JPH1182182A - 排気ガス再循環システム - Google Patents
排気ガス再循環システムInfo
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- JPH1182182A JPH1182182A JP9256089A JP25608997A JPH1182182A JP H1182182 A JPH1182182 A JP H1182182A JP 9256089 A JP9256089 A JP 9256089A JP 25608997 A JP25608997 A JP 25608997A JP H1182182 A JPH1182182 A JP H1182182A
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- exhaust gas
- intake
- internal combustion
- gas recirculation
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- 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
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の吸気系に還流する排気ガスの、Ｅ
ＧＲクーラによる冷却時に凝縮する水の燃焼室への吸い
込みを防止し、かつ新気の充填効率を高めることであ
る。 【解決手段】 内燃機関１の吸気管１５内に水を噴霧す
る水噴霧手段６と、これに水を供給する水供給手段７と
を設けて、吸気管１５内に噴霧され内燃機関１に向かっ
て拡散する水が、吸気または還流する排気ガスから気化
熱を奪い気化し、吸気または排気ガスを冷却する構成と
することで、ＥＧＲクーラ４の冷却能力が高くなくと
も、上記水の噴霧による冷却とＥＧＲクーラ４の排気ガ
ス冷却作用とで充填効率を高める。ＥＧＲクーラ４の高
い冷却能力を不要とすることで、凝縮水の発生が抑えら
れ燃焼室への吸い込みを防止する。
ＧＲクーラによる冷却時に凝縮する水の燃焼室への吸い
込みを防止し、かつ新気の充填効率を高めることであ
る。 【解決手段】 内燃機関１の吸気管１５内に水を噴霧す
る水噴霧手段６と、これに水を供給する水供給手段７と
を設けて、吸気管１５内に噴霧され内燃機関１に向かっ
て拡散する水が、吸気または還流する排気ガスから気化
熱を奪い気化し、吸気または排気ガスを冷却する構成と
することで、ＥＧＲクーラ４の冷却能力が高くなくと
も、上記水の噴霧による冷却とＥＧＲクーラ４の排気ガ
ス冷却作用とで充填効率を高める。ＥＧＲクーラ４の高
い冷却能力を不要とすることで、凝縮水の発生が抑えら
れ燃焼室への吸い込みを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス再循環シス
テムに関する。
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両等の内燃機関から排出される窒素酸
化物（ＮＯx ）等の排気ガス規制が強化され、内燃機
関、特に燃焼温度の高いディーゼルエンジンでは排出さ
れる排気ガスを吸気系に再循環せしめる排気ガス再循環
（ＥＧＲ）システムを備えている。
化物（ＮＯx ）等の排気ガス規制が強化され、内燃機
関、特に燃焼温度の高いディーゼルエンジンでは排出さ
れる排気ガスを吸気系に再循環せしめる排気ガス再循環
（ＥＧＲ）システムを備えている。
【０００３】排気ガス再循環システムでは排気ガス中の
二酸化炭素の熱容量の効果で最高燃焼温度の上昇を抑制
してＮＯx の排出を低減している。しかし排気ガスを還
流することで新気割合が減少するため、ＮＯx 排出量が
減少する一方、燃費の悪化やパティキュレート（ＰＭ）
の増大を招くおそれがある。そこで実開平１−１６６２
５４号公報記載のデーゼルエンジンの排気還流装置のよ
うに、排気ガス導管の途中に、排気ガスを冷却するクー
ラを設けて排気ガスの実質的な還流量を減少することな
く新気の充填効率を高めたものがある。しかし排気ガス
の冷却時に凝縮する水が、燃料に含まれる硫黄と結合し
て硫酸となり、燃焼室に吸い込まれてピストンリングや
ライナの磨耗を早めたり、燃焼室に吸い込まれた凝縮水
がウォータハンマ現象によるエンジンの破損を引き起こ
すおそれがある。特開平７−２６９４１７号公報にはク
ーラにおいて凝縮する水を貯留するタンクを設け、機関
停止時にタンクから排水するようにしたＥＧＲ用冷却装
置が開示されている。
二酸化炭素の熱容量の効果で最高燃焼温度の上昇を抑制
してＮＯx の排出を低減している。しかし排気ガスを還
流することで新気割合が減少するため、ＮＯx 排出量が
減少する一方、燃費の悪化やパティキュレート（ＰＭ）
の増大を招くおそれがある。そこで実開平１−１６６２
５４号公報記載のデーゼルエンジンの排気還流装置のよ
うに、排気ガス導管の途中に、排気ガスを冷却するクー
ラを設けて排気ガスの実質的な還流量を減少することな
く新気の充填効率を高めたものがある。しかし排気ガス
の冷却時に凝縮する水が、燃料に含まれる硫黄と結合し
て硫酸となり、燃焼室に吸い込まれてピストンリングや
ライナの磨耗を早めたり、燃焼室に吸い込まれた凝縮水
がウォータハンマ現象によるエンジンの破損を引き起こ
すおそれがある。特開平７−２６９４１７号公報にはク
ーラにおいて凝縮する水を貯留するタンクを設け、機関
停止時にタンクから排水するようにしたＥＧＲ用冷却装
置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの種の装置で
は、新気の充填効率を高めるべくクーラの冷却能力を高
めようとするとクーラが大型化する。またクーラの冷却
能力が高くなると凝縮する水の量も多くなり、上記特開
平７−２６９４１７号公報記載のＥＧＲ用冷却装置のよ
うに凝縮水をタンクに貯めるようにしたものでも、凝縮
水が燃焼室に吸い込まれるのを必ずしも十分に防止でき
るとは限らない。
は、新気の充填効率を高めるべくクーラの冷却能力を高
めようとするとクーラが大型化する。またクーラの冷却
能力が高くなると凝縮する水の量も多くなり、上記特開
平７−２６９４１７号公報記載のＥＧＲ用冷却装置のよ
うに凝縮水をタンクに貯めるようにしたものでも、凝縮
水が燃焼室に吸い込まれるのを必ずしも十分に防止でき
るとは限らない。
【０００５】そこで本発明は、新気の充填効率が高く、
しかもクーラにおいて発生する凝縮水の燃焼室への吸い
込みを防止したＥＧＲシステムを提供することを目的と
する。
しかもクーラにおいて発生する凝縮水の燃焼室への吸い
込みを防止したＥＧＲシステムを提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、内燃機関から排出される排気ガスの一部を吸気系に
再循環する排気ガス導管の途中に、これを流れる排気ガ
スを冷却するクーラ−手段を設けたＥＧＲシステムにお
いて、排気ガス導管のクーラ−手段よりも下流部もしく
は吸気管内に水を噴霧する水噴霧手段と、水噴霧手段に
水を供給する水供給手段とを具備せしめる。
は、内燃機関から排出される排気ガスの一部を吸気系に
再循環する排気ガス導管の途中に、これを流れる排気ガ
スを冷却するクーラ−手段を設けたＥＧＲシステムにお
いて、排気ガス導管のクーラ−手段よりも下流部もしく
は吸気管内に水を噴霧する水噴霧手段と、水噴霧手段に
水を供給する水供給手段とを具備せしめる。
【０００７】クーラ手段により吸気系に還流する排気ガ
スが冷却される。併せて、水噴霧手段が吸気管に設けら
れた場合には、吸気管内に噴霧された水が、内燃機関に
向かう吸気中に均一に拡散し、吸気またはこれに排気ガ
ス導管から合流した排気ガスから気化熱を奪って気化す
る。この水の奪熱作用により吸気または排気ガスは冷却
される。しかして還流排気ガス、吸気の体積が縮小して
新気の充填効率が高められる。
スが冷却される。併せて、水噴霧手段が吸気管に設けら
れた場合には、吸気管内に噴霧された水が、内燃機関に
向かう吸気中に均一に拡散し、吸気またはこれに排気ガ
ス導管から合流した排気ガスから気化熱を奪って気化す
る。この水の奪熱作用により吸気または排気ガスは冷却
される。しかして還流排気ガス、吸気の体積が縮小して
新気の充填効率が高められる。
【０００８】水噴霧手段が排気ガス導管に設けられた場
合には、排気ガス導管内に噴霧された水は、吸気系に還
流する排気ガス中に均一に拡散し、排気ガスから奪熱し
て気化する。この水の奪熱作用により排気ガスは冷却さ
れる。しかして還流排気ガスの体積が縮小して新気の充
填効率が高められる。
合には、排気ガス導管内に噴霧された水は、吸気系に還
流する排気ガス中に均一に拡散し、排気ガスから奪熱し
て気化する。この水の奪熱作用により排気ガスは冷却さ
れる。しかして還流排気ガスの体積が縮小して新気の充
填効率が高められる。
【０００９】上記何れの場合も、噴霧された水および還
流する排気ガス中の二酸化炭素が大きな熱容量を有する
ことにより、燃焼温度の上昇が抑制され、ＮＯx の排出
量が低減する。また水による冷却がおこなわれるのでク
ーラ手段は冷却能力があまり高くないものが用いられ得
る。したがってクーラ手段における凝縮水の発生量を抑
えることができ、内燃機関の燃焼室に霧滴の状態で吸い
込まれるのを抑えられる。
流する排気ガス中の二酸化炭素が大きな熱容量を有する
ことにより、燃焼温度の上昇が抑制され、ＮＯx の排出
量が低減する。また水による冷却がおこなわれるのでク
ーラ手段は冷却能力があまり高くないものが用いられ得
る。したがってクーラ手段における凝縮水の発生量を抑
えることができ、内燃機関の燃焼室に霧滴の状態で吸い
込まれるのを抑えられる。
【００１０】請求項２記載の発明では、上記水供給手段
は、上記クーラ−手段の排気ガス冷却時に発生する凝縮
水を水タンクに貯え、貯えられた水を上記水噴霧手段に
供給する構成とする。
は、上記クーラ−手段の排気ガス冷却時に発生する凝縮
水を水タンクに貯え、貯えられた水を上記水噴霧手段に
供給する構成とする。
【００１１】排気ガス冷却時に発生する凝縮水を噴霧用
の水として用いるので、水補給が実質的に不要である。
の水として用いるので、水補給が実質的に不要である。
【００１２】請求項３記載の発明では、上記水供給手段
に、内燃機関の回転数および内燃機関の負荷がそれぞれ
の予め設定した所定値以下のとき上記水噴霧手段に供給
される水を加熱する加熱手段を具備せしめる。
に、内燃機関の回転数および内燃機関の負荷がそれぞれ
の予め設定した所定値以下のとき上記水噴霧手段に供給
される水を加熱する加熱手段を具備せしめる。
【００１３】内燃機関の回転数および内燃機関の負荷が
それぞれの予め設定した所定値以下の、内燃機関温度の
低いときに水噴霧手段への供給水を加熱することで、噴
霧された水の気化を促進し、霧滴の状態で燃焼室に吸い
込まれるのを抑えられる。
それぞれの予め設定した所定値以下の、内燃機関温度の
低いときに水噴霧手段への供給水を加熱することで、噴
霧された水の気化を促進し、霧滴の状態で燃焼室に吸い
込まれるのを抑えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に本発明のＥＧＲシステムを
適用したエンジンを示す。内燃機関たるエンジン１は、
複数の気筒（図例では４気筒）を有するシリンダブロッ
ク１１上に上記各気筒ごとにシリンダヘッド１２が設け
られ、各シリンダヘッド１２には、その下部に形成され
る燃焼室と下流側で連通する吸気ポート１３が接続され
ている。吸気ポート１３は吸気マニホールド１４で合流
し吸気管１５に通じている。またシリンダヘッド１２に
は、上記燃焼室と上流側で連通する排気ポート１６が接
続されている。排気ポート１６は排気マニホールド１７
で合流し排気管１８に通じている。排気管１８にはＰＭ
等を除去するフィルタ１９が設けてある。
適用したエンジンを示す。内燃機関たるエンジン１は、
複数の気筒（図例では４気筒）を有するシリンダブロッ
ク１１上に上記各気筒ごとにシリンダヘッド１２が設け
られ、各シリンダヘッド１２には、その下部に形成され
る燃焼室と下流側で連通する吸気ポート１３が接続され
ている。吸気ポート１３は吸気マニホールド１４で合流
し吸気管１５に通じている。またシリンダヘッド１２に
は、上記燃焼室と上流側で連通する排気ポート１６が接
続されている。排気ポート１６は排気マニホールド１７
で合流し排気管１８に通じている。排気管１８にはＰＭ
等を除去するフィルタ１９が設けてある。
【００１５】吸気マニホールド１４の一部と排気管１８
とが排気ガス導管たるＥＧＲ排気バイパス２により連通
せしめてある。ＥＧＲ排気バイパス２の途中にはＥＧＲ
弁３１が設けてある。ＥＧＲ弁３１はバキューム弁３２
を介してバキュームポンプ３３の出口ポートと連通して
いる。バキューム弁３２はバキュームポンプ３３が発生
する負圧を制御してＥＧＲ弁３１を開閉し、ＥＧＲ排気
バイパス２を流通し吸気マニホールド１４へ還流する排
気ガスの量を調整するようになっている。バキューム弁
３２の開閉はコンピュータ８１により制御される。
とが排気ガス導管たるＥＧＲ排気バイパス２により連通
せしめてある。ＥＧＲ排気バイパス２の途中にはＥＧＲ
弁３１が設けてある。ＥＧＲ弁３１はバキューム弁３２
を介してバキュームポンプ３３の出口ポートと連通して
いる。バキューム弁３２はバキュームポンプ３３が発生
する負圧を制御してＥＧＲ弁３１を開閉し、ＥＧＲ排気
バイパス２を流通し吸気マニホールド１４へ還流する排
気ガスの量を調整するようになっている。バキューム弁
３２の開閉はコンピュータ８１により制御される。
【００１６】ＥＧＲ排気バイパス２の、ＥＧＲ弁３１の
直上流部にはクーラー手段たるＥＧＲクーラ４が設けて
ある。ＥＧＲクーラ４は、冷却水がラジエータとエンジ
ン１間を循環するエンジン冷却系の循環路５に、ＥＧＲ
排気バイパス２を貫通せしめたもので、ＥＧＲ排気バイ
パス２の貫通部２１を排気ガスが流れる時に、上記冷却
水がＥＧＲ排気バイパス２の管壁を介して排気ガスから
奪熱し、排気ガスが冷却されるようになっている。ＥＧ
Ｒ排気バイパス２の貫通部２１は複数の管路に分流し、
エンジン１から還流する排気ガスと上記管路内面の接触
面積を広くすることで冷却効率を高めている。
直上流部にはクーラー手段たるＥＧＲクーラ４が設けて
ある。ＥＧＲクーラ４は、冷却水がラジエータとエンジ
ン１間を循環するエンジン冷却系の循環路５に、ＥＧＲ
排気バイパス２を貫通せしめたもので、ＥＧＲ排気バイ
パス２の貫通部２１を排気ガスが流れる時に、上記冷却
水がＥＧＲ排気バイパス２の管壁を介して排気ガスから
奪熱し、排気ガスが冷却されるようになっている。ＥＧ
Ｒ排気バイパス２の貫通部２１は複数の管路に分流し、
エンジン１から還流する排気ガスと上記管路内面の接触
面積を広くすることで冷却効率を高めている。
【００１７】ＥＧＲ排気バイパス２の貫通部２１は、管
壁の一部２２が下方に膨出して水貯留部２２としてあ
り、排気ガスが冷却されることにより凝縮する水が貯留
するようになっている。
壁の一部２２が下方に膨出して水貯留部２２としてあ
り、排気ガスが冷却されることにより凝縮する水が貯留
するようになっている。
【００１８】本発明のＥＧＲシステムはまた、吸気管１
５内に水を噴霧する水噴霧手段たる水噴射弁６と、これ
に水を供給する水供給手段たる水供給部７を備えてい
る。
５内に水を噴霧する水噴霧手段たる水噴射弁６と、これ
に水を供給する水供給手段たる水供給部７を備えてい
る。
【００１９】水噴射弁６は吸気管１５の管壁を貫通して
設けられ、噴口が形成された先端の噴射部６１が吸気管
１５内に突出している。
設けられ、噴口が形成された先端の噴射部６１が吸気管
１５内に突出している。
【００２０】水噴射弁６は、水供給部７の水タンク７１
と給水管７２を介して接続され、給水管７２の途中に設
けられた水ポンプ７３のポンプ作動により水タンク７１
内の水が水噴射弁６に圧送され、その噴射部６１から水
が噴霧又は噴射（以下、まとめて噴霧という）されるよ
うになっている。水噴射弁６はコンピュータ８１により
開閉制御され、水の噴霧量は、アクセル開度等により設
定される燃料噴射量の１０％程度に設定してある。
と給水管７２を介して接続され、給水管７２の途中に設
けられた水ポンプ７３のポンプ作動により水タンク７１
内の水が水噴射弁６に圧送され、その噴射部６１から水
が噴霧又は噴射（以下、まとめて噴霧という）されるよ
うになっている。水噴射弁６はコンピュータ８１により
開閉制御され、水の噴霧量は、アクセル開度等により設
定される燃料噴射量の１０％程度に設定してある。
【００２１】給水管７２には加熱手段たるヒータ７４が
設けてある。ヒータ７４はコンピュータ８１により通電
制御され、後述する所定のタイミングで給水管７２を流
れる水を加熱するようになっている。
設けてある。ヒータ７４はコンピュータ８１により通電
制御され、後述する所定のタイミングで給水管７２を流
れる水を加熱するようになっている。
【００２２】水タンク７１は、貯水管７５を介してＥＧ
Ｒ排気バイパス２の水貯留部２２と連通している。貯水
管７５の途中には貯水バルブ７６が設けてある。貯水バ
ルブ７６はコンピュータ８１により開閉制御され、イグ
ニションオン（ＩＧオン）状態で閉じられており、ＩＧ
オフで開いて水貯留部２２に貯留した水が貯水管７５を
通って水タンク７１に貯められるようになっている。こ
の水は酸性であるから、望ましくは水タンク７１内に中
和剤を入れるのがよい。
Ｒ排気バイパス２の水貯留部２２と連通している。貯水
管７５の途中には貯水バルブ７６が設けてある。貯水バ
ルブ７６はコンピュータ８１により開閉制御され、イグ
ニションオン（ＩＧオン）状態で閉じられており、ＩＧ
オフで開いて水貯留部２２に貯留した水が貯水管７５を
通って水タンク７１に貯められるようになっている。こ
の水は酸性であるから、望ましくは水タンク７１内に中
和剤を入れるのがよい。
【００２３】水タンク７１には、これに貯められる水の
上限水位を検知するアッパ水位センサ７７と下限水位を
検知するロア水位センサ７８とが設けてあり、アッパ水
位センサ７７により水タンク７１の満水が知られ、ロア
水位センサ７８により水タンク７１の水の不足が知られ
るようになっている。また水タンク７１にはドレーンバ
ルブ７９が設けてあり、アッパ水位センサ７７が上限水
位を検知すると開き、水タンク７１内の余分な水を排出
するようになっている。
上限水位を検知するアッパ水位センサ７７と下限水位を
検知するロア水位センサ７８とが設けてあり、アッパ水
位センサ７７により水タンク７１の満水が知られ、ロア
水位センサ７８により水タンク７１の水の不足が知られ
るようになっている。また水タンク７１にはドレーンバ
ルブ７９が設けてあり、アッパ水位センサ７７が上限水
位を検知すると開き、水タンク７１内の余分な水を排出
するようになっている。
【００２４】コンピュータ８１には、クランク角センサ
等のエンジン回転数センサ８２により検出されたエンジ
ン回転数の検出信号が入力するようになっている。また
スロットル開度センサ８３からスロットル開度の検出信
号が入力しエンジンの負荷を検出するようになってい
る。またエンジン水温センサ８４からエンジン冷却水温
度の検出信号が入力するようになっている。
等のエンジン回転数センサ８２により検出されたエンジ
ン回転数の検出信号が入力するようになっている。また
スロットル開度センサ８３からスロットル開度の検出信
号が入力しエンジンの負荷を検出するようになってい
る。またエンジン水温センサ８４からエンジン冷却水温
度の検出信号が入力するようになっている。
【００２５】またコンピュータ８１は、水噴射マップを
記憶し、これによりエンジン回転数および負荷に基づい
て水噴射弁６、ヒータ７４の作動を決定するようになっ
ている。図２は水噴射マップの一例を示すもので、エン
ジン回転数（Ｎe ）、負荷（Ｔ）の値に応じ、回転数お
よび負荷が低い領域では、水を噴霧しない「噴射せず」
と、エンジン回転数および負荷が高い領域では、ヒータ
７４をオフして水を噴霧する「噴射」と、その境界領域
では、噴射時にヒータ７４をオンし加熱した水を噴霧す
る「水加熱噴射」と決定される。
記憶し、これによりエンジン回転数および負荷に基づい
て水噴射弁６、ヒータ７４の作動を決定するようになっ
ている。図２は水噴射マップの一例を示すもので、エン
ジン回転数（Ｎe ）、負荷（Ｔ）の値に応じ、回転数お
よび負荷が低い領域では、水を噴霧しない「噴射せず」
と、エンジン回転数および負荷が高い領域では、ヒータ
７４をオフして水を噴霧する「噴射」と、その境界領域
では、噴射時にヒータ７４をオンし加熱した水を噴霧す
る「水加熱噴射」と決定される。
【００２６】なお図例ではＮe ≦（最高出力回転数）／
３を低回転と、（最高出力回転数）／３＜Ｎe ≦（最高
出力回転数）×２／３を中回転と、（最高出力回転数）
×２／３＜Ｎe ≦（最高出力回転数）を高回転とし、Ｔ
≦（エンジン回転数に対する最大トルク）／３を低負荷
と、（エンジン回転数に対する最大トルク）／３＜Ｔ≦
（エンジン回転数に対する最大トルク）×２／３を中負
荷と、（エンジン回転数に対する最大トルク）×２／３
＜Ｔ≦（エンジン回転数に対する最大トルク）を高負荷
として３つの領域に分類しているが、エンジン回転数お
よび負荷を分類する境界値はこれに限定されるものでは
ない。
３を低回転と、（最高出力回転数）／３＜Ｎe ≦（最高
出力回転数）×２／３を中回転と、（最高出力回転数）
×２／３＜Ｎe ≦（最高出力回転数）を高回転とし、Ｔ
≦（エンジン回転数に対する最大トルク）／３を低負荷
と、（エンジン回転数に対する最大トルク）／３＜Ｔ≦
（エンジン回転数に対する最大トルク）×２／３を中負
荷と、（エンジン回転数に対する最大トルク）×２／３
＜Ｔ≦（エンジン回転数に対する最大トルク）を高負荷
として３つの領域に分類しているが、エンジン回転数お
よび負荷を分類する境界値はこれに限定されるものでは
ない。
【００２７】上記ＥＧＲシステムの作動を説明する。上
記気筒のサイクルに対応してバキューム弁３２が開閉制
御され、ＥＧＲ作動が行われる。このときＥＧＲ排気バ
イパス２を流れる排気ガスはＥＧＲクーラ４において冷
却され、そのとき排気ガスから凝縮する水が水貯留部２
２に貯められる。
記気筒のサイクルに対応してバキューム弁３２が開閉制
御され、ＥＧＲ作動が行われる。このときＥＧＲ排気バ
イパス２を流れる排気ガスはＥＧＲクーラ４において冷
却され、そのとき排気ガスから凝縮する水が水貯留部２
２に貯められる。
【００２８】図３はコンピュータ８１の、上記ＥＧＲ作
動の制御に付随して行われれる本発明の特徴部分の制御
を示すフローチャートで、ＩＧオン（ステップＳ１０
１）でスタート（ステップＳ１０２）する。ステップＳ
１０３〜Ｓ１０６は上記気筒のサイクルに対応した制御
周期で入力するエンジン回転数、負荷、エンジン冷却水
温等に基づいて上記制御周期ごとに実行される。ステッ
プＳ１０３では水噴射の必要があるかどうかを判定す
る。ステップＳ１０３においてエンジン冷却水温が６０
°Ｃ以上であり、かつエンジン回転数、負荷の値が水噴
射マップの「噴射せず」に該当しなければ、ステップＳ
１０４に進む。
動の制御に付随して行われれる本発明の特徴部分の制御
を示すフローチャートで、ＩＧオン（ステップＳ１０
１）でスタート（ステップＳ１０２）する。ステップＳ
１０３〜Ｓ１０６は上記気筒のサイクルに対応した制御
周期で入力するエンジン回転数、負荷、エンジン冷却水
温等に基づいて上記制御周期ごとに実行される。ステッ
プＳ１０３では水噴射の必要があるかどうかを判定す
る。ステップＳ１０３においてエンジン冷却水温が６０
°Ｃ以上であり、かつエンジン回転数、負荷の値が水噴
射マップの「噴射せず」に該当しなければ、ステップＳ
１０４に進む。
【００２９】ステップＳ１０４において、ロア水位セン
サ７８により水位が下限水位を上回っていると検知され
れば、水タンク７１の水量十分と判断してステップＳ１
０５に進む。
サ７８により水位が下限水位を上回っていると検知され
れば、水タンク７１の水量十分と判断してステップＳ１
０５に進む。
【００３０】ステップＳ１０５ではエンジン回転数、負
荷の値に応じて水噴射マップより「水加熱噴射」または
「噴射」のいずれかを読み込む。
荷の値に応じて水噴射マップより「水加熱噴射」または
「噴射」のいずれかを読み込む。
【００３１】続くステップＳ１０６では、ＩＧがオフか
どうかが判定される。ＩＧがオンすなわち機関作動中で
あればステップＳ１０３に戻る。
どうかが判定される。ＩＧがオンすなわち機関作動中で
あればステップＳ１０３に戻る。
【００３２】さてステップＳ１０５において読み込まれ
たのが「噴射」の場合には、水ポンプ７３が作動して吸
気管１５内に水が噴霧される。噴霧のタイミングは各シ
リンダヘッド１２の吸気弁の閉弁時に行うのがよい。噴
霧された水は、吸気ポート１３に向かう吸気中に均一に
拡散し、吸気から奪熱して気化する。この水の奪熱作用
により吸気または排気バイパス２から還流する排気ガス
は冷却される。還流する排気ガスはまた、ＥＧＲクーラ
４により冷却されている。しかして吸気、還流排気ガス
の体積が縮小して新気の充填効率が高められ、ＰＭの排
出量が抑えられる。
たのが「噴射」の場合には、水ポンプ７３が作動して吸
気管１５内に水が噴霧される。噴霧のタイミングは各シ
リンダヘッド１２の吸気弁の閉弁時に行うのがよい。噴
霧された水は、吸気ポート１３に向かう吸気中に均一に
拡散し、吸気から奪熱して気化する。この水の奪熱作用
により吸気または排気バイパス２から還流する排気ガス
は冷却される。還流する排気ガスはまた、ＥＧＲクーラ
４により冷却されている。しかして吸気、還流排気ガス
の体積が縮小して新気の充填効率が高められ、ＰＭの排
出量が抑えられる。
【００３３】また噴霧された水および還流排気ガス中の
二酸化炭素の熱容量により最高燃焼温度の上昇が抑制さ
れ、ＮＯx の排出が抑制される。
二酸化炭素の熱容量により最高燃焼温度の上昇が抑制さ
れ、ＮＯx の排出が抑制される。
【００３４】このＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラ４
に加えて、噴霧される水により吸気または還流する排気
ガスを冷却するので、ＥＧＲクーラ４は冷却能力が特に
高くなくとも新気の充填効率が高められる。したがって
ＥＧＲクーラ４において発生する凝縮水も発生量が抑え
られ、水貯留部２２に貯まらずに排気ガス流に流されて
ＥＧＲ排気バイパス２の内壁面を伝わり、吸気管１５に
達する水は僅かな量に抑えられる。
に加えて、噴霧される水により吸気または還流する排気
ガスを冷却するので、ＥＧＲクーラ４は冷却能力が特に
高くなくとも新気の充填効率が高められる。したがって
ＥＧＲクーラ４において発生する凝縮水も発生量が抑え
られ、水貯留部２２に貯まらずに排気ガス流に流されて
ＥＧＲ排気バイパス２の内壁面を伝わり、吸気管１５に
達する水は僅かな量に抑えられる。
【００３５】また水噴射弁６により噴霧される水の量は
ＥＧＲクーラ４による冷却を補う量でよいから大量の水
は必要ない。したがって噴霧した水は吸気からの奪熱で
十分に気化し上記燃焼室内に吸い込まれてもピストンリ
ングの磨耗等の不具合は生じない。
ＥＧＲクーラ４による冷却を補う量でよいから大量の水
は必要ない。したがって噴霧した水は吸気からの奪熱で
十分に気化し上記燃焼室内に吸い込まれてもピストンリ
ングの磨耗等の不具合は生じない。
【００３６】ステップＳ１０５において読み込まれたの
が「水加熱噴射」の場合には、水ポンプ７３とともにヒ
ータ７４が作動して給水管７２を流れる水が加熱され、
吸気管１５内に高温の水が噴霧される。しかしてエンジ
ン回転数および負荷が、「噴射」時よりも低くエンジン
１全体の温度が低くとも水の気化が容易に行われ、水が
霧滴の状態で上記燃焼室内に吸い込まれることが防止さ
れる。
が「水加熱噴射」の場合には、水ポンプ７３とともにヒ
ータ７４が作動して給水管７２を流れる水が加熱され、
吸気管１５内に高温の水が噴霧される。しかしてエンジ
ン回転数および負荷が、「噴射」時よりも低くエンジン
１全体の温度が低くとも水の気化が容易に行われ、水が
霧滴の状態で上記燃焼室内に吸い込まれることが防止さ
れる。
【００３７】ステップＳ１０６において、ＩＧがオフす
なわち機関停止であればステップＳ１０７に進み、貯水
バルブ７６が開かれＥＧＲクーラ４の排気ガス冷却時に
凝縮した水が貯水管７５を通って水タンク７１に貯めら
れ、次の運転時の噴霧用として用いられる。上記のごと
く大量の水を要しないから吸気管１５内への噴霧用の水
はＥＧＲクーラ４による凝縮水で十分賄い得る。
なわち機関停止であればステップＳ１０７に進み、貯水
バルブ７６が開かれＥＧＲクーラ４の排気ガス冷却時に
凝縮した水が貯水管７５を通って水タンク７１に貯めら
れ、次の運転時の噴霧用として用いられる。上記のごと
く大量の水を要しないから吸気管１５内への噴霧用の水
はＥＧＲクーラ４による凝縮水で十分賄い得る。
【００３８】ステップＳ１０３においてエンジン冷却水
温が６０°Ｃ以下か、またはエンジン回転数、負荷の値
が「噴射せず」に該当した場合はステップＳ１０３に戻
り、次の制御周期にステップＳ１０３が実行される。
温が６０°Ｃ以下か、またはエンジン回転数、負荷の値
が「噴射せず」に該当した場合はステップＳ１０３に戻
り、次の制御周期にステップＳ１０３が実行される。
【００３９】またステップＳ１０４においてロア水位セ
ンサ７８により水タンク７１の水位は下限水位以下であ
ると検知された場合にはステップＳ１０３に戻り、次の
制御周期にステップＳ１０３が実行される。
ンサ７８により水タンク７１の水位は下限水位以下であ
ると検知された場合にはステップＳ１０３に戻り、次の
制御周期にステップＳ１０３が実行される。
【００４０】なお水噴射弁６は吸気管１５に設けるので
はなく、ＥＧＲ排気バイパス２の、ＥＧＲクーラ４より
も下流部に設け、ＥＧＲ排気バイパス２内に水が噴霧さ
れるようにしてもよい。ＥＧＲ排気バイパス２を流れる
排気ガスはＥＧＲクーラ４を通過しても、通常、吸気よ
りも高温であるから水の気化が良好に行われる。
はなく、ＥＧＲ排気バイパス２の、ＥＧＲクーラ４より
も下流部に設け、ＥＧＲ排気バイパス２内に水が噴霧さ
れるようにしてもよい。ＥＧＲ排気バイパス２を流れる
排気ガスはＥＧＲクーラ４を通過しても、通常、吸気よ
りも高温であるから水の気化が良好に行われる。
【００４１】また水の噴霧量や雰囲気温度等によっては
ヒータ７４は省略した構成とすることもできる。
ヒータ７４は省略した構成とすることもできる。
【００４２】水はＥＧＲクーラ４において凝縮した水を
回収して貯めるのではなく、メンテナンス時等に水タン
ク７１に蒸留水等を補給する構成でもよい。
回収して貯めるのではなく、メンテナンス時等に水タン
ク７１に蒸留水等を補給する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ガス再循環システムを適用した内
燃機関の概略構成図である。
燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の排気ガス再循環システムの作動を説明
するマップである。
するマップである。
【図３】本発明の排気ガス再循環システムの作動を説明
するフローチャートである。
するフローチャートである。
１ エンジン（内燃機関） １５ 吸気管 ２ ＥＧＲ排気バイパス（排気ガス導管） ３１ ＥＧＲ弁 ４ ＥＧＲクーラ（クーラー手段） ６ 水噴射弁（水噴霧手段） ７ 水供給部（水供給手段） ７１ 水タンク ７４ ヒータ（加熱手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/022 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関から排出される排気ガスの一部
を排気ガス導管を介して吸気系に再循環せしめる排気ガ
ス再循環システムであって、上記排気ガス導管の途中に
これを流れる排気ガスを冷却するクーラ−手段を設けた
排気ガス再循環システムにおいて、排気ガス導管のクー
ラ−手段よりも下流部もしくは吸気管内に水を噴霧する
水噴霧手段と、水噴霧手段に水を供給する水供給手段と
を具備することを特徴とする排気ガス再循環システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の排気ガス再循環システム
において、上記水供給手段は、上記クーラ−手段の排気
ガス冷却時に発生する凝縮水を貯える水タンクを有し、
これに貯えられた水を上記水噴霧手段に供給する構成と
した排気ガス再循環システム。 - 【請求項３】 請求項１または２いずれか記載の排気ガ
ス再循環システムにおいて、上記水供給手段に、内燃機
関の回転数および内燃機関の負荷がそれぞれの予め設定
した所定値以下のとき、上記水噴霧手段に供給される水
を加熱する加熱手段を具備せしめた排気ガス再循環シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256089A JPH1182182A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 排気ガス再循環システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256089A JPH1182182A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 排気ガス再循環システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182182A true JPH1182182A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17287746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256089A Withdrawn JPH1182182A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 排気ガス再循環システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182182A (ja) |
Cited By (23)
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-
1997
- 1997-09-04 JP JP9256089A patent/JPH1182182A/ja not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |