JP2018184870A - Control device for engine - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガス再循環装置による吸気への排気還流ガスの導入量を調整する制御の応答遅れを抑制する。【解決手段】燃焼室2へ通じる吸気通路4及び排気通路14と、吸気通路に配置されるコンプレッサ及び排気通路に配置されるタービンを備えた過給機10と、吸気通路4のコンプレッサ11の下流側に配置されるスロットルバルブ5と、排気通路14のタービン12の下流側と吸気通路4のコンプレッサ11の上流側とを接続する第一排気還流通路21及び排気還流バルブ22を備える第一排気ガス再循環装置20と、排気通路14のタービン12の下流側又は第一排気還流通路21の排気還流バルブ22の上流側と吸気通路4のスロットルバルブ5の下流側とを接続する第二排気還流通路31及び第二排気還流通路31内の排気ガスを過給して吸気に導入する排気還流ガス過給機33を備えた第二排気ガス再循環装置30を備えるエンジンの制御装置Eとした。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a response delay of control for adjusting an amount of introduction of exhaust gas recirculation gas into intake air by an exhaust gas recirculation device. SOLUTION: An intake passage 4 and an exhaust passage 14 leading to a combustion chamber 2, a supercharger 10 provided with a compressor arranged in the intake passage and a turbine arranged in the exhaust passage, and a downstream side of a compressor 11 in the intake passage 4. Exhaust gas having a first exhaust gas recirculation passage 21 and an exhaust gas recirculation valve 22 that connect the throttle valve 5 arranged on the side of the exhaust passage 14 to the downstream side of the turbine 12 in the exhaust passage 14 and the upstream side of the compressor 11 in the intake passage 4. A second exhaust gas recirculation passage that connects the recirculation device 20 to the downstream side of the turbine 12 of the exhaust passage 14 or the upstream side of the exhaust gas recirculation valve 22 of the first exhaust gas recirculation passage 21 and the downstream side of the throttle valve 5 of the intake air passage 4. 31 and the control device E of the engine including the second exhaust gas recirculation device 30 including the exhaust gas recirculation gas supercharger 33 that supercharges the exhaust gas in the second exhaust gas recirculation passage 31 and introduces it into the intake air. [Selection diagram] Figure 1
Description
この発明は、排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンの
制御装置に関する。
The present invention relates to an engine control device including an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to intake air.
排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンが広く採用され
ている。排気ガス再循環装置は、燃焼室から引き出された排気通路と燃焼室へ通じる吸気
通路とを結ぶ排気還流通路を介して、燃焼室から排出される排気ガスの一部を、排気還流
ガスとして吸気通路に還流している。
Engines equipped with an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to intake air are widely used. The exhaust gas recirculation device uses a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber as the exhaust gas recirculation gas via the exhaust gas recirculation passage that connects the exhaust passage drawn from the combustion chamber and the intake passage leading to the combustion chamber. It is returning to the passage.
排気還流ガスを吸気に導入することにより、吸気中の酸素濃度が低下する。酸素濃度が低い状態での燃焼は、燃焼室内での燃焼温度を低下させるので、その結果、窒素酸化物(NOx)の発生を抑制することができる。また、排気還流ガスの導入により、吸気管負圧を小さくできるので、スロットル損失の減少により燃費を向上させる効果も期待できる。 By introducing the exhaust gas recirculation gas into the intake air, the oxygen concentration in the intake air decreases. Combustion in a state where the oxygen concentration is low lowers the combustion temperature in the combustion chamber, and as a result, generation of nitrogen oxides (NO x ) can be suppressed. Moreover, since the intake pipe negative pressure can be reduced by introducing the exhaust gas recirculation gas, the effect of improving the fuel consumption can be expected by reducing the throttle loss.
例えば、特許文献1には、過給機として、排気通路にターボチャージャのタービンを、吸気通路にターボチャージャのコンプレッサを備え、排気通路のうち比較的高圧下にあるタービンの上流側(例えば、エギゾーストマニホールド付近)から、吸気通路のコンプレッサの下流側(例えば、インテークマニホールド付近)へと排気還流ガスを導入する高圧排気ガス再循環装置の技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, as a turbocharger, a turbocharger turbine is provided in an exhaust passage, a turbocharger compressor is provided in an intake passage, and the upstream side of the turbine under a relatively high pressure in the exhaust passage (for example, exhaust A technique of a high-pressure exhaust gas recirculation device that introduces exhaust gas recirculation gas from the vicinity of the manifold) to the downstream side of the compressor in the intake passage (for example, near the intake manifold) is disclosed.
また、例えば、特許文献2には、排気通路のうち比較的低圧下にあるタービンの下流側から、吸気通路のコンプレッサの上流側へと排気還流ガスを導入する低圧排気ガス再循環装置の技術が開示されている。
Further, for example,
ターボチャージャを備えた過給機付きエンジンでは、一部の運転領域では、インテークマニホールド付近の吸気圧力が、エギゾーストマニホールド付近の排気圧力よりも高くなる場合がある。このように、吸気側圧力が排気側圧力よりも高い場合、その運転領域では、高圧排気ガス再循環装置による排気還流ガスの導入を行いにくいという問題がある。 In a turbocharged engine equipped with a turbocharger, in some operating regions, the intake pressure near the intake manifold may be higher than the exhaust pressure near the exhaust manifold. Thus, when the intake side pressure is higher than the exhaust side pressure, there is a problem that it is difficult to introduce the exhaust gas recirculation gas by the high pressure exhaust gas recirculation device in the operation region.
それに対して、低圧排気ガス再循環装置であれば、排気還流ガスを、排気通路のタービンの下流側から吸気通路のコンプレッサの上流側へと還流するので、高圧排気ガス再循環装置を使用できない運転領域においても、低圧排気ガス再循環装置による排気還流ガスの導入が可能な場合がある。 On the other hand, if the low-pressure exhaust gas recirculation device is used, the exhaust gas recirculation gas is recirculated from the downstream side of the turbine in the exhaust passage to the upstream side of the compressor in the intake passage, so that the high-pressure exhaust gas recirculation device cannot be used. Even in the region, it may be possible to introduce the exhaust gas recirculation gas by the low-pressure exhaust gas recirculation device.
しかし、低圧排気ガス再循環装置を使用する場合であっても、吸気側圧力と排気側圧力の差圧が小さい場合、吸気に導入できる排気還流ガスの量には制限がある。また、低圧排気ガス再循環装置を使用する場合、吸気通路に対する排気還流ガスの導入口が燃焼室から遠いため、排気還流ガスの導入量を増減させる場合の応答遅れ(タイムラグ)が生じやすい。 However, even when a low-pressure exhaust gas recirculation device is used, the amount of exhaust gas recirculation gas that can be introduced into intake air is limited if the differential pressure between the intake air pressure and the exhaust gas pressure is small. Further, when the low-pressure exhaust gas recirculation device is used, since the inlet of the exhaust gas recirculation gas to the intake passage is far from the combustion chamber, a response delay (time lag) is easily caused when the amount of exhaust gas recirculation gas is increased or decreased.
例えば、低圧排気ガス再循環装置において、減速から加速へと移行する過渡運転時においては、排気還流ガスの導入量を増大させる制御に応答遅れが生じ、排気還流ガスの不足による燃焼悪化とともにノッキング発生の原因となる場合がある。また、加速から減速へと移行する過渡運転時においては、排気還流ガスの導入量を減少させる制御に応答遅れが生じ、排気還流ガスの過多により失火の原因となる場合がある。 For example, in a low-pressure exhaust gas recirculation system, during transient operation that shifts from deceleration to acceleration, a response delay occurs in the control that increases the amount of exhaust recirculation gas introduced, and knocking occurs along with deterioration of combustion due to shortage of exhaust recirculation gas It may cause. Further, during a transient operation that shifts from acceleration to deceleration, there is a response delay in the control for reducing the amount of exhaust gas recirculation gas introduced, which may cause misfire due to excessive exhaust gas recirculation gas.
そこで、この発明の課題は、排気ガス再循環装置による吸気への排気還流ガスの導入量を調整する制御の応答遅れを抑制することである。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress a response delay in control for adjusting the amount of exhaust gas recirculation gas introduced into intake air by the exhaust gas recirculation device.
上記の課題を解決するために、この発明は、燃焼室へ通じる吸気通路及び排気通路と、前記吸気通路に配置され前記燃焼室への吸気を過給するコンプレッサ及び前記排気通路に配置され排気ガスによって回転して前記コンプレッサに回転を伝達するタービンを備えた過給機と、前記吸気通路の前記コンプレッサの下流側に配置されるスロットルバルブと、前記排気通路の前記タービンの下流側と前記吸気通路の前記コンプレッサの上流側とを接続する第一排気還流通路及びその第一排気環流通路を開閉する排気還流バルブを備え排気ガスの一部を吸気に導入する第一排気ガス再循環装置と、前記排気通路の前記タービンの下流側又は前記第一排気還流通路の前記排気還流バルブの上流側と前記吸気通路の前記スロットルバルブの下流側とを接続する第二排気還流通路及びその第二排気還流通路に配置され前記第二排気還流通路内の排気ガスを過給して吸気に導入する排気還流ガス過給機を備えた第二排気ガス再循環装置とを備えるエンジンの制御装置を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention provides an intake passage and an exhaust passage that communicate with a combustion chamber, a compressor that is disposed in the intake passage and supercharges intake air to the combustion chamber, and an exhaust gas that is disposed in the exhaust passage. A turbocharger including a turbine that rotates and transmits rotation to the compressor, a throttle valve disposed downstream of the compressor in the intake passage, a downstream side of the turbine in the exhaust passage, and the intake passage A first exhaust gas recirculation device that includes a first exhaust gas recirculation passage that connects the upstream side of the compressor and an exhaust gas recirculation valve that opens and closes the first exhaust gas recirculation passage, and introduces part of the exhaust gas into the intake air, The downstream side of the turbine in the exhaust passage or the upstream side of the exhaust recirculation valve in the first exhaust recirculation passage is connected to the downstream side of the throttle valve in the intake passage. A second exhaust gas recirculation provided with a second exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas recirculation supercharger which is disposed in the second exhaust gas recirculation passage and supercharges the exhaust gas in the second exhaust gas recirculation passage and introduces it into the intake air The engine control device equipped with the device was adopted.
ここで、前記第二排気還流通路の前記排気還流ガス過給機の下流側に排気還流ガス用ブーストバルブを備える構成を採用することができる。 Here, it is possible to employ a configuration in which an exhaust recirculation gas boost valve is provided downstream of the exhaust recirculation gas supercharger in the second exhaust recirculation passage.
前記第二排気還流通路の前記排気還流ガス過給機と前記排気還流ガス用ブーストバルブとの間と前記排気通路の前記タービンの下流側とを接続する排気ガス戻し通路と、前記排気ガス戻し通路に配置される排気還流ガス用ブローオフバルブとを備える構成を採用することができる。 An exhaust gas return passage connecting the exhaust gas recirculation gas supercharger in the second exhaust gas recirculation passage and the boost valve for exhaust gas recirculation gas and a downstream side of the turbine in the exhaust passage; and the exhaust gas return passage A configuration including an exhaust gas recirculation gas blow-off valve disposed at the position can be employed.
前記第二排気還流通路の前記排気還流ガス過給機と前記排気還流ガス用ブーストバルブとの間に配置される第一圧力センサと、前記第二排気還流通路の前記排気還流ガス用ブーストバルブの下流側又は前記吸気通路の前記スロットルバルブの下流側に配置される第二圧力センサとを備え、前記排気還流ガス用ブーストバルブは前記第一圧力センサにより取得される圧力の情報と前記第二圧力センサにより取得される圧力の情報に基づいてその開閉が制御される構成を採用することができる。 A first pressure sensor disposed between the exhaust recirculation gas supercharger in the second exhaust recirculation passage and the exhaust recirculation gas boost valve; and an exhaust recirculation gas boost valve in the second exhaust recirculation passage. A second pressure sensor disposed on the downstream side or on the downstream side of the throttle valve in the intake passage, and the exhaust gas recirculation gas boost valve includes information on pressure acquired by the first pressure sensor and the second pressure. It is possible to adopt a configuration in which opening and closing is controlled based on pressure information acquired by a sensor.
これらの各態様において、前記第一排気環流通路の途中に排気還流ガスクーラを備え、前記第二排気還流通路は前記第一排気環流通路の前記排気還流ガスクーラの下流側に接続される構成を採用することができる。 In each of these aspects, an exhaust recirculation gas cooler is provided in the middle of the first exhaust recirculation passage, and the second exhaust recirculation passage is connected to a downstream side of the exhaust recirculation gas cooler of the first exhaust recirculation passage. be able to.
これらの各態様において、前記第二排気還流通路は前記排気通路の前記第一排気還流通路との接続部よりも下流側に接続され、前記第二排気環流通路の途中に排気還流ガスクーラを備える構成を採用することができる。 In each of these aspects, the second exhaust recirculation passage is connected to the downstream side of the connection portion of the exhaust passage with the first exhaust recirculation passage, and an exhaust recirculation gas cooler is provided in the middle of the second exhaust recirculation passage. Can be adopted.
これらの各態様において、前記吸気通路の前記コンプレッサの下流側且つ前記スロットルバルブの上流側と前記排気通路の前記タービンの下流側とを接続する残留ガス排出通路及びその残留ガス排出通路を開閉する残留ガス排出バルブを備え前記吸気通路内の残留ガスの一部を前記排気通路に排出する残留ガス排出装置を備える構成を採用することができる。 In each of these aspects, a residual gas discharge passage connecting the intake passage downstream of the compressor and upstream of the throttle valve and the exhaust passage downstream of the turbine, and a residual gas opening and closing of the residual gas discharge passage. A configuration including a gas exhaust valve and a residual gas exhaust device that exhausts a part of the residual gas in the intake passage to the exhaust passage may be employed.
この発明は、排気通路のタービンの下流側と吸気通路のコンプレッサの上流側とを接続し排気ガスの一部を吸気に導入する第一排気ガス再循環装置と、排気通路のタービンの下流側又は第一排気還流通路の排気還流バルブの上流側と吸気通路のスロットルバルブの下流側とを接続し排気ガスを排気還流ガス過給機によって過給して吸気に導入する第二排気ガス再循環装置とを備えたので、排気還流ガスの導入量を調整する制御の応答遅れを抑制することができる。 The present invention relates to a first exhaust gas recirculation device that connects a downstream side of a turbine in an exhaust passage and an upstream side of a compressor in an intake passage and introduces a part of the exhaust gas into the intake air; A second exhaust gas recirculation device that connects the upstream side of the exhaust gas recirculation valve of the first exhaust gas recirculation passage and the downstream side of the throttle valve of the intake air passage to supercharge exhaust gas by an exhaust recirculation gas supercharger and introduce it into the intake air Therefore, it is possible to suppress a response delay in the control for adjusting the introduction amount of the exhaust gas recirculation gas.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、この実施形態のエンジンの制御装置Eを概念的に示す模式図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view conceptually showing an engine control device E according to this embodiment.
この実施形態のエンジン1は自動車用4サイクルガソリンエンジンである。エンジン1の構成は、図1に示すように、内部の燃焼室2内に吸気を送り込む吸気通路4、燃焼室2から引き出された排気通路14、吸気ポート又は燃焼室2内に燃料を噴射する燃料噴射装置等を備えている。吸気通路4及び排気通路14の燃焼室2への開口は、それぞれバルブによって開閉される。
The engine 1 of this embodiment is a four-cycle gasoline engine for automobiles. As shown in FIG. 1, the engine 1 is configured to inject fuel into an
この実施形態では4つの気筒を備えた4気筒エンジンを想定しているが、気筒の数に関わらずこの発明を適用可能である。 In this embodiment, a four-cylinder engine having four cylinders is assumed, but the present invention can be applied regardless of the number of cylinders.
吸気通路4には、燃焼室2への接続部である吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路4の流路面積を調節するスロットルバルブ5、吸気通路4を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置(インタークーラ)6、過給機(ターボチャージャ)10のコンプレッサ11、さらに、その上流側には、エアクリーナ7等が設けられる。
The
排気通路14には、燃焼室2への接続部である排気ポートから下流側に向かって、過給機10のタービン12、排気中の有害物質を除去する触媒等を備えた第一排気浄化部(近接触媒)15、さらに、その下流側には、消音器16等が設けられる。この実施形態は、エンジン1としてガソリンエンジンを採用しているので、第一排気浄化部15として三元触媒等が用いられるが、エンジン1がディーゼルエンジンの場合は、第一排気浄化部15として酸化触媒やディーゼル微粒子フィルター等が用いられる。
The
過給機10は、図1に示すように、吸気通路4に配置され燃焼室へ導入される吸気を過給するコンプレッサ11と、排気通路14に配置され排気エネルギによって回転するタービン12とで構成される。排気通路14を流れる排気ガスによってタービン12が回転すると、その回転が吸気通路4のコンプレッサ11に伝達される。コンプレッサ11の回転によって、吸気通路4内を流れる吸気に過給が行われる。
As shown in FIG. 1, the
なお、排気通路14においてタービン12を経由せずに、排気通路14におけるタービン12の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路13aと、その排気バイパス通路13aの流路を開閉する排気バイパスバルブ13bとを備えたウェイストゲートバルブ装置13が備えられている。排気バイパスバルブ13bを開放すれば、タービン12に伝えられる排気エネルギは低減され、吸気の過給が抑制又は停止されるようになっている。
An
排気通路14と吸気通路4との間には、第一排気ガス再循環装置20が備えられている。この実施形態では、第一排気ガス再循環装置20を構成する第一排気還流通路21によって、排気通路14のタービン12及び第一排気浄化部15の下流側と、吸気通路4のコンプレッサ11の上流側とが連通している。第一排気還流通路21には、その第一排気環流通路21の流路を開閉する排気還流バルブ22と、その排気還流バルブ22の上流側に排気還流ガスを冷却する排気還流ガスクーラ23を備えている。
A first exhaust
排気還流バルブ22を開放すれば、第一排気還流通路21を介して燃焼室2から排出される排気ガスの一部が、排気還流ガスとして、吸気通路4のコンプレッサ11の上流側の低圧域に還流する。
If the exhaust
このエンジン1を搭載する車両は、エンジン1を制御するための電子制御ユニット(Electronic Control Unit)50を備える。電子制御ユニット50は、吸気通路4又は燃焼室2内に設けた燃料噴射装置による燃料噴射や、過給圧の制御、スロットルバルブ5の開度の制御、その他、エンジンの制御に必要な指令を行う。
A vehicle equipped with the engine 1 includes an
吸気通路4には、エンジン1の制御に必要な情報を取得するセンサ装置として、吸気通路4内やその他の箇所の圧力を検出する種々の圧力センサや、吸気通路4内を流れる空気の量を検出するエアーフローセンサ等が設けられている。また、排気通路14には、エンジン1の制御に必要な情報を取得するセンサ装置として、排気ガスの温度を検出する排気温度センサ等が設けられている。また、エンジン1には、シリンダブロック等を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ、エンジン1のクランクシャフトの回転速度を検出する回転速度センサ等が設けられている。また、このエンジン1を搭載する車両には、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ、車両の速度を検出する車速センサ等が設けられている。これらの各種センサ類の情報は、ケーブルを通じて電子制御ユニット50が取得できるようになっている。図において、ケーブルの一部は図示を省略している。
In the
排気通路14のタービン12の下流側と吸気通路4のコンプレッサ11の下流側との間又は、第一排気還流通路21と吸気通路4のコンプレッサ11の下流側との間には、第二排気ガス再循環装置30が備えられている。この実施形態では、第二排気ガス再循環装置30を構成する第二排気還流通路31によって、第一排気還流通路21の排気還流バルブ22の上流側と吸気通路4のスロットルバルブ5の下流側とが連通している。また、第二排気還流通路31は、排気還流ガスクーラ23の下流側(吸気通路4側)に接続されているので、排気還流ガスクーラ23によって冷却された排気ガスが、排気還流ガスとして第二排気還流通路31に流れていく。
Between the downstream side of the
図中の符号31aは、第二排気還流通路31の始端を示している。この始端31aで、第二排気還流通路31は、排気通路14や第一排気還流通路21に接続される。図中の符号31cは、第二排気還流通路31の終端を示している。この終端31cで、第二排気還流通路31は、吸気通路4に接続される。
また、第二排気ガス再循環装置30は、第二排気還流通路31の途中に、第二排気還流通路31内の排気ガスを過給して、排気還流ガスとして吸気に導入する排気還流ガス過給機33を備えている。排気還流ガス過給機33は、排気通路14のタービン12よりも下流側(この実施形態では、排気通路14のタービン12よりも下流側から分岐する第一排気還流通路21内)における低圧の排気ガスを過給することによってその圧力を高めるので、吸気通路4のコンプレッサ11の下流側の高圧域に容易に導入することができる。
The second exhaust
このため、第一排気ガス再循環装置20のような低圧排気ガス再循環装置を有するエンジン1において、排気還流バルブ22を通過して吸気通路4内に導入される排気還流ガスが、燃焼室2に輸送されるまでのタイムラグによって生じる応答遅れを補うように、排気還流ガス過給機33を通じて早期に燃焼室2内に排気還流ガスを導入することができる。
Therefore, in the engine 1 having a low pressure exhaust gas recirculation device such as the first exhaust
排気還流ガス過給機33としては、この実施形態のように、電力の供給によって圧縮機を駆動して過給を行う電動式過給機を採用してもよいし、それ以外にも、例えば、エンジン1のクランクシャフトの回転によって圧縮機を駆動して過給を行うスーパーチャージャ等を採用することができる。
As the exhaust gas
第二排気ガス再循環装置30を通じて、排気還流ガスを吸気通路4のスロットルバルブ5の下流側に導入するには、第二排気還流通路31の排気還流ガス過給機33の下流側に配置された排気還流ガス用ブーストバルブ32を開放することで、排気還流ガス過給機33によって過給された排気還流ガスを、吸気通路4内に流入させることができる。
In order to introduce the exhaust gas recirculation gas downstream of the
このとき、過度に排気還流ガスの過給導入を行うと、吸気通路4内が排気還流ガス過多状態となるため、排気還流ガスの導入量と導入を行うタイミングは、運転状況に応じた排気還流ガス用ブーストバルブ32の開閉制御で調整する。
At this time, if the supercharging introduction of the exhaust gas recirculation gas is performed excessively, the inside of the
これらの第一排気ガス再循環装置20や第二排気ガス再循環装置30の制御は、電子制御ユニット50が行う。
The
排気還流ガス用ブーストバルブ32の開閉制御を行うための情報を取得するために、第二排気還流通路31の排気還流ガス過給機33と排気還流ガス用ブーストバルブ32との間には第一圧力センサaが配置されている。また、吸気通路4のスロットルバルブ5の下流側には、第二圧力センサbが配置されている。第二圧力センサbは、第二排気還流通路31の排気還流ガス用ブーストバルブ32の下流側に配置してもよい。
In order to acquire information for performing the opening / closing control of the exhaust recirculation
排気還流ガス用ブーストバルブ32は、第一圧力センサaにより取得される圧力の情報と第二圧力センサbにより取得される圧力の情報に基づいて、その開閉が制御される。例えば、第一圧力センサa側の圧力と第二圧力センサb側の圧力との差圧を検出し、さらに、エアーフローセンサによって、吸気通路4のスロットルバルブ5の下流側における吸気の流速を検出することで、その差圧と流速を勘案して、排気還流ガス用ブーストバルブ32の開度を決定することができる。差圧及び流速と、要求トルク、エンジン1の回転数、車速、その他運転状況に関する情報と、排気還流ガス用ブーストバルブ32の開度との関係は、電子制御ユニット50が備えるマップ等によって記憶され、その記憶された情報によって、排気還流ガス用ブーストバルブ32の開度が決定される。
The exhaust recirculation
ここで、排気還流ガス用ブーストバルブ32を閉鎖するとともに、排気還流ガス過給機33の過給を行えば、排気還流ガス用ブーストバルブ32の上流側、すなわち、第一圧力センサa側の圧力を高めることができる。このため、予め、排気還流ガス用ブーストバルブ32の上流側の圧力を高めておくことによって、排気還流ガス用ブーストバルブ32を開放した際に、吸気通路4への排気還流ガスの導入量を一気に高めることができる。
If the exhaust gas recirculation
ところで、排気還流ガス過給機33の回転動作は即時に停止できないという特性がある。特に、排気還流ガス過給機33として電動過給機を用いた場合は、通電を停止した後に電動過給機が完全に停止するまである程度の時間を要する。このため、第二排気還流通路31の排気還流ガス過給機33と排気還流ガス用ブーストバルブ32との間と、排気通路14のタービン12の下流側との間を接続する排気ガス戻し通路36と、排気ガス戻し通路36に配置され、その排気ガス戻し通路36の流路を開閉する排気還流ガス用ブローオフバルブ34が備えられている。
By the way, the rotational operation of the exhaust gas
図中の符号31bは、第二排気還流通路31における排気ガス戻し通路36の分岐部を示している。この分岐部31bは、排気ガス戻し通路36の始端であり、排気還流ガス過給機33と排気還流ガス用ブーストバルブ32との間に位置している。また、図中の符号31dは、排気ガス戻し通路36の終端を示している。この終端31dで、排気ガス戻し通路36は排気通路14に接続される。
第二排気還流通路31の排気還流ガス過給機33の下流側の圧力が、その運転状況に合わせて設定された所定値を上回った場合には、排気還流ガス用ブローオフバルブ34を開放する制御が行われ、第二排気還流通路31内の余剰の排気還流ガスを、排気ガス戻し通路36を通じて排気通路14へ排出することができる。
Control for opening the exhaust gas recirculation gas blow-off
この実施形態では、排気ガス戻し通路36は、排気通路14の第一排気浄化部15の下流側に接続されている。排気ガス戻し通路36を通じて排出された余剰の排気還流ガスが、排気通路14の排気ガスに合流するので、その合流する排気還流ガスの流速によって、排気ガスの円滑な大気への放出が促進される効果を期待できる。
In this embodiment, the exhaust
通常の運転状態では、排気還流バルブ22を開放することで、排気還流ガスは、吸気通路4のコンプレッサ11の上流側の低圧域に導入される。運転領域が、大きな加減速を伴わない定常状態時や、加減速を伴う運転領域であってもそれが緩やかな過渡運転時である場合には、このような通常の低圧の排気ガス再循環装置によって、排気還流ガスを吸気に導入できる。
Under normal operating conditions, the exhaust
急激な加速時等、排気還流ガスの必要量が急激に増大する過渡運転時において、排気還流バルブ22を閉鎖するとともに、排気還流ガス過給機33を駆動する。このとき、排気還流ガス用ブーストバルブ32を開放し、排気還流ガス用ブローオフバルブ34を閉鎖する。これにより、排気還流ガスを過給状態で、吸気通路4のコンプレッサ11の下流側の高圧域に導入することができる。
In a transient operation where the required amount of exhaust gas recirculation increases rapidly, such as during rapid acceleration, the exhaust
このような制御により、排気還流ガスの必要量が急激に増大する過渡運転時において、その加速に対応して設定された排気還流ガスの導入量の目標値に対して、実際の排気還流ガスの導入量の増大が追随していない応答遅れの状態(導入量の目標値に対して実際の導入量が少ない状態)が発生することを防止することができる。 With such control, during transient operation in which the required amount of exhaust gas recirculation rapidly increases, the actual exhaust gas recirculation gas is set to the target value of the exhaust gas recirculation gas introduction amount set corresponding to the acceleration. It is possible to prevent the occurrence of a response delay state in which the increase in the introduction amount does not follow (a state where the actual introduction amount is small with respect to the target value of the introduction amount).
他の実施形態を、図2に示す。 Another embodiment is shown in FIG.
図2の実施形態は、図1の実施形態に加え、吸気通路4のコンプレッサ11の下流側と、排気通路14のタービン12の下流側とを接続する残留ガス排出通路41、及び、その残留ガス排出通路41を開閉する残留ガス排出バルブ42、を備えた残留ガス排出装置40を設けたものである。残留ガス排出装置40を加えた以外の構成については、基本的に図1の実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する。
2, in addition to the embodiment of FIG. 1, a residual
残留ガス排出装置40は、残留ガス排出バルブ42を開放することにより、吸気通路4内の残留ガスの一部を、排気通路14のタービン12の下流側の低圧域に排出することができる。
The residual
この実施形態では、残留ガス排出通路41は、吸気通路4のコンプレッサ11の下流側において、吸気冷却装置6とスロットルバルブ5との間の始端41aで吸気通路4に接続されている。また、残留ガス排出通路41は、排気通路14の第一排気浄化部15よりも下流側に設けた第二排気浄化部(床下触媒)17の下流側の終端41bで排気通路14に接続されている。比較的圧力が高いスロットルバルブ5の上流側に残留ガス排出通路41が接続されているので、吸気通路4からの残留ガスの排出が円滑である。
In this embodiment, the residual
このような制御により、急激な減速時等、排気還流ガスの必要量が急激に減少する過渡運転時において、その減速に対応して設定された排気還流ガスの導入量の目標値に対して、実際の排気還流ガスの導入量の減少が追随していない応答遅れの状態(導入量の目標値に対して実際の導入量が多い状態)が発生することを防止することができる。 With such control, during a transient operation in which the required amount of exhaust gas recirculation rapidly decreases, such as during rapid deceleration, the target value of the amount of exhaust gas recirculation gas set corresponding to the deceleration, It is possible to prevent occurrence of a response delay state (a state where the actual introduction amount is larger than the target value of the introduction amount) in which the actual reduction in the introduction amount of the exhaust gas does not follow.
さらに他の実施形態を、図3に示す。 Yet another embodiment is shown in FIG.
図3の実施形態は、図1の実施形態における第二排気還流通路31の排気通路14への接続部の位置を変更し、それに合わせて、第一排気還流通路21の排気還流ガスクーラ23とは別の排気還流ガスクーラ37を設けたものである。それ以外の構成については、基本的に図1の実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する。また、この図3の実施形態において、図2の実施形態における残留ガス排出装置40を加えてもよい。
The embodiment of FIG. 3 changes the position of the connection portion of the second exhaust
図3の実施形態において、第二排気還流通路31は、排気通路14の第一排気還流通路21との接続部よりも下流側に接続されている。また、第二排気環流通路31の途中には、排気ガスを冷却する排気還流ガスクーラ37が備えられている。すなわち、第二排気還流通路31を、第一排気還流通路21を介さずに排気通路14に直接接続したので、第二排気還流通路31に、第二排気ガス再循環装置30専用の排気還流ガスクーラ37を備えたものである。
In the embodiment of FIG. 3, the second
上記の各実施形態で示すように、第二排気還流通路31の始端31aは、排気通路14のタービン12の下流側から分岐する第一排気還流通路21の途中としてもよいし、排気通路14の第一排気浄化部15の下流側としてもよい。第二排気還流通路31の始端31aを排気通路14とする場合は、その第二排気還流通路31の排気通路14への接続部は、第一排気還流通路21と排気通路14との接続部よりも、排気通路14の下流側の方とすることが好ましい。
As shown in the above embodiments, the
この実施形態のエンジン1は4サイクルガソリンエンジンとしたが、この実施形態には限定されず、他の形式のガソリンエンジンの他、ディーゼルエンジンでもこの発明を適用できる。 Although the engine 1 of this embodiment is a four-cycle gasoline engine, the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention can be applied to a diesel engine as well as other types of gasoline engines.
1 エンジン
2 燃焼室
4 吸気通路
5 スロットルバルブ
6 吸気冷却装置(インタークーラ)
10 過給機(ターボチャージャ)
11 コンプレッサ
12 タービン
14 排気通路
15 第一排気浄化部
16 消音器
17 第二排気浄化部
20 第一排気ガス再循環装置
21 第一排気還流通路
22 排気還流バルブ
23 排気還流ガスクーラ
30 第二排気ガス再循環装置
31 第二排気還流通路
32 排気還流ガス用ブーストバルブ
33 排気還流ガス過給機
34 排気還流ガス用ブローオフバルブ
35 排気還流ガス導入通路
36 排気ガス戻し通路
37 排気還流ガスクーラ
40 残留ガス排出装置
41 残留ガス排出通路
42 残留ガス排出バルブ
50 電子制御ユニット
1
10 Supercharger (turbocharger)
11
Claims (7)
前記吸気通路に配置され前記燃焼室への吸気を過給するコンプレッサ及び前記排気通路に配置され排気ガスによって回転して前記コンプレッサに回転を伝達するタービンを備えた過給機と、
前記吸気通路の前記コンプレッサの下流側に配置されるスロットルバルブと、
前記排気通路の前記タービンの下流側と前記吸気通路の前記コンプレッサの上流側とを接続する第一排気還流通路及びその第一排気環流通路を開閉する排気還流バルブを備え排気ガスの一部を吸気に導入する第一排気ガス再循環装置と、
前記排気通路の前記タービンの下流側又は前記第一排気還流通路の前記排気還流バルブの上流側と前記吸気通路の前記スロットルバルブの下流側とを接続する第二排気還流通路及びその第二排気還流通路に配置され前記第二排気還流通路内の排気ガスを過給して吸気に導入する排気還流ガス過給機を備えた第二排気ガス再循環装置と、
を備えるエンジンの制御装置。 An intake passage and an exhaust passage leading to the combustion chamber;
A turbocharger including a compressor disposed in the intake passage and supercharging intake air to the combustion chamber, and a turbine disposed in the exhaust passage and rotated by exhaust gas to transmit the rotation to the compressor;
A throttle valve disposed downstream of the compressor in the intake passage;
A first exhaust gas recirculation passage connecting the downstream side of the turbine of the exhaust passage and the upstream side of the compressor of the intake passage, and an exhaust gas recirculation valve that opens and closes the first exhaust gas recirculation passage, and intakes a part of the exhaust gas. A first exhaust gas recirculation device to be introduced into the
A second exhaust gas recirculation passage for connecting the downstream side of the turbine in the exhaust passage or the upstream side of the exhaust gas recirculation valve in the first exhaust gas recirculation passage and the downstream side of the throttle valve in the intake air passage and the second exhaust gas recirculation thereof A second exhaust gas recirculation device provided with an exhaust gas recirculation supercharger that is arranged in a passage and supercharges exhaust gas in the second exhaust gas recirculation passage and introduces it into the intake air;
An engine control device comprising:
を備える請求項1に記載のエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1, further comprising an exhaust recirculation gas boost valve on a downstream side of the exhaust recirculation gas supercharger in the second exhaust recirculation passage.
前記排気ガス戻し通路に配置される排気還流ガス用ブローオフバルブと、
を備える請求項2に記載のエンジンの制御装置。 An exhaust gas return passage connecting between the exhaust gas recirculation gas supercharger of the second exhaust gas recirculation passage and the boost valve for the exhaust gas recirculation gas and a downstream side of the turbine of the exhaust passage;
An exhaust gas recirculation gas blow-off valve disposed in the exhaust gas return passage;
The engine control device according to claim 2.
前記第二排気還流通路の前記排気還流ガス用ブーストバルブの下流側又は前記吸気通路の前記スロットルバルブの下流側に配置される第二圧力センサと、
を備え、
前記排気還流ガス用ブーストバルブは前記第一圧力センサにより取得される圧力の情報と前記第二圧力センサにより取得される圧力の情報に基づいてその開閉が制御される
請求項2又は3に記載のエンジンの制御装置。 A first pressure sensor disposed between the exhaust gas recirculation gas supercharger in the second exhaust gas recirculation passage and the exhaust gas recirculation gas boost valve;
A second pressure sensor disposed downstream of the exhaust recirculation gas boost valve in the second exhaust recirculation passage or downstream of the throttle valve in the intake passage;
With
The opening / closing of the boost valve for exhaust gas recirculation gas is controlled based on pressure information acquired by the first pressure sensor and pressure information acquired by the second pressure sensor. Engine control device.
前記第二排気還流通路は前記第一排気環流通路の前記排気還流ガスクーラの下流側に接続される
請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。 An exhaust recirculation gas cooler is provided in the middle of the first exhaust recirculation passage,
The engine control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second exhaust gas recirculation passage is connected to a downstream side of the exhaust gas recirculation gas cooler of the first exhaust gas recirculation passage.
前記第二排気環流通路の途中に排気還流ガスクーラ
を備える請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。 The second exhaust gas recirculation passage is connected to a downstream side of the connection portion of the exhaust gas passage with the first exhaust gas recirculation passage;
The engine control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an exhaust recirculation gas cooler in the middle of the second exhaust recirculation passage.
を備える請求項1〜6の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。 A residual gas discharge passage connecting the intake passage downstream of the compressor and upstream of the throttle valve and the exhaust passage downstream of the turbine, and a residual gas discharge valve for opening and closing the residual gas discharge passage; The engine control device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a residual gas discharge device that discharges a part of the residual gas in the intake passage to the exhaust passage.
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