請求項3】 前記EGR本通路に1個のEGR弁を設
けると共に、前記EGR分岐通路の各々に開閉弁を設
け、前記制御手段は、エンジンの回転速度に応じて前記
開閉弁のいずれか一つだけを開弁することを特徴とする
請求項2記載のEGR装置。
3. An EGR valve is provided in the EGR main passage, and an opening / closing valve is provided in each of the EGR branch passages. The control means is configured to control one of the opening / closing valves in accordance with a rotation speed of an engine. 3. The EGR device according to claim 2, wherein only one valve is opened.
【請求項4】 前記制御手段は、連通状態にする前記E
GR分岐通路の選択制御において、エンジンの回転速度
の高い場合には、前記吸気通路の上流側の前記EGR分
岐通路を選択し、エンジンの回転速度が低くなるに従っ
て、前記吸気通路の下流側に接続する前記EGR分岐通
路に移行して行くように構成されたことを特徴とする請
求項3記載のEGR装置。
4. The control unit according to claim 1, wherein
In the selection control of the GR branch passage, when the rotation speed of the engine is high, the EGR branch passage on the upstream side of the intake passage is selected, and the EGR branch passage is connected to the downstream side of the intake passage as the rotation speed of the engine decreases. The EGR device according to claim 3, wherein the EGR device is configured to shift to the EGR branch passage.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004519576A (en) * 2001-03-02 2004-07-02 ボルボ ラストバグナー アーベー Recirculation exhaust gas supply device
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