JP5972597B2 - Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン - Google Patents
Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン Download PDFInfo
- Publication number
- JP5972597B2 JP5972597B2 JP2012035356A JP2012035356A JP5972597B2 JP 5972597 B2 JP5972597 B2 JP 5972597B2 JP 2012035356 A JP2012035356 A JP 2012035356A JP 2012035356 A JP2012035356 A JP 2012035356A JP 5972597 B2 JP5972597 B2 JP 5972597B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- egr
- oxygen concentration
- intake
- egr control
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 121
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 121
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 121
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 71
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 35
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical group O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
この特許文献1には、低圧EGR及び高圧EGRを制御するEGRガス量制御手段が備えられるEGR制御装置について開示されており、コンプレッサの前後圧力とコンプレッサの回転数とからコンプレッサ通過ガス量を取得し、コンプレッサ通過ガス量と新気量とから低圧EGRガス量を算出すると共に、コンプレッサ通過ガス量と吸気量とから高圧EGRガス量を算出し、低圧EGRガス量と高圧EGRガス量とをそれぞれの目標量に制御することが開示されている。
また、EGR量の制御を吸気酸素濃度に基づいて制御することについても開示されていない。
2サイクルエンジンは、新気により既燃ガスを排出する掃気行程を備えており、そのため2サイクルエンジンでは排気ガス中に新気が混合する吹き抜け現象があるため、排気管内を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出した場合、正確な空燃比を求めることはでき難い。従って、2サイクルエンジンのEGR装置としては適さない。
ここで、目標吸気酸素濃度とはエンジンの運転状態に対して排ガス性能を目標値に保つことができる吸気酸素濃度のことをいう。
また、新気流量は、エアフローセンサによって検出し、EGRガス中の酸素濃度(O2egr)は、還流遅れを無視することで燃焼後の酸素濃度(O 2ex )と同等とする。さらに、この燃焼後の酸素濃度(O 2ex )は燃料が理論空燃比で燃焼したものとして算出式を用いて算出される。
理論空燃比で燃焼した燃焼後の酸素濃度(O 2ex )は、酸素濃度O 2ex =(O 2a ・(G a2 −G egr )+O 2egr ・G egr −O 2a ・G f2 ・L th )/(G a2 −O 2a ・G f2 ・L th )の関係式によって算出する。但し、G f2 :燃料噴射量、L th :理論空燃比とする。
このようにフィードフォワード制御を加算することで、EGR制御弁の制御性が向上する。具体的にはフィードフォワードマップにEGR制御弁開度が設定されている。
過給機のコンプレッサの回転数を検出する回転数センサや、酸素濃度センサを用いずにエンジンの運転状態から算出した推定吸気酸素濃度が目標吸気酸素濃度になるように、EGR制御弁の開度をフィードバック制御することによって、EGR制御によるNOx低減効果の安定化とEGR制御装置の簡素化を図ることができ、このようなEGR制御装置を備えたエンジンを得ることができる。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
2サイクルディーゼルエンジン(以下エンジンという)1は、排気タービン3とこれに同軸駆動されるコンプレッサ5を有する排気ターボ過給機7を備えており、該排気ターボ過給機7のコンプレッサ5から吐出された空気は吸気通路9を通って、インタークーラー11に入り吸気が冷却された後、インテークマニホールド15からシリンダ16の下部に設けられた掃気ポート17に流入するようになっている。
また、EGR制御弁35に対しては、後述するEGR制御手段41によって開度制御が行われてEGRガス量が制御される。
目標吸気酸素濃度設定部53には、目標吸気酸素濃度マップ64を有しており、エンジン回転数および燃料噴射量(エンジン負荷)に対しての目標吸気酸素濃度が設定されている。この目標吸気酸素濃度マップ64を用いて目標吸気酸素濃度が算出される。
なお、目標吸気酸素濃度とはエンジン1の各運転条件において排ガス性能(NOx)が目標値に保持される吸気酸素濃度のことをいい、予め試験またはシミュレーション演算によって運転条件ごとの目標値として設定される。
推定吸気酸素濃度(O2in)は、燃焼室24に流入する吸気総量である吸気流量(Ga2)と、EGR量(Gegr)と、空気酸素濃度(O2a)と、EGRガス中の酸素濃度(O2egr)とを用いて、(1)式の関係に基づいて算出される。
推定吸気酸素濃度(O2in)=(O2a・(G a2 −G egr )+O2egr・Gegr)/G a2 …(1)
吸気流量(Ga2)=Pm/(Tm・R)・(Ne/60)・NCYL/ICYC・2・EV…(2)
Tm:インマニ(吸気マニホールド)温度
R:気体定数
Ne:エンジン回転数
NCYL:シリンダ数(4気筒エンジンであれば4)
ICYC:サイクル数(2サイクルであれば2)
EV:体積効率
体積効率を予め運転条件毎に設定した体積効率マップを用いて設定するため、吸気流量を正確に算出でき、その結果、吸気流量から新気流量を減算して求めるEGR流量を正確に算出することができるようになる。
フィードバック制御部57では、PID演算が行われる。設定されたPゲインKp、微分ゲインTd、積分ゲイン1/Tiを基に、比例要素(P)の演算、微分要素(D)の演算、積分要素(I)の演算が行われ、それぞれの演算結果が、加算器71に入力されて、EGR制御弁35のフィードバック制御指令値67が算出される。
そして、フィードフォワード制御指令値72と、フィードバック制御指令値67とが加算器73に入力されて、加算指令値を出力する。
また、2サイクルエンジンにおいては、新気により既燃ガスを排出する掃気行程を備えており、排気管内を流れる排気ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって正確に検出し難いが、本実施形態では、酸素濃度センサを用いないため、2サイクルエンジンにおいても適用することができ、精度良いEGR制御が可能になる。
2 EGR制御装置
3 排気タービン
5 コンプレッサ
7 排気ターボ過給機
9 吸気通路
15 インテークマニホールド
27 燃料噴射弁
29 燃料噴射制御装置
31 排気通路
33 EGR通路
35 EGR制御弁
37 スクラバー
39 ブロワー
41 EGR制御手段
45 エンジン回転数センサ
47 インマニ温度センサ
49 インマニ圧力センサ
51 エアフローメータ
53 目標吸気酸素濃度設定部
55 吸気酸素濃度推定部
57 フィードバック制御部
59 フィードフォワード制御部
61 開度指令リミッタ部
79 自動調合手段
Claims (7)
- 過給機を備えた2サイクルエンジンのEGR制御装置において、
吸気通路に配置された過給機のコンプレッサの上流側と排気通路に配置された過給機の排気タービンの下流側を接続して、前記コンプレッサの上流側に前記排気タービンの下流側の排ガスを還流するEGR通路と、該EGR通路に設けられたEGR制御弁と、該EGR制御弁の開度制御を行うEGR制御手段とを備え、
前記EGR制御手段は、エンジンの運転状態に対して排ガス性能を目標値に保つことができる目標吸気酸素濃度を設定する目標吸気酸素濃度設定部と、
エンジンの運転状態を表す少なくともエンジン回転数、燃料噴射量、吸気マニホールド圧力、吸気マニホールド温度、新気流量に基づいて、該運転状態における吸気酸素濃度を算出して推定する吸気酸素濃度推定部と、
前記目標吸気酸素濃度と前記吸気酸素濃度推定部によって算出される推定吸気酸素濃度との偏差に基づいて前記EGR制御弁の開度をフィードバック制御するフィードバック制御部とを有し、
前記吸気酸素濃度推定部は、推定吸気酸素濃度(O 2in )を、燃焼室に流入する吸気総量である吸気流量(G a2 )、EGR量(G egr )、空気酸素濃度(O 2a )、EGRガス中の酸素濃度(O 2egr )を用いて、吸気酸素濃度O 2in =(O 2a ・(G a2 −G egr )+O 2egr ・G egr )/G a2 の関係式によって算出するとともに、前記EGRガス中の酸素濃度(O 2egr )は、排ガスの還流遅れを無視して燃料が理論空燃比で燃焼した燃焼後の酸素濃度(O 2ex )として算出することを特徴とするEGR制御装置。 - 理論空燃比で燃焼した燃焼後の前記酸素濃度(O 2ex )は、酸素濃度O 2ex =(O 2a ・(G a2 −G egr )+O 2egr ・G egr −O 2a ・G f2 ・L th )/(G a2 −O 2a ・G f2 ・L th )の関係式によって算出することを特徴とする請求項1記載のEGR制御装置。
但し、G f2 :燃料噴射量、L th :理論空燃比 - 前記EGR量は前記吸気流量から新気流量を減算して求めると共に、該吸気流量を少なくとも吸気マニホールド圧力、吸気マニホールド温度を基に算出して求めることを特徴する請求項1又は2記載のEGR制御装置。
- 前記EGR通路には、再循環する排ガスを浄化するスクラバーと、排ガスを吸気通路側へ送込むために増圧するブロワーが設けられていることを特徴とする請求項1記載のEGR制御装置。
- 前記EGR制御手段は、エンジン回転数、燃料噴射量指令値に基づいて予めEGR制御弁の開度を設定したフィードフォワード制御部を有し、該フィードフォワード制御部の出力を前記フィードバック制御部の出力に加算することを特徴とする請求項1記載のEGR制御装置。
- 前記EGR制御手段には、EGR制御弁の開度指令リミッタ部が設けられるとともに、該開度指令リミッタ部の入力信号と出力信号との偏差に基づいて前記フィードバック制御部の積分器に対して入力飽和を調整する自動調合手段が設けられることを特徴とすると請求項1記載のEGR制御装置。
- 前記請求項1乃至6のいずれか1項に記載のEGR制御装置を備えた舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンであることを特徴するエンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012035356A JP5972597B2 (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012035356A JP5972597B2 (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013170520A JP2013170520A (ja) | 2013-09-02 |
JP5972597B2 true JP5972597B2 (ja) | 2016-08-17 |
Family
ID=49264625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012035356A Active JP5972597B2 (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5972597B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108490996A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-04 | 南通航运职业技术学院 | 一种基于幂函数的柴油机转速精确调节算法 |
CN108828943A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-16 | 南通航运职业技术学院 | 一种带扰动补偿和有限时间收敛的自抗扰控制方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6259246B2 (ja) * | 2013-10-09 | 2018-01-10 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6124825B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-05-10 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
DK178748B1 (en) * | 2015-05-12 | 2016-12-19 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | A large turbocharged two-stroke self-igniting internal combustion engine with an egr control system |
JP6595851B2 (ja) | 2015-09-02 | 2019-10-23 | 川崎重工業株式会社 | エンジンシステム |
JP6842284B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2021-03-17 | 三菱重工業株式会社 | 舶用ディーゼルエンジン |
CN113374602B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-03-18 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 废气再循环率确定方法、装置及计算机存储介质 |
KR102642291B1 (ko) | 2023-07-14 | 2024-02-28 | 가부시키가이샤 오사카소우후우키세이사쿠쇼 | 블로어 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001165001A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-06-19 | Honda Motor Co Ltd | ディーゼルエンジンのegr制御装置 |
JP2002332919A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-11-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス再循環システム |
JP2003343272A (ja) * | 2002-05-21 | 2003-12-03 | Man B & W Diesel As | スーパーチャージャーを有する大型内燃機関 |
JP2006316706A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | 内燃機関の排気ガス還流装置及び制御方法 |
JP2007032462A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | Egr制御方法、egr制御装置 |
JP4797880B2 (ja) * | 2006-04-25 | 2011-10-19 | 株式会社デンソー | 内燃機関用排気ガス浄化装置 |
JP2008008181A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジン |
JP4735465B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気還流装置 |
JP2008215112A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジンシステム及びその制御方法 |
JP2008248863A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 制御方法、制御装置 |
JP2008248859A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 制御方法、制御装置 |
JP5530117B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-06-25 | 川崎重工業株式会社 | 過給機付内燃機関の排気再循環システム |
JP5249898B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2013-07-31 | 富士通株式会社 | エンジン制御プログラム、方法及び装置 |
JP5393506B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2014-01-22 | 三菱重工業株式会社 | エンジンの吸気系に用いられる制御弁の制御装置及び制御方法 |
JP5364610B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2013-12-11 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の排ガス再循環制御装置 |
-
2012
- 2012-02-21 JP JP2012035356A patent/JP5972597B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108490996A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-04 | 南通航运职业技术学院 | 一种基于幂函数的柴油机转速精确调节算法 |
CN108828943A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-16 | 南通航运职业技术学院 | 一种带扰动补偿和有限时间收敛的自抗扰控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013170520A (ja) | 2013-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5972597B2 (ja) | Egr制御装置およびegr制御装置を備えたエンジン | |
JP4126560B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4981743B2 (ja) | ディーゼルエンジンの燃料制御装置 | |
JP4715799B2 (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
US10364764B2 (en) | Techniques for modeling and adaptation of gas pressures in a low pressure exhaust gas recirculation system of a turbocharged gasoline engine | |
JP2009270518A5 (ja) | ||
US10309298B2 (en) | Control device of an engine | |
JP5902408B2 (ja) | 排気ガス再循環量の異常検出方法及び装置 | |
BR102016000467A2 (pt) | dispositivo de controle para motor de combustão interna | |
WO2013111385A1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US10669957B2 (en) | Method for controlling a heat engine | |
JP4542489B2 (ja) | 内燃機関のエキゾーストマニホールド内温度推定装置 | |
JP7055700B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
KR102417386B1 (ko) | 엔진의 흡기계의 수분 배출 시스템 및 방법 | |
KR101091634B1 (ko) | 디젤엔진의 저압 이지알 제어방법 | |
JP4946904B2 (ja) | 内燃機関の制御システム | |
JP2005264805A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4910849B2 (ja) | 内燃機関のegrシステム | |
JP6964484B2 (ja) | エンジンシステム | |
KR102452681B1 (ko) | 엔진의 소기 제어 시의 배기 가스 저감 방법 | |
Bessai et al. | Emissions reduction potential of closed-loop intake oxygen control | |
FR2905416A1 (fr) | Procede de generation de la consigne de position d'un papillon principal d'admission d'air et de la consigne de position d'un papillon de recirculation des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne | |
KR101339225B1 (ko) | 디젤엔진의 이지알 제어방법 | |
JP2009270476A (ja) | Egr流量制御装置及びegr流量制御システム | |
JP6426064B2 (ja) | エンジン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151225 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160713 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5972597 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |