JP2003286906A - 排気還流制御装置 - Google Patents
排気還流制御装置Info
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
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Abstract
ることにより、より正確できめ細かなEGR制御を可能
とするEGR制御装置の提供。 【解決手段】 可変ノズル過給機(3)と、排気系
(2)から吸気系(8)に排気を環流するEGR環流管
(10)と、該EGR環流管(10)に介装された流量
制御弁(V)と、を備えた内燃機関(1)において、制
御手段を(16)有し、吸気系(6)の前記可変ノズル
過給機(3)の上流側に吸入空気量を検出する吸入空気
量計測手段(14)を設け、吸気系(8)の前記可変ノ
ズル過給機(3)とインテークマニフォルド(9)との
間の領域に吸気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段(12)を設け、前記制御手段(16)は前記吸入空
気量計測手段(14)及び酸素濃度検出手段(12)か
らの情報に基づき、前記可変ノズル過給機(3)の可変
ノズルの開度と、前記EGR環流管(10)に介装され
た流量制御弁(V)の開度を同時に制御することを特徴
としている。
Description
吸気中に環流することにより、エンジンの燃焼状態を変
え、排気ガス(NOX)対策を行う排気還流(以下「E
GR」と略記する)制御に関する。 【0002】 【従来の技術】特開平10‐238415号公報のよう
に、排気側に空気過剰率を監視する酸素濃度センサ、所
謂「λ(空気過剰率)センサ」を介装して、該λセンサ
からの酸素濃度情報に基づいて吸入空気量と燃料との割
合を制御する技術が知られている。 【0003】又、EGR制御を行うエンジンにおいて
は、エアフローメータによって新気吸入量を検知すると
共に新気吸入量を制御する技術(特開2001‐207
830号公報)が知られている。ここで、空気量(新気
吸入量)と排気還流量(EGR環流量)を同時に制御出
来れば、シリンダへ流入する吸気の状態を最適に制御出
来る。しかし、そのようにEGR環流量と、新気吸入量
を同時に制御する技術は確立していない。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、EGR
環流量と、新気吸入量を同時に制御することにより、よ
り正確できめ細かなEGR制御を可能とするEGR制御
装置の提供を目的としている。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明の排気還流制御装
置(EGR制御装置)は、可変ノズル過給機(3)と、
排気系(2)から吸気系(8)に排気を環流する排気還
流管(EGR環流管:10)と、該排気還流管(EGR
環流管:10)に介装された排気還流量制御弁(EGR
流量制御弁:V)とを備えた内燃機関(1)のEGR制
御装置において、制御手段を(16)有し、吸気系
(6)の前記可変ノズル過給機(3)の上流側に吸入空
気量を検出する吸入空気量計測手段(14)を設け、吸
気系(8)の前記EGR環流管(10)との合流点(8
0)とインテークマニフォルド(9)との間の領域に吸
気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段(12)を
設け、前記制御手段(16)は、前記吸入空気量計測手
段(14)及び酸素濃度検出手段(12)からの情報に
基づき、前記可変ノズル過給機(3)の可変ノズルの開
度と、前記EGR環流管(10)に介装された流量制御
弁(V)の開度を同時に制御する様に構成されている
(請求項1:図1、図2)。 【0006】その様に構成された本発明のEGR制御装
置によれば、EGR環流ガス供給量と、新気供給量を同
時に制御することにより、EGR環流ガス供給量と、新
気供給量の何れか一方のみを制御する、或いはEGR環
流ガス供給量と、新気供給量の各々を独自に制御する場
合に比べ、広範囲、且高精度の吸気状態の制御が可能と
なる。吸気状態が広範囲、且高精度で制御出来る結果、
より排ガス(NOX)除去効率の高い最適燃焼が得られ
る。 【0007】ここで、前記酸素濃度検出手段はλ(空気
過剰率)センサとしてのO2センサであることが好まし
い。又、前記制御手段(16)は制御マップを記憶した
データベース(18)と接続されていることが好まし
い。そして、前記制御マップは、例えばエンジン回転数
と前記吸入空気量計測手段(14)の出力値との関係を
示すマップ、前記吸入空気量計測手段(14)の出力値
をパラメータとした酸素濃度検出手段(O2センサ1
2)の出力とEGR流量制御弁(V)の開度との関係を
示すマップ、及び/又は前記吸入空気量計測手段(1
4)の出力値をパラメータとした酸素濃度検出手段(O
2センサ12)の出力と可変ノズル過給機のベーンの開
度との関係を示すマップ等であることが好ましい。 【0008】上述した様な構成を具備する本発明におい
て、EGR制御するに当たっては、制御手段(16)に
より酸素濃度検出手段(O2センサ12)からの出力値
及び吸入空気量計測手段(エアフローセンサ14)から
の出力値を読込む工程(S1、S2)と、EGR率を演
算するEGR率演算工程(S3)と、EGR率及び新気
供給量を夫々の目標値と比較する比較工程(S5)と、
EGR率及び新気吸気量が適性であるか否かを判断する
適性判断工程(S6)と、EGR率及び/又は新気吸気
量が適性でない場合に、EGR流量制御弁のバルブ開度
及び/又は可変ノズル過給機(3)のベーン開度を制御す
る開度制御工程(S7)と、を含むことが好ましい(図
2)。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。 【0010】図1において、エンジン1の排気マニフォ
ルド2には可変ノズルタービン3aを有する可変ノズル
過給機、所謂「VNT」3が介装されている。 【0011】該可変ノズル過給機3のコンプレッサ3b
の吸入(大気)側にはエアクリーナ5を介装したエアイ
ンレットパイプ6が接続され、排出(高圧)側にはイン
タークーラ7を介装した吸気管8の一端が接続されてい
る。又、該吸気管8の他端は吸気マニフォルド9に接続
されている。 【0012】前記排気マニフォルド2からは、EGR流
量制御弁Vを介装したEGR環流管10が前記吸気管8
の吸気マニフォルド9側に向かって延在し、吸気管8の
吸気マニフォルド6近傍の合流点80で連通している。
尚、図1中、符号4は排気管を示す。 【0013】前記エアインレットパイプ6における前記
エアクリーナ5と前記コンプレッサ3bとの間の領域に
は吸入空気量を計測するエアフローメータ(請求項1に
おいて吸入空気量計測手段:以降、吸入空気量計測手段
をエアフローメータと記載する)14が介装され、入力
信号ラインLiによって制御手段であるエンジンコント
ローラ16に接続されている。 【0014】前記吸気管8において、前記EGR環流管
10との合流点80と吸気マニフォルド69の間の領域
にはO2センサ(請求項1において酸素濃度検出手段:
以降、酸素濃度検出手段をO2センサと記載する)12
が介装されている。該O2センサ12は入力信号ライン
Liによって前記エンジンコントローラ16に接続され
ている。 【0015】又、前記エンジンコントローラ16はデー
タベース18と接続しており、前記エアフローメータ1
4からの情報と、前記O2センサからの情報(EGRに
よって排気ガスを含んだ吸気中の酸素濃度)、及び該デ
ータベース18の図示しない制御マップに基づいて、出
力信号ラインLoに接続された前記EGR流量制御弁V
及び前記可変ノズル過給機「VNT」3の図示しないベ
ーンの開度を制御する。 【0016】ここで、前記データベース18の図示しな
い制御マップは、例えばエンジン回転数と前記エアフロ
ーメータ14の出力値との関係を示すマップ、前記エア
フローメータ14の出力値をパラメータとしたO2セン
サ12の出力とEGR流量制御弁Vの開度との関係を示
すマップ等である。 【0017】。次は図2を用い、図1をも参照して、実
施形態の燃焼制御方法について説明する。 【0018】ステップS1において、エンジンコントロ
ーラ10はO2センサ12の出力を読込み、ステップS
2に前記エアフローセンサ14の出力を読込む。 【0019】次の、ステップS3では、エンジンコント
ローラ10はEGR率を演算する。 【0020】ステップS5では、エンジンコントローラ
10は、EGR率と新気供給量を前記データベース18
に記憶された目標値と比較して、ステップS6に進む。 【0021】ステップS6において、エンジンコントロ
ーラ10はEGR率及び新気供給量が目標値に合ってい
るか否かを判断する。 【0022】目標値に合っていれば(ステップS6のY
ES)、制御を終了する。目標値に合っていなければ
(ステップS6のNO)、ステップS7に進み、EGR
流量制御弁のバルブの開度及び/又は前記可変ノズル過
給機「VNT」3のベーン開度を制御してステップS1
に戻る。 【0023】係る構成及び制御方法を具備する本実施形
態のEGR制御装置によれば、EGR環流ガス供給量
と、新気供給量を同時に制御することにより、EGR環
流ガス供給量と、新気供給量の各々を独自に制御する場
合に比べ、更に高精度の吸気状態の制御が可能となる。 【0024】吸気状態が高精度で制御出来る結果、より
排ガス(NOX、スモーク)除去効率の高い最適燃焼が
得られる。 【0025】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記
する。 【0026】 【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に記す。 (a) EGR流量制御弁の開度及び可変ノズル過給機
のベーン開度を同時に制御可能としたことによって、E
GR環流ガス供給量と、新気供給量が同時に制御出来、
EGR環流ガス供給量と、新気供給量の各々を独自に制
御する場合に比べ、更に広範囲且高精度の吸気状態の制
御が可能となる。 (b) 吸気状態が広範囲且高精度で制御出来る結果、
より排ガス(NOX、スモーク)除去効率の高い最適燃
焼が得られる。
ローチャート。 【符号の説明】 1・・・エンジン 2・・・排気マニフォルド 3・・・可変ノズル過給機 4・・・排気管 5・・・エアクリーナ 6・・・エアインレットパイプ 7・・・インタークーラ 8・・・吸気管 9・・・吸気マニフォルド 10・・・EGR環流管 12・・・O2センサ 14・・・エアフローメータ 16・・・エンジンコントロールユニット 18・・・データベース V・・・EGR流量制御弁 80・・・合流点
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 可変ノズル過給機と、排気系から吸気系
に排気を環流する排気環流管と、該排気環流管に介装さ
れた排気還流量制御弁とを備えた内燃機関の排気還流制
御装置において、制御手段を有し、吸気系の前記可変ノ
ズル過給機の上流側に吸入空気量を計測する吸入空気量
計測手段を設け、前記吸気系の前記排気環流管との合流
点とインテークマニフォルドとの間の領域に吸気中の酸
素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、前記制御手
段は、前記吸入空気量計測手段及び酸素濃度検出手段か
らの情報に基いて、前記可変ノズル過給機の可変ノズル
の開度と、前記排気環流管に介装された流量制御弁の開
度を同時に制御する様に構成されていることを特徴とし
た排気還流制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002088341A JP3897242B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 排気還流制御装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120186564A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-07-26 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining the oxygen concentration o2 in a gas flow |
CN113983477A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 龙星化工股份有限公司 | 一种炭黑尾气分段低氮燃烧设备 |
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- 2002-03-27 JP JP2002088341A patent/JP3897242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US20120186564A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-07-26 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining the oxygen concentration o2 in a gas flow |
US9051892B2 (en) * | 2011-01-25 | 2015-06-09 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining the oxygen concentration O 2 in a gas flow |
US10323583B2 (en) | 2011-01-25 | 2019-06-18 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining the oxygen concentration O2 in a gas flow |
CN113983477A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 龙星化工股份有限公司 | 一种炭黑尾气分段低氮燃烧设备 |
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