JP2712416B2 - EGR device for internal combustion engine - Google Patents

EGR device for internal combustion engine

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JP2712416B2
JP2712416B2 JP63287638A JP28763888A JP2712416B2 JP 2712416 B2 JP2712416 B2 JP 2712416B2 JP 63287638 A JP63287638 A JP 63287638A JP 28763888 A JP28763888 A JP 28763888A JP 2712416 B2 JP2712416 B2 JP 2712416B2
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gas recirculation
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融 吉永
雅樹 武山
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のEGR装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an EGR device for an internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、ディーゼル機関の排気中にはカーボン、パー
ティキュレートなどの微粒子が比較的多く含まれる関係
から、NOXの低減を目的として多量のEGRを行うと、新気
とともにシリンダに吸入された排気中のカーボンがシリ
ンダ内壁面へ付着し、これがピストンリングによりクラ
ンクケース内へと掻き落とされ、エンジンオイルに対す
るカーボン溶解量が急増する傾向にあった。
For example, carbon in diesel engine exhaust, from the relationship microparticles contain a relatively large number of such particulate, when a large amount of EGR in order to reduce the NO X, in the exhaust gas sucked into the cylinder with fresh air Carbon adhered to the inner wall surface of the cylinder and was scraped off into the crankcase by the piston ring, and the amount of carbon dissolved in engine oil tended to increase sharply.

オイル中に溶解したカーボンはオイル劣化を促し、機
関潤滑性を著しく低下させるなどのきわめて好ましくな
い現象をもたらす。
Carbon dissolved in oil promotes oil deterioration and brings about an extremely unfavorable phenomenon such as significantly reducing engine lubricity.

このため実公昭61−14616号公報には、EGR通路の途中
にカーボン捕集用の触媒を介装すると共に、触媒を選択
的に加熱するヒータを設けることにより、捕集したカー
ボンを自動的に燃焼処理するようにしたEGR装置が開示
されている。
For this reason, Japanese Utility Model Publication No. 61-14616 discloses that a catalyst for collecting carbon is interposed in the middle of the EGR passage and a heater for selectively heating the catalyst is provided, so that the collected carbon is automatically collected. An EGR device for performing a combustion process is disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながらこのEGR装置では微粒子の捕集能力が未
だ不十分であるため、従来と同様の問題、すなわち、シ
リンダの摩耗およびエンジンオイルの劣化という問題を
生ずる。またブローバイガス中のオイルミストとEGRガ
ス中の微粒子との相互作用によって吸気管内に多量のデ
ポジットが堆積するという問題も生ずる。一方、微粒子
の捕集能力を向上させるため、例えばカーボン捕集用フ
ィルタの隙間を細かくしてもすぐに目詰まりを起こして
しまう。
However, this EGR device still has an insufficient ability to trap fine particles, and thus has the same problems as the conventional ones, that is, a problem of wear of a cylinder and deterioration of engine oil. Further, there is also a problem that a large amount of deposits are deposited in the intake pipe due to the interaction between the oil mist in the blow-by gas and the fine particles in the EGR gas. On the other hand, even if the gap of the filter for collecting carbon is made fine, for example, in order to improve the collecting ability of the fine particles, clogging occurs immediately.

そこで本発明では、吸気管内でのデポジットの堆積を
防ぐとともにEGRガス中の微粒子の捕集能力を向上させ
たEGR装置の提供を目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an EGR device that prevents the accumulation of deposits in an intake pipe and improves the ability to collect fine particles in EGR gas.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、この課題を解決するための手段として、特
許請求の範囲の第1項及び第2項に記載された内燃機関
のEGR装置を提供する。
The present invention provides an EGR device for an internal combustion engine described in claims 1 and 2 as means for solving this problem.

〔作用〕[Action]

本発明の内燃機関のEGR装置においては、EGRガス中に
含まれている微粒子や、ブローバイガス中に含まれてい
るスラッジを含むオイルミスト等が微粒子捕集装置によ
って濾過されて捕集されるので、吸気中に混入されるEG
Rガスは微粒子やオイルミスト等を含まないものとな
る。従って、微粒子によって生じるシリンダの摩耗や、
エンジンオイルの劣化というような問題が解決すると共
に、ブローバイガス中のオイルミストとEGRガス中の微
粒子との相互作用によって、吸気管内にデポジットが堆
積するという問題も同時に解消する。この際に、微粒子
捕集装置における微粒子捕集作用が、同時に捕集される
ブローバイガス中のオイル中の粘着性によって強められ
るという利点もある。
In the EGR device for an internal combustion engine of the present invention, fine particles contained in the EGR gas and oil mist containing sludge contained in the blow-by gas are filtered and collected by the fine particle collecting device. EG mixed into the intake air
The R gas does not contain fine particles or oil mist. Therefore, cylinder wear caused by fine particles,
In addition to solving the problem of deterioration of the engine oil, the problem of deposits being deposited in the intake pipe due to the interaction between the oil mist in the blow-by gas and the fine particles in the EGR gas is also solved. In this case, there is also an advantage that the action of collecting the fine particles in the fine particle collecting apparatus is enhanced by the tackiness of the oil in the blow-by gas that is collected at the same time.

更に本発明においては、EGR通路の微粒子捕集装置に
直接に加熱用のヒータを配設しているため、微粒子捕集
装置に捕集された微粒子の量が所定の値に達したときに
ヒータに通電して加熱するという簡単な操作によって、
堆積した微粒子を微粒子捕集装置内で燃焼させて、その
場で容易に除去することができる。それによって迅速且
つ容易に微粒子捕集装置の捕集能力を回復させることが
できる。このように簡単な捕集システムと操作は、電子
式制御ユニット等によって自動的に制御させるのに適し
ており、結果としてシステム全体が簡単で安価、且つ信
頼性の高いものになるという利点がある。また、機関の
低温始動時にこの加熱用ヒータに通電すると、EGRガス
の温度が上昇するため、それが吸気と混合することによ
り吸気の温度も上昇して、低温始動が容易になり、暖機
時間が短縮するという利点もある。
Further, in the present invention, since a heater for heating is disposed directly in the particle collecting device in the EGR passage, the heater is provided when the amount of the particles collected by the particle collecting device reaches a predetermined value. By a simple operation of energizing and heating,
The deposited fine particles can be burned in a fine particle collection device and easily removed on the spot. This makes it possible to quickly and easily recover the collecting ability of the fine particle collecting apparatus. Such a simple collection system and operation is suitable for automatic control by an electronic control unit or the like, resulting in the advantage that the whole system is simple, inexpensive and reliable. . In addition, when the heater is energized at the time of starting the engine at a low temperature, the temperature of the EGR gas rises, and the temperature of the EGR gas is mixed with the intake air, so that the temperature of the intake air also rises. There is also an advantage that the time is shortened.

更に本発明においては、ブローバイガス還流通路に切
換弁を設けて、所定の状態において切換弁によって通路
を切り換えるようになっている。この切換弁を用いて、
請求項1のEGR装置の場合は、微粒子捕集装置に配設さ
れた加熱用のヒータに通電が行われるときに、即ち、微
粒子捕集装置に堆積した微粒子を燃焼させて除去すると
きや、機関の低温始動を助けるときにおいては、ブロー
バイガス還流通路と微粒子捕集装置との間の連通状態を
遮断する。それによって、微粒子の燃焼による高温の燃
焼ガスがブローバイガス還流通路を流れて機関のヘッド
カバー内等へ流入するのを防止することができる。
Further, in the present invention, a switching valve is provided in the blow-by gas recirculation passage, and the passage is switched by the switching valve in a predetermined state. Using this switching valve,
In the case of the EGR device of claim 1, when electricity is supplied to a heating heater provided in the particle collecting device, that is, when burning and removing fine particles deposited on the particle collecting device, When assisting the cold start of the engine, the communication between the blow-by gas recirculation passage and the particulate collection device is cut off. This can prevent high-temperature combustion gas resulting from the combustion of the fine particles from flowing through the blow-by gas recirculation passage and flowing into the head cover of the engine or the like.

また、請求項2のEGR装置の場合は、この切換弁を用
いて、微粒子捕集装置の上流側の圧力が所定値よりも高
いときにブローバイガス還流通路と微粒子捕集装置との
連通状態を遮断すると共に、ブローバイガス還流通路が
直接に内燃機関の吸気管と連通させることにより、EGR
ガスがブローバイガス還流通路を逆流して、内燃機関の
ヘッドカバー等へ流入するのを防止することができる。
Further, in the case of the EGR device according to claim 2, the switching valve is used to change the communication state between the blow-by gas recirculation passage and the particle collecting device when the pressure on the upstream side of the particle collecting device is higher than a predetermined value. In addition to shutting off, the blow-by gas recirculation passage directly communicates with the intake pipe of the internal combustion engine,
The gas can be prevented from flowing backward through the blow-by gas recirculation passage and flowing into the head cover or the like of the internal combustion engine.

いずれの場合も、ブローバイガスは微粒子捕集装置を
バイパスして、通常のブローバイガス還流通路による場
合と同様に、直接に内燃機関の吸気管へ送られるので、
切換弁がそのように切り換えられた状態が長く続かない
限り、何ら問題は生じない。
In any case, the blow-by gas is directly sent to the intake pipe of the internal combustion engine, as in the case of the normal blow-by gas recirculation passage, bypassing the particulate collection device.
As long as the switching valve has not been so switched, no problems will occur.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を参照すると、1はディーゼル機関本体、2は
吸気管、3は吸気マニホルド、4は排気マニホルド、5
は排気管を夫々示す。吸気管2と排気マニホルド4とを
連結するEGR通路6の途中には、EGR制御弁7が配設され
る。EGR制御弁7は、ダイヤフラム8により隔成された
負圧室9と大気圧室10とを有し、この負圧室9内にダイ
ヤフラム押圧用圧縮ばね11が挿入される。また、弁ポー
ト12の開閉制御をする弁体13がダイヤフラム8に連結さ
れる。負圧室9は負圧導入管14を介して、機関によって
駆動される真空ポンプ15に接続される。負圧導入管14の
途中には負圧調整弁16が設けられる。負圧調整弁16は電
子制御ユニット30から送出されるオン−オフ信号によっ
て開閉制御され、オン−オフ信号のデューティ比を変え
ることによって負圧室9内の負圧を制御することがき
る。弁体13の位置は負圧室9内の負圧の大きさによって
制御され、これによって弁ポート12の開度が制御され
る。すなわち、電子制御ユニット30から送出されるオン
−オフ信号のデューティ比を変化せしめることによっ
て、EGR通路6を介して吸気管2に還流されるEGRガス量
を制御することができる。EGR制御弁7より下流のEGR通
路6には微粒子捕集装置17が配設される。
Referring to FIG. 1, 1 is a diesel engine main body, 2 is an intake pipe, 3 is an intake manifold, 4 is an exhaust manifold, 5
Indicates an exhaust pipe. An EGR control valve 7 is provided in the middle of an EGR passage 6 connecting the intake pipe 2 and the exhaust manifold 4. The EGR control valve 7 has a negative pressure chamber 9 and an atmospheric pressure chamber 10 separated by a diaphragm 8, and a diaphragm pressing compression spring 11 is inserted into the negative pressure chamber 9. Further, a valve body 13 that controls opening and closing of the valve port 12 is connected to the diaphragm 8. The negative pressure chamber 9 is connected via a negative pressure introducing pipe 14 to a vacuum pump 15 driven by the engine. In the middle of the negative pressure introducing pipe 14, a negative pressure adjusting valve 16 is provided. The opening and closing of the negative pressure regulating valve 16 is controlled by an on-off signal sent from the electronic control unit 30, and the negative pressure in the negative pressure chamber 9 can be controlled by changing the duty ratio of the on-off signal. The position of the valve 13 is controlled by the magnitude of the negative pressure in the negative pressure chamber 9, thereby controlling the opening of the valve port 12. That is, by changing the duty ratio of the on-off signal sent from the electronic control unit 30, the amount of EGR gas recirculated to the intake pipe 2 via the EGR passage 6 can be controlled. In the EGR passage 6 downstream of the EGR control valve 7, a particle collecting device 17 is provided.

第2図には微粒子捕集装置17の構造を示す。第2図を
参照すると、微粒子捕集装置17の金属製ハウジング18は
中央の円筒部18aと、円筒部18aの両端部に形成された円
錐状部18b,18cとからなる。円筒部18a内には、フィルタ
状捕集部材19が収納されている。フィルタ状捕集部材19
は、融点が高くかつ断熱性の大きい材料、例えばアルミ
ナでできており、毛細管状の空隙を有する円柱状のコア
部19aと、コア部19aを囲繞しこのコア部19aと同心で空
隙のない外被部19bとを具備する。第2図において排気
は矢印の向き、すなわち図中左から右に向かって流れ
る。捕集部材19の左端部付近にはヒータ20が配設され
る。第3図に示されるように、ヒータ20は波状に形成さ
れ、コア部19aの断面のほぼ全域にわたって配置され
る。ヒータ20は絶縁材21を介して外部に引き出される。
FIG. 2 shows the structure of the particle collecting device 17. Referring to FIG. 2, the metal housing 18 of the particle collecting device 17 includes a central cylindrical portion 18a and conical portions 18b and 18c formed at both ends of the cylindrical portion 18a. A filter-like collection member 19 is housed in the cylindrical portion 18a. Filter-like collection member 19
Is made of a material having a high melting point and a large heat insulating property, for example, alumina, and has a cylindrical core portion 19a having a capillary-shaped void, an outer portion surrounding the core portion 19a and concentric with the core portion 19a and having no void. And a cover 19b. In FIG. 2, the exhaust gas flows in the direction of the arrow, that is, from left to right in the figure. A heater 20 is provided near the left end of the collection member 19. As shown in FIG. 3, the heater 20 is formed in a wavy shape and is disposed over substantially the entire cross section of the core portion 19a. The heater 20 is drawn out via the insulating material 21.

再び第1図を参照すると、クランク室と連通されたヘ
ッドカバー内(図示せず)は、ブローバイガス還流通路
22を介して微粒子捕集装置17の上流側円錐状部18b側面
(第2図参照)に接続される。ブローバイガス還流通路
22の途中には切換弁23が配設される。切換弁23はさらに
通路24を介して吸気マニホルド3に接続される。切換弁
23は電子制御ユニット30によって制御され、ヘッドカバ
ー(図示せず)内を、吸気マニホルド3または微粒子捕
集装置17の上流側円錐状部18bに選択的に連通せしめ
る。
Referring again to FIG. 1, the inside of the head cover (not shown) connected to the crank chamber is provided with a blow-by gas recirculation passage.
The upstream side conical portion 18b of the particle collecting device 17 is connected to the side surface (see FIG. 2) of the fine particle collecting device 17 through the same 22. Blow-by gas recirculation passage
A switching valve 23 is provided in the middle of 22. The switching valve 23 is further connected to the intake manifold 3 via a passage 24. Switching valve
Reference numeral 23 is controlled by the electronic control unit 30 to selectively communicate the inside of the head cover (not shown) with the intake manifold 3 or the upstream conical portion 18b of the particle collecting device 17.

電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス31によって相互に接続されたROM(リ
ードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35
および出力ポート36を具備する。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, an input port 35 interconnected by a bidirectional bus 31.
And an output port 36.

第1図に示されるように微粒子捕集装置17より上流で
かつ微粒子捕集装置17近傍のEGR通路6には、微粒子捕
集装置17直上流のEGR通路6内のEGRガス圧を検出する圧
力センサ50が取付けられる。圧力センサ50はEGRガス圧
に比例した出力電圧を発生し、この圧力センサ50はAD変
換器37を介して入力ポート35に接続される。一方、アク
セルペダル51にはアクセルペダル51の踏込み量に比例し
た出力電圧を発生する負荷センサ52が取付けられる。こ
の負荷センサ52はAD変換器38を介して入力ポート35に接
続される。また、入力ポート35には機関回転数を表す出
力信号を発生する回転数センサ53、機関1回転毎に出力
信号を発生する積算回転数センサ54およびスタータスイ
ッチ55が接続される。
As shown in FIG. 1, a pressure for detecting the EGR gas pressure in the EGR passage 6 immediately upstream of the particle collecting device 17 is provided in the EGR passage 6 upstream of the particle collecting device 17 and near the particle collecting device 17. The sensor 50 is mounted. The pressure sensor 50 generates an output voltage proportional to the EGR gas pressure. The pressure sensor 50 is connected to the input port 35 via the AD converter 37. On the other hand, a load sensor 52 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 51 is attached to the accelerator pedal 51. This load sensor 52 is connected to the input port 35 via the AD converter 38. The input port 35 is connected to a rotation speed sensor 53 that generates an output signal indicating the engine rotation speed, an integrated rotation speed sensor 54 that generates an output signal for each rotation of the engine, and a starter switch 55.

一方、出力ポート36は駆動回路39,40および41を介し
てヒータ20、切換弁23および負圧調整弁16に夫々接続さ
れる。
On the other hand, the output port 36 is connected to the heater 20, the switching valve 23, and the negative pressure regulating valve 16 via drive circuits 39, 40, and 41, respectively.

機関通常運転時においては、EGR制御弁7は、回転数
センサ53により検出される機関回転数および負荷センサ
52によって検出されるアクセル開度に基づいて弁ポート
12の開度を制御してEGR量を制御する。これによって、
機関運転状態に応じて適切な量のEGRガスが吸気管2内
に還流される。
During normal operation of the engine, the EGR control valve 7 controls the engine speed and the load sensor detected by the speed sensor 53.
Valve port based on accelerator opening detected by 52
The EGR amount is controlled by controlling the opening degree of the twelfth. by this,
An appropriate amount of EGR gas is recirculated into the intake pipe 2 according to the engine operating state.

切換弁23は、通常運転時においては微粒子捕集装置17
の直上流のEGR通路6に連通せしめられ、オイルミスト
を含むブローバイガスは微粒子捕集装置17直上流のEGR
通路6内に流入する。ブローバイガス中のオイルミスト
はフィルタ状捕集部材19に捕集され、この捕集されたオ
イルの粘着性によってEGRガス中のカーボン粒子の捕集
率が著しく向上する。このため、吸気管2内へのデポジ
ットの堆積、シリンダの摩耗およびエンジンオイルの劣
化が抑制される。
The switching valve 23 is provided during the normal operation.
The blow-by gas containing oil mist is communicated with the EGR passage 6 immediately upstream of the EGR passage 6 immediately upstream of the particulate collection device 17.
It flows into the passage 6. The oil mist in the blow-by gas is collected by the filter-shaped collection member 19, and the adhesion of the collected oil significantly increases the collection rate of the carbon particles in the EGR gas. Therefore, accumulation of deposits in the intake pipe 2, abrasion of the cylinder, and deterioration of the engine oil are suppressed.

圧力センサ50によって検出される微粒子捕集装置17上
流のEGR通路6内のEGRガス圧力が予め定められた圧力を
越えた場合、切換弁23はブローバイガス還流通路22を遮
断せしめると共に通路24を介してヘッドカバー内を吸気
マニホルド3に連通せしめる。これによってEGRガスが
ブローバイガス還流通路22を介してヘッドカバー(図示
せず)内に逆流することが阻止される。これにより、ブ
ローバイガスは吸気マニホルド3内に放出される。
If the EGR gas pressure in the EGR passage 6 upstream of the particulate trap 17 detected by the pressure sensor 50 exceeds a predetermined pressure, the switching valve 23 shuts off the blow-by gas recirculation passage 22 and passes through the passage 24. To allow the inside of the head cover to communicate with the intake manifold 3. This prevents the EGR gas from flowing back into the head cover (not shown) through the blow-by gas recirculation passage 22. As a result, the blow-by gas is discharged into the intake manifold 3.

積算回転数センサ54の出力信号をカウントすることに
より得られる積算機関回転数が予め定められた積算機関
回転数、例えば50万回に達する毎に、予め定められた時
間、例えば20分間ヒータ20に通電される。これによりフ
ィルタ状捕集部材19が高温に加熱され、フィルタ状捕集
部材19に捕集されたオイルおよびカーボン粒子は燃焼せ
しめられて除去され、フィルタ状捕集部材19の目詰まり
が防止される。ヒータ20通電時EGR制御弁7は予め定め
られた開度、例えば全開の約20%程度とし、オイルおよ
びカーボン粒子の燃焼に必要な空気が供給される。ま
た、ヒータ20通電時、切換弁23はブローバイガス還流通
路22を遮断しこれによってブローバイガス還流通路22を
介して燃焼火炎がディーゼル機関本体1内に入ることが
阻止される。
Each time the integrated engine speed obtained by counting the output signal of the integrated speed sensor 54 reaches a predetermined integrated engine speed, for example, 500,000 times, for a predetermined time, for example, 20 minutes to the heater 20 It is energized. As a result, the filter-shaped collecting member 19 is heated to a high temperature, and the oil and carbon particles collected by the filter-shaped collecting member 19 are burned and removed, thereby preventing the filter-shaped collecting member 19 from being clogged. . When the heater 20 is energized, the EGR control valve 7 is set to a predetermined opening degree, for example, about 20% of full opening, and air necessary for burning oil and carbon particles is supplied. When the heater 20 is energized, the switching valve 23 shuts off the blow-by gas recirculation passage 22, thereby preventing the combustion flame from entering the diesel engine main body 1 via the blow-by gas recirculation passage 22.

機関始動時においては、EGR制御弁を全開(開度100
%)せしめると共にヒータ20に通電せしめる。これによ
ってEGRガスはヒータによって加熱され、この加熱され
たEGRガスが吸気を加熱するため、低温時の機関始動性
を向上せしめることができる。
When starting the engine, fully open the EGR control valve (opening 100
%) And energize the heater 20. As a result, the EGR gas is heated by the heater, and the heated EGR gas heats the intake air, so that the engine startability at low temperatures can be improved.

次に第4図から第6図を参照して本実施例を実行する
ためのルーチンについて説明する。
Next, a routine for executing this embodiment will be described with reference to FIGS.

第4図はEGR制御弁7の開度を制御するルーチンを示
す。このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行
される。第4図を参照すると、まずステップ60で機関回
転数Neおよびアクセル開度θAが読み込まれる。続いて
ステップ61でスタータスイッチ55がオフか否か判定さ
れ、ステップ62でヒータ20がオフか否か判定される。ス
テップ61および62で肯定判定された場合、ステップ63に
進み、マップ1(第7図参照)からNeおよびθAに基づ
いてEGR制御弁7の開度が算出され本ルーチンを終了す
る。これにより、機関運転状態に応じた最適なEGRガス
量が吸気管2内に還流される。
FIG. 4 shows a routine for controlling the opening of the EGR control valve 7. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 4, first, at step 60, the engine speed Ne and the accelerator opening θA are read. Subsequently, in step 61, it is determined whether the starter switch 55 is off, and in step 62, it is determined whether the heater 20 is off. If an affirmative determination is made in steps 61 and 62, the process proceeds to step 63, where the opening of the EGR control valve 7 is calculated based on Ne and θA from map 1 (see FIG. 7), and this routine ends. Thereby, the optimal EGR gas amount according to the engine operating state is recirculated into the intake pipe 2.

ステップ61において否定判定された場合、すなわち機
関始動時においては、ステップ64に進み、EGR制御弁7
は全開(開度100%)とされ、本ルーチンを終了する。
これによって機関始動性が向上せしめられる。
When a negative determination is made in step 61, that is, when the engine is started, the routine proceeds to step 64, where the EGR control valve 7
Is fully opened (opening 100%), and this routine ends.
As a result, the startability of the engine is improved.

ステップ62において否定判定された場合、すなわちヒ
ータ20がオンのとき、ステップ65に進み、EGR制御弁7
の開度は全開時の20%とされ、本ルーチンを終了する。
これによって、フィルタ状捕集部材19に捕集されたオイ
ルおよびカーボン粒子の燃焼に必要な空気が供給され
る。
If a negative determination is made in step 62, that is, if the heater 20 is on, the routine proceeds to step 65, where the EGR control valve 7
Is set to 20% of the fully opened position, and this routine ends.
As a result, air necessary for burning the oil and carbon particles collected by the filter-shaped collection member 19 is supplied.

以上の処理の後、負圧調整弁16を制御することにより
EGR制御弁7が駆動制御される。
After the above processing, by controlling the negative pressure regulating valve 16
The drive of the EGR control valve 7 is controlled.

第5図は切換弁23を制御するルーチンを示す。このル
ーチンは一定時間毎の割り込みによって実行される。第
5図を参照すると、まずステップ70で微粒子捕集装置17
直上流のEGR通路内圧力Pが読み込まれる。ステップ71
ではヒータ20がオフか否か判定され、ステップ72ではP
が予め定められた圧力PE以下か否か判定される。ステッ
プ71および72で肯定判定されると、ステップ73に進み、
切換弁23はブローバイガス還流通路22を連通せしめ本ル
ーチンを終了する。これによって、オイルミストを含む
ブローバイガスは微粒子捕集装置17直上流のEGR通路6
内に導入される。
FIG. 5 shows a routine for controlling the switching valve 23. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 5, first, in step 70, the fine particle collecting device 17 is used.
The pressure P in the EGR passage immediately upstream is read. Step 71
In step 72, it is determined whether the heater 20 is off.
There it is determined whether the following pressure P E predetermined. If a positive determination is made in steps 71 and 72, the process proceeds to step 73,
The switching valve 23 allows the blow-by gas recirculation passage 22 to communicate, and this routine ends. As a result, the blow-by gas containing oil mist flows into the EGR passage 6 immediately upstream of the particulate trap 17.
Introduced within.

ステップ71およびステップ72のいずれか一方でも否定
されると、ステップ74に進み、ブローバイガス還流通路
は遮断され、ヘッドカバー(図示せず)内は通路24を介
して吸気マニホルド3に連通せしめられ、本ルーチンを
終了する。これによってブローバイガスは吸気マニホル
ド3内に放出される。またヒータ20はオン時において、
ブローバイガス還流通路22を介して、捕集されたオイル
およびカーボン粒子の燃焼火炎がディーゼル機関本体1
内に入ることが防止される。また、P>PE時において、
EGRガスがブローバイガス還流通路22を介してヘッドカ
バー(図示せず)内に逆流することが防止される。
If either one of step 71 and step 72 is denied, the routine proceeds to step 74, where the blow-by gas recirculation passage is shut off, the inside of the head cover (not shown) is communicated with the intake manifold 3 via the passage 24, and End the routine. As a result, blow-by gas is discharged into the intake manifold 3. When the heater 20 is turned on,
The combustion flame of the collected oil and carbon particles passes through the blow-by gas recirculation passage 22
Inside is prevented. In addition, at the time of P> P E,
The backflow of the EGR gas into the head cover (not shown) via the blow-by gas recirculation passage 22 is prevented.

第6図はヒータ20のオン、オフを制御するルーチンを
示す。このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実
行される。第6図を参照すると、まずステップ80で積算
機関回転数Nが読み込まれる。ステップ81ではスタータ
スイッチ55がオフか否か判定される。スタータスイッチ
55がオンの場合、すなわち機関始動時においては、ステ
ップ82に進みヒータ20をオンせしめる。これによって機
関始動性が向上せしめられる。ステップ81で肯定判定さ
れるとステップ83に進みフラグF=0か否か判定され
る。肯定判定されるとステップ84でNが50万回以上か否
か判定される。否定判定されるとステップ89に進み、ヒ
ータ20がオフせしめられて本ルーチンを終了する。ステ
ップ84で肯定判定されると、ステップ85でNは0とさ
れ、図示しない他のルーチンによって0から再び積算機
関回転数がカウントされる。ステップ86ではフラグFが
1とされる。ステップ83でF=1であり否定判定された
場合、N≧50万回を満足してヒータ20が通電中であり、
ステップ87に進む。ステップ87では、ヒータをオンした
時から例えば20分経過したか否か判定される。否定判定
された場合、ステップ82に進みヒータ20をオンし続けて
本ルーチンを終了する。肯定判定された場合、ステップ
88でFを0とした後、ステップ89でヒータ20をオフした
後本ルーチンを終了する。
FIG. 6 shows a routine for controlling on / off of the heater 20. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 6, first, at step 80, the integrated engine speed N is read. In step 81, it is determined whether the starter switch 55 is off. Starter switch
When 55 is on, that is, when the engine is started, the routine proceeds to step 82, where the heater 20 is turned on. As a result, the startability of the engine is improved. If an affirmative determination is made in step 81, the routine proceeds to step 83, where it is determined whether or not the flag F = 0. If a positive determination is made, it is determined in step 84 whether N is 500,000 times or more. If a negative determination is made, the routine proceeds to step 89, where the heater 20 is turned off, and this routine ends. If a positive determination is made in step 84, N is set to 0 in step 85, and the accumulated engine speed is counted again from 0 by another routine (not shown). In step 86, the flag F is set to 1. If F = 1 in step 83 and a negative determination is made, the condition that N ≧ 500,000 is satisfied and the heater 20 is energized,
Proceed to step 87. In step 87, it is determined whether, for example, 20 minutes have elapsed since the heater was turned on. If a negative determination is made, the routine proceeds to step 82, where the heater 20 is kept turned on, and this routine ends. If affirmative, step
After F is set to 0 at 88, the heater 20 is turned off at step 89, and the routine ends.

なお、本発明に用いられる微粒子捕集装置は第2図に
示されるような構造に限定されるものではなく微粒子の
捕集再生が可能な装置であればよい。
The device for collecting fine particles used in the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 2, but may be any device capable of collecting and regenerating fine particles.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、EGRガス中に含まれている微粒子
や、ブローバイガス中に含まれているスラッジを含むオ
イルミスト等が微粒子捕集装置によって濾過されて捕集
されるので、微粒子によって生じるシリンダの摩耗や、
エンジンオイルの劣化というような問題が解決すると共
に、吸気管内にデポジットが堆積するという問題も同時
に解消する。また、微粒子捕集装置における微粒子捕集
作用が、同時に捕集されるブローバイガス中のオイル分
の粘着性によって強められるという利点もある。
According to the present invention, fine particles contained in the EGR gas, oil mist containing sludge contained in the blow-by gas and the like are filtered and collected by the fine particle collecting device, so that the cylinder generated by the fine particles Wear or
In addition to solving the problem of deterioration of the engine oil, the problem of deposits accumulating in the intake pipe is also solved. Further, there is an advantage that the action of collecting fine particles in the fine particle collecting apparatus is enhanced by the tackiness of the oil in the blow-by gas collected at the same time.

更に本発明においては、EGR通路の微粒子捕集装置に
直接に加熱用のヒータを配設しているため、簡単な操作
によって、微粒子捕集装置に推積した微粒子を燃焼させ
て、その場で除去することができる。それによって迅速
且つ容易に微粒子捕集装置の捕集能力を回復させること
ができる。本発明によれば、このように構成が簡単で安
価、且つ信頼性の高いEGR装置が容易に得られるという
利点がある。また、この加熱用のヒータは、機関の低温
始動時に通電することにより、EGRガスを介して吸気管
へ流入する吸気を予熱して、機関の始動を助けるという
目的に使用することもできる。
Further, in the present invention, since a heater for heating is directly disposed in the particle collecting device in the EGR passage, the fine particles accumulated in the particle collecting device are burned by a simple operation, so that the in-situ can be achieved. Can be removed. This makes it possible to quickly and easily recover the collecting ability of the fine particle collecting apparatus. According to the present invention, there is an advantage that an EGR device having a simple configuration, a low cost, and a high reliability can be easily obtained. In addition, the heater for heating can be used for the purpose of preheating the intake air flowing into the intake pipe via the EGR gas by energizing at the time of starting the engine at a low temperature to assist the starting of the engine.

特に、本発明のEGR装置においては、ブローバイガス
還流通路に切換弁を設けているので、微粒子捕集装置の
加熱用ヒータに通電して微粒子捕集装置に堆積した微粒
子を除去したり、機関の低温始動を助けるときにおい
て、堆積した微粒子の燃焼による高温の燃焼ガスがブロ
ーバイガス還流通路を流れて機関のヘッドカバー内等へ
流入するのを、切換弁の切り換えによって防止すること
ができるとか、微粒子捕集装置の上流側の圧力が所定値
よりも高いときにEGRガスがブローバイガス還流通路を
逆流して内燃機関のヘッドカバー内へ流入するのを防止
することができるので、システムの信頼性を高めること
ができる。
In particular, in the EGR device of the present invention, since the switching valve is provided in the blow-by gas recirculation passage, the heater for the fine particle collecting device is energized to remove fine particles deposited on the fine particle collecting device, When assisting the cold start, it is possible to prevent the high-temperature combustion gas due to the combustion of the deposited fine particles from flowing through the blow-by gas recirculation passage into the engine head cover or the like by switching the switching valve. When the pressure on the upstream side of the collector is higher than a predetermined value, it is possible to prevent the EGR gas from flowing backward through the blow-by gas recirculation passage and flowing into the head cover of the internal combustion engine, thereby improving the reliability of the system. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を採用したディーゼル機関の
全体構成図、第2図は微粒子捕集装置の一部断面側面
図、第3図は第2図のII−II線による断面図、第4図は
EGR制御弁の開度を制御するためのフローチャート、第
5図は切換弁を制御するためのフローチャート、第6図
はヒータを制御するためのフローチャート、第7図はEG
R制御弁開度と、機関回転数およびアクセル開度との関
係を示す線図である。 2…吸気管、6…EGR通路、7…EGR制御弁、17…微粒子
捕集装置、22…ブローバイガス還流通路。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a diesel engine employing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of a particulate collection device, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. Figure 4
5 is a flowchart for controlling the opening degree of the EGR control valve, FIG. 5 is a flowchart for controlling the switching valve, FIG. 6 is a flowchart for controlling the heater, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an R control valve opening, an engine speed, and an accelerator opening. 2: intake pipe, 6: EGR passage, 7: EGR control valve, 17: particulate collection device, 22: blow-by gas recirculation passage.

フロントページの続き (72)発明者 武山 雅樹 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 稲垣 八穂広 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−54948(JP,A) 実開 昭56−54262(JP,U)Continued on the front page (72) Inventor Masaki Takeyama 14 Iwatani, Shimoba-Kadomachi, Nishio City, Aichi Prefecture Inside the Japan Automobile Parts Research Institute Co., Ltd. Within the Research Institute (56) References JP-A-56-54948 (JP, A) JK-56-54262 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気の一部をEGR通路およびEGR制御弁を介
して吸気中に還流するようにした内燃機関において、前
記EGR通路の途中に微粒子捕集装置を設けると共に、該
微粒子捕集装置よりも上流側の前記EGR通路にブローバ
イガス還流通路を接続し、更に、前記微粒子捕集装置に
加熱用のヒータを配設し、前記EGR通路に接続された前
記ブローバイガス還流通路に切換弁を設けると共に、前
記微粒子捕集装置に配設された前記加熱用のヒータに通
電が行われるときには、前記切換弁によって前記ブロー
バイガス還流通路を切り換えることにより、該ブローバ
イガス還流通路と前記微粒子捕集装置との連通状態を遮
断するように構成したことを特徴とする内燃機関のEGR
装置。
1. An internal combustion engine in which a part of exhaust gas is recirculated into intake air through an EGR passage and an EGR control valve, a particulate collection device is provided in the EGR passage, and the particulate collection device is provided. A blow-by gas recirculation passage is connected to the EGR passage on the more upstream side, and further, a heater for heating is arranged in the particulate collection device, and a switching valve is provided for the blow-by gas recirculation passage connected to the EGR passage. In addition, when the heater for heating provided in the particle collecting device is energized, the blow-by gas recirculating passage is switched by the switching valve, so that the blow-by gas recirculating passage and the particle collecting device are switched. EGR of an internal combustion engine characterized in that it is configured to cut off communication with the engine
apparatus.
【請求項2】排気の一部をEGR通路およびEGR制御弁を介
して吸気中に還流するようにした内燃機関において、前
記EGR通路の途中に微粒子捕集装置を設けると共に、該
微粒子捕集装置よりも上流側の前記EGR通路にブローバ
イガス還流通路を接続し、更に、前記微粒子捕集装置に
加熱用のヒータを配設し、前記EGR通路に接続された前
記ブローバイガス還流通路に切換弁を設けると共に、前
記微粒子捕集装置の上流側の前記EGR通路内におけるEGR
ガスの圧力が所定値よりも高いときに、前記切換弁によ
って前記ブローバイガス還流通路を切り換えることによ
り、該ブローバイガス還流通路と前記微粒子捕集装置と
の連通状態を遮断すると共に、前記ブローバイガス還流
通路が直接に前記内燃機関の吸気管と連通するように構
成したことを特徴とする内燃機関のEGR装置。
2. An internal combustion engine in which a part of exhaust gas is recirculated into intake air through an EGR passage and an EGR control valve, wherein a particulate collection device is provided in the EGR passage, and the particulate collection device is provided. A blow-by gas recirculation passage is connected to the EGR passage on the more upstream side, and further, a heater for heating is arranged in the particulate collection device, and a switching valve is provided for the blow-by gas recirculation passage connected to the EGR passage. And an EGR in the EGR passage on the upstream side of the particulate trapping device.
When the pressure of the gas is higher than a predetermined value, the communication between the blow-by gas recirculation passage and the particle collecting device is cut off by switching the blow-by gas recirculation passage by the switching valve, and the blow-by gas recirculation is performed. An EGR device for an internal combustion engine, wherein a passage is configured to directly communicate with an intake pipe of the internal combustion engine.
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