JP2522751Y2 - 排気再循環装置 - Google Patents

排気再循環装置

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JP2522751Y2
JP2522751Y2 JP3165791U JP3165791U JP2522751Y2 JP 2522751 Y2 JP2522751 Y2 JP 2522751Y2 JP 3165791 U JP3165791 U JP 3165791U JP 3165791 U JP3165791 U JP 3165791U JP 2522751 Y2 JP2522751 Y2 JP 2522751Y2
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gas recirculation
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valve
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、エンジンからの排気を
吸気と共に再度エンジン燃焼室側へ戻すべく、排気通路
と吸気通路との間に排気還流弁付きの排気還流通路が介
装されるとともに、該排気還流弁の開度を制御するため
の排気還流弁制御手段とをそなえた排気再循環装置(E
GR装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両等に搭載のエンジンで
は、排気中のNOxを減らすため、排気の一部を吸気中
に戻すEGR装置が提供されている。かかるEGR装置
はたとえば図9に示すような構成となっている。すなわ
ち、多気筒エンジンにおける気筒1の燃焼室2へは上流
部にエアクリーナ3を有する吸気通路4が吸気マニホル
ド4aを経由し図示しない吸気弁を介して接続されてお
り、また燃焼室2には排気弁5を介し排気マニホルド6
aを経由して排気通路6が接続されている。
【0003】そして、吸気通路4と排気通路6との間に
は、再循環排気(EGRガス)を吸気系へ導入するため
の排気還流通路(EGR通路)7が接続されており、こ
のEGR通路7の吸気通路4への接続部分にEGRガス
の導入をコントロールする圧力応動型排気還流弁(EG
R弁)8が設けられている。このEGR弁8の圧力応動
室8aには、電子制御ユニット(ECU)9にて作動さ
れる第1制御弁(デューティソレノイドバルブ)10お
よび第2制御弁(通路切替ソレノイドバルブ)11を経
由して、オルタネータ12付きバキュームポンプ13か
らの負圧と大気圧とを調圧した制御圧を送るための制御
圧供給通路17,17a,17cが接続されている。
【0004】さらに、ECU9は、水温センサ14から
のエンジン冷却水温,エンジン回転速度センサ15より
のエンジン回転速度,燃料噴射ポンプ16よりの噴射ポ
ンプレバー開度等の検知信号に基づいて、第1,第2制
御弁10,11への制御信号を作成するようになってい
る。
【0005】そして、ECU9にて作動される第1制御
弁(デューティソレノイドバルブ)10によって負圧と
大気圧とを調圧された制御圧(EGR制御圧)が、同じ
くECU9にて作動される第2制御弁(通路切替ソレノ
イドバルブ)11を経由し、そのON,OFFにより絞
りAを有する通路17bを通るか、絞りのない通路17
aを通るかして、EGR弁8に送られ、これによってE
GR弁8に急速制御あるいはデューティ制御を行なわせ
るようにしている。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなEGR装置を有する車両が、例えば、エンジンの
始動時においてそれが冬季とか寒冷地など外気温の低い
環境下で運転されるとき、エンジンは未だ温まっていな
いので、このような状態では燃料の燃焼温度が低くHC
の発生が多くなって排気中に多くの白煙の混入がみられ
る。また、車両が高地など空気の希薄な環境下で運転さ
れるとき、空気の燃料に対する比率が低いので、このよ
うな状態では燃料は不完全燃焼を起こし排気中に多くの
黒鉛(けむり)が混入するようになってくるもので、こ
れらは何れも正常な燃焼が行なわれていないものであ
る。
【0007】本考案は、このような課題に鑑み創案され
たもので、排気還流弁の制御手段に白煙対策用制御手段
と高地対策用制御手段とを備えることにより、外気温の
低い場合及び空気が希薄な場合などに対応して適切な排
気還流を行なえるようにした、排気再循環装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本考案の排気再循環装置は、エンジンからの排気を
吸気と共に再度エンジン燃焼室側へ戻すべく、排気通路
と吸気通路との間に排気還流弁付きの排気還流通路が介
装されるとともに、該排気還流弁の開度を制御するため
の排気還流弁制御手段をそなえた排気再循環装置におい
て、該排気還流弁制御手段が、外気温度およびエンジン
冷却水温が共に低い場合に、該排気還流弁を開いて排気
還流を行なわせる白煙対策用制御手段と、該排気還流弁
の開度を空気過剰率に応じて制御する高地対策用制御手
段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【0009】
【作用】上述の本考案の排気再循環装置では、外気温度
及びエンジン冷却水温が共に低い場合に、白煙対策用制
御手段が排気還流弁を開いて排気を還流させることによ
り、白煙対策用制御を行なう。また、高地など空気が希
薄な場合でも、高地対策用制御手段が空気過剰率の変化
に応じて排気還流弁開度を調整することにより、高地対
策用制御を行なう。
【0010】
【実施例】以下、図面により、本考案の実施例について
説明すると、図1〜図8は本考案の一実施例としての排
気再循環装置を示すもので、図1は本装置のECUの機
能構成を示すブロック図、図2は本装置の全体構成図、
図3は本装置の白煙対策用制御手段のブロック図、図4
は本装置の高地対策用制御手段のブロック図、図5は本
装置の制御動作を説明するためのフローチャート、図6
はEGR制御領域を説明するグラフ、図7は外気温と基
本EGR弁開度との関係を示すグラフ、図8は空気過剰
率と補正EGR弁開度との関係を示すグラフであり、図
1〜図8中、図9と同じ符号はほぼ同様の部分を示して
いる。
【0011】さて、図2において、多気筒エンジンにお
ける気筒1の燃焼室2へは吸気通路4が吸気マニホルド
4aを経由して接続されており、また燃焼室2には排気
マニホルド6aを経由して排気通路6が接続されてい
る。
【0012】そして、吸気通路4と排気通路6との間に
は、再循環排気(EGRガス)を吸気通路4へ導入する
ための排気還流通路(EGR通路)7が設けられてお
り、且つ、この排気還流通路7と吸気通路4との接続部
分には、EGRガスの導入をコントロールする圧力応動
型排気還流弁(EGR弁)8が設けられている。
【0013】この圧力応動型EGR弁8の圧力応動室8
aとオルタネータ12付きバキュームポンプ13とは、
制御圧供給通路17,17a,17cにて連結され、そ
の中間に第1制御弁(デューティソレノイドバルブ;第
1SV)10および第2制御弁(通路切替ソレノイドバ
ルブ;第2SV)11が介在されている。
【0014】第1,第2制御弁10,11は、電子制御
ユニット(ECU)9にて制御されるようになってお
り、このように第1,第2制御弁10,11を制御する
ことにより、排気還流弁(EGR弁)8が開閉制御され
るようになっている。
【0015】ECU9は、水温センサ14からのエンジ
ン冷却水温Tw、エンジン回転速度センサ15からのエ
ンジン回転速度Ne、燃料噴射ポンプ16からの噴射ポ
ンプレバー開度(燃料噴射量)q、EGR弁9のリフト
センサ21からのバルブリフト量のほか、エンジントル
クTtq、外気温度Ta、吸入空気量Go等の検知信号
に基づいて、上記第1,第2制御弁10,11への制御
信号を作成するようになっている。
【0016】そして、図1に示すように、ECU9に
は、外気温Taが所定の温度Aより低いかどうかを判断
する外気温比較手段22と、エンジン冷却水温Twが所
定の温度Bよりも低いかどうかを判断する水温比較手段
23と、外気温度Taおよびエンジン冷却水温Twが共
に低い場合(Ta<A,Tw<B)にEGR弁9を開い
て排気還流を行なわせる白煙対策用制御手段24と、E
GR弁9の開度を空気過剰率λに応じて制御する高地対
策用制御手段25と、上記の比較手段22,23の比較
結果に基づいて白煙対策用制御手段24または高地対策
用制御手段25のいずれかを選択する選択手段26とが
設けられている。
【0017】すなわち、エンジンが冬季寒冷地など外気
温の低い環境下にて運転されるときに発生する白煙への
対策(白煙対策)と、エンジンが高地など空気の薄い環
境下にて運転されるときに発生する黒煙(けむり)への
対策(高地対策)を、ECU9によりEGR弁8を制御
して対応しうるようになっている。
【0018】白煙対策用制御手段24は、図3に示すよ
うに、EGR制御領域判定手段27と基本EGR設定手
段28とスイッチ手段29とから成っている。すなわ
ち、エンジン回転数NeとエンジントルクTtqが図6
に示す所定値以下(EGR ON領域)にあることがE
GR制御領域判定手段27で判定されると、スイッチ手
段29が閉じられて、EGR弁8は基本EGR弁開度E
GRoに応じて開かれるようになっている。なお、図7
に示すように、外気温Taが低いほど、基本EGR弁開
度EGRoは大きくなるように設定されている。
【0019】これにより、EGR弁8より高温の排気が
吸気中に送られて、燃料の燃焼温度を高くし、燃焼温度
が低い場合に発生する白煙をなくすよう構成されている
ことになる。
【0020】また、高地対策用制御手段25は、図4に
示すように、空気過剰率算出手段30と補正EGR設定
手段31及び基本EGR設定手段32とこれらの加算手
段33とEGR制御領域判定手段34とスイッチ手段3
5とから成っている。即ち、この高地対策用制御手段2
5においては、空気過剰率算出手段30で、燃料噴射量
qと吸入空気量Goとにより空気過剰率λが算出され、
更に補正EGR設定手段31にて、図8のようにエンジ
ン回転数Neをパラメータとして上記空気過剰率λか
ら、補正EGR弁開度EGRaが設定される。一方、こ
れに外気温Taによる基本EGR設定手段32によって
設定された基本EGR弁開度EGRoを加算した上で、
このEGR弁開度(EGRo+EGRa)となるよう
に、EGR弁8が開かれるようになっている。
【0021】なお、EGR ON領域にあることがEG
R制御領域判定手段34で判定されると、スイッチ手段
35が閉じられて、EGR弁8はEGR弁開度EGRに
応じて開かれるようになっている。
【0022】これにより、エンジン回転数Neをパラメ
ータとした空気過剰率λとの関係で、EGR弁8の開閉
を制御することができ、これにより、空気の希薄に基づ
く不完全燃焼をなくし、黒煙(けむり)の発生をなくす
よう構成されていることになる。
【0023】つぎに、本考案による排気再循環装置の動
作を図5のフローチャートを用いて説明すると、まず、
車両が冬季などの寒冷な環境下で運転されるとき、EC
U9は、ステップA1で、外気温Taが所定の温度Aよ
り低いかどうかを外気温比較手段22にて判断し、ま
た、ステップA2にて、エンジン冷却水温Twが所定の
温度Bより低いかどうかを水温比較手段23にて判断
し、共に所定値より低くければ、選択手段26によって
白煙対策制御手段24を選択し、ステップA3へすす
む。
【0024】ステップA3では、EGR ON領域(図
6参照)であれば、EGR制御領域判定手段27によ
り、スイッチ手段29が閉となるので、EGR弁8は開
作動する。これにより、白煙対策用制御が行なわれて排
気中への白煙の発生をなくすことができる。
【0025】また、EGR OFF領域(図6参照)の
場合は、EGR弁8は閉じたままである。
【0026】一方、ステップA1,A2において、外気
温Ta、水温Twがともに所定値以上であれば、高地対
策を考慮したEGR制御が行なわれる。
【0027】すなわち、この場合は、ステップA4で、
燃料噴射量q,吸入空気量Goにより空気過剰率算出手
段30にて空気過剰率λが算出される。そして、この空
気過剰率λとエンジン回転数Neとから図8に基づき補
正EGR弁開度EGRaが補正EGR設定手段31にて
設定されるとともに、これに図7に示すように外気温に
応じて基本EGR設定手段32にて設定される基本EG
R弁開度EGRoが加算手段33にて加算されて、ステ
ップA5にて、EGR弁8が開閉制御される。これによ
り、高地においても、空気の希薄度に適応するEGR制
御が行なわれ、排気中の黒煙(けむり)の発生をなくす
ことができる。
【0028】なお、EGR OFF領域(図6参照)の
場合は、EGR弁8は閉じたままにされる。
【0029】もちろん、車両が平地など空気が希薄でな
い普通の環境下を走行するときは、演算された空気過剰
率λに応じて自動的に補正EGR弁開度EGRaが小さ
くなり、これによりほぼ基本EGR弁開度EGRoに従
って、EGR弁8が開閉制御される。この場合は、従っ
て、従来通りの通常のEGR制御が行なわれることにな
る。
【0030】上記のように本考案は、外気温及びエンジ
ン冷却水温が共に低い場合には、EGR弁8を開き排気
還流を行なわせて燃焼温度を高めることにより、HCの
発生をおさえ排気中への白煙の混入をなくすことができ
る。
【0031】また、高地など空気が希薄な場合には、E
GR弁8の開度を空気過剰率に応じて制御する排気還流
を行なわせて、燃料の不完全燃焼をなくすことができ、
これにより、排気中に不完全燃焼に伴う黒煙(けむり)
の発生をなくすことができる。
【0032】
【考案の効果】以上詳述したように、本考案の排気再循
環装置によれば、エンジンからの排気を吸気と共に再度
エンジン燃焼室側へ戻すべく、排気通路と吸気通路との
間に排気還流弁付きの排気還流通路が介装されるととも
に、排気還流弁の開度を制御するための排気還流弁制御
手段をそなえた排気再循環装置において、排気還流弁制
御手段が、外気温度およびエンジン冷却水温が共に低い
場合に、排気還流弁を開いて排気還流を行なわせる白煙
対策用制御手段と、排気還流弁の開度を空気過剰率に応
じて制御する高地対策用制御手段とをそなえて構成され
ているので、寒冷地でのエンジン始動時のように、外気
温およびエンジン冷却水温が共に低い場合には排気還流
弁を開いて排気還流を行ない白煙対策用の制御を行なわ
せることができるとともに、高地など空気の希薄な場合
には排気還流弁の開度を空気過剰率に応じて、高地対策
用の制御を行なわせることができ、これにより通常のE
GR制御に加えて幅広いEGR制御をその状況に合わせ
て適正に行ない得る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例における電子制御ユニット
(ECU)の機能構成ブロック図である。
【図2】本考案の一実施例としての排気再循環装置の全
体構成図である。
【図3】本装置の一実施例としての白煙対策用制御手段
のブロック図である。
【図4】本装置の一実施例としての高地対策用制御手段
のブロック図である。
【図5】本装置の制御動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図6】EGR制御領域を説明するグラフである。
【図7】外気温と基本EGR弁開度との関係を示すグラ
フである。
【図8】空気過剰率と補正EGR弁開度との関係を示す
グラフである。
【図9】従来例を示す排気再循環装置の全体構成図であ
る。
【符号の説明】
1 気筒 2 燃焼室 3 エアクリーナ 4 吸気通路 4a 吸気マニホルド 5 排気弁 6 排気通路 6a 排気マニホルド 7 排気還流通路 8 圧力応動型排気還流弁(EGR弁) 9 電子制御ユニット(ECU) 10 第1制御弁 11 第2制御弁 12 オルタネータ 13 バキュームポンプ 14 水温センサ 15 エンジン回転速度センサ 16 燃料噴射ポンプ 17,17a,17b,17c 制御圧供給通路 21 リフトセンサ 22 外気温比較手段 23 水温比較手段 24 白煙対策用制御手段 25 高地対策用制御手段 26 選択手段 27 EGR制御領域判定手段 28,32 基本EGR設定手段 29 スイッチ手段 30 空気過剰率算出手段 31 補正EGR設定手段 33 加算手段 34 EGR制御領域判定手段 35 スイッチ手段

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンからの排気を吸気と共に再度エ
    ンジン燃焼室側へ戻すべく、排気通路と吸気通路との間
    に排気還流弁付きの排気還流通路が介装されるととも
    に、該排気還流弁の開度を制御するための排気還流弁制
    御手段をそなえた排気再循環装置において、該排気還流
    弁制御手段が、外気温度およびエンジン冷却水温が共に
    低い場合に、該排気還流弁を開いて排気還流を行なわせ
    る白煙対策用制御手段と、該排気還流弁の開度を空気過
    剰率に応じて制御する高地対策用制御手段とをそなえて
    構成されたことを特徴とする、排気再循環装置。
JP3165791U 1991-04-09 1991-04-09 排気再循環装置 Expired - Lifetime JP2522751Y2 (ja)

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JPH04119349U JPH04119349U (ja) 1992-10-26
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