JP2014034959A - Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger - Google Patents

Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger Download PDF

Info

Publication number
JP2014034959A
JP2014034959A JP2012178272A JP2012178272A JP2014034959A JP 2014034959 A JP2014034959 A JP 2014034959A JP 2012178272 A JP2012178272 A JP 2012178272A JP 2012178272 A JP2012178272 A JP 2012178272A JP 2014034959 A JP2014034959 A JP 2014034959A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
engine
intake
valve
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012178272A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
Takehide Nakamura
健英 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Priority to JP2012178272A priority Critical patent/JP2014034959A/en
Publication of JP2014034959A publication Critical patent/JP2014034959A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To scavenge an air intake passage by exhausting an ERG gas remaining in the air intake passage a little early, causing neither deceleration misfire nor an increase in output of an engine during engine speed reduction.SOLUTION: An engine 1 includes a supercharger 7, an electronic throttle device 14, an EGR passage 17, and an EGR valve 18. The supercharger 7 includes a compressor 8 and a turbine 9 which can rotate in one body. An inlet 17b of the EGR passage 17 is connected to an exhaust passage 5 downstream from the turbine 9, and an outlet 17a is connected to an air intake passage 3 upstream from the compressor 8. In the air intake passage 3 upstream from the electronic throttle device 14 and downstream from the compressor 8, an air bypass passage 41 for flowing an ERG gas remaining there to the exhaust passage 5 is provided. The passage 41 is provided with an air bypass valve (ABV) 42. An electronic control unit (ECU) 50 opens the ABV 42 and closes the EGR valve 18 only for a period in which boost pressure exceeds back pressure during speed reduction of the engine 1.

Description

この発明は、エンジンの吸気を昇圧させる過給機を備えたエンジンに係り、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる過給機付きエンジンの排気還流装置に関する。   The present invention relates to an engine having a supercharger that boosts the intake air of the engine, and an engine with a supercharger that causes a part of exhaust discharged from the engine to an exhaust passage to flow into the intake passage as EGR gas and return to the engine This relates to an exhaust gas recirculation apparatus.

従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置(Exhaust Gas Recirculation(EGR)装置)は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をEGR通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。EGR通路を流れるEGRガスは、EGR通路に設けられるEGR弁により調節されるようになっている。このEGRによって、主として排気中の窒素酸化物(NOx)を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。   Conventionally, this type of technology has been employed in, for example, automobile engines. An exhaust gas recirculation (EGR) device guides part of the exhaust after combustion discharged from the combustion chamber of the engine to the exhaust passage to the intake passage via the EGR passage, and mixes it with the intake air flowing through the intake passage It is made to return to a combustion chamber. EGR gas flowing through the EGR passage is adjusted by an EGR valve provided in the EGR passage. By this EGR, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be mainly reduced, and fuel efficiency can be improved at the time of partial load of the engine.

エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、EGRにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、NOxの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、EGRにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。   The engine exhaust is either free of oxygen or lean. Therefore, by mixing a part of the exhaust gas with the intake air by EGR, the oxygen concentration in the intake air decreases. For this reason, in the combustion chamber, fuel burns in a state where the oxygen concentration is low, so that the peak temperature at the time of combustion is lowered and the generation of NOx can be suppressed. In a gasoline engine, the pumping loss of the engine can be reduced even when the throttle valve is closed to some extent without increasing the oxygen content in the intake air by EGR.

ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でEGRを行うことが考えられ、大量EGRを実現することが求められている。大量EGRを実現するためには、従前の技術に対し、EGR通路の内径を拡大したり、EGR弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。   Here, recently, in order to further improve the fuel efficiency of the engine, it is conceivable to perform EGR in the entire operation region of the engine, and it is required to realize a large amount of EGR. In order to realize a large amount of EGR, it is necessary to enlarge the inner diameter of the EGR passage or increase the flow passage opening area of the valve body or the valve seat of the EGR valve as compared with the conventional technology.

ところで、エンジンの吸気を過給圧により昇圧させる過給機を備えたエンジンにおいてもEGR装置が設けられることは周知である。下記の特許文献1には、この種のエンジンが記載されている。このエンジンは、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられてタービンにより駆動されるコンプレッサとから構成される過給機を備える。また、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路との間にEGR通路が配置され、EGR通路にEGR弁が設けられる(低圧ループ式EGR装置)。   By the way, it is well known that an EGR device is also provided in an engine including a supercharger that boosts intake air of the engine by a supercharging pressure. Patent Document 1 below describes this type of engine. The engine includes a turbocharger that includes a turbine provided in an exhaust passage and a compressor provided in an intake passage and driven by the turbine. Further, an EGR passage is disposed between the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage upstream of the compressor, and an EGR valve is provided in the EGR passage (low pressure loop EGR device).

この種のエンジンは、EGR通路の出口からスロットル弁までの吸気通路の経路が比較的長くなっている。そのため、スロットル弁が閉弁されるエンジンの減速時に、図10(a)に示すように、スロットル開度を全閉にし(時刻t1)、要求EGR率の急減に合わせてEGR弁を直ちに閉弁しても、EGR通路の出口からスロットル弁まで間の吸気通路に大量のEGRガスが残留してしまう。そのため、残留EGRガスが吸気に混じり、図10(b)に示すように、エンジン減速時からのEGR率の低下が遅れることになる(EGR減衰遅れ)。その結果、燃焼室に取り込まれる吸気中のEGR率が過剰となり、エンジンに減速失火が起きるおそれがあった。このことは、高過給圧からの減速ほど、或いは、エンジン回転速度が低くなるほど、EGRの減衰遅れ時間が長引く傾向があった。図10は、エンジン減速前後におけるスロットル開度及びEGR率の挙動をタイムチャートにより示す。   In this type of engine, the path of the intake passage from the outlet of the EGR passage to the throttle valve is relatively long. Therefore, as shown in FIG. 10 (a), the throttle opening is fully closed (time t1) and the EGR valve is immediately closed in accordance with the sudden decrease in the required EGR rate, as shown in FIG. Even so, a large amount of EGR gas remains in the intake passage from the outlet of the EGR passage to the throttle valve. Therefore, residual EGR gas is mixed in the intake air, and as shown in FIG. 10B, the decrease in the EGR rate from the time of engine deceleration is delayed (EGR attenuation delay). As a result, the EGR rate in the intake air taken into the combustion chamber becomes excessive, and there has been a risk that the engine will undergo deceleration misfire. This tends to prolong the EGR decay delay time as the engine is decelerated from the high boost pressure or the engine speed is decreased. FIG. 10 is a time chart showing the behavior of the throttle opening and the EGR rate before and after engine deceleration.

そこで、特許文献1に記載のエンジンでは、スロットル弁より下流の吸気通路に新気を導入する新気バイパス通路と、新気バイパス通路に配置されたバイパス弁とを備え、エンジンの要求EGR率が急減するときに、バイパス弁を開き側に制御すると共にスロットル弁を閉じ側に制御するようになっている。これにより、エンジン減速時に要求EGR率が急減する場合に、新気バイパス通路から吸気通路へ新気を導入することにより、吸気通路に残留するEGRガスを掃気すると共に、スロットル弁より下流の吸気通路へ流れたEGRガスと新気を合わせることで、EGR率を早期に減衰させるようになっている。   Therefore, the engine described in Patent Document 1 includes a fresh air bypass passage that introduces fresh air into the intake passage downstream of the throttle valve, and a bypass valve that is disposed in the fresh air bypass passage, and the required EGR rate of the engine is reduced. When suddenly decreasing, the bypass valve is controlled to open and the throttle valve is controlled to close. As a result, when the required EGR rate rapidly decreases when the engine is decelerated, the fresh air is introduced from the fresh air bypass passage to the intake passage, thereby scavenging EGR gas remaining in the intake passage and the intake passage downstream of the throttle valve. The EGR rate is attenuated at an early stage by combining the EGR gas that has flowed into and the fresh air.

特開2012−7547号公報JP 2012-7547 A

ところが、特許文献1に記載のエンジンでは、エンジン減速時にEGR率を早期に減衰できるものの、吸気通路へ新気を導入しているだけなので、減速時に燃料カットされない場合には、新気により燃焼室での燃焼圧力が高まり、エンジン出力が上昇してエンジンの減速性が悪化するおそれがあった。そのため、エンジン減速時には、スロットル弁より上流の吸気通路に残留するEGRガスを、エンジンの減速失火や出力上昇をさせることなく、早めに処理し吸気通路を掃気することが望まれている。特に、大量EGRを想定した場合、エンジン減速時に吸気通路に残留するEGRガスも多くなることから、その必要性が高くなる。   However, in the engine described in Patent Document 1, although the EGR rate can be attenuated early when the engine is decelerated, only fresh air is introduced into the intake passage. There was a risk that the combustion pressure in the engine would increase, the engine output would increase, and the engine deceleration could deteriorate. Therefore, during engine deceleration, it is desirable to process the EGR gas remaining in the intake passage upstream of the throttle valve early and scavenge the intake passage without causing engine deceleration misfire or increased output. In particular, when a large amount of EGR is assumed, the EGR gas remaining in the intake passage at the time of engine deceleration increases, so the necessity thereof increases.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン減速時にエンジンの減速失火や出力上昇をさせることなく吸気通路に残留するEGRガスを早めに処理して吸気通路を掃気できる過給機付きエンジンの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 the above circumstances, and an object of the present invention is to process EGR gas remaining in the intake passage at an early stage without decelerating misfire or increasing the output of the engine when the engine is decelerating. An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine capable of scavenging.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、吸気通路における吸気を過給圧により昇圧させるための過給機と、過給機は、吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることと、排気還流通路における排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを備えた過給機付きエンジンの排気還流装置において、吸気量調節弁が閉弁されるエンジンの減速時に、吸気量調節弁より上流の吸気通路における過給圧が排気通路における背圧を上回る期間だけ、排気還流通路から吸気通路へ流れて吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する排気還流ガスを排気通路へ戻すための排気還流ガス戻し手段を備えたことを趣旨とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided between an intake passage and an exhaust passage of an engine, and a supercharger for boosting intake air in the intake passage by a supercharging pressure, The feeder includes a compressor disposed in the intake passage, a turbine disposed in the exhaust passage, a rotating shaft that connects the compressor and the turbine so as to be integrally rotatable, and adjusts an amount of intake air flowing through the intake passage. An intake air amount adjustment valve, an exhaust gas recirculation passage for flowing a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine into the exhaust passage to the intake passage as an exhaust recirculation gas, and a return to the combustion chamber; An exhaust passage connected to an exhaust passage downstream of the turbine, an outlet thereof connected to an intake passage upstream of the compressor, and an exhaust gas recirculation valve for adjusting the flow of exhaust gas recirculation in the exhaust gas recirculation passage; In the exhaust gas recirculation system for an engine with a supercharger provided, only when the supercharging pressure in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve exceeds the back pressure in the exhaust passage when the engine in which the intake air amount adjustment valve is closed is decelerated The present invention is intended to include exhaust recirculation gas returning means for returning exhaust recirculation gas flowing from the exhaust recirculation passage to the intake passage and remaining in the intake passage upstream of the intake air amount adjusting valve to the exhaust passage.

上記発明の構成によれば、過給機付きエンジンにおいて、排気還流通路の入口がタービンより下流の排気通路に接続され、排気還流通路の出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることから、吸気通路に設けられる吸気量調節弁が閉弁されるエンジンの減速時には、排気還流通路から吸気通路へ流れた排気還流ガスが、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留することになる。また、エンジンの減速時には、コンプレッサの回転が低下するまでの間で、吸気量調節弁より上流の吸気通路における過給圧が高くなる。ここで、排気還流ガス戻し手段が、エンジンの減速時に、吸気量調節弁より上流の吸気通路における過給圧が排気通路における背圧を上回る期間だけ、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する排気還流ガスを排気通路へ戻すことにより、吸気通路から残留する排気還流
ガスが除去され、代わりに吸気通路に吸気が流れ込んで掃気される。また、吸気通路に残留する排気還流ガス又は新気が燃焼室へ流れることがない。
According to the configuration of the above invention, in the engine with a supercharger, the inlet of the exhaust gas recirculation passage is connected to the exhaust passage downstream of the turbine, and the outlet of the exhaust gas recirculation passage is connected to the intake passage upstream of the compressor. At the time of engine deceleration when the intake air amount adjustment valve provided in the intake passage is closed, the exhaust gas recirculation gas flowing from the exhaust gas recirculation passage to the intake passage remains in the intake air passage upstream of the intake air amount adjustment valve. Further, when the engine is decelerated, the boost pressure in the intake passage upstream from the intake air amount adjustment valve increases until the rotation of the compressor decreases. Here, when the engine is decelerating, the exhaust gas recirculation gas return means remains in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve only during a period in which the boost pressure in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve exceeds the back pressure in the exhaust passage. By returning the exhaust gas recirculation gas to the exhaust passage, the exhaust gas recirculation gas remaining from the intake passage is removed, and instead, the intake air flows into the intake passage and is scavenged. Further, the exhaust gas recirculation gas or fresh air remaining in the intake passage does not flow to the combustion chamber.

上記目的を達成するために、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、排気還流ガス戻し手段は、吸気量調節弁より上流であってコンプレッサより下流の吸気通路に残留する排気還流ガスを排気通路へ流す戻し通路と、戻し通路を開閉する戻し開閉弁と、制御手段とを含み、制御手段は、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間だけ、戻し開閉弁を開弁すると共に排気還流弁を閉弁することを趣旨とする。   To achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation gas return means remains in the intake passage upstream of the intake air amount adjusting valve and downstream of the compressor. Including a return passage for flowing exhaust recirculation gas to the exhaust passage, a return on-off valve for opening and closing the return passage, and a control means. The control means returns and opens only during a period when the supercharging pressure exceeds the back pressure during engine deceleration. The purpose is to open the valve and close the exhaust gas recirculation valve.

上記発明の構成によれば、制御手段が、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間だけ、戻し開閉弁を開弁すると共に排気還流弁を閉弁することにより、コンプレッサより下流の吸気通路から戻し通路を介して、吸気通路に残留する排気還流ガスが排気通路へ流れて除去され、代わりに吸気通路に吸気が流れ込んで掃気される。また、吸気通路に残留する排気還流ガス又は新気が燃焼室へ流れることがない。   According to the configuration of the above invention, the control means opens the return on-off valve and closes the exhaust gas recirculation valve only during a period in which the supercharging pressure exceeds the back pressure when the engine is decelerated, thereby The exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage flows from the passage to the exhaust passage and is removed through the return passage. Instead, the intake air flows into the intake passage and is scavenged. Further, the exhaust gas recirculation gas or fresh air remaining in the intake passage does not flow to the combustion chamber.

上記目的を達成するために、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、排気還流ガス戻し手段は、吸気量調節弁より上流であってコンプレッサより下流の吸気通路をコンプレッサより上流の吸気通路へバイパスするバイパス通路と、バイパス通路を開閉するバイパス開閉弁と、排気還流通路の出口より上流の吸気通路を開閉する吸気開閉弁と、制御手段とを含み、制御手段は、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間だけ、バイパス開閉弁及び排気還流弁を開弁すると共に、吸気開閉弁を閉弁することを趣旨とする。   In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation gas returning means is provided with an intake passage upstream of the intake air amount adjusting valve and downstream of the compressor. A bypass passage that bypasses the intake passage upstream, a bypass on-off valve that opens and closes the bypass passage, an intake on-off valve that opens and closes the intake passage upstream from the outlet of the exhaust recirculation passage, and control means, The purpose is to open the bypass on-off valve and the exhaust recirculation valve and close the intake on-off valve only during a period when the supercharging pressure exceeds the back pressure during engine deceleration.

上記発明の構成によれば、制御手段が、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間だけ、バイパス開閉弁及び排気還流弁を開弁すると共に、吸気開閉弁を閉弁することにより、コンプレッサより下流の吸気通路からバイパス通路、コンプレッサより上流の吸気通路及び排気還流通路を介して、吸気通路に残留する排気還流ガスが排気通路へ流れて除去され、代わりに吸気通路に吸気が流れ込んで掃気される。また、吸気通路に残留する排気還流ガス又は新気が燃焼室へ流れることがない。   According to the configuration of the invention, the control means opens the bypass on-off valve and the exhaust recirculation valve and closes the intake on-off valve only during a period in which the supercharging pressure exceeds the back pressure at the time of engine deceleration. The exhaust gas recirculation gas remaining in the intake air passage is removed from the intake air passage downstream of the compressor through the bypass passage, the intake air passage upstream of the compressor and the exhaust gas recirculation passage, and the intake air flows into the intake air passage instead. Scavenged. Further, the exhaust gas recirculation gas or fresh air remaining in the intake passage does not flow to the combustion chamber.

上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の発明において、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段を更に備え、制御手段は、運転状態検出手段により検出される、エンジンの減速前における吸気圧及びエンジンの回転速度、並びにエンジンの減速時における吸気量調節弁の開度に基づき、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間を求めることを趣旨とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, further comprising operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, wherein the control means The period during which the boost pressure exceeds the back pressure when the engine is decelerated based on the intake pressure and engine speed before the engine is decelerated and the opening of the intake air amount adjustment valve when the engine is decelerated, detected by the state detection means The purpose is to seek.

上記発明の構成によれば、請求項2又は3に記載の発明の作用に加え、制御手段が、エンジンの減速前における吸気圧及びエンジンの回転速度、並びにエンジンの減速時における吸気量調節弁の開度に基づき、エンジンの減速時に過給圧が背圧を上回る期間を求める。ここで、エンジンの減速前における吸気圧及びエンジンの回転速度は、エンジンの減速前の過給圧の大きさと相関性を有する。また、エンジンの減速時における吸気量調節弁の開度は、エンジンの減速時からの過給圧の減衰の程度と相関性を有する。従って、これらパラメータにより、過給圧が背圧を上回る期間を推定的に求めることが可能となる。   According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to claim 2 or 3, the control means controls the intake pressure before the engine is decelerated and the rotational speed of the engine, and the intake air amount adjusting valve when the engine is decelerated. Based on the opening, a period in which the boost pressure exceeds the back pressure during engine deceleration is obtained. Here, the intake pressure and the rotational speed of the engine before deceleration of the engine have a correlation with the magnitude of the supercharging pressure before deceleration of the engine. Further, the opening degree of the intake air amount adjustment valve when the engine is decelerated has a correlation with the degree of attenuation of the supercharging pressure after the engine is decelerated. Therefore, it is possible to estimate the period in which the supercharging pressure exceeds the back pressure by using these parameters.

請求項1に記載の発明によれば、エンジン減速時にエンジンの減速失火や出力上昇をさせることなく吸気通路に残留する排気還流ガスを早めに処理して吸気通路を掃気することができる。   According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage can be processed early and the intake passage can be scavenged without decelerating misfire or increasing the output of the engine during engine deceleration.

請求項2に記載の発明によれば、エンジン減速時にエンジンの減速失火や出力上昇をさせることなく吸気通路に残留する排気還流ガスを早めに処理して吸気通路を掃気することができる。   According to the second aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage can be processed early and the intake passage can be scavenged without decelerating misfire or increasing the output of the engine during engine deceleration.

請求項3に記載の発明によれば、エンジン減速時にエンジンの減速失火や出力上昇をさせることなく吸気通路に残留する排気還流ガスを早めに処理して吸気通路を掃気することができる。   According to the third aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage can be processed early and the intake passage can be scavenged without decelerating misfire or increasing the output of the engine during engine deceleration.

請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の発明の効果に加え、吸気通路に残留する排気還流ガスを所定時間だけ一律に排出させる場合と比べ、減速前のエンジンの運転状態に応じて、吸気通路に残留する排気還流ガスを適正に処理することができる。   According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 3, compared to the case where the exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage is uniformly discharged for a predetermined time, the engine before deceleration is reduced. Depending on the operating state, the exhaust gas recirculation gas remaining in the intake passage can be appropriately processed.

第1実施形態に係り、過給機付きエンジンの排気還流装置(EGR装置)を含むエンジンシステムを示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing an engine system according to a first embodiment and including an exhaust gas recirculation device (EGR device) for a supercharged engine. 同実施形態に係り、EGR通路の一部であってEGR弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the EGR passage where an EGR valve is provided according to the embodiment. 同実施形態に係り、「減速時残留EGRガス掃気制御」の処理内容の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the processing content of "residual EGR gas scavenging control at the time of deceleration" according to the embodiment. 同実施形態に係り、スロットル開度と背圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between throttle opening and a back pressure according to the embodiment. 同実施形態に係り、急減速前のスロットル弁上流側吸気圧と、減速時のスロットル開度と、掃気時間との関係を示す3次元の掃気時間マップ。The three-dimensional scavenging time map which shows the relationship between the throttle valve upstream intake pressure before sudden deceleration, the throttle opening at the time of deceleration, and scavenging time concerning the embodiment. 同実施形態に係り、制御に関する各種パラメータの挙動を示すタイムチャート。The time chart which shows the behavior of the various parameters regarding control according to the embodiment. 第2実施形態に係り、過給機付きエンジンの排気還流装置(EGR装置)を含むエンジンシステムを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the engine system which concerns on 2nd Embodiment and contains the exhaust gas recirculation apparatus (EGR apparatus) of the engine with a supercharger. 同実施形態に係り、「減速時残留EGRガス掃気制御」の処理内容の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the processing content of "residual EGR gas scavenging control at the time of deceleration" according to the embodiment. 同実施形態に係り、制御に関する各種パラメータの挙動を示すタイムチャート。The time chart which shows the behavior of the various parameters regarding control according to the embodiment. 従来例に係り、エンジン減速前後におけるスロットル開度及びEGR率の挙動を示すタイムチャート。The time chart which shows the behavior of the throttle opening degree and EGR rate before and behind engine deceleration according to a conventional example.

<第1実施形態>
以下、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of an exhaust gas recirculation device for an engine with a supercharger according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、この実施形態における過給機付きエンジンの排気還流装置(EGR装置)を含むエンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン1を備える。エンジン1の吸気ポート2には、吸気通路3が接続され、排気ポート4には、排気通路5が接続される。吸気通路3の入口には、エアクリーナ6が設けられる。エアクリーナ6より下流の吸気通路3には、排気通路5との間に、吸気通路3における吸気を昇圧させるための過給機7が設けられる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system including an exhaust gas recirculation device (EGR device) for an engine with a supercharger in this embodiment. This engine system includes a reciprocating engine 1. An intake passage 3 is connected to the intake port 2 of the engine 1, and an exhaust passage 5 is connected to the exhaust port 4. An air cleaner 6 is provided at the inlet of the intake passage 3. A supercharger 7 for boosting the intake air in the intake passage 3 is provided in the intake passage 3 downstream of the air cleaner 6 between the exhaust passage 5 and the intake passage 3.

過給機7は、吸気通路3に配置されたコンプレッサ8と、排気通路5に配置されたタービン9と、コンプレッサ8とタービン9を一体回転可能に連結する回転軸10とを含む。過給機7は、排気通路5を流れる排気によりタービン9を回転させて回転軸10を介してコンプレッサ8を一体的に回転させることにより、吸気通路3における吸気を過給圧により昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。   The supercharger 7 includes a compressor 8 disposed in the intake passage 3, a turbine 9 disposed in the exhaust passage 5, and a rotating shaft 10 that connects the compressor 8 and the turbine 9 so as to be integrally rotatable. The supercharger 7 rotates the turbine 9 by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 5 and integrally rotates the compressor 8 via the rotating shaft 10 to increase the intake air in the intake passage 3 by the supercharging pressure. Supercharge is to be done.

過給機7に隣接して排気通路5には、タービン9を迂回する排気バイパス通路11が設けられる。この排気バイパス通路11には、ウェイストゲートバルブ12が設けられる。ウェイストゲートバルブ12により排気バイパス通路11を流れる排気が調節されることにより、タービン9に供給される排気流量が調節され、タービン9及びコンプレッサ8の回転速度が調節され、過給機7による過給圧が調節されるようになっている。   An exhaust bypass passage 11 that bypasses the turbine 9 is provided in the exhaust passage 5 adjacent to the supercharger 7. A waste gate valve 12 is provided in the exhaust bypass passage 11. By adjusting the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage 11 by the waste gate valve 12, the exhaust gas flow rate supplied to the turbine 9 is adjusted, the rotational speeds of the turbine 9 and the compressor 8 are adjusted, and supercharging by the supercharger 7 is performed. The pressure is adjusted.

吸気通路3において、過給機7のコンプレッサ8とエンジン1との間には、インタークーラ13が設けられる。このインタークーラ13は、コンプレッサ8により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ13とエンジン1との間の吸気通路3には、サージタンク3aが設けられる。また、インタークーラ13より下流であってサージタンク3aより上流の吸気通路3には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置14が設けられる。本発明の吸気量調節弁に相当する電子スロットル装置14は、吸気通路3に配置されるバタフライ形のスロットル弁21と、そのスロットル弁21を開閉駆動するためのステップモータ22と、スロットル弁21の開度(スロットル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ23とを備える。電子スロットル装置14は、運転者によるアクセルペダル26の操作に応じてスロットル弁21がステップモータ22により開閉駆動され、その開度が調節されるように構成される。電子スロットル装置14の構成として、例えば、特開2011−252482号公報の図1及び図2に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。また、タービン9より下流の排気通路5には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ15が設けられる。   In the intake passage 3, an intercooler 13 is provided between the compressor 8 of the supercharger 7 and the engine 1. The intercooler 13 is for cooling the intake air that has been pressurized by the compressor 8 to a high temperature. A surge tank 3 a is provided in the intake passage 3 between the intercooler 13 and the engine 1. An electronic throttle device 14 that is an electric throttle valve is provided in the intake passage 3 downstream from the intercooler 13 and upstream from the surge tank 3a. The electronic throttle device 14 corresponding to the intake air amount adjusting valve of the present invention includes a butterfly-type throttle valve 21 disposed in the intake passage 3, a step motor 22 for opening and closing the throttle valve 21, And a throttle sensor 23 for detecting an opening (throttle opening) TA. The electronic throttle device 14 is configured such that the throttle valve 21 is opened and closed by a step motor 22 in accordance with the operation of an accelerator pedal 26 by a driver, and the opening degree thereof is adjusted. As the configuration of the electronic throttle device 14, for example, the basic configuration of the “throttle device” described in FIGS. 1 and 2 of JP 2011-252482 A can be employed. The exhaust passage 5 downstream from the turbine 9 is provided with a catalytic converter 15 as an exhaust catalyst for purifying exhaust.

エンジン1には、燃焼室16に燃料を噴射供給するためのインジェクタ25が設けられる。インジェクタ25には、燃料タンク(図示略)から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン1には、各気筒に対応して点火プラグ29が設けられる。各点火プラグ29は、イグナイタ30から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ29の点火時期は、イグナイタ30による高電圧の出力タイミングにより決定される。   The engine 1 is provided with an injector 25 for injecting and supplying fuel to the combustion chamber 16. Fuel is supplied to the injector 25 from a fuel tank (not shown). The engine 1 is provided with a spark plug 29 corresponding to each cylinder. Each spark plug 29 is ignited by receiving a high voltage output from the igniter 30. The ignition timing of each spark plug 29 is determined by the high voltage output timing from the igniter 30.

この実施形態において、大量EGRを実現するためのEGR装置は、エンジン1の燃焼室16から排気通路5へ排出される排気の一部をEGRガスとして吸気通路3へ流して燃焼室16へ還流させる排気還流通路(EGR通路)17と、EGR通路17におけるEGRガスの流れを調節するためにEGR通路17に設けられた排気還流弁(EGR弁)18とを備える。EGR通路17は、触媒コンバータ15より下流の排気通路5と、コンプレッサ8より上流の吸気通路3との間に設けられる。すなわち、排気通路5を流れる排気の一部をEGRガスとしてEGR通路17を通じて吸気通路3へ流して燃焼室16へ還流させるために、EGR通路17の出口17aが、コンプレッサ8より上流の吸気通路3に接続される。また、EGR通路17の入口17bは、触媒コンバータ15より下流の排気通路5に接続される。   In this embodiment, the EGR device for realizing a large amount of EGR causes a part of the exhaust discharged from the combustion chamber 16 of the engine 1 to the exhaust passage 5 to flow into the intake passage 3 as EGR gas and to be returned to the combustion chamber 16. An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 17 and an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 18 provided in the EGR passage 17 for adjusting the flow of EGR gas in the EGR passage 17 are provided. The EGR passage 17 is provided between the exhaust passage 5 downstream from the catalytic converter 15 and the intake passage 3 upstream from the compressor 8. That is, in order to flow part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 5 as EGR gas to the intake passage 3 through the EGR passage 17 and return to the combustion chamber 16, the outlet 17 a of the EGR passage 17 is connected to the intake passage 3 upstream of the compressor 8. Connected to. Further, the inlet 17 b of the EGR passage 17 is connected to the exhaust passage 5 downstream from the catalytic converter 15.

EGR通路17には、同通路17を流れるEGRガスを冷却するためのEGRクーラ20が設けられる。この実施形態で、EGR弁18は、EGRクーラ20より下流のEGR通路17に配置される。   The EGR passage 17 is provided with an EGR cooler 20 for cooling the EGR gas flowing through the passage 17. In this embodiment, the EGR valve 18 is disposed in the EGR passage 17 downstream of the EGR cooler 20.

図2に、EGR通路17の一部であってEGR弁18が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図1、図2に示すように、EGR弁18は、ポペット弁により、かつ、電動弁により構成される。すなわち、EGR弁18は、ステップモータ31により駆動される弁体32を備える。弁体32は、略円錐形状をなし、EGR通路17に設けられた弁座33に着座可能に設けられる。ステップモータ31は直進的に往復運動(ストローク運動)可能に構成された出力軸34を備え、その出力軸34の先端に弁体32が固定される。出力軸34は軸受35を介してEGR通路17を構成するハウジングに支持される。
そして、ステップモータ31の出力軸34をストローク運動させることにより、弁座33に対する弁体32の開度が調節されるようになっている。EGR弁18の出力軸34は、弁体32が弁座33に着座する全閉状態から、弁体32が軸受35に当接する全開状態までの間で所定のストロークL1だけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量EGRを実現するために、従前の技術に比べて弁座33の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体32が大型化されている。このEGR弁18の構成として、例えば、特開2010−275941号公報の図1に記載された「EGRバルブ」の基本構成を採用することができる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a part of the EGR passage 17 where the EGR valve 18 is provided. As shown in FIGS. 1 and 2, the EGR valve 18 is constituted by a poppet valve and an electric valve. That is, the EGR valve 18 includes a valve body 32 that is driven by the step motor 31. The valve body 32 has a substantially conical shape, and is provided so as to be seated on a valve seat 33 provided in the EGR passage 17. The step motor 31 includes an output shaft 34 that is configured to be capable of linearly reciprocating (stroke), and a valve body 32 is fixed to the tip of the output shaft 34. The output shaft 34 is supported by a housing constituting the EGR passage 17 via a bearing 35.
The opening degree of the valve body 32 relative to the valve seat 33 is adjusted by moving the output shaft 34 of the step motor 31 by a stroke. The output shaft 34 of the EGR valve 18 is provided so as to be able to perform a stroke movement by a predetermined stroke L1 from a fully closed state in which the valve body 32 is seated on the valve seat 33 to a fully open state in which the valve body 32 contacts the bearing 35. . In this embodiment, in order to realize a large amount of EGR, the opening area of the valve seat 33 is enlarged as compared with the conventional technique. Accordingly, the valve body 32 is enlarged. As a configuration of the EGR valve 18, for example, a basic configuration of “EGR valve” described in FIG. 1 of JP 2010-275941 A can be adopted.

図1に示すように、この実施形態では、電子スロットル装置14より上流であって過給機7のコンプレッサ8より下流の吸気通路3(電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3)に残留するEGRガスを排気通路5へ戻してその吸気通路3の部分を掃気するためにエアバイパス通路41が設けられる。本発明の戻し通路に相当するエアバイパス通路41は、その入口41aが、インタークーラ13より上流であってコン
プレッサ8より下流の吸気通路3に接続され、その出口41bがEGRクーラ20より上流のEGR通路17に接続される。エアバイパス通路41の途中には、本発明の戻し開閉弁に相当する電動式のエア・バイパス・バルブ(ABV)42が設けられる。ABV42は、弁体をソレノイドにより開閉するように構成される。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the intake passage 3 upstream of the electronic throttle device 14 and downstream of the compressor 8 of the supercharger 7 (the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8). An air bypass passage 41 is provided for returning the EGR gas remaining in the exhaust gas to the exhaust passage 5 and scavenging the portion of the intake passage 3. The air bypass passage 41 corresponding to the return passage of the present invention has an inlet 41 a connected to the intake passage 3 upstream of the intercooler 13 and downstream of the compressor 8, and an outlet 41 b of EGR upstream of the EGR cooler 20. Connected to the passage 17. In the middle of the air bypass passage 41, an electric air bypass valve (ABV) 42 corresponding to the return on-off valve of the present invention is provided. ABV42 is comprised so that a valve body may be opened and closed by a solenoid.

この実施形態では、エンジン1の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御、EGR制御及び「減速時残留EGRガス掃気制御」等をそれぞれ実行するために、インジェクタ25、イグナイタ30、電子スロットル装置14のステップモータ22、EGR弁18のステップモータ31及びABV42が、それぞれエンジン1の運転状態に応じて電子制御装置(ECU)50により制御されるようになっている。ECU50は、中央処理装置(CPU)と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、CPUの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ECU50は、本発明の制御手段に相当する。外部出力回路には、イグナイタ30、インジェクタ25、各ステップモータ22,31及びABV42が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ23をはじめエンジン1の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段に相当する各種センサ27,51〜55が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。   In this embodiment, in order to execute fuel injection control, ignition timing control, intake air amount control, EGR control, “deceleration residual EGR gas scavenging control”, and the like according to the operating state of the engine 1, the injector 25 and igniter 30 The step motor 22 of the electronic throttle device 14, the step motor 31 of the EGR valve 18, and the ABV 42 are controlled by an electronic control unit (ECU) 50 according to the operating state of the engine 1. The ECU 50 stores in advance a central processing unit (CPU), a predetermined control program and the like, various memories for temporarily storing a calculation result of the CPU, and the like, an external input circuit connected to these parts, and an external And an output circuit. The ECU 50 corresponds to the control means of the present invention. An igniter 30, an injector 25, step motors 22 and 31, and an ABV 42 are connected to the external output circuit. Various sensors 27 and 51 to 55 corresponding to the operating state detecting means of the present invention for detecting the operating state of the engine 1 including the throttle sensor 23 are connected to the external input circuit so that various engine signals are input. It has become.

ここで、各種センサとして、スロットルセンサ23の他に、アクセルセンサ27、吸気圧センサ51、回転速度センサ52、水温センサ53、エアフローメータ54及び空燃比センサ55が設けられる。アクセルセンサ27は、アクセルペダル26の操作量であるアクセル開度ACCPを検出する。アクセルペダル26は、エンジン1の動作を操作するための操作手段に相当する。吸気圧センサ51は、サージタンク3aにおける吸気圧PMを検出する。すなわち、吸気圧センサ51は、EGR通路17から吸気通路3へEGRガスが流れ込む位置より下流の吸気通路3(サージタンク3a)における吸気圧PMを検出するようになっている。回転速度センサ52は、エンジン1のクランクシャフト1aの回転角(クランク角)を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン1の回転速度(エンジン回転速度)NEとして検出する。水温センサ53は、エンジン1の冷却水温THWを検出する。すなわち、水温センサ53は、温度状態検出手段に相当し、エンジン1の温度状態を示す冷却水温THWを検出するようになっている。エアフローメータ54は、エアクリーナ6の直下流の吸気通路3を流れる吸気量Gaを検出する。空燃比センサ55は、触媒コンバータ15の直上流の排気通路5に設けられ、排気中の空燃比A/Fを検出する。   Here, in addition to the throttle sensor 23, an accelerator sensor 27, an intake pressure sensor 51, a rotation speed sensor 52, a water temperature sensor 53, an air flow meter 54, and an air-fuel ratio sensor 55 are provided as various sensors. The accelerator sensor 27 detects an accelerator opening ACCP that is an operation amount of the accelerator pedal 26. The accelerator pedal 26 corresponds to an operating means for operating the operation of the engine 1. The intake pressure sensor 51 detects the intake pressure PM in the surge tank 3a. That is, the intake pressure sensor 51 detects the intake pressure PM in the intake passage 3 (surge tank 3a) downstream from the position where EGR gas flows from the EGR passage 17 into the intake passage 3. The rotational speed sensor 52 detects the rotational angle (crank angle) of the crankshaft 1a of the engine 1 and detects the change in the crank angle as the rotational speed (engine rotational speed) NE of the engine 1. The water temperature sensor 53 detects the cooling water temperature THW of the engine 1. That is, the water temperature sensor 53 corresponds to a temperature state detecting means and detects the cooling water temperature THW indicating the temperature state of the engine 1. The air flow meter 54 detects the intake air amount Ga flowing through the intake passage 3 immediately downstream of the air cleaner 6. The air-fuel ratio sensor 55 is provided in the exhaust passage 5 immediately upstream of the catalytic converter 15, and detects the air-fuel ratio A / F in the exhaust.

この実施形態において、ECU50は、エンジン1の全運転領域において、エンジン1の運転状態に応じてEGRを制御するためにEGR弁18を制御するようになっている。また、ECU50は、エンジン減速時に、後述する制御を実行するようになっている。   In this embodiment, the ECU 50 controls the EGR valve 18 in order to control the EGR in accordance with the operation state of the engine 1 in the entire operation region of the engine 1. Further, the ECU 50 is configured to execute control described later when the engine is decelerated.

ここで、この実施形態では、EGR通路17の出口17aから電子スロットル装置14までの吸気通路3の経路が比較的長いことから、エンジン1の減速時に電子スロットル装置14を閉弁制御することで、その経路にEGRガスが滞留又は残留することになる。このため、その残留EGRガスが燃焼室16へ流れ込むことでエンジン1の減速失火を招くおそれがある。そこで、この実施形態では、エンジン1の減速時に電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に残留するEGRガスを早めに排気通路5へ戻してその吸気通路3の部分を掃気するために、ECU50が「減速時残留EGRガス掃気制御」を実行するようになっている。この実施形態で、上記したエアバイパス通路41、ABV41及びECU50により、本発明の排気還流ガス戻し手段が構成される。   Here, in this embodiment, since the path of the intake passage 3 from the outlet 17a of the EGR passage 17 to the electronic throttle device 14 is relatively long, the electronic throttle device 14 is controlled to be closed when the engine 1 is decelerated. EGR gas stays or remains in the path. For this reason, the residual EGR gas flows into the combustion chamber 16 and may cause a deceleration misfire of the engine 1. Therefore, in this embodiment, when the engine 1 is decelerated, the EGR gas remaining in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 is quickly returned to the exhaust passage 5 to scavenge the portion of the intake passage 3. Further, the ECU 50 is configured to execute “residual EGR gas scavenging control during deceleration”. In this embodiment, the above-described air bypass passage 41, ABV 41 and ECU 50 constitute the exhaust gas recirculation gas returning means of the present invention.

図3に「減速時残留EGRガス掃気制御」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the processing content of “residual EGR gas scavenging control during deceleration”.

処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ100で、ECU50は、各種センサ等51〜55の検出値等に基づき各種エンジン信号を取り込む。   When the processing shifts to this routine, first, at step 100, the ECU 50 captures various engine signals based on the detection values of the various sensors 51-55.

次に、ステップ101で、ECU50は、EGRがオンか否か、すなわち、EGR実行中か否かを判断する。ECU50は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ100へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ102へ移行する。   Next, at step 101, the ECU 50 determines whether or not EGR is on, that is, whether or not EGR is being executed. When this determination result is negative, the ECU 50 returns the process to step 100, and when this determination result is affirmative, the process proceeds to step 102.

ステップ102で、ECU50は、アクセルセンサ27の検出値に基づき、アクセル開度変化ΔACCPを求める。ECU50は、所定の処理周期において今回検出されるアクセル開度ACCPと前回検出されたアクセル開度ACCPとの差からアクセル開度変化ΔACCPを求める。   In step 102, the ECU 50 obtains the accelerator opening change ΔACCP based on the detection value of the accelerator sensor 27. The ECU 50 obtains the accelerator opening change ΔACCP from the difference between the accelerator opening ACCP detected this time and the accelerator opening ACCP detected last time in a predetermined processing cycle.

次に、ステップ103で、ECU50は、EGRオンからのエンジン1の急減速要求が有るか否かを判断する。ECU50は、この急減速要求の有無を、アクセル開度変化ΔACCPに基づいて判断する。例えば、アクセル開度変化ΔACCPが所定値よりも大きいときに急減速要求が有ったと判断することができる。ECU50は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ100へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ104へ移行する。   Next, in step 103, the ECU 50 determines whether or not there is a request for rapid deceleration of the engine 1 since EGR is on. The ECU 50 determines whether or not there is a sudden deceleration request based on the accelerator opening change ΔACCP. For example, it can be determined that there has been a sudden deceleration request when the accelerator opening change ΔACCP is greater than a predetermined value. When this determination result is negative, the ECU 50 returns the process to step 100, and when this determination result is affirmative, the process proceeds to step 104.

ステップ104で、ECU50は、EGR弁18を閉弁する。これにより、EGR通路17を遮断する。   In step 104, the ECU 50 closes the EGR valve 18. Thereby, the EGR passage 17 is shut off.

次に、ステップ105で、ECU50は、回転速度センサ52の検出値に基づきエンジン回転速度NEを取り込む。   Next, at step 105, the ECU 50 takes in the engine rotation speed NE based on the detection value of the rotation speed sensor 52.

次に、ステップ106で、ECU50は、減速前の吸気圧PMin又はエンジン負荷KLを取り込む。ここで、ECU50は、エンジン1が減速される前の吸気圧PMを、減速前の吸気圧PMinとして取り込む。また、ECU50は、エンジン負荷KLを、エンジン回転速度NEと吸気量Ga又は吸気圧PMとの関係から求めることができる。   Next, in step 106, the ECU 50 takes in the intake pressure PMin before the deceleration or the engine load KL. Here, the ECU 50 takes in the intake pressure PM before the engine 1 is decelerated as the intake pressure PMin before the deceleration. Further, the ECU 50 can determine the engine load KL from the relationship between the engine rotational speed NE and the intake air amount Ga or the intake pressure PM.

次に、ECU50は、ステップ107で、アクセル開度ACCPを取り込み、ステップ108で、アクセル開度ACCPに基づきエンジン減速時の目標スロットル開度TTAdを求める。ECU50は、予め設定された目標開度マップ(図示略)を参照することでこの処理を行うことができる。   Next, in step 107, the ECU 50 takes in the accelerator opening ACCP, and in step 108, obtains a target throttle opening TTAd during engine deceleration based on the accelerator opening ACCP. The ECU 50 can perform this process by referring to a preset target opening degree map (not shown).

次に、ステップ109で、ECU50は、減速時の目標スロットル開度TTAdに基づき電子スロットル装置14を制御する。これにより、スロットル弁21が目標スロットル開度TTAdへ閉弁され、吸気通路3から燃焼室16へ取り込まれる吸気量が絞られてエンジン1が減速される。   Next, in step 109, the ECU 50 controls the electronic throttle device 14 based on the target throttle opening degree TTAd at the time of deceleration. As a result, the throttle valve 21 is closed to the target throttle opening degree TTAd, the amount of intake air taken into the combustion chamber 16 from the intake passage 3 is reduced, and the engine 1 is decelerated.

次に、ステップ110で、ECU50は、スロットルセンサ23の検出値に基づき、減速時のスロットル開度TAdを取り込む。   Next, at step 110, the ECU 50 takes in the throttle opening degree TAd during deceleration based on the detection value of the throttle sensor 23.

次に、ステップ111で、ECU50は、減速前の吸気圧PMin、エンジン回転速度NE及び減速時のスロットル開度TAdに基づき、エンジン減速時の掃気時間Tpmtaを求める。ここで、掃気時間Tpmtaとは、エンジン減速時にスロットル弁上流側吸気圧PMtaが、背圧PMexに所定値αを加算した値「PMex+α」を上回る時間を意味する。スロットル弁上流側吸気圧PMtaは、過給機7の動作に伴う過給圧を意味する。ECU50は、この掃気時間Tpmtaを、後述する図5に示す掃気時間マップを参照することで求めることができる。   Next, in step 111, the ECU 50 obtains the scavenging time Tpmta during engine deceleration based on the intake pressure PMin before deceleration, the engine speed NE, and the throttle opening degree TAd during deceleration. Here, the scavenging time Tpmta means a time during which the throttle valve upstream intake pressure PMta exceeds the value “PMex + α” obtained by adding a predetermined value α to the back pressure PMex during engine deceleration. The throttle valve upstream intake pressure PMta means a supercharging pressure associated with the operation of the supercharger 7. The ECU 50 can obtain the scavenging time Tpmta by referring to a scavenging time map shown in FIG.

ここで、図4に、スロットル開度TAと背圧PMexとの関係をグラフにより示す。図5に、急減速前のスロットル弁上流側吸気圧PMtaと、減速時のスロットル開度TAdと、掃気時間Tpmtaとの関係を3次元の掃気時間マップにより示す。背圧PMexは、エンジン1から排出される排気ガスの圧力を意味し、図4に示すように、スロットル開度TAが大きくなるに連れて曲線的に増える関係にある。図5に示すように、掃気時間Tpmtaは、急減速前のスロットル弁上流側吸気圧PMtaが、大気圧より大きくなるに連れて増大し、減速時のスロットル開度TAdが大きくなるに連れて減少するように設定される。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the throttle opening degree TA and the back pressure PMex. FIG. 5 shows a relationship among the throttle valve upstream intake pressure PMta before sudden deceleration, the throttle opening degree TAd during deceleration, and the scavenging time Tpmta by a three-dimensional scavenging time map. The back pressure PMex means the pressure of the exhaust gas discharged from the engine 1, and as shown in FIG. 4, the back pressure PMex increases in a curve as the throttle opening degree TA increases. As shown in FIG. 5, the scavenging time Tpmta increases as the throttle valve upstream intake pressure PMta before sudden deceleration increases from the atmospheric pressure, and decreases as the throttle opening degree TAd during deceleration increases. Set to do.

そして、ステップ112で、ECU50は、求められた掃気時間Tpmtaが「0」より大きいか否かを判断する。ECU50は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ100へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ113へ移行する。   In step 112, the ECU 50 determines whether or not the obtained scavenging time Tpmta is greater than “0”. When this determination result is negative, the ECU 50 returns the process to step 100, and when this determination result is affirmative, the process proceeds to step 113.

ステップ113で、ECU50は、ABV42を開弁する。このABV42の開弁により、コンプレッサ8より下流の吸気通路3が、エアバイパス通路41等を介して排気通路5へ通じることになり、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に残留していたEGRガスが、エアバイパス通路41を介して排気通路5へ排出されることとなる。   In step 113, the ECU 50 opens the ABV 42. By opening the valve ABV 42, the intake passage 3 downstream from the compressor 8 leads to the exhaust passage 5 via the air bypass passage 41 and the like, and remains in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8. The EGR gas that has been discharged is discharged to the exhaust passage 5 through the air bypass passage 41.

次に、ステップ114で、ECU50は、エンジン1が減速を開始してからの経過時間(減速時間)が掃気時間Tpmtaを超えたか否かを判断する。そして、ECU50は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ113へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ115へ移行する。   Next, in step 114, the ECU 50 determines whether or not an elapsed time (deceleration time) after the engine 1 starts decelerating exceeds the scavenging time Tpmta. If this determination result is negative, the ECU 50 returns the process to step 113, and if this determination result is affirmative, the ECU 50 proceeds to step 115.

そして、ステップ115で、ECU50は、ABV42を閉弁した後、処理をステップ100へ戻す。このABV42の閉弁により、エアバイパス通路41が遮断される。   In step 115, the ECU 50 closes the ABV 42 and then returns the process to step 100. By closing the ABV 42, the air bypass passage 41 is blocked.

この実施形態の上記制御によれば、ECU50は、エンジン1の減速時に、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間だけ、ABV42を開弁すると共にEGR弁18を開弁するようになっている。   According to the control in this embodiment, the ECU 50 opens the ABV 42 and opens the EGR valve 18 only during a period when the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex when the engine 1 is decelerated. The valve opens.

ここで、上記制御に関する各種パラメータの挙動を図6にタイムチャートにより示す。図6において、時刻t1以前のエンジン1の定常運転時には、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回っている(同図(b))。そして、時刻t1で、アクセル開度ACCPが全閉になると、スロットル開度TAが全閉へ向けて閉弁する(同図(a))と共に、EGR弁18が全閉に閉弁する(同図(d))。   Here, the behavior of various parameters related to the above control is shown in FIG. In FIG. 6, during steady operation of the engine 1 before time t1, the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex (FIG. 6B). At time t1, when the accelerator opening ACCP is fully closed, the throttle opening TA is closed toward the fully closed position (FIG. 5A), and the EGR valve 18 is fully closed (same as above). (D).

その後、時刻t2で、スロットル開度TAが全閉になると(同図(a))、ABV42が全開へ向けて開弁する(同図(c))。その後、時刻t2〜t3の間で、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)は一旦上昇した後、徐々に低下する(同図(b)太線)。また、背圧PMexは、時刻t2から徐々に低下し、やがて一定値となる(同図(b))。このとき、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に滞留又は残留していたEGRガスは、エアバイパス通路41を通じて排気通路3へ排出され、その吸気通路3の部分が掃気される。これに対し、時刻t2で、ABV42が開弁しない場合は、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が急上昇した後、徐々に低下する(同図(b)2点鎖線)。このとき、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3では、EGRガスが残留したままとなる。   Thereafter, when the throttle opening degree TA is fully closed at time t2 (FIG. 5A), the ABV 42 is opened toward the fully open position (FIG. 5C). Thereafter, between times t2 and t3, the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) once increases and then gradually decreases (thick line in FIG. 4B). Further, the back pressure PMex gradually decreases from time t2, and eventually becomes a constant value ((b) in the figure). At this time, the EGR gas staying or remaining in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 is discharged to the exhaust passage 3 through the air bypass passage 41, and the portion of the intake passage 3 is scavenged. . On the other hand, when the ABV 42 does not open at time t2, the throttle valve upstream side intake pressure PMta (supercharging pressure) rapidly increases and then gradually decreases (two-dot chain line in FIG. 2B). At this time, the EGR gas remains in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8.

そして、時刻t3で、時刻t2からの減速時間が掃気時間Tpmtaを超えると、ABV42が全閉へ向けて閉弁する(同図(c))。   At time t3, when the deceleration time from time t2 exceeds the scavenging time Tpmta, the ABV 42 closes toward full closure ((c) in the figure).

以上説明した本実施形態における過給機付きエンジンの排気還流装置によれば、過給機7を備えたエンジン1において、EGR通路17の入口17bがタービン9より下流の排気通路5に接続され、EGR通路17の出口17aがコンプレッサ8より上流の吸気通路3に接続される。従って、電子スロットル装置14が閉弁されるエンジン1の減速時には、EGR通路17から吸気通路3へ流れたEGRガスが、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に残留することになる。また、エンジン1の減速時には、コンプレッサ8の回転が低下するまでの間で、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3における過給圧が高くなる。ここで、排気還流ガス戻し手段は、エンジン1の減速時に、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3におけるスロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が排気通路5における背圧PMexを上回る期間だけ、その吸気通路3の部分に残留するEGRガスを排気通路5へ戻す。より詳細には、ECU50は、エンジン1の減速時に、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間だけ、ABV42を開弁すると共にEGR弁18を閉弁する。これにより、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3からエアバイパス通路41を介して残留EGRガスが排気通路5へ流れて除去され、代わりにその吸気通路3の部分に吸気が流れ込んで掃気される。また、吸気通路3に残留するEGRガス又は新気が燃焼室16へ流れることがない。このため、エンジン1の減速時に、エンジン1の減速失火や出力上昇をさせることなく、吸気通路3に残留するEGRガスを早めに処理して吸気通路3を掃気することができる。   According to the exhaust gas recirculation device for a turbocharged engine in the present embodiment described above, in the engine 1 provided with the supercharger 7, the inlet 17b of the EGR passage 17 is connected to the exhaust passage 5 downstream from the turbine 9, An outlet 17 a of the EGR passage 17 is connected to the intake passage 3 upstream from the compressor 8. Therefore, when the engine 1 in which the electronic throttle device 14 is closed is decelerated, the EGR gas flowing from the EGR passage 17 to the intake passage 3 remains in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8. Become. Further, when the engine 1 is decelerated, the boost pressure in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 increases until the rotation of the compressor 8 decreases. Here, the exhaust gas recirculation gas returning means is configured such that the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 is the back pressure in the exhaust passage 5 when the engine 1 is decelerated. The EGR gas remaining in the intake passage 3 is returned to the exhaust passage 5 only during a period exceeding PMex. More specifically, when the engine 1 is decelerated, the ECU 50 opens the ABV 42 and closes the EGR valve 18 only during a period in which the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex. As a result, the residual EGR gas flows from the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 to the compressor 8 through the air bypass passage 41 to the exhaust passage 5 and is removed, and instead, the intake air flows into the intake passage 3 portion. It is scavenged at. Further, EGR gas or fresh air remaining in the intake passage 3 does not flow to the combustion chamber 16. For this reason, when the engine 1 is decelerated, the EGR gas remaining in the intake passage 3 can be processed early and the intake passage 3 can be scavenged without decelerating misfire or increasing the output of the engine 1.

この実施形態では、ECU50が、吸気圧センサ51、回転速度センサ52及びスロットルセンサ23により検出される、エンジン1の減速前における吸気圧PMin及びエンジン回転速度NE、並びにエンジン1の減速時におけるスロットル開度TAに基づき、エンジン1の減速時にスロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間を求める。ここで、エンジン1の減速前における吸気圧PMin及びエンジン回転速度NEは、減速前のスロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)の大きさと相関性を有する。また、エンジン1の減速時におけるスロットル開度TAは、エンジン1の減速時からのスロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)の減衰の程度と相関性を有する。従って、これらパラメータにより、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間、すなわち掃気時間Tpmtaを推定的に求めることが可能となる。このため、残留EGRガスを所定時間だけ一律に排出させる場合と比べ、減速前のエンジン1の運転状態に応じて残留EGRガスを適正に処理することができる。   In this embodiment, the ECU 50 detects the intake pressure PMin and the engine rotational speed NE before the engine 1 is decelerated and the throttle opening when the engine 1 is decelerated, which are detected by the intake pressure sensor 51, the rotational speed sensor 52 and the throttle sensor 23. Based on the degree TA, a period during which the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex when the engine 1 is decelerated is obtained. Here, the intake pressure PMin and the engine rotational speed NE before the deceleration of the engine 1 have a correlation with the magnitude of the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) before the deceleration. The throttle opening degree TA when the engine 1 is decelerated has a correlation with the degree of attenuation of the throttle valve upstream side intake pressure PMta (supercharging pressure) from when the engine 1 is decelerated. Therefore, it is possible to estimate the period during which the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex, that is, the scavenging time Tpmta, using these parameters. For this reason, compared with the case where residual EGR gas is uniformly discharged only for a predetermined time, the residual EGR gas can be appropriately processed according to the operating state of the engine 1 before deceleration.

<第2実施形態>
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment in which the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.

なお、以下の各実施形態において、前記第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。   In the following embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points are mainly described.

この実施形態では、本発明の排気還流ガス戻し手段の構成と「減速時残留EGRガス掃気制御」の処理内容の点で第1実施形態と構成が異なる。図7に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。図7に示すように、この実施形態では、エアバイパス通路41の出口41bが、コンプレッサ8より上流の吸気通路3に接続される。すなわち、この実施形態のエアバイパス通路41は、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3を、コンプレッサ8より上流の吸気通路3へバイパスするように構成される。エアバイパス通路41は、本発明のバイパス通路に相当し、ABV42は、本発明のバイパス開閉弁に相当する。また、エアクリーナ6より下流であってEGR通路17の出口17aより上流の吸気通路3には、同吸気通路3を開閉する本発明の吸気開閉弁としての逆止弁43が設けられる。この逆止弁43は、吸気通路3に配置されるバタフライ形のスロットル弁44と、そのスロットル弁44を開閉駆動するためのステップモータ45とを備える。このステップモータ45は、ECU50により制御されるように構成される。   This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the exhaust gas recirculation gas returning means of the present invention and the processing content of “deceleration residual EGR gas scavenging control”. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the engine system in this embodiment. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the outlet 41 b of the air bypass passage 41 is connected to the intake passage 3 upstream of the compressor 8. That is, the air bypass passage 41 of this embodiment is configured to bypass the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 to the intake passage 3 upstream of the compressor 8. The air bypass passage 41 corresponds to the bypass passage of the present invention, and the ABV 42 corresponds to the bypass on-off valve of the present invention. The intake passage 3 downstream of the air cleaner 6 and upstream of the outlet 17a of the EGR passage 17 is provided with a check valve 43 as an intake opening / closing valve of the present invention that opens and closes the intake passage 3. The check valve 43 includes a butterfly throttle valve 44 disposed in the intake passage 3 and a step motor 45 for opening and closing the throttle valve 44. The step motor 45 is configured to be controlled by the ECU 50.

図8に、この実施形態の「減速時残留EGRガス掃気制御」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。   FIG. 8 is a flowchart showing an example of the processing content of the “deceleration residual EGR gas scavenging control” according to this embodiment.

この図8のフローチャートでは、図3のフローチャートにおけるステップ104の処理が省略され、ステップ113とステップ114との間にステップ201とステップ202の処理が加えられ、ステップ114とステップ115との間にステップ203とステップ204の処理が加えられる点で第1実施形態における図3のフローチャートの処理内容と異なる。   In the flowchart of FIG. 8, the processing of step 104 in the flowchart of FIG. 3 is omitted, the processing of step 201 and step 202 is added between step 113 and step 114, and the step between step 114 and step 115 is performed. The processing content of the flowchart of FIG. 3 in the first embodiment is different in that the processing of step 203 and step 204 is added.

すなわち、ステップ103の判断結果が肯定となる場合、ECU50は、EGR弁18を閉弁することなく、ステップ105へ移行してエンジン回転速度NEを取り込む。   That is, if the determination result in step 103 is affirmative, the ECU 50 proceeds to step 105 without closing the EGR valve 18 and takes in the engine rotational speed NE.

また、ステップ112の判断結果が肯定となる場合、ECU50は、ステップ113で、ABV42を開弁すると共に、ステップ201で、逆止弁43を閉弁し、ステップ202で、EGR弁18を開弁する。すなわち、ステップ201で、ECU50は、逆止弁43を閉弁するためにステップモータ45を駆動制御する。また、ステップ202で、EGRオン状態からの処理であることから、既に開弁しているEGR弁18の開弁を継続させる。これらABV42、逆止弁43及びEGR弁18の制御により、コンプレッサ8より下流の吸気通路3が、エアバイパス通路41、吸気通路3及びEGR通路17を介して排気通路5へ通じることになり、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に残留していたEGRガスが、これら各通路41,3,17を介して排気通路5へ排出されることとなる。このとき、逆止弁43が閉弁されているので、残留EGRガスがエアクリーナ6へ逆流することがなく、エアフローメータ54をEGRガスから保護することができる。   If the determination result in step 112 is affirmative, the ECU 50 opens the ABV 42 in step 113, closes the check valve 43 in step 201, and opens the EGR valve 18 in step 202. To do. That is, in step 201, the ECU 50 controls the drive of the step motor 45 in order to close the check valve 43. In step 202, since the process starts from the EGR on state, the valve opening of the EGR valve 18 that has already been opened is continued. By controlling the ABV 42, the check valve 43 and the EGR valve 18, the intake passage 3 downstream from the compressor 8 leads to the exhaust passage 5 via the air bypass passage 41, the intake passage 3 and the EGR passage 17. The EGR gas remaining in the intake passage 3 between the throttle device 14 and the compressor 8 is discharged to the exhaust passage 5 through these passages 41, 3, and 17. At this time, since the check valve 43 is closed, the residual EGR gas does not flow back to the air cleaner 6 and the air flow meter 54 can be protected from the EGR gas.

一方、ステップ114の判断結果が肯定となる場合、ECU50は、ステップ203で、EGR弁18を閉弁し、ステップ204で、逆止弁43を開弁し、ステップ115で、ABV42を閉弁する。すなわち、ステップ203で、ECU50は、エンジン1の減速時に合わせて開弁していたEGR弁18を全閉に閉弁させる。また、ステップ204で、ECU50は、逆止弁43を開弁するためにステップモータ45を駆動制御する。こ
れらABV42、逆止弁43及びEGR弁18の制御により、エアバイパス通路41が遮断されると共に、EGR通路17が遮断される。また、逆止弁43が開弁されるので、エアクリーナ6から吸気通路3への空気の取り込みが可能となる。
On the other hand, if the determination result in step 114 is affirmative, the ECU 50 closes the EGR valve 18 in step 203, opens the check valve 43 in step 204, and closes the ABV 42 in step 115. . That is, in step 203, the ECU 50 causes the EGR valve 18 that has been opened at the time of deceleration of the engine 1 to be fully closed. In step 204, the ECU 50 controls the drive of the step motor 45 in order to open the check valve 43. By controlling the ABV 42, the check valve 43, and the EGR valve 18, the air bypass passage 41 and the EGR passage 17 are shut off. Further, since the check valve 43 is opened, air can be taken into the intake passage 3 from the air cleaner 6.

この実施形態の上記制御によれば、ECU50は、エンジン1の減速時に、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間だけ、ABV42及びEGR弁18を開弁すると共に、逆止弁43を閉弁するようになっている。   According to the control of this embodiment, the ECU 50 opens the ABV 42 and the EGR valve 18 only during a period in which the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex when the engine 1 is decelerated. The check valve 43 is closed.

ここで、上記制御に関する各種パラメータの挙動を図9にタイムチャートにより示す。図9において、時刻t1以前のエンジン1の定常運転時には、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回っている(同図(b))。そして、時刻t1で、アクセル開度ACCPが全閉になると、スロットル開度TAが全閉へ向けて閉弁する(同図(a))。このときEGR弁18は開弁状態にある(同図(d))。   Here, the behavior of various parameters relating to the above control is shown in FIG. In FIG. 9, at the time of steady operation of the engine 1 before time t1, the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex (FIG. 9B). At time t1, when the accelerator opening ACCP is fully closed, the throttle opening TA is closed toward the fully closed position (FIG. 5A). At this time, the EGR valve 18 is in an open state ((d) in the figure).

その後、時刻t2で、スロットル開度TAが全閉になると(同図(a))、ABV42が全開へ向かって開弁する(同図(c))と共に、EGR弁18が開弁状態を維持する(同図(d))。また、逆止弁43が、全開状態から全閉へ向けて閉弁する(同図(e))。その後、時刻t2〜t3の間で、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)は一旦上昇した後、徐々に低下する(同図(b)太線)。また、背圧PMexは、時刻t2から徐々に低下し、やがて一定値となる(同図(b))。このとき、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3に滞留又は残留していたEGRガスは、エアバイパス通路41、吸気通路3及びEGR通路17を通じて排気通路3へ排出され、その吸気通路3の部分が掃気される。これに対し、時刻t2で、ABV42が開弁しない場合は、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が急上昇した後、徐々に低下する(同図(b)2点鎖線)。このとき、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3では、EGRガスが残留したままとなる。   Thereafter, when the throttle opening degree TA is fully closed at time t2 (FIG. 1A), the ABV 42 is opened toward the fully open state (FIG. 3C), and the EGR valve 18 is kept open. ((D) in the figure). Further, the check valve 43 is closed from the fully open state toward the fully closed state ((e) in the figure). Thereafter, between times t2 and t3, the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) once increases and then gradually decreases (thick line in FIG. 4B). Further, the back pressure PMex gradually decreases from time t2, and eventually becomes a constant value ((b) in the figure). At this time, the EGR gas staying or remaining in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 is discharged to the exhaust passage 3 through the air bypass passage 41, the intake passage 3 and the EGR passage 17, and the intake air The portion of the passage 3 is scavenged. On the other hand, when the ABV 42 does not open at time t2, the throttle valve upstream side intake pressure PMta (supercharging pressure) rapidly increases and then gradually decreases (two-dot chain line in FIG. 2B). At this time, the EGR gas remains in the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8.

そして、時刻t3で、時刻t2からの減速時間が掃気時間Tpmtaを超えると、ABV42が全閉へ向けて閉弁する(同図(c))と共に、EGR弁18が全閉へ向けて閉弁する(同図(d))。また、逆止弁43が、全開へ向けて開弁する(同図(e))。   At time t3, when the deceleration time from time t2 exceeds the scavenging time Tpmta, the ABV 42 is closed toward the fully closed state ((c) in the figure), and the EGR valve 18 is closed toward the fully closed state. ((D) in the figure). Further, the check valve 43 is opened toward the fully open position ((e) in the figure).

以上説明した本実施形態における過給機付きエンジンの排気還流装置によれば、ECU50は、エンジン1の減速時に、スロットル弁上流側吸気圧PMta(過給圧)が背圧PMexを上回る期間だけ、ABV42及びEGR弁18を開弁すると共に、逆止弁43を閉弁する。これにより、電子スロットル装置14からコンプレッサ8までの間の吸気通路3からエアバイパス通路41、コンプレッサ8より上流の吸気通路3及びEGR通路17を介して残留EGRガスが排気通路5へ流れて除去され、代わりにその吸気通路3の部分に吸気が流れ込んで掃気される。また、吸気通路3に残留するEGRガス又は新気が燃焼室16へ流れることがない。このため、エンジン1の減速時に、エンジン1の減速失火や出力上昇をさせることなく、吸気通路3に残留するEGRガスを早めに排気通路5へ処理して吸気通路3を掃気することができる。   According to the exhaust gas recirculation apparatus for an engine with a supercharger in the present embodiment described above, the ECU 50 performs only the period when the throttle valve upstream intake pressure PMta (supercharging pressure) exceeds the back pressure PMex when the engine 1 is decelerated. The ABV 42 and the EGR valve 18 are opened, and the check valve 43 is closed. As a result, the residual EGR gas flows to the exhaust passage 5 through the intake passage 3 between the electronic throttle device 14 and the compressor 8 via the air bypass passage 41, the intake passage 3 upstream of the compressor 8 and the EGR passage 17, and is removed. Instead, the intake air flows into the portion of the intake passage 3 and is scavenged. Further, EGR gas or fresh air remaining in the intake passage 3 does not flow to the combustion chamber 16. For this reason, when the engine 1 is decelerated, the EGR gas remaining in the intake passage 3 can be processed early into the exhaust passage 5 and the intake passage 3 can be scavenged without causing a deceleration misfire or an increase in output of the engine 1.

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a part of the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.

例えば、前記第1実施形態では、エアバイパス通路41の出口41bをEGR通路17に接続したが、エアバイパス通路の出口を排気通路へ直接接続することもできる。   For example, in the first embodiment, the outlet 41b of the air bypass passage 41 is connected to the EGR passage 17, but the outlet of the air bypass passage can be directly connected to the exhaust passage.

この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず自動車用エンジンに利用することができる。   The present invention can be used for an automobile engine regardless of, for example, a gasoline engine or a diesel engine.

1 エンジン
3 吸気通路
3a サージタンク(吸気通路)
5 排気通路
7 過給機
8 コンプレッサ
9 タービン
10 回転軸
14 電子スロットル装置(吸気量調節弁)
16 燃焼室
17 EGR通路(排気還流通路)
17a 出口
17b 入口
18 EGR弁(排気還流弁)
23 スロットルセンサ(運転状態検出手段)
27 アクセルセンサ(運転状態検出手段)
41 エアバイパス通路(戻し通路、バイパス通路)
41a 入口
41b 出口
42 ABV(戻し開閉弁、バイパス開閉弁)
43 逆止弁(吸気開閉弁)
50 ECU(制御手段)
51 吸気圧センサ(運転状態検出手段)
52 回転速度センサ(運転状態検出手段)
53 水温センサ(運転状態検出手段)
54 エアフローメータ(運転状態検出手段)
55 空燃比センサ(運転状態検出手段)
TA スロットル開度
NE エンジン回転速度
PMin 減速前の吸気圧
Tpmta 掃気時間
1 Engine 3 Intake passage 3a Surge tank (Intake passage)
5 Exhaust passage 7 Supercharger 8 Compressor 9 Turbine 10 Rotating shaft 14 Electronic throttle device (intake air amount adjustment valve)
16 Combustion chamber 17 EGR passage (exhaust gas recirculation passage)
17a outlet 17b inlet 18 EGR valve (exhaust gas recirculation valve)
23 Throttle sensor (operating state detection means)
27 Accelerator sensor (operating state detection means)
41 Air bypass passage (return passage, bypass passage)
41a Inlet 41b Outlet 42 ABV (return on-off valve, bypass on-off valve)
43 Check valve (intake on / off valve)
50 ECU (control means)
51 Intake pressure sensor (operating state detection means)
52 Rotational speed sensor (Operating state detection means)
53 Water temperature sensor (Operating state detection means)
54 Air flow meter (Operating state detection means)
55 Air-fuel ratio sensor (operating state detection means)
TA throttle opening NE engine speed PMin intake pressure before deceleration Tpmta scavenging time

Claims (4)

エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、前記吸気通路における吸気を過給圧により昇圧させるための過給機と、
前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、
前記吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記エンジンの燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続されることと、
前記排気還流通路における前記排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁と
を備えた過給機付きエンジンの排気還流装置において、
前記吸気量調節弁が閉弁される前記エンジンの減速時に、前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路における前記過給圧が前記排気通路における背圧を上回る期間だけ、前記排気還流通路から前記吸気通路へ流れて前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に残留する前記排気還流ガスを前記排気通路へ戻すための排気還流ガス戻し手段を備えたことを特徴とする過給機付きエンジンの排気還流装置。
A turbocharger that is provided between an intake passage and an exhaust passage of the engine and boosts intake air in the intake passage by a supercharging pressure;
The supercharger includes a compressor disposed in the intake passage, a turbine disposed in the exhaust passage, and a rotation shaft that connects the compressor and the turbine so as to be integrally rotatable.
An intake air amount adjusting valve for adjusting an intake air amount flowing through the intake passage;
An exhaust gas recirculation passage that causes a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine to flow into the intake passage as exhaust gas recirculation gas and recirculates to the combustion chamber;
The exhaust gas recirculation passage has an inlet connected to the exhaust passage downstream of the turbine and an outlet connected to the intake passage upstream of the compressor;
In an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, comprising an exhaust gas recirculation valve for adjusting the flow of the exhaust gas recirculation gas in the exhaust gas recirculation passage,
At the time of deceleration of the engine in which the intake air amount adjustment valve is closed, the supercharging pressure in the intake passage upstream from the intake air amount adjustment valve is from the exhaust gas recirculation passage only during a period in which the boost pressure exceeds the back pressure in the exhaust passage. An engine with a supercharger comprising exhaust recirculation gas return means for returning the exhaust gas recirculation gas flowing into the intake passage and remaining in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve to the exhaust passage. Exhaust gas recirculation device.
前記排気還流ガス戻し手段は、前記吸気量調節弁より上流であって前記コンプレッサより下流の前記吸気通路に残留する排気還流ガスを前記排気通路へ流す戻し通路と、前記戻し通路を開閉する戻し開閉弁と、制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記エンジンの減速時に前記過給圧が前記背圧を上回る期間だけ、前記戻し開閉弁を開弁すると共に前記排気還流弁を閉弁する
ことを特徴とする請求項1に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置。
The exhaust recirculation gas return means includes a return passage for flowing exhaust recirculation gas remaining in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve and downstream of the compressor to the exhaust passage, and a return opening and closing for opening and closing the return passage. Including a valve and control means,
The said control means opens the said return on-off valve and closes the said exhaust gas recirculation valve only for the period when the said supercharging pressure exceeds the said back pressure at the time of the deceleration of the said engine. Exhaust gas recirculation device for supercharged engines.
前記排気還流ガス戻し手段は、前記吸気量調節弁より上流であって前記コンプレッサより下流の前記吸気通路を前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス開閉弁と、前記排気還流通路の前記出口より上流の前記吸気通路を開閉する吸気開閉弁と、制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記エンジンの減速時に前記過給圧が前記背圧を上回る期間だけ、前記バイパス開閉弁及び前記排気還流弁を開弁すると共に、前記吸気開閉弁を閉弁する
ことを特徴とする請求項1に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置。
The exhaust gas recirculation gas return means includes a bypass passage that bypasses the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve and downstream of the compressor to the intake passage upstream of the compressor, and bypass opening and closing that opens and closes the bypass passage A valve, an intake on-off valve that opens and closes the intake passage upstream from the outlet of the exhaust gas recirculation passage, and a control means,
The control means opens the bypass on-off valve and the exhaust gas recirculation valve and closes the intake on-off valve for a period in which the supercharging pressure exceeds the back pressure when the engine is decelerated. The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1.
前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記運転状態検出手段により検出される、前記エンジンの減速前における吸気圧及び前記エンジンの回転速度、並びに前記エンジンの減速時における前記吸気量調節弁の開度に基づき、前記エンジンの減速時に前記過給圧が前記背圧を上回る期間を求める
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置。
And further comprising an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine,
The control means is based on the intake pressure before the engine is decelerated and the rotational speed of the engine, and the opening of the intake air amount adjusting valve when the engine is decelerated, which is detected by the operating state detecting means. The exhaust gas recirculation apparatus for an engine with a supercharger according to claim 2 or 3, wherein a period during which the supercharging pressure exceeds the back pressure is determined during deceleration of the engine.
JP2012178272A 2012-08-10 2012-08-10 Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger Pending JP2014034959A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012178272A JP2014034959A (en) 2012-08-10 2012-08-10 Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012178272A JP2014034959A (en) 2012-08-10 2012-08-10 Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014034959A true JP2014034959A (en) 2014-02-24

Family

ID=50284087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012178272A Pending JP2014034959A (en) 2012-08-10 2012-08-10 Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014034959A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016205185A (en) * 2015-04-17 2016-12-08 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
JP2017524862A (en) * 2014-07-11 2017-08-31 エフエーファウ ユーロップ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングFEV Europe GmbH Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine and method for operating such an exhaust gas recirculation system
US20170314514A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 Hyundai Motor Company Engine system of vehicle
KR20180029687A (en) * 2016-09-13 2018-03-21 현대자동차주식회사 Engine system and method using the same
KR20180029679A (en) * 2016-09-13 2018-03-21 현대자동차주식회사 Engine system and method using the same
KR20190071077A (en) 2017-12-14 2019-06-24 현대자동차주식회사 Engine system for exhausting water and method using the same
CN113404599A (en) * 2021-06-28 2021-09-17 山西兰花大宁发电有限公司 Control method of gas internal combustion engine set

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017524862A (en) * 2014-07-11 2017-08-31 エフエーファウ ユーロップ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングFEV Europe GmbH Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine and method for operating such an exhaust gas recirculation system
JP2016205185A (en) * 2015-04-17 2016-12-08 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
US20170314514A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 Hyundai Motor Company Engine system of vehicle
CN107339170A (en) * 2016-04-28 2017-11-10 现代自动车株式会社 The engine system of vehicle
CN107339170B (en) * 2016-04-28 2020-07-28 现代自动车株式会社 Engine system of vehicle
US10337466B2 (en) 2016-04-28 2019-07-02 Hyundai Motor Company Engine system of vehicle
KR101896327B1 (en) * 2016-09-13 2018-09-07 현대자동차 주식회사 Engine system and method using the same
KR101927181B1 (en) * 2016-09-13 2018-12-10 현대자동차 주식회사 Engine system and method using the same
US10240540B2 (en) 2016-09-13 2019-03-26 Hyundai Motor Company Engine system and control method using the same
KR20180029679A (en) * 2016-09-13 2018-03-21 현대자동차주식회사 Engine system and method using the same
KR20180029687A (en) * 2016-09-13 2018-03-21 현대자동차주식회사 Engine system and method using the same
KR20190071077A (en) 2017-12-14 2019-06-24 현대자동차주식회사 Engine system for exhausting water and method using the same
KR102518588B1 (en) * 2017-12-14 2023-04-05 현대자동차 주식회사 Engine system for exhausting water and method using the same
CN113404599A (en) * 2021-06-28 2021-09-17 山西兰花大宁发电有限公司 Control method of gas internal combustion engine set

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6317114B2 (en) Control device for supercharged engine
JP5187123B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5545654B2 (en) Turbocharged internal combustion engine
JP2014020246A (en) Engine control device
JP2014034959A (en) Exhaust gas recirculation device of engine with supercharger
JP2014169644A (en) Control device for internal combustion engine
JP5649343B2 (en) Intake throttle control method for internal combustion engine
JP2009114952A (en) Control device for internal combustion engine
KR102144759B1 (en) Control method and control device of internal combustion engine
JP6005543B2 (en) Control device for supercharged engine
JP4911432B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5688959B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5679776B2 (en) Exhaust gas recirculation control method for internal combustion engine
JP6005534B2 (en) Control device for supercharged engine
JP6234810B2 (en) Engine control device
JP2019173578A (en) Engine control device
JP2015081578A (en) Internal combustion engine control device
JP6049563B2 (en) Engine control device
JP2019049219A (en) Engine system
JP4206934B2 (en) Supercharging system for internal combustion engines
JP2012225215A (en) Method for controlling ignition timing of internal combustion engine
JP2012188994A (en) Control apparatus for internal combustion engine with supercharger
JP2004316558A (en) Control device for supercharger with motor
US9885293B2 (en) Control apparatus of engine
WO2022014405A1 (en) Control device for internal combustion engine