JPH0530453U - Internal combustion engine EGR device - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温暖機時のアルデヒドの除去率とＥＧＲ通
路の耐久性とを向上する。 【構成】 触媒の上下流からの分岐路を切換バルブを介
してＥＧＲ通路に合流し、ＥＧＲ通路の水滴検知手段と
触媒の温度検出手段とからの信号に基づき、触媒の上流
又は下流或いは上下流から排気を吸気側に還流する制御
手段を設ける。 (57) [Abstract] [Purpose] To improve the removal rate of aldehyde and the durability of EGR passage during low-temperature warming. [Structure] A branch passage from upstream and downstream of the catalyst is joined to an EGR passage through a switching valve, and upstream or downstream of the catalyst or upstream and downstream of the catalyst based on a signal from a water droplet detection means of the EGR passage and a temperature detection means of the catalyst. Control means is provided to recirculate the exhaust gas to the intake side.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、低セタン価燃料を用いる内燃機関のＥＧＲ装置に関する。 The present invention relates to an EGR device for an internal combustion engine that uses a low cetane number fuel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

かかるＥＧＲ装置は、種々提案されている（例えば特開昭６２−５１７２７号 公報等）。 Various EGR devices have been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-51727).

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

低セタン価燃料例えばメタノール燃料は、自己発火性がなく、例えばスパーク プラグにより着火している。このメタノール燃料を用いた内燃機関において、低 温暖機時は、燃焼温度が低く、又混合気も稀薄な状態であるので未燃メタノール 、、アルデヒドが出る。 A low cetane number fuel such as methanol fuel has no self-ignitability and is ignited by, for example, a spark plug. In an internal combustion engine using this methanol fuel, when the temperature is low, the combustion temperature is low and the air-fuel mixture is lean, so unburned methanol and aldehyde are emitted.

【０００４】 従来装置においては、触媒の上流側から排気を吸気側に還流しているので、触 媒の温度上昇が遅く、アルデヒトの除去率が悪い。また、ＥＧＲ通路に結露する ので、ＥＧＲ通路の耐久性が低下するなどの問題がある。In the conventional device, since the exhaust gas is recirculated from the upstream side of the catalyst to the intake side, the temperature rise of the catalyst is slow and the removal rate of aldecht is poor. Further, since the dew condensation occurs in the EGR passage, there is a problem that durability of the EGR passage is deteriorated.

【０００５】 本考案は、低温暖機時におけるアルデヒドの除去率とＥＧＲ通路の耐久性とを 向上した内燃機関のＥＧＲ装置を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide an EGR device for an internal combustion engine, which has improved aldehyde removal rate and EGR passage durability during low-temperature warming.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案によれば、低セタン価燃料を用いる内燃機関のＥＧＲ装置において、排 気通路に設けられ、排気中の有害物質を酸化して浄化する触媒と、該触媒の上下 流から排気をそれぞれ取り出す通路と、それらの通路を合流して排気を吸気側に 還流するＥＧＲ通路及びＥＧＲバルブと、前記合流部に設けられた切換バルブと 、前記ＥＧＲ通路中の水滴を検知する水滴検知手段と、前記触媒の温度を検出す る温度検出手段と、前記切換バルブの切換手段と、前記両検出手段からの信号に 基づき前記切換手段を制御して前記触媒の上流又は下流或いは上下流から排気を 選択的に吸気側に還流する制御手段とを設けている。 According to the present invention, in an EGR device for an internal combustion engine using a low cetane number fuel, a catalyst provided in an exhaust passage for oxidizing and purifying harmful substances in exhaust gas and an exhaust gas taken up and down flow of the catalyst, respectively. A passage, an EGR passage and an EGR valve that join the passages and recirculate the exhaust gas to the intake side, a switching valve provided in the joining portion, a water drop detection unit that detects water drops in the EGR passage, and Temperature detection means for detecting the temperature of the catalyst, switching means of the switching valve, and control of the switching means based on signals from both detection means to selectively discharge exhaust gas from upstream, downstream or upstream / downstream of the catalyst. Is provided with a control means for returning to the intake side.

【０００７】[0007]

【作用】[Action]

上記のように構成された内燃機関のＥＧＲ装置において、触媒の温度がアルデ ヒド浄化可能温度より低い低温暖機時は、触媒の下流から排気を還流して有害物 質の排出を低減し、前記温度より高いときは、触媒の上流から排気を還流する。 また、ＥＧＲ通路内に結露がある場合は、触媒下流の高温排気も一部還流し、結 露を除去する。結露がない場合は、触媒上流の未燃ガスを含んだ排気を還流する 。 In the EGR device for an internal combustion engine configured as described above, when the temperature of the catalyst is lower than the temperature at which the aldehyde can be cleaned, the exhaust gas is recirculated from the downstream of the catalyst to reduce the emission of harmful substances. When the temperature is higher than the temperature, exhaust gas is recirculated from upstream of the catalyst. Further, if there is dew condensation in the EGR passage, part of the high temperature exhaust gas downstream of the catalyst also recirculates to remove the dew condensation. If there is no condensation, the exhaust gas containing unburned gas upstream of the catalyst is recirculated.

【０００８】[0008]

【実施例】【Example】

以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【０００９】 図１において、例えばメタノール内燃機関１の燃焼室２には、ノズル３と点火 プラグ４、４が設けられている。その燃焼室２の吸気通路５には、吸気シャッタ ６が設けられ、排気通路７には、未燃メタノール、一酸化炭素等を処理する触媒 ８が設けられている。In FIG. 1, for example, a combustion chamber 2 of a methanol internal combustion engine 1 is provided with a nozzle 3 and spark plugs 4, 4. An intake shutter 6 is provided in the intake passage 5 of the combustion chamber 2, and a catalyst 8 for processing unburned methanol, carbon monoxide and the like is provided in the exhaust passage 7.

【００１０】 その排気通路７の触媒８の上流側からは、第１分岐路９が分岐され、触媒８の 下流側からは、第２分岐路１０が分岐されている。これら両分岐路９、１０は、 合流部１１において合流され、その合流部１１は、ＥＧＲ通路１２によりＥＧＲ バルブ１３を介して吸気通路５の吸気シャッタ６の下流側に連通されている。A first branch 9 is branched from the upstream side of the catalyst 8 in the exhaust passage 7, and a second branch 10 is branched from the downstream side of the catalyst 8. These branch paths 9 and 10 are joined at a joining portion 11, and the joining portion 11 is communicated with an EGR passage 12 via an EGR valve 13 to the downstream side of the intake shutter 6 in the intake passage 5.

【００１１】 また、分岐部１１には、切換バルブ１４が設けられ切換手段であるアクチュエ ータ１５は、第１分岐路９又は第２分岐路１０或いは両分岐路９、１０を選択的 にＥＧＲ通路１２に接続するようになっている。Further, a switching valve 14 is provided in the branch portion 11, and an actuator 15 serving as a switching means selectively switches the first branch passage 9 or the second branch passage 10 or both branch passages 9 and EGR. It is adapted to be connected to the passage 12.

【００１２】 そのアクチュエータ１５は、制御手段であるマイクロコンピュータで構成され たコントロールユニット１６に接続されている。そして、このコントロールユニ ット１６には、ＥＧＲ通路１２に設けられた水滴検出手段である静電容量式等の 水滴センサ１７と触媒８の内部に設けられた温度検出手段である温度センサ１８ とに接続されている。The actuator 15 is connected to a control unit 16 composed of a microcomputer as a control means. The control unit 16 includes a water drop sensor 17 such as a capacitance type water drop detection means provided in the EGR passage 12 and a temperature sensor 18 provided as a temperature detection means inside the catalyst 8. It is connected to the.

【００１３】 図２には、暖機過程における触媒温度、未燃メタノール、アルデヒドの濃度及 び排気温度の変化が示されている。暖機時に触媒温度Ｔは、アルデヒド浄化可能 触媒温度ＴＯに達するまでの時間ｔａまでは、徐々に上昇する。その温度ＴＯ以 降は、酸化が良く行われて未燃メタノール濃度Ｄ１とアルデヒド濃度Ｄ２は急激 に変化し、酸化熱により触媒入口排気温度ｔ１は、触媒出口排気温度ｔ２に上昇 する。FIG. 2 shows changes in the catalyst temperature, the concentrations of unburned methanol and aldehyde, and the exhaust temperature during the warm-up process. During warm-up, the catalyst temperature T gradually rises until the time ta until reaching the aldehyde-purifiable catalyst temperature TO. Below the temperature TO, the oxidation is carried out well, the unburned methanol concentration D1 and the aldehyde concentration D2 change abruptly, and the catalyst inlet exhaust temperature t1 rises to the catalyst outlet exhaust temperature t2 due to the heat of oxidation.

【００１４】 図３には、制御モードが示されている。アルデヒド浄化可能触媒温度ＴＯ以下 でＥＧＲ通路１２に水滴が無い場合は、アルデヒド、未燃アルコールを低減する 目的で触媒８の下流の排気を吸気側に還流するＡモードを採り、水滴が無い場合 は、前述と同じ目的で、同様に触媒８の下流の排気を吸気側に還流するＢモード を採る。The control mode is shown in FIG. When there is no water droplet in the EGR passage 12 at the temperature of the aldehyde purifiable catalyst TO or lower, the A mode in which the exhaust gas downstream of the catalyst 8 is recirculated to the intake side is adopted for the purpose of reducing aldehyde and unburned alcohol. For the same purpose as described above, similarly, the B mode in which the exhaust gas downstream of the catalyst 8 is recirculated to the intake side is adopted.

【００１５】 また、アルデヒド浄化可能触媒温度ＴＯ以上で、ＥＧＲ通路１２に水滴がある 場合は、高温排気により水滴を除去する目的で、触媒８の上流と下流との排気を 吸気側に還流するＣモードを採り、水滴がない場合は、本来のＥＧＲを行う目的 で、触媒８の上流の排気を吸気側に還流するＤモードを採る。When water drops are present in the EGR passage 12 at a temperature equal to or higher than the aldehyde purifiable catalyst temperature TO, the exhaust gas upstream and downstream of the catalyst 8 is recirculated to the intake side for the purpose of removing the water drops by the high temperature exhaust. If the mode is adopted and there is no water droplet, the D mode in which the exhaust gas upstream of the catalyst 8 is recirculated to the intake side is adopted for the purpose of performing the original EGR.

【００１６】 次に、コントロールユニット１６の制御の態様を説明する。コントロールユニ ット１６は、温度センサ１８からの信号に基づいて触媒８の温度を読み込み（ス テップＳ１）、規定値すなわちアルデヒド浄化可能触媒温度ＴＯ（例えば１００ ℃）以下か否かを判定する（ステップＳ２）。ＹＥＳだったら、Ａ、Ｂモードを 採ってアクチュエータ１５に制御信号を出力し、切換バルブ１４を図５に示す位 置ａに切換えて第２分岐路１０をＥＧＲ通路１２に連通し、触媒８の下流の排気 を吸気通路５に還流してアルデヒド、未燃メタノールの排出を低減する（ステッ プＳ３）。この際のＥＧＲ率は８０〜９０％なので、低温暖機時のアルデヒドの 除去率は８０〜９０％と大きい。ステップＳ２がＮＯの場合は、水滴センサ１７ からの信号に基づき、ＥＧＲ通路１２内に結露しているか否かを判定する（ステ ップＳ４）。ＹＥＳだったら、Ｃモードを採り、切換バルブ１４を位置ａ、ｂの 中間で若干位置ｂよりの位置に切換え、第１分岐路９、第２分岐路１０の両者を ＥＧＲ通路１２に連通し、触媒８の上流及び下流の高温の排気の一部を吸気通路 ５に還流し、高温の排気により水滴を除去する（ステップＳ５）。ステップＳ４ がＮＯの場合は、Ｄモードを採り、切換バルブ１４を位置ｂに切換え、第１分岐 路９をＥＧＲ通路１２に連通し、触媒８の上流の排気を吸気通路に還流して本来 のＥＧＲを行う（ステップＳ６）。Next, the control mode of the control unit 16 will be described. The control unit 16 reads the temperature of the catalyst 8 based on the signal from the temperature sensor 18 (step S1), and determines whether or not it is below a specified value, that is, the aldehyde-purifiable catalyst temperature TO (for example, 100 ° C.) ( Step S2). If YES, the A and B modes are selected, a control signal is output to the actuator 15, the switching valve 14 is switched to the position a shown in FIG. 5, the second branch passage 10 is connected to the EGR passage 12, and the catalyst 8 The downstream exhaust gas is returned to the intake passage 5 to reduce the emission of aldehyde and unburned methanol (step S3). Since the EGR rate at this time is 80 to 90%, the removal rate of aldehydes during low-temperature warming is high at 80 to 90%. If step S2 is NO, it is determined whether or not dew is condensed in the EGR passage 12 based on the signal from the water drop sensor 17 (step S4). If YES, the C mode is adopted, the switching valve 14 is switched to a position slightly from the position b in the middle of the positions a and b, and both the first branch path 9 and the second branch path 10 are communicated with the EGR path 12. A part of the high-temperature exhaust gas upstream and downstream of the catalyst 8 is returned to the intake passage 5, and the high-temperature exhaust gas removes water droplets (step S5). If step S4 is NO, the D mode is adopted, the switching valve 14 is switched to the position b, the first branch passage 9 is communicated with the EGR passage 12, and the exhaust gas upstream of the catalyst 8 is returned to the intake passage to restore the original state. EGR is performed (step S6).

【００１７】 なお、第１、第２分岐路９、１０のいずれか一方をＥＧＲ通路１２に連通させ るように構成し、Ｃモードのときは、第２分岐路１０をＥＧＲ通路１２に連通し 、ＥＧＲ通路１２の水滴を高温の排気で除去するようにしてもよい。It should be noted that either the first branch path 9 or the second branch path 10 is communicated with the EGR passage 12, and the second branch path 10 is communicated with the EGR passage 12 in the C mode. The water drops in the EGR passage 12 may be removed by hot exhaust gas.

【００１８】[0018]

【考案の効果】[Effect of the device]

本考案は、以上説明したように構成されているので、低温暖機時のアルデヒド の排出を大巾に低減することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to greatly reduce the emission of aldehyde during low temperature warming.

【００１９】 また、ＥＧＲ通路内の結露を防止し、耐久性を向上することができる。Further, it is possible to prevent dew condensation in the EGR passage and improve durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の一実施例を示す全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】暖機過程の各種データのタイミングチャート
図。FIG. 2 is a timing chart of various data during a warm-up process.

【図３】制御モードを説明する図面。FIG. 3 is a diagram illustrating a control mode.

【図４】制御フローチャート図。FIG. 4 is a control flowchart.

【図５】切換バルブの切換の態様を説明する図面。FIG. 5 is a diagram illustrating a switching mode of a switching valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・メタノール内燃機関 ２・・・燃焼室 ３・・・ノズル ４・・・点火プラグ ５・・・吸気通路 ６・・・吸気シャッタ ７・・・排気通路 ８・・・触媒 ９・・・第１分岐路 １０・・・第２分岐路 １１・・・合流部 １２・・・ＥＧＲ通路 １３・・・ＥＧＲバルブ １４・・・切換バルブ １５・・・アクチュエータ １６・・・コントロールユニット １７・・・水滴センサ １８・・・温度センサ 1 ... Methanol internal combustion engine 2 ... Combustion chamber 3 ... Nozzle 4 ... Spark plug 5 ... Intake passage 6 ... Intake shutter 7 ... Exhaust passage 8 ... Catalyst 9 ... -First branch path 10 ... Second branch path 11 ... Merging portion 12 ... EGR passage 13 ... EGR valve 14 ... Switching valve 15 ... Actuator 16 ... Control unit 17 ... ..Water drop sensor 18 ... Temperature sensor

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 低セタン価燃料を用いる内燃機関のＥＧ
Ｒ装置において、排気通路に設けられ、排気中の有害物
質を酸化して浄化する触媒と、該触媒の上下流から排気
をそれぞれ取り出す通路と、それらの通路を合流して排
気を吸気側に還流するＥＧＲ通路及びＥＧＲバルブと、
前記合流部に設けられた切換バルブと、前記ＥＧＲ通路
中の水滴を検知する水滴検知手段と、前記触媒の温度を
検出する温度検出手段と、前記切換バルブの切換手段
と、前記両検出手段からの信号に基づき前記切換手段を
制御して前記触媒の上流又は渦流或いは上下流から排気
を選択的に吸気側に還流する制御手段とを設けたことを
特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。1. An EG for an internal combustion engine using a low cetane number fuel
In the R device, a catalyst provided in the exhaust passage for oxidizing and purifying harmful substances in the exhaust, passages for taking out the exhaust from the upstream and downstream of the catalyst, respectively, and confluence of these passages to recirculate the exhaust gas to the intake side. An EGR passage and an EGR valve,
From the switching valve provided in the merging portion, the water droplet detecting means for detecting the water droplet in the EGR passage, the temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst, the switching valve switching means, and the both detecting means. And a control means for controlling the switching means on the basis of the signal to selectively recirculate exhaust gas to the intake side from upstream or vortex flow or upstream / downstream of the catalyst.