JP4720541B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガス再循環装置及びパルス過給弁を備えている内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including an exhaust gas recirculation device and a pulse supercharging valve.
ディーゼルエンジンなどの内燃機関についてはNOx(窒素酸化物)を低減するため、排気ガス再循環装置(Exhaust Gas Recirculation装置、以下、単にEGR装置と称す)が搭載されている。EGR装置は、排気ガスの一部を吸気側に取り入れることで、吸入空気の酸素濃度を低下させ、不活性ガスを導入して燃焼温度や燃焼速度を低減する。これによりNOxの排出量を減少させる。EGR装置を駆動して排気ガスを再循環させるときには、吸気通路側の吸入空気の圧力(吸気系圧とも称す)と排気通路側の排気ガスの圧力(排気系圧とも称す)との差圧を維持して、排気ガスを確実に還流することが重要である。 An internal combustion engine such as a diesel engine is equipped with an exhaust gas recirculation device (hereinafter simply referred to as an EGR device) in order to reduce NOx (nitrogen oxide). The EGR device takes a part of the exhaust gas into the intake side, thereby lowering the oxygen concentration of the intake air and introducing an inert gas to reduce the combustion temperature and the combustion speed. This reduces the NOx emission. When the exhaust gas is recirculated by driving the EGR device, the pressure difference between the pressure of intake air on the intake passage side (also referred to as intake system pressure) and the pressure of exhaust gas on the exhaust passage side (also referred to as exhaust system pressure) is set. It is important to maintain and ensure that the exhaust gas is recirculated.
そこで、例えば特許文献1は、吸気系圧と排気系圧との間の差圧及び目標EGR量からEGRバルブの目標開度を設定して、EGRバルブの駆動を制御するEGR制御装置について開示する。このEGR装置によると所望の排気低減効果を得ることができるとされている。 Thus, for example, Patent Document 1 discloses an EGR control device that controls the driving of the EGR valve by setting the target opening of the EGR valve from the differential pressure between the intake system pressure and the exhaust system pressure and the target EGR amount. . According to this EGR device, a desired exhaust reduction effect can be obtained.
ところで、吸気通路の途中にパルス過給用の開閉弁(以下、パルス過給弁と称す)を配置して吸気流を制御する技術が知られている(特許文献2など参照)。パルス過給弁は吸気弁(インテークバルブ)の上流側に配置されるもので、吸気弁が開いてピストンが下がる吸入行程で閉じられ、これより下流側に負圧を発生させる。そして、この負圧の存在下でパルス過給弁を開くことで、このパルス過給弁より下流の空気を加速して勢い良く筒内に流し込んで空気充填量を増大させる。 By the way, a technique for controlling an intake air flow by arranging an on-off valve for pulse supercharging (hereinafter referred to as a pulse supercharging valve) in the middle of an intake passage is known (see, for example, Patent Document 2). The pulse supercharging valve is arranged on the upstream side of the intake valve (intake valve), and is closed in the intake stroke in which the intake valve is opened and the piston is lowered, and negative pressure is generated downstream of the intake stroke. Then, by opening the pulse supercharging valve in the presence of this negative pressure, the air downstream from the pulse supercharging valve is accelerated and rushed into the cylinder to increase the air filling amount.
前述した特許文献1のEGR装置にパルス過給弁を適用することにより、エミッションの改善を図りながら、出力を向上させた内燃機関とすることが期待される。しかしながら、パルス過給を実施すると吸気系圧が急変してしまう。EGRの実行中に吸気系圧が変化すると、還流されるEGRガス量が変化してしまい設計したEGR率が変動してしまう。特許文献1のEGR制御装置は、吸気系圧が急変することについて配慮していないので、パルス過給弁を適用するとEGRが不適切になることが懸念される。 By applying the pulse supercharging valve to the EGR device of Patent Document 1 described above, it is expected that the internal combustion engine has an improved output while improving the emission. However, when pulse supercharging is performed, the intake system pressure changes suddenly. If the intake system pressure changes during the execution of EGR, the amount of EGR gas to be recirculated changes and the designed EGR rate fluctuates. Since the EGR control device of Patent Document 1 does not consider the sudden change in the intake system pressure, there is a concern that the EGR becomes inappropriate when a pulse supercharging valve is applied.
したがって、本発明の目的は、パルス過給を実施しても排気ガスの再循環(EGR)を適正に実行できる内燃機関を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can properly execute exhaust gas recirculation (EGR) even when pulse supercharging is performed.
上記目的は、排気通路内の排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気ガス再循環装置と、前記吸気通路を開閉するパルス過給弁とを備えている内燃機関であって、前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、前記変動抑制手段は、前記排気ガス再循環装置が備える流量制御弁の開度を補正することにより前記変動を抑制する、内燃機関によって達成される。 The above object is an internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage. Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate that occurs when the pulse supercharging is performed by operating the pulse supercharging valve during driving of the recirculation device and performing the pulse supercharging , and The fluctuation suppressing means is achieved by an internal combustion engine that suppresses the fluctuation by correcting an opening of a flow control valve provided in the exhaust gas recirculation device .
本発明によると、変動抑制手段がパルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制するので、パルス過給を実施してもEGRを適正に実行できる内燃機関を提供できる。 According to the present invention, since the fluctuation suppressing means suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by the execution of pulse supercharging, it is possible to provide an internal combustion engine that can execute EGR properly even when pulse supercharging is performed.
また上記目的は、排気通路内の排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気ガス再循環装置と、前記吸気通路を開閉するパルス過給弁とを備えている内燃機関であって、前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、前記排気ガス再循環装置が前記吸気通路の前記パルス過給弁よりも下流側と前記排気通路の浄化触媒よりも上流側とを接続する第1の排気ガス再循環装置及び前記吸気通路の前記パルス過給弁よりも上流側と前記排気通路の前記浄化触媒よりも下流側とを接続する第2の排気ガス再循環装置を含み、前記変動抑制手段が、前記パルス過給を実施するときに、前記排気ガス再循環装置を前記第1の排気ガス再循環装置から前記第2の排気ガス再循環装置に変更することにより前記変動を抑制する、内燃機関によって達成される。本発明においても、変動抑制手段がパルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制するので、パルス過給を実施してもEGRを適正に実行できる内燃機関を提供できる。 Another object of the present invention is an internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage. Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by the execution of pulse supercharging when the pulse supercharging valve is operated during operation of the gas recirculation device to perform pulse supercharging, the pulse of the first exhaust gas recirculation device and the intake passage in which the exhaust gas recirculation system connects the upstream side of the gas purification catalyst of the exhaust passage and downstream of the pulse supercharging valve of the intake passage Including a second exhaust gas recirculation device that connects an upstream side of a supercharging valve and a downstream side of the purification catalyst of the exhaust passage, and the fluctuation suppressing means performs the pulse supercharging, The exhaust gas recirculation device Suppressing the variation by changing the serial first exhaust gas recirculation device to the second exhaust gas recirculation system, it is achieved by an internal combustion engine. Also in the present invention, since the fluctuation suppressing means suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by the execution of pulse supercharging, it is possible to provide an internal combustion engine that can properly execute EGR even when pulse supercharging is performed.
また上記目的は、排気通路内の排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気ガス再循環装置と、前記吸気通路を開閉するパルス過給弁とを備えている内燃機関であって、前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、前記排気通路に流量調整構造を更に含み、前記変動抑制手段が、前記流量調整構造を絞ることにより前記変動を抑制する、内燃機関によって達成される。本発明においても、変動抑制手段がパルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制するので、パルス過給を実施してもEGRを適正に実行できる内燃機関を提供できる。Another object of the present invention is an internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage. Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by the execution of pulse supercharging when the pulse supercharging valve is operated during operation of the gas recirculation device to perform pulse supercharging, It is achieved by an internal combustion engine that further includes a flow rate adjusting structure in the exhaust passage, and wherein the fluctuation suppressing means suppresses the fluctuation by narrowing the flow rate adjusting structure. Also in the present invention, since the fluctuation suppressing means suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by the execution of pulse supercharging, it is possible to provide an internal combustion engine that can properly execute EGR even when pulse supercharging is performed.
本発明によると、パルス過給を実施しても排気ガスの再循環を適正に実行できる内燃機関を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it implements pulse supercharging, the internal combustion engine which can perform the recirculation of exhaust gas appropriately can be provided.
以下、図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係るEGR装置及びパルス過給弁を備えた内燃機関1Aについて示した図である。内燃機関1Aは、通常の内燃機関と同様にシリンダ2内にピストン3を備えている。ピストン3の上部に燃焼室4が形成されている。燃焼室4に吸入空気を供給する吸気通路5と燃焼後の排気ガスを排出する排気通路6とが設けられている。そして、吸気通路5側には燃焼室4への吸入空気の流れを調整する吸気弁7が配置されている。同様に排気通路6側には燃焼室4からの排気ガスの流れを調整する排気弁8が配置されている。さらに、燃焼室4内に燃料を噴射するインジェクタ9が配備されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an
吸入空気は吸気通路5の上流側に配置したエアークリーナ10を介して、燃焼室4に供給されている。また、排気通路6の下流側には浄化触媒11が配備されている。
The intake air is supplied to the
そして、吸気通路5の途中にパルス過給弁12が配置されている。このパルス過給弁12の構造については特に限定するものではないが、短時間にて吸気通路5を開き、また閉じることができる開閉弁装置を採用することが好ましい。
A
また、この内燃機関1AはEGR装置30を備えている。EGR装置30は、例えば上記パルス過給弁12よりも下流側の吸気通路5と、浄化触媒11より上流側の排気通路6とを接続するEGR通路31を備えている。このEGR通路31によって排気ガスの一部を吸気側に還流する。EGR通路31の途中には、この通路31の開度を調整して流量を制御する流量制御弁としてEGRバルブ32が配備されている。EGRバルブ32の開度によってEGR率が調整される。EGRバルブ32の開度を大きくした場合には、EGR通路31内を還流する排気ガス(EGRガス)量を増加させてEGR率を上げることができる。
The internal combustion engine 1 </ b> A includes an
上記パルス過給弁12及びEGRバルブ32はECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)20により駆動が制御されている。ECU20は内燃機関を制御するECUと兼用することができる。ECU20は、後述する各センサからの信号に基づいて内燃機関全体の制御並びに、パルス過給弁12及びEGRバルブ32の駆動制御を実行する。ECU20により実行されるパルス過給及びEGRの制御内容の詳細については後述する。
Driving of the
なお、ECU20は、図示しないROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを備えている。ROMには、内燃機関の駆動制御に関するプログラムやパルス過給を実施する際の作動及びEGR実行に係るプログラム、並びにこれらの制御で使用する一連のデータ等が格納されている。また、RAMは制御を実行する際の処理領域を提供する。
The
さらに、内燃機関1Aが備えている他の構成について説明する。吸気通路5には、エアークリーナ10とパルス過給弁12との間に、上流側から吸入空気量を検出するエアフロメータ21、吸入空気圧を検出する吸気圧センサ22、及び吸入空気の温度を検出する吸気温センサ23が配備されている。これらセンサからの出力信号は上記ECU20に供給されている。
Further, another configuration provided in the
内燃機関のヘッド部にはシリンダ内の圧力を検出するための筒内圧センサ24が配備されている。また、排気通路6には排気ガス圧を検出するための排気圧センサ25が配備されている。これらセンサからの出力信号もECU20に供給されている。
An in-
また、クランクシャフト13の周辺には、循環させている冷却水の温度を検出している水温センサ26、循環させている潤滑オイルの温度を検出している油温センサ27、及びクランク角の回転数を検出しているクランク角センサ28が配備されている。これらセンサからの出力信号もECU20に供給されている。また、アクセル14の踏込み量を検出するアクセルセンサ15からの出力信号についてもECU20へ供給されている。
Also, around the
上記のようにECU20は、複数箇所に配置した種々のセンサから検出信号を受けるので内燃機関の状態を正確に確認できる。ただし、図1で示した複数のセンサ及びその配置は内燃機関の駆動制御に好ましいものとして例示してある。後述するパルス過給を実施する際の作動制御では、ここで図示した全てのセンサからの信号を利用することを必須とするものではない。すなわち、ECU20がパルス過給時における排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段として機能する際には、上記複数のセンサからの信号を選択して利用する。
As described above, the
さて、本実施例装置はパルス過給弁12を採用しているので、次に説明する点に配慮することが必要となる。図2を参照してパルス過給弁12を作動させたときの様子を説明する。図2はシリンダ2の周辺とパルス過給弁12とを模式的に示した図である。図2(A)はパルス過給弁12により下流側に負圧を形成するときの様子を示した図、同2(B)はパルス過給弁12を開いてパルス過給を行った際の様子について示した図である。
Now, since the apparatus of this embodiment employs the
図2(A)で示すように、吸気弁7が開きピストン3が下がる吸気行程のときにパルス過給弁12を閉に維持することで、このパルス過給弁12よりも下流側に負圧が形成される。この負圧形成後の所定時期に(B)で示すようにパルス過給弁12を開くと下流側の空気PAを一気に燃焼室4に流れ込ませることができる。
As shown in FIG. 2A, by maintaining the
さらに、図3は吸気弁の開閉期間とパルス過給弁12の作動時期との関係を説明するために示した図である。図3(A)は標準的な吸気弁7の開閉期間を示した図ある。この図で示すように吸気弁7はピストン3の上死点(TDC)前の所定時に開き、下死点(BDC)後の所定時に閉じるように設定されている。
Further, FIG. 3 is a view for explaining the relationship between the opening / closing period of the intake valve and the operation timing of the
図3(B)は、パルス過給弁12の作動時期を示している。パルス過給弁12は、例えば吸気弁7が開いたときに作動を開始して閉じ、吸気弁7が閉じる前の所定時に開くように設定されている。この図3(B)でハッチングを付した範囲が吸気通路内で発生するポンピングロス増加などを考慮して設定され、この範囲内でパルス過給弁12が開くタイミングが選択されてパルス過給が実施される。開弁のタイミングは内燃機関の状態に応じて所定時が選択される。パルス過給弁12が開いたときの状態は上記図2(B)に相当することになる。
FIG. 3B shows the operation timing of the
さらに、図4はEGR制御の実行中にパルス過給を実施したときの影響を確認するため、吸気系圧及び排気系圧について示した図である。図4(A)はパルス過給を実施しないときにおける吸気系圧及び排気系圧の変化、(B)はパルス過給を実施したときの吸気系圧及び排気系圧の変化について示している。なお、吸気系圧の変化を点線、排気系圧の変化を実線で示している。 Further, FIG. 4 is a diagram showing the intake system pressure and the exhaust system pressure in order to confirm the influence when the pulse supercharging is performed during the execution of the EGR control. FIG. 4A shows changes in intake system pressure and exhaust system pressure when pulse supercharging is not performed, and FIG. 4B shows changes in intake system pressure and exhaust system pressure when pulse supercharging is performed. A change in intake system pressure is indicated by a dotted line, and a change in exhaust system pressure is indicated by a solid line.
ここで、図4で点線と実線で挟まれた部分の面積(確認し易いように一部を黒塗りとしている)がEGR量となる。この図4(A)と(B)との比較から、EGR実行中にパルス過給を実施するとEGR率が低下してしまうことが確認できる。その原因は、図4(B)で示されているようにパルス過給を実施したときに、吸気圧系の圧力が急減に変化するのが主な原因である。すなわち、パルス過給を実行するとEGR通路31前後の差圧が変化するためにEGR率が変動してしまう。
Here, the area of the portion sandwiched between the dotted line and the solid line in FIG. 4 (partially blackened for easy confirmation) is the EGR amount. From a comparison between FIGS. 4A and 4B, it can be confirmed that the EGR rate decreases if pulse supercharging is performed during the execution of EGR. The main cause is that when the pulse supercharging is performed as shown in FIG. 4B, the pressure of the intake pressure system changes rapidly. That is, when pulse supercharging is executed, the differential pressure across the
そこで、本実施例の内燃機関ではECU20が変動抑制手段として機能し、EGR実行中にパルス過給を実施するときに内燃機関の吸気圧変化を確認して、予定したEGR率を維持するようにEGRバルブの開度を補正する。ECU20はエアフロメータ21からの出力信号などを参照して実際のA/F値(実A/F値)を確認する。そして、これを目標A/F値とを比較することにより吸気圧系の変化が認められる場合には、予定したEGR率を維持するようにEGRバルブの開度を調整する。なお、目標A/F値はEGR制御を実行するときの好ましいA/F値であり、例えばROMに予め記憶したものをECU20が読出して参照する。
Therefore, in the internal combustion engine of the present embodiment, the
具体的には、ECU20は実A/F値を目標A/F値と比較して小さいことを確認した場合、このまま放置するEGR率が高くなり過ぎるためEGRバルブを閉じ側に補正する。逆に、実A/F値を目標A/F値と比較して大きいことを確認した場合、このまま放置するEGR率が低くなり過ぎるためEGRバルブを開き側に補正する。このようにECU20がEGRバルブの開度を適宜に補正するので必要な差圧を維持できるので、EGR実行中にパルス過給を実施してもEGR率の変動を抑制できる。以下、ECU20が実行する制御内容をより詳細に説明する。
Specifically, when the
図5は、内燃機関1AのECU20が、EGR実行中にパルス過給を実施するときのルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンは、例えば内燃機関のイグニッションキーがオンされたときに起動される。ECU20はEGR実行中であるか否かを確認すると共に(S11)、内燃機関の状態がパルス過給を行うべき作動領域にあるか否かを監視する(S12)。前述したように、ECU20には各種センサからの出力信号が供給されているので、これらに基づいて内燃機関の運転状態を確認できる。ECU20は、内燃機関が低負荷状態から高負荷状態へ移行するのを確認したときなどに、パルス過給を実行する。例えば、ECU20は内燃機関の回転数と燃料噴孔量との関係、目標吸入空気量と実吸入空気量との差などに基づいて、内燃機関がパルス過給を行う状況にあるか否かを判断する。なお、ECU20のROM内に回転数−燃料噴孔量マップ等を予め格納しておき、上記判断時にこれらを読出して使用できるようにしておけばよい。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a routine when the
上記ステップ12(S12)で、ECU20がパルス過給の作動領域にあると判断した場合には、例えばROMに予め格納した開閉時期マップに基づいて、内燃機関の状態に応じてパルス過給弁12を作動させて、吸入空気量の増量を図る(S13)。ところが、前述したように、パルス過給弁12を作動させてパルス過給を実行すると吸気系圧が変化する。EGR制御では、例えば内燃機関の回転数と燃料噴射量とによるマップによりEGRバルブの開度が決定される。よって、パルス過給を実施することによりEGR通路31前後の差圧が変化してしまうと、バルブ開度を維持しても、実際のEGR率が予定したEGR率から変動してしまうことになる。
If the
そこで、ECU20は次のステップ14(S14)で実A/F値と目標A/F値との差を確認することにより、通常のEGR制御を行うのに適した吸気系圧が維持されているか否かを確認する。
Therefore, the
上記ステップ14で、ECU20が実A/F値と目標A/F値とが異なり、EGRの実行に適した吸気系圧ではいないと判断した場合には、次のステップ15でEGRバルブ32の開度を補正する。すなわち、ECU20は実A/F値が目標A/F値より大きな場合には、EGR率が低くなる可能性があるのでEGRバルブを開き側に補正する。これとは逆に、実A/F値が目標A/F値より大きな場合にはEGR率が低くなる可能性があるので、EGRバルブを開き側に補正する。このようにEGRバルブの開度を補正することにより、実A/F値を目標A/F値に一致させてEGR率の変動を抑制して、本ルーチンによる処理を終了する。
If the
なお、前述のECU20によるEGRバルブの開度補正は、目標A/F値に対する実A/F値との差に対応する補正量を所定のマップから求めてもよいし、パルス過給を実施したとき専用のマップを予め準備して補正を行うようにしてもよい。ここで用いる補正量のマップやパルス過給用のマップについてもECU20内のROMに格納しておけばよい。また、パルス過給を実施したときに生じる吸気系と排気系との差圧はパルス過給の動作期間と相関があるので、パルス過給弁の作動期間と関連付けしてバルブ開度の基本補正量を決定することとし、実A/F値を参照してより詳細な補正を加えるようにしてもよい。
The above-described EGR valve opening correction by the
以上で説明したパルス過給弁12を備えた内燃機関1Aは、EGR実行中にパルス過給を実施して吸気圧が変化する状況になると、ECU20がEGRバルブの開度を補正してEGR率の変動を抑制する。よって、EGR実行中でもパルス過給を実施できるのでエミッションを適正に維持しつつ、出力の向上を図ることができる。
In the
なお、上記実施例1は一例としてA/F値により吸気系圧の変化を確認してEGRバルブの開度を補正するようにしているが、吸気圧センサ22及び排気圧センサ25から吸気系圧と排気系圧との差圧を求め、この差圧に基づいてEGRバルブの開度を補正するようにしてもよい。また、図5で示すルーチンは、パルス過給を実施して吸気系圧が変化したときにEGRバルブ32の開度を補正してEGR率の変動を抑制しているが、パルス過給を実施する前に吸気圧系の変化を予想してEGRバルブの開度を予め補正しておくようにしてもよい。
In the first embodiment, for example, the change in the intake system pressure is confirmed by the A / F value to correct the opening of the EGR valve. However, the intake system pressure is determined from the
以下、更に他の実施例について説明する。実施例1の内燃機関1Aでは、変動抑制手段として機能するECU20がEGRバルブ32の開度を補正して対処することで、パルス過給を実施したときのEGR率の変動を抑制して、EGRが適正に実行されるように調整していた。しかしながら、パルス過給を実施したときに、排気系圧より吸気系圧が高くなる逆転状態になる場合も想定される。この逆転状態が発生したときには、EGR通路31をガスが逆流してEGR率が著しく低下してしまう。よって、迅速な対応が必要となる。以下で示す実施例は排気圧側より吸気圧側の圧力が高くなる逆転状態が発生したときに、これに対処する構成を備えた内燃機関の実施例である。
Hereinafter, still another embodiment will be described. In the
実施例2に係る内燃機関の構造は、図1に示した実施例1の内燃機関1Aと同様であり、EGR実行中にパルス過給を実施する際にECU20が実行するEGR率変動を抑制するための変動抑制が異なるだけである。よって、図1の符号を流用して同様に説明する。
The structure of the internal combustion engine according to the second embodiment is the same as that of the
上記実施例1では、パルス過給実施によってEGR率が変動したときに、ECU20がEGRバルブの開度を補正するものであった。これに対して、本実施例のECU20は吸気系圧と排気系圧との差圧を確認し、この差圧値が所定値より大きい場合にはEGRバルブ32を閉じることによりEGR率の低下を防止する。
In the first embodiment, the
図6は、実施例2の内燃機関のECU20が、EGR実行中にパルス過給を実施するときのルーチンの一例を示したフローチャートである。ECU20は、EGR実行中であるか(S21)、また内燃機関の状態がパルス過給の作動領域にあるか否かを監視する(S22)。パルス過給の作動領域と判断した場合には、次のステップ23(S23)でパルス過給弁12を作動させる。ここまでは、前述した実施例1における処理と同様であるが、次のステップ24(S24)以降の処理が異なる。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a routine when the
ECU20はステップ24で、ECU20は吸気系圧と排気系圧との差圧を計測し、その差圧が所定値を超えている場合にはEGRガスが逆流する可能性があると判断する。そして、EGRバルブ32を閉じることにより、EGR率の低下を回避する(S24)。本実施例の内燃機関では、EGRガスの流れが逆流するような逆転状況となったときにはEGRバルブが迅速に閉じられるので、EGR率の低下を確実に抑制できる。
In
なお、図6はパルス過給を実施したときに吸気系圧と排気系圧の差圧を計測して、吸気系圧が排気系圧よりも所定値以上に高い場合にはEGRバルブ32を閉じて逆転による影響を抑制するものである。しかし、このようにパルス過給の実施後の影響を確認してから、EGRバルブ32を閉じるという形態に限る必要はない。すなわち、ECU20がパルス過給を実施する前に、吸気系圧と排気系圧とが逆転することを予め予測し、EGRバルブを閉じるようにしてもよい。
In FIG. 6, the differential pressure between the intake system pressure and the exhaust system pressure is measured when pulse supercharging is performed, and the
図7は、パルス過給の実施前に、ECU20がEGRへの影響を予想して、予め対処するように変更した場合のフローチャートである。ステップ33(S33)以後の処理が、図6による処理と異なっている。このルーチンによる処理では、ECU20はパルス過給を行う状況となっているとき内燃機関の状況に応じて、パルス過給動作の設定を行う(S33)。そして、吸気圧系及び排気圧系の差圧を計測して、パルス過給を実施した場合についてシミュレーションを行う(S34)。このようなシミュレーションを行うためのプログラムやこれに用いる一連のデータは予めROMに格納しておけばよい。
FIG. 7 is a flowchart in the case where the
そして、ECU20はシミュレーションにより吸気系圧と排気系圧とが逆転して、EGRガスの流れが逆流すると予想した場合には、EGRバルブ32を閉じてEGR率の減少を回避する。その後に、パルス過給を実行する(S35)。この変形例の場合には、パルス過給の実施前にEGR率変動を抑制するための制御が実行されているのでEGRへの影響を抑制できる。
When the
更に、図8及び図9を参照して、実施例3の内燃機関について説明する。この実施例3は実施例2の場合と同様に、吸気系圧側の方が排気系圧側より高圧となる逆転状態となった場合に対処する構成を備えた内燃機関である。図8は、実施例3に係るEGR装置及びパルス過給弁を備えた内燃機関1Bについて示した図である。なお、実施例1の内燃機関1Aと同一の部位には、同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。また、図9は、内燃機関1BのECU20によって実行されるルーチンの一例を示したフローチャートである。
Further, the internal combustion engine of the third embodiment will be described with reference to FIGS. As in the case of the second embodiment, the third embodiment is an internal combustion engine having a configuration for dealing with a case where the intake system pressure side is in a reverse rotation state where the exhaust system pressure side is higher than the exhaust system pressure side. FIG. 8 is a diagram illustrating an
図8で示す内燃機関1Bは、第2のEGR装置40を更に備えている。この第2のEGR装置40は前述したEGR装置(第1のEGR装置)30と同様に、吸気通路5と排気通路6とを接続するEGR通路41、及びこの通路41の開度を調整するEGRバルブ42を備えている。
The internal combustion engine 1 </ b> B shown in FIG. 8 further includes a
第1のEGR装置30はEGR通路31が、パルス過給弁12よりも下流側の吸気通路5と、浄化触媒11より上流側の排気通路6とを接続しているので、相対的に差圧の大きい経路(High−Pressure−Loop)となっている。よって、パルス過給を実行したときの圧力変化の影響を受け易い。これに対して、本実施例の内燃機関1Bは、第2のEGR装置40を備えている。この第2のEGR装置40はEGR通路41が、エアークリーナ10直後の吸気通路5と、浄化触媒11より下流側の排気通路6とを接続しているので相対的に差圧の小さい経路(Low−Pressure−Loop)となっている。よって、パルス過給を実施して吸気圧系に圧力変化が発生したときに第2のEGR装置40が受ける影響は小さくなる。
In the
よって、図9で示すように、この内燃機関1BのECU20はパルス過給を実施したときに、採用するEGR装置を第2のEGR装置40に変更する。これにより逆転現象が発生したときのEGR率の変動を抑制する。なお、パルス過給を実施したときに第2のEGR装置40に変更して、更にEGRバルブ42の開度を補正してより確実にEGR率の変動を抑制するようにしてもよい。なお、このようにEGRバルブ42の開度を補正する場合でも、実施例1の場合と比較して補正量を小さくするこができるので迅速に対応できる。
Therefore, as shown in FIG. 9, the
更に、図10及び図11を参照して、実施例4の内燃機関について説明する。この実施例4も実施例2の場合と同様に、吸気系圧の方が排気系圧より高圧となる逆転状態となった場合に対処する構成を備えた内燃機関である。図10は、実施例4に係るEGR装置及びパルス過給弁を備えた内燃機関1Cについて示した図である。この図10でも、図1と同一の部位には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。また、図11は、内燃機関1CのECU20によって実行されるルーチンの一例を示したフローチャートである。
Furthermore, the internal combustion engine of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. As in the case of the second embodiment, the fourth embodiment is also an internal combustion engine having a configuration for dealing with a case where the intake system pressure is in a reverse rotation state in which the intake system pressure is higher than the exhaust system pressure. FIG. 10 is a diagram illustrating an internal combustion engine 1 </ b> C including an EGR device and a pulse supercharging valve according to the fourth embodiment. In FIG. 10 as well, the same parts as those in FIG. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a routine executed by the
図10で示す内燃機関1Cは、排気通路6側の排気ガス流量を調整する流量調整構造50を更に備えている。このような流量調整構造としては、例えば背圧弁、可変容量ターボを採用することができる。これら背圧弁、可変容量ターボ等は、ECU20により駆動が制御され、排気通路6を絞る(閉じ)方向に駆動して排気通路6内を流れる排気ガスが流れ難い状態を形成することにより排気系圧の上昇が図られる。
The
よって、図11で示すように、この内燃機関1CのECU20はパルス過給を実施したときに、流量調整構造50を制御して排気系圧を上昇させる。これにより、上記のように吸気系圧と排気系圧との逆転現象が発生したときに迅速に対処して、EGR率の変動を抑制する。
Therefore, as shown in FIG. 11, the
上記実施例3、4については、実施例2の場合と同様に、シミュレーションにより逆転状態の発生を予想して、ガスが逆流する可能性があると判断した場合には予め第2のEGR装置40への変更を実施しパルス過給による圧力変化を軽減し、また、流量調整構造を絞って排気系圧を上昇させてEGR率の変動を抑制するようにしてもよい。
As in the case of the second embodiment, in the third and fourth embodiments, when the occurrence of a reverse state is predicted by simulation and it is determined that there is a possibility that the gas will flow backward, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1(1A〜1C) 内燃機関
5 吸気通路
6 排気通路
12 パルス過給弁
20 ECU(変動抑制手段)
30、40 排気ガス再循環装置
31 EGR通路
32 EGRバルブ(流量制御弁)
50 流量調整構造
1 (1A to 1C)
30, 40 Exhaust
50 Flow rate adjustment structure
Claims (3)
前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、
前記変動抑制手段は、前記排気ガス再循環装置が備える流量制御弁の開度を補正することにより前記変動を抑制する、ことを特徴する内燃機関。 An internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage,
Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by performing the pulse supercharging when the pulse supercharging valve is operated while the exhaust gas recirculation device is being operated to perform the pulse supercharging. Prepared,
The internal combustion engine, wherein the fluctuation suppressing means suppresses the fluctuation by correcting an opening of a flow control valve provided in the exhaust gas recirculation device.
前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、
前記排気ガス再循環装置が前記吸気通路の前記パルス過給弁よりも下流側と前記排気通路の浄化触媒よりも上流側とを接続する第1の排気ガス再循環装置及び前記吸気通路の前記パルス過給弁よりも上流側と前記排気通路の前記浄化触媒よりも下流側とを接続する第2の排気ガス再循環装置を含み、
前記変動抑制手段が、前記パルス過給を実施するときに、前記排気ガス再循環装置を前記第1の排気ガス再循環装置から前記第2の排気ガス再循環装置に変更することにより前記変動を抑制する、ことを特徴する内燃機関。 An internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage,
Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by performing the pulse supercharging when the pulse supercharging valve is operated while the exhaust gas recirculation device is being operated to perform the pulse supercharging. Prepared,
The pulse of the first exhaust gas recirculation device and the intake passage in which the exhaust gas recirculation system connects the upstream side of the gas purification catalyst of the exhaust passage and downstream of the pulse supercharging valve of the intake passage A second exhaust gas recirculation device that connects the upstream side of the supercharging valve and the downstream side of the purification catalyst in the exhaust passage ;
When the fluctuation suppression means performs the pulse supercharging , the fluctuation is suppressed by changing the exhaust gas recirculation device from the first exhaust gas recirculation device to the second exhaust gas recirculation device. An internal combustion engine characterized by suppressing.
前記排気ガス再循環装置の駆動中に前記パルス過給弁を作動させてパルス過給を実施するときに、当該パルス過給の実施により生じる排気ガス再循環率の変動を抑制する変動抑制手段を備え、
前記排気通路に流量調整構造を更に含み、
前記変動抑制手段が、前記流量調整構造を絞ることにより前記変動を抑制する、ことを特徴する内燃機関。 An internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and a pulse supercharging valve that opens and closes the intake passage,
Fluctuation suppression means that suppresses fluctuations in the exhaust gas recirculation rate caused by performing the pulse supercharging when the pulse supercharging valve is operated while the exhaust gas recirculation device is being operated to perform the pulse supercharging. Prepared,
The exhaust passage further includes a flow rate adjusting structure,
The internal combustion engine, wherein the fluctuation suppressing means suppresses the fluctuation by restricting the flow rate adjusting structure.
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