JP4109171B2 - Exhaust gas recirculation control device for work machine engine - Google Patents

Exhaust gas recirculation control device for work machine engine Download PDF

Info

Publication number
JP4109171B2
JP4109171B2 JP2003304540A JP2003304540A JP4109171B2 JP 4109171 B2 JP4109171 B2 JP 4109171B2 JP 2003304540 A JP2003304540 A JP 2003304540A JP 2003304540 A JP2003304540 A JP 2003304540A JP 4109171 B2 JP4109171 B2 JP 4109171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
exhaust gas
egr
line
combustion chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003304540A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005076464A (en
Inventor
明義 横山
和則 中村
康 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2003304540A priority Critical patent/JP4109171B2/en
Publication of JP2005076464A publication Critical patent/JP2005076464A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4109171B2 publication Critical patent/JP4109171B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に備えられ、エンジンの排気ガスの流量を制御するEGR制御弁を有する作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for an engine of a work machine that is provided in a work machine such as a hydraulic excavator and has an EGR control valve that controls the flow rate of the exhaust gas of the engine.

この種の従来技術として、燃料供給ポンプから供給された燃料をエンジンの燃焼室に導く配管、すなわち供給ラインと、空気をエンジンの燃焼室へ導く給気管すなわち給気ラインと、エンジンから排出される排気ガスを導く排気管すなわち排出ラインと、一端を給気ラインに、他端を排出ラインに接続され、排出ラインで導かれる排気ガスの一部をエンジンの燃焼室へ導くEGR通路、すなわちバイパスラインと、このバイパスラインを流れる排気ガスの流量を制御するEGR制御弁とを備えたものがある。   As this type of prior art, a pipe that leads fuel supplied from a fuel supply pump to an engine combustion chamber, that is, a supply line, an air supply pipe that leads air to an engine combustion chamber, that is, an air supply line, and exhausted from the engine An exhaust pipe that leads exhaust gas, that is, an exhaust line, and an EGR passage that connects one end to the air supply line and the other end to the exhaust line, and leads part of the exhaust gas guided by the exhaust line to the combustion chamber of the engine, that is, a bypass line And an EGR control valve that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line.

また、この従来技術は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器と、エンジンへの燃料の噴射量を検出するスロットル開度検出器を備えるとともに、これらの検出器から出力される信号に応じてEGR制御弁を制御する駆動制御信号を出力する制御装置を備えている。   In addition, this prior art includes an engine speed detector that detects the engine speed and a throttle opening detector that detects the amount of fuel injected into the engine, and responds to signals output from these detectors. And a control device for outputting a drive control signal for controlling the EGR control valve.

この制御装置は、入力したエンジン回転数と燃料噴射量に応じて現在のエンジン負荷を算出し、この算出されたエンジン負荷が、高負荷なのか、中・低負荷なのかを判断する。この判断は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとエンジン等馬力曲線とによるものである。なお、エンジンにかかる負荷が、エンジン等馬力曲線上で高負荷領域と中・低負荷領域とに設定され、マップに記憶されている。   The control device calculates the current engine load in accordance with the input engine speed and the fuel injection amount, and determines whether the calculated engine load is a high load, a medium load, or a low load. This determination is based on the engine speed, the engine output torque, and the engine horsepower curve. The load applied to the engine is set in a high load region and a medium / low load region on the horsepower curve of the engine and stored in the map.

また、この従来技術は、排気ガスの排出ライン上に、NOx浄化装置を備え、このNOx浄化装置の上流側にはNOxを還元する還元剤を供給する還元剤供給量調整弁を備えている。高負荷時では、還元剤供給量調整弁が制御装置から信号を受け、開度を制御して還元剤供給量を調整し、中・低負荷時では、EGR制御弁が制御装置から信号を受け、EGR制御弁の開度を制御することにより、上述のバイパスラインへ還流する排気ガスの流量を調整するようになっている。(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−121154号公報
This prior art also includes a NOx purification device on the exhaust gas discharge line, and a reducing agent supply amount adjusting valve for supplying a reducing agent for reducing NOx on the upstream side of the NOx purification device. When the load is high, the reducing agent supply amount adjustment valve receives a signal from the control device and controls the opening degree to adjust the reducing agent supply amount. At medium and low loads, the EGR control valve receives a signal from the control device. By controlling the opening of the EGR control valve, the flow rate of the exhaust gas recirculated to the bypass line is adjusted. (For example, refer to Patent Document 1).
JP-A-8-121154

上述した従来技術では、エンジンに負荷がかかるとエンジン回転数が変動し、制御装置によって負荷に応じた適切な量の燃料が噴射される。エンジンの全吸気量に対する排気ガス流量の割合であるEGR率の制御では、エンジン回転数と燃料噴射量を制御パラメータとして、制御装置から現在のエンジンの負荷状態に適したEGR率にするための駆動制御信号がEGR制御弁に出力される。   In the above-described prior art, when a load is applied to the engine, the engine speed fluctuates, and an appropriate amount of fuel corresponding to the load is injected by the control device. In the control of the EGR rate, which is the ratio of the exhaust gas flow rate with respect to the total intake amount of the engine, the engine speed and the fuel injection amount are used as control parameters to drive from the control device to an EGR rate suitable for the current engine load state. A control signal is output to the EGR control valve.

すなわち、
エンジン負荷→エンジン回転数変動の発生→燃料噴射量制御→EGR制御弁の制御
となり、このうちの燃料噴射量制御がタイムラグとなるために、現在のエンジンの負荷状態とEGR制御弁の制御との間に、応答遅れが生じ、これに伴ってエンジン出力が低下しやすい問題がある。
That is,
Engine load → Generation of engine speed fluctuation → Fuel injection amount control → EGR control valve control. Since the fuel injection amount control is a time lag, there is a difference between the current engine load state and EGR control valve control. In the meantime, there is a problem that a response delay occurs, and the engine output tends to decrease accordingly.

また、このような応答遅れに伴って、排気ガス中のNOx成分低減を実現させるために、NOx浄化装置、還元剤供給量調整弁等を要しており、この排気ガス還流制御装置の製作費が高くなる問題がある。   In addition, in response to such a delay in response, a NOx purification device, a reducing agent supply amount adjustment valve, and the like are required in order to reduce the NOx component in the exhaust gas. The manufacturing cost of this exhaust gas recirculation control device is required. There is a problem that becomes high.

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、燃料噴射量制御を介在させることなく、現在のエンジン負荷状態に応じたEGR制御弁の制御を実現させることができる作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置を提供することにある。   The present invention has been made from the state of the prior art described above, and its purpose is an operation capable of realizing the control of the EGR control valve in accordance with the current engine load state without interposing the fuel injection amount control. An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation control device for a machine engine.

上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型油圧ポンプを含む油圧駆動装置とを有する作業機械に備えられ、燃料を上記エンジンの燃焼室に導く供給ラインと、空気を上記エンジンの燃焼室へ導く給気ラインと、上記エンジンから排出される排気ガスを導く排出ラインと、一端を上記給気ラインに、他端を上記排出ラインに接続され、上記排出ラインに導かれる排気ガスの一部を上記エンジンの燃焼室へ導くバイパスラインと、このバイパスラインを流れる排気ガスの流量を制御するEGR制御弁とを備えた作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置において、ポンプトルクとエンジン最大トルクを求め、これらのポンプトルクとエンジン最大トルクとの比であるエンジン負荷率を求める第1演算手段と、予め設定されるエンジン負荷率と、上記エンジンの全吸気量に対する還流排気ガス流量の割合であるEGR率との関係と、上記第1演算手段で求めたエンジン負荷率とから、対応するEGR率を求める第2演算手段と、この第2演算手段で求めたEGR率に応じた駆動制御信号を上記EGR制御弁に出力する出力手段とを備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention is provided in a work machine having an engine and a hydraulic drive unit including a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, and supplies fuel to a combustion chamber of the engine. A line, an air supply line for guiding air to the combustion chamber of the engine, an exhaust line for guiding exhaust gas exhausted from the engine, one end connected to the air supply line, and the other end connected to the exhaust line, Exhaust gas recirculation control for an engine of a work machine comprising a bypass line that leads a part of the exhaust gas led to the exhaust line to the combustion chamber of the engine and an EGR control valve that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line In the system, the pump torque and engine maximum torque are obtained, and the engine load factor, which is the ratio of these pump torque and engine maximum torque, is obtained. From the relationship between the first calculation means, the preset engine load factor, the EGR rate that is the ratio of the recirculated exhaust gas flow rate to the total intake amount of the engine, and the engine load factor obtained by the first calculation means The second operation means for obtaining the corresponding EGR rate and the output means for outputting a drive control signal corresponding to the EGR rate obtained by the second operation means to the EGR control valve are provided.

このように構成した本発明は、第1演算手段によって、現在のエンジン負荷に相応するポンプトルクとエンジン最大トルクとが求められ、さらにこれらのポンプトルクとエンジン最大トルクとの比であるエンジン負荷率が求められる。次に、第2演算手段によって、予め設定されるエンジン負荷率とEGR率との関係と、第1演算手段で求められたエンジン負荷率とから、対応するEGR率、すなわち現在のエンジン負荷状態に相応するEGR率に応じた駆動制御信号が出力手段からEGR制御弁に出力される。これによりEGR制御弁は、バイパスラインを流れる排気ガスの流量、すなわちエンジンの燃焼室に還流される排気ガスの流量を調整する。   In the present invention configured as described above, a pump torque and an engine maximum torque corresponding to the current engine load are obtained by the first calculation means, and an engine load factor which is a ratio of these pump torque and engine maximum torque. Is required. Next, from the relationship between the engine load factor and the EGR rate set in advance by the second computing means and the engine load factor obtained by the first computing means, the corresponding EGR rate, that is, the current engine load state is obtained. A drive control signal corresponding to the corresponding EGR rate is output from the output means to the EGR control valve. As a result, the EGR control valve adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line, that is, the flow rate of the exhaust gas recirculated to the combustion chamber of the engine.

したがって本発明は、燃料噴射量制御を介在させることなく、現在のエンジン負荷に応じたEGR制御弁の制御を実現させることができ、現在のエンジンの負荷状態に対するEGR制御弁の応答遅れを防ぐことができる。   Therefore, the present invention can realize the control of the EGR control valve according to the current engine load without intervening the fuel injection amount control, and prevent the response delay of the EGR control valve to the current engine load state. Can do.

また本発明は、上記発明において、上記可変容量型油圧ポンプの傾転量を検出する傾転量検出手段と、上記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記第1演算手段と、上記第2演算手段と、上記出力手段とを含む制御手段とを備え、上記第1演算手段は、上記傾転量検出手段で検出される傾転量と上記吐出圧検出手段で検出される吐出圧とに基づいて上記ポンプトルクを求め、予め設定されるエンジン回転数とエンジン最大トルクの関係と、上記回転数検出手段で検出されるエンジン回転数とから、対応するエンジン最大トルクを求めることを特徴としている。   According to the present invention, in the above invention, a tilt amount detecting means for detecting a tilt amount of the variable displacement hydraulic pump, a discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump, and the engine Control means including rotation speed detection means for detecting the rotation speed, the first calculation means, the second calculation means, and the output means, wherein the first calculation means is the tilt amount detection means. The pump torque is obtained on the basis of the amount of tilt detected at the discharge pressure and the discharge pressure detected by the discharge pressure detection means, and the relationship between the engine speed and the engine maximum torque set in advance is determined by the rotation speed detection means. From the detected engine speed, a corresponding engine maximum torque is obtained.

本発明によれば、燃料噴射量制御を介在させることなく、現在のエンジン負荷状態に応じたEGR制御弁の制御を実現でき、現在のエンジン負荷状態に対するEGR制御弁の応答遅れを防ぐことができ、これにより、従来生じていたようなエンジン出力の低下を抑えることができる。また、上述のように応答遅れを防ぐことができるので、排気ガス中のNOx成分を有効に低減でき、これにより従来要していたようなNOx浄化装置、還元剤供給量調整弁等が不要となり、装置全体の製作費を安くすることができる。   According to the present invention, the control of the EGR control valve according to the current engine load state can be realized without intervening the fuel injection amount control, and the response delay of the EGR control valve with respect to the current engine load state can be prevented. As a result, it is possible to suppress a decrease in engine output that has conventionally occurred. In addition, since the response delay can be prevented as described above, the NOx component in the exhaust gas can be effectively reduced, thereby eliminating the need for a NOx purification device, a reducing agent supply amount adjusting valve, and the like that are conventionally required. The production cost of the entire device can be reduced.

以下,本発明に係る作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置を実施するための最良の実施形態を図に基づいて説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a best mode for carrying out an exhaust gas recirculation control device for an engine of a work machine according to the present invention will be described based on the drawings.

図1は本発明の一実施形態を示す回路図、図2は図1に示す一実施形態に備えられる制御手段の構成を示すブロック図、図3は図2に示す制御手段の記憶部に設定されるエンジン負荷率とEGR率との関係の一例を示す図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control means provided in the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is set in a storage unit of the control means shown in FIG. It is a figure which shows an example of the relationship between the engine load factor performed and an EGR rate.

本実施形態は作業機械、例えば油圧ショベルに備えられるもので、この油圧ショベルは図1に示すように、エンジン1と、このエンジン1によって駆動される可変容量型油圧ポンプ20を含む油圧駆動装置19を備えている。   The present embodiment is provided in a work machine, for example, a hydraulic excavator. As shown in FIG. 1, the hydraulic excavator includes a hydraulic drive device 19 including an engine 1 and a variable displacement hydraulic pump 20 driven by the engine 1. It has.

このような油圧ショベルに備えられる本実施形態は、燃料噴射ポンプ2から噴射される燃料をエンジン1の燃焼室に導く供給ライン3と、空気をエンジン1の燃焼室へ導く給気ライン5と、エンジン1から排出される排気ガスを導く排出ライン6と、一端13を給気ライン5に、他端14を排出ライン6に接続され、排出ライン6に導かれる排気ガスの一部15をエンジン1の燃焼室へ導くバイパスライン12と、このバイパスライン12を流れる排気ガス流量を制御するEGR制御弁17とを備えている。バイパスライン12には、排気ガスを冷却する冷却器16を配置してある。   The present embodiment provided in such a hydraulic excavator includes a supply line 3 that leads fuel injected from the fuel injection pump 2 to the combustion chamber of the engine 1, an air supply line 5 that leads air to the combustion chamber of the engine 1, An exhaust line 6 for leading exhaust gas discharged from the engine 1, one end 13 connected to the air supply line 5, the other end 14 connected to the exhaust line 6, and a part 15 of the exhaust gas guided to the exhaust line 6 is connected to the engine 1. And a EGR control valve 17 that controls the flow rate of exhaust gas flowing through the bypass line 12. A cooler 16 that cools the exhaust gas is disposed in the bypass line 12.

エンジン1に対してはターボ式過給機4で過給をおこなうようにしてあり、このターボ式過給機4は、過給のために外部から取り入れた空気を圧縮し、給気ライン5に供給する遠心式圧縮機7と、排出ライン6に配置され、遠心式圧縮機7を駆動する排気タービン10とを備えている。給気ライン5には圧縮された空気を冷却するインタクーラ8を配置してある。排出ライン6の排気タービン10の下流側にはマフラー11を配置してある。   The turbocharger 4 is supercharged with respect to the engine 1, and the turbocharger 4 compresses the air taken in from the outside for supercharging and supplies it to the supply line 5. A centrifugal compressor 7 to be supplied and an exhaust turbine 10 which is disposed in the discharge line 6 and drives the centrifugal compressor 7 are provided. An intercooler 8 for cooling the compressed air is disposed in the air supply line 5. A muffler 11 is disposed on the exhaust line 10 downstream of the exhaust turbine 10.

本実施形態は、油圧駆動装置19に備えられる可変容量型油圧ポンプ20の吐出圧24を検出する吐出圧検出手段21と、油圧ポンプ20の傾転量23を検出する傾転量検出手段22と、エンジン1の回転数検出手段26とを備えるとともに、吐出圧検出手段21、傾転量検出手段22、及び回転数検出手段26からの信号を入力し、EGR制御弁17に駆動制御信号27を出力する制御手段25を備えている。   In the present embodiment, a discharge pressure detecting means 21 for detecting the discharge pressure 24 of the variable displacement hydraulic pump 20 provided in the hydraulic drive device 19, a tilt amount detecting means 22 for detecting the tilt amount 23 of the hydraulic pump 20, and The engine 1 has a rotation speed detection means 26 and inputs signals from the discharge pressure detection means 21, the tilt amount detection means 22, and the rotation speed detection means 26, and sends a drive control signal 27 to the EGR control valve 17. Control means 25 for outputting is provided.

制御手段25は、図2に示すように、各検出手段21,22,26の信号を入力する入力手段25aと、EGR制御弁17に駆動制御信号を出力する出力手段25bと、記憶手段25cと、演算処理を実施する中央演算処理装置すなわちCPU25dとを備えている。   As shown in FIG. 2, the control means 25 includes an input means 25a for inputting signals from the detection means 21, 22, 26, an output means 25b for outputting a drive control signal to the EGR control valve 17, and a storage means 25c. And a central processing unit that performs arithmetic processing, that is, a CPU 25d.

記憶手段25cには、図3に示す関係、すなわちポンプトルクTpとエンジン最大トルクTeとの比であるエンジン1の負荷率(Tp/Te)と、エンジン1の全吸気量(I)に対する還流排気ガス流量Gの割合であるEGR率(G/I)との関係が設定されている。この関係は、負荷率(Tp/Te)が大きくなるほどEGR率(G/I)が小さくなり、負荷率(Tp/Te)が小さくなるほどEGR率(G/I)が大きくなる関係、例えば直線的な関係となっている。このような図3に示すエンジン1の負荷率(Tp/Te)とEGR率(G/I)との関係は、経験的に、あるいは実験的に設定することができる。   The storage means 25c stores the relationship shown in FIG. 3, that is, the load ratio (Tp / Te) of the engine 1 that is the ratio of the pump torque Tp and the engine maximum torque Te, and the recirculated exhaust gas with respect to the total intake amount (I) of the engine 1. A relationship with the EGR rate (G / I), which is the ratio of the gas flow rate G, is set. This relationship is such that the EGR rate (G / I) decreases as the load factor (Tp / Te) increases, and the EGR rate (G / I) increases as the load factor (Tp / Te) decreases. It has become a relationship. The relationship between the load factor (Tp / Te) and the EGR rate (G / I) of the engine 1 shown in FIG. 3 can be set empirically or experimentally.

また、記憶手段25cには、エンジン1の回転数とエンジン最大トルクTeとの関係も予め設定されている。   Further, the relationship between the rotational speed of the engine 1 and the engine maximum torque Te is also preset in the storage means 25c.

CPU25dは、吐出圧検出手段21で検出される吐出圧24と、傾転量検出手段22で検出される傾転量23とに基づいてポンプトルクTpを求め、記憶手段25cに記憶されるエンジン1の回転数とエンジン最大トルクTeとの関係と、エンジン1の回転数検出手段26で検出される回転数とからエンジン最大トルクTeを求め、これらのポンプトルクTpとエンジン最大トルクTeとの比であるエンジン負荷率(Tp/Te)を求める第1演算手段25d1を備えている。   The CPU 25d obtains the pump torque Tp based on the discharge pressure 24 detected by the discharge pressure detection means 21 and the tilt amount 23 detected by the tilt amount detection means 22, and the engine 1 stored in the storage means 25c. The engine maximum torque Te is obtained from the relationship between the engine speed and the engine maximum torque Te and the engine speed detected by the engine speed detection means 26, and the ratio between the pump torque Tp and the engine maximum torque Te is obtained. First calculation means 25d1 for obtaining a certain engine load factor (Tp / Te) is provided.

また、このCPU25dは、記憶手段25cに記憶される図3に示すエンジン1の負荷率(Tp/Te)とEGR率(G/I)との関係と、上述した第1演算手段25d1で求められたエンジン負荷率(Tp/Te)とから、対応するEGR率(G/I)を求める第2演算手段25d2を備えている。   Further, the CPU 25d is obtained by the relationship between the load factor (Tp / Te) and the EGR rate (G / I) of the engine 1 shown in FIG. 3 stored in the storage unit 25c and the first calculation unit 25d1 described above. The second calculation means 25d2 for obtaining the corresponding EGR rate (G / I) from the engine load factor (Tp / Te).

この第2演算手段25d2で求められたEGR率(G/I)に相応する駆動制御信号が出力手段25bからEGR制御弁17に出力されるようになっている。   A drive control signal corresponding to the EGR rate (G / I) obtained by the second calculating means 25d2 is outputted from the output means 25b to the EGR control valve 17.

このように構成した本実施形態は、ターボ式過給機4の駆動により、遠心式圧縮機7で圧縮された空気が給気ライン5に送られ、インタクーラ8で冷却されてエンジン1の燃焼室に供給される。また、燃料噴射ポンプ2で噴射された燃料が供給ライン3によってエンジン1の燃焼室に供給される。燃焼室における燃料の燃焼によってエンジン1が駆動し、その排気ガスが排出ライン6に送られ、この排気ガスによって排気タービン10が駆動し、排気ガスはマフラー11に送られる。   In this embodiment configured as above, the air compressed by the centrifugal compressor 7 is sent to the air supply line 5 by the drive of the turbocharger 4, cooled by the intercooler 8, and then the combustion chamber of the engine 1. To be supplied. Further, the fuel injected by the fuel injection pump 2 is supplied to the combustion chamber of the engine 1 through the supply line 3. The engine 1 is driven by the combustion of fuel in the combustion chamber, the exhaust gas is sent to the exhaust line 6, the exhaust turbine 10 is driven by this exhaust gas, and the exhaust gas is sent to the muffler 11.

排出ライン6に送られた排気ガスの一部15はバイパスライン12に送られ、冷却器16で冷却された後、EGR制御弁17に与えられる。   A part 15 of the exhaust gas sent to the discharge line 6 is sent to the bypass line 12, cooled by the cooler 16, and then given to the EGR control valve 17.

上述したエンジン1の駆動により油圧ポンプ20が駆動し、この油圧ポンプ20から吐出される圧油によって、例えば図示しないブーム、アーム、バケット等が作動して掘削作業等が実施される。   The hydraulic pump 20 is driven by the driving of the engine 1 described above, and, for example, a boom, an arm, and a bucket (not shown) are operated by the pressure oil discharged from the hydraulic pump 20 to perform excavation work and the like.

エンジン1及び油圧ポンプ20の駆動に伴って、エンジン1の回転数が回転数検出手段26で検出され、油圧ポンプ20の吐出圧24が吐出圧検出手段21で検出され、油圧ポンプ20の傾転量23が傾転量検出手段22で検出され、それぞれ制御手段25の入力手段25aに入力される。   As the engine 1 and the hydraulic pump 20 are driven, the rotational speed of the engine 1 is detected by the rotational speed detection means 26, the discharge pressure 24 of the hydraulic pump 20 is detected by the discharge pressure detection means 21, and the hydraulic pump 20 is tilted. The amount 23 is detected by the tilt amount detection means 22 and is input to the input means 25 a of the control means 25.

これに伴い、CPU25dの第1演算手段25d1は、入力された油圧ポンプ20の傾転量23と吐出圧24とに基づいて、ポンプトルクTpを求める公知の演算をおこなう。また、記憶手段25eに記憶されているエンジン回転数とエンジン最大トルクTeとの関係と、入力されたエンジン1の回転数とから、対応するエンジン最大トルクTeを求める演算をおこなう。さらに、求められたポンプトルクTpとエンジン最大トルクTeとの比であるエンジン1の負荷率(Tp/Te)を求める演算をおこなう。   Accordingly, the first calculation means 25d1 of the CPU 25d performs a known calculation for obtaining the pump torque Tp based on the input tilt amount 23 and discharge pressure 24 of the hydraulic pump 20. Further, a calculation for obtaining the corresponding maximum engine torque Te is performed from the relationship between the engine speed and the engine maximum torque Te stored in the storage means 25e and the input engine speed. Further, calculation is performed to obtain the load factor (Tp / Te) of the engine 1, which is the ratio of the obtained pump torque Tp to the engine maximum torque Te.

続いて、CPU25dの第2演算手段25d2は、記憶手段25eに記憶されている図3のエンジン1の負荷率(Tp/Te)とEGR率(G/I)の関係と、上述した第1演算手段25d1で求められたエンジン1の負荷率(Tp/Te)とから、対応するEGR率(G/I)を求める演算をおこなう。この求められたEGR率(G/I)に応じた駆動制御信号が出力手段25bを介してEGR制御弁17に出力される。   Subsequently, the second calculation means 25d2 of the CPU 25d determines the relationship between the load factor (Tp / Te) and the EGR rate (G / I) of the engine 1 of FIG. 3 stored in the storage means 25e and the first calculation described above. From the load factor (Tp / Te) of the engine 1 obtained by the means 25d1, an operation for obtaining the corresponding EGR rate (G / I) is performed. A drive control signal corresponding to the obtained EGR rate (G / I) is output to the EGR control valve 17 via the output means 25b.

これによりEGR制御弁17の開度が調整され、エンジン1の燃焼室へ還流される排気ガスの流量が制御される。エンジン1の負荷率(Tp/Te)が大きいときは、図3に示すようにEGR率(G/I)が小さく、EGR制御弁17の開度が小さくなるように、すなわち還流排気ガスの流量が小さくなるように制御される。また逆に、エンジン1の負荷率(Tp/Te)が小さいときは、図3に示すようにEGR率(G/I)が大きく、EGR制御弁17の開度が大きくなるように、すなわち還流排気ガスの流量が大きくなるように制御される。   Thereby, the opening degree of the EGR control valve 17 is adjusted, and the flow rate of the exhaust gas recirculated to the combustion chamber of the engine 1 is controlled. When the load factor (Tp / Te) of the engine 1 is large, as shown in FIG. 3, the EGR rate (G / I) is small and the opening of the EGR control valve 17 is small, that is, the flow rate of the recirculated exhaust gas. Is controlled to be small. Conversely, when the load factor (Tp / Te) of the engine 1 is small, as shown in FIG. 3, the EGR rate (G / I) is large and the opening degree of the EGR control valve 17 is large, that is, recirculation. The flow rate of the exhaust gas is controlled to increase.

以上のように構成した本実施形態によれば、CPU25dの第1演算手段25d1と第2演算手段25d2とによって、現在のエンジン1の負荷状態に相応するポンプトルクTpとエンジン最大トルクTeの比であるエンジン負荷率(Tp/Te)に応じたEGR率(G/I)を求め、このEGR率(G/I)に相応する駆動制御信号によってEGR制御弁17を制御するようにしてあることから、燃料噴射量制御を介在させることなく、現在のエンジン負荷状態に応じたEGR制御弁17の制御を実現させることができる。したがって、現在のエンジン負荷状態に対するEGR制御弁17の応答遅れを防ぐことができ、このような応答遅れに伴うエンジン出力の低下を抑えることができる。また、上述のように応答遅れを防ぐことができるので、排気ガス中のNOx成分を有効に低減できる。これによりNox浄化装置、還元剤供給量調整弁等が不要となり、装置の製作費を安くすることができる。   According to the present embodiment configured as described above, the ratio of the pump torque Tp corresponding to the current load state of the engine 1 and the engine maximum torque Te is set by the first calculation means 25d1 and the second calculation means 25d2 of the CPU 25d. The EGR rate (G / I) corresponding to a certain engine load factor (Tp / Te) is obtained, and the EGR control valve 17 is controlled by a drive control signal corresponding to the EGR rate (G / I). The control of the EGR control valve 17 according to the current engine load state can be realized without interposing the fuel injection amount control. Therefore, a response delay of the EGR control valve 17 with respect to the current engine load state can be prevented, and a decrease in engine output accompanying such a response delay can be suppressed. Moreover, since a response delay can be prevented as described above, the NOx component in the exhaust gas can be effectively reduced. This eliminates the need for a Nox purification device, a reducing agent supply amount adjustment valve, and the like, and can reduce the manufacturing cost of the device.

なお、上記実施形態にあっては、エンジン1の負荷率(Tp/Te)とEGR率(G/I)との関係を図3に示す直線的な関係として記憶手段25cに記憶させたが、このような直線的関係に代えて曲線的関係に設定することもできる。要するに、エンジン1の負荷率(Tp/Te)が大きいときにEGR率(G/I)が小さくなり、負荷率(Tp/Te)が小さいときにEGR率(G/I)が大きくなる関係を維持するように、このエンジン1の負荷率(Tp/Te)とEGR率(G/I)との関係を設定すればよい。   In the above embodiment, the relationship between the load factor (Tp / Te) of the engine 1 and the EGR rate (G / I) is stored in the storage means 25c as a linear relationship shown in FIG. Instead of such a linear relationship, a curved relationship may be set. In short, when the load factor (Tp / Te) of the engine 1 is large, the EGR rate (G / I) decreases, and when the load factor (Tp / Te) is small, the EGR rate (G / I) increases. What is necessary is just to set the relationship between the load factor (Tp / Te) of this engine 1 and the EGR rate (G / I) so that it may be maintained.

本発明に係る作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置の一実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of an exhaust gas recirculation control device for an engine of a work machine according to the present invention. FIG. 図1に示す一実施形態に備えられる制御手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control means with which one Embodiment shown in FIG. 1 is equipped. 図2に示す制御手段の記憶部に設定されるエンジン負荷率とEGR率との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the engine load factor set to the memory | storage part of the control means shown in FIG. 2, and an EGR rate.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
3 供給ライン
5 給気ライン
6 排出ライン
12 バイパスライン
13 一端
14 他端
15 一部
17 EGR制御弁
19 油圧駆動装置
20 可変容量型油圧ポンプ
21 吐出圧検出手段
22 傾転量検出手段
23 傾転量
24 吐出圧
25 制御手段
25a 入力手段
25b 出力手段
25c 記憶手段
25d CPU
25d1 第1演算手段
25d2 第2演算手段
26 回転数検出手段
27 駆動制御信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 3 Supply line 5 Supply line 6 Exhaust line 12 Bypass line 13 One end 14 The other end 15 Some 17 EGR control valve 19 Hydraulic drive device 20 Variable displacement hydraulic pump 21 Discharge pressure detection means 22 Inclination amount detection means 23 Inclination Rolling amount 24 Discharge pressure 25 Control means 25a Input means 25b Output means 25c Storage means 25d CPU
25d1 first calculation means 25d2 second calculation means 26 rotational speed detection means 27 drive control signal

Claims (2)

エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型油圧ポンプを含む油圧駆動装置とを有する作業機械に備えられ、
燃料を上記エンジンの燃焼室に導く供給ラインと、空気を上記エンジンの燃焼室へ導く給気ラインと、上記エンジンの燃焼室から排出される排気ガスを導く排出ラインと、一端を上記給気ラインに、他端を上記排出ラインに接続され、上記排出ラインに導かれる排気ガスの一部を上記エンジンの燃焼室へ導くバイパスラインと、このバイパスラインを流れる排気ガスの流量を制御するEGR制御弁とを備えた作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
ポンプトルクとエンジン最大トルクを求め、これらのポンプトルクとエンジン最大トルクとの比であるエンジン負荷率を求める第1演算手段と、
予め設定されるエンジン負荷率と、上記エンジンの全吸気量に対する還流排気ガス流量の割合であるEGR率との関係と、上記第1演算手段で求めたエンジン負荷率とから、対応するEGR率を求める第2演算手段と、
この第2演算手段で求めたEGR率に応じた駆動制御信号を上記EGR制御弁に出力する出力手段とを備えたことを特徴とする作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置。
Provided in a work machine having an engine and a hydraulic drive device including a variable displacement hydraulic pump driven by the engine,
A supply line that leads fuel to the combustion chamber of the engine, an air supply line that leads air to the combustion chamber of the engine, a discharge line that leads exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine, and one end of the air supply line A bypass line that is connected to the exhaust line at the other end and leads a part of the exhaust gas led to the exhaust line to the combustion chamber of the engine, and an EGR control valve that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line In an exhaust gas recirculation control device for an engine of a work machine equipped with
A first computing means for obtaining a pump torque and an engine maximum torque, and obtaining an engine load factor that is a ratio of the pump torque and the engine maximum torque;
From the relationship between the engine load factor set in advance and the EGR rate that is the ratio of the recirculated exhaust gas flow rate to the total intake amount of the engine, and the engine load factor obtained by the first calculation means, the corresponding EGR rate is Second calculating means to be obtained;
An exhaust gas recirculation control device for an engine of a work machine, comprising: output means for outputting a drive control signal corresponding to the EGR rate obtained by the second calculation means to the EGR control valve.
上記請求項1記載の発明において、
上記可変容量型油圧ポンプの傾転量を検出する傾転量検出手段と、
上記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
上記第1演算手段と、上記第2演算手段と、上記出力手段とを含む制御手段とを備え、
上記第1演算手段は、上記傾転量検出手段で検出される傾転量と上記吐出圧検出手段で検出される吐出圧とに基づいて上記ポンプトルクを求め、
予め設定されるエンジン回転数とエンジン最大トルクの関係と、上記回転数検出手段で検出されるエンジン回転数とから、対応するエンジン最大トルクを求めることを特徴とする作業機械のエンジンの排気ガス還流制御装置。
In the invention of claim 1,
A tilt amount detecting means for detecting a tilt amount of the variable displacement hydraulic pump;
A discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine;
A control means including the first calculation means, the second calculation means, and the output means;
The first calculation means obtains the pump torque based on the tilt amount detected by the tilt amount detection means and the discharge pressure detected by the discharge pressure detection means,
The exhaust gas recirculation of the engine of the working machine is characterized in that a corresponding engine maximum torque is obtained from the relationship between the engine speed and the engine maximum torque set in advance and the engine speed detected by the speed detecting means. Control device.
JP2003304540A 2003-08-28 2003-08-28 Exhaust gas recirculation control device for work machine engine Expired - Fee Related JP4109171B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003304540A JP4109171B2 (en) 2003-08-28 2003-08-28 Exhaust gas recirculation control device for work machine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003304540A JP4109171B2 (en) 2003-08-28 2003-08-28 Exhaust gas recirculation control device for work machine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005076464A JP2005076464A (en) 2005-03-24
JP4109171B2 true JP4109171B2 (en) 2008-07-02

Family

ID=34408201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003304540A Expired - Fee Related JP4109171B2 (en) 2003-08-28 2003-08-28 Exhaust gas recirculation control device for work machine engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4109171B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005076464A (en) 2005-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6907867B2 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
JP4483584B2 (en) Supercharging system for internal combustion engines
JP2004346776A (en) Internal combustion engine equipped with intake air bypass controlling device
KR101473710B1 (en) Control methods and control apparatuses of internal-combustion engines
JP2008128107A (en) Output control device for working machine
JP6385657B2 (en) Excavator
JP2010014122A (en) Engine with exhaust turbocharger having waist gate valve and its operation method
JP2007211634A (en) Exhaust gas turbocharger
JP4691012B2 (en) Engine with internal EGR system
JP2004003411A (en) Variable nozzle opening control device of exhaust turbo-supercharger
JP4109171B2 (en) Exhaust gas recirculation control device for work machine engine
JP4770759B2 (en) Control device for an internal combustion engine with a supercharger
JP5964260B2 (en) Engine exhaust gas energy recovery system
JP3783527B2 (en) Two-stage turbocharging system
JP2007270820A (en) Pump torque control device for working machine
JP5556891B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5496057B2 (en) Turbocharger abnormality determination device
JP4452163B2 (en) Exhaust turbocharged engine equipped with a wastegate valve and method of operating the same
JP2005201092A (en) Supercharge system for internal combustion engine
JP4781056B2 (en) Turbocharged engine
JP2008169753A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP4229038B2 (en) Internal combustion engine supercharging system
JP2005163674A (en) Supercharging device for internal combustion engine
JP2005299570A (en) Premixed combustion control system for compression ignition internal combustion engine
JP5067268B2 (en) Supercharging pressure control device for turbocharged engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080317

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080325

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080403

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees