JP2002332879A - Egr device - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、EGR装置に関す
るものである。[0001] The present invention relates to an EGR device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、自動車のエンジン等では、排
気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、
その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の
燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりNOxの
発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環
(EGR:Exhaust Gas Recircula
tion)が行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an automobile engine or the like, a part of exhaust gas is extracted from an exhaust side and returned to an intake side.
Exhaust gas recirculation (EGR: Exhaust Gas Recircula) in which the combustion of fuel in the engine is suppressed by the exhaust gas returned to the intake side and the combustion temperature is reduced to reduce the generation of NOx.
) is being performed.
【0003】図4は前述した排気ガス再循環を行うため
のEGR装置の一例を示すもので、図中1はディーゼル
機関であるエンジンを示し、該エンジン1は、ターボチ
ャージャ2を備えており、エアクリーナ3から導いた吸
気4を吸気管5を通し前記ターボチャージャ2のコンプ
レッサ2aへ送り、該コンプレッサ2aで加圧された吸
気4をインタークーラ6へと送って冷却し、該インター
クーラ6から更に吸気マニホールド7へと吸気4を導い
てエンジン1の各気筒に分配するようにしてある。FIG. 4 shows an example of an EGR device for performing the above-described exhaust gas recirculation. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine which is a diesel engine, and the engine 1 has a turbocharger 2; The intake air 4 guided from the air cleaner 3 is sent through an intake pipe 5 to a compressor 2a of the turbocharger 2, and the intake air 4 pressurized by the compressor 2a is sent to an intercooler 6 for cooling. The intake air 4 is guided to the intake manifold 7 and distributed to each cylinder of the engine 1.
【0004】又、このエンジン1の各気筒から排出され
た排気ガス8を排気マニホールド9を介して前記ターボ
チャージャ2のタービン2bへと送り、該タービン2b
を駆動した排気ガス8を排気管10を介して車外へ排出
するようにしてある。Further, exhaust gas 8 discharged from each cylinder of the engine 1 is sent to a turbine 2b of the turbocharger 2 through an exhaust manifold 9, and the turbine 2b
The exhaust gas 8 driven by is driven out of the vehicle through an exhaust pipe 10.
【0005】そして、排気マニホールド9(タービン2
bより上流の排気通路)における各気筒の並び方向の一
端部と、吸気マニホールド7に接続されている吸気管5
(コンプレッサ2aより下流の吸気通路)の一端部との
間がEGRパイプ11により接続されており、排気マニ
ホールド9から排気ガス8の一部を抜き出して吸気管5
に導き得るようにしてある。The exhaust manifold 9 (turbine 2
b), one end of each cylinder in the direction in which the cylinders are arranged in the exhaust passage, and an intake pipe 5 connected to the intake manifold 7.
An EGR pipe 11 is connected to one end of the (intake passage downstream of the compressor 2a), and a part of the exhaust gas 8 is extracted from the exhaust manifold 9 and the intake pipe 5
To be able to lead to.
【0006】ここで、前記EGRパイプ11には、該E
GRパイプ11を適宜に開閉するEGRバルブ12と、
再循環される排気ガス8を冷却するためのEGRクーラ
13とが装備されており、該EGRクーラ13では、冷
却水と排気ガス8とを熱交換させることにより排気ガス
8の温度を低下し得るようになっており、この水冷した
排気ガス8のエンジン1への再循環により燃焼温度の低
下を図り得るようにしてある。Here, the EGR pipe 11 has the E
An EGR valve 12 for appropriately opening and closing the GR pipe 11,
An EGR cooler 13 for cooling the recirculated exhaust gas 8 is provided. In the EGR cooler 13, the temperature of the exhaust gas 8 can be reduced by exchanging heat between the cooling water and the exhaust gas 8. Thus, the combustion temperature can be reduced by recirculating the water-cooled exhaust gas 8 to the engine 1.
【0007】尚、図中14はエンジン1の上部に搭載さ
れて各気筒内に燃料を噴射する為の燃料噴射装置を示し
ている。[0007] In the figure, reference numeral 14 denotes a fuel injection device mounted on the upper portion of the engine 1 for injecting fuel into each cylinder.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のEGR装置においては、図5に示す如く、主とし
て高負荷領域にてターボチャージャ2による過給圧が排
気圧力より高くなってしまう領域(図5中におけるクロ
スハッチ部分)が生じるので、排気マニホールド9から
吸気管5へ向けて排気ガス8を再循環することができな
くなるという不具合があった。However, in such a conventional EGR device, as shown in FIG. 5, mainly in a high load region, the supercharging pressure by the turbocharger 2 becomes higher than the exhaust pressure (see FIG. 5). 5, there is a problem that the exhaust gas 8 cannot be recirculated from the exhaust manifold 9 toward the intake pipe 5.
【0009】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、ターボチャージャを備えたエンジンの高負荷領域に
おいても、排気マニホールドから吸気管へ向けて排気ガ
スを良好に再循環し得るようにしたEGR装置を提供す
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and enables the exhaust gas to be satisfactorily recirculated from the exhaust manifold toward the intake pipe even in a high-load region of an engine equipped with a turbocharger. It is intended to provide an EGR device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、ターボチャー
ジャを備えたエンジンにおけるタービン上流の排気通路
からEGRパイプを介し排気ガスの一部を抜き出してコ
ンプレッサ下流の吸気通路へ再循環するようにしたEG
R装置であって、ターボチャージャとして第一の電動機
によりタービンのノズルベーン開度を無段階に調整し得
るようにしたバリアブルジオメトリーターボチャージャ
を採用し、吸気通路における再循環された排気ガスの合
流箇所より上流側に第二の電動機により開度を無段階に
調整し得るようにしたスロットルバルブを設けると共
に、前記EGRパイプの途中には第三の電動機により開
度を無段階に調整し得るようにしたEGRバルブを設
け、これら第一乃至第三の電動機をエンジンの運転状態
に応じ適宜に制御して排気ガスの適切な再循環量を確保
し得るよう構成したことを特徴とするものである。According to the present invention, a part of exhaust gas is extracted from an exhaust passage upstream of a turbine via an EGR pipe in an engine equipped with a turbocharger, and is recirculated to an intake passage downstream of a compressor. EG
An R device, which employs a variable geometry turbocharger in which a nozzle vane opening of a turbine can be steplessly adjusted by a first electric motor as a turbocharger, and a junction of recirculated exhaust gas in an intake passage. A throttle valve is provided on the upstream side so that the opening can be adjusted steplessly by a second motor, and the opening can be adjusted steplessly by a third motor in the middle of the EGR pipe. The EGR valve described above is provided, and the first to third electric motors are appropriately controlled in accordance with the operation state of the engine so as to secure an appropriate recirculation amount of the exhaust gas.
【0011】而して、このようにすれば、タービン上流
の排気通路から排気ガスの一部を抜き出してコンプレッ
サ下流の吸気通路へ再循環するに際し、一般的にターボ
チャージャによる過給圧が排気圧力より高くなり易い高
負荷領域にてバリアブルジオメトリーターボチャージャ
のタービンのノズルベーン開度を通常より大きく開く
と、タービンにおける排気ガスの旋速が下がってタービ
ンの回転数が低下し、これによりコンプレッサ側におけ
る吸入空気量が減少するので、ターボチャージャとして
の効率が低下してコンプレッサ側での過給圧が低下し、
しかも、回転数の低下したタービンに対する排気ガスの
通気抵抗が増してタービンより上流側の排気圧力が高め
られる結果、排気圧力が過給圧より高く維持されて排気
通路から良好に吸気通路へと再循環されることになる。Thus, when a part of the exhaust gas is extracted from the exhaust passage upstream of the turbine and recirculated to the intake passage downstream of the compressor, the supercharging pressure of the turbocharger generally increases the exhaust pressure. If the opening of the nozzle vane of the variable geometry turbocharger in the high-load region, which tends to be higher, becomes larger than usual, the rotational speed of the exhaust gas in the turbine decreases, and the rotational speed of the turbine decreases, whereby the compressor side Since the amount of intake air decreases, the efficiency as a turbocharger decreases, and the supercharging pressure on the compressor side decreases,
In addition, the exhaust gas ventilation resistance to the turbine whose rotation speed has decreased increases, and the exhaust pressure on the upstream side of the turbine is increased. As a result, the exhaust pressure is maintained higher than the supercharging pressure, and the exhaust passage is properly returned to the intake passage. Will be circulated.
【0012】ただし、このようなバリアブルジオメトリ
ーターボチャージャのみによる圧力制御だけでは、ター
ボチャージャ特有のタイムラグにより急激な加減速時に
おける制御遅れが不可避である為、このような運転状態
の急激な変化に対しては、スロットルバルブの開度制御
を併用して制御遅れを補うようにすれば良い。However, with only pressure control using only such a variable geometry turbocharger, control delay during rapid acceleration / deceleration is inevitable due to a time lag peculiar to the turbocharger. On the other hand, the control delay may be compensated by using the throttle valve opening control together.
【0013】尚、前記タービンのノズルベーン開度と、
スロットルバルブの開度と、EGRバルブの開度とは、
第一乃至第三の電動機により無段階で調整されるように
なっているので、エンジン制御コンピュータ等からの制
御信号に即応して適切な開度に制御されることになり、
エンジンの運転状態に応じた排気ガスの適切な再循環量
を確保することが可能となる。In addition, the nozzle vane opening of the turbine,
The opening of the throttle valve and the opening of the EGR valve
Since the first to third motors are adjusted in a stepless manner, the opening is controlled to an appropriate degree in response to a control signal from an engine control computer or the like,
It is possible to ensure an appropriate amount of exhaust gas recirculation according to the operating state of the engine.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1〜図3は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図4と同一の符号を付した部分は同一物
を表わしている。FIGS. 1 to 3 show an example of an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 4 denote the same parts.
【0016】図1に示す如く、本形態例においては、タ
ーボチャージャとしてバリアブルジオメトリーターボチ
ャージャ15を採用し、しかも、このバリアブルジオメ
トリーターボチャージャ15のタービン16におけるノ
ズルベーン17(図2参照)の開度を第一の電動機18
により無段階に調整し得るようにしている。As shown in FIG. 1, in this embodiment, a variable geometry turbocharger 15 is employed as a turbocharger, and the nozzle vanes 17 (see FIG. 2) of a turbine 16 of the variable geometry turbocharger 15 are opened. Degree of first motor 18
Can be adjusted steplessly.
【0017】即ち、図2に詳細に示す如く、タービン1
6のノズルベーン17は、タービンホイール19周囲の
ノズルリングプレート20にピン21を介し傾動自在に
取り付けられており、これら各ノズルベーン17の角度
が前記ノズルリングプレート20に対するリンクプレー
ト22の円周方向への相対変位により連動して変更され
るようになっていて、このリンクプレート22が第一の
電動機18によるレバー23の傾動操作でリンク24を
介し回動操作されるようになっている。That is, as shown in detail in FIG.
No. 6 nozzle vanes 17 are attached to nozzle ring plates 20 around the turbine wheel 19 via pins 21 so as to be tiltable, and the angle of each nozzle vane 17 is set such that the angle of the link plate 22 with respect to the nozzle ring plates 20 in the circumferential direction is increased. The link plate 22 is changed in conjunction with the relative displacement, and the link plate 22 is rotated through the link 24 by the tilting operation of the lever 23 by the first electric motor 18.
【0018】ここで、この第一の電動機18は、車載の
バッテリを電源としてレバー23の傾動位置を任意な角
度で位置決めできるようにしたものであり、この種の電
動機については既に市販品として周知技術となっている
ものである。Here, the first motor 18 is designed so that the tilting position of the lever 23 can be positioned at an arbitrary angle by using a battery mounted on the vehicle as a power source. This type of motor is already known as a commercial product. It has become a technology.
【0019】又、図1に図示してある通り、吸気管5に
おける再循環された排気ガス8の合流箇所より上流側
に、前述した第一の電動機18と同様の第二の電動機2
5により開度を無段階に調整し得るようにしたスロット
ルバルブ26が設けられており、更には、前記EGRパ
イプ11に備えたEGRバルブ12についても、前述し
た第一の電動機18と同様の第三の電動機27により開
度を無段階に調整し得るようにしてある。As shown in FIG. 1, a second electric motor 2 similar to the first electric motor 18 described above is provided upstream of the junction of the recirculated exhaust gas 8 in the intake pipe 5.
5, the throttle valve 26 is provided so that the opening can be adjusted in a stepless manner. Further, the EGR valve 12 provided in the EGR pipe 11 is also provided with a throttle valve similar to the first electric motor 18 described above. The opening can be adjusted steplessly by the third motor 27.
【0020】即ち、図3に詳細に示す如く、スロットル
バルブ26又はEGRバルブ12においては、バタフラ
イ式の弁体26a又は12aを傾動軸26b又は12b
を中心に傾動自在に備えており、該傾動軸26b又は1
2bに対し外部で一体的に連結されたレバー26c又は
12cを、第二の電動機25又は第三の電動機27によ
るレバー25a又は27aの傾動操作によりリンク25
b又は27bを介し傾動操作し得るようになっている。That is, as shown in detail in FIG. 3, in the throttle valve 26 or the EGR valve 12, the butterfly type valve element 26a or 12a is connected to the tilt shaft 26b or 12b.
Is provided so as to be tiltable around the tilting shaft 26b or 1
The lever 25c or 12c externally and integrally connected to the second motor 2b is moved to the link 25 by tilting the lever 25a or 27a by the second electric motor 25 or the third electric motor 27.
b or 27b can be tilted.
【0021】因みに、従来のターボチャージャ2におけ
るタービン16側ノズルベーン17の開度や、EGRバ
ルブ12の開度を調整するに際しては、一般的にエア作
動式のアクチュエータが使用されており、この種のエア
作動式のアクチュエータでは、多段式のものでも3〜4
ポジションの段階的な開度調整しか行えず、又、制御信
号に対する作動遅れもあって即応性に欠けるものとなっ
ていた。In adjusting the opening of the nozzle vane 17 on the turbine 16 side and the opening of the EGR valve 12 in the conventional turbocharger 2, an air-actuated actuator is generally used. For air-actuated actuators, 3 to 4
Only the position can be adjusted stepwise, and responsiveness is lacking due to an operation delay with respect to a control signal.
【0022】又、ここに図示している例においては、前
記吸気管5におけるスロットルバルブ26の下流側に、
吸気4の過給圧を検出する圧力センサ28が設けられて
いると共に、排気マニホールド9に、排気圧力を検出す
る圧力センサ29が設けられており、他方、前記エンジ
ン1には、エンジン回転数を検出する回転数センサ30
が設けられ、しかも、前記エンジン1上部の燃料噴射装
置14には、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサ
31が設けられており、図示しない運転室には、アクセ
ル開度を検出するアクセルセンサ32が設けられてい
る。Further, in the example shown here, on the downstream side of the throttle valve 26 in the intake pipe 5,
A pressure sensor 28 for detecting a supercharging pressure of the intake air 4 is provided, and a pressure sensor 29 for detecting an exhaust pressure is provided in the exhaust manifold 9. On the other hand, the engine 1 has an engine speed. Rotation speed sensor 30 to detect
The fuel injection device 14 on the upper part of the engine 1 is provided with a fuel injection amount sensor 31 for detecting an amount of injected fuel. A sensor 32 is provided.
【0023】そして、これら圧力センサ28,29、回
転数センサ30、燃料噴射量センサ31、アクセルセン
サ32の夫々からの検出信号がエンジン制御コンピュー
タ(ECU:Electronic Control Unit)33へと送ら
れるようになっており、該エンジン制御コンピュータ3
3では、エンジン回転数、燃料噴射量、アクセル開度か
ら判る運転状態に応じ、排気圧力が過給圧より高く維持
されて排気ガス8の適切な再循環量が確保されるよう
に、第一乃至第三の電動機18,25,27に向け制御
信号を出力し得るようにしてある。The detection signals from the pressure sensors 28 and 29, the rotation speed sensor 30, the fuel injection amount sensor 31, and the accelerator sensor 32 are sent to an engine control computer (ECU: Electronic Control Unit) 33. The engine control computer 3
In 3, the exhaust pressure is maintained higher than the supercharging pressure in accordance with the operating state determined from the engine speed, the fuel injection amount, and the accelerator opening, so that an appropriate recirculation amount of the exhaust gas 8 is secured. In addition, a control signal can be output to the third electric motors 18, 25, 27.
【0024】ここで、アクセルセンサ32により判るア
クセル開度は、その変化率を監視することにより、急激
な加減速等といった運転者の意志を把握する材料として
利用することができ、この運転者の意志を考慮しつつ第
一乃至第三の電動機18,25,27に向け制御信号を
出力することで、タービン16のノズルベーン17の開
度、圧力センサ28,29の開度、スロットルバルブ2
6の開度を夫々総合的に無段階調整して排気ガス8の適
切な再循環量の確保を実現するようになっている。Here, the accelerator opening determined by the accelerator sensor 32 can be used as a material for grasping the driver's intention such as rapid acceleration / deceleration by monitoring the rate of change. By outputting a control signal to the first to third electric motors 18, 25, 27 while considering the intention, the opening degree of the nozzle vane 17 of the turbine 16, the opening degree of the pressure sensors 28, 29, the throttle valve 2
The opening degree of each exhaust gas 6 is adjusted steplessly in a comprehensive manner so as to secure an appropriate recirculation amount of the exhaust gas 8.
【0025】尚、図中34は前記バリアブルジオメトリ
ーターボチャージャ15におけるコンプレッサを示して
いる。In the figure, reference numeral 34 denotes a compressor in the variable geometry turbocharger 15.
【0026】而して、このようにEGR装置を構成すれ
ば、タービン16上流の排気マニホールド9から排気ガ
ス8の一部を抜き出してコンプレッサ34下流の吸気管
5へ再循環するに際し、一般的にターボチャージャによ
る過給圧が排気圧力より高くなり易い高負荷領域にてバ
リアブルジオメトリーターボチャージャ15のタービン
16側のノズルベーン17の開度を通常より大きく開く
と、タービン16における排気ガス8の旋速が下がって
タービン16の回転数が低下し、これによりコンプレッ
サ34側における吸入空気量が減少するので、ターボチ
ャージャとしての効率が低下してコンプレッサ34側で
の過給圧が低下し、しかも、回転数の低下したタービン
16に対する排気ガス8の通気抵抗が増してタービン1
6より上流側の排気圧力が高められる結果、排気圧力が
過給圧より高く維持されて排気マニホールド9から良好
に吸気管5へと再循環されることになる。Thus, if the EGR device is configured as described above, when a part of the exhaust gas 8 is extracted from the exhaust manifold 9 upstream of the turbine 16 and recirculated to the intake pipe 5 downstream of the compressor 34, generally, When the opening degree of the nozzle vane 17 on the turbine 16 side of the variable geometry turbocharger 15 is opened more than usual in a high load region where the supercharging pressure by the turbocharger tends to be higher than the exhaust pressure, the rotational speed of the exhaust gas 8 in the turbine 16 is increased. , The rotation speed of the turbine 16 decreases, and the amount of intake air on the compressor 34 side decreases. As a result, the efficiency of the turbocharger decreases, and the supercharging pressure on the compressor 34 side decreases. The resistance of the exhaust gas 8 to the reduced number of turbines 16 increases and the turbine 1
As a result, the exhaust pressure is maintained higher than the supercharging pressure, and the exhaust manifold 9 is satisfactorily recirculated from the exhaust manifold 9 to the intake pipe 5.
【0027】ただし、このようなバリアブルジオメトリ
ーターボチャージャ15のみによる圧力制御だけでは、
ターボチャージャ特有のタイムラグにより急激な加減速
時における制御遅れが不可避である為、このような運転
状態の急激な変化に対しては、スロットルバルブ26の
開度制御を併用して制御遅れを補うようにすれば良い。However, pressure control using only such a variable geometry turbocharger 15 only
Since a control delay at the time of rapid acceleration / deceleration is inevitable due to a time lag peculiar to the turbocharger, the control delay is compensated for by using the opening control of the throttle valve 26 in combination with such a sudden change in the operating state. You can do it.
【0028】より具体的には、例えば、アクセルが深く
踏み込まれて急激な加速が行われたような場合に、バリ
アブルジオメトリーターボチャージャ15のタービン1
6側のノズルベーン17の開度を開くように制御しても
直ぐには過給圧が下がってこないので、前記タービン1
6のノズルベーン17の開度を開く制御と並行して、ス
ロットルバルブ26の開度を絞る制御を行うようにすれ
ば、スロットルバルブ26の開度が絞られることにより
直ちに吸入空気量が減少されて過給圧が下がり、排気圧
力が過給圧より高く維持されて排気ガス8が排気マニホ
ールドから良好に吸気管5へと再循環されることにな
る。More specifically, for example, when the accelerator is deeply depressed and rapid acceleration is performed, the turbine 1 of the variable geometry turbocharger 15
Even if the opening degree of the nozzle vane 17 on the sixth side is controlled to be open, the supercharging pressure does not immediately decrease.
If the control for reducing the opening of the throttle valve 26 is performed in parallel with the control for opening the opening of the nozzle vane 17 of No. 6, the amount of intake air is immediately reduced by reducing the opening of the throttle valve 26. The supercharging pressure is reduced, the exhaust pressure is maintained higher than the supercharging pressure, and the exhaust gas 8 is satisfactorily recirculated from the exhaust manifold to the intake pipe 5.
【0029】尚、前記タービン16側のノズルベーン1
7の開度と、スロットルバルブ26の開度と、EGRバ
ルブ12の開度とは、第一乃至第三の電動機18,2
5,27により無段階で調整されるようになっているの
で、エンジン制御コンピュータ33からの制御信号に即
応して適切な開度に制御される。The nozzle vane 1 on the turbine 16 side
7, the opening of the throttle valve 26, and the opening of the EGR valve 12, the first to third motors 18, 2
Since the adjustment is performed steplessly by 5, 27, the opening is controlled to an appropriate degree in response to a control signal from the engine control computer 33.
【0030】従って、本形態例においては、バリアブル
ジオメトリーターボチャージャ15の実質的な効率を任
意に下げ且つスロットルバルブ26により吸入空気量を
任意に絞ることにより、エンジン1の高負荷領域におい
ても排気圧力を過給圧より高く維持することができ、更
には、同時にEGRバルブ12を適切な開度に制御して
排気ガス8の再循環量を任意に調整することもできるの
で、タービン16上流の排気マニホールド9からコンプ
レッサ34下流の吸気管5へ向けて排気ガス8を良好に
再循環することができ、しかも、現在のエンジン1の運
転状態に応じた排気ガス8の適切な再循環量を確実に確
保することができる。Therefore, in the present embodiment, the exhaust efficiency can be reduced even in a high load region of the engine 1 by arbitrarily reducing the substantial efficiency of the variable geometry turbocharger 15 and arbitrarily reducing the intake air amount by the throttle valve 26. The pressure can be maintained higher than the supercharging pressure, and at the same time, the EGR valve 12 can be controlled to an appropriate opening to adjust the recirculation amount of the exhaust gas 8 arbitrarily. The exhaust gas 8 can be satisfactorily recirculated from the exhaust manifold 9 to the intake pipe 5 downstream of the compressor 34, and an appropriate recirculation amount of the exhaust gas 8 according to the current operating state of the engine 1 is ensured. Can be secured.
【0031】尚、本発明のEGR装置は、上述の形態例
にのみ限定されるものではなく、ターボチャージャのタ
ービンより上流の排気管から排気ガスを抜き出すように
したり、その抜き出した排気ガスをターボチャージャの
コンプレッサより下流の吸気マニホールドへ戻すように
したりしても良いこと、又、ガソリンエンジンの場合に
は、アクセルと連動するスロットルバルブと別個に吸入
空気量を絞るスロットルバルブを設ければ良いこと、
又、EGRバルブやスロットルバルブの形式は必ずしも
バタフライ式にしなくても良く、例えば、ウエストゲー
ト式を採用しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。The EGR device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be configured to extract exhaust gas from an exhaust pipe upstream of a turbine of a turbocharger, or to extract the extracted exhaust gas to a turbocharger. It may be possible to return to the intake manifold downstream of the compressor of the charger, and in the case of a gasoline engine, a throttle valve for reducing the amount of intake air may be provided separately from the throttle valve linked to the accelerator. ,
Also, the type of the EGR valve or the throttle valve does not necessarily have to be a butterfly type, and for example, a wastegate type may be adopted, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
【0032】[0032]
【発明の効果】上記した本発明のEGR装置によれば、
バリアブルジオメトリーターボチャージャの実質的な効
率を任意に下げ且つスロットルバルブにより吸入空気量
を任意に絞ることにより、エンジンの高負荷領域におい
ても排気圧力を過給圧より高く維持することができ、更
には、同時にEGRバルブを適切な開度に制御して排気
ガスの再循環量を任意に調整することもできるので、タ
ービン上流の排気通路からコンプレッサ下流の吸気通路
へ向けて排気ガスを良好に再循環することができ、しか
も、現在のエンジンの運転状態に応じた排気ガスの適切
な再循環量を確実に確保することができるという優れた
効果を奏し得る。According to the EGR device of the present invention described above,
By arbitrarily reducing the substantial efficiency of the variable geometry turbocharger and arbitrarily reducing the intake air amount by the throttle valve, the exhaust pressure can be maintained higher than the supercharging pressure even in a high engine load region. At the same time, the EGR valve can be controlled to an appropriate opening to adjust the amount of exhaust gas recirculation arbitrarily, so that the exhaust gas can be satisfactorily recycled from the exhaust passage upstream of the turbine to the intake passage downstream of the compressor. It is possible to achieve an excellent effect that it is possible to circulate, and it is possible to reliably ensure an appropriate amount of exhaust gas recirculation according to the current operating state of the engine.
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment for implementing the present invention.
【図2】図1のタービンのノズルベーンについての詳細
図である。FIG. 2 is a detailed view of a nozzle vane of the turbine of FIG.
【図3】図1のスロットルバルブ及びEGRバルブにつ
いての詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of a throttle valve and an EGR valve of FIG. 1;
【図4】従来例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional example.
【図5】過給圧が排気圧力より高くなる領域を説明する
為のグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining a region where a supercharging pressure is higher than an exhaust pressure.
1 エンジン 4 吸気 5 吸気管(吸気通路) 7 吸気マニホールド(吸気通路) 8 排気ガス 9 排気マニホールド(吸気通路) 10 排気管(吸気通路) 11 EGRパイプ 12 EGRバルブ 15 バリアブルジオメトリーターボチャージャ 16 タービン 17 ノズルベーン 18 第一の電動機 25 第二の電動機 26 スロットルバルブ 27 第三の電動機 33 エンジン制御コンピュータ 34 コンプレッサ Reference Signs List 1 engine 4 intake 5 intake pipe (intake passage) 7 intake manifold (intake passage) 8 exhaust gas 9 exhaust manifold (intake passage) 10 exhaust pipe (intake passage) 11 EGR pipe 12 EGR valve 15 variable geometry turbocharger 16 turbine 17 Nozzle vane 18 First electric motor 25 Second electric motor 26 Throttle valve 27 Third electric motor 33 Engine control computer 34 Compressor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 9/02 F02D 21/08 301B 3G301 21/08 301 41/02 310D 41/02 310 310E 43/00 301K 43/00 301 301N 301R F02M 25/07 550C F02M 25/07 550 550R 570J 570 570P 580F 580 F02B 37/12 301Q Fターム(参考) 3G005 DA02 EA15 EA16 FA35 GA04 GB24 GC08 GD11 GD16 GE09 HA12 HA19 JA24 JA28 JA39 3G062 AA01 AA05 BA06 EA11 ED08 FA05 GA04 GA05 GA06 GA14 GA21 GA22 3G065 AA01 AA03 AA10 CA12 DA05 DA06 EA07 EA10 GA04 GA06 GA10 GA14 GA41 GA46 GA47 3G084 BA05 BA08 BA20 CA04 DA04 FA00 FA10 FA12 FA13 FA33 3G092 AA17 AA18 CA07 DB03 DC10 DG08 FA06 HA16Z HB01Z HD08Z HE01Z HF08Z 3G301 HA11 HA13 JA03 KA09 LA00 LA01 PA11Z PA16Z PB03Z PD14Z PE01Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 9/02 F02D 21/08 301B 3G301 21/08 301 41/02 310D 41/02 310 310E 43/00 301K 43/00 301 301N 301R F02M 25/07 550C F02M 25/07 550 550R 570J 570 570P 580F 580 F02B 37/12 301Q F term (reference) AA05 BA06 EA11 ED08 FA05 GA04 GA05 GA06 GA14 GA21 GA22 3G065 AA01 AA03 AA10 CA12 DA05 DA06 EA07 EA10 GA04 GA06 GA10 GA14 GA41 GA46 GA47 3G084 BA05 BA08 BA20 CA04 DA04 FA00 FA10 FA12 FA13 FA33 3G092AA17 A18ZA18A18A18A18AA17 HF08Z 3G301 HA11 HA13 JA03 KA09 LA00 LA01 PA11Z PA16Z PB03Z PD14Z PE01Z PF03Z
Claims (1)
けるタービン上流の排気通路からEGRパイプを介し排
気ガスの一部を抜き出してコンプレッサ下流の吸気通路
へ再循環するようにしたEGR装置であって、ターボチ
ャージャとして第一の電動機によりタービンのノズルベ
ーン開度を無段階に調整し得るようにしたバリアブルジ
オメトリーターボチャージャを採用し、吸気通路におけ
る再循環された排気ガスの合流箇所より上流側に第二の
電動機により開度を無段階に調整し得るようにしたスロ
ットルバルブを設けると共に、前記EGRパイプの途中
には第三の電動機により開度を無段階に調整し得るよう
にしたEGRバルブを設け、これら第一乃至第三の電動
機をエンジンの運転状態に応じ適宜に制御して排気ガス
の適切な再循環量を確保し得るよう構成したことを特徴
とするEGR装置。An EGR device for extracting a part of exhaust gas from an exhaust passage upstream of a turbine in an engine equipped with a turbocharger via an EGR pipe and recirculating the extracted exhaust gas to an intake passage downstream of a compressor. The first motor adopts a variable geometry turbocharger capable of adjusting the nozzle vane opening of the turbine in a stepless manner, and the second motor is provided upstream of the recirculated exhaust gas merging point in the intake passage. A throttle valve whose opening can be adjusted steplessly by an EGR pipe, and an EGR valve whose opening can be adjusted steplessly by a third electric motor is provided in the middle of the EGR pipe. The first to third electric motors are appropriately controlled in accordance with the operation state of the engine so that an appropriate recirculation amount of the exhaust gas is An EGR device characterized in that the EGR device is configured to be secured.
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|---|---|---|---|
| JP2001134380A JP4145503B2 (en) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | EGR device |
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| JP4145503B2 (en) | 2008-09-03 |
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