【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機付きディーゼルエンジンなどにおいて、ＮＯｘの排出量を低減するために、排気ガスの一部を吸気側に還流する過給式エンジンのＥＧＲ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等の排気ガス対策において、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減するために、不活性ガスである排気ガスの一部を吸気側に還流することによって、燃焼温度を低く抑えて、ＮＯｘの生成を抑制するＥＧＲ（排気再循環）が有効であることが知られており、広く実用化されている。
【０００３】
このＥＧＲ装置は過給式エンジンにも適用され、図３に示すように排気マニホールド１２ａから排気ガスＧ２を取り出し、ＥＧＲクーラー７を配設したＥＧＲ通路９を経由して、吸気通路１１の新気Ａに混入して吸気マニホールド１１ａへ還流させてＥＧＲを行っている。
しかし、過給式エンジンにおいては、エンジン負荷の上昇に伴い、吸気圧（ブート圧）が高くなり、排気圧より高圧になってくるので、ＥＧＲガスＧ２を吸気通路１１へ還流させることができなくなる。
【０００４】
そのため、排気通路１２に通じるウェイストゲート１２ｂを開いて排気ガスＧ３を流出させることにより排気圧力を下げ、それによってタービン２の回転数を低下させることにより吸気圧力を低減して、ＥＧＲガスＧ２を吸気通路１１に還流させる方法がある。しかし、この方法を取ると新気Ａの量が減少し、スモークの増大を引き起こすので、ＥＧＲできる領域は、図２（ａ）に示すように、低負荷でかつ中回転以下のエンジンの運転領域Ｅに限られてしまうという問題がある。
【０００５】
また、タービン２の入口の断面積を可変にした可変容量型ターボチャージャ（ＶＧターボ）では、入口の断面積をコントロールすることでタービン回転数を変化させて、排気圧と吸気圧を制御してＥＧＲ可能な領域を拡大している。この場合においては、図２（ｂ）に示すような中負荷のＥで示すエンジン運転領域までＥＧＲ可能となるが、更にＮＯｘを低減して排気ガスを浄化するために、エンジンの高負荷運転領域でもＥＧＲ可能にしたいという要求がある。
【０００６】
この要求に関して、特開平３−１１７６６５号、特開平５−１８００８９号、特開平５−８９８５９号等に、ＥＧＲガスをコンプレッサによって圧縮して昇圧し、この昇圧したＥＧＲガスを吸気通路側に還流するように構成することによって、ＥＧＲ領域を拡大するＥＧＲ装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−１１７６６５号の装置は、エンジンによって駆動されるコンプレッサによりＥＧＲガスを圧縮し、アキュムレータタンク内に蓄圧してから供給しているために、エンジンの駆動力がこのコンプレッサに使用されるのでその分エンジン出力のロスが大きくなる。このロスは、エンジンが高回転、高負荷になるほど大きくなるので、高出力が必要な時程ロスが大きくなるという問題がある。更に、高回転、高負荷領域においてＥＧＲを行うために、容量の大きいコンプレッサ、アキュムレータが必要になるという問題がある。
【０００８】
また、特開平５−１８００８９号の装置は、排気ガスで駆動されるタービンを排気通路に設けてこのタービンに連結したＥＧＲガスコンプレッサでＥＧＲガスを加圧して、吸気通路に還流させている。しかし、この装置においては排気通路に直列に排気ガスのパワーを回収するパワータービンを含めて３つのタービンを設けているため、ＥＧＲ作動時に排気マニホールドの排気圧が大幅に上昇するので、ポンピングロスが大きくなって燃費が悪化するという問題と、高負荷運転において新気の減少を招き黒煙が発生してＥＧＲを行うことのできる領域が限定されるという問題がある。
【０００９】
そして、特開平５−８９８５９号の装置は、第１のターボチャージャで得られた圧縮空気を分岐して第２のターボチャージャを駆動し、この第２のターボチャージャのコンプレッサでＥＧＲガスを昇圧し、それと共に、このコンプレッサから圧縮空気を逃がして吸気圧を下げてＥＧＲを行っている。しかし、この装置では、圧縮空気を分岐するため、シリンダへ供給される圧縮吸気量が減少するので、ＥＧＲガス量に対する吸気量が減少してスモークが発生するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの高負荷運転時でもＥＧＲが可能で、しかも、シリンダへの吸気量を十分に確保できてスモークの発生や燃料消費の悪化を防止できると共に、更に、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲガスを昇圧して、効率よくＥＧＲを行うことができて、エンジンの全運転領域で排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減できる過給式エンジンのＥＧＲ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための過給式エンジンのＥＧＲ装置は、エンジンの排気通路に設けたタービンによって、吸気通路に設けたコンプレッサを駆動する過給式エンジンにおいて、前記排気通路と前記吸気通路とを接続したＥＧＲ通路に、前記タービンによって駆動され、かつ、ＥＧＲガスを昇圧して前記吸気通路に還流するＥＧＲガスコンプレッサを設けると共に、該ＥＧＲガスコンプレッサの上流側の前記ＥＧＲ通路に新気を導入する第２吸気通路を設けて、該第２吸気通路と前記ＥＧＲ通路との連結部に制御弁を配設し、該制御弁を制御することにより、ＥＧＲガス、ＥＧＲガスと新気の混合ガス、新気を選択的に前記ＥＧＲガスコンプレッサに供給できるように構成したものである。
【００１２】
そして、クラッチ機構を設けずに、常にＥＧＲガスコンプレッサを駆動すると共に、制御弁の制御により、エンジンの運転状態に応じて、ＥＧＲ通路に設けた第２吸気通路から新気を供給して、ＥＧＲガスのみ（第１吸気状態）、ＥＧＲガスと新気の両方（第２吸気状態）、新気のみ（第３吸気状態）の吸気状態を選択してＥＧＲクーラー側に送り込むことができる。
【００１３】
そのため、エンジンの低負荷・低回転領域等では、ＥＧＲガスを一部または全部供給して、ＥＧＲガスの量を多くして、又はＥＧＲガスのみを供給してＥＧＲを行うことができる。また、負荷の増大時には、ＥＧＲガスと新気を必要なＥＧＲ率になるよう割合にして供給できる。そして、高負荷運転領域においては、新気の量を多くして、又は新気のみを供給することができる。更に、加速運転時には、新気のみを供給してスモークの発生を抑制できる。
【００１４】
また、ＥＧＲガスコンプレッサ用のタービンを新たに設ける必要がなくなるので、排気圧の上昇を防ぐことができ、燃料消費の悪化を防止できる。
その上、吸気の分岐及び逃がしによる吸気量の減少がないので、シリンダに供給される吸気量を十分に確保でき、スモークの発生を防止しながら、ＥＧＲを行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明に係る過給式エンジンのＥＧＲ装置の実施の形態を説明する。
図１に示すように、この過給式エンジン１においては、タービン２を排気通路１２に設けて排気ガスＧ１＋Ｇ２によって回転駆動し、この回転を軸２ａで伝達して吸気通路１１に設けたコンプレッサ３を駆動して、新気Ａ１を圧縮して、この新気Ａ１をインタークーラ６を経由して、吸気マニホールド１１ａに供給している。
【００１６】
この過給式エンジン１の排気通路１２と吸気通路１１とを接続するＥＧＲ通路９を設けると共に、このＥＧＲ通路９にタービン２によってクラッチ機構を介さずに直接駆動されるＥＧＲガスコンプレッサ５を設けて、ＥＧＲガスＧ２を昇圧して吸気通路１１に還流するように構成する。
このＥＧＲガスコンプレッサ５は空気専用のコンプレッサ３より過給度を高して、確実に吸気通路１１側にＥＧＲガス等Ｇ２，Ａ２を供給できるようにすると共に、ＥＧＲの最大時に充分なＥＧＲガスＧ２を供給できる能力を持たせて構成する。
【００１７】
更に、このＥＧＲガスコンプレッサ５の上流側のＥＧＲ通路９に新気Ａ２を導入する第２吸気通路１３を設け、このＥＧＲ通路９と第２吸気通路１３との連結部に制御弁８を設けて、この制御弁８により、ＥＧＲガスコンプレッサ５側に流入するＥＧＲガスＧ２の量と新気Ａ２の量を調整制御できるように構成する。
また、エンジン１の回転数を検出する回転数センサー１４とエンジンの負荷を検出する負荷センサー１５とコントローラ（ＥＣＵ）２０を設ける。そして、このコントローラ２０が回転数センサー１４の出力と負荷センサー１５の出力とを入力して、予め入力したＥＧＲマップ３０のデータに従って、エンジンの負荷、速度に応じた制御弁８の弁開度のコントロールを行い、予め設定されたＥＧＲ率でＥＧＲできるように構成する。
【００１８】
このＥＧＲマップ３０は、エンジン１の大きさ、使用状態などによって異なり、また、使用する国の排気ガス制限値によっても詳細な部分は異なってくる。
この構成を簡単化して述べると、排気通路１２のタービン２によって同回転で駆動される２つのコンプレッサ３，５を設けて、一つのコンプレッサ３は空気専用に、もう一つのＥＧＲガスコンプレッサ５は制御弁８によってＥＧＲガスＧ２のみ、新気Ａ２とＥＧＲガスＧ２、又は新気Ａ２のみを選択的に吸入するように構成したＥＧＲ装置である。
【００１９】
以上の構成のＥＧＲ装置においては、制御弁８をコントロールすることにより、エンジンの運転状態を回転数や負荷等で検出して、この運転状態に対する最適のＥＧＲ率でＥＧＲを行うことができる。
つまり、制御弁８を調整してＥＧＲガスＧ２のみをＥＧＲガスコンプレッサ５側に供給する第１吸気状態により、低負荷・低回転運転領域におけるＥＧＲを行うことができる。低負荷・低回転運転領域では、大量のＥＧＲガスを要するので、制御弁８はＥＧＲガスＧ２のみをＥＧＲガスコンプレッサ５に供給するよう調整を行う。
【００２０】
そして、制御弁８の開度を調整して、新気を導入することにより、ＥＧＲガスＧ２と新気Ａ２の混合ガスを供給する第２吸気状態により、低負荷・低回転領域において、ＥＧＲガスが過剰になって吸気不足になっても対応できる。
また、この第２吸気状態で、制御弁８の開度を調整してＥＧＲガスＧ２と新気Ａ２を必要なＥＧＲ率になるような割合にして、ＥＧＲガスコンプレッサ５側に供給することにより、負荷が増大してＥＧＲ率を減らす必要が生じる中・高負荷の運転領域に対応したＥＧＲを行うことができる。
【００２１】
負荷の増加に伴い、吸気圧は過給機のコンプレッサ３によって圧縮されているので、排気ガス圧＜吸気圧（ブースト圧）の状態となるが、ＥＧＲ通路９に設けたＥＧＲガスコンプレッサ５により、ＥＧＲガスＧ２と新気Ａ２の圧縮及び昇圧を行っているので、ＥＧＲガスＧ２と新気Ａ２の圧力を新気Ａ１の吸気圧よりも高圧にすることができ、ＥＧＲを円滑に行うことができる。
【００２２】
更に、新気のみを供給する第３吸気状態により、全くＥＧＲを必要とせず、新気量が不足しがちな加速運転時に充分な新気を供給できるので、スモークの発生を抑制することができる。
従って、エンジンの運転状態に応じて、制御弁８を調整制御することにより、新気Ａ２のみ、新気Ａ２とＥＧＲガスＧ２との混合ガス、ＥＧＲガスＧ２のみに、選択して、しかも混合ガスの混合率をも変化させて、ＥＧＲガスコンプレッサ５側に供給できるので、最適のＥＧＲ率で効率よくＥＧＲを行うことができる。そのため、過給式エンジンの全運転領域で排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減できる。
【００２３】
更に、ＥＧＲガスＧ２をＥＧＲガスコンプレッサ５で圧縮及び昇圧しているので、吸気圧力の高い過給式エンジンの高負荷運転時でもＥＧＲを円滑に行うことが可能となり、ＮＯｘの低減を図ることができる。
また、必要に応じて新気Ａ２もＥＧＲガスコンプレッサ５で圧縮及び昇圧して供給できるので、シリンダへの吸気量を十分に確保できてスモークの発生や燃料消費の悪化を防止できる。
【００２４】
その上、この制御弁８を制御して、ＥＧＲガス等Ｇ２，Ａ２の流量を変化させることにより、ターボ２への負荷を変えることができ、ターボ２の回転数に対してコンプレッサ３，５の効率がよい作動点で運転できるので、燃費も向上させることができる。
そして、この構成のＥＧＲ装置によれば、クラッチ制御のＥＧＲガスコンプレッサを設けてＥＧＲガスの昇圧が必要な時のみにＥＧＲガスコンプレッサを駆動する装置に対して、クラッチ機構が不要になるので、よりコンパクトになって、コストや信頼性も向上する。また、新気Ａ２をＥＧＲガスコンプレッサ５からも供給できるので、新気が不足し易い加速時等に充分な新気Ａ１＋Ａ２を供給できる。また、排ガスのエネルギー以外にコンプレッサを駆動する動力を必要とせず、制御の対象も制御弁となるので制御機構が容易となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の過給式エンジンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲ通路に吸気コンプレッサと同軸にしたＥＧＲガスコンプレッサを設けると共に、ＥＧＲガスコンプレッサの上流側の前記ＥＧＲ通路に新気を導入する第２吸気通路を設けて、この第２吸気通路とＥＧＲ通路との連結部に制御弁を配設して、この制御弁を制御して、ＥＧＲガスのみ、ＥＧＲガスと新気、新気のみを選択的に吸気通路側に昇圧して供給するように構成したので、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲガスおよび新気の供給を行うことができ、ＥＧＲ時には最適なＥＧＲ率でＥＧＲを効率よく行うことができると共に、新気の増加が必要な時には充分な新気を供給できる。
【００２６】
そして、ＥＧＲガスをＥＧＲガスコンプレッサで昇圧して吸気通路に供給するので、高負荷運転領域における吸気圧の高い状態でも円滑にＥＧＲを行うことができるので、ＥＧＲ可能な範囲をエンジンの運転領域全体に拡大することができる。
従って、過給式エンジンの全運転領域において排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減でき、また、スモークの発生量も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る過給式エンジンのＥＧＲ装置の構成図である。
【図２】従来技術のＥＧＲ領域を示す模式図で、（ａ）は、過給式エンジンのＥＧＲ装置のＥＧＲ領域を、（ｂ）はＶＧターボエンジンにおけるＥＧＲ装置のＥＧＲ領域を示す。
【図３】従来技術の過給式エンジンのＥＧＲ装置の構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 過給機のタービン
３ 過給機のコンプレッサ ５ ＥＧＲガスコンプレッサ
６ インタークーラ ７ ＥＧＲクーラ
９ ＥＧＲ通路 １１ 吸気通路
１１ａ 吸気マニホールド １２ 排気通路
１２ａ 排気マニホールド １３ 第２吸気通路
１４ 回転数センサー １５ 負荷センサー
２０ コントローラ（ＥＣＵ） ３０ ＥＧＲマップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an EGR device for a supercharged engine that recirculates a part of exhaust gas to an intake side in order to reduce NOx emission in a turbocharged diesel engine or the like.
[0002]
[Prior art]
In exhaust gas countermeasures for diesel engines and the like, in order to reduce the amount of NOx emissions in the exhaust gas, a part of the exhaust gas that is an inert gas is recirculated to the intake side, thereby suppressing the combustion temperature to a low level. It is known that EGR (exhaust gas recirculation) that suppresses the generation of is effective, and is widely put into practical use.
[0003]
This EGR device is also applied to a supercharged engine. As shown in FIG. 3, the exhaust gas G2 is taken out from the exhaust manifold 12a, and the fresh air in the intake passage 11 is passed through the EGR passage 9 in which the EGR cooler 7 is disposed. EGR is performed by mixing with A and returning to the intake manifold 11a.
However, in the supercharged engine, as the engine load increases, the intake pressure (boot pressure) increases and becomes higher than the exhaust pressure, so that the EGR gas G2 cannot be recirculated to the intake passage 11. .
[0004]
Therefore, the waste gate 12b leading to the exhaust passage 12 is opened and the exhaust gas G3 flows out to lower the exhaust pressure, thereby lowering the rotational speed of the turbine 2 to reduce the intake pressure and intake the EGR gas G2. There is a method of refluxing the passage 11. However, if this method is used, the amount of fresh air A decreases and smoke increases, so the region where EGR can be performed is as shown in FIG. There is a problem that it is limited to E.
[0005]
Further, in a variable capacity turbocharger (VG turbo) in which the cross-sectional area of the inlet of the turbine 2 is variable, the turbine rotational speed is changed by controlling the cross-sectional area of the inlet to control the exhaust pressure and the intake pressure. The area where EGR is possible is expanded. In this case, EGR is possible up to the engine operating range indicated by E of medium load as shown in FIG. 2B, but in order to further reduce NOx and purify the exhaust gas, the engine high-load operating range. However, there is a demand to make EGR possible.
[0006]
Regarding this requirement, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-117665, Japanese Patent Laid-Open No. 5-180089, Japanese Patent Laid-Open No. 5-89859, etc., the EGR gas is compressed and compressed by a compressor, and the pressurized EGR gas is returned to the intake passage side An EGR device that expands the EGR region by configuring as described above has been proposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-117665 compresses EGR gas by a compressor driven by an engine and stores it after accumulating in an accumulator tank, the driving force of the engine is used for this compressor. Therefore, the loss of engine output increases accordingly. Since this loss increases as the engine speed increases and the load increases, there is a problem that the loss increases as high output is required. Further, there is a problem that a compressor and an accumulator having a large capacity are required to perform EGR in a high rotation and high load region.
[0008]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-180089, a turbine driven by exhaust gas is provided in an exhaust passage, and EGR gas is pressurized by an EGR gas compressor connected to the turbine and is recirculated to the intake passage. However, since this apparatus has three turbines including a power turbine that recovers the exhaust gas power in series with the exhaust passage, the exhaust pressure of the exhaust manifold significantly increases during EGR operation, so that the pumping loss is reduced. There is a problem that the fuel consumption increases and the fuel consumption deteriorates, and there is a problem that the area where the EGR can be performed due to the generation of black smoke due to a decrease in fresh air in a high load operation is limited.
[0009]
The device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-89859 branches the compressed air obtained by the first turbocharger to drive the second turbocharger, and boosts the EGR gas by the compressor of the second turbocharger. At the same time, EGR is performed by releasing the compressed air from the compressor and lowering the intake pressure. However, in this apparatus, since the compressed air is branched, the amount of compressed intake air supplied to the cylinder is reduced, so there is a problem that the amount of intake air with respect to the amount of EGR gas is reduced and smoke is generated.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to enable EGR even during high-load operation of the engine, and also to ensure a sufficient amount of intake air to the cylinder to generate smoke. As well as preventing deterioration of fuel consumption, the EGR gas can be boosted according to the operating state of the engine to efficiently perform EGR, and the amount of NOx in the exhaust gas in the entire operating range of the engine It is an object to provide an EGR device for a supercharged engine that can reduce the engine.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An EGR device for a supercharged engine for achieving the above object is a supercharged engine in which a compressor provided in an intake passage is driven by a turbine provided in the exhaust passage of the engine. An EGR passage connected to the passage is provided with an EGR gas compressor that is driven by the turbine and boosts EGR gas and returns to the intake passage, and fresh air is introduced into the EGR passage upstream of the EGR gas compressor. And a control valve is provided at a connecting portion between the second intake passage and the EGR passage, and the control valve is controlled to control EGR gas, EGR gas, and fresh air. The mixed gas and fresh air can be selectively supplied to the EGR gas compressor.
[0012]
Then, the EGR gas compressor is always driven without providing the clutch mechanism, and fresh air is supplied from the second intake passage provided in the EGR passage according to the operating state of the engine by control of the control valve. An intake state of only gas (first intake state), both EGR gas and fresh air (second intake state), or only fresh air (third intake state) can be selected and sent to the EGR cooler side.
[0013]
Therefore, EGR can be performed in a low load / low rotation region of the engine by supplying part or all of EGR gas, increasing the amount of EGR gas, or supplying only EGR gas. Further, when the load increases, EGR gas and fresh air can be supplied in proportions so that the required EGR rate is obtained. In the high load operation region, the amount of fresh air can be increased or only fresh air can be supplied. Furthermore, during acceleration operation, only fresh air can be supplied to suppress the occurrence of smoke.
[0014]
Moreover, since it is not necessary to newly provide a turbine for an EGR gas compressor, it is possible to prevent an increase in exhaust pressure and to prevent deterioration in fuel consumption.
In addition, since there is no decrease in the intake air amount due to intake air branching and escape, it is possible to sufficiently secure the intake air amount supplied to the cylinder and perform EGR while preventing the occurrence of smoke.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an EGR device for a supercharged engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in this supercharged engine 1, a turbine 2 is provided in an exhaust passage 12 and is rotationally driven by exhaust gas G1 + G2, and this rotation is transmitted by a shaft 2a to be provided in a compressor 3 provided in an intake passage 11. , The fresh air A1 is compressed, and this fresh air A1 is supplied to the intake manifold 11a via the intercooler 6.
[0016]
An EGR passage 9 that connects the exhaust passage 12 and the intake passage 11 of the supercharged engine 1 is provided, and an EGR gas compressor 5 that is directly driven by the turbine 2 without a clutch mechanism is provided in the EGR passage 9. The EGR gas G2 is boosted and recirculated to the intake passage 11.
The EGR gas compressor 5 has a higher degree of supercharging than the air-only compressor 3 to ensure that the EGR gas G2, A2, etc. can be supplied to the intake passage 11 side, and sufficient EGR gas G2 at the maximum EGR. It is configured with the ability to supply
[0017]
Further, a second intake passage 13 for introducing fresh air A2 is provided in the EGR passage 9 upstream of the EGR gas compressor 5, and a control valve 8 is provided at a connecting portion between the EGR passage 9 and the second intake passage 13. The control valve 8 is configured to adjust and control the amount of EGR gas G2 flowing into the EGR gas compressor 5 and the amount of fresh air A2.
Further, a rotation speed sensor 14 that detects the rotation speed of the engine 1, a load sensor 15 that detects the load of the engine, and a controller (ECU) 20 are provided. Then, the controller 20 inputs the output of the rotational speed sensor 14 and the output of the load sensor 15, and the valve opening degree of the control valve 8 corresponding to the engine load and speed according to the data of the EGR map 30 inputted in advance. Control is performed so that EGR can be performed at a preset EGR rate.
[0018]
The EGR map 30 varies depending on the size of the engine 1, the usage state, and the like, and the detailed portion varies depending on the exhaust gas limit value of the country where the engine 1 is used.
Briefly describing this configuration, two compressors 3 and 5 that are driven by the turbine 2 in the exhaust passage 12 in the same rotation are provided, one compressor 3 dedicated to air, and the other EGR gas compressor 5 controlled. This is an EGR device configured to selectively suck only EGR gas G2, fresh air A2 and EGR gas G2, or only fresh air A2 by the valve 8.
[0019]
In the EGR device having the above-described configuration, by controlling the control valve 8, the operating state of the engine can be detected by the rotational speed, the load, etc., and EGR can be performed at the optimum EGR rate for this operating state.
That is, EGR in the low load / low rotation operation region can be performed by adjusting the control valve 8 and supplying only the EGR gas G2 to the EGR gas compressor 5 side. Since a large amount of EGR gas is required in the low load / low rotation operation region, the control valve 8 performs adjustment so as to supply only the EGR gas G2 to the EGR gas compressor 5.
[0020]
Then, by adjusting the opening degree of the control valve 8 and introducing fresh air, the EGR gas is supplied in the low load / low rotation region by the second intake state in which the mixed gas of the EGR gas G2 and fresh air A2 is supplied. Even if it becomes excessive and intake becomes insufficient, it can respond.
Further, in this second intake state, by adjusting the opening degree of the control valve 8 and supplying the EGR gas G2 and the fresh air A2 to the EGR gas compressor 5 side at a ratio such that the required EGR rate is obtained, It is possible to perform EGR corresponding to an operation region of medium to high load where the load increases and the EGR rate needs to be reduced.
[0021]
As the load increases, the intake pressure is compressed by the compressor 3 of the supercharger, so that the exhaust gas pressure <the intake pressure (boost pressure), but the EGR gas compressor 5 provided in the EGR passage 9 Since the EGR gas G2 and the fresh air A2 are compressed and pressurized, the pressure of the EGR gas G2 and the fresh air A2 can be higher than the intake pressure of the fresh air A1, and the EGR can be performed smoothly. .
[0022]
Furthermore, since the third intake state that supplies only fresh air does not require EGR at all, sufficient fresh air can be supplied during the acceleration operation in which the amount of fresh air tends to be insufficient, so that the occurrence of smoke can be suppressed. .
Accordingly, by adjusting and controlling the control valve 8 according to the operating state of the engine, only the fresh air A2, the mixed gas of the fresh air A2 and the EGR gas G2, or only the EGR gas G2 is selected, and the mixed gas Therefore, the EGR can be efficiently performed at the optimum EGR rate. Therefore, it is possible to reduce the NOx emission amount in the exhaust gas in the entire operation region of the supercharged engine.
[0023]
Furthermore, since the EGR gas G2 is compressed and boosted by the EGR gas compressor 5, EGR can be performed smoothly even during high load operation of a supercharged engine with high intake pressure, and NOx can be reduced. it can.
In addition, since the fresh air A2 can be compressed and boosted by the EGR gas compressor 5 as needed, a sufficient amount of intake air can be secured to the cylinder, and smoke and deterioration of fuel consumption can be prevented.
[0024]
In addition, the load on the turbo 2 can be changed by controlling the control valve 8 and changing the flow rates of the EGR gas G2, A2, etc., and the compressors 3, 5 Since it can drive | operate with an efficient operating point, a fuel consumption can also be improved.
And according to the EGR device of this configuration, the clutch mechanism is not required for the device that drives the EGR gas compressor only when the EGR gas compressor needs to be boosted by providing the clutch-controlled EGR gas compressor. It becomes compact and the cost and reliability are improved. Further, since the fresh air A2 can be supplied also from the EGR gas compressor 5, it is possible to supply sufficient fresh air A1 + A2 at the time of acceleration or the like where the fresh air is likely to be insufficient. Further, no power is required to drive the compressor other than the energy of the exhaust gas, and the control target is also a control valve, so that the control mechanism is easy.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the EGR device for a supercharged engine of the present invention, an EGR gas compressor coaxial with the intake air compressor is provided in the EGR passage, and fresh air is provided in the EGR passage upstream of the EGR gas compressor. And a control valve is provided at the connecting portion between the second intake passage and the EGR passage, and the control valve is controlled so that only EGR gas, EGR gas and fresh air, Since only fresh air is selectively boosted and supplied to the intake passage side, it is possible to supply EGR gas and fresh air according to the operating state of the engine, and at the time of EGR, the EGR rate is the optimum EGR rate. Can be efficiently performed, and sufficient fresh air can be supplied when it is necessary to increase the fresh air.
[0026]
Since the EGR gas is boosted by the EGR gas compressor and supplied to the intake passage, the EGR can be smoothly performed even in a high intake pressure state in the high load operation region. Can be expanded.
Therefore, the exhaust amount of NOx in the exhaust gas can be reduced in the entire operation region of the supercharged engine, and the amount of smoke generated can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an EGR device for a supercharged engine according to the present invention.
2A and 2B are schematic diagrams showing an EGR region of the prior art, in which FIG. 2A shows an EGR region of an EGR device of a supercharged engine, and FIG. 2B shows an EGR region of an EGR device in a VG turbo engine;
FIG. 3 is a configuration diagram of an EGR device for a supercharged engine according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Turbocharger turbine 3 Supercharger compressor 5 EGR gas compressor 6 Intercooler 7 EGR cooler 9 EGR passage 11 Intake passage 11a Intake manifold 12 Exhaust passage 12a Exhaust manifold 13 Second intake passage 14 Rotational speed sensor 15 Load Sensor 20 Controller (ECU) 30 EGR map
