JP4730366B2 - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4730366B2 JP4730366B2 JP2007270280A JP2007270280A JP4730366B2 JP 4730366 B2 JP4730366 B2 JP 4730366B2 JP 2007270280 A JP2007270280 A JP 2007270280A JP 2007270280 A JP2007270280 A JP 2007270280A JP 4730366 B2 JP4730366 B2 JP 4730366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- pressure egr
- low
- exhaust
- internal combustion
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/037—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of inertial or centrifugal separators, e.g. of cyclone type, optionally combined or associated with agglomerators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
内燃機関の排気通路から排気の一部をEGRガスとして取り込み、内燃機関の吸気通路へ当該EGRガスを還流させるEGR通路内に、当該EGRガス中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置を設ける技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
EGR通路内に設けられたサイクロン式捕集装置は、EGRガス流量が多くなりEGRガス流速が速くなると、粒子径のより小さい異物も捕集することができる。しかし、EGRガス流量が多くなる場合には、EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大きくなると、所望量のEGRガスが内燃機関に供給されなくなり、EGRガスが不足して排気エミッションの悪化を招いてしまう。このように、サイクロン式捕集装置での圧力損失が大きいと、種々の弊害が生じる場合があった。 When the EGR gas flow rate is increased and the EGR gas flow rate is increased, the cyclone type collection device provided in the EGR passage can also collect foreign matters having a smaller particle diameter. However, when the EGR gas flow rate increases, the pressure loss when the EGR gas passes through the cyclone-type collecting device increases. When this pressure loss increases, a desired amount of EGR gas is not supplied to the internal combustion engine, and the EGR gas becomes insufficient, leading to deterioration of exhaust emission. As described above, when the pressure loss in the cyclone type collecting device is large, various adverse effects may occur.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の排気還流装置において、サイクロン式捕集装置における圧力損失を低減する技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the objective is providing the technique which reduces the pressure loss in a cyclone type collection device in the exhaust gas recirculation apparatus of an internal combustion engine.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンより下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、前記低圧EGRガス中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置と、
前記サイクロン式捕集装置の異物捕集部から前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の前記排気通路へ前記低圧EGRガスを流出させる流量調整路と、
前記流量調整路に配置され、当該流量調整路を流通する低圧EGRガス流量を調整する流量調整弁と、
前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガスが前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、前記流量調整弁を開閉制御する第1制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is, the present invention
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream from the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream from the compressor;
A cyclonic collector that is disposed in the low pressure EGR passage and collects foreign matter in the low pressure EGR gas;
A flow rate adjusting path for allowing the low pressure EGR gas to flow out from the foreign matter collecting portion of the cyclone type collecting device to the exhaust passage downstream of the connection portion with the low pressure EGR passage;
A flow rate adjusting valve that is disposed in the flow rate adjusting path and adjusts the flow rate of the low pressure EGR gas flowing through the flow rate adjusting path;
First control means for controlling the opening and closing of the flow rate adjusting valve according to a pressure loss when the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage passes through the cyclone type collection device;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
低圧EGR通路内に設けられたサイクロン式捕集装置は、低圧EGRガス流量が多くなり低圧EGRガス流速が速くなると、粒子径のより小さい異物も捕集することができる。しかし、低圧EGRガス流量が多くなる場合には、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大きくなると、所望量の低圧EGRガスが内燃機関に供給されなくなり、低圧EGRガスが不足して排気エミッションの
悪化を招いてしまう。
The cyclone-type collection device provided in the low-pressure EGR passage can also collect foreign substances having a smaller particle diameter when the low-pressure EGR gas flow rate increases and the low-pressure EGR gas flow rate increases. However, when the low-pressure EGR gas flow rate increases, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-type collection device increases. When this pressure loss increases, a desired amount of the low-pressure EGR gas is not supplied to the internal combustion engine, and the low-pressure EGR gas becomes insufficient, leading to deterioration of exhaust emission.
本発明によると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、流量調整弁を開閉制御する。よって、圧力損失が大きくなる場合、すなわち低圧EGRガス流量が多くなる場合には、流量調整弁を開弁することができる。これによって、低圧EGRガスをサイクロン式捕集装置から流量調整路へ流し、サイクロン式捕集装置で滞る低圧EGRガスを減少させる。すると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失が小さくなるので、所望量の低圧EGRガスを内燃機関に供給でき、低圧EGRガスが不足することに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。 According to the present invention, the flow regulating valve is controlled to open and close according to the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone type collection device. Therefore, when the pressure loss increases, that is, when the low-pressure EGR gas flow rate increases, the flow rate adjustment valve can be opened. As a result, the low pressure EGR gas is caused to flow from the cyclone type collector to the flow rate adjusting path, and the low pressure EGR gas remaining in the cyclone type collector is reduced. Then, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone type collector is reduced, so that a desired amount of the low-pressure EGR gas can be supplied to the internal combustion engine, and the exhaust emission is deteriorated due to the shortage of the low-pressure EGR gas. Can be suppressed.
また、本発明のように低圧EGRガスをサイクロン式捕集装置から流量調整路へ流すと、サイクロン式捕集装置を通過する低圧EGRガス流速が遅くなり、サイクロン式捕集装置は粒子径の小さい異物を捕集することができない。しかし、この場合でも、サイクロン式捕集装置が内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することができればよい。このように、サイクロン式捕集装置で内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集できていれば、異物混入によって内燃機関の吸気系に影響が及ぶことはない。 Moreover, when low-pressure EGR gas is caused to flow from the cyclone-type collector to the flow rate adjustment path as in the present invention, the flow rate of the low-pressure EGR gas passing through the cyclone-type collector becomes slow, and the cyclone-type collector has a small particle diameter. Foreign matter cannot be collected. However, even in this case, it is only necessary that the cyclone-type collecting device can collect foreign matters having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine. In this way, if a foreign substance having a particle diameter larger than the particle diameter that affects the intake system of the internal combustion engine can be collected by the cyclone type collection device, the intake system of the internal combustion engine is affected by the inclusion of the foreign substance. Absent.
前記第1制御手段は、前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が前記サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも前記低圧EGRガスが前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第1所定流量より少ない場合には、前記流量調整弁を閉弁し、前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が前記第1所定流量以上となる場合に、前記サイクロン式捕集装置が前記内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲の開度で前記流量調整弁を開弁するとよい。 The first control means is configured such that the pressure at which the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-type collecting device is less than the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR passage is collected by the cyclone-type collecting device. When the flow rate is less than the first predetermined flow rate, which is a threshold for giving priority to loss reduction, the flow rate adjustment valve is closed, and the flow rate of the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage is equal to or higher than the first predetermined flow rate. The flow rate adjusting valve may be opened at an opening in a range in which the cyclone type collecting device can collect foreign matters having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine.
ここで、第1所定流量とは、それ以上の流量であると、サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる低圧EGRガス流量である。 Here, if the first predetermined flow rate is a flow rate higher than that, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-type collection device can be reduced rather than collecting the foreign matter by the cyclone-type collection device. This is a low-pressure EGR gas flow rate that is a priority threshold.
本発明によると、低圧EGRガス流量が第1所定流量よりも多くなる場合には、流量調整弁を開弁し、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失を低減できる。また、流量調整弁を開弁する際、サイクロン式捕集装置は内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することができる。 According to the present invention, when the low-pressure EGR gas flow rate is higher than the first predetermined flow rate, the flow rate adjustment valve is opened, and the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone type collection device can be reduced. Further, when opening the flow rate adjusting valve, the cyclone type collecting device can collect foreign matters having a particle diameter larger than the particle diameter that affects the intake system of the internal combustion engine.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンより下流の前記排気通路に配置された活性時高温になる触媒と、
前記触媒の直下流の前記排気通路に配置され、排気中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置と、
前記サイクロン式捕集装置より下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記サイクロン式捕集装置の異物捕集部から前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の前記排気通路へ排気を流出させる流量調整路と、
前記流量調整路に配置され、当該流量調整路を流通する排気流量を調整する流量調整弁と、
前記排気通路を流通する排気が前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、前記流量調整弁を開閉制御する第2制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is, the present invention
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the turbine and that is hot when activated;
A cyclone-type collecting device that is disposed in the exhaust passage immediately downstream of the catalyst and collects foreign matter in the exhaust;
A low-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust gas as low-pressure EGR gas from the exhaust passage downstream from the cyclonic collector, and recirculates the low-pressure EGR gas to the intake passage upstream from the compressor;
A flow rate adjusting path for exhausting the exhaust gas from the foreign matter collecting portion of the cyclone type collecting device to the exhaust passage downstream of the connection portion with the low pressure EGR passage;
A flow rate adjusting valve that is disposed in the flow rate adjusting path and adjusts an exhaust flow rate flowing through the flow rate adjusting path;
A second control means for controlling the opening and closing of the flow rate adjusting valve according to a pressure loss when the exhaust gas flowing through the exhaust passage passes through the cyclone type collecting device;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
排気通路内に設けられたサイクロン式捕集装置は、排気流量が多くなり排気流速が速くなると、粒子径のより小さい異物も捕集することができる。しかし、排気流量が多くなる場合には、排気がサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大きくなると、内燃機関の出力低下や燃費の悪化を招いてしまう。 The cyclone-type collection device provided in the exhaust passage can also collect foreign matters having a smaller particle diameter when the exhaust flow rate increases and the exhaust flow velocity increases. However, when the exhaust gas flow rate increases, the pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone type collecting device increases. When this pressure loss increases, the output of the internal combustion engine is reduced and the fuel consumption is deteriorated.
本発明によると、排気がサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、流量調整弁の開度を制御する。よって、圧力損失が大きくなる場合、すなわち排気流量が多くなる場合には、流量調整弁を開弁することができる。これによって、排気をサイクロン式捕集装置から流量調整路へ流し、サイクロン式捕集装置で滞る排気を減少させる。すると、排気がサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失が小さくなるので、内燃機関の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。 According to the present invention, the opening degree of the flow rate adjustment valve is controlled according to the pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone type collecting device. Therefore, when the pressure loss increases, that is, when the exhaust flow rate increases, the flow rate adjustment valve can be opened. As a result, the exhaust gas is allowed to flow from the cyclone type collecting device to the flow rate adjusting path, and the exhaust gas remaining in the cyclone type collecting device is reduced. As a result, the pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone-type collection device is reduced, so that it is possible to suppress a decrease in the output of the internal combustion engine and a deterioration in fuel consumption.
また、本発明のように排気をサイクロン式捕集装置から流量調整路へ流すと、サイクロン式捕集装置を通過する排気流速が遅くなり、サイクロン式捕集装置は粒子径の小さい異物を捕集することができない。しかし、この場合でも、サイクロン式捕集装置が内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することができればよい。このように、サイクロン式捕集装置で内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集できていれば、異物混入によって内燃機関の吸気系に影響が及ぶことはない。 In addition, when exhaust gas flows from the cyclone type collector to the flow rate adjustment path as in the present invention, the flow velocity of exhaust gas passing through the cyclone type collector becomes slow, and the cyclone type collector collects foreign substances having a small particle diameter. Can not do it. However, even in this case, it is only necessary that the cyclone-type collecting device can collect foreign matters having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine. In this way, if a foreign substance having a particle diameter larger than the particle diameter that affects the intake system of the internal combustion engine can be collected by the cyclone type collection device, the intake system of the internal combustion engine is affected by the inclusion of the foreign substance. Absent.
さらに、本発明のように触媒の直下流にサイクロン式捕集装置が配置されていると、排気が活性時に高温となっている触媒から熱量を持ち去り、排気は暖められた状態でサイクロン式捕集装置に流入する。このため、サイクロン式捕集装置内では排気が高温であるので、排気の飽和蒸気量が減少せず、サイクロン式捕集装置内で排気から凝縮水を発生することを抑制できる。したがって、凝縮水発生に起因する吸排気配管の腐食信頼性に影響を及ぼすことを抑制できる。 Furthermore, when a cyclone type collector is arranged immediately downstream of the catalyst as in the present invention, the exhaust takes heat away from the catalyst that is at a high temperature when activated, and the exhaust is warmed in a state where the exhaust is warmed. Flows into the collector. For this reason, since exhaust_gas | exhaustion is high temperature in a cyclone-type collection apparatus, the saturated vapor | steam amount of exhaust_gas | exhaustion does not reduce, and it can suppress generating condensed water from exhaust_gas | exhaustion in a cyclone-type collection apparatus. Therefore, it can suppress affecting the corrosion reliability of the intake / exhaust piping resulting from the generation of condensed water.
前記第2制御手段は、前記排気通路を流通する排気流量が前記サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも排気が前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第2所定流量より少ない場合には、前記流量調整弁を閉弁し、前記排気通路を流通する排気流量が前記第2所定流量以上となる場合に、前記サイクロン式捕集装置が前記内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲の開度で前記流量調整弁を開弁するとよい。 The second control means prioritizes the reduction of pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone collector rather than the exhaust gas flow through the exhaust passage collecting foreign matter by the cyclone collector. When the flow rate is less than a second predetermined flow rate, which is a threshold value, the flow rate adjustment valve is closed, and when the exhaust flow rate flowing through the exhaust passage is equal to or higher than the second predetermined flow rate, the cyclone type collecting device is The flow rate adjusting valve may be opened at an opening within a range in which foreign matter having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine can be collected.
ここで、第2所定流量とは、それ以上の流量であると、サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも排気がサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる排気流量である。 Here, when the second predetermined flow rate is a flow rate higher than that, priority is given to reduction of pressure loss when exhaust passes through the cyclone-type collection device rather than collecting foreign matter by the cyclone-type collection device. This is the exhaust flow rate that is a threshold value.
本発明によると、排気流量が第2所定流量よりも多くなる場合に、流量調整弁を開弁し、排気がサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失を低減できる。また、流量調整弁を開弁する際、サイクロン式捕集装置は内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することができる。 According to the present invention, when the exhaust gas flow rate is higher than the second predetermined flow rate, the flow rate adjustment valve is opened, and the pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone collecting device can be reduced. Further, when opening the flow rate adjusting valve, the cyclone type collecting device can collect foreign matters having a particle diameter larger than the particle diameter that affects the intake system of the internal combustion engine.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンより下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧EGRガスを還流させる低圧EG
R通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、前記低圧EGRガス中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置と、
前記低圧EGR通路内において前記低圧EGRガスに前記サイクロン式捕集装置をバイパスさせるバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が異物を前記コンプレッサに到達させない閾値である第3所定流量より少なく、かつ、前記ターボチャージャの回転数が前記サイクロン式捕集装置で捕集しきれない小粒径の異物が前記コンプレッサに到達しても前記コンプレッサを損傷させない閾値である所定回転数より低い場合に、前記バイパス弁を開弁する第3制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is, the present invention
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
Low pressure EG that takes in a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream from the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream from the compressor.
R passage,
A cyclonic collector that is disposed in the low pressure EGR passage and collects foreign matter in the low pressure EGR gas;
A bypass passage for bypassing the cyclone collector in the low pressure EGR gas in the low pressure EGR passage;
A bypass valve for opening and closing the bypass passage;
The flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR passage is less than a third predetermined flow rate that is a threshold for preventing foreign matter from reaching the compressor, and the rotation speed of the turbocharger cannot be collected by the cyclone-type collection device. Third control means for opening the bypass valve when a foreign matter having a small particle diameter reaches the compressor and is lower than a predetermined rotational speed that is a threshold value that does not damage the compressor;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
ここで、第3所定流量とは、それよりも少ない流量であると、異物をコンプレッサに到達させない閾値である低圧EGRガス流量をいう。また、所定回転数とは、それよりも低い回転数であると、サイクロン式捕集装置で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサに到達してもコンプレッサを損傷させない閾値であるターボチャージャの回転数をいう。 Here, the third predetermined flow rate means a low-pressure EGR gas flow rate that is a threshold value that prevents foreign matter from reaching the compressor if the flow rate is smaller than that. In addition, when the predetermined rotational speed is a lower rotational speed, a turbocharger that is a threshold value that does not damage the compressor even when a foreign substance having a small particle size that cannot be collected by the cyclone-type collecting device reaches the compressor. The number of revolutions.
本発明によると、低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が異物をコンプレッサに到達させない第3所定流量より少なく、かつ、ターボチャージャの回転数がサイクロン式捕集装置で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサに到達してもコンプレッサを損傷させない所定回転数より低い場合に、バイパス弁を開弁する。これによって、低圧EGR通路を流通する低圧EGRガスにサイクロン式捕集装置をバイパスさせて、当該低圧EGRガスはバイパス通路を流通する。このため、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失がなくなる。よって、低圧EGR通路の経路上での圧力損失が小さくなるため、所望量の低圧EGRガスを内燃機関に供給でき、低圧EGRガスが不足することに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。 According to the present invention, the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR passage is less than the third predetermined flow rate that does not allow foreign matter to reach the compressor, and the turbocharger rotation speed cannot be collected by the cyclone-type collection device. The bypass valve is opened when the diameter is lower than a predetermined rotational speed that does not damage the compressor even if the foreign matter reaches the compressor. Accordingly, the cyclone collecting device is bypassed by the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage, and the low pressure EGR gas flows through the bypass passage. For this reason, the pressure loss at the time of low-pressure EGR gas passing a cyclone type collection device is lost. Therefore, since the pressure loss on the path of the low pressure EGR passage is reduced, a desired amount of the low pressure EGR gas can be supplied to the internal combustion engine, and the deterioration of the exhaust emission due to the shortage of the low pressure EGR gas can be suppressed.
本発明によると、内燃機関の排気還流装置において、サイクロン式捕集装置における圧力損失を低減することができる。 According to the present invention, in an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, pressure loss in a cyclone type collecting device can be reduced.
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the present invention will be described below.
<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関、及びその吸排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、ピストンと共に燃焼室を形成する気筒2を4つ有する水冷式の4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関1は、車両に搭載されている。内燃機関1には、吸気通路3及び排気通路4が接続されている。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied and an intake / exhaust system thereof. An
内燃機関1に接続された吸気通路3の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ5のコンプレッサ5aが配置されている。
In the middle of the intake passage 3 connected to the
コンプレッサ5aよりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調節するスロットル弁6が配置されている。このスロットル弁6は、電動アクチュエータにより開閉される。スロットル弁6よりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する新気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ7が配置されている。このエアフローメータ7により、内燃機関1の吸入空気量(新気量)が測定される。
A
コンプレッサ5aよりも下流の吸気通路3には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が配置されている。
An
一方、内燃機関1に接続された排気通路4の途中には、ターボチャージャ5のタービン5bが配置されている。タービン5bよりも下流の排気通路4には、排気浄化装置9が配置されている。
On the other hand, a
排気浄化装置9は、酸化触媒と当該酸化触媒の後段に配置されたパティキュレートフィルタ(以下単にフィルタという)とを有して構成される。なお、フィルタには吸蔵還元型NOx触媒(以下単にNOx触媒という)が担持されていてもよい。排気浄化装置9は、酸化触媒やNOx触媒が活性時に高温となり各触媒が機能を発揮する。排気浄化装置9に用いられる酸化触媒やNOx触媒が本発明の触媒に相当する。 The exhaust emission control device 9 includes an oxidation catalyst and a particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) arranged at the subsequent stage of the oxidation catalyst. The filter may support an NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as NOx catalyst). The exhaust purification device 9 becomes high temperature when the oxidation catalyst or NOx catalyst is activated, and each catalyst performs its function. The oxidation catalyst and NOx catalyst used in the exhaust purification device 9 correspond to the catalyst of the present invention.
また、排気浄化装置9よりも下流の排気通路4には、該排気通路4内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁10が設けられている。この排気絞り弁10は、電動アクチュエータにより開閉される。
Further, an
そして、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路3へ還流(再循環)させる低圧EGR装置30が備えられている。この低圧EGR装置30は、低圧EGR通路31、低圧EGR弁32、及び低圧EGRクーラ33を備えて構成されている。
The
低圧EGR通路31は、排気浄化装置9よりも下流且つ排気絞り弁10よりも上流側の排気通路4と、コンプレッサ5aよりも上流且つスロットル弁6よりも下流側の吸気通路3と、を接続している。この低圧EGR通路31を通って、排気が低圧で内燃機関1へ送り込まれる。本実施例では、低圧EGR通路31を流通して還流される排気を低圧EGRガスと称している。
The low
低圧EGR弁32は、低圧EGR通路31の通路断面積を調整することにより、該低圧EGR通路31を流れる低圧EGRガスの量を調節する。この低圧EGR弁32は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、低圧EGRガス量の調節は、低圧EGR弁32の開度の調整以外の方法によって行うこともできる。例えば、スロットル弁6の開度を調整することにより、或いは排気絞り弁10の開度を調節することにより、低圧EGR通路31の上流と下流との差圧を変化させ、これにより低圧EGRガスの量を調節することができる。
The low
低圧EGRクーラ33は、該低圧EGRクーラ33を通過する低圧EGRガスと、内燃機関1の機関冷却水とで熱交換をして、該低圧EGRガスの温度を低下させる。
The low pressure EGR cooler 33 exchanges heat between the low pressure EGR gas passing through the low pressure EGR cooler 33 and the engine cooling water of the
ここで、本実施例では、低圧EGRクーラ33よりも下流の低圧EGR通路31には、サイクロン式捕集装置11が配置されている。サイクロン式捕集装置11では、異物を含む低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11内に流入すると、低圧EGRガスはサイクロン式捕集装置11の下方がより小径となる円筒内壁に沿って回転運動しながら降下し、この間に異物に遠心力が働いて異物が壁方向に移動して低圧EGRガスから分離する。異物が分離した低圧EGRガスは、サイクロン式捕集装置11の中心部方向に流れサイクロン式捕集装置11上部の排出口から流出する。一方、低圧EGRガスから分離した異物は、低圧EGRガスから分離後も降下してサイクロン式捕集装置11下部の異物捕集部へ捕集される。
Here, in the present embodiment, the
本実施例では、サイクロン式捕集装置11下部の異物捕集部と、低圧EGR通路31との接続部位よりも下流の排気通路4と、を接続する流量調整路12が設けられている。流量調整路12は、異物と共に低圧EGRガスをサイクロン式捕集装置11の異物捕集部から排気通路4へ流出させる。
In the present embodiment, a flow
流量調整路12には、流量調整弁13が配置されている。流量調整弁13は、流量調整路12を流通する低圧EGRガス流量を調整する。この流量調整弁13は、電動アクチュエータにより開閉される。
A flow
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU14が併設されている。ECU14は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The
ECU14には、エアフローメータ7、及び機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ15が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU14に入力されるようになっている。
The
一方、ECU14には、スロットル弁6、排気絞り弁10、低圧EGR弁32、及び流量調整弁13の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ECU14によりこれらの機器が制御される。
On the other hand, the actuators of the
そして、本実施例では、内燃機関1の運転状態に応じて低圧EGR弁32を用い低圧EGRガス流量を制御する。これにより、内燃機関1に吸入される吸気に低圧EGRガスが含まれた状態で内燃機関1を運転させる、いわゆるEGR運転を行い、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOxを低減させる効果を発揮させている。
In this embodiment, the low pressure EGR gas flow rate is controlled using the low
図2は、内燃機関1の運転状態に応じて要求される低圧EGRガス流量を示している。図2の横軸は内燃機関1の機関負荷を示し、縦軸が低圧EGRガス流量を示す。図2中の2つの特性曲線において上側の特性曲線が内燃機関1の機関回転数が高回転の場合の特性曲線であり、下側の特性曲線が内燃機関1の機関回転数が低回転の場合の特性曲線である。図2に示すように、内燃機関1の運転状態として、機関負荷が軽・中負荷であり且つ機関回転数が高回転である程、内燃機関1に要求される低圧EGRガス流量は増加傾向にある。図2のようなマップを用い、内燃機関1の運転状態に応じて要求される低圧EGRガス流量を供給するようにしている。
FIG. 2 shows the low-pressure EGR gas flow rate required according to the operating state of the
ところで、本実施例では、低圧EGR通路31内にサイクロン式捕集装置11が配置されている。低圧EGR通路31内に設けられたサイクロン式捕集装置11は、低圧EGRガス流量が多くなり低圧EGRガス流速が速くなると、粒子径のより小さい異物も捕集することができる。しかし、低圧EGRガス流量が多くなる場合には、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大きくなると、所望量の低圧EGRガスが内燃機関1に供給されなくなり、低圧EGRガスが不足してしまう。このため、低圧EGRガスの不足を要因として、吸気の酸素濃度が低下せず燃焼温度、燃焼速度が低下せず、燃焼時にNOxが発生してしまい、排気エミッションの悪化を招いてしまう。
By the way, in the present embodiment, the
また、不足した低圧EGRガスを供給するために排気絞り弁10を閉じ側に制御すると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失がさらに大きくなると共に、排気の流れも滞り、ポンピングロスが増加し、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招いてしまう。
Further, if the
そこで、本実施例では、低圧EGR通路31を流通する低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失に応じて、流量調整弁13を開閉制御するようにした。
Therefore, in this embodiment, the flow
ここで、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失は、サイクロン式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量に相関関係があり、低圧EGRガス流量が大きくなる程、圧力損失も大きくなる。このため、実際の流量調整弁13の制御としては、予め圧力損失との相関関係が求められた低圧EGRガス流量を算出し、算出した低圧EGRガス流量に応じて、流量調整弁13を開閉制御する。
Here, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-
具体的には、低圧EGR通路31を流通する低圧EGRガス流量が、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集するよりも低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第1所定流量より少ない場合には、流量調整弁13を閉弁する。
Specifically, the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-
一方、低圧EGRガス流量が第1所定流量以上となる場合には、流量調整弁13を開弁する。そして、流量調整弁13の開弁時の開度は、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲に定める。
On the other hand, when the low-pressure EGR gas flow rate is equal to or higher than the first predetermined flow rate, the flow
なお、第1所定流量とは、それ以上の流量であると、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集するよりも低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる低圧EGRガス流量である。
If the first predetermined flow rate is a flow rate higher than that, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-
本実施例によると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる場合、すなわちサイクロン式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量が多くなる場合に、流量調整弁13を開弁する。これによって、低圧EGRガス流量が多くなる場合に、低圧EGRガスをサイクロン式捕集装置11から流量調整路12へ流し、サイクロン式捕集装置11で滞る低圧EGRガスを減少させる。すると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が小さくなる。
According to this embodiment, when the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-
図3は、サイクロン式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量と低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失との関係を示す図である。図3中、第1特性曲線は流量調整弁13を閉弁している場合の低圧EGRガス流量と圧力損失との関係を示しており、第2特性曲線は流量調整弁13を開弁した場合の低圧EGRガス流量と圧力損失との関係を示している。図3に示すように、流量調整弁13を開弁することによって、第1特性曲線のA位置から第2特性曲線のB位置に移行し、低圧EGRガス流量に対する圧力損失が小さくなる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing into the cyclone-
このように圧力損失が低減されるので、所望量の低圧EGRガスを内燃機関1に供給でき、内燃機関1に供給される低圧EGRガスは不足しない。したがって、十分な低圧EGRガスが供給され、吸気の酸素濃度が低下して燃焼温度、燃焼速度が低下して、燃焼時に発生するNOxを低減でき、排気エミッションの悪化を抑制できる。
Since the pressure loss is reduced in this way, a desired amount of the low-pressure EGR gas can be supplied to the
また、不足した低圧EGRガスを供給するために排気絞り弁10を閉じ側に制御する必要がなくなり、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失がさらに大きくなることがなく、また、排気の流れが滞ることがなく、ポンピングロスが増加せず、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。
Further, it is not necessary to control the
ここで、低圧EGRガスをサイクロン式捕集装置11から流量調整路12へ流すと、サイクロン式捕集装置11を通過する低圧EGRガス流速が遅くなり、サイクロン式捕集装置11は粒子径の小さい異物を捕集することができず、粒子径の小さい異物の捕集効率が低下する。しかし、本実施例では、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能となる範囲に限って、流量調整弁13の開度を開き側に制御する。このため、サイクロン式捕集装置11で内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物は捕集できている。
Here, when the low pressure EGR gas is caused to flow from the cyclone
図4は、異物の粒子径とサイクロン式捕集装置11での異物捕集効率との関係を示す図である。図4中Aは図3で用いた流量調整弁13を閉弁している場合の第1特性曲線のA位置での異物捕集効率を示し、Bは図3で用いた流量調整弁13を開弁した場合の第2特性曲線のB位置での異物捕集効率を示す。なお、Cは図3の流量調整弁13を閉弁した場合の第1特性曲線の低圧EGRガス流量が少ないときのC位置での異物捕集効率を示す。また、斜線部は異物の粒子径が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上の範囲(NG領域)を示している。図4に示すように、流量調整弁13を開弁することによって、Aの異物捕集効率からBの異物捕集効率に移行し、粒子径の小さい異物の異物捕集効率が低下するが、NG領域の内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に大きい粒子径の異物は捕集できている。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the particle size of the foreign matter and the foreign matter collection efficiency in the cyclone
よって、本実施例の場合には、サイクロン式捕集装置11で捕集できない異物の混入によって、異物がコンプレッサ5aに到達してコンプレッサ5aを損傷させる等の内燃機関の吸気系に影響が及ぶことはない。
Therefore, in the case of the present embodiment, the inclusion of foreign matter that cannot be collected by the
次に、本実施例による低圧EGRガス流量の制御ルーチンについて説明する。図5は、本実施例による低圧EGRガス流量の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンを実行するECU14が本発明の第1制御手段に相当する。
Next, a control routine for the low-pressure EGR gas flow rate according to this embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a control routine for the low-pressure EGR gas flow rate according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The
ステップS101では、ECU14は、各種センサの出力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を検出する。
In step S101, the
ステップS102では、ECU14は、ステップS101で検出した内燃機関1の運転状態から、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要があるか否か判別する。
In step S102, the
吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOxを低減させる必要がある場合などに、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要があると判断する。
It is determined that it is necessary to introduce low-pressure EGR gas to the
ステップS102において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要があると肯定判定された場合には、ステップS103へ移行する。ステップS102において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要がないと否定判定された場合には、ステップS106へ移行する。
If it is determined in step S102 that the low pressure EGR gas needs to be introduced into the
ステップS103では、ECU14は、ステップS101で検出した内燃機関1の運転状態から、導入すべき低圧EGRガス流量を算出する。
In step S103, the
低圧EGRガス流量は、図2に示すようなマップを予め求めておき、内燃機関1の機関負荷及び機関回転数をこのマップに取り込むことで算出できる。
The low-pressure EGR gas flow rate can be calculated by obtaining a map as shown in FIG. 2 in advance and taking in the engine load and engine speed of the
ステップS104では、ECU14は、ステップS103で算出した低圧EGRガス流
量から、流量調整弁13の開度を算出する。
In step S104, the
ステップS103で算出した低圧EGRガス流量が第1所定流量より少ない場合には、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集することを優先するので、流量調整弁13の開度は零(閉弁状態)である。算出した低圧EGRガス流量が第1所定流量以上となる場合には、予め求めておいた図3や図4に示すようなマップに当該低圧EGRガス流量を取り込み、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲で流量調整弁13の開度を算出する。この開度は、零よりも大きい値となる。なお、低圧EGRガス流量が多い程、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる。このことから、低圧EGRガス流量が多い程、圧力損失をより小さくするために、流量調整弁13の開度はより開かれるとよい。
When the low-pressure EGR gas flow rate calculated in step S103 is smaller than the first predetermined flow rate, priority is given to collecting foreign matter with the cyclone-
ステップS105では、ECU14は、ステップS104で算出した値に流量調整弁13の開度を制御する。
In step S105, the
一方、ステップS106では、ECU14は、流量調整弁13を閉弁し、全閉状態とする。
On the other hand, in step S106, the
ステップS107では、ECU14は、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する場合には、ステップS103で算出した低圧EGRガス流量の低圧EGRガスを実際に導入してEGR運転を実施する。また、このとき、高圧EGRガスや内部EGRガスを導入してもよい。一方、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入しない場合には、高圧EGRガスや内部EGRガスのみを導入してEGR運転を実施する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
In step S107, when the low pressure EGR gas is introduced into the
以上の制御ルーチンを実行することにより、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が低減できる。
By executing the above control routine, the pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone
<実施例2>
次に、実施例2を説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, Example 2 will be described. Here, a configuration different from the above-described embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
図6は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関、及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied, and an intake / exhaust system thereof.
本実施例では、排気浄化装置9の直下流に排気浄化装置9と一体化されて、サイクロン式捕集装置11が配置されている。本実施例でも、サイクロン式捕集装置11下部の異物捕集部と、低圧EGR通路31との接続部位よりも下流の排気通路4と、を接続する流量調整路12が設けられている。流量調整路12には、流量調整弁13が配置されている。
In the present embodiment, a cyclone
低圧EGR通路31は、サイクロン式捕集装置11よりも下流且つ流量調整路12との接続部位よりも上流側の排気通路4と、コンプレッサ5aよりも上流且つスロットル弁6よりも下流側の吸気通路3と、を接続している。
The low-
低圧EGR通路31と上流側排気通路4及び下流側の排気通路4とが接続された接続部位に、三方弁16が配置されている。三方弁16は、電動アクチュエータにより作動される。ECU14には、三方弁16のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ECU14により三方弁16が制御される。
A three-
図7は、本実施例に係る三方弁16を示す図である。図7に示す三方弁16は、図7(a)に示す三方弁16よりも上流側の上流側排気通路4と三方弁16よりも下流側の下流側排気通路4とをつなぎ、低圧EGR通路31を遮断する状態(低圧EGRガスOFF状態)と、図7(b)に示す上流側排気通路4と下流側排気通路4と低圧EGR通路31とをつなぐ状態(低圧EGRガスON状態)と、図7(c)に示す全通路を遮断する状態(全通路遮断状態)と、に変更可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the three-
図7(a)に示す低圧EGRガスOFF状態や図7(b)に示す低圧EGRガスON状態では、三方弁16は、上流側排気通路4や下流側排気通路4との境界部分の通路断面積を調整することにより、下流側排気通路4へ流れる排気の量を調節することができ、排気絞り弁の役割を果たすことができる。図7(b)に示す低圧EGRガスON状態では、三方弁16は、低圧EGR通路31との境界部分の通路断面積を調整することにより、該低圧EGR通路31を流れる低圧EGRガスの量を調節することができ、低圧EGR弁の役割を果たすことができる。図7(c)に示す全通路を遮断する状態では、排気を全て流量調整路12へ流通させることになり、サイクロン式捕集装置11下部の異物捕集部に堆積した異物を排気通路4へ排出することができる。
In the low-pressure EGR gas OFF state shown in FIG. 7A and the low-pressure EGR gas ON state shown in FIG. 7B, the three-
ところで、本実施例では、排気通路4内にサイクロン式捕集装置11が配置されている。排気通路4内に設けられたサイクロン式捕集装置11は、排気流量が多くなり排気流速が速くなると、粒子径のより小さい異物も捕集することができる。しかし、排気流量が多くなる場合には、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大きくなると、ポンピングロスが増加し、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招いてしまう。
By the way, in the present embodiment, a cyclone
そこで、本実施例では、排気通路4を流通する排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失に応じて、流量調整弁13を開閉制御するようにした。
Therefore, in this embodiment, the flow
ここで、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失は、サイクロン式捕集装置11に流入する排気流量に相関関係があり、排気流量が大きくなる程、圧力損失も大きくなる。このため、実際の流量調整弁13の制御としては、予め圧力損失との相関関係が求められた排気流量を算出し、算出した排気流量に応じて、流量調整弁13を開閉制御する。
Here, the pressure loss when the exhaust gas passes through the cyclone-
具体的には、排気通路4を流通する排気流量が、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集するよりも排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第2所定流量より少ない場合には、流量調整弁13を閉弁する。
Specifically, the exhaust flow rate through the
一方、排気流量が第2所定流量以上となる場合には、流量調整弁13を開弁する。そして、流量調整弁13の開弁時開度は、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲に定める。
On the other hand, when the exhaust flow rate is equal to or higher than the second predetermined flow rate, the flow
なお、第2所定流量とは、それ以上の流量であると、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集するよりも排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる排気流量である。
Note that when the second predetermined flow rate is a flow rate higher than that, priority is given to reducing pressure loss when exhaust passes through the cyclone-
本実施例によると、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる場合、すなわちサイクロン式捕集装置11に流入する排気流量が多くなる場合に、流量調整弁13を開弁する。これによって、排気流量が多くなる場合に、排気をサイクロン式捕集装置11から流量調整路12へ流し、サイクロン式捕集装置11で滞る排気を減少させる。すると、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が小さくなる
。
According to this embodiment, the flow
サイクロン式捕集装置11に流入する排気流量と排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失との関係は、図3に示すサイクロン式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量と低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失との関係と同様である。したがって、図3に示すように、流量調整弁13を開弁することによって、第1特性曲線のA位置から第2特性曲線のB位置に移行し、排気流量に対する圧力損失が小さくなる。
The relationship between the flow rate of exhaust gas flowing into the cyclone-
このように圧力損失が低減されるので、ポンピングロスを低減し、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。
Since the pressure loss is reduced in this way, the pumping loss can be reduced, and the decrease in the output of the
ここで、排気をサイクロン式捕集装置11から流量調整路12へ流すと、サイクロン式捕集装置11を通過する排気流速が遅くなり、サイクロン式捕集装置11は粒子径の小さい異物を捕集することができず、粒子径の小さい異物の捕集効率が低下する。しかし、本実施例では、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能となる範囲に限って、流量調整弁13の開度を開き側に制御する。このため、サイクロン式捕集装置11で内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物は捕集できている。
Here, when the exhaust gas is caused to flow from the cyclone
本実施例の場合も、異物の粒子径とサイクロン式捕集装置11での異物捕集効率との関係は図4に示すようになる。このため、図4に示すように、流量調整弁13を開弁することによって、Aの異物捕集効率からBの異物捕集効率に移行し、粒子径の小さい異物の異物捕集効率が低下するが、内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に大きい粒子径の異物は捕集できている。
Also in the case of the present embodiment, the relationship between the particle diameter of the foreign matter and the foreign matter collecting efficiency in the cyclone
よって、本実施例の場合には、サイクロン式捕集装置11で捕集できない異物の混入によって、異物が低圧EGR通路31を通過してコンプレッサ5aに到達してコンプレッサ5aを損傷させる等の内燃機関1の吸気系に影響が及ぶことはない。
Therefore, in the case of the present embodiment, the internal combustion engine in which the foreign matter passes through the low
ここで、本実施例では、排気浄化装置9の直下流に排気浄化装置9に一体化されてサイクロン式捕集装置11が配置されている。このため、排気が活性時に高温となっている酸化触媒やNOx触媒を有する排気浄化装置9から熱量を持ち去り、排気は暖められた状態でサイクロン式捕集装置11に流入する。
Here, in the present embodiment, a cyclone
図8は、排気温度と水蒸気量との特性を示す図である。図8の横軸は排気温度を示し、縦軸は水蒸気量を示している。図8に示すように、本実施例のようにサイクロン式捕集装置11内で排気が高温であれば、水と蒸気との境界線に対し蒸気側に全水蒸気量が入り、凝縮水は発生しない。これに対し、破線で示すように排気が低温であれば、水と蒸気との境界線に対し水側に水蒸気量がはみ出し、このはみ出した量が凝縮水となってしまう。このように、本実施例では、サイクロン式捕集装置11内では排気が高温であるので、排気の飽和蒸気量が減少せず、サイクロン式捕集装置11内で排気から凝縮水が発生してしまうことを抑制できる。
FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the exhaust temperature and the water vapor amount. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the exhaust temperature, and the vertical axis indicates the water vapor amount. As shown in FIG. 8, if the exhaust gas is hot in the
したがって、凝縮水発生に起因する吸排気配管の腐食信頼性に影響を及ぼすことを抑制できる。 Therefore, it can suppress affecting the corrosion reliability of the intake / exhaust piping resulting from the generation of condensed water.
次に、本実施例による排気流量の制御ルーチンについて説明する。図9は、本実施例による排気流量の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンを実行するECU14が本発明の第2制御手
段に相当する。
Next, an exhaust flow rate control routine according to this embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an exhaust flow rate control routine according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The
ステップS201では、ECU14は、各種センサの出力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を検出する。
In step S <b> 201, the
ステップS202では、ECU14は、ステップS201で検出した内燃機関1の運転状態から、排気流量を算出する。
In step S202, the
ステップS203では、ECU14は、ステップS202で算出した排気流量から、流量調整弁13の開度を算出する。
In step S203, the
ステップS202で算出した排気流量が第2所定流量より少ない場合には、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集することを優先するので、流量調整弁13の開度は零(閉弁状態)である。算出した排気流量が第2所定流量以上となる場合には、予め求めておいた排気流量に対応する図3や図4と同様なマップに当該排気流量を取り込み、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲で流量調整弁13の開度を算出する。この開度は、零よりも大きい値となる。なお、排気流量が多い程、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が大きくなる。このことから、排気流量が多い程、圧力損失をより小さくするために、流量調整弁13の開度はより開かれるとよい。
When the exhaust gas flow rate calculated in step S202 is smaller than the second predetermined flow rate, priority is given to collecting foreign matter by the cyclone
ステップS204では、ECU14は、ステップS203で算出した値に流量調整弁13の開度を制御する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
In step S204, the
以上の制御ルーチンを実行することにより、排気がサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が低減できる。
By executing the above control routine, it is possible to reduce the pressure loss when the exhaust gas passes through the
なお、本実施例では、サイクロン式捕集装置11は排気浄化装置9の直下流に一体的に設けられていたが、これに限られず、サイクロン式捕集装置11に流入する排気が排気浄化装置9から熱量を持ち去り高温となっており、サイクロン式捕集装置11内で排気が凝縮水を発生させなければ、サイクロン式捕集装置11は排気浄化装置9から離れて分離していてもよい。
In the present embodiment, the
<実施例3>
次に、実施例3を説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, Example 3 will be described. Here, a configuration different from the above-described embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
図10は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関、及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied, and an intake / exhaust system thereof.
本実施例では、低圧EGR通路31内において低圧EGRガスにサイクロン式捕集装置11をバイパスさせるバイパス通路17を設けている。
In the present embodiment, a
バイパス通路17には、バイパス通路17に低圧EGRガスを流通させるために開弁し、バイパス通路17での低圧EGRガスの流通を遮断するために閉弁するバイパス弁18が配置されている。このバイパス弁18は、電動アクチュエータにより開閉される。ECU14には、バイパス弁18のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ECU14によりバイパス弁18が制御される。
The
ところで、本実施例では、低圧EGR通路31内にサイクロン式捕集装置11が配置さ
れている。低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際には少なからず圧力損失が生じてしまう。この圧力損失が大きくなると、所望量の低圧EGRガスが内燃機関に供給されなくなり、低圧EGRガスが不足してしまう。このため、低圧EGRガスの不足を要因として、吸気の酸素濃度が低下せず燃焼温度、燃焼速度が低下せず、燃焼時にNOxが発生してしまい、排気エミッションの悪化を招いてしまう。
By the way, in the present embodiment, the
また、不足した低圧EGRガスを供給するために排気絞り弁10を閉じ側に制御すると、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失がさらに大きくなると共に、排気の流れも滞り、ポンピングロスが増加し、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招いてしまう。
Further, if the
そこで、本実施例では、低圧EGR通路31を流通する低圧EGRガス流量が、低圧EGRガスに乗った異物をコンプレッサ5aに到達させない閾値である第3所定流量より少なく、かつ、ターボチャージャ5の回転数が、サイクロン式捕集装置11で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを損傷させない閾値である所定回転数より低い場合に、バイパス弁18を開弁するようにした。
Therefore, in this embodiment, the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-
なお、第3所定流量とは、それより少ない流量であると、低圧EGRガスに乗った異物をコンプレッサ5aに到達させない閾値となる低圧EGRガス流量である。また、所定回転数とは、それより低い回転数であると、サイクロン式捕集装置11で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを損傷させない閾値となるターボチャージャ5の回転数である。
Note that the third predetermined flow rate is a low-pressure EGR gas flow rate that is a threshold value that prevents foreign matter riding on the low-pressure EGR gas from reaching the
図11は、内燃機関1の運転状態に応じたバイパス弁18を開弁する領域を示す図である。図11の横軸は内燃機関1の機関回転数であり、縦軸は内燃機関1の機関負荷である。図11中、複数の実線の特性曲線は、内燃機関1の運転状態に応じて要求される低圧EGRガス流量を示しており、機関負荷が軽・中負荷であり且つ機関回転数が高回転である程、内燃機関に要求される低圧EGRガス流量は増加傾向にある。複数の破線の特性曲線は、内燃機関の運転状態に応じて要求されるターボチャージャ5の回転数を示しており、機関負荷が高負荷であり且つ機関回転数が高回転である程、内燃機関1に要求されるターボチャージャ5の回転数は高回転になる傾向にある。そして、斜線部が、バイパス弁18を開弁する条件が満たされた領域(バイパス弁開弁領域)を示している。バイパス弁開弁領域である斜線部は、低圧EGRガス流量が第3所定流量より少なく、かつターボチャージャの回転数が所定回転数より低い領域である。
FIG. 11 is a view showing a region where the
本実施例によると、内燃機関1の運転状態が図11の斜線部のバイパス弁開弁領域にある場合に、バイパス弁18を開弁する。すると、低圧EGR通路31を流通する低圧EGRガスにサイクロン式捕集装置11をバイパスさせて、当該低圧EGRガスはバイパス通路17を流通する。このため、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失がなくなる。よって、低圧EGR通路31の経路上での圧力損失が小さくなる。
According to the present embodiment, the
図12は、低圧EGRガス流量と低圧EGR通路31の経路上での圧力損失との関係を示す図である。図12中、破線の特性曲線は低圧EGRガス流量に対する低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失を示し、実線の特性曲線は低圧EGRガス流量に対する低圧EGRガスがバイパス通路17を通過する際の圧力損失を示している。図12に示すように、バイパス弁18を開弁し、低圧EGRガスがバイパス通路17を通過する場合に圧力損失が小さくなる。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the low-pressure EGR gas flow rate and the pressure loss on the low-
このように低圧EGR通路31の経路上での圧力損失が低減されるので、所望量の低圧
EGRガスを内燃機関1に供給でき、内燃機関1に供給される低圧EGRガスは不足しない。したがって、十分な低圧EGRガスが供給され、吸気の酸素濃度が低下して燃焼温度、燃焼速度が低下して、燃焼時に発生するNOxを低減でき、排気エミッションの悪化を抑制できる。
Thus, since the pressure loss on the path of the low
また、不足した低圧EGRガスを供給するために排気絞り弁10を閉じ側に制御する必要がなくなり、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失がさらに大きくなることがなく、また、排気の流れが滞ることがなく、ポンピングロスが増加せず、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。
Further, it is not necessary to control the
ここで、低圧EGRガスをバイパス通路17へ流すと、低圧EGRガスはサイクロン式捕集装置11を通過しなくなり、サイクロン式捕集装置11は異物を捕集することができない。しかし、本実施例では、低圧EGR通路31を流通する低圧EGRガス流量が、低圧EGRガスに乗った異物をコンプレッサ5aに到達させない閾値である第3所定流量より少なく、かつ、ターボチャージャ5の回転数が、サイクロン式捕集装置11で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを損傷させない閾値である所定回転数より低い場合に、バイパス弁18を開弁する。このため、サイクロン式捕集装置11で異物が捕集できていなくても、低圧EGRガスに乗った異物はコンプレッサ5aに到達しない、又はサイクロン式捕集装置11で捕集しきれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを損傷させない。したがって、内燃機関1の吸気系への異物混入による弊害が抑制できる。
Here, when the low-pressure EGR gas is caused to flow into the
次に、本実施例によるバイパス弁18の制御ルーチンについて説明する。図13は、本実施例によるバイパス弁18の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンを実行するECU14が本発明の第3制御手段に相当する。
Next, a control routine for the
ステップS301では、ECU14は、各種センサの出力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を検出する。ここで、ターボチャージャ5の回転数もコンプレッサ5aに隣接配置されるコンプレッサ回転数センサなどにより検出されることとなる。
In step S301, the
ステップS302では、ECU14は、ステップS301で検出した内燃機関1の運転状態から、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要があるか否か判別する。
In step S302, the
ステップS302において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要があると肯定判定された場合には、ステップS303へ移行する。ステップS302において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入する必要がないと否定判定された場合には、ステップS307へ移行する。
If it is determined in step S302 that the low pressure EGR gas needs to be introduced into the
ステップS303では、ECU14は、ステップS301で検出した内燃機関1の運転状態から、導入すべき低圧EGRガス流量を算出する。
In step S303, the
ステップS304では、ECU14は、ステップS303で算出した低圧EGRガス流量が第3所定流量よりも少ないか否か判別する。
In step S304, the
ステップS304において低圧EGRガス流量が第3所定流量よりも少ないと肯定判定された場合には、ステップS305へ移行する。ステップS304において低圧EGRガス流量が第3所定流量以上であると否定判定された場合には、ステップS307へ移行する。 If it is determined in step S304 that the low-pressure EGR gas flow rate is smaller than the third predetermined flow rate, the process proceeds to step S305. If it is determined in step S304 that the low-pressure EGR gas flow rate is greater than or equal to the third predetermined flow rate, the process proceeds to step S307.
ステップS305では、ECU14は、ステップS301で検出したターボチャージャ5の回転数が所定回転数よりも低いか否か判別する。
In step S305, the
ステップS305においてターボチャージャ5の回転数が所定回転数よりも低いと肯定判定された場合には、ステップS306へ移行する。ステップS305においてターボチャージャ5の回転数が所定回転数以上であると否定判定された場合には、ステップS307へ移行する。
If it is determined in step S305 that the rotational speed of the
ステップS306では、ECU14は、バイパス弁18を開弁する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
In step S306, the
一方、ステップS307では、ECU14は、バイパス弁18を閉弁する。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, in step S307, the
以上の制御ルーチンを実行することにより、低圧EGRガスにサイクロン式捕集装置11をバイパスさせて、低圧EGR通路31の経路上での圧力損失が低減できる。
By executing the above control routine, the
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。 The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 ターボチャージャ
5a コンプレッサ
5b タービン
6 スロットル弁
7 エアフローメータ
8 インタークーラ
9 排気浄化装置
10 排気絞り弁
11 サイクロン式捕集装置
12 流量調整路
13 流量調整弁
14 ECU
15 クランクポジションセンサ
16 三方弁
17 バイパス通路
18 バイパス弁
30 低圧EGR装置
31 低圧EGR通路
32 低圧EGR弁
33 低圧EGRクーラ
DESCRIPTION OF
15
Claims (4)
前記タービンより下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、前記低圧EGRガス中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置と、
前記サイクロン式捕集装置の異物捕集部から前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の前記排気通路へ前記低圧EGRガスを流出させる流量調整路と、
前記流量調整路に配置され、当該流量調整路を流通する低圧EGRガス流量を調整する流量調整弁と、
前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガスが前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、前記流量調整弁を開閉制御する第1制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream from the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to the intake passage upstream from the compressor;
A cyclonic collector that is disposed in the low pressure EGR passage and collects foreign matter in the low pressure EGR gas;
A flow rate adjusting path for allowing the low pressure EGR gas to flow out from the foreign matter collecting portion of the cyclone type collecting device to the exhaust passage downstream of the connection portion with the low pressure EGR passage;
A flow rate adjusting valve that is disposed in the flow rate adjusting path and adjusts the flow rate of the low pressure EGR gas flowing through the flow rate adjusting path;
First control means for controlling the opening and closing of the flow rate adjusting valve according to a pressure loss when the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage passes through the cyclone type collection device;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が前記サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも前記低圧EGRガスが前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第1所定流量より少ない場合には、前記流量調整弁を閉弁し、
前記低圧EGR通路を流通する低圧EGRガス流量が前記第1所定流量以上となる場合に、前記サイクロン式捕集装置が前記内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲の開度で前記流量調整弁を開弁することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気還流装置。 The first control means includes
Threshold for giving priority to the reduction of pressure loss when the low-pressure EGR gas passes through the cyclone-type collecting device rather than the low-pressure EGR gas flow rate flowing through the low-pressure EGR passage through the cyclone-type collecting device. When the flow rate is less than the first predetermined flow rate, the flow rate adjustment valve is closed,
When the flow rate of the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR passage is equal to or higher than the first predetermined flow rate, the cyclone-type trapping device removes foreign matters having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine. 2. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the flow rate adjusting valve is opened at an opening within a range in which collection is possible.
前記タービンより下流の前記排気通路に配置された活性時高温になる触媒と、
前記触媒の直下流の前記排気通路に配置され、排気中の異物を捕集するサイクロン式捕集装置と、
前記サイクロン式捕集装置より下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記サイクロン式捕集装置の異物捕集部から前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の前記排気通路へ排気を流出させる流量調整路と、
前記流量調整路に配置され、当該流量調整路を流通する排気流量を調整する流量調整弁と、
前記排気通路を流通する排気が前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失に応じて、前記流量調整弁を開閉制御する第2制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the turbine and that is hot when activated;
A cyclone-type collecting device that is disposed in the exhaust passage immediately downstream of the catalyst and collects foreign matter in the exhaust;
A low-pressure EGR passage that takes a part of the exhaust gas as low-pressure EGR gas from the exhaust passage downstream from the cyclonic collector, and recirculates the low-pressure EGR gas to the intake passage upstream from the compressor;
A flow rate adjusting path for exhausting the exhaust gas from the foreign matter collecting portion of the cyclone type collecting device to the exhaust passage downstream of the connection portion with the low pressure EGR passage;
A flow rate adjusting valve that is disposed in the flow rate adjusting path and adjusts an exhaust flow rate flowing through the flow rate adjusting path;
A second control means for controlling the opening and closing of the flow rate adjusting valve according to a pressure loss when the exhaust gas flowing through the exhaust passage passes through the cyclone type collecting device;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
前記排気通路を流通する排気流量が前記サイクロン式捕集装置で異物を捕集するよりも排気が前記サイクロン式捕集装置を通過する際の圧力損失の低減を優先する閾値となる第2所定流量より少ない場合には、前記流量調整弁を閉弁し、
前記排気通路を流通する排気流量が前記第2所定流量以上となる場合に、前記サイクロン式捕集装置が前記内燃機関の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集することが可能な範囲の開度で前記流量調整弁を開弁することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気還流装置。 The second control means includes
A second predetermined flow rate at which the exhaust flow rate through the exhaust passage is a threshold value that prioritizes the reduction of pressure loss when exhaust passes through the cyclone collection device rather than collecting foreign matter with the cyclone collection device. If less, close the flow control valve,
When the exhaust flow rate flowing through the exhaust passage is equal to or higher than the second predetermined flow rate, the cyclone type collecting device collects foreign matters having a particle size larger than the particle size that affects the intake system of the internal combustion engine. 4. The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the flow rate adjustment valve is opened at an opening within a range in which the internal combustion engine can be operated.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007270280A JP4730366B2 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
EP08840572.5A EP2199585B1 (en) | 2007-10-17 | 2008-10-16 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
PCT/JP2008/068702 WO2009051154A1 (en) | 2007-10-17 | 2008-10-16 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
CN200880112047XA CN101828021B (en) | 2007-10-17 | 2008-10-16 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007270280A JP4730366B2 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010274599A Division JP4877415B2 (en) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009097441A JP2009097441A (en) | 2009-05-07 |
JP4730366B2 true JP4730366B2 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=40567417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007270280A Expired - Fee Related JP4730366B2 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2199585B1 (en) |
JP (1) | JP4730366B2 (en) |
CN (1) | CN101828021B (en) |
WO (1) | WO2009051154A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016113936A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社オティックス | Supercharger for internal combustion engine |
JP2016113935A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社オティックス | Supercharger for internal combustion engine |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5063652B2 (en) * | 2009-09-10 | 2012-10-31 | Udトラックス株式会社 | Exhaust gas recirculation device |
DE102011009916A1 (en) | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Mann + Hummel Gmbh | Exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine |
EP2678095B1 (en) * | 2011-02-21 | 2016-11-02 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system including nox reduction catalyst and egr circuit |
DE102011109221B4 (en) | 2011-08-03 | 2016-05-12 | Mann + Hummel Gmbh | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine |
US9617933B2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-04-11 | Borgwarner Inc. | Low pressure EGR control using throttling |
FR3048023A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-25 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | ENGINE ASSEMBLY COMPRISING A CYCLON FILTER EXHAUST GAS RECIRCULATION DEVICE |
GB2572658B (en) | 2018-08-28 | 2020-12-02 | Vortexair Ltd | A precleaner |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57193954U (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-08 | ||
JP2000170608A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-20 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57193954A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-29 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Balancing method of rotor of high-speed rotary electric machine |
GB2215241A (en) * | 1988-02-25 | 1989-09-20 | Ford Motor Co | Exhaust gas separate for ic engine exhaust system |
GB2215645A (en) * | 1988-03-17 | 1989-09-27 | Ford Motor Co | Separator for IC engine exhaust system |
JPH04148012A (en) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas recirculation device for engine |
GB9913732D0 (en) * | 1999-06-15 | 1999-08-11 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emissions control |
SE520972C2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-09-16 | Stt Emtec Ab | Device for cleaning its exhaust gases in an internal combustion engine |
WO2006045488A1 (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-04 | Behr Gmbh & Co. Kg | Condenser in a turbo-compressor system and method for operating one such system |
-
2007
- 2007-10-17 JP JP2007270280A patent/JP4730366B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-10-16 WO PCT/JP2008/068702 patent/WO2009051154A1/en active Application Filing
- 2008-10-16 EP EP08840572.5A patent/EP2199585B1/en not_active Not-in-force
- 2008-10-16 CN CN200880112047XA patent/CN101828021B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57193954U (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-08 | ||
JP2000170608A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-20 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016113936A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社オティックス | Supercharger for internal combustion engine |
JP2016113935A (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 株式会社オティックス | Supercharger for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2199585B1 (en) | 2019-05-15 |
JP2009097441A (en) | 2009-05-07 |
WO2009051154A1 (en) | 2009-04-23 |
EP2199585A4 (en) | 2018-01-10 |
CN101828021A (en) | 2010-09-08 |
CN101828021B (en) | 2012-04-04 |
EP2199585A1 (en) | 2010-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4730366B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP2008505281A (en) | Internal combustion engine having exhaust gas aftertreatment device and method of operating the same | |
CN107850016A (en) | The low water temperature cooling device of internal combustion engine | |
JP5136654B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2008150955A (en) | Exhaust gas recirculating device | |
JP2006057570A (en) | Turbocharging system for internal combustion engine | |
JP2010265854A (en) | Internal combustion engine with turbocharger and method of controlling the same | |
JP2008280923A (en) | Engine supercharging device | |
JP2006274961A (en) | Exhaust gas recirculation device | |
JP2010096143A (en) | Device and system for controlling internal combustion engine | |
JP2010071186A (en) | Control device for internal combustion engine, and control system for internal combustion engine | |
JP2009185751A (en) | Control device of internal combustion engine | |
CN108026840B (en) | Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
JP2007085198A (en) | Supercharging pressure control system of internal combustion engine | |
JP6375808B2 (en) | Intake / exhaust device for internal combustion engine | |
JP4900004B2 (en) | EGR system for internal combustion engine | |
JP4877415B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP2009185791A (en) | Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine | |
JP2007303380A (en) | Exhaust gas control device for internal combustion engine | |
JP2009108701A (en) | Exhaust recirculating device for internal combustion engine | |
WO2019097920A1 (en) | Engine control device and engine control method | |
JP4940927B2 (en) | Turbocharger control device | |
JP2008280953A (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP2008151103A (en) | Exhaust emission control system of internal combustion engine | |
JP2010116894A (en) | Control device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101019 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101209 |
|
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: 20110322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110404 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4730366 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |