JPH07293354A - ターボ付内燃機関の排気還流装置 - Google Patents
ターボ付内燃機関の排気還流装置Info
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- JPH07293354A JPH07293354A JP6089255A JP8925594A JPH07293354A JP H07293354 A JPH07293354 A JP H07293354A JP 6089255 A JP6089255 A JP 6089255A JP 8925594 A JP8925594 A JP 8925594A JP H07293354 A JPH07293354 A JP H07293354A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/39—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in series
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
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- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/71—Multi-way valves
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高負荷時にはタービン下流から排
気還流ガスを導入し、低負荷時にはタービン上流側から
排気還流ガスを導入することにより、必要排気還流ガス
量を常に確保し、また排気還流ガスの温度を低減するこ
とを目的とする。 【構成】 第１及び第２排気還流通路３８、３７と、排
気通路１９ａ、１９ｂ内にタービン１７と、吸気通路２
０ａ、２０ｂ内にコンプレッサ１８とを有するターボ付
内燃機関の排気還流装置において、負荷が所定値以上の
時第２排気還流通路３７を、また負荷が所定値未満の時
第１排気還流通路３８を吸気通路２０ｂに連通するよう
切換部３４を制御する開閉部制御手段を設けたことを特
徴とする。
気還流ガスを導入し、低負荷時にはタービン上流側から
排気還流ガスを導入することにより、必要排気還流ガス
量を常に確保し、また排気還流ガスの温度を低減するこ
とを目的とする。 【構成】 第１及び第２排気還流通路３８、３７と、排
気通路１９ａ、１９ｂ内にタービン１７と、吸気通路２
０ａ、２０ｂ内にコンプレッサ１８とを有するターボ付
内燃機関の排気還流装置において、負荷が所定値以上の
時第２排気還流通路３７を、また負荷が所定値未満の時
第１排気還流通路３８を吸気通路２０ｂに連通するよう
切換部３４を制御する開閉部制御手段を設けたことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気通路に
排気ガスによって駆動されるタービンを設けるととも
に、吸気通路に設けたコンプレッサを上記タービンによ
って駆動することにより吸気を過給するようにしたター
ボ過給機を備えた内燃機関の排気還流装置に関するもの
である。
排気ガスによって駆動されるタービンを設けるととも
に、吸気通路に設けたコンプレッサを上記タービンによ
って駆動することにより吸気を過給するようにしたター
ボ過給機を備えた内燃機関の排気還流装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関においては、
内燃機関より排出された排気ガスの一部を吸気系に還流
し、シリンダ内において排気還流ガスと混合した新気お
よび燃料を燃焼させている。このようにすることによっ
て、燃焼が緩慢となり燃焼時間を長くすることができ、
燃焼に伴って発生する発熱現象が長時間に渡って起きる
ようになり、燃焼圧が最も高いピストンの上死点付近の
燃焼温度を低下させることができる。よって、高温、高
圧というＮＯｘの発生する雰囲気を避けることができ、
ＮＯｘの発生を抑制している。このように、内燃機関の
吸気系に排気還流ガスを導入することによってＮＯｘの
発生を抑制するターボ過給機付内燃機関の排気還流装置
が、例えば特開昭５６−１２４６６４号公報に開示され
ている。ここに開示された排気還流装置は、排気系のタ
ービン上流とタービン下流にそれぞれ設けられた排気還
流ガス導入口より、内燃機関の負荷に応じて排気還流ガ
スを取り入れている。具体的には、内燃機関の負荷が所
定値以下の時は上記タービン下流から排気還流ガスを導
入し、内燃機関の負荷が所定値以上のときには上記ター
ビン上流から排気還流ガスを導入し、内燃機関の最高燃
焼温度を抑制してＮＯｘの発生を低減している。
内燃機関より排出された排気ガスの一部を吸気系に還流
し、シリンダ内において排気還流ガスと混合した新気お
よび燃料を燃焼させている。このようにすることによっ
て、燃焼が緩慢となり燃焼時間を長くすることができ、
燃焼に伴って発生する発熱現象が長時間に渡って起きる
ようになり、燃焼圧が最も高いピストンの上死点付近の
燃焼温度を低下させることができる。よって、高温、高
圧というＮＯｘの発生する雰囲気を避けることができ、
ＮＯｘの発生を抑制している。このように、内燃機関の
吸気系に排気還流ガスを導入することによってＮＯｘの
発生を抑制するターボ過給機付内燃機関の排気還流装置
が、例えば特開昭５６−１２４６６４号公報に開示され
ている。ここに開示された排気還流装置は、排気系のタ
ービン上流とタービン下流にそれぞれ設けられた排気還
流ガス導入口より、内燃機関の負荷に応じて排気還流ガ
スを取り入れている。具体的には、内燃機関の負荷が所
定値以下の時は上記タービン下流から排気還流ガスを導
入し、内燃機関の負荷が所定値以上のときには上記ター
ビン上流から排気還流ガスを導入し、内燃機関の最高燃
焼温度を抑制してＮＯｘの発生を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、内燃機関の低
負荷時に排気還流ガスを多く導入し、高負荷時に排気還
流ガスを少しだけ導入するような場合、上記従来技術に
おいて低負荷時には排気還流ガスを大量に確保できない
という問題が起こる。つまり、流路抵抗のある排気還流
通路に大量の排気還流ガスを送るためには、排気還流ガ
スの圧力は高いものが要求されるが、上記従来技術にお
いて負荷が所定値未満のときは排気タービン下流側から
排気還流ガスを取り入れているため、タービンを経由し
た分だけ排気ガスの圧力が低いものとなる。よって、排
気還流通路に大量の排気還流ガスを流すことは不可能と
なり、所望量確保できなくなる。一方、高負荷時には、
負荷の上昇とともに燃焼温度も高くなることから、排気
ガスの温度もかなり高いものとなる。ここで、上記従来
技術において負荷が所定値以上の時には排気タービン上
流側から排気還流ガスを取り入れているため、高温の排
気還流ガスを吸気系に導入することとなる。従って、高
温の排気還流ガスを新気と一緒にシリンダ内に吸入する
ことから吸気が高温となり、また排気還流ガスの密度が
低いため同じ体積の排気還流ガスであれば温度の低い排
気還流ガスと比べてシリンダ内に吸入される排気還流ガ
スの質量が小さくなる。よって、燃焼温度が高くなりＮ
Ｏｘの発生を低減するためには十分な効果が発揮できな
いという問題点がある。本発明は、高負荷時にはタービ
ン下流から排気還流ガスを導入し、低負荷時にはタービ
ン上流側から排気還流ガスを導入することにより、必要
排気還流ガス量を常に確保し、また排気還流ガスの温度
を低減することを目的とする。
負荷時に排気還流ガスを多く導入し、高負荷時に排気還
流ガスを少しだけ導入するような場合、上記従来技術に
おいて低負荷時には排気還流ガスを大量に確保できない
という問題が起こる。つまり、流路抵抗のある排気還流
通路に大量の排気還流ガスを送るためには、排気還流ガ
スの圧力は高いものが要求されるが、上記従来技術にお
いて負荷が所定値未満のときは排気タービン下流側から
排気還流ガスを取り入れているため、タービンを経由し
た分だけ排気ガスの圧力が低いものとなる。よって、排
気還流通路に大量の排気還流ガスを流すことは不可能と
なり、所望量確保できなくなる。一方、高負荷時には、
負荷の上昇とともに燃焼温度も高くなることから、排気
ガスの温度もかなり高いものとなる。ここで、上記従来
技術において負荷が所定値以上の時には排気タービン上
流側から排気還流ガスを取り入れているため、高温の排
気還流ガスを吸気系に導入することとなる。従って、高
温の排気還流ガスを新気と一緒にシリンダ内に吸入する
ことから吸気が高温となり、また排気還流ガスの密度が
低いため同じ体積の排気還流ガスであれば温度の低い排
気還流ガスと比べてシリンダ内に吸入される排気還流ガ
スの質量が小さくなる。よって、燃焼温度が高くなりＮ
Ｏｘの発生を低減するためには十分な効果が発揮できな
いという問題点がある。本発明は、高負荷時にはタービ
ン下流から排気還流ガスを導入し、低負荷時にはタービ
ン上流側から排気還流ガスを導入することにより、必要
排気還流ガス量を常に確保し、また排気還流ガスの温度
を低減することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の手段は、以下の構成を備える。内燃機関の排
気通路に設けられたタービンと、タービンにより駆動さ
れる吸気通路のコンプレッサと、タービンの上流側排気
通路と吸気通路とを連通する第１排気還流通路と、第１
排気還流通路の流通を制御する第１開閉部と、タービン
の下流側排気通路と吸気通路とを連通する第２排気還流
通路と、第２排気還流通路の流通を制御する第２開閉部
とを備えたターボ付内燃機関の排気還流装置において、
内燃機関の負荷が所定値以上の時、第２排気還流通路か
ら排気還流ガスを導入し、負荷が所定値未満の時、第１
排気還流通路から排気還流ガスを導入するように第１と
第２の開閉部を制御する開閉部制御手段を設けたことを
特徴とする。
の本発明の手段は、以下の構成を備える。内燃機関の排
気通路に設けられたタービンと、タービンにより駆動さ
れる吸気通路のコンプレッサと、タービンの上流側排気
通路と吸気通路とを連通する第１排気還流通路と、第１
排気還流通路の流通を制御する第１開閉部と、タービン
の下流側排気通路と吸気通路とを連通する第２排気還流
通路と、第２排気還流通路の流通を制御する第２開閉部
とを備えたターボ付内燃機関の排気還流装置において、
内燃機関の負荷が所定値以上の時、第２排気還流通路か
ら排気還流ガスを導入し、負荷が所定値未満の時、第１
排気還流通路から排気還流ガスを導入するように第１と
第２の開閉部を制御する開閉部制御手段を設けたことを
特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明のターボ付内燃機関の排気還流装置で
は、内燃機関の負荷が所定値以上の時は、開閉部制御手
段によりタービンの下流から第２排気還流通路を通して
排気還流ガスを導入する。高負荷時には、燃焼される燃
料量が多いことから燃焼によって発生した発熱量も大き
く、排気ガスの温度も高温となる。しかし、高温の排気
ガスはタービンを回転させるといった仕事を行うことに
よって、タービンの下流からは熱エネルギーの低下した
低温の排気ガスとなることから、排気還流ガスはタービ
ンの上流の排気ガスに比べて温度が低下している。よっ
て、新気と排気還流ガスの混合した吸気の温度を、ター
ビンの上流から排気還流ガスを導入しているものに比べ
て低下させることができ、また排気還流ガスの温度が比
較的温度の低いことから排気還流ガスの密度の高いもの
を吸気系に導入することができる。一方、内燃機関の負
荷が所定値未満の時は、開閉部制御手段によりタービン
の上流から第１排気還流通路を通して排気還流ガスを導
入する。低負荷時には、燃焼される燃料の量も少ないこ
とから燃焼によって発生した発熱量も小さく、排気ガス
の温度も比較的高くならない。また、タービンの上流は
タービンの下流よりも排気ガスの圧力が高く、よって排
気還流通路の流路抵抗に影響されることなく、比較的温
度の低い排気還流ガスを大量に確保することができる。
は、内燃機関の負荷が所定値以上の時は、開閉部制御手
段によりタービンの下流から第２排気還流通路を通して
排気還流ガスを導入する。高負荷時には、燃焼される燃
料量が多いことから燃焼によって発生した発熱量も大き
く、排気ガスの温度も高温となる。しかし、高温の排気
ガスはタービンを回転させるといった仕事を行うことに
よって、タービンの下流からは熱エネルギーの低下した
低温の排気ガスとなることから、排気還流ガスはタービ
ンの上流の排気ガスに比べて温度が低下している。よっ
て、新気と排気還流ガスの混合した吸気の温度を、ター
ビンの上流から排気還流ガスを導入しているものに比べ
て低下させることができ、また排気還流ガスの温度が比
較的温度の低いことから排気還流ガスの密度の高いもの
を吸気系に導入することができる。一方、内燃機関の負
荷が所定値未満の時は、開閉部制御手段によりタービン
の上流から第１排気還流通路を通して排気還流ガスを導
入する。低負荷時には、燃焼される燃料の量も少ないこ
とから燃焼によって発生した発熱量も小さく、排気ガス
の温度も比較的高くならない。また、タービンの上流は
タービンの下流よりも排気ガスの圧力が高く、よって排
気還流通路の流路抵抗に影響されることなく、比較的温
度の低い排気還流ガスを大量に確保することができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。本発明のターボ付内燃機関の排気還流装置
の実施例として、ターボ付ディーゼルエンジンの排気還
流装置を挙げ、本実施例のシステム図を図１に示す。エ
ンジンＥには、冷却水温度を測定する水温センサ１とク
ランク角を測定するクランク角センサ２とが設けられ、
測定された信号をＥＣＵ３に入力するようになってい
る。また、吸気通路２０ａ、２０ｂ内に吸気温度を測定
する吸気温センサ５と、ターボチャージャー６により過
給された吸気の圧力を測定するターボプレッシャーセン
サ７と、アクセルペダル１０に応じてエンジンＥに吸入
される吸気量を制御する吸気絞り弁８の弁開度を測定す
るスロットルポジションセンサ９が設けられており、各
センサからの信号をＥＣＵ３に入力するようになってい
る。また、エンジンＥの燃焼室１１内に設けられた燃料
噴射弁１２に燃料を供給するインジェクションポンプ１
３には、燃料の温度を測定する燃温センサ１４が設けら
れＥＣＵ３に信号を入力するようになっている。ここ
で、ＥＣＵ３において各センサにより測定された値を基
に燃料噴射量を算出し、インジェクションポンプ１３に
算出された燃料噴射量に応じた信号を出力することによ
り燃料噴射弁１２を通し燃焼室１１内に燃料を噴射する
こととなる。機関冷間時等には、燃焼室１１内に設けら
れたグロープラグ１５に図示しないバッテリーから供給
される電圧をかけることにより、グロープラグ１５を加
熱し、エンジン始動性を良好にしている。
に説明する。本発明のターボ付内燃機関の排気還流装置
の実施例として、ターボ付ディーゼルエンジンの排気還
流装置を挙げ、本実施例のシステム図を図１に示す。エ
ンジンＥには、冷却水温度を測定する水温センサ１とク
ランク角を測定するクランク角センサ２とが設けられ、
測定された信号をＥＣＵ３に入力するようになってい
る。また、吸気通路２０ａ、２０ｂ内に吸気温度を測定
する吸気温センサ５と、ターボチャージャー６により過
給された吸気の圧力を測定するターボプレッシャーセン
サ７と、アクセルペダル１０に応じてエンジンＥに吸入
される吸気量を制御する吸気絞り弁８の弁開度を測定す
るスロットルポジションセンサ９が設けられており、各
センサからの信号をＥＣＵ３に入力するようになってい
る。また、エンジンＥの燃焼室１１内に設けられた燃料
噴射弁１２に燃料を供給するインジェクションポンプ１
３には、燃料の温度を測定する燃温センサ１４が設けら
れＥＣＵ３に信号を入力するようになっている。ここ
で、ＥＣＵ３において各センサにより測定された値を基
に燃料噴射量を算出し、インジェクションポンプ１３に
算出された燃料噴射量に応じた信号を出力することによ
り燃料噴射弁１２を通し燃焼室１１内に燃料を噴射する
こととなる。機関冷間時等には、燃焼室１１内に設けら
れたグロープラグ１５に図示しないバッテリーから供給
される電圧をかけることにより、グロープラグ１５を加
熱し、エンジン始動性を良好にしている。
【０００７】燃焼された燃焼ガスは、排気通路１９ａ、
１９ｂを通り、排気通路１９ａ、１９ｂ内に設けられた
ターボチャージャー６の排気タービン１７を回転させ、
タービン１７の同軸上に設けられ吸気通路２０ａ、２０
ｂに設けられたコンプレッサ１８を駆動することによ
り、吸気を過給する。さらに過給された吸気は、コンプ
レッサ１８下流側に設けられたインタークーラー２１に
より冷却され、エンジンＥに送り込まれる。ターボチャ
ージャー６の排気タービン１７とエンジンＥとの間にタ
ービン上流側排気通路１９ａが設けられ、排気タービン
１７と図示しないマフラーとの間にタービン下流側排気
通路１９ｂが設けられている。また、ターボチャージャ
ー６の排気タービン１７と同軸上の他端には、吸気系に
設けられた吸入空気を圧縮するコンプレッサ１８があ
り、コンプレッサ１８とエンジンＥとを接続する吸気通
路２０ｂ内に設けられた吸気絞り弁８によりエンジンＥ
に供給される吸気流量が制御される。また、コンプレッ
サ１８と図示しないエアクリーナーとは、吸気通路２０
ａにより接続される。
１９ｂを通り、排気通路１９ａ、１９ｂ内に設けられた
ターボチャージャー６の排気タービン１７を回転させ、
タービン１７の同軸上に設けられ吸気通路２０ａ、２０
ｂに設けられたコンプレッサ１８を駆動することによ
り、吸気を過給する。さらに過給された吸気は、コンプ
レッサ１８下流側に設けられたインタークーラー２１に
より冷却され、エンジンＥに送り込まれる。ターボチャ
ージャー６の排気タービン１７とエンジンＥとの間にタ
ービン上流側排気通路１９ａが設けられ、排気タービン
１７と図示しないマフラーとの間にタービン下流側排気
通路１９ｂが設けられている。また、ターボチャージャ
ー６の排気タービン１７と同軸上の他端には、吸気系に
設けられた吸入空気を圧縮するコンプレッサ１８があ
り、コンプレッサ１８とエンジンＥとを接続する吸気通
路２０ｂ内に設けられた吸気絞り弁８によりエンジンＥ
に供給される吸気流量が制御される。また、コンプレッ
サ１８と図示しないエアクリーナーとは、吸気通路２０
ａにより接続される。
【０００８】次に、吸気通路２０ｂと排気通路１９ａ、
１９ｂとの間を連通するＥＧＲ通路３３、３８、３７に
ついて図２を用いて説明する。排気還流ガスを通す通路
としてＥＧＲ通路３３、３８および３７が設けられ、こ
のＥＧＲ通路３３は一端を切換部３４に接続され、他端
を吸気通路２０ｂに接続されている。そして、ＥＧＲ通
路３３内には排気還流ガス流量を制御するＥＧＲ制御弁
３５が設けられている。切換部３４は、タービン下流側
排気通路１９ｂのタービン下流側ＥＧＲ取出口３６に接
続されたタービン下流側ＥＧＲ通路３７に接続されてい
る。また、切換部３４は、一端をタービン上流側排気通
路１９ａに開口するタービン上流側ＥＧＲ通路３８に接
続されている。ここで、請求項１でいう第１排気還流通
路とは、ＥＧＲ通路３８、切換部３４およびＥＧＲ通路
３３により構成される通路に相当し、第２排気還流通路
とは、ＥＧＲ通路３７、切換部３４およびＥＧＲ通路３
３により構成される通路に相当する。また、同じく請求
項１でいう第１開閉部および第２開閉部とは、本実施例
では一つの切換部３４に相当する。前記切換部３４内に
は、機関の運転状態に応じて、バキュームポンプ３９に
一端を開口する負圧通路４０により導かれた負圧を、Ｅ
ＣＵ３からの駆動信号を受け開閉する電磁弁４１を制御
することにより、アクチュエーター４２を駆動し、ＥＧ
Ｒ通路３７，３８の開閉を切り換える開閉弁４３が設け
られてある。また、前記タービン下流側ＥＧＲ取出口３
６は、望ましくは図３に示すようなタービンアウトレッ
ト４４の曲がり部に設け、排気還流ガスの動圧を利用す
る構造とすることによって、タービン下流側での圧力の
低い排気ガスを有効にタービン下流側ＥＧＲ通路３７へ
導くようにする。
１９ｂとの間を連通するＥＧＲ通路３３、３８、３７に
ついて図２を用いて説明する。排気還流ガスを通す通路
としてＥＧＲ通路３３、３８および３７が設けられ、こ
のＥＧＲ通路３３は一端を切換部３４に接続され、他端
を吸気通路２０ｂに接続されている。そして、ＥＧＲ通
路３３内には排気還流ガス流量を制御するＥＧＲ制御弁
３５が設けられている。切換部３４は、タービン下流側
排気通路１９ｂのタービン下流側ＥＧＲ取出口３６に接
続されたタービン下流側ＥＧＲ通路３７に接続されてい
る。また、切換部３４は、一端をタービン上流側排気通
路１９ａに開口するタービン上流側ＥＧＲ通路３８に接
続されている。ここで、請求項１でいう第１排気還流通
路とは、ＥＧＲ通路３８、切換部３４およびＥＧＲ通路
３３により構成される通路に相当し、第２排気還流通路
とは、ＥＧＲ通路３７、切換部３４およびＥＧＲ通路３
３により構成される通路に相当する。また、同じく請求
項１でいう第１開閉部および第２開閉部とは、本実施例
では一つの切換部３４に相当する。前記切換部３４内に
は、機関の運転状態に応じて、バキュームポンプ３９に
一端を開口する負圧通路４０により導かれた負圧を、Ｅ
ＣＵ３からの駆動信号を受け開閉する電磁弁４１を制御
することにより、アクチュエーター４２を駆動し、ＥＧ
Ｒ通路３７，３８の開閉を切り換える開閉弁４３が設け
られてある。また、前記タービン下流側ＥＧＲ取出口３
６は、望ましくは図３に示すようなタービンアウトレッ
ト４４の曲がり部に設け、排気還流ガスの動圧を利用す
る構造とすることによって、タービン下流側での圧力の
低い排気ガスを有効にタービン下流側ＥＧＲ通路３７へ
導くようにする。
【０００９】次に、図４に示すＥＧＲ通路の切換部３４
の制御であるＥＧＲ切換部制御のフローチャートを参照
し、切換部３４内の開閉弁４３の開閉制御について詳細
に説明する。ＥＧＲ領域に入ると、先ずＥＧＲ切換部制
御のフローチャートのステップ１００へ進み、クランク
角センサ２よりその時のエンジン回転数Ｎｅを算出す
る。次に、ステップ１０２へ進み、スロットルポジショ
ンセンサ９より実際のスロットルポジッションＳＰを検
出する。そして、ステップ１０４へ進み、予め求めてＥ
ＣＵ３に記憶しておいた負荷の大小の判定の基準となる
基準スロットルポジションＳＰ0 を、具体的にはその時
の実際のエンジン回転数Ｎｅが高くなれば小さくなり、
エンジン回転数Ｎｅが低くなれば大きくなるようエンジ
ン回転数Ｎｅに応じて設定された基準スロットルポジシ
ョンＳＰ0 を算出する。次に、ステップ１０６へ進み、
先程検出した実際のスロットルポジションＳＰと負荷の
大小を判定する基準となる基準スロットルポジションＳ
Ｐ0 とを比較し、実際のスロットルポジションＳＰの方
が開度が大きければステップ１１０へ進む。また、ステ
ップ１０６で、実際のスロットルポジションＳＰと基準
スロットルポジションＳＰ0 と比較し、実際のスロット
ルポジションＳＰの方が小さければステップ１０８へ進
む。ステップ１０８では、予め求めておいたエンジン回
転数Ｎｅの大小を判定する基準エンジン回転数Ｎｅ0 と
比較し、実際のエンジン回転数Ｎｅの方が大きければス
テップ１１０へ進み、また基準エンジン回転数Ｎｅ0 よ
り実際のエンジン回転数Ｎｅの方が小さければステップ
１１２へ進む。ステップ１１０では、上記ステップ１０
０からステップ１０８で高負荷または高回転と判断され
たため、切換部３４をタービン１７下流側から排気還流
ガスを導入するように電磁弁４１を制御し、アクチュエ
ーター４２を駆動することにより、開閉弁４３をＥＧＲ
通路３７側に切り換え、今回の処理を終了する。また、
ステップ１１０では、上記ステップ１００からステップ
１０８で低負荷かつ低回転と判断されたため、切換部３
４をタービン１７上流側から排気還流ガスを導入するよ
うに電磁弁４１を制御し、アクチュエーター４２を駆動
することにより、開閉弁４３をＥＧＲ通路３８側に切り
換え、今回の処理を終了する。ここで、請求項１でいう
開閉部制御手段とは、切換部３４内のの開閉弁４３の開
閉制御を行うＥＧＲ切換部制御のフローチャートのう
ち、ステップ１００、１０２、１０４、１０６、１１
０、１１２に相当する。
の制御であるＥＧＲ切換部制御のフローチャートを参照
し、切換部３４内の開閉弁４３の開閉制御について詳細
に説明する。ＥＧＲ領域に入ると、先ずＥＧＲ切換部制
御のフローチャートのステップ１００へ進み、クランク
角センサ２よりその時のエンジン回転数Ｎｅを算出す
る。次に、ステップ１０２へ進み、スロットルポジショ
ンセンサ９より実際のスロットルポジッションＳＰを検
出する。そして、ステップ１０４へ進み、予め求めてＥ
ＣＵ３に記憶しておいた負荷の大小の判定の基準となる
基準スロットルポジションＳＰ0 を、具体的にはその時
の実際のエンジン回転数Ｎｅが高くなれば小さくなり、
エンジン回転数Ｎｅが低くなれば大きくなるようエンジ
ン回転数Ｎｅに応じて設定された基準スロットルポジシ
ョンＳＰ0 を算出する。次に、ステップ１０６へ進み、
先程検出した実際のスロットルポジションＳＰと負荷の
大小を判定する基準となる基準スロットルポジションＳ
Ｐ0 とを比較し、実際のスロットルポジションＳＰの方
が開度が大きければステップ１１０へ進む。また、ステ
ップ１０６で、実際のスロットルポジションＳＰと基準
スロットルポジションＳＰ0 と比較し、実際のスロット
ルポジションＳＰの方が小さければステップ１０８へ進
む。ステップ１０８では、予め求めておいたエンジン回
転数Ｎｅの大小を判定する基準エンジン回転数Ｎｅ0 と
比較し、実際のエンジン回転数Ｎｅの方が大きければス
テップ１１０へ進み、また基準エンジン回転数Ｎｅ0 よ
り実際のエンジン回転数Ｎｅの方が小さければステップ
１１２へ進む。ステップ１１０では、上記ステップ１０
０からステップ１０８で高負荷または高回転と判断され
たため、切換部３４をタービン１７下流側から排気還流
ガスを導入するように電磁弁４１を制御し、アクチュエ
ーター４２を駆動することにより、開閉弁４３をＥＧＲ
通路３７側に切り換え、今回の処理を終了する。また、
ステップ１１０では、上記ステップ１００からステップ
１０８で低負荷かつ低回転と判断されたため、切換部３
４をタービン１７上流側から排気還流ガスを導入するよ
うに電磁弁４１を制御し、アクチュエーター４２を駆動
することにより、開閉弁４３をＥＧＲ通路３８側に切り
換え、今回の処理を終了する。ここで、請求項１でいう
開閉部制御手段とは、切換部３４内のの開閉弁４３の開
閉制御を行うＥＧＲ切換部制御のフローチャートのう
ち、ステップ１００、１０２、１０４、１０６、１１
０、１１２に相当する。
【００１０】このようにして、排気還流ガス導入通路を
切り換えることにより、低負荷、低回転域では、排気タ
ービン１７上流から排気還流ガスを導入し、高負荷、高
回転域では、排気タービン１７下流からのみ排気還流ガ
スを導入する。また、上記、フローチャートのステップ
１０６の負荷の判定およびステップ１０８の回転数の判
定をＥＧＲ通路３７、３８に温度センサを設けることに
よって判定することができる。先ず、ＥＧＲ通路３７、
３８の温度センサからの信号を基にＥＧＲ通路３７、３
８の温度を算出する。そして、予め求めておいた排気ガ
スの温度の高低を判断する基準温度よりも各ＥＧＲ通路
の実際の温度が高温なのか低温なのかを判断する。つま
り、高回転または高負荷の時には排気ガスの温度が高く
なることから、排気ガスの温度が前記基準温度よりも高
いときには高回転、または高負荷であると判断する。よ
って、高回転、高負荷と判断されれば、上述のようにタ
ービン下流側から排気還流ガスを導入するようにＥＧＲ
切換部３４の電磁弁４１を制御し、アクチュエーター４
２を駆動することにより、開閉弁４３をＥＧＲ通路３７
側に切り換えるものとしてもよい。次に、１０．１５モ
ードのような機関の運転を行った場合の排気ガスのう
ち、パティキュレートＰＭとＮＯｘとの発生比率の関係
を表したものを図５に示す。これより、タービン上流か
らのみ排気還流ガスを導入している従来のＥＧＲ制御と
本実施例のＥＧＲ制御とを比較すると、本実施例のもの
は排気還流ガスの温度が低下したものを吸入するため、
パティキュレートＰＭとＮＯｘとの両方とも減少してい
ることがわかる。つまり、シリンダ内に吸入する排気還
流ガスの容積が同じなら、本実施例のような低い温度の
排気還流ガスの方が沢山吸入することができ、また排気
還流ガスの温度が低いことから吸気の温度を低下させる
ことができるため、ＮＯｘを低減することができる。ま
た、シリンダ内に吸入する排気還流ガス質量が同じな
ら、本実施例のように温度の低い排気還流ガスを導入す
ることによって排気還流ガスの容積が低減されることか
ら、シリンダ内に吸入される新気の量を沢山吸入できる
ため、充分な量の吸入酸素により不完全燃焼を低減する
ことによってパティキュレートが低減される。よって、
本実施例のターボ付ディーゼルエンジンの排気還流装置
では、エンジンが高負荷のときには、排気通路内に設け
たタービンの下流側から排気還流ガスを導入するため、
比較的温度の低い排気還流ガスを導入することができ、
また低負荷のときには、タービンの上流側から排気還流
ガスを導入することにより、排気ガスの圧力が高く、か
つ燃焼される燃料の量も少ないことから排気ガス温度が
低い排気還流ガスを導入することができる。従って、機
関の運転状態に応じて、高温でない排気還流ガスを十分
確保することができ、ＮＯｘやパティキュレートを効果
的に低減することができる。本実施例の図４に示される
フローチャートにおいて、内燃機関の負荷の判断の基準
となる基準スロットルポジションＳＰ0 の特性は、本実
施例のように限定するものではなく、内燃機関のエンジ
ン回転数Ｎｅが高くなれば大きくし、エンジン回転数Ｎ
ｅが低くなれば小さくする特性としてもよい。また、本
実施例では、吸気通路内に吸気絞り弁８を設けているた
め、ターボ過給圧が高いときには吸気絞り弁８をやや絞
ることにより、排気還流ガスを容易に導入でき、エンジ
ンの全運転領域において、所望の排気還流ガス量を常に
確保することができることは言うまでもない。
切り換えることにより、低負荷、低回転域では、排気タ
ービン１７上流から排気還流ガスを導入し、高負荷、高
回転域では、排気タービン１７下流からのみ排気還流ガ
スを導入する。また、上記、フローチャートのステップ
１０６の負荷の判定およびステップ１０８の回転数の判
定をＥＧＲ通路３７、３８に温度センサを設けることに
よって判定することができる。先ず、ＥＧＲ通路３７、
３８の温度センサからの信号を基にＥＧＲ通路３７、３
８の温度を算出する。そして、予め求めておいた排気ガ
スの温度の高低を判断する基準温度よりも各ＥＧＲ通路
の実際の温度が高温なのか低温なのかを判断する。つま
り、高回転または高負荷の時には排気ガスの温度が高く
なることから、排気ガスの温度が前記基準温度よりも高
いときには高回転、または高負荷であると判断する。よ
って、高回転、高負荷と判断されれば、上述のようにタ
ービン下流側から排気還流ガスを導入するようにＥＧＲ
切換部３４の電磁弁４１を制御し、アクチュエーター４
２を駆動することにより、開閉弁４３をＥＧＲ通路３７
側に切り換えるものとしてもよい。次に、１０．１５モ
ードのような機関の運転を行った場合の排気ガスのう
ち、パティキュレートＰＭとＮＯｘとの発生比率の関係
を表したものを図５に示す。これより、タービン上流か
らのみ排気還流ガスを導入している従来のＥＧＲ制御と
本実施例のＥＧＲ制御とを比較すると、本実施例のもの
は排気還流ガスの温度が低下したものを吸入するため、
パティキュレートＰＭとＮＯｘとの両方とも減少してい
ることがわかる。つまり、シリンダ内に吸入する排気還
流ガスの容積が同じなら、本実施例のような低い温度の
排気還流ガスの方が沢山吸入することができ、また排気
還流ガスの温度が低いことから吸気の温度を低下させる
ことができるため、ＮＯｘを低減することができる。ま
た、シリンダ内に吸入する排気還流ガス質量が同じな
ら、本実施例のように温度の低い排気還流ガスを導入す
ることによって排気還流ガスの容積が低減されることか
ら、シリンダ内に吸入される新気の量を沢山吸入できる
ため、充分な量の吸入酸素により不完全燃焼を低減する
ことによってパティキュレートが低減される。よって、
本実施例のターボ付ディーゼルエンジンの排気還流装置
では、エンジンが高負荷のときには、排気通路内に設け
たタービンの下流側から排気還流ガスを導入するため、
比較的温度の低い排気還流ガスを導入することができ、
また低負荷のときには、タービンの上流側から排気還流
ガスを導入することにより、排気ガスの圧力が高く、か
つ燃焼される燃料の量も少ないことから排気ガス温度が
低い排気還流ガスを導入することができる。従って、機
関の運転状態に応じて、高温でない排気還流ガスを十分
確保することができ、ＮＯｘやパティキュレートを効果
的に低減することができる。本実施例の図４に示される
フローチャートにおいて、内燃機関の負荷の判断の基準
となる基準スロットルポジションＳＰ0 の特性は、本実
施例のように限定するものではなく、内燃機関のエンジ
ン回転数Ｎｅが高くなれば大きくし、エンジン回転数Ｎ
ｅが低くなれば小さくする特性としてもよい。また、本
実施例では、吸気通路内に吸気絞り弁８を設けているた
め、ターボ過給圧が高いときには吸気絞り弁８をやや絞
ることにより、排気還流ガスを容易に導入でき、エンジ
ンの全運転領域において、所望の排気還流ガス量を常に
確保することができることは言うまでもない。
【００１１】
【発明の効果】本発明のターボ付内燃機関の排気還流装
置では、負荷が所定値以上のいわゆる高負荷時には、排
気ガスの温度が低下したタービン下流側から第２排気還
流通路を介して排気還流ガスを導入する。つまり、排気
還流ガスの温度を低くすることにより、シリンダ内に吸
入される吸気をタービン上流側から排気還流ガスを導入
するものに比べて吸気の温度を低く抑えることができ、
また排気還流ガスの密度が高いものを導入できるため排
気還流ガスを充分導入できるため、最高燃焼温度の低下
を促すことができる。よって、最高燃焼温度の低下によ
りＮＯｘの発生を低減することができる。また、排気還
流ガスは高温でないため、排気還流通路内の排気還流ガ
スの流量を制御するＥＧＲ制御弁を設けている場合であ
ると、ＥＧＲ制御弁の熱による信頼性、耐久性の低下を
抑制することができる。また、同じ信頼性、耐久性を確
保するだけなら、低級材質を使用することによりコスト
の削減が可能となる。一方、排気ガスの圧力の低い低負
荷時には、本発明のように比較的排気ガスの圧力の高い
タービン上流から第１排気還流通路を介して排気還流ガ
スを取り入れることにより、排気還流通路の流路抵抗に
影響されることなく大量の排気還流ガス量を容易に取り
入れることができる。よって、大量の排気還流ガスによ
り内燃機関の最高燃焼温度を充分低下させることがで
き、ＮＯｘの発生を大幅に抑えることができる。
置では、負荷が所定値以上のいわゆる高負荷時には、排
気ガスの温度が低下したタービン下流側から第２排気還
流通路を介して排気還流ガスを導入する。つまり、排気
還流ガスの温度を低くすることにより、シリンダ内に吸
入される吸気をタービン上流側から排気還流ガスを導入
するものに比べて吸気の温度を低く抑えることができ、
また排気還流ガスの密度が高いものを導入できるため排
気還流ガスを充分導入できるため、最高燃焼温度の低下
を促すことができる。よって、最高燃焼温度の低下によ
りＮＯｘの発生を低減することができる。また、排気還
流ガスは高温でないため、排気還流通路内の排気還流ガ
スの流量を制御するＥＧＲ制御弁を設けている場合であ
ると、ＥＧＲ制御弁の熱による信頼性、耐久性の低下を
抑制することができる。また、同じ信頼性、耐久性を確
保するだけなら、低級材質を使用することによりコスト
の削減が可能となる。一方、排気ガスの圧力の低い低負
荷時には、本発明のように比較的排気ガスの圧力の高い
タービン上流から第１排気還流通路を介して排気還流ガ
スを取り入れることにより、排気還流通路の流路抵抗に
影響されることなく大量の排気還流ガス量を容易に取り
入れることができる。よって、大量の排気還流ガスによ
り内燃機関の最高燃焼温度を充分低下させることがで
き、ＮＯｘの発生を大幅に抑えることができる。
【図１】 本実施例のシステム図
【図２】 本実施例のＥＧＲ通路の説明図
【図３】 本実施例のタービンアウトレット４４の
断面図
断面図
【図４】 ＥＧＲ切換部制御フローチャート
【図５】 パティキュレートＰＭとＮＯｘとの発生
比率の関係を表す図
比率の関係を表す図
３ ・・・ ＥＣＵ ６ ・・・ ターボチャージャー ８ ・・・ 吸気絞り弁 １１ ・・・ 燃焼室 １２ ・・・ 燃料噴射弁 １７ ・・・ 排気タービン １８ ・・・ コンプレッサ １９ａ、１９ｂ・・・ 排気通路 ２０ａ、２０ｂ・・・ 吸気通路 ３３ ・・・ ＥＧＲ通路 ３４ ・・・ 切換部 ３５ ・・・ ＥＧＲ制御弁 ３６ ・・・ ＥＧＲ取出口 ４４ ・・・ タービンアウトレット
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられたタービ
ンと、該タービンにより駆動される吸気通路のコンプレ
ッサと、前記タービンの上流側排気通路と前記吸気通路
とを連通する第１排気還流通路と、該第１排気還流通路
の流通を制御する第１開閉部と、前記タービンの下流側
排気通路と前記吸気通路とを連通する第２排気還流通路
と、該第２排気還流通路の流通を制御する第２開閉部と
を備えたターボ付内燃機関の排気還流装置において、前
記内燃機関の負荷が所定値以上の時、第２排気還流通路
から排気還流ガスを導入し、負荷が所定値未満の時、前
記第１排気還流通路から排気還流ガスを導入するように
前記第１と第２の開閉部を制御する開閉部制御手段を設
けたことを特徴とするターボ付内燃機関の排気還流装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089255A JPH07293354A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | ターボ付内燃機関の排気還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089255A JPH07293354A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | ターボ付内燃機関の排気還流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293354A true JPH07293354A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=13965662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089255A Pending JPH07293354A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | ターボ付内燃機関の排気還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07293354A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006009319A1 (de) * | 2006-03-01 | 2007-09-06 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine |
| JP2008150978A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| US20190145357A1 (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Egr control device |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP6089255A patent/JPH07293354A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006009319A1 (de) * | 2006-03-01 | 2007-09-06 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine |
| DE102006009319B4 (de) | 2006-03-01 | 2017-03-30 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine |
| JP2008150978A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| US20190145357A1 (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Egr control device |
| US10753317B2 (en) * | 2017-11-15 | 2020-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | EGR control device |
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