JP6036762B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
前記EGR通路に設けられ、前記EGR通路を介して吸気系に還流されるEGRガスの量を調整するEGR弁と、
前記EGR弁の上流側で前記EGR通路に設けられ、吸着温度領域でCO2を吸着する機能と前記吸着温度領域よりも高温な放出温度領域でCO2を放出する機能とを有するCO2吸着体と、
前記CO2吸着体を加熱するためのヒータと、
前記EGR弁及び前記ヒータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、EGR要求が発生していないときに、前記ヒータにより前記CO2吸着体の温度を前記放出温度領域に保持し、かつ、前記EGR通路のうち前記CO2吸着体と前記EGR弁との間に位置するEGR部分通路内のガスが前記CO2吸着体から放出されたCO2と置き換わるように前記EGR弁を設定された開弁設定時間の間開弁する構成としている。
前記制御装置により駆動され、ガスの流路を前記EGR部分通路と前記バイパス通路の何れかに切換える切換弁と、を備え、
前記制御装置は、EGRが不要となる小さい機関負荷に対応して設定された第1判定値と、前記第1判定値よりも大きな値に設定され、CO2を使用しないEGRでも対応可能な機関負荷に対応する第2判定値と、を備え、
機関負荷が前記第1判定値よりも小さい場合に、前記CO2吸着体からCO2を放出して当該CO2を前記EGR部分通路に蓄積し、機関負荷が前記第1判定値よりも大きく、かつ、前記第2判定値よりも小さい場合に、EGRガスを前記バイパス通路に流通させることにより、CO2を使用しないEGRを実行し、機関負荷が前記第2判定値よりも大きい場合に、EGRガスを前記EGR部分通路に流通させることにより、CO2を使用するEGRを実行する構成としている。
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図3を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1によるエンジンのシステム構成を説明するための構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン10を備えている。なお、図1では4気筒エンジンを例示したが、本発明は、任意の気筒数の内燃機関に適用することができる。エンジン10の各気筒12は、燃料噴射弁、点火プラグ、吸気バルブ、排気バルブ等を備えている。
なお、実施の形態1では、EGR通路32のうちCO2吸着体48とEGR弁42との間に位置する部位(EGR部分通路)が中流EGR通路36である場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、EGRクーラ46のみにCO2を蓄積する構成、即ち、EGR部分通路がEGRクーラ46である構成を採用してもよい。この場合、開弁設定時間tは、エンジン10に流入するガスの流量と、EGR弁42の開度と、既知であるEGRクーラ46の容積とに基いて設定される。
次に、図3を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図3は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジン運転中に繰り返し実行されるものとする。図3に示すルーチンでは、まず、ステップS2において、CO2吸着体48に吸着されたCO2の吸着量を算出する。
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、CO2蓄積制御の実行時に、EGR弁を小さく開弁した状態に保持することを特徴としている。図4は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。図4に示すルーチンは、図3中のステップS8,S10をステップS30に置き換えたものであるため、既出のステップについての説明は適宜省略するものとする。
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、切換弁として三方弁を用いたことを特徴としている。図5は、本発明の実施の形態3によるEGR機構を示すエンジンの要部拡大図である。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、切換弁として三方弁を採用し、三方弁をバイパス通路の下流側に配置したことを特徴としている。図6は、本発明の実施の形態4によるEGR機構を示すエンジンの要部拡大図である。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態は、CO2吸着体を中流EGR通路に配置したことを特徴としている。図7は、本発明の実施の形態5によるEGR機構を示すエンジンの要部拡大図である。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
12 気筒
14 吸気通路
16 排気通路
18 スロットル弁
20 触媒
30 EGR機構
32 EGR通路
34 上流EGR通路
36 中流EGR通路(EGR部分通路)
38 下流EGR通路
40 バイパス通路
42 EGR弁
44 切換弁
46 EGRクーラ
48,84 CO2吸着体
50 ヒータ
60 センサ系統
70 ECU
80,82 三方弁(切換弁)
Claims (6)
- 内燃機関の吸気通路と排気通路とに接続され、排気ガスの一部をEGRガスとして前記吸気通路に還流させるEGR通路と、
前記EGR通路に設けられ、前記EGR通路を介して吸気系に還流されるEGRガスの量を調整するEGR弁と、
前記EGR弁の上流側で前記EGR通路に設けられ、吸着温度領域でCO2を吸着する機能と前記吸着温度領域よりも高温な放出温度領域でCO2を放出する機能とを有するCO2吸着体と、
前記CO2吸着体を加熱するためのヒータと、
前記EGR弁及び前記ヒータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
EGR要求が発生していないときに、前記ヒータにより前記CO2吸着体の温度を前記放出温度領域に保持し、かつ、前記EGR通路のうち前記CO2吸着体と前記EGR弁との間に位置するEGR部分通路内のガスが前記CO2吸着体から放出されたCO2と置き換わるように前記EGR弁を設定された開弁設定時間の間開弁するCO2蓄積制御と、
CO2を使用するEGR要求が発生したとき、前記EGR弁を開弁し、前記EGR部分通路に蓄積されたCO2を前記吸気系に供給するEGR制御と
を行う内燃機関。 - 前記開弁設定時間は、内燃機関に流入するガスの流量と、前記EGR弁の開度とに基いて設定する構成としてなる請求項1に記載の内燃機関。
- 前記制御装置は、前記EGR弁を筒内の燃焼状態が悪化しない程度の小さな開度だけ開弁した状態に保持し、前記EGR部分通路内のガスを前記CO2と置き換える構成としてなる請求項1に記載の内燃機関。
- 前記制御装置は、前記EGR部分通路内のガスを前記CO2と置き換えるときに、前記ヒータにより前記CO2吸着体を加熱してから前記EGR弁を開弁する構成としてなる請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の内燃機関。
- 前記EGR通路の一部を構成し、前記EGR部分通路と並列に接続されて当該EGR部分通路をバイパスするバイパス通路と、
前記制御装置により駆動され、ガスの流路を前記EGR部分通路と前記バイパス通路の何れかに切換える切換弁と、を備え、
前記制御装置は、
EGRが不要となる小さい機関負荷に対応して設定された第1判定値と、
前記第1判定値よりも大きな値に設定され、CO2を使用しないEGRでも対応可能な機関負荷に対応する第2判定値と、を備え、
機関負荷が前記第1判定値よりも小さい場合に、前記CO2吸着体からCO2を放出して当該CO2を前記EGR部分通路に蓄積し、
機関負荷が前記第1判定値よりも大きく、かつ、前記第2判定値よりも小さい場合に、EGRガスを前記バイパス通路に流通させることにより、CO2を使用しないEGRを実行し、
機関負荷が前記第2判定値よりも大きい場合に、EGRガスを前記EGR部分通路に流通させることにより、CO2を使用するEGRを実行する構成としてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関。 - 前記EGR部分通路に設けられ、ガスを冷却するEGRクーラを備えてなる請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の内燃機関。
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