JP6159677B2 - engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、白煙の発生を抑制することができるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine, and more particularly to an engine that can suppress the generation of white smoke.
従来、EGR装置を備えたエンジンがある(例えば、特許文献1参照)。
この種のエンジンによれば、EGR装置により排気を還流させ、最高燃焼温度を低下させて、NOxの低減を図ることができる利点がある。
Conventionally, there is an engine provided with an EGR device (for example, see Patent Document 1).
According to this type of engine, there is an advantage that the exhaust gas is recirculated by the EGR device, the maximum combustion temperature is lowered, and NOx can be reduced.
この種のエンジンでは、EGR装置はNOxの低減のみを目的として制御されている。 In this type of engine, the EGR device is controlled only for the purpose of reducing NOx.
《問題点》 白煙が発生することがある。
従来のエンジンでは、EGR装置はNOxの低減のみを目的として制御されているため、EGR率の過剰により、不完全燃焼を生じ、白煙が発生することがある。特に、高地での運転では、空気中の酸素濃度が低下するため、このような問題が顕在化する。
<Problem> White smoke may be generated.
In the conventional engine, since the EGR device is controlled only for the purpose of reducing NOx, incomplete combustion may occur and white smoke may be generated due to an excessive EGR rate. In particular, when operating at a high altitude, such a problem becomes apparent because the oxygen concentration in the air decreases.
本発明の課題は、白煙の発生を抑制することができるエンジンを提供することにある。 The subject of this invention is providing the engine which can suppress generation | occurrence | production of white smoke.
本発明の発明者らは、研究の結果、空気過剰率を制御目標として、EGR弁の開度調節や燃料供給量を調節すれば、白煙の発生を抑制することができることを発見し、この発明に至った。 As a result of research, the inventors of the present invention have found that the generation of white smoke can be suppressed by adjusting the opening degree of the EGR valve and the fuel supply amount with the excess air ratio as a control target. Invented.
請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図1に例示するように、制御装置(1)と吸気流量センサ(2)と大気圧センサ(3)とEGR装置(4)と燃料供給装置(5)とを備え、
図2に例示するように、制御装置(1)により、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算(S5)され、目標空気過剰率に対し、実空気過剰率が吸気不足で、EGR弁(4a)が全閉でない場合には、EGR弁開度が閉弁側に補正(S9)され、EGR弁(4a)が全閉になった後に、目標燃料供給量が減量側に補正(S10)されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
Invention specific matters of the invention according to claim 1 are as follows.
As illustrated in FIG. 1, a control device (1), an intake flow sensor (2), an atmospheric pressure sensor (3), an EGR device (4), and a fuel supply device (5) are provided.
As illustrated in FIG. 2, the control device (1) calculates the actual excess air ratio based on the intake air flow rate and the atmospheric pressure (S5), and the actual excess air ratio is less than the target excess air ratio. When the EGR valve (4a) is not fully closed, the EGR valve opening is corrected to the closed side (S9), and after the EGR valve (4a) is fully closed , the target fuel supply amount is reduced. An engine that is configured to be corrected (S10).
(請求項1に係る発明)
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 白煙の発生を抑制することができる
図2に例示するように、制御装置(1)により、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算(S5)され、目標空気過剰率に対し、実空気過剰率が吸気不足である場合には、EGR弁開度が閉弁側に補正(S9)され、EGR弁(4a)が全閉である場合には、目標燃料供給量が減量側に補正(S10)されるように構成されているので、EGR率の過剰や、燃料噴射量の過剰による不完全燃焼を防止でき、白煙の発生を抑制することができる。また、高地では、空気中の酸素濃度が低下するが、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算されているため、高地での運転でも白煙の発生を抑制することができる。
(Invention of Claim 1)
The invention according to claim 1 has the following effects.
<Effect> The generation of white smoke can be suppressed. As illustrated in FIG. 2, the control device (1) calculates the actual excess air ratio based on the intake air flow rate and the atmospheric pressure (S5), and the target air When the actual excess air ratio is insufficient with respect to the excess ratio, the EGR valve opening is corrected to the closed side (S9), and when the EGR valve (4a) is fully closed, the target fuel supply is performed. Since the amount is corrected to be reduced (S10), it is possible to prevent an excessive EGR rate or incomplete combustion due to an excessive fuel injection amount, and to suppress the generation of white smoke. In addition, the oxygen concentration in the air decreases at high altitudes, but since the actual excess air ratio is calculated based on the intake flow rate and atmospheric pressure, the generation of white smoke can be suppressed even when operating at high altitudes. .
図1〜図2は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図であり、この実施形態では、立形の直列4気筒ディーゼルエンジンについて説明する。 FIGS. 1 to 2 are views for explaining an engine according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a vertical in-line four-cylinder diesel engine will be described.
図1に示すように、このエンジンは、4本のシリンダ(19)と、シリンダヘッド(9)とを備え、シリンダヘッド(9)の左右一側には吸気マニホルド(10)が、他側には排気マニホルド(11)が組み付けられている。シリンダ(8)を備えたシリンダブロック(図外)の後部にはフライホイール(12)が配置されている。 As shown in FIG. 1, this engine includes four cylinders (19) and a cylinder head (9). Is fitted with an exhaust manifold (11). A flywheel (12) is disposed at the rear of a cylinder block (not shown) provided with the cylinder (8).
燃料供給装置(5)の構成は、次の通りである。
図1に示すように、シリンダヘッド(9)には、シリンダ(8)毎にインジェクタ(13)が配置され、各インジェクタ(13)はコモンレール(14)に接続されている。コモンレール(14)には、燃料サプライポンプ(15)を介して燃料タンク(16)の燃料(20)が圧送される。各インジェクタ(13)の電磁弁は、制御装置(1)に接続され、制御装置(1)からの制御信号で、開弁タイミングと開弁期間が制御され、所定のタイミングで所定量の燃料(20)が燃焼室(6)に噴射される。
The configuration of the fuel supply device (5) is as follows.
As shown in FIG. 1, the cylinder head (9) is provided with an injector (13) for each cylinder (8), and each injector (13) is connected to a common rail (14). The fuel (20) in the fuel tank (16) is pumped to the common rail (14) via the fuel supply pump (15). The electromagnetic valve of each injector (13) is connected to the control device (1), the valve opening timing and the valve opening period are controlled by a control signal from the control device (1), and a predetermined amount of fuel (at a predetermined timing) 20) is injected into the combustion chamber (6).
図1に示すように、制御装置(1)には、回転数センサ(21)と調速センサ(22)とが接続され、エンジンの設定回転数と、実回転数と設定回転数の偏差とにより、燃料噴射量が調節される。
制御装置(1)は、エンジンECUである。エンジンECUは、エンジン電子制御ユニットの略称であり、マイコンである。
吸気マニホルド(10)に吸気を供給する吸気経路(17)には吸気流量センサ(18)が配置されている。
制御装置(1)には大気圧センサ(3)が接続されている。
As shown in FIG. 1, a rotation speed sensor (21) and a speed control sensor (22) are connected to the control device (1), and the set rotation speed of the engine, the deviation between the actual rotation speed and the set rotation speed, and Thus, the fuel injection amount is adjusted.
The control device (1) is an engine ECU. The engine ECU is an abbreviation for engine electronic control unit and is a microcomputer.
An intake flow rate sensor (18) is arranged in the intake passage (17) for supplying intake air to the intake manifold (10).
An atmospheric pressure sensor (3) is connected to the control device (1).
図1に示すように、このエンジンは、制御装置(1)と吸気流量センサ(2)と大気圧センサ(3)とEGR装置(4)と燃料供給装置(5)とを備えている。
図2に示すように、このエンジンは、制御装置(1)により、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算(S5)され、目標空気過剰率に対し、実空気過剰率が吸気不足である場合には、EGR弁開度が閉弁側に補正(S9)され、EGR弁(4a)が全閉である場合には、目標燃料供給量が減量側に補正(S10)されるように構成されている。
すなわち、制御装置(1)により、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算(S5)され、目標空気過剰率に対し、実空気過剰率が吸気不足で、EGR弁(4a)が全閉でない場合には、EGR弁開度が閉弁側に補正(S9)され、EGR弁(4a)が全閉になった後に、目標燃料供給量が減量側に補正(S10)されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the engine includes a control device (1), an intake flow rate sensor (2), an atmospheric pressure sensor (3), an EGR device (4), and a fuel supply device (5).
As shown in FIG. 2, in this engine, the actual excess air ratio is calculated (S5) based on the intake flow rate and the atmospheric pressure by the control device (1), and the actual excess air ratio is smaller than the target excess air ratio. If the intake is insufficient, the EGR valve opening is corrected to the closed side (S9), and if the EGR valve (4a) is fully closed, the target fuel supply amount is corrected to the reduced side (S10). It is comprised so that.
That is, the control device (1) calculates the actual excess air ratio based on the intake air flow rate and the atmospheric pressure (S5), and the actual excess air ratio is insufficient with respect to the target excess air ratio, and the EGR valve (4a). Is not fully closed, the EGR valve opening is corrected to the closed side (S9), and after the EGR valve (4a) is fully closed, the target fuel supply amount is corrected to the reduced side (S10). It is configured as follows.
図1に示すように、EGR装置(4)は、排気マニホルド(11)と吸気マニホルド(10)との間に設けられ、EGR通路(4b)の途中にEGRクーラ(4c)とEGR弁(4a)とを備えている。制御装置(1)の制御により、EGR弁(4a)の開度が調節され、EGR率が設定される。 As shown in FIG. 1, the EGR device (4) is provided between an exhaust manifold (11) and an intake manifold (10), and an EGR cooler (4c) and an EGR valve (4a) are provided in the middle of the EGR passage (4b). ). The opening degree of the EGR valve (4a) is adjusted by the control of the control device (1), and the EGR rate is set.
制御装置(1)による制御の流れは次の通りである。
ステップ(S1)では、スロットル開度と実回転数が読み込まれ、ステップ(S2)では、スロットル開度に基づく目標回転数度と実回転数の偏差に基づいて、目標燃料噴射量と目標空気過剰率と目標EGR弁開度が演算され、ステップ(S3)では、EGR弁開度が調節され、ステップ(S4)では吸気流量と大気圧とが読み込まれ、ステップ(S5)では、吸気流量と大気圧による空気の酸素濃度に基づいて実空気過剰率が演算され、ステップ(S6)では、目標空気過剰率に対し実空気過剰率が吸気不足か否か判定される。
The flow of control by the control device (1) is as follows.
In step (S1), the throttle opening and the actual rotational speed are read. In step (S2), the target fuel injection amount and the target air excess are determined based on the deviation between the target rotational speed based on the throttle opening and the actual rotational speed. The rate and the target EGR valve opening are calculated. In step (S3), the EGR valve opening is adjusted. In step (S4), the intake air flow rate and the atmospheric pressure are read. In step (S5), the intake air flow rate is increased. The actual excess air ratio is calculated based on the oxygen concentration of the air due to the atmospheric pressure. In step (S6), it is determined whether or not the actual excess air ratio is insufficient for the target air excess ratio.
ステップ(S6)での判定が否定である場合には、ステップ(S7)で燃料噴射が行われ、ステップ(S1)に戻る。ステップ(S6)での判定が肯定である場合には、ステップ(S8)でEGR弁(4a)が全開か否か判定される。ステップ(S8)での判定が否定である場合には、ステップ(S9)でEGR弁開度が閉弁側に補正され、ステップ(S4)に戻る。ステップ(S8)での判定が肯定である場合には、ステップ(S10)で目標燃料噴射量が減量側に補正され、ステップ(S4)に戻る。 If the determination in step (S6) is negative, fuel injection is performed in step (S7), and the process returns to step (S1). If the determination in step (S6) is affirmative, it is determined in step (S8) whether or not the EGR valve (4a) is fully opened. If the determination in step (S8) is negative, the EGR valve opening is corrected to the valve closing side in step (S9), and the process returns to step (S4). If the determination in step (S8) is affirmative, the target fuel injection amount is corrected to the decrease side in step (S10), and the process returns to step (S4).
(1) 制御装置
(2) 吸気流量センサ
(3) 大気圧センサ
(4) EGR装置
(4a) EGR弁
(5) 燃料供給装置
(S5) 実空気過剰率が演算
(S9) EGR弁開度が閉弁側に補正
(S10) 目標燃料供給量が減量側に補正
(1) Control device
(2) Intake flow sensor
(3) Atmospheric pressure sensor
(4) EGR device
(4a) EGR valve
(5) Fuel supply device
(S5) Actual excess air rate is calculated
(S9) EGR valve opening is corrected to the valve closing side
(S10) Target fuel supply is corrected to decrease
Claims (1)
制御装置(1)により、吸気流量と大気圧とに基づいて実空気過剰率が演算(S5)され、目標空気過剰率に対し、実空気過剰率が吸気不足で、EGR弁(4a)が全閉でない場合には、EGR弁開度が閉弁側に補正(S9)され、EGR弁(4a)が全閉になった後に、目標燃料供給量が減量側に補正(S10)されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 A control device (1), an intake air flow sensor (2), an atmospheric pressure sensor (3), an EGR device (4), and a fuel supply device (5);
The control device (1) calculates the actual excess air ratio based on the intake air flow rate and the atmospheric pressure (S5). The actual excess air ratio is insufficient for the intake air relative to the target excess air ratio , and the EGR valve (4a) If it is not closed, the EGR valve opening is corrected to the closed side (S9), and after the EGR valve (4a) is fully closed , the target fuel supply amount is corrected to the reduced side (S10). An engine characterized by being configured.
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