JP2002161791A - 排気タービン過給機の制御方法及び装置 - Google Patents
排気タービン過給機の制御方法及び装置Info
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- egr valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- 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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- 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
- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Control Of Turbines (AREA)
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジンが加速した場合の過渡時に黒煙の発生
を抑制するようにした。 【解決手段】可変ノズルを備えた排気タービン過給機と
排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して還流す
る排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、ア
クセル開度過渡時における前記EGRバルブの閉止後に
前記可変ノズルの絞り補正制御を行うようにし、吸気側
へEGRガスの流入を防止した。
を抑制するようにした。 【解決手段】可変ノズルを備えた排気タービン過給機と
排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して還流す
る排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、ア
クセル開度過渡時における前記EGRバルブの閉止後に
前記可変ノズルの絞り補正制御を行うようにし、吸気側
へEGRガスの流入を防止した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、黒煙の発生を抑制する
ようにした排気タービン過給機の制御方法及び装置に関
するものである。
ようにした排気タービン過給機の制御方法及び装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】デイーゼルエンジンの排出ガス低減と燃
費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時
期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度
の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗
の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を
満足させるために可変ノズルの開度を調整することによ
り排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて
最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給す
る排気タービン過給機(VNT又はVGTと称してい
る)と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して
還流する排気ガス再循環装置(EGRと称している)と
を備えている。
費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時
期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度
の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗
の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を
満足させるために可変ノズルの開度を調整することによ
り排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて
最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給す
る排気タービン過給機(VNT又はVGTと称してい
る)と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して
還流する排気ガス再循環装置(EGRと称している)と
を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軽負荷
運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。
これは、アクセル開度の変化量が設定値を超えた場合に
はEGRバルブを閉弁させ、同時に排気タービン過給機
の可変ノズルを速やかに目標のブースト圧となるように
開度を絞っているが、EGRバルブと可変ノズルの制御
が独立して行われているため、可変ノズルが開度を絞る
と排圧が上昇しEGRバルブが閉じるまでにエンジンに
はEGRガスが大量に流れ込んでいるからである。
運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。
これは、アクセル開度の変化量が設定値を超えた場合に
はEGRバルブを閉弁させ、同時に排気タービン過給機
の可変ノズルを速やかに目標のブースト圧となるように
開度を絞っているが、EGRバルブと可変ノズルの制御
が独立して行われているため、可変ノズルが開度を絞る
と排圧が上昇しEGRバルブが閉じるまでにエンジンに
はEGRガスが大量に流れ込んでいるからである。
【0004】本発明の目的は、エンジンが加速した場合
の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことであ
る。
の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の方法は、請求項1に記載の通り、排気ター
ビンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給
特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービン過給機
と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して還流
する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、
アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時の燃料噴
射変化量により前記可変ノズルとEGRのフィードフォ
ワード項を算出し、前記EGRのフィードフォワード項
により前記EGRバルブを直ちに閉止し、このEGRバ
ルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフィードフォワー
ド項により前記可変ノズルを通常時開度より絞り補正す
るようにしたことを特徴とするものである。
めの本発明の方法は、請求項1に記載の通り、排気ター
ビンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給
特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービン過給機
と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介して還流
する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、
アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時の燃料噴
射変化量により前記可変ノズルとEGRのフィードフォ
ワード項を算出し、前記EGRのフィードフォワード項
により前記EGRバルブを直ちに閉止し、このEGRバ
ルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフィードフォワー
ド項により前記可変ノズルを通常時開度より絞り補正す
るようにしたことを特徴とするものである。
【0006】本発明の装置は、請求項2に記載の通り、
排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最
適な過給特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービ
ン過給機と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介
して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンに
おいて、アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時
の燃料噴射変化量により前記可変ノズルとEGRのフィ
ードフォワード項を算出し、エンジン制御コンピュータ
によって前記EGRのフィードフォワード項により前記
EGRバルブを直ちに閉止制御するEGRバルブ制御装
置と、EGRバルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフ
ィードフォワード項により前記可変ノズルを通常時開度
より絞り補正制御する可変ノズル制御装置とを備えたこ
とをことを特徴とするものである。
排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最
適な過給特性に制御する可変ノズルを備えた排気タービ
ン過給機と排気ガスの一部を吸気側にEGRバルブを介
して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンに
おいて、アクセル開度過渡若しくはアクセル開度過渡時
の燃料噴射変化量により前記可変ノズルとEGRのフィ
ードフォワード項を算出し、エンジン制御コンピュータ
によって前記EGRのフィードフォワード項により前記
EGRバルブを直ちに閉止制御するEGRバルブ制御装
置と、EGRバルブの閉止確認後に前記可変ノズルのフ
ィードフォワード項により前記可変ノズルを通常時開度
より絞り補正制御する可変ノズル制御装置とを備えたこ
とをことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図1において、1はコンプレッサであ
り、2は前記コンプレッサ1を回転する排気タービンで
ある。この排気タービ2はエンジンの回転数・負荷に応
じて可変ノズル5の開度の変化によって最適な過給特性
に制御されるよう排気タービ2の回転が制御される。こ
れらコンプレッサ1、排気タービン2及び可変ノズル5
により排気タービン過給機(VNT又はVGT)を構成
している。3は吸気パイプ、4は排気パイプである。前
記コンプレッサ1より下流の吸気パイプ3と前記排気タ
ービン3より上流の排気パイプ4はEGR通路6で連通
されており、このEGR通路6にはEGRバルブ7が設
けられている。
づいて説明する。図1において、1はコンプレッサであ
り、2は前記コンプレッサ1を回転する排気タービンで
ある。この排気タービ2はエンジンの回転数・負荷に応
じて可変ノズル5の開度の変化によって最適な過給特性
に制御されるよう排気タービ2の回転が制御される。こ
れらコンプレッサ1、排気タービン2及び可変ノズル5
により排気タービン過給機(VNT又はVGT)を構成
している。3は吸気パイプ、4は排気パイプである。前
記コンプレッサ1より下流の吸気パイプ3と前記排気タ
ービン3より上流の排気パイプ4はEGR通路6で連通
されており、このEGR通路6にはEGRバルブ7が設
けられている。
【0008】本発明は、上記排気タービン過給機とEG
R装置(排気ガス再循環装置)とを備えたエンジンにお
いて、アクセル開度過渡時(加速時)に前記EGRバル
ブ7を直ちに閉止し、このEGRバルブ7の閉止確認後
に前記可変ノズル5を通常時開度より絞り制御するよう
にしたもである。
R装置(排気ガス再循環装置)とを備えたエンジンにお
いて、アクセル開度過渡時(加速時)に前記EGRバル
ブ7を直ちに閉止し、このEGRバルブ7の閉止確認後
に前記可変ノズル5を通常時開度より絞り制御するよう
にしたもである。
【0009】上記の制御は図1で示すように、前記可変
ノズル5を制御する可変ノズル制御装置9と、前記EG
Rバルブ7を制御するEGRバルブ制御装置10を備
え、これら可変ノズル制御装置9とEGRバルブ制御装
置10とをエンジン制御コンピュータ(ECU)で制御
するようになっている。
ノズル5を制御する可変ノズル制御装置9と、前記EG
Rバルブ7を制御するEGRバルブ制御装置10を備
え、これら可変ノズル制御装置9とEGRバルブ制御装
置10とをエンジン制御コンピュータ(ECU)で制御
するようになっている。
【0010】前記EGRバルブ7と可変ノズル5との制
御について図2により説明する。アクセル開度過渡時に
は急加速判定フラグがONとなる。このアクセル開度過
渡信号によりEGRバルブ開度(EGR開度)EGRバ
ルブ制御装置10によってB線で示すように直ちに0%
に閉止する。尚、従来ではA線で示すようにEGRバル
ブの応答遅れや作動速度により指示開度に対し実開度は
遅れていた。
御について図2により説明する。アクセル開度過渡時に
は急加速判定フラグがONとなる。このアクセル開度過
渡信号によりEGRバルブ開度(EGR開度)EGRバ
ルブ制御装置10によってB線で示すように直ちに0%
に閉止する。尚、従来ではA線で示すようにEGRバル
ブの応答遅れや作動速度により指示開度に対し実開度は
遅れていた。
【0011】前記EGRバルブ7の開度が0%に閉止を
確認した後に可変ノズル5は可変ノズル制御装置9によ
ってD線で示すように、C線の通常マップ値+補正量で
絞り補正される。前記EGRバルブ開度と可変ノズル開
度の制御の後には、EGRバルブ開度はF線で示すよう
にE線の通常マップ値+補正量で直ちに補正され、可変
ノズル開度は通常マップ値に制御される。
確認した後に可変ノズル5は可変ノズル制御装置9によ
ってD線で示すように、C線の通常マップ値+補正量で
絞り補正される。前記EGRバルブ開度と可変ノズル開
度の制御の後には、EGRバルブ開度はF線で示すよう
にE線の通常マップ値+補正量で直ちに補正され、可変
ノズル開度は通常マップ値に制御される。
【0012】このように本発明は、アクセル開度過渡若
しくはアクセル開度過渡時の燃料噴射変化量によりEG
R装置のEGRバルブ7を直ちに閉止し、このEGRバ
ルブ7の閉止確認後に排気タービン過給機の可変ノズル
を通常時開度より絞り補正するようしたのでアクセル開
度過渡時において、排圧の上昇を抑止しエンジンへ大量
のEGRガスの流れ込みがなくなり黒煙の発生を抑制す
るものである。
しくはアクセル開度過渡時の燃料噴射変化量によりEG
R装置のEGRバルブ7を直ちに閉止し、このEGRバ
ルブ7の閉止確認後に排気タービン過給機の可変ノズル
を通常時開度より絞り補正するようしたのでアクセル開
度過渡時において、排圧の上昇を抑止しエンジンへ大量
のEGRガスの流れ込みがなくなり黒煙の発生を抑制す
るものである。
【0013】上記本発明の制御について図3のフローチ
ャートにより説明する。ステップ10でアクセル開度変
化量を算出しアクセル開度過渡を判定する。尚、燃料噴
射変化量を算出してアクセル開度過渡を判定することも
できる。このアクセル開度過渡の判定した後にステップ
11に進み、このステップ11で可変ノズルのフィード
フォワード項とEGRのフィードフォワード項を算出す
る。このステップ11で算出されたEGRのフィードフ
ォワード項はステップ13とステップ16に進みステッ
プ13ではEGR指示開度を算出してステップ14にす
すみ、このステップ14ではステップ13で算出したE
GR指示開度に基づいてEGRバルブ7のアクチュエー
タに指令してEGRバルブ7を0%に閉止する。
ャートにより説明する。ステップ10でアクセル開度変
化量を算出しアクセル開度過渡を判定する。尚、燃料噴
射変化量を算出してアクセル開度過渡を判定することも
できる。このアクセル開度過渡の判定した後にステップ
11に進み、このステップ11で可変ノズルのフィード
フォワード項とEGRのフィードフォワード項を算出す
る。このステップ11で算出されたEGRのフィードフ
ォワード項はステップ13とステップ16に進みステッ
プ13ではEGR指示開度を算出してステップ14にす
すみ、このステップ14ではステップ13で算出したE
GR指示開度に基づいてEGRバルブ7のアクチュエー
タに指令してEGRバルブ7を0%に閉止する。
【0014】一方、EGRバルブ7を0%に閉止した後
に前記ステップ14でEGRバルブ実開度0%を確認
し、このEGRバルブ実開度を前記ステップ16に送
り、このステップ16でEGRバルブ実開度0%を判定
する。この判定がYESの場合は前記ステップ11で可
変ノズル5のフィードフォワード項を算出した値のステ
ップ15の送り、ステップ18に進みステップ18で可
変ノズル指示開度を算出しステップ19に進む。このス
テップ19では前記ステップ18で算出した可変ノズル
指示開度に基づいて可変ノズル5のアクチュエータに指
令して可変ノズル5を通常時開度より絞り補正する。
尚、前記ステップ16でEGRバルブ実開度0%を判定
がNOの場合はステップ17に進み、可変ノズル5のフ
ィードフォワード項0%を判定して前記ステップ18に
進んで以下前記と同様な可変ノズル5の絞り補正を行
う。
に前記ステップ14でEGRバルブ実開度0%を確認
し、このEGRバルブ実開度を前記ステップ16に送
り、このステップ16でEGRバルブ実開度0%を判定
する。この判定がYESの場合は前記ステップ11で可
変ノズル5のフィードフォワード項を算出した値のステ
ップ15の送り、ステップ18に進みステップ18で可
変ノズル指示開度を算出しステップ19に進む。このス
テップ19では前記ステップ18で算出した可変ノズル
指示開度に基づいて可変ノズル5のアクチュエータに指
令して可変ノズル5を通常時開度より絞り補正する。
尚、前記ステップ16でEGRバルブ実開度0%を判定
がNOの場合はステップ17に進み、可変ノズル5のフ
ィードフォワード項0%を判定して前記ステップ18に
進んで以下前記と同様な可変ノズル5の絞り補正を行
う。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によると、エンジン
が加速した場合、EGR装置のEGRバルブを直ちに閉
止し、このEGRバルブの閉止確認後に排気タービン過
給機の可変ノズルを通常時開度より絞り補正制御するた
め黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有して
いる。
が加速した場合、EGR装置のEGRバルブを直ちに閉
止し、このEGRバルブの閉止確認後に排気タービン過
給機の可変ノズルを通常時開度より絞り補正制御するた
め黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有して
いる。
【図1】本発明装置の要部断面図
【図2】本発明の加速時におけるEGRバルブと可変バ
ルブの開度指示値の変化を示すグラフ
ルブの開度指示値の変化を示すグラフ
【図3】本発明のフローチャート
1 コンプレッサ 2 排気タービン 3 吸気パイプ 4 排気パイプ 5 可変ノズル 6 EGRパイプ 7 EGRバルブ 8 エンジン制御コンピュータ 9 可変ノズル制御装置 10 EGRバルブ制御装置路
───────────────────────────────────────────────────── 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) F02B 37/24 F02D 21/08 311B 3G301 F02D 21/08 311 23/00 J 23/00 41/02 330D 41/02 330 330E F02M 25/07 550C F02M 25/07 550 550F 550J 550R F02B 37/12 301Q Fターム(参考) 3G005 EA15 FA35 GA04 GB24 GD02 HA12 JA06 JA42 JB02 3G062 AA01 AA05 BA04 CA04 DA02 EA10 ED01 ED04 ED10 FA02 FA05 FA23 GA04 GA06 GA15 3G071 AB06 BA09 CA00 DA01 FA03 FA05 HA03 HA04 JA01 JA03 3G084 AA01 BA08 BA13 BA20 CA04 DA10 EA04 EA11 EC01 EC03 FA10 FA13 FA33 3G092 AA02 AA06 AA17 AA18 BB01 DB03 DC09 DC10 DE01S DF06 DG07 EA02 EA28 EB05 EC07 FA18 GA12 HB01Z HE01Z HF09Z 3G301 HA02 HA04 HA11 HA13 JA24 KA12 LB13 LC03 NA06 NA08 ND42 NE06 PB04Z PE01Z PF04Z
Claims (2)
- 【請求項1】 排気タービンの回転数をエンジン回転・
負荷に応じて最適な過給特性に制御する可変ノズルを備
えた排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にE
GRバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備
えたエンジンにおいて、アクセル開度過渡若しくはアク
セル開度過渡時の燃料噴射変化量により前記可変ノズル
とEGRのフィードフォワード項を算出し、前記EGR
のフィードフォワード項により前記EGRバルブを直ち
に閉止し、このEGRバルブの閉止確認後に前記可変ノ
ズルのフィードフォワード項により前記可変ノズルを通
常時開度より絞り補正するようにしたことを特徴とする
排気タービン過給機の制御方法。 - 【請求項2】 排気タービンの回転数をエンジン回転・
負荷に応じて最適な過給特性に制御する可変ノズルを備
えた排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にE
GRバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備
えたエンジンにおいて、アクセル開度過渡若しくはアク
セル開度過渡時の燃料噴射変化量により前記可変ノズル
とEGRのフィードフォワード項を算出し、エンジン制
御コンピュータによって前記EGRのフィードフォワー
ド項により前記EGRバルブを直ちに閉止制御するEG
Rバルブ制御装置と、EGRバルブの閉止確認後に前記
可変ノズルのフィードフォワード項により前記可変ノズ
ルを通常時開度より絞り補正制御する可変ノズル制御装
置とを備えたことを特徴とする排気タービン過給機の制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000359355A JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000359355A JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002161791A true JP2002161791A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18831132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000359355A Pending JP2002161791A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 排気タービン過給機の制御方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002161791A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007177716A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Komatsu Ltd | エンジンのegrバルブの制御装置 |
WO2009020113A1 (ja) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Yanmar Co., Ltd. | エンジン |
US7814752B2 (en) * | 2007-02-28 | 2010-10-19 | Caterpillar Inc | Decoupling control strategy for interrelated air system components |
WO2013111385A1 (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-01 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000359355A patent/JP2002161791A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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