JP2009091918A - Egr cooler bypass structure - Google Patents
Egr cooler bypass structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009091918A JP2009091918A JP2007261147A JP2007261147A JP2009091918A JP 2009091918 A JP2009091918 A JP 2009091918A JP 2007261147 A JP2007261147 A JP 2007261147A JP 2007261147 A JP2007261147 A JP 2007261147A JP 2009091918 A JP2009091918 A JP 2009091918A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooler
- egr
- bypass
- valve
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、EGRクーラバイパス構造に関する。 The present invention relates to an EGR cooler bypass structure.
特開2007−100566号公報の図5等には、U字型にEGRガスが流れるEGRクーラと、EGRクーラバイパスバルブとが開示されている。EGRクーラバイパスバルブは、EGRクーラをバイパスしてEGRガスを通すためのバイパス流路と、スイングバルブ(スイングアーム形の弁体)とを有している。スイングバルブは、EGRガスがEGRクーラに流れるようにする位置と、EGRガスがバイパス流路に流れるようにする位置とに回転可能になっている。エンジン冷間時には、EGRガスをEGRクーラに通すと、EGRガスが過冷却となり、燃焼が却って悪化する場合がある。上記公報のEGRクーラバイパス構造によれば、そのような場合にEGRガスをバイパス流路に流すことにより、EGRガスの過冷却を防止することができる。更に、EGRクーラバイパスバルブのハウジングにバイパス流路が形成されているので、バイパス流路を別個の配管として設ける必要がなく、小型化および簡素化が図れる。 FIG. 5 and the like of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-100236 disclose an EGR cooler in which EGR gas flows in a U-shape and an EGR cooler bypass valve. The EGR cooler bypass valve includes a bypass passage for bypassing the EGR cooler and allowing EGR gas to pass therethrough, and a swing valve (swing arm type valve element). The swing valve is rotatable to a position where the EGR gas flows to the EGR cooler and a position where the EGR gas flows to the bypass flow path. When the engine is cold, if the EGR gas is passed through the EGR cooler, the EGR gas is supercooled, and combustion may be worsened. According to the EGR cooler bypass structure of the above publication, overcooling of the EGR gas can be prevented by flowing the EGR gas through the bypass flow path in such a case. Furthermore, since the bypass passage is formed in the housing of the EGR cooler bypass valve, it is not necessary to provide the bypass passage as a separate pipe, and the size and simplification can be achieved.
ところで、内燃機関において、排気マニホールド圧力の脈動の谷が、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間に一致するように制御することにより、充填効率(筒内空気量)を向上させる技術が知られている。すなわち、内燃機関では、各気筒の排気弁が順次開いて排気ガスが排気マニホールド内に放出されることにより、排気マニホールド圧力が脈動する。一方、吸気マニホールド圧力は、ほぼ一定である。脈動の谷での排気マニホールド圧力は、運転条件によっては、吸気マニホールド圧力より低くなる。そこで、排気マニホールド圧力の脈動の谷のタイミングをバルブオーバーラップ期間に一致させることにより、バルブオーバーラップ期間中に排気マニホールド圧力を吸気マニホールド圧力より低くすることができる。これにより、吸気弁から筒内に新気が流入し易くなるとともに、吸気弁から流入した新気によって筒内の既燃ガスを排気弁へ確実に追い出すことができる。すなわち、掃気効果を発揮させることができる。その結果、残留ガス量が少なくなり、筒内に吸入される新気量を向上することができる。つまり、充填効率を向上することができる。 By the way, in an internal combustion engine, by controlling the valley of the exhaust manifold pressure pulsation to coincide with the valve overlap period in which the exhaust valve opening period and the intake valve opening period overlap, the charging efficiency (in-cylinder A technique for improving the air amount is known. In other words, in the internal combustion engine, the exhaust valves are pulsated by sequentially opening the exhaust valves of the respective cylinders and releasing the exhaust gas into the exhaust manifold. On the other hand, the intake manifold pressure is substantially constant. The exhaust manifold pressure at the valley of the pulsation is lower than the intake manifold pressure depending on operating conditions. Accordingly, by matching the timing of the pulsation valley of the exhaust manifold pressure with the valve overlap period, the exhaust manifold pressure can be made lower than the intake manifold pressure during the valve overlap period. Accordingly, fresh air easily flows into the cylinder from the intake valve, and burned gas in the cylinder can be surely expelled to the exhaust valve by the fresh air flowing from the intake valve. That is, the scavenging effect can be exhibited. As a result, the amount of residual gas is reduced, and the amount of fresh air sucked into the cylinder can be improved. That is, the filling efficiency can be improved.
しかしながら、本発明者らの知見によれば、EGR通路やEGRクーラのようなEGR経路を備えた内燃機関では、上述したような排気マニホールド圧力の脈動を利用した充填効率向上制御の効果が発揮されにくいという問題がある。この原因は、次のようなものであると考えられる。 However, according to the knowledge of the present inventors, in an internal combustion engine having an EGR path such as an EGR passage or an EGR cooler, the effect of the charging efficiency improvement control using the pulsation of the exhaust manifold pressure as described above is exhibited. There is a problem that it is difficult. The reason is considered as follows.
排気マニホールドの内容積が大きいと、排気マニホールド圧力の脈動は弱められ、その振幅が小さくなる。EGR経路を備えた内燃機関では、EGR通路やEGRクーラが排気マニホールドに連通しているので、EGR通路やEGRクーラの容積の分だけ、排気マニホールドの容積が実質的に拡大することになる。その結果、排気マニホールド圧力の脈動の振幅が小さくなるので、脈動の谷が浅くなる。このため、吸気マニホールド圧力と、脈動の谷での排気マニホールド圧力との差圧が小さくなる。よって、掃気効果が十分に発揮されなくなり、充填効率が向上しにくくなる。 When the internal volume of the exhaust manifold is large, the pulsation of the exhaust manifold pressure is weakened and the amplitude thereof is reduced. In an internal combustion engine having an EGR path, the EGR passage and the EGR cooler communicate with the exhaust manifold, so that the volume of the exhaust manifold is substantially enlarged by the volume of the EGR passage and the EGR cooler. As a result, the amplitude of the pulsation of the exhaust manifold pressure becomes smaller, and the pulsation valley becomes shallower. For this reason, the differential pressure between the intake manifold pressure and the exhaust manifold pressure at the pulsation valley is reduced. Therefore, the scavenging effect is not sufficiently exhibited, and the filling efficiency is hardly improved.
よって、充填効率向上制御の実行時には、排気マニホールド圧力の脈動の振幅を大きくするために、EGRクーラの上流側でEGR通路を遮断することが望ましい。しかしながら、EGR通路を遮断するためのバルブを設けると、EGR装置の大型化および製造コスト増大を招くという問題がある。 Therefore, when performing the charging efficiency improvement control, it is desirable to block the EGR passage upstream of the EGR cooler in order to increase the amplitude of the pulsation of the exhaust manifold pressure. However, when a valve for blocking the EGR passage is provided, there is a problem that the EGR device is increased in size and the manufacturing cost is increased.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、EGRクーラをバイパスするバイパス通路を備えたEGR経路において、小型且つ簡単な構造で、EGRクーラの上流側でEGR通路を遮断可能なEGRクーラバイパス構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is an EGR path that includes a bypass passage that bypasses the EGR cooler, and has an EGR path that can be blocked on the upstream side of the EGR cooler with a small and simple structure. It aims at providing a cooler bypass structure.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、EGRクーラバイパス構造であって、
EGRガスが流入する流入口と、
EGRガスが流出する流出口と、
クーラ入口と、前記クーラ入口と隣接し、EGRガス流出方向が前記クーラ入口へのEGRガス流入方向と反対方向となるクーラ出口とを有するEGRクーラと、
前記流入口と前記クーラ入口との双方に連通する上流室と、
前記流出口と前記クーラ出口との双方に連通する下流室と、
前記上流室と前記下流室とを連通させるバイパス開口と、
前記バイパス開口を介して前記EGRクーラと反対側に位置する回転軸を中心に揺動可能なスイング弁と、
を備え、
前記スイング弁は、前記流入口を遮断する遮断位置と、前記バイパス開口を遮断することによって前記上流室のEGRガスを前記クーラ入口へ導入するクーラ位置と、前記流入口から前記バイパス開口を通って前記流出口への流通を許容するバイパス位置とに変位可能であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an EGR cooler bypass structure,
An inlet through which EGR gas flows,
An outlet through which EGR gas flows out;
An EGR cooler having a cooler inlet and a cooler outlet adjacent to the cooler inlet and having an EGR gas outflow direction opposite to the EGR gas inflow direction to the cooler inlet;
An upstream chamber communicating with both the inlet and the cooler inlet;
A downstream chamber communicating with both the outlet and the cooler outlet;
A bypass opening for communicating the upstream chamber and the downstream chamber;
A swing valve swingable about a rotating shaft located on the opposite side of the EGR cooler through the bypass opening;
With
The swing valve includes a blocking position for blocking the inlet, a cooler position for introducing the EGR gas in the upstream chamber into the cooler inlet by blocking the bypass opening, and the inlet from the inlet through the bypass opening. It is possible to displace to a bypass position that allows flow to the outlet.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記クーラ位置と前記バイパス位置との間に前記遮断位置があることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The blocking position is between the cooler position and the bypass position.
また、第3の発明は、第1の発明において、
前記クーラ位置と前記バイパス位置との外側に前記遮断位置があることを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
The shut-off position is outside the cooler position and the bypass position.
第1の発明によれば、EGRクーラをバイパスするバイパス流路を別個の配管として設ける必要がなく、小型化および簡素化が図れる。また、スイング弁を遮断位置とした場合には、EGRクーラやEGR通路を排気マニホールドから遮断することができ、排気系容積を縮小させることができる。この排気系容積の縮小により、排気マニホールド圧力脈動の振幅を大きくすることができるので、排気マニホールド圧力脈動を利用した充填効率向上制御の効果を大きくすることができる。更に、一つのスイング弁が、クーラ位置とバイパス位置と遮断位置とに変位可能であるので、EGR通路を遮断するための別個の弁を設ける必要がない。このため、EGR装置の簡素化および小型化が図れる。 According to the first aspect of the present invention, there is no need to provide a bypass flow path for bypassing the EGR cooler as a separate pipe, and the size and simplification can be achieved. Further, when the swing valve is in the shut-off position, the EGR cooler and the EGR passage can be shut off from the exhaust manifold, and the exhaust system volume can be reduced. By reducing the exhaust system volume, the amplitude of the exhaust manifold pressure pulsation can be increased, so that the effect of the charging efficiency improvement control using the exhaust manifold pressure pulsation can be increased. Furthermore, since one swing valve can be displaced to the cooler position, the bypass position, and the shut-off position, it is not necessary to provide a separate valve for shutting off the EGR passage. For this reason, the EGR device can be simplified and miniaturized.
第2の発明によれば、クーラ位置とバイパス位置との間に遮断位置があることにより、スイング弁がクーラ位置にある状態からでもバイパス位置にある状態からでも遮断位置へ迅速に移動することができる。このため、加速開始時に、充填効率向上制御の効果を迅速に高めることができる。よって、機関トルクを迅速にアップすることができ、優れた加速レスポンスが得られる。 According to the second invention, since the shut-off position is between the cooler position and the bypass position, the swing valve can quickly move to the shut-off position from the cooler position or the bypass position. it can. For this reason, the effect of the filling efficiency improvement control can be quickly increased at the start of acceleration. Therefore, the engine torque can be increased quickly and an excellent acceleration response can be obtained.
第3の発明によれば、クーラ位置とバイパス位置との外側に遮断位置があるので、EGRガスをEGRクーラに通す状態とEGRクーラをバイパスさせる状態とを切り替える際に、EGRガスの流れが一瞬たりとも途切れることがない。このため、円滑な切り替えを行うことができる。 According to the third invention, since the shut-off position is outside the cooler position and the bypass position, the flow of the EGR gas is momentarily switched between the state in which the EGR gas is passed through the EGR cooler and the state in which the EGR cooler is bypassed. There will be no breaks. For this reason, smooth switching can be performed.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1のEGRクーラバイパス構造を備えたシステムの一例を示す図である。図1に示すシステムは、ディーゼル機関10を備えている。ディーゼル機関10は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。ディーゼル機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。コモンレール14内には、サプライポンプ16によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、このコモンレール14から各気筒のインジェクタ12へ燃料が供給される。各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド20によって集合され、排気通路18に流入する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a system including an EGR cooler bypass structure according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a
ディーゼル機関10は、ターボ過給機24を備えている。ターボ過給機24は、排気ガスの流れによって作動するタービン24aと、タービン24aにより駆動され、吸入空気を圧縮するコンプレッサ24bとを有している。ターボ過給機24のタービン24aは、排気通路18の途中に配置されている。タービン24aより下流側の排気通路18には、排気ガス中のPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕捉するためのDPF26が設置されている。
The
ディーゼル機関10の吸気通路28の入口付近には、エアクリーナ30が設けられている。エアクリーナ30を通って吸入された空気は、ターボ過給機24のコンプレッサ24bで圧縮された後、インタークーラ32で冷却される。インタークーラ32を通過した吸入空気は、吸気マニホールド34により分配されて、各気筒に流入する。
An
吸気通路28の、インタークーラ32と吸気マニホールド34との間には、吸気絞り弁36が設置されている。また、吸気通路28の、エアクリーナ30の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ38が設置されている。
An
吸気通路28の吸気マニホールド34の近傍には、EGR通路40の一端が接続されている。EGR通路40の他端は、排気通路18の排気マニホールド20に接続されている。本システムでは、このEGR通路40を通して、排気ガス(既燃ガス)の一部を吸気通路28に還流させること、つまり外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。
One end of an
EGR通路40の途中には、EGRクーラ42および流路切替弁76が一体となったEGRクーラユニットが設けられている。このEGRクーラユニットの下流側のEGR通路40には、EGR弁44が設けられている。このEGR弁44の開度を変えることにより、EGR通路40を通る排気ガス量、すなわち外部EGR量を調整することができる。なお、上記EGRクーラユニットについては、後に詳述する。
In the middle of the
また、本実施形態のシステムは、ディーゼル機関10が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ66と、ECU(Electronic Control Unit)50とを更に備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ECU50は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関10の運転状態を制御する。
The system according to the present embodiment further includes an
また、図示を省略するが、本実施形態のディーゼル機関10は、吸気弁の開弁特性を可変とする吸気可変動弁装置と、排気弁の開弁特性を可変とする排気可変動弁装置とを備えており、これらの可変動弁装置により、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間(以下、単に「バルブオーバーラップ期間」という)の長さを変化させることができるように構成されている。
Although not shown, the
図2は、本発明の実施の形態1におけるEGRクーラユニット(EGRクーラ42および流路切替弁76)の構造を示す断面図である。図2に示すように、EGRクーラ42は、クーラ入口71と、このクーラ入口71に隣接するクーラ出口72とを有している。クーラ入口71から流入したEGRガスは、EGRクーラ42内をUターンするように流れて、クーラ出口72から流出する。すなわち、クーラ入口71へのEGRガス流入方向と、クーラ出口72からのEGRガス流出方向とは、互いに反対方向となっている。クーラ入口71から続く往路と、クーラ出口72へ続く復路とは、隔壁73によって隔てられている。この往路と復路とには、それぞれ、熱交換器74,75が設置されている。熱交換器74,75には機関冷却水が流通しており、その冷却水によりEGRガスが冷却される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the EGR cooler unit (
流路切替弁76は、上流のEGR通路40からEGRガスが流入する流入口77と、EGRガスが下流のEGR通路40へ流出する流出口78と、流入口77とクーラ入口71との双方に連通する上流室79と、流出口78とクーラ出口72との双方に連通する下流室80と、上流室79と下流室80とを連通させるバイパス開口81と、スイング弁82を有している。
The flow
スイング弁82は、バイパス開口81を介してEGRクーラ42と反対側に位置する回転軸83を中心に揺動可能に設置されている。このスイング弁82は、EGRガスをEGRクーラ42に通すクーラ位置と、EGRガスをEGRクーラ42に通さずにバイパス開口81を通してEGR通路40の下流側に流すバイパス位置と、EGRクーラ42の上流側でEGR通路40を遮断する遮断位置とに変位可能になっている。スイング弁82は、例えば負圧アクチュエータ、電気モータ等のアクチュエータ(図示せず)に駆動されて、上記3つの位置に変位する。
The
図2は、スイング弁82がクーラ位置にある状態(クーラ経由状態)を示している。この状態では、スイング弁82の先端は、微小なクリアランスを介して隔壁73の端面と対向する。これにより、バイパス開口81がスイング弁82によって遮断される。このため、流入口77から上流室79へと流入したEGRガスは、クーラ入口71へ導入され、熱交換器74,75、クーラ出口72、下流室80を順次通過して、流出口78からEGR通路40の下流側へと流出する。
FIG. 2 shows a state where the
図3は、スイング弁82が遮断位置にある状態(遮断状態)を示している。遮断位置は、上記クーラ位置からスイング弁82が図中で時計回りに約45°回転した位置である。この状態では、スイング弁82の先端と、上流室79の内壁面85とが、微小なクリアランスを介して対向する。これにより、流入口77がスイング弁82によって遮断される。
FIG. 3 shows a state where the
図4は、スイング弁82がバイパス位置にある状態(バイパス状態)を示している。バイパス位置は、上記遮断位置からスイング弁82が図中で時計回りに更に約45°回転した位置である。この状態では、バイパス開口81が開放されている。このため、流入口77から上流室79へと流入したEGRガスは、バイパス開口81を通ってそのまま下流室80へ抜け、流出口78からEGR通路40の下流側へと流出する。
FIG. 4 shows a state where the
外部EGRを実行する場合、軽負荷時においては、EGRガスをEGRクーラ42で冷却すると、筒内温度が低くなり過ぎて、却って燃焼が悪化し、HC排出量が増大し易い。そこで、軽負荷時には、スイング弁82を上記バイパス位置とすることにより、EGRクーラ42を通さずにEGRを行うことができる。このため、筒内温度が低くなり過ぎることによる燃焼悪化を回避することができ、HC排出量を低減することができる。
When external EGR is performed, when the EGR gas is cooled by the
以上説明したような本実施形態のシステムは、所定の運転領域(例えば低回転高負荷領域)において、排気マニホールド圧力の脈動を利用してディーゼル機関10の充填効率ηv(筒内空気量)を向上させる充填効率向上制御を実行可能になっている。図5は、充填効率向上制御実行中の吸気マニホールド圧力および排気マニホールド圧力とクランク角度との関係を示す図である。
As described above, the system of the present embodiment is configured to increase the charging efficiency η v (in-cylinder air amount) of the
図5に示すように、充填効率向上制御においては、バルブオーバーラップ期間が十分な長さとなるように、吸気可変動弁装置や排気可変動弁装置が制御される。また、図5に示すように、吸気マニホールド圧力は、クランク角にかかわらず、ほぼ一定である。これに対し、排気マニホールド圧力は、各気筒の排気弁から排気ガスが間欠的に排出されるのに伴って、脈動(周期的変動)する。 As shown in FIG. 5, in the charging efficiency improvement control, the intake variable valve operating device and the exhaust variable valve operating device are controlled so that the valve overlap period is sufficiently long. Further, as shown in FIG. 5, the intake manifold pressure is substantially constant regardless of the crank angle. On the other hand, the exhaust manifold pressure pulsates (periodically varies) as the exhaust gas is intermittently discharged from the exhaust valve of each cylinder.
排気弁の開き時期が遅い場合ほど、排気ガスが排気マニホールド20内へ放出されるタイミングが遅くなるので、排気マニホールド圧力脈動の波形は、図5中で右側にシフトする。つまり、排気マニホールド圧力脈動の波形は、排気弁の開き時期を変化させることによって、図5中の左右に移動する。よって、排気弁の開き時期を適当な時期にすることにより、図5に示すように、排気マニホールド圧力脈動の谷の部分をバルブオーバーラップ期間に一致させることができる。充填効率向上制御においては、そのような排気弁の開き時期が実現されるように排気可変動弁装置を制御することにより、排気マニホールド圧力脈動の谷の部分をバルブオーバーラップ期間に一致させる。その結果、バルブオーバーラップ期間において、排気マニホールド圧力を吸気マニホールド圧力よりも低くすることができる。これにより、新気が筒内に流入し易くなるとともに、流入した新気によって筒内の既燃ガスを速やかに排気ポートへ追い出す掃気効果が得られる。このようにして、充填効率向上制御を実行することにより、残留ガス量を十分に少なくし、その分、筒内に充填される新気の量を増やすことができる。つまり、充填効率ηvを増大させることができる。その結果、ディーゼル機関10のトルクを向上することができる。
As the opening timing of the exhaust valve is later, the timing at which the exhaust gas is discharged into the
ところで、図5中の点線で示す排気マニホールド圧力は、スイング弁82をクーラ位置とした場合、すなわちEGRガスがEGRクーラ42に流れるようにした場合の波形である。これに対し、図5中の実線で示す排気マニホールド圧力は、スイング弁82を遮断位置とした場合の波形である。
By the way, the exhaust manifold pressure indicated by the dotted line in FIG. 5 is a waveform when the
排気マニホールド圧力の脈動は、排気マニホールド20の容積や排気マニホールド20に連通する空間の容積(これらを合わせて以下「排気系容積」と称する)が大きいほど、弱くなる。排気弁から同じ量の排気ガスが排出されたとしても、排気系容積が大きいほど、排気マニホールド圧力は上昇しにくいからである。
The pulsation of the exhaust manifold pressure becomes weaker as the volume of the
スイング弁82がクーラ位置にあるときには、EGR通路40およびEGRクーラ42が排気マニホールド20内に連通するので、EGR通路40およびEGRクーラ42の容積の分だけ、排気系容積が大きくなる。このため、図5中の点線で示すように、排気マニホールド圧力脈動が弱まり易く、その振幅が小さくなり易い。その結果、吸気マニホールド圧力と、脈動の谷での排気マニホールド圧力との差圧(図5中のA)が小さくなり易いので、掃気効果が十分に発揮されず、充填効率向上制御の効果が小さくなり易い。すなわち、機関トルクを十分に向上することができにくい。
When the
また、スイング弁82がバイパス位置にあるときには、EGR通路40の容積が排気系容積に加わることになるので、上記と同様に、充填効率向上制御の効果が小さくなり易い。
Further, when the
これに対し、スイング弁82を遮断位置にすると、EGRクーラ42と、流路切替弁76より下流のEGR通路40とが排気マニホールド20から切り離され、それらの容積が排気系容積に加わることを防止することができるので、排気系容積を小さくすることができる。このため、図5中の実線で示すように、排気弁から排出される排気ガスによって排気行程初期の排気マニホールド圧力が高く上昇し、その反作用として排気行程後期の排気マニホールド圧力を低くすることができる。つまり、排気マニホールド圧力の脈動を強くし、その振幅を大きくすることができる。このため、吸気マニホールド圧力と、脈動の谷での排気マニホールド圧力との差圧(図5中のB)を大きくすることができ、掃気効果を十分に発揮させることができる。その結果、充填効率向上制御の効果が大きく発揮され、機関トルクを十分に向上することができる。
On the other hand, when the
このように、本実施形態によれば、充填効率向上制御の実行時には、スイング弁82を遮断位置に切り替えることにより、排気系容積を小さくし、もって排気マニホールド圧力の脈動の振幅を大きくすることができるので、充填効率向上制御の効果が十分に発揮させることができ、筒内空気量(機関トルク)を十分にアップすることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the charging efficiency improvement control is executed, the
ところで、排気マニホールド20からEGRクーラ42を遮断するための構成としては、EGR量を制御するためのEGR弁をEGRクーラ42の上流側に配置し、そのEGR弁を閉じることによってEGR経路を遮断する構成も考えられる。しかしながら、EGR弁をEGRクーラ42の上流側に配置した場合には、吸気通路28からEGR弁までの距離が遠くなるため、EGR弁の開度を変更してから吸気通路28へのEGRガス流入量が実際に変化するまでに遅れが生ずることとなる。その結果、EGR量を精度良く制御することが困難となる。これに対し、本実施形態では、図1に示すように、EGR弁44がEGRクーラ42の下流側にあるので、EGR量の制御遅れを抑制することができ、高精度なEGR制御を行うことができる。
By the way, as a configuration for shutting off the EGR cooler 42 from the
また、本実施形態によれば、一つのスイング弁82によって、クーラ経由状態とバイパス状態との切り替えに加えて、更に遮断状態への切り替えを実現することができる。すなわち、EGRクーラ42の上流側でEGR通路40を遮断するための弁を新たに追加して設置する必要がない。このため、EGR装置の簡素化および小型化が図れる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、スイング弁82の位置に関して、遮断位置(図3)がクーラ位置(図2)とバイパス位置(図4)との間にある。このため、クーラ位置から遮断位置までのスイング弁82の回転角度と、バイパス位置から遮断位置までのスイング弁82の回転角度とを、何れも小さく(共に約45°程度)することができる。よって、クーラ位置とバイパス位置との何れの位置からでも、スイング弁82を遮断位置に迅速に移動させることができる。すなわち、クーラ経由状態とバイパス状態との何れの状態からでも、遮断状態へと迅速に切り替えることができる。
Moreover, according to this embodiment, regarding the position of the
ディーゼル機関10の定常運転時には、通常、EGRが実行されるので、スイング弁82はクーラ位置とバイパス位置との何れかの位置にある。これに対し、加速時(高負荷時)には、充填効率向上制御が実行され、この充填効率向上制御の効果を高めるため、スイング弁82が遮断位置へと移動する。このとき、スイング弁82がクーラ位置あるいはバイパス位置から遮断位置へ移動するのに要する時間が長いと、充填効率向上制御の効果が高まるタイミング、つまり機関トルクが十分にアップするタイミングが遅れる。よって、良好な加速レスポンスが得にくくなる。これに対し、本実施形態では、加速開始時にスイング弁82がクーラ位置からでもバイパス位置からでも遮断位置へ迅速に移動することができるので、充填効率向上制御の効果を迅速に高めることができる。つまり、機関トルクを迅速にアップすることができる。よって、優れた加速レスポンスが得られる。
During normal operation of the
実施の形態2.
次に、図6乃至図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、流路切替弁の構造が異なること以外は、前述した実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 to FIG. 8. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be described. Simplify or omit. This embodiment is the same as the first embodiment described above except that the structure of the flow path switching valve is different.
図6は、本発明の実施の形態2におけるEGRクーラユニット(EGRクーラ42および流路切替弁76’)の構造を示す断面図である。図6に示すように、本実施形態におけるEGRクーラ42は、前述した実施の形態1と同様である。一方、本実施形態における流路切替弁76’は、スイング弁82のバイパス位置の配置が、前述した実施の形態1とは異なる。流路切替弁76’では、スイング弁82が遮断位置にあるときにスイング弁82の先端が当接する当接面84が、上流室79の内壁に形成されている。これにより、スイング弁82は、図中で当接面84よりも時計回りには回転しないように構成されている。図6は、スイング弁82がクーラ位置にある状態を示しており、この状態は、前述した実施の形態2と同様である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the EGR cooler unit (
図7は、スイング弁82がバイパス位置にある状態を示している。本実施形態では、スイング弁82がクーラ位置から図中で反時計回りに回転すると、バイパス位置となる。このようなバイパス状態では、バイパス開口81が開放されるので、EGRガスがEGRクーラ42を通らずにEGR通路40の下流側に流れる。
FIG. 7 shows a state where the
図8は、スイング弁82が遮断位置にある状態を示している。このような遮断では、スイング弁82の先端が当接面84に当接することにより、流入口77が遮断される。このような遮断状態とすることにより、実施の形態1と同様に、EGRクーラ42と流路切替弁76’より下流側のEGR通路40との容積が排気系容積に加わることを防止することができ、排気系容積を小さくすることができる。このため、排気マニホールド圧力の脈動が強くなり、充填効率向上制御の効果が大きく発揮させることができる。
FIG. 8 shows a state where the
以上説明したように、本実施形態では、スイング弁82の位置に関して、図6に示すクーラ位置と図8に示すバイパス位置との外側に、図7に示す遮断位置がある。このため、外部EGRの実行中にクーラ経由状態とバイパス状態とを切り替える際に、EGRガスの流れが一瞬たりとも途切れることがなく、円滑な切り替えを行うことができる。
As described above, in the present embodiment, with respect to the position of the
本実施形態は、上述した点以外は、前述した実施の形態1と同様であるので、これ以上の説明は省略する。 Since this embodiment is the same as Embodiment 1 except for the points described above, further description is omitted.
10 ディーゼル機関
12 インジェクタ
14 コモンレール
18 排気通路
20 排気マニホールド
24 ターボ過給機
24a タービン
24b コンプレッサ
26 DPF
28 吸気通路
34 吸気マニホールド
36 吸気絞り弁
38 エアフローメータ
40 EGR通路
42 EGRクーラ
44 EGR弁
50 ECU
71 クーラ入口
72 クーラ出口
73 隔壁
74,75 熱交換器
76,76’ 流路切替弁
77 流入口
78 流出口
79 上流室
80 下流室
81 バイパス開口
82 スイング弁
83 回転軸
84 当接面
85 内壁面
DESCRIPTION OF
28
Claims (3)
EGRガスが流出する流出口と、
クーラ入口と、前記クーラ入口と隣接し、EGRガス流出方向が前記クーラ入口へのEGRガス流入方向と反対方向となるクーラ出口とを有するEGRクーラと、
前記流入口と前記クーラ入口との双方に連通する上流室と、
前記流出口と前記クーラ出口との双方に連通する下流室と、
前記上流室と前記下流室とを連通させるバイパス開口と、
前記バイパス開口を介して前記EGRクーラと反対側に位置する回転軸を中心に揺動可能なスイング弁と、
を備え、
前記スイング弁は、前記流入口を遮断する遮断位置と、前記バイパス開口を遮断することによって前記上流室のEGRガスを前記クーラ入口へ導入するクーラ位置と、前記流入口から前記バイパス開口を通って前記流出口への流通を許容するバイパス位置とに変位可能であることを特徴とするEGRクーラバイパス構造。 An inlet through which EGR gas flows,
An outlet through which EGR gas flows out;
An EGR cooler having a cooler inlet and a cooler outlet adjacent to the cooler inlet and having an EGR gas outflow direction opposite to the EGR gas inflow direction to the cooler inlet;
An upstream chamber communicating with both the inlet and the cooler inlet;
A downstream chamber communicating with both the outlet and the cooler outlet;
A bypass opening for communicating the upstream chamber and the downstream chamber;
A swing valve swingable about a rotating shaft located on the opposite side of the EGR cooler through the bypass opening;
With
The swing valve includes a blocking position for blocking the inlet, a cooler position for introducing the EGR gas in the upstream chamber into the cooler inlet by blocking the bypass opening, and the inlet from the inlet through the bypass opening. An EGR cooler bypass structure, wherein the EGR cooler bypass structure is displaceable to a bypass position that allows flow to the outlet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007261147A JP2009091918A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Egr cooler bypass structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007261147A JP2009091918A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Egr cooler bypass structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009091918A true JP2009091918A (en) | 2009-04-30 |
Family
ID=40664162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007261147A Pending JP2009091918A (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Egr cooler bypass structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009091918A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9121316B2 (en) | 2011-09-09 | 2015-09-01 | Dana Canada Corporation | Exhaust gas heat recovery device |
US9989322B2 (en) | 2013-03-01 | 2018-06-05 | Dana Canada Corporation | Heat recovery device with improved lightweight flow coupling chamber and insertable valve |
-
2007
- 2007-10-04 JP JP2007261147A patent/JP2009091918A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9121316B2 (en) | 2011-09-09 | 2015-09-01 | Dana Canada Corporation | Exhaust gas heat recovery device |
US9989322B2 (en) | 2013-03-01 | 2018-06-05 | Dana Canada Corporation | Heat recovery device with improved lightweight flow coupling chamber and insertable valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9188050B2 (en) | Engine cooling system | |
JP5673896B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US20070028901A1 (en) | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine having superchargers | |
JP5136654B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5169439B2 (en) | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system | |
JP2005023900A (en) | Egr control device for engine | |
JP2007315230A (en) | Apparatus for recirculating exhaust gas of internal combustion engine | |
JP2010180781A (en) | Control device for internal combustion engine with supercharger | |
JP2019519719A (en) | Device and method for controlling the injection of air and exhaust gas at the intake of a supercharged internal combustion engine | |
WO2007066833A1 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2005307963A (en) | Diesel engine with turbocharger equipped with exhaust gas recirculating system of long route | |
JP5034849B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5332674B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP2010024878A (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2011117970A1 (en) | Internal combustion engine with exhaust gas recirculation device | |
JP2009091918A (en) | Egr cooler bypass structure | |
JP6772901B2 (en) | Internal combustion engine exhaust system | |
JP2009085094A (en) | Exhaust gas recirculation device for engine | |
JP5521508B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP2009156055A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2010223077A (en) | Internal combustion engine | |
JP5018974B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2010116894A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP5930288B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP5812711B2 (en) | Internal combustion engine |