JPH02136556A - 内燃機関のegr装置 - Google Patents

内燃機関のegr装置

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JPH02136556A
JPH02136556A JP63287638A JP28763888A JPH02136556A JP H02136556 A JPH02136556 A JP H02136556A JP 63287638 A JP63287638 A JP 63287638A JP 28763888 A JP28763888 A JP 28763888A JP H02136556 A JPH02136556 A JP H02136556A
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egr
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滝川 昌宏
Toshihiko Ito
猪頭 敏彦
Toru Yoshinaga
融 吉永
Masaki Takeyama
雅樹 武山
Yaohiro Inagaki
八穂広 稲垣
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Nippon Soken Inc
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のFE G R装置に関する。
〔従来の技術〕
例えば、ディーゼル機関の排気中にはカーボン、パーテ
ィキュレ−1・などの微粒子が比較的多く含まれる関係
から、NOxの低減を目的として多量のEGRを行うと
、新気とともにシリンダに吸入された排気中のカーボン
がシリンダ内壁面へ付着し、これがピストンリングによ
りクランクケース内へと掻き落とされ、エンジンオイル
に対するカーボン溶解量が急増する傾向にあった。
オイル中に熔解したカーボンはオイル劣化を促し、機関
潤滑性を著しく低下させるなどのきわめて好ましくない
現象をもたらす。
このため実公昭61−14616号公報には、[’、 
G R通路の途中にカーボン捕集用の触媒を介装すると
共に、触媒を選択的に加熱するヒータを設けることによ
り、捕集したカーボンを自動的に燃焼処理するようにし
たEGR装置が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのBCR装置では微粒子の捕集能力が未
だ不十分であるため、従来と同様の問題、すなわち、シ
リンダの摩耗およびエンジンオイルの劣化という問題を
生ずる。またブローバイガス中のオイルミストとEGR
ガス中の微粒子との相互作用によって吸気管内に多量の
デポジットが堆積されるという問題も生ずる。一方、微
粒子の浦集能力を向上させるため、例えばカーボン捕集
用フィルタの隙間を細かくしてもすぐに目詰まりを起こ
してしまう。
そこで本発明では、吸気管内でのデポジットのttC積
を防くとともにEGRガス中の微粒子の捕集能力を向−
トさせたE G R装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、排気の一部をEGR通路およびFE 
G R制御弁を介して吸気中に還流するようにした内燃
機関において、EGR通路の途中に微粒子捕集装置を設
け、この微粒子捕集装置より上流のI?、G R通路に
ブローバイガス還流通路を接続している。
〔作 用〕
本発明は上記した構成によって、ブローバイガス還流通
路を介してEGR通路内に流入したブローハイガスは、
微粒子捕集装置内に流入する。この際、ブローバイガス
に含まれるオイルミストは微粒子捕集装置に捕集され、
このオイルの粘着力によってEGRガス中の微粒子が捕
集される。
〔実施例〕
第1図を参照すると、1はディーゼル機関本体、2は吸
気管、3は吸気マニホルド、4は排気マニホルド、5は
排気管を夫々示す。吸気管2と排気マニホルド4とを連
結するEGR通路6の途中には、EGR制御弁7が配設
される。EGR制御弁7は、ダイヤフラム8により隔成
された負圧室9と大気圧室10とを有し、この負圧室9
内にダイヤフラム押圧用圧縮ばね11が挿入される。ま
た、弁ボート12の開閉制御をする弁体13がダイヤフ
ラム8に連結される。負圧室9は負圧導入管14を介し
て、機関によって駆動される真空ポンプ15に接続され
る。負圧導入管14の途中には負圧調整弁16が設けら
れる。負圧調整弁16は電子制御ユニット30から送出
されるオン−オフ信号によって開閉制御され、オン−オ
フ信号のデユーティ比を変えることによって負圧室9内
の負圧を制御することができる。弁体13の位置は負圧
室9内の負圧の大きさによって制御され、これによって
弁ポート12の開度が制御される。すなわら、電子制御
ユニット30から送出されるオンオフ信号のデユーティ
比を変化せしめることによって、E G R通路6を介
して吸気管2に還流されるEGRガス量を制御すること
ができる。EGR制御弁7より下流のEGR通路6には
微粒子捕集装置17が配設される。
第2図には微粒子捕集装置17の構造を示す。
第2図を参照すると、微粒子捕集装置17の金属製ハウ
ジング18は中央の円筒部18aと、円筒部18aの両
端部に形成された円錐状部18b、18cとからなる。
円筒部18a内には、フィルタ状捕集部材1つが収納さ
れている。フィルタ状捕集部材19は、融点が高くかつ
断熱性の大きい材料、例えばアルミナでできており、毛
細管状の空隙を有する円柱状のコア部19aと、コア部
19aを囲繞しこのコア部19aと同心で空隙のない外
被部19bとを具備する。第2図において排気は矢印の
向き、すなわち図中力から右に向かって流れる。捕集部
材19の左端部付近にはヒータ20が配設される。
第3図に示されるように、ヒータ20は波状に形成され
、コア部19aの断面のほぼ全域にわたって配置される
。ヒータ20は絶縁材21を介して外部に引き出される
再び第1図を参照すると、クランク室と連通されたヘッ
ドカバー内(図示せず)は、ブローハイガス還流通路2
2を介して微粒子捕集装置17の上流側円錐状部18b
側面(第2図参照)に接続される。ブローバイガス還流
通路22の途中には切換弁23が配設される。切換弁2
3はさらに通路24を介して吸気マニホルド3に接続さ
れる。切換弁23は電子制御ユニント30によって制御
され、ヘッドカバー(図示せず)内を、吸気マニホルド
3または微粒子捕集装置17の上流側円錐状部18bに
選択的に連通せしめる。
電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス31によって相互に接続されたROM
 (リードオンリメモリ)32、RAM (ランダムア
クセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)3
4、入力ボート35および出力ボート36を具備する。
第1図に示されるように微粒子捕集装置17より上流で
かつ微粒子捕集装置17近傍のEGR通路6には、微粒
子捕集装置17直上流のEGR通路6内のEGRガス圧
を検出する圧力センサ50が取付けられる。圧力センサ
50はEGRガス圧に比例した出力電圧を発生し、この
圧力センサ50はAD変換器37を介して入力ボート3
5に接続される。一方、アクセルペダル51にはアクセ
ルペダル51の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
負荷センサ52が取付けられる。この負荷センサ52は
AD変換器38を介して人力ボート35に接続される。
また、人力ボート35には機関回転数を表す出力信号を
発生ずる回転数センサ53、機関1回転毎に出力信号を
発生ずる積算回転数センサ54およびスタータスイッチ
55が接続される。
一方、出力ボート36は駆動回路39 、40および4
1を介してヒータ20、切換弁23および負圧調整弁1
6に夫々接続される。
機関通常運転時においては、EGR制御弁7は、回転数
センサ53により検出される機関回転数および負荷セン
サ52によって検出されるアクセル開度に基づいて弁ボ
ート12の開度を制御してEGR量を制御する。これに
よって、機関運転状態に応じて適切な■のEGRガスが
吸気管2内に還流される。
切換弁23は、通常運転時においては微粒子捕集装置1
7の直上流のEGR通路6に連通せしめられ、オイルミ
ストを含むブローバイガスは微粒子捕集装置17直上流
のEGR通路6内に流入する。ブローバイガス中のオイ
ルミストはフィルタ状捕集部材19に捕集され、この捕
集されたオイルの粘着性によってEGRガス中のカーボ
ン粒子の捕集率が著しく向上する。このため、吸気管2
内へのデポジットの堆積、シリンダの摩耗およびエンジ
ンオイルの劣化が抑制される。
圧力センサ50によって検出される微粒子捕集装置17
上流のEGR通路6内のEGRガス圧力が予め定められ
た圧力を越えた場合、切換弁23はブローハイガス還流
通路22を遮断せしめると共に通路24を介してヘッド
カバー内を吸気マニホルド3に連通せしめる。これによ
ってEGRガスがブローバイガス還流通路22を介して
ヘンドカハ−(図示せず)内に逆流することが阻止され
る。これにより、フローハイガスは吸気マニホルド3内
に放出される。
積算回転数センサ54の出力信号をカウントすることに
より得られる積算機関回転数が予め定められた積算機関
回転数、例えば50万回に達する毎に、予め定められた
時間、例えば20分間ヒータ20に通電される。これに
よりフィルタ状捕集部材19が高温に加熱され、フィル
タ状捕集部材19に捕集されたオイルおよびカーボン粒
子は燃焼せしめられて除去され、フィルタ状捕集部材1
9の目詰まりが防止される。ヒータ20通電時EGR制
御弁7は予め定められた開度、例えば全開の約20%程
度とし、オイルおよびカーボン粒子の燃焼に必要な空気
が供給される。また、ヒータ20通電時、切換弁23は
ブローハ・イガス還流通路22を遮断しこれによってブ
ローハイガス還流通路22を介して燃焼火炎がディーゼ
ル機関本体1内に入ることが阻止される。
機関始動時においては、E G Rii制御弁を全開(
開度100%)せしめると共にヒータ20に通電せしめ
る。これによってEGRガスはヒータによって加熱され
、この加熱されたEGRガスが吸気を加熱するため、低
温時の機関始動性を向−1−、せしめることができる。
次に第4図から第6図を参照して本実施例を実行するた
めのルーチンについて説明する。
第4図はEGR制御弁7の開度を制御するルーチンを示
す。このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行
される。第4図を参照すると、まずステップ60で機関
回転数Neおよびアクセル開度θAが読み込まれる。続
いてステップ61でスタータスイッチ55がオフか否か
判定され、ステップ62でヒータ20がオフか否か判定
される。
ステップ61および62で肯定判定された場合、ステッ
プ63に進み、マツプ1(第7図参照)からNeおよび
θAに基づいてEGR制御弁7の開度が算出され本ルー
チンを終了する。これにより、機関運転状態に応じた最
適なEGRガス■が吸気管2内に還流される。
ステップ61において否定判定された場合、すなわち機
関始動時においては、ステップ64に進み、EGR制御
弁7は全開(開度100%)とされ、本ルーチンを終了
する。これによって機関始動性が向」二せしめられる。
ステップ62において否定判定された場合、すなわちヒ
ータ20がオンのとき、ステップ65に進み、EGR制
御弁7の開度は全開時の20%とされ、本ルーチンを終
了する。これによって、フィルタ状捕集部材19に捕集
されたオイルおよびカーボン粒子の燃焼に必要な空気が
供給される。
以上の処理の後、負圧調整弁16を制御することにより
EGR制御弁7が駆動制御される。
第5図は切換弁23を制御するルーチンを示す。
このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行され
る。第5図を参照すると、まずステップ70で微粒子捕
集装置17直上流のEGR通路内圧力Pが読み込まれる
。ステップ71ではヒータ20がオフか否か判定され、
ステップ72ではPが予め定められた圧力PE以下か否
か判定される。
ステップ71および72で肯定判定されると、ステップ
73に進み、切換弁23はブローバイガス還流通路22
を連通せしめ本ルーチンを終了する。
これによって、オイルミストを含むブローバイガスは微
粒子捕集装置17直上流のEGR通路6内に導入される
ステップ71およびステップ72のいずれか一方でも否
定されると、ステップ74に進み、ブローバイガス還流
通路は遮断され、ヘッドカバー(図示せず)内は通路2
4を介して吸気マニホルド3に連通せしめられ、本ルー
チンを終了する。
これによってブローバイガスは吸気マニホルド3内に放
出される。またヒータ20オン時において、ブローバイ
ガス還流通路22を介して、捕集されたオイルおよびカ
ーボン粒子の燃焼火炎がディーゼル機関本体1内に入る
ことが防止される。また、P > P を時において、
EGRガスがブローバイガス還流通路22を介してヘッ
ドカバー(図示せず)内に逆流することが防止される。
第6図はヒータ20のオン、オフを制御するルーチンを
示す。このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実
行される。第6図を参照すると、まずステップ80で積
算機関回転数Nが読み込まれる。ステップ81ではスタ
ータスイッチ55がオフか否か判定される。スタータス
イッチ55がオンの場合、すなわち機関始動時において
は、ステップ82に進みヒータ20をオンせしめる。こ
れによって機関始動性が向上せしめられる。ステップ8
1で肯定判定されるとステップ83に進みフラグF=0
か否か判定される。肯定判定されるとステップ84でN
が50万回以上か否か判定される。否定判定されるとス
テップ89に進み、ヒータ20がオフせしめられて本ル
ーチンを終了する。ステップ84で肯定判定されると、
ステップ85でNは0とされ、図示しない他のルーチン
によって0から再び積算機関回転数がカウントされる。
ステップ86ではフラグFが1とされる。ステップ83
でF=1であり否定判定された場合、N≧50万回を満
足してヒータ20が通電中であり、ステップ87に進む
。ステップ87では、ヒータをオンした時から例えば2
0分経過したか否か判定される。否定判定された場合、
ステップ82に進みヒータ20をオンし続けて本ルーチ
ンを終了する。肯定判定された場合、ステップ88でF
をOとした後、ステップ89でヒータ20をオフした後
本ルーチンを終了する。
なお、本発明に用いられる微粒子捕集装置は第2図に示
されるような構造に限定されるものではなく微粒子の捕
集再生が可能な装置であればよい。
(発明の効果〕 本発明によれば、微粒子捕集装置に捕集されたブローバ
イガス中のオイルの粘着力によって、EGRガス中の粒
子の捕集効率を向上せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を採用したディーゼル機関の
全体構成図、第2図は微粒子捕集装置の一部断面側面図
、第3図は第2図の■−■線による断面図、第4図はE
GR制御弁の開度を制御するだめのフローチャー(・、
第5図は切換弁を制御するためのフローチャート、第6
図はヒータを制御するだめのフローチャート、第7図は
EGR制御弁開度と、機関回転数およびアクセル開度と
の関係を示ず線し]である。 2・・・吸気管、     6・・・EGR通路、7・
・・EGR制御弁、  17・・・微粒子捕集装置、2
2・・・ブローバイガス還流通路。 第 図 h〜 壇 図 第 第

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  排気の一部をEGR通路およびEGR制御弁を介して
    吸気中に還流するようにした内燃機関において、前記E
    GR通路の途中に微粒子捕集装置を設け、該微粒子捕集
    装置より上流の前記EGR通路にブローバイガス還流通
    路を接続した内燃機関のEGR装置。
JP63287638A 1988-11-16 1988-11-16 内燃機関のegr装置 Expired - Lifetime JP2712416B2 (ja)

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