JP2015042848A - Exhaust gas recirculation device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるエンジンの排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an engine which causes a part of engine exhaust gas to flow into an intake passage as exhaust gas recirculation gas and recirculate to the engine.
従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンに採用されている。排気還流装置(Exhaust Gas Recirculation(EGR)装置)は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をEGRガスとしてEGR通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。EGR通路を流れるEGRガスは、EGR通路に設けられるEGR弁により調節されるようになっている。このEGRによって、主として排気中の窒素酸化物(NOx)を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。 Conventionally, this type of technology has been employed in, for example, automobile engines. An exhaust gas recirculation (EGR) device guides part of exhaust gas after combustion discharged from an engine combustion chamber to an exhaust passage as EGR gas to the intake passage through the EGR passage and flows through the intake passage. It is mixed with intake air and returned to the combustion chamber. EGR gas flowing through the EGR passage is adjusted by an EGR valve provided in the EGR passage. By this EGR, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be mainly reduced, and fuel efficiency can be improved at the time of partial load of the engine.
エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、EGRにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、NOxの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、EGRにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットル弁をある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。 The engine exhaust is either free of oxygen or lean. Therefore, by mixing a part of the exhaust gas with the intake air by EGR, the oxygen concentration in the intake air decreases. For this reason, in the combustion chamber, fuel burns in a state where the oxygen concentration is low, so that the peak temperature at the time of combustion is lowered and the generation of NOx can be suppressed. In a gasoline engine, the pumping loss of the engine can be reduced even when the throttle valve is closed to some extent without increasing the oxygen content in the intake air by EGR.
ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でEGRを行うことが考えられ、大量EGRを実現することが求められている。大量EGRを実現するためには、従前の技術に対し、EGR通路の内径を大きくしたり、EGR弁の弁体の外径や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。 Here, recently, in order to further improve the fuel efficiency of the engine, it is conceivable to perform EGR in the entire operation region of the engine, and it is required to realize a large amount of EGR. In order to realize a large amount of EGR, it is necessary to increase the inner diameter of the EGR passage, or increase the outer diameter of the valve body of the EGR valve and the flow passage opening area of the valve seat, compared to the conventional techniques.
例えば、下記の特許文献1には、EGR弁の弁座や弁体に付着した堆積物(デポジット)を早期に除去するように構成したEGR装置が記載されている。このEGR装置では、EGR弁の弁体等に付着するデポジットの量を推定し、その推定量が除去の必要な量に達したと判断したときに、EGR通路におけるEGRガス流量が所定の上限値よりも少流量域にあることを条件として、弁体を全閉位置からデポジットの除去に必要な範囲(例えば、微小開度域)で開閉動作するようになっている。ここで、このEGR装置についても、大量EGR化を想定することができる。
For example,
ところが、大量EGR化に伴いEGR弁の弁体が大径化すると、必然的に弁体の重量が増大するので、エンジン運転時に弁体の振動に対する信頼性の低下が懸念される。すなわち、EGR弁の微小開度域では、弁体と弁座とのクリアランスが小さいことから、エンジン振動の影響を受けて弁体が振動すると、弁体が弁座に繰り返し衝突して両者の間で摩耗が生じるおそれがある。摩耗が生じると、全閉時に弁体と弁座との間に不要な隙間が生じたり、微小開弁時に弁体と弁座との間のEGRガス流量に誤差が生じたりする懸念がある。特に、大量EGR化に伴い弁体が重量化すると、振動や振幅が増して、弁体と弁座との間の摩耗が増大するおそれがある。 However, when the diameter of the EGR valve increases with the increase in mass EGR, the weight of the valve increases inevitably, and there is a concern that the reliability of the vibration of the valve during operation of the engine may be reduced. That is, in the minute opening range of the EGR valve, the clearance between the valve body and the valve seat is small, so when the valve body vibrates due to the influence of engine vibration, the valve body repeatedly collides with the valve seat, May cause wear. When the wear occurs, there is a concern that an unnecessary gap may be generated between the valve body and the valve seat when fully closed, or an error may occur in the EGR gas flow rate between the valve body and the valve seat when the valve is minutely opened. In particular, when the valve body becomes heavier with the increase in mass EGR, vibration and amplitude increase, and wear between the valve body and the valve seat may increase.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流弁につき弁体と弁座との間の衝突による摩耗を抑制することを可能としたエンジンの排気還流装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an engine that can suppress wear due to a collision between a valve body and a valve seat with respect to the exhaust gas recirculation valve. It is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節する排気還流弁と、排気還流弁は、弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座に対して移動させる駆動手段とを含むことと、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて排気還流弁を制御するための制御手段とを備えたエンジンの排気還流装置において、制御手段は、検出される運転状態に基づいて排気還流弁に係る目標開度を求め、目標開度が所定の微小開度以下となるときは、排気還流弁の開弁を禁止して排気還流弁を全閉に制御することを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて排気還流弁に係る目標開度が制御手段により求められる。また、その目標開度が所定の微小開度以下となるときは、制御手段により、排気還流弁の開弁が禁止されて排気還流弁が全閉に制御される。従って、目標開度が所定の微小開度以下となる開度域では、排気還流弁の開弁が禁止されて排気還流弁が全閉となるので、弁体と弁座との間にクリアランスができず、エンジンの振動の影響を受けて弁体が弁座に衝突することがない。 According to the configuration of the above invention, the target opening degree related to the exhaust gas recirculation valve is obtained by the control unit based on the operation state detected by the operation state detection unit. Further, when the target opening is equal to or less than a predetermined minute opening, the opening of the exhaust gas recirculation valve is prohibited and the exhaust gas recirculation valve is controlled to be fully closed by the control means. Therefore, in the opening range where the target opening is less than or equal to the predetermined minute opening, the exhaust gas recirculation valve is prohibited from opening and the exhaust gas recirculation valve is fully closed, so that there is a clearance between the valve body and the valve seat. The valve body does not collide with the valve seat under the influence of engine vibration.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、検出される運転状態は、エンジンの回転速度と負荷を含み、制御手段は、微小開度を、エンジンの回転速度と負荷に応じて設定することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the detected operating state includes a rotational speed and a load of the engine, and the control means has a minute opening degree. The purpose is to set according to the engine speed and load.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、排気還流弁の弁体の振動は、エンジンの回転速度と負荷が高くなるほど大きくなる。ここで、排気還流弁の開弁が禁止される微小開度の上限が、エンジンの回転速度と負荷、すなわち弁体の振動の大きさに応じて制御手段により設定される。従って、弁体の振動が小さくなるときには、微小開度の上限を必要以上に大きくする必要がない。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、排気還流弁につき弁体と弁座との間の衝突による摩耗を抑制することができ、排気還流弁の信頼性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation valve can suppress wear due to the collision between the valve body and the valve seat, and can ensure the reliability of the exhaust gas recirculation valve.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、排気還流弁に分解能が要求されるエンジンの運転領域では、排気還流ガス流量を精度良く制御することができ、排気還流弁の分解能確保と信頼性確保の両立を図ることができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the exhaust gas recirculation gas flow rate can be accurately controlled in the engine operating region where the exhaust gas recirculation valve requires resolution. Thus, it is possible to ensure both the resolution and the reliability of the exhaust gas recirculation valve.
<第1実施形態>
以下、本発明におけるエンジンの排気還流装置(EGR装置)を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of an engine exhaust gas recirculation device (EGR device) according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態における過給機付きエンジンのEGR装置を含むガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン1を備える。エンジン1の吸気ポート2には、吸気通路3が接続され、排気ポート4には、排気通路5が接続される。吸気通路3の入口には、エアクリーナ6が設けられる。エアクリーナ6より下流の吸気通路3には、排気通路5との間に、吸気通路3における吸気を昇圧させるための過給機7が設けられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gasoline engine system including an EGR device for an engine with a supercharger in this embodiment. This engine system includes a
過給機7は、吸気通路3に配置されたコンプレッサ8と、排気通路5に配置されたタービン9と、コンプレッサ8とタービン9を一体回転可能に連結する回転軸10とを含む。過給機7は、排気通路5を流れる排気によりタービン9を回転させて回転軸10を介してコンプレッサ8を一体的に回転させることにより、吸気通路3における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。
The
過給機7に隣接して排気通路5には、タービン9を迂回する排気バイパス通路11が設けられる。この排気バイパス通路11には、ウェイストゲートバルブ12が設けられる。ウェイストゲートバルブ12により排気バイパス通路11を流れる排気が調節されることにより、タービン9に供給される排気流量が調節され、タービン9及びコンプレッサ8の回転速度が調節され、過給機7による過給圧が調節されるようになっている。
An
吸気通路3において、過給機7のコンプレッサ8とエンジン1との間には、インタークーラ13が設けられる。このインタークーラ13は、コンプレッサ8により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ13とエンジン1との間の吸気通路3には、サージタンク3aが設けられる。また、インタークーラ13より下流であってサージタンク3aより上流の吸気通路3には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置14が設けられる。電子スロットル装置14は、吸気通路3に配置されるバタフライ形のスロットル弁21と、そのスロットル弁21を開閉駆動するためのDCモータ22と、スロットル弁21の開度(スロットル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ23とを備える。電子スロットル装置14は、運転者によるアクセルペダル26の操作に応じてスロットル弁21がDCモータ22により開閉駆動されることにより、スロットル弁21の開度が調節されるように構成される。電子スロットル装置14の構成として、例えば、特開2011−252482号公報の図1及び図2に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。また、タービン9より下流の排気通路5には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ15が設けられる。
In the
エンジン1には、燃焼室16に燃料を噴射供給するためのインジェクタ25が設けられる。インジェクタ25には、燃料タンク(図示略)から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン1には、各気筒に対応して点火プラグ29が設けられる。各点火プラグ29は、イグナイタ30から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ29の点火時期は、イグナイタ30による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ29とイグナイタ30により点火装置が構成される。
The
この実施形態において、大量EGRを実現するためのEGR装置は、低圧ループ式であって、エンジン1の燃焼室16から排気通路5へ排出される排気の一部をEGRガスとして吸気通路3へ流して燃焼室16へ還流させる排気還流通路(EGR通路)17と、EGR通路17におけるEGRガスの流れを調節するためにEGR通路17に設けられた排気還流弁(EGR弁)18とを備える。EGR通路17は、触媒コンバータ15より下流の排気通路5と、コンプレッサ8より上流の吸気通路3との間に設けられる。すなわち、排気通路5を流れる排気の一部をEGRガスとしてEGR通路17を通じて吸気通路3へ流して燃焼室16へ還流させるために、EGR通路17の出口17aは、コンプレッサ8より上流の吸気通路3に接続される。また、EGR通路17の入口17bは、触媒コンバータ15より下流の排気通路5に接続される。
In this embodiment, the EGR device for realizing a large amount of EGR is a low-pressure loop type, and a part of the exhaust discharged from the
EGR通路17には、同通路17を流れるEGRガスを冷却するためのEGRクーラ20が設けられる。この実施形態で、EGR弁18は、EGRクーラ20より下流のEGR通路17に配置される。
The
図2に、EGR通路17の一部であってEGR弁18が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図1、図2に示すように、EGR弁18は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、EGR弁18は、本発明の駆動手段の一例に相当するDCモータ31により駆動される弁体32を備える。弁体32は、略円錐形状をなし、EGR通路17に設けられた弁座33に着座可能に設けられる。DCモータ31は直進的に往復運動(ストローク運動)可能に構成された出力軸34を備え、その出力軸34の先端に弁体32が固定される。出力軸34は軸受35を介してEGR通路17を構成するハウジングに支持される。そして、DCモータ31の出力軸34をストローク運動させることにより、弁座33に対する弁体32の開度が調節されるようになっている。EGR弁18の出力軸34は、弁体32が弁座33に着座する全閉状態から、弁体32が軸受35に当接する全開状態までの間で所定のストロークL1だけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量EGRを実現するために、従前の技術に比べて弁座33の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体32が大径化されている。このEGR弁18の構成として、例えば、特開2010−275941号公報の図1に記載された「EGRバルブ」の基本構成を採用することができる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a part of the
この実施形態では、エンジン1の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御及びEGR制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ25、イグナイタ30、電子スロットル装置14のDCモータ22及びEGR弁18のDCモータ31がそれぞれエンジン1の運転状態に応じて電子制御装置(ECU)50により制御されるようになっている。ECU50は、中央処理装置(CPU)と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、CPUの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ECU50は、本発明の制御手段の一例に相当する。外部出力回路には、イグナイタ30、インジェクタ25、DCモータ22,31が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ23をはじめエンジン1の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段の一例に相当する各種センサ等27,51〜55が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。
In this embodiment, in order to execute fuel injection control, ignition timing control, intake air amount control, EGR control, and the like according to the operating state of the
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ23の他に、アクセルセンサ27、吸気圧センサ51、回転速度センサ52、水温センサ53、エアフローメータ54及び空燃比センサ55が設けられる。アクセルセンサ27は、アクセルペダル26の操作量であるアクセル開度ACCを検出する。吸気圧センサ51は、サージタンク3aにおける吸気圧PMを検出する。すなわち、吸気圧センサ51は、スロットル弁21より下流のサージタンク3aにおける吸気圧PMを検出するようになっている。回転速度センサ52は、エンジン1のクランクシャフト1aの回転角(クランク角)を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン1の回転速度(エンジン回転速度)NEとして検出する。水温センサ53は、エンジン1の冷却水温THWを検出する。エアフローメータ54は、エアクリーナ6の直下流の吸気通路3を流れる吸気量Gaを検出する。空燃比センサ55は、触媒コンバータ15の直上流の排気通路5に設けられ、排気中の空燃比A/Fを検出する。
Here, in addition to the throttle sensor 23, an
この実施形態で、ECU50は、エンジン1の全運転領域において、エンジン1の運転状態に応じてEGR制御を実行するためにEGR弁18を制御するようになっている。また、ECU50は、通常は、エンジン1の加速運転時又は定常運転時に検出される運転状態に基づきEGR弁18を開弁制御し、エンジン1の停止時、アイドル運転時又は減速運転時にEGR弁18を閉弁制御するようになっている。
In this embodiment, the
この実施形態で、ECU50は、運転者の要求に応じてエンジン1を運転するために、アクセル開度ACCに基づいて電子スロットル装置14を制御するようになっている。また、ECU50は、エンジン1の加速運転時又は定常運転時にアクセル開度ACCに基づき電子スロットル装置14を開弁制御し、エンジン1の停止時又は減速運転時に電子スロットル装置14を閉弁制御するようになっている。これにより、スロットル弁21は、エンジン1の加速運転時又は定常運転時には開弁され、エンジン1の停止時又は減速運転時には閉弁されるようになっている。
In this embodiment, the
ここで、この実施形態における低圧ループ式のEGR装置では、大量EGR化に伴いEGR弁18の弁体32が大径化、重量化するので、エンジン1の運転時に弁体32の振動に対する信頼性の低下が懸念される。特に、微小開度域で弁体32が振動により弁座33に衝突することで両者32,33の間に生じる摩耗が懸念される。そこで、この実施形態では、弁体32と弁座33との間の衝突による摩耗を対策するために、ECU50が以下のようなEGR制御を実行するようになっている。
Here, in the low-pressure loop type EGR device in this embodiment, the
図3に、EGR制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ100で、ECU50は、水温センサ53の検出値から冷却水温THWを取り込む。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the processing content of EGR control. When the processing shifts to this routine, first, in
次に、ステップ110で、ECU50は、吸気圧センサ51及び回転速度センサ52の検出値に基づきエンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLを取り込む。ECU50は、エンジン負荷KLを、吸気圧PMとエンジン回転速度NEの関係から求めることができる。
Next, in
次に、ステップ120で、ECU50は、冷却水温THWが所定値Th1より高いか否かを判断する。ここで、所定値Th1として、例えば「70℃」を適用することができる。この判断結果が否定となる場合、ECU50は処理をステップ210へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ECU50は処理をステップ130へ移行する。
Next, in
ステップ210では、ECU50は、強制EGRカット制御を実行し、処理をステップ100へ戻す。すなわち、ECU50は、EGRを強制的にカット(遮断)するために、EGR弁18を強制的に全閉に制御する。
In
一方、ステップ130では、ECU50は、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KLに基づきEGR弁18の目標開度Tegrを求める。ECU50は、所定のマップを参照することにより、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KLに対応した目標開度Tegrを求めることができる。
On the other hand, in
次に、ステップ140で、ECU50は、開弁フラグXEGRONが「1」であるか否かを判断する。この開弁フラグXEGRONは、EGR弁18が開弁しているときに「1」に設定され、閉弁しているときに「0」に設定される。この判断結果が肯定となる場合、ECU50は処理を150へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU50は処理をステップ160へ移行する。
Next, at
ステップ150では、ECU50は、目標開度Tegrが所定の微小開度B1以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ECU50は処理をステップ170へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU50は処理をステップ200へ移行する。
In
一方、ステップ140から移行してステップ160では、ECU50は目標開度Tegrが所定の微小開度A1(>B1)以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ECU50は処理をステップ170へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU50は処理をステップ200へ移行する。
On the other hand, in
そして、ステップ150又はステップ160から移行してステップ170では、ECU50は、目標開度Tegrを「0」に設定する。
In
次に、ステップ180で、ECU50は、開弁フラグXEGRONを「0」にリセットする。
Next, in
一方、ステップ150又はステップ160から移行してステップ200では、ECU50は、開弁フラグXEGRONを「1」に設定する。
On the other hand, in
そして、ステップ180又はステップ200から移行してステップ190では、ECU50は、EGR弁18を目標開度Tegrに制御し、処理をステップ100へ戻す。ここで、目標開度Tegrが「0」となる場合は、ECU50は、EGR弁18を全閉に制御することになる。目標開度Tegrが「0」以外の所定値となる場合は、ECU50は、EGR弁18を開弁制御することになる。
In
上記制御によれば、ECU50は、検出される運転状態、すなわちエンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLに基づいてEGR弁18に係る目標開度Tegrを求める。そして、ECU50は、その目標開度Tegrが所定の微小開度A1,B1以下となるときは、EGR弁18の開弁を禁止してEGR弁18を全閉に制御するようになっている。
According to the above control, the
図4に、エンジン回転速度NEを一定とした場合の(a)エンジン負荷KLと、(b)目標開度Tegrの挙動をタイムチャートにより示す。図4において、エンジン負荷KLは、時刻t1〜時刻t6の間で増加し、時刻t6〜時刻t7の間で一定となり、時刻t7〜時刻t12の間で減少する。これに伴い、時刻t2,t11で、エンジン負荷KLが第1のマップ値map1になると、目標開度Tegrとして、第1の目標値tegr1(0)が求められ、時刻t4,t9で、エンジン負荷KLが第2のマップ値map2にとなると、目標開度Tegrとして、第2の目標値tegr2が求められ、時刻t5,t8で、エンジン負荷KLが第3のマップ値map3になると、目標開度Tegrとして、第3の目標値tegr3が求められる。ここで、第1の目標値tegr1と第2の目標値tegr2との間の目標値、第2の目標値tegr2と第3の目標値tegr3との間の目標値は、それぞれ補完計算により求めることができる。 FIG. 4 is a time chart showing the behavior of (a) engine load KL and (b) target opening degree Tegr when the engine speed NE is constant. In FIG. 4, the engine load KL increases between time t1 and time t6, becomes constant between time t6 and time t7, and decreases between time t7 and time t12. Accordingly, when the engine load KL becomes the first map value map1 at times t2 and t11, the first target value tegr1 (0) is obtained as the target opening degree Tegr, and at time t4 and t9, the engine load is calculated. When KL becomes the second map value map2, the second target value tegr2 is obtained as the target opening degree Tegr. When the engine load KL becomes the third map value map3 at times t5 and t8, the target opening degree A third target value tegr3 is obtained as Tegr. Here, the target value between the first target value tegr1 and the second target value tegr2 and the target value between the second target value tegr2 and the third target value tegr3 are obtained by complementary calculation, respectively. Can do.
図4において、(a)に示すように、エンジン負荷KLが増加する時刻t2〜時刻t3の間では、従来の目標開度Tegrは、(b)に2点鎖線で示すようにエンジン負荷KLの増加に伴い増加する。これに対し、本実施形態では、(b)に太線で示すように、時刻t2〜時刻t3の間で、目標開度Tegrが所定の微小開度A1以下となるときに、目標開度Tegrが「0」に設定される。すなわち、マップから求められる目標開度Tegrが微小開度A1以下となる開度域では、目標開度Tegrが「0」に設定される。 In FIG. 4, as shown in (a), between time t2 and time t3 when the engine load KL increases, the conventional target opening degree Tegr is equal to the engine load KL as shown by a two-dot chain line in (b). Increase with the increase. On the other hand, in the present embodiment, as indicated by a thick line in (b), when the target opening degree Tegr is equal to or less than a predetermined minute opening degree A1 between time t2 and time t3, the target opening degree Tegr is Set to “0”. That is, the target opening degree Tegr is set to “0” in the opening range where the target opening degree Tegr obtained from the map is equal to or smaller than the minute opening degree A1.
一方、図4において、(a)に示すように、エンジン負荷KLが減少する時刻t10〜時刻t11の間では、従来の目標開度Tegrは、(b)に2点鎖線で示すようにエンジン負荷KLの減少に伴い減少する。これに対し、本実施形態では、(b)に太線で示すように、時刻t10〜時刻t11の間で、目標開度Tegrが所定の微小開度B1以下となるときに、目標開度Tegrが「0」に設定される。すなわち、マップから求められる目標開度Tegrが微小開度B1以下となる開度域では、目標開度Tegrが「0」に設定される。 On the other hand, as shown in FIG. 4A, between time t10 and time t11 when the engine load KL decreases, the conventional target opening degree Tegr is the engine load as shown by the two-dot chain line in FIG. Decreases as KL decreases. On the other hand, in the present embodiment, as indicated by a thick line in (b), when the target opening degree Tegr is equal to or smaller than a predetermined minute opening degree B1 between time t10 and time t11, the target opening degree Tegr is Set to “0”. That is, the target opening degree Tegr is set to “0” in the opening range where the target opening degree Tegr obtained from the map is equal to or smaller than the minute opening degree B1.
以上説明したこの実施形態におけるエンジンのEGR装置によれば、吸気圧センサ51及び回転速度センサ52により検出されるエンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLに基づいてEGR弁81に係る目標開度TegrがECU50により求められる。また、その目標開度Tegrが所定の微小開度A1,B1以下となるときは、ECU50により、EGR弁18の開弁が禁止されてEGR弁18が全閉に制御される。従って、目標開度Tegrが所定の微小開度A1,B1以下となる開度域では、EGR弁18の開弁が禁止されてEGR弁18が全閉となるので、弁体32と弁座33との間にクリアランスができず、エンジン1の振動の影響を受けて弁体32が弁座33に衝突することがない。このため、EGR弁18につき、弁体32と弁座33との間の衝突による摩耗を抑制することができる。この結果、EGR弁18につき、流量特性の信頼性を確保することができる。
According to the engine EGR device in this embodiment described above, the target opening degree Tegr related to the EGR valve 81 based on the engine rotation speed NE and the engine load KL detected by the
<第2実施形態>
次に、本発明におけるエンジンの排気還流装置を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the engine exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下に説明する各実施形態において前記第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。 In each embodiment described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points are mainly described.
この実施形態では、EGR制御の処理内容の点で第1実施形態と構成が異なる。図5に、この実施形態におけるEGR制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。図5のフローチャートでは、ステップ130とステップ140との間にステップ135の処理が設けられた点で図3のフローチャートと異なる。
This embodiment is different from the first embodiment in terms of processing contents of EGR control. FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing contents of EGR control in this embodiment. The flowchart of FIG. 5 differs from the flowchart of FIG. 3 in that the process of
すなわち、ECU50は、ステップ130の処理を実行した後、ステップ135で、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KLに基づきEGR弁18の微小開度(A1,B1)を求める。ここで、ECU50は、例えば、図6及び図7に示すようなマップを参照することにより、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLに応じた微小開度A1,B1(A1>B1)を求めることができる。図6及び図7に示すように、微小開度A1,B1は、エンジン回転速度NE、エンジン負荷KLがそれぞれ高くなるほど、大きくなるように設定されている。これは、EGR弁18の弁体32の振動が、エンジン1が高回転・高負荷ほど大きくなることに対応させたものである。その後、ECU50は処理をステップ140へ移行する。
That is, after executing the processing of
上記制御によれば、ECU50は、第1実施形態の制御に加えて、所定の微小開度A1,B1を、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLに応じて設定するようにしている。
According to the above control, in addition to the control of the first embodiment, the
以上説明したこの実施形態におけるエンジンのEGR装置によれば、第1実施形態のEGR装置の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、一般に、EGR弁18の弁体32の振動は、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KLが高くなるほど大きくなる。これは、エンジン1が高回転高負荷ほど、エンジン1の振動が大きくなることによるものである。ここで、EGR弁18の開弁が禁止される微小開度A1,B1の上限が、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KL、すなわち弁体32の振動の大きさに応じてECU50により設定される。すなわち、弁体32の振動が大きくなるときは、EGR弁18の開弁が禁止される微小開度A1,B1の上限が、比較的大きい開度域に設定され、弁体32の振動が小さくなるときは、EGR弁18の開弁が禁止される微小開度A1,B1の上限が、比較的小さい開度域に設定される。このため、EGR弁18に分解能が要求されるエンジン1の低回転低負荷の運転領域では、EGRガス流量を精度良く制御することができ、EGR弁18の分解能確保と、弁体32と弁座33との摩耗に対する信頼性確保との両立を図ることができる。
According to the EGR device for an engine in this embodiment described above, in addition to the effects of the EGR device of the first embodiment, the following effects are obtained. That is, generally, the vibration of the
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a part of the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
(1)前記各実施形態では、本発明におけるエンジンの排気還流装置をガソリンエンジンシステムに具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。 (1) In each of the above embodiments, the exhaust gas recirculation device for an engine according to the present invention is embodied in a gasoline engine system, but may be embodied in a diesel engine.
(2)前記各実施形態では、本発明を低圧ループ式のEGR装置に具体化したが、高圧ループ式のEGR装置に具体化することもできる。 (2) In each of the above embodiments, the present invention is embodied in a low-pressure loop EGR device, but may be embodied in a high-pressure loop EGR device.
この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず自動車用エンジンに利用することができる。 The present invention can be used for an automobile engine regardless of, for example, a gasoline engine or a diesel engine.
1 エンジン
3 吸気通路
5 排気通路
16 燃焼室
17 EGR通路(排気還流通路)
18 EGR弁(排気還流弁)
31 DCモータ(駆動手段)
32 弁体
33 弁座
50 ECU(制御手段)
51 吸気圧センサ(運転状態検出手段)
52 回転速度センサ(運転状態検出手段)
53 水温センサ(運転状態検出手段)
NE エンジン回転速度
KL エンジン負荷
A1 微小開度
B1 微小開度
1
18 EGR valve (exhaust gas recirculation valve)
31 DC motor (drive means)
32
51 Intake pressure sensor (operating state detection means)
52 Rotational speed sensor (Operating state detection means)
53 Water temperature sensor (Operating state detection means)
NE Engine speed KL Engine load A1 Small opening B1 Small opening
Claims (2)
前記排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節する排気還流弁と、
前記排気還流弁は、弁座と、前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、前記弁体を前記弁座に対して移動させる駆動手段とを含むことと、
前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて前記排気還流弁を制御するための制御手段と
を備えたエンジンの排気還流装置において、
前記制御手段は、前記検出される運転状態に基づいて前記排気還流弁に係る目標開度を求め、前記目標開度が所定の微小開度以下となるときは、前記排気還流弁の開弁を禁止して前記排気還流弁を全閉に制御することを特徴とするエンジンの排気還流装置。 A part of the exhaust gas discharged from the engine combustion chamber to the exhaust passage flows as an exhaust recirculation gas to the intake passage to recirculate to the combustion chamber, and an exhaust recirculation passage;
An exhaust gas recirculation valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas recirculation gas in the exhaust gas recirculation passage;
The exhaust gas recirculation valve includes a valve seat, a valve body provided so as to be seated on the valve seat, and drive means for moving the valve body relative to the valve seat;
An operating state detecting means for detecting the operating state of the engine;
In an exhaust gas recirculation device for an engine, comprising: control means for controlling the exhaust gas recirculation valve based on the operational state detected by the operational state detection means;
The control means obtains a target opening degree related to the exhaust gas recirculation valve based on the detected operating state, and opens the exhaust gas recirculation valve when the target opening degree is equal to or smaller than a predetermined minute opening degree. An exhaust gas recirculation device for an engine, wherein the exhaust gas recirculation valve is prohibited and controlled to be fully closed.
前記制御手段は、前記微小開度を、前記エンジンの回転速度と負荷に応じて設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気還流装置。 The detected operating state includes the rotational speed and load of the engine,
2. The engine exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein the control unit sets the minute opening according to a rotation speed and a load of the engine.
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|---|---|---|---|---|
| CN109989855A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 丰田自动车株式会社 | The control device of internal combustion engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221108A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine |
| JP2008157085A (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Bosch Corp | Operation control method in exhaust gas recirculation device, and exhaust gas recirculation device |
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- 2013-08-26 JP JP2013174087A patent/JP2015042848A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221108A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine |
| JP2008157085A (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Bosch Corp | Operation control method in exhaust gas recirculation device, and exhaust gas recirculation device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109989855A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 丰田自动车株式会社 | The control device of internal combustion engine |
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