JP2001152879A - Egr control device for internal combustion engine - Google Patents

Egr control device for internal combustion engine

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JP2001152879A
JP2001152879A JP33635999A JP33635999A JP2001152879A JP 2001152879 A JP2001152879 A JP 2001152879A JP 33635999 A JP33635999 A JP 33635999A JP 33635999 A JP33635999 A JP 33635999A JP 2001152879 A JP2001152879 A JP 2001152879A
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Japan
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exhaust
egr
passage
concentration
exhaust gas
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JP33635999A
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Japanese (ja)
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Shinji Kamoshita
伸治 鴨下
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control NOX amount exhausted from an engine to the target value, regardless of the operating conditions. SOLUTION: An EGR valve 23 for adjusting the EGR gas amount is installed on an EGR passage 33 of a Diesel engine 1, and an exhaust passage 3 is furnished with a turbo charger, having a variable nozzle 35a and a NOX sensor 71 to sense the NOX concentration in the exhaust gas. An electronic control unit(ECU) of the engine controls the degree of opening of the EGR valve, so that the second NOX concentration becomes the target value decided according to the operating conditions, and performs feedback control of the EGR gas amount. In a condition with the EGR valve fully opened, the ECU makes feedback control of the variable nozzle 35a according to the output of the NOX sensor and thereupon performs feedback control of the EGR gas amount, so that the NOX concentration of the exhaust gas becomes the target value. Thereby it is made practicable to supply a sufficient quantity of EGR gas to the combustion chamber, even in case the exhaust gas pressure is low, and the EGR valve is not solely able to control the EGR gas amount.

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、内燃機関の排気の
一部を吸気系に還流させるEGR装置を備えた内燃機関
に関し、詳細には吸気系に還流する排気の流量を制御す
る内燃機関のEGR制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine provided with an EGR device for recirculating a part of exhaust gas from an internal combustion engine to an intake system, and more particularly, to an internal combustion engine for controlling a flow rate of exhaust gas recirculated to the intake system. The present invention relates to an EGR control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気の一部を吸気系に還流さ
せ燃焼室に供給する排気再循環(EGR)装置が知られ
ている。内燃機関の排気は酸素濃度が低く、燃焼に寄与
しない不活性気体として機能する。このため、燃焼室に
排気を供給することにより機関の燃焼空気過剰率が低下
して燃焼による窒素酸化物(NOX )の発生が抑制され
る。
2. Description of the Related Art There is known an exhaust gas recirculation (EGR) device in which a part of exhaust gas of an internal combustion engine is recirculated to an intake system and supplied to a combustion chamber. The exhaust gas of the internal combustion engine has a low oxygen concentration and functions as an inert gas that does not contribute to combustion. Therefore, generation of nitrogen oxides by combustion air excess ratio is lowered combustion engine by supplying the exhaust to the combustion chamber (NO X) is suppressed.

【0003】一般に燃焼室に還流させる排気ガス量(E
GR量)が増加するにつれて発生するNOX 量は低下す
るが、EGR量を過度に増大すると燃焼室内の酸素量が
不足して燃焼状態が悪化する問題がある。特にディーゼ
ル機関では、EGR量が増大すると排気中のパティキュ
レートが増加したり、排気スモークが発生する等の問題
が生じる。
In general, the amount of exhaust gas (E
The amount of NO X generated as GR quantity) increases is reduced, but there is a problem of the lack of oxygen in the combustion chamber and to increase the EGR amount excessively the combustion state deteriorates. In particular, in a diesel engine, when the amount of EGR increases, problems such as an increase in particulates in exhaust gas and generation of exhaust smoke occur.

【0004】そこで、EGRにより排気中のNOX を抑
制する場合には、燃焼の悪化やパティキュレートの増大
が生じない範囲でNOX の抑制効果が最大になるように
EGR量を制御する必要がある。このように、NOX
発生量を適切に抑制するためにEGR量を制御するEG
R制御装置の例としては、例えば特開平10−2525
73号公報に記載されたものがある。同公報の装置は、
機関排気通路に排気中のNOX 濃度を検出するNOX
ンサを配置して、運転中に検出したNOX 濃度に基づい
て機関の実際のNOX 発生量を算出する。そして、この
NOX 発生量が機関の運転状態に応じて予め定められた
目標NOX 量に一致するように、EGR量を調節する排
気還流制御弁(EGR弁)開度をフィードバック制御す
るものである。
Therefore, when suppressing NO X in the exhaust gas by EGR, it is necessary to control the EGR amount so that the effect of suppressing NO X is maximized within a range where deterioration of combustion and increase of particulates do not occur. is there. Thus, EG to control the EGR amount in order to appropriately suppress the generation amount of the NO X
Examples of the R control device include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2525.
No. 73 is disclosed. The device of the publication is
By placing the NO X sensor for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas to the engine exhaust passage, calculating the actual of the NO X generation amount of the engine based on the NO X concentration detected during the operation. The exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) for adjusting the EGR amount is feedback-controlled so that the NO X generation amount matches a predetermined target NO X amount according to the operating state of the engine. is there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
10−252573号公報の装置では、EGR量の制御
をEGR弁開度調節によってのみ行っているため問題が
生じる場合がある。すなわち、例えばディーゼル機関等
のように、空気過剰率の高い燃焼を行う機関ではNOX
発生量を低減する効果を得るには比較的多量のEGRガ
スを燃焼室に供給する必要がある。一方、EGR量を調
節する排気還流制御弁(EGR弁)は一般に排気通路と
吸気通路とを連通するEGR通路に設けられた流量調整
弁の形式とされ、EGR通路を流れるEGRガスの流量
を絞ることによりEGR量を制御している。このため、
EGR弁は弁開度が全開になるとそれ以上EGR量を増
大方向に制御することはできない。一方、ディーゼル機
関は機関負荷が低いほど燃焼の空気過剰率は大きくな
り、NOX の発生量を抑制するために多量のEGRガス
を必要とする。ところが、機関負荷が低下するにつれて
排気圧力は低下するため、機関低負荷運転時には排気系
と吸気系との圧力差が低下してしまいEGR弁が全開に
なった場合でも燃焼室に還流させることのできるEGR
ガス量は大幅には増大しない。このため、上記公報の装
置では運転条件によっては十分な量のEGRガスを吸気
系に還流させることができず、実際のNOX 発生量を目
標NOX 量にまで低下させることができない場合が生じ
る。
However, in the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-252573, a problem may occur because the control of the EGR amount is performed only by adjusting the EGR valve opening. That is, in an engine that burns with a high excess air ratio, such as a diesel engine, NO X
To obtain the effect of reducing the generation amount, it is necessary to supply a relatively large amount of EGR gas to the combustion chamber. On the other hand, an exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) that adjusts the EGR amount is generally of the type of a flow control valve provided in an EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage, and throttles the flow of EGR gas flowing through the EGR passage. Thus, the EGR amount is controlled. For this reason,
When the EGR valve is fully opened, the EGR amount cannot be further controlled in the increasing direction. On the other hand, the diesel engine air excess ratio in the combustion the lower the engine load increases, and require a large amount of EGR gas in order to suppress the generation amount of NO X. However, since the exhaust pressure decreases as the engine load decreases, it is necessary to reduce the pressure difference between the exhaust system and the intake system during low engine load operation, and to return the exhaust gas to the combustion chamber even when the EGR valve is fully opened. EGR that can be done
The gas volume does not increase significantly. For this reason, in the device of the above publication, a sufficient amount of EGR gas cannot be recirculated to the intake system depending on the operating conditions, and the actual NO X generation amount may not be reduced to the target NO X amount. .

【0006】本発明は上記従来技術の問題に鑑み、機関
運転状態にかかわらず実際のNOX発生量を目標NOX
量にまで低下させることが可能な内燃機関のEGR制御
装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention sets the actual NO X generation amount to the target NO X regardless of the engine operating state.
It is an object of the present invention to provide an EGR control device for an internal combustion engine that can be reduced to an amount.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気ガスの一部を機関吸気系に還流
させる内燃機関のEGR制御装置であって、機関排気通
路と吸気通路とを連通するEGR通路と、該EGR通路
に配置され、EGR通路を流れて吸気系に還流する排気
流量を絞るEGR弁と、前記排気通路に配置され排気中
のNOX 濃度を検出するNOX センサと、前記排気通路
の、前記EGR通路との接続部下流側に配置され排気通
路を流れる排気流量を絞る排気絞り手段と、前記NOX
センサの出力に応じて前記EGR弁の開度を調節するこ
とにより、排気中のNOX 濃度が予め定めた目標NOX
濃度になるように排気系に還流する排気流量を制御する
制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記EGR弁開
度が全開状態であり、かつ排気中のNOX 濃度を前記目
標濃度に一致させるために吸気系に還流する排気流量を
増大する必要がある場合には、前記NOX センサの出力
に応じて前記排気絞り手段による排気絞りを行う、内燃
機関のEGR制御装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an EGR control device for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas of the internal combustion engine to an engine intake system. an EGR passage for communicating the passage, is disposed in the EGR passage, NO for detecting the EGR valve throttling the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system flows through the EGR passage, the concentration of NO X in the disposed in the exhaust passage exhaust An X sensor, exhaust throttle means disposed downstream of a connection portion of the exhaust passage with the EGR passage to reduce an exhaust flow rate flowing through the exhaust passage, and the NO X
By adjusting the opening degree of the EGR valve in accordance with the output of the sensor, the target NO X that is concentration of NO X in the exhaust predetermined
And a control means for controlling the flow rate of the exhaust gas recirculated to the exhaust system to a concentration, said control means, said EGR valve opening is fully open, and the concentration of NO X in the exhaust gas to the target density If you need to increase the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system to match performs exhaust throttle by the exhaust throttle means in accordance with the output of the NO X sensor, an EGR control device for an internal combustion engine is provided .

【0008】すなわち、請求項1の発明ではEGR弁と
排気絞り手段との両方を排気中のNOX 濃度に基づいて
フィードバック制御することにより、排気中のNOX
度が常に目標NOX 濃度になるようにしている。この場
合、制御手段はまずEGR弁をNOX センサ出力に応じ
てフィードバック制御することにより実際の排気NO X
濃度が目標NOX 濃度に一致するようにEGRガス量を
制御する。そして、EGR弁が全開になってそれ以上E
GRガス量を増大することができない状態になったにも
かかわらず、排気NOX 濃度を目標NOX 濃度にするた
めにEGRガス量を増大する必要がある場合には、次に
NOX センサ出力に応じて排気絞り手段を制御する。排
気絞り手段により排気が絞られると排気絞り手段上流側
の排気圧力が増大する。このため、EGR通路への排気
供給圧力が上昇し吸気系へのEGRガス還流量は増大す
るようになる。これにより、例えば機関低負荷運転時な
どのように排気圧力が低く、EGR弁を全開にしても十
分なEGRガスを燃焼室に供給できないような場合に
も、実際の排気NOX 濃度を正確に目標NOX 濃度に一
致させることが可能となる。
That is, in the first aspect of the present invention, the EGR valve
NO in both exhaust throttle means and exhaustXBased on concentration
By performing feedback control, NO in exhaustXDark
Degree is always target NOXConcentration. This place
In this case, the control means first sets the EGR valve to NO.XAccording to sensor output
The actual exhaust NO X
Concentration is target NOXEGR gas amount to match the concentration
Control. When the EGR valve is fully opened,
Even if it becomes impossible to increase the amount of GR gas
Regardless, exhaust NOXTarget NO for concentrationXThe concentration
If it is necessary to increase the amount of EGR gas for
NOXThe exhaust throttle means is controlled according to the sensor output. Exhaustion
When the exhaust is throttled by the air throttle, the exhaust throttle upstream
Exhaust pressure increases. Therefore, exhaust gas to the EGR passage
Supply pressure rises and EGR gas recirculation to intake system increases
Become so. As a result, for example, when the engine is operating at a low load,
Even if the exhaust pressure is low and the EGR valve is fully open,
When it is not possible to supply sufficient EGR gas to the combustion chamber
Also the actual exhaust NOXAccurate target NOXOne for concentration
It is possible to match.

【0009】請求項2に記載の発明によれば、前記排気
絞り手段として、機関排気通路に配置された排気絞り弁
を備えた、請求項1に記載の内燃機関のEGR制御装置
が提供される。すなわち、請求項2の発明では、排気絞
り手段として排気絞り弁が使用される。機関排気圧力は
排気絞り弁の排気絞りの度合い(排気絞り弁の開度)に
応じて増大する。このため、排気絞り弁開度をNOX
ンサ出力に応じてフィードバック制御することにより、
EGR弁が全開になりEGR弁開度ではEGRガス量を
制御することができない領域においても正確に排気NO
X 濃度を目標NOX 濃度に制御することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the EGR control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the exhaust throttle means includes an exhaust throttle valve arranged in an engine exhaust passage. . That is, in the invention of claim 2, an exhaust throttle valve is used as the exhaust throttle means. The engine exhaust pressure increases according to the degree of exhaust throttle of the exhaust throttle valve (the opening degree of the exhaust throttle valve). Therefore, by performing feedback control in accordance with the exhaust throttle valve opening in the NO X sensor output,
Even in a region where the EGR valve is fully opened and the EGR gas amount cannot be controlled with the EGR valve opening, the exhaust NO
The X concentration can be controlled to the target NO X concentration.

【0010】請求項3に記載の発明によれば、前記内燃
機関は、可変ノズル付き排気タービンを有するターボチ
ャージャを備え、前記排気絞り手段として前記可変ノズ
ルが使用される請求項1に記載の内燃機関のEGR制御
装置が提供される。すなわち、請求項3の発明では排気
絞り手段としてターボチャージャの可変ノズルが使用さ
れる。ターボチャージャの可変ノズルは通常機関低負荷
運転時等にタービンのノズル流路断面積を絞り、タービ
ンに流入する排気流速を増大させるために用いられる。
機関低負荷運転時等で機関排気圧力が低下すると、ター
ビンに流入する排気の流速が低下するためタービン回転
数が低下してしまい、過給圧を高く維持できなくなる場
合があるが、可変ノズルを使用することにより排気圧力
低下時にもタービンに流入する排気の流速は高く維持さ
れるため、ターボチャージャ回転数低下による過給圧の
低下が抑制される。一方、可変ノズルはノズル流路面積
を絞ることにより排気流速を増大するため、可変ノズル
作動時にはターボチャージャ上流側の排気圧力は上昇す
る。このため、NOX センサ出力に応じてタービンの可
変ノズルの絞り度合い(可変ノズルの開度)をフィード
バック制御することにより、排気絞り弁を用いることな
く広い運転範囲で排気NOX 濃度を目標値に制御するこ
とが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, the internal combustion engine includes a turbocharger having an exhaust turbine with a variable nozzle, and the variable nozzle is used as the exhaust throttle means. An EGR control device for an engine is provided. That is, in the invention of claim 3, a variable nozzle of the turbocharger is used as the exhaust throttle means. The variable nozzle of the turbocharger is usually used to reduce the cross-sectional area of the nozzle flow path of the turbine during low engine load operation, etc., and to increase the flow velocity of exhaust gas flowing into the turbine.
When the engine exhaust pressure decreases during low engine load operation, the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine decreases, and the turbine speed decreases.In some cases, the supercharging pressure cannot be maintained high. By using this, even when the exhaust pressure is reduced, the flow velocity of the exhaust gas flowing into the turbine is kept high, so that a decrease in the supercharging pressure due to a decrease in the turbocharger rotation speed is suppressed. On the other hand, since the variable nozzle increases the exhaust flow speed by reducing the nozzle flow area, the exhaust pressure on the upstream side of the turbocharger increases when the variable nozzle operates. For this reason, by performing feedback control of the throttle degree of the variable nozzle of the turbine (opening degree of the variable nozzle) according to the output of the NO X sensor, the exhaust NO X concentration can be set to the target value over a wide operating range without using an exhaust throttle valve. It becomes possible to control.

【0011】また、通常ターボチャージャは排気通路の
機関本体に近い位置に配置されるため、可変ノズルの上
流側の排気通路容積は比較的小さくなる。更に、排気絞
り弁等に較べて可変ノズルは作動速度が速い。このた
め、可変ノズル開度を変化させることにより、可変ノズ
ル上流側の排気通路圧力を応答性よく変化させることが
できる。従って、NOX センサ出力に応じて可変ノズル
開度をフィードバック制御することにより、極めて応答
性良くEGRガス量を制御することが可能となり、機関
運転状態変化により排気中のNOX 濃度が変動するよう
な場合にも応答性良好に排気NOX 濃度を目標濃度に収
束させることが可能となる。
Further, since the turbocharger is usually arranged at a position near the engine body in the exhaust passage, the volume of the exhaust passage on the upstream side of the variable nozzle becomes relatively small. Further, the operating speed of the variable nozzle is higher than that of an exhaust throttle valve or the like. For this reason, by changing the variable nozzle opening, the exhaust passage pressure on the upstream side of the variable nozzle can be changed with good responsiveness. Therefore, by performing feedback control of the variable nozzle opening in response to the NO X sensor output, it is possible to control a very good response EGR gas amount, so that the concentration of NO X in the exhaust gas varies by the engine operating conditions change it becomes possible to converge the response good exhaust NO X concentration to the target concentration if such.

【0012】請求項4に記載の発明によれば、内燃機関
の排気ガスの一部を機関吸気系に還流させる内燃機関の
EGR制御装置であって、機関排気通路と吸気通路とを
連通するEGR通路と、該EGR通路に配置され、EG
R通路を流れて吸気系に還流する排気流量を絞るEGR
弁と、前記排気通路に配置され排気中のNOX 濃度を検
出するNOX センサと、前記吸気通路上の、前記EGR
通路との接続部上流側に配置され吸気通路を流れる吸気
を絞る吸気絞り手段と、前記NOX センサの出力に応じ
て前記EGR弁の開度を調節することにより、排気中の
NOX 濃度が予め定めた目標NOX 濃度になるように排
気系に還流する排気流量を制御する制御手段と、を備
え、前記制御手段は、前記EGR弁開度が全開状態であ
り、かつ排気中のNOX 濃度を前記目標濃度に一致させ
るために吸気系に還流する排気流量を増大する必要があ
る場合には、前記NOX センサの出力に応じて前記吸気
絞り手段による吸気絞りを行う、内燃機関のEGR制御
装置が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an EGR control device for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas of the internal combustion engine to an engine intake system, wherein the EGR control device connects the engine exhaust passage and the intake passage. A passage and an EG disposed in the EGR passage.
EGR for reducing the flow rate of exhaust gas flowing through the R passage and returning to the intake system
A valve, and the NO X sensor wherein disposed in the exhaust passage for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas, on the intake passage, the EGR
By adjusting the opening degree of the EGR valve according to the output of the NO X sensor, the NO X concentration in the exhaust gas is reduced by adjusting the opening degree of the EGR valve in accordance with the output of the NO X sensor. Control means for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated to the exhaust system so as to attain a predetermined target NO X concentration, wherein the control means is configured so that the EGR valve is fully open and the NO X If you need to increase the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system to match the density to the target concentration, the NO X in accordance with the output of the sensor performs intake throttle by the intake throttle means, the internal combustion engine EGR A control device is provided.

【0013】すなわち、請求項4の発明ではEGR弁全
開時に吸気を絞ることによりEGR量を増大させる。吸
気絞り手段としては、例えば吸気絞り弁等を用いること
ができる。吸気絞り手段により吸気絞りを行うと、絞り
の度合いに応じて絞り手段下流側の吸気通路圧力が低下
する。このため、機関排気圧力が低下した場合でも、排
気系と吸気系との差圧が充分に大きくなり、EGR通路
から吸気系に流入するEGRガス量は増大するようにな
る。従って、NOX センサ出力に応じて吸気絞り手段の
絞り度合い(例えば吸気絞り弁開度)をフィードバック
制御することにより、排気圧力が低くEGR弁が全開に
なって十分なEGRガス量を確保できないような運転領
域においても、正確に排気NOX 濃度を目標濃度に制御
することが可能となる。
That is, in the invention of claim 4, the EGR amount is increased by restricting the intake air when the EGR valve is fully opened. As the intake throttle means, for example, an intake throttle valve or the like can be used. When the intake throttling is performed by the intake throttling means, the intake passage pressure downstream of the throttling means decreases according to the degree of throttling. For this reason, even when the engine exhaust pressure decreases, the differential pressure between the exhaust system and the intake system becomes sufficiently large, and the amount of EGR gas flowing from the EGR passage into the intake system increases. Therefore, by feedback-controlling the throttle degree of the intake throttle means according to the NO X sensor output (e.g., the intake throttle valve opening), so that the exhaust gas pressure lower EGR valve not enough EGR gas amount becomes fully opened also in Do operating range, it is possible to accurately control the exhaust NO X concentration to the target concentration.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図1は、本発明を自動車用
ディーゼルに適用した実施形態の概略構成を説明する図
である。図1において、1はディーゼル機関本体、2は
機関1の吸気通路、20は吸気通路2に設けられたサー
ジタンク、21はサージタンク20と各気筒の吸気ポー
トとを接続する吸気枝管である。本実施形態では、吸気
通路2には吸気通路2を流れる吸入空気の流量を絞る吸
気絞り弁27、および吸気を冷却するインタクーラ26
が設けられている。吸気絞り弁27はステッパモータ、
バキュームアクチュエータ等の適宜な形式のアクチュエ
ータ27aを備え、後述する電子制御ユニット(EC
U)30からの制御信号に応じた開度をとる。本実施形
態では、吸気絞り弁27は、例えば機関低回転時等に吸
気圧力を低下させて後述するEGR通路33を通ってサ
ージタンク20に還流する排気(EGRガス)量を増大
させるために用いられる他、パティキュレートフィルタ
43に捕集されたパティキュレートを燃焼(パティキュ
レートフィルタ43を再生)させる際に吸気を絞り排気
温度を上昇させるために用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile diesel. In FIG. 1, 1 is a diesel engine main body, 2 is an intake passage of the engine 1, 20 is a surge tank provided in the intake passage 2, and 21 is an intake branch pipe connecting the surge tank 20 and an intake port of each cylinder. . In this embodiment, an intake throttle valve 27 for reducing the flow rate of intake air flowing through the intake passage 2 and an intercooler 26 for cooling intake air are provided in the intake passage 2.
Is provided. The intake throttle valve 27 is a stepper motor,
An electronic control unit (EC, described later) is provided with an appropriate type of actuator 27a such as a vacuum actuator.
U) Take an opening in accordance with the control signal from 30. In the present embodiment, the intake throttle valve 27 is used to lower the intake pressure, for example, when the engine is running at a low speed, and to increase the amount of exhaust gas (EGR gas) flowing back to the surge tank 20 through an EGR passage 33 described later. In addition, it is used to restrict the intake air and raise the exhaust gas temperature when burning the particulates collected by the particulate filter 43 (regenerating the particulate filter 43).

【0015】図1に25で示すのは、吸気通路2の吸気
入口近傍に設けられたエアフローメータである。本実施
形態では、エアフローメータ25は熱線式流量計等のよ
うに、吸気通路2を流れる吸入空気の重量流量を直接測
定可能な形式のものが使用されている。吸気通路2に流
入した大気は、エアフローメータ25を通過した後、排
気過給機(ターボチャージャ)35の圧縮機により昇圧
され、吸気通路2に設けたインタクーラ26により冷却
された後サージタンク20、枝管21を経て各気筒に吸
入される。
In FIG. 1, reference numeral 25 denotes an air flow meter provided near the intake port of the intake passage 2. In the present embodiment, an air flow meter 25 such as a hot wire flow meter that can directly measure the weight flow rate of the intake air flowing through the intake passage 2 is used. The air flowing into the intake passage 2 passes through an air flow meter 25, is pressurized by a compressor of an exhaust supercharger (turbocharger) 35, is cooled by an intercooler 26 provided in the intake passage 2, and It is sucked into each cylinder via the branch pipe 21.

【0016】図1に111で示すのは、各気筒内に直接
燃料を噴射する燃料噴射弁である。燃料噴射弁111
は、高圧燃料を貯留する共通の蓄圧室(コモンレール)
115に接続されている。機関1の燃料は高圧燃料ポン
プ113により昇圧されてコモンレール115に供給さ
れ、コモンレール115から各燃料噴射弁111を介し
て直接各気筒内に噴射される。
In FIG. 1, reference numeral 111 denotes a fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder. Fuel injection valve 111
Is a common accumulator (common rail) for storing high-pressure fuel
115. The fuel of the engine 1 is pressurized by the high-pressure fuel pump 113 and supplied to the common rail 115, and is directly injected from the common rail 115 into each cylinder via each fuel injection valve 111.

【0017】また、図1に31で示すのは各気筒の排気
ポートと排気通路3とを接続する排気マニホルド、35
で示すのはターボチャージャである。ターボチャージャ
35は排気通路3の排気により駆動される排気タービン
と、この排気タービンにより駆動される吸気圧縮機とを
備えている。また、本実施形態では、排気タービンの排
気入口には可変ノズル35aが設けられている。可変ノ
ズル35aは、開口面積を変更可能なノズルであり、例
えば排気流量が低い低負荷時等にノズル開口面積を絞る
ことにより排気タービンに流入する排気の流速を増大さ
せるためのものである。機関低負荷運転時に可変ノズル
35aを絞ることにより排気タービンの回転数は高く維
持されるため、圧縮機吐出圧力(過給圧)の低下が防止
される。なお、可変ノズル35aを絞ると排気流路抵抗
は増大し、機関1の排気背圧は増大する。本実施形態で
は、可変ノズル35aは、図示しないステッパモータ、
バキュームアクチュエータ等のアクチュエータを備え、
ECU30からの制御信号に応じた開度をとる。
In FIG. 1, reference numeral 31 denotes an exhaust manifold for connecting an exhaust port of each cylinder to the exhaust passage 3;
Indicated by is a turbocharger. The turbocharger 35 includes an exhaust turbine driven by exhaust gas in the exhaust passage 3 and an intake compressor driven by the exhaust turbine. In this embodiment, a variable nozzle 35a is provided at the exhaust inlet of the exhaust turbine. The variable nozzle 35a is a nozzle whose opening area can be changed. For example, when the exhaust flow rate is low and the load is low, the variable nozzle 35a narrows the nozzle opening area to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust turbine. The throttle speed of the exhaust turbine is kept high by restricting the variable nozzle 35a during the low load operation of the engine, so that a decrease in the compressor discharge pressure (supercharging pressure) is prevented. When the variable nozzle 35a is throttled, the exhaust flow path resistance increases, and the exhaust back pressure of the engine 1 increases. In the present embodiment, the variable nozzle 35a is a stepper motor (not shown),
Equipped with an actuator such as a vacuum actuator,
The opening is determined according to the control signal from the ECU 30.

【0018】また、本実施形態ではターボチャージャ3
5下流側の排気通路3上には、排気通路3を流れる排気
流量を絞るための排気絞り弁37が配置されている。排
気絞り弁37は、吸気絞り弁27と同様なアクチュエー
タ37aを備え、ECU30からの制御信号に応じた開
度をとる。本実施形態では排気絞り弁37は、吸気絞り
弁27と同様にEGRガス量の調整とパティキュレート
フィルタ43の再生のために排気温度を上昇させる際に
用いられる。
In this embodiment, the turbocharger 3
An exhaust throttle valve 37 for reducing the flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust passage 3 is disposed on the exhaust passage 3 on the downstream side 5. The exhaust throttle valve 37 includes an actuator 37a similar to the intake throttle valve 27, and takes an opening degree according to a control signal from the ECU 30. In the present embodiment, the exhaust throttle valve 37 is used when adjusting the EGR gas amount and regenerating the particulate filter 43 to raise the exhaust gas temperature, similarly to the intake throttle valve 27.

【0019】更に、本実施形態では排気の一部を吸気系
に還流させるEGR装置が設けられている。EGR装置
は、排気マニホルド31と吸気サージタンク20とを連
通するEGR通路33、およびEGR通路33上に配置
されたEGR弁23、およびEGR弁23上流側のEG
R通路に設けられたEGRクーラ45を備えている。E
GR弁23は図示しないステッパモータ、バキュームア
クチュエータ等の適宜な形式のアクチュエータを備え、
ECU30からの制御信号に応じた開度をとり、EGR
通路33を通って吸気サージタンク20に還流するEG
Rガス流量を制御する。本実施形態では、低負荷領域か
ら高負荷領域までの広い運転領域で比較的多量のEGR
ガスを還流させるようにEGR弁23が制御される。こ
のため、本実施形態では各気筒に吸入される吸気には比
較的多量のEGRガスが含まれるようになる。EGRガ
スは気筒から排出された高温の排気であるため、多量の
EGRガスを吸気に還流させると吸気温度が上昇してし
まい、の吸気体積効率が低下することになる。本実施形
態では、これを防止するために、EGR弁23上流側の
EGR通路33には水冷または空冷のEGRクーラ45
が設けられている。本実施形態では、EGRクーラ45
を用いて吸気系に還流するEGRガス温度を低下させる
ことにより、の吸気体積効率を低下させることなく多量
のEGRガスを還流させることが可能となっている。
Further, in this embodiment, an EGR device for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system is provided. The EGR device includes an EGR passage 33 that connects the exhaust manifold 31 and the intake surge tank 20, an EGR valve 23 disposed on the EGR passage 33, and an EGR valve 23 upstream of the EGR valve 23.
An EGR cooler 45 provided in the R passage is provided. E
The GR valve 23 includes an appropriate type of actuator such as a stepper motor and a vacuum actuator (not shown).
The opening is determined according to the control signal from the ECU 30, and the EGR
EG returning to the intake surge tank 20 through the passage 33
Control the R gas flow rate. In the present embodiment, a relatively large amount of EGR is used in a wide operating range from a low load range to a high load range.
The EGR valve 23 is controlled so that the gas is recirculated. For this reason, in this embodiment, the intake air drawn into each cylinder contains a relatively large amount of EGR gas. Since the EGR gas is high-temperature exhaust gas discharged from the cylinder, if a large amount of the EGR gas is recirculated to the intake air, the intake air temperature rises, and the intake volume efficiency decreases. In the present embodiment, in order to prevent this, a water-cooled or air-cooled EGR cooler 45 is provided in the EGR passage 33 upstream of the EGR valve 23.
Is provided. In the present embodiment, the EGR cooler 45
By reducing the temperature of the EGR gas that is recirculated to the intake system using, a large amount of EGR gas can be recirculated without lowering the volumetric efficiency of the intake air.

【0020】また、本実施形態では、排気通路3の排気
絞り弁下流側には、三元触媒等の公知の形式の排気浄化
触媒41およびパティキュレートフィルタ(DPF)4
3が配置されている。DPF43は、例えば金属メッシ
ュ、セラミック多孔質フィルタ等からなり、排気中のパ
ティキュレートを捕集する。本実施形態では、DPF4
3としては、適宜な形式の公知のパティキュレートフィ
ルタを使用可能である。
In this embodiment, a known type of exhaust purification catalyst 41 such as a three-way catalyst and a particulate filter (DPF) 4 are disposed downstream of the exhaust throttle valve in the exhaust passage 3.
3 are arranged. The DPF 43 includes, for example, a metal mesh, a ceramic porous filter, and the like, and captures particulates in the exhaust gas. In the present embodiment, the DPF 4
As 3, a well-known type of particulate filter can be used.

【0021】更に、本実施形態では、ターボチャージャ
35下流側の排気通路には排気中のNOX 濃度を検出す
るNOX センサ71が設けられている。NOX センサ7
1については後に詳述すクランク。図1に30で示すの
は、機関1の電子制御ユニット(ECU)である。本実
施形態のECU30は、公知の構成のマイクロコンピュ
ータとして構成され、CPU、RAM、ROM、入力ポ
ート、出力ポートを双方向性バスで相互に接続した構成
とされている。ECU30は機関1の燃料噴射制御、回
転数制御等の基本制御を行うほか、本実施形態では後述
するNOX センサ59の出力に応じてEGR通路33を
通るEGRガス量を制御し、排気NOX 濃度を運転状態
に応じて定められた目標NOX 濃度に制御するNOX
御を行う。
Furthermore, in the present embodiment, in the exhaust passage of the turbocharger 35 downstream NO X sensor 71 for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas are provided. NO X sensor 7
1 is a crank described in detail later. Reference numeral 30 in FIG. 1 denotes an electronic control unit (ECU) of the engine 1. The ECU 30 of the present embodiment is configured as a microcomputer having a known configuration, and has a configuration in which a CPU, a RAM, a ROM, an input port, and an output port are mutually connected by a bidirectional bus. In addition to performing basic control such as fuel injection control and rotation speed control of the engine 1, the ECU 30 controls the amount of EGR gas passing through the EGR passage 33 according to the output of a NO X sensor 59, which will be described later, in this embodiment, and controls the exhaust NO X performs NO X control that controls the target NO X concentration was determined according to a concentration of operating conditions.

【0022】これらの制御を行うため、ECU30の入
力ポートには、機関1のクランク軸近傍に配置された回
転数センサ55から機関回転数NEに対応する信号が入
力されている他、エアフローメータ25から機関吸入空
気量Gnに相当する信号が、また、機関アクセルペダル
近傍に配置されたアクセル開度センサ57から運転者の
アクセルペダル踏み込み量(アクセル開度)ACCPに
対応する信号が、それぞれ入力されている。更に、本実
施形態では排気通路のNOX センサ71から排気NOX
濃度に対応する信号がECU30の入力ポートに入力さ
れている。
In order to perform these controls, a signal corresponding to the engine speed NE is input to an input port of the ECU 30 from a speed sensor 55 disposed near the crankshaft of the engine 1, and an air flow meter 25. And a signal corresponding to the driver's accelerator pedal depression amount (accelerator opening amount) ACCP from the accelerator opening sensor 57 disposed near the engine accelerator pedal. ing. Further, in this embodiment, the exhaust NO X sensor 71 in the exhaust passage detects the exhaust NO X
A signal corresponding to the concentration is input to an input port of the ECU 30.

【0023】また、ECU30の出力ポートは、図示し
ない燃料噴射回路を介して機関1の燃料噴射弁111に
接続され、燃料噴射弁111からの燃料噴射量と燃料噴
射時期を制御している。更に、ECU30の出力ポート
は図示しない駆動回路を介してEGR弁23、吸気絞り
弁27および排気絞り弁37のアクチュエータとターボ
チャージャ35の可変ノズル35aのアクチュエータに
接続され、それぞれの弁開度を制御している。
An output port of the ECU 30 is connected to a fuel injection valve 111 of the engine 1 via a fuel injection circuit (not shown), and controls the fuel injection amount and the fuel injection timing from the fuel injection valve 111. Further, an output port of the ECU 30 is connected to actuators of the EGR valve 23, the intake throttle valve 27, and the exhaust throttle valve 37 and an actuator of the variable nozzle 35a of the turbocharger 35 via a drive circuit (not shown) to control the respective valve openings. are doing.

【0024】図2は、本実施形態のNOX センサ71の
構成を模式的に示す図である。図2において、NOX
ンサ71は、ジルコニア(ZrO2 )等の固体電界質3
31からなり、固体電解質内には、拡散律速部335を
介して排気通路に連通する第1反応室340、第1反応
室340と拡散律速部337を介して連通する第2反応
室350及び、標準気体としての大気が導入される大気
室360を備えている。拡散律速部335、337はそ
れぞれ第1反応室340、第2反応室350への酸素成
分の拡散による流入を抑制し、排気通路内の排気と第1
反応室、第1反応室と第2反応室との間の酸素濃度差を
維持可能とするものである。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the NO X sensor 71 of the present embodiment. In FIG. 2, the NO x sensor 71 is a solid electrolyte 3 such as zirconia (ZrO 2 ).
And a first reaction chamber 340 communicating with the exhaust passage through the diffusion control part 335, a second reaction chamber 350 communicating with the first reaction chamber 340 through the diffusion control part 337, and a solid electrolyte. An atmosphere chamber 360 into which the atmosphere as a standard gas is introduced is provided. The diffusion control sections 335 and 337 suppress the inflow of the oxygen component into the first reaction chamber 340 and the second reaction chamber 350 due to the diffusion, respectively.
The reaction chamber can maintain the oxygen concentration difference between the first reaction chamber and the second reaction chamber.

【0025】図2に341で示すのは第1反応室340
内に配置された白金電極(陰極)、342で示すのは陰
極341と固体電解質331を挟んでセンサ71外部に
設けられた同様な白金電極(陽極)である。また、第2
反応室350内には同様な白金電極350とNOX 検出
用のロジウム(Rh)電極353が、大気室360内に
は参照用の白金電極361が、それぞれ配置されてい
る。図に370で示すのは固体電解質加熱用の電気ヒー
タである。
In FIG. 2, reference numeral 341 denotes a first reaction chamber 340.
Reference numeral 342 denotes a platinum electrode (cathode) disposed in the inside, and a similar platinum electrode (anode) provided outside the sensor 71 with the cathode 341 and the solid electrolyte 331 interposed therebetween. Also, the second
The reaction chamber similar platinum electrode 350 is within 350 and NO X detecting rhodium (Rh) electrode 353, platinum electrode 361 for reference to the air chamber 360 are disposed respectively. An electric heater 370 for heating the solid electrolyte is shown in the figure.

【0026】第1反応室340の電極341と外部電極
342、及び第2反応室の電極351と外部電極342
とは、それぞれ第1反応室340と第2反応室350内
の排気中の酸素を外部に排出する酸素ポンプとして機能
する。固体電解質331が一定の温度以上のときに電極
341と342、及び電極351と342との間に電圧
を印加すると陰極341、351上では排気中の酸素分
子がイオン化され、イオン化した酸素分子が固体電解質
331内を陽極342に向かって移動して陽極342上
で再び酸素分子になる。このため、第1反応室340、
第2反応室350内の排気中の酸素が外部に排出され
る。また、酸素イオンの移動に伴って、電極342と3
41及び351との間には単位時間に移動した酸素分子
の量に比例する電流が流れる。このため、この電流を制
御することにより各反応室から排出される酸素量を制御
することができる。
The electrode 341 and the external electrode 342 in the first reaction chamber 340, and the electrode 351 and the external electrode 342 in the second reaction chamber 340.
Function as oxygen pumps for exhausting oxygen in the exhaust gas in the first reaction chamber 340 and the second reaction chamber 350, respectively. When a voltage is applied between the electrodes 341 and 342 and the electrodes 351 and 342 when the solid electrolyte 331 is at a certain temperature or higher, oxygen molecules in the exhaust gas are ionized on the cathodes 341 and 351 and the ionized oxygen molecules are solidified. It moves inside the electrolyte 331 toward the anode 342 and becomes an oxygen molecule again on the anode 342. Therefore, the first reaction chamber 340,
Oxygen in the exhaust gas in the second reaction chamber 350 is exhausted to the outside. In addition, the electrodes 342 and 3
A current proportional to the amount of oxygen molecules moved per unit time flows between 41 and 351. Therefore, by controlling this current, the amount of oxygen discharged from each reaction chamber can be controlled.

【0027】また、本実施形態では大気室360の電極
361と各反応室内の電極341、351との間には酸
素電池が形成される。第1と第2反応室内の排気は酸素
濃度が大気に較べて低いため、大気室360内の大気と
各反応室内の排気との間には酸素の濃度差が生じてい
る。大気室360と各反応室340、350とを隔てる
固体電解質の温度がある温度以上になると、外部から電
極間に電圧を印加しない状態では酸素濃度差により大気
室360内から固体電解質331を通って反応室34
0、350に酸素が移動するようになる。すなわち、大
気室360内の大気中の酸素分子は電極361上でイオ
ン化し、固体電解質331内を移動して酸素濃度の低い
反応室340、350の電極341、351上で再び酸
素分子になる。このため、電極361と各電極341、
351との間には大気の酸素濃度と各反応室内の酸素濃
度との差に応じた電圧が発生する。大気の酸素濃度は一
定であるため、電極361と各電極341、351との
電位差V0、V1(図2)はそれぞれ第1反応室340
と第2反応室351内の排気の酸素濃度を表すようにな
る。
In this embodiment, an oxygen battery is formed between the electrode 361 in the atmosphere chamber 360 and the electrodes 341 and 351 in each reaction chamber. Since the exhaust gas in the first and second reaction chambers has a lower oxygen concentration than the atmosphere, there is a difference in oxygen concentration between the air in the atmosphere chamber 360 and the exhaust gas in each reaction chamber. When the temperature of the solid electrolyte separating the atmosphere chamber 360 and each of the reaction chambers 340 and 350 is equal to or higher than a certain temperature, the solid electrolyte 331 flows from the inside of the atmosphere chamber 360 due to a difference in oxygen concentration when no voltage is applied between the electrodes from the outside. Reaction chamber 34
Oxygen moves to 0,350. That is, oxygen molecules in the atmosphere in the atmosphere chamber 360 are ionized on the electrode 361, move in the solid electrolyte 331, and become oxygen molecules again on the electrodes 341 and 351 of the reaction chambers 340 and 350 having a low oxygen concentration. For this reason, the electrode 361 and each electrode 341,
351 generates a voltage corresponding to the difference between the oxygen concentration in the atmosphere and the oxygen concentration in each reaction chamber. Since the oxygen concentration in the atmosphere is constant, the potential differences V0 and V1 (FIG. 2) between the electrode 361 and the electrodes 341 and 351 are respectively set in the first reaction chamber 340.
And the oxygen concentration of the exhaust gas in the second reaction chamber 351.

【0028】本実施形態では、前述したように、各反応
室から酸素を外部に排出する酸素ポンプ(電極341と
342、電極351と342)が備えられており、それ
ぞれの酸素ポンプの酸素排出速度はそれぞれの電極間の
ポンプ電流Ip0、Ip1(図2)を調節することによ
り、各反応室内の排気の酸素濃度(すなわち、電圧V
0、V1)が所定の一定値になるように制御される。本
実施形態では第1反応室340内の酸素濃度は例えば1
ppm程度に、また、第2の反応室350内の酸素濃度
は例えば0.01ppm程度になるようにポンプ電流I
p0、Ip1が制御されている。このため、第2反応室
350内は極めて酸素濃度の低い還元雰囲気に維持され
る。一方、排気中のNOX (NO、NO2 )は酸素ポン
プによっては外部に排出されないため第1、第2反応室
中の排気のNOX 濃度は外部の排気と同一に維持され
る。ところが、第2反応室のNOX 検出電極353はロ
ジウム(Rh)であるため還元触媒として機能し、還元
雰囲気下でNOX (NO、NO 2 )を還元する。また、
大気室360の参照電極361とNOX 検出用電極35
3との間には電圧が印加されているため、NOX 検出用
電極353上では、NO→(1 /2)N2 +(1/2) O2 、ま
たはNO2 →(1 /2)N2 +O2 の反応が生じNO X の還
元により酸素が発生するようになる。この酸素は、電極
353上でイオン化して大気室360の参照電極361
に向かって固体電解質331中を移動し、参照電極36
1上で酸素分子を形成する。第2反応室350内の酸素
濃度は極めて低いため、参照電極361に向かって固体
電解質中を流れる酸素イオンはその全量が排気中のNO
X の還元により生じたことになる。すなわち、固体電解
質中を単位時間あたりに流れる酸素イオンの量は、第2
反応室内のNOX 濃度(排気通路内の排気のNOX
度)に応じた量になる。従って、この酸素イオンの移動
に伴って発生する電流値(図2、Ip2)を計測するこ
とにより排気通路内の排気のNOX 濃度を検出すること
ができる。本実施形態のNOX センサ71は、上記電流
値Ip2を電圧信号に変換し、排気中のNOX 濃度に応
じた電圧信号を出力するものである。
In this embodiment, as described above, each reaction
Oxygen pump that discharges oxygen from the chamber
342, electrodes 351 and 342) are provided.
The oxygen pumping rate of each oxygen pump is
By adjusting the pump currents Ip0, Ip1 (FIG. 2)
The oxygen concentration of the exhaust gas in each reaction chamber (that is, the voltage V
0, V1) is controlled to be a predetermined constant value. Book
In the embodiment, the oxygen concentration in the first reaction chamber 340 is, for example, 1
ppm, and the oxygen concentration in the second reaction chamber 350.
Is, for example, about 0.01 ppm.
p0 and Ip1 are controlled. Therefore, the second reaction chamber
The inside of 350 is maintained in a reducing atmosphere with extremely low oxygen concentration.
You. On the other hand, NO in exhaustX(NO, NOTwo) Is an oxygen pump
First and second reaction chambers
NO of exhaust insideXConcentration is maintained the same as external exhaust
You. However, NO in the second reaction chamberXThe detection electrode 353 is
Since it is indium (Rh), it functions as a reduction catalyst and reduces
NO under atmosphereX(NO, NO Two) To reduce. Also,
Reference electrode 361 in atmospheric chamber 360 and NOXDetection electrode 35
3 is applied with a voltage, NOXFor detection
On the electrode 353, NO → (1/2) NTwo+ (1/2) OTwoMa
Or NOTwo→ (1/2) NTwo+ OTwoReaction occurs and NO XReturn of
Oxygen is generated by the origin. This oxygen is
353, the reference electrode 361 of the atmosphere chamber 360 is ionized.
Move through the solid electrolyte 331 toward the reference electrode 36.
1 to form oxygen molecules. Oxygen in second reaction chamber 350
Since the concentration is extremely low, the solid
The total amount of oxygen ions flowing through the electrolyte is NO
XIs caused by the reduction of That is, solid electrolytic
The amount of oxygen ions flowing per unit time through
NO in reaction chamberXConcentration (NO of exhaust gas in exhaust passage)XDark
Degree). Therefore, this oxygen ion transfer
The current value (Ip2 in FIG. 2) generated by
As a result, the exhaust NO in the exhaust passageXDetect concentration
Can be. NO of this embodimentXThe sensor 71 detects the current
The value Ip2 is converted to a voltage signal, and the NOXDepending on the concentration
Output the same voltage signal.

【0029】本実施形態では、ECU30はNOX セン
サ71で検出した排気中の濃度が、予め機関1の運転状
態に応じて定められた目標NOX 濃度に一致するよう
に、EGR通路33を通ってサージタンク20に還流す
るEGRガス量を制御するNO X 制御を行っている。以
下、本実施形態のNOX 制御について説明する。
In the present embodiment, the ECU 30XSen
The concentration in the exhaust gas detected by the
Target NO set according to the situationXTo match the concentration
Then, the air returns to the surge tank 20 through the EGR passage 33.
To control the amount of EGR gas XControl. Less than
Below, NO of this embodimentXThe control will be described.

【0030】EGR通路33を通って吸気サージタンク
20に還流する排気ガス(EGRガス)は酸素濃度の低
い不活性ガスであり、EGRガス量を増大すると燃焼の
空気過剰率の低下と燃焼温度の低下とにより燃焼により
発生するNOX 量は低下する。しかし、EGRガス量を
増大していくと、NOX 量は低下を続けるものの、空気
過剰率の低下により排気中のパティキュレートが増大
し、さらにはEGRガス量が過剰になると排気スモーク
を発生するようになる。このため、排気スモークの発生
やパティキュレートの許容範囲を越えた増大を防止する
ためには、NOX発生量を過度に低下させることはでき
ず、NOX 発生量にも許容最小値が存在する。この許容
最小値は、機関の回転数(吸入空気量)や燃料噴射量に
応じて変化するため、機関の運転状態に応じて変化す
る。
The exhaust gas (EGR gas) recirculated to the intake surge tank 20 through the EGR passage 33 is an inert gas having a low oxygen concentration. If the amount of the EGR gas is increased, the excess air ratio of combustion decreases and the combustion temperature decreases. Due to the decrease, the NO X amount generated by combustion decreases. However, when gradually increasing the EGR gas amount, although the amount of NO X continues to decrease, increases the particulates in exhaust by a decrease in the excess air ratio, further generates the exhaust smoke amount EGR gas is excessive Become like For this reason, in order to prevent the generation of exhaust smoke and the increase of the particulate exceeding the allowable range, the NO X generation amount cannot be excessively reduced, and the NO X generation amount has an allowable minimum value. . Since the allowable minimum value changes according to the engine speed (intake air amount) and the fuel injection amount, it changes according to the operating state of the engine.

【0031】本実施形態では、予め実際の機関を回転数
と燃料噴射量とを変えて運転し、各回転数と燃料噴射量
との組み合わせにおける、排気スモークの発生やパティ
キュレートの増大が生じない範囲での排気NOX 濃度の
許容最小値を求めてある。本実施形態では、これらの排
気NOX 濃度の最小値を回転数NEと燃料噴射量Qfi n
とを用いた数値テーブルの形でECU30のROMに格
納しておき、実際の運転における目標NOX 濃度として
使用する。
In the present embodiment, the actual engine is operated in advance by changing the rotation speed and the fuel injection amount, and the generation of exhaust smoke and the increase in particulates do not occur in the combination of each rotation speed and the fuel injection amount. The allowable minimum value of the exhaust NO X concentration in the range is obtained. In the present embodiment, these exhaust NO rpm the minimum value of X concentration NE and the fuel injection amount Q fi n
Is stored in the ROM of the ECU 30 in the form of a numerical table using the above and is used as the target NO X concentration in the actual operation.

【0032】ECU30は、実際の運転時の機関回転数
NEと燃料噴射量Qfin との値から上記目標排気NOX
濃度を設定し、NOX センサ71で検出した実際の排気
NO X 濃度が目標NOX 濃度に一致するようにEGR通
路33のEGR制御弁23開度をフィードバック制御す
ることにより、EGRガス量を調節する。これにより、
燃焼室には常に排気スモークの発生やパティキュレート
の増大を生じない範囲でNOX 発生量が最小になるだけ
のEGRガスが供給されるようになる。
The ECU 30 calculates the engine speed during actual operation.
NE and fuel injection amount QfinFrom the target exhaust NOX
Set the concentration, NOXActual exhaust detected by sensor 71
NO XConcentration is target NOXEGR pass to match the concentration
The EGR control valve 23 opening of the road 33 is feedback-controlled.
Thus, the EGR gas amount is adjusted. This allows
Exhaust smoke and particulates are constantly generated in the combustion chamber.
NO within a range that does not cause an increase inXOnly the amount generated is minimized
Is supplied.

【0033】ところが、前述したように、EGR弁23
の開度のみでEGRガス量を制御していると、例えば排
気圧力が低下するアイドルや低負荷運転時などでは、E
GR弁23開度が全開になった後はそれ以上EGRガス
量を増大することができず、目標排気NOX 濃度を得る
のに十分なだけの量のEGRガスを流すことができなく
なる問題がある。
However, as described above, the EGR valve 23
If the EGR gas amount is controlled only by the opening degree of the engine, for example, during idling or low load operation when the exhaust pressure decreases, EGR
After GR valve 23 opening is fully opened can not be increased any more EGR gas amount, is to obtain a target exhaust NO X concentration becomes impossible to flow just enough amount of EGR gas issues is there.

【0034】本実施形態では、EGR弁23開度が全開
になった後は、排気絞り弁37、ターボチャージャ35
の可変ノズル35a、吸気絞り弁27のいずれか1つま
たはそれ以上をNOX センサ71で検出したNOX 濃度
に応じてフィードバック制御することによりこの問題を
解決している。排気絞り弁37またはターボチャージャ
可変ノズル35aの開度を低減すると排気抵抗の増大に
より排気マニホルド31内の排気圧力は増大する。この
ため、吸気サージタンク20と排気マニホルド31との
圧力差が増大し、EGR通路33を通過するEGRガス
の流量は増大する。排気マニホルド31内圧力は排気絞
り弁37または可変ノズル35aの開度を低下させるほ
ど上昇するため、NOXセンサ71出力に応じて排気絞
り弁37または可変ノズル35aの開度をフィードバッ
ク制御することにより、実際の排気NOX 濃度を目標排
気NOX 濃度に制御することが可能である。
In this embodiment, after the EGR valve 23 is fully opened, the exhaust throttle valve 37, the turbocharger 35
Of the variable nozzle 35a, solves this problem by feedback control according to the NO X concentration any one or more was detected in NO X sensor 71 of the intake throttle valve 27. When the opening degree of the exhaust throttle valve 37 or the turbocharger variable nozzle 35a is reduced, the exhaust pressure in the exhaust manifold 31 increases due to an increase in exhaust resistance. Therefore, the pressure difference between the intake surge tank 20 and the exhaust manifold 31 increases, and the flow rate of the EGR gas passing through the EGR passage 33 increases. Since the pressure in the exhaust manifold 31 to rise enough to decrease the degree of opening of the exhaust throttle valve 37 or the variable nozzle 35a, by feedback-controlling the opening degree of the exhaust throttle valve 37 or the variable nozzle 35a according to the NO X sensor 71 outputs In addition, it is possible to control the actual exhaust NO X concentration to the target exhaust NO X concentration.

【0035】また、吸気絞り弁27の開度を低下させる
と、吸気通路の圧力損失が増大するため吸気絞り弁27
開度に応じてサージタンク20の圧力が低下する。この
ため、排気マニホルド31とサージタンク20との圧力
差が増大し、排気圧力が低下した状態でもEGR通路3
3を通るEGRガス量を増大させることが可能となる。
また、サージタンク20の圧力は吸気絞り弁27の開度
が低下するほど低くなるため、NOX センサ71出力に
応じて吸気絞り弁27の開度をフィードバック制御する
ことにより、実際の排気NOX 濃度を目標排気NOX
度に制御することが可能となる。
When the opening degree of the intake throttle valve 27 is reduced, the pressure loss in the intake passage increases.
The pressure in the surge tank 20 decreases according to the opening. For this reason, the pressure difference between the exhaust manifold 31 and the surge tank 20 increases, and even when the exhaust pressure decreases, the EGR passage 3
3 can be increased.
Further, since the pressure of the surge tank 20 decreases as the opening of the intake throttle valve 27 decreases, the actual exhaust NO X is controlled by feedback controlling the opening of the intake throttle valve 27 in accordance with the output of the NO X sensor 71. it is possible to control the concentration of target exhaust NO X concentration.

【0036】排気絞り弁37、ターボチャージャ可変ノ
ズル35a、吸気絞り弁27は、これらのうちの1つを
用いてEGRガス量を制御しても良いし、2つまたはそ
れ以上を使用するようにしても良い。以下、ターボチャ
ージャ可変ノズル35aを使用した場合を例にとってN
X制御について説明するが、他の手段を用いた場合も
ほぼ同様な制御となる。
The exhaust throttle valve 37, the turbocharger variable nozzle 35a, and the intake throttle valve 27 may use one of them to control the amount of EGR gas, or use two or more of them. May be. Hereinafter, taking the case where the turbocharger variable nozzle 35a is used as an example, N
O X control will be described, it becomes substantially the same control even when using other means.

【0037】図3は、ターボチャージャ可変ノズル35
aを用いたNOX 制御操作を説明するフローチャートで
ある。本操作は、ECU30により一定時間毎に実行さ
れるルーチンとして行われる。図3の操作では、操作実
行毎にまずステップ301で回転数センサ55から機関
1回転数NEが読み込まれるとともに、別途ECU30
により実行される燃料噴射量演算操作で算出された機関
燃料噴射量Qfin が読み込まれる。本実施形態では、E
CU30は別途実行する燃料噴射量演算操作で機関回転
数NEと運転者のアクセルペダル踏み込み量(アクセル
開度)ACCPとに基づいて予め定められた関係から機
関の燃料噴射量Qfin を算出しており、ステップ301
ではこの演算結果が使用される。
FIG. 3 shows a turbocharger variable nozzle 35.
6 is a flowchart illustrating a NO X control operation using a. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In the operation of FIG. 3, each time the operation is performed, the engine 1 rotation speed NE is read from the rotation speed sensor 55 in step 301, and the ECU 30
The engine fuel injection amount Qfin calculated by the fuel injection amount calculation operation executed by the above is read. In the present embodiment, E
CU30 is to calculate the fuel injection amount Q fin of the engine from a predetermined relationship based on the separate accelerator pedal depression amount of the fuel injection amount calculation operation to be performed with the engine rotational speed NE driver (accelerator opening) ACCP Step 301
Uses the result of this operation.

【0038】次いで、ステップ303ではステップ30
1で読み込んだNE、Qfin との値を用いて、ECU3
0のROMに予め格納された前述の数値テーブルから現
在の運転状態に対応した目標NOX 濃度TNOXの値が
読出される。また、ステップ305では、排気通路3の
NOX センサ71から現在の実際の排気NOX 濃度AN
OXが読み込まれる。
Next, in step 303, step 30
Using the values of NE and Qfin read in step 1, ECU3
The value of the target NO X concentration TNOX corresponding to the current operating condition from a pre-stored foregoing numerical table to 0 of ROM is read. In step 305, the current actual exhaust from NO X sensor 71 in the exhaust passage 3 NO X concentration AN
OX is read.

【0039】そして、ステップ307と319では、上
記により読み込んだ実際の排気NO X 濃度ANOXが、
目標NOX 濃度TNOXに対して±α(αは正の一定
値)の範囲にあるか否かが判定され、範囲内にある(T
NOX−α<ANOX<TNOX+α)場合にはステッ
プ319からそのまま今回の操作を修了する。この場合
は、可変ノズル35aとEGR弁23の開度は現在のま
まに維持される。
In steps 307 and 319,
Actual exhaust NO read by XThe concentration ANOX is
Target NOX± α (α is a positive constant
Value), it is determined whether the value is within the range (T).
If NOX-α <ANOX <TNOX + α),
This operation is completed as it is from step 319. in this case
Means that the opening of the variable nozzle 35a and the EGR valve 23 is
Will always be maintained.

【0040】一方、現在のNOX 濃度ANOXが目標N
X 濃度よりα以上高い(ANOX≧TNOX+α)場
合には、現在よりEGRガス量を増量してNOX 濃度A
NOXを目標濃度TNOXまで低下させる必要がある。
この場合には、ステップ307の次にステップ309が
実行され、現在EGR弁23の開度VEGが最大開度
(全開開度)VEGMAX に到達しているか否かが判定さ
れる。EGR弁23の開度が全開になっていない場合に
は、まだEGR弁23の開度を増大することによりEG
Rガス量を増大することが可能であるため、次にステッ
プ311でEGR弁開度VEGを一定値K1 (K1
0)だけ増大し、ステップ313でEGR弁開度をK1
だけ増大した値に制御して今回の操作を終了する。この
場合には、可変ノズル35aの開度は変更しない。
[0040] On the other hand, the current of the NO X concentration ANOX the target N
O X higher than alpha than the concentration (ANOX ≧ TNOX + α) in the case, NO X concentration A by increasing the EGR gas amount from the current
It is necessary to reduce NOX to the target concentration TNOX.
In this case, step 309 is executed to the next step 307, the opening degree VEG current EGR valve 23 whether has reached the maximum opening degree (full open opening) VEG MAX is determined. When the opening of the EGR valve 23 is not fully opened, the EG is still increased by increasing the opening of the EGR valve 23.
Since it is possible to increase the R gas amount, next, in step 311, the EGR valve opening degree VEG is set to a constant value K 1 (K 1 >).
0), and at step 313, the EGR valve opening is set to K 1
The current operation is terminated by controlling the value to the value that has increased. In this case, the opening of the variable nozzle 35a is not changed.

【0041】一方、ステップ309で既にEGR弁23
が全開になっている場合(VEG=VEGMAX )には、
EGR弁23の開度を増大することによってはこれ以上
EGRガス量を増大することはできない。そこで、この
場合には可変ノズル35aにより排気を絞ることにより
EGRガス量を増大する。すなわち、この場合にはステ
ップ315に進み、ターボチャージャの可変ノズル35
aの開度VVNを一定値K2 (K2 >0)だけ低減する
とともに、ステップ317では可変ノズル開度VVNを
上記により低減された開度に変更する。これにより、E
GR弁23が全開になっている場合でも、可変ノズル3
5aを用いた排気絞りを行うことによりEGRガス量が
増大し、排気NOX 濃度が低下するようになる。
On the other hand, in step 309, the EGR valve 23
Is fully open (VEG = VEG MAX ),
By increasing the opening of the EGR valve 23, the EGR gas amount cannot be further increased. Therefore, in this case, the amount of EGR gas is increased by restricting exhaust gas by the variable nozzle 35a. That is, in this case, the process proceeds to step 315, where the variable nozzle 35 of the turbocharger is
In step 317, the variable nozzle opening VVN is changed to the opening reduced as described above, while the opening VVN of a is reduced by a constant value K 2 (K 2 > 0). This gives E
Even when the GR valve 23 is fully open, the variable nozzle 3
EGR gas amount is increased by performing the exhaust throttling with 5a, the exhaust NO X concentration will be lowered.

【0042】ステップ307でANOX≦TNOX+α
であった場合には、次にステップ319で現在の排気N
X 濃度ANOXが目標排気NOX 濃度TNOXよりα
以上下回っているか否かを判定する。ANOX≦TNO
X−αであった場合には、実際の排気NOX 濃度が目標
値よりかなり下回っており、排気スモークの発生やパテ
ィキュレートの増大が生じるおそれがあるため、EGR
ガス量を減量する必要がある。そこでこの場合には、次
にステップ321でターボチャージャの可変ノズル35
aの開度VVNが最大開度VVNMAX に到達しているか
否かが判定される。VVN<VVNMAX であった場合に
は、まだ可変ノズル35aの開度を増大することにより
EGRガス量の低減が可能であるため、次にステップ3
23で可変ノズル開度VVNを所定値K2 だけ増大し、
ステップ325ではこの増大した開度に可変ノズル開度
VVNを変更する操作を行い今回の操作を終了する。
At step 307, ANOX≤TNOX + α
In step 319, the current exhaust N
O X concentration ANOX is than the target exhaust NO X concentration TNOX α
It is determined whether the value is lower than the above. ANOX ≦ TNO
When X-α, the actual exhaust NO X concentration is considerably lower than the target value, and there is a possibility that the generation of exhaust smoke and the increase of particulates may occur.
It is necessary to reduce the amount of gas. Therefore, in this case, the variable nozzle 35 of the turbocharger is
It is determined whether or not the opening degree VVN of “a” has reached the maximum opening degree VVN MAX . If VVN <VVN MAX , the EGR gas amount can be reduced by still increasing the opening of the variable nozzle 35a.
Increasing the variable nozzle opening VVN predetermined value K 2 at 23,
In step 325, an operation of changing the variable nozzle opening VVN to the increased opening is performed, and the current operation is completed.

【0043】一方、ステップ321でVVN=VVN
MAX であった場合には、これ以上可変ノズル開度を増大
することによってはEGRガス量を低減することができ
ない。そこで、この場合にはEGR弁23開度を絞るこ
とによりEGRガス量を低減することとして、ステップ
327に進み現在のEGR弁23開度を所定値K1 だけ
低減した値にセットするとともに、ステップ329でE
GR弁23開度を上記低減した値に制御して今回の操作
を終了する。
On the other hand, in step 321, VVN = VVN
If it is MAX , the EGR gas amount cannot be reduced by further increasing the variable nozzle opening. Therefore, as possible to reduce the amount of EGR gas by throttling the EGR valve 23 opening in this case, as well as set to a value obtained by reducing the current EGR valve 23 opening by the predetermined value K 1 processing proceeds to step 327, step E at 329
The degree of opening of the GR valve 23 is controlled to the reduced value, and the current operation ends.

【0044】本操作では、上記により機関排気NOX
度ANOXは機関運転状態に応じて予め定められた目標
NOX 濃度TNOXに対して常に±αの値に精度良く制
御されるようになる。αは、目標NOX 濃度に対する許
容偏差である。また、本実施形態ではEGR弁23が全
開になった後の排気NOX 濃度をターボチャージャ35
の可変ノズル35aの開度をNOX センサ71出力に応
じて制御することにより行っているため、排気NOX
度の変動に対して応答性良好にEGRガス量を増減する
ことが可能となり、排気NOX 濃度を応答性良好に目標
排気NOX 濃度近傍に制御することが可能となってい
る。
[0044] In this operation, the engine exhaust NO X concentration ANOX by the will always be accurately controlled to a value of ± alpha with respect to the target NO X concentration TNOX predetermined according to engine operating conditions. α is an allowable deviation from the target NO X concentration. Further, the turbocharger 35 to the exhaust concentration of NO X after the EGR valve 23 is fully opened in this embodiment
Is controlled by controlling the opening degree of the variable nozzle 35a in accordance with the output of the NO X sensor 71, so that the EGR gas amount can be increased or decreased with good responsiveness to the fluctuation of the exhaust NO X concentration. It is possible to control the NO X concentration to be close to the target exhaust NO X concentration with good responsiveness.

【0045】図3では、EGR弁23が全開の領域でタ
ーボチャージャ可変ノズル35aの開度を制御すること
によりEGRガス量の制御を行う場合について説明した
が、可変ノズル35aの代わりに、排気絞り弁37の開
度、または吸気絞り弁27の開度をNOX センサ71出
力に応じてフィードバック制御する場合も、図3の操作
と同様になる。
In FIG. 3, the case where the EGR gas amount is controlled by controlling the opening degree of the turbocharger variable nozzle 35a in the region where the EGR valve 23 is fully opened has been described. even if the feedback control in accordance opening of the valve 37, or the opening degree of the intake throttle valve 27 in the NO X sensor 71 outputs, the same procedure of FIG.

【0046】なお、図3においてEGR弁23開度VE
G及び可変ノズル35a開度VVNは、別途それぞれに
開度を検出する開度センサを配置して検出しても良い
し、例えばアクチュエータとしてステッパモータを使用
する場合には、駆動ステップ数の積算値を、バキューム
アクチュエータを使用する場合にはバキュームアクチュ
エータに供給する負圧を制御する負圧制御弁の駆動ソレ
ノイドを駆動する駆動パルスのデューティ比(駆動パル
ス1サイクルに占めるオン信号の割合)等を近似的に使
用するようにしても良い。
Incidentally, in FIG. 3, the EGR valve 23 opening VE
The G and the opening degree VVN of the variable nozzle 35a may be separately detected by disposing an opening degree sensor for detecting the opening degree. For example, when a stepper motor is used as an actuator, an integrated value of the number of driving steps is used. When a vacuum actuator is used, the duty ratio of a drive pulse for driving a drive solenoid of a negative pressure control valve for controlling a negative pressure supplied to the vacuum actuator (the ratio of an ON signal to one cycle of the drive pulse) is approximated. You may make it use it.

【0047】また、上記実施形態はディーゼル機関に本
発明を適用した場合を例に取って説明したが、本発明は
火花点火機関にも同様に適用することが可能であること
はいうまでもない。
Although the above embodiment has been described by taking the case where the present invention is applied to a diesel engine as an example, it goes without saying that the present invention can be applied to a spark ignition engine as well. .

【0048】[0048]

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関の
運転状態にかかわらず常に実際の排気NOX 濃度を目標
排気NOX 濃度に正確に制御することが可能となる共通
の効果を奏する。
Effects of the Invention According to the invention described in the claims, a common effect can be accurately controlled at all times actual exhaust NO X concentration regardless of the engine operating state at the target exhaust NO X concentration Play.

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

【図1】本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した実
施形態の概略構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile diesel engine.

【図2】NOX センサの構造を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of a NO X sensor.

【図3】本発明のNOX 制御操作の一実施形態を説明す
るフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating one embodiment of the NO X control operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディーゼル機関本体 2…吸気通路 3…排気通路 23…EGR弁 27…吸気絞り弁 30…電子制御ユニット(ECU) 35…ターボチャージャ 35a…可変ノズル 37…排気絞り弁 71…NOX センサ1 ... diesel engine body 2 ... intake passage 3 ... an exhaust passage 23 ... EGR valve 27 ... throttle valve 30 ... electronic control unit (ECU) 35 ... turbocharger 35a ... variable nozzle 37 ... exhaust throttle valve 71 ... NO X sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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 301H 3G301 311 311B 41/02 380 41/02 380E 41/04 360 41/04 360C 43/00 301 43/00 301N 301W 301K F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J 570P Fターム(参考) 3G005 DA02 EA15 GB24 GD13 JA35 JA39 3G062 AA01 AA05 BA00 BA06 ED08 GA04 GA05 GA06 GA17 GA21 3G065 AA01 AA03 AA10 CA12 DA02 DA06 FA11 GA05 GA10 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA05 BA08 BA20 CA03 DA10 EA11 EB08 EB12 EC03 EC07 FA08 FA10 FA13 FA18 FA28 FA33 3G092 AA02 AA06 AA17 AA18 DB03 DC03 DC09 DC13 DE18S DG06 DG08 EA12 FA17 HA01Z HD04Z HD07X 3G301 HA01 HA02 HA11 HA13 JA24 JA25 KA08 LA00 LA01 LC04 LC07 NA08 NC02 ND02 PA04Z PA17Z PB03Z PD01Z PD15Z PE01Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301H 3G301 311 311B 41/02 380 41/02 380E 41/04 360 41 / 04 360C 43/00 301 43/00 301N 301W 301K F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J 570P F-term (reference) 3G005 DA02 EA15 GB24 GD13 JA35 JA39 3G062 AA01 AA05 BA00 BA06 ED08 GA04 GA05 GA03 AGAA AA3A CA12 DA02 DA06 FA11 GA05 GA10 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA05 BA08 BA20 CA03 DA10 EA11 EB08 EB12 EC03 EC07 FA08 FA10 FA13 FA18 FA28 FA33 3G092 AA02 AA06 AA17 AA18 DB03 DC03 DC09 DC13 DE18S DG06 HA08 HD08 HA08 HA13 JA24 JA25 KA08 LA00 LA01 LC04 LC07 NA08 N C02 ND02 PA04Z PA17Z PB03Z PD01Z PD15Z PE01Z PF03Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気ガスの一部を機関吸気系
に還流させる内燃機関のEGR制御装置であって、 機関排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路と、該
EGR通路に配置され、EGR通路を流れて吸気系に還
流する排気流量を絞るEGR弁と、 前記排気通路に配置され排気中のNOX 濃度を検出する
NOX センサと、 前記排気通路の、前記EGR通路との接続部下流側に配
置され排気通路を流れる排気流量を絞る排気絞り手段
と、 前記NOX センサの出力に応じて前記EGR弁の開度を
調節することにより、排気中のNOX 濃度が予め定めた
目標NOX 濃度になるように排気系に還流する排気流量
を制御する制御手段と、を備え、 前記制御手段は、前記EGR弁開度が全開状態であり、
かつ排気中のNOX 濃度を前記目標濃度に一致させるた
めに吸気系に還流する排気流量を増大する必要がある場
合には、前記NOX センサの出力に応じて前記排気絞り
手段による排気絞りを行う、内燃機関のEGR制御装
置。
1. An EGR control device for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas of the internal combustion engine to an engine intake system, wherein the EGR control device is disposed in the EGR passage that communicates an engine exhaust passage with an intake passage. , an EGR valve for throttling the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system flows through the EGR passage, a NO X sensor arranged in the exhaust passage for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas, the exhaust channel, connected between the EGR passage an exhaust throttle means throttling the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage disposed subordinates stream side, by adjusting the opening degree of the EGR valve in accordance with the output of the NO X sensor, the concentration of NO X in the exhaust predetermined Control means for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated to the exhaust system so as to reach the target NO X concentration, wherein the control means is such that the EGR valve opening degree is in a fully open state;
When it is necessary to increase the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system in order to make the NO X concentration in the exhaust gas equal to the target concentration, the exhaust throttle by the exhaust throttle means is controlled according to the output of the NO X sensor. An EGR control device for an internal combustion engine.
【請求項2】 前記排気絞り手段として、機関排気通路
に配置された排気絞り弁を備えた、請求項1に記載の内
燃機関のEGR制御装置。
2. The EGR control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising an exhaust throttle valve disposed in an engine exhaust passage as said exhaust throttle means.
【請求項3】 前記内燃機関は、可変ノズル付き排気タ
ービンを有するターボチャージャを備え、前記排気絞り
手段として前記可変ノズルが使用される請求項1に記載
の内燃機関のEGR制御装置。
3. The EGR control device according to claim 1, wherein the internal combustion engine includes a turbocharger having an exhaust turbine with a variable nozzle, and the variable nozzle is used as the exhaust throttle means.
【請求項4】 内燃機関の排気ガスの一部を機関吸気系
に還流させる内燃機関のEGR制御装置であって、 機関排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路と、該
EGR通路に配置され、EGR通路を流れて吸気系に還
流する排気流量を絞るEGR弁と、 前記排気通路に配置され排気中のNOX 濃度を検出する
NOX センサと、 前記吸気通路上の、前記EGR通路との接続部上流側に
配置され吸気通路を流れる吸気を絞る吸気絞り手段と、 前記NOX センサの出力に応じて前記EGR弁の開度を
調節することにより、排気中のNOX 濃度が予め定めた
目標NOX 濃度になるように排気系に還流する排気流量
を制御する制御手段と、を備え、 前記制御手段は、前記EGR弁開度が全開状態であり、
かつ排気中のNOX 濃度を前記目標濃度に一致させるた
めに吸気系に還流する排気流量を増大する必要がある場
合には、前記NOX センサの出力に応じて前記吸気絞り
手段による吸気絞りを行う、内燃機関のEGR制御装
置。
4. An EGR control device for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas of the internal combustion engine to an engine intake system, wherein the EGR control device is disposed in the EGR passage that connects an engine exhaust passage and an intake passage. , an EGR valve for throttling the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system flows through the EGR passage, a NO X sensor arranged in the exhaust passage for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas, on the intake passage, and said EGR passage an intake throttle means throttling the intake air that is disposed at the connection portion upstream flowing through the intake passage, by adjusting the opening degree of the EGR valve in accordance with the output of the NO X sensor, the concentration of NO X in the exhaust predetermined Control means for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated to the exhaust system so as to reach the target NO X concentration, wherein the control means is such that the EGR valve opening degree is in a fully open state;
And when it is necessary to increase the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake system in order to make the NO X concentration in the exhaust gas equal to the target concentration, the intake throttle by the intake throttle means is controlled according to the output of the NO X sensor. An EGR control device for an internal combustion engine.
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