JP5673433B2 - 内燃機関のegr装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載のEGR装置は、内燃機関の吸気通路および排気通路を連通するEGR通路と、同EGR通路に設けられて排気を冷却するためのEGRクーラと、EGR通路におけるEGRクーラより排気流れ方向上流側に設けられて排気中の異物を除去するためのEGRフィルタとを備える。またEGRフィルタは、熱容量の大きい第1フィルタ部と、熱容量の小さい第2フィルタ部と、それら第1フィルタ部および第2フィルタ部を通過する排気の量を調節する制御弁とを備える。
請求項3に記載の装置では、内燃機関およびEGRクーラとして共通の冷却水によって冷却される水冷式のものが採用されるために、EGRクーラの温度が冷却水の温度に応じた温度になる。そして上記装置では、前記制御弁の作動制御がEGRクーラの温度(詳しくは、その指標値)としての冷却水の温度に基づいて実行される。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路11には、吸気流れ方向上流側(以下、単に「上流側」)から順に、過給器20のコンプレッサ21、インタークーラ12、吸気絞り弁13が取り付けられている。内燃機関10の排気通路14には、排気流れ方向上流側(以下、単に「上流側」)から順に、過給器20のタービン22、酸化触媒15、排気浄化フィルタ16、排気絞り弁17が取り付けられている。なお過給器20は、コンプレッサ21の内部に設けられたコンプレッサホイール21Aとタービン22の内部に設けられたタービンホイール22Aとが連結された排気駆動式のものである。
・[目標EGR率TRA]内燃機関10の気筒(図示略)内に吸入される空気の量V1とEGRガスの量V2との比率(EGR率=V2/[V1+V2])についての制御目標値。
・[目標EGR比率TR1]内燃機関10の気筒内に吸入されるEGRガスのうちの第1EGR装置30による供給分が占める割合についての制御目標値(ただし、0≦TR1≦1.0)。
・[目標絞り弁開度]吸気絞り弁13の開度についての制御目標値。
・[目標第1EGR開度TV1]第1EGR弁32の開度についての制御目標値。
・[目標第2EGR開度TV2]第2EGR弁42の開度についての制御目標値。
ここで本実施の形態では、第2EGR通路41にEGRクーラ43が設けられているために、同EGRクーラ43により冷却されて排気温度が低下する過程において、排気中の水分が凝縮して凝縮水になることがある。この凝縮水は強い酸性を示すために、EGRクーラ43を含む第2EGR装置40や吸気通路11の腐食を招くおそれがある。また、そうした凝縮水を含む排気がEGRガスとして吸気通路11に再循環されると、高速回転するコンプレッサホイール21Aへの凝縮水の衝突に起因して同コンプレッサホイール21Aの耐久性能の低下を招くおそれもある。
図2に示すように、EGRフィルタ23はそのケース24の内部に円筒形状で延びる内管部25が取り付けられている。この内管部25は、その一方の端部25Aが第2EGR通路41の上記排気通路14側の部分に連通されるとともに、他方の端部25Bがケース内部において開口するように配設されている。また内管部25は、その端部25A側の部分が熱容量の大きい材料(本実施の形態では、セラミック材料)により形成される一方、同内管部25における上記端部25B側の部分が熱容量の小さい材料(本実施の形態では、薄肉の金属管)により形成されている。本実施の形態では、内管部25における熱容量の大きい材料によって形成された部分が第1フィルタ部26として機能する。また内管部25の端部25Bには、その開口部分を覆うように、熱容量の小さい材料(本実施の形態では、金網)により形成された第2フィルタ部27が取り付けられている。
図3に示すように、この処理では、排気温度THE、通路吸気量GA、および内燃機関10の燃料噴射量に基づいて判定温度JTが算出されるとともに(ステップS11)、冷却水温度THWが判定温度JT以下であるか否かが判断される(ステップS12)。
(1)EGRフィルタ23として、熱容量の大きい第1フィルタ部26と熱容量の小さい第2フィルタ部27と排気流通態様を切り替える制御弁28とを備えるものを採用した。そして、冷却水温度THWが判定温度JT以下のときに、冷却水温度THWが判定温度JTより高いときと比較して第1フィルタ部26を通過する排気の量が多くなるように、制御弁28の作動制御を実行するようにした。そのため、冷却水温度THWが判定温度JT以下のときにはEGRクーラ43内における凝縮水の発生を抑えることができ、冷却水温度THWが判定温度JTより高いときには内燃機関10の運転効率の向上を図ることができる。
・内管部25における端部25A側の部分を、金網に不織布を巻き付けたものによって形成するなど、セラミック材料以外のものよって形成するようにしてもよい。要は、第2フィルタ部27の熱容量より第1フィルタ部26の熱容量が大きくなるように材料や構造を定めて、内管部25の端部25A側の部分を形成すればよい。
・本発明にかかるEGR装置は、排気駆動式の過給器が設けられた内燃機関に限らず、機関出力軸によってコンプレッサが駆動される機関駆動式の過給器が設けられた内燃機関などにも適用することができる。また、過給器が設けられない内燃機関にも、本発明にかかるEGR装置は適用可能である。
Claims (9)
- 内燃機関の吸気通路および排気通路を連通するEGR通路と、同EGR通路に設けられて排気を冷却するためのEGRクーラと、前記EGR通路における前記EGRクーラより排気流れ方向上流側に設けられて排気中の異物を除去するためのEGRフィルタと、を備える内燃機関のEGR装置において、
前記EGRフィルタは、熱容量の大きい第1フィルタ部と熱容量の小さい第2フィルタ部とそれら前記第1フィルタ部および前記第2フィルタ部を通過する排気の量を調節する制御弁とを備えてなるとともに、前記EGRクーラの温度が低いときに、同温度が高いときと比較して前記第1フィルタ部を通過する排気の量が多くなるように、前記制御弁の作動制御が実行されてなる
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のEGR装置において、
前記内燃機関は、前記吸気通路に設けられたコンプレッサと前記排気通路に設けられたタービンとを有する排気駆動式の過給器が取り付けられてなり、
前記EGR通路は、前記吸気通路における前記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分と前記排気通路における前記タービンより排気流れ方向下流側の部分とを連通するものである
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項1または2に記載の内燃機関のEGR装置において、
前記内燃機関および前記EGRクーラは、共通の冷却水によって冷却される水冷式のものであり、
前記装置は、前記制御弁の作動制御を、前記EGRクーラの温度としての前記冷却水の温度に基づき実行する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項3に記載の内燃機関のEGR装置において、
当該装置は、前記冷却水の温度が判定温度以下であるときに、前記冷却水の温度が前記判定温度より高いときと比較して前記第1フィルタ部を通過する排気の量が多くなるように、前記制御弁の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項4に記載の内燃機関のEGR装置において、
当該装置は、排気温度に基づいて前記判定温度を設定する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項4または5に記載の内燃機関のEGR装置において、
当該装置は、前記内燃機関における燃焼ガスの空燃比に基づいて前記判定温度を設定する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関のEGR装置において、
当該装置は、前記EGRクーラの温度が前記EGRクーラに流入する排気の温度より低いことを条件に、前記第1フィルタ部を通過する排気の量が多くなる実行態様での前記制御弁の作動制御の実行を許可する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関のEGR装置において、
当該装置は、前記EGRクーラの温度が低いときには前記第1フィルタ部のみを排気が通過するように、且つ前記EGRクーラの温度が高いときには前記第2フィルタ部のみを排気が通過するように、前記制御弁の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関のEGR装置において、
前記第1フィルタ部は、吸水性を有する材料により形成されてなる
ことを特徴とする内燃機関のEGR装置。
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