JP2022018212A - Engine system - Google Patents

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Abstract

To make fuel consumption performance and exhaust emission control performance compatible.SOLUTION: An engine system is equipped with an internal combustion engine 10, a gas turbine engine 40 that has turbines 46, 47, and 48, compressors 42, 43, and 44, and a coupling shaft 49, an electric generator 75 that is provided on the coupling shaft 49, a combustor 70, an injector 71 that can inject fuel into the combustor 70, an exhaust aftertreatment device 50, and a control portion 100. The control portion 100 controls the operation of the internal combustion engine 10 in a lean combustion mode, and injects fuel from the injector 71 into the combustor 70 to burn, thereby raising the temperature of exhaust flowing in the turbines 46, 47, and 48 and lowering the oxygen concentration of the exhaust flowing in the exhaust aftertreatment device 50.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、エンジンシステムに関する。 This disclosure relates to an engine system.

排気後処理装置として、排気が理論空燃比付近のときに、排気中のCO(一酸化炭素)やHC(炭化水素)、NOx(窒素酸化物)を高効率で浄化する三元触媒を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an exhaust aftertreatment device, it is equipped with a three-way catalyst that purifies CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon), and NOx (nitrogen oxide) in the exhaust with high efficiency when the exhaust is near the stoichiometric air-fuel ratio. Is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2012-145111号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-145111

三元触媒は、理論空燃比(ストイキ)付近で高効率な浄化性能を発揮し得るため、理論空燃比よりもリーン側で燃焼運転されるディーゼルエンジン等においては、所望の浄化性能を発揮できないといった課題がある。一方、排気の浄化性能を確保すべく、ディーゼルエンジンを理論空燃比付近でストイキ燃焼させると、所望の燃費性能を得られないといった課題がある。このため、これら排気の浄化性能と燃費性能の両立を図ることができるエンジンシステムの提供が望まれる。 Since the three-way catalyst can exhibit highly efficient purification performance near the stoichiometric air-fuel ratio, it is said that the desired purification performance cannot be exhibited in a diesel engine or the like that is operated by combustion on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio. There are challenges. On the other hand, if the diesel engine is burnt stoichiometrically in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio in order to ensure the purification performance of the exhaust gas, there is a problem that the desired fuel efficiency performance cannot be obtained. Therefore, it is desired to provide an engine system capable of achieving both the purification performance of these exhaust gases and the fuel efficiency performance.

本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、燃費性能及び排気浄化性能の両立を図ることがきるエンジンシステムを提供することを目的とする。 The technique of the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine system capable of achieving both fuel efficiency performance and exhaust gas purification performance.

本開示のエンジンシステムは、内燃機関と、前記内燃機関の排気系に設けられたタービン、前記内燃機関の吸気系に設けられたコンプレッサ及び、前記タービンと前記コンプレッサとを連結する連結軸を有するガスタービンエンジンと、前記連結軸に設けられた電動発電機と、前記タービンよりも上流側の前記排気系に設けられた燃焼器と、前記燃焼器内に燃料を噴射可能なインジェクタと、前記タービンよりも下流側の前記排気系に設けられた排気後処理装置と、前記内燃機関の運転及び、前記インジェクタの燃料噴射を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記内燃機関の運転をリーン燃焼モードで制御すると共に、前記インジェクタから前記燃焼器内に燃料を噴射させて該燃料を燃焼させることにより、前記タービンに流れ込む排気の温度を前記内燃機関から排出される排気の温度よりも上昇させると共に、前記排気後処理装置に流れ込む排気の酸素濃度を低下させることを特徴とする。 The engine system of the present disclosure includes an internal combustion engine, a turbine provided in the exhaust system of the internal combustion engine, a compressor provided in the intake system of the internal combustion engine, and a gas having a connecting shaft connecting the turbine and the compressor. From the turbine engine, the electric generator provided on the connecting shaft, the combustor provided in the exhaust system on the upstream side of the turbine, the injector capable of injecting fuel into the combustor, and the turbine. Also includes an exhaust aftertreatment device provided in the exhaust system on the downstream side, a control unit for controlling the operation of the internal combustion engine and fuel injection of the injector, and the control unit operates the internal combustion engine. By controlling in the lean combustion mode and injecting fuel from the injector into the combustor to burn the fuel, the temperature of the exhaust flowing into the turbine rises above the temperature of the exhaust discharged from the internal combustion engine. It is characterized in that the oxygen concentration of the exhaust flowing into the exhaust aftertreatment device is reduced.

また、前記吸気系を流れる吸気の流量を調整可能な吸気スロットルバルブ及び、又は、前記排気系を流れる排気を前記吸気系に再循環させる排気再循環装置をさらに備えており、前記制御部は、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷運転領域になると、排気の空気過剰率が所定の上限空気過剰率以下となるように、前記吸気スロットルバルブ及び、又は、前記排気再循環装置の作動を制御することが好ましい。 Further, an intake throttle valve capable of adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake system and an exhaust gas recirculation device for recirculating the exhaust gas flowing through the exhaust system to the intake system are further provided, and the control unit is provided with the control unit. When the operating state of the internal combustion engine becomes a predetermined low load operating region, the intake throttle valve and / or the exhaust gas recirculation device are operated so that the excess air ratio of the exhaust becomes equal to or less than the predetermined upper limit air excess ratio. It is preferable to control it.

また、前記排気後処理装置は三元触媒を備えており、前記燃焼器よりも下流側、且つ、前記三元触媒よりも上流側の前記排気系に、排気の酸素濃度に応じた値を出力可能な排気センサが設けられており、前記制御部は、前記排気センサの出力値に基づいて、排気の酸素濃度が0となるように、前記インジェクタの燃料噴射量を制御することが好ましい。 Further, the exhaust aftertreatment device is provided with a three-way catalyst, and outputs a value according to the oxygen concentration of the exhaust to the exhaust system on the downstream side of the combustor and on the upstream side of the three-way catalyst. A possible exhaust sensor is provided, and it is preferable that the control unit controls the fuel injection amount of the injector so that the oxygen concentration of the exhaust becomes 0 based on the output value of the exhaust sensor.

また、前記排気後処理装置は、排気上流側から順に、酸化触媒、フィルタ及び、選択的還元型触媒を備えていることが好ましい。 Further, it is preferable that the exhaust aftertreatment device includes an oxidation catalyst, a filter, and a selective reduction catalyst in this order from the exhaust upstream side.

また、前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気系に、前記コンプレッサにより圧送される吸気の圧力に応じた実過給圧を出力可能な吸気センサが設けられており、前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて設定される目標過給圧に対して前記実過給圧が低い場合には、前記電動発電機を電動機として駆動させ、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が高い場合には、前記電動発電機を発電機として駆動させることが好ましい。 Further, the intake system on the downstream side of the compressor is provided with an intake sensor capable of outputting the actual boost pressure according to the pressure of the intake air pressured by the compressor, and the control unit is the internal combustion engine. When the actual boost pressure is lower than the target boost pressure set based on the operating state of, the electric generator is driven as an electric motor, and the actual boost pressure is relative to the target boost pressure. When is high, it is preferable to drive the electric generator as a generator.

また、前記吸気系を流れる吸気を前記コンプレッサから迂回させる吸気バイパス通路と、前記吸気バイパス通路を流れる吸気の流量を調整可能な吸気バイパスバルブと、前記排気系を流れる排気を前記タービンから迂回させる排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路を流れる排気の流量を調整可能な排気バイパスバルブと、をさらに備えており、前記制御部は、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷運転領域になると、前記吸気バイパスバルブ及び、前記排気バイパスバルブの開度を開側に制御することが好ましい。 Further, an intake bypass passage that bypasses the intake air flowing through the intake system from the compressor, an intake bypass valve that can adjust the flow rate of the intake air flowing through the intake bypass passage, and an exhaust that bypasses the exhaust flowing through the exhaust system from the turbine. A bypass passage and an exhaust bypass valve capable of adjusting the flow rate of the exhaust flowing through the exhaust bypass passage are further provided, and the control unit is described when the operating state of the internal combustion engine becomes a predetermined low load operating region. It is preferable to control the opening degree of the intake bypass valve and the exhaust bypass valve to the open side.

本開示のエンジンシステムによれば、燃費性能及び排気浄化性能の両立を図ることができる。 According to the engine system of the present disclosure, both fuel efficiency performance and exhaust gas purification performance can be achieved at the same time.

第一実施形態に係るエンジンシステムの模式的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram of the engine system which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係る制御装置及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram which shows the control apparatus which concerns on 1st Embodiment, and the related peripheral configurations. 第一実施形態に係るエンジンシステムの制御の流れを説明するフローチャート図である。It is a flowchart explaining the flow of control of the engine system which concerns on 1st Embodiment. 第二実施形態に係るエンジンシステムの模式的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram of the engine system which concerns on 2nd Embodiment. 第二実施形態に係る制御装置及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram which shows the control apparatus which concerns on 2nd Embodiment, and the related peripheral configurations. 第三実施形態に係るエンジンシステムの模式的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram of the engine system which concerns on 3rd Embodiment. 他の実施形態に係るエンジンシステムの模式的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram of the engine system which concerns on other embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るエンジンシステムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the engine system according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings. The same parts are designated by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.

[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係るエンジンシステム1Aの模式的な全体構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of the engine system 1A according to the first embodiment.

図1に示すように、エンジンシステム1Aは、例えば、車両Vに搭載されており、主として、内燃機関としてのエンジン10と、ガスタービンエンジン40と、インジェクタ71を有する燃焼器70と、ガスタービンエンジン40に設けられた電動発電機75とを備えている。 As shown in FIG. 1, the engine system 1A is mounted on, for example, a vehicle V, and mainly includes an engine 10 as an internal combustion engine, a gas turbine engine 40, a combustor 70 having an injector 71, and a gas turbine engine. It is equipped with an electric generator 75 provided in 40.

具体的には、エンジンシステム1Aは、インジェクタ71から噴射した燃料を燃焼器70で燃焼させることにより、エンジン10の排気をさらに高温状態とし、高温状態の排気を用いてガスタービンエンジン40を高効率で駆動させることにより、エンジン10に圧縮吸気を送りつつ、燃焼器70で発生した余剰の排気エネルギを電動発電機75で発電することにより回収する所謂コンバインドサイクルを構成する。 Specifically, the engine system 1A makes the exhaust of the engine 10 in a higher temperature state by burning the fuel injected from the injector 71 in the combustor 70, and uses the exhaust in the high temperature state to make the gas turbine engine 40 highly efficient. A so-called combined cycle is configured in which the surplus exhaust energy generated in the combustor 70 is recovered by generating the surplus exhaust energy generated in the combustor 70 by the electric generator 75 while sending the compressed intake air to the engine 10.

エンジン10は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであって、主としてシリンダヘッドやシリンダブロック等を含むエンジン本体部11を備えている。エンジン本体部11のシリンダブロックには、不図示のピストンを往復移動自在に収容する複数のシリンダ(以下、気筒ともいう)Cが設けられている。ピストンには、コネクティングロッドやクランクアーム等(何れも図示せず)を介してクランクシャフトCSが連結されており、ピストンの往復運動が回転運動に変換されてクランクシャフトCSに伝達されるようになっている。 The engine 10 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel, and includes an engine main body 11 that mainly includes a cylinder head, a cylinder block, and the like. The cylinder block of the engine main body 11 is provided with a plurality of cylinders (hereinafter, also referred to as cylinders) C for accommodating pistons (not shown) so as to be reciprocating. A crankshaft CS is connected to the piston via a connecting rod, a crank arm, etc. (neither is shown), and the reciprocating motion of the piston is converted into rotary motion and transmitted to the crankshaft CS. ing.

なお、エンジン10は、図示例の直列多気筒エンジンに限定されず、単気筒エンジン、V型エンジン、水平対向エンジン等であってよい。また、エンジン10は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジンや天然ガスエンジン等、他の内燃機関であってもよい。 The engine 10 is not limited to the in-line multi-cylinder engine shown in the illustrated example, and may be a single-cylinder engine, a V-type engine, a horizontally opposed engine, or the like. Further, the engine 10 is not limited to a diesel engine, and may be another internal combustion engine such as a gasoline engine or a natural gas engine.

クランクシャフトCSには、クラッチ装置13を介してモータ14及び、変速機15等が接続されている。さらに、変速機15には、プロペラシャフト16や差動装置17、左右の駆動軸18L,18R等を介して左右の駆動輪19L,19Rがそれぞれ接続されている。なお、車両Vは、図示例の後輪駆動車に限定されず、前輪駆動車、四輪駆動車等であってもよい。また、モータ14は、クラッチ装置13の下流側に配されているが、モータ14をクラッチ装置13の上流側に配置して構成してもよい。また、車両Vは、図示例のパラレル式のハイブリッド車両に限定されず、クラッチ装置13の上下流にモータ14をそれぞれ配置したシリーズ式、或いは、シリーズ/パラレル式のハイブリッド車両であってもよい。シリーズ式とすれば、エンジン10の負荷変動を効果的に抑えた定常運転が可能となる。 A motor 14, a transmission 15 and the like are connected to the crankshaft CS via a clutch device 13. Further, the left and right drive wheels 19L and 19R are connected to the transmission 15 via a propeller shaft 16, a differential device 17, left and right drive shafts 18L and 18R, and the like, respectively. The vehicle V is not limited to the rear-wheel drive vehicle of the illustrated example, and may be a front-wheel drive vehicle, a four-wheel drive vehicle, or the like. Further, although the motor 14 is arranged on the downstream side of the clutch device 13, the motor 14 may be arranged on the upstream side of the clutch device 13. Further, the vehicle V is not limited to the parallel type hybrid vehicle of the illustrated example, and may be a series type or a series / parallel type hybrid vehicle in which the motors 14 are arranged on the upstream and downstream sides of the clutch device 13. If it is a series type, steady operation that effectively suppresses the load fluctuation of the engine 10 becomes possible.

モータ14は、車両Vの加速走行時等には、車載バッテリ78からインバータ79を介して供給される電力により電動機として力行駆動し、車両Vの減速走行時等には発電機として発電駆動する。モータ14により発電された回生電力は、車載バッテリ78の充電残容量等に応じて該車載バッテリ78に蓄電されたり、或いは、不図示の補機類や電装品等に供給されたりする。 The motor 14 is power-driven as an electric motor by the electric power supplied from the vehicle-mounted battery 78 via the inverter 79 when the vehicle V is accelerating, and is generated and driven as a generator when the vehicle V is decelerating. The regenerative power generated by the motor 14 is stored in the vehicle-mounted battery 78 according to the remaining charge capacity of the vehicle-mounted battery 78, or is supplied to auxiliary equipment, electrical components, etc. (not shown).

なお、モータ14の配置構成は、図示例に限定されず、PTO(Power-Take-Off)装置等を介して変速機15に接続してもよい。また、車両Vは、図示例のエンジン10及びモータ14を備えるハイブリッド車両に限定されず、駆動力源としてエンジン10のみを備えるエンジン車両であってもよい。 The arrangement configuration of the motor 14 is not limited to the illustrated example, and may be connected to the transmission 15 via a PTO (Power-Take-Off) device or the like. Further, the vehicle V is not limited to the hybrid vehicle including the engine 10 and the motor 14 in the illustrated example, and may be an engine vehicle having only the engine 10 as a driving force source.

エンジン本体部11のシリンダヘッドには、各気筒C内に燃料を噴射する筒内インジェク12がそれぞれ設けられている。各筒内インジェク12の燃料噴射量や噴射タイミングは、要求負荷等に基づいて制御装置100から送信される指令に応じて適宜に制御される。なお、エンジン10は直噴式エンジンに限定されず、予混合式エンジンであってもよい。 The cylinder head of the engine body 11 is provided with an in-cylinder injector 12 for injecting fuel into each cylinder C. The fuel injection amount and injection timing of each in-cylinder injection 12 are appropriately controlled according to a command transmitted from the control device 100 based on a required load and the like. The engine 10 is not limited to the direct injection engine, and may be a premixed engine.

エンジン本体部11のシリンダヘッドの側部には、各吸気ポートに吸気を分配する吸気マニホールド20(吸気系の一部)及び、各排気ポートから排気を集合させる排気マニホールド30(排気系の一部)が取り付けられている。 On the side of the cylinder head of the engine body 11, an intake manifold 20 (a part of the intake system) that distributes the intake air to each intake port and an exhaust manifold 30 (a part of the exhaust system) that collects exhaust from each exhaust port. ) Is attached.

吸気マニホールド20には、エンジン10の吸気通路21(本開示の吸気系)が接続され、排気マニホールド30には、エンジン10の排気通路31(本開示の排気系)が接続されている。また、吸気マニホールド20には、ガスタービンエンジン40により圧送される吸気の圧力に相当する実過給圧BP_Actを取得可能なブースト圧センサ90(本開示の吸気センサの一例)が設けられている。 The intake passage 21 (intake system of the present disclosure) of the engine 10 is connected to the intake manifold 20, and the exhaust passage 31 (exhaust system of the present disclosure) of the engine 10 is connected to the exhaust manifold 30. Further, the intake manifold 20 is provided with a boost pressure sensor 90 (an example of the intake sensor of the present disclosure) capable of acquiring an actual boost pressure BP_Act corresponding to the pressure of the intake air pressured by the gas turbine engine 40. ..

吸気通路21は、吸気上流側から順に、上流吸気通路22、コンプレッサ通路41及び、下流吸気通路23を備えている。本実施形態において、ブースト圧センサ90は、吸気マニホールド20に設けられているが、下流吸気通路23に設けられてもよい。 The intake passage 21 includes an upstream intake passage 22, a compressor passage 41, and a downstream intake passage 23 in this order from the intake upstream side. In the present embodiment, the boost pressure sensor 90 is provided in the intake manifold 20, but may be provided in the downstream intake passage 23.

上流吸気通路22の上流端(入口端)には、異物を濾過するエアクリーナ24が設けられている。また、エアクリーナ24の直下流に位置する上流吸気通路22には、吸入空気流量MAFを取得する吸入空気流量センサ91が設けられている。 An air cleaner 24 for filtering foreign matter is provided at the upstream end (inlet end) of the upstream intake passage 22. Further, an intake air flow rate sensor 91 that acquires an intake air flow rate MAF is provided in the upstream intake passage 22 located immediately downstream of the air cleaner 24.

コンプレッサ通路41には、ガスタービンエンジン40の一部をなす複数のコンプレッサ42,43,44が順に設けられている。具体的には、コンプレッサ通路41は、第1コンプレッサ42から第2コンプレッサ43へ圧縮吸気を送る上流コンプレッサ通路41Aと、第2コンプレッサ43から第3コンプレッサ44へ圧縮吸気を送る下流コンプレッサ通路41Bとを備えている。なお、詳細な図示は省略するが、コンプレッサ通路41の各コンプレッサ42,43,44間に、圧縮吸気を冷却可能な冷却器を介設してもよい。 A plurality of compressors 42, 43, 44 forming a part of the gas turbine engine 40 are sequentially provided in the compressor passage 41. Specifically, the compressor passage 41 includes an upstream compressor passage 41A that sends compressed intake air from the first compressor 42 to the second compressor 43, and a downstream compressor passage 41B that sends compressed intake air from the second compressor 43 to the third compressor 44. I have. Although detailed illustration is omitted, a cooler capable of cooling the compressed intake air may be provided between the compressors 42, 43, and 44 of the compressor passage 41.

下流吸気通路23には、各コンプレッサ42,43,44により圧送される圧縮吸気を冷却するインタークーラ25が設けられている。インタークーラ25は、空冷式又は水冷式の何れであってもよい。また、下流吸気通路23には、吸入空気の流量を調整可能な吸気スロットルバルブ26が設けられている。吸気スロットルバルブ26の開度は、エンジン10の運転状態等に基づいて制御装置100から送信される指令に応じて適宜に制御される。 The downstream intake passage 23 is provided with an intercooler 25 for cooling the compressed intake air pumped by the compressors 42, 43, 44. The intercooler 25 may be either an air-cooled type or a water-cooled type. Further, the downstream intake passage 23 is provided with an intake throttle valve 26 capable of adjusting the flow rate of the intake air. The opening degree of the intake throttle valve 26 is appropriately controlled according to a command transmitted from the control device 100 based on the operating state of the engine 10 and the like.

排気通路31は、排気上流側から順に、上流排気通路32、タービン通路45及び、下流排気通路33を備えている。 The exhaust passage 31 includes an upstream exhaust passage 32, a turbine passage 45, and a downstream exhaust passage 33 in this order from the exhaust upstream side.

上流排気通路32は、排気マニホールド30の排気集合部とタービン通路45の上流端(入口)とを接続する。上流排気通路32の所定箇所には、詳細を後述する燃焼器70が設けられている。図示例において、燃焼器70は、上流排気通路32の略中間部位に設けられているが、タービン通路45の直上流に設けられてもよい。タービン通路45の直上流に設ければ、燃焼器70で作出された熱を各タービン46,47,48に効率的に伝達できるようになる。なお、図示は省略するが、燃焼器70よりも上流側の上流排気通路32に、排気温度センサを設けてもよい。 The upstream exhaust passage 32 connects the exhaust collecting portion of the exhaust manifold 30 and the upstream end (inlet) of the turbine passage 45. A combustor 70, which will be described in detail later, is provided at a predetermined position in the upstream exhaust passage 32. In the illustrated example, the combustor 70 is provided at a substantially intermediate portion of the upstream exhaust passage 32, but may be provided immediately upstream of the turbine passage 45. If it is provided directly upstream of the turbine passage 45, the heat generated by the combustor 70 can be efficiently transferred to the turbines 46, 47, 48. Although not shown, an exhaust temperature sensor may be provided in the upstream exhaust passage 32 on the upstream side of the combustor 70.

タービン通路45には、ガスタービンエンジン40の一部をなす複数のタービン46,47,48が順に設けられている。具体的には、タービン通路45は、第1タービン46を流れた排気を第2タービン47へ送り出す上流タービン通路45Aと、第2タービン47を流れた排気を第3タービン48へ送り出す下流タービン通路45Bとを備えている。 A plurality of turbines 46, 47, 48 forming a part of the gas turbine engine 40 are sequentially provided in the turbine passage 45. Specifically, the turbine passage 45 includes an upstream turbine passage 45A that sends the exhaust gas that has flowed through the first turbine 46 to the second turbine 47 and a downstream turbine passage 45B that sends the exhaust gas that has flowed through the second turbine 47 to the third turbine 48. And have.

下流排気通路33には、排気後処理装置の一例として、三元触媒50が設けられている。三元触媒50は、排気が理論空燃比付近のときに、排気中のCO、HC及び、NOxを同時に高効率で浄化する機能を有する。三元触媒50よりも上流側の下流排気通路33には、排気のNOx値及びラムダ値(以下、空気過剰率ともいう)を取得するNOx/ラムダセンサ92(本開示の排気センサの一例)が設けられている。なお、NOx/ラムダセンサ92は、排気の酸素濃度に応じた出力値を送信可能なセンサであれば、他のセンサを用いてもよい。また、NOx/ラムダセンサ92は、三元触媒50よりも排気上流側であれば、例えば、燃焼器70よりも下流側の上流排気通路32に設けられてもよい。 The downstream exhaust passage 33 is provided with a three-way catalyst 50 as an example of an exhaust aftertreatment device. The three-way catalyst 50 has a function of simultaneously purifying CO, HC, and NOx in the exhaust gas with high efficiency when the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio. In the downstream exhaust passage 33 on the upstream side of the three-way catalyst 50, a NOx / lambda sensor 92 (an example of the exhaust sensor of the present disclosure) for acquiring a NOx value and a lambda value (hereinafter, also referred to as an excess air ratio) of the exhaust is provided. It is provided. As the NOx / lambda sensor 92, another sensor may be used as long as it can transmit an output value according to the oxygen concentration of the exhaust gas. Further, the NOx / lambda sensor 92 may be provided in the upstream exhaust passage 32 on the downstream side of the combustor 70, for example, as long as it is on the exhaust upstream side of the three-way catalyst 50.

排気再循環装置(Exhaust Gas Recirculation System:以下、EGR装置)60は、エンジン10の排気の少なくとも一部を吸気系に再循環させるEGR通路61と、EGRガスを冷却する空冷式又は水冷式のEGRクーラ62と、EGR率を調整するEGRバルブ63とを備えている。EGRバルブ63の開度は、エンジン10の運転状態等に基づいて制御装置100から送信される指令に応じて適宜に制御される。 The exhaust gas recirculation system (hereinafter referred to as EGR device) 60 includes an EGR passage 61 that recirculates at least a part of the exhaust gas of the engine 10 to the intake system, and an air-cooled or water-cooled EGR that cools the EGR gas. It includes a cooler 62 and an EGR valve 63 that adjusts the EGR rate. The opening degree of the EGR valve 63 is appropriately controlled according to a command transmitted from the control device 100 based on the operating state of the engine 10 and the like.

EGR装置60は、いわゆる高圧EGR装置であって、ガスタービンエンジン40よりも上流側の排気通路31から取り出した排気をガスタービンエンジン40よりも下流側の吸気通路21に再循環させる。図示例において、EGR通路61は、排気マニホールド30から分岐しているが、燃焼器70よりも上流側の上流排気通路32から分岐してもよい。また、EGR通路61は、吸気スロットルバルブ26よりも下流側の下流吸気通路23に合流しているが、吸気マニホールド20に直接的に合流してもよい。なお、EGR装置60は、高圧EGR装置に限定されず、低圧EGR装置であってもよい。 The EGR device 60 is a so-called high-pressure EGR device, and recirculates the exhaust gas taken out from the exhaust passage 31 on the upstream side of the gas turbine engine 40 to the intake passage 21 on the downstream side of the gas turbine engine 40. In the illustrated example, the EGR passage 61 is branched from the exhaust manifold 30, but may be branched from the upstream exhaust passage 32 on the upstream side of the combustor 70. Further, although the EGR passage 61 joins the downstream intake passage 23 on the downstream side of the intake throttle valve 26, it may join the intake manifold 20 directly. The EGR device 60 is not limited to the high-pressure EGR device, and may be a low-pressure EGR device.

ガスタービンエンジン40は、排気により駆動する複数(図示例では3個)のタービン46,47,48と、吸気を圧縮する複数(図示例では3個)のコンプレッサ42,43,44と、これらタービン46,47,48及び、コンプレッサ42,43,44を連結する連結軸49とを備えている。また、連結軸49のタービン46,47,48とコンプレッサ42,43,44との間には、電動発電機75が設けられている。電動発電機75で発電される電力は、車載バッテリ78の充電残容量等に応じて、車載バッテリ78に蓄電されたり、或いは、不図示の補機類や電装品等、モータ14に供給されたりする。なお、コンプレッサやタービンの個数は、図示例の各3個に限定されず、各1個、各2個、或いは、各4個以上であってもよい。 The gas turbine engine 40 includes a plurality of turbines 46, 47, 48 driven by exhaust gas (three in the illustrated example), a plurality of compressors 42, 43, 44 for compressing intake air (three in the illustrated example), and these turbines. It is provided with 46, 47, 48 and a connecting shaft 49 connecting the compressors 42, 43, 44. Further, a motor generator 75 is provided between the turbines 46, 47, 48 of the connecting shaft 49 and the compressors 42, 43, 44. The power generated by the motor generator 75 may be stored in the vehicle-mounted battery 78 depending on the remaining charge capacity of the vehicle-mounted battery 78, or may be supplied to the motor 14 such as auxiliary equipment and electrical components (not shown). do. The number of compressors and turbines is not limited to 3 in each of the illustrated examples, and may be 1 in each, 2 in each, or 4 or more in each.

燃焼器70には、燃焼器70内に燃料(例えば、軽油)を噴射可能なインジェク71が設けられている。インジェク71の燃料噴射量は、制御装置100からの指令に応じて適宜に制御される。この燃焼器70は、エンジン10から排出される高温の排気中に残存する酸素と、インジェク71から噴射される燃料とを混合して燃焼させることにより、下流側のタービン46,47,48に送られる排気の温度をさらに上昇させると共に、三元触媒50に流れ込む排気を理論空燃比(ストイキ)付近まで効果的に低下させるように機能する。 The combustor 70 is provided with an injector 71 capable of injecting fuel (for example, light oil) into the combustor 70. The fuel injection amount of the injector 71 is appropriately controlled in response to a command from the control device 100. The combustor 70 sends oxygen remaining in the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 10 to the turbines 46, 47, 48 on the downstream side by mixing and burning the fuel injected from the injector 71. It functions to further raise the temperature of the exhaust gas to be produced and to effectively reduce the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 50 to the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (stoichi).

エンジンシステム1Aには、先述のブースト圧センサ90,吸入空気流量センサ91,NOx/ラムダセンサ92の他に、エンジン回転数センサ93やアクセル開度センサ94、車速センサ95等の各種センサ類が設けられている。エンジン回転数センサ93は、クランクシャフトCS(又は、フライホイール)からエンジン回転数Neを取得する。アクセル開度センサ94は、アクセルペダル98の踏み込み量に応じたアクセル開度Acを取得する。車速センサ95は、プロペラシャフト16等から車両Vの車速を取得する。これら各センサ90~95の検出信号は、電気的に接続された制御装置100に送信される。 In addition to the boost pressure sensor 90, intake air flow rate sensor 91, and NOx / lambda sensor 92 described above, the engine system 1A is provided with various sensors such as an engine rotation speed sensor 93, an accelerator opening sensor 94, and a vehicle speed sensor 95. Has been done. The engine speed sensor 93 acquires the engine speed Ne from the crankshaft CS (or flywheel). The accelerator opening sensor 94 acquires the accelerator opening Ac according to the amount of depression of the accelerator pedal 98. The vehicle speed sensor 95 acquires the vehicle speed of the vehicle V from the propeller shaft 16 and the like. The detection signals of each of these sensors 90 to 95 are transmitted to the electrically connected control device 100.

[制御装置]
図2は、本実施形態に係る制御装置100及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。
[Control device]
FIG. 2 is a schematic functional block diagram showing a control device 100 according to the present embodiment and related peripheral configurations.

制御装置100は、例えば、コンピュータ等の演算を行う装置であり、互いにバス等で接続されたCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート等を備え、プログラムを実行する。 The control device 100 is, for example, a device that performs calculations such as a computer, and is a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, and an output port connected to each other by a bus or the like. And so on, run the program.

また、制御装置100は、プログラムの実行により、エンジン制御部110、排気燃焼制御部120、電動発電機制御部130及び、低負荷時空気量制御部140を備える装置として機能する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御装置100に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。 Further, the control device 100 functions as a device including an engine control unit 110, an exhaust combustion control unit 120, a motor generator control unit 130, and a low load air amount control unit 140 by executing a program. Each of these functional elements will be described as being included in the control device 100, which is integrated hardware in the present embodiment, but any part of these may be provided in separate hardware.

エンジン制御部110は、アクセル開度センサ94等により取得される要求負荷に応じて筒内インジェクタ12の燃料噴射量や噴射タイミングを制御するエンジン制御を実施する。本実施形態において、エンジン制御部110は、エンジン10の各気筒Cを理論空燃比よりも薄い混合気で燃焼させる所謂リーン燃焼モードで、各筒内インジェクタ12の燃料噴射を制御する。このように、エンジン10の各気筒Cをリーン燃焼させて熱効率を高めることにより、エンジン10の燃費性能が確実に向上するようになる。 The engine control unit 110 performs engine control that controls the fuel injection amount and injection timing of the in-cylinder injector 12 according to the required load acquired by the accelerator opening sensor 94 or the like. In the present embodiment, the engine control unit 110 controls the fuel injection of each in-cylinder injector 12 in a so-called lean combustion mode in which each cylinder C of the engine 10 is burned with an air-fuel mixture thinner than the stoichiometric air-fuel ratio. In this way, by lean-burning each cylinder C of the engine 10 to increase the thermal efficiency, the fuel efficiency performance of the engine 10 is surely improved.

排気燃焼制御部120は、インジェクタ71の燃料噴射量を制御することにより、エンジン10から排出される排気中に残存する酸素を燃焼させて、排気の温度をさらに上昇させる排気燃焼制御を実施する。具体的には、制御装置100のメモリには、予め実験等により作成した噴射量マップM1が格納されている。この噴射量マップM1には、排気の空気過剰率(ラムダ値)と、エンジン10の出口排気温度と、排気中に残存する酸素を燃焼させて排気の酸素濃度を略0とするに必要な燃料の噴射量(目標噴射量)との関係が規定されている。目標噴射量は、例えば、排気の空気過剰率が高くなるに従い多くなるように設定されている。 The exhaust combustion control unit 120 controls the fuel injection amount of the injector 71 to burn the oxygen remaining in the exhaust gas discharged from the engine 10 and implement the exhaust combustion control to further raise the temperature of the exhaust gas. Specifically, the injection amount map M1 created in advance by an experiment or the like is stored in the memory of the control device 100. In this injection amount map M1, the excess air ratio (lambda value) of the exhaust gas, the outlet exhaust gas temperature of the engine 10, and the fuel required to burn the oxygen remaining in the exhaust gas to make the oxygen concentration of the exhaust gas substantially 0. The relationship with the injection amount (target injection amount) of is specified. The target injection amount is set to increase, for example, as the excess air ratio of the exhaust increases.

排気燃焼制御部120は、NOx/ラムダセンサ92により取得される排気のラムダ値と、各種センサ90,91,93,94のセンサ値等から推定されるエンジン10の出口排気温度とに基づいて噴射量マップM1を参照することにより、インジェクタ71の目標噴射量を設定すると共に、設定した目標噴射量の指示信号をインジェクタ71に逐次送信する。 The exhaust combustion control unit 120 injects based on the lambda value of the exhaust acquired by the NOx / lambda sensor 92 and the outlet exhaust temperature of the engine 10 estimated from the sensor values of various sensors 90, 91, 93, 94 and the like. By referring to the quantity map M1, the target injection amount of the injector 71 is set, and the instruction signal of the set target injection amount is sequentially transmitted to the injector 71.

このように、燃焼器70に流れ込む排気に燃料を噴射し、該燃料を燃焼させて排気の温度をさらに上昇させる排気燃焼制御を実施すると、エンジン10の出口排気温度よりもさらに昇温された高温排気がタービン46,47,48に流れ込むようになり、ガスタービンエンジン40の駆動効率(吸気の過給効率)を確実に向上することが可能となる。また、下流側の三元触媒50に、酸素がほとんど残存しない理論空燃比(ストイキ)相当の排気が流れ込むようになり、三元触媒50のCO、HC及び、NOxの浄化性能を確実に向上することも可能となる。 In this way, when exhaust gas combustion control is performed in which fuel is injected into the exhaust gas flowing into the combustor 70 and the exhaust gas is burned to further raise the temperature of the exhaust gas, the temperature is higher than the outlet exhaust gas temperature of the engine 10. Exhaust gas flows into the turbines 46, 47, 48, and it is possible to surely improve the drive efficiency (intake supercharging efficiency) of the gas turbine engine 40. In addition, exhaust gas equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichi) in which almost no oxygen remains flows into the three-way catalyst 50 on the downstream side, and the purification performance of CO, HC, and NOx of the three-way catalyst 50 is surely improved. It is also possible.

電動発電機制御部130は、エンジン10の運転状態に応じて電動発電機75の駆動を制御する駆動制御を実施する。具体的には、制御装置100のメモリには、予め作成したエンジン10の運転状態と目標過給圧BP_Tagとの関係を規定する過給圧マップM2が格納されている。 The motor generator control unit 130 implements drive control for controlling the drive of the motor generator 75 according to the operating state of the engine 10. Specifically, the memory of the control device 100 stores a boost pressure map M2 that defines the relationship between the operating state of the engine 10 and the target boost pressure BP_Tag created in advance.

電動発電機制御部130は、まず、エンジン回転数センサ93やアクセル開度センサ94等により取得されるエンジン10の運転状態に基づいて過給圧マップM2を参照することにより、目標過給圧BP_Tagを設定する。さらに、電動発電機制御部130は、設定した目標過給圧BP_Tagと、ブースト圧センサ90により取得される実過給圧BP_Actとを比較し、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりも低ければ(BP_Act<BP_Tag)、車載バッテリ78から電動発電機75に電力を供給し、電動発電機75を電動機として駆動させることにより、コンプレッサ42,43,44による圧縮空気の圧送量を増加させる。車載バッテリ78からの電力供給量は、実過給圧BP_Actと目標過給圧BP_Tagとの偏差に基づいて、例えばフィードバック制御すればよい。 The motor generator control unit 130 first refers to the boost pressure map M2 based on the operating state of the engine 10 acquired by the engine rotation speed sensor 93, the accelerator opening sensor 94, etc., and thereby the target boost pressure BP. Set _Tag . Further, the motor generator control unit 130 compares the set target boost pressure BP _Tag with the actual boost pressure BP _Act acquired by the boost pressure sensor 90, and the actual boost pressure BP _Act is the target boost pressure. If it is lower than BP _Tag (BP _Act <BP _Tag ), power is supplied from the in-vehicle battery 78 to the electric generator 75, and the electric generator 75 is driven as an electric motor to drive the compressed air by the compressors 42, 43, 44. Increase the amount of pumping. The amount of power supplied from the vehicle-mounted battery 78 may be feedback-controlled, for example, based on the deviation between the actual boost pressure BP _Act and the target boost pressure BP _Tag .

一方、電動発電機制御部130は、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりもたかければ(BP_Act>BP_Tag)、電動発電機75を発電機として駆動させることにより、コンプレッサ42,43,44による圧縮空気の圧送量を減少させる。電動発電機75による発電量は、実過給圧BP_Actと目標過給圧BP_Tagとの偏差に基づいて、例えばフィードバック制御すればよい。 On the other hand, if the actual boost pressure BP _Act is higher than the target boost pressure BP _Tag (BP _Act > BP _Tag ), the motor generator control unit 130 drives the motor generator 75 as a generator to make a compressor. The amount of compressed air pumped by 42, 43, 44 is reduced. The amount of power generated by the motor generator 75 may be, for example, feedback controlled based on the deviation between the actual boost pressure BP _Act and the target boost pressure BP _Tag .

このように、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりも高い場合には、燃焼器70で発生した余剰の排気エネルギを、電動発電機75で電力として回収することにより、インジェクタ71の燃料消費が無駄となることを効果的に防止できるようになる。電動発電機75で発電される電力は、充電残容量に応じて車載バッテリ78に蓄電してもよく、或いは、要求負荷等に応じて走行用のモータ14に供給してもよい。なお、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagと略等しい(BP_Act=BP_Tag)場合には、電動発電機75を無負荷状態に切り替えればよい。 In this way, when the actual boost pressure BP _Act is higher than the target boost pressure BP _Tag , the injector 71 recovers the surplus exhaust energy generated in the combustor 70 as electric power by the motor generator 75. It becomes possible to effectively prevent the fuel consumption of the engine from being wasted. The electric power generated by the motor generator 75 may be stored in the vehicle-mounted battery 78 according to the remaining charge capacity, or may be supplied to the traveling motor 14 according to the required load or the like. When the actual boost pressure BP _Act is substantially equal to the target boost pressure BP _Tag (BP _Act = BP _Tag ), the motor generator 75 may be switched to the no-load state.

低負荷時空気量制御部140は、排気の空気過剰率が高くなるエンジン10の低負荷運転時に、排気の酸素量を効果的に低減させる空気量低減制御を実施する。具体的には、低負荷時空気量制御部140は、エンジン回転数センサ93やアクセル開度センサ94等により取得されるエンジン10の運転状態が所定の低負荷運転領域になると、吸気スロットルバルブ26の開度を閉側に絞って吸入空気量を減少させるか、或いは、EGRバルブ63の開度を開側に制御してEGR率を上昇させることにより、排気の空気過剰率を効果的に減少させる。 The low load air amount control unit 140 implements air amount reduction control that effectively reduces the oxygen amount of the exhaust gas during the low load operation of the engine 10 in which the excess air ratio of the exhaust gas is high. Specifically, the low load air volume control unit 140 takes in the intake throttle valve 26 when the operating state of the engine 10 acquired by the engine rotation speed sensor 93, the accelerator opening sensor 94, or the like becomes a predetermined low load operating region. By narrowing the opening of the EGR valve 63 to the closed side to reduce the amount of intake air, or by controlling the opening of the EGR valve 63 to the open side to increase the EGR rate, the excess air rate of the exhaust is effectively reduced. Let me.

これら吸気スロットルバルブ26やEGRバルブ63の開度制御は、何れか一方のみを選択的に実行してもよく、或いは、これら両方を並行して実行してもよい。各バルブ26,63の開度は、燃焼器70に流れ込む排気の空気過剰率が所定範囲となるようにフィードバック制御すればよい。ここで、排気の空気過剰率は、NOx/ラムダセンサ92により取得すればよい。また、空気過剰率の下限値は、熱効率の低下による燃焼安定性の過度な悪化や、黒煙排出量の過度な増加を抑えられる値を基準とすればよく、空気過剰率の上限値は、例えば、インジェクタ71の上限噴射量等を基準に設定すればよい。 The opening degree control of the intake throttle valve 26 and the EGR valve 63 may be selectively executed by only one of them, or both of them may be executed in parallel. The opening degree of each of the valves 26 and 63 may be feedback-controlled so that the excess air ratio of the exhaust gas flowing into the combustor 70 is within a predetermined range. Here, the excess air ratio of the exhaust gas may be acquired by the NOx / lambda sensor 92. Further, the lower limit of the excess air rate may be based on a value that can suppress excessive deterioration of combustion stability due to a decrease in thermal efficiency and an excessive increase in black smoke emission, and the upper limit of the excess air rate is set. For example, the upper limit injection amount of the injector 71 may be set as a reference.

このように、排気の空気過剰率が高くなるエンジン10の低負荷運転時に、吸入空気流量を減少、或いは、EGR率を上昇させる空気量低減制御を実施することにより、燃焼器70に流れ込む排気の空気過剰率を効果的に低下できるようになり、インジェクタ71の燃料噴射量が過多となることを効果的に防止することが可能となる。 In this way, during low load operation of the engine 10 in which the excess air ratio of the exhaust is high, the exhaust flowing into the combustor 70 is controlled by reducing the intake air flow rate or increasing the EGR ratio. It becomes possible to effectively reduce the excess air ratio, and it is possible to effectively prevent the amount of fuel injection of the injector 71 from becoming excessive.

なお、空気量低減制御の手法は、これら吸気スロットルバルブ26やEGRバルブ63の開度制御に限定されず、エンジン10が可変バルブ機構、或いは、気筒休止機構等を備える場合には、任意の気筒のバルブ開閉タイミングを変更したり、或いは、任意の気筒の運転を選択的に休止させたりすることにより実行してもよい。 The method of air volume reduction control is not limited to the opening control of the intake throttle valve 26 and the EGR valve 63, and if the engine 10 is provided with a variable valve mechanism, a cylinder deactivation mechanism, or the like, any cylinder can be used. The valve opening / closing timing may be changed, or the operation of any cylinder may be selectively suspended.

次に、図3に基づいて、本実施形態に係るエンジンシステム1Aの制御の流れを説明する。本ルーチンは、好ましくは、エンジン10の始動(イグニッションON)と同時に開始し、エンジン10の停止(イグニッションOFF)により終了する。 Next, the flow of control of the engine system 1A according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This routine is preferably started at the same time as the engine 10 is started (ignition ON) and ends when the engine 10 is stopped (ignition OFF).

ステップS100では、エンジン10の各気筒Cを理論空燃比よりも薄い混合気で燃焼させるリーン燃焼モードで、各筒内インジェクタ12の燃料噴射を制御する。 In step S100, the fuel injection of each in-cylinder injector 12 is controlled in a lean combustion mode in which each cylinder C of the engine 10 is burned with an air-fuel mixture thinner than the stoichiometric air-fuel ratio.

次いで、ステップS110では、エンジン10の運転状態が所定の低負荷運転領域にあるか否かを判定する。低負荷運転領域にあれば(Yes)、本制御はステップS120に進む。一方、低負荷運転領域になければ(No)、本制御はステップS130に進む。ステップS120では、エンジン10から燃焼器70に流れ込む排気の空気過剰率を所定の上限空気過剰率以下にする空気量低減制御を実行する。 Next, in step S110, it is determined whether or not the operating state of the engine 10 is in a predetermined low load operating region. If it is in the low load operation region (Yes), this control proceeds to step S120. On the other hand, if it is not in the low load operation region (No), this control proceeds to step S130. In step S120, the air amount reduction control is executed so that the excess air rate of the exhaust gas flowing from the engine 10 into the combustor 70 is set to be equal to or less than the predetermined upper limit air excess rate.

ステップS130では、インジェクタ71から燃焼器70内に燃料を噴射し、排気中に残存する酸素を燃焼させて排気の温度をさらに上昇させる排気燃焼制御を実施する。これにより、タービン46,47,48にエンジン10の出口排気温度よりもさらに昇温された高温排気が流れ込むようになり、ガスタービンエンジン40の駆動効率を確実に向上することが可能となる。また、三元触媒50に、酸素がほとんど残存しない理論空燃比相当の排気が流れ込むようになり、三元触媒50によるCO、HC及び、NOxの浄化性能を確実に向上することも可能となる。 In step S130, fuel is injected from the injector 71 into the combustor 70, and exhaust combustion control is performed to burn the oxygen remaining in the exhaust gas to further raise the temperature of the exhaust gas. As a result, high-temperature exhaust gas having a temperature higher than the outlet exhaust gas temperature of the engine 10 flows into the turbines 46, 47, and 48, and the drive efficiency of the gas turbine engine 40 can be reliably improved. Further, the exhaust gas corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio in which almost no oxygen remains flows into the three-way catalyst 50, and it is possible to surely improve the purification performance of CO, HC and NOx by the three-way catalyst 50.

ステップS140では、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりも高いか否かを判定する。実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりも高い場合(Yes)は、ステップS150に進み、電動発電機75を発電機として駆動させることにより、燃焼器70で発生した余剰の排気エネルギを電力として回収する。一方、実過給圧BP_Actが目標過給圧BP_Tagよりも低い場合(No)は、ステップS160に進み、電動発電機75を電動機として駆動させることにより、コンプレッサ42,43,44による圧縮空気の圧送量を増加させる。以降、上述の各ステップS100~160は、エンジン10が停止するまで繰り返し実行される。 In step S140, it is determined whether or not the actual boost pressure BP _Act is higher than the target boost pressure BP _Tag . When the actual boost pressure BP _Act is higher than the target boost pressure BP _Tag (Yes), the process proceeds to step S150, and the motor generator 75 is driven as a generator, so that the surplus exhaust energy generated by the combustor 70 is generated. Is recovered as electric power. On the other hand, when the actual boost pressure BP _Act is lower than the target boost pressure BP _Tag (No), the process proceeds to step S160, and the motor generator 75 is driven as a motor to compress the air by the compressors 42, 43, 44. Increase the amount of pumping. After that, each of the above steps S100 to 160 is repeatedly executed until the engine 10 is stopped.

以上詳述した本実施形態によれば、エンジンシステム1Aは、内燃機関としてのエンジン10と、エンジン10の排気により駆動するガスタービンエンジン40と、インジェクタ71を有する燃焼器70と、ガスタービンエンジン40に設けられた電動発電機75とを備えている。エンジンシステム1Aでは、エンジン10をリーン燃焼モードで運転しつつ、排気中に残存する酸素を燃焼させる量の燃料をインジェクタ71から燃焼器70内に噴射することにより、下流側の三元触媒50に理論空燃比相当の排気を供給するように構成されている。これにより、エンジン10を高効率で運転しつつ、三元触媒50では排気中のCO、HC及び、NOxを同時に高効率で浄化できるようになり、燃費性能の向上及び排気浄化性能の向上の両立を図ることが可能となる。 According to the present embodiment described in detail above, the engine system 1A includes an engine 10 as an internal combustion engine, a gas turbine engine 40 driven by the exhaust of the engine 10, a combustor 70 having an injector 71, and a gas turbine engine 40. It is equipped with an electric generator 75 provided in the above. In the engine system 1A, while the engine 10 is operated in the lean combustion mode, the amount of fuel that burns the oxygen remaining in the exhaust gas is injected from the injector 71 into the combustor 70 to the three-way catalyst 50 on the downstream side. It is configured to supply exhaust equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, while operating the engine 10 with high efficiency, the three-way catalyst 50 can simultaneously purify CO, HC, and NOx in the exhaust with high efficiency, achieving both improvement in fuel efficiency and improvement in exhaust purification performance. It becomes possible to plan.

[第二実施形態]
次に、図4,5に基づいて、第二実施形態に係るエンジンシステム1Bの詳細について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the details of the engine system 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、第二実施形態のエンジンシステム1Bを示す模式的な全体構成図であり、図5は、第二実施形態の制御装置100及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。 FIG. 4 is a schematic overall configuration diagram showing the engine system 1B of the second embodiment, and FIG. 5 is a schematic functional block diagram showing the control device 100 of the second embodiment and related peripheral configurations. be.

第二実施形態のエンジンシステム1Bは、第一実施形態のエンジンシステム1Aに、バイパス通路81,82,85,86を追加すると共に、制御装置100の機能要素として、バルブ制御部150を追加したものである。他の構成については第一実施形態と同様のため、それらの詳細な説明は省略する。 In the engine system 1B of the second embodiment, bypass passages 81, 82, 85, 86 are added to the engine system 1A of the first embodiment, and a valve control unit 150 is added as a functional element of the control device 100. Is. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

図4に示すように、第1吸気バイパス通路81は、上流吸気通路22と上流コンプレッサ通路41Aとを接続しており、吸気の流れを第1コンプレッサ42から迂回させる。第1吸気バイパス通路81には、該通路の開度をリニアに調整可能な第1吸気バイパスバルブ83が設けられている。なお、第1吸気バイパスバルブ83は、ON/OFFバルブであってもよい。 As shown in FIG. 4, the first intake bypass passage 81 connects the upstream intake passage 22 and the upstream compressor passage 41A, and detours the flow of intake air from the first compressor 42. The first intake bypass passage 81 is provided with a first intake bypass valve 83 capable of linearly adjusting the opening degree of the passage. The first intake bypass valve 83 may be an ON / OFF valve.

第2吸気バイパス通路82は、上流吸気通路22と下流コンプレッサ通路41Bとを接続しており、吸気の流れを第1コンプレッサ42及び、第2コンプレッサ43から迂回させる。第2吸気バイパス通路82には、該通路の開度をリニアに調整可能な第2吸気バイパスバルブ84が設けられている。なお、第2吸気バイパスバルブ84は、ON/OFFバルブであってもよい。 The second intake bypass passage 82 connects the upstream intake passage 22 and the downstream compressor passage 41B, and detours the flow of intake air from the first compressor 42 and the second compressor 43. The second intake bypass passage 82 is provided with a second intake bypass valve 84 capable of linearly adjusting the opening degree of the passage. The second intake bypass valve 84 may be an ON / OFF valve.

第1排気バイパス通路85は、上流タービン通路45Aと下流排気通路33とを接続しており、排気の流れを第2タービン47及び、第2タービン48から迂回させる。第1排気バイパス通路85には、該通路の開度をリニアに調整可能な第1排気バイパスバルブ87が設けられている。なお、第1排気バイパスバルブ87は、ON/OFFバルブであってもよい。 The first exhaust bypass passage 85 connects the upstream turbine passage 45A and the downstream exhaust passage 33, and detours the exhaust flow from the second turbine 47 and the second turbine 48. The first exhaust bypass passage 85 is provided with a first exhaust bypass valve 87 capable of linearly adjusting the opening degree of the passage. The first exhaust bypass valve 87 may be an ON / OFF valve.

第2排気バイパス通路86は、下流タービン通路45Bと下流排気通路33とを接続しており、排気の流れを第3タービン48から迂回させる。第2排気バイパス通路86には、該通路の開度をリニアに調整可能な第2排気バイパスバルブ88が設けられている。なお、第2排気バイパスバルブ88は、ON/OFFバルブであってもよい。 The second exhaust bypass passage 86 connects the downstream turbine passage 45B and the downstream exhaust passage 33, and detours the exhaust flow from the third turbine 48. The second exhaust bypass passage 86 is provided with a second exhaust bypass valve 88 capable of linearly adjusting the opening degree of the passage. The second exhaust bypass valve 88 may be an ON / OFF valve.

図5に示すバルブ制御部150は、エンジン回転数センサ93やアクセル開度センサ94等により取得されるエンジン10の運転状態に基づいて、各バイパスバルブ83,84,87,88の開度を適宜に制御する。具体的には、バルブ制御部150は、エンジン10の運転状態が所定の低負荷運転領域にあるときは、エンジン10の負荷が低くなるほど、コンプレッサ42,43,44を通過する吸気の流量及び、タービン46,47,48を通過する排気の流量が減少するように、各バイパスバルブ83,84,87,88の開度を開側に制御する。ここで、バルブ開度制御は、エンジン10の運転状態(回転数、アクセル開度等)と目標過給圧との関係を規定した目標過給圧マップを参照することにより行えばよい。係るバルブ開度制御の実施中、電動発電機75は、目標過給圧に応じた目標回転数を出力するように回転数制御が実施される。このように、空気量が少なくなるエンジン10の低負荷時には、ガスタービンエンジン40から吸気及び排気を迂回させることにより。コンプレッサ42,43,44及びタービン46,47,48の適正な圧力比を効果的に維持することが可能となる。 The valve control unit 150 shown in FIG. 5 appropriately adjusts the opening degrees of the bypass valves 83, 84, 87, 88 based on the operating state of the engine 10 acquired by the engine rotation speed sensor 93, the accelerator opening sensor 94, and the like. To control. Specifically, when the operating state of the engine 10 is in the predetermined low load operating region, the valve control unit 150 increases the flow rate of the intake air passing through the compressors 42, 43, 44 as the load of the engine 10 decreases. The opening degree of each bypass valve 83, 84, 87, 88 is controlled to the open side so that the flow rate of the exhaust gas passing through the turbines 46, 47, 48 is reduced. Here, the valve opening degree control may be performed by referring to the target boost pressure map that defines the relationship between the operating state (rotation speed, accelerator opening degree, etc.) of the engine 10 and the target boost pressure. During the execution of the valve opening degree control, the motor generator 75 is subjected to the rotation speed control so as to output the target rotation speed according to the target boost pressure. In this way, when the load of the engine 10 where the amount of air is low is low, the intake and exhaust are bypassed from the gas turbine engine 40. It is possible to effectively maintain the proper pressure ratios of the compressors 42, 43, 44 and the turbines 46, 47, 48.

なお、バイパス通路81,82,85,86の構成は図示例に限定されず、コンプレッサ42,43,44やタービン46,47,48を完全に迂回する第3吸気バイパス通路(上流側吸気通路22と下流側吸気通路23とを接続)や、第4排気バイパス通路(上流側排気通路32と下流側排気通路33とを接続)をさらに備えるように構成してもよい。第4排気バイパス通路を設ければ、ウェイストゲートバルブ付き過給機のようなタービン46,47,48のバイパス制御を適宜に行うことが可能となる。また、これら排気バイパス通路の代わりに、タービン46,47,48の少なくとも一つ以上が可変翼を備える可変容量ターボとして構成することも可能である。 The configuration of the bypass passages 81, 82, 85, 86 is not limited to the illustrated example, and the third intake bypass passage (upstream intake passage 22) that completely bypasses the compressors 42, 43, 44 and the turbines 46, 47, 48. And the downstream side intake passage 23) and a fourth exhaust bypass passage (connecting the upstream side exhaust passage 32 and the downstream side exhaust passage 33) may be further provided. If the fourth exhaust bypass passage is provided, it becomes possible to appropriately perform bypass control of the turbines 46, 47, 48 such as a supercharger with a wastegate valve. Further, instead of these exhaust bypass passages, at least one of the turbines 46, 47, 48 can be configured as a variable capacity turbo equipped with variable wings.

[第三実施形態]
次に、図6に基づいて、第三実施形態に係るエンジンシステム1Cの詳細について説明する。
[Third Embodiment]
Next, the details of the engine system 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

図6は、第三実施形態のエンジンシステム1Cを示す模式的な全体構成図である。第三実施形態のエンジンシステム1Cは、排気後処理装置として、下流排気通路33に、上流側から順に、酸化触媒51、フィルタ52、尿素水インジェクタ53、選択還元型触媒(Selective Catalytic Reduction:以下、SCR触媒)54、アンモニアスリップ触媒55を備えたものである。他の構成については第一実施形態と同様のため、それらの詳細な説明は省略する。 FIG. 6 is a schematic overall configuration diagram showing the engine system 1C of the third embodiment. In the engine system 1C of the third embodiment, as an exhaust aftertreatment device, an oxidation catalyst 51, a filter 52, a urea water injector 53, and a selective reduction catalyst (Selective Catalytic Reduction: hereinafter, in order) are provided in the downstream exhaust passage 33 from the upstream side. It is provided with an SCR catalyst) 54 and an ammonia slip catalyst 55. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

酸化触媒51は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体の表面に酸化触媒成分等を担持して形成されており、排気中に含まれるHCやCOを酸化する。酸化触媒51は、エンジン10のポスト噴射やインジェクタ71の排気管噴射によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。 The oxidation catalyst 51 is formed by supporting an oxidation catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure, and oxidizes HC and CO contained in the exhaust gas. When unburned fuel is supplied by the post injection of the engine 10 or the exhaust pipe injection of the injector 71, the oxidation catalyst 51 oxidizes the unburned fuel to raise the exhaust temperature.

フィルタ52は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されており、排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PM)を隔壁の細孔や表面に捕集する。フィルタ52は、堆積したPMを燃焼除去するフィルタ再生が定期的に実行される。フィルタ再生は、フィルタ52のPM堆積量が所定量に達した場合、フィルタ52の前後差圧が所定の閾値差圧に達した場合、或いは、前回のフィルタ再生終了からの累積走行距離が所定の閾値距離に達した場合等に実行される。 The filter 52 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by a porous partition wall along the flow direction of exhaust gas and alternately sealing the upstream side and the downstream side of these cells. , Particulate Matter (PM) in the exhaust gas is collected in the pores and surface of the partition wall. The filter 52 is periodically regenerated by burning and removing the accumulated PM. In the filter regeneration, the PM accumulation amount of the filter 52 reaches a predetermined amount, the front-rear differential pressure of the filter 52 reaches a predetermined threshold differential pressure, or the cumulative mileage from the end of the previous filter regeneration is predetermined. It is executed when the threshold distance is reached.

なお、フィルタ52は、第三実施形態のみならず、上述の第一及び第二実施形態の排気後処理装置に設けられてもよい。フィルタ52を第一及び第二実施形態に設ければ、燃焼器70で燃焼しきれずに下流側に流出する煤を効果的に捕集することが可能となる。この場合、酸素濃度が0(又は極低濃度)の状態でフィルタ再生制御を行うことは難しいため、GPF(ガソリン・パティキュート・フィルタ)のような再生制御を行えばよい。 The filter 52 may be provided not only in the third embodiment but also in the exhaust aftertreatment devices of the first and second embodiments described above. If the filter 52 is provided in the first and second embodiments, soot that cannot be completely burned by the combustor 70 and flows out to the downstream side can be effectively collected. In this case, since it is difficult to perform filter regeneration control in a state where the oxygen concentration is 0 (or extremely low concentration), regeneration control such as GPF (gasoline particulate filter) may be performed.

尿素水インジェクタ53は、不図示の尿素水タンク内に貯留された尿素水を下流排気通路33内に噴射する。尿素水インジェクタ53から噴射された尿素水は、排気熱や排気中の水蒸気により加水分解されてアンモニア(NH3)に生成され、下流側のSCR触媒54に還元剤として供給される。 The urea water injector 53 injects urea water stored in a urea water tank (not shown) into the downstream exhaust passage 33. The urea water injected from the urea water injector 53 is hydrolyzed by exhaust heat and water vapor in the exhaust to be produced in ammonia (NH3), and is supplied to the SCR catalyst 54 on the downstream side as a reducing agent.

SCR触媒54は、例えば多孔質のセラミック製担体にゼオライト等を担持して形成されている。SCR触媒54は、尿素水インジェクタ53から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からNOxを選択的に還元浄化する。 The SCR catalyst 54 is formed by supporting zeolite or the like on a porous ceramic carrier, for example. The SCR catalyst 54 adsorbs ammonia supplied as a reducing agent from the urea water injector 53, and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust passing through the adsorbed ammonia.

アンモニアスリップ触媒55は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に酸化触媒成分等を担持して形成されており、SCR触媒54から下流側にスリップした余剰のアンモニアを酸化する機能を有している。 The ammonia slip catalyst 55 is formed by supporting an oxidation catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure, and has a function of oxidizing excess ammonia slipped downstream from the SCR catalyst 54. have.

このように、第一実施形態の三元触媒50に替えて、酸化触媒51、フィルタ52、SCR触媒54及び、アンモニアスリップ触媒55を具備する排気後処理装置を設けることで、エンジン10をストイキ燃焼モードで運転させられない場合においも、排気の浄化性能を確実に向上することが可能となる。また、冷間始動時等、酸化触媒51やSCR触媒54の触媒温度が活性温度域よりも低い場合に、インジェクタ71から燃焼器70に燃料を噴射して燃焼させることにより、これらの触媒温度を早期に活性温度域まで上昇させることも可能となる。 As described above, by providing the exhaust aftertreatment device provided with the oxidation catalyst 51, the filter 52, the SCR catalyst 54, and the ammonia slip catalyst 55 in place of the three-way catalyst 50 of the first embodiment, the engine 10 is burned stoichiometrically. Even when the engine cannot be operated in the mode, it is possible to surely improve the purification performance of the exhaust gas. Further, when the catalyst temperature of the oxidation catalyst 51 or the SCR catalyst 54 is lower than the active temperature range, such as during a cold start, fuel is injected from the injector 71 to the combustor 70 to burn the catalyst temperature. It is also possible to raise the temperature to the active temperature range at an early stage.

[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[others]
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.

例えば、上記第二実施形態のエンジンシステム1Bの三元触媒50を、図7に示すように、酸化触媒51、フィルタ52、SCR触媒54及び、アンモニアスリップ触媒55を具備する排気後処理装置に置き換えて構成してもよい。図7に示すエンジンシステム1Dの場合は、フィルタ52からPMを除去するフィルタ再生時、及び、SCR触媒54を硫黄被毒から回復させる触媒再生時等に、インジェクタ71から燃焼器70に燃料を多く噴射し、少なくとも排気バイパスバルブ87,88を全開に制御することにより、燃焼器70で作出される高温排気をフィルタ52やSCR触媒54に直接的に導入すればよい。 For example, as shown in FIG. 7, the three-way catalyst 50 of the engine system 1B of the second embodiment is replaced with an exhaust aftertreatment device including an oxidation catalyst 51, a filter 52, an SCR catalyst 54, and an ammonia slip catalyst 55. May be configured. In the case of the engine system 1D shown in FIG. 7, a large amount of fuel is supplied from the injector 71 to the combustor 70 during filter regeneration for removing PM from the filter 52 and catalyst regeneration for recovering the SCR catalyst 54 from sulfur poisoning. By injecting and controlling at least the exhaust bypass valves 87 and 88 to the full open, the high temperature exhaust produced by the combustor 70 may be directly introduced into the filter 52 and the SCR catalyst 54.

また、本開示の適用は、車両Vに限定されず、船舶や発電機等の産業用機械の動力源にも広く適用することが可能である。 Further, the application of the present disclosure is not limited to the vehicle V, and can be widely applied to the power source of industrial machines such as ships and generators.

1A,1B,1C,1D エンジンシステム
10 エンジン(内燃機関)
20 吸気マニホールド(吸気系)
21 吸気通路(吸気系)
22 上流吸気通路
23 下流吸気通路
26 吸気スロットルバルブ
30 排気マニホールド(排気系)
31 排気通路(排気系)
32 上流排気通路
33 下流排気通路
40 ガスタービンエンジン
41 コンプレッサ通路(吸気系)
42,43,44 コンプレッサ
45 タービン通路(排気系)
46,47,48 タービン
49 連結軸
60 EGR装置
70 燃焼器
71 インジェクタ
75 電動発電機
78 車載バッテリ
90 ブースト圧センサ(吸気センサ)
92 NOx/ラムダセンサ(排気センサ)
100 制御装置(制御部)
1A, 1B, 1C, 1D engine system 10 engine (internal combustion engine)
20 Intake manifold (intake system)
21 Intake passage (intake system)
22 Upstream intake passage 23 Downstream intake passage 26 Intake throttle valve 30 Exhaust manifold (exhaust system)
31 Exhaust passage (exhaust system)
32 Upstream exhaust passage 33 Downstream exhaust passage 40 Gas turbine engine 41 Compressor passage (intake system)
42,43,44 Compressor 45 Turbine passage (exhaust system)
46, 47, 48 Turbine 49 Connecting shaft 60 EGR device 70 Combustor 71 Injector 75 Motor generator 78 In-vehicle battery 90 Boost pressure sensor (intake sensor)
92 NOx / Lambda sensor (exhaust sensor)
100 Control device (control unit)

Claims (6)

内燃機関と、
前記内燃機関の排気系に設けられたタービン、前記内燃機関の吸気系に設けられたコンプレッサ及び、前記タービンと前記コンプレッサとを連結する連結軸を有するガスタービンエンジンと、
前記連結軸に設けられた電動発電機と、
前記タービンよりも上流側の前記排気系に設けられた燃焼器と、
前記燃焼器内に燃料を噴射可能なインジェクタと、
前記タービンよりも下流側の前記排気系に設けられた排気後処理装置と、
前記内燃機関の運転及び、前記インジェクタの燃料噴射を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関の運転をリーン燃焼モードで制御すると共に、前記インジェクタから前記燃焼器内に燃料を噴射させて該燃料を燃焼させることにより、前記タービンに流れ込む排気の温度を前記内燃機関から排出される排気の温度よりも上昇させると共に、前記排気後処理装置に流れ込む排気の酸素濃度を低下させる
ことを特徴とするエンジンシステム。
With an internal combustion engine
A turbine provided in the exhaust system of the internal combustion engine, a compressor provided in the intake system of the internal combustion engine, and a gas turbine engine having a connecting shaft connecting the turbine and the compressor.
With the motor generator provided on the connecting shaft,
A combustor provided in the exhaust system on the upstream side of the turbine, and
An injector capable of injecting fuel into the combustor,
An exhaust aftertreatment device provided in the exhaust system on the downstream side of the turbine, and
A control unit for controlling the operation of the internal combustion engine and the fuel injection of the injector is provided.
The control unit controls the operation of the internal combustion engine in a lean combustion mode, and injects fuel from the injector into the combustor to burn the fuel, thereby reducing the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine to the internal combustion engine. An engine system characterized in that the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is raised above the temperature and the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the exhaust aftertreatment device is lowered.
前記吸気系を流れる吸気の流量を調整可能な吸気スロットルバルブ及び、又は、前記排気系を流れる排気を前記吸気系に再循環させる排気再循環装置をさらに備えており、
前記制御部は、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷運転領域になると、排気の空気過剰率が所定の上限空気過剰率以下となるように、前記吸気スロットルバルブ及び、又は、前記排気再循環装置の作動を制御する
請求項1に記載のエンジンシステム。
Further, an intake throttle valve capable of adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake system and an exhaust gas recirculation device for recirculating the exhaust gas flowing through the exhaust system to the intake system are further provided.
The control unit has the intake throttle valve and / or the exhaust gas recirculation so that the excess air rate of the exhaust becomes equal to or less than the predetermined upper limit air excess rate when the operating state of the internal combustion engine becomes a predetermined low load operating region. The engine system according to claim 1, which controls the operation of the circulation device.
前記排気後処理装置は三元触媒を備えており、
前記燃焼器よりも下流側、且つ、前記三元触媒よりも上流側の前記排気系に、排気の酸素濃度に応じた値を出力可能な排気センサが設けられており、
前記制御部は、前記排気センサの出力値に基づいて、排気の酸素濃度が0となるように、前記インジェクタの燃料噴射量を制御する
請求項1又は2に記載のエンジンシステム。
The exhaust aftertreatment device is equipped with a three-way catalyst.
An exhaust sensor capable of outputting a value according to the oxygen concentration of the exhaust is provided in the exhaust system on the downstream side of the combustor and on the upstream side of the three-way catalyst.
The engine system according to claim 1 or 2, wherein the control unit controls the fuel injection amount of the injector so that the oxygen concentration of the exhaust becomes 0 based on the output value of the exhaust sensor.
前記排気後処理装置は、排気上流側から順に、酸化触媒、フィルタ及び、選択的還元型触媒を備えている
請求項1又は2に記載のエンジンシステム。
The engine system according to claim 1 or 2, wherein the exhaust aftertreatment device includes an oxidation catalyst, a filter, and a selective reduction catalyst in order from the exhaust upstream side.
前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気系に、前記コンプレッサにより圧送される吸気の圧力に応じた実過給圧を出力可能な吸気センサが設けられており、
前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて設定される目標過給圧に対して前記実過給圧が低い場合には、前記電動発電機を電動機として駆動させ、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が高い場合には、前記電動発電機を発電機として駆動させる
請求項1から4の何れか一項に記載のエンジンシステム。
The intake system on the downstream side of the compressor is provided with an intake sensor capable of outputting the actual boost pressure according to the pressure of the intake air pressured by the compressor.
When the actual boost pressure is lower than the target boost pressure set based on the operating state of the internal combustion engine, the control unit drives the motor generator as a motor to drive the target boost pressure. The engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor generator is driven as a generator when the actual boost pressure is high.
前記吸気系を流れる吸気を前記コンプレッサから迂回させる吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を流れる吸気の流量を調整可能な吸気バイパスバルブと、
前記排気系を流れる排気を前記タービンから迂回させる排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気の流量を調整可能な排気バイパスバルブと、をさらに備えており、
前記制御部は、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷運転領域になると、前記吸気バイパスバルブ及び、前記排気バイパスバルブの開度を開側に制御する
請求項1から5の何れか一項に記載のエンジンシステム。
An intake bypass passage that detours the intake air flowing through the intake system from the compressor,
An intake bypass valve that can adjust the flow rate of intake air flowing through the intake bypass passage,
An exhaust bypass passage that detours the exhaust flowing through the exhaust system from the turbine,
It is further equipped with an exhaust bypass valve that can adjust the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage.
One of claims 1 to 5, wherein the control unit controls the opening degree of the intake bypass valve and the exhaust bypass valve to the open side when the operating state of the internal combustion engine becomes a predetermined low load operating region. The engine system described in.
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