JPH08312360A - ディーゼルエンジンのegr制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンのegr制御装置

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JPH08312360A
JPH08312360A JP7120183A JP12018395A JPH08312360A JP H08312360 A JPH08312360 A JP H08312360A JP 7120183 A JP7120183 A JP 7120183A JP 12018395 A JP12018395 A JP 12018395A JP H08312360 A JPH08312360 A JP H08312360A
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JP
Japan
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pressure
intake pressure
exhaust
exhaust gas
intake
Prior art date
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Pending
Application number
JP7120183A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Hara
真治 原
Takaharu Kishishita
敬治 岸下
Katsunori Hirai
克典 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08312360A publication Critical patent/JPH08312360A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、TCGとEGR装置とを備えたエ
ンジンの排気ガスエネルギ回収システムにおいて、EG
R時に吸気圧力が排気圧力よりも高い場合はTCGを発
電させ、常に排気圧力を吸気圧力よりも高く保ちEGR
の作用を確保するとともに、三相交流機発電時に吸気圧
力が所定値よりも低下した場合はターボチャージャの可
変容量機構により吸気圧力を上昇させ、エンジン性能の
低下を防止する。 【構成】 タービン可変容量機構と三相交流機とを備え
たターボチャージャと、EGR装置とを備えたエンジン
の排気ガスエネルギ回収システムの制御装置において、
EGR時に排気圧力と吸気圧力とを比較し、吸気圧力が
排気圧力よりも高い場合は前記三相交流機を発電せし
め、該三相交流機が発電時に吸気圧力が所定値よりも低
下した場合は前記可変容量機構により吸気圧力を上昇さ
せるようにしたエンジンの排気ガスエネルギ回収システ
ムの制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャと排
気ガス環流装置とを備えたエンジンの排気ガスエネルギ
回収システムの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸
化物(以下、「NOx」という。)を低減するため排気
ガス環流(以下、「EGR」という。)を用いることは
広く知られており、実際に量産されているエンジンに数
多く使用されている。一方、エンジンの性能を向上する
ため排気ガスのエネルギを利用するターボチャージャも
広く知られ、利用されている。EGR装置は排気圧力と
吸気圧力との差圧を利用して、排気ガスの一部を吸気側
に環流するものであるため、吸気圧力が排気圧力よりも
高くなると排気ガスの環流が出来なくなる。特に、EG
R装置とターボチャージャとの両者を使用したエンジン
においては、ターボチャージャの改良により吸気圧力が
排気圧力よりも高くなる場合が生じておりこの問題がを
解決する必要にせまられている。上記問題を解決する装
置が、三相交流機を備えたターボチャージャ(以下、
「TCG」という。)付エンジンのEGR装置の制御装
置として特開平6−288269号公報に記載されてい
る。前記公報には、排気圧力を検知する排気圧センサ
と、吸気圧力を検知する吸気圧センサとを備え、TCG
を電動機運転している状態で吸気圧力が排気圧力よりも
高くなった場合ターボチャージャのタービンの出口に設
けられたバルブを閉じて排気圧力を上昇させEGRを有
効に作動させる制御装置が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
EGR制御装置は、常に吸気圧力を排気圧力よりも低く
抑圧しEGRの作用を確保することが出来る装置である
が、ターボチャージャの排気タービンの出口を閉じるも
のであるため排気タービンの圧力が上昇し、所謂ポンピ
ング仕事が増大するためエンジンの性能が低下するとい
う問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記問題を解決するた
め、本発明は、ターボチャージャとEGR装置とを備え
たエンジンの排気ガスエネルギ回収システムの制御装置
において、前記ターボチャージャは可変容量機構を備
え、且つターボチャージャのタービンとコンプレッサと
同軸に三相交流機を備え、前記制御装置は、EGR時に
排気圧力と吸気圧力とを比較し、吸気圧力が排気圧力よ
りも高い場合は前記三相交流機を発電せしめ、該三相交
流機が発電時に吸気圧力が所定値よりも低下した場合は
前記可変容量機構により吸気圧力を上昇させるようにし
たエンジンの排気ガスエネルギ回収システムの制御装置
が提供される。
【0005】
【作用】本発明は、EGR時に排気圧力と吸気圧力とを
比較し、吸気圧力が排気圧力よりも高い場合は前記三相
交流機を発電せしめ、該三相交流機が発電時に吸気圧力
が所定値よりも低下した場合は前記可変容量機構により
吸気圧力を上昇させるので、常に排気圧力を吸気圧力よ
りも高く保ちEGRの作用を確保するばかりでなく、エ
ンジンの性能を低下させることがない。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例について図1を用いて
詳細に説明する。図1においてエンジン1にはエンジン
1の駆動力を伝達するベルト2を介して駆動されるオル
タネータ3が設けられている。エンジン1の排気マニホ
ールド9にはタービン7が接続され、このタービン7の
軸8と同軸にコンプレッサ5が設けられている。またタ
ービン7とコンプレッサ5の中間の、軸8に電動・発電
機6が設けられている。4はコンプレッサ5に接続され
た吸気マニホールドである。オルタネータ3で発電され
た電流はバッテリ10を充電するように接続されてい
る。このオルタネータ3は三相交流機であり、外部から
三相交流電力が印加されると電動機として作動する。制
御装置11は電動・発電機6が電動機運転の場合はバッ
テリ10の直流電力を三相交流電力に変換し電動・発電
機6に電力を供給し、電動・発電機6が発電機運転の場
合は電動・発電機6の発電電力を直流電力に変換しバッ
テリ10を充電するとともにオルタネータ3を電動機と
して駆動する三相交流電力を供給するインバータ制御装
置である。吸気マニホールド4には吸気圧センサ12が
設けられ、排気マニホールド9には排気圧センサ13が
設けられている。排気マニホールド9と吸気マニホール
ド4とはEGRバルブ14が設けられたEGRパイプ1
6で連結されている。また図示しないが、エンジン回転
検出センサ、アクセル開度検出センサ等が設けられ各々
は制御装置11に電気的に接続されている。排気タービ
ン7には可変容量機構(VGS)15が設けられ、制御
装置11により制御されている。
【0007】まず、図1で本発明の実施例の基本的な作
動を説明する。通常のターボチャージャ運転状態すなわ
ち排気マニホールド9の圧力が吸気マニホールド4の圧
力よりも大きい場合は、EGRバルブを開放することに
より排気ガスの一部が吸気側へ流れ込みEGR運転が行
われてエンジンの燃焼温度を下げて排気ガス中のNOx
の低減を図ることができる。しかしながら、ターボチャ
ージャの様々な改良が行われた結果、図3(a)に示す
ように吸気圧力が排気圧力よりも高くなる場合が生じて
おりEGRができず、NOxの低減が図れないエンジン
運転領域がある。このような運転領域では電動・発電機
6を発電機運転しその発電量を制御することにより図3
(b)に示すように排気圧力を吸気圧力よりも高くする
ことができるので、吸気圧センサ12と排気圧センサ1
3とにより吸気圧力と排気圧力とを検知し、EGRが必
要なエンジン運転領域において、吸気圧力が排気圧力よ
り高い場合は電動・発電機6の発電量を増加させること
で吸気圧力を排気圧力より低くしてEGRの効果を確保
するものである。
【0008】上記のように吸気圧力を下げると、エンジ
ンの部分負荷領域では空気過剰率が高いのでエンジン性
能への影響はほとんどないが、エンジン高負荷領域では
エンジン性能の低下による車両の動力性能の悪化につな
がる。このような場合は、VGS15を制御しタービン
7の入口圧力を上昇させ排気圧力と吸気圧力とを同時に
低下させ、さらに電動・発電機6の発電量を増加させる
ことで吸気圧力の低下を防止する。また、電動・発電機
6の発電量を増加させただけで排気圧力が吸気圧力より
も高くならない場合にもVGS15を制御しタービン7
の回転数を上昇させ電動・発電機6の発電量をさらに増
加させ排気圧力が吸気圧力より高くすることができる。
【0009】図2は本発明の実施例のTCG付エンジン
のエネルギ回収システムの制御装置の制御フローチャー
トである。この制御フローチャートを用いて本発明の実
施例の動作を説明する。S1からS2においてエンジン
回転速度、アクセル開度、吸気圧力(Pb)及び排気圧
力(Pex)を読み込み、又は測定し、S3においてこ
れらのデータを基にEGRが必要な領域か否かを判定す
る。S3でEGR領域でないと判定された場合は、S1
2及びS13でEGRバルブを閉じ、VGS絞りを解除
して通常の回収制御、すなわちTCG、オルタネータ及
びVGSの制御を行う。S3でEGR領域であると判定
された場合、S4で吸気圧力(Pb)と排気圧力(Pe
x)との差を判定し、排気圧力が吸気圧力よりも高い場
合はS9でEGRバルブを開放しS1へ戻る。S3で吸
気圧力が排気圧力よりも高い場合には吸気圧力を下げる
必要があるので、S5でTCGを発電運転し、再度S6
で吸気圧力(Pb)及び排気圧力(Pex)を測定し、
S7で吸気圧力が所定値よりも大きいか否かを判定す
る。S7で吸気圧力が所定値よりも小さい場合エンジン
性能の低下による車両動力性能への影響が考えられるの
で、S11でVGSを絞り、吸気圧力と排気圧力とを上
昇させてS3へ戻る。S7で吸気圧力が所定値よりも大
きい場合には、S8で吸気圧力と排気圧力とを比較す
る。S8で排気圧力が吸気圧力より小さい場合には、S
10でTCG発電量を増加させ吸気圧力を下げる制御を
行いS3へ戻る。S8で吸気圧力が排気圧力より小さい
場合は、S9へ進みEGRバルブを開放しS1へ戻る。
以上のフローのように、EGR領域では最終的に吸気圧
力が排気圧力よりも低くなるようにTCG発電量及びV
GS絞りを制御し、EGRを効かせる。
【0010】
【発明の効果】本発明は、EGR時に排気圧力と吸気圧
力とを比較し、吸気圧力が排気圧力よりも高い場合はT
CGの三相交流機を発電させ、またその発電量を制御す
ることにより、吸気圧力を排気圧力よりも低下させるこ
とができEGRの作用を確保でき、さらに該三相交流機
が発電時に吸気圧力が所定値よりも低下した場合は可変
容量機構により吸気圧力を上昇させるので、エンジンの
性能を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成図である。
【図2】本発明の一実施例の制御フローを示す図であ
る。
【図3】排気圧力と吸気圧力との関係を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1…内燃機関 2…ベルト 3…オルタネータ 4…吸気マニホールド 5…コンプレッサ 6…電動・発電機 7…タービン 8…軸 9…排気マニホールド 10…バッテリ 11…制御装置 12…吸気圧センサ 13…排気圧センサ 14…EGRバルブ 15…可変容量機構(VGS) 16…EGRパイプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボチャージャと排気ガス環流装置とを
    備えたエンジンの排気ガスエネルギ回収システムの制御
    装置において、 前記ターボチャージャは可変容量機構を備え、且つター
    ボチャージャのタービンとコンプレッサと同軸に三相交
    流機を備え、 前記制御装置は、排気ガス環流時に排気圧力と吸気圧力
    とを比較し、吸気圧力が排気圧力よりも高い場合は前記
    三相交流機を発電せしめ、該三相交流機が発電時に吸気
    圧力が所定値よりも低下した場合は前記可変容量機構に
    より吸気圧力を上昇させるようにしたことを特徴とする
    エンジンの排気ガスエネルギ回収システムの制御装置。
JP7120183A 1995-05-18 1995-05-18 ディーゼルエンジンのegr制御装置 Pending JPH08312360A (ja)

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