JP3897242B2 - 排気還流制御装置 - Google Patents
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- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、排気ガスの一部を吸気中に還流することにより、エンジンの燃焼状態を変え、排気ガス（ＮＯＸ）対策を行う排気還流（以下「ＥＧＲ」と略記する）制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０‐２３８４１５号公報のように、排気側に空気過剰率を監視する酸素濃度センサ、所謂「λ（空気過剰率）センサ」を介装して、該λセンサからの酸素濃度情報に基づいて吸入空気量と燃料との割合を制御する技術が知られている。
【０００３】
又、ＥＧＲ制御を行うエンジンにおいては、エアフローメータによって新気吸入量を検知すると共に新気吸入量を制御する技術（特開２００１−２０７８３０号公報）が知られている。
ここで、空気（新気吸入量）と排気還流量（ＥＧＲ還流量）を同時に制御出来れば、シリンダへ流入する吸気の状態を最適に制御出来る。
しかし、そのようにＥＧＲ還流量と新気吸入量を同時に制御する技術は確立していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ＥＧＲ還流量と新気吸入量とを同時に制御することにより、より正確できめ細かなＥＧＲ制御を可能とするＥＧＲ制御装置の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、排気系と吸気系とを排気還流量制御弁の介装された排気還流管で接続して排気の一部を吸気系に還流する排気還流機構を有し、かつ可変ノズル過給機を備えた内燃機関における排気還流制御装置において、吸気系の前記可変ノズル過給機の上流に吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段を取り付け、吸気管の前記排気還流管との合流位置と吸気マニフォルドとの間の領域に酸素濃度センサを取り付け、前記排気還流量制御弁および可変ノズル過給機を制御する制御手段を設けて、その制御手段に前記吸入空気量計測手段の出力値をパラメータとした酸素濃度センサの出力と排気還流量制御弁の開度との関係を示すマップおよび前記吸入空気量計測手段の出力値をパラメータとした酸素濃度センサの出力と可変ノズル過給機のベーンの開度との関係を示すマップを予め記憶したデータベースを接続しており、そしてその制御手段が前記吸気管に取り付けられた酸素濃度センサの出力信号を読み込み、さらに吸入空気量計測手段の出力信号を読み込み、それらの出力信号からＥＧＲ率を演算し、そのＥＧＲ率と新気供給量とを前記制御マップに記載された目標値と比較し、それらが適正であるか判断し、適正でない場合には排気還流量制御弁の開度および可変ノズル過給機のベーン開度をそれぞれ目標値に対して同時に制御する機能を有している。
【０００６】
その様に構成された本発明のＥＧＲ制御装置によれば、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを同時に制御することにより、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを何れか一方のみ制御する、或いはＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを各々独自に制御する場合と比べ、広範囲且つ高精度の吸気状態の制御が可能となる。
吸気状態が、広範囲且つ高精度で制御出来る結果、より排ガス（ＮＯＸ）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【０００７】
ここで、前記酸素濃度センサはλ（空気過剰率）センサとしてのＯ２センサであることが好ましい。
そして、前記制御マップは、前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と排気還流量制御弁（Ｖ）の開度との関係を示すマップ、及び／又は前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と可変ノズル過給機のベーンの開度との関係を示すマップである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
図１において、エンジン１の排気マニフォルド２には可変ノズルタービン３ａを有する可変ノズル過給機、所謂「ＶＮＴ」３が介装されている。
【００１１】該可変ノズル過給機３のコンプレッサ３ｂの吸入（大気）側にはエアクリーナ５を介装したエアインレットパイプ６が接続され、排出（高圧）側にはインタークーラ７を介装した吸気管８の一端が接続されている。又、該吸気管８の他端は吸気マニフォルド９に接続されている。
【００１２】
前記排気マニフォルド２からは、ＥＧＲ流量制御弁Ｖを介装したＥＧＲ還流管１０が前記吸気管８の吸気マニフォルド９側に向かって延在し、吸気管８の吸気マニフォルド６近傍の合流点８０で連通している。
尚、図１中の符号４は排気管を示す。
【００１３】
前記エアインレットパイプ６における前記エアクリーナ５と前記コンプレッサ３ｂとの間の領域には吸入空気量を計測するエアフローメータ（請求項１において吸入空気量計測手段：以降、吸入空気量計測手段をエアフローメータと記載する）１４が介装され、入力信号ラインＬｉによって制御手段であるエンジンコントローラ１６に接続されている。
【００１４】
前記吸気管８において、前記ＥＧＲ還流管１０との合流点８０と吸気マニフォルド６９の間の領域にはＯ２センサ（請求項１において酸素濃度検出手段：以降酸素濃度検出手段をＯ２センサと記す）１２が介装されている。
該Ｏ２センサ１２は、入力信号ラインＬｉによって前記エンジンコントローラ１６に接続されている。
【００１５】
又、前記エンジンコントローラ１６はデータベース１８と接続しており、前記エアフローメータ１４からの情報と、前記Ｏ２センサからの情報（ＥＧＲによって排気ガスを含んだ吸気中の酸素濃度）、及び該データベース１８の図示しない制御マップに基づいて、出力信号ラインＬｏに接続された前記ＥＧＲ流量制御弁Ｖ及び前記可変ノズル過給機「ＶＮＴ」３の図示しないベーンの開度を制御する。
【００１６】
ここで、前記データベース１８の図示しない制御マップは、例えばエンジン回転数と前記エアフローメータ１４の出力値との関係を示すマップ、前記エアフローメータ１４の出力値をパラメータとしたＯ２センサ１２の出力とＥＧＲ流量制御弁Ｖの開度との関係を示すマップ等である。
【００１７】。
次は図２を用い、図１をも参照して、実施形態の燃焼制御方法について説明する。
【００１８】
ステップＳ１において、エンジンコントローラ１０はＯ２センサ１２の出力を読込み、ステップＳ２に前記エアフローセンサ１４の出力を読込む。
【００１９】
次の、ステップＳ３では、エンジンコントローラ１０はＥＧＲ率を演算する。
【００２０】
ステップＳ５では、エンジンコントローラ１０は、ＥＧＲ率と新気供給量を前記データベース１８に記憶された目標値と比較して、ステップＳ６に進む。
【００２１】
ステップＳ６において、エンジンコントローラ１０はＥＧＲ率及び新気供給量が目標値に合っているか否かを判断する。
【００２２】
目標値に合っていれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御を終了する。
目標値に合っていなければ（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ７に進み、ＥＧＲ流量制御弁のバルブの開度及び／又は前記可変ノズル過給機「ＶＮＴ」３のベーン開度を制御してステップＳ１に戻る。
【００２３】
かかる構成及び制御方法を具備する本実施形態のＥＧＲ制御装置によれば、ＥＧＲ還流ガス供給量と、新気供給量を同時に制御することにより、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量の各々を独自に制御する場合に比べ、更に高精度の吸気状態の制御が可能となる。
【００２４】
吸気状態が高精度で制御出来る結果、より排ガス（ＮＯＸ、スモーク）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【００２５】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に記す。
（ａ） ＥＧＲ流量制御弁の開度及び可変ノズル過給機のベーン開度を同時に制御可能としたことによって、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とが同時に制御出来、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量との各々を独自に制御する場合に比べ、更に広範囲且つ高精度の吸気状態の制御が可能となる。
（ｂ） 吸気状態が広範囲且つ高精度で制御出来る結果、より排気ガス（ＮＯＸ、スモーク）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態の制御方法を示す制御フローチャート。
【符号の説明】
１・・・エンジン
２・・・排気マニフォルド
３・・・可変ノズル過給機
４・・・排気管
５・・・エアクリーナ
６・・・エアインレットパイプ
７・・・インタークーラ
８・・・吸気管
９・・・吸気マニフォルド
１０・・・ＥＧＲ環流管
１２・・・Ｏ２センサ
１４・・・エアフローメータ
１６・・・エンジンコントロールユニット
１８・・・データベース
Ｖ・・・ＥＧＲ流量制御弁
８０・・・合流点
【発明が属する技術分野】
本発明は、排気ガスの一部を吸気中に還流することにより、エンジンの燃焼状態を変え、排気ガス（ＮＯＸ）対策を行う排気還流（以下「ＥＧＲ」と略記する）制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０‐２３８４１５号公報のように、排気側に空気過剰率を監視する酸素濃度センサ、所謂「λ（空気過剰率）センサ」を介装して、該λセンサからの酸素濃度情報に基づいて吸入空気量と燃料との割合を制御する技術が知られている。
【０００３】
又、ＥＧＲ制御を行うエンジンにおいては、エアフローメータによって新気吸入量を検知すると共に新気吸入量を制御する技術（特開２００１−２０７８３０号公報）が知られている。
ここで、空気（新気吸入量）と排気還流量（ＥＧＲ還流量）を同時に制御出来れば、シリンダへ流入する吸気の状態を最適に制御出来る。
しかし、そのようにＥＧＲ還流量と新気吸入量を同時に制御する技術は確立していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ＥＧＲ還流量と新気吸入量とを同時に制御することにより、より正確できめ細かなＥＧＲ制御を可能とするＥＧＲ制御装置の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、排気系と吸気系とを排気還流量制御弁の介装された排気還流管で接続して排気の一部を吸気系に還流する排気還流機構を有し、かつ可変ノズル過給機を備えた内燃機関における排気還流制御装置において、吸気系の前記可変ノズル過給機の上流に吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段を取り付け、吸気管の前記排気還流管との合流位置と吸気マニフォルドとの間の領域に酸素濃度センサを取り付け、前記排気還流量制御弁および可変ノズル過給機を制御する制御手段を設けて、その制御手段に前記吸入空気量計測手段の出力値をパラメータとした酸素濃度センサの出力と排気還流量制御弁の開度との関係を示すマップおよび前記吸入空気量計測手段の出力値をパラメータとした酸素濃度センサの出力と可変ノズル過給機のベーンの開度との関係を示すマップを予め記憶したデータベースを接続しており、そしてその制御手段が前記吸気管に取り付けられた酸素濃度センサの出力信号を読み込み、さらに吸入空気量計測手段の出力信号を読み込み、それらの出力信号からＥＧＲ率を演算し、そのＥＧＲ率と新気供給量とを前記制御マップに記載された目標値と比較し、それらが適正であるか判断し、適正でない場合には排気還流量制御弁の開度および可変ノズル過給機のベーン開度をそれぞれ目標値に対して同時に制御する機能を有している。
【０００６】
その様に構成された本発明のＥＧＲ制御装置によれば、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを同時に制御することにより、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを何れか一方のみ制御する、或いはＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とを各々独自に制御する場合と比べ、広範囲且つ高精度の吸気状態の制御が可能となる。
吸気状態が、広範囲且つ高精度で制御出来る結果、より排ガス（ＮＯＸ）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【０００７】
ここで、前記酸素濃度センサはλ（空気過剰率）センサとしてのＯ２センサであることが好ましい。
そして、前記制御マップは、前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と排気還流量制御弁（Ｖ）の開度との関係を示すマップ、及び／又は前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と可変ノズル過給機のベーンの開度との関係を示すマップである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
図１において、エンジン１の排気マニフォルド２には可変ノズルタービン３ａを有する可変ノズル過給機、所謂「ＶＮＴ」３が介装されている。
【００１１】該可変ノズル過給機３のコンプレッサ３ｂの吸入（大気）側にはエアクリーナ５を介装したエアインレットパイプ６が接続され、排出（高圧）側にはインタークーラ７を介装した吸気管８の一端が接続されている。又、該吸気管８の他端は吸気マニフォルド９に接続されている。
【００１２】
前記排気マニフォルド２からは、ＥＧＲ流量制御弁Ｖを介装したＥＧＲ還流管１０が前記吸気管８の吸気マニフォルド９側に向かって延在し、吸気管８の吸気マニフォルド６近傍の合流点８０で連通している。
尚、図１中の符号４は排気管を示す。
【００１３】
前記エアインレットパイプ６における前記エアクリーナ５と前記コンプレッサ３ｂとの間の領域には吸入空気量を計測するエアフローメータ（請求項１において吸入空気量計測手段：以降、吸入空気量計測手段をエアフローメータと記載する）１４が介装され、入力信号ラインＬｉによって制御手段であるエンジンコントローラ１６に接続されている。
【００１４】
前記吸気管８において、前記ＥＧＲ還流管１０との合流点８０と吸気マニフォルド６９の間の領域にはＯ２センサ（請求項１において酸素濃度検出手段：以降酸素濃度検出手段をＯ２センサと記す）１２が介装されている。
該Ｏ２センサ１２は、入力信号ラインＬｉによって前記エンジンコントローラ１６に接続されている。
【００１５】
又、前記エンジンコントローラ１６はデータベース１８と接続しており、前記エアフローメータ１４からの情報と、前記Ｏ２センサからの情報（ＥＧＲによって排気ガスを含んだ吸気中の酸素濃度）、及び該データベース１８の図示しない制御マップに基づいて、出力信号ラインＬｏに接続された前記ＥＧＲ流量制御弁Ｖ及び前記可変ノズル過給機「ＶＮＴ」３の図示しないベーンの開度を制御する。
【００１６】
ここで、前記データベース１８の図示しない制御マップは、例えばエンジン回転数と前記エアフローメータ１４の出力値との関係を示すマップ、前記エアフローメータ１４の出力値をパラメータとしたＯ２センサ１２の出力とＥＧＲ流量制御弁Ｖの開度との関係を示すマップ等である。
【００１７】。
次は図２を用い、図１をも参照して、実施形態の燃焼制御方法について説明する。
【００１８】
ステップＳ１において、エンジンコントローラ１０はＯ２センサ１２の出力を読込み、ステップＳ２に前記エアフローセンサ１４の出力を読込む。
【００１９】
次の、ステップＳ３では、エンジンコントローラ１０はＥＧＲ率を演算する。
【００２０】
ステップＳ５では、エンジンコントローラ１０は、ＥＧＲ率と新気供給量を前記データベース１８に記憶された目標値と比較して、ステップＳ６に進む。
【００２１】
ステップＳ６において、エンジンコントローラ１０はＥＧＲ率及び新気供給量が目標値に合っているか否かを判断する。
【００２２】
目標値に合っていれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御を終了する。
目標値に合っていなければ（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ７に進み、ＥＧＲ流量制御弁のバルブの開度及び／又は前記可変ノズル過給機「ＶＮＴ」３のベーン開度を制御してステップＳ１に戻る。
【００２３】
かかる構成及び制御方法を具備する本実施形態のＥＧＲ制御装置によれば、ＥＧＲ還流ガス供給量と、新気供給量を同時に制御することにより、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量の各々を独自に制御する場合に比べ、更に高精度の吸気状態の制御が可能となる。
【００２４】
吸気状態が高精度で制御出来る結果、より排ガス（ＮＯＸ、スモーク）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【００２５】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に記す。
（ａ） ＥＧＲ流量制御弁の開度及び可変ノズル過給機のベーン開度を同時に制御可能としたことによって、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量とが同時に制御出来、ＥＧＲ還流ガス供給量と新気供給量との各々を独自に制御する場合に比べ、更に広範囲且つ高精度の吸気状態の制御が可能となる。
（ｂ） 吸気状態が広範囲且つ高精度で制御出来る結果、より排気ガス（ＮＯＸ、スモーク）除去効率の高い最適燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態の制御方法を示す制御フローチャート。
【符号の説明】
１・・・エンジン
２・・・排気マニフォルド
３・・・可変ノズル過給機
４・・・排気管
５・・・エアクリーナ
６・・・エアインレットパイプ
７・・・インタークーラ
８・・・吸気管
９・・・吸気マニフォルド
１０・・・ＥＧＲ環流管
１２・・・Ｏ２センサ
１４・・・エアフローメータ
１６・・・エンジンコントロールユニット
１８・・・データベース
Ｖ・・・ＥＧＲ流量制御弁
８０・・・合流点
Claims (1)
- 排気系と吸気系とを排気還流量制御弁（Ｖ）の介装された排気還流管（１０）で接続して排気の一部を吸気系に還流する排気還流機構を有し、かつ可変ノズル過給機（３）を備えた内燃機関（１）における排気還流制御装置（１６）において、吸気系の前記可変ノズル過給機（３）の上流に吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段（１４）を取り付け、吸気管（８）の前記排気還流管（１０）との合流位置（８０）と吸気マニフォルド（９）との間の領域に酸素濃度センサ（１２）を取り付け、前記排気還流量制御弁（Ｖ）および可変ノズル過給機（３）を制御する制御手段（１６）を設けて、その制御手段（１６）に前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と排気還流量制御弁（Ｖ）の開度との関係を示すマップおよび前記吸入空気量計測手段（１４）の出力値をパラメータとした酸素濃度センサ（１２）の出力と可変ノズル過給機のベーンの開度との関係を示すマップを予め記憶したデータベース（１８）を接続しており、そしてその制御手段（１６）が前記吸気管に取り付けられた酸素濃度センサ（１２）の出力信号を読み込み（Ｓ１）、さらに吸入空気量計測手段（１４）の出力信号を読み込み（Ｓ２）、それらの出力信号からＥＧＲ率を演算し（Ｓ３）、そのＥＧＲ率と新気供給量とを前記制御マップに記載された目標値と比較し（Ｓ５）、それらが適正であるか判断し（Ｓ６）、適正でない場合には排気還流量制御弁（Ｖ）の開度および可変ノズル過給機（３）のベーン開度をそれぞれ目標値に対して同時に制御する（Ｓ７）機能を有していることを特徴とする排気還流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088341A JP3897242B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 排気還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088341A JP3897242B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 排気還流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003286906A JP2003286906A (ja) | 2003-10-10 |
| JP3897242B2 true JP3897242B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=29234231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002088341A Expired - Fee Related JP3897242B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 排気還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897242B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003095A1 (de) * | 2011-01-25 | 2012-07-26 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zur Ermittlung der SauerstoffkonzentrationO2 in einer Gasströmung und Sauerstoffsensor zur Durchführung des Verfahrens |
| CN113983477A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 龙星化工股份有限公司 | 一种炭黑尾气分段低氮燃烧设备 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088341A patent/JP3897242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003286906A (ja) | 2003-10-10 |
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