JP2001355520A - Exhaust gas recirculation system for in-cylinder injection engine - Google Patents
Exhaust gas recirculation system for in-cylinder injection engineInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 筒内噴射エンジンの排ガス還流装置に関し、
吸気系を分解することなく、燃料噴霧の拡散特性を損ね
ることや設計自由度の低下を招かないようにしながら、
吸気ポート内壁へのデポジットの堆積を確実に防止する
ことができるようにする。
【解決手段】 筒内噴射エンジン1の排気の一部を吸気
系13に導く排ガス還流通路52をそなえ、排ガス還流
通路52に、吸気系汚れ洗浄用の清浄剤54eを供給す
る清浄剤供給手段54をそなえるように構成する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To an exhaust gas recirculation device for a direct injection engine,
Without disassembling the intake system, without impairing the diffusion characteristics of fuel spray and reducing the design flexibility,
It is possible to reliably prevent deposits from being deposited on the inner wall of the intake port. SOLUTION: Detergent supply means 54 having an exhaust gas recirculation passage 52 for guiding a part of the exhaust gas of the direct injection engine 1 to an intake system 13, and supplying the exhaust gas recirculation passage 52 with a cleaning agent 54e for cleaning the intake system. It is configured to have
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に燃料を
直接噴射する筒内噴射エンジンにおいて排ガスを吸気系
に導く、筒内噴射エンジンの排ガス還流装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation system for an in-cylinder injection engine that directs exhaust gas to an intake system in an in-cylinder injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジン(内燃機関)の排ガス浄化のた
めに、EGRの導入(排ガス還流)やブローバイガスの
導入が行なわれている。EGRの導入の場合、EGR通
路を通じて排気通路内の排ガスを吸気通路内に導くこと
で、燃焼温度を抑えてNOxの発生を低減させており、
ブローバイガス、即ち、オイルや炭化水素(HC)の蒸
発成分の導入の場合、吹き抜けガスを吸気通路内に導く
ことで、未燃燃料等を燃焼させてHCの排出を抑えてい
る。2. Description of the Related Art EGR (exhaust gas recirculation) and blow-by gas are introduced to purify exhaust gas from an engine (internal combustion engine). In the case of introducing EGR, exhaust gas in the exhaust passage is guided into the intake passage through the EGR passage, thereby suppressing the combustion temperature and reducing the generation of NOx.
In the case of introducing a blow-by gas, that is, an evaporated component of oil or hydrocarbon (HC), an unburned fuel or the like is burned by guiding a blow-by gas into an intake passage, thereby suppressing the emission of HC.
【0003】しかし、このように吸気通路内に排ガスや
ブローバイガスが導入されると、図3に示すように、排
気ポートに排ガス成分やオイル及び炭化水素(HC)の
蒸発成分の一部がデポジットとして徐々に堆積する。排
気ポート内にこのようなデポジットが増えると、吸入量
不足による出力低下や、吸気バルブの噛み込みによる筒
内圧力の低下等の不具合を招くおそれがある。特に、リ
ーン燃焼を行なうディーゼルエンジンやリーンバーンガ
ソリンエンジンでは、EGRやブローバイガスの大量導
入を行なう場合があるので、デポジットが増加しやす
く、かかる不具合を招き易い。However, when the exhaust gas or blow-by gas is introduced into the intake passage as described above, as shown in FIG. 3, a part of the exhaust gas component and the evaporation component of oil and hydrocarbons (HC) are deposited on the exhaust port. As it is gradually deposited. If such deposits increase in the exhaust port, there is a possibility that problems such as a decrease in output due to an insufficient suction amount and a decrease in in-cylinder pressure due to the engagement of an intake valve may occur. Particularly, in a diesel engine or a lean burn gasoline engine that performs lean combustion, a large amount of EGR or blow-by gas may be introduced, so that the deposit is likely to increase and such a problem is likely to occur.
【0004】デポジットを除去するには、吸気系汚れ洗
浄用の清浄剤が効果的であることが知られており、ガソ
リンに清浄剤を添加したり予め清浄剤を添加されたガソ
リンを用いたりして、燃料噴射とともに清浄剤を排気ポ
ート内に供給してデポジットを除去するようにしてい
る。しかしながら、排気ポート内に燃料噴射するエンジ
ンの場合、ガソリンに清浄剤を添加することで排気ポー
ト内のデポジットを除去することができるが、図3に示
すように、燃焼室101内に燃料を直接噴射する筒内噴
射エンジンの場合、ガソリンに清浄剤を添加してインジ
ェクタ102から噴射しても、この清浄剤は排気ポート
103はほとんど到達しないので、排気ポート103内
のデポジット104を除去することはできない。[0004] It is known that a cleaning agent for cleaning intake system dirt is effective for removing the deposit. For example, a gasoline to which a cleaning agent is added or a gasoline to which a cleaning agent is added in advance is used. Thus, a detergent is supplied into the exhaust port together with the fuel injection to remove the deposit. However, in the case of an engine that injects fuel into the exhaust port, the deposit in the exhaust port can be removed by adding a detergent to gasoline, but the fuel is directly injected into the combustion chamber 101 as shown in FIG. In the case of a direct injection engine that injects gas, even if a detergent is added to gasoline and injected from the injector 102, the detergent hardly reaches the exhaust port 103, so that the deposit 104 in the exhaust port 103 cannot be removed. Can not.
【0005】このため、筒内噴射エンジンの場合、吸気
系を分解して排気ポート内を洗浄してデポジットを除去
することが考えられるが、吸気系の分解には多くの作業
工数を必要とし、作業時間がかかり作業コストも大きな
ものになってしまう。そこで、特開平9−256867
号公報に開示されているように、筒内噴射エンジンにお
いて、インジェクタから噴射された清浄剤入りの燃料の
一部を開作動中の吸気弁の傘部に衝突させてデポジット
の堆積を防止する技術が提案されている。[0005] For this reason, in the case of a direct injection engine, it is conceivable to disassemble the intake system and wash the inside of the exhaust port to remove deposits. However, disassembling the intake system requires many man-hours. It takes a lot of time to work, and the work cost becomes large. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-207, in a direct injection engine, a technique for preventing a deposit from accumulating by causing a part of a fuel containing a detergent injected from an injector to collide with an umbrella portion of an intake valve being opened. Has been proposed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報記載の技術では、以下のような課題がある。吸気弁
の傘部に燃料を衝突させるものであるため、燃料噴霧の
拡散特性が損なわれてしまうという課題がある。吸気弁
の傘部よりも上流側の吸気ポート内壁へは清浄剤入りの
燃料はほとんど到達しないので、吸気ポート内壁へのデ
ポジットの堆積を防止する対策としては効果が期待でき
ない。However, the technology described in the above publication has the following problems. Since the fuel is caused to collide with the head of the intake valve, there is a problem that the diffusion characteristics of the fuel spray are impaired. Since the fuel containing the detergent hardly reaches the inner wall of the intake port on the upstream side of the umbrella portion of the intake valve, no effect can be expected as a measure for preventing the accumulation of deposits on the inner wall of the intake port.
【0007】また、インジェクタの取付位置や方向が制
限されることから、設計自由度が低下するという課題も
ある。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、
吸気系を分解することなく、燃料噴霧の拡散特性を損ね
ることや設計自由度の低下を招かないようにしながら、
吸気ポート内壁へのデポジットの堆積を確実に防止する
ことができるようにした、筒内噴射エンジンの排ガス還
流装置を提供することを目的とする。[0007] Further, since the mounting position and the direction of the injector are restricted, there is a problem that the degree of freedom in design is reduced. The present invention has been made in view of the above problems,
Without disassembling the intake system, without impairing the diffusion characteristics of fuel spray and reducing the design flexibility,
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device for a direct injection engine, which is capable of reliably preventing deposits from being deposited on an inner wall of an intake port.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の筒内
噴射エンジンの排ガス還流装置は、筒内噴射エンジンの
排気の一部を吸気系に導く排ガス還流通路に、吸気系汚
れ洗浄用の清浄剤を供給する清浄剤供給手段をそなえて
いるので、供給される清浄剤によって吸気系の汚れの堆
積(デポジット)が抑制される。Therefore, an exhaust gas recirculation system for an in-cylinder injection engine according to the present invention is provided with an exhaust gas recirculation passage for guiding a part of exhaust gas from the in-cylinder injection engine to an intake system. Since a detergent supply means for supplying a detergent is provided, accumulation (deposit) of dirt on the intake system is suppressed by the supplied detergent.
【0009】さらに、上記清浄剤供給手段が、上記排ガ
ス還流通路に設けられた排ガス還流弁が開いていること
を条件に上記清浄剤を供給するように構成すると、清浄
剤の供給を効率良く行なえ、吸気系の汚れの堆積(デポ
ジット)を効率良く抑制できる。なお、排ガス還流通路
内に供給する清浄剤は、加圧して噴射することが好まし
い。これにより、清浄剤の霧化,気化が促進されて、清
浄剤をより効率良く使用できるようになる。Further, when the detergent supply means is configured to supply the detergent under a condition that the exhaust gas recirculation valve provided in the exhaust gas recirculation passage is open, the detergent can be efficiently supplied. In addition, the accumulation (deposit) of dirt on the intake system can be efficiently suppressed. Note that it is preferable that the detergent supplied into the exhaust gas recirculation passage be injected under pressure. Thereby, atomization and vaporization of the detergent are promoted, and the detergent can be used more efficiently.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図1,図2は本発明の一実
施形態としての筒内噴射エンジンの排ガス還流装置を示
すもので、図1はその要部拡大図、図2は本装置をそな
えたエンジンの模式的な断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 show an exhaust gas recirculation system for a direct injection engine according to an embodiment of the present invention. 1 is an enlarged view of a main part thereof, and FIG. 2 is a schematic sectional view of an engine equipped with the present device.
【0011】本実施形態にかかる筒内噴射エンジン(以
下、直噴ガソリンエンジン又は単にエンジンともいう)
は、自動車に搭載され、図2に示すように構成されてお
り、エンジン1のシリンダヘッド2には、各シリンダ3
毎に点火プラグ4と燃焼室5内に直接開口する燃料噴射
弁6とが設けられ、点火プラグ4は点火コイル4Aによ
り燃料噴射弁6はドライバ6Aによりそれぞれ駆動され
る。シリンダ3内には、クランクシャフト7に連結され
たピストン8が装備され、このピストン8の頂面には半
球状に窪んだキャビティ9が形成されている。In-cylinder injection engine according to this embodiment (hereinafter also referred to as a direct injection gasoline engine or simply an engine)
Is mounted on an automobile and is configured as shown in FIG. 2. Each cylinder 3 is mounted on a cylinder head 2 of the engine 1.
Each time, an ignition plug 4 and a fuel injection valve 6 that opens directly into the combustion chamber 5 are provided. The ignition plug 4 is driven by an ignition coil 4A, and the fuel injection valve 6 is driven by a driver 6A. A piston 8 connected to a crankshaft 7 is provided in the cylinder 3, and a hemispherically concave cavity 9 is formed on a top surface of the piston 8.
【0012】シリンダヘッド2には、吸気弁10を介し
て燃焼室5と連通しうる吸気ポート11と排気弁12を
介して燃焼室5と連通しうる排気ポート13とが形成さ
れている。吸気ポート11は燃焼室5上方に略鉛直に配
設され、ピストン8の頂面のキャビティ9と協働して燃
焼室5内で吸気による逆タンブル流を形成させる。ま
た、シリンダ3外周のウォータジャケット15には冷却
水温を検出する水温センサ16が設けられ、クランクシ
ャフト7には所定のクランク角位置で信号を出力するク
ランク角センサ17が、吸気弁10,排気弁12を駆動
するカムシャフト18,19にはカムシャフト位置に応
じた気筒識別信号を出力する気筒識別センサ(カム角セ
ンサ)20が、それぞれ付設されている。クランク角信
号に基づいてエンジン回転速度を算出できるので、クラ
ンク角センサ17はエンジン回転速度検出手段としても
機能する。The cylinder head 2 has an intake port 11 that can communicate with the combustion chamber 5 via an intake valve 10 and an exhaust port 13 that can communicate with the combustion chamber 5 via an exhaust valve 12. The intake port 11 is disposed substantially vertically above the combustion chamber 5, and cooperates with the cavity 9 on the top surface of the piston 8 to form a reverse tumble flow by intake air in the combustion chamber 5. A water temperature sensor 16 for detecting a cooling water temperature is provided on a water jacket 15 on the outer periphery of the cylinder 3, and a crank angle sensor 17 for outputting a signal at a predetermined crank angle position is provided on the crankshaft 7. Each of the camshafts 18 and 19 for driving the cylinder 12 is provided with a cylinder identification sensor (cam angle sensor) 20 for outputting a cylinder identification signal according to the position of the camshaft. Since the engine rotation speed can be calculated based on the crank angle signal, the crank angle sensor 17 also functions as engine rotation speed detection means.
【0013】吸気系は、上流側からエアクリーナ21,
吸気管22,スロットルボディ23,サージタンク2
4,吸気マニホールド25の順に構成され、吸気マニホ
ールド25の下流端部に吸気ポート11が設けられてい
る。スロットルボディ23には、燃焼室5内へ流入する
空気量を調整する空気量調整手段としての電子制御式ス
ロットル弁(ETV)30がそなえられ、このETV3
0の開度制御は、アクセル開度に応じた制御のみなら
ず、アイドルスピード制御や、後述するリーン運転時の
大量吸気導入の制御も行なえるようになっている。The intake system includes an air cleaner 21,
Intake pipe 22, throttle body 23, surge tank 2
4, the intake manifold 25 is arranged in this order, and the intake port 11 is provided at the downstream end of the intake manifold 25. The throttle body 23 is provided with an electronically controlled throttle valve (ETV) 30 as air amount adjusting means for adjusting the amount of air flowing into the combustion chamber 5.
The opening degree control of 0 can perform not only control according to the accelerator opening degree, but also idle speed control and control for introducing a large amount of intake air during lean operation, which will be described later.
【0014】さらに、エアクリーナ21の直ぐ下流部分
には吸入空気流量を検出するエアフローセンサ37が、
スロットルボディ23にはETV30のスロットル開度
を検出するスロットルポジションセンサ38とETV3
0の全閉を検出してアイドル信号を出力するアイドルス
イッチ39とがそれぞれ設けられている。排気系は、上
流側から排気ポート13を有する排気マニホールド2
6,排気管27の順に構成され、排気管27には排ガス
浄化用の三元触媒29が介装され、排気マニホールド2
6には、O2センサ40が設けられている。Further, an air flow sensor 37 for detecting the intake air flow rate is provided immediately downstream of the air cleaner 21.
The throttle body 23 has a throttle position sensor 38 for detecting the throttle opening of the ETV 30 and an ETV 3
And an idle switch 39 for detecting the fully closed state of 0 and outputting an idle signal. The exhaust system includes an exhaust manifold 2 having an exhaust port 13 from the upstream side.
6, an exhaust pipe 27, and a three-way catalyst 29 for purifying exhaust gas is interposed in the exhaust pipe 27.
6 is provided with an O 2 sensor 40.
【0015】なお、燃料供給系については図示しない
が、圧力が所定の高圧力〔数十気圧(例えば2〜7MP
a)程度〕に調整された燃料が燃料噴射弁6に導かれ、
燃料噴射弁6から高圧燃料が噴射されるようになってい
る。また、アクセルペダルの踏込量(アクセル開度)θ
apを検出するアクセル開度センサ42が設けられてい
る。Although the fuel supply system is not shown, the pressure is a predetermined high pressure [several tens of atmospheres (for example, 2 to 7MPa).
a) is adjusted to the fuel injection valve 6,
High-pressure fuel is injected from the fuel injection valve 6. Also, the accelerator pedal depression amount (accelerator opening) θ
An accelerator opening sensor 42 for detecting ap is provided.
【0016】そして、このエンジンには、排気系(ここ
では排気ポート13)から吸気系(ここではサージタン
ク24の直上流部)に亘って排ガス還流通路(EGR通
路)52と、EGR通路52に介装された排ガス還流弁
(EGRバルブ)53とからなる排ガス還流装置(EG
R装置)51が設けられている。そして、EGR通路5
2に、吸気系汚れ洗浄用の清浄剤を吸気系に供給する清
浄剤供給機構(清浄剤供給手段)54が設けられてい
る。本実施形態の清浄剤供給機構54は、EGRバルブ
53の動きと連動して作動し、EGRバルブ53が開放
した時に、清浄剤を吸気系に供給するように構成されて
いる。In this engine, an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 52 and an EGR passage 52 extend from an exhaust system (here, an exhaust port 13) to an intake system (here, a portion immediately upstream of the surge tank 24). An exhaust gas recirculation device (EG) including an interposed exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 53
R device) 51 is provided. And the EGR passage 5
2, a detergent supply mechanism (detergent supply means) 54 for supplying a detergent for cleaning the intake system to the intake system is provided. The detergent supply mechanism 54 of the present embodiment operates in conjunction with the movement of the EGR valve 53, and is configured to supply the detergent to the intake system when the EGR valve 53 is opened.
【0017】つまり、図1(a)に示すように、EGR
バルブ53は、内部に排ガス還流用の通路53cが形成
されたバルブ本体53aと、バルブ本体53aに通路5
3cを開閉するように装備された弁体(ニードル)53
bとをそなえ、弁体53bは、電磁コイル53dによっ
て通路53cを閉鎖する閉状態と開放する開状態との間
で駆動されるようになっている。That is, as shown in FIG.
The valve 53 includes a valve body 53a in which an exhaust gas recirculation passage 53c is formed, and a passage 5 in the valve body 53a.
Valve body (needle) 53 equipped to open and close 3c
b, the valve 53b is driven by an electromagnetic coil 53d between a closed state in which the passage 53c is closed and an open state in which the passage 53c is opened.
【0018】そして、バルブ本体53a及び弁体53b
には、清浄剤供給通路54a,54bが穿設されてお
り、清浄剤供給通路54aは、清浄剤供給配管54cを
通じて清浄剤タンク54dと接続されている。清浄剤タ
ンク54d内には、吸気系汚れ洗浄用の清浄剤54eが
貯蔵されており、清浄剤54eは適当な圧力状態(例え
ば2atm)に加圧されている。また、清浄剤供給通路
54bの一端には、弁体53bからEGR通路52の下
流側へ向けて開口した噴射口54fが形成されている。
バルブ本体53aの清浄剤供給通路54aと弁体53b
の清浄剤供給通路54bとは、EGRバルブ53の開放
時、即ち、弁体53bが所定の開度以上に開放した時、
にのみ連通し、EGRバルブ53の閉鎖時には連通が遮
断されるようになっている。The valve body 53a and the valve body 53b
Are provided with detergent supply passages 54a and 54b, and the detergent supply passage 54a is connected to a detergent tank 54d through a detergent supply pipe 54c. In the detergent tank 54d, a detergent 54e for cleaning intake system dirt is stored, and the detergent 54e is pressurized to an appropriate pressure state (for example, 2 atm). At one end of the detergent supply passage 54b, an injection port 54f opened from the valve body 53b to the downstream side of the EGR passage 52 is formed.
Detergent supply passage 54a of valve body 53a and valve body 53b
The cleaning agent supply passage 54b is formed when the EGR valve 53 is opened, that is, when the valve body 53b is opened to a predetermined opening degree or more.
Only when the EGR valve 53 is closed.
【0019】さらに、このエンジンには、シリンダ3,
ピストン8間からの吹き抜けガスをシリンダヘッドから
吸気系(ここではサージタンク24)に導くブローバイ
ガス還流通路(PCV)55が設けられている。このブ
ローバイガス還流通路55には、吸気負圧に応じて開度
調整される切換弁(PCVバルブ)56が介装されてい
る。Further, this engine has cylinders 3 and
A blow-by gas recirculation passage (PCV) 55 is provided for guiding blow-by gas from between the pistons 8 to the intake system (in this case, the surge tank 24) from the cylinder head. A switching valve (PCV valve) 56 whose opening is adjusted in accordance with the intake negative pressure is interposed in the blow-by gas recirculation passage 55.
【0020】そして、点火プラグ4,燃料噴射弁6,E
TV30,EGRバルブ53といった各エンジン制御要
素の作動を制御するために、内燃機関の制御手段として
の機能を有する電子制御ユニット(ECU)60がそな
えられている。このECU60には、入出力装置,制御
プログラムや制御マップ等の記憶を行なう記憶装置,中
央処理装置,タイマやカウンタ等がそなえられており、
前述の種々のセンサ類からの検出情報やキースイッチの
位置情報等に基づいて、このECU60が、上述の各エ
ンジン制御要素の制御を行なうようになっている。Then, the ignition plug 4, the fuel injection valve 6, E
In order to control the operation of each engine control element such as the TV 30 and the EGR valve 53, an electronic control unit (ECU) 60 having a function as control means of the internal combustion engine is provided. The ECU 60 includes an input / output device, a storage device for storing a control program, a control map, and the like, a central processing unit, a timer and a counter, and the like.
The ECU 60 controls each of the above-described engine control elements based on detection information from the various sensors described above, key switch position information, and the like.
【0021】特に、本エンジンは、筒内噴射エンジンで
あり、燃料噴射を自由なタイミングで実施でき、吸気行
程を中心とした燃料噴射によって均一混合させ均一燃焼
を行なうほか、圧縮行程を中心とした燃料噴射によって
前述の逆タンブル流を利用して層状燃焼を行なうことが
できる。本エンジンの運転モードとしては、O2センサ
40の検出情報に基づいたフィードバック制御により空
燃比を理論空燃比近傍に保持するストイキ運転モード
と、空燃比を理論空燃比よりもリッチにするエンリッチ
運転モードと、空燃比を理論空燃比よりもリーンにして
希薄燃焼させるリーン運転モードとが設けられている。In particular, the present engine is a direct injection engine, which can perform fuel injection at an arbitrary timing, performs uniform mixing and uniform combustion by fuel injection mainly in the intake stroke, and also mainly performs compression in the compression stroke. By the fuel injection, stratified combustion can be performed using the above-mentioned reverse tumble flow. The operation modes of the present engine include a stoichiometric operation mode in which the air-fuel ratio is kept close to the stoichiometric air-fuel ratio by feedback control based on information detected by the O 2 sensor 40, and an enrich operation mode in which the air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio. And a lean operation mode in which the air-fuel ratio is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to perform lean combustion.
【0022】ECU60では、図示しないマップに基づ
いて、エンジン回転速度(以下、エンジン回転数とい
う)Ne及びエンジン負荷状態を示す平均有効圧Peの
目標値(目標Pe)に応じていずれかの運転モードを選
択するようになっており、エンジン回転数Neが小さく
目標Peも小さい状態では層状燃焼による超リーン運転
モード(圧縮リーン運転モード)を選択し、エンジン回
転数Neや目標Peが増加していくにつれて、均一燃焼
によるリーン運転モード(吸気リーン運転モード),ス
トイキ,エンリッチの順に運転モードを選択していく。The ECU 60 selects one of the operation modes based on a map (not shown) according to an engine speed (hereinafter referred to as engine speed) Ne and a target value (target Pe) of the average effective pressure Pe indicating the engine load state. In the state where the engine speed Ne is small and the target Pe is small, the super lean operation mode (compression lean operation mode) by the stratified combustion is selected, and the engine speed Ne and the target Pe increase. Accordingly, the operation mode is selected in the order of lean operation mode (intake lean operation mode) by uniform combustion, stoichiometry, and enrichment.
【0023】なお、エンジン回転数Neはクランク角セ
ンサ17の出力信号から算出され、目標Peはこのエン
ジン回転数Neとアクセル開度センサ42で検出された
アクセル開度とから算出される。また、ECU60で
は、EGRバルブ53については電磁コイル53dを通
じて開閉を制御するが、EGRバルブ53は燃焼時にN
Oxの生成され易い圧縮リーン運転モード時やストイキ
運転モード時等の運転モード時に開放され、その開度
は、エンジン回転数Neや目標Peに応じて設定され
る。The engine speed Ne is calculated from the output signal of the crank angle sensor 17, and the target Pe is calculated from the engine speed Ne and the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 42. In the ECU 60, the opening and closing of the EGR valve 53 is controlled through an electromagnetic coil 53d.
It is opened in an operation mode such as a compression lean operation mode or a stoichiometric operation mode in which Ox is easily generated, and the opening is set according to the engine speed Ne and the target Pe.
【0024】本発明の一実施形態としての筒内噴射エン
ジンの排ガス還流装置は、上述のように構成されている
ので、EGRバルブ53が閉鎖されていると、図1
(b)に示すように、バルブ本体53aの清浄剤供給通
路54aと弁体53bの清浄剤供給通路54bとが連通
を遮断されて、吸気系汚れ洗浄用の清浄剤54eは、噴
射されない。The exhaust gas recirculation system for a direct injection engine according to one embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, when the EGR valve 53 is closed, FIG.
As shown in (b), the communication between the detergent supply passage 54a of the valve body 53a and the detergent supply passage 54b of the valve body 53b is cut off, and the detergent 54e for cleaning the intake system is not injected.
【0025】そして、エンジンの運転状態に応じて、E
GRバルブ53が開放されると、図1(a)に示すよう
に、バルブ本体53aの清浄剤供給通路54aと弁体5
3bの清浄剤供給通路54bとが連通して、清浄剤タン
ク54d内の加圧されている吸気系汚れ洗浄用の清浄剤
54eが、清浄剤供給配管54c,清浄剤供給通路54
a,54bを経て噴射口54fからEGR通路52の下
流側へ向けて噴射される。Then, depending on the operating state of the engine, E
When the GR valve 53 is opened, as shown in FIG. 1A, the detergent supply passage 54a of the valve body 53a and the valve body 5
The cleaning agent supply passage 54b of FIG. 3b communicates with the cleaning agent 54e for cleaning the pressurized intake system in the cleaning agent tank 54d.
The fuel is injected from the injection port 54f to the downstream side of the EGR passage 52 through the ports a and 54b.
【0026】噴射された清浄剤54eは、EGRガスや
ブローバイガスとともに吸気系(サージタンク24の直
上流部)に供給されるので、吸気ポート11の内壁や吸
気弁10の傘部裏側に清浄剤54eが確実に供給され、
EGRガスやブローバイガスの成分による吸気ポート1
1の内壁や吸気弁10の傘部裏側へのデポジット104
の堆積(図3参照)が確実に防止される。したがって、
吸気ポート11や吸気弁10へのデポジットの堆積に起
因して生じる吸入空気量不足による出力低下や、吸気バ
ルブの噛み込みによる筒内圧力の低下等の不具合を招く
おそれを確実に回避することができる。The injected detergent 54e is supplied to the intake system (directly upstream of the surge tank 24) together with the EGR gas and the blow-by gas, so that the detergent 54e is provided on the inner wall of the intake port 11 and the back of the umbrella of the intake valve 10. 54e is reliably supplied,
Intake port 1 with EGR gas and blow-by gas components
Deposit 104 on the inner wall 1 and on the back side of the umbrella of the intake valve 10
Is reliably prevented (see FIG. 3). Therefore,
It is possible to surely avoid the possibility of causing a problem such as a decrease in output due to a shortage of intake air caused by accumulation of deposits on the intake port 11 or the intake valve 10 and a decrease in in-cylinder pressure due to intake valve jamming. it can.
【0027】特に、清浄剤54eはEGRガスに混入し
て吸気ポート11の内壁や吸気弁10の傘部裏側に供給
されるので、燃料噴射系には何ら影響を与えなることは
なく、デポジットの堆積を防止でき、インジェクタの取
付位置や方向を制限することもない。もちろん、デポジ
ットを除去するために吸気系を分解する必要もない。ま
た、清浄剤54eの供給は、EGRバルブ53の開放と
連動して行なわれるので、清浄剤54eが効率良く供給
される。つまり、供給された清浄剤54eは、EGRガ
ス中の未燃のHCを分解するため、デポジットの核が生
成され難くなって吸入空気とともに燃焼室内に導かれる
ため、付着したデポジットの分解はもちろんのこと、デ
ポジットの生成自体が抑制されるのである。In particular, since the detergent 54e is mixed with the EGR gas and supplied to the inner wall of the intake port 11 and the back side of the umbrella of the intake valve 10, it does not affect the fuel injection system at all, and Accumulation can be prevented, and the mounting position and direction of the injector are not limited. Of course, there is no need to disassemble the intake system to remove the deposit. Further, the supply of the detergent 54e is performed in conjunction with the opening of the EGR valve 53, so that the detergent 54e is supplied efficiently. In other words, the supplied detergent 54e decomposes the unburned HC in the EGR gas, which makes it difficult for nuclei of the deposit to be generated and is guided into the combustion chamber together with the intake air. That is, the generation of the deposit itself is suppressed.
【0028】しかも、清浄剤54eは高温なEGRガス
に混ざって供給されるため、清浄剤54eがEGRガス
に十分に混合することになり、吸気ポート11の内壁や
吸気弁10の傘部裏側に満遍なく供給することができる
ようになる。また、清浄剤54eは、清浄剤タンク54
d内で加圧されEGRガス内に高圧噴射されるので、清
浄剤54eがEGRガスに混入する際にその霧化が促進
される効果があり、吸気ポート11の内壁や吸気弁10
の傘部裏側へ清浄剤54eがより満遍なく到達し易くな
る。さらに、このEGRガス内に高圧噴射された清浄剤
54eは、気化時にEGRガスから気化熱を奪うので、
高温のEGRガスを冷却する効果もあり、EGRガスに
よる燃焼温度の抑制効果が一層高まり、NOx低減効果
を高めるため、必要とするEGR量を低減することが可
能になり、デポジットの生成抑制やエンジンの燃焼安定
化にも寄与し得る利点もある。Further, since the cleaning agent 54e is mixed with the high-temperature EGR gas and supplied, the cleaning agent 54e is sufficiently mixed with the EGR gas, so that the cleaning agent 54e is formed on the inner wall of the intake port 11 and the back of the umbrella of the intake valve 10. It can be supplied evenly. Further, the detergent 54e is provided in the detergent tank 54.
d, and is injected at a high pressure into the EGR gas, so that when the detergent 54e is mixed into the EGR gas, the atomization is promoted, and the inner wall of the intake port 11 and the intake valve 10
The cleaning agent 54e can more easily reach the back side of the umbrella part. Further, the detergent 54e injected at a high pressure into the EGR gas deprives the EGR gas of heat of vaporization during vaporization.
There is also an effect of cooling the high-temperature EGR gas, the effect of suppressing the combustion temperature by the EGR gas is further enhanced, and the amount of required EGR can be reduced in order to enhance the NOx reduction effect. There is also an advantage that can contribute to combustion stabilization.
【0029】ところで、本発明の筒内噴射エンジンの排
ガス還流装置は、上記の実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。例えば上記の実施形態では、EG
Rバルブ53を電磁式のもにしているが、吸気負圧を利
用したものなどでもよく、EGRバルブ53の駆動方式
はこれに限定されるものではない。The exhaust gas recirculation system for a direct injection engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various modifications without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, EG
Although the R valve 53 is of an electromagnetic type, it may be of a type utilizing intake negative pressure, and the driving method of the EGR valve 53 is not limited to this.
【0030】また、上記の実施形態では、EGRバルブ
53の開放時(例えば所定開度以上の開放時)にこれに
連動して、清浄剤54eを供給するようにしているが、
清浄剤供給機構(清浄剤供給手段)54は、これに限定
されるものでなく、例えばEGRバルブ53とは独立し
てEGR通路の他の箇所に清浄剤供給機構を設けるなど
して、EGRバルブ53とは別に清浄剤の供給を制御す
るようにしても良い。In the above embodiment, the cleaning agent 54e is supplied in conjunction with the opening of the EGR valve 53 (for example, when the EGR valve 53 is opened at a predetermined opening degree or more).
The detergent supply mechanism (detergent supply means) 54 is not limited to this. For example, the detergent supply mechanism is provided in another part of the EGR passage independently of the EGR valve 53, and the EGR valve is provided. The supply of the detergent may be controlled separately from 53.
【0031】この場合も、清浄剤供給制御には何らかの
バルブ等(例えば電磁式や吸気負圧式)を用いることに
なるが、EGRバルブ53の開放時中のさらに特定の条
件下に、清浄剤の供給を行なうようにして、清浄剤の霧
化やEGRガスの冷却を促進できるようにすることが好
ましい。In this case as well, a certain valve or the like (for example, an electromagnetic type or an intake negative pressure type) is used for the detergent supply control, but under a more specific condition while the EGR valve 53 is opened, the detergent supply is controlled. It is preferable that the supply is performed so that atomization of the detergent and cooling of the EGR gas can be promoted.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の筒内噴射エンジンの排ガス還流装置によれば、吸
気系汚れ洗浄用の清浄剤が還流用排ガス(EGRガス)
とともに吸気系に供給されるので、吸気ポート内壁や吸
気弁に清浄剤を確実に供給することができ、この部分に
生じやすいデポジットの堆積が確実に防止され、吸入空
気量不足による出力低下や、吸気バルブの噛み込みによ
る筒内圧力の低下等の不具合を招くおそれを確実に回避
することができる。また、燃料噴射系には何ら影響を与
えなないので、デポジットの堆積を防止でき、インジェ
クタの取付位置や方向を制限することもない。もちろ
ん、吸気系を分解する必要もない。As described above in detail, according to the exhaust gas recirculation system for a direct injection engine according to the first aspect of the present invention, the cleaning agent for cleaning the intake system dirt is exhaust gas for recirculation (EGR gas).
The cleaning agent can be reliably supplied to the intake port inner wall and the intake valve, deposits that are likely to occur in this part are reliably prevented, and output is reduced due to insufficient intake air volume. It is possible to reliably avoid the possibility of causing a problem such as a decrease in the in-cylinder pressure due to the engagement of the intake valve. Further, since the fuel injection system is not affected at all, the accumulation of deposits can be prevented, and the mounting position and direction of the injector are not limited. Of course, there is no need to disassemble the intake system.
【0033】また、EGRガス内に清浄剤を供給する
と、清浄剤がEGRガスに混入する際にその霧化が促進
される効果があり、吸気系の所要部へ清浄剤がより満遍
なく到達し易くなる利点もあり、さらに、このEGRガ
ス内に噴射された清浄剤は、気化時にEGRガスから気
化熱を奪うので、高温のEGRガスを冷却する効果もあ
る。Further, when the detergent is supplied into the EGR gas, the atomization of the detergent when mixed into the EGR gas is promoted, so that the detergent can easily reach the required part of the intake system evenly. There is also an advantage, and the cleaning agent injected into the EGR gas deprives the EGR gas of heat of vaporization at the time of vaporization, and thus has an effect of cooling the high-temperature EGR gas.
【0034】請求項2記載の本発明の筒内噴射エンジン
の排ガス還流装置によれば、排ガス還流弁が開いている
ことを条件に清浄剤を供給するので、清浄剤が効率良く
供給され、吸気系に付着したデポジットの分解はもちろ
んのこと、デポジットの生成自体が抑制され、効率良く
デポジットの堆積を防止することができる。According to the exhaust gas recirculation system for a direct injection engine according to the present invention, the detergent is supplied under the condition that the exhaust gas recirculation valve is open. Not only decomposition of the deposit attached to the system, but also generation of the deposit itself is suppressed, and deposition of the deposit can be efficiently prevented.
【図1】本発明の一実施形態としての筒内噴射エンジン
の排ガス還流装置を示す要部拡大断面図(図2の要部拡
大図)であって、(a)は排ガス還流弁の開放状態を示
す図、(b)は排ガス還流弁の閉鎖状態を示す図であ
る。FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part (an enlarged view of a main part of FIG. 2) showing an exhaust gas recirculation device of a direct injection engine as one embodiment of the present invention, wherein (a) is an open state of an exhaust gas recirculation valve; (B) is a diagram showing a closed state of the exhaust gas recirculation valve.
【図2】本発明の一実施形態としての筒内噴射エンジン
の排ガス還流装置をそなえたエンジンの模式的な断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with an exhaust gas recirculation device for a direct injection engine as one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の課題を説明する筒内噴射エンジンの要
部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the direct injection engine illustrating the problem of the present invention.
51 排ガス還流装置(EGR装置) 52 排ガス還流通路(EGR通路) 53 排ガス還流弁(EGRバルブ) 54 清浄剤供給機構(清浄剤供給手段) 54e 吸気系汚れ洗浄用の清浄剤 51 Exhaust gas recirculation device (EGR device) 52 Exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 53 Exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 54 Detergent supply mechanism (detergent supply means) 54e Detergent for cleaning intake system dirt
Claims (2)
に導く排ガス還流通路をそなえ、該排ガス還流通路に、
吸気系汚れ洗浄用の清浄剤を供給する清浄剤供給手段を
そなえたことを特徴とする、筒内噴射エンジンの排ガス
還流装置。An exhaust gas recirculation passage for guiding a part of the exhaust gas of a direct injection engine to an intake system is provided.
An exhaust gas recirculation device for a direct injection engine, comprising a detergent supply means for supplying a detergent for cleaning intake system dirt.
通路に設けられた排ガス還流弁が開いていることを条件
に上記清浄剤を供給するように構成されていることを特
徴とする、請求項1記載の筒内噴射エンジンの排ガス還
流装置。2. The cleaning agent supply means is configured to supply the cleaning agent on condition that an exhaust gas recirculation valve provided in the exhaust gas recirculation passage is open. Item 2. An exhaust gas recirculation device for a direct injection engine according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176922A JP2001355520A (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Exhaust gas recirculation system for in-cylinder injection engine |
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-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000176922A patent/JP2001355520A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
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