JP2009228651A - Charging device for engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging device for an engine improving output response and preventing formation of black smoke in acceleration. <P>SOLUTION: If it is determined that an acceleration condition of the engine 1 is a prescribed acceleration condition when part of exhaust gas of the engine 1 is recirculated to an intake side via an EGR valve 22, compressed air supplied from a main air tank 44 is directly supplied into an intake port 54 of each cylinder from an air injection nozzle 58 by controlling an air control valve 32 provided with corresponding to each cylinder. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はエンジン用給気装置に関し、特にEGR装置を備えたエンジンに空気を供給するのための給気装置に関する。   The present invention relates to an air supply device for an engine, and more particularly to an air supply device for supplying air to an engine provided with an EGR device.

従来より、エンジンの吸気通路と排気通路とを連通するEGR通路を設け、エンジンの排気の一部をEGR通路を介して吸気側に還流することにより、燃焼室内の燃焼温度を低下させると共にエンジンの空気過剰率を低下させてエンジンのNOx(窒素酸化物)の排出を抑制するようにしたEGR装置が用いられている。
このようなEGR装置においては、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路に、排気還流量を調整するためのEGR弁が設けられており、例えば以下のようにして制御が行われる。
Conventionally, an EGR passage that connects the intake passage and the exhaust passage of the engine is provided, and a part of the exhaust of the engine is recirculated to the intake side through the EGR passage, thereby reducing the combustion temperature in the combustion chamber and the engine. An EGR device is used in which the excess air ratio is reduced to suppress engine NOx (nitrogen oxide) emissions.
In such an EGR device, an EGR valve for adjusting the exhaust gas recirculation amount is provided in an EGR passage communicating the exhaust passage and the intake passage of the engine. For example, the control is performed as follows.

即ち、予め実験等によってエンジンの様々な運転状態に応じた最適なEGR率が求められており、そのようなEGR率を得るためのEGR弁の開度が予め定められて記憶されている。そして、実際のエンジンの運転状態に応じて最適なEGR率となるよう、記憶されている開度にEGR弁が制御される。
このようなEGR装置の制御は、例えば特許文献1などに開示されている。特許文献1のEGR装置では、上述したEGR弁の制御を行う際に、エンジンの運転状態に応じて求められたEGR率を得るための目標吸入空気量を定め、実際の吸入空気量が目標吸入空気量に等しくなるようにEGR弁の開度を補正することにより、最適なEGR率が精度よく得られるようにしている。また、特許文献1のEGR装置では、エンジンの急加速時にこのようなEGR弁の制御を行って、過給器の応答遅れによる吸入空気量増大の遅れに対処するためにEGR弁が全閉されると、このときに排気中のNOxが増大することから、エンジンの急加速時には一時的にEGR弁を開方向に制御することにより、NOxの増大を防止するようにしている。
特開2007−247540号公報
That is, an optimum EGR rate corresponding to various operating states of the engine is obtained in advance by experiments or the like, and the opening degree of the EGR valve for obtaining such an EGR rate is determined and stored in advance. Then, the EGR valve is controlled to the stored opening degree so that the optimum EGR rate is obtained in accordance with the actual operating state of the engine.
Such control of the EGR device is disclosed in, for example, Patent Document 1. In the EGR device of Patent Document 1, when performing the above-described control of the EGR valve, a target intake air amount for obtaining an EGR rate obtained according to the operating state of the engine is determined, and the actual intake air amount is determined as the target intake air amount. By correcting the opening degree of the EGR valve so as to be equal to the air amount, an optimal EGR rate can be obtained with high accuracy. Further, in the EGR device of Patent Document 1, such an EGR valve is controlled during sudden acceleration of the engine, and the EGR valve is fully closed to cope with a delay in the intake air amount increase due to a response delay of the supercharger. Then, since NOx in the exhaust gas increases at this time, an increase in NOx is prevented by temporarily controlling the EGR valve in the opening direction during sudden acceleration of the engine.
JP 2007-247540 A

ところが、上述のようにしてEGR弁を制御しているときにエンジンが加速状態に移行すると、この加速状態に対応して十分な量の新気が得られるようにするため、EGR率を低下させて空気過剰率を増大させるべくEGR弁の開度を減少させる方向にEGR弁の制御が行われる。ところが、EGR弁には応答遅れがあるため、この応答遅れに起因して、エンジンの加速時に必要とされる空気過剰率を確保することができなくなる場合がある。特に、エンジンが低速・低負荷状態で運転しているときには、EGR弁の開度を大きくして大量の排気が吸気側に還流されているので、この状態から急加速が行われると、しばらくの間はEGR弁の応答遅れによって引き続き大量の排気が還流されることになり、新気の量が大幅に不足することになる。この結果、エンジンの加速に必要な出力を迅速に得ることができないばかりか、加速時に必要な空気過剰率に対して空気過剰率が一時的に大きく低下することにより黒煙が発生するという問題が生じる。   However, when the engine shifts to the acceleration state while the EGR valve is controlled as described above, the EGR rate is decreased in order to obtain a sufficient amount of fresh air corresponding to the acceleration state. Thus, the EGR valve is controlled in a direction to decrease the opening degree of the EGR valve in order to increase the excess air ratio. However, since there is a response delay in the EGR valve, there may be a case where the excess air ratio required for accelerating the engine cannot be secured due to this response delay. In particular, when the engine is operating at a low speed and a low load, the opening of the EGR valve is increased and a large amount of exhaust gas is recirculated to the intake side. In the meantime, a large amount of exhaust gas is continuously recirculated due to a delay in response of the EGR valve, and the amount of fresh air is greatly insufficient. As a result, there is a problem that not only the output necessary for accelerating the engine cannot be obtained quickly, but also black smoke is generated due to the temporary decrease in the excess air ratio with respect to the excess air ratio required during acceleration. Arise.

また、特許文献1のEGR装置のように、エンジンの加速時に一時的に排気還流量を増大させると、NOxの排出量は抑制することができるものの、空気過剰率が改善されないため、黒煙の発生を防止することはできない。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加速時における黒煙の発生を防止すると共に出力応答性を改善するようにしたエンジン用給気装置を提供することにある。
Further, as in the EGR device of Patent Document 1, if the exhaust gas recirculation amount is temporarily increased during acceleration of the engine, the NOx emission amount can be suppressed, but the excess air ratio is not improved. It cannot be prevented.
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an air supply device for an engine that prevents generation of black smoke during acceleration and improves output response. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明のエンジン用給気装置は、エンジンの排気の一部を上記エンジンの吸気側に還流するEGR装置と、圧縮空気を蓄積するメインエアタンクと、上記エンジンの吸気通路を介した吸気とは別に、上記メインエアタンク内に蓄積された圧縮空気を上記エンジンの吸気ポート内に供給する空気供給手段と、上記エンジンの運転状態に応じて上記EGR装置を制御し、上記EGR装置により上記エンジンの排気の一部を吸気側に還流しているときに、上記エンジンの加速状態が所定加速状態であると判定すると、上記空気供給手段を制御して上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給する制御手段とを備えることを特徴とする(請求項1)。   In order to achieve the above object, an air supply device for an engine according to the present invention includes an EGR device that recirculates a part of engine exhaust to the intake side of the engine, a main air tank that accumulates compressed air, and an intake passage of the engine Separately from the intake via the air, the air supply means for supplying the compressed air accumulated in the main air tank into the intake port of the engine, the EGR device is controlled according to the operating state of the engine, and the EGR When it is determined that the acceleration state of the engine is a predetermined acceleration state when a part of the exhaust of the engine is recirculated to the intake side by the device, the air supply means is controlled to control the intake air from the air supply means. And a control means for supplying the compressed air into the port (claim 1).

このように構成されたエンジン用給気装置によれば、制御手段がエンジンの運転状態に応じてEGR装置を制御する。そして、EGR装置により排気の一部を吸気側に還流しているときに、エンジンの加速状態が所定加速状態であると判定すると、制御手段は空気供給手段を制御し、メインエアタンクに蓄積されていた圧縮空気を空気供給手段からエンジンの吸気ポート内に供給する。   According to the engine air supply apparatus configured as described above, the control means controls the EGR apparatus in accordance with the operating state of the engine. When it is determined that the acceleration state of the engine is the predetermined acceleration state when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side by the EGR device, the control means controls the air supply means and is stored in the main air tank. The compressed air is supplied from the air supply means into the intake port of the engine.

また、上記エンジン用給気装置において、上記制御手段は、上記EGR装置により上記エンジンの排気の一部を吸気側に還流しているときに、上記エンジンの加速状態が上記所定加速状態であると判定すると、上記EGR装置による排気の還流量が上記エンジンの加速状態に対応した還流量となるように上記EGR装置を制御し、このときに生じる上記吸気通路を介した上記エンジンの新気吸入量の不足分に対応して上記空気供給手段を制御することにより、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給することを特徴とする(請求項2)。   In the engine air supply device, the control means may be configured such that the acceleration state of the engine is the predetermined acceleration state when a part of the exhaust of the engine is recirculated to the intake side by the EGR device. When the determination is made, the EGR device is controlled so that the recirculation amount of the exhaust gas by the EGR device becomes a recirculation amount corresponding to the acceleration state of the engine, and the fresh air intake amount of the engine through the intake passage generated at this time is controlled. The compressed air is supplied from the air supply means into the intake port by controlling the air supply means in response to the shortage of the above (Claim 2).

このように構成されたエンジン用給気装置によれば、EGR装置により排気の一部を吸気側に還流しているときに、エンジン加速状態が所定加速状態であると判定すると、制御手段はEGR装置による排気の還流量がエンジンの加速状態に対応した還流量となるようにEGR装置を制御する。このような制御を行うことにより、EGR装置による排気の還流量が加速前よりも減少する方向に制御されると、EGR装置の応答遅れに起因して、吸気通路を介したエンジンの吸入空気量はエンジンの加速状態に対応した量まで増大するのに時間を要する。そこで制御手段は、このときに生じる吸気通路を介したエンジンの新気吸入量の不足分に対応して空気供給手段を制御することにより、空気供給手段から吸気ポート内に圧縮空気を供給する。   According to the engine air supply apparatus configured as described above, when the engine acceleration state is determined to be the predetermined acceleration state when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side by the EGR device, the control means performs the EGR. The EGR device is controlled so that the exhaust gas recirculation amount by the device becomes a recirculation amount corresponding to the acceleration state of the engine. By performing such control, when the recirculation amount of the exhaust gas by the EGR device is controlled so as to decrease from before the acceleration, the intake air amount of the engine through the intake passage is caused by the response delay of the EGR device. Takes time to increase to an amount corresponding to the acceleration state of the engine. Therefore, the control means supplies the compressed air into the intake port from the air supply means by controlling the air supply means in response to the shortage of the fresh air intake amount of the engine via the intake passage generated at this time.

また、上記エンジン用給気装置において、上記制御手段は、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給しているときに、上記エンジンの回転数が増大するほど上記吸気ポート内への単位時間あたりの上記圧縮空気の供給量が増大するように上記空気供給手段を制御することを特徴とする(請求項3)。
或いは、上記エンジン用給気装置において、上記制御手段は、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給しているときに、上記エンジンの負荷が増大するほど上記吸気ポート内への単位時間あたりの上記圧縮空気の供給量が増大するように上記空気供給手段を制御することを特徴とする(請求項4)。
In the engine air supply apparatus, when the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port, the control means enters the intake port as the engine speed increases. The air supply means is controlled so that the supply amount of the compressed air per unit time increases (claim 3).
Alternatively, in the engine air supply apparatus, when the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port, the control means supplies the intake port to the intake port as the engine load increases. The air supply means is controlled so that the supply amount of the compressed air per unit time increases (Claim 4).

このように構成されたエンジン用給気装置によれば、エンジンの加速状態が所定加速状態であって、空気供給手段から吸気ポート内へ圧縮空気を供給する際、エンジンの回転数が増大するほど、或いはエンジンの負荷が増大するほど、吸気ポート内への圧縮空気の単位時間あたりの供給量を増大させる。
また、上記エンジン用給気装置において、上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記所定加速状態ではないと判定した場合に、上記空気供給手段から上記吸気ポート内への上記圧縮空気の供給を中止することを特徴とする(請求項5)。
According to the engine air supply apparatus configured in this way, the acceleration state of the engine is a predetermined acceleration state, and when the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port, the engine speed increases. Alternatively, the amount of compressed air supplied into the intake port per unit time is increased as the engine load increases.
In the engine air supply apparatus, the control means supplies the compressed air from the air supply means into the intake port when it is determined that the operating state of the engine is not the predetermined acceleration state. The system is stopped (claim 5).

このように構成されたエンジン用給気装置によれば、エンジンの運転状態が所定加速状態ではないと判定した場合には、制御手段が空気供給手段から吸気ポート内への圧縮空気の供給を中止する。
また、上記エンジン用給気装置において、上記メインエアタンクは上記エンジンとは離隔して設けられ、上記空気供給手段は、上記エンジンに装着され、空気供給管を介して上記メインエアタンクから圧縮空気が供給されるサブエアタンクと、上記吸気ポート内に空気噴射口を有する空気噴射ノズルと、上記サブエアタンクと上記空気噴射ノズルとの間に介装され、上記サブエアタンクから上記空気噴射ノズルを介して上記吸気ポート内に供給される圧縮空気の量を調整する空気制御弁とを備え、上記制御手段は、上記空気制御弁を制御することにより、上記空気噴射ノズルから上記吸気ポート内への圧縮空気の供給を行うことを特徴とする(請求項6)。
According to the engine air supply apparatus configured as described above, when it is determined that the engine operating state is not the predetermined acceleration state, the control unit stops the supply of compressed air from the air supply unit to the intake port. To do.
In the engine air supply device, the main air tank is provided separately from the engine, and the air supply means is mounted on the engine, and compressed air is supplied from the main air tank via an air supply pipe. A sub air tank, an air injection nozzle having an air injection port in the intake port, the sub air tank and the air injection nozzle, and the intake air from the sub air tank through the air injection nozzle. An air control valve for adjusting the amount of compressed air supplied into the port, and the control means controls the air control valve to supply compressed air from the air injection nozzle into the intake port. (Claim 6).

このように構成されたエンジン用給気装置によれば、エンジンから離隔して設けられたメインエアタンクに蓄積されている圧縮空気は、空気供給管を介し、エンジンに装着されているサブエアタンクに供給される。エンジンの加速状態が所定加速状態であって、吸気ポート内に圧縮空気を供給する場合には、制御手段が空気制御弁を制御することにより、サブエアタンク内の圧縮空気が空気噴射ノズルを介して吸気ポート内に供給される。   According to the engine air supply apparatus configured as described above, the compressed air accumulated in the main air tank provided apart from the engine is supplied to the sub air tank attached to the engine via the air supply pipe. Is done. When the acceleration state of the engine is a predetermined acceleration state and compressed air is supplied into the intake port, the control means controls the air control valve so that the compressed air in the sub air tank passes through the air injection nozzle. Supplied into the intake port.

また、上記エンジン用給気装置において、上記空気供給手段は、上記空気供給管に介装されて上記メインエアタンクから上記サブエアタンクへの空気の流動を許容すると共に、上記サブエアタンクから上記メインエアタンクへの空気の流動を遮断する逆止弁を備えることを特徴とする(請求項7)。
このように構成されたエンジン用給気装置によれば、空気供給管に介装された逆止弁により、メインエアタンクからサブエアタンクへの空気の流動が許容されると共に、サブエアタンクからメインエアタンクへの空気の流動が遮断される。
In the engine air supply device, the air supply means is interposed in the air supply pipe to allow air to flow from the main air tank to the sub air tank, and from the sub air tank to the main air tank. A check valve is provided to block the flow of air (claim 7).
According to the engine air supply apparatus configured as described above, the check valve interposed in the air supply pipe allows air to flow from the main air tank to the sub air tank, and from the sub air tank to the main air tank. The air flow is blocked.

本発明のエンジン用給気装置によれば、EGR装置により排気の一部を吸気側に還流しているときに、エンジンの加速状態が所定加速状態となった場合、メインエアタンクに蓄積されていた圧縮空気が空気供給手段からエンジンの吸気ポート内に直接供給される。この結果、EGR装置の応答遅れによって吸気通路を介した吸入空気量が不足しても、吸気通路を介した吸気とは別に、空気供給手段から吸気ポート内へ圧縮空気を供給することにより、空気過剰率の低下に伴う黒煙の発生及びエンジンの出力不足を良好に防止することが可能となる。特に、圧縮空気の供給は吸気ポート内に直接行われるので、高い応答性を持って黒煙の発生及び出力の低下を防止することができる。   According to the air supply device for an engine of the present invention, when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side by the EGR device, if the acceleration state of the engine becomes a predetermined acceleration state, it is accumulated in the main air tank. Compressed air is supplied directly from the air supply means into the engine intake port. As a result, even if the intake air amount through the intake passage is insufficient due to the response delay of the EGR device, the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port separately from the intake air through the intake passage. It is possible to satisfactorily prevent the generation of black smoke and the engine output shortage due to the decrease in the excess rate. In particular, since the compressed air is supplied directly into the intake port, the generation of black smoke and the reduction in output can be prevented with high responsiveness.

また、請求項2のエンジン用給気装置によれば、EGR装置により排気の一部を吸気側に還流しているときに、エンジンの加速状態が所定加速状態であると判定すると、制御手段はEGR装置による排気の還流量がエンジンの加速状態に対応した還流量となるようにEGR装置を制御する。そして、EGR装置による排気の還流量が加速前よりも減少する方向に制御されると、EGR装置の応答遅れに起因して吸気通路を介したエンジンの吸入空気量はエンジンの加速状態に対応した量まで増大するのに時間を要するが、このときに生じる吸気通路を介した新気吸入量の不足分に対応して制御手段が空気供給手段を制御することにより、空気供給手段から吸気ポート内に直接的に圧縮空気が供給されるので、空気過剰率の低下に伴う黒煙の発生及び出力不足を速迅速かつ精度よく防止することが可能となる。   According to the engine air supply device of claim 2, when it is determined that the acceleration state of the engine is the predetermined acceleration state when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side by the EGR device, the control means The EGR device is controlled so that the exhaust gas recirculation amount by the EGR device becomes a recirculation amount corresponding to the acceleration state of the engine. When the exhaust gas recirculation amount by the EGR device is controlled so as to decrease from before the acceleration, the intake air amount of the engine via the intake passage corresponds to the acceleration state of the engine due to the response delay of the EGR device. It takes time to increase to the air volume, but the control means controls the air supply means in response to the shortage of the fresh air intake amount through the intake passage that occurs at this time, so that the air supply means and the intake port Since the compressed air is directly supplied to the battery, it is possible to quickly and accurately prevent the generation of black smoke and the shortage of output accompanying the decrease in the excess air ratio.

また、エンジンの加速時におけるエンジン回転数の増大に伴い、エンジンに必要とされる新気吸入量が増大するが、請求項3のエンジン用給気装置によれば、エンジンの加速状態が所定加速状態であって空気供給手段から吸気ポート内へ圧縮空気を供給する際、エンジン回転数が増大するほど吸気ポート内への圧縮空気の単位時間あたりの供給量を増大させるので、加速時におけるエンジン回転数の増大に対応し、吸気ポート内への圧縮空気の供給によって新気吸入量の不足分を精度よく補うことが可能となる。   Further, as the engine speed increases during the acceleration of the engine, the amount of fresh air required for the engine increases. According to the engine air supply device of claim 3, the engine acceleration state is a predetermined acceleration. When the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port, the amount of compressed air supplied to the intake port per unit time increases as the engine speed increases. In response to the increase in the number, the supply of compressed air into the intake port can accurately compensate for the shortage of the fresh air intake amount.

また、エンジンの加速時におけるエンジン負荷の増大に伴い、エンジンに必要とされる新気吸入量が増大するが、請求項4のエンジン用給気装置によれば、エンジンの加速状態が所定加速状態であって空気供給手段から吸気ポート内へ圧縮空気を供給する際、エンジン負荷が増大するほど、吸気ポート内への圧縮空気の単位時間あたりの供給量を増大させるので、加速時におけるエンジン負荷の増大に対応し、吸気ポート内への圧縮空気の供給によって新気吸入量の不足分を精度よく補うことが可能となる。   Further, as the engine load increases during the acceleration of the engine, the fresh air intake amount required for the engine increases. According to the engine air supply device of claim 4, the engine acceleration state is a predetermined acceleration state. When the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port, the amount of compressed air supplied into the intake port per unit time increases as the engine load increases. In response to the increase, supply of compressed air into the intake port makes it possible to accurately compensate for the shortage of fresh air intake.

また、請求項5のエンジン用給気装置によれば、エンジンの運転状態が上記加速状態にない場合には、空気供給手段から吸気ポート内への圧縮空気の供給が中止されるので、EGR装置により排気の一部を吸気側に還流していてエンジンの加速状態が所定加速状態となったときに、メインエアタンク内の圧縮空気を集中的に無駄なく使用することが可能となる。従って、例えばエンジンで駆動されるエアポンプなどのようにエンジン出力の一部を駆動エネルギとして消費するようなエアポンプを用いてメインエアタンクに圧縮空気を補充するようにした場合には、エアポンプの仕事量を減らし、エンジンの燃費を改善することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, when the engine operating state is not in the acceleration state, the supply of compressed air from the air supply means into the intake port is stopped. Thus, when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side and the acceleration state of the engine becomes the predetermined acceleration state, the compressed air in the main air tank can be intensively used without waste. Therefore, when the main air tank is replenished with compressed air using an air pump that consumes a part of engine output as driving energy, such as an air pump driven by an engine, the work of the air pump is reduced. It becomes possible to reduce and improve the fuel consumption of the engine.

また、請求項6のエンジン用給気装置によれば、がエンジンから離隔して設けられたメインエアタンクから、エンジンに装着されているサブエアタンクに圧縮空気が供給され蓄積された状態で、サブエアタンク内の圧縮空気が吸気ポート内に供給される。この結果、メインエアタンクからの圧縮空気の供給遅れによる影響を受けることなく、迅速に必要な量の圧縮空気を吸気ポート内に供給することが可能となる。   According to the engine air supply device of claim 6, the sub air tank in a state where compressed air is supplied and accumulated from the main air tank provided separately from the engine to the sub air tank mounted on the engine. The compressed air inside is supplied into the intake port. As a result, it is possible to quickly supply a necessary amount of compressed air into the intake port without being affected by the supply delay of compressed air from the main air tank.

また、請求項7のエンジン用給気装置によれば、万一エンジンの吸気ポート内の圧力がメインエアタンク内の圧縮空気の圧力を上回るようなことがあったとしても、空気供給管に介装された逆止弁により、サブエアタンクからメインエアタンクへの空気の逆流を防止することができる。   According to the air supply device for an engine of claim 7, even if the pressure in the intake port of the engine exceeds the pressure of the compressed air in the main air tank, the air supply pipe is not provided. The check valve thus made can prevent the backflow of air from the sub air tank to the main air tank.

以下、図面に基づき本発明の実施形態に係るエンジン用給気装置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るエンジン用給気装置が適用された直列6気筒のディーゼルエンジン(以下エンジンという)1を備えるエンジンシステムの全体構成図を示しており、図1に基づき本発明の実施形態に係るエンジン用給気装置の構成を説明する。
エンジン1は各気筒共通の高圧蓄圧室(以下コモンレールという)2を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール2に蓄えられた高圧の燃料を、各気筒に設けられたインジェクタ4に供給し、各インジェクタ4からそれぞれの気筒内に燃料が噴射される。
Hereinafter, an air supply device for an engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an engine system including an in-line 6-cylinder diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 1 to which an engine air supply device according to an embodiment of the present invention is applied. A configuration of an engine air supply device according to an embodiment of the present invention will be described.
The engine 1 includes a high-pressure accumulator chamber (hereinafter referred to as a common rail) 2 common to each cylinder, and high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown) and stored in the common rail 2 is supplied to an injector 4 provided in each cylinder. Then, fuel is injected from each injector 4 into each cylinder.

吸気管(吸気通路)6にはターボチャージャ8が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気管6からターボチャージャ8のコンプレッサ8aへと流入する。コンプレッサ8aで過給された吸気はインタークーラ10及び吸気制御弁12を介して吸気マニホールド14に導入された後、各気筒に分配される。なお、吸気管6のコンプレッサ8aより上流側には、エンジン1に吸入される空気、即ち新気の量を検出するための吸気量センサ16が設けられている。   The intake pipe (intake passage) 6 is equipped with a turbocharger 8, and intake air drawn from an air cleaner (not shown) flows from the intake pipe 6 into the compressor 8 a of the turbocharger 8. The intake air supercharged by the compressor 8a is introduced into the intake manifold 14 via the intercooler 10 and the intake control valve 12, and then distributed to each cylinder. An intake air amount sensor 16 for detecting the amount of air sucked into the engine 1, that is, the amount of fresh air, is provided upstream of the compressor 8 a of the intake pipe 6.

一方、エンジン1の各気筒から排気が排出される排気ポート(図示せず)は、排気マニホールド18を介して排気管20に接続されている。排気マニホールド18と吸気マニホールド14との間には、EGR弁22及びEGRクーラ24を介して排気マニホールド18と吸気マニホールド14とを連通するEGR通路26が設けられており、EGR弁22の開度を変更することにより排気マニホールド18から吸気マニホールド14への排気還流量を調整可能となっている。従って、本実施形態では、EGR弁22及びEGR通路26が本発明のEGR装置に対応するものとなる。   On the other hand, an exhaust port (not shown) through which exhaust is discharged from each cylinder of the engine 1 is connected to an exhaust pipe 20 via an exhaust manifold 18. An EGR passage 26 is provided between the exhaust manifold 18 and the intake manifold 14 so as to communicate the exhaust manifold 18 and the intake manifold 14 via an EGR valve 22 and an EGR cooler 24. By changing, the exhaust gas recirculation amount from the exhaust manifold 18 to the intake manifold 14 can be adjusted. Therefore, in this embodiment, the EGR valve 22 and the EGR passage 26 correspond to the EGR device of the present invention.

排気管20は、ターボチャージャ8のタービン8bを経た後、排気絞り弁28を介して排気後処理装置30に接続されている。また、タービン8bの回転軸はコンプレッサ8aの回転軸と連結されており、タービン8bが排気管20内を流動する排気を受けてコンプレッサ8aを駆動するようになっている。
排気後処理装置30は、エンジン1から排出される排気中のパティキュレートやNOxを排気中から除去して排気を浄化する機能を有している。この排気後処理装置30は、現在一般的に用いられている排気後処理装置と同様の機能を有するものであり、ここでは詳細な説明を省略する。
The exhaust pipe 20 passes through the turbine 8 b of the turbocharger 8 and is connected to the exhaust aftertreatment device 30 via the exhaust throttle valve 28. The rotating shaft of the turbine 8b is connected to the rotating shaft of the compressor 8a so that the turbine 8b receives the exhaust flowing in the exhaust pipe 20 and drives the compressor 8a.
The exhaust aftertreatment device 30 has a function of purifying exhaust gas by removing particulates and NOx in the exhaust gas discharged from the engine 1 from the exhaust gas. The exhaust aftertreatment device 30 has a function similar to that of an exhaust aftertreatment device that is currently generally used, and a detailed description thereof is omitted here.

エンジン1の各気筒には、各気筒に圧縮空気を供給するための空気制御弁32が気筒毎に設けられている。6つの気筒のうち第1気筒群34の各気筒に対応して1つずつ設けられた空気制御弁32のそれぞれには、第1サブエアタンク36内に蓄えられた圧縮空気が供給されるようになっている。また、第2気筒群38の各気筒に対応して1つずつ設けられた空気制御弁32のそれぞれには、第2サブエアタンク40内に蓄えられた圧縮空気が供給されるようになっている。   Each cylinder of the engine 1 is provided with an air control valve 32 for supplying compressed air to each cylinder. The compressed air stored in the first sub air tank 36 is supplied to each of the air control valves 32 provided one by one corresponding to each cylinder of the first cylinder group 34 among the six cylinders. It has become. Further, the compressed air stored in the second sub air tank 40 is supplied to each of the air control valves 32 provided for each cylinder of the second cylinder group 38. .

これら第1サブエアタンク36及び第2サブエアタンク40には、エンジン1から離隔して設けられたメインエアタンク44から共通の空気供給管42を介して圧縮空気が供給される。第1サブエアタンク36及び第2サブエアタンク40のそれぞれに向けて分岐する前の空気供給管42には、メインエアタンク44側から第1サブエアタンク36側及び第2サブエアタンク40側への空気の流動を許容すると共に、第1サブエアタンク36側及び第2サブエアタンク40側からメインエアタンク44側への空気の流動を遮断する逆止弁46が介装されている。なお、メインエアタンク44には、エンジン1の動力を受けて駆動されるエアポンプ48によって所定圧力範囲内に調整された圧縮空気が供給され、蓄積されるようになっている。   The first sub air tank 36 and the second sub air tank 40 are supplied with compressed air through a common air supply pipe 42 from a main air tank 44 provided separately from the engine 1. Air flows from the main air tank 44 side to the first sub air tank 36 side and the second sub air tank 40 side in the air supply pipe 42 before branching toward each of the first sub air tank 36 and the second sub air tank 40. And a check valve 46 that interrupts the flow of air from the first sub air tank 36 side and the second sub air tank 40 side to the main air tank 44 side is interposed. The main air tank 44 is supplied with compressed air adjusted within a predetermined pressure range by an air pump 48 driven by the power of the engine 1 and accumulated therein.

図2は、エンジン1のシリンダヘッド部分のうち、1つの気筒に対応する吸気ポート及びその周辺の構成を示す上下方向の概略断面図である。図2に示される構成は第1気筒群34の気筒の1つを代表的に示すものであるが、第1気筒群34及び第2気筒群38の各気筒はいずれも同様の構成を有している。
図2に示されるように、エンジン1のシリンダヘッド50の側面部分には、一端が燃焼室52に開口する吸気ポート54の他端が開口しており、このシリンダヘッド50の側面部分における吸気ポート54の開口を覆うように断面コ字状の吸気マニホールド14が取り付けられている。吸気ポート54の燃焼室52側開口は図示しない動弁機構によって駆動される吸気バルブ56により開閉され、吸気管6から吸気マニホールド14に供給された吸気が、吸気バルブ56の開弁によって燃焼室52内に導入されるようになっている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the vertical direction showing the configuration of the intake port corresponding to one cylinder in the cylinder head portion of the engine 1 and its surroundings. The configuration shown in FIG. 2 representatively shows one of the cylinders of the first cylinder group 34, but each cylinder of the first cylinder group 34 and the second cylinder group 38 has the same configuration. ing.
As shown in FIG. 2, the other end of the intake port 54 whose one end opens into the combustion chamber 52 is opened in the side surface portion of the cylinder head 50 of the engine 1. An intake manifold 14 having a U-shaped cross section is attached so as to cover 54 openings. The opening of the intake port 54 on the combustion chamber 52 side is opened and closed by an intake valve 56 driven by a valve mechanism (not shown), and the intake air supplied from the intake pipe 6 to the intake manifold 14 is opened by the intake valve 56. It has been introduced in.

吸気マニホールド14の上部には、空気制御弁32を間に挟んで第1サブエアタンク36が取り付けられている。空気制御弁32の下部に突設された空気噴射ノズル58は、吸気マニホールド14の上部壁を貫通して吸気ポート54内まで延設され、吸気ポート54内に空気噴射口58aを有している。第1サブエアタンク36内と空気噴射ノズル58とは空気制御弁32を介して連通可能であって、空気制御弁32を開弁することによって、第1サブエアタンク36内の圧縮空気が空気噴射ノズル58の空気噴射口58aから吸気ポート54内に供給されるようになっている。   A first sub air tank 36 is attached to the upper portion of the intake manifold 14 with the air control valve 32 interposed therebetween. An air injection nozzle 58 projecting from the lower portion of the air control valve 32 extends through the upper wall of the intake manifold 14 into the intake port 54 and has an air injection port 58 a in the intake port 54. . The inside of the first sub air tank 36 and the air injection nozzle 58 can communicate with each other via the air control valve 32. By opening the air control valve 32, the compressed air in the first sub air tank 36 is converted into the air injection nozzle. The air supply port 58 is supplied into the intake port 54.

このように本実施形態では、空気制御弁32、第1サブエアタンク36、第2サブエアタンク40、空気供給管42及び空気噴射ノズル58が本発明の空気供給手段を構成している。なお、空気噴射ノズル58を介した吸気ポート54内への圧縮空気の供給については、後に詳しく説明する。
エンジン1には、エンジン1の運転制御をはじめとして、エンジン1に関わる総合的な制御を行うための制御装置としてECU60が設けられている。このECU60は、CPU、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、エンジン1についての様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
As described above, in the present embodiment, the air control valve 32, the first sub air tank 36, the second sub air tank 40, the air supply pipe 42, and the air injection nozzle 58 constitute the air supply means of the present invention. The supply of compressed air into the intake port 54 via the air injection nozzle 58 will be described in detail later.
The engine 1 is provided with an ECU 60 as a control device for performing comprehensive control related to the engine 1 including operation control of the engine 1. The ECU 60 includes a CPU, a memory, a timer counter, and the like. The ECU 60 calculates various control amounts for the engine 1 and controls various devices based on the control amounts.

ECU60の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気量センサ16のほか、メインエアタンク44内の圧縮空気の圧力を検出する空気圧センサ62、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ64、及びアクセルペダル(図示せず)の踏込量を検出するアクセル開度センサ66などの各種センサ類が接続されている。一方、ECU60の出力側には、演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ4、吸気制御弁12、EGR弁22、排気絞り弁28、空気制御弁32及びエアポンプ48などの各種デバイス類が接続されている。   On the input side of the ECU 60, in order to collect information necessary for various controls, in addition to the intake air sensor 16, the air pressure sensor 62 that detects the pressure of the compressed air in the main air tank 44, and the crank angle of the engine 1 are detected. Various sensors are connected such as a crank angle sensor 64 that detects the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) and an accelerator opening sensor 66 that detects the amount of depression. On the other hand, on the output side of the ECU 60, various devices such as the injector 4, the intake control valve 12, the EGR valve 22, the exhaust throttle valve 28, the air control valve 32, and the air pump 48 of each cylinder that are controlled based on the calculated control amount. Is connected.

エンジン1の運転制御の1つとして、ECU60はエンジン1の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ4からの燃料供給制御を行う。エンジン1の運転に必要な燃料供給量(主噴射量)は、クランク角センサ64の検出信号から求めたエンジン回転数とアクセル開度センサ66によって検出されたアクセルペダルの踏込量とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ4の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ4が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン1の運転に必要な燃料量が供給される。   As one operation control of the engine 1, the ECU 60 performs calculation of the fuel supply amount to each cylinder of the engine 1 and fuel supply control from the injector 4 based on the calculated fuel supply amount. The fuel supply amount (main injection amount) necessary for the operation of the engine 1 is determined in advance based on the engine speed obtained from the detection signal of the crank angle sensor 64 and the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator opening sensor 66. It is determined by reading from the stored map. The amount of fuel supplied to each cylinder is adjusted by the valve opening time of the injector 4, and each injector 4 is driven to open in a driving time corresponding to the determined fuel amount, and main injection is performed in each cylinder. Thus, the amount of fuel necessary for the operation of the engine 1 is supplied.

また、ECU60はメインエアタンク44に装着された空気圧センサ62によって検出されたメインエアタンク44内の圧縮空気の圧力に基づき、メインエアタンク44内の圧縮空気の圧力が適正な圧力範囲内となるようにエアポンプ48の作動を制御する。
更に、ECU60はエンジン1の運転状態に応じてEGR通路26に設けられたEGR弁22の開度を調整し、排気マニホールド18から吸気マニホールド14に還流される排気の量を制御することにより、エンジン1の空気過剰率を目標空気過剰率に制御する。
Further, the ECU 60 operates the air pump so that the pressure of the compressed air in the main air tank 44 falls within an appropriate pressure range based on the pressure of the compressed air in the main air tank 44 detected by the air pressure sensor 62 attached to the main air tank 44. The operation of 48 is controlled.
Further, the ECU 60 adjusts the opening degree of the EGR valve 22 provided in the EGR passage 26 according to the operating state of the engine 1 and controls the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust manifold 18 to the intake manifold 14. The excess air ratio of 1 is controlled to the target excess air ratio.

この目標空気過剰率は、エンジン1の各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくNOxの発生を抑制可能な空気過剰率として、予め実験等によってエンジン1の様々な運転状態に対応して求められ、エンジン1の回転数や主噴射による燃料噴射量、即ちエンジン負荷をパラメータとして目標空気過剰率マップに記憶されているものである。また、ECU60は、エンジン1の空気過剰率を目標空気過剰率とするために必要なEGR弁22の開度を目標開度としてEGR弁目標開度マップに記憶している。   The target excess air ratio is obtained as an excess air ratio that can suppress the generation of NOx without deteriorating the combustion state in each combustion chamber of the engine 1 in advance in accordance with various operating states of the engine 1 through experiments or the like. The target air excess ratio map is stored with the number of revolutions of the engine 1 and the fuel injection amount by main injection, that is, the engine load as parameters. Further, the ECU 60 stores the opening degree of the EGR valve 22 necessary for setting the excess air ratio of the engine 1 as the target excess air ratio as a target opening degree in the EGR valve target opening degree map.

ECU60は、そのときのエンジン1の回転数及び主噴射による燃料噴射量に基づき、目標空気過剰率マップから対応する目標空気過剰率を読み出し、更にこの目標空気過剰率を得るためのEGR弁22の目標開度を目標開度マップから読み出す。そして、この目標開度に基づきECU60がEGR弁22の開度を制御することにより、エンジン1の排気の一部がEGR弁22を介して吸気マニホールド14に還流され、各気筒に供給される。   The ECU 60 reads out the corresponding target excess air ratio from the target excess air ratio map based on the number of revolutions of the engine 1 and the fuel injection amount by the main injection at that time, and further the EGR valve 22 for obtaining this target excess air ratio. Read the target opening from the target opening map. The ECU 60 controls the opening degree of the EGR valve 22 based on the target opening degree, whereby a part of the exhaust gas of the engine 1 is returned to the intake manifold 14 via the EGR valve 22 and supplied to each cylinder.

このようなEGR弁22の制御を行っているときに、アクセルペダルが踏み込まれてエンジン1が加速状態に移行すると、加速に必要な出力を確保するため、EGR弁22の開度はエンジン1の加速状態に対応して加速前の開度から減少方向に制御される。このときEGR弁22には応答遅れが生じるため、EGR弁22の開度は直ちにそのときの加速状態に対応した目標開度とはならず、必要量以上の排気が吸気側に還流されてしまうことになる。この結果、実際の空気過剰率が目標空気過剰率より低下した状態がしばらく継続すると、その間に黒煙が発生したり、加速に必要な出力を確保できずに加速性が低下するといった問題が生じる可能性がある。そこでECU60は、エンジン1の加速状態が所定加速状態である場合とそうでない場合とで、EGR弁22の制御を切り換えると共に、所定加速状態となった場合には上述した空気制御弁32を制御して空気噴射ノズル58から各気筒に圧縮空気を供給するようにしている。   When such control of the EGR valve 22 is performed, when the accelerator pedal is depressed and the engine 1 shifts to the acceleration state, the opening degree of the EGR valve 22 is set so as to secure an output necessary for acceleration. Corresponding to the acceleration state, it is controlled in a decreasing direction from the opening before acceleration. At this time, since a response delay occurs in the EGR valve 22, the opening degree of the EGR valve 22 does not immediately become the target opening degree corresponding to the acceleration state at that time, and more exhaust gas than the necessary amount is recirculated to the intake side. It will be. As a result, if the state where the actual excess air ratio is lower than the target excess air ratio continues for a while, black smoke is generated during that time, or the output required for acceleration cannot be secured and the acceleration performance decreases. there is a possibility. Therefore, the ECU 60 switches the control of the EGR valve 22 depending on whether the acceleration state of the engine 1 is the predetermined acceleration state or not, and controls the air control valve 32 described above when the acceleration state becomes the predetermined acceleration state. Thus, compressed air is supplied from the air injection nozzle 58 to each cylinder.

以下では、ECU60によるこのような空気制御弁32及びEGR弁22の制御について詳細に説明する。
図3は、ECU60が実行する空気制御弁32及びEGR弁22に対する制御のフローチャートであって、エンジン1の運転中に所定の制御周期で繰り返し実行されるようになっている。
Hereinafter, the control of the air control valve 32 and the EGR valve 22 by the ECU 60 will be described in detail.
FIG. 3 is a flowchart of control of the air control valve 32 and the EGR valve 22 executed by the ECU 60, and is repeatedly executed at a predetermined control period during the operation of the engine 1.

制御が開始されると、ECU60はステップS1において、そのときにクランク角センサ64の検出信号から求めたエンジン回転数と主噴射による燃料噴射量とに基づき、目標空気過剰率マップから対応する空気過剰率を読み出し、目標空気過剰率として設定する。そして次のステップS2においてECU60は、エンジン1の空気過剰率をステップS1で設定した目標空気過剰率とするためのEGR弁22の開度を目標開度マップから読み出して目標開度として設定する。   When the control is started, in step S1, the ECU 60 corresponds to the excess air corresponding from the target excess air ratio map based on the engine speed obtained from the detection signal of the crank angle sensor 64 and the fuel injection amount by the main injection at that time. The rate is read and set as the target excess air rate. In the next step S2, the ECU 60 reads the opening degree of the EGR valve 22 for setting the excess air ratio of the engine 1 to the target excess air ratio set in step S1 from the target opening degree map and sets it as the target opening degree.

更にステップS3に処理を進めると、ECU60はクランク角センサ64の検出信号から求めたエンジン回転数に基づいてエンジン回転数の変化率を求め、この変化率が所定の加速判定基準値より大きいか否かを判定することによって、エンジン1の運転状態が所定加速状態であるか否かを判定する。即ちECU60は、エンジン回転数の変化率が加速判定基準値より大きい場合に、エンジン1の加速状態が所定加速状態であると判定し、エンジン回転数の変化率が加速判定基準値以下の場合にはエンジン1の運転状態が所定加速状態ではないと判定する。   Further, when the process proceeds to step S3, the ECU 60 obtains a rate of change of the engine speed based on the engine speed obtained from the detection signal of the crank angle sensor 64, and whether or not this rate of change is larger than a predetermined acceleration determination reference value. It is determined whether or not the operating state of the engine 1 is a predetermined acceleration state. That is, the ECU 60 determines that the acceleration state of the engine 1 is the predetermined acceleration state when the change rate of the engine speed is greater than the acceleration determination reference value, and determines that the engine rotation speed change rate is equal to or less than the acceleration determination reference value. Determines that the operating state of the engine 1 is not in a predetermined acceleration state.

ステップS3でエンジン1の運転状態が所定加速状態ではないと判定した場合、ECU60は処理をステップS4に進め、気筒毎に設けられている空気制御弁32を全て全閉とし、更に処理をステップS5に進める。
ステップS5においてECU60は、吸気量センサ16によって検出されたエンジン1の吸入新気量、主噴射による燃料噴射量、及びそのときのEGR弁22の開度に基づいて求めた実際の排気還流量から、エンジン1の実際の空気過剰率である実空気過剰率を演算する。
When it determines with the driving | running state of the engine 1 not being a predetermined acceleration state by step S3, ECU60 advances a process to step S4, all the air control valves 32 provided for every cylinder are fully closed, and also a process is step S5. Proceed to
In step S5, the ECU 60 determines the actual exhaust gas recirculation amount calculated based on the intake fresh air amount of the engine 1 detected by the intake air amount sensor 16, the fuel injection amount by main injection, and the opening of the EGR valve 22 at that time. The actual excess air ratio that is the actual excess air ratio of the engine 1 is calculated.

次にECU60はステップS6において、ステップS1で設定した目標空気過剰率とステップS5で演算して求めた実空気過剰率との偏差に応じ、ステップS2で設定したEGR弁22の目標開度を補正する。即ち、目標空気過剰率に対して実空気過剰率の方が小さい場合には、EGR弁22を介して還流される排気の量が過多であるから、EGR弁22の目標開度が減少方向に補正される。一方、目標空気過剰率に対して実空気過剰率の方が大きい場合には、EGR弁22を介して還流される排気の量が過少であるから、EGR弁22の目標開度が増大方向に補正される。   Next, in step S6, the ECU 60 corrects the target opening of the EGR valve 22 set in step S2 in accordance with the deviation between the target excess air ratio set in step S1 and the actual excess air ratio calculated in step S5. To do. That is, when the actual excess air ratio is smaller than the target excess air ratio, the amount of exhaust gas recirculated through the EGR valve 22 is excessive, so that the target opening degree of the EGR valve 22 decreases. It is corrected. On the other hand, when the actual excess air ratio is greater than the target excess air ratio, the amount of exhaust gas recirculated through the EGR valve 22 is too small, so the target opening of the EGR valve 22 increases in the increasing direction. It is corrected.

次のステップS7では、ステップS6で補正された目標開度に基づき、ECU60がEGR弁22を制御し、その制御周期における一連の制御を終了する。このようにしてEGR弁22が制御されることにより、エンジン1の空気過剰率は、エンジン1の運転状態に対応し、各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくNOxの発生を抑制可能な空気過剰率に調整され、エンジン1に良好な排気特性を得ることができる。   In the next step S7, the ECU 60 controls the EGR valve 22 based on the target opening corrected in step S6, and the series of controls in the control cycle is ended. By controlling the EGR valve 22 in this manner, the excess air ratio of the engine 1 corresponds to the operating state of the engine 1 and air that can suppress the generation of NOx without deteriorating the combustion state in each combustion chamber. The excess ratio is adjusted, and good exhaust characteristics can be obtained for the engine 1.

次の制御周期においても、制御がステップS1から実行され、上述のようにしてステップS3に処理が進むと、再びエンジン1の運転状態が所定加速状態であるか否かをECU60が判定する。従って、エンジン1の運転状態が所定加速状態とならない限り、上述したようなステップS1乃至S7による空気制御弁32及びEGR弁22の制御が制御周期毎に繰り返され、空気制御弁32が全閉状態に維持されると共に、EGR弁22を介した排気還流が行われて、エンジン1の排気特性が良好に維持される。従って、この場合には空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート54内への圧縮空気の供給は行われない。   Also in the next control cycle, control is executed from step S1, and when the process proceeds to step S3 as described above, the ECU 60 determines again whether or not the operating state of the engine 1 is a predetermined acceleration state. Therefore, as long as the operating state of the engine 1 does not become the predetermined acceleration state, the control of the air control valve 32 and the EGR valve 22 in steps S1 to S7 as described above is repeated every control cycle, and the air control valve 32 is in the fully closed state. And exhaust gas recirculation through the EGR valve 22 is performed, and the exhaust characteristics of the engine 1 are maintained well. Accordingly, in this case, compressed air is not supplied from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder.

一方、ステップS3においてエンジン回転数の変化率が所定の加速判定基準値より大きくなり、エンジン1の加速状態が所定加速状態であると判定すると、ECU60は処理をステップS3からステップS8に進める。そして、ステップS8でECU60は、その制御周期においてステップS2で設定した目標開度にEGR弁22を制御し、次のステップS9に処理を進める。   On the other hand, when the change rate of the engine speed becomes larger than the predetermined acceleration determination reference value in step S3 and the acceleration state of engine 1 is determined to be the predetermined acceleration state, ECU 60 advances the process from step S3 to step S8. In step S8, the ECU 60 controls the EGR valve 22 to the target opening set in step S2 in the control cycle, and proceeds to the next step S9.

ステップS9においてECU60は、上述したステップS5と同様に、吸気量センサ16によって検出されたエンジン1の吸入新気量、主噴射による燃料噴射量、及びそのときのEGR弁22の開度に基づいて求めた排気還流量から、エンジン1の実際の空気過剰率である実空気過剰率を演算する。
次にECU60はステップS10で、その制御周期においてステップS1で設定した目標空気過剰率とステップS9で演算して求めた実空気過剰率との偏差に応じ、予め記憶している目標制御量マップから空気制御弁32の制御量を読み出し、目標制御量として設定する。この目標制御量マップは、エンジン1の実空気過剰率を目標空気過剰率に等しくする上で必要となる空気制御弁32の開度を設定するためのマップである。即ち、実験等により様々なエンジン1の運転状態においてエンジン1の実空気過剰率を目標空気過剰率に等しくする上で各気筒に供給する必要のある追加空気量を実際に得るための空気制御弁32の制御量を求め、こうして求められた制御量が空気制御弁32の目標制御量として、エンジン1の運転状態に対応して目標制御量マップに予め設定されている。なお、本実施形態では、空気制御弁32は全開状態と全閉状態とを切り換えるタイプの制御弁であって、空気制御弁32の制御量は空気制御弁32の開弁時間を規定するものとして設定される。
In step S9, as in step S5 described above, the ECU 60 is based on the intake fresh air amount of the engine 1 detected by the intake air amount sensor 16, the fuel injection amount by main injection, and the opening of the EGR valve 22 at that time. An actual excess air ratio that is an actual excess air ratio of the engine 1 is calculated from the obtained exhaust gas recirculation amount.
Next, in step S10, the ECU 60 determines from the target control amount map stored in advance according to the deviation between the target excess air ratio set in step S1 and the actual excess air ratio calculated in step S9 in the control cycle. The control amount of the air control valve 32 is read and set as the target control amount. This target control amount map is a map for setting the opening degree of the air control valve 32 required to make the actual excess air ratio of the engine 1 equal to the target excess air ratio. That is, an air control valve for actually obtaining an additional amount of air that needs to be supplied to each cylinder in order to make the actual excess air ratio of the engine 1 equal to the target excess air ratio in various operating states of the engine 1 by experiments or the like. The control amount of 32 is obtained, and the control amount thus obtained is preset in the target control amount map corresponding to the operating state of the engine 1 as the target control amount of the air control valve 32. In the present embodiment, the air control valve 32 is a type of control valve that switches between a fully open state and a fully closed state, and the control amount of the air control valve 32 defines the valve opening time of the air control valve 32. Is set.

エンジン1の加速時には、前述したようにEGR弁22の応答遅れによって一時的に吸入新気量が不足し、実空気過剰率の方が目標空気過剰率より小さくなるが、目標制御量マップでは、実空気過剰率と目標空気過剰率との偏差が大きいほど空気制御弁32から各気筒に供給される単位時間あたりの空気の量が増大するように空気制御弁32の目標制御量が設定されている。従って、エンジン1の加速状態が所定加速状態となったときに生じる吸気管6を介した新気吸入量の不足分に対応した量の圧縮空気が空気制御弁32から各気筒に供給されるようになっている。   At the time of acceleration of the engine 1, as described above, the intake fresh air amount is temporarily insufficient due to the response delay of the EGR valve 22, and the actual excess air ratio becomes smaller than the target excess air ratio. The target control amount of the air control valve 32 is set so that the amount of air per unit time supplied from the air control valve 32 to each cylinder increases as the deviation between the actual excess air ratio and the target excess air ratio increases. Yes. Accordingly, an amount of compressed air corresponding to a shortage of fresh air intake through the intake pipe 6 generated when the acceleration state of the engine 1 becomes a predetermined acceleration state is supplied from the air control valve 32 to each cylinder. It has become.

また、エンジン1の加速時にはエンジン回転数の上昇、或いはエンジン負荷の増大に伴って、エンジン1に必要とされる空気量が増大することから、目標制御量マップでは、実空気過剰率と目標空気過剰率との偏差が同じとの条件で比較した場合に、エンジン回転数が上昇するほど、或いはエンジン負荷、即ち主噴射による燃料噴射量が増大するほど、空気制御弁32から各気筒に供給される空気の量が増大するように空気制御弁32の目標制御量が設定されている。   In addition, since the amount of air required for the engine 1 increases as the engine speed increases or the engine load increases during the acceleration of the engine 1, the actual excess air ratio and the target air in the target control amount map When the comparison is made under the condition that the deviation from the excess ratio is the same, as the engine speed increases or the engine load, that is, the fuel injection amount by main injection increases, the air is supplied from the air control valve 32 to each cylinder. The target control amount of the air control valve 32 is set so that the amount of air to be increased.

更に、メインエアタンク44内の圧縮空気の圧力変動による圧縮空気の供給量に対する影響を抑制するため、目標制御量マップでは、実空気過剰率と目標空気過剰率との偏差、エンジン回転数及びエンジン負荷がいずれも同一との条件で比較した場合に、空気圧センサ62によって検出されたメインエアタンク44内の圧縮空気の圧力が高いほど、空気制御弁32の開弁時間が短くなるように空気制御弁32の目標制御量が設定されている。   Further, in order to suppress the influence on the supply amount of the compressed air due to the pressure fluctuation of the compressed air in the main air tank 44, the target control amount map shows the deviation between the actual air excess rate and the target air excess rate, the engine speed and the engine load. Are compared under the same conditions, the air control valve 32 is configured such that the higher the pressure of the compressed air in the main air tank 44 detected by the air pressure sensor 62, the shorter the valve opening time of the air control valve 32. The target control amount is set.

ECU60は、このように設定されている目標制御量マップを用い、ステップS10において実空気過剰率と目標空気過剰率との偏差、クランク角センサ64の検出信号から求めたそのときのエンジン回転数、エンジン1の負荷に対応する主噴射による燃料噴射量、及び空気圧センサ62によって検出されたメインエアタンク44内の圧縮空気の圧力に基づき、空気制御弁32の制御量を目標制御量マップから読み出して目標制御量として設定すると、次のステップS11に処理を進める。   The ECU 60 uses the target control amount map set in this way, and in step S10, the deviation between the actual excess air rate and the desired excess air rate, the engine speed at that time obtained from the detection signal of the crank angle sensor 64, Based on the fuel injection amount by the main injection corresponding to the load of the engine 1 and the pressure of the compressed air in the main air tank 44 detected by the air pressure sensor 62, the control amount of the air control valve 32 is read from the target control amount map and the target. If set as the control amount, the process proceeds to the next step S11.

ステップS11においてECU60は、クランク角センサ64の検出信号に基づき、各気筒において吸気バルブ56が開弁している期間内の所定タイミングにおいて、気筒毎に対応する空気制御弁32を目標制御量に従って開弁させる。こうしてステップS11の処理を行うと、ECU60はその制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップS1から処理を開始する。従って、エンジン1の加速状態が所定加速状態であるとステップS3で判定し続ける限り、上述したようにして空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート54内に圧縮空気が供給される。   In step S11, the ECU 60 opens the air control valve 32 corresponding to each cylinder according to the target control amount at a predetermined timing within the period during which the intake valve 56 is open in each cylinder based on the detection signal of the crank angle sensor 64. Let me speak. When the process of step S11 is thus performed, the ECU 60 ends the control cycle and starts the process from step S1 again in the next control cycle. Therefore, as long as it is determined in step S3 that the acceleration state of the engine 1 is the predetermined acceleration state, compressed air is supplied from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder as described above.

このようにして空気制御弁32が目標制御量に従って開弁されることにより、空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート54内に圧縮空気が供給されるので、エンジン1の加速状態が所定加速状態となったときにEGR弁22の応答遅れによって生じる吸気管6を介した新気吸入量の不足分が、空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート54内への圧縮空気の供給によって補われる。   Since the air control valve 32 is opened according to the target control amount in this way, compressed air is supplied from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder, so that the acceleration state of the engine 1 is a predetermined acceleration state. The shortage of the fresh air intake amount through the intake pipe 6 caused by the response delay of the EGR valve 22 is compensated by the supply of compressed air from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder.

なお、このとき空気供給管42には逆止弁46が介装されているので、万一吸気ポート54内の圧力が、メインエアタンク44から供給される圧縮空気の圧力より高くなったとしても、第1サブエアタンク36及び第2サブエアタンク40側からメインエアタンク44側への空気の逆流を防止することができる。
図4は、このようにして空気制御弁32及びEGR弁22が制御されるときの、EGR弁22の開度変化及び実際の空気過剰率変化を模式的に示したタイムチャートである。
At this time, since the check valve 46 is interposed in the air supply pipe 42, even if the pressure in the intake port 54 becomes higher than the pressure of the compressed air supplied from the main air tank 44, Backflow of air from the first sub air tank 36 and the second sub air tank 40 side to the main air tank 44 side can be prevented.
FIG. 4 is a time chart schematically showing the change in the opening degree of the EGR valve 22 and the actual change in the excess air ratio when the air control valve 32 and the EGR valve 22 are controlled as described above.

時刻t1でエンジン1の運転状態が所定加速状態に移行したとすると、ECU60はEGR弁22の目標開度をそれまでの開度R1からエンジン1の加速状態に対応した開度R2に変更する。しかしながら、EGR弁22の実際の開度が目標開度R2となるのはEGR弁22の応答遅れにより時刻t2となる。
また、エンジン1の目標空気過剰率は、時刻t1においてエンジン1の運転状態が所定加速状態に移行すると直ちに、加速状態に移行する前の空気過剰率λ1から加速状態に対応した空気過剰率λ2へと変更される。しかしながら、上述したようにEGR弁22の応答遅れにより、実際の空気過剰率は図4中に一点鎖線で示すように徐々に増大し、時刻t2で目標空気過剰率λ2に達する。このため、時刻t1から時刻t2までの間は、吸気管6による吸気だけでは図4中に網がけで示す部分に相当する吸入新気量が不足することになる。
Assuming that the operating state of the engine 1 has shifted to a predetermined acceleration state at time t1, the ECU 60 changes the target opening degree of the EGR valve 22 from the previous opening degree R1 to the opening degree R2 corresponding to the acceleration state of the engine 1. However, the actual opening of the EGR valve 22 becomes the target opening R2 at time t2 due to a response delay of the EGR valve 22.
The target excess air ratio of the engine 1 is changed from the excess air ratio λ1 before the transition to the acceleration state to the excess air ratio λ2 corresponding to the acceleration state immediately after the operating state of the engine 1 transitions to the predetermined acceleration state at time t1. And changed. However, as described above, due to the response delay of the EGR valve 22, the actual excess air ratio gradually increases as shown by the one-dot chain line in FIG. 4, and reaches the target excess air ratio λ2 at time t2. For this reason, during the period from time t1 to time t2, the intake fresh air amount corresponding to the portion indicated by the netting in FIG.

そこで、上述したように、実際の空気過剰率と目標空気過剰率との偏差に応じた量の圧縮空気が空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート54内に直接供給されるので、吸気管6を介した新気吸入量の不足分が補われ、エンジン1の運転状態が所定加速状態に移行すると直ちに空気過剰率を目標空気過剰率λ2まで増大させることが可能となる。この結果、空気過剰率の低下に伴う黒煙の発生を精度よく防止することが可能となると共に、加速性の低下を防止することが可能となる。   Therefore, as described above, an amount of compressed air corresponding to the deviation between the actual excess air ratio and the target excess air ratio is directly supplied from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder. As soon as the shortage of the fresh air intake amount via the engine is compensated and the operating state of the engine 1 shifts to the predetermined acceleration state, the excess air ratio can be increased to the target excess air ratio λ2. As a result, it is possible to accurately prevent the generation of black smoke accompanying a decrease in the excess air ratio, and it is possible to prevent a decrease in acceleration performance.

また、各気筒への圧縮空気の供給は、エンジン1の吸気マニホールド14に装着されている第1サブエアタンク36及び第2サブエアタンク40から、空気噴射ノズル58を介して各気筒の吸気ポート54内に直接行われるので、メインタンク44の位置にかかわらず、エンジン1の運転状態が所定加速状態に移行すると応答性よく必要な量の圧縮空気を各気筒に供給し、直ちに空気過剰率を目標空気過剰率λ2まで増大させることが可能となる。   The compressed air is supplied to each cylinder from the first sub air tank 36 and the second sub air tank 40 mounted on the intake manifold 14 of the engine 1 through the air injection nozzle 58 in the intake port 54 of each cylinder. Therefore, regardless of the position of the main tank 44, when the operating state of the engine 1 shifts to a predetermined acceleration state, a required amount of compressed air is supplied to each cylinder with good responsiveness, and the excess air ratio is immediately set to the target air. It is possible to increase the excess rate to λ2.

更に、エンジン1の運転状態が所定加速状態となって空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート内54に圧縮空気を供給する際、上述したようにエンジン1の回転数が増大するほど吸気ポート54内への圧縮空気の単位時間あたりの供給量が増大するように空気制御弁32が制御されるので、加速時におけるエンジン回転数の増大に対応して新気吸入量の不足分を適切に補うことができる。   Further, when the operating state of the engine 1 is in a predetermined acceleration state and compressed air is supplied from the air injection nozzle 58 into the intake port 54 of each cylinder, the intake port 54 increases as the rotational speed of the engine 1 increases as described above. Since the air control valve 32 is controlled so that the supply amount of compressed air to the inside per unit time increases, the shortage of the fresh air intake amount is appropriately compensated for in response to the increase in the engine speed during acceleration. be able to.

また、エンジン1の運転状態が所定加速状態となって空気噴射ノズル58から各気筒の吸気ポート内54に圧縮空気を供給する際、上述したようにエンジン1の負荷が増大するほど吸気ポート54内への圧縮空気の単位時間あたりの供給量が増大するように空気制御弁32が制御されるので、加速時におけるエンジン負荷の増大に対応して新気吸入量の不足分を適切に補うことができる。   In addition, when the operating state of the engine 1 is in a predetermined acceleration state and compressed air is supplied from the air injection nozzle 58 to the intake port 54 of each cylinder, the intake port 54 increases as the load of the engine 1 increases as described above. Since the air control valve 32 is controlled so that the supply amount of compressed air per unit time increases, it is possible to appropriately compensate for the shortage of the fresh air intake amount corresponding to the increase in the engine load during acceleration. it can.

なお、図3のフローチャートによるEGR弁22及び空気制御弁32の制御において、エンジン1の運転状態が所定加速状態であることによって上述したような制御が行われているときに、エンジン回転数の変化率が加速判定基準値以下となり、ステップS3においてエンジン1の運転状態が所定加速状態ではないと判定すると、ECU60は処理をステップS3からステップS4に進めるようになる。この結果、ECU60はステップS4において各気筒の空気制御弁32の全て全閉とし、空気噴射ノズル58から吸気ポート内54への圧縮空気の供給を停止した上で、前述したようにステップS5乃至S7の処理を行う。従って、空気噴射ノズル58から吸気ポート内54への圧縮空気の供給はエンジン1の加速状態が所定加速状態である場合に限られるので、メインエアタンク44に圧縮空気の補充を行うエアポンプ48の仕事量を減らし、エアポンプ48を駆動するエンジン1の燃費を改善することが可能となる。   In the control of the EGR valve 22 and the air control valve 32 according to the flowchart of FIG. 3, when the control as described above is performed because the operation state of the engine 1 is the predetermined acceleration state, the change in the engine speed is changed. If the rate is equal to or less than the acceleration determination reference value and it is determined in step S3 that the operating state of the engine 1 is not the predetermined acceleration state, the ECU 60 proceeds from step S3 to step S4. As a result, the ECU 60 fully closes the air control valves 32 of the respective cylinders in step S4, stops the supply of compressed air from the air injection nozzle 58 to the intake port 54, and then performs steps S5 to S7 as described above. Perform the process. Accordingly, since the supply of compressed air from the air injection nozzle 58 to the intake port 54 is limited to the case where the acceleration state of the engine 1 is a predetermined acceleration state, the work amount of the air pump 48 that replenishes the main air tank 44 with the compressed air. The fuel consumption of the engine 1 that drives the air pump 48 can be improved.

以上で本発明の一実施形態に係るエンジン用給気装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態ではエンジン1の気筒を第1気筒群34と第2気筒群38とに区分し、第1気筒群34に対して第1サブエアタンク36を設けると共に、第2気筒群38に対して第2サブエアタンク40を設けたが、全気筒に共通な単一のサブエアタンクを設けてもよいし、各気筒毎に独立してサブエアタンクを設けてもよい。即ち、サブエアタンクの数については必要に応じて種々変更が可能であり、これはメインエアタンクの数についても同様である。
Although the description of the air supply device for an engine according to one embodiment of the present invention is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the cylinders of the engine 1 are divided into the first cylinder group 34 and the second cylinder group 38, the first sub air tank 36 is provided for the first cylinder group 34, and the second cylinder group 38 In contrast, although the second sub air tank 40 is provided, a single sub air tank common to all cylinders may be provided, or a sub air tank may be provided independently for each cylinder. In other words, the number of sub air tanks can be variously changed as necessary, and this also applies to the number of main air tanks.

また、上記実施形態において、逆止弁46は第1サブエアタンク36及び第2サブエアタンク40に向けて分岐する前の空気供給管42に介装したが、逆止弁46の介装位置はこれに限定されるものではない。例えば、分岐後の空気供給管42のそれぞれに介装するようにしてもよいし、空気制御弁32のそれぞれに組み込むようにしてもよい。
また、上記実施形態において、空気制御弁32は全開状態と全閉状態とを切り換えるタイプの制御弁を用い、空気制御弁32の開弁時間を制御することにより空気噴射ノズル58から吸気ポート内54への圧縮空気の供給量を調整するようにしたが、空気制御弁32の形式及び制御方法はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態と同じタイプの空気制御弁32を用い、デューティ制御によって空気噴射ノズル58から吸気ポート内54への圧縮空気の供給量を調整するようにしてもよい。或いは、全閉と全開との間で開度を連続的に変更可能な空気制御弁を用い、空気制御弁の開度を制御することにより、空気噴射ノズル58から吸気ポート内54への圧縮空気の供給量を調整するようにしてもよい。
In the above embodiment, the check valve 46 is interposed in the air supply pipe 42 before branching toward the first sub air tank 36 and the second sub air tank 40. It is not limited to. For example, each of the branched air supply pipes 42 may be interposed, or may be incorporated in each of the air control valves 32.
In the above embodiment, the air control valve 32 is a type of control valve that switches between the fully open state and the fully closed state. By controlling the valve opening time of the air control valve 32, the air control valve 32 is controlled to the inside of the intake port 54. Although the amount of compressed air supplied to the air is adjusted, the type and control method of the air control valve 32 are not limited to this. For example, the same type of air control valve 32 as in the above embodiment may be used, and the amount of compressed air supplied from the air injection nozzle 58 to the intake port 54 may be adjusted by duty control. Alternatively, the compressed air from the air injection nozzle 58 to the intake port 54 is controlled by controlling the opening of the air control valve using an air control valve that can continuously change the opening between fully closed and fully open. The supply amount may be adjusted.

更に、上記実施形態において、エアポンプ48はエンジン1によって駆動するようにしたが、エアポンプの形式はこれに限定されるものではなく、例えば電動式のエアポンプを用いてもよい。
また、EGR弁22の制御方法は、上記実施形態で用いたものに限定されるものではなく、すでに知られている種々の方法を採用することが可能である。いずれの方法を用いたとしても、EGR弁22等のEGR装置を制御して排気還流量を調整する限りは、エンジン1の加速時におけるEGR装置の応答遅れに起因した空気過剰率の不足状態が発生するため、本発明を適用することによって同様の効果を得ることが可能となる。
Furthermore, in the said embodiment, although the air pump 48 was driven with the engine 1, the form of an air pump is not limited to this, For example, you may use an electrically driven air pump.
Further, the control method of the EGR valve 22 is not limited to that used in the above embodiment, and various known methods can be employed. Regardless of which method is used, as long as the exhaust gas recirculation amount is adjusted by controlling the EGR device such as the EGR valve 22, there is an insufficient excess air ratio due to the response delay of the EGR device during acceleration of the engine 1. Therefore, the same effect can be obtained by applying the present invention.

更に、上記実施形態では、吸気量センサ16によって検出されたエンジン1の吸入新気量、主噴射による燃料噴射量、及びそのときのEGR弁22の開度に基づいて求めた排気還流量から、実際の空気過剰率を演算するようにしたが、空気過剰率の演算方法はこれに限定されるものではなく、既に知られている種々の方法を採用することが可能である。
また、上記実施形態では、エンジン回転数の変化率が加速判定基準値より大きいか否かにより、エンジン1の運転状態が所定加速状態であるか否かを判定するようにしたが、所定加速状態であるか否かの判定方法はこれに限定されるものではない。例えば、アクセルペダルの踏込量変化率、或いは主噴射による燃料噴射量等のエンジン負荷の変化率がそれぞれに対応する加速判定基準値より大きいか否かを判定することにより、エンジン1が所定の加速状態にあるか否かを判定するようにしてもよい。また、大量の排気還流が行われる所定の低速・低負荷運転からの加速時のみを所定加速状態であると判定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, from the amount of fresh air intake of the engine 1 detected by the intake air amount sensor 16, the amount of fuel injected by main injection, and the exhaust gas recirculation amount obtained based on the opening of the EGR valve 22 at that time, Although the actual excess air ratio is calculated, the calculation method of the excess air ratio is not limited to this, and various known methods can be employed.
In the above embodiment, whether or not the operating state of the engine 1 is the predetermined acceleration state is determined based on whether or not the rate of change of the engine speed is greater than the acceleration determination reference value. The determination method of whether or not is not limited to this. For example, by determining whether the rate of change of the accelerator pedal depression amount or the rate of change of the engine load, such as the fuel injection amount due to the main injection, is greater than the corresponding acceleration determination reference value, the engine 1 can perform a predetermined acceleration. You may make it determine whether it is in a state. Alternatively, it may be determined that the acceleration state is only during acceleration from a predetermined low speed / low load operation in which a large amount of exhaust gas recirculation is performed.

更に、上記実施形態では、エンジン1の負荷として主噴射による燃料噴射量を用いるようにしたが、エンジン1の負荷はこれに限定されるものではなく、例えばアクセルペダルの踏込量を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン1として直列6気筒のディーゼルエンジンを用いたが、エンジン1の気筒数、形式などはこれに限定されるものではなく、EGR装置を有したエンジンであれば本発明を適用することが可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the fuel injection amount by the main injection is used as the load of the engine 1, but the load of the engine 1 is not limited to this, and for example, the depression amount of the accelerator pedal is used. Also good.
In the above embodiment, an in-line 6-cylinder diesel engine is used as the engine 1. However, the number of cylinders, the type, and the like of the engine 1 are not limited thereto, and any engine having an EGR device may be used. It is possible to apply.

本発明の一実施形態に係るエンジン用給気装置が適用されたエンジンを有するエンジンシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an engine system having an engine to which an engine air supply device according to an embodiment of the present invention is applied. 図1のエンジンの吸気ポート及びその周辺の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the intake port of the engine of FIG. 1, and its periphery. 図1のエンジンで実行される空気制御弁及びEGR弁に対する制御のフローチャートである。It is a flowchart of the control with respect to the air control valve and EGR valve which are performed with the engine of FIG. 図3のフローチャートに従って行われる制御におけるEGR弁開度の変化と空気過剰率の変化とを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the EGR valve opening degree in the control performed according to the flowchart of FIG. 3, and the change of an excess air ratio.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
6 吸気管(吸気通路)
22 EGR弁(EGR装置)
26 EGR通路(EGR装置)
32 空気制御弁(空気供給手段)
36 第1サブエアタンク(空気供給手段)
40 第2サブエアタンク(空気供給手段)
42 空気供給管(空気供給手段)
44 メインエアタンク
46 逆止弁
54 吸気ポート
58 空気噴射ノズル(空気供給手段)
60 ECU(制御手段)
1 Engine 6 Intake pipe (intake passage)
22 EGR valve (EGR device)
26 EGR passage (EGR device)
32 Air control valve (air supply means)
36 1st sub air tank (air supply means)
40 Second sub air tank (air supply means)
42 Air supply pipe (air supply means)
44 Main air tank 46 Check valve 54 Intake port 58 Air injection nozzle (air supply means)
60 ECU (control means)

Claims (7)

エンジンの排気の一部を上記エンジンの吸気側に還流するEGR装置と、
圧縮空気を蓄積するメインエアタンクと、
上記エンジンの吸気通路を介した吸気とは別に、上記メインエアタンク内に蓄積された圧縮空気を上記エンジンの吸気ポート内に供給する空気供給手段と、
上記エンジンの運転状態に応じて上記EGR装置を制御し、上記EGR装置により上記エンジンの排気の一部を吸気側に還流しているときに、上記エンジンの加速状態が所定加速状態であると判定すると、上記空気供給手段を制御して上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給する制御手段と
を備えることを特徴とするエンジン用給気装置。
An EGR device that recirculates part of the exhaust of the engine to the intake side of the engine;
A main air tank that accumulates compressed air;
Air supply means for supplying compressed air accumulated in the main air tank into the intake port of the engine separately from intake through the intake passage of the engine;
The EGR device is controlled according to the operating state of the engine, and it is determined that the acceleration state of the engine is a predetermined acceleration state when a part of the engine exhaust is recirculated to the intake side by the EGR device. And a control means for controlling the air supply means to supply the compressed air from the air supply means into the intake port.
上記制御手段は、上記EGR装置により上記エンジンの排気の一部を吸気側に還流しているときに、上記エンジンの加速状態が上記所定加速状態であると判定すると、上記EGR装置による排気の還流量が上記エンジンの加速状態に対応した還流量となるように上記EGR装置を制御し、このときに生じる上記吸気通路を介した上記エンジンの新気吸入量の不足分に対応して上記空気供給手段を制御することにより、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給することを特徴とする請求項1に記載のエンジン用給気装置。   When the control means determines that the acceleration state of the engine is the predetermined acceleration state when a part of the exhaust of the engine is recirculated to the intake side by the EGR device, the return of the exhaust gas by the EGR device is returned. The EGR device is controlled so that the flow rate becomes the recirculation amount corresponding to the acceleration state of the engine, and the air supply is performed corresponding to the shortage of the fresh air intake amount of the engine via the intake passage that occurs at this time. The engine air supply apparatus according to claim 1, wherein the compressed air is supplied into the intake port from the air supply means by controlling the means. 上記制御手段は、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給しているときに、上記エンジンの回転数が増大するほど上記吸気ポート内への単位時間あたりの上記圧縮空気の供給量が増大するように上記空気供給手段を制御することを特徴とする請求項1に記載のエンジン用給気装置。   The control means supplies the compressed air per unit time into the intake port as the engine speed increases when the compressed air is supplied from the air supply means into the intake port. The air supply device for an engine according to claim 1, wherein the air supply means is controlled so as to increase the amount. 上記制御手段は、上記空気供給手段から上記吸気ポート内に上記圧縮空気を供給しているときに、上記エンジンの負荷が増大するほど上記吸気ポート内への単位時間あたりの上記圧縮空気の供給量が増大するように上記空気供給手段を制御することを特徴とする請求項1に記載のエンジン用給気装置。   When the compressed air is supplied into the intake port from the air supply means, the control means supplies the compressed air per unit time into the intake port as the engine load increases. The air supply device for an engine according to claim 1, wherein the air supply means is controlled so as to increase. 上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記所定加速状態ではないと判定した場合に、上記空気供給手段から上記吸気ポート内への上記圧縮空気の供給を中止することを特徴とする請求項1に記載のエンジン用給気装置。   2. The control device according to claim 1, wherein when the operating state of the engine is determined not to be the predetermined acceleration state, the supply of the compressed air from the air supply unit into the intake port is stopped. An air supply device for an engine according to 1. 上記メインエアタンクは上記エンジンとは離隔して設けられ、
上記空気供給手段は、
上記エンジンに装着され、空気供給管を介して上記メインエアタンクから圧縮空気が供給されるサブエアタンクと、
上記吸気ポート内に空気噴射口を有する空気噴射ノズルと、
上記サブエアタンクと上記空気噴射ノズルとの間に介装され、上記サブエアタンクから上記空気噴射ノズルを介して上記吸気ポート内に供給される圧縮空気の量を調整する空気制御弁と
を備え、
上記制御手段は、上記空気制御弁を制御することにより、上記空気噴射ノズルから上記吸気ポート内への圧縮空気の供給を行うことを特徴とする請求項1に記載のエンジン用給気装置。
The main air tank is provided apart from the engine,
The air supply means includes
A sub air tank mounted on the engine and supplied with compressed air from the main air tank via an air supply pipe;
An air injection nozzle having an air injection port in the intake port;
An air control valve that is interposed between the sub air tank and the air injection nozzle and adjusts the amount of compressed air supplied from the sub air tank through the air injection nozzle into the intake port,
2. The engine air supply device according to claim 1, wherein the control unit supplies the compressed air from the air injection nozzle into the intake port by controlling the air control valve. 3.
上記空気供給手段は、上記空気供給管に介装されて上記メインエアタンクから上記サブエアタンクへの空気の流動を許容すると共に、上記サブエアタンクから上記メインエアタンクへの空気の流動を遮断する逆止弁を備えることを特徴とする請求項6に記載のエンジン用給気装置。   The air supply means is a check valve that is interposed in the air supply pipe and allows air to flow from the main air tank to the sub air tank, and blocks air flow from the sub air tank to the main air tank. The engine air supply device according to claim 6, further comprising:
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