JP2018017205A - Internal combustion engine, drive system of internal combustion engine and control method of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGRクーラーを備えた内燃機関、内燃機関の駆動システム及び内燃機関の制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including an EGR cooler, a drive system for the internal combustion engine, and a control method for the internal combustion engine.
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、排気ガスのNOx量を低減するために、EGRシステムが備えられる。このEGRシステムを構成する装置の一つに、排気ガスの一部であるEGRガスを冷却媒体(例えばエンジン冷却水)で冷却するEGRクーラーがある。 In an internal combustion engine such as a diesel engine, an EGR system is provided to reduce the NOx amount of exhaust gas. One of the devices constituting the EGR system is an EGR cooler that cools EGR gas, which is a part of exhaust gas, with a cooling medium (for example, engine coolant).
一方、多気筒エンジンの各気筒を複数の気筒群に分け、この複数の気筒群毎に吸気通路、排気通路、EGRクーラー等の吸排気関連制御装置を装着して、気筒群毎の吸入空気、EGRガスおよび排気ガスが互いに混合しない流れ流路の回路とした気筒群個別制御エンジンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, each cylinder of the multi-cylinder engine is divided into a plurality of cylinder groups, and intake / exhaust-related control devices such as an intake passage, an exhaust passage, and an EGR cooler are attached to each of the plurality of cylinder groups. A cylinder group individual control engine having a flow path circuit in which EGR gas and exhaust gas do not mix with each other has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このEGRクーラーにおいては、その内部の排気ガス流通用の流路に、エンジンオイルに起因するデポジットが徐々に堆積して詰まりが形成されていくという問題がある。このデポジットの詰まりは、EGRクーラーの前後差圧値を増大させるEGRガス流量の低下を招き、結果排気ガスのNOx量を増大させるため、定期的に燃焼除去する必要がある。 In this EGR cooler, there is a problem that deposits resulting from engine oil gradually accumulate in clogged exhaust gas passages inside the EGR cooler. This clogging of the deposit causes a decrease in the flow rate of the EGR gas that increases the differential pressure value across the EGR cooler, and as a result increases the amount of NOx in the exhaust gas.
本発明の目的は、エンジン全体でのNOx発生量を抑制しつつ、EGRクーラーのデポジットの詰まりを燃焼除去して、低コストでEGRクーラーの再生処理を行うことができる内燃機関、内燃機関の駆動システム及び内燃機関の制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to drive an internal combustion engine and an internal combustion engine capable of performing EGR cooler regeneration processing at a low cost by burning and removing clogged deposits in the EGR cooler while suppressing the amount of NOx generated in the entire engine. A system and a control method for an internal combustion engine are provided.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、内燃機関の各気筒を2つの気筒群に分けるとともに、この2つの気筒群の各々にターボ式過給システムを備えた吸気システム及びEGRシステムを備えて構成される内燃機関において、一方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に他方の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続し、前記他方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に前記一方の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続して構成されている。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention divides each cylinder of the internal combustion engine into two cylinder groups, and an intake system and an EGR system each having a turbo supercharging system in each of the two cylinder groups An EGR cooler and an EGR valve in which a part of exhaust gas from the other cylinder group flows in the intake passage of the intake system downstream of the turbo-charging system of one cylinder group is provided. The EGR passage is connected, and an EGR cooler and an EGR valve are provided in which a part of the exhaust gas from the one cylinder group flows into the intake passage of the intake system downstream of the turbo-charging system of the other cylinder group. The EGR passage is connected.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の駆動システムは、2つの内燃機関を有し、これらの内燃機関に対してそれぞれターボ式過給システムを備えた吸気システム及びEGRシステムを備えて構成される内燃機関の駆動システムにおいて、一方の内燃機関のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に他方の内燃機関の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続し、前記他方の内燃機関のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に前記一方の内燃機関の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続して構成されている。 In order to achieve the above object, a drive system for an internal combustion engine of the present invention has two internal combustion engines, and each of these internal combustion engines includes an intake system and an EGR system each having a turbo-charging system. In the drive system for an internal combustion engine configured as described above, an EGR cooler and an EGR in which a part of exhaust gas from the cylinder group of the other internal combustion engine flows in the intake passage of the intake system downstream of the turbocharging system of one internal combustion engine An EGR cooler which connects an EGR passage having a valve and allows a part of exhaust gas from a cylinder group of the one internal combustion engine to flow into an intake passage of an intake system downstream of the turbo-charging system of the other internal combustion engine And an EGR passage provided with an EGR valve.
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、内燃機関の各気筒を2つの気筒群に分けるとともに、この2つの気筒群の各々にターボ式過給システムを備えた吸気システム及びEGRシステムを備えて構成され、さらに、一方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に他方の気筒群からの排気ガスが流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続し、前記他方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に前記一方の気筒群からの排気ガスが流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続して構成される内燃機関の制御方法において、いずれかのEGR通路のEGRクーラーの再生処理を行うときに、この再生処理の対象とならないEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを閉弁すると共に、この再生処理の対象となるEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを開弁してその弁開度を調整制御する制御を行うことを特徴とする方法である。 The internal combustion engine control method of the present invention for achieving the above object divides each cylinder of the internal combustion engine into two cylinder groups, and each of the two cylinder groups is provided with a turbo-charging system. An EGR cooler and an EGR valve are configured to include an intake system and an EGR system, and further, exhaust gas from the other cylinder group flows into the intake passage of the intake system downstream of the turbo-type supercharging system of one cylinder group. An EGR passage having an EGR cooler and an EGR valve through which exhaust gas from the one cylinder group flows into the intake passage of the intake system downstream of the turbo-charging system of the other cylinder group. In the control method of the internal combustion engine configured to be connected, when the regeneration process of the EGR cooler in any of the EGR passages is performed, the regeneration process target The EGR valve of the EGR passage with the EGR cooler that should not be closed is closed, and the EGR valve of the EGR passage with the EGR cooler to be subjected to the regeneration processing is opened and the valve opening degree is adjusted and controlled. It is a characteristic method.
本発明の内燃機関、内燃機関の駆動システム及び内燃機関の制御方法によれば、エンジン全体でのNOxの発生量を抑制しつつ、EGRクーラーのデポジットの詰まりを燃焼除去できて、低コストでEGRクーラーの再生処理を行うことができる。 According to the internal combustion engine, the internal combustion engine drive system, and the internal combustion engine control method of the present invention, it is possible to burn and remove the clogged deposits of the EGR cooler while suppressing the amount of NOx generated in the entire engine, and to reduce EGR at a low cost. Cooler regeneration processing can be performed.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関、内燃機関の駆動システム及び内燃機関の制御方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an internal combustion engine, an internal combustion engine drive system, and an internal combustion engine control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関(以下エンジン)1は、多気筒エンジン(図1では6気筒)であるとともに、この多気筒は2つの気筒群10A(図1では3気筒)、10B(図1では3気筒)に分かれている。そして、各気筒群10A(10B)は、吸気システム20A(20B)と、排気システム30A(30B)と、EGRシステム40A(40B)をそれぞれ備えている。また、吸気システム20A(20B)及び排気システム30A(30B)のそれぞれに、ターボ式過給システム50A(50B)を備えている。
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 according to an embodiment of the present invention is a multi-cylinder engine (six cylinders in FIG. 1), and this multi-cylinder has two
吸気システム20A(20B)は、外気より吸気通路21A(21B)に導入した新気(空気)Aa(Ab)をインタークーラー22A(22B)、吸気マニホールド等を経由して、気筒群10A(10B)に導入するシステムである。なお、図示しないが、これらの吸気通路21A、21Bには、吸気流量センサ、吸気圧力センサ、吸気温度センサ、吸気絞り弁等の各種装置が配設されている。
The
排気システム30A(30B)は、各気筒群10A(10B)より排気マニホールドを経由して排気通路31A(31B)に排出された排気ガスGa(Gb)を、後述するターボ式過給システム50A(50B)のタービン51A(51B)、排気ガス浄化装置32A(32B)等を経由して外気に排出するシステムである。なお、図示しないが、これらの排気通路31A、31Bには、排気圧力センサ、排気温度センサ等の各種装置が配設されている。
The
ターボ式過給システム50A(50B)は、排気通路31A(31B)に備えたタービン51A(51B)と、吸気通路21A(21B)に備えられこのタービン51A(51B)と直結されるコンプレッサ52A(52B)とで構成されるシステムである。このシステムでは、排気通路31A(31B)を通過する排気ガスGa(Gb)のエネルギーを利用してタービン51A(51B)を回転させることで、コンプレッサ52A(52B)をタービン51A(51B)の回転と連動して回転させて、新気Aa(Ab)を過給する。
The
なお、図1に示す構成では、それぞれの気筒群10A(10B)に排気システム30A(30B)の排気ガス浄化装置32A(32B)を備えているが、ターボ式過給システム50A(50B)のタービン51A(51B)より下流側の排気通路31A(31B)の二つの通路を合流して一つの通路にして、この一つの通路に一つの排気ガス浄化装置32を配設する構成としてもよい。言い換えれば、排気ガス浄化装置32A、32Bを一つの排気ガス浄化装置に集約する構成としてもよい。このように排気ガス浄化装置を一つに集約すると、省スペース化することができるとともに、低コスト化することができる。
In the configuration shown in FIG. 1, each
そして、EGRシステム40A、40Bを次のように構成する。つまり、一方のEGRシステム40Aに関しては、一方の気筒群10Aに新気Aaを供給するターボ式過給システム50Aより下流側の吸気システム20Aの吸気通路21Aに、他方の気筒群10Bからの排気ガスGbの一部Gebが流れるEGRクーラー42B及びEGRバルブ43Bを備えたEGR通路41Bを接続して構成する。また、他方のEGRシステム40Bに関しては、他方の気筒群10Bに新気Abを供給するターボ式過給システム50Bより下流側の吸気システム20Bの吸気通路21Bに、一方の気筒群10Aからの排気ガスGaの一部Geaが流れるEGRクーラー42A及びEGRバルブ43Aを備えたEGR通路41Aを接続して構成する。
The
すなわち、一方の気筒群10A(10B)のEGRガスGea(Geb)を、同気筒群10A(10B)の吸気通路21A(21B)に還流することなく、他方の気筒群10B(10A)の吸気通路21B(21A)に還流させる。この排気還流により、各気筒内に吸気される吸気ガスAa+Gea、Ab+Gebの酸素濃度を低減させることで、気筒内での燃焼温度を低下させて、排気ガスGa、Gbに含まれる窒素酸化物量(NOx量)を低減させる。
That is, the EGR gas Gea (Geb) of one
また、上記のエンジン1において、図1(図2)に示すように、2つのEGRバルブ43A、43Bを制御する制御装置60が、いずれかのEGR通路41A(41B)のEGRクーラー42A(42B)の再生処理を行う必要があると判定したときに、この再生処理の対象とならないEGRクーラー42B(42A)のあるEGR通路41B(41A)のEGRバルブ43B(43A)を全閉状態とするとともに、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)のあるEGR通路41A(41B)のEGRバルブ43A(43B)を開状態としてその弁開度を調整制御する制御を行うように構成する。
Further, in the
なお、制御装置60は、エンジンコントロールユニット(ECU)であるのが通常ではあるが、エンジンコントロールユニットとは独立して備えてもよい。
The
次に、本発明に係る内燃機関の制御方法について図3を参照しながら説明する。この内燃機関の制御方法は、上記のエンジン1を使用した制御方法である。この図3に例示する制御フローは、エンジン1の運転中に実験等により予め設定された制御時間毎に上級の制御フローより呼ばれて行われる制御フローである。
Next, a control method for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. This internal combustion engine control method is a control method using the
また、図3の制御フローがスタートすると、ステップS10にて、2つの気筒群10A、10Bの各々のEGRクーラー42A、42Bにデポジットの詰まりがあり、EGRクーラー42A、42Bを再生処理する必要があるか否かを判定する。
When the control flow of FIG. 3 starts, deposits are clogged in the
この再生処理が必要であるか否かの判定は、例えば、次の2つの方法のいずれかまたは両方を用いて行うことができる。1つ目の方法は、EGRクーラー42A、42Bの前後差圧を検出する差圧センサ(図示しない)の検出値が実験等により予め設定される差圧閾値以上となったときに再生処理が必要であると判定する方法である。また、2つ目の方法は、吸気通路21A、21Bに備えた吸気圧力センサ(図示しない)の検出値の時間当たりの変動量が実験等により予め設定される変動閾値以上となったときに再生処理が必要であると判定する方法である。
The determination as to whether or not the reproduction processing is necessary can be performed using, for example, one or both of the following two methods. The first method requires regeneration processing when the detected value of a differential pressure sensor (not shown) that detects the differential pressure before and after the
このステップS10にて、いずれか一方のEGRクーラー42A(42B)の再生処理が必要であると判定した場合(YES)は、ステップS20に進む。一方、ステップS10にて、両方のEGRクーラー42A、42Bの再生処理が必要でないと判定した場合(NO)は、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
If it is determined in step S10 that one of the
なお、このステップS10にて両方のEGRクーラー42A、42Bの再生処理を行うと判定される場合は、交互に再生処理を行う。この再生処理の順番は、例えば、EGRクーラー42A、42Bの前後差圧値と再生制御の判定指標となる差圧閾値との差がより大きい側のEGRクーラー42A(42B)を先に行う等、よりデポジットの詰まり量が多い側のEGRクーラー42A(42B)より先に行う。
In addition, when it determines with performing the reproduction | regeneration process of both
ステップS10からステップS20に進んだ場合、ステップS20にて、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)からの排気ガスGeb(Gea)が流れるEGRバルブ43B(43A)を全閉状態にして、再生処理対象側の気筒群10A(10B)の吸気通路21A(21B)にEGRガスGeb(Gea)が還流されないようにする。このようにすることで、再生処理対象側の気筒群10A(10B)の各気筒におけるEGRによる燃焼温度の低下を避けることで、排気ガスGa(Gb)を高温化する。このステップS20の制御を実施後、ステップS30に進む。
When the process proceeds from step S10 to step S20, in step S20, the
ステップS30にて、再生処理対象側の気筒群10A(10B)からのEGRガスGea(Geb)が流れるEGRバルブ43A(43B)を開状態とし、その弁開度を調整制御することで、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)に高温のEGRガスGea(Geb)が流れるようにする。
In step S30, the
これにより、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)のデポジットの詰まりを、EGRされていない気筒群10A(10B)からの高温のEGRガスGea(Geb)により燃焼除去して、再生処理を行うことができる。
As a result, the clogging of the deposit of the EGR cooler 42A (42B) to be subjected to the regeneration process is removed by combustion by the high-temperature EGR gas Gea (Geb) from the
また、このEGRガスGea(Geb)は、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)を通過した後、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)に流れるので、この気筒群10B(10A)ではEGRが行われることになるので、エンジン全体でのNOxの発生量を抑制することができる。このステップS30の制御を実施後、ステップS40に進む。
The EGR gas Gea (Geb) passes through the EGR cooler 42A (42B) that is the target of the regeneration process and then flows into the
なお、再生処理対象側の気筒群10A(10B)のEGRバルブ43A(43B)が既に開状態である場合には、その弁開度をさらに大きくしたり、タービン51A(51B)のノズル開度を調整制御したりして、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)に、より大流量の高温のEGRガスGea(Geb)が流れるようにして、EGRクーラー42A(42B)の再生処理を早期に完了させるようにするとより好ましい。
When the
ステップS40にて、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)の再生処理が終了したか否かを判定する。この判定は、例えば、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)の前後差圧が実験等により予め設定される終了差圧閾値以下となったか否か等により行う。このステップS40にて、EGRクーラー42A(42B)の再生処理が終了したと判定する場合(YES)には、ステップS50に進む。一方、ステップS40にて、EGRクーラー42A(42B)の再生処理が未だ終了していないと判定する場合(NO)には、予め設定された設定時間を経過後、再度ステップS40の判定を行う。 In step S40, it is determined whether or not the regeneration process of the EGR cooler 42A (42B) that is the object of the regeneration process has been completed. This determination is made based on, for example, whether or not the differential pressure before and after the EGR cooler 42A (42B) that is the target of the regeneration process is equal to or lower than an end differential pressure threshold that is set in advance through experiments or the like. If it is determined in step S40 that the regeneration processing of the EGR cooler 42A (42B) has been completed (YES), the process proceeds to step S50. On the other hand, if it is determined in step S40 that the regeneration process of the EGR cooler 42A (42B) has not been completed (NO), the determination in step S40 is performed again after a preset set time has elapsed.
ステップS40からステップS50に進んだ場合、ステップS50にて、再生処理非対象側の気筒群10A(10B)のEGRバルブ43を全閉状態から開状態に切り替える。この開状態の開度は、エンジン1の運転状態に応じて設定する。ステップS50の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
When the process proceeds from step S40 to step S50, in step S50, the EGR valve 43 of the
この再生処理における制御では、再生制御対象側の気筒群10A(10B)のEGRバルブ43A(43B)の弁開度の調整制御では、再生制御対象のEGRクーラー42A(42B)のデポジットの詰まりを燃焼除去できるだけのEGRガスGea(Geb)の流量を確保する。
In the control in this regeneration process, in the adjustment control of the valve opening degree of the
それと共に、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の各気筒の排気ガスGb(Ga)が過剰に高温化して、排気ガス浄化装置32B(32A)に担持されている各触媒が焼損することを防止する必要がある。そのため、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の各気筒の排気ガスGb(Ga)の温度が、実験等により予め設定される設定温度閾値以下となるように制御する。
At the same time, the exhaust gas Gb (Ga) of each cylinder of the
この制御は、例えば、再生処理対象側の気筒群10A(10B)のEGRガスGea(Geb)の温度を、再生処理対象側の気筒群10A(10B)のEGRクーラー42A(42B)に対する冷却媒体(例えば、エンジン冷却水)の流通量を調整することにより行う。この冷却媒体の流通量の調整は、例えば、冷却媒体を循環させるための冷却ポンプ(図示しない)の稼動量を調整したり、この冷却媒体の通路に備えた調整弁(図示しない)の弁開度を調整したりすることにより行う。
This control is performed by, for example, changing the temperature of the EGR gas Gea (Geb) of the
しかしながら、この再生処理の制御の際に、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の吸気通路21B(21A)に還流される、再生処理対象側の気筒群10A(10B)から流されるEGRガスGea(Geb)の量の新気量に対する比率(EGR比率)が過剰または不足となってしまうと、このEGRガスGea(Geb)が流入する再生制御非対象側の気筒群10B(10A)の各気筒の燃焼状態が悪化したり、排出されるNOxの量が増大したりするので、これを防止する必要がある。
However, during the control of the regeneration process, the EGR flows from the regeneration process target
そのため、このEGR比率が、第1EGR比率閾値以上、かつ、第2EGR比率閾値以下となるように、再生処理対象側の気筒群10A(10B)のEGRバルブ43A(43B)の弁開度を調整制御してEGRガスGea(Geb)の量の調整をしたり、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)のタービン51B(51A)のノズル開度を調整制御して新気Ab(Aa)の量の調整をしたりする。この第1EGR比率閾値は、実験等により予め設定される値であり、第2EGR比率閾値は、この第1EGR比率閾値より大きな値として予め設定される値である。
Therefore, the opening degree of the
なお、このEGR比率の代わりに、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の空燃比(燃料噴射量に対する新気量の比率)に応じて、再生処理対象側のEGRバルブ43A(43B)の開度を調整制御したり、再生処理非対象側のタービン51B(51A)のノズル開度を調整制御したりしてもよい。
Instead of this EGR ratio, the
また、再生制御非対象側の気筒群10B(10A)の各気筒から排出されるNOxの量の増大を抑制するその他の方法としては、各気筒の燃料噴射時期を通常の噴射時期より遅延させる方法や、または、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)の冷却媒体の流量を増加させる方法があるので、これらの方法と併用してもよい。
As another method for suppressing the increase in the amount of NOx discharged from each cylinder of the
以上のように、本発明の内燃機関の制御方法は、上記の構成のエンジン1において、いずれかのEGR通路41A(41B)のEGRクーラー42A(42B)の再生処理を行うときに、この再生処理の対象とならないEGRクーラー42B(42A)のあるEGR通路41B(41A)のEGRバルブ43B(43A)を閉弁すると共に、この再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)のあるEGR通路41A(41B)のEGRバルブ43A(43B)を開弁してその弁開度を調整制御する制御を行うことを特徴とする方法となる。
As described above, the control method for an internal combustion engine according to the present invention performs the regeneration process when the regeneration process of the EGR cooler 42A (42B) of any
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の駆動システムについて説明する。図4に示すように、この内燃機関の駆動システム1Sは、エンジン(内燃機関)1A、1Bを2台備えて、互いに、一方のエンジン1AのEGR通路41Aを他方のエンジン1Bの吸気通路21Bに接続するように構成されている。
Next, an internal combustion engine drive system according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, this internal combustion
この構成により、いずれかのEGR通路41A(41B)に備えたEGRクーラー42A(42B)にデポジットの詰まりがあり再生処理が必要であるときに、この再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)を備えたエンジン1A(1B)の吸気通路21A(21B)にEGRガスGeb(Gea)を還流させないことで、このエンジン1A(1B)のEGRガス(排気ガス)Gea(Geb)を高温化して、この高温化したEGRガスGea(Geb)を再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)に還流させることができる。
With this configuration, when the EGR cooler 42A (42B) provided in one of the
そして、上記の構成のエンジン(内燃機関)1、内燃機関の駆動システム1S及び内燃機関の制御方法によれば、いずれか一方の気筒群10A(10B)のEGRクーラー42A(42B)の再生処理が必要であるときに、この再生処理の対象とならないEGRクーラー42B(42A)側のEGRバルブ43B(43A)を閉弁することで、この再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)にEGRガスGea(Geb)が流れた状態で、一方の気筒群(再生制御対象側の気筒群)10A(10B)の吸気通路21A(21B)には、いずれの気筒群10A、10BからもEGRガスGea、Gebが流れないようにすることができる。
According to the engine (internal combustion engine) 1, the internal combustion
これにより、再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)に排気ガスGeaを流す気筒群10A(10B)の各気筒において、EGRによる燃焼温度の低下を回避して、排出される排気ガスGa(Gb)を高温化することができる。そして、この高温化した排気ガスGa(Gb)の一部をEGRガスGea(Geb)として再生処理の対象となるEGRクーラー42A(42B)に流すことができるので、EGRクーラー42A(42B)のデポジットの詰まりを確実に燃焼除去して、再生処理を行うことができる。
As a result, in each cylinder of the
このデポジットの堆積に関してより詳細に説明すると、EGRクーラー42A(42B)がEGRガスGea(Geb)をエンジン冷却水等の冷却媒体(図示しない)で冷却する装置であるため、排気ガス中に含まれているエンジンオイルに起因するデポジットが、運転時間の経過とともに、その内部の排気ガス通路用の流路に堆積していき、通路面積を低下させ、EGR流量の低下や、EGRクーラーの冷却能力の低下により排気ガス中のNOxを増大させる。そのため、このデポジットの堆積を定期的に燃焼除去する再生処理が必要となる。 This deposit accumulation will be described in more detail. Since the EGR cooler 42A (42B) is a device that cools the EGR gas Gea (Geb) with a cooling medium (not shown) such as engine cooling water, it is included in the exhaust gas. The deposit caused by the engine oil accumulated in the exhaust gas passage inside the engine as the operating time elapses, reducing the passage area and reducing the EGR flow rate and the cooling capacity of the EGR cooler. The NOx in the exhaust gas is increased by the decrease. Therefore, a regeneration process is required to periodically burn and remove the deposit accumulation.
しかしながら、従来のEGRシステムの構成では、EGRクーラーの再生処理時にEGRクーラーを昇温させるために、例えば、EGRクーラーに昇温用のヒーターを備えたり、あるいは、排気ガス浄化装置を通過後の高温の排気ガスを必要に応じてEGR通路を経由してEGRクーラーに流す構成を別途備えたりする必要があり、高コストになるという問題があった。この問題を上記の構成のエンジン(内燃機関)1及び内燃機関の制御方法で解決できる。 However, in the configuration of the conventional EGR system, in order to raise the temperature of the EGR cooler during the regeneration process of the EGR cooler, for example, the EGR cooler is provided with a heater for raising the temperature, or the high temperature after passing through the exhaust gas purification device If necessary, it is necessary to separately provide a configuration for flowing the exhaust gas through the EGR passage to the EGR cooler as necessary, resulting in a problem of high cost. This problem can be solved by the engine (internal combustion engine) 1 configured as described above and the control method for the internal combustion engine.
また、再生制御の対象とならないEGRクーラー42B(42A)に排気ガスGbの一部であるEGRガスGeb(Gea)を流す再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の吸気通路21B(21A)には、再生制御の対象となるEGRクーラー42A(42B)を経由したEGRガスGea(Geb)が還流されるので、再生処理非対象側の気筒群10B(10A)の各気筒から排出される排気ガスGb(Ga)に含まれる窒素酸化物量(NOx量)を低減することができる。言い換えれば、エンジン1全体でのNOxの発生量を抑制しつつ、EGRクーラー42A(42B)の再生処理を行うことができる。
Further, the
また、従来のEGRシステムとは異なり、EGRクーラー42の再生制御用の構成を別途備える必要がないので、低コスト化することができる。 Further, unlike the conventional EGR system, it is not necessary to separately provide a configuration for regeneration control of the EGR cooler 42, so that the cost can be reduced.
従って、本発明に係る実施の形態の内燃機関(エンジン)1、内燃機関の駆動システム1S及び内燃機関の制御方法によれば、エンジン1全体でのNOxの発生量を抑制しつつ、低コストで、EGRクーラー42A(42B)の再生制御を行うことができる。
Therefore, according to the internal combustion engine (engine) 1, the internal combustion
1、1A、1B エンジン(内燃機関)
1S 内燃機関の駆動システム
10A、10B 気筒群
20A、20B 吸気システム
21A、21B 吸気通路
30A、30B 排気システム
31A、31B 排気通路
40A、40B EGRシステム
41A、41B EGR通路
42A、42B EGRクーラー
43A、43B EGRバルブ
50A、50B ターボ式過給システム
51A、51B タービン
52A、52B コンプレッサ
60 制御装置
Aa、Ab 新気(空気)
Ga、Gb 排気ガス
Gea、Geb EGRガス
1, 1A, 1B engine (internal combustion engine)
1S Internal combustion
Ga, Gb exhaust gas Gea, Geb EGR gas
Claims (4)
一方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に他方の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続し、前記他方の気筒群のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に前記一方の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続して構成されている内燃機関。 In the internal combustion engine configured to include each of the cylinders of the internal combustion engine into two cylinder groups, and each of the two cylinder groups includes an intake system and an EGR system each having a turbo supercharging system.
An EGR passage including an EGR cooler and an EGR valve in which a part of the exhaust gas from the other cylinder group flows is connected to the intake passage of the intake system downstream of the turbo-charging system of one cylinder group, and the other An EGR passage having an EGR cooler and an EGR valve through which a part of the exhaust gas from the one cylinder group flows is connected to an intake passage of an intake system downstream of the turbocharging system of the cylinder group. Internal combustion engine.
いずれかのEGR通路のEGRクーラーの再生処理を行う必要があると判定したときに、
この再生処理の対象とならないEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを全閉状態とするとともに、
前記再生制御の対象となるEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを開状態としてその弁開度を調整制御する制御を行うように構成される請求項1に記載の内燃機関。 A control device for controlling the two EGR valves,
When it is determined that it is necessary to regenerate the EGR cooler in any EGR passage,
The EGR valve of the EGR passage with the EGR cooler that is not subject to the regeneration process is fully closed,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is configured to adjust and control an opening degree of an EGR valve of an EGR passage having an EGR cooler to be subjected to regeneration control.
一方の内燃機関のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に他方の内燃機関の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続し、前記他方の内燃機関のターボ式過給システムより下流側の吸気システムの吸気通路に前記一方の内燃機関の気筒群からの排気ガスの一部が流れるEGRクーラー及びEGRバルブを備えたEGR通路を接続して構成されている内燃機関の駆動システム。 In a drive system for an internal combustion engine that includes two internal combustion engines, each of which includes an intake system and an EGR system each having a turbocharging system.
An EGR passage having an EGR cooler and an EGR valve through which a part of the exhaust gas from the cylinder group of the other internal combustion engine flows is connected to the intake passage of the intake system downstream of the turbocharged system of one internal combustion engine; An EGR passage having an EGR cooler and an EGR valve through which a part of exhaust gas from the cylinder group of the one internal combustion engine flows is connected to an intake passage of an intake system downstream of the turbo-charging system of the other internal combustion engine A drive system for an internal combustion engine configured as described above.
いずれかのEGR通路のEGRクーラーの再生処理を行うときに、
この再生処理の対象とならないEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを閉弁すると共に、この再生処理の対象となるEGRクーラーのあるEGR通路のEGRバルブを開弁してその弁開度を調整制御する制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御方法。 Each cylinder of the internal combustion engine is divided into two cylinder groups, each of the two cylinder groups is provided with an intake system and an EGR system each having a turbo-type supercharging system, and the turbo type of one cylinder group An EGR passage having an EGR cooler and an EGR valve through which exhaust gas from the other cylinder group flows is connected to the intake passage of the intake system downstream of the supercharging system, and downstream of the turbo-type supercharging system of the other cylinder group In a control method for an internal combustion engine configured by connecting an EGR passage including an EGR cooler and an EGR valve through which exhaust gas from the one cylinder group flows to an intake passage of a side intake system,
When performing the regeneration process of the EGR cooler of any EGR passage,
The EGR valve of the EGR passage with the EGR cooler not subject to the regeneration process is closed, and the EGR valve of the EGR passage with the EGR cooler subject to the regeneration process is opened to adjust the valve opening degree. And a control method for an internal combustion engine.
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