JP2582972B2 - Exhaust recirculation system for diesel engine - Google Patents

Exhaust recirculation system for diesel engine

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JP2582972B2 JP3295903A JP29590391A JP2582972B2 JP 2582972 B2 JP2582972 B2 JP 2582972B2 JP 3295903 A JP3295903 A JP 3295903A JP 29590391 A JP29590391 A JP 29590391A JP 2582972 B2 JP2582972 B2 JP 2582972B2
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英二 相吉澤
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
還流装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an exhaust gas recirculation system for a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル機関に備えられる排気還流装
置は、運転状態に応じて不活性である排気ガスの一部を
吸気系に還流させることにより、燃焼時の最高温度を下
げてNOxの生成を少なくするようになっている(特開
昭58−72665号公報、同61−55358号公
報、同61−205345号公報、参照)。
2. Description of the Related Art An exhaust gas recirculation device provided in a diesel engine recirculates a part of exhaust gas, which is inactive according to an operation state, to an intake system, thereby lowering the maximum temperature during combustion to generate NOx. (See JP-A-58-72665, JP-A-61-55358, and JP-A-61-205345).

【0003】一方で、排気通路に耐熱性フィルタ構造の
トラップを備えて排気ガス中に含まれるカーボン等の微
粒子であるパーティキュレートを捕集するディーゼル機
関があり、トラップに捕集されたパーティキュレートを
所定時期に燃焼させる再生装置を備え、パーティキュレ
ートの堆積により排気圧力が過度に上昇しないようにな
っている。
On the other hand, there is a diesel engine provided with a trap having a heat-resistant filter structure in an exhaust passage to collect particulates such as carbon particles contained in exhaust gas. A regenerator for burning at a predetermined time is provided to prevent the exhaust pressure from excessively increasing due to the accumulation of particulates.

【0004】このトラップ再生装置として、例えば特開
昭58−51235号公報に開示されたものは、吸気通
路に吸気絞り弁が介装され、所定時期に吸気絞り弁の開
度を減らすように構成されており、吸入空気量が減少す
ることにより排気ガスの温度が上昇し、排気ガスの熱で
トラップに捕集されたパーティキュレートが再燃焼する
ようになっている。
[0004] As this trap regeneration device, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-51235 has an intake throttle valve interposed in an intake passage so as to reduce the opening of the intake throttle valve at a predetermined time. The temperature of the exhaust gas rises due to a decrease in the intake air amount, and the particulate matter collected in the trap is reburned by the heat of the exhaust gas.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のトラップ再生装置を備えるディーゼル機関において、
トラップの再生時に減速運転が行われると、燃料の供給
が止められるため、燃焼が行われずに筒内から排気通路
に流出する排気ガスの温度が低下し、トラップの温度が
低下して再生ができなくなる可能性が考えられた。
However, in a diesel engine equipped with this type of trap regeneration device,
If the deceleration operation is performed during regeneration of the trap, the supply of fuel is stopped, so that the temperature of the exhaust gas flowing out of the cylinder to the exhaust passage without combustion is reduced, and the temperature of the trap is reduced to enable regeneration. The possibility of disappearing was considered.

【0006】本発明は上記の問題点に着目し、減速時に
トラップの温度低下を防止することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to prevent the temperature of the trap from lowering during deceleration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第一の発明は、図1に示
すように、機関の吸気通路1と排気通路2とを結ぶ排気
還流通路3と、この排気還流通路3に介装される排気還
流制御弁4と、同じく排気還流通路3の合流部より上流
側の前記吸気通路2に介装される吸気絞り弁8と、機関
の運転条件を検出する手段91と、検出された運転条件
に基づき前記排気還流制御弁4および吸気絞り弁8を介
して排気還流量を制御する手段92とを備えるディーゼ
ル機関の排気還流装置において、排気通路2に介装され
排気中のパーティキュレートを捕集するトラップ9と、
検出された運転条件に基づきこのトラップ9の再生時に
前記吸気絞り弁8の開度を絞る再生手段93と、燃料の
供給が停止される減速運転時を判定して前記吸気絞り弁
8の開度を絞るとともに前記排気還流制御弁4を全開に
する減速時制御手段94とを備える。
According to a first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, an exhaust gas recirculation passage 3 that connects an intake passage 1 and an exhaust gas passage 2 of an engine, and is interposed in the exhaust gas recirculation passage 3. An exhaust gas recirculation control valve 4, an intake throttle valve 8 interposed in the intake passage 2 upstream of the junction of the exhaust gas recirculation passage 3, a means 91 for detecting operating conditions of the engine, and the detected operating conditions And a means 92 for controlling the amount of exhaust gas recirculation via the exhaust gas recirculation control valve 4 and the intake throttle valve 8 based on the exhaust gas recirculation control valve 4 and the exhaust gas recirculation device. Trap 9
Regenerating means 93 for reducing the opening of the intake throttle valve 8 during regeneration of the trap 9 based on the detected operating conditions, and determining the opening of the intake throttle valve 8 by determining the time of deceleration operation in which fuel supply is stopped. And a deceleration control means 94 for fully opening the exhaust gas recirculation control valve 4.

【0008】第二の発明は、図2に示すように、前記排
気通路2の前記トラップ9より上流側に介装される排気
絞り弁55を備え、前記減速時制御手段94は燃料供給
が停止される減速運転状態を判定して前記吸気絞り弁8
の開度を絞るとともに前記排気還流制御弁4を全開に
し、かつ排気絞り弁55の開度を絞る構成とする。
As shown in FIG. 2, the second invention has an exhaust throttle valve 55 interposed upstream of the trap 9 in the exhaust passage 2, and the deceleration control means 94 stops the fuel supply. The throttle operation of the intake throttle valve 8 is determined.
, The exhaust gas recirculation control valve 4 is fully opened, and the opening of the exhaust throttle valve 55 is reduced.

【0009】[0009]

【作用】トラップ9の非再生時は、排気還流制御手段9
2で算出された制御値により吸気絞り弁8および排気還
流制御弁4の開度が制御され、機関運転条件に応じた排
気還流量が得られ、NOxの排出が抑えられる。
When the trap 9 is not regenerated, the exhaust gas recirculation control means 9
The opening degrees of the intake throttle valve 8 and the exhaust gas recirculation control valve 4 are controlled by the control value calculated in step 2, so that the amount of exhaust gas recirculated according to the engine operating conditions is obtained, and the emission of NOx is suppressed.

【0010】トラップ9の再生時は、再生手段93によ
り吸気絞り弁8の開度が絞られ、吸入空気量を減らして
排気ガスの温度を上昇させることにより、トラップ9に
捕集されたパーティキュレートを再燃焼させる。
When the trap 9 is regenerated, the opening degree of the intake throttle valve 8 is reduced by the regenerating means 93, and the amount of intake air is reduced to raise the temperature of the exhaust gas. To reburn.

【0011】減速時制御手段94により再生時に燃料供
給が停止される減速運転が判定されると、排気還流制御
弁4を全開させることにより、排気通路2から排気還流
通路3を通って吸気通路1に戻される排気還流量を増大
させて、燃料供給の停止に伴って温度の低下する排気ガ
スがトラップ9に導入されることを抑制し、また減速時
に排気ガスを排気還流通路3を介して循環させることに
より排気ガスの温度低下を抑制して、トラップ9の再生
を促す。
When the deceleration control means 94 determines that the fuel supply is stopped during regeneration, the exhaust gas recirculation control valve 4 is fully opened, and the exhaust gas recirculation control valve 4 is fully opened. The amount of exhaust gas recirculated to the exhaust gas is increased to prevent the exhaust gas whose temperature decreases with the stop of fuel supply from being introduced into the trap 9, and the exhaust gas is circulated through the exhaust gas recirculation passage 3 during deceleration. By doing so, a decrease in the temperature of the exhaust gas is suppressed, and the regeneration of the trap 9 is promoted.

【0012】また、第二の発明では、減速運転時に排気
絞り弁55の開度も絞られるため、トラップ9に導入さ
れる排気ガス量を確実に低減することができる。
Further, in the second aspect, the opening of the exhaust throttle valve 55 is also reduced during the deceleration operation, so that the amount of exhaust gas introduced into the trap 9 can be reliably reduced.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図3は過給機付きディーゼル機関に備えら
れる排気還流装置の概略を示しており、排気通路2の下
流側にはパーティキュレートを捕集するトラップ9が介
装され、吸気通路1には排気還流通路3の合流部より上
流側に吸気絞り弁8が介装される。吸気絞り弁8はステ
ップモータ31を介して制御ユニット60からの信号に
より機関運転条件に応じて開閉駆動される。
FIG. 3 schematically shows an exhaust gas recirculation device provided in a diesel engine with a supercharger. A trap 9 for collecting particulates is provided downstream of the exhaust passage 2, and a trap 9 is provided in the intake passage 1. An intake throttle valve 8 is interposed upstream of the junction of the exhaust gas recirculation passage 3. The intake throttle valve 8 is driven to open and close according to engine operating conditions by a signal from the control unit 60 via a step motor 31.

【0015】排気通路2と吸気通路1を結ぶ排気還流通
路3が設けられ、この排気還流通路3の途中にダイヤフ
ラム式の排気還流制御弁4が介装される。排気還流制御
弁4の負圧室46には負圧通路5が接続され、この負圧
通路5は図示しないバキュームタンクからの負圧がオリ
フィス35を介して導入されるとともに、その一端が負
圧制御弁6に接続しており、この負圧制御弁6で信号負
圧が適宜に希釈されることによって、排気還流制御弁4
の開度が制御される。
An exhaust gas recirculation passage 3 connecting the exhaust gas passage 2 and the intake air passage 1 is provided, and a diaphragm type exhaust gas recirculation control valve 4 is interposed in the exhaust gas recirculation passage 3. A negative pressure passage 5 is connected to the negative pressure chamber 46 of the exhaust gas recirculation control valve 4. A negative pressure from a vacuum tank (not shown) is introduced through the orifice 35, and one end of the negative pressure passage 5 is connected to the negative pressure passage 5. The exhaust gas recirculation control valve 4 is connected to the control valve 6, and the negative pressure control valve 6 appropriately dilutes the signal negative pressure.
Is controlled.

【0016】排気還流制御弁4は、排気還流通路3の途
中に形成された弁座42に着座可能な弁体41が、弁座
42より排気通路2側すなわち排気還流通路3の上流側
に配置される。弁体42には円錐面状のシート面42a
が形成される一方、弁体41には同じく円錐面状の座面
41aが形成される。これにより、排気通路2の排気圧
力が著しく上昇する運転条件でも、弁体41と弁座42
間に画成される間隙40の開口面積を正確に制御できる
ようになっている。
The exhaust gas recirculation control valve 4 has a valve body 41 that can be seated on a valve seat 42 formed in the middle of the exhaust gas recirculation passage 3 and is disposed on the exhaust passage 2 side of the valve seat 42, that is, on the upstream side of the exhaust gas recirculation passage 3. Is done. The valve body 42 has a conical seat surface 42a.
On the other hand, a conical seating surface 41 a is also formed on the valve body 41. As a result, even under operating conditions in which the exhaust pressure of the exhaust passage 2 rises significantly, the valve body 41 and the valve seat 42
The opening area of the gap 40 defined therebetween can be accurately controlled.

【0017】排気還流制御弁4は、弁体41がロッド4
3を介してダイヤフラム45に連結される。ケーシング
44内に介装されたダイヤフラム45によって、負圧室
46と背圧室47が画成される。この実施例では背圧室
47は穴49により大気圧が導入される。
The exhaust gas recirculation control valve 4 has a valve body 41
3 and is connected to the diaphragm 45. A negative pressure chamber 46 and a back pressure chamber 47 are defined by the diaphragm 45 interposed in the casing 44. In this embodiment, atmospheric pressure is introduced into the back pressure chamber 47 through a hole 49.

【0018】ダイヤフラム45には、負圧室46内に圧
縮状態で介装されたスプリング48によって所定のバネ
荷重が付与され、弁体41が開弁方向に付勢されてい
る。つまり、負圧室46に導かれる信号負圧が増大する
のに伴ってダイヤフラム45がスプリング48を圧縮し
ながら弁体41を弁座42に引き寄せ、やがて着座させ
るようになっている。
A predetermined spring load is applied to the diaphragm 45 by a spring 48 interposed in a negative pressure chamber 46 in a compressed state, and the valve body 41 is urged in the valve opening direction. That is, as the signal negative pressure guided to the negative pressure chamber 46 increases, the diaphragm 45 draws the valve body 41 to the valve seat 42 while compressing the spring 48, and eventually seats the valve body 41.

【0019】図3にも示すように、負圧制御弁6は、排
気圧力に応じた基本的な負圧制御を司る下部のダイヤフ
ラム弁部32と、その制御特性をさらに所望の特性に変
化させるための上部のステップモータ33とに大別され
る。
As shown in FIG. 3, the negative pressure control valve 6 has a lower diaphragm valve portion 32 for performing basic negative pressure control according to the exhaust pressure, and further changes the control characteristics to desired characteristics. And a step motor 33 on the upper side.

【0020】ダイヤフラム弁部32は、ケーシング34
内に配設されたダイヤフラム35を主体としており、こ
のダイヤフラム35によって排圧室36と希釈室37が
画成されている。
The diaphragm valve portion 32 includes a casing 34
The diaphragm 35 disposed therein has a main body, and the diaphragm 35 defines a discharge chamber 36 and a dilution chamber 37.

【0021】排気還流通路3の排気還流制御弁4より吸
気通路1側すなわち下流側にはオリフィス30が介装さ
れ、その間の圧力が排圧室36内に導入される。
An orifice 30 is interposed between the exhaust gas recirculation passage 3 and the exhaust gas recirculation control valve 4 on the intake passage 1 side, that is, downstream of the exhaust gas recirculation control valve 4, and the pressure therebetween is introduced into the exhaust pressure chamber 36.

【0022】ダイヤフラム35には、排圧室36内に圧
縮状態で介装されたスプリング38によって所定のバネ
荷重が付与されており、かつその希釈室37側に弁体3
9が取付けられている。
A predetermined spring load is applied to the diaphragm 35 by a spring 38 which is interposed in a compressed state in the exhaust pressure chamber 36, and the valve body 3 is provided on the dilution chamber 37 side.
9 are attached.

【0023】希釈室37は通路7を介して吸気絞り弁8
より上流側の吸気通路1に連通し、希釈室37内には弁
体39に対向してポート10が開口し、ポート10に前
記負圧通路5が接続している。これにより、希釈室37
には通路7を介して吸気絞り弁8の上流側から過給圧力
が導入されるため、高過給時に排圧室36に導入される
圧力が上昇してもダイヤフラム35が必要以上に押し上
げられることを防止できる。
The dilution chamber 37 is connected to the intake throttle valve 8 through the passage 7.
A port 10 is opened in the dilution chamber 37 so as to face the valve 39, and the negative pressure passage 5 is connected to the port 10. Thereby, the dilution chamber 37
Is introduced from the upstream side of the intake throttle valve 8 through the passage 7, the diaphragm 35 is pushed up more than necessary even if the pressure introduced into the exhaust pressure chamber 36 increases at the time of high supercharging. Can be prevented.

【0024】一方、ステップモータ33は、ケーシング
12に固定された一対のステータ13と、ベアリング1
4,15を介して回転自在に支持されたロータ16とを
有している。このステップモータ33は、ステータ13
のコイルに制御ユニット60から所定のパルス信号を印
加することで回転角がステップ的に制御される。
On the other hand, the step motor 33 includes a pair of stators 13 fixed to the casing 12 and a bearing 1.
And a rotor 16 rotatably supported via four and fourteen. The step motor 33 is provided with the stator 13
The rotation angle is controlled stepwise by applying a predetermined pulse signal from the control unit 60 to the coil.

【0025】ロータ16は円筒状をなし、その内周面に
雌ねじ17が形成されている。18はケーシング12の
ベアリング15の内周側に固定されたガイド部材、19
はこのガイド部材18によって非回転かつ軸方向に摺動
可能にガイドされたプランジャであって、このプランジ
ャ19は、上部に雄ねじ20が形成されており、これが
上記ロータ16の雌ねじ17に螺合している。つまり、
このプランジャ19は、ステップモータ33の回転角に
応じて軸方向に直線運動する構成となっている。プラン
ジャ19の下端部には、円盤状のスプリングシート21
がロツクナット21aにより固定されている。
The rotor 16 has a cylindrical shape, and a female screw 17 is formed on the inner peripheral surface thereof. 18 is a guide member fixed to the inner peripheral side of the bearing 15 of the casing 12, 19
Is a plunger guided by the guide member 18 so as to be non-rotatable and slidable in the axial direction. The plunger 19 has a male screw 20 formed at an upper portion thereof, which is screwed to the female screw 17 of the rotor 16. ing. That is,
The plunger 19 is configured to linearly move in the axial direction according to the rotation angle of the step motor 33. A disc-shaped spring seat 21 is provided at the lower end of the plunger 19.
Are fixed by a lock nut 21a.

【0026】22はプランジャ19の作動をダイヤフラ
ム35に伝達する中間部材22である。この中間部材2
2は、円盤状のスプリングシート部22aと、スプリン
グシート部22aの一側部からプランジャ19の軸方向
に延びたプッシュロッド部22bとからなり、このプッ
シュロッド部22bがケーシング34の希釈室37の上
面部分を貫通して配設されている。そして、スプリング
シート部22aとスプリングシート21との間には補助
スプリング23が圧縮状態で介装されており、これによ
り中間部材22のプッシュロッド部22bがダイヤフラ
ム35の上部リテーナ24に圧接している。
An intermediate member 22 transmits the operation of the plunger 19 to the diaphragm 35. This intermediate member 2
2 includes a disc-shaped spring seat portion 22a and a push rod portion 22b extending from one side of the spring seat portion 22a in the axial direction of the plunger 19, and the push rod portion 22b is provided in the dilution chamber 37 of the casing 34. It is disposed so as to penetrate the upper surface portion. An auxiliary spring 23 is interposed between the spring seat portion 22a and the spring seat 21 in a compressed state, whereby the push rod portion 22b of the intermediate member 22 is pressed against the upper retainer 24 of the diaphragm 35. .

【0027】ステップモータ33は、4ステップで1回
転するものであり、この実施例では0〜32の32ステ
ップに作動範囲が定められている。図4はステップモー
タ33のステップ数が適宜な中間値にある状態を示して
おり、プランジャ19の先端と中間部材22とはある程
度離れている。この状態では、ダイヤフラム35には排
気圧力と吸気圧力との差圧が作用するとともに、セット
スプリング38によって閉方向へ付勢され、かつ補助ス
プリング23によって開方向に付勢されている。したが
って、両スプリング38,23のバネ荷重によって定ま
る圧力(開弁圧)より差圧が低くなるとポート10が開
放され、かつそれよりも差圧が大きくなるとポート10
が閉じられる。
The stepping motor 33 makes one rotation in four steps. In this embodiment, the operation range is defined in 32 steps from 0 to 32. FIG. 4 shows a state where the number of steps of the step motor 33 is at an appropriate intermediate value, and the tip of the plunger 19 and the intermediate member 22 are separated to some extent. In this state, a differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure acts on the diaphragm 35, and is urged in the closing direction by the set spring 38 and urged in the opening direction by the auxiliary spring 23. Therefore, the port 10 is opened when the differential pressure is lower than the pressure (valve opening pressure) determined by the spring loads of the springs 38 and 23, and when the differential pressure is higher than that, the port 10 is opened.
Is closed.

【0028】ここで、上記補助スプリング23のバネ荷
重は、その上端を支持するスプリングシート21の位置
に応じて変化するので、ステップモータ33が回転して
スプリングシート21が上方に移動するとその開弁圧は
低下し、逆にスプリングシート21が下方へ移動すると
その開弁圧は上昇する。すなわち、ステップモータ33
の回転角制御によってポート10の開閉特性を補正で
き、これによって最終的な排気還流量特性を所望の特性
にすることができる。図5はステップモータ33のステ
ップ数に対応して得られる開弁圧の特性を図示したもの
である。
Here, since the spring load of the auxiliary spring 23 changes according to the position of the spring seat 21 supporting the upper end thereof, when the step motor 33 rotates and the spring seat 21 moves upward, the valve is opened. The pressure decreases, and conversely, when the spring seat 21 moves downward, the valve opening pressure increases. That is, the step motor 33
The opening / closing characteristics of the port 10 can be corrected by the rotation angle control described above, whereby the final exhaust gas recirculation amount characteristics can be set to desired characteristics. FIG. 5 illustrates the characteristics of the valve opening pressure obtained corresponding to the number of steps of the step motor 33.

【0029】制御ユニット60は、図6のブロック図に
示すように、CPU61、RAM63、ROM62、I
/O(インターフェイス)64からなるマイクロコンピ
ュータで構成され、I/O64には、運転条件検出手段
として、エンジン回転数センサ65、アクセル開度セン
サ66、吸気温センサ67、排気温センサ68、吸気圧
センサ69、水温センサ70、燃温センサ71からの信
号が入力される。CPU61はROM62に記憶された
プログラムにしたがってI/O64からの情報を取り込
み、演算処理し、燃料噴射時期および噴射量を制御する
燃料噴射ポンプ73、排気還流量を制御する吸気絞り弁
8、負圧制御弁6を制御するための制御量であるデータ
をI/O64にセットする。なお、RAM63はCPU
61の演算処理に関連したデータを一時退避するために
使われる。I/O64はCPU61から出力されたデー
タに基づき、燃料噴射ポンプ73と吸気絞り弁8および
負圧制御弁6の制御を行う。
As shown in the block diagram of FIG. 6, the control unit 60 includes a CPU 61, a RAM 63, a ROM 62,
The I / O 64 includes a microcomputer including an engine speed sensor 65, an accelerator opening sensor 66, an intake air temperature sensor 67, an exhaust air temperature sensor 68, and an intake air pressure. Signals from the sensor 69, the water temperature sensor 70, and the fuel temperature sensor 71 are input. The CPU 61 fetches information from the I / O 64 according to a program stored in the ROM 62, performs arithmetic processing, and controls a fuel injection pump 73 for controlling a fuel injection timing and an injection amount, an intake throttle valve 8 for controlling an exhaust gas recirculation amount, a negative pressure. Data, which is a control amount for controlling the control valve 6, is set in the I / O 64. The RAM 63 is a CPU
61 is used to temporarily save data related to the arithmetic processing. The I / O 64 controls the fuel injection pump 73, the intake throttle valve 8, and the negative pressure control valve 6 based on the data output from the CPU 61.

【0030】CPU61は、検出された運転条件に基づ
き排気還流制御弁4および吸気絞り弁8を介して排気還
流量を制御する一方で、トラップ9の再生時に吸気絞り
弁8の開度を絞り、燃料供給が停止される減速運転状態
を判別して吸気絞り弁8の開度を絞るとともに排気還流
制御弁4を全開にする制御を行う。
The CPU 61 controls the amount of exhaust gas recirculation via the exhaust gas recirculation control valve 4 and the intake throttle valve 8 based on the detected operating conditions, while reducing the opening of the intake throttle valve 8 during regeneration of the trap 9. The deceleration operation state in which the fuel supply is stopped is determined, the opening degree of the intake throttle valve 8 is reduced, and the exhaust recirculation control valve 4 is fully opened.

【0031】次に、CPU61における制御動作を図7
のフローチャートを参照して説明する。
Next, the control operation of the CPU 61 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0032】まず、ステップ101でエンジン回転数N
e、アクセル開度Acc、冷却水温Tw等の運転条件の
諸データを読込む。
First, at step 101, the engine speed N
e, various data of operating conditions such as accelerator opening Acc and cooling water temperature Tw are read.

【0033】次に、ステップ102で読込んだデータを
基に基本噴射量QN、基本噴射時期ITNを図8,図9
に示す制御マップにしたがってそれぞれ算出する。
Next, based on the data read in step 102, the basic injection amount QN and the basic injection timing ITN are shown in FIGS.
Is calculated according to the control map shown in FIG.

【0034】続いて、ステップ103でトラップ9の再
生中か否かを判断する。なお、トラップ9の再生時期を
決定する制御については、例えば本出願人により特願平
1−339044号として出願されており、エンジン負
荷、回転数、走行距離、走行時間、燃料消費量等に基づ
いてパーティキュレートの捕集量を算出するか、あるい
はトラップ9の前後差圧を検出して、パーティキュレー
トの捕集量が所定値以上になるのを判定してトラップ9
の再生を行うようになっている。
Subsequently, in step 103, it is determined whether or not the trap 9 is being reproduced. The control for determining the regeneration time of the trap 9 is, for example, filed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 1-339044, and is based on engine load, rotation speed, mileage, mileage, fuel consumption, and the like. The trapping amount is calculated by calculating the trapping amount of the particulates or by detecting the differential pressure across the trap 9 to determine that the trapping amount of the particulates becomes a predetermined value or more.
Playback.

【0035】もし、ステップ103で再生中でないと判
断された場合には、ステップ104に進んで、吸気絞り
弁8の基本開度WN、ステップモータ33基本のステッ
プ数STEPを図10,図11に示す制御マップにした
がってそれぞれ算出し、ステップ108に進む。このよ
うにして、図10の制御マップにしたがって吸気絞り弁
8をエンジン回転数Neまたは燃料噴射量Qに応じて絞
るとともに、図11の制御マップにしたがってステップ
モータ33のステップ数STEPをエンジン回転数Ne
または燃料噴射量Qに応じて増大して排気還流制御弁4
の開弁特性が決められることにより、機関運転条件に応
じた排気還流量が得られる。これにより、図1の排気還
流量制御手段92が構成される。
If it is determined in step 103 that the regeneration is not being performed, the routine proceeds to step 104, in which the basic opening degree WN of the intake throttle valve 8 and the basic step number STEP of the step motor 33 are shown in FIGS. The calculation is performed in accordance with the control map shown in FIG. In this way, the throttle valve 8 is throttled according to the engine speed Ne or the fuel injection amount Q according to the control map shown in FIG. 10, and the step number STEP of the step motor 33 is changed according to the control map shown in FIG. Ne
Alternatively, the exhaust gas recirculation control valve 4 is increased in accordance with the fuel injection amount Q.
Is determined, the exhaust gas recirculation amount corresponding to the engine operating conditions can be obtained. This constitutes the exhaust gas recirculation amount control means 92 of FIG.

【0036】もし、ステップ103で再生中であると判
断された場合は、ステップ105で燃料カットが行われ
る減速状態か否かを判定する。
If it is determined in step 103 that regeneration is being performed, it is determined in step 105 whether or not the vehicle is in a deceleration state in which fuel cut is performed.

【0037】ステップ105で燃料カットが行われる減
速時ではないと判断された場合は、ステップ106に進
んで吸気絞り弁8の再生時の開度WS、ステップモータ
33のステップ数STEP、吸気絞り弁8の開度補正開
度ΔWNおよびステップモータ33の補正ステップ数Δ
STEPを図11,図12,図13,図14の制御マッ
プにしたがってそれぞれを算出し、ステップ108に進
む。
If it is determined in step 105 that the fuel cut is not being performed at the time of deceleration, the routine proceeds to step 106, in which the opening WS of the intake throttle valve 8 during regeneration, the number of steps STEP of the step motor 33, the intake throttle valve, 8 and the number of correction steps Δ of the step motor 33
STEP is calculated in accordance with the control maps of FIGS. 11, 12, 13, and 14, and the process proceeds to step 108.

【0038】このように再生時は、図12の制御マップ
にしたがって吸気絞り弁8の開度がエンジン回転数Ne
または燃料噴射量Qに応じて絞られることにより、吸入
空気量を減らして排気温度を上昇させ、トラップ9に捕
集されたパーティキュレートを再燃焼させる。これによ
り、図1の再生手段93を構成する。
As described above, at the time of regeneration, the opening degree of the intake throttle valve 8 is changed to the engine speed Ne according to the control map of FIG.
Alternatively, the exhaust air temperature is raised by reducing the intake air amount by being throttled according to the fuel injection amount Q, and the particulates collected in the trap 9 are reburned. Thus, the reproducing means 93 of FIG. 1 is configured.

【0039】この再生時に、図11の制御マップにした
がってステップモータ33のステップ数STEPがエン
ジン回転数Neまたは燃料噴射量Qに応じて減少して排
気還流制御弁4の開度が決められることにより、排気還
流が行われ、再生中のNOx排出量を低減できる。
At the time of this regeneration, the number of steps STEP of the step motor 33 is reduced according to the engine speed Ne or the fuel injection amount Q in accordance with the control map of FIG. 11, and the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 4 is determined. Then, exhaust gas recirculation is performed, and the amount of NOx emission during regeneration can be reduced.

【0040】このとき、図14の制御マップにしたがっ
て補正値ΔSTEPを決定し、ステップモータ33のス
テップ数STEPを非再生時に比べてエンジン回転数N
eまたは燃料噴射量Qに応じて増大補正することによ
り、排気還流制御弁4の開度が減少して排気還流通路3
の圧力が比較的に小さくなる。また、図13の制御マッ
プにより、吸気絞り弁8の開度が燃料噴射料Qが小さい
ほどさらに減少するように制御されることにより、吸入
空気量も減少する。この結果、排気還流量と吸入空気量
が減少することにより、トータルの吸入空気量が減って
排気温度を十分に上昇させることができるとともに、再
生中のパーティキュレート排出量を低減できる。
At this time, the correction value ΔSTEP is determined according to the control map shown in FIG.
e or the fuel injection amount Q, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 4 decreases and the exhaust gas recirculation passage 3
Is relatively small. Further, according to the control map of FIG. 13, the opening degree of the intake throttle valve 8 is controlled to be further reduced as the fuel injection charge Q is smaller, so that the intake air amount is also reduced. As a result, since the exhaust gas recirculation amount and the intake air amount decrease, the total intake air amount decreases, the exhaust temperature can be sufficiently increased, and the particulate discharge amount during regeneration can be reduced.

【0041】ステップ105で燃料カットが行われる減
速時であると判断された場合は、ステップ107に進ん
で吸気絞り弁8の開度Wを図12に示す再生時の開度W
Sの最小値Wminとし、ステップモータ33のステッ
プ数STEPを0とする。これにより、図1の減速時制
御手段94を構成する。
If it is determined in step 105 that the vehicle is being decelerated so that the fuel cut is performed, the routine proceeds to step 107, where the opening W of the intake throttle valve 8 is set to the opening W during regeneration shown in FIG.
S is set to the minimum value Wmin, and the number of steps STEP of the step motor 33 is set to 0. This constitutes the deceleration control means 94 of FIG.

【0042】燃料カットが行われる再生時は、吸気絞り
弁8の開度を最小値Wminに絞ることにより、新気の
流入を抑制する一方で、ステップモータ33のステップ
数STEPを0とすることにより、負圧制御弁6が開い
て信号負圧が弱められ、排気還流制御弁4が全開され
る。これにより、排気通路2から排気還流通路3を通っ
て吸気通路1に戻される排気還流量を最大にして、減速
時の燃料カットに伴って温度の低下した排気ガスがトラ
ップ9に導入されることを抑制し、また減速時に排気ガ
スを排気還流通路3を介して循環させることにより排気
ガスの温度の低下を抑制して、トラップ9に捕集された
パーティキュレートを再燃焼させる。この結果、トラッ
プ9の目詰まりや溶損を防止することができる。
At the time of the regeneration in which the fuel cut is performed, the opening degree of the intake throttle valve 8 is reduced to the minimum value Wmin, thereby suppressing the inflow of fresh air and setting the step number STEP of the step motor 33 to 0. As a result, the negative pressure control valve 6 is opened to reduce the signal negative pressure, and the exhaust gas recirculation control valve 4 is fully opened. As a result, the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage 2 to the intake passage 1 through the exhaust gas recirculation passage 3 is maximized, and the exhaust gas whose temperature is reduced due to the fuel cut during deceleration is introduced into the trap 9. The exhaust gas is circulated through the exhaust gas recirculation passage 3 at the time of deceleration, whereby a decrease in the temperature of the exhaust gas is suppressed, and the particulates collected in the trap 9 are reburned. As a result, clogging and melting of the trap 9 can be prevented.

【0043】最後に、ステップ108で噴射量Q、噴射
時期IT、吸気絞り弁8の開度W、ステップモータ33
のステップ数STEPを算出し、所定のアドレスに格納
し終了する。
Finally, at step 108, the injection amount Q, the injection timing IT, the opening W of the intake throttle valve 8, the step motor 33
Is calculated, stored in a predetermined address, and the processing ends.

【0044】次に、図15に示した他の実施例は、排気
通路2のトラップ9より上流側に排気絞り弁55を介装
するものである。
Next, in another embodiment shown in FIG. 15, an exhaust throttle valve 55 is provided upstream of the trap 9 in the exhaust passage 2.

【0045】制御ユニット60は、トラップ9の再生時
に減速運転が行われるのを判定して、排気還流制御弁4
を全開にするとともに、排気絞り弁55の開度を図示し
ないアクチュエータを介して絞ることにより、トラップ
9に導入される排気ガス量を確実に低減して、トラップ
9に捕集されたパーティキュレートを再燃焼させる。
The control unit 60 determines that the deceleration operation is performed when the trap 9 is regenerated, and
Is fully opened and the opening degree of the exhaust throttle valve 55 is throttled through an actuator (not shown), whereby the amount of exhaust gas introduced into the trap 9 is reliably reduced, and the particulates trapped in the trap 9 are reduced. Reburn.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、トラップ
の再生時に燃料カットが行われる減速時を判定し、吸気
絞り弁を最大に絞るとともに排気還流制御弁を全開にす
ることにより、排気ガスを排気還流通路を介して循環さ
せて、減速時の燃料カットに伴って温度の低下する排気
ガスがトラップに導入されることを抑制して減速時にト
ラップの温度が低下することを防止し、トラップの再生
を可能とし、トラップの目詰まりや溶損を防止すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the exhaust gas recirculation control valve is fully opened by judging the time of deceleration at which the fuel cut is performed at the time of trap regeneration, and by maximizing the intake throttle valve and fully opening the exhaust gas recirculation control valve. Is circulated through the exhaust gas recirculation passage to prevent the exhaust gas whose temperature decreases with the fuel cut during deceleration from being introduced into the trap, thereby preventing the temperature of the trap from decreasing during deceleration, and Can be regenerated, and clogging and melting of the trap can be prevented.

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

【図1】第一の発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the first invention.

【図2】第二の発明のクレーム対応図である。FIG. 2 is a diagram corresponding to a claim of the second invention.

【図3】本発明の実施例を示す排気還流装置の概略構成
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas recirculation device showing an embodiment of the present invention.

【図4】同じく負圧制御弁の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the same negative pressure control valve.

【図5】同じく負圧制御弁の開弁圧の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of the valve opening pressure of the negative pressure control valve.

【図6】同じく制御ユニットの詳細を表すブロック図で
ある。
FIG. 6 is a block diagram showing details of a control unit.

【図7】同じく排気還流量制御のフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart of the exhaust gas recirculation amount control.

【図8】同じく燃料噴射量の制御マップである。FIG. 8 is a control map of the fuel injection amount.

【図9】同じく燃料噴射時期の制御マップである。FIG. 9 is a control map of the fuel injection timing.

【図10】同じく吸気絞り弁開度の制御マップである。FIG. 10 is also a control map of an intake throttle valve opening degree.

【図11】同じくステップモータのステップ数の制御マ
ップである。
FIG. 11 is a control map of the number of steps of the step motor.

【図12】同じくトラップ再生時の吸気絞り弁開度の制
御マップである。
FIG. 12 is a control map of the intake throttle valve opening during trap regeneration.

【図13】同じくトラップ再生時の吸気絞り弁補正開度
の制御マップである。
FIG. 13 is a control map of the intake throttle valve correction opening during trap regeneration.

【図14】同じくトラップ再生時のステップモータの補
正ステップ数の制御マップである。
FIG. 14 is a control map of the number of correction steps of the step motor during trap regeneration.

【図15】他の実施例を示す排気還流装置の概略構成図
である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas recirculation device showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 吸気通路 2 排気通路 3 排気還流通路 4 排気還流制御弁 8 吸気絞り弁 9 トラップ 55 排気絞り弁 92 排気還流量制御手段 93 再生手段 94 減速時制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake passage 2 Exhaust passage 3 Exhaust recirculation passage 4 Exhaust recirculation control valve 8 Intake throttle valve 9 Trap 55 Exhaust throttle valve 92 Exhaust recirculation amount control means 93 Regeneration means 94 Deceleration control means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 機関の吸気通路と排気通路とを結ぶ排気
還流通路と、この排気還流通路に介装される排気還流制
御弁と、同じく排気還流通路の合流部より上流側の前記
吸気通路に介装される吸気絞り弁と、機関の運転条件を
検出する手段と、検出された運転条件に基づき前記排気
還流制御弁および吸気絞り弁を介して排気還流量を制御
する手段とを備えるディーゼル機関の排気還流装置にお
いて、前記排気通路に介装され排気中のパーティキュレ
ートを捕集するトラップと、検出された運転条件に基づ
きこのトラップの再生時に前記吸気絞り弁の開度を絞る
再生手段と、燃料供給が停止される減速運転状態を判定
して前記吸気絞り弁の開度を絞るとともに前記排気還流
制御弁を全開にする減速時制御手段を備えたことを特徴
とするディーゼル機関の排気還流装置。
1. An exhaust gas recirculation passage connecting an intake passage and an exhaust gas passage of an engine, an exhaust gas recirculation control valve interposed in the exhaust gas recirculation passage, and an exhaust gas recirculation control valve disposed in the exhaust gas recirculation passage. A diesel engine comprising: an interposed intake throttle valve; means for detecting operating conditions of the engine; and means for controlling the amount of exhaust gas recirculation via the exhaust gas recirculation control valve and the intake throttle valve based on the detected operating conditions. In the exhaust gas recirculation device, a trap interposed in the exhaust passage for collecting particulates in the exhaust gas, and a regeneration means for reducing the opening of the intake throttle valve during regeneration of the trap based on the detected operating conditions, A diesel engine comprising: a deceleration control unit that determines a deceleration operation state in which fuel supply is stopped, reduces an opening of the intake throttle valve, and fully opens the exhaust recirculation control valve. Seki's exhaust gas recirculation system.
【請求項2】 前記排気通路の前記トラップより上流側
に介装される排気絞り弁を備え、前記減速時制御手段は
燃料供給が停止される減速運転状態を判定して前記吸気
絞り弁の開度を絞るとともに前記排気還流制御弁を全開
にし、かつ排気絞り弁の開度を絞る構成としたことを特
徴とする請求項1記載のディーゼル機関の排気還流装
置。
2. An exhaust throttle valve interposed upstream of the trap in the exhaust passage, wherein the deceleration control means determines a deceleration operation state in which fuel supply is stopped to open the intake throttle valve. 2. The exhaust gas recirculation device for a diesel engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation control valve is fully opened while the exhaust gas recirculation control valve is fully opened, and the opening degree of the exhaust throttle valve is reduced.
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