JP2560352B2 - 排気ガス再循環制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排気ガス再循環（EGR）制御装置に関し、特
に過給機付エンジン等の排気ガスをエンジンの吸気側に
再循環させる排気ガス再循環制御装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

NOxの低減を目的とする排気ガス再循環制御装置は、
従来より第４図に示すように、ディーゼルエンジン等の
エンジン１の排気マニホールド３から吸気マニホールド
２へ、排気ガス再循環弁５が設けられた排気ガス再循環
管４により排気ガスが再循環されるようになっている。

この場合、排気ガスを再循環させない通常の運転の殆
どが吸気圧力＞排気圧力の関係にあるため、第４図に示
すようにエンジン１に過給機（ターボチャージャー）６
が付けられていると、排気ガス再循環を行う場合には、
排気側から吸気側に再循環ガスを流すのに「吸気圧力＜
排気圧力」なる関係が必要であり、このために従来より
次の手段が講じられていた。

排気絞り弁７で排気を絞って排気圧力を上げるか、或
いは、吸気絞り弁８で吸気を絞り吸気圧力を下げる。

過給機６のコンプレッサ（図示せず）入口側の吸気圧
力の低い部分に再循環管を接続して排気ガスを再循環さ
せる。

特開昭55−156243号公報に示されるように電気モータ
や軸出力によりポンプを駆動して排気ガスを吸気側に圧
入して再循環させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

排気ガス再循環に必要な「吸気圧力＜排気圧力」なる
関係を得るために上記のような従来の手段ではそれぞれ
次のような問題点があった。

排気又は吸気を絞るため、エンジンのポンプ損失が増
加し、出力・燃費を低下させる。

コンプレッサの入口側に排気ガスを流入させると、コ
ンプレッサを排気ガスのミストで汚してしまい、コンプ
レッサの性能・耐久性を大きく劣化させる。

ポンプによる圧入は、ポンプ駆動エネルギーが必要で
あり、やはり出力・燃費を低下させてしまう。

従って、本願発明の目的は、出力・燃費を低下させる
こと無く排気ガスの再循環させることができる制御装置
を提供することに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する手段として、本発明に係る排
気ガス再循環制御装置においては、過給機付エンジンの
回転数センサ及び負荷センサと、排気系の一部をバイパ
スするバイパス管と、該排気系と吸気系とを接続する排
気ガス再循環管と、該バイパス管及び再循環管にそれぞ
れ設けられた再循環用過給機のタービン及びコンプレッ
サ並びに第１及び第２の制御弁と、両センサの出力に基
づき第１及び第２の制御弁を制御して排気ガス再循環を
行う制御手段と、を備えている。

〔作用〕

本発明においては、各センサから出力されるエンジン
の回転数及び負荷を制御手段が入力し、制御手段はこれ
らのデータを基に排気ガス再循環の可否を決定し、再循
環を行う場合には、バイパス管及び排気ガス再循環管に
それぞれ設けられた第１及び第２の制御弁を制御する。
この時、過給機はバイパス管及び再循環管に設けられて
いるので、バイパス管を流れる排気ガスにより過給機の
タービンを回しこれによりそのコンプレッサを回す。従
って、再循環管における排気ガスはコンプレッサによっ
て圧力が高められて吸気系に圧入される。

このようにして、排気系及び吸気系に直接影響を与え
ずに排気圧力＞吸気圧力の関係をもたらし、排気ガスの
再循環を行うことができる。

〔実 施 例〕

以下、本願発明に係る排気ガス再循環制御装置の実施
例を説明する。

第１図は、本発明によりエンジンの排気ガス再循環制
御を行う装置のハードウェアシステム構成を示してお
り、図において第５図と同じ部分には同じ符号を付して
あり、その説明は省略する。10は吸気管、11は排気管、
12は排気管11から吸気管10に接続されて排気ガスを吸気
側に戻すための排気ガス再循環管、13は排気管11の一部
をバイパスする（この実施例では、過給機６のタービン
6aをもバイパスしている）バイパス管、14はバイパス管
13の側に設けられたタービン14aと再循環管12の側に設
けられたコンプレッサ14bとで構成された排気ガス再循
環用の過給機、15は再循環管12に設けられて排気ガス再
循環を行わないときに吸入空気の逆流を防ぐ制御弁とし
てのオン／オフ弁、16はバイパス管13に設けられた別の
制御弁としての流量制御弁、17はエンジン１の回転数を
検出する回転数センサ、18はエンジン１の負荷（通常、
アクセル位置でよいが、図示の実施例ではディーゼルエ
ンジンを用いた場合の燃料噴射ポンプのラック位置）を
検出する負荷センサ、19は制御手段としてのコントロー
ラでROM及びRAMから成るメモリを内蔵するもので、セン
サ17、18からの出力信号に基づいて弁15、16を制御す
る。

第２図は、第１図のハードウェア構成を用いて実行さ
れるコントローラ19に格納されたプログラムのフローチ
ャートの一実施例を示すものであり、以下、第２図のフ
ローチャートを参照しながら第１図に示した本発明の排
気ガス再循環制御装置の動作を説明する。

コントローラ19は、エンジン１の回転数センサ17及び
負荷センサ18の出力信号を入力する（第２図のステップ
S1、S2）。

この後、現在のエンジン回転数及び負荷が排気ガス再
循環を行うべき状態を示しているか否かを判定する（同
ステップS3）。この判定に際しては、コントローラ19に
第３図に示す特性マップが記憶されており、このマップ
に示す斜線部分の何れかにエンジン回転数と負荷が入れ
ば排気ガス再循環領域と判定され、この斜線部分の何れ
にも属さない領域に当たる場合には、排気ガスの再循環
は行わない。

排気ガスの再循環を行うことが決定された後は、バイ
パス管13に設けられている流量制御弁16の開度を所定値
だけ開ける（同ステップS4）。この所定開度について
は、第３図に示す特性マップを参照し、上記のエンジン
回転数と負荷により図示の如く全開、半開、1/3開、全
閉等の開度制御を行う。

このように制御弁16の開度を制御することにより、排
気ガスの一部を過給機14のタービン14a側に流してター
ビン14aを回転させるための仕事量を調節する。

これにより、この過給機14のコンプレッサ14bが回転
し、再循環管12を経由して排気ガスを吸気管10の側に再
循環させようとする。

このため、コントローラ19は、排気ガス再循環管12に
設けられているオン／オフ弁15をオン、即ち全開又は所
定開度（排気ガスの再循環を充分達成できるような開
度）に制御する（同ステップS5）。これにより、排気圧
力＞吸気圧力の関係が保たれて排気ガスの再循環が行わ
れる。

尚、排気ガス再循環制御を行わない場合は、２つの弁
15、16は全閉にしておき、通常の過給機付エンジンとし
て運転する。

上記の実施例では、排気ガス再循環管12の出口を過給
機６のコンプレッサ6aの出口側の過給圧の高い所に設け
れば、排気ガスによるコンプレッサやインタークーラー
等の汚れがなくなり、耐久性も向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、本願発明に係る排気ガス再循環制御装
置では、排気ガス再循環用の過給機を別途に設け、この
場合の排気ガス再循環を排気管及び吸気管とは別にそれ
ぞれ設けたバイパス管及び再循環管によって行ったの
で、排気及び吸気を絞らずに済みエンジンのポンプ損失
の増加がなく、また軸出力や電気モータを使用すること
がないので、出力の低下及び燃費の悪化を防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る排気ガス再循環制御装置のハー
ドウェア構成を示す図、 第２図は、本発明に係る排気ガス再循環制御装置の動作
の一実施例を示すプログラムのフローチャート図、 第３図は、エンジン回転数と負荷の、排気ガス再循環に
関する特性マップを示すグラフ図、 第４図は、従来の排気ガス再循環制御装置を示す系統
図、である。 第１図において、１はエンジン、10は吸気管、11は排気
管、12は排気管再循環管、13はバイパス管、14は過給
機、14aはタービン、14bはコンプレッサ、15はオン／オ
フ弁、16は流量制御弁、17は回転数センサ、18は負荷セ
ンサ、19はコントローラ、を示す。 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過給機付エンジンの回転数センサ及び負荷
   センサと、排気系の一部をバイパスするバイパス管と、
   該排気系と吸気系とを接続する排気ガス再循環管と、該
   バイパス管及び再循環管にそれぞれ設けられた再循環用
   過給機のタービン及びコンプレッサ並びに第１及び第２
   の制御弁と、両センサの出力により該第１及び第２の制
   御弁を制御して排気ガス再循環を行う制御手段と、を備
   えたことを特徴とする排気ガス再循環制御装置。