JPH11257164A - Egr device of multiple cylinder engine - Google Patents

Egr device of multiple cylinder engine

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JPH11257164A
JPH11257164A JP10062870A JP6287098A JPH11257164A JP H11257164 A JPH11257164 A JP H11257164A JP 10062870 A JP10062870 A JP 10062870A JP 6287098 A JP6287098 A JP 6287098A JP H11257164 A JPH11257164 A JP H11257164A
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JP
Japan
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egr
passage
exhaust
branch
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP10062870A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Takatsuki
俊昭 高月
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR device of a multiple cylinder engine having a simple system, capable of precisely supplying EGR gas by the EGR amount to be stepwise determined, so that the exhaust gas amount for EGR(exhaust gas recirculation) may coincide with the target EGR amount to be determined according to the operating state of the engine. SOLUTION: In a multiple cylinder engine 1, an EGR exhaust passage 4B provided by separating an exhaust system passage of at least one cylinder from an exhaust gas system passage 4A of the other cylinder is branched into a plurality of branch exhaust passages 20i (20a, 20b and 20c), respective branch exhaust passages 20i and an EGR passage 6 joined to an intake system passage 3 are connected to one another by EGR branch passages 22i (22a, 22b and 22c), and a three-way valves 21i (21a, 21b and 21c) for switching EGR gas Gpe of the branch exhaust passage 201 to the EGR branch passage 21i and the downstream side of the branch exhaust passage 20i is provided on the connecting part for the branch exhaust passage 20i and the EGR branch passage 22i.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどの多気筒エンジンにおいて、NOxの排出量を低
減するために、排気ガスの一部を吸気側に還流し、この
還流ガスの流量を調整できる多気筒エンジンのEGR装
置に関するものである。
The present invention relates to a multi-cylinder engine such as a diesel engine, in which a part of exhaust gas is recirculated to an intake side to reduce the amount of NOx emission, and the flow rate of the recirculated gas can be adjusted. The present invention relates to an EGR device for a multi-cylinder engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排気ガス対策に
おいて、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)の排出量を
低減するために、排気ガスの一部、即ちEGRガスを吸
気系に還流することによって燃焼温度を低く抑えて、N
Oxの生成を抑制するEGR(排気還流、排気再循環)
が有効であることが知られており、広く実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art In exhaust gas countermeasures for diesel engines and the like, a part of exhaust gas, that is, EGR gas is returned to an intake system in order to reduce the amount of NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas. Keeping the combustion temperature low, N
EGR (exhaust gas recirculation, exhaust gas recirculation) that suppresses generation of Ox
Is known to be effective, and is widely used.

【0003】このEGR装置は、図2に示すように、エ
ンジン1の吸気マニホールド2へ至る吸気通路3と排気
マニホールド4や排気通路5との間を、EGR通路6で
接続し、排気系から排気ガスGtの一部であるEGRガ
スGeを、EGR通路6を経由して吸気通路3の新気A
に混入して吸気マニホールド2へ還流させてEGRを行
っている。このEGR通路6には、エンジン1の運転状
態に応じたEGR率にするために、EGRガスGeの流
量調整用のEGR弁7を設けている。
In this EGR device, as shown in FIG. 2, an intake passage 3 leading to an intake manifold 2 of an engine 1 and an exhaust manifold 4 and an exhaust passage 5 are connected by an EGR passage 6, and exhaust gas is exhausted from an exhaust system. The EGR gas Ge, which is a part of the gas Gt, is supplied to the fresh air A in the intake passage 3 via the EGR passage 6.
And is recirculated to the intake manifold 2 to perform EGR. The EGR passage 6 is provided with an EGR valve 7 for adjusting the flow rate of the EGR gas Ge in order to set the EGR rate according to the operating state of the engine 1.

【0004】しかし、EGRを行う場合と行わない場合
の何方か一方のON/OFFの単純な制御においては、
EGR通路6に設けたEGR弁7を開弁すると、排気ガ
スGeがEGR弁7を通り新気Aに混入することにな
る。この場合にはEGRガスGeの流量は、排気取出部
5aと吸気混入部3aとの圧力差(Pe−Pb)で決ま
り、EGR量が固定されてしまい、エンジン1の回転速
度Neや負荷Lo等の運転状態に応じた最適なEGR量
にするような制御ができない。
However, in the simple ON / OFF control of either EGR or not,
When the EGR valve 7 provided in the EGR passage 6 is opened, the exhaust gas Ge enters the fresh air A through the EGR valve 7. In this case, the flow rate of the EGR gas Ge is determined by the pressure difference (Pe−Pb) between the exhaust extraction unit 5a and the intake mixing unit 3a, and the EGR amount is fixed, so that the rotation speed Ne of the engine 1, the load Lo, and the like are fixed. Cannot be controlled so as to obtain an optimal EGR amount according to the operating state of the vehicle.

【0005】そのため、このEGR通路6には、コント
ローラ8によって、エンジン1の運転状態に応じたEG
R率に応じて、EGRガスGeの流量を調整できるEG
R弁7を設けている。このEGR弁7の弁開度をコント
ローラ8で調整制御することにより、EGR通路6を通
過するEGRガスGeの流量を適正量に調整して、エン
ジン1の燃焼状態を良好に保ちながらNOxを低減して
いる。
[0005] Therefore, the EGR passage 6 is controlled by the controller 8 in accordance with the operating state of the engine 1.
EG that can adjust the flow rate of EGR gas Ge according to the R rate
An R valve 7 is provided. By controlling the opening degree of the EGR valve 7 by the controller 8, the flow rate of the EGR gas Ge passing through the EGR passage 6 is adjusted to an appropriate amount, and the NOx is reduced while the combustion state of the engine 1 is kept good. doing.

【0006】しかしながら、EGRを行うとNOxは減
少するが、排気煙は増加するという傾向があるため、E
GR量の制御は重要であり、図2のEGR装置は、機構
が簡単で制御もシンプルであるが、EGR量の制御がで
きないため、実際のEGR量を設定する時に、排気煙の
濃度増加を考慮して、余裕を持ってEGR量を設定する
必要が生じる。そのため、最大のEGR量を、この余裕
分だけ低い量のEGR量でしか設定できず、排気煙の増
加の限度間際まで、NOxの低減を行うことができない
という問題がある。
However, when EGR is performed, NOx decreases, but exhaust smoke tends to increase.
The control of the GR amount is important, and the EGR device in FIG. 2 has a simple mechanism and simple control, but cannot control the EGR amount. Therefore, it is necessary to set the EGR amount with a margin. Therefore, the maximum EGR amount can be set only by an EGR amount that is lower by this margin, and there is a problem that NOx cannot be reduced to just before the limit of the increase in exhaust smoke.

【0007】この限界のEGR量はエンジンの運転状態
によって変化するので、排気煙を許容できる限度ギリギ
リのレベルでNOxを最大限低減するためには、EGR
ガスGeの流量を細かく制御する必要がある。そのた
め、図3に示すようなEGR装置では、EGR通路6の
分岐点5aより下流側の排気通路5に排圧調整弁9を設
けて、この排圧調整弁9により排気圧力Peを制御する
ことにより、EGRガスGeの流量調整を行っている。
[0007] Since this limit of the EGR amount varies depending on the operating condition of the engine, in order to reduce NOx to the maximum at a barely permissible limit of exhaust smoke, EGR is required.
It is necessary to finely control the flow rate of the gas Ge. Therefore, in the EGR device as shown in FIG. 3, the exhaust pressure regulating valve 9 is provided in the exhaust passage 5 downstream of the branch point 5 a of the EGR passage 6, and the exhaust pressure Pe is controlled by the exhaust pressure regulating valve 9. Thus, the flow rate of the EGR gas Ge is adjusted.

【0008】そして、EGR量と吸気(吸気マニホール
ド2内の新気AとEGRガスGeとの混合ガス(A+G
e))のO2 濃度とは相関があるので、この吸気のO2
濃度を吸気マニホールド2に設けたO2 センサ10で検出
し、この検出値よりEGR量を推定して、所定の目標E
GR量になるように、排圧調整弁9の弁開度を、エンジ
ン全体の運転を制御しているエンジンコントロールユニ
ット(ECU)と呼ばれるコントローラ(制御装置)8
で調整している。
Then, the EGR amount and intake air (a mixed gas (A + G) of fresh air A and EGR gas Ge in the intake manifold 2)
e)) because there is a correlation with the O2 concentration,
The concentration is detected by an O2 sensor 10 provided in the intake manifold 2, an EGR amount is estimated from the detected value, and a predetermined target E
A controller (control device) 8 called an engine control unit (ECU) that controls the operation of the entire engine by controlling the valve opening of the exhaust pressure regulating valve 9 so that the GR amount is obtained.
Is adjusted.

【0009】つまり、EGRを行う場合には、EGR弁
7を開弁すると共に、コントローラ8で回転速度Ne、
負荷Lo等を入力して、予め入力されているEGR用デ
ータマップから目標EGR量を読み取り、かつ、O2 セ
ンサー10で吸気(A+Ge)のO2 濃度を検出して、こ
のO2 濃度から現状のEGR量を推定して、目標のEG
R量との差を検出し、目標のEGR量になるようにフィ
ードバック制御しながら、排圧調整弁9の弁開度、即
ち、排気圧力Peを調整しながら、EGRを行ってい
る。
That is, when performing EGR, the EGR valve 7 is opened and the controller 8 controls the rotation speed Ne,
A load Lo and the like are input, a target EGR amount is read from a previously input EGR data map, and the O2 concentration of intake air (A + Ge) is detected by the O2 sensor 10, and the current EGR amount is determined from the O2 concentration. To estimate the target EG
The EGR is performed while adjusting the valve opening degree of the exhaust pressure adjusting valve 9, that is, the exhaust pressure Pe, while detecting a difference from the R amount and performing feedback control so as to be a target EGR amount.

【0010】この図3に示すようなEGR装置を用いる
ことにより、エンジン1の回転数Ne、負荷Lo、O2
センサ10等のデータから、排気煙とNOxが最大限低減
できるレベルである目標のEGR量になるように、EG
R通路6を通過するEGRガスGeの流量を制御するこ
とが可能になる。
By using an EGR device as shown in FIG. 3, the rotation speed Ne of the engine 1, the load Lo, O2
From the data of the sensor 10 and the like, the EG value is set so that the target EGR amount is at a level at which exhaust smoke and NOx can be reduced to the maximum.
The flow rate of the EGR gas Ge passing through the R passage 6 can be controlled.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
使用に際しては、排圧調整弁9の制御によって目標EG
R量に近づけるように制御してはいるが、排圧Peは一
定でなく脈動があるため、排圧制御弁9の制御が難し
く、目標EGR量に対して実際のEGR量の誤差が大き
く又この誤差量自体も大きく変動しており、目標EGR
量に対応した正確なEGR量でEGRを行うことができ
ないという問題がある。
However, in actual use, the target EG is controlled by controlling the exhaust pressure regulating valve 9.
Although the control is performed so as to approach the R amount, since the exhaust pressure Pe is not constant and has a pulsation, it is difficult to control the exhaust pressure control valve 9, and the error of the actual EGR amount with respect to the target EGR amount is large. This error amount also fluctuates greatly, and the target EGR
There is a problem that EGR cannot be performed with an accurate EGR amount corresponding to the amount.

【0012】つまり、圧力差で流量を制御するのは複雑
な制御が必要である上に、一般に、バルブを流れる流量
は、主として、バルブ前後の圧力差、バルブ前の圧力
値、バルブ前の温度、更に脈動時は脈動圧力波形等の要
因によって決まるため、目標のガス量だけ通過させるた
めには、前記4点を正確に計測して、これらの計測値を
基に演算して弁開度を決めることによって、はじめて通
過ガス量を目標の量にすることができるので、この通過
ガス量を目標の量にするのは、実際には複雑すぎて実用
に適さないのである。
In other words, controlling the flow rate by the pressure difference requires complicated control, and generally, the flow rate flowing through the valve mainly includes the pressure difference before and after the valve, the pressure value before the valve, and the temperature before the valve. Further, at the time of pulsation, since it is determined by factors such as a pulsating pressure waveform, in order to pass only the target gas amount, the four points are accurately measured, and the valve opening is calculated based on these measured values. By making the determination, the amount of passing gas can be set to the target amount for the first time, and setting the amount of passing gas to the target amount is actually too complicated to be practical.

【0013】更に、この図3に示すEGR装置では、E
GR量を検出するためのO2 センサ10等の高価なセンサ
や、排圧Peの制御を、エンジン1の運転状態に対応し
て行うための複雑で高価なコントローラ8や複雑な制御
が必要となるので、コストアップを免れることができな
いという問題がある。又、別の装置として、排気ガス還
流路を複数通路に分岐させ、並列に一部がON/OFF
制御のEGR率調量用バルブを配置し、更にこのバルブ
の入口側もしくは出口側に共通ボリューム室を配設し、
並設したEGR率調量用バルブの開弁個数によってEG
R量を制御する排気ガス還流装置が、特開平7−247
911号公報に提案されている。
Further, in the EGR device shown in FIG.
An expensive sensor such as an O2 sensor 10 for detecting the GR amount, and a complicated and expensive controller 8 and complicated control for controlling the exhaust pressure Pe in accordance with the operating state of the engine 1 are required. Therefore, there is a problem that cost increase cannot be avoided. Also, as another device, the exhaust gas recirculation path is branched into a plurality of paths, and some of them are turned on / off in parallel.
A control EGR rate metering valve is arranged, and a common volume chamber is arranged on the inlet side or the outlet side of the valve,
EG is determined by the number of EGR rate adjusting valves
An exhaust gas recirculation device for controlling the amount of R is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-247.
No. 911.

【0014】しかしながら、この装置では、共通ボリュ
ーム室を設けて圧力の変動を吸収しようとしているが、
EGR率調量用バルブの開弁個数の変化によってバルブ
上流の圧力が変化するため、EGR通路側と排気通路側
への排気ガス量の分配量が変化してしまうので、EGR
量は開弁個数に比例しない。更に、圧力の大きさはター
ボの状態等の運転状態で決まるので、正確なEGR量に
制御するのは困難であ。
[0014] However, in this apparatus, a common volume chamber is provided to absorb pressure fluctuations.
Since the pressure upstream of the EGR rate adjusting valve changes due to the change in the number of the EGR rate adjusting valves, the distribution of the exhaust gas amount to the EGR passage side and the exhaust passage side changes.
The quantity is not proportional to the number of valves opened. Further, since the magnitude of the pressure is determined by an operating state such as a turbo state, it is difficult to control the EGR amount accurately.

【0015】この他にも、さまざまなEGR装置が提案
されているが、目標EGR量に対する実際のEGR量の
誤差は依然として大きく、また、誤差を小さくしようと
すると、装置や制御が複雑化し、高コストになるという
問題がある。本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、EGR用の排気ガス量
を、エンジンの運転状態によって決まる目標のEGR量
に一致するように、EGR量を段階的に定まる量に制御
することができて精度の良く適正なEGR量を供給で
き、しかも単純なシステムである多気筒エンジンのEG
R装置を提供することにある。
In addition, various EGR devices have been proposed, but the error of the actual EGR amount with respect to the target EGR amount is still large, and if the error is to be reduced, the device and control become complicated, resulting in a high EGR amount. There is a problem of cost. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to reduce the EGR amount so that the EGR exhaust gas amount matches a target EGR amount determined by the operating state of the engine. EG of a multi-cylinder engine, which can be controlled to a fixed amount, can supply an accurate EGR amount with high accuracy, and is a simple system.
R device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための多気筒エンジンのEGR装置は、多気筒エン
ジンにおいて、他の気筒の排気系通路から少なくとも一
つの気筒の排気系通路を分離してEGR用排気通路を設
け、該EGR用排気通路を複数の分岐排気通路に分岐す
ると共に、該各分岐排気通路と吸気系通路に合流するE
GR通路とをEGR用分岐通路を設けて接続し、前記分
岐排気通路と前記EGR用分岐通路との接続部に、前記
分岐排気通路のEGRガスを、前記EGR用分岐通路と
前記分岐排気通路の下流側とに切り替える三方弁をそれ
ぞれ設けて構成したことを特徴とする。
An EGR device for a multi-cylinder engine for achieving the above object is to separate an exhaust passage of at least one cylinder from an exhaust passage of another cylinder in a multi-cylinder engine. And an EGR exhaust passage is provided, the EGR exhaust passage is branched into a plurality of branch exhaust passages, and each of the branch exhaust passages and the intake passage are joined.
A GR passage is provided and connected with an EGR branch passage, and EGR gas in the branch exhaust passage is supplied to a connecting portion between the branch exhaust passage and the EGR branch passage through the EGR branch passage and the branch exhaust passage. A three-way valve for switching to the downstream side is provided.

【0017】以上の構成によれば、EGRガスを特定の
気筒から排気されるガスのみに限定するので、EGR用
ガスの総量Gpは全排気ガス量Gtに対して常に一定の
割合になる。そして、このEGR用ガスを複数(例えば
N個)の分岐排気通路に分配するので、EGR用ガスG
pが一定の割合(例えばN分の1)に分配される。更
に、この分岐排気通路を流れる一定の割合に分配された
EGR用ガスGpiは、各分岐排気通路において、三方弁
の切り替え操作に伴って、EGR通路又は分岐排気通路
の下流側の大気開放側に選択的に流れる。
According to the above configuration, since the EGR gas is limited to only the gas exhausted from a specific cylinder, the total amount Gp of the EGR gas is always a constant ratio to the total exhaust gas amount Gt. Then, since this EGR gas is distributed to a plurality (for example, N) of branch exhaust passages, the EGR gas G
p is distributed at a fixed rate (for example, 1 / N). Further, the EGR gas Gpi distributed at a constant rate flowing through the branch exhaust passage is discharged to the atmosphere release side downstream of the EGR passage or the branch exhaust passage in each branch exhaust passage in accordance with the switching operation of the three-way valve. Flows selectively.

【0018】この場合に、分岐排気通路の下流側の大気
圧と吸気側の吸気圧(ブースト圧)との差が小さいの
で、三方弁の切り替えによって発生する三方弁上流側の
排気圧の変化は小さくなり、三方弁を通過する排気ガス
の流量変化は少なく、確実に分配されたEGRガス量
(例えばGp/N)が吸気側、又は排気側に流れる。つ
まり、各三方弁の切替操作に従って、三方弁をEGR通
路側に切り替えた数(例えばn)だけ、分配された量
(例えばGp/N)の分岐排気ガスがEGRガスとして
吸気側に入るので、全体として、一定の量(例えばn×
Gp/N)のEGRガスが吸気側に安定して供給される
ことになる。
In this case, since the difference between the atmospheric pressure on the downstream side of the branch exhaust passage and the intake pressure (boost pressure) on the intake side is small, the change in exhaust pressure on the upstream side of the three-way valve caused by switching of the three-way valve is small. The flow rate of the exhaust gas passing through the three-way valve becomes small, and the change in the flow rate of the exhaust gas is small, and the amount of the distributed EGR gas (for example, Gp / N) flows to the intake side or the exhaust side. That is, according to the switching operation of each three-way valve, the distributed amount (for example, Gp / N) of the branched exhaust gas enters the intake side as EGR gas by the number (for example, n) of switching the three-way valve to the EGR passage side. As a whole, a certain amount (for example, nx
Gp / N) is supplied stably to the intake side.

【0019】従って、分岐排気通路とEGR用分岐通路
とON/OFFの切り替え制御の三方弁の設置だけの比
較的単純な装置とシンプルな制御となる安価なシステム
で、EGRガスの流量を段階的に調節して、各流量のE
GRガスを精度良く流すことができる。
Accordingly, the flow rate of the EGR gas can be adjusted stepwise with a relatively simple device having only a three-way valve for controlling the branch exhaust passage, the EGR branch passage, and ON / OFF switching and a simple control. And adjust the flow rate to E
The GR gas can flow with high accuracy.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る多気筒エンジンのEGR装置の実施の形態を説明す
る。このEGR装置は、図1に示すように、多気筒エン
ジン1の気筒の排気系通路である排気マニホールド4A
から少なくとも一つの気筒の排気系通路を分離してEG
R用排気通路4Bを設ける。このEGR用排気通路4B
の下流側を複数(図1では3個)の分岐排気通路20a、
20b、20c(以下20iと記す)に分岐する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an EGR device for a multi-cylinder engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the EGR device includes an exhaust manifold 4A which is an exhaust passage of a cylinder of the multi-cylinder engine 1.
And at least one cylinder is separated from the EG
An R exhaust passage 4B is provided. This EGR exhaust passage 4B
A plurality of (three in FIG. 1) branch exhaust passages 20a
Branches to 20b and 20c (hereinafter referred to as 20i).

【0021】そして、この各分岐排気通路20iと、吸気
マニホールド2や吸気通路3等の吸気系通路3に合流す
るEGR通路6とを、EGR用分岐通路22a、22b、22
c(以下22iと記す)を設けて接続する。この分岐排気
通路20iとEGR用分岐通路22iとの接続部に、三方弁
21a、21b、21c(以下21iと記す)をそれぞれ設け
て、この三方弁21iの切り替えによって、分岐排気通路
20iを流れるEGRガスGpeを、EGR用分岐通路22i
からEGR通路6を経由して吸気系通路3又は2に供給
して新気Aに混入するか、分岐排気通路20iの下流側即
ち大気中への排出するかの、何方か一方を選択できるよ
うに構成する。
Then, each of the branch exhaust passages 20i and the EGR passage 6 which merges with the intake system passage 3 such as the intake manifold 2 and the intake passage 3 are connected to the EGR branch passages 22a, 22b, 22.
c (hereinafter referred to as 22i) for connection. A three-way valve is provided at the connection between the branch exhaust passage 20i and the EGR branch passage 22i.
21a, 21b, and 21c (hereinafter, referred to as 21i) are provided, and by switching the three-way valve 21i, a branch exhaust passage is formed.
The EGR gas Gpe flowing through the EGR branch passage 22i
To supply the air to the intake system passage 3 or 2 via the EGR passage 6 and mix it into the fresh air A, or to discharge the air to the downstream side of the branch exhaust passage 20i, that is, to the atmosphere. To be configured.

【0022】そして、この三方弁21iの切り替え制御
は、エンジン1の運転制御全体を受け持っているエンジ
ンコントロールユニット(ECU)と呼ばれるコントロ
ーラ8によって行うように構成する。このコントローラ
8は、エンジン1の回転速度Ne、負荷Lo等のデータ
を図示しない各種センサから入力してエンジン1の運転
状態を検出して、予め入力されたEGR用データマップ
やプログラムにより、運転状態に応じた最適な目標EG
R量を演算して、EGR通路6を通過するEGR量が、
この目標EGR量に近い値になるように、各三方弁21i
の切り替え操作信号を各三方弁21iにそれぞれ出力し
て、各三方弁21iの切り替え制御を行うように構成され
る。
The switching control of the three-way valve 21i is configured to be performed by a controller 8 called an engine control unit (ECU) that controls the entire operation of the engine 1. The controller 8 detects the operating state of the engine 1 by inputting data such as the rotation speed Ne and the load Lo of the engine 1 from various sensors (not shown), and detects the operating state according to a previously input EGR data map or program. Target EG according to
By calculating the R amount, the EGR amount passing through the EGR passage 6 becomes
Each three-way valve 21i is set to a value close to the target EGR amount.
Is output to each of the three-way valves 21i to perform switching control of each of the three-way valves 21i.

【0023】このEGR装置におけるEGR量の制御は
次のように行われる。図1では6気筒エンジンにおい
て、1気筒を分離し、3個の分岐排気通路20iを設けて
構成しているが、以下、一般的に説明するために、M気
筒エンジンにおいてm気筒を分離し、N個の分岐排気通
路20iを設けて構成した場合について説明する。
The control of the EGR amount in this EGR device is performed as follows. In FIG. 1, one cylinder is separated in a six-cylinder engine, and three branch exhaust passages 20i are provided. However, for general description, m cylinders are separated in an M-cylinder engine. A case in which N branch exhaust passages 20i are provided will be described.

【0024】このEGR装置においては、EGR用の排
気ガスGpを、m個の気筒から排気されるガスのみに限
定して最大で排気ガス総量(Gt=G+Gp)のM分の
mの一定の量Gp=(m/M)×Gtにすることができ
る。次に、このEGR用の排気ガスGpをN個の分岐排
気通路20iに分配する。先ず、等分配した場合について
説明すると、一通路当たりの分配排気ガスGp1、Gp2、
Gp3:以下Gpiと記す)の量は、Gpi=(1/N)×G
p=(m×Gt)/(M×N)となる。
In this EGR device, the exhaust gas Gp for EGR is limited to only the gas exhausted from the m cylinders, and is at most a fixed amount of m of the total exhaust gas amount (Gt = G + Gp). Gp = (m / M) × Gt. Next, the EGR exhaust gas Gp is distributed to the N branch exhaust passages 20i. First, the case of equal distribution will be described. The distribution exhaust gas Gp1, Gp2,
Gp3: hereinafter referred to as Gpi) is expressed as Gpi = (1 / N) × G
p = (m × Gt) / (M × N).

【0025】そして、各分岐排気通路20iにおいて、三
方弁21iで、この分岐排気通路20iを流れる分配排気ガ
スGpiをEGR通路6又は分岐排気通路20iの下流側に
切り替えて流すことができるので、n個の三方弁21iを
EGR通路6側に流通するように切り替えることによ
り、n個の分岐排気通路20iから排気ガスをEGRガス
Geとして吸気系通路2、3に供給することができるの
で、EGRガスGeの流量を、Ge=n×Gpi=(n×
m×Gt)/(M×N)とすることができる。
In each of the branch exhaust passages 20i, the distribution exhaust gas Gpi flowing through the branch exhaust passage 20i can be switched and flown to the EGR passage 6 or the downstream side of the branch exhaust passage 20i by the three-way valve 21i. By switching the three-way valves 21i to flow to the EGR passage 6, the exhaust gas can be supplied from the n branch exhaust passages 20i to the intake system passages 2 and 3 as the EGR gas Ge. The flow rate of Ge is expressed as Ge = n × Gpi = (n ×
m × Gt) / (M × N).

【0026】従って、M気筒の内、EGR用として分離
する気筒数mと、この排気系通路4Bを分岐する分岐排
気通路20iの数Nと、三方弁21iの切り替え数nとによ
り、排気ガスGtの(n×m)/(M×N)倍の排気ガ
スを、EGRガスGeとして精度良く安定して吸気系通
路3側に供給できる。例えば、図1の例のように、M=
6、m=1、N=3とすると、n=0、1、2、3とす
ることにより、EGRガス量Geを全排気ガス量の一定
割合、即ち、全排気ガス量Gtの0、1/18、1/
9、1/6の4段階の割り合いで吸気系通路2、3側に
供給できる。
Therefore, of the M cylinders, the number m of cylinders separated for EGR, the number N of branch exhaust passages 20i branching off the exhaust passage 4B, and the number n of switching of the three-way valve 21i determine the exhaust gas Gt. (N × m) / (M × N) times can be supplied to the intake system passage 3 side with high accuracy and stability as the EGR gas Ge. For example, as shown in FIG.
Assuming that 6, m = 1 and N = 3, n = 0, 1, 2, and 3, so that the EGR gas amount Ge is a fixed ratio of the total exhaust gas amount, that is, 0, 1 of the total exhaust gas amount Gt. / 18, 1 /
The air can be supplied to the intake system passages 2 and 3 in four steps of 9 and 1/6.

【0027】なお、以上の説明では、各分岐排気通路20
iにおける排気ガスGpiが同じ量に分配されるとして説
明したが、各分岐排気通路20iの管径や分岐部分の形状
等により、等分配にせずに異ならせることにより、更
に、段階数及び各段階の割合を変化することができる。
例えば、3個の分岐排気通路20iの排気ガスGpの分配
率を1:2:3とすると、この分岐排気通路20iの組合
せにより、全排気ガス量Gtの0、1/36、2/3
6、3/36、4/36、5/36、6/36の7段階
の割り合いで吸気側に供給できることになる。
In the above description, each branch exhaust passage 20
Although the exhaust gas Gpi in i is described as being distributed in the same amount, the number of stages and the number of each stage can be further improved by making the exhaust gas Gpi different without depending on the pipe diameter of each branch exhaust passage 20i, the shape of the branch portion, and the like. Can vary.
For example, if the distribution ratio of the exhaust gas Gp in the three branch exhaust passages 20i is 1: 2: 3, the combination of the branch exhaust passages 20i causes 0, 1/36, and 2/3 of the total exhaust gas amount Gt.
It can be supplied to the intake side in seven steps of 6, 3/36, 4/36, 5/36 and 6/36.

【0028】次に、三方弁21iを使用した切り替え通路
の構成による作用効果について説明する。通路切り替え
の三方弁を使用すると、三方弁21i上流側の圧力Peと
分岐排気通路20iの下流側の大気圧Paとの差ΔP1=
Pe−Paや、圧力Peと吸気系通路2、3側の吸気側
のブースト圧Pbとの差ΔP2=Pe−Pbよりも、大
気圧Paとブースト圧Pbとの差ΔP3=Pb−Paが
小さく、流量に対する影響力は、ΔP1やΔP2の方が
大きくて、ΔP3の影響を殆ど受けないので、三方弁21
iの通路切り替えによる三方弁21iを通過する排気ガス
Gpiの流量変化は少ない。
Next, the operation and effect of the configuration of the switching passage using the three-way valve 21i will be described. When a three-way valve for switching the passage is used, the difference ΔP1 between the pressure Pe on the upstream side of the three-way valve 21i and the atmospheric pressure Pa on the downstream side of the branch exhaust passage 20i =
The difference ΔP3 = Pb−Pa between the atmospheric pressure Pa and the boost pressure Pb is smaller than Pe−Pa or the difference ΔP2 = Pe−Pb between the pressure Pe and the boost pressure Pb on the intake side of the intake passages 2 and 3. Since the influence on the flow rate is larger in ΔP1 and ΔP2 and is hardly affected by ΔP3, the three-way valve 21
The change in the flow rate of the exhaust gas Gpi passing through the three-way valve 21i due to the switching of the passage i is small.

【0029】即ち、三方弁21iの切り替えによって発生
する圧力変化ΔP3が小さいので、このΔP3の影響に
よる三方弁21i上流側の圧力Peの変化が小さく、この
三方弁21iの切り替えによる各分岐排気通路20i間の流
量Gpiの割合の変化は非常に小さくなる。言い換える
と、三方弁21iのバルブ前後の圧力差ΔP1、ΔP2、
バルブ前の圧力値Pe、バルブ前の温度、脈動時は脈動
圧力波形の条件が殆ど同じまま、三方弁で流れの方向を
切り替えるだけなので、この三方弁21iを流れる排気ガ
スGpiの流量変化は著しく小さくなる。
That is, since the pressure change ΔP3 generated by the switching of the three-way valve 21i is small, the change in the pressure Pe on the upstream side of the three-way valve 21i due to the influence of ΔP3 is small. The change in the ratio of the flow rate Gpi during this period is very small. In other words, the pressure difference ΔP1, ΔP2 before and after the three-way valve 21i,
Since the pressure value Pe before the valve, the temperature before the valve, and the pulsating pressure waveform conditions are almost the same during pulsation, the flow direction of the exhaust gas Gpi flowing through the three-way valve 21i is remarkably changed only by switching the flow direction with the three-way valve. Become smaller.

【0030】そのため、確実に、安定して、分配された
EGRガス量Gpiを吸気側、又は排気側に流すことがで
きる。従って、以上の構成によれば、通常の排気通路4
Aと分離したEGR専用のEGR用排気通路4Bを設け
て、このEGR用排気通路4Bの排気ガスGpのみを複
数の分岐排気通路20iに分岐及び分配して、この分配し
た排気ガスGpiを選択的にEGR通路6または大気開放
側へ三方弁21iを介して流通させることができる。
Therefore, the distributed EGR gas amount Gpi can be reliably and stably flowed to the intake side or the exhaust side. Therefore, according to the above configuration, the normal exhaust passage 4
A is provided with an EGR exhaust passage 4B dedicated to EGR separated from A, and only the exhaust gas Gp of the EGR exhaust passage 4B is branched and distributed to a plurality of branch exhaust passages 20i, and the distributed exhaust gas Gpi is selectively provided. Through the three-way valve 21i to the EGR passage 6 or the atmosphere open side.

【0031】そのため、分離する気筒数mや分岐排気通
路20iの数Nやこの分岐排気通路20i間の分配率を変化
させることにより、段階的なEGR量の中から、エンジ
ンの運転状態に応じて設定される目標EGR量に近いE
GR量を選択してそのEGR量で精度良く安定してEG
Rすることができる。しかも、この段階的にEGR量を
設定して確実に所定の量をEGRする方が、比例的に無
段階的に制御する従来技術のEGR装置よりも、目標E
GR量との誤差の変動の幅を小さくできるので、より緻
密なEGR制御を行うことができる。
Therefore, by changing the number m of the cylinders to be separated, the number N of the branch exhaust passages 20i, and the distribution ratio between the branch exhaust passages 20i, the stepwise EGR amount is changed in accordance with the operating state of the engine. E close to the set target EGR amount
The GR amount is selected and the EG amount is accurately and stably determined based on the EGR amount.
R can be. Moreover, setting the EGR amount stepwise and reliably performing the predetermined amount of EGR is more difficult than the conventional EGR apparatus that performs proportionally stepless control.
Since the range of fluctuation of the error with the GR amount can be reduced, more precise EGR control can be performed.

【0032】その上、このEGR装置は、分岐排気通路
20iとEGR用分岐通路22iと三方弁21i及び三方弁21
iのON/OFFの切り替え制御手段の設置だけの比較
的単純なシステム構成となるので、EGR量を検出する
高価なO2 センサも、また、EGR量をアナログ的に比
例的に制御する複雑なフィードバック制御も不要とな
り、低コストでシンプルな装置となる。
In addition, the EGR device has a branch exhaust passage.
20i, EGR branch passage 22i, three-way valve 21i and three-way valve 21
Since the system configuration is relatively simple with only the ON / OFF switching control means for the i, an expensive O2 sensor for detecting the EGR amount and a complicated feedback for proportionally controlling the EGR amount in an analog manner are provided. No control is required, resulting in a low-cost and simple device.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の多気筒エ
ンジンのEGR装置によれば、通常の排気通路とは分離
したEGR専用のEGR用排気通路を設けて、このEG
R用排気通路の排気ガスだけを分岐及び分配して、この
分配した排気ガスを選択的にEGR通路又は大気開放側
へ三方弁を介して流通させることができるので、分離す
る気筒数や分岐排気通路の数やこの分岐排気通路相互間
の分配率を変化させて構成することにより、EGR量を
段階的に設定でき、必要とされる目標EGR量に近いE
GRガスの流量を選択して確実にそのEGRガス量を精
度良く吸気側に還流することができる。
As described above, according to the EGR system for a multi-cylinder engine of the present invention, the EGR exhaust passage dedicated to the EGR is provided separately from the normal exhaust passage.
Only the exhaust gas in the R exhaust passage is branched and distributed, and the distributed exhaust gas can be selectively circulated through the three-way valve to the EGR passage or the atmosphere opening side. By changing the number of passages and the distribution ratio between the branch exhaust passages, the EGR amount can be set stepwise, and the EGR amount close to the required target EGR amount can be set.
By selecting the flow rate of the GR gas, the EGR gas amount can be reliably recirculated to the intake side with high accuracy.

【0034】その上、このEGR装置は、分岐排気通路
とEGR用分岐通路と三方弁及び三方弁のON/OFF
の切り替え制御手段の設置だけの比較的単純なシステム
構成となるため、EGR量を検出するための高価なO2
センサも、また、EGR量をアナログ的に又、比例的に
制御する複雑なフィードバック制御も不要となるので、
低コストな装置とすることができる。
In addition, the EGR device includes a branch exhaust passage, an EGR branch passage, a three-way valve, and ON / OFF of a three-way valve.
A relatively simple system configuration only with the installation of the switching control means for the O2.
The sensor also does not require complicated feedback control for controlling the EGR amount in an analog or proportional manner.
A low-cost device can be provided.

【0035】従って、単純な制御を行うシンプルなシス
テムで、エンジンの運転状態によって決まる目標EGR
量に対して、段階的なEGR量の最適量を選択して安定
して供給することができるので精度の良いEGR制御を
行うことができる。
Therefore, a simple system for performing a simple control, the target EGR determined by the operating state of the engine
Since the optimal amount of the EGR amount can be selected and supplied stably with respect to the amount, the EGR control with high accuracy can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る多気筒エンジンのEGR装置のシ
ステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an EGR device for a multi-cylinder engine according to the present invention.

【図2】従来技術の多気筒エンジンのEGR装置のシス
テム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an EGR device of a conventional multi-cylinder engine.

【図3】従来技術の他の多気筒エンジンのEGR装置の
システム構成図である。
FIG. 3 is a system configuration diagram of an EGR device of another conventional multi-cylinder engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 2 吸気マニホール
ド 3 吸気通路 4 排気マニホール
ド 5 排気通路 6 EGR通路 7 EGR弁 8 コントローラ 20a、20b、20c、20i 分岐排気通路 21a、21b、21c、21i 三方弁 22a、22b、22c、22i EGR用分岐通路 A 新気 G 排気ガス Gp 分岐した排気ガス Gt 全排気ガス Ge EGRガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Intake manifold 3 Intake passage 4 Exhaust manifold 5 Exhaust passage 6 EGR passage 7 EGR valve 8 Controller 20a, 20b, 20c, 20i Branch exhaust passage 21a, 21b, 21c, 21i Three-way valve 22a, 22b, 22c, 22i EGR Branch passage A Fresh air G Exhaust gas Gp Branched exhaust gas Gt Total exhaust gas Ge EGR gas

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多気筒エンジンにおいて、他の気筒の排
気系通路から少なくとも一つの気筒の排気系通路を分離
してEGR用排気通路を設け、該EGR用排気通路を複
数の分岐排気通路に分岐すると共に、該各分岐排気通路
と吸気系通路に合流するEGR通路とをEGR用分岐通
路を設けて接続し、前記分岐排気通路と前記EGR用分
岐通路との接続部に、前記分岐排気通路のEGRガス
を、前記EGR用分岐通路と前記分岐排気通路の下流側
とに切り替える三方弁をそれぞれ設けて構成したことを
特徴とする多気筒エンジンのEGR装置。
In a multi-cylinder engine, an EGR exhaust passage is provided by separating an exhaust passage of at least one cylinder from an exhaust passage of another cylinder, and the EGR exhaust passage is branched into a plurality of branch exhaust passages. At the same time, each of the branch exhaust passages and an EGR passage that merges with the intake system passage are provided and connected with an EGR branch passage, and a connecting portion between the branch exhaust passage and the EGR branch passage is provided with a branch exhaust passage. An EGR device for a multi-cylinder engine, comprising a three-way valve for switching EGR gas between the EGR branch passage and a downstream side of the branch exhaust passage.
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