JP2663297B2 - エンジンの排気ガス還流制御装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス還流制御装置Info
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- JP2663297B2 JP2663297B2 JP1101738A JP10173889A JP2663297B2 JP 2663297 B2 JP2663297 B2 JP 2663297B2 JP 1101738 A JP1101738 A JP 1101738A JP 10173889 A JP10173889 A JP 10173889A JP 2663297 B2 JP2663297 B2 JP 2663297B2
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- egr
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多気筒ディーゼルエンジンの排気ガス還流
（EGR）量を制御する装置に関する。
（EGR）量を制御する装置に関する。
（従来技術） ディーゼルエンジンの排気ガス還流制御装置では、エ
ンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流
通路に排気ガス還流量制御弁（EGR弁）を設け、このEGR
弁リフト量をエンジンの運転状態に応じて制御すること
により、EGR量を変え、これによりNOXおよびスモークの
低減を図っている。その場合、出力値が直線的に変化す
る酸素センサ（リニアO2センサ）を排気通路に設けると
ともに、エンジン回転数とエンジン負荷とによって定ま
るエンジンの運転状態に応じた目標酸素濃度をあらわす
マップを用意し、このマップから読み出される目標酸素
濃度と上記酸素センサの出力から求められる実酸素濃度
との比較に基づいてEGR弁のリフト量を決定し、EGR量を
制御するものが知られている（特開昭63−94061号、特
開昭63−201356号公報参照）。
ンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流
通路に排気ガス還流量制御弁（EGR弁）を設け、このEGR
弁リフト量をエンジンの運転状態に応じて制御すること
により、EGR量を変え、これによりNOXおよびスモークの
低減を図っている。その場合、出力値が直線的に変化す
る酸素センサ（リニアO2センサ）を排気通路に設けると
ともに、エンジン回転数とエンジン負荷とによって定ま
るエンジンの運転状態に応じた目標酸素濃度をあらわす
マップを用意し、このマップから読み出される目標酸素
濃度と上記酸素センサの出力から求められる実酸素濃度
との比較に基づいてEGR弁のリフト量を決定し、EGR量を
制御するものが知られている（特開昭63−94061号、特
開昭63−201356号公報参照）。
ところで、従来の多気筒ディーゼルエンジンのEGR制
御においては、ある１つの気筒の排気中の酸素濃度を上
記酸素センサで測定してすべての気筒のEGR量を制御す
るようにしているので、燃料噴射ノズルおよび燃料噴射
ポンプの特性のばらつき、気筒毎の燃料噴射ノズルの劣
化度合のばらつき、燃焼室内のスワール強度のばらつ
き、あるいは吸入空気量のばらつき等の要因によって、
気筒間に燃焼状態のばらつきが生じ、要求されるEGR量
が気筒によって異なることになる。したがって従来のよ
うに１個の酸素センサの出力に基づいてEGR制御を行な
った場合、運転性が低下し、騒音および振動が増大され
るという問題があった。
御においては、ある１つの気筒の排気中の酸素濃度を上
記酸素センサで測定してすべての気筒のEGR量を制御す
るようにしているので、燃料噴射ノズルおよび燃料噴射
ポンプの特性のばらつき、気筒毎の燃料噴射ノズルの劣
化度合のばらつき、燃焼室内のスワール強度のばらつ
き、あるいは吸入空気量のばらつき等の要因によって、
気筒間に燃焼状態のばらつきが生じ、要求されるEGR量
が気筒によって異なることになる。したがって従来のよ
うに１個の酸素センサの出力に基づいてEGR制御を行な
った場合、運転性が低下し、騒音および振動が増大され
るという問題があった。
（発明の目的） そこで本発明は、各気筒の燃焼状態に応じた最適のEG
R制御を行なうことが可能であり、かつ酸素センサが故
障した場合のフューエルセーフ機構を備えた排気ガス還
流制御装置を提供することを目的とする。
R制御を行なうことが可能であり、かつ酸素センサが故
障した場合のフューエルセーフ機構を備えた排気ガス還
流制御装置を提供することを目的とする。
（発明の構成） 本発明によるエンジンの排気ガス還流制御装置では、
排気行程が隣り合わない気筒の排気通路同士をそれぞれ
接続して形成した複数の集合排気通路の各々に酸素セン
サを配置し、すなわち例えば爆発順序を１−３−４−２
とする直列４気筒エンジンの場合、排気行程の隣り合わ
ない第１気筒と第４気筒とを第１グループとしてそれら
の排気通路同士を接続して形成した第１集合排気通路お
よび同じく排気行程の隣り合わない第２気筒と第３気筒
とを第２グループとしてそれらの排気通路同士を接続し
て形成した第２集合排気通路にそれぞれ酸素センサを配
置し、かつ上記複数の集合排気通路からそれぞれEGR通
路を導出して、これらEGR通路にそれぞれEGR弁を配置し
てグループ毎にEGR制御を行なうとともに、１つの酸素
センサが故障した場合は他の正常な酸素センサの出力に
基づいて複数のEGR弁の作動制御を行なうようにしたこ
とを特徴とする。
排気行程が隣り合わない気筒の排気通路同士をそれぞれ
接続して形成した複数の集合排気通路の各々に酸素セン
サを配置し、すなわち例えば爆発順序を１−３−４−２
とする直列４気筒エンジンの場合、排気行程の隣り合わ
ない第１気筒と第４気筒とを第１グループとしてそれら
の排気通路同士を接続して形成した第１集合排気通路お
よび同じく排気行程の隣り合わない第２気筒と第３気筒
とを第２グループとしてそれらの排気通路同士を接続し
て形成した第２集合排気通路にそれぞれ酸素センサを配
置し、かつ上記複数の集合排気通路からそれぞれEGR通
路を導出して、これらEGR通路にそれぞれEGR弁を配置し
てグループ毎にEGR制御を行なうとともに、１つの酸素
センサが故障した場合は他の正常な酸素センサの出力に
基づいて複数のEGR弁の作動制御を行なうようにしたこ
とを特徴とする。
（発明の効果） 本発明によれば、気筒毎の燃焼状態を酸素センサによ
って監視することが可能になり、各気筒の燃焼状態のば
らつきに応じた最適のEGR制御を最小限の数の酸素セン
サを用いて行なうことができるから、エンジンの騒音お
よび振動が低減する。
って監視することが可能になり、各気筒の燃焼状態のば
らつきに応じた最適のEGR制御を最小限の数の酸素セン
サを用いて行なうことができるから、エンジンの騒音お
よび振動が低減する。
また、１つの酸素センサが故障した場合、他の正常な
酸素センサの出力に基づいて複数のEGR弁を制御するよ
うにしているので、エンジンの信頼性を向上させること
ができる。
酸素センサの出力に基づいて複数のEGR弁を制御するよ
うにしているので、エンジンの信頼性を向上させること
ができる。
（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係るEGR制御装置の概略的構成を示
し、１は第１〜第４気筒2a〜2dを備えかつ排気行程順序
（爆発順序）を１−３−４−２とする直列４気筒ディー
ゼルエンジンの本体、3a〜3dは各気筒2a〜2d毎に独立し
て設けられた吸気通路、4a〜4dは各気筒2a〜2d毎に独立
して設けられた排気通路である。そして位相が360゜異
なる気筒同士、すなわち排気行程の隣り合わない第１気
筒2aと第４気筒2dの吸気通路3a、3d同士がそれらの上流
側で互いに接続されて第１集合吸気通路5aを形成し、同
様に排気行程の隣り合わない第２気筒2bと第３気筒2cの
吸気通路3b、3c同士がそれらの上流側で互いに接続され
て第２集合吸気通路5bを形成し、さらにこれら２本の集
合吸気通路5a、5bが、それらの上流側で互いに接続され
て、エアクリーナ６を備えた共通吸気通路７を形成して
いる。
し、１は第１〜第４気筒2a〜2dを備えかつ排気行程順序
（爆発順序）を１−３−４−２とする直列４気筒ディー
ゼルエンジンの本体、3a〜3dは各気筒2a〜2d毎に独立し
て設けられた吸気通路、4a〜4dは各気筒2a〜2d毎に独立
して設けられた排気通路である。そして位相が360゜異
なる気筒同士、すなわち排気行程の隣り合わない第１気
筒2aと第４気筒2dの吸気通路3a、3d同士がそれらの上流
側で互いに接続されて第１集合吸気通路5aを形成し、同
様に排気行程の隣り合わない第２気筒2bと第３気筒2cの
吸気通路3b、3c同士がそれらの上流側で互いに接続され
て第２集合吸気通路5bを形成し、さらにこれら２本の集
合吸気通路5a、5bが、それらの上流側で互いに接続され
て、エアクリーナ６を備えた共通吸気通路７を形成して
いる。
一方、排気行程の隣り合わない第１気筒2aと第４気筒
2dの排気通路4a、4d同士もそれらの下流側で互いに接続
されて第１集合排気通路8aを形成し、同様に排気行程の
隣り合わない第２気筒2bと第３気筒2cの排気通路4b、4c
同士もそれらの下流側で互いに接続されて第２集合排気
通路8bを形成し、さらにこれら２本の集合排気通路8a、
8bが、それらの下流側で互いに接続されて共通排気通路
９を形成している。
2dの排気通路4a、4d同士もそれらの下流側で互いに接続
されて第１集合排気通路8aを形成し、同様に排気行程の
隣り合わない第２気筒2bと第３気筒2cの排気通路4b、4c
同士もそれらの下流側で互いに接続されて第２集合排気
通路8bを形成し、さらにこれら２本の集合排気通路8a、
8bが、それらの下流側で互いに接続されて共通排気通路
９を形成している。
第１集合排気通路8aと第１集合吸気通路5aとは、排気
ガス還流通路（EGR通路）10aを通じて連通され、この通
路10aに排気ガス還流量（EGR量）を制御するダイヤフラ
ム式EGR弁11aが配置されている。同様に、第２集合排気
通路8bと第２集合吸気通路5bとは、EGR通路10bを通じて
連通され、この通路10bにダイヤフラム式EGR弁11bが配
設されている。
ガス還流通路（EGR通路）10aを通じて連通され、この通
路10aに排気ガス還流量（EGR量）を制御するダイヤフラ
ム式EGR弁11aが配置されている。同様に、第２集合排気
通路8bと第２集合吸気通路5bとは、EGR通路10bを通じて
連通され、この通路10bにダイヤフラム式EGR弁11bが配
設されている。
EGR弁11a、11bの負圧室（図示は省略）には、電磁ソ
レノイド弁よりなる負圧制御弁12a、12bによってそれぞ
れ制御されるバキュームポンプ13の負圧が、負圧通路14
a、14bを通じてそれぞれ印加され、これによってEGR弁1
1a、11bのリフト量が制御される。また集合排気通路8
a、8bには、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸
素センサ15a、15bがそれぞれ設けられている。16はコン
トローラで、燃料噴射ポンプ17が備えている回転数セン
サ18、アクセル開度センサ19（噴射ポンプ17のレバー開
度を検出するポテンショメータ）の出力、および酸素セ
ンサ15a、15bの出力その他が入力される。またEGR弁11
a、11bにはそれらのリフト量を検出するポテンショメー
タよりなるEGR弁リフト量センサ20a、20bがそれぞれ設
けられており、これらセンサ20a、20bの出力もコントロ
ーラ16に入力される。コントローラ16は、酸素センサ15
aの出力に基づいて、負圧制御弁12aをデューティ制御し
てEGR弁11aのリフト量を制御し、これにより第１気筒2a
および第４気筒2dに対するEGR制御を行なっている。ま
たコントローラ16は、酸素センサ15bの出力に基づい
て、負圧制御弁12bをデューティ制御してEGR弁11bのリ
フト量を制御し、これにより第２気筒2bおよび第３気筒
2cに対するEGR制御を行なっている。
レノイド弁よりなる負圧制御弁12a、12bによってそれぞ
れ制御されるバキュームポンプ13の負圧が、負圧通路14
a、14bを通じてそれぞれ印加され、これによってEGR弁1
1a、11bのリフト量が制御される。また集合排気通路8
a、8bには、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸
素センサ15a、15bがそれぞれ設けられている。16はコン
トローラで、燃料噴射ポンプ17が備えている回転数セン
サ18、アクセル開度センサ19（噴射ポンプ17のレバー開
度を検出するポテンショメータ）の出力、および酸素セ
ンサ15a、15bの出力その他が入力される。またEGR弁11
a、11bにはそれらのリフト量を検出するポテンショメー
タよりなるEGR弁リフト量センサ20a、20bがそれぞれ設
けられており、これらセンサ20a、20bの出力もコントロ
ーラ16に入力される。コントローラ16は、酸素センサ15
aの出力に基づいて、負圧制御弁12aをデューティ制御し
てEGR弁11aのリフト量を制御し、これにより第１気筒2a
および第４気筒2dに対するEGR制御を行なっている。ま
たコントローラ16は、酸素センサ15bの出力に基づい
て、負圧制御弁12bをデューティ制御してEGR弁11bのリ
フト量を制御し、これにより第２気筒2bおよび第３気筒
2cに対するEGR制御を行なっている。
コントローラ16のメモリには、第２図に示すように、
エンジン回転数NEとアクセル開度ACCに応じた目標酸素
濃度VO2（Ｍ）をあらわすマップが格納されており、こ
のマップ値と、酸素センサ15a、15bの出力であらわされ
る実酸素濃度VO2（Ｒ）との比較に基づいてEGR制御が行
なわれるようになっている。
エンジン回転数NEとアクセル開度ACCに応じた目標酸素
濃度VO2（Ｍ）をあらわすマップが格納されており、こ
のマップ値と、酸素センサ15a、15bの出力であらわされ
る実酸素濃度VO2（Ｒ）との比較に基づいてEGR制御が行
なわれるようになっている。
このように本実施例においては、４つの気筒4a〜4dを
２グループに区分け、各グループ毎にEGR制御を行なっ
ているが、その場合、排気行程の隣り合わない２つの気
筒、例えば第１気筒2aと第４気筒2dの吸気機関および排
気機関を見ると、第３図に示すように一方の気筒の吸気
行程と他方の気筒の排気行程とがオーバーラップする期
間が生じる。したがって予めエンジンの回転数に応じた
EGR弁リフト信号の遅れ量を設定しておくことにより、
各１個の酸素センサ15aまたは15bによって各気筒の燃焼
状況を独立的に監視して各気筒別にEGR量を制御するこ
とが可能になる。
２グループに区分け、各グループ毎にEGR制御を行なっ
ているが、その場合、排気行程の隣り合わない２つの気
筒、例えば第１気筒2aと第４気筒2dの吸気機関および排
気機関を見ると、第３図に示すように一方の気筒の吸気
行程と他方の気筒の排気行程とがオーバーラップする期
間が生じる。したがって予めエンジンの回転数に応じた
EGR弁リフト信号の遅れ量を設定しておくことにより、
各１個の酸素センサ15aまたは15bによって各気筒の燃焼
状況を独立的に監視して各気筒別にEGR量を制御するこ
とが可能になる。
一方、酸素センサ（リニアO2センサ）15a、15bには、
初期の品質のばらつきがあり、また劣化度合に固体差が
生じるために、２本の酸素センサ15a、15bの出力を補正
する必要がある。また酸素センサ15a、15bの何れが一方
または双方が故障する場合がある。本実施例では、その
ような場合でもEGR制御を可能とするために第４図のフ
ローチャートに示すような制御を実行している。
初期の品質のばらつきがあり、また劣化度合に固体差が
生じるために、２本の酸素センサ15a、15bの出力を補正
する必要がある。また酸素センサ15a、15bの何れが一方
または双方が故障する場合がある。本実施例では、その
ような場合でもEGR制御を可能とするために第４図のフ
ローチャートに示すような制御を実行している。
すなわち、まず燃料カット時（減速時）か否かを判定
し（ステップS1）、燃料カット時においては、 （１） 酸素センサ15a、15bの出力が、２本とも第５図
に示すような設定範囲内にある場合には（ステップS
2）、酸素センサ15a、15bの出力を設定値に補正して
（ステップS3）、通常制御８を行なう（ステップS4）。
し（ステップS1）、燃料カット時においては、 （１） 酸素センサ15a、15bの出力が、２本とも第５図
に示すような設定範囲内にある場合には（ステップS
2）、酸素センサ15a、15bの出力を設定値に補正して
（ステップS3）、通常制御８を行なう（ステップS4）。
（２） 酸素センサ15a、15bのうち、一方の出力は設定
範囲内にあるが、他方の出力が設定範囲から外れた場
合、出力が設定範囲内にある酸素センサの出力を設定値
に補正して、この補正した酸素センサの出力で２系統の
EGR量を制御する（ステップS5〜ステップS7）。
範囲内にあるが、他方の出力が設定範囲から外れた場
合、出力が設定範囲内にある酸素センサの出力を設定値
に補正して、この補正した酸素センサの出力で２系統の
EGR量を制御する（ステップS5〜ステップS7）。
（３） 酸素センサ15a、15bの双方の出力が設定範囲か
ら外れた場合は、第６図に示すような、エンジン回転数
NEとアクセル開度ACCに応じた目標EGR弁リフト量VL
（Ｍ）を設定したマップを使用し、このマップ値と、リ
フト量センサ20a、20bの出力であらわされる実EGR弁リ
フト量VL（Ｒ）との比較に基づいてEGR制御を行なう
（ステップS8）。
ら外れた場合は、第６図に示すような、エンジン回転数
NEとアクセル開度ACCに応じた目標EGR弁リフト量VL
（Ｍ）を設定したマップを使用し、このマップ値と、リ
フト量センサ20a、20bの出力であらわされる実EGR弁リ
フト量VL（Ｒ）との比較に基づいてEGR制御を行なう
（ステップS8）。
（４） 燃料カット時以外では通常制御を行なう（ステ
ップS9）。
ップS9）。
なお、ディーゼルエンジンは燃焼室内で燃料が層状化
をしているため、排気弁が開いている間の酸素センサ15
a、15bの出力は変化する。しかしながら、エンジン側の
要求としては、１行程中のEGR量が正しく制御できさえ
すればよく、クランク角度に応じてEGR量を制御する必
要はない。したがって、EGR弁11a、11bのばらつきを防
止するために、360゜分の酸素センサ出力の平均値で、
次の360゜分のEGR弁開度を設定してもよい。
をしているため、排気弁が開いている間の酸素センサ15
a、15bの出力は変化する。しかしながら、エンジン側の
要求としては、１行程中のEGR量が正しく制御できさえ
すればよく、クランク角度に応じてEGR量を制御する必
要はない。したがって、EGR弁11a、11bのばらつきを防
止するために、360゜分の酸素センサ出力の平均値で、
次の360゜分のEGR弁開度を設定してもよい。
第１図は本発明の一実施例を示す概略的構成図、第２図
は目標酸素濃度マップ、第３図は第１気筒と第４気筒の
吸気期間と排気期間とを示すタイミングチャート、第４
図は制御のフローチャート、第５図は酸素濃度に対する
酸素センサの出力の関係を示すグラフ、第６図は目標EG
R弁リフト量マップである。 １……エンジン本体、2a、2d……気筒 3a〜3d……吸気通路、4a〜4d……排気通路 5a、5b……集合吸気通路 8a、8b……集合排気通路 10a、10b……EGR通路 11a、11b……EGR弁 12a、12b……負圧制御弁 13……バキュームポンプ 16……コントローラ 17……燃料噴射ポンプ 20a、20b……EGR弁リフト量センサ
は目標酸素濃度マップ、第３図は第１気筒と第４気筒の
吸気期間と排気期間とを示すタイミングチャート、第４
図は制御のフローチャート、第５図は酸素濃度に対する
酸素センサの出力の関係を示すグラフ、第６図は目標EG
R弁リフト量マップである。 １……エンジン本体、2a、2d……気筒 3a〜3d……吸気通路、4a〜4d……排気通路 5a、5b……集合吸気通路 8a、8b……集合排気通路 10a、10b……EGR通路 11a、11b……EGR弁 12a、12b……負圧制御弁 13……バキュームポンプ 16……コントローラ 17……燃料噴射ポンプ 20a、20b……EGR弁リフト量センサ
Claims (1)
- 【請求項１】排気通路に設けた酸素センサの出力に基づ
いて排気ガス還流制御を行なう多気筒エンジンにおい
て、 上記多気筒エンジンの排気行程が隣り合わない気筒の排
気通路同士をそれぞれ接続して形成した複数の集合排気
通路の各々に配置された酸素センサと、 上記複数の集合排気通路からそれぞれ導出された排気ガ
ス還流通路と、 これら排気ガス還流通路にそれぞれ配置された排気ガス
還流量制御弁と、 １つの酸素センサの故障時には他の正常な酸素センサの
出力に基づいて上記複数の排気ガス還流量制御弁を作動
させる制御手段と を備えていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101738A JP2663297B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101738A JP2663297B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283848A JPH02283848A (ja) | 1990-11-21 |
| JP2663297B2 true JP2663297B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=14308598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101738A Expired - Lifetime JP2663297B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663297B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127040A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内部ｅｇｒシステム付き４サイクルエンジン |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005012644A1 (de) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Siemens Ag | Verfahren zur Rückführung eines Teilstromes an Abgas zu einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges |
| US10590872B2 (en) * | 2018-02-13 | 2020-03-17 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder exhaust gas recirculation distribution measurement systems and methods |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1101738A patent/JP2663297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127040A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内部ｅｇｒシステム付き４サイクルエンジン |
| JP4523905B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2010-08-11 | 三菱重工業株式会社 | 内部ｅｇｒシステム付き４サイクルエンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02283848A (ja) | 1990-11-21 |
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