JP6120214B6

JP6120214B6 - Engine intake control system

Info

Publication number: JP6120214B6
Application number: JP2013045088A
Authority: JP
Inventors: 和明斉藤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-03-07

Description

本発明は、内燃機関例えばディーゼルエンジンの吸気制御システムに関する。 The present invention relates to an intake control system for an internal combustion engine such as a diesel engine.

内燃機関からの排気中に含まれるＮＯｘの量を低減する技術として、排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ（排気再循環）システムが知られている。ところで、ディーゼルエンジンはその構造上、基本的にはスロットルバルブを必要としない。しかし、現在の排ガス規制をクリアするために、ＥＧＲ（排気再循環）やＶＮＴ（可変ノズル）ターボなどの各種デバイスが導入されている。そして、それらのデバイスの機能（特にＥＧＲ）を高めるため、吸気系にスロットルバルブを設定することが行われている。 As a technique for reducing the amount of NOx contained in the exhaust gas from the internal combustion engine, an EGR (exhaust gas recirculation) system that recirculates a part of the exhaust gas to the intake passage is known. By the way, the diesel engine basically does not require a throttle valve due to its structure. However, various devices such as EGR (exhaust gas recirculation) and VNT (variable nozzle) turbo have been introduced in order to clear the current exhaust gas regulations. In order to enhance the functions (particularly EGR) of these devices, a throttle valve is set in the intake system.

従来、ターボ過給機を備えた自動車エンジンにおいて、ターボ過給機の上流側の吸気通路にＥＧＲ通路を連通し、ＥＧＲ通路と吸気通路の連通部に、球面状のボアを有するバルブを設けるようにした技術が開示されている（例えば特許文献１）。また、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲの２系統のＥＧＲを設け、エンジンの運転状態に応じてバルブを制御して、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲを切り替え、あるいは併用するようにした技術が開示されている（例えば特許文献２，３）。 Conventionally, in an automobile engine equipped with a turbocharger, an EGR passage is communicated with an intake passage upstream of the turbocharger, and a valve having a spherical bore is provided at a communication portion between the EGR passage and the intake passage. The technique made into this is disclosed (for example, patent document 1). Further, a technique is disclosed in which two systems of EGR, high pressure EGR and low pressure EGR, are provided, and the valves are controlled according to the operating state of the engine so that the high pressure EGR and the low pressure EGR are switched or used together (for example, Patent Documents 2 and 3).

特表２０１１−５０８８４９号公報Special table 2011-508849 gazette 特許第４７３７３３５号公報Japanese Patent No. 4737335 特表２００９−５４２９７７号公報Special table 2009-542977 gazette

特許文献１には、ターボ過給機の上流側のＥＧＲ通路と吸気通路の連通部に、球面状のボアを有するバルブを設けるようにした技術が開示されている。しかし、このバルブは、吸気通路上流側（エアクリーナ側）に偏奇してバルブを配設したものではない。また、バルブをエンジンの運転状態に応じて制御することも開示していない。
一方、特許文献２、３には、エンジンの運転状態に応じてバルブを制御して、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲを切り替えるようにした技術が開示されている。しかし、吸気通路上流側（エアクリーナ側）に偏奇してバルブを配設し、そのバルブをエンジンの運転状態に応じて制御することについては開示していない。 Patent Document 1 discloses a technique in which a valve having a spherical bore is provided in a communication portion between an EGR passage and an intake passage on the upstream side of a turbocharger. However, this valve is not an eccentric valve disposed upstream of the intake passage (air cleaner side). Moreover, it does not disclose controlling the valve according to the operating state of the engine.
On the other hand, Patent Documents 2 and 3 disclose techniques in which a valve is controlled in accordance with an operating state of an engine to switch between a high pressure EGR and a low pressure EGR. However, it is not disclosed that a valve is arranged eccentrically on the upstream side of the intake passage (air cleaner side) and the valve is controlled according to the operating state of the engine.

そのため、上記従来のエンジンはいずれもＥＧＲシステムの導入効率が充分でないという課題がある。また、酸化触媒やＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ：排気ガスの浄化装置）の昇温速度が遅く、エンジン停止時の振動も大きいという課題がある。 Therefore, any of the above conventional engines has a problem that the introduction efficiency of the EGR system is not sufficient. In addition, there is a problem that the temperature increase rate of the oxidation catalyst and DPF (diesel particulate filter: exhaust gas purification device) is slow and the vibration is large when the engine is stopped.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＥＧＲ機能を備えたエンジンの吸気制御システムにおいて、ＥＧＲの導入効率を向上させる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、酸化触媒やＤＰＦの昇温を促進し、エンジン停止時の振動を低減する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the efficiency of introduction of EGR in an intake control system for an engine having an EGR function.
Another object of the present invention is to provide a technique for promoting the temperature rise of the oxidation catalyst and the DPF and reducing vibrations when the engine is stopped.

上記目的を達成するため、本発明は、エンジンに空気を導入する吸気管と、前記エンジンで発生した燃焼ガスを排気する排気管と、エンジンに導入される空気を清浄化する空気清浄装置と、該空気清浄装置により清浄され前記吸気管を介して前記エンジンへ送られる空気を圧縮する空気圧縮装置と、前記エンジン内へ噴射する燃料の量および前記エンジンへ導入する吸気量を制御する制御手段とを備えたエンジンの吸気制御システムにおいて、
前記排気管より排気される排気ガスの一部を、前記空気清浄装置と前記空気圧縮装置との間に設けられた吸気通路に還流させる第１還流通路と、
前記吸気通路と前記第１還流通路との接続部に設けられた吸気制御弁と、
アクセルの開度を検出するアクセル開度センサと、
前記エンジンに導入される吸気の圧力を検出する圧力センサと、
前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、
を備え、前記制御手段は、前記圧力センサおよび回転数センサからの信号と前記アクセル開度センサからの信号に応じて決定される燃料噴射量に基づいて前記エンジンの運転状態を判定し、前記エンジンの運転状態に応じて前記吸気制御弁を制御するように構成した。
上記構成によれば、制御手段がエンジンの運転状態に応じて吸気制御弁を制御するので、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲによる還流ガス量を制御することができ、これにより、ＥＧＲの導入効率を向上させることができる。また、これにより、制御手段がエンジンの運転状態を正確に把握することができ、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲによる還流ガス量の好適な制御が可能となる。 To achieve the above object, the present invention provides an intake pipe for introducing air into an engine, an exhaust pipe for exhausting combustion gas generated in the engine, an air purifier for purifying air introduced into the engine, An air compressor for compressing the air purified by the air cleaner and sent to the engine via the intake pipe, and a control means for controlling the amount of fuel injected into the engine and the amount of intake air introduced into the engine; In an intake control system for an engine equipped with
A first recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas exhausted from the exhaust pipe to an intake passage provided between the air cleaning device and the air compression device;
An intake control valve provided at a connection portion between the intake passage and the first return passage;
An accelerator opening sensor for detecting the opening of the accelerator;
A pressure sensor for detecting the pressure of intake air introduced into the engine;
A rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the engine;
The control means determines the operating state of the engine based on a fuel injection amount determined according to a signal from the pressure sensor and a rotation speed sensor and a signal from the accelerator opening sensor, and the engine The intake control valve is controlled according to the operating state.
According to the above configuration, since the control means controls the intake control valve in accordance with the operating state of the engine, the amount of recirculated gas by EGR can be controlled in accordance with the operating state of the engine. Can be improved. Thereby, the control means can accurately grasp the operating state of the engine, and the control of the amount of recirculated gas by EGR according to the operating state of the engine is possible.

ここで、望ましくは、前記第１還流通路には排気ガスの還流を制御可能な第１制御弁が設けられ、前記制御手段は前記エンジンの運転状態に応じて前記吸気制御弁および前記第１制御弁を制御するように構成する。
これにより、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲによる還流ガス量をさらに好適に制御することができる。 Preferably, the first recirculation passage is provided with a first control valve capable of controlling recirculation of exhaust gas, and the control means is configured to control the intake control valve and the first control according to an operating state of the engine. Configure to control the valve.
Thereby, the amount of recirculation gas by EGR can be controlled more suitably according to the operating state of the engine.

さらに、前記吸気管と前記排気管との間には、排気ガスの一部を前記吸気管へ還流する第２還流通路と、該第２還流通路を介して前記吸気管へ還流させる排気ガスの還流を制御可能な第２制御弁とが設けられ、前記制御手段は前記エンジンの運転状態に応じて前記吸気制御弁、前記第１制御弁および第２制御弁を制御するように構成する。
これにより、第１還流通路（ＬＰ−ＥＧＲ）と第２還流通路（ＨＰ−ＥＧＲ）を備えるエンジンの吸気制御システムにおいて、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲによる還流ガス量を最適化することができる。 Furthermore, between the intake pipe and the exhaust pipe, there is a second recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas to the intake pipe, and an exhaust gas that recirculates to the intake pipe through the second recirculation passage. A second control valve capable of controlling recirculation, and the control means is configured to control the intake control valve, the first control valve, and the second control valve in accordance with an operating state of the engine.
Thereby, in the intake control system of the engine provided with the first recirculation passage (LP-EGR) and the second recirculation passage (HP-EGR), the recirculation gas amount by EGR can be optimized according to the operating state of the engine. .

さらに、前記吸気制御弁は、球面状のボアと該ボアに対応した弁体とを有し、前記弁体の角度を調整することによって、前記空気清浄装置からの空気を通過させる全開状態と、通過する空気を絞る状態と、前記第１還流通路の出口側においてベンチュリー効果によって通過する空気の流速を高めて排気ガスを引き込む状態とを生成可能である構成とする。
吸気通路上流側（空気清浄装置側）に偏奇して配設するバルブとして、球面状のボアと該ボアに対応した弁体とを有する吸気制御弁を使用することで、空気清浄装置側からの吸入空気量と還流通路側からの還流ガス量との比率を容易に調整することができる。 Further, the intake control valve has a spherical bore and a valve body corresponding to the bore, and by adjusting an angle of the valve body, a fully open state in which air from the air cleaning device is allowed to pass through, It is possible to generate a state in which the passing air is throttled and a state in which the exhaust gas is drawn by increasing the flow velocity of the passing air due to the venturi effect on the outlet side of the first reflux passage.
By using an intake control valve having a spherical bore and a valve body corresponding to the bore as a valve arranged eccentrically on the upstream side of the intake passage (air purification device side), the valve from the air purification device side is used. The ratio between the intake air amount and the recirculation gas amount from the recirculation passage can be easily adjusted.

また、望ましくは、前記空気圧縮装置は前記排気管を介して排出される排気ガスのエネルギを駆動力として前記吸気通路からの空気を圧縮するように構成し、前記空気圧縮装置の下流側に排気ガスの浄化装置を設けるようにする。
これにより、空気圧縮装置の下流側に排気ガスの浄化装置が設けられているエンジンの吸気制御システムにおいて、吸気制御弁を制御して空気清浄装置側からの吸入空気を制限することで、排気ガスの浄化装置の昇温速度を速くすることができる。 Preferably, the air compressor is configured to compress the air from the intake passage using the energy of the exhaust gas discharged through the exhaust pipe as a driving force, and the exhaust gas is exhausted downstream of the air compressor. A gas purification device is provided.
Thus, in an engine intake control system in which an exhaust gas purification device is provided downstream of the air compression device, the intake gas from the air purification device side is limited by controlling the intake control valve. The heating rate of the purification device can be increased.

本発明によれば、ＥＧＲ機能を備えたエンジンの吸気制御システムにおいて、ＥＧＲの導入効率を向上させることができる。また、酸化触媒やＤＰＦの昇温を促進し、エンジン停止時の振動を低減することができるという効果がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the intake control system of the engine provided with the EGR function, the introduction efficiency of EGR can be improved. In addition, the temperature of the oxidation catalyst and the DPF can be increased, and the vibration when the engine is stopped can be reduced.

図１は、本発明の実施形態に係るエンジンとその吸気系及び排気系並びに制御系の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine, its intake system, exhaust system, and control system according to an embodiment of the present invention. 図２は、実施形態におけるエンジン制御ユニットによる制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system by the engine control unit in the embodiment. 図３は、エンジン停止状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of the LP-EGR valve and the throttle valve when the engine is stopped. 図４は高回転高負荷状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of the LP-EGR valve and the throttle valve in a high rotation high load state. 図５は低ＬＰ−ＥＧＲ状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the states of the LP-EGR valve and the throttle valve in the low LP-EGR state. 図６は高ＬＰ−ＥＧＲ状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the state of the LP-EGR valve and the throttle valve in the high LP-EGR state. 図７は中ＬＰ−ＥＧＲ状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the state of the LP-EGR valve and the throttle valve in the middle LP-EGR state. 図８は高ＨＰ−ＥＧＲ状態におけるＬＰ−ＥＧＲバルブとスロットルバルブの状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the state of the LP-EGR valve and the throttle valve in the high HP-EGR state. 図９は、実施形態におけるエンジン制御ユニットによるバルブ制御処理の手順の前半部分を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the first half of a procedure of valve control processing by the engine control unit in the embodiment. 図１０は、バルブ制御処理の手順の後半部分を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the latter half of the procedure of the valve control process.

以下に図面を参照して、この発明の一実施形態について詳しく説明する。
図１は、本実施形態に係るＥＧＲシステムを適用する内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１０は、特に限定されるものでないが、複数の気筒を有する水冷式の４サイクルディーゼルエンジンである。
内燃機関（以下、エンジンと称する）１０には、吸気管１１及び排気管１２が接続され、該吸気管１１と排気管１２との間には排気ガスの一部を吸気管１１へ戻す高圧側ＥＧＲ１３が接続されている。吸気管１１には該吸気管１１内を流れる吸気の圧力を検出する過給圧センサ２８が設けられ、高圧側ＥＧＲ１３には吸気管１１へ戻す排気ガスの量を調節するためのＨＰ−ＥＧＲバルブ１４が設けられている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an EGR system according to the present embodiment is applied, and its intake system and exhaust system. The internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is not particularly limited, but is a water-cooled four-cycle diesel engine having a plurality of cylinders.
An intake pipe 11 and an exhaust pipe 12 are connected to an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 10, and a part of the exhaust gas is returned to the intake pipe 11 between the intake pipe 11 and the exhaust pipe 12. The EGR 13 is connected. The intake pipe 11 is provided with a supercharging pressure sensor 28 for detecting the pressure of the intake air flowing through the intake pipe 11, and the high pressure side EGR 13 is an HP-EGR valve for adjusting the amount of exhaust gas returned to the intake pipe 11. 14 is provided.

吸気管１１と高圧側ＥＧＲ１３との接続部の上流側には、インタークーラー１５が設けられ、該インタークーラー１５より上流側には、排気のエネルギを駆動力として作動するターボコンプレッサ１６が設けられている。ターボコンプレッサ１６により圧縮され加熱した吸気がインタークーラー１５によって冷却され、吸気管１１を経てエンジン１０に供給される。
また、ターボコンプレッサ１６の上流側には吸気通路１７が設けられ、吸気通路１７の入口にエアクリーナ１８が配設されている。一方、ターボコンプレッサ１６の排気出口側には排気通路１９が接続され、該排気通路１９の出口にマフラ（消音器）２０が配設されている。 An intercooler 15 is provided on the upstream side of the connection portion between the intake pipe 11 and the high-pressure side EGR 13, and a turbo compressor 16 that operates using exhaust energy as a driving force is provided on the upstream side of the intercooler 15. The intake air compressed and heated by the turbo compressor 16 is cooled by the intercooler 15 and supplied to the engine 10 through the intake pipe 11.
An intake passage 17 is provided on the upstream side of the turbo compressor 16, and an air cleaner 18 is provided at the inlet of the intake passage 17. On the other hand, an exhaust passage 19 is connected to the exhaust outlet side of the turbo compressor 16, and a muffler (silencer) 20 is disposed at the outlet of the exhaust passage 19.

また、排気通路１９の途中にはＤＰＦ（排気ガスの浄化装置）２１が設けられているとともに、その下流側の排気通路１９の途中から上記吸気通路１７へ排気ガスの一部を還流する還流通路（低圧側ＥＧＲ）２２が配設されている。そして、この還流通路２２の途中に、還流する排気ガスの量を調節するためのＬＰ−ＥＧＲバルブ２３と、ＬＰ−ＥＧＲクーラー２４が設けられている。 In addition, a DPF (exhaust gas purifying device) 21 is provided in the middle of the exhaust passage 19, and a recirculation passage for returning a part of the exhaust gas from the middle of the exhaust passage 19 on the downstream side to the intake passage 17. (Low pressure side EGR) 22 is provided. An LP-EGR valve 23 and an LP-EGR cooler 24 for adjusting the amount of exhaust gas to be recirculated are provided in the recirculation passage 22.

ＤＰＦ２１は、酸化触媒と、酸化触媒の後段にパティキュレートフィルタとを有しており、フィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されている。フィルタは排気中のパティキュレートマターを捕集する。また、ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘ触媒に流入する排気の酸素濃度が高い場合は排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、ＮＯｘ触媒に流入する排気の酸素濃度が低下した場合に吸蔵していたＮＯｘを放出する。ＮＯｘ触媒からＮＯｘが放出される際、ＮＯｘ触媒周囲の排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、ＮＯｘ触媒から放出されたＮＯｘがＮ２等に還元される。 The DPF 21 has an oxidation catalyst and a particulate filter downstream of the oxidation catalyst, and an occlusion reduction type NOx catalyst is supported on the filter. The filter collects particulate matter in the exhaust. Further, the NOx catalyst occludes nitrogen oxide (NOx) in the exhaust when the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx catalyst is high, and occludes when the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx catalyst decreases. Releases NOx. When NOx is released from the NOx catalyst, if there is a reducing component such as hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) in the exhaust around the NOx catalyst, the NOx released from the NOx catalyst is N2 or the like. Reduced to

さらに、この実施形態においては、上記吸気通路１７と還流通路２２との接続部（合流部）に、スロットルバルブ２５が設けられており、該スロットルバルブ２５はＥＣＵ（エンジン制御ユニット）３０によってバルブ開度が制御されるように構成されている。この実施形態では、スロットルバルブ２５として、球面状のボア２５ａと該ボアに対応した形状の弁体２５ｂとを有するバルブが使用されている。
そして、該スロットルバルブ２５は、図１に示すエアクリーナ１８側からの吸気を完全に遮断する状態から、一点鎖線で示すように、エアクリーナ１８側からの吸気を充分に通過させるとともに還流通路２２側からの排気ガスの流入量を制限する状態まで変化する。
具体的には、スロットルバルブ２５は、図示しないモータからの回転力が弁体２５ｂの中心の軸２５ｃに伝達可能にされ、ＥＣＵ３０がこのモータを駆動制御することで、弁体２５ｂを所望の角度に調整する。ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４とＬＰ−ＥＧＲバルブ２３も同様である。
なお、スロットルバルブ２５は、後述するように、エアクリーナ１８側からの吸気量を調整する他、還流通路２２側からの排気ガスの流入量をも調整する多機能バルブとして機能する。 Further, in this embodiment, a throttle valve 25 is provided at a connection portion (merging portion) between the intake passage 17 and the return passage 22, and the throttle valve 25 is opened by an ECU (engine control unit) 30. The degree is configured to be controlled. In this embodiment, as the throttle valve 25, a valve having a spherical bore 25a and a valve body 25b having a shape corresponding to the bore is used.
The throttle valve 25 allows the intake air from the air cleaner 18 side to pass sufficiently from the state where the intake air from the air cleaner 18 side shown in FIG. It changes to the state which restrict | limits the inflow amount of exhaust gas.
Specifically, the throttle valve 25 is configured such that a rotational force from a motor (not shown) can be transmitted to the central shaft 25c of the valve body 25b, and the ECU 30 controls the motor to drive the valve body 25b at a desired angle. Adjust to. The same applies to the HP-EGR valve 14 and the LP-EGR valve 23.
As will be described later, the throttle valve 25 functions as a multi-function valve that adjusts the intake air amount from the air cleaner 18 side and also adjusts the inflow amount of exhaust gas from the recirculation passage 22 side.

また、エンジン１０には燃料噴射ノズル２６やエンジンの回転数を検出するセンサ２７が設けられ、図２に示すように、該回転数センサ２７の検出信号および前記過給圧センサ２８の検出信号がＥＣＵ３０へ入力されている。さらに、ＥＣＵ３０には、アクセルペダル４０に設けられているアクセル開度センサ２９やイグニッションキー（またはスタートスイッチ）３１からの信号が入力されている。
ＥＣＵ３０は、これらの入力に基づいて、前記ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４やＬＰ−ＥＧＲバルブ２３、スロットルバルブ２５のモータを駆動してバルブ開度を制御する。また、ＥＣＵ３０は、アクセル開度に応じて、図示しない燃料噴射ポンプを駆動制御して、適切な量の燃料を燃料噴射ノズル２６より噴射させる。 Further, the engine 10 is provided with a fuel injection nozzle 26 and a sensor 27 for detecting the rotational speed of the engine. As shown in FIG. 2, the detection signal of the rotational speed sensor 27 and the detection signal of the supercharging pressure sensor 28 are received. Input to the ECU 30. Further, the ECU 30 receives signals from an accelerator opening sensor 29 and an ignition key (or start switch) 31 provided on the accelerator pedal 40.
Based on these inputs, the ECU 30 drives the motors of the HP-EGR valve 14, the LP-EGR valve 23, and the throttle valve 25 to control the valve opening. Further, the ECU 30 controls the drive of a fuel injection pump (not shown) according to the accelerator opening so that an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection nozzle 26.

なお、ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ２９からの信号に基づいて燃料噴射ノズル２６より噴射する燃料の量を演算し、それに応じて燃料噴射ポンプを制御するので、常時、燃料噴射量を把握している。従って、ＥＣＵ３０は、回転数センサ２７や過給圧センサ２８、アクセル開度センサ２９からの検出信号および内部処理情報に基づいてエンジンの運転状態を把握することができる。 The ECU 30 calculates the amount of fuel injected from the fuel injection nozzle 26 based on the signal from the accelerator opening sensor 29, and controls the fuel injection pump accordingly, so the fuel injection amount is always grasped. Yes. Therefore, the ECU 30 can grasp the operating state of the engine based on the detection signal and the internal processing information from the rotation speed sensor 27, the supercharging pressure sensor 28, and the accelerator opening sensor 29.

次に、上記ＥＣＵ３０によるＨＰ−ＥＧＲバルブ１４、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３およびスロットルバルブ２５の制御の内容について説明する。
エンジン１０が停止している状態では、図３に示すように、スロットルバルブ２５はエアクリーナ１８側からの吸気を完全に遮断する状態にされ、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３も還流通路２２側から吸気通路１７への排気ガスの流入を完全に遮断する状態にされる。なお、このとき、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４も排気ガスの還流を遮断する状態（閉状態）にするのが望ましい。これにより、エンジン停止の際に、ポンピングによるエンジンの振動を抑えることができる。 Next, the contents of control of the HP-EGR valve 14, the LP-EGR valve 23, and the throttle valve 25 by the ECU 30 will be described.
In the state where the engine 10 is stopped, as shown in FIG. 3, the throttle valve 25 is in a state of completely blocking the intake air from the air cleaner 18 side, and the LP-EGR valve 23 is also in the intake passage 17 from the return passage 22 side. The exhaust gas is prevented from flowing in completely. At this time, it is desirable that the HP-EGR valve 14 is also in a state (closed state) in which exhaust gas recirculation is blocked. Thereby, when the engine is stopped, vibration of the engine due to pumping can be suppressed.

一方、エンジン１０が高速で回転しかつ負荷が高い状態では、図４に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３は還流通路２２側から吸気通路１７への排気ガスの流入を遮断する。また、スロットルバルブ２５は、通路と平行な姿勢まで開かれて、エアクリーナ１８側からの吸気を吸気通路１７へ最大限取り入れる状態にされる。一方、図４には示されていないが、このときＥＰ−ＥＧＲバルブ１４は閉状態とされる。これにより、ターボコンプレッサ１６へは、ＬＰ−ＥＧＲの還流ガスは遮断され、新たな空気が最大限導入されるようになる。 On the other hand, when the engine 10 rotates at a high speed and the load is high, the LP-EGR valve 23 blocks the inflow of exhaust gas from the recirculation passage 22 side to the intake passage 17 as shown in FIG. Further, the throttle valve 25 is opened to a posture parallel to the passage so that intake air from the air cleaner 18 side is taken into the intake passage 17 to the maximum extent. On the other hand, although not shown in FIG. 4, the EP-EGR valve 14 is closed at this time. Thereby, the recirculation gas of LP-EGR is shut off to the turbo compressor 16 and new air is introduced to the maximum extent.

また、ＬＰ−ＥＧＲの導入が適切で吸入空気量が少なくてよい状態（低ＬＰ−ＥＧＲ）では、図５に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３は還流通路２２側から吸気通路１７への排気ガスの流入を許容する開状態にする。また、スロットルバルブ２５は、吸気を極端に絞る角度にされて、エアクリーナ１８側からの吸気を吸気通路１７へ少しだけ取り入れる状態にされる。一方、図５には示されていないが、このときＥＰ−ＥＧＲバルブ１４は閉状態とされる。これにより、ターボコンプレッサ１６へは、ＬＰ−ＥＧＲにより排気ガスがある程度還流され、新たな空気も少しだけ導入されるようになる。 Further, in a state where the introduction of LP-EGR is appropriate and the amount of intake air may be small (low LP-EGR), the LP-EGR valve 23 is exhausted from the recirculation passage 22 side to the intake passage 17 as shown in FIG. Open the valve to allow gas inflow. Further, the throttle valve 25 is set to an angle at which the intake air is extremely throttled, and the intake air from the air cleaner 18 side is slightly taken into the intake passage 17. On the other hand, although not shown in FIG. 5, the EP-EGR valve 14 is closed at this time. As a result, the exhaust gas is recirculated to some extent by LP-EGR and a little new air is introduced into the turbo compressor 16.

また、ＬＰ−ＥＧＲの導入が適切で多くの吸入空気量が必要な状態（高ＬＰ−ＥＧＲ）では、図６に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３は還流通路２２側から吸気通路１７への排気ガスの流入を許容する開状態にする。また、スロットルバルブ２５は吸気を絞る角度にされて、エアクリーナ１８側からの吸気を吸気通路１７へ比較的多く取り入れるとともに、バルブによるベンチュリー効果でＬＰ−ＥＧＲ側からの還流ガスの量を多くする状態にされる。一方、図６には示されていないが、このときＥＰ−ＥＧＲバルブ１４は閉状態とされる。これにより、ターボコンプレッサ１６へは、ＬＰ−ＥＧＲの排気ガスが比較的多く還流され、新たな空気も多く導入されるようになる。 Further, in a state where the introduction of LP-EGR is appropriate and a large amount of intake air is required (high LP-EGR), the LP-EGR valve 23 is connected from the recirculation passage 22 side to the intake passage 17 as shown in FIG. Open the exhaust to allow the inflow of exhaust gas. In addition, the throttle valve 25 is at an angle to throttle the intake air so that a relatively large amount of intake air from the air cleaner 18 side is taken into the intake passage 17 and the amount of recirculation gas from the LP-EGR side is increased by the venturi effect of the valve. To be. On the other hand, although not shown in FIG. 6, the EP-EGR valve 14 is closed at this time. As a result, a relatively large amount of LP-EGR exhaust gas is recirculated to the turbo compressor 16 and a large amount of new air is also introduced.

さらに、ＬＰ−ＥＧＲの導入が適切で吸入空気量がある程度必要な状態（中ＬＰ−ＥＧＲ）では、図７に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３は還流通路２２側から吸気通路１７への排気ガスの流入を許容する開状態にする。また、スロットルバルブ２５は、ＬＰ−ＥＧＲ側のみ開く角度にされ、エアクリーナ１８側からの吸気を吸気通路１７へある程度取り入れるとともに、吸気をＬＰ−ＥＧＲ側に通過させてバルブによるベンチュリー効果で流速を上げてＬＰ−ＥＧＲ側からの還流ガスを引き込む状態にされる。一方、図７には示されていないが、このときＥＰ−ＥＧＲバルブ１４は閉状態とされる。これにより、ターボコンプレッサ１６へは、ＬＰ−ＥＧＲの排気ガスがある程度還流され、新たな空気もある程度導入されるようになる。 Further, in a state where the introduction of LP-EGR is appropriate and a certain amount of intake air is required (medium LP-EGR), the LP-EGR valve 23 is exhausted from the recirculation passage 22 side to the intake passage 17 as shown in FIG. Open the valve to allow gas inflow. Further, the throttle valve 25 is set to an angle that opens only on the LP-EGR side, and intake air from the air cleaner 18 side is introduced to the intake passage 17 to some extent, and the intake air is passed to the LP-EGR side to increase the flow velocity by the venturi effect of the valve. Thus, the reflux gas from the LP-EGR side is drawn. On the other hand, although not shown in FIG. 7, the EP-EGR valve 14 is closed at this time. As a result, the LP-EGR exhaust gas is recirculated to some extent to the turbo compressor 16 and new air is also introduced to some extent.

次に、上記エンジン制御ユニット３０による上記バルブ（１３，２３，２５）の制御処理の手順について、図９および図１０のフローチャートを用いて詳しく説明する。
エンジン制御ユニット３０によるバルブ制御処理においては、先ずエンジンが運転中（ＲＵＮ）であるか否か判定する（ステップＳ１）。ここで、エンジンが運転中でない状態である（Ｎｏ）と判定すると何もせずに当該処理を終了する一方、エンジンが運転中である（ステップＳ１：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ２へ進む。 Next, the procedure of control processing of the valves (13, 23, 25) by the engine control unit 30 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
In the valve control process by the engine control unit 30, it is first determined whether or not the engine is in operation (RUN) (step S1). Here, if it is determined that the engine is not in operation (No), the process ends without doing anything, whereas if it is determined that the engine is in operation (step S1: Yes), the process proceeds to step S2.

ステップＳ２では、アクセル開度センサ２９からの信号に基づいて、ペダル踏み込み量を確認する。
続いて、ステップＳ３へ進んでイグニッションキー（またはスタートスイッチ）３１のオン／オフ状態を確認する。その後、回転数センサ２７からの信号、燃料噴射ノズル２６による噴射量、ターボ過給圧センサ２８からの信号に基づいてエンジンの運転状態を確認する（ステップＳ４〜Ｓ６）。 In step S2, the pedal depression amount is confirmed based on a signal from the accelerator opening sensor 29.
Then, it progresses to step S3 and the ON / OFF state of the ignition key (or start switch) 31 is confirmed. Thereafter, the operating state of the engine is confirmed based on the signal from the rotation speed sensor 27, the injection amount from the fuel injection nozzle 26, and the signal from the turbo boost pressure sensor 28 (steps S4 to S6).

次に、ステップＳ３での確認結果に基づいてイグニッションキー（またはスタートスイッチ）３１がオンからオフに変わったか否か判定する（ステップＳ７）。ここで、イグニッションキー（またはスタートスイッチ）３１がオフした（ステップＳ１：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ８へ進み、エンジンの停止制御を行って当該バルブ制御処理を終了する。このステップＳ８のエンジン停止制御処理では、図３に示すように、スロットルバルブ２５をエアクリーナ１８側からの吸気を完全に遮断する角度に変化させるとともに、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３もガスの還流を完全に遮断する角度に変化させる。また、図示しないが、燃料噴射ノズル２６による燃料噴射も停止する。なお、このとき、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４も排気ガスの還流を遮断する状態（閉状態）にする。これにより、エンジン停止時のポンピングによるエンジンの振動を低減することができる。 Next, it is determined whether or not the ignition key (or start switch) 31 has changed from on to off based on the confirmation result in step S3 (step S7). Here, if it is determined that the ignition key (or start switch) 31 has been turned off (step S1: Yes), the process proceeds to step S8, where engine stop control is performed and the valve control process is terminated. In the engine stop control process in step S8, as shown in FIG. 3, the throttle valve 25 is changed to an angle at which the intake air from the air cleaner 18 side is completely blocked, and the LP-EGR valve 23 also completely recirculates the gas. Change the angle to cut off. Although not shown, fuel injection by the fuel injection nozzle 26 is also stopped. At this time, the HP-EGR valve 14 is also in a state (closed state) that blocks the exhaust gas recirculation. This can reduce engine vibration due to pumping when the engine is stopped.

一方、ステップＳ７で、イグニッションキー（またはスタートスイッチ）３１がオフしていない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ９へ進み、ステップＳ４〜Ｓ６でのエンジン運転状態の確認結果に基づいて、高速回転で高負荷の状態であるか否か判定する。ここで、エンジンが高速回転で高負荷の状態である（ステップＳ９：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ１０へ進み、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３およびＨＰ−ＥＧＲバルブ１４を閉じた状態にする。これととともに、図４に示すように、スロットルバルブ２５を全開状態にする。 On the other hand, if it is determined in step S7 that the ignition key (or start switch) 31 has not been turned off (No), the process proceeds to step S9. It is determined whether or not it is in a load state. Here, if it is determined that the engine is rotating at high speed and being in a high load state (step S9: Yes), the process proceeds to step S10, and the LP-EGR valve 23 and the HP-EGR valve 14 are closed. At the same time, as shown in FIG. 4, the throttle valve 25 is fully opened.

また、ステップＳ９で、エンジンが高速回転で高負荷の状態でない（Ｎｏ）と判定すると、図１０のステップＳ１１へ進み、ステップＳ４〜Ｓ６でのエンジン運転状態の確認結果に基づいて、高圧のＥＧＲの導入が適切な状態であるか否か判定する。ここで、高圧のＥＧＲの導入が適切な状態である（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ１２へ進み、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４を開く。これととともに、図８に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３を閉じた状態にし、スロットルバルブ２５を吸気を絞る状態にする。 If it is determined in step S9 that the engine is rotating at a high speed and not in a high load state (No), the process proceeds to step S11 in FIG. 10, and the high pressure EGR is determined based on the result of checking the engine operating state in steps S4 to S6. It is determined whether or not the introduction of is in an appropriate state. Here, if it is determined that the introduction of the high-pressure EGR is in an appropriate state (step S11: Yes), the process proceeds to step S12, and the HP-EGR valve 14 is opened. At the same time, as shown in FIG. 8, the LP-EGR valve 23 is closed and the throttle valve 25 is throttled.

一方、ステップＳ１１で、高圧のＥＧＲの導入が適切な状態でない（Ｎｏ）と判定すると、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、ステップＳ４〜Ｓ６でのエンジン運転状態の確認結果に基づいて、低圧のＥＧＲの導入が適切でかつ多くの吸入空気が必要な状態であるか否か判定する。ここで、低圧のＥＧＲの導入が適切でかつ多くの吸入空気が必要な状態である（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ１４へ進み、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４を閉じる。これととともに、図６に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３を開いた状態にし、スロットルバルブ２５を吸気を絞る状態にする。すると、スロットルバルブ２５のベンチュリー効果により、吸気とともにＬＰ−ＥＧＲ通路２２側から多くの還流ガスを引き込んでターボコンプレッサ１６側へ送る。 On the other hand, if it is determined in step S11 that the high pressure EGR is not properly introduced (No), the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether or not introduction of low-pressure EGR is appropriate and a large amount of intake air is required based on the result of checking the engine operating state in steps S4 to S6. If it is determined that the introduction of low-pressure EGR is appropriate and a large amount of intake air is required (step S13: Yes), the process proceeds to step S14, and the HP-EGR valve 14 is closed. At the same time, as shown in FIG. 6, the LP-EGR valve 23 is opened and the throttle valve 25 is throttled. Then, due to the venturi effect of the throttle valve 25, a large amount of recirculated gas is drawn from the LP-EGR passage 22 side and sent to the turbo compressor 16 side together with the intake air.

また、ステップＳ１３で、低圧のＥＧＲの導入が適切でかつ多くの吸入空気が必要な状態でない（Ｎｏ）と判定すると、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ステップＳ４〜Ｓ６でのエンジン運転状態の確認結果に基づいて、低圧のＥＧＲの導入が適切でかつ吸入空気を少なくするのが良い状態であるか否か判定する。ここで、低圧のＥＧＲの導入が適切でかつ吸入空気を少なくするのが良い状態である（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ１６へ進み、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４を閉じる。これととともに、図５に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３を開いた状態にし、スロットルバルブ２５を極端に吸気を絞った状態にする。 If it is determined in step S13 that introduction of low-pressure EGR is appropriate and a large amount of intake air is not required (No), the process proceeds to step S15. In step S15, it is determined based on the result of checking the engine operating state in steps S4 to S6 whether the introduction of low-pressure EGR is appropriate and the intake air is good to be reduced. Here, if it is determined that the introduction of the low-pressure EGR is appropriate and it is good to reduce the intake air (step S15: Yes), the process proceeds to step S16, and the HP-EGR valve 14 is closed. At the same time, as shown in FIG. 5, the LP-EGR valve 23 is opened, and the throttle valve 25 is extremely throttled.

一方、ステップＳ１５で“Ｎｏ”と判定すると、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、ＨＰ−ＥＧＲバルブ１４を閉じるととともに、図７に示すように、ＬＰ−ＥＧＲバルブ２３を開いた状態にし、スロットルバルブ２５を図６よりもさらに吸気を絞る状態にする。すると、スロットルバルブ２５のベンチュリー効果により、吸気を絞り流速をアップさせ、ＬＰ−ＥＧＲ通路２２側からの還流ガスを引き込んでターボコンプレッサ１６側へ送る。これにより、ステップＳ１４における還流ガスの量とステップＳ１６における還流ガスの量の中間の量の還流ガスを引き込んでターボコンプレッサ１６側へ送ることができる。
なお、上記ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７の各処理が終了すると、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返し実行する。 On the other hand, if “No” is determined in step S15, the process proceeds to step S17. In step S17, the HP-EGR valve 14 is closed, and as shown in FIG. 7, the LP-EGR valve 23 is opened, and the throttle valve 25 is further throttled than in FIG. Then, due to the venturi effect of the throttle valve 25, the intake air is throttled to increase the flow velocity, and the reflux gas from the LP-EGR passage 22 side is drawn and sent to the turbo compressor 16 side. Thereby, an amount of the reflux gas intermediate between the amount of the reflux gas in step S14 and the amount of the reflux gas in step S16 can be drawn and sent to the turbo compressor 16 side.
In addition, when each process of said step S12, S14, S16, S17 is complete | finished, it returns to step S1 and repeatedly performs the process mentioned above.

ところで、車両に搭載されたディーゼルエンジンにおいては、アイドル状態のときにＤＰＦ（排気ガスの浄化装置）の再生を行う場合がある。そして、このＤＰＦの再生時には、ディーゼルエンジンの回転数を上昇することにより、排ガス流量を増加させて、酸化触媒及びＤＰＦに流入する排ガス温度を上昇させることが行われることがある。しかし、ＤＰＦの再生の際に、スロットルバルブ２６を大きく開いて吸入空気量を多くさせるとＤＰＦの昇温速度が遅くなってしまうという不具合がある。
しかるに、上記実施形態のように、吸気通路１７と還流通路２２との接続部にスロットルバルブ２６が設けられていると、スロットルバルブ２６を絞って吸気量を減らす等の制御を行うことでＤＰＦの昇温速度を速くすることができる。このような制御を行う場合、図１に示すシステムにおいて、さらにアイドル状態を検出するセンサ（例えば、ギヤ位置検出センサ）があればよい。 By the way, in a diesel engine mounted on a vehicle, regeneration of a DPF (exhaust gas purification device) may be performed in an idle state. When the DPF is regenerated, the exhaust gas flow rate may be increased by increasing the rotational speed of the diesel engine to raise the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst and the DPF. However, when the DPF is regenerated, there is a problem that if the throttle valve 26 is greatly opened to increase the intake air amount, the temperature rise rate of the DPF becomes slow.
However, if the throttle valve 26 is provided at the connection portion between the intake passage 17 and the return passage 22 as in the above embodiment, the control of the DPF is performed by controlling the throttle valve 26 to reduce the intake amount. The heating rate can be increased. When such control is performed, there may be a sensor (for example, a gear position detection sensor) for detecting an idle state in the system shown in FIG.

なお、上記実施形態では、一例として、本発明をＨＰ−ＥＧＲ１４とＬＰ−ＥＧＲ２３の２系統のＥＧＲを備えたエンジンの吸気制御システムに適用したものを説明した。本発明は、ＨＰ−ＥＧＲ１４がなくＬＰ−ＥＧＲ２３のみを備えたエンジンの吸気制御システムにも適用することができる。
また、以上、本発明をディーゼルエンジンの吸気制御に適用した場合について説明したが、本発明は、ガソリンエンジンその他ＥＧＲ機能を備えた内燃機関一般に利用することができる。 In the above embodiment, as an example, the present invention is applied to an intake control system for an engine having two EGR systems of HP-EGR14 and LP-EGR23. The present invention can also be applied to an intake control system for an engine having only the LP-EGR 23 without the HP-EGR 14.
Further, the case where the present invention is applied to the intake control of a diesel engine has been described above. However, the present invention can be used for a gasoline engine and other internal combustion engines having an EGR function.

１０エンジン（内燃機関）
１１吸気管
１２排気管
１３高圧側ＥＧＲ（第２還流通路）
１４ＨＰ−ＥＧＲバルブ（第２制御弁）
１５インタークーラー
１６ターボコンプレッサ（空気圧縮装置）
１７吸気通路
１８エアクリーナ（空気清浄装置）
１９排気通路
２０マフラ（消音器）
２１ＤＰＦ（排気ガスの浄化装置）
２２還流通路（第１還流通路）
２３ＬＰ−ＥＧＲバルブ（第１制御弁）
２４ＬＰ−ＥＧＲクーラー
２５スロットルバルブ（吸気制御弁）
３０ＥＣＵ（エンジン制御ユニット：制御手段）
３１イグニッションキー（スタートスイッチ）
４０アクセルペダル 10 Engine (Internal combustion engine)
11 Intake pipe 12 Exhaust pipe 13 High pressure side EGR (second return passage)
14 HP-EGR valve (second control valve)
15 Intercooler 16 Turbo compressor (air compressor)
17 Air intake passage 18 Air cleaner (Air purifier)
19 Exhaust passage 20 Muffler (silencer)
21 DPF (exhaust gas purifier)
22 Return passage (first return passage)
23 LP-EGR valve (first control valve)
24 LP-EGR cooler 25 Throttle valve (intake control valve)
30 ECU (engine control unit: control means)
31 Ignition key (start switch)
40 accelerator pedal

Claims

An intake pipe for introducing air into the engine, an exhaust pipe for exhausting combustion gas generated in the engine, an air purifier for purifying the air introduced into the engine, and the intake pipe cleaned by the air purifier An air compressor for compressing air sent to the engine, and a control means for controlling the amount of fuel injected into the engine and the amount of intake air introduced into the engine, ,
A first recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas exhausted from the exhaust pipe to an intake passage provided between the air cleaning device and the air compression device;
An intake control valve provided at a connection portion between the intake passage and the first return passage;
An accelerator opening sensor for detecting the opening of the accelerator;
A pressure sensor for detecting the pressure of intake air introduced into the engine;
A rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the engine;
The control means determines the operating state of the engine based on a fuel injection amount determined according to a signal from the pressure sensor and a rotation speed sensor and a signal from the accelerator opening sensor, and the engine An intake control system for an engine, wherein the intake control valve is controlled in accordance with an operating state of the engine.

The first recirculation passage is provided with a first control valve capable of controlling the recirculation of exhaust gas, and the control means controls the intake control valve and the first control valve in accordance with the operating state of the engine. The engine intake control system according to claim 1, wherein the engine intake control system is an engine intake control system.

Between the intake pipe and the exhaust pipe, a second recirculation passage that recirculates a part of the exhaust gas to the intake pipe, and a recirculation of the exhaust gas that recirculates to the intake pipe through the second recirculation passage. A controllable second control valve is provided, and the control means controls the intake control valve, the first control valve, and the second control valve in accordance with an operating state of the engine. The engine intake control system described in 1.

The intake control valve has a spherical bore and a valve body corresponding to the bore. By adjusting the angle of the valve body, the intake control valve passes through a fully open state in which air from the air cleaning device is passed. The state in which the air is throttled and the state in which the exhaust gas is drawn in by increasing the flow rate of the air passing through the venturi effect on the outlet side of the first reflux passage can be generated . The engine intake control system according to any one of the preceding claims.

The air compression device is configured to compress the air from the intake passage using the energy of the exhaust gas discharged through the exhaust pipe as a driving force, and an exhaust gas purification device is provided downstream of the air compression device. The engine intake control system according to claim 4 , wherein the intake control system is provided.