JP3040153B2 - Engine exhaust gas recirculation system - Google Patents
Engine exhaust gas recirculation systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排ガスの一部を吸気系に還流する
排ガス還流装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas recirculation device that recirculates part of exhaust gas from an engine to an intake system.
（従来技術） 自動車用エンジンでは、排ガスの浄化のため、排ガス
の一部を吸気系に還流して燃焼ガスの温度を低下させる
ことにより（EGR）、排ガス中のNOX（窒素酸化物）を低
減することが行なわれている（特公昭59−160052号公報
参照）。(Prior art) In an automobile engine, in order to purify exhaust gas, a part of the exhaust gas is returned to the intake system to lower the temperature of the combustion gas (EGR), thereby reducing NO x (nitrogen oxide) in the exhaust gas. Reduction has been performed (see Japanese Patent Publication No. 59-160052).
このEGRには、排ガスを燃焼室に残留させる内部EGR
と、排ガスの一部を排気系から外部通路を通じて吸気系
に還流させる外部EGRとがある。内部EGR量は、吸気弁と
排気弁の開期間のオーバーラップを大きくして吸気行程
のシリンダ内に多量の排ガスを残留させることにより、
増加させることができ、かつこれによって、吸気行程の
シリンダ内の吸気負圧を低減してポンピングロスを低減
することができる。This EGR has an internal EGR that allows exhaust gas to remain in the combustion chamber.
And an external EGR that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust system to the intake system through an external passage. The internal EGR amount is increased by increasing the overlap between the opening periods of the intake valve and the exhaust valve and leaving a large amount of exhaust gas in the cylinder during the intake stroke.
The pressure can be increased, and thereby, the intake negative pressure in the cylinder during the intake stroke can be reduced, and the pumping loss can be reduced.
ところで、エンジンの高負荷域ではEGRガスの温度が
低い程、またEGRガス量の多い程、燃焼温度が低下する
から、NOXの低減、熱負荷の低減およびノッキング発生
の防止の点から有利である。一方、低負荷域では、EGR
ガスの温度が低いと燃焼速度が遅くなって燃焼が不安定
になり、かつポンピングロスが増大するので、EGRガス
は高温の方が好ましいため、従来のような負荷の高低に
かかわらず外部EGRを供給するものでは低負荷時のポン
ピングロスの低減と高負荷時のノッキング発生の防止と
の両立が困難であった。Incidentally, the lower the temperature of the EGR gas in a high load region of the engine, also the greater the EGR gas amount, because the combustion temperature drops, reducing the NO X, advantageous from the viewpoint of prevention of reduction and knocking the thermal load is there. On the other hand, in the low load range, EGR
If the temperature of the gas is low, the combustion speed becomes slow, the combustion becomes unstable, and the pumping loss increases.Therefore, it is preferable to use a high temperature EGR gas. It was difficult to reduce the pumping loss at low load and prevent knocking at high load at the same time.
（発明の目的） 上述の事情に鑑み、本発明は、低負荷時のポンピング
ロスの低減と高負荷時の熱負荷の低減とを両立させつつ
ノッキングの防止を図ったエンジンの排ガス還流装置を
提供することを目的とする。(Objects of the Invention) In view of the above circumstances, the present invention provides an exhaust gas recirculation system for an engine that achieves both reduction of pumping loss at low load and reduction of heat load at high load while preventing knocking. The purpose is to do.
（発明の構成） 本願の請求項１に記載された発明は、吸排気のオーバ
ーラップ量を増減さて燃焼室内の内部EGR量を制御する
内部EGR量制御手段と、排ガスの一部を排気系から外部
環流通路を通じて吸気系へ環流する外部EGR量を制御す
る外部EGR量制御手段とを備え、低負荷時には上記吸排
気のオーバーラップ量を増大させて内部EGR量を増加さ
せ、高負荷時には外部EGR量を増加させるとともに内部E
GR量を減少させるように吸排気のオーバーラップ量を制
御する制御手段を設ける一方、各気筒に接続される独立
吸気通路にスロットルバルブを設けるとともに、吸気バ
ルブの開弁時期を早めて吸排気オーバーラップを大きく
設定されており、低負荷時における低回転低負荷領域で
は該スロットルバルブを閉じ、低負荷時におけるその他
の領域ではスロットルバルブを開くようにしたことを特
徴とする。(Structure of the Invention) The invention described in claim 1 of the present application is an internal EGR amount control means for controlling the internal EGR amount in the combustion chamber by increasing or decreasing the amount of overlap between the intake and exhaust, and a part of the exhaust gas from the exhaust system. External EGR amount control means for controlling the amount of external EGR circulated to the intake system through the external recirculation passage. Internal E with increasing volume
While providing control means to control the amount of overlap between intake and exhaust to reduce the GR amount, a throttle valve is provided in the independent intake passage connected to each cylinder, and the intake valve is opened earlier when intake and exhaust The lap is set large, and the throttle valve is closed in a low-speed low-load region at low load, and the throttle valve is opened in other regions at low load.
また、本願の請求項２に記載された発明は、吸排気の
オーバーラップ量を増減さて燃焼室内の内部EGR量を制
御する内部EGR量制御手段と、排ガスの一部を排気系か
ら外部環流通路を通じて吸気系へ環流する外部EGR量を
制御する外部EGR量制御手段とを備える一方、吸気通路
に過給機とインタークーラーとが設けられ、前記吸気通
路へのEGRガス導入口をインタークーラーの上流に設け
るとともに、上記内部EGR量制御手段が、エンジンの運
転状態に応じて制御されるようになり、上記エンジンの
運転領域が低回転域における低負荷領域および高負荷領
域にあるときは上記吸排気のオーバーラップ量を減少さ
せて内部EGRを低減し、上記運転領域が低回転域におけ
る中負荷領域にあるときは上記吸排気のオーバーラップ
量を増大させて内部EGRを増加させるようにしたことを
特徴とする。Further, the invention described in claim 2 of the present application is an internal EGR amount control means for controlling the internal EGR amount in the combustion chamber by increasing or decreasing the amount of overlap between the intake and exhaust, and a part of the exhaust gas from the exhaust system to the external recirculation passage. External EGR amount control means for controlling the amount of external EGR flowing back to the intake system through the intake passage, a supercharger and an intercooler are provided in the intake passage, and an EGR gas inlet to the intake passage is provided upstream of the intercooler At the same time, the internal EGR amount control means is controlled according to the operating state of the engine, and when the operating range of the engine is in the low load range and the high load range in the low rotation range, the intake and exhaust gas is The internal EGR is reduced by reducing the lap amount, and when the operation region is in the medium load region in the low rotation speed region, the internal EGR is increased by increasing the overlap amount of the intake and exhaust air. And it said that there was Unishi.
さらに、本願の請求項３に記載された発明は、上記請
求項１または２に記載された発明において、上記外部環
流通路に、この環流通路を通じて環流される排気ガスを
冷却するクーラーを設けたことを特徴とする。Further, in the invention described in claim 3 of the present application, in the invention described in claim 1 or 2, a cooler for cooling the exhaust gas circulated through the circulation passage is provided in the external circulation passage. It is characterized by.
さらにまた、本願の請求項４に記載された発明は、上
記請求項１または２に記載された発明において、上記排
気系に、触媒コンバーターを設け、上記外部環流通路の
EGRガス導入口を上記触媒コンバーターの下流に設けた
ことを特徴と。Still further, according to the invention described in claim 4 of the present application, in the invention described in claim 1 or 2, a catalyst converter is provided in the exhaust system, and the external circulation passage is provided.
The EGR gas inlet is provided downstream of the catalytic converter.
（発明の効果） 本発明によれば、高負荷域では高温の内部EGRガスを
減らすとともに、より低温の外部EGRガスを増加させて
いるので、熱負荷の低減とノッキングの発生を防止する
ことができる。また低負荷時には高温の残留ガスによる
内部EGR量を増加させているのでポンピングロスの低減
と、EGRを実施しているにもかかわらず燃焼安定性の向
上とを図ることができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, high-temperature internal EGR gas is reduced and high-temperature external EGR gas is increased in a high-load region, so that the heat load can be reduced and knocking can be prevented. it can. Further, at low load, the internal EGR amount due to the high-temperature residual gas is increased, so that the pumping loss can be reduced and the combustion stability can be improved despite performing the EGR.
（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の第１実施例を示す概略的構成図で、
１は４気筒エンジンのエンジン本体、２はエンジンの吸
気系、３はエンジンの排気系を示す。４は共通吸気通路
で、この吸気通路４には、その上流側から下流側に向っ
て、エアクリーナ５、吸入空気量を検出するエアフロー
メータ６およびスロットルバルブ７が順に配置されてい
る。共通吸気通路４の下流端にはサージタンク８が接続
され、このサージタンク８から分岐した４本の独立吸気
通路９がそれぞれ各気筒の吸気ポート10に接続されてい
る。本実施例のエンジンは各気筒についてそれぞれ２個
の吸気弁41と排気弁42を備えているため、吸気ポート10
および排気ポート11が各気筒について２個ずつ設けられ
ている。排気ポート11にはそれぞれ独立排気通路12が接
続され、これら独立排気通路12の下流端は共通排気通路
13に集合され、この共通排気通路13に触媒コンバータ14
が設けられている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes an engine body of a four-cylinder engine, 2 denotes an intake system of the engine, and 3 denotes an exhaust system of the engine. Reference numeral 4 denotes a common intake passage, in which an air cleaner 5, an air flow meter 6 for detecting an intake air amount, and a throttle valve 7 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side. A surge tank 8 is connected to a downstream end of the common intake passage 4, and four independent intake passages 9 branched from the surge tank 8 are connected to intake ports 10 of the respective cylinders. Since the engine of this embodiment is provided with two intake valves 41 and two exhaust valves 42 for each cylinder, the intake port 10
And two exhaust ports 11 for each cylinder. An independent exhaust passage 12 is connected to each of the exhaust ports 11, and a downstream end of the independent exhaust passage 12 is connected to a common exhaust passage.
13 and a catalytic converter 14
Is provided.
エンジン１の燃焼室の上方にはそれぞれ８個ずつのカ
ム30、31を備えた吸気側カムシャフト32および排気側カ
ムシャフト33が所定の間隔を保って回動自在に並設され
ており、吸気弁41および排気弁42がそれぞれ上記カム3
0、31によってタペットを介して駆動されるようになっ
ている。Above the combustion chamber of the engine 1, an intake camshaft 32 and an exhaust camshaft 33 each having eight cams 30 and 31 are arranged side by side at predetermined intervals so as to be rotatable. The valve 41 and the exhaust valve 42 are
It is designed to be driven via tappets by 0 and 31.
各カムシャフト32、33の前部には、カムプーリ35、36
と、それ自体は公知のバルブタイミング可変機構37、38
がそれぞれ取付けられており、これらのバルブタイミン
グ可変機構37、38は、カムプーリ35、36に対するカムシ
ャフト32、33の位相を変更することにより、吸排気のオ
ーバーラップ量を変更するように構成されている。At the front of each camshaft 32, 33, there are cam pulleys 35, 36
And variable valve timing mechanisms 37, 38 which are known per se.
These variable valve timing mechanisms 37, 38 are configured to change the amount of overlap between intake and exhaust by changing the phase of the camshafts 32, 33 with respect to the cam pulleys 35, 36. I have.
なお、吸排気のオーバーラップ量の変更は、上述のよ
うなバルブタイミング可変機構37、38を用いるほか、例
えば吸気弁に対してリフト量の異なる２種類のカムを用
意して、これらカムを切替えることによっても吸排気の
オーバーラップ量を変更することができる。In addition, in order to change the amount of overlap between intake and exhaust, in addition to using the above-described valve timing variable mechanisms 37 and 38, for example, two types of cams having different lift amounts for the intake valve are prepared, and these cams are switched. Thus, the overlap amount of the intake and exhaust can be changed.
15は共通排気通路13における触媒コンバータ14の下流
側を共通吸気通路４のスロットルバルブ７の下流側に連
通する排ガス還流通路（以下「外部EGR通路」と呼ぶ）
で、この外部EGR通路15には、ダイアフラム式アクチュ
エータ19によって駆動されて通路15を通るEGRガスの流
量を制御するEGR弁16が配設されている。さらに外部EGR
通路15には、この通路15を通るEGRガスを冷却するため
の水冷式冷却器17が設けられている。本実施例では、こ
の冷却器17がエンジン本体１の冷却水が流れる冷却水通
路18の途中に設けられている。An exhaust gas recirculation passage 15 connects the downstream side of the catalytic converter 14 in the common exhaust passage 13 to the downstream side of the throttle valve 7 in the common intake passage 4 (hereinafter referred to as “external EGR passage”).
The external EGR passage 15 is provided with an EGR valve 16 that is driven by a diaphragm actuator 19 and controls the flow rate of EGR gas passing through the passage 15. Further external EGR
The passage 15 is provided with a water-cooled cooler 17 for cooling the EGR gas passing through the passage 15. In the present embodiment, the cooler 17 is provided in the middle of a cooling water passage 18 through which the cooling water of the engine body 1 flows.
EGR弁16のアクチュエータ19の負圧室は、圧力導管20
を通じてサージタンク８に連通しており、導管20には通
常は開放状態にある電磁ソレノイド弁21が設けられてい
る。22はコントロールユニットで、このコントロールユ
ニット22は、エアフローメータ６およびスロットル開度
センサ23の出力および図示しないエンジン回転数センサ
の出力にもとづいて、電磁ソレノイド弁21をデューティ
制御し、これによって高負荷時にはEGR弁16を開いて外
部EGRを行なうようになっている。The negative pressure chamber of the actuator 19 of the EGR valve 16 is
The conduit 20 is provided with an electromagnetic solenoid valve 21 which is normally open. Reference numeral 22 denotes a control unit. The control unit 22 controls the duty of the electromagnetic solenoid valve 21 based on the outputs of the air flow meter 6 and the throttle opening sensor 23 and the output of an engine speed sensor (not shown). The EGR valve 16 is opened to perform external EGR.
また、コントロールユニット22は、エンジンの回転数
および負荷に応じてバルブタイミング可変機構37、38を
制御して、吸排気のオーバーラップ量を増減させるよう
になっている。Further, the control unit 22 controls the variable valve timing mechanisms 37 and 38 in accordance with the number of revolutions and the load of the engine to increase or decrease the amount of overlap between intake and exhaust.
コントロールユニット22のメモリ内には、バルブタイ
ミング可変機構37、38およびEGR弁16をエンジン回転数
および負荷に応じて制御するための第２図に示すような
マップが格納されており、領域Ａは低回転低負荷領域、
領域Ｂは低中負荷領域、領域Ｃは高負荷領域である。そ
してコントロールユニットは、バルブタイミング機構3
7、38を制御して領域Ａおよび領域Ｃでは、第３図に破
線で示すように、吸排気のオーバーラップ量を小さくし
て内部EGRを低減し、領域Ｂでは、第３図に実線で示す
ように、吸排気のオーバーラップ量を大きくして内部EG
R量を増加させている。またコントロールユニット22
は、領域ＡおよびＢではEGR弁16を閉じて外部EGRを行な
わず、高負荷域Ｃにおいてのみ、EGR弁16を開いて外部E
GRを行なうように電磁ソレノイド弁21をデューティ制御
している。すなわち、低回転低負荷域Ａでは、燃焼安定
性を確保するために、内部EGR量を低減し、かつ外部EGR
を停止させ、低中負荷域Ｂでは内部EGRのみによってEGR
を行ない、高負荷では外部EGR量を増加させるとともに
内部EGR量を減少させている。そしてこの場合、内部EGR
は、吸排気のオーバーラップ量を大きくして燃焼室内に
排ガスを残留させることによって行なわれるから、この
EGRガスは比較的高温であり、また外部EGRは、冷却器17
を設けた外部EGR通路15を通じて行なわれるから、このE
GRガスは比較的低温となる。A map as shown in FIG. 2 for controlling the variable valve timing mechanisms 37 and 38 and the EGR valve 16 in accordance with the engine speed and the load is stored in the memory of the control unit 22. Low rotation and low load area,
The area B is a low / middle load area, and the area C is a high load area. And the control unit is the valve timing mechanism 3
By controlling 7, 38 in the areas A and C, as shown by the broken line in FIG. 3, the amount of overlap between the intake and exhaust is reduced to reduce the internal EGR, and in the area B, the area is indicated by the solid line in FIG. As shown in the figure, the amount of overlap between intake and exhaust
R amount is increasing. Control unit 22
In the areas A and B, the EGR valve 16 is closed and the external EGR is not performed.
The duty of the electromagnetic solenoid valve 21 is controlled so as to perform GR. That is, in the low-speed low-load region A, the internal EGR amount is reduced and the external EGR amount is reduced in order to secure combustion stability.
And in the low to middle load range B, the EGR is performed only by the internal EGR.
At high loads, the external EGR amount is increased and the internal EGR amount is decreased. And in this case, the internal EGR
This is performed by increasing the amount of overlap between the intake and exhaust and leaving the exhaust gas in the combustion chamber.
The EGR gas is relatively hot and the external EGR is
This is performed through the external EGR passage 15 provided with
GR gas has a relatively low temperature.
なお、本実施例では、水冷式冷却器17を用いて、高負
荷時に外部EGR通路15を流れるEGRガスを冷却している
が、その代りに空冷式冷却器を用いてもよい。あるいは
特に冷却器を設けずに、外部EGR通路15を長くすること
により、あるいは多数の並列通路を設けることによりEG
Rガスを冷却してもよい。さらに本実施例においては、
排気系３における外部EGR通路15のEGRガス導入口を触媒
コンバータ14の下流側に設けて、より低温のEGRガスが
吸気系２に還流されるようにしている。In the present embodiment, the EGR gas flowing through the external EGR passage 15 at the time of high load is cooled using the water-cooled cooler 17, but an air-cooled cooler may be used instead. Alternatively, without providing a cooler, by increasing the length of the external EGR passage 15, or by providing a number of parallel passages,
The R gas may be cooled. Further, in this embodiment,
An EGR gas inlet of the external EGR passage 15 in the exhaust system 3 is provided downstream of the catalytic converter 14 so that lower temperature EGR gas is recirculated to the intake system 2.
上述のように低中負荷域では内部EGRによる高温のEGR
ガスを還流し、高負荷域では外部EGRによる低温のEGRガ
スを還流する理由を下記に示す。As described above, in the low to medium load range, the high temperature EGR due to the internal EGR
The reason for recirculating the gas and recirculating the low-temperature EGR gas by the external EGR in the high load region is described below.
第４図はEGR率をパラメータとしたEGRガス温度とポン
ピングロス低減度との関係を示すグラフである。低負荷
域ではスロットルバルブ７による吸気の絞り度が大きい
ため、ポンピングロスが大きくなるが、第４図から明ら
かなように、低負荷域ではEGRガスを高温にすればする
程、僅かのEGR量で大きなポンピングロス低減効率が得
られるから、低負荷域ではEGRガスの温度が高い方が望
ましい。したがって低負荷域では内部EGRによる排ガス
還流を行なっているのである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the EGR gas temperature and the degree of pumping loss reduction using the EGR rate as a parameter. In the low load region, the throttle loss of the intake by the throttle valve 7 is large, so that the pumping loss increases. However, as is clear from FIG. 4, in the low load region, the higher the EGR gas temperature, the smaller the EGR amount. Therefore, it is desirable that the temperature of the EGR gas be high in a low load region since a large pumping loss reduction efficiency can be obtained. Therefore, in the low load region, the exhaust gas is recirculated by the internal EGR.
一方、高負荷域では、EGRガスの温度が低い程、またE
GRガス量が多い程燃焼温度が低下する。第５図は等容サ
イクルにおける圧力と燃焼温度との関係を示すグラフ
で、第４図におけるTA,TTDC,ΔＴおよびTbは下記の〜
式によってあらわされる。On the other hand, in the high load range, the lower the temperature of the EGR gas,
The combustion temperature decreases as the amount of GR gas increases. Figure 5 is a graph showing the relationship between the pressure and the combustion temperature in the isochoric cycle, T A, T TDC in FIG. 4, [Delta] T and Tb are ~ below
Represented by an expression.
ここでTA :圧縮開始時温度 TTDC:圧縮上死点温度 Tb :燃焼後の温度 ε ：有効圧縮比 Cp :等圧比熱 Cv :等容比熱 A/F :空燃比 サフィックスa:新気 サフィックスa:排気（EGR） Q :総発熱量 Ｑ∝Ga（A/F一定時） G :ガスの重量 〜式から明らかなように、高負荷域ではEGRガス
温度が低い程、またEGRガス量が多い程燃焼温度が低下
する。燃焼温度が低下すると、燃焼室壁温も低下し、エ
ンジンの熱負荷が低減されたことになる。また燃焼途中
においても、既燃ガスの温度が低いので未燃ガスへの輻
射熱が減少し、未燃ガス温度も抑えられるので耐ノッキ
ング性が向上することになる。さらに燃焼温度の低下は
排ガス温の低下をもたらすので排気系部品も耐熱的に楽
になる利点がある。以上の理由から、高負荷域では外部
EGRによって排気還流を行なっているのである。 Where T A : Compression start temperature T TDC : Compression top dead center temperature Tb: Temperature after combustion ε: Effective compression ratio Cp: Isobaric specific heat Cv: Isobaric specific heat A / F: Air-fuel ratio Suffix a: Fresh air suffix a: Exhaust gas (EGR) Q: Total calorific value Q∝Ga (when A / F is constant) G: Gas weight As is clear from the equation, in a high load region, the lower the EGR gas temperature, the lower the EGR gas amount. The combustion temperature decreases as the amount increases. When the combustion temperature decreases, the combustion chamber wall temperature also decreases, which means that the heat load of the engine has been reduced. Further, even during the combustion, the temperature of the burned gas is low, so the radiant heat to the unburned gas is reduced, and the temperature of the unburned gas is suppressed, so that the knocking resistance is improved. Further, since a decrease in the combustion temperature leads to a decrease in the exhaust gas temperature, there is an advantage that the exhaust system parts are also easily heat-resistant. For the above reasons, external
Exhaust gas recirculation is performed by EGR.
次に第６図は本発明の第２実施例を示す概略的構成図
で、本実施例は過給機付きエンジンに本発明を適用した
場合の例である。すなわち、エンジンによって駆動され
る過給機（スーパーチャージャ）25と、この過給機25で
圧縮された吸気を冷却するインタークーラ26をその共通
吸気通路４に備えており、また、過給機25およびインタ
ークーラ26をバイパスするバイパス通路27に、ダイアフ
ラム式アクチュエータ29によって駆動されるリリーフ弁
28が設けられている。そして上記アクチュエータ29の圧
力室はサージタンク８に連通しており、過給圧が所定値
以上になるとリリーフ弁28が作動されてバイパス通路27
を開くようになっている。Next, FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the present invention is applied to an engine with a supercharger. That is, a supercharger (supercharger) 25 driven by the engine and an intercooler 26 for cooling the intake air compressed by the supercharger 25 are provided in the common intake passage 4. And a relief valve driven by a diaphragm actuator 29 in a bypass passage 27 bypassing the intercooler 26.
28 are provided. The pressure chamber of the actuator 29 communicates with the surge tank 8, and when the supercharging pressure exceeds a predetermined value, the relief valve 28 is actuated and the bypass passage 27 is opened.
Is to open.
本実施例では、冷却器17を備えている外部EGR通路15
の吸気系２へのEGRガス導入口を共通吸気通路４の透給
機25の上流側に開口させている。なおこの冷却されたEG
Rガスの導入口は過給機25とインタークーラ26の間に設
けてもよく、要はインタークーラ26の上流側であればよ
い。第６図から明らかなように、以上の点を除けば本発
明の第２実施例は第１図に示す第１実施例と同様の構成
を有するから、対応する要素に同一符号を付して重複す
る説明は省略する。In this embodiment, the external EGR passage 15 including the cooler 17 is provided.
The EGR gas introduction port to the intake system 2 is opened in the common intake passage 4 on the upstream side of the permeator 25. Note that this cooled EG
The inlet for the R gas may be provided between the supercharger 25 and the intercooler 26. In short, the inlet may be provided on the upstream side of the intercooler 26. As apparent from FIG. 6, the second embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment shown in FIG. 1 except for the above points. Duplicate description will be omitted.
過給機付きエンジンでは、高負荷域でのノッキングの
発生を防止するために、高負荷域においては自然吸気エ
ンジンの場合よりもEGR量を増大させる必要がある。そ
こで本実施例では第７図のマップに示すマップを用意し
て高負荷域Ｃでは内部EGRと外部EGRとの双方を行なっ
て、過給圧の上昇に伴ってEGR総量を増大させるように
している。そのため、本実施例では、冷却器17によって
外部EGRガスを冷却するとともに、この冷却されたEGRガ
スを吸気系２のインタークーラ26の上流側に還流するこ
とにより、さらに温度の低下したEGRガスをエンジンに
供給するようにしている。In a supercharged engine, in order to prevent occurrence of knocking in a high load region, it is necessary to increase the EGR amount in a high load region as compared with a naturally aspirated engine. Therefore, in the present embodiment, a map shown in the map of FIG. 7 is prepared, and in the high load range C, both the internal EGR and the external EGR are performed, so that the total EGR amount is increased with an increase in the supercharging pressure. I have. Therefore, in the present embodiment, the external EGR gas is cooled by the cooler 17 and the cooled EGR gas is returned to the upstream side of the intercooler 26 of the intake system 2 to reduce the temperature of the EGR gas. We supply it to the engine.
次に第８図は本発明の第３実施例を示す概略的構成を
示す図である。本実施例は第６図で示した第２実施例と
同様の過給機付きエンジンであるが、バルブタイミング
可変機構37、38が省略され、代りに各独立吸気通路９
に、互いに連動するスロットルバルブ43がそれぞれ設け
られ、各スロットルバルブ43の下流に燃料噴射弁44がそ
れぞれ配設された構成を有する。Next, FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration showing a third embodiment of the present invention. This embodiment is an engine with a supercharger similar to the second embodiment shown in FIG. 6, but the valve timing variable mechanisms 37 and 38 are omitted, and each independent intake passage 9 is used instead.
The throttle valves 43 are provided in conjunction with each other, and the fuel injection valves 44 are disposed downstream of the respective throttle valves 43.
第７図から明らかなように、吸排気のオーバーラップ
量を小さくする必要があるのは低回転低負荷域のみであ
るから、吸気弁開時期を早めた態様で吸排気のオーバー
ラップ量を大きく設定したものであれば、低回転低負荷
域では多連のスロットルバルブ43が閉じて燃焼室内の残
留ガス量を抑制する。したがって、特にバルブタイミン
グ可変機構を設けずに、大オーバーラップ状態に固定し
たものであっても、低回転極低負荷域で燃焼が不安定に
なるおそれはなくなる。そして高負荷域では、第２実施
例の場合と同様に、高負荷域ではEGR弁16を開いて、内
部EGRと外部EGRの双方を行なって、過給圧の上昇に伴っ
てEGR総量を増大させるようにしている。As is evident from FIG. 7, it is only necessary to reduce the overlap amount of the intake and exhaust in the low-speed low-load region. Therefore, the overlap amount of the intake and exhaust is increased in a manner in which the opening timing of the intake valve is advanced. If it is set, the multiple throttle valves 43 are closed in the low rotation and low load range to suppress the residual gas amount in the combustion chamber. Therefore, even if the valve is fixed in a large overlap state without providing a variable valve timing mechanism, there is no possibility that combustion becomes unstable in a low-speed extremely low load region. In the high load range, the EGR valve 16 is opened in the high load range, and both the internal EGR and the external EGR are performed in the high load range, so that the total amount of EGR increases as the boost pressure increases. I try to make it.
第１図は本発明の第１実施例を示す概略的構成図、第２
図はそのEGR制御マップ、第３図は吸排気のオーバーラ
ップを示すタイミングチャート、第４図および第５図は
その動作の説明に供するグラフ、第６図は本発明の第２
実施例を示す概略的構成図、第７図はそのEGR制御マッ
プ、第８図は本発明の第３実施例を示す概略的構成図で
ある。 １……エンジン本体、４……共通吸気通路 ７……スロットルバルブ、９……独立吸気通路 12……独立排気通路、13……共通排気通路 14……触媒コンバータ、15……外部EGR通路 16……EGR弁、17……冷却器 19、29……ダイアフラム式アクチュエータ 21……電磁ソレノイド弁 22……コントロールユニット 23……スロットル開度センサ 25……過給機（スーパーチャージャ） 26……インタークーラ 30、31……カム 32、33……カムシャフト 37、38……バルブタイミング可変機構FIG. 1 is a schematic structural view showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an EGR control map, FIG. 3 is a timing chart showing the overlap of intake and exhaust, FIGS. 4 and 5 are graphs for explaining the operation, and FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment, FIG. 7 is an EGR control map thereof, and FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine body, 4 ... Common intake passage 7 ... Throttle valve, 9 ... Independent intake passage 12 ... Independent exhaust passage, 13 ... Common exhaust passage 14 ... Catalytic converter, 15 ... External EGR passage 16 …… EGR valve, 17… Cooler 19, 29 …… Diaphragm actuator 21 …… Electromagnetic solenoid valve 22 …… Control unit 23 …… Throttle opening sensor 25 …… Supercharger (supercharger) 26 …… Inter Cooler 30, 31… Cam 32, 33… Cam shaft 37, 38… Variable valve timing mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ (56)参考文献 特開 昭63−272958（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−19664（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−105748（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−29823（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平１−30592（ＪＰ，Ｙ２)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R (56) References JP-A-63-272958 (JP, A) Jpn. (JP, U) JP-A 61-105748 (JP, U) JP-B 60-29823 (JP, B2) JP 1-30592 (JP, Y2)
Claims (4)
室内の内部EGR量を制御する内部EGR量制御手段と、排ガ
スの一部を排気系から外部環流通路を通じて吸気系へ環
流する外部EGR量を制御する外部EGR量制御手段とを備
え、低負荷時には上記吸排気のオーバーラップ量を増大
させて内部EGR量を増加させ、高負荷時には外部EGR量を
増加させるとともに内部EGR量を減少させるように吸排
気のオーバーラップ量を制御する制御手段を設ける一
方、各気筒に接続される独立吸気通路にスロットルバル
ブを設けるとともに、吸気バルブの開弁時期を早めて吸
排気オーバーラップを大きく設定されており、低負荷時
における低回転低負荷領域では該スロットルバルブを閉
じ、低負荷時におけるその他の領域ではスロットルバル
ブを開くようにしたことを特徴とするエンジンの排ガス
環流装置。An internal EGR amount control means for controlling an internal EGR amount in a combustion chamber by increasing or decreasing an overlap amount of intake and exhaust gas, and an external EGR amount for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust system to an intake system through an external recirculation passage. External EGR amount control means for controlling the internal EGR amount by increasing the amount of overlap between the intake and exhaust at low load, increasing the external EGR amount and decreasing the internal EGR amount at high load. The control means for controlling the amount of overlap between the intake and exhaust is provided, while the throttle valve is provided in the independent intake passage connected to each cylinder, and the intake and exhaust overlap is set to be large by shortening the opening timing of the intake valve. The throttle valve is closed in the low-speed low-load region at low load, and the throttle valve is opened in other regions at low load. Exhaust gas recirculation device of an engine for.
室内の内部EGR量を制御する内部EGR量制御手段と、排ガ
スの一部を排気系から外部環流通路を通じて吸気系へ環
流する外部EGR量を制御する外部EGR量制御手段とを備え
る一方、吸気通路に過給機とインタークーラーとが設け
られ、前記吸気通路へのEGRガス導入口をインタークー
ラーの上流に設けるとともに、上記内部EGR量制御手段
が、エンジンの運転状態に応じて制御されるようにな
り、上記エンジンの運転領域が低回転域における低負荷
領域および高負荷領域にあるときは上記吸排気のオーバ
ーラップ量を減少させて内部EGRを低減し、上記運転領
域が低回転域における中負荷領域にあるときは上記吸排
気のオーバーラップ量を増大させて内部EGRを増加させ
るようにしたことを特徴とするエンジンの排ガス環流装
置。2. An internal EGR amount control means for controlling an internal EGR amount in a combustion chamber by increasing / decreasing an intake / exhaust overlap amount, and an external EGR amount for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust system to an intake system through an external recirculation passage. External EGR amount control means for controlling the intake air passage, a supercharger and an intercooler are provided in the intake passage, an EGR gas inlet to the intake passage is provided upstream of the intercooler, and the internal EGR amount control means is provided. When the operating range of the engine is in the low load range and the high load range in the low rotation range, the amount of overlap between the intake and exhaust is reduced to reduce the internal EGR. When the operating range is in the medium load range in the low speed range, the amount of overlap between the intake and exhaust is increased to increase the internal EGR. Jin exhaust gas recirculation device.
て環流される排気ガスを冷却するクーラーを設けたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス環流装置。3. The exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein a cooler for cooling exhaust gas circulated through the external recirculation passage is provided in the external recirculation passage.
上記外部環流通路のEGRガス導入口を上記触媒コンバー
ターの下流に設けたことを特徴とする請求項１又は２に
記載の排ガス環流装置。4. A catalyst converter is provided in said exhaust system,
The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2, wherein an EGR gas inlet of the external recirculation passage is provided downstream of the catalytic converter.
Priority Applications (8)
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