JP2015059560A - Egr device and exhaust gas recirculation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気ガスを還流するEGR装置及び排気ガス還流方法に関し、より詳細には、排気ガスを昇温するための早期昇温制御中において炭化水素(HC)の発生を抑制できるEGR装置及び排気ガス還流方法に関する。 The present invention relates to an EGR device that recirculates exhaust gas of an engine and an exhaust gas recirculation method. More specifically, the present invention relates to EGR that can suppress the generation of hydrocarbons (HC) during early temperature rise control for raising the temperature of exhaust gas. The present invention relates to an apparatus and an exhaust gas recirculation method.
近年、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに対する厳しい規制に対応する必要があり、エンジン本体側で排気ガス成分を低減する方法として、エンジンから排出される排気ガスの一部であるEGRガスを吸気通路又は吸気マニホールドに還流させるEGR装置が使用されている。このEGR装置では、シリンダ内への吸気(新気)の吸気効率を高めるため、EGR通路にEGRクーラを設けてEGRガスを冷却してその容積を小さくしてから吸気と合流させている。 In recent years, it has been necessary to comply with strict regulations on exhaust gas emitted from internal combustion engines such as diesel engines, and as a method of reducing exhaust gas components on the engine body side, EGR which is part of exhaust gas emitted from the engine EGR devices that recirculate gas to the intake passage or intake manifold are used. In this EGR device, in order to increase the intake efficiency of the intake air (fresh air) into the cylinder, an EGR cooler is provided in the EGR passage to cool the EGR gas, reduce its volume, and merge with the intake air.
このEGR装置に関しては、EGRクーラを備えたEGR通路の他に、EGRクーラを迂回するバイパス路を設け、これら通路をエンジンの運転状態に応じて切り替えたり、バイパス通路に設けたバイパス弁の弁開度を調整したりすることにより、EGRクーラを流れるEGRガスの流量を調整して、EGRガス温度を調整し、このEGRガスの温度を介して、排気通路に排出される排気ガスの温度を調整するEGR装置が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。 With regard to this EGR device, in addition to the EGR passage provided with the EGR cooler, a bypass passage that bypasses the EGR cooler is provided, and these passages are switched according to the operating state of the engine, or the bypass valve provided in the bypass passage is opened. By adjusting the degree, the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR cooler is adjusted, the EGR gas temperature is adjusted, and the temperature of the exhaust gas discharged to the exhaust passage is adjusted via the temperature of the EGR gas. EGR devices have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
一方、エンジンの始動時の排気ガスの温度が低い場合や、市街地走行等で排気ガスの温度が低下した場合等では、排気通路に配設された排気ガス浄化装置を効果的に働かせるために、エンジンから排気通路に排出される排気ガスの温度を上昇させて、排気ガス浄化装置の触媒の温度を活性化温度以上にして排気ガスの浄化性能を早期に向上させる必要がある。 On the other hand, when the temperature of the exhaust gas at the start of the engine is low, or when the temperature of the exhaust gas decreases due to running in an urban area, etc., in order to make the exhaust gas purification device arranged in the exhaust passage work effectively, It is necessary to raise the temperature of the exhaust gas discharged from the engine to the exhaust passage so that the temperature of the catalyst of the exhaust gas purification device becomes higher than the activation temperature and improve the exhaust gas purification performance at an early stage.
しかしながら、従来技術では、一旦、暖機が完了したと判断されると、その後は、EGRガスが常にEGRクーラを通過するように制御しているため、エンジンの運転状態が低負荷領域であるときには、低い温度のEGRガスがシリンダ内に流入してシリンダ内の温度が低下するため、シリンダ内燃焼が悪化して、炭化水素(HC)の発生量が増加するという問題がある。 However, in the prior art, once it is determined that the warm-up has been completed, the EGR gas is controlled so as to always pass through the EGR cooler. Therefore, when the engine operating state is in the low load region, Since the EGR gas having a low temperature flows into the cylinder and the temperature in the cylinder decreases, there is a problem that the combustion in the cylinder deteriorates and the amount of hydrocarbon (HC) generated increases.
また、暖機時や排気ガス温度が低下した時に、排気ガスを昇温する早期昇温制御をする場合には、シリンダ内燃料噴射における噴射タイミング、メイン噴射量とサブ噴射量の割合変更などを行っているため、通常の運転時の場合でエンジンの運転領域が低負荷領域にあるときに比べて、よりHCが発生し易いという問題がある。 In addition, when early warming control is performed to warm the exhaust gas when the engine is warmed up or when the exhaust gas temperature decreases, the injection timing in the cylinder fuel injection, the ratio change between the main injection amount and the sub injection amount, etc. Therefore, there is a problem that HC is more likely to be generated than when the engine operating region is in a low load region during normal operation.
本発明は、上記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、早期昇温制御中であるか否かと、エンジンの運転状態とにより、EGRクーラを使い分けて、EGRガスの冷却が不要なときには、EGRガスをEGRクーラを通過させずに、温度の高いEGRガスをシリンダ内に導入して、排気ガスの早期昇温制御中や低負荷時にHCが発生することを防止できる、EGR装置及び排気ガス還流方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to cool the EGR gas by properly using the EGR cooler depending on whether or not the early temperature increase control is being performed and the operating state of the engine. Is not required to pass through the EGR cooler, the EGR gas having a high temperature is introduced into the cylinder to prevent HC from being generated during the early temperature rise control of the exhaust gas or at a low load. To provide an EGR device and an exhaust gas recirculation method.
上記のような目的を達成するためのEGR装置は、エンジンの排気ガスを還流するEGR通路と、該EGR通路に設けられたEGRクーラと、該EGRクーラをバイパスするEGRバイパス通路と、前記EGR通路と前記EGRバイパス通路の流路を切り替える切替バルブを備えたEGR装置において、排気ガス温度を上昇させる早期昇温制御中でない場合で前記エンジンの運転領域が第1低負荷領域であるときには前記EGRバイパス通路を用いて排気ガスを還流すると共に、前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域又は前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい第2低負荷領域であるときは前記EGRバイパス通路を用いて排気ガスを還流するように前記切替バルブを制御する切替バルブ制御手段を備えて構成される。 An EGR device for achieving the above object includes an EGR passage for recirculating engine exhaust gas, an EGR cooler provided in the EGR passage, an EGR bypass passage for bypassing the EGR cooler, and the EGR passage. And an EGR device having a switching valve for switching the flow path of the EGR bypass passage, when the engine operating range is the first low load range when the early temperature increase control for increasing the exhaust gas temperature is not being performed. The exhaust gas is recirculated using a passage, and the engine operating region is in the first low load region or the second low load region where the load is larger than the first low load region in the case of the early temperature increase control. There is provided switching valve control means for controlling the switching valve so as to recirculate the exhaust gas using the EGR bypass passage. Constructed.
この構成によれば、早期昇温制御中であるか否かと、エンジンの運転領域が第1低負荷領域か第2低負荷領域かそれ以外の領域であるかを判断して、その判断結果によりEGRクーラのある通路とEGRクーラを迂回するEGRバイパス通路とを使い分けているので、EGRガスの冷却が不要なときには、EGRガスをEGRクーラを通過させずに、温度の高いEGRガスを筒内(シリンダ内)に導入することができる。 According to this configuration, it is determined whether or not the early temperature increase control is being performed, and whether the engine operating region is the first low load region, the second low load region, or any other region. Since the passage with the EGR cooler and the EGR bypass passage that bypasses the EGR cooler are properly used, when cooling of the EGR gas is unnecessary, the EGR gas is not allowed to pass through the EGR cooler, and the high temperature EGR gas is in-cylinder ( Can be introduced into the cylinder).
また、EGRバイパス通路を使用する場合のエンジンの運転領域を、早期昇温制御中では、早期昇温制御中ではない場合の第1低負荷領域又は第1低負荷領域よりも負荷が大きい第2低負荷領域とすることで、早期昇温制御におけるEGRバイパス通路を使用する場合のエンジンの負荷領域を第2低負荷領域まで拡大しているので、排気ガスの早期昇温制御中にHCが発生することをより効果的に防止しながら、より早期に排気ガスを昇温できる。つまり、早期昇温制御で低負荷条件でのHC発生を抑えることができる。 Further, the engine operating range when using the EGR bypass passage is the first low load region or the second low load region in which the load is larger during the early temperature increase control than during the early temperature increase control. By using the low load range, the engine load range when using the EGR bypass passage in the early temperature rise control is expanded to the second low load range, so HC is generated during the early temperature rise control of the exhaust gas. It is possible to raise the temperature of the exhaust gas at an earlier stage while preventing this from occurring more effectively. That is, HC generation under a low load condition can be suppressed by the early temperature rise control.
上記のEGR装置において、前記切替バルブ制御手段は、前記早期昇温制御中でない場合で前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときには前記EGRクーラを用いて排気ガスを冷却して排気ガスを還流すると共に、前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第2低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときには前記EGRクーラを用いて排気ガスを冷却して排気ガスを還流するように構成すると、EGR効率を高めるためにEGRガスの冷却が必要なときは、EGRガスをEGRクーラを通過させて冷却して、温度が低くなったEGRガスをシリンダに導入することができる。 In the above EGR apparatus, the switching valve control means uses the EGR cooler when the engine operating region is a region where the load is larger than the first low load region when the early temperature raising control is not being performed. The exhaust gas is recirculated using the EGR cooler when the gas is cooled and the exhaust gas is recirculated and the engine operating region is a region where the load is larger than the second low-load region in the case of the early temperature rise control. When the exhaust gas is recirculated and the exhaust gas is recirculated, when the EGR gas needs to be cooled in order to increase the EGR efficiency, the EGR gas is cooled by passing through the EGR cooler, and the temperature is lowered. Can be introduced into the cylinder.
そして、上記の目的を達成するための排気ガス還流方法は、エンジンの排気ガスを還流させる排気ガス還流方法において、前記エンジンの排気ガスを昇温する早期昇温制御中でない場合で、前記エンジンの運転領域が第1低負荷領域であるときは排気ガスを冷却せずに還流させる第1ステップを行い、前記早期昇温制御中である場合で、前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域又は前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい第2低負荷領域であるときは排気ガスを冷却せずに還流させる第2ステップを行うことを特徴とする方法である。 An exhaust gas recirculation method for achieving the above object is an exhaust gas recirculation method for recirculating the exhaust gas of the engine, in the case where the early temperature increase control for raising the temperature of the exhaust gas of the engine is not in progress. When the operating region is the first low load region, the first step of recirculating exhaust gas without cooling is performed, and the engine operating region is the first low load region when the early temperature increase control is being performed. Alternatively, in the second low load region where the load is larger than that of the first low load region, the second step of recirculating the exhaust gas without cooling is performed.
また、上記の排気ガス還流方法で、前記早期昇温制御中でない場合で、前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときは排気ガスを冷却して排気ガスを還流させる第3ステップを行い、前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第2低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときは排気ガスを冷却して排気ガスを還流させる第4ステップを行う。 Further, in the above exhaust gas recirculation method, when the early temperature increase control is not being performed and the engine operating region is a region where the load is larger than the first low load region, the exhaust gas is cooled to exhaust gas When the early temperature rise control is being performed and the engine operating region is a region where the load is larger than the second low load region, the exhaust gas is cooled to recirculate the exhaust gas. The fourth step is performed.
これらの排気ガス還流方法によれば、上記のEGR装置と同様な効果をそれぞれ奏することができる。 According to these exhaust gas recirculation methods, the same effects as those of the above EGR device can be obtained.
本発明に係るEGR装置及び排気ガス還流方法によれば、早期昇温制御中であるか否かと、エンジンの運転領域が第1低負荷領域か第2低負荷領域かそれ以外の領域であるかを判断して、その判断結果によりEGRクーラのある通路とEGRクーラを迂回するEGRバイパス通路とを使い分けているので、EGRガスの冷却が不要なときには、EGRガスをEGRクーラを通過させずに、温度の高いEGRガスをシリンダ内に導入することができる。 According to the EGR device and the exhaust gas recirculation method according to the present invention, whether or not the early temperature increase control is being performed and whether the engine operating region is the first low load region, the second low load region, or any other region. The EGR cooler and the EGR bypass passage that bypasses the EGR cooler are selectively used according to the determination result. Therefore, when cooling of the EGR gas is unnecessary, the EGR gas is not allowed to pass through the EGR cooler. High temperature EGR gas can be introduced into the cylinder.
さらに、早期昇温制御におけるEGRバイパス通路を使用する場合のエンジンの負荷領域を第2低負荷領域まで拡大しているので、排気ガスの早期昇温制御中にHCが発生することをより効果的に防止しながら、より早期に排気ガスを昇温できる。 Furthermore, since the engine load range when using the EGR bypass passage in the early temperature rise control is expanded to the second low load range, it is more effective that HC is generated during the early temperature rise control of the exhaust gas. It is possible to raise the temperature of the exhaust gas at an earlier stage while preventing it.
以下、本発明に係る実施の形態のEGR装置及び排気ガス還流方法について、図面を参照しながら説明する。図1に、本発明に係る実施の形態のEGR装置20を備えたエンジン(内燃機関)10の構成を示す。このエンジン10は、エンジン本体11と吸気通路12と、排気通路16と、排気通路16と吸気通路12とを接続するEGR通路21とを有して構成されている。
Hereinafter, an EGR device and an exhaust gas recirculation method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an engine (internal combustion engine) 10 including an
吸気Aが通過する吸気通路12には、上流側から順に、吸気量センサ(MAF:図示しない)、ターボ式過給器13のコンプレッサ13a、インタークーラ14、吸気弁15等が配設されており、また、排気ガスGoが通過する排気通路16には、上流側から順に、ターボ式過給器13のタービン13b、排気絞り弁17と排気ガス浄化システム30等が配設されている。
In the
この排気ガス浄化システム30は、前段酸化触媒装置(DOC)31aと触媒付フィルタ(CSF)31bを有するDPDシステム31と、SCR(選択還元型触媒)装置32aとアンモニアスリップ防止用触媒32bと還元剤供給装置32cを有するSCRシステム32と、排気ガス温度センサやフィルタ前後差圧センサやNOx濃度センサなどから構成され、排気ガスGo中のPMやNOx等を浄化し、浄化された排気ガスGcは、テールパイプ(図示しない)から大気中に放出される。
The exhaust
更に、EGR装置20が配置されているが、このEGR装置20は、図1の構成では、タービン13bの上流側の排気通路16とコンプレッサ13aの下流側の吸気通路12を接続して、排気ガスGoの一部であるEGRガスGeが通過するEGR通路21と、このEGR通路21に上流側から順に配設されたEGRクーラ22とEGR弁23を有して構成される。それと共に、EGRクーラ22を迂回するEGRバイパス通路24が設けられ、このEGRバイパス通路24には切替バルブ25が配設される。この切替バルブ25は、排気ガス(EGRガス)Geの流れをEGRクーラ22を通過させるか、EGRバイパス通路24を通過させるかの二者択一を行うON/OFFのバルブで構成される。
Further, an
また、エンジン全般の制御を行うエンジンコントロールモジュール(ECM)と呼ばれる制御装置40が設けられる。この制御装置40は、エンジン10の運転状態を示す回転速度Neや燃料噴射量q(または負荷Q)を入力すると共に、冷却水温度センサ(図示しない)で検出された冷却水温度Twや吸気温度センサで検出された吸気温度TaやEGRクーラ22の出口排気ガス温度センサで検出されたEGRクーラ出口温度To等を入力して、EGR弁23や切替バルブ25を制御しつつ、エンジン10の筒内燃料噴射を制御する。また、排気ガス浄化システム30の排気ガス温度センサやフィルタ前後差圧センサやNOx濃度センサなどで検出された温度やフィルタ前後差圧やNOx濃度などをもとに、排気ガスの浄化を効率よく行うために排気ガス浄化システム30を制御する。
In addition, a
一方、エンジン10の始動時の暖機における排気ガスGoの温度が低い場合や、市街地走行等で排気ガスGoの温度が低下した場合等では、排気通路16に配設された排気ガス浄化システム30を効果的に働かせるために、エンジン10の排気通路16に排出される排気ガスGoの温度を上昇させて、排気ガス浄化システム30の装置の触媒の温度を活性化温度以上にして排気ガス浄化性能を早期に向上させる早期昇温制御を行う必要がある。この早期昇温制御では、シリンダ内燃料噴射における噴射タイミング、メイン噴射量とサブ噴射量の割合変更などを行う。
On the other hand, when the temperature of the exhaust gas Go in the warm-up at the start of the
本発明では、制御装置40が切替バルブ25を制御する切替バルブ制御手段41を備えて構成される。また、図2に示すように、エンジン10の運転領域(エンジン回転数Neと燃料噴射量q(又は負荷Q))を、第1低負荷領域Raと、この第1低負荷領域Raより負荷が大きい第2低負荷領域Rbと、その他の負荷領域Rcに分けて、これらの各領域の範囲を予め設定しておく。この各領域の範囲の設定は、EGRに用いる排気ガスGeの冷却が必要であるか否かを実験などで予め判定しておいて行い、切替バルブ制御手段41に予め記憶しておく。
In the present invention, the
例えば、エンジン回転数Ne毎に、第1燃料噴射量qa(Ne)、第2燃料噴射量qb(Ne)を設定し、マップデータや関数などの形で記憶しておき、エンジン回転数Neにおける燃料噴射量qが第1燃料噴射量qa(Ne)以下を第1低負荷領域Ra内とし、燃料噴射量qが第1燃料噴射量qa(Ne)より大きく、かつ、燃料噴射量qが第2燃料噴射量qb(Ne)以下を第2低負荷領域Rb内とし、燃料噴射量qが第2燃料噴射量qb(Ne)より大きい場合にその他の負荷領域Rc内とする。なお、燃料噴射量q、第1燃料噴射量qa(Ne)、第2燃料噴射量qb(Ne)の代わりに、負荷Q、第1負荷Qa(Ne)、第2負荷Qb(Ne)を用いてもよい。 For example, for each engine speed Ne, a first fuel injection amount qa (Ne) and a second fuel injection amount qb (Ne) are set and stored in the form of map data, functions, etc. The fuel injection amount q is equal to or less than the first fuel injection amount qa (Ne) in the first low load region Ra, the fuel injection amount q is larger than the first fuel injection amount qa (Ne), and the fuel injection amount q is the first fuel injection amount q. 2 The fuel injection amount qb (Ne) or less is set in the second low load region Rb, and when the fuel injection amount q is larger than the second fuel injection amount qb (Ne), it is set in the other load region Rc. Instead of the fuel injection amount q, the first fuel injection amount qa (Ne), and the second fuel injection amount qb (Ne), the load Q, the first load Qa (Ne), and the second load Qb (Ne) are used. May be.
また、この第1低負荷領域Ra、第2低負荷領域Rbの判断は、燃料噴射量q(負荷Q),冷却水温度Tw、EGRクーラ22の出口ガス温度To等を用いて行う場合もある。冷却水温度Twを用いる場合は、冷却水温度Twの閾値を、通常制御中は約60℃として第1低負荷領域Raの内外の判定に使用する。これは、冷却水温度Twが約60℃より大きくなる暖気後は必ず切替バルブ25を閉弁して排気ガスGeをEGRクーラ22側に流すためである。
The determination of the first low load region Ra and the second low load region Rb may be performed using the fuel injection amount q (load Q), the coolant temperature Tw, the outlet gas temperature To of the
また、早期昇温制御中は冷却水温度Twの閾値を、冷却水が実質的には超えることがない大きな値に設定して無効化している。これは早期昇温制御中の走行中は冷却水温度Twが上昇することがあるためであり、第2低負荷領域Rbの内外の判定は冷却水温度Tw以外(例えば燃料噴射量、負荷、EGRクーラ出口温度)で判定している。これによって第2低負荷領域Rbにおいて切替バルブ25を閉弁することなくHCの発生を確実に防止することができる。
Further, during the early temperature rise control, the threshold value of the cooling water temperature Tw is invalidated by setting it to a large value that does not substantially exceed the cooling water. This is because the coolant temperature Tw may increase during traveling during the early temperature rise control, and the internal / external determination of the second low load region Rb is made except for the coolant temperature Tw (for example, fuel injection amount, load, EGR). (Cooler outlet temperature). As a result, it is possible to reliably prevent the generation of HC without closing the switching
そして、この切替バルブ制御手段41は、排気ガス温度を上昇させる早期昇温制御中でない場合でエンジン10の運転領域が第1低負荷領域RaであるときにはEGRバイパス通路24を用いて排気ガス(EGRガス)Geを還流する。それと共に、早期昇温制御中の場合でエンジン10の運転領域が第1低負荷領域Ra又は第2低負荷領域RbであるときはEGRバイパス通路24を用いて排気ガスGeを還流するように切替バルブ25を制御するように構成される。
Then, the switching valve control means 41 uses the EGR bypass passage 24 to exhaust gas (EGR) when the operating region of the
更に、この切替バルブ制御手段41は、早期昇温制御中でない場合でエンジン10の運転領域が第1低負荷領域Raよりも負荷が大きい領域Rb,RcであるときにはEGRクーラ22を用いて排気ガスGeを冷却して排気ガスGeを還流する。それと共に、早期昇温制御中の場合でエンジン10の運転領域が第2低負荷領域Rbよりも負荷が大きいその他の領域RcであるときにはEGRクーラ22を用いて排気ガスGeを還流するように構成される。
Further, the switching valve control means 41 uses the
次に、上記のEGR装置20における排気ガス還流方法について図3に例示する制御フローを参照しながら説明する。この図3の制御フローは、エンジン10の始動とともに起動して、上級の制御フローから呼ばれて、スタートからリターンの間を実施し、上級の制御フローに戻り、また、上級の制御フローから呼ばれて、繰り返し実施される制御フローとして示してある。
Next, the exhaust gas recirculation method in the
この図3の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップS11で、エンジン10が早期昇温制御中であるか否かを判定する。このステップS11の判定で、早期昇温制御中でない場合には(NO)、ステップS12に行く。
When the control flow of FIG. 3 is called from the advanced control flow and starts, it is determined in step S11 whether or not the
ステップS12では、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Raにあるか否かを判定する。この第1低負荷領域Raにあるか否かは、現状のエンジン回転数Neと燃料噴射量qを入力して、この燃料噴射量qが、エンジン回転数Neに対する第1燃料噴射量qa(Ne)以下であれば、第1低負荷領域Raにある(YES)とし、燃料噴射量qが、第1燃料噴射量qa(Ne)より大きければ、第1低負荷領域Ra内に無く、第1低負荷領域Raより大きい領域にある(NO)とする。
In step S12, it is determined whether or not the operating region of the
ステップS12の判定で、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Raにある(YES)と判定された場合には、ステップS14に行き、切替バルブ25を開弁する制御をして、また、開弁中であれば、開弁を維持する制御をして、排気ガスGeをEGRバイパス通路24に導いて、EGRクーラ22を迂回させる(第1のステップ)。
また、ステップS12の判定で、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Raにない(NO)と判定された場合には、ステップS15に行き、切替バルブ25を閉弁する制御をして、また、閉弁中であれば、閉弁を維持する制御をして、排気ガスGeをEGRクーラ22に導く(第3のステップ)。
If it is determined in step S12 that the operating region of the
If it is determined in step S12 that the operating region of the
このステップS11の判定で、早期昇温制御中である場合には(YES)、ステップS13に行く。 If it is determined in step S11 that early temperature increase control is being performed (YES), the process goes to step S13.
ステップS13では、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Ra又は第2低負荷領域Rbにあるか否かを判定する。この第1低負荷領域Ra又第2低負荷領域Rbにあるか否かは、現状のエンジン回転数Neと燃料噴射量qを入力して、燃料噴射量qが、エンジン回転数Neに対する第2燃料噴射量qb(Ne)以下であれば、第1低負荷領域Ra又第2低負荷領域Rbにある(YES)とし、燃料噴射量qが、第2燃料噴射量qb(Ne)より大きければ、第1低負荷領域Ra又第2低負荷領域Rbに無く、その他の負荷領域Rcである(NO)とする。
In step S13, it is determined whether or not the operating region of the
ステップS13の判定で、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Ra又は第2低負荷領域Rbにある(YES)と判定された場合には、ステップS14に行き、切替バルブ25を開弁する制御をして、また、開弁中であれば、開弁を維持する制御をして、排気ガスGeをEGRバイパス通路24に導いて、EGRクーラ22を迂回させる(第2のステップ)。
If it is determined in step S13 that the operation region of the
また、ステップS13の判定で、エンジン10の運転領域が、第1低負荷領域Ra又は第2低負荷領域Rbにない(NO)と判定された場合には、ステップS15に行き、切替バルブ25を閉弁する制御をして、また、閉弁中であれば、閉弁を維持する制御をして、排気ガスGeをEGRクーラ22に導く(第4のステップ)。
If it is determined in step S13 that the operating region of the
つまり、エンジン10の排気ガスGoを昇温する早期昇温制御中でない場合で、エンジン10の運転領域が第1低負荷領域RaであるときはEGRバイパス通路24を用いて還流させる第1ステップを行い、早期昇温制御中である場合で、エンジン10の運転領域が第1低負荷領域Ra又は第1低負荷領域Raよりも負荷が大きい第2低負荷領域RbであるときはEGRバイパス通路24を用いて排気ガスGeを還流させる第2ステップを行う。
That is, the first step of recirculating using the EGR bypass passage 24 when the operating region of the
また、早期昇温制御中でない場合で、エンジン10の運転領域が第1低負荷領域Raよりも負荷が大きい領域Rb,RcであるときはEGRクーラ22を用いて排気ガスGeを冷却して排気ガスGeを還流させる第3ステップを行い、早期昇温制御中の場合でエンジン10の運転領域が第2低負荷領域Rbよりも負荷が大きい領域RcであるときはEGRクーラ22を用いて排気ガスGeを冷却して排気ガスGeを還流させる第4ステップを行う。
Further, when the early temperature rise control is not being performed and the operating region of the
そして、ステップS14又はステップS15を予め設定された所定の時間(切替バルブの制御のインターバルに関係する時間)を経過するとリターンに行き、上級の制御フローに戻る。 When a predetermined time (time related to the control interval of the switching valve) elapses in step S14 or step S15, the process goes to return and returns to the advanced control flow.
上記のEGR装置20及び排気ガス還流方法によれば、早期昇温制御中であるか否かと、エンジン10の運転領域が第1低負荷領域Raか第2低負荷領域Rbかそれ以外の領域Rcであるかを判断して、その判断結果によりEGRクーラ22のある通路とEGRバイパス通路24とを使い分けているので、EGRガスGeの冷却が不要なときには、EGRガスGeをEGRクーラ22を通過させずに、温度の高いEGRガスGeをシリンダ内に導入することができる。
According to the
さらに、EGRバイパス通路24を使用する場合のエンジン10の運転領域を、早期昇温制御中では、早期昇温制御中ではない場合の第1低負荷領域Raよりも負荷が大きい第2低負荷領域Rbまで拡大しているので、排気ガスGoの早期昇温制御中にHCが発生することをより効果的に防止しながら、より早期に排気ガスGoを昇温できる。
Further, the operating range of the
10 エンジン(内燃機関)
11 エンジン本体
12 吸気通路
16 排気通路
20 EGR装置
21 EGR通路
22 EGRクーラ
23 EGR弁
24 EGRバイパス通路
25 切替バルブ
21 EGR通路
30 排気ガス浄化システム
40 制御装置
41 切替バルブ制御手段
A 吸気
Gc 浄化された排気ガス
Ge 排気ガス(EGRガス)
Go 排気ガス
Ne 回転速度
q 燃料噴射量
qa 第1燃料噴射量
qb 第2燃料噴射量
Q 負荷
Ra 第1低負荷領域
Rb 第2低負荷領域
Rc その他の負荷領域
Ta 吸気温度
To EGRクーラ出口温度
Tw 冷却水温度
10 Engine (Internal combustion engine)
11
Go Exhaust gas Ne Rotational speed q Fuel injection amount qa First fuel injection amount qb Second fuel injection amount Q Load Ra First low load region Rb Second low load region Rc Other load regions Ta Inlet temperature To EGR cooler outlet temperature Tw Cooling water temperature
Claims (4)
排気ガス温度を上昇させる早期昇温制御中でない場合で前記エンジンの運転領域が第1低負荷領域であるときには前記EGRバイパス通路を用いて排気ガスを還流すると共に、
前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域又は前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい第2低負荷領域であるときは前記EGRバイパス通路を用いて排気ガスを還流するように前記切替バルブを制御する切替バルブ制御手段を備えたEGR装置。 An EGR passage for recirculating the exhaust gas of the engine, an EGR cooler provided in the EGR passage, an EGR bypass passage for bypassing the EGR cooler, and a switching valve for switching between the EGR passage and the EGR bypass passage. In the EGR device,
When the engine operating region is the first low load region when the early temperature raising control for increasing the exhaust gas temperature is not being performed, the exhaust gas is recirculated using the EGR bypass passage,
When the early temperature rise control is being performed and the engine operating region is the first low load region or the second low load region where the load is greater than the first low load region, exhaust is performed using the EGR bypass passage. An EGR device comprising switching valve control means for controlling the switching valve so as to recirculate gas.
前記早期昇温制御中でない場合で前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときには前記EGRクーラを用いて排気ガスを冷却して排気ガスを還流すると共に、
前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第2低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときには前記EGRクーラを用いて排気ガスを冷却して排気ガスを還流することを特徴とする請求項1に記載のEGR装置。 The switching valve control means includes
When the engine operating region is a region where the load is larger than the first low load region when the early temperature raising control is not being performed, the exhaust gas is cooled using the EGR cooler to recirculate the exhaust gas, and
The exhaust gas is cooled by using the EGR cooler to recirculate the exhaust gas when the early temperature raising control is being performed and the engine operating region is a region where the load is larger than the second low load region. The EGR device according to claim 1.
前記エンジンの排気ガスを昇温する早期昇温制御中でない場合で、前記エンジンの運転領域が第1低負荷領域であるときは排気ガスを冷却せずに還流させる第1ステップを行い、
前記早期昇温制御中である場合で、前記エンジンの運転領域が前記第1低負荷領域又は前記第1低負荷領域よりも負荷が大きい第2低負荷領域であるときは排気ガスを冷却せずに還流させる第2ステップを行う排気ガス還流方法。 In an exhaust gas recirculation method for recirculating engine exhaust gas,
When the temperature of the exhaust gas of the engine is not in the early temperature increase control and the engine operating region is the first low load region, the first step of recirculating the exhaust gas without cooling is performed.
When the early temperature increase control is being performed, the exhaust gas is not cooled when the operating range of the engine is the first low load range or the second low load range where the load is larger than the first low load range. An exhaust gas recirculation method for performing a second step of recirculating the exhaust gas.
前記早期昇温制御中の場合で前記エンジンの運転領域が前記第2低負荷領域よりも負荷が大きい領域であるときは排気ガスを冷却して排気ガスを還流させる第4ステップを行うことを特徴とする請求項3の排気ガス還流方法。 When the early temperature raising control is not being performed and the engine operating region is a region where the load is larger than the first low load region, a third step of recirculating the exhaust gas by cooling the exhaust gas is performed,
When the early temperature raising control is being performed and the engine operating region is a region where the load is larger than that of the second low load region, the fourth step is performed to cool the exhaust gas and recirculate the exhaust gas. The exhaust gas recirculation method according to claim 3.
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