JP3376633B2 - 回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置 - Google Patents
回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
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- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機を備えたター
ボチャージャ（以下、ＴＣＧという）付エンジンの排気
還流（以下、ＥＧＲという）制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸
化物（ＮＯｘ）を低減するために、ＥＧＲを用いること
が広く知られており、実際に量産されているエンジンも
数多く存在する。 【０００３】一方、エンジンの排気ガスによりタービン
を回転し、その回転駆動力によりコンプレッサを回転さ
せ、該コンプレッサにより圧縮された新気をエンジンの
吸気として用いるいわゆるターボチャージャが知られて
いる。また、排気によるタービンの回転力がコンプレッ
サを駆動する力より大きい場合には、タービンから得ら
れる回転力を用いて発電を行ったり、またタービンから
得られる回転力が小さい場合には、電動機運転によりコ
ンプレッサの回転を助勢する、いわゆる回転電機を備え
たＴＣＧ付エンジンも実用化されている。なお、回転電
機を備えたＴＣＧ付エンジンに関しては、例えば特開平
１−１５５０２８号公報に詳細に記載されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記の回転電機を備え
たＴＣＧ付エンジンでＥＧＲを適用した場合に、コンプ
レッサの回転を助勢すべく、回転軸に付設された回転電
機を電動機運転すると、タービン入口の圧力の大小に拘
らずブースト圧が上昇するので、コンプレッサにより圧
縮された空気の一部がＥＧＲパイプを通って排気側へ流
れ、ブースト圧の低下を来たすという欠点があった。 【０００５】そこで、本発明は、上述のような従来技術
の欠点を改善しようとするものであり、その目的は、回
転電機を備えたＴＣＧ付エンジンにおいて、タービン入
口の圧力とブースト圧とを考慮して適切なＥＧＲを実施
することが出来るようにすることにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記のごとき発明の目的
を達成するため、本発明では、エンジンの排気ガスの一
部を吸気側に還流させるとともに、排気ガスエネルギー
或いは電力で回転させるコンプレッサでブースト圧を高
める回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排
気還流制御装置において、排圧を検知する排圧センサ
と、ブースト圧を検知するブースト圧センサと、電力で
コンプレッサを回転させている状態でブースト圧センサ
の出力が排圧センサの出力を上回ったことを検知する検
知手段と、該検知手段が該検知を行なった時、ブースト
圧が排圧より相対的に低くなるよう調節する圧力調節手
段とを具備することとした。 【０００７】 【作 用】ＥＧＲを行う場合、タービン入口の圧力
（排気側の圧力）に対してブースト圧（吸気側の圧力）
が高い場合、ブースト圧を排圧より低く抑圧する抑圧手
段を動作させ、常にブースト圧を排圧より低く抑圧し
て、吸気が排気側へ流れるのを防ぎ、ＥＧＲが確実に行
われるようにする。 【０００８】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すブロ
ック構成図である。図１において、１はエンジンであ
る。エンジン１には吸気マニホールド２と排気マニホー
ルド３が設けられている。吸気マニホールド２は吸気管
４に連通し、排気マニホールド３は排気管５に連通して
いる。６はＴＣＧである。該ＴＣＧ６は、タービン７と
コンプレッサ８とを有し、これらを連結する回転軸に
は、電動機あるいは発電機として運転される回転電機が
設けられている。該タービン７の入口側には排気管５が
連通されており、コンプレッサ８の出口側には吸気管４
が連通されている。吸気管４と排気管５との間は、ＥＧ
Ｒパイプ９により連結されており、その中間にはＥＧＲ
開口面積を制御するＥＧＲバルブ１０が設けられてい
る。１１は排気管５に設けられ、排圧（排気ガスの圧
力）を検知する排圧センサであり、１２は吸気管４に設
けられ、ブースト圧を検知するブースト圧センサであ
る。１３はタービン７の出口側に設けられ、その開口面
積を調節する排気バルブであり、アクチュエータ１４に
より駆動される。１５はコントローラであり、排圧セン
サ１１とブースト圧センサ１２からの信号を受け取り、
ＥＧＲバルブ１０及び排気バルブ１３の開度を制御する
が、その詳細な制御方法は次に述べる。コントローラ１
５には、図示しないアクセルペダルの開度信号，エンジ
ン１の回転数信号（ＲＰＭ信号）などが入力される。 【０００９】通常のターボチャージャ運転状態時、すな
わち排気管５側の圧力が吸気管４側の圧力よりも大きい
時には、排気管５と吸気管４との間に設けられたＥＧＲ
バルブ１０を全開状態とすると、排気ガスの一部は吸気
側へ還流され（ＥＧＲ）、排気ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）が低減される。 【００１０】しかし、エンジン１に重負荷が掛かり、そ
の回転数も低下してくると、ＴＣＧ６が電動機運転され
る。即ち、図には示されていないが、ＴＣＧ６の回転電
機に対して電動機運転の指令が出され、これを電動機運
転する。この動作によりコンプレッサ８は電動機から回
転駆動力を受け、その回転が助勢される。結果的に吸気
管４内の空気圧力が上昇して過給が行われ、エンジン１
の出力も増加する。しかし、ＴＣＧ６が電動機運転状態
では、タービン７の入口側圧力が低い状態でもブースト
圧が上昇し、ＥＧＲバルブ１０を通って吸気の一部が排
気側に流れ込み、ＥＧＲ動作が行われなくなるような状
態も発生する。これを防ぐため、タービン７の入口側圧
力とブースト圧をモニターし、ブースト圧がタービンの
入口側圧力よりも高くなった場合、タービン７の出口に
取り付けた排気バルブ１３を絞ることにより排圧を上昇
させ、ＥＧＲが行われるようにする。 【００１１】図２は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第１実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第１実施例の動作を説明する。ス
テップＳ１において、コントローラ１５はエンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ２でＥＧＲを
行うか否かを判定する。ＥＧＲを行わない場合には、ス
テップＳ９，Ｓ１０に進み、ＥＧＲバルブ１０を閉め、
排気バルブ１３を開放する。ＥＧＲを行う場合には、ス
テップＳ３へ進み、ＥＧＲバルブ１０を開放し、排気ガ
スを吸気管４に流入させる。 【００１２】次に、ステップＳ４でＴＣＧ６を電動機運
転させるか否かを判定し、電動機運転させない場合に
は、ステップＳ１２，Ｓ１３に進み、電動機運転はせず
（もしそれまで電動機運転していたなら中止し）、排気
バルブ１３を開放する。電動機運転させる場合には、ス
テップＳ５，Ｓ６へと進み、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧
（Ｐｔ）を測定する。ステップＳ７で、ブースト圧（Ｐ
ｂ）が排圧（Ｐｔ）より大きいかどうか比較し、大きい
場合には、吸気が排気側へ流れ込むことになると判定し
て、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では排気バルブ
１３を絞り、タービン７入口圧力を上昇させ、ＥＧＲが
行われるようにする。ブースト圧（Ｐｂ）が排圧（Ｐ
ｔ）より小さい場合には、ステップＳ７からステップＳ
１１に進み、排気バルブ１３を開放する。 【００１３】図３は、本発明の第２実施例を示すブロッ
ク構成図である。第２の実施例では、第１実施例のＥＧ
Ｒパイプ９と並列にもう１本のＥＧＲパイプ１８を設
け、ＥＧＲパイプ９と同様に、該ＥＧＲパイプ１８にＥ
ＧＲバルブ１９を設け、ＥＧＲ動作の時、排気ガスが十
分に吸気側に流れ込み、十分なＥＧＲ効果が得られるよ
うにしたものである。なお、第１実施例と同一部分には
同一の符号を付し、それらの説明は省略する。 【００１４】図４は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第２実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第２実施例の動作を説明する。な
お、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通して
いる部分があるので、相違している部分を中心に説明す
る。 【００１５】ステップＳ２１において、エンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ２２でＥＧＲ
を行うか否かの判断を行う。ＥＧＲを行う場合はステッ
プＳ２３に進み、ＥＧＲバルブ１０のみを開放する。次
に、ＴＣＧ６を電動機運転させる場合には、ステップＳ
２５，Ｓ２６へと進み、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐ
ｔ）を測定する。ＴＣＧ６を電動機運転させると、ブー
スト圧（Ｐｂ）が徐々に上昇し、排圧（Ｐｔ）との差が
小さくなる。この時（Ｐｂ−Ｐｔ）が或る定数Ｋよりも
小さくなった場合（ステップＳ２７）、ＥＧＲが十分に
作用していないと判断し、ＥＧＲバルブ１９を更に開放
し、排気ガスが吸気管４へ流入する断面積を増加させ、
排気ガスの還流量を確保する。 【００１６】一方、ブースト圧（Ｐｂ）が更に上昇して
排圧（Ｐｔ）よりも高くなった場合は、吸気が排気側に
流れ込んでしまうため、ステップＳ３２に進んで排気バ
ルブ１３を絞り、排圧（Ｐｔ）を上昇させてＥＧＲが行
われるようにする。またこの時は、排圧（Ｐｔ）が十分
上がるため、ＥＧＲバルブ１９を閉じて通常の経路（Ｅ
ＧＲパイプ９）のみのＥＧＲとする。 【００１７】図５は、本発明の第３の実施例を示すブロ
ック構成図である。第３の実施例では、第１実施例のＥ
ＧＲパイプ９の他に、排気管５からコンプレッサ入口２
２に至るＥＧＲバイパスパイプ２０を設け、かつＥＧＲ
バイパスパイプ２０の途中に、コントローラ１５により
動作を制御されるバイパスバルブ２１を設ける。 【００１８】ＴＣＧ６を電動機運転すると、タービンの
入口側圧力が低い場合でもブースト圧が上昇するので、
排気ガスが吸気側へ流れなくなり、ＥＧＲが行われなく
なる。この時、ＥＧＲバイパスパイプ２０に取り付けら
れたバイパスバルブ２１を開放してやると、排気ガスの
一部がコンプレッサ入口２２に導入され、ＥＧＲの効果
を得ることが可能となる。一般的には、排気ガスの一部
をコンプレッサの入口側に導入することは、ターボチャ
ージャの耐久性に問題が生ずることが多いが、本実施例
ではこのような動作は極く短時間に行われるものであ
り、また、エンジンの負荷も比較的低いため、耐久性の
問題が生ずることは少ない。なお、第１実施例と同一部
分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。 【００１９】図６は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第３実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第３実施例の動作を説明する。な
お、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通して
いる部分があるので、相違している部分を中心に説明す
る。 【００２０】ステップＳ４１において、エンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ４２でＥＧＲ
を行うか否かの判断を行う。ＥＧＲを行う場合はステッ
プＳ４４に進み、ＥＧＲバルブ１０を開放することによ
って排気ガスの一部を吸気側へ還流する。次に、ＴＣＧ
６を電動機運転させると（ステップＳ４７）、ブースト
圧が徐々に上昇する。ステップＳ４９においてブースト
圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐｔ）とを比較し、ブースト圧の方
が高い場合にはＥＧＲが行われなくなるため、ステップ
Ｓ５０でＥＧＲバルブ１０を閉じ、ステップＳ５１で新
たに付けたバイパスバルブ２１を開く。これにより、排
気ガスの一部がコンプレッサ入口２２に流れ込み、ＥＧ
Ｒの効果が得られる。 【００２１】前記第１実施例では、ＴＣＧ６を電動機運
転させると、図１においてタービン７の入口の圧力が低
い場合でもブースト圧は上昇し、ＥＧＲバルブ１０が開
いている場合、吸気の一部が排気管５に流れ込み、ブー
スト圧が低下してしまう。これを防ぐため、第４実施例
では、タービン入口圧力を排圧センサ１１でモニターす
ると共に、ブースト圧をブースト圧センサ１２でモニタ
ーしておき、ＴＣＧ６の電動機運転によりブースト圧が
タービン入口圧力より上昇した場合、ＴＣＧ６の回転電
機へ流す電流を少なくして、ブースト圧の上昇を抑え、
吸気の排気側への流入を防ぐ。 【００２２】図７は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第４実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第４の実施例の動作を説明する。
なお、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通し
ている部分があるので、相違している部分を中心に説明
する。 【００２３】ステップＳ６１において、エンジン回転数
とアクセル開度を読み込み、ステップＳ６２でＥＧＲを
行うか否かを判定する。ＥＧＲを行う場合にはステップ
Ｓ６３へ進み、ＥＧＲバルブ１０を開放し、排気ガスの
一部を吸気管４に還流する。次に、ステップＳ６４でＴ
ＣＧ６を電動機運転させるか否かを判定し、電動機運転
させる場合は、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐｔ）を測
定し、ブースト圧（Ｐｂ）が排圧（Ｐｔ）を上回った場
合（ステップＳ６８）は、吸気が排気側に流れ込む場合
と判断し、ＴＣＧ６の回転電機への投入電流指示値を減
少させる。これにより、ブースト圧の上昇が抑えられ、
排圧以下となり、ＥＧＲの効果が確保できる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＥＧＲ
を行う場合、タービン入口の圧力（排圧）に対してブー
スト圧が高い場合、ブースト圧を排圧より低く抑圧する
抑圧手段を動作させ、常にブースト圧を排圧より低く抑
圧して吸気の排気側への逆流を防ぐことが出来るので、
ＥＧＲを行わせることが出来るという効果がある。
ボチャージャ（以下、ＴＣＧという）付エンジンの排気
還流（以下、ＥＧＲという）制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸
化物（ＮＯｘ）を低減するために、ＥＧＲを用いること
が広く知られており、実際に量産されているエンジンも
数多く存在する。 【０００３】一方、エンジンの排気ガスによりタービン
を回転し、その回転駆動力によりコンプレッサを回転さ
せ、該コンプレッサにより圧縮された新気をエンジンの
吸気として用いるいわゆるターボチャージャが知られて
いる。また、排気によるタービンの回転力がコンプレッ
サを駆動する力より大きい場合には、タービンから得ら
れる回転力を用いて発電を行ったり、またタービンから
得られる回転力が小さい場合には、電動機運転によりコ
ンプレッサの回転を助勢する、いわゆる回転電機を備え
たＴＣＧ付エンジンも実用化されている。なお、回転電
機を備えたＴＣＧ付エンジンに関しては、例えば特開平
１−１５５０２８号公報に詳細に記載されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記の回転電機を備え
たＴＣＧ付エンジンでＥＧＲを適用した場合に、コンプ
レッサの回転を助勢すべく、回転軸に付設された回転電
機を電動機運転すると、タービン入口の圧力の大小に拘
らずブースト圧が上昇するので、コンプレッサにより圧
縮された空気の一部がＥＧＲパイプを通って排気側へ流
れ、ブースト圧の低下を来たすという欠点があった。 【０００５】そこで、本発明は、上述のような従来技術
の欠点を改善しようとするものであり、その目的は、回
転電機を備えたＴＣＧ付エンジンにおいて、タービン入
口の圧力とブースト圧とを考慮して適切なＥＧＲを実施
することが出来るようにすることにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記のごとき発明の目的
を達成するため、本発明では、エンジンの排気ガスの一
部を吸気側に還流させるとともに、排気ガスエネルギー
或いは電力で回転させるコンプレッサでブースト圧を高
める回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排
気還流制御装置において、排圧を検知する排圧センサ
と、ブースト圧を検知するブースト圧センサと、電力で
コンプレッサを回転させている状態でブースト圧センサ
の出力が排圧センサの出力を上回ったことを検知する検
知手段と、該検知手段が該検知を行なった時、ブースト
圧が排圧より相対的に低くなるよう調節する圧力調節手
段とを具備することとした。 【０００７】 【作 用】ＥＧＲを行う場合、タービン入口の圧力
（排気側の圧力）に対してブースト圧（吸気側の圧力）
が高い場合、ブースト圧を排圧より低く抑圧する抑圧手
段を動作させ、常にブースト圧を排圧より低く抑圧し
て、吸気が排気側へ流れるのを防ぎ、ＥＧＲが確実に行
われるようにする。 【０００８】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すブロ
ック構成図である。図１において、１はエンジンであ
る。エンジン１には吸気マニホールド２と排気マニホー
ルド３が設けられている。吸気マニホールド２は吸気管
４に連通し、排気マニホールド３は排気管５に連通して
いる。６はＴＣＧである。該ＴＣＧ６は、タービン７と
コンプレッサ８とを有し、これらを連結する回転軸に
は、電動機あるいは発電機として運転される回転電機が
設けられている。該タービン７の入口側には排気管５が
連通されており、コンプレッサ８の出口側には吸気管４
が連通されている。吸気管４と排気管５との間は、ＥＧ
Ｒパイプ９により連結されており、その中間にはＥＧＲ
開口面積を制御するＥＧＲバルブ１０が設けられてい
る。１１は排気管５に設けられ、排圧（排気ガスの圧
力）を検知する排圧センサであり、１２は吸気管４に設
けられ、ブースト圧を検知するブースト圧センサであ
る。１３はタービン７の出口側に設けられ、その開口面
積を調節する排気バルブであり、アクチュエータ１４に
より駆動される。１５はコントローラであり、排圧セン
サ１１とブースト圧センサ１２からの信号を受け取り、
ＥＧＲバルブ１０及び排気バルブ１３の開度を制御する
が、その詳細な制御方法は次に述べる。コントローラ１
５には、図示しないアクセルペダルの開度信号，エンジ
ン１の回転数信号（ＲＰＭ信号）などが入力される。 【０００９】通常のターボチャージャ運転状態時、すな
わち排気管５側の圧力が吸気管４側の圧力よりも大きい
時には、排気管５と吸気管４との間に設けられたＥＧＲ
バルブ１０を全開状態とすると、排気ガスの一部は吸気
側へ還流され（ＥＧＲ）、排気ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）が低減される。 【００１０】しかし、エンジン１に重負荷が掛かり、そ
の回転数も低下してくると、ＴＣＧ６が電動機運転され
る。即ち、図には示されていないが、ＴＣＧ６の回転電
機に対して電動機運転の指令が出され、これを電動機運
転する。この動作によりコンプレッサ８は電動機から回
転駆動力を受け、その回転が助勢される。結果的に吸気
管４内の空気圧力が上昇して過給が行われ、エンジン１
の出力も増加する。しかし、ＴＣＧ６が電動機運転状態
では、タービン７の入口側圧力が低い状態でもブースト
圧が上昇し、ＥＧＲバルブ１０を通って吸気の一部が排
気側に流れ込み、ＥＧＲ動作が行われなくなるような状
態も発生する。これを防ぐため、タービン７の入口側圧
力とブースト圧をモニターし、ブースト圧がタービンの
入口側圧力よりも高くなった場合、タービン７の出口に
取り付けた排気バルブ１３を絞ることにより排圧を上昇
させ、ＥＧＲが行われるようにする。 【００１１】図２は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第１実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第１実施例の動作を説明する。ス
テップＳ１において、コントローラ１５はエンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ２でＥＧＲを
行うか否かを判定する。ＥＧＲを行わない場合には、ス
テップＳ９，Ｓ１０に進み、ＥＧＲバルブ１０を閉め、
排気バルブ１３を開放する。ＥＧＲを行う場合には、ス
テップＳ３へ進み、ＥＧＲバルブ１０を開放し、排気ガ
スを吸気管４に流入させる。 【００１２】次に、ステップＳ４でＴＣＧ６を電動機運
転させるか否かを判定し、電動機運転させない場合に
は、ステップＳ１２，Ｓ１３に進み、電動機運転はせず
（もしそれまで電動機運転していたなら中止し）、排気
バルブ１３を開放する。電動機運転させる場合には、ス
テップＳ５，Ｓ６へと進み、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧
（Ｐｔ）を測定する。ステップＳ７で、ブースト圧（Ｐ
ｂ）が排圧（Ｐｔ）より大きいかどうか比較し、大きい
場合には、吸気が排気側へ流れ込むことになると判定し
て、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では排気バルブ
１３を絞り、タービン７入口圧力を上昇させ、ＥＧＲが
行われるようにする。ブースト圧（Ｐｂ）が排圧（Ｐ
ｔ）より小さい場合には、ステップＳ７からステップＳ
１１に進み、排気バルブ１３を開放する。 【００１３】図３は、本発明の第２実施例を示すブロッ
ク構成図である。第２の実施例では、第１実施例のＥＧ
Ｒパイプ９と並列にもう１本のＥＧＲパイプ１８を設
け、ＥＧＲパイプ９と同様に、該ＥＧＲパイプ１８にＥ
ＧＲバルブ１９を設け、ＥＧＲ動作の時、排気ガスが十
分に吸気側に流れ込み、十分なＥＧＲ効果が得られるよ
うにしたものである。なお、第１実施例と同一部分には
同一の符号を付し、それらの説明は省略する。 【００１４】図４は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第２実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第２実施例の動作を説明する。な
お、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通して
いる部分があるので、相違している部分を中心に説明す
る。 【００１５】ステップＳ２１において、エンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ２２でＥＧＲ
を行うか否かの判断を行う。ＥＧＲを行う場合はステッ
プＳ２３に進み、ＥＧＲバルブ１０のみを開放する。次
に、ＴＣＧ６を電動機運転させる場合には、ステップＳ
２５，Ｓ２６へと進み、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐ
ｔ）を測定する。ＴＣＧ６を電動機運転させると、ブー
スト圧（Ｐｂ）が徐々に上昇し、排圧（Ｐｔ）との差が
小さくなる。この時（Ｐｂ−Ｐｔ）が或る定数Ｋよりも
小さくなった場合（ステップＳ２７）、ＥＧＲが十分に
作用していないと判断し、ＥＧＲバルブ１９を更に開放
し、排気ガスが吸気管４へ流入する断面積を増加させ、
排気ガスの還流量を確保する。 【００１６】一方、ブースト圧（Ｐｂ）が更に上昇して
排圧（Ｐｔ）よりも高くなった場合は、吸気が排気側に
流れ込んでしまうため、ステップＳ３２に進んで排気バ
ルブ１３を絞り、排圧（Ｐｔ）を上昇させてＥＧＲが行
われるようにする。またこの時は、排圧（Ｐｔ）が十分
上がるため、ＥＧＲバルブ１９を閉じて通常の経路（Ｅ
ＧＲパイプ９）のみのＥＧＲとする。 【００１７】図５は、本発明の第３の実施例を示すブロ
ック構成図である。第３の実施例では、第１実施例のＥ
ＧＲパイプ９の他に、排気管５からコンプレッサ入口２
２に至るＥＧＲバイパスパイプ２０を設け、かつＥＧＲ
バイパスパイプ２０の途中に、コントローラ１５により
動作を制御されるバイパスバルブ２１を設ける。 【００１８】ＴＣＧ６を電動機運転すると、タービンの
入口側圧力が低い場合でもブースト圧が上昇するので、
排気ガスが吸気側へ流れなくなり、ＥＧＲが行われなく
なる。この時、ＥＧＲバイパスパイプ２０に取り付けら
れたバイパスバルブ２１を開放してやると、排気ガスの
一部がコンプレッサ入口２２に導入され、ＥＧＲの効果
を得ることが可能となる。一般的には、排気ガスの一部
をコンプレッサの入口側に導入することは、ターボチャ
ージャの耐久性に問題が生ずることが多いが、本実施例
ではこのような動作は極く短時間に行われるものであ
り、また、エンジンの負荷も比較的低いため、耐久性の
問題が生ずることは少ない。なお、第１実施例と同一部
分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。 【００１９】図６は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第３実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第３実施例の動作を説明する。な
お、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通して
いる部分があるので、相違している部分を中心に説明す
る。 【００２０】ステップＳ４１において、エンジン回転
数，アクセル開度を読み込み、ステップＳ４２でＥＧＲ
を行うか否かの判断を行う。ＥＧＲを行う場合はステッ
プＳ４４に進み、ＥＧＲバルブ１０を開放することによ
って排気ガスの一部を吸気側へ還流する。次に、ＴＣＧ
６を電動機運転させると（ステップＳ４７）、ブースト
圧が徐々に上昇する。ステップＳ４９においてブースト
圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐｔ）とを比較し、ブースト圧の方
が高い場合にはＥＧＲが行われなくなるため、ステップ
Ｓ５０でＥＧＲバルブ１０を閉じ、ステップＳ５１で新
たに付けたバイパスバルブ２１を開く。これにより、排
気ガスの一部がコンプレッサ入口２２に流れ込み、ＥＧ
Ｒの効果が得られる。 【００２１】前記第１実施例では、ＴＣＧ６を電動機運
転させると、図１においてタービン７の入口の圧力が低
い場合でもブースト圧は上昇し、ＥＧＲバルブ１０が開
いている場合、吸気の一部が排気管５に流れ込み、ブー
スト圧が低下してしまう。これを防ぐため、第４実施例
では、タービン入口圧力を排圧センサ１１でモニターす
ると共に、ブースト圧をブースト圧センサ１２でモニタ
ーしておき、ＴＣＧ６の電動機運転によりブースト圧が
タービン入口圧力より上昇した場合、ＴＣＧ６の回転電
機へ流す電流を少なくして、ブースト圧の上昇を抑え、
吸気の排気側への流入を防ぐ。 【００２２】図７は、本発明にかかるＴＣＧ付エンジン
のＥＧＲ制御装置の第４実施例の制御フローチャートで
ある。これを用いて、第４の実施例の動作を説明する。
なお、この実施例の動作は、第１実施例の動作と共通し
ている部分があるので、相違している部分を中心に説明
する。 【００２３】ステップＳ６１において、エンジン回転数
とアクセル開度を読み込み、ステップＳ６２でＥＧＲを
行うか否かを判定する。ＥＧＲを行う場合にはステップ
Ｓ６３へ進み、ＥＧＲバルブ１０を開放し、排気ガスの
一部を吸気管４に還流する。次に、ステップＳ６４でＴ
ＣＧ６を電動機運転させるか否かを判定し、電動機運転
させる場合は、ブースト圧（Ｐｂ）と排圧（Ｐｔ）を測
定し、ブースト圧（Ｐｂ）が排圧（Ｐｔ）を上回った場
合（ステップＳ６８）は、吸気が排気側に流れ込む場合
と判断し、ＴＣＧ６の回転電機への投入電流指示値を減
少させる。これにより、ブースト圧の上昇が抑えられ、
排圧以下となり、ＥＧＲの効果が確保できる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＥＧＲ
を行う場合、タービン入口の圧力（排圧）に対してブー
スト圧が高い場合、ブースト圧を排圧より低く抑圧する
抑圧手段を動作させ、常にブースト圧を排圧より低く抑
圧して吸気の排気側への逆流を防ぐことが出来るので、
ＥＧＲを行わせることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例のブロック構成図
【図２】 本発明の第１実施例の制御フローチャート
【図３】 本発明の第２実施例のブロック構成図
【図４】 本発明の第２実施例の制御フローチャート
【図５】 本発明の第３実施例のブロック構成図
【図６】 本発明の第３実施例の制御フローチャート
【図７】 本発明の第４実施例の制御フローチャート
【符号の説明】
１…エンジン、２…吸気マニホールド、３…排気マニホ
ールド、４…吸気管、５…排気管、６…ＴＣＧ、７…タ
ービン、８…コンプレッサ、９…ＥＧＲパイプ、１０…
ＥＧＲバルブ、１１…排圧センサ、１２…ブースト圧セ
ンサ、１３…排気バルブ、１４…アクチュエータ、１５
…コントローラ
ールド、４…吸気管、５…排気管、６…ＴＣＧ、７…タ
ービン、８…コンプレッサ、９…ＥＧＲパイプ、１０…
ＥＧＲバルブ、１１…排圧センサ、１２…ブースト圧セ
ンサ、１３…排気バルブ、１４…アクチュエータ、１５
…コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 23/00
F02B 37/00 302
F02B 37/10
F02D 9/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】エンジンの排気ガスの一部を吸気側に還流
させるとともに、排気ガスエネルギー或いは電力で回転
させるコンプレッサでブースト圧を高める回転電機を備
えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置に
おいて、 排圧を検知する排圧センサと、 ブースト圧を検知するブースト圧センサと、 電力でコンプレッサを回転させている状態でブースト圧
センサの出力が排圧センサの出力を上回ったことを検知
する検知手段と、 該検知手段が該検知を行なった時、ブースト圧が排圧よ
り相対的に低くなるよう調節する圧力調節手段とを具備
することを特徴とする回転電機を備えたターボチャージ
ャ付エンジンの排気還流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09676993A JP3376633B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09676993A JP3376633B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288269A JPH06288269A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3376633B2 true JP3376633B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=14173848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09676993A Expired - Fee Related JP3376633B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機を備えたターボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376633B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4134816B2 (ja) | 2003-06-03 | 2008-08-20 | いすゞ自動車株式会社 | ターボチャージャ付エンジン |
| JP6489138B2 (ja) * | 2017-02-27 | 2019-03-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP09676993A patent/JP3376633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288269A (ja) | 1994-10-11 |
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