JP3393630B2 - エンジンの排気ガス還流装置の制御方法及び制御装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス還流装置の制御方法及び制御装置Info
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- 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
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-
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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気ガスの
一部を吸気系に還流する排気ガス還流装置の制御方法及
び制御装置に関するものである。
一部を吸気系に還流する排気ガス還流装置の制御方法及
び制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気ガス還流装置としては、
特開平４−１７５４５３号公報や特開平４−３０１１７
２号公報に示すように、アフタクーラを備えた吸気系と
排気系をＥＧＲ通路で連通し、そのＥＧＲ通路にＥＧＲ
フィルタとＥＧＲ冷却器を設けたものがある。
特開平４−１７５４５３号公報や特開平４−３０１１７
２号公報に示すように、アフタクーラを備えた吸気系と
排気系をＥＧＲ通路で連通し、そのＥＧＲ通路にＥＧＲ
フィルタとＥＧＲ冷却器を設けたものがある。
【０００３】この排気ガス還流装置であれば、排気ガス
の一部を吸気系に還流して排気ガス中のＮＯX を低減で
きるし、エンジンの入口ガス温度が上がらないように還
流ガスの温度を制御して高出力が得られる。
の一部を吸気系に還流して排気ガス中のＮＯX を低減で
きるし、エンジンの入口ガス温度が上がらないように還
流ガスの温度を制御して高出力が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる排気ガス還流装
置であると、還流ガス中のＳＯ3 、ＮＯ4 はＥＧＲ冷却
器やアフタクーラによって結露した水に解け込み酸性水
溶液を生成する、この酸性水溶がエンジンに入るとエン
ジン本体内部を腐食させ、エンジン寿命を短くする。
置であると、還流ガス中のＳＯ3 、ＮＯ4 はＥＧＲ冷却
器やアフタクーラによって結露した水に解け込み酸性水
溶液を生成する、この酸性水溶がエンジンに入るとエン
ジン本体内部を腐食させ、エンジン寿命を短くする。
【０００５】ＥＧＲ冷却器で生成する酸性水溶液はドレ
ーンパイプ等によって排出することは容易であるが、ア
フタクーラ出口で生成する酸性水溶液をドレーンすると
空気もモレて過給圧力が低下し、エンジン内部にも入り
やすい。そこで本発明は、アフタクーラ出口において酸
性水溶液を生成させないエンジンの排気ガス還流装置の
制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
ーンパイプ等によって排出することは容易であるが、ア
フタクーラ出口で生成する酸性水溶液をドレーンすると
空気もモレて過給圧力が低下し、エンジン内部にも入り
やすい。そこで本発明は、アフタクーラ出口において酸
性水溶液を生成させないエンジンの排気ガス還流装置の
制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】エンジン本体１の燃焼室
２に接続しアフタクーラ１１を有する吸気系７における
アフタクーラ１１入口側と、エンジン本体１の燃焼室２
に接続した排気系８をＥＧＲ通路１３で連通し、そのＥ
ＧＲ通路１３にＥＧＲ冷却器１６を設けたエンジンの排
気ガス還流装置において、前記アフタクーラ１１の冷却
能力を調整してそのアフタクーラ出口温度を、エンジン
回転速度と負荷により決定された必要なアフタクーラ出
口温度とし、その必要なアフタクーラ出口温度の飽和水
蒸気分圧と大気中の水蒸気分圧によりＥＧＲ出口飽和水
蒸気分圧を演算し、前記ＥＧＲ冷却器１６の冷却能力を
制御してそのＥＧＲ出口温度を前記演算したＥＧＲ出口
飽和水蒸気分圧に見合う必要温度以下とすることを特徴
とするエンジンの排気ガス還流装置の制御方法。エンジ
ン本体１の燃焼室２に接続しアフタクーラ１１を有する
吸気系７におけるアフタクーラ１１入口側と、エンジン
本体１の燃焼室２に接続した排気系８をＥＧＲ通路１３
で連通し、そのＥＧＲ通路１３にＥＧＲ冷却器１６を設
けたエンジンの排気ガス還流装置において、前記アフタ
クーラ１１の冷却能力を制御する第１の手段と、前記Ｅ
ＧＲ冷却器１６の冷却能力を制御する第２の手段と、エ
ンジン回転速度と負荷により必要なアフタクーラ出口温
度を算出する第３の手段と、アフタクーラ１１の出口温
度を必要なアフタクーラ出口温度とすべく第１の手段を
コントロールする第４の手段と、大気中の水蒸気分圧と
前記演算した必要なアフタクーラ出口温度による飽和水
蒸気分圧によりＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧を演算
する第５の手段と、ＥＧＲ冷却器出口温度を前記ＥＧＲ
冷却器出口飽和水蒸気分圧に見合う必要温度とすべき前
記第２の手段をコントロールする第６の手段より構成し
たエンジンの排気ガス還流装置の制御装置。
２に接続しアフタクーラ１１を有する吸気系７における
アフタクーラ１１入口側と、エンジン本体１の燃焼室２
に接続した排気系８をＥＧＲ通路１３で連通し、そのＥ
ＧＲ通路１３にＥＧＲ冷却器１６を設けたエンジンの排
気ガス還流装置において、前記アフタクーラ１１の冷却
能力を調整してそのアフタクーラ出口温度を、エンジン
回転速度と負荷により決定された必要なアフタクーラ出
口温度とし、その必要なアフタクーラ出口温度の飽和水
蒸気分圧と大気中の水蒸気分圧によりＥＧＲ出口飽和水
蒸気分圧を演算し、前記ＥＧＲ冷却器１６の冷却能力を
制御してそのＥＧＲ出口温度を前記演算したＥＧＲ出口
飽和水蒸気分圧に見合う必要温度以下とすることを特徴
とするエンジンの排気ガス還流装置の制御方法。エンジ
ン本体１の燃焼室２に接続しアフタクーラ１１を有する
吸気系７におけるアフタクーラ１１入口側と、エンジン
本体１の燃焼室２に接続した排気系８をＥＧＲ通路１３
で連通し、そのＥＧＲ通路１３にＥＧＲ冷却器１６を設
けたエンジンの排気ガス還流装置において、前記アフタ
クーラ１１の冷却能力を制御する第１の手段と、前記Ｅ
ＧＲ冷却器１６の冷却能力を制御する第２の手段と、エ
ンジン回転速度と負荷により必要なアフタクーラ出口温
度を算出する第３の手段と、アフタクーラ１１の出口温
度を必要なアフタクーラ出口温度とすべく第１の手段を
コントロールする第４の手段と、大気中の水蒸気分圧と
前記演算した必要なアフタクーラ出口温度による飽和水
蒸気分圧によりＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧を演算
する第５の手段と、ＥＧＲ冷却器出口温度を前記ＥＧＲ
冷却器出口飽和水蒸気分圧に見合う必要温度とすべき前
記第２の手段をコントロールする第６の手段より構成し
たエンジンの排気ガス還流装置の制御装置。
【０００７】
【作 用】大気中の水蒸気分圧とＥＧＲ冷却器出口飽
和水蒸気分圧の和が、アフタクーラ出口飽和水蒸気分圧
以下となるので、アフタクーラ１１内で吸気ガスが露点
以下に冷却されることがないから結露が発生しない。こ
れにより、ＥＧＲガス中のＳＯ3 、ＳＯ4 が吸気ガス中
に混入してもそのＳＯ3 、ＳＯ4 がエンジン本体内部を
腐食させる腐食液となることがなく、エンジン本体内部
を腐食することを防止できる。
和水蒸気分圧の和が、アフタクーラ出口飽和水蒸気分圧
以下となるので、アフタクーラ１１内で吸気ガスが露点
以下に冷却されることがないから結露が発生しない。こ
れにより、ＥＧＲガス中のＳＯ3 、ＳＯ4 が吸気ガス中
に混入してもそのＳＯ3 、ＳＯ4 がエンジン本体内部を
腐食させる腐食液となることがなく、エンジン本体内部
を腐食することを防止できる。
【０００８】
【実 施 例】図１に示すように、エンジン本体１の燃
焼室２は吸気バルブ３により吸気ポート４に開閉される
と共に、排気バルブ５で排気ポート６に開閉され、その
吸気ポート４は吸気系７に接続し、排気ポート６は排気
系８に接続している。
焼室２は吸気バルブ３により吸気ポート４に開閉される
と共に、排気バルブ５で排気ポート６に開閉され、その
吸気ポート４は吸気系７に接続し、排気ポート６は排気
系８に接続している。
【０００９】前記吸気系７は、吸気フィルタ９、過給機
１０のコンプレッサ１０ａ、アフタクーラ１１を有し、
排気系８には前記過給機１０の排気タービン１０ｂ、排
気マフラ１２を有し、排気系８の排気タービン１０ｂ入
口側と排気系７のコンプレッサ１０ａ入口側とがＥＧＲ
通路１３で短絡されて排気ガスの一部を吸気系７に還流
するようにしてあり、このＥＧＲ通路１３にはＥＧＲ率
調量用バルブ１４、ＥＧＲフィルタ１５、ＥＧＲ冷却器
１６が設けてある。
１０のコンプレッサ１０ａ、アフタクーラ１１を有し、
排気系８には前記過給機１０の排気タービン１０ｂ、排
気マフラ１２を有し、排気系８の排気タービン１０ｂ入
口側と排気系７のコンプレッサ１０ａ入口側とがＥＧＲ
通路１３で短絡されて排気ガスの一部を吸気系７に還流
するようにしてあり、このＥＧＲ通路１３にはＥＧＲ率
調量用バルブ１４、ＥＧＲフィルタ１５、ＥＧＲ冷却器
１６が設けてある。
【００１０】前記アフタクーラ１１は冷却水により過給
機１０からの過給空気を冷却するものであり、その冷却
水の供給量を開度調整用バルブ１７により制御すること
でアフタクーラ１１の冷却能力を調整できるようにして
ある。
機１０からの過給空気を冷却するものであり、その冷却
水の供給量を開度調整用バルブ１７により制御すること
でアフタクーラ１１の冷却能力を調整できるようにして
ある。
【００１１】前記ＥＧＲ冷却器１６は冷却水によりＥＧ
Ｒガスを冷却するものであり、その冷却水の供給量を開
度調整用バルブ１８により制御することでＥＧＲ冷却器
１６の冷却能力を調整できるようにしてある。
Ｒガスを冷却するものであり、その冷却水の供給量を開
度調整用バルブ１８により制御することでＥＧＲ冷却器
１６の冷却能力を調整できるようにしてある。
【００１２】前記アフタクーラ１１の出口側にはアフタ
クーラ出口温度検出器１９が設けられ、ＥＧＲ冷却器１
６の出口側にはＥＧＲ冷却器出口温度検出器２０が設け
てある。
クーラ出口温度検出器１９が設けられ、ＥＧＲ冷却器１
６の出口側にはＥＧＲ冷却器出口温度検出器２０が設け
てある。
【００１３】図２は制御回路図を示し、前記アフタクー
ラ出口温度検出器１９により検出したアフタクーラ出口
温度ｔAC、前記ＥＧＲ冷却器出口温度検出器２０により
検出したＥＧＲ冷却器出口温度ｔ1 、大気温度検出器２
１により検出した大気温度ｔ0 、大気湿度検出器２２に
より検出した大気湿度ｄ0 はコントローラ２３にそれぞ
れ入力される。
ラ出口温度検出器１９により検出したアフタクーラ出口
温度ｔAC、前記ＥＧＲ冷却器出口温度検出器２０により
検出したＥＧＲ冷却器出口温度ｔ1 、大気温度検出器２
１により検出した大気温度ｔ0 、大気湿度検出器２２に
より検出した大気湿度ｄ0 はコントローラ２３にそれぞ
れ入力される。
【００１４】エンジン回転速度とエンジンに作用する負
荷により必要なアフタクーラ出口温度ＴACが設定器２４
にあらかじめ設定され、エンジン回転速度検出器２５よ
りのエンジン回転速度と負荷検出手段２６よりの負荷に
よって必要なアフタクーラ出口温度ＴACを算出してコン
トローラ２３に入力する。
荷により必要なアフタクーラ出口温度ＴACが設定器２４
にあらかじめ設定され、エンジン回転速度検出器２５よ
りのエンジン回転速度と負荷検出手段２６よりの負荷に
よって必要なアフタクーラ出口温度ＴACを算出してコン
トローラ２３に入力する。
【００１５】つまり、エンジン回転速度と負荷によって
最適なる吸気温度がエンジン本体１の性能によって決定
されるので、エンジン回転速度と負荷を検出して必要と
するアフタクーラ出口温度ＴACを算出するようにしてあ
る。
最適なる吸気温度がエンジン本体１の性能によって決定
されるので、エンジン回転速度と負荷を検出して必要と
するアフタクーラ出口温度ＴACを算出するようにしてあ
る。
【００１６】前記エンジンに作用する負荷が大きくなれ
ば燃料噴射ポンプの燃料噴射量が多くなり、小さくなれ
ば少なくなるので、燃料噴射ポンプの燃料噴射量をコン
トロールするコントロールラックの位置をストロークセ
ンサ等で検出して負荷とし、図３に示すメモリマップに
基づいてコントロールラック位置とエンジン回転速度に
より必要なアフタクーラ出口温度ＴACを算出する。
ば燃料噴射ポンプの燃料噴射量が多くなり、小さくなれ
ば少なくなるので、燃料噴射ポンプの燃料噴射量をコン
トロールするコントロールラックの位置をストロークセ
ンサ等で検出して負荷とし、図３に示すメモリマップに
基づいてコントロールラック位置とエンジン回転速度に
より必要なアフタクーラ出口温度ＴACを算出する。
【００１７】前記コントローラ２３は各入力値に基づい
て開度調整用バルブ１７，１８の開度を調整する信号を
出力する。
て開度調整用バルブ１７，１８の開度を調整する信号を
出力する。
【００１８】次に作動を説明する。エンジン回転速度と
コントロールラック位置に基づいて必要なアフタクーラ
出口温度ＴACを算出し、その温度ＴACとアフタクーラ出
口温度検出器１９で検出したアフタクーラ出口温度ｔAC
をコントローラ２３で比較し、その比較結果により開度
調整用バルブ１７の開度を制御してアフタクーラ１１の
供給冷却水量を増減してアフタクーラ出口温度ｔACを必
要なアフタクーラ出口温度ＴACとする。
コントロールラック位置に基づいて必要なアフタクーラ
出口温度ＴACを算出し、その温度ＴACとアフタクーラ出
口温度検出器１９で検出したアフタクーラ出口温度ｔAC
をコントローラ２３で比較し、その比較結果により開度
調整用バルブ１７の開度を制御してアフタクーラ１１の
供給冷却水量を増減してアフタクーラ出口温度ｔACを必
要なアフタクーラ出口温度ＴACとする。
【００１９】前述の必要なアフタクーラ出口温度ＴACに
よりアフタクーラ出口の飽和水蒸気分圧ＨACをコントロ
ーラ２３で演算する。
よりアフタクーラ出口の飽和水蒸気分圧ＨACをコントロ
ーラ２３で演算する。
【００２０】大気温度検出器２１で検出した大気温度ｔ
0 、大気湿度検出器２２で検出した大気湿度ｄ0 より吸
気系７の吸気フィルタ９に最も近い大気中の水蒸気分圧
Ｈ0をコントローラ２３で演算する。
0 、大気湿度検出器２２で検出した大気湿度ｄ0 より吸
気系７の吸気フィルタ９に最も近い大気中の水蒸気分圧
Ｈ0をコントローラ２３で演算する。
【００２１】前述のようにして演算したアフタクーラ出
口水蒸気分圧ＨACと大気中の水蒸気分圧Ｈ0 に基づいて
ＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧Ｈ1 をコントローラ２
３で演算する
口水蒸気分圧ＨACと大気中の水蒸気分圧Ｈ0 に基づいて
ＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧Ｈ1 をコントローラ２
３で演算する
【００２２】ここで、ＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧
Ｈ1 ＋大気中の水蒸気分圧Ｈ0 ＝アフタクーラ出口飽和
水蒸気分圧ＨACとなるようにＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸
気分圧Ｈ1 を演算する。
Ｈ1 ＋大気中の水蒸気分圧Ｈ0 ＝アフタクーラ出口飽和
水蒸気分圧ＨACとなるようにＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸
気分圧Ｈ1 を演算する。
【００２３】前述のようにして演算した必要温度Ｔ1 と
ＥＧＲ冷却器出口温度検出器１８で検出したＥＧＲ冷却
器出口温度ｔ1 を比較し、その比較結果によって開度調
整用バルブ１８の開度を制御してＥＧＲ冷却器１６の供
給冷却水量をコントロールしてＥＧＲ冷却器出口温度ｔ
1 を必要温度Ｔ1 以下とする。
ＥＧＲ冷却器出口温度検出器１８で検出したＥＧＲ冷却
器出口温度ｔ1 を比較し、その比較結果によって開度調
整用バルブ１８の開度を制御してＥＧＲ冷却器１６の供
給冷却水量をコントロールしてＥＧＲ冷却器出口温度ｔ
1 を必要温度Ｔ1 以下とする。
【００２４】以上のようにすることで、吸気ガスがアフ
タクーラ１１内で露点以下に冷却されることがないか
ら、アフラクーラ１１内で結露が生じることがない。
タクーラ１１内で露点以下に冷却されることがないか
ら、アフラクーラ１１内で結露が生じることがない。
【００２５】
【発明の効果】大気中の水蒸気分圧とＥＧＲ冷却器出口
飽和水蒸気分圧の和が、アフタクーラ出口飽和水蒸気分
圧以下となるので、アフタクーラ１１内で吸気ガスが露
点以下に冷却されることがないから結露が発生しない。
これにより、ＥＧＲガス中のＳＯ3 、ＳＯ4 が吸気ガス
中に混入してもそのＳＯ3 、ＳＯ4 がエンジン本体内部
を腐食させる腐食液（酸性水溶液）となることがなく、
エンジン本体内部を腐食することを防止できる。
飽和水蒸気分圧の和が、アフタクーラ出口飽和水蒸気分
圧以下となるので、アフタクーラ１１内で吸気ガスが露
点以下に冷却されることがないから結露が発生しない。
これにより、ＥＧＲガス中のＳＯ3 、ＳＯ4 が吸気ガス
中に混入してもそのＳＯ3 、ＳＯ4 がエンジン本体内部
を腐食させる腐食液（酸性水溶液）となることがなく、
エンジン本体内部を腐食することを防止できる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】制御回路図である。
【図３】エンジン回転速度とコントロールラック位置と
必要なアフタクーラ出口温度の関係を示す図表である。
必要なアフタクーラ出口温度の関係を示す図表である。
１…エンジン本体
２…燃焼室
７…吸気系
８…排気系
１１…アフタクーラ
１３…ＥＧＲ通路
１６…ＥＧＲ冷却器
１７…開度調整用バルブ
１８…開度調整用バルブ
１９…アフタクーラ出口温度検出器
２０…ＥＧＲ冷却器出口温度検出器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｓ
Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ｃ
(56)参考文献 特開 平５−98971（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−71428（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−129718（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−82865（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−69364（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 25/07 580
F02M 25/07 550
F02M 25/07 570
F01P 7/14
F02B 29/04
F02D 45/00 360
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン本体１の燃焼室２に接続しアフ
タクーラ１１を有する吸気系７におけるアフタクーラ１
１入口側と、エンジン本体１の燃焼室２に接続した排気
系８をＥＧＲ通路１３で連通し、そのＥＧＲ通路１３に
ＥＧＲ冷却器１６を設けたエンジンの排気ガス還流装置
において、 前記アフタクーラ１１の冷却能力を調整してそのアフタ
クーラ出口温度を、エンジン回転速度と負荷により決定
された必要なアフタクーラ出口温度とし、その必要なア
フタクーラ出口温度の飽和水蒸気分圧と大気中の水蒸気
分圧によりＥＧＲ出口飽和水蒸気分圧を演算し、前記Ｅ
ＧＲ冷却器１６の冷却能力を制御してそのＥＧＲ出口温
度を前記演算したＥＧＲ出口飽和水蒸気分圧に見合う必
要温度以下とすることを特徴とするエンジンの排気ガス
還流装置の制御方法。 - 【請求項２】 エンジン本体１の燃焼室２に接続しアフ
タクーラ１１を有する吸気系７におけるアフタクーラ１
１入口側と、エンジン本体１の燃焼室２に接続した排気
系８をＥＧＲ通路１３で連通し、そのＥＧＲ通路１３に
ＥＧＲ冷却器１６を設けたエンジンの排気ガス還流装置
において、 前記アフタクーラ１１の冷却能力を制御する第１の手段
と、前記ＥＧＲ冷却器１６の冷却能力を制御する第２の
手段と、エンジン回転速度と負荷により必要なアフタク
ーラ出口温度を算出する第３の手段と、アフタクーラ１
１の出口温度を必要なアフタクーラ出口温度とすべく第
１の手段をコントロールする第４の手段と、大気中の水
蒸気分圧と前記演算した必要なアフタクーラ出口温度に
よる飽和水蒸気分圧によりＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気
分圧を演算する第５の手段と、ＥＧＲ冷却器出口温度を
前記ＥＧＲ冷却器出口飽和水蒸気分圧に見合う必要温度
とすべき前記第２の手段をコントロールする第６の手段
より構成したエンジンの排気ガス還流装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27900294A JP3393630B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | エンジンの排気ガス還流装置の制御方法及び制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27900294A JP3393630B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | エンジンの排気ガス還流装置の制御方法及び制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08135519A JPH08135519A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3393630B2 true JP3393630B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17605038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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