JP2002161791A - 排気タービン過給機の制御方法及び装置 - Google Patents
排気タービン過給機の制御方法及び装置Info
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- egr valve
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジンが加速した場合の過渡時に黒煙の発生
を抑制するようにした。 【解決手段】可変ノズルを備えた排気タービン過給機と
排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流す
る排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、ア
クセル開度過渡時における前記ＥＧＲバルブの閉止後に
前記可変ノズルの絞り補正制御を行うようにし、吸気側
へＥＧＲガスの流入を防止した。
を抑制するようにした。 【解決手段】可変ノズルを備えた排気タービン過給機と
排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流す
る排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、ア
クセル開度過渡時における前記ＥＧＲバルブの閉止後に
前記可変ノズルの絞り補正制御を行うようにし、吸気側
へＥＧＲガスの流入を防止した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、黒煙の発生を抑制する
ようにした排気タービン過給機の制御方法及び装置に関
するものである。
ようにした排気タービン過給機の制御方法及び装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】デイーゼルエンジンの排出ガス低減と燃
費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時
期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度
の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗
の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を
満足させるために可変ノズルの開度を調整することによ
り排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて
最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給す
る排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴと称してい
る）と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して
還流する排気ガス再循環装置（ＥＧＲと称している）と
を備えている。
費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時
期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度
の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗
の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を
満足させるために可変ノズルの開度を調整することによ
り排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて
最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給す
る排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴと称してい
る）と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して
還流する排気ガス再循環装置（ＥＧＲと称している）と
を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軽負荷
運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。
これは、アクセル開度の変化量が設定値を超えた場合に
はＥＧＲバルブを閉弁させ、同時に排気タービン過給機
の可変ノズルを速やかに目標のブースト圧となるように
開度を絞っているが、ＥＧＲバルブと可変ノズルの制御
が独立して行われているため、可変ノズルが開度を絞る
と排圧が上昇しＥＧＲバルブが閉じるまでにエンジンに
はＥＧＲガスが大量に流れ込んでいるからである。
運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。
これは、アクセル開度の変化量が設定値を超えた場合に
はＥＧＲバルブを閉弁させ、同時に排気タービン過給機
の可変ノズルを速やかに目標のブースト圧となるように
開度を絞っているが、ＥＧＲバルブと可変ノズルの制御
が独立して行われているため、可変ノズルが開度を絞る
と排圧が上昇しＥＧＲバルブが閉じるまでにエンジンに
はＥＧＲガスが大量に流れ込んでいるからである。
【０００４】本発明の目的は、エンジンが加速した場合
の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことであ
る。
の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の方法は、請求項１に記載の通り、排気ター
ビンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給
特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービン過給機
と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流
する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、
アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時の燃料噴
射変化量により前記可変ノズルとＥＧＲのフィードフォ
ワード項を算出し、前記ＥＧＲのフィードフォワード項
により前記ＥＧＲバルブを直ちに閉止し、このＥＧＲバ
ルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフィードフォワー
ド項により前記可変ノズルを通常時開度より絞り補正す
るようにしたことを特徴とするものである。
めの本発明の方法は、請求項１に記載の通り、排気ター
ビンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給
特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービン過給機
と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流
する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、
アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時の燃料噴
射変化量により前記可変ノズルとＥＧＲのフィードフォ
ワード項を算出し、前記ＥＧＲのフィードフォワード項
により前記ＥＧＲバルブを直ちに閉止し、このＥＧＲバ
ルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフィードフォワー
ド項により前記可変ノズルを通常時開度より絞り補正す
るようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】本発明の装置は、請求項２に記載の通り、
排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最
適な過給特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービ
ン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介
して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンに
おいて、アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時
の燃料噴射変化量により前記可変ノズルとＥＧＲのフィ
ードフォワード項を算出し、エンジン制御コンピュータ
によって前記ＥＧＲのフィードフォワード項により前記
ＥＧＲバルブを直ちに閉止制御するＥＧＲバルブ制御装
置と、ＥＧＲバルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフ
ィードフォワード項により前記可変ノズルを通常時開度
より絞り補正制御する可変ノズル制御装置とを備えたこ
とをことを特徴とするものである。
排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最
適な過給特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービ
ン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介
して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンに
おいて、アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時
の燃料噴射変化量により前記可変ノズルとＥＧＲのフィ
ードフォワード項を算出し、エンジン制御コンピュータ
によって前記ＥＧＲのフィードフォワード項により前記
ＥＧＲバルブを直ちに閉止制御するＥＧＲバルブ制御装
置と、ＥＧＲバルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフ
ィードフォワード項により前記可変ノズルを通常時開度
より絞り補正制御する可変ノズル制御装置とを備えたこ
とをことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１において、１はコンプレッサであ
り、２は前記コンプレッサ１を回転する排気タービンで
ある。この排気タービ２はエンジンの回転数・負荷に応
じて可変ノズル５の開度の変化によって最適な過給特性
に制御されるよう排気タービ２の回転が制御される。こ
れらコンプレッサ１、排気タービン２及び可変ノズル５
により排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴ）を構成
している。３は吸気パイプ、４は排気パイプである。前
記コンプレッサ１より下流の吸気パイプ３と前記排気タ
ービン３より上流の排気パイプ４はＥＧＲ通路６で連通
されており、このＥＧＲ通路６にはＥＧＲバルブ７が設
けられている。
づいて説明する。図１において、１はコンプレッサであ
り、２は前記コンプレッサ１を回転する排気タービンで
ある。この排気タービ２はエンジンの回転数・負荷に応
じて可変ノズル５の開度の変化によって最適な過給特性
に制御されるよう排気タービ２の回転が制御される。こ
れらコンプレッサ１、排気タービン２及び可変ノズル５
により排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴ）を構成
している。３は吸気パイプ、４は排気パイプである。前
記コンプレッサ１より下流の吸気パイプ３と前記排気タ
ービン３より上流の排気パイプ４はＥＧＲ通路６で連通
されており、このＥＧＲ通路６にはＥＧＲバルブ７が設
けられている。
【０００８】本発明は、上記排気タービン過給機とＥＧ
Ｒ装置（排気ガス再循環装置）とを備えたエンジンにお
いて、アクセル開度過渡時（加速時）に前記ＥＧＲバル
ブ７を直ちに閉止し、このＥＧＲバルブ７の閉止確認後
に前記可変ノズル５を通常時開度より絞り制御するよう
にしたもである。
Ｒ装置（排気ガス再循環装置）とを備えたエンジンにお
いて、アクセル開度過渡時（加速時）に前記ＥＧＲバル
ブ７を直ちに閉止し、このＥＧＲバルブ７の閉止確認後
に前記可変ノズル５を通常時開度より絞り制御するよう
にしたもである。
【０００９】上記の制御は図１で示すように、前記可変
ノズル５を制御する可変ノズル制御装置９と、前記ＥＧ
Ｒバルブ７を制御するＥＧＲバルブ制御装置１０を備
え、これら可変ノズル制御装置９とＥＧＲバルブ制御装
置１０とをエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ）で制御
するようになっている。
ノズル５を制御する可変ノズル制御装置９と、前記ＥＧ
Ｒバルブ７を制御するＥＧＲバルブ制御装置１０を備
え、これら可変ノズル制御装置９とＥＧＲバルブ制御装
置１０とをエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ）で制御
するようになっている。
【００１０】前記ＥＧＲバルブ７と可変ノズル５との制
御について図２により説明する。アクセル開度過渡時に
は急加速判定フラグがＯＮとなる。このアクセル開度過
渡信号によりＥＧＲバルブ開度（ＥＧＲ開度）ＥＧＲバ
ルブ制御装置１０によってＢ線で示すように直ちに０％
に閉止する。尚、従来ではＡ線で示すようにＥＧＲバル
ブの応答遅れや作動速度により指示開度に対し実開度は
遅れていた。
御について図２により説明する。アクセル開度過渡時に
は急加速判定フラグがＯＮとなる。このアクセル開度過
渡信号によりＥＧＲバルブ開度（ＥＧＲ開度）ＥＧＲバ
ルブ制御装置１０によってＢ線で示すように直ちに０％
に閉止する。尚、従来ではＡ線で示すようにＥＧＲバル
ブの応答遅れや作動速度により指示開度に対し実開度は
遅れていた。
【００１１】前記ＥＧＲバルブ７の開度が０％に閉止を
確認した後に可変ノズル５は可変ノズル制御装置９によ
ってＤ線で示すように、Ｃ線の通常マップ値＋補正量で
絞り補正される。前記ＥＧＲバルブ開度と可変ノズル開
度の制御の後には、ＥＧＲバルブ開度はＦ線で示すよう
にＥ線の通常マップ値＋補正量で直ちに補正され、可変
ノズル開度は通常マップ値に制御される。
確認した後に可変ノズル５は可変ノズル制御装置９によ
ってＤ線で示すように、Ｃ線の通常マップ値＋補正量で
絞り補正される。前記ＥＧＲバルブ開度と可変ノズル開
度の制御の後には、ＥＧＲバルブ開度はＦ線で示すよう
にＥ線の通常マップ値＋補正量で直ちに補正され、可変
ノズル開度は通常マップ値に制御される。
【００１２】このように本発明は、アクセル開度過渡若
しくはアクセル開度過渡時の燃料噴射変化量によりＥＧ
Ｒ装置のＥＧＲバルブ７を直ちに閉止し、このＥＧＲバ
ルブ７の閉止確認後に排気タービン過給機の可変ノズル
を通常時開度より絞り補正するようしたのでアクセル開
度過渡時において、排圧の上昇を抑止しエンジンへ大量
のＥＧＲガスの流れ込みがなくなり黒煙の発生を抑制す
るものである。
しくはアクセル開度過渡時の燃料噴射変化量によりＥＧ
Ｒ装置のＥＧＲバルブ７を直ちに閉止し、このＥＧＲバ
ルブ７の閉止確認後に排気タービン過給機の可変ノズル
を通常時開度より絞り補正するようしたのでアクセル開
度過渡時において、排圧の上昇を抑止しエンジンへ大量
のＥＧＲガスの流れ込みがなくなり黒煙の発生を抑制す
るものである。
【００１３】上記本発明の制御について図３のフローチ
ャートにより説明する。ステップ１０でアクセル開度変
化量を算出しアクセル開度過渡を判定する。尚、燃料噴
射変化量を算出してアクセル開度過渡を判定することも
できる。このアクセル開度過渡の判定した後にステップ
１１に進み、このステップ１１で可変ノズルのフィード
フォワード項とＥＧＲのフィードフォワード項を算出す
る。このステップ１１で算出されたＥＧＲのフィードフ
ォワード項はステップ１３とステップ１６に進みステッ
プ１３ではＥＧＲ指示開度を算出してステップ１４にす
すみ、このステップ１４ではステップ１３で算出したＥ
ＧＲ指示開度に基づいてＥＧＲバルブ７のアクチュエー
タに指令してＥＧＲバルブ７を０％に閉止する。
ャートにより説明する。ステップ１０でアクセル開度変
化量を算出しアクセル開度過渡を判定する。尚、燃料噴
射変化量を算出してアクセル開度過渡を判定することも
できる。このアクセル開度過渡の判定した後にステップ
１１に進み、このステップ１１で可変ノズルのフィード
フォワード項とＥＧＲのフィードフォワード項を算出す
る。このステップ１１で算出されたＥＧＲのフィードフ
ォワード項はステップ１３とステップ１６に進みステッ
プ１３ではＥＧＲ指示開度を算出してステップ１４にす
すみ、このステップ１４ではステップ１３で算出したＥ
ＧＲ指示開度に基づいてＥＧＲバルブ７のアクチュエー
タに指令してＥＧＲバルブ７を０％に閉止する。
【００１４】一方、ＥＧＲバルブ７を０％に閉止した後
に前記ステップ１４でＥＧＲバルブ実開度０％を確認
し、このＥＧＲバルブ実開度を前記ステップ１６に送
り、このステップ１６でＥＧＲバルブ実開度０％を判定
する。この判定がＹＥＳの場合は前記ステップ１１で可
変ノズル５のフィードフォワード項を算出した値のステ
ップ１５の送り、ステップ１８に進みステップ１８で可
変ノズル指示開度を算出しステップ１９に進む。このス
テップ１９では前記ステップ１８で算出した可変ノズル
指示開度に基づいて可変ノズル５のアクチュエータに指
令して可変ノズル５を通常時開度より絞り補正する。
尚、前記ステップ１６でＥＧＲバルブ実開度０％を判定
がＮＯの場合はステップ１７に進み、可変ノズル５のフ
ィードフォワード項０％を判定して前記ステップ１８に
進んで以下前記と同様な可変ノズル５の絞り補正を行
う。
に前記ステップ１４でＥＧＲバルブ実開度０％を確認
し、このＥＧＲバルブ実開度を前記ステップ１６に送
り、このステップ１６でＥＧＲバルブ実開度０％を判定
する。この判定がＹＥＳの場合は前記ステップ１１で可
変ノズル５のフィードフォワード項を算出した値のステ
ップ１５の送り、ステップ１８に進みステップ１８で可
変ノズル指示開度を算出しステップ１９に進む。このス
テップ１９では前記ステップ１８で算出した可変ノズル
指示開度に基づいて可変ノズル５のアクチュエータに指
令して可変ノズル５を通常時開度より絞り補正する。
尚、前記ステップ１６でＥＧＲバルブ実開度０％を判定
がＮＯの場合はステップ１７に進み、可変ノズル５のフ
ィードフォワード項０％を判定して前記ステップ１８に
進んで以下前記と同様な可変ノズル５の絞り補正を行
う。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によると、エンジン
が加速した場合、ＥＧＲ装置のＥＧＲバルブを直ちに閉
止し、このＥＧＲバルブの閉止確認後に排気タービン過
給機の可変ノズルを通常時開度より絞り補正制御するた
め黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有して
いる。
が加速した場合、ＥＧＲ装置のＥＧＲバルブを直ちに閉
止し、このＥＧＲバルブの閉止確認後に排気タービン過
給機の可変ノズルを通常時開度より絞り補正制御するた
め黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有して
いる。
【図１】本発明装置の要部断面図
【図２】本発明の加速時におけるＥＧＲバルブと可変バ
ルブの開度指示値の変化を示すグラフ
ルブの開度指示値の変化を示すグラフ
【図３】本発明のフローチャート
１ コンプレッサ ２ 排気タービン ３ 吸気パイプ ４ 排気パイプ ５ 可変ノズル ６ ＥＧＲパイプ ７ ＥＧＲバルブ ８ エンジン制御コンピュータ ９ 可変ノズル制御装置 １０ ＥＧＲバルブ制御装置路
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｂ 37/24 Ｆ０２Ｄ 21/08 ３１１Ｂ ３Ｇ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３１１ 23/00 Ｊ 23/00 41/02 ３３０Ｄ 41/02 ３３０ ３３０Ｅ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｃ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５５０Ｆ ５５０Ｊ ５５０Ｒ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｑ Ｆターム(参考） 3G005 EA15 FA35 GA04 GB24 GD02 HA12 JA06 JA42 JB02 3G062 AA01 AA05 BA04 CA04 DA02 EA10 ED01 ED04 ED10 FA02 FA05 FA23 GA04 GA06 GA15 3G071 AB06 BA09 CA00 DA01 FA03 FA05 HA03 HA04 JA01 JA03 3G084 AA01 BA08 BA13 BA20 CA04 DA10 EA04 EA11 EC01 EC03 FA10 FA13 FA33 3G092 AA02 AA06 AA17 AA18 BB01 DB03 DC09 DC10 DE01S DF06 DG07 EA02 EA28 EB05 EC07 FA18 GA12 HB01Z HE01Z HF09Z 3G301 HA02 HA04 HA11 HA13 JA24 KA12 LB13 LC03 NA06 NA08 ND42 NE06 PB04Z PE01Z PF04Z
Claims (2)
- 【請求項１】 排気タービンの回転数をエンジン回転・
負荷に応じて最適な過給特性に制御する可変ノズルを備
えた排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥ
ＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備
えたエンジンにおいて、アクセル開度過渡若しくはアク
セル開度過渡時の燃料噴射変化量により前記可変ノズル
とＥＧＲのフィードフォワード項を算出し、前記ＥＧＲ
のフィードフォワード項により前記ＥＧＲバルブを直ち
に閉止し、このＥＧＲバルブの閉止確認後に前記可変ノ
ズルのフィードフォワード項により前記可変ノズルを通
常時開度より絞り補正するようにしたことを特徴とする
排気タービン過給機の制御方法。 - 【請求項２】 排気タービンの回転数をエンジン回転・
負荷に応じて最適な過給特性に制御する可変ノズルを備
えた排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥ
ＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備
えたエンジンにおいて、アクセル開度過渡若しくはアク
セル開度過渡時の燃料噴射変化量により前記可変ノズル
とＥＧＲのフィードフォワード項を算出し、エンジン制
御コンピュータによって前記ＥＧＲのフィードフォワー
ド項により前記ＥＧＲバルブを直ちに閉止制御するＥＧ
Ｒバルブ制御装置と、ＥＧＲバルブの閉止確認後に前記
可変ノズルのフィードフォワード項により前記可変ノズ
ルを通常時開度より絞り補正制御する可変ノズル制御装
置とを備えたことを特徴とする排気タービン過給機の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359355A JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359355A JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161791A true JP2002161791A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18831132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000359355A Pending JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002161791A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007177716A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Komatsu Ltd | エンジンのｅｇｒバルブの制御装置 |
| WO2009020113A1 (ja) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Yanmar Co., Ltd. | エンジン |
| US7814752B2 (en) * | 2007-02-28 | 2010-10-19 | Caterpillar Inc | Decoupling control strategy for interrelated air system components |
| WO2013111385A1 (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-01 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000359355A patent/JP2002161791A/ja active Pending
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