JP2008075589A - 内燃機関のegrガス掃気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】EGR通路内に残留するEGRガスを掃気する。
【解決手段】
機関の運転停止後、第1EGR通路11を開、第2EGR通路12を閉、スロットル弁7を全開とした上で、電動過給機5を所定時間駆動して、第1EGR通路11内に残留するEGRガスを掃気し、その後、第2EGR通路12を開としてさらに電動過給機5を所定時間駆動し、第2EGR通路12内に残留するEGRガスも掃気する。
【選択図】図3
【解決手段】
機関の運転停止後、第1EGR通路11を開、第2EGR通路12を閉、スロットル弁7を全開とした上で、電動過給機5を所定時間駆動して、第1EGR通路11内に残留するEGRガスを掃気し、その後、第2EGR通路12を開としてさらに電動過給機5を所定時間駆動し、第2EGR通路12内に残留するEGRガスも掃気する。
【選択図】図3
Description
本発明は、電動過給機とEGR通路を備えた内燃機関において、EGR通路内に残留するEGRガスを掃気する装置に関する。
特許文献1には、排気ターボ過給機の排気タービンをモータによって駆動可能な構成を有した内燃機関において、始動時または暖機中に、吸気コンプレッサと排気タービンとの接続を遮断しつつ排気タービンが燃焼室内のガスを吸い出す方向にモータを駆動することが開示されている。
これにより、排気タービンが排気ポンプとして働いて排気通路のガスを吸引し、燃焼室内の残留ガスを低減するので、そのぶんコレクタ内吸入空気の燃焼室への導入量が増し、早期にコレクタ内吸入空気が消費されることから、スロットル弁下流の吸気管圧力の発達時間が早まり、壁流量を減らすことが可能となり、始動時及び暖機中のHC排出量を低下させることができるとしている。
特開2004−316531号
これにより、排気タービンが排気ポンプとして働いて排気通路のガスを吸引し、燃焼室内の残留ガスを低減するので、そのぶんコレクタ内吸入空気の燃焼室への導入量が増し、早期にコレクタ内吸入空気が消費されることから、スロットル弁下流の吸気管圧力の発達時間が早まり、壁流量を減らすことが可能となり、始動時及び暖機中のHC排出量を低下させることができるとしている。
ところで、排気の一部を吸気系に還流する外部EGRを行う機関では、運転停止後、EGR通路内に残留ガスが滞って通路壁にデポジットが付着するという問題があった。
この問題を解決するため、EGR通路内の残留ガスを掃気することが考えられるが、上記特許文献1の制御では、運転停止後にEGR通路に残留するEGRガスの掃気は行えない。
この問題を解決するため、EGR通路内の残留ガスを掃気することが考えられるが、上記特許文献1の制御では、運転停止後にEGR通路に残留するEGRガスの掃気は行えない。
運転停止後、吸気通路内に残留するEGRガスを掃気するものはあるが、EGR通路内のEGRガスを効率よく掃気するものはなかった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、電動過給機を備え外部EGRを行う内燃機関において、運転停止時にEGR通路内に残留するガスを、効率よく掃気できるようにした内燃機関のEGRガス掃気装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、電動過給機を備え外部EGRを行う内燃機関において、運転停止時にEGR通路内に残留するガスを、効率よく掃気できるようにした内燃機関のEGRガス掃気装置を提供することを目的とする。
このため、本発明は、
吸気通路に電動過給機を備え、排気通路から排気の一部を前記電動過給機下流の吸気通路に還流するEGR通路を備えた内燃機関のEGRガス掃気装置において、
機関運転停止後に、所定時間前記EGR通路を開くと共に電動過給機を駆動して、前記EGR通路内に残留するEGRガスを掃気することを特徴とする。
吸気通路に電動過給機を備え、排気通路から排気の一部を前記電動過給機下流の吸気通路に還流するEGR通路を備えた内燃機関のEGRガス掃気装置において、
機関運転停止後に、所定時間前記EGR通路を開くと共に電動過給機を駆動して、前記EGR通路内に残留するEGRガスを掃気することを特徴とする。
本発明によれば、運転停止後、所定時間前記EGR通路を開くと共に電動過給機を駆動することにより、過給機から供給された空気が機関本体をバイパスし、開かれたEGR通路を通って排気通路から排出されるので、運転停止時にEGR通路内に滞る残留ガスを効率よく掃気することができる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す内燃機関の概要構成を示す。
機関本体1の吸気ポート入口には、吸気マニホールド2を介してコレクタ3が接続され、該コレクタ3の上流側に接続される吸気管4には、上流側から電動モータによって駆動される電動過給機5、吸気を冷却するインタークーラ6、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットル弁7が介装されている。
図1は本発明の一実施形態を示す内燃機関の概要構成を示す。
機関本体1の吸気ポート入口には、吸気マニホールド2を介してコレクタ3が接続され、該コレクタ3の上流側に接続される吸気管4には、上流側から電動モータによって駆動される電動過給機5、吸気を冷却するインタークーラ6、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットル弁7が介装されている。
一方、機関本体1の排気ポート出口には、排気マニホールド8が接続され、下流側の集合部には排気浄化触媒9を介して排気管10が接続されている。
また、前記排気管10の途中から分岐してコレクタ3に至る第1EGR通路11と、排気管10の前記第1EGR通路11との接続点より上流側から分岐して電動過給機5入口に至る第2EGR通路12とが配設されている。
また、前記排気管10の途中から分岐してコレクタ3に至る第1EGR通路11と、排気管10の前記第1EGR通路11との接続点より上流側から分岐して電動過給機5入口に至る第2EGR通路12とが配設されている。
第1EGR通路11には、EGR量を制御する第1EGR制御弁13が介装され、第2EGR通路12には、EGRガスを冷却するEGRクーラ14及びEGR量を制御する第2EGR制御弁15が介装されている。
また、機関本体1には、気筒毎に図示しない燃料噴射弁および点火プラグが装着されている。
また、機関本体1には、気筒毎に図示しない燃料噴射弁および点火プラグが装着されている。
ECU(電子制御装置)16には、機関回転に同期したクランク角信号を出力するクランク角センサ17、吸入空気量を検出するエアフローメータ18、アクセル開度(アクセルペダル踏み込み量)を検出するアクセル開度センサ19、スロットル弁7の開度を検出するスロットルセンサ20、機関冷却水温度を検出する水温センサ21、排気中ガス成分に基づいて空燃比を検出する空燃比センサ21、イグニッションスイッチ22などの信号が入力される。
ECU16は、これら各センサからの信号に基づいて、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグの点火時期を制御すると共に、スロットル弁7の開度、電動過給機5の駆動量を制御して吸入空気量を制御し、また、第1EGR弁13および第2EGR弁15の開度を制御してEGR量を制御している。
なお、低・中負荷域では、排気圧とスロットル弁7下流の吸気圧との差圧が大きいので、該差圧を利用して主として第1EGR通路11を通じてEGRを行うが、高負荷域で電動過給機5を駆動して過給を行うときなど、前記排気圧とスロットル弁7下流の吸気圧との差圧が小さいときは、差圧を利用したEGRを行うことが難しくなるので、電動過給機5による吸引作用を利用し、第2EGR通路12を通じてEGRを行う。
なお、低・中負荷域では、排気圧とスロットル弁7下流の吸気圧との差圧が大きいので、該差圧を利用して主として第1EGR通路11を通じてEGRを行うが、高負荷域で電動過給機5を駆動して過給を行うときなど、前記排気圧とスロットル弁7下流の吸気圧との差圧が小さいときは、差圧を利用したEGRを行うことが難しくなるので、電動過給機5による吸引作用を利用し、第2EGR通路12を通じてEGRを行う。
そして、ECU16は、機関運転停止後、前記第1EGR通路11および第2EGR通路12に滞留する残留EGRガスを掃気するため、以下の制御を行う。
図2は、上記ECU16により実行される掃気制御のフローチャートである。
ステップS1では、イグニッションスイッチ22のオン、オフを判定する。
イグニッションスイッチ22がオフで機関運転が停止されたと判定されると、ステップS2へ進む。
図2は、上記ECU16により実行される掃気制御のフローチャートである。
ステップS1では、イグニッションスイッチ22のオン、オフを判定する。
イグニッションスイッチ22がオフで機関運転が停止されたと判定されると、ステップS2へ進む。
ステップS2では、第1EGR制御弁13を全開、第2EGR制御弁15を全閉として、2つのEGR通路のうち、第1EGR通路11のみを開通させ、スロットル弁7を全開とした状態で、電動過給機5を駆動して掃気制御を開始する。
これにより、図3に示すように、電動過給機5の駆動により、新気が吸入されつつ過給され、過給された新気は、インタークーラ6、スロットル弁7、コレクタ3を経た後、第1EGR通路11内に流入し、該第1EGR通路11内に滞る残留EGRガスを押し出しつつ掃気しながら排気管10へ至り排出される。
これにより、図3に示すように、電動過給機5の駆動により、新気が吸入されつつ過給され、過給された新気は、インタークーラ6、スロットル弁7、コレクタ3を経た後、第1EGR通路11内に流入し、該第1EGR通路11内に滞る残留EGRガスを押し出しつつ掃気しながら排気管10へ至り排出される。
ここで、運転を停止しているので、実質的に燃焼室は閉じた状態に維持され、燃焼室を経由する新気の流れは生じない。
図2に戻って、ステップS3では、上記ステップS2の掃気制御を開始後、所定の要求時間t1を経過したかを判定する。
前記掃気制御を開始してから要求時間t1経過したと判定されるとステップS4へ進み、第2EGR制御弁15を全開として第2EGR通路12も開通させる。
図2に戻って、ステップS3では、上記ステップS2の掃気制御を開始後、所定の要求時間t1を経過したかを判定する。
前記掃気制御を開始してから要求時間t1経過したと判定されるとステップS4へ進み、第2EGR制御弁15を全開として第2EGR通路12も開通させる。
上記のように掃気制御を要求時間t1継続することにより、第1EGR通路11内に滞っていた残留EGRガスが殆ど掃気された後、第2EGR通路12が開かれると、図4に示すように、第2EGR通路12内に滞っていた残留EGRガスが、新気と共に電動過給機5に吸引され、インタークーラ6、スロットル弁7、コレクタ3、第1EGR通路11を経た後、一部は、再度第2EGR通路13内に流入して循環し、残りは、排気管10を通って排出される。これにより、第2EGR通路13内の残留EGRガスは、新気と入れ換わりつつ排出されていく。
図2に戻って、ステップS5で、上記ステップS4の2つのEGR通路を開通させての掃気制御を開始してからの経過時間が所定の要求時間t2に達したかを判定する。
そして、要求時間t2を経過したと判定されると、第2EGR通路13内の残留EGRガスも掃気され、最終的に第1EGR通路11、第2EGR通路12内の残留EGRガスは掃気されつくしたと判断し、ステップS6へ進んで、電動過給機5の駆動を停止し、掃気制御を終了する。第1EGR制御弁13、第2EGR制御弁15及びスロットル弁7については、消費電力節減のため通電オフに制御する(例えば、通電オフで、第1EGR制御弁13、第2EGR制御弁15は全閉とし、スロットル弁7は全開とする)。
そして、要求時間t2を経過したと判定されると、第2EGR通路13内の残留EGRガスも掃気され、最終的に第1EGR通路11、第2EGR通路12内の残留EGRガスは掃気されつくしたと判断し、ステップS6へ進んで、電動過給機5の駆動を停止し、掃気制御を終了する。第1EGR制御弁13、第2EGR制御弁15及びスロットル弁7については、消費電力節減のため通電オフに制御する(例えば、通電オフで、第1EGR制御弁13、第2EGR制御弁15は全閉とし、スロットル弁7は全開とする)。
図5は、上記掃気制御を行ったときの、各種状態量の変化を示す。
このようにすれば、第1EGR通路11および第2EGR通路12内の残留EGRガスを効率よく掃気することができ、デポジットの発生を防止できる。
上記実施形態では、初めに、第1EGR通路11内の残留EGRガスを掃気してから、第2EGR通路12内の残留EGRガスを掃気する構成としたから、効率よく掃気することができ、短時間で掃気を終了させて消費電力を節減できる。ただし、初めから、第1EGR通路11、第2EGR通路12共に開通させて全体的に残留ガスを徐々に減らす制御とすることもできる。
このようにすれば、第1EGR通路11および第2EGR通路12内の残留EGRガスを効率よく掃気することができ、デポジットの発生を防止できる。
上記実施形態では、初めに、第1EGR通路11内の残留EGRガスを掃気してから、第2EGR通路12内の残留EGRガスを掃気する構成としたから、効率よく掃気することができ、短時間で掃気を終了させて消費電力を節減できる。ただし、初めから、第1EGR通路11、第2EGR通路12共に開通させて全体的に残留ガスを徐々に減らす制御とすることもできる。
また、本実施形態では、電動過給機5の上流側へ戻す第2EGR通路も備えるものを示したが、本発明は、電動過給機5の下流側(スロットル弁下流側)に戻すEGR通路のみを備えたものにも適用でき、この場合は、図2のフローチャートで、ステップS3で掃気制御開始後、要求時間t1の経過を判定したとき、掃気制御を終了させるようにすればよい。
1 機関本体
3 コレクタ
4 吸気管
5 電動過給機
7 スロットル弁
10 排気管
11 第1EGR通路
12 第2EGR通路
13 第1EGR制御弁
14 EGRクーラ
15 第2EGR制御弁
16 ECU
22 イグニッションスイッチ
3 コレクタ
4 吸気管
5 電動過給機
7 スロットル弁
10 排気管
11 第1EGR通路
12 第2EGR通路
13 第1EGR制御弁
14 EGRクーラ
15 第2EGR制御弁
16 ECU
22 イグニッションスイッチ
Claims (3)
- 吸気通路に電動過給機を備え、排気通路から排気の一部を前記電動過給機下流の吸気通路に還流するEGR通路を備えた内燃機関のEGRガス掃気装置において、
機関運転停止後に、所定時間前記EGR通路を開くと共に電動過給機を駆動して、前記EGR通路内に残留するEGRガスを掃気することを特徴とする内燃機関のEGRガス掃気装置。 - 前記EGR通路はEGR制御弁を備えると共に、吸気通路のスロットル弁下流側に接続され、EGRガスの掃気時は、スロットル弁及びEGR弁を全開とすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のEGRガス掃気装置。
- 前記EGR通路の接続部より下流側の排気通路と電動過給機上流の吸気通路とを接続する第2EGR通路および該第2EGR通路に介装された第2EGR制御弁を備え、EGRガスの掃気時は、先に第2EGR制御弁を所定時間閉じて、EGR通路内に残留するEGRガスを掃気した後、第2EGR制御弁を開いて、第2EGR通路内に残留するEGRガスを電動過給機で吸引後、掃気することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関のEGRガス掃気装置。
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JP2006257196A JP2008075589A (ja) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | 内燃機関のegrガス掃気装置 |
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-
2006
- 2006-09-22 JP JP2006257196A patent/JP2008075589A/ja active Pending
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