JP2010059879A - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路を流れる排気を吸気通路に還流させる排気還流通路を有する内燃機関の排気還流装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas flowing through the exhaust passage to an intake air passage.
従来、内燃機関においては、排気還流通路を通じて排気を吸気通路に還流させることにより、NOxの排出量の低減や燃費の改善を図るようにしている。
例えば特許文献1に記載の内燃機関は、排気通路に設けられた排気浄化装置の上流側から吸気通路に排気を還流させる排気還流通路を備えている。
For example, an internal combustion engine described in Patent Literature 1 includes an exhaust gas recirculation passage that recirculates exhaust gas from an upstream side of an exhaust purification device provided in the exhaust passage to an intake passage.
ところで、上記特許文献1に記載の内燃機関には、吸気通路の吸気ポートに燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタとが設けられている。 Incidentally, the internal combustion engine described in Patent Document 1 is provided with an intake manifold injector that injects fuel into the intake port of the intake manifold and an in-cylinder injector that directly injects fuel into the combustion chamber.
ここで、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時に比して噴射された燃料の気化や空気とのミキシングが進みにくい傾向にある。そのため、燃焼室では煤が発生しやすく、こうした煤を主成分とする粒子状物質の発生量も多くなり、排気中の煤や粒子状物質の量が多くなりやすい。しかしながら、上記特許文献1に記載の内燃機関では、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時及び吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時の何れにおいても、排気浄化装置により処理される前の排気が吸気通路に還流される。そのため、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には、煤や粒子状物質を多く含む排気が排気還流通路を流れることになり、同還流通路にはこれら煤や粒子状物質に起因するデポジットが堆積する虞がある。 Here, when fuel injection is performed by the in-cylinder injector, vaporization of the injected fuel and mixing with air tend not to proceed as compared to when fuel injection is performed by the intake manifold injector. For this reason, soot is likely to be generated in the combustion chamber, the amount of particulate matter mainly composed of such soot is increased, and the amount of soot and particulate matter in the exhaust gas is likely to be increased. However, in the internal combustion engine described in the above-mentioned Patent Document 1, the fuel before being processed by the exhaust purification device both when the fuel injection is performed by the in-cylinder injector and when the fuel injection is performed by the intake passage injector. Exhaust gas is returned to the intake passage. Therefore, when fuel injection is performed by the in-cylinder injector, exhaust containing a large amount of soot and particulate matter flows through the exhaust gas recirculation passage, and deposits resulting from these soot and particulate matter accumulate in the recirculation passage. There is a risk of doing.
そこで、排気浄化装置の上流側ではなく、下流側から吸気通路に排気を還流させる排気還流通路を設けるようにすれば、排気浄化装置によって浄化された排気が排気還流通路に導入されるようになるため、上述したようなデポジットの堆積については抑制することができる。しかしながら、この場合には、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時において、排気に煤や粒子状物質がさほど多く含まれていないにも拘わらず、排気浄化装置を通過した後の排気が吸気通路に還流されるため、排気に含まれる未燃燃料までもが減少する。そのため、未燃燃料を吸気通路に還流させることにより得ることのできる燃費向上効果が低下する。 Therefore, if an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas from the downstream side to the intake passage instead of the upstream side of the exhaust purification device is provided, the exhaust gas purified by the exhaust gas purification device is introduced into the exhaust gas recirculation passage. Therefore, it is possible to suppress deposit accumulation as described above. However, in this case, when the fuel injection is performed by the intake passage injector, the exhaust after passing through the exhaust purification device is taken into the intake air even though the exhaust does not contain so much soot and particulate matter. Since the fuel is recirculated to the passage, even the unburned fuel contained in the exhaust gas is reduced. Therefore, the fuel efficiency improvement effect that can be obtained by returning the unburned fuel to the intake passage is reduced.
なお、燃焼室での煤の発生量は、混合気の燃焼状態に応じて変化する。そのため、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備える内燃機関のみならず、その他の内燃機関であっても上述したような不具合は生じるものであり、従来の内燃機関において、煤の発生量に応じて適切に排気を還流させるという点においては未だ改善の余地を残すものなっている。 The amount of soot generated in the combustion chamber varies depending on the combustion state of the air-fuel mixture. For this reason, the above-described problems occur not only in the internal combustion engine including the in-cylinder injector and the intake manifold injector, but also in other internal combustion engines. There is still room for improvement in terms of appropriately recirculating exhaust gas according to the amount.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気通路を流れる排気を吸気通路に還流させる内燃機関において、排気還流による燃費の向上を図りつつ排気還流通路におけるデポジット堆積を抑制することができる排気還流装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to deposit deposits in the exhaust gas recirculation passage while improving fuel efficiency by exhaust gas recirculation in an internal combustion engine that recirculates exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake air passage. An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device that can be suppressed.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、燃焼室から排気通路に排出される排気の一部を吸気通路に還流させる排気還流通路を備え、前記排気通路に排気浄化装置が設けられる内燃機関に適用される排気還流装置であって、前記排気還流通路は、前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側から前記吸気通路に排気を還流させる上流側還流通路と、同排気浄化装置の下流側から前記吸気通路に排気を還流させる下流側還流通路とを備え、前記燃焼室での煤の発生量に基づいて、前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に還流させる排気の量と前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御することを要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The invention according to claim 1 is applied to an internal combustion engine that includes an exhaust gas recirculation passage that recirculates part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage to the intake passage, and in which the exhaust gas purification device is provided in the exhaust passage. An exhaust gas recirculation device, wherein the exhaust gas recirculation passage includes an upstream recirculation passage that recirculates exhaust gas from the upstream side of the exhaust purification device to the intake passage in the exhaust passage, and the intake air passage from the downstream side of the exhaust purification device. And a downstream recirculation passage for recirculating exhaust gas, and based on the amount of soot generated in the combustion chamber, the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the intake air through the downstream recirculation passage The gist is to control the ratio of the amount of exhaust gas recirculated to the passage.
燃焼室で発生する煤が排気に多く含まれる場合、上流側還流通路を通じて排気を吸気通路に還流させると、排気中の煤や煤を主成分とする粒子状物質に起因したデポジットが排気還流通路に堆積しやすくなる。また排気に未燃燃料が含まれる場合、下流側還流通路を通じて排気を吸気通路に還流させると排気中の未燃燃料が排気浄化装置によって減少するため、未燃燃料を吸気通路に還流させることによって得られる燃費向上効果が低下する。 When exhaust contains a large amount of soot generated in the combustion chamber, when exhaust is recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage, deposits resulting from particulate matter mainly composed of soot and soot in the exhaust will be exhaust recirculation passage It becomes easy to deposit on. In addition, when unburned fuel is included in the exhaust gas, if the exhaust gas is returned to the intake passage through the downstream recirculation passage, the unburned fuel in the exhaust gas is reduced by the exhaust purification device. The resulting fuel efficiency improvement effect is reduced.
この点、上記構成によれば、排気通路から吸気通路に還流させる排気のうち、排気浄化装置で処理することなく吸気通路に還流させる排気の量と排気浄化装置で処理した後に吸気通路に還流させる排気の量との比率とを、燃焼室で発生する煤の量に基づいて制御することができる。したがって、排気還流通路でのデポジット堆積の原因となる排気中の煤を排気浄化装置によって適切に処理したり、未燃燃料を適切に含んだ状態の排気を吸気通路に還流させたりすることができる。このようにして上記構成によれば、燃費の向上等を図りつつ、排気還流通路におけるデポジット堆積を抑制することができる。 In this regard, according to the above-described configuration, of the exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage, the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage without being processed by the exhaust purification device and the exhaust gas recirculated to the intake passage after being processed by the exhaust purification device The ratio to the amount of exhaust can be controlled based on the amount of soot generated in the combustion chamber. Therefore, soot in the exhaust gas that causes deposit accumulation in the exhaust gas recirculation passage can be appropriately treated by the exhaust gas purification device, or the exhaust gas appropriately containing unburned fuel can be recirculated to the intake air passage. . In this way, according to the above configuration, deposit accumulation in the exhaust gas recirculation passage can be suppressed while improving fuel efficiency and the like.
なお上記構成において、上流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量と下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御するとは、上流側還流通路及び下流側還流通路の双方から吸気通路に排気を還流させつつ、それら上流側還流通路及び下流側還流通路から還流させる排気の量の比率を制御する場合、排気を上流側還流通路のみを通じて吸気通路に還流させる場合、及び下流側還流通路のみを通じて吸気通路に還流させる場合を含むものとする。 In the above configuration, controlling the ratio of the amount of exhaust recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the amount of exhaust recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage means that the upstream recirculation passage and the downstream recirculation passage Recirculating exhaust from both sides to the intake passage, controlling the ratio of the amount of exhaust recirculated from the upstream recirculation passage and the downstream recirculation passage, recirculating exhaust to the intake passage only through the upstream recirculation passage, and The case where the air is returned to the intake passage only through the downstream side return passage is included.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記煤の発生量が所定量以上であるときには、前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記煤の発生量が所定量未満であるときには、前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the amount of soot generated is equal to or greater than a predetermined amount, exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream side recirculation passage to generate the soot. When the amount is less than a predetermined amount, the gist is to recirculate exhaust gas to the intake passage through the upstream recirculation passage.
上記構成によれば、燃焼室での煤の発生量が所定量以上であって多いと判断されるときには、排気浄化装置によって処理された排気が下流側還流通路を通じて吸気通路に還流されるため、排気還流通路にデポジットが堆積することを抑制することができる。また、燃焼室での煤の発生量が所定量未満であって排気に煤がさほど多く含まれないときには、上流側還流通路を通じて排気が吸気通路に還流されるため、未燃燃料をできる限り多く含む状態で排気を吸気通路に還流させることができ、燃費の向上を図ることができる。したがって、上記構成によれば、排気を吸気通路に還流させることによって燃費の向上等を図りつつ、排気還流通路におけるデポジット堆積を抑制することができる。 According to the above configuration, when it is determined that the amount of soot generation in the combustion chamber is greater than or equal to the predetermined amount, the exhaust gas processed by the exhaust purification device is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage. It is possible to suppress deposits from accumulating in the exhaust gas recirculation passage. Further, when the amount of soot generated in the combustion chamber is less than a predetermined amount and the exhaust does not contain much soot, the exhaust is recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage, so that as much unburned fuel as possible is obtained. The exhaust gas can be recirculated to the intake passage in a state including the fuel consumption, and the fuel consumption can be improved. Therefore, according to the above configuration, deposit accumulation in the exhaust gas recirculation passage can be suppressed while improving the fuel consumption by returning the exhaust gas to the intake passage.
なお、煤の発生量が所定量以上であるか否かは、排気中の煤の量を直接検出することにより判断してもよいし、機関運転状態から推定して判断するようにしてもよい。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記内燃機関は、前記吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタとを備え、前記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させることを要旨とする。
Whether the amount of soot generated is equal to or greater than a predetermined amount may be determined by directly detecting the amount of soot in the exhaust, or may be determined by estimating from the engine operating state. .
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the internal combustion engine includes an intake manifold injector that injects fuel into the intake manifold and an in-cylinder injector that injects fuel into the combustion chamber. When the fuel injection by the in-cylinder injector is performed, the exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage. When the fuel injection by the intake passage injection injector is performed, the exhaust is recirculated through the upstream recirculation passage. The gist is to recirculate exhaust gas into the intake passage.
筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時に比して排気中の煤や粒子状物質の量が多くなる。この点、上記構成によれば、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には、燃焼室から排出される排気が排気浄化装置を通過した後に吸気通路に還流されるため、排気中の煤や粒子状物質を低減させた後にこの排気を吸気通路に還流させることができ、排気還流通路にデポジットが堆積することを抑制することができる。また、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には、排気に煤や粒子状物質がさほど多くふくまれないため、排気浄化装置を通過していない排気を吸気通路に還流させることにより、未燃燃料をできる限り多く含んだ状態の排気を吸気通路に還流させることができ、燃費の向上を図ることができる。 When fuel injection is performed by the in-cylinder injector, the amount of soot and particulate matter in the exhaust gas is larger than when fuel injection is performed by the intake manifold injector. In this regard, according to the above configuration, when the fuel injection is performed by the in-cylinder injector, the exhaust discharged from the combustion chamber is returned to the intake passage after passing through the exhaust purification device. This exhaust gas can be recirculated to the intake passage after the particulate matter is reduced, and deposits can be prevented from depositing in the exhaust recirculation passage. Further, when fuel injection is performed by the intake passage injector, the exhaust gas does not contain so much soot and particulate matter. The exhaust gas containing as much as possible can be recirculated to the intake passage, and the fuel consumption can be improved.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記内燃機関は、前記燃焼室に供給される空気と燃料との重量比である空燃比が理論空燃比となる通常燃焼と理論空燃比未満となるリッチ燃焼とを選択的に実行し、前記リッチ燃焼の実行時には前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記通常燃焼の実行時には前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the internal combustion engine includes normal combustion in which an air-fuel ratio, which is a weight ratio of air to fuel supplied to the combustion chamber, is a stoichiometric air-fuel ratio. Rich combustion that is less than the stoichiometric air-fuel ratio is selectively executed, exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage when the rich combustion is performed, and the upstream recirculation passage is performed when the normal combustion is performed. The gist is to recirculate exhaust gas into the intake passage.
リッチ燃焼の実行時には通常燃焼の実行時よりも燃焼室で発生する煤の量が多くなり、これにより排気に含まれる煤の量も多くなる。この点、上記構成によれば、リッチ燃焼が実行されるときには、燃焼室から排出される排気が排気浄化装置を通過した後に吸気通路に還流されるため、排気中の煤を低減させた後にこの排気を吸気通路に還流させることができ、排気還流通路にデポジットが堆積することを抑制することができる。また、通常燃焼が実行されるときには、排気に煤がさほど多くふくまれないため、排気浄化装置を通過していない排気を吸気通路に還流させることにより、未燃燃料をできる限り多く含んだ状態の排気を吸気通路に還流させることができ、燃費の向上を図ることができる。 When rich combustion is performed, the amount of soot generated in the combustion chamber is larger than when normal combustion is performed, thereby increasing the amount of soot contained in the exhaust gas. In this regard, according to the above configuration, when rich combustion is performed, the exhaust discharged from the combustion chamber is recirculated to the intake passage after passing through the exhaust purification device. Therefore, after reducing soot in the exhaust, Exhaust gas can be recirculated to the intake passage, and deposits can be suppressed from accumulating in the exhaust recirculation passage. In addition, when normal combustion is performed, the exhaust gas does not contain so much soot, and the exhaust gas that has not passed through the exhaust gas purification device is recirculated to the intake passage so that it contains as much unburned fuel as possible. Exhaust gas can be recirculated to the intake passage, and fuel consumption can be improved.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記排気還流通路は、前記吸気通路に接続される吸気側通路を備えており、同吸気側通路の両端部のうちで一方の端部は前記吸気通路に、他方の端部は前記上流側還流通路及び前記下流側還流通路に接続されており、前記他方の端部には前記上流側還流通路を通じて還流される排気の量と前記下流側還流通路を通じて還流される排気の量との比率を調整する調整機構が設けられていることを要旨とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust gas recirculation passage includes an intake side passage connected to the intake passage, and both ends of the intake side passage. One end is connected to the intake passage, the other end is connected to the upstream recirculation passage and the downstream recirculation passage, and the other end is recirculated through the upstream recirculation passage. The gist of the invention is that an adjustment mechanism is provided for adjusting the ratio between the amount of exhaust gas to be recirculated and the amount of exhaust gas recirculated through the downstream recirculation passage.
上記構成によれば、調整機構の作動制御を行うことにより、上流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量と下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御することができる。 According to the above configuration, by controlling the operation of the adjustment mechanism, the ratio between the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage is controlled. Can do.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の排気還流装置の一実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に、同排気還流装置が適用される内燃機関10を示す。図1に示すように本実施形態の内燃機関10は、車両に搭載されるガソリンエンジンであり、各気筒11に形成される燃焼室12と、燃焼室12に吸入空気を送り込む吸気通路22と、燃焼室12での燃焼により生じた排気が排出される排気通路23とを備えている。燃焼室12と吸気通路22及び燃焼室12と排気通路23は、それぞれ吸気バルブ24及び排気バルブ25により連通・遮断される。
FIG. 1 shows an
吸気通路22には、スロットルバルブ21が設けられており、同スロットルバルブ21は、図示しないスロットルモータによってその開度が調整されることにより燃焼室12に供給される吸気の量を調整する。また、吸気通路22には、吸気ポートに燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタ14が設けられている。さらに吸気通路22においてスロットルバルブ21の下流側には、排気通路23を流れる排気の一部を吸気通路22に導入するための排気還流通路30が接続されている。なお、より詳細には、排気還流通路30は、吸気側通路31、上流側還流通路32及び下流側還流通路33の3つの通路を備え、吸気通路22には、排気還流通路30のうちの吸気側通路31の一方の端部が接続されている。また、吸気側通路31には、この吸気側通路31を流れる排気の流量を調整する排気還流弁34と吸気通路22に還流される排気を冷却するEGRクーラ36とが設けられている。
A
各気筒11には、燃焼室12に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタ15と、燃料と空気との混合気に点火する点火プラグ16とが設けられている。このようにして本実施形態では、上記吸気通路噴射用インジェクタ14又は上記筒内噴射用インジェクタ15により噴射された燃料と、吸気通路22を流れた空気との混合気に点火プラグ16からの火花放電により点火がなされて同混合気が燃焼する。これによりこの燃焼のエネルギーによってピストン26が往復移動し、クランクシャフト20が回転する。
Each
排気通路23には、排気浄化装置27が設けられている。排気浄化装置27には排気に含まれる炭化水素HC、一酸化炭素CO、窒素酸化物NOxを清浄化する三元触媒が担持されている。また、排気通路23において、排気浄化装置27の上流側の部位には排気還流通路30の上流側還流通路32の一方の端部が接続されており、排気浄化装置27の下流側の部位には排気還流通路30の下流側還流通路33の一方の端部が接続されている。
An exhaust
排気還流通路30において、上流側及び下流側の各還流通路32,33における他方の端部は、吸気側通路31の他方の端部に接続されている。そして、吸気側通路31、上流側還流通路32及び下流側還流通路33の3つの通路が接続される部位には、上流側還流通路32を通じて還流される排気の量と下流側還流通路33を通じて還流される排気の量との比率を調整する調整機構である流路切換弁35が設けられている。この流路切換弁35は、図1の実線で示される上流側還流通路32と吸気側通路31とを連通し且つ吸気側通路31と下流側還流通路33との連通を遮断する上流側モードと、図1の破線で示される下流側還流通路33と吸気側通路31とを連通し且つ吸気側通路31と上流側還流通路32との連通を遮断する下流側モードとに作動位置が切り換え可能に構成されている。そして、吸気側通路31に設けられる排気還流弁34が開弁している状態において、流路切換弁35が上流側モードとなると、排気通路23における排気浄化装置27の上流側の排気が上流側還流通路32及び吸気側通路31を通じて吸気通路22に還流され、流路切換弁35が下流側モードとなると、排気通路23における排気浄化装置27の下流側の排気が下流側還流通路33及び吸気側通路31を通じて吸気通路22に還流される。
In the exhaust
こうした内燃機関10の各種制御は、車両に搭載された電子制御装置60によって行われる。電子制御装置60は、内燃機関10の制御にかかる演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
Various controls of the
電子制御装置60の入力ポートには、内燃機関10の運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力される。各種センサとしては、クランクシャフト20の回転速度を検出するNEセンサ51、内燃機関10の冷却水温を検出する水温センサ52、運転者によりアクセル踏込み量を検出するアクセルセンサ53等が挙げられる。
Detection signals from various sensors that detect the operating state of the
また、電子制御装置60の出力ポートには、吸気通路噴射用インジェクタ14、筒内噴射用インジェクタ15、点火プラグ16、各種バルブ21,34,35を駆動するアクチュエータ等の駆動回路が接続されている。電子制御装置60は、各種センサから入力した検出信号に基づいて内燃機関10の運転状態を把握し、その把握した運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてスロットルバルブ21の開度制御、2つのインジェクタ14,15による燃料の噴射制御等が行われる。
The output port of the
具体的には、この電子制御装置60は、例えばアクセルセンサ53によって検出されたアクセルペダルの踏込量に基づいて吸気量を調整すべくスロットルバルブ21の開度や各インジェクタ14,15によって噴射される燃料噴射量を調整する。また、燃費の向上やNOxの低減を図るべく、所定の条件が成立すると、排気通路23の排気を吸気通路22に還流させるべく排気還流弁34を開弁して排気還流制御を実行する。
Specifically, the
また、電子制御装置60は、内燃機関10の運転状態に基づいて吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射及び筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射を切り換える。電子制御装置60は、具体的には、機関負荷が所定負荷以上又は機関回転数が所定回転数以上となると筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射が実行され、機関負荷が所定負荷未満且つ機関回転数が所定回転数未満となると吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射が実行されるように制御する。なお、機関負荷は上記アクセルセンサ53及びNEセンサ51の検出結果に基づいて把握することができ、機関回転数はNEセンサ51によって検出することができる。このように本実施形態では、2つのインジェクタ14,15による燃料噴射を切り換えて実行するようにしている。
The
ところで、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時には、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射の実行時に比して噴射された燃料の気化や空気とのミキシングが進みにくい傾向にある。そのため、燃焼室12では煤が発生しやすく、こうした煤を主成分とする粒子状物質の発生量も多くなり、排気中の煤や粒子状物質の量が多くなりやすい。したがって、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行により排出される煤や粒子状物質を多く含む排気をそのまま排気還流通路30に流通させると、同還流通路30には煤や粒子状物質に起因するデポジットが堆積する虞がある。
By the way, when the fuel injection by the in-
この点、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時には排気浄化装置27の下流側から吸気通路に排気を還流させる排気還流通路を設けるようにすれば、排気浄化装置27によって浄化された排気が排気還流通路30に導入されるようになるため、同還流通路30におけるデポジットの堆積を抑制することができる。一方、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射の実行時には、下流側還流通路33を通じて排気を吸気通路22に還流させると、排気に粒子状物質がさほど多く含まれていないにも拘わらず、排気浄化装置27を通過した後の排気が吸気通路22に還流されるため、排気に含まれる未燃燃料までもが減少する。そのため、未燃燃料を吸気通路22に還流させることにより得ることのできる燃費向上効果が低下する。
In this regard, when the fuel injection by the in-
そこで、本実施形態では、電子制御装置60が、排気還流通路30におけるデポジット堆積を抑制しつつ燃費の改善を図るべく、燃焼室12での煤の発生量に基づいて、流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換えるようにしている。すなわち、本実施形態において、内燃機関10の排気還流装置は、排気還流通路30、排気還流弁34,流路切換弁35及びこの電子制御装置60を備えて構成されている。電子制御装置60は、具体的には、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時には、煤の発生量が所定量以上であるとして流路切換弁35を下流側還流モードに設定し、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射の実行時には、煤の発生量が所定量未満であるとして、流路切換弁35を上流側還流モードに設定する。
Therefore, in the present embodiment, the
以下、電子制御装置60によって実行される排気還流制御について、図2及び図3に基づいて説明する。なお、図2のフローチャートに示す一連の処理は、内燃機関10の運転中において例えば所定周期毎に行われる。
Hereinafter, the exhaust gas recirculation control executed by the
図2に示すように、排気還流制御がスタートすると、まずステップS11において、排気還流制御の前提条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、例えば冷却水温が所定値以上であること、内燃機関10の始動時から所定時間以上経過していること等が挙げられる。なお前提条件は特に限定されず、この他にも機関負荷が低負荷から中負荷運転状態であること等を前提条件に含めるようにしてもよい。そして、これらの条件が成立していない場合には否定判定がなされ、現在は排気還流制御を実行するときではないためエンドに移り、本処理を一旦終了する。一方、これらの条件が成立している場合には、肯定判定されてステップS12に移る。
As shown in FIG. 2, when the exhaust gas recirculation control is started, first, in step S11, it is determined whether or not a precondition for the exhaust gas recirculation control is satisfied. Specifically, for example, the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value, and a predetermined time or more has elapsed since the
ステップS12では、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射が実行されているか否かが判定される。具体的には、例えば内燃機関10の負荷が所定負荷以上又は機関回転数が所定回転数以上である場合には、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射が実行されていると判断がされて肯定判定がなされ、ステップS13に移り流路切換弁35が下流側還流モードに設定され、エンドに移る。一方、例えば内燃機関10の低負荷時など、機関負荷が低く且つ機関回転数が低い場合には、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射が実行されていると判断されてステップS12において否定判定がなされて、ステップS14に移り流路切換弁35が上流側還流モードに設定され、エンドに移る。なお、ステップS12においては、機関負荷や機関回転数による判定に代わり、各インジェクタ14,15の駆動回路の指令値などから筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時であるか否かを判定するようにしてもよい。
In step S12, it is determined whether or not fuel injection by the in-
図3は、2つのインジェクタ14,15による燃料噴射態様の変化と流路切換弁35の還流モードの変化を示している。この図3に示すように、時刻t1までは、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射が実行されるため、流路切換弁35が上流側還流モードに設定される。これにより、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射が実行されて排気に煤や粒子状物質がさほど多く含まれていない状態において、排気浄化装置27の上流側から排気を吸気通路22に還流させることにより、排気とともに同排気に含まれる未燃燃料を吸気通路22に還流させて燃費向上効果を得る。そして、時刻t1に、例えば機関負荷が上昇する等して吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射から筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射に切り換わると、流路切換弁35が下流側還流モードに切り換わる。これにより、煤が発生しやすい筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時においては、排気を排気浄化装置27により浄化した後に排気還流通路30に導入し、同排気還流通路30のデポジット堆積を抑制する。
FIG. 3 shows a change in the fuel injection mode by the two
以上詳述したように、本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、内燃機関10が吸気通路噴射用インジェクタ14と筒内噴射用インジェクタ15とを備え、排気還流通路30が、排気通路23における排気浄化装置27の上流側から吸気通路22に排気を還流させる上流側還流通路32と、同排気浄化装置27の下流側から吸気通路22に排気を還流させる下流側還流通路33とを備えている。そして、電子制御装置60は、燃焼室12での煤の発生量に基づいて、上流側還流通路32を通じて吸気通路22に還流させる排気の量と下流側還流通路33を通じて吸気通路22に還流させる排気の量との比率を制御するようにしている。具体的には、電子制御装置60は、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時には流路切換弁35を下流側還流モードに設定し、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射の実行時には流路切換弁35を上流側還流モードに設定するようにしている。
As described in detail above, according to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) In the present embodiment, the
したがって、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射の実行時には、燃焼室12から排出される排気が排気浄化装置27を通過した後に吸気通路22に還流されるため、排気中の煤や粒子状物質を低減させた後にこの排気を吸気通路22に還流させることができ、排気還流通路30にデポジットが堆積することを抑制することができる。また、吸気通路噴射用インジェクタ14による燃料噴射の実行時には、排気に煤や粒子状物質がさほど多くふくまれないため、排気浄化装置27を通過していない排気を吸気通路22に還流させることにより、未燃燃料をできる限り多く含んだ状態の排気を吸気通路22に還流させることができ、燃費の向上を図ることができる。したがって、本実施形態では、燃費の向上等を図りつつ、排気還流通路におけるデポジット堆積を抑制することができる。
Therefore, when the fuel injection by the in-
(2)本実施形態では、排気還流通路30は吸気通路22に接続される吸気側通路31を備えており、吸気側通路31の両端部のうちで一方の端部は吸気通路22に、他方の端部は上流側還流通路32及び下流側還流通路33に接続されている。そして、吸気側通路31の他方の端部には、流路切換弁35が設けられており、この流路切換弁35は、作動位置が上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換えられる。したがって、流路切換弁35の作動制御を行うことにより、上流側還流通路32を通じて排気を吸気通路22に還流させる状態と下流側還流通路33を通じて排気を吸気通路22に還流させる状態とを切り換えることができる。
(2) In the present embodiment, the exhaust
(第2の実施形態)
次に、本発明にかかる内燃機関の排気還流装置の第2の実施形態を、図4〜図6を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
上記第1の実施形態では、インジェクタ14,15の切り換えに応じて流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換えたことに代わり、この第2の実施形態では、燃焼室で燃焼する混合気の空燃比に応じて流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換えるようにしている。
In the first embodiment, instead of switching the flow
図4に、第2の実施形態の排気還流装置が適用される内燃機関70を示す。なお、第2の実施形態の内燃機関70において、第1の実施形態の内燃機関10と同様の構成の部分には、第1の実施形態と同一の符号を用いその説明を省略する。
FIG. 4 shows an
この図4に示すように、本実施形態の内燃機関70は、燃料を噴射するインジェクタとして吸気通路22に燃料を噴射するインジェクタが設けられていない点が第1の実施形態と異なり、筒内噴射用インジェクタ15のみを備えて同筒内噴射用インジェクタ15により燃料噴射が実行される。また、本実施形態では、排気通路23における排気浄化装置27の上流側の部位に空燃比センサ54が設けられている。この空燃比センサ54は、排気通路23を流れる排気の成分に基づいて燃焼室12における混合気の空燃比に応じたリニアな検出値を出力するものである。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態において、電子制御装置80の入力ポートには、上記第1の実施形態と同様の各種センサ51,52,53の検出信号に加え、上記空燃比センサ54の検出信号が入力される。また、本実施形態では、電子制御装置60が、内燃機関10において燃焼室12に供給される空気と燃料との重量比である空燃比が理論空燃比となる通常燃焼と、空燃比が理論空燃比よりも小さいリッチ状態となるリッチ燃焼とが選択的に実行されるように制御する。具体的には、電子制御装置80は、アクセルセンサ53やNEセンサ51の検出信号に基づいて内燃機関10の加速時であると判断されると、燃料噴射量を増大させてリッチ燃焼が実行されるように制御し、加速時以外においては、混合気が理論空燃比で燃焼する通常燃焼が実行されるように制御する。なお、筒内噴射用インジェクタ15による燃料噴射量の制御は空燃比センサ54の検出値に基づくフィードバック制御により行われる。
In the present embodiment, the detection signal of the air-fuel ratio sensor 54 is input to the input port of the
ところで、リッチ燃焼の実行時には通常燃焼の実行時よりも燃焼室で発生する煤の量が多くなり、これにより排気に含まれる煤やこうした煤を主成分とする粒子状物質の発生量も多くなる。したがって、リッチ燃焼時に排出される煤や粒子状物質を多く含む排気をそのまま排気還流通路30に流通させると、同還流通路30には煤や粒子状物質に起因するデポジットが堆積する虞がある。この点、リッチ燃焼時には排気浄化装置27の下流側から吸気通路に排気を還流させる排気還流通路を設けるようにすれば、排気浄化装置27によって浄化された排気が排気還流通路30に導入されるようになるため、排気還流通路30におけるデポジットの堆積を抑制することができる。一方、燃焼室12において混合気が理論空燃比で燃焼する通常燃焼の実行時には、下流側還流通路33を通じて排気を吸気通路22に還流させると、排気に粒子状物質がさほど多く含まれていないにも拘わらず、排気浄化装置27を通過した後の排気が吸気通路22に還流されるため、排気に含まれる未燃燃料までもが減少する。そのため、未燃燃料を吸気通路22に還流させることにより得ることのできる燃費向上効果が低下する。
By the way, when performing rich combustion, the amount of soot generated in the combustion chamber is larger than when performing normal combustion, thereby increasing the amount of soot contained in the exhaust and particulate matter mainly composed of such soot. . Therefore, if exhaust containing a large amount of soot and particulate matter discharged during rich combustion is passed through the exhaust
そこで、本実施形態では、電子制御装置80が、排気還流通路30におけるデポジット堆積を抑制しつつ燃費の改善を図るべく、燃焼室12での煤の発生量に基づいて、流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換える。電子制御装置80は、具体的には、リッチ燃焼の実行時には、煤の発生量が所定量以上であるとして流路切換弁35を下流側還流モードに設定し、通常燃焼の実行時には、煤の発生量が所定量未満であるとして、流路切換弁35を上流側還流モードに設定する。以下、電子制御装置80によって実行される排気還流制御について、図5及び図6に基づいて説明する。図5のフローチャートに示す一連の処理は、内燃機関70の運転中において例えば所定周期毎に行われる。
Therefore, in the present embodiment, the
図5に示すように、排気還流制御がスタートすると、まずステップS21において、同制御の前提条件が成立しているか否かが判定される。なお、このステップS21の判定は、先の図2に示したフローチャートにおけるステップS11の判定と同じである。そして、ステップS21において、排気還流制御の前提条件が成立していないと判定されるとエンドに移り、本処理を一旦終了し、ステップS21において、排気還流実行条件が成立していると判定されると、ステップS22に移る。 As shown in FIG. 5, when the exhaust gas recirculation control is started, first, in step S21, it is determined whether or not a precondition for the control is satisfied. The determination in step S21 is the same as the determination in step S11 in the flowchart shown in FIG. When it is determined in step S21 that the preconditions for exhaust gas recirculation control are not satisfied, the process proceeds to the end, and this process is temporarily terminated. In step S21, it is determined that the exhaust gas recirculation execution conditions are satisfied. Then, the process proceeds to step S22.
ステップS22では、現在が理論空燃比より混合気に占める燃料の比率が高くなるリッチ燃焼が実行されているか否かが判定される。具体的には、電子制御装置80は、空燃比センサ54によって検出される検出信号に基づき、燃焼室12における混合気の空燃比がリッチであるか否かを判定する。そして、空燃比センサ54の検出信号により、現在がリッチ燃焼の実行時であると判断されると、ステップS22において肯定判定がなされ、ステップS23に移り流路切換弁35が下流側還流モードに設定されてエンドに移る。一方、空燃比センサ54により検出される空燃比が理論空燃比である場合には、現在が通常燃焼の実行時あるとして、ステップS22では否定判定がなされてステップS24に移り流路切換弁35が上流側還流モードに設定され、エンドに移る。
In step S <b> 22, it is determined whether or not rich combustion is being executed in which the ratio of the fuel occupying the mixture is higher than the stoichiometric air-fuel ratio. Specifically, the
なお、本実施形態では、ステップS22において、空燃比センサ54の検出信号に基づいてリッチ燃焼時であるか否かを判定するようにしている。しかしながら、例えばアクセルセンサ53やNEセンサ51の検出信号に基づいて現在が加速時であるか否かを判定することにより、現在リッチ燃焼時であるか否かを判定してもよく、また筒内噴射用インジェクタ15への燃料噴射量の指令値に基づいて現在がリッチ燃焼時であるか否かを判定するようにしてもよい。
In the present embodiment, in step S22, it is determined based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor 54 whether or not rich combustion is being performed. However, for example, it may be determined whether or not the current time is the rich combustion by determining whether or not the current time is the acceleration based on the detection signal of the
図6は、燃焼室12での燃焼状態と変化と流路切換弁35の還流モードの変化を示している。この図6に示すように、時刻t2までは、理論空燃比での通常燃焼が実行されるため、流路切換弁35が上流側還流モードに設定される。このように通常燃焼の実行時には、排気に粒子状物質がさほど多く含まれていないため、排気浄化装置27の上流側から排気を還流させることにより、未燃燃料を吸気通路22に還流させて燃費向上効果を得る。そして、時刻t2に、内燃機関10が加速状態となりリッチ燃焼に切り換わると、流路切換弁35が下流側還流モードに切り替る。これにより、煤が発生しやすいリッチ燃焼の実行時には、排気を排気浄化装置27により浄化した後に排気還流通路30に導入して、同排気還流通路30のデポジット堆積を抑制する。
FIG. 6 shows the combustion state and change in the
以上詳述した本実施形態によれば、上記第1の実施形態の(2)の作用効果と以下の作用効果を奏することができる。
(3)本実施形態の内燃機関70では、リッチ燃焼と通常燃焼とが選択的に実行される。そして、電子制御装置80は、リッチ燃焼の実行時には流路切換弁35を下流側還流モードに設定し、通常燃焼の実行時には流路切換弁35を上流側還流モードが選択するようにしている。これにより排気中の煤が多くなりやすいリッチ燃焼が実行されるときには、燃焼室12から排出される排気が排気浄化装置27を通過した後に吸気通路22に還流されるため、排気中の煤を低減させた後にこの排気を吸気通路22に還流させることができ、排気還流通路30にデポジットが堆積することを抑制することができる。また、通常燃焼が実行されるときには、排気に煤がさほど多くふくまれないため、排気浄化装置27を通過していない排気を吸気通路22に還流させることにより、未燃燃料をできる限り多く含んだ状態の排気を吸気通路22に還流させることができ、燃費の向上を図ることができる。
According to this embodiment described in detail above, the effect (2) of the first embodiment and the following effect can be achieved.
(3) In the
(その他の実施形態)
なお上記実施形態は以下のように適宜変更してもよい。
・上記第2の実施形態では、内燃機関70が筒内噴射用インジェクタ15のみを備えるようにしたが、筒内噴射用インジェクタに代わり吸気通路噴射用インジェクタのみを備える構成であってもよい。
(Other embodiments)
In addition, you may change the said embodiment suitably as follows.
In the second embodiment, the
・上記各実施形態では、インジェクタ14,15の切り換えや燃焼室12で燃焼する混合気の空燃比が変更されると、流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとに即座に切り換えるようにしている。しかしながら、流路切換弁を上流側還流モードと下流側還流モードとに切り換えるにあたり、流路切換弁の急激な作動に起因する排気還流通路や排気通路の流れや燃焼室へ供給される排気成分の急変を抑制すべく、流路切換弁をゆっくり作動するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, when the
すなわち、先の図1に示すような2つのインジェクタによる燃料噴射の切り換えが実行される内燃機関においては、図7に示すように、例えば吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射から筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射に切り換わっても、流路切換弁をゆっくり作動して上流側還流モードから下流側還流モードへと徐々に変更する。そして、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射から吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射に切り換わるときにおいても、同様に、流路切換弁を下流側還流モードから上流側還流モードへと徐々に変更する。なお、このように流路切換弁の還流モードを切り換えるにあたり、流路切換弁の作動が開始してから終了するまでの間は、流路切換弁が図1の実線に示す状態と破線に示す状態との間の状態となり、排気通路における排気浄化装置の上流側及び下流側の双方から排気が吸気通路に還流されることとなる。 That is, in the internal combustion engine in which the switching of the fuel injection by the two injectors as shown in FIG. 1 is executed, as shown in FIG. 7, for example, from the fuel injection by the intake passage injector to the in-cylinder injector Even when switching to fuel injection, the flow path switching valve is operated slowly to gradually change from the upstream reflux mode to the downstream reflux mode. Similarly, when the fuel injection by the in-cylinder injector is switched to the fuel injection by the intake manifold injector, the flow path switching valve is gradually changed from the downstream recirculation mode to the upstream recirculation mode. In this way, when switching the reflux mode of the flow path switching valve, the flow path switching valve is indicated by the state shown by the solid line and the broken line in FIG. 1 from the start to the end of the operation of the flow path switching valve. The exhaust gas is recirculated to the intake passage from both the upstream side and the downstream side of the exhaust purification device in the exhaust passage.
また、リッチ燃焼と通常燃焼とで流路切換弁の還流モードを切換える場合においても、同様に、流路切換弁をゆっくりと作動して流路切換弁の還流モードを徐々に変更するようにしてもよい。 Similarly, when switching the reflux mode of the flow path switching valve between the rich combustion and the normal combustion, similarly, the flow path switching valve is operated slowly to gradually change the reflux mode of the flow path switching valve. Also good.
・上記各実施形態では、燃料噴射が実行されるインジェクタ14,15や燃焼室12で燃焼する混合気の空燃比に応じて、流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードとの何れかに設定するようにしている。しかしながら、流路切換弁35の作動位置を、図1及び図4の実線に示す状態と破線に示す状態との間の状態に維持して排気通路23における排気浄化装置27の上流側及び下流側の双方から排気が吸気通路22に還流させる双方還流モードにも設定可能としてもよい。そして、流路切換弁35を上流側還流モードと下流側還流モードと双方還流モードとの何れかに設定可能とし、さらに双方還流モードにおいては上流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量と下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量との比率を任意に制御するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the flow
具体的には、吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとの燃料噴射が同時に実行可能な内燃機関においては、図8に示すように、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率が高いほど煤の発生量が多くなることから、排気還流制御が実行される場合に下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量(下流側還流比率)を多くする。すなわち、吸気通路噴射用インジェクタのみによる燃料噴射の実行時(筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率0%)には、流路切換弁が上流側還流モードに設定され、筒内噴射用インジェクタのみによる燃料噴射の実行時(筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率100%)には、流路切換弁が下流側還流モードに設定される。そして、吸気通路噴射用インジェクタ及び筒内噴射用インジェクタの双方により燃料噴射が実行されるときには、流路切換弁35が双方還流モードに設定され、且つ筒内噴射用インジェクタによる燃料比率が高くなるほど下流側還流比率を高くする。
Specifically, in an internal combustion engine in which fuel injection by the intake manifold injector and the in-cylinder injector can be performed simultaneously, as shown in FIG. 8, the higher the ratio of fuel injection by the in-cylinder injector, the higher the ratio. Since the amount of soot increases, when the exhaust gas recirculation control is executed, the amount of exhaust gas that is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage (downstream recirculation ratio) is increased. That is, when fuel injection is performed only by the intake passage injector (the ratio of fuel injection by the in-cylinder injector is 0%), the flow path switching valve is set to the upstream recirculation mode, and only the in-cylinder injector is used. When the fuel injection is performed by (when the fuel injection ratio by the in-cylinder injector is 100%), the flow path switching valve is set to the downstream recirculation mode. When fuel injection is performed by both the intake manifold injector and the in-cylinder injector, the flow
また、図9に示すように、内燃機関がリッチ燃焼と通常燃焼とを行う場合には、リッチ度合が高いほど煤の発生量が多くなることから、下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量(下流側還流比率)を多くする。すなわち、リッチ度合がかなり高いときには流路切換弁を下流側還流モードに設定し、理論空燃比となると流路切換弁を上流側還流モードに設定し、リッチ度合がその間となる燃焼時には流路切換弁を双方還流モードに設定しつつ且つリッチ度合が低いほど下流側還流比率を低くするようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 9, when the internal combustion engine performs rich combustion and normal combustion, the amount of soot increases as the rich degree increases, so that the exhaust gas recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage The amount (downstream reflux ratio) is increased. That is, when the richness is considerably high, the flow path switching valve is set to the downstream recirculation mode, and when the stoichiometric air-fuel ratio is reached, the flow path switching valve is set to the upstream recirculation mode. You may make it make a downstream reflux ratio low, so that a rich degree is low, setting a valve in both return mode.
・上記各実施形態では、燃料を噴射する2つのインジェクタによる燃料噴射比率や混合気の空燃比に応じて、上流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量と下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御するようにしている。しかしながら、煤の発生量に基づいて上流側及び下流側の各還流通路から吸気通路に排気を還流させればよく、例えば排気中の煤の量をセンサなどにより直接検出して、検出される煤の発生量に基づいて上流側及び下流側の還流通路を通じて還流される排気の比率を制御するようにしてもよい。そして、その場合には、この比率を任意に制御するようにしてもよいし、単に煤の発生量が所定量以上であるときには、下流側還流通路を通じて吸気通路に排気を還流させ、煤の発生量が所定量未満であるときには、上流側還流通路を通じて吸気通路に排気を還流させるようにしてもよい。さらに、内燃機関の冷却水温などその他の検出結果に基づいて燃焼室における混合気の燃焼状態を推定することにより燃焼室での煤の発生量を推定し、この推定される煤の量に基づいて上流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量と下流側還流通路を通じて吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the intake passage through the downstream recirculation passage according to the fuel injection ratio by the two injectors that inject fuel and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture The ratio to the amount of exhaust gas to be recirculated is controlled. However, the exhaust gas only needs to be recirculated from the upstream and downstream recirculation passages to the intake passage based on the amount of soot generated. For example, the amount of soot detected in the exhaust gas is directly detected by a sensor or the like. The ratio of the exhaust gas recirculated through the upstream and downstream recirculation passages may be controlled based on the amount of generated gas. In this case, this ratio may be arbitrarily controlled. When the amount of soot is not less than a predetermined amount, the exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream side recirculation passage to generate soot. When the amount is less than the predetermined amount, the exhaust gas may be recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage. Furthermore, the amount of soot generated in the combustion chamber is estimated by estimating the combustion state of the air-fuel mixture in the combustion chamber based on other detection results such as the cooling water temperature of the internal combustion engine, and based on the estimated amount of soot The ratio between the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage may be controlled.
・上記各実施形態では、排気還流通路30が吸気側通路31を上流側還流通路32と下流側還流通路33とを備え、これらの接続部位には流路切換弁35が調整機構として設けられている。しかしながら、調整機構の態様は流路切換弁35以外のものであってもよい。また、排気還流通路は、上流側還流通路が排気通路及び吸気通路の双方に直接接続され、下流側還流通路33も排気通路及び吸気通路の双方に直接接続されて、上流側及び還流側の各還流通路のそれぞれに排気還流弁が設けられる構成であってもよい。
In each of the above-described embodiments, the exhaust
10,70…内燃機関、11…気筒、12…燃焼室、14…吸気通路噴射用インジェクタ、15…筒内噴射用インジェクタ、16…点火プラグ、20…クランクシャフト、21…スロットルバルブ、22…吸気通路、23…排気通路、24…吸気バルブ、25…排気バルブ、26…ピストン、27…排気浄化装置、30…排気還流通路、31…吸気側通路、32…上流側還流通路、33…下流側還流通路、34…排気還流弁、35…流路切換弁、36…EGRクーラ、51…NEセンサ、52…水温センサ、53…アクセルセンサ、54…空燃比センサ、60,80…電子制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記排気還流通路は、前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側から前記吸気通路に排気を還流させる上流側還流通路と、同排気浄化装置の下流側から前記吸気通路に排気を還流させる下流側還流通路とを備え、
前記燃焼室での煤の発生量に基づいて、前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に還流させる排気の量と前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に還流させる排気の量との比率を制御する
ことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 An exhaust gas recirculation device that is applied to an internal combustion engine that includes an exhaust gas recirculation passage that recirculates part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage to the intake air passage, and is provided with an exhaust gas purification device in the exhaust passage,
The exhaust gas recirculation passage includes an upstream recirculation passage that recirculates exhaust gas from the upstream side of the exhaust purification device to the intake passage in the exhaust passage, and a downstream side that recirculates exhaust gas from the downstream side of the exhaust purification device to the intake passage. A reflux passage,
Based on the amount of soot generated in the combustion chamber, the ratio of the amount of exhaust recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage and the amount of exhaust recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage is controlled. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
前記煤の発生量が所定量以上であるときには、前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記煤の発生量が所定量未満であるときには、前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させる
ことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 In claim 1,
When the amount of soot generated is greater than or equal to a predetermined amount, exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage, and when the amount of soot is less than a predetermined amount, the intake passage through the upstream recirculation passage An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, characterized in that exhaust gas is recirculated to an internal combustion engine.
前記内燃機関は、前記吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタとを備え、
前記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の実行時には前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させる
ことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 In claim 1,
The internal combustion engine includes an intake passage injector that injects fuel into the intake passage and an in-cylinder injector that injects fuel into the combustion chamber,
When fuel injection is performed by the in-cylinder injector, exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage. When fuel injection is performed by the intake passage injection injector, exhaust is discharged to the intake passage through the upstream recirculation passage. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, characterized in that
前記内燃機関は、前記燃焼室に供給される空気と燃料との重量比である空燃比が理論空燃比となる通常燃焼と理論空燃比未満となるリッチ燃焼とを選択的に実行し、
前記リッチ燃焼の実行時には前記下流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させ、前記通常燃焼の実行時には前記上流側還流通路を通じて前記吸気通路に排気を還流させる
ことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 In claim 1,
The internal combustion engine selectively executes normal combustion in which an air-fuel ratio, which is a weight ratio of air and fuel supplied to the combustion chamber, becomes a stoichiometric air-fuel ratio and rich combustion in which the air-fuel ratio becomes less than the stoichiometric air-fuel ratio,
Exhaust gas from an internal combustion engine, wherein exhaust gas is recirculated to the intake passage through the downstream recirculation passage when the rich combustion is performed, and exhaust gas is recirculated to the intake passage through the upstream recirculation passage when the normal combustion is performed. Reflux apparatus.
前記排気還流通路は、前記吸気通路に接続される吸気側通路を備えており、同吸気側通路の両端部のうちで一方の端部は前記吸気通路に、他方の端部は前記上流側還流通路及び前記下流側還流通路に接続されており、前記他方の端部には前記上流側還流通路を通じて還流される排気の量と前記下流側還流通路を通じて還流される排気の量との比率を調整する調整機構が設けられている
ことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 In any one of Claims 1-4,
The exhaust gas recirculation passage includes an intake side passage connected to the intake air passage, and one end portion of the intake air side passage is the air intake passage, and the other end portion is the upstream recirculation flow. A passage and the downstream recirculation passage, and the other end adjusts the ratio of the amount of exhaust gas recirculated through the upstream recirculation passage and the amount of exhaust gas recirculated through the downstream recirculation passage An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, characterized in that an adjusting mechanism is provided.
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