JPH02223659A - Exhaust gas return control device for engine with supercharger - Google Patents
Exhaust gas return control device for engine with superchargerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
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- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
星!上皇り里ユ互
本発明は、過給機付エンジンの排気還流制御装置に関す
るものであり、さらに詳細には、簡易な構造で、エミッ
ションを改善しつつ、低負荷運転状態からの加速時にお
けるトルクショックを防止するとともに、高低負荷運転
状態からの加速時において、速やかに十分なトルクを得
ることのできる過給機付エンジンの排気還流制御装置に
関するものである。[Detailed description of the invention] Star! TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine, and more specifically, it has a simple structure, improves emissions, and reduces torque during acceleration from a low-load operating state. The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine that can prevent shock and quickly obtain sufficient torque when accelerating from a high or low load operating state.
光丘麩韮
エンジンの排気還流は、所定のエンジン負荷の越えると
、排気還流により十分なエンジントルクが得られず、ま
た、スモークが発生するおそれがあるため、一般に、所
定のエンジン負荷以下の運転状態においてのみ、排気還
流をおこない、エンジン負荷が所定値を越えると、排気
還流を停止するように制御されている。Exhaust recirculation of the Guangqiu Fu Nini engine is generally performed under operating conditions below the specified engine load, because if the engine load exceeds a specified level, sufficient engine torque may not be obtained due to exhaust recirculation, and smoke may occur. Exhaust gas recirculation is performed only in the engine, and when the engine load exceeds a predetermined value, the exhaust gas recirculation is controlled to be stopped.
また、過給機付エンジンにおいては、通常、排気ガス圧
力と過給圧力との差圧を利用して、排気還流制御がおこ
なわれている。Furthermore, in a supercharged engine, exhaust gas recirculation control is normally performed using the differential pressure between exhaust gas pressure and supercharging pressure.
発 の 決しようとする問題点
しかしながら、このように、排気ガス圧力と過給圧力と
の差圧を利用した過給機付エンジンの排気還流制御装置
においては、加速時に、排気ガス圧力の上昇と過給圧力
の上昇との間に時間遅れが生じるため、所望の排気還流
制御が困難になるとともにトルクショックを生じ、走行
フィーリングを悪化させる場合があった。However, in the exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine that utilizes the differential pressure between the exhaust gas pressure and the supercharging pressure, during acceleration, the exhaust gas pressure increases and Since there is a time delay between the boost pressure increasing and the boost pressure increasing, it becomes difficult to control the exhaust gas recirculation as desired, and a torque shock may occur, which may deteriorate the driving feeling.
すなわち、一般に、エンジントルクは、エンジン負荷の
増大とともに、増大するが、排気還流をおこなっている
場合に得られるエンジントルクはエンジン負荷のいかん
にかかわらず、つねに排気還流をおこなっていない場合
より小さく、したがって、加速により、エンジン負荷が
排気還流を停止する所定値を越え、排気還流が停止され
た場合には、排気還流を継続している場合に比して大き
なトルク変動が生ずることは避けられなかった。That is, in general, engine torque increases as the engine load increases, but the engine torque obtained when exhaust gas recirculation is performed is always smaller than when exhaust gas recirculation is not performed, regardless of the engine load. Therefore, when the engine load exceeds the predetermined value at which exhaust gas recirculation is stopped due to acceleration, and exhaust gas recirculation is stopped, it is inevitable that a larger torque fluctuation will occur than when exhaust gas recirculation is continued. Ta.
ただ、このような加速により排気還流が停止されること
に起因するトルクの変動は、走行フィーリングを悪化さ
せるほどのものではないが、上述の排気ガス圧力と過給
圧力との差圧を利用した過給機付エンジンの排気還流制
御装置においては、加速時に、排気ガス圧力は直ちに増
大するが、過給圧力は直ちには増大ぜず、そのために、
−時的に排気ガス圧力と過給圧力との差圧が増大し、排
気還流量が増大して、エンジントルクが一時的に低下す
るので、その後直ちに、排気還流が停止されると、エン
ジントルクは急激に増大することになり、通常のエンジ
ンに比して、加速により排気還流が停止される場合のト
ルクショックが大きくなり、走行フィーリングを悪化さ
せるおそれがあるという問題があった。However, the fluctuation in torque caused by stopping the exhaust gas recirculation due to acceleration is not so great as to deteriorate the driving feeling, but it is possible to use the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure mentioned above. In the exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine, the exhaust gas pressure increases immediately during acceleration, but the supercharging pressure does not increase immediately.
- The differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure increases over time, increasing the amount of exhaust gas recirculation and causing a temporary decrease in engine torque. This results in a sudden increase in torque, and there is a problem in that compared to a normal engine, the torque shock when exhaust gas recirculation is stopped due to acceleration becomes larger, which may worsen the driving feeling.
もっとも、高負荷運転状態からの加速の場合には、加速
前における過給圧力がもともと十分に高いため、加速に
よる排気ガス圧力と過給圧力との差圧の一時的な増大は
それほど大きくはならず、排気還流量の一時的な増大も
それほど大きくはないので、エンジントルクの一時的低
下も小さく、したがって、その後直ちに、排気還流が停
止されても、エンジントルクの変動は、通常のエンジン
の場合と有意差はなく、トルクショックによる走行フィ
ーリングの悪化はそれほど問題とはならないが、低負荷
運転状態からの加速の場合には、もともと過給圧力が小
さいため、加速により排気ガス圧力が増大すると、加速
により生ずる排気ガス圧力と過給圧力との差圧の一時的
な増大はきわめて大きくなって、排気還流量の一時的な
増大もきわめて大きくなるため、加速により一時的にエ
ンジントルクは大きく低下し、したがって、その後直ち
に、排気還流が停止されると、トルクショックはきわめ
て大きいものとなり、走行フィーリングが著しく悪化す
るという問題があった。However, in the case of acceleration from a high-load operating state, the boost pressure before acceleration is already sufficiently high, so the temporary increase in the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure due to acceleration will not be that large. Also, since the temporary increase in the amount of exhaust gas recirculation is not so large, the temporary decrease in engine torque is also small. Therefore, even if exhaust gas recirculation is stopped immediately thereafter, the engine torque fluctuation will be the same as in a normal engine. There is no significant difference between the two, and the deterioration of driving feeling due to torque shock is not so much of a problem. However, when accelerating from a low-load operating state, the boost pressure is originally low, so if the exhaust gas pressure increases due to acceleration. , the temporary increase in the differential pressure between the exhaust gas pressure and boost pressure caused by acceleration becomes extremely large, and the temporary increase in the amount of exhaust gas recirculation also becomes extremely large, so the engine torque temporarily decreases significantly due to acceleration. Therefore, if the exhaust gas recirculation is stopped immediately thereafter, the torque shock becomes extremely large, resulting in a problem that the driving feeling is significantly deteriorated.
このような加速時に、過給機付エンジンの排気還流制御
装置における排気ガス圧力の上昇上過給圧力の上昇との
間に時間遅れが生じることに起因する一時的なエンジン
トルクの低下の問題は、排気ガス圧力と過給圧力との差
圧を補正する装置を用いることにより防止することが可
能ではあるが、差圧補正装置を用いることは、装置を複
雑化するとともに、コストアップの原因となり、望まし
くない。During such acceleration, the problem of a temporary drop in engine torque caused by the time delay between the rise in exhaust gas pressure and the rise in supercharging pressure in the exhaust gas recirculation control device of a supercharged engine is Although it is possible to prevent this by using a device that corrects the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure, using a differential pressure correction device complicates the device and causes an increase in cost. , undesirable.
發皿FとU
本発明は、排気式過給機と、排気還流通路と、排気還流
通路を開閉する排気還流バルブと、エンジン負荷を検出
するエンジン負部検出手段と、エンジン負荷検出手段の
出力信号に基づき、エンジン負荷が所定値以下のときは
、排気還流バルブを開き、エンジン負荷が所定値を越え
たときは、排気還流バルブを閉じるように制御する開閉
制御手段とを備えた過給機付エンジンの排気還流制御装
置において、簡易な構造で、エミッションを改善しつつ
、低負荷運転状態からの加速時におけるトルクショック
を防止するとともに、高低負荷運転状態からの加速時に
おいて、速やかに十分なトルクを得ることのできる過給
機付エンジンの排気還流制御装置を提供することを目的
とするものである。Dishes F and U The present invention provides an exhaust type supercharger, an exhaust recirculation passage, an exhaust recirculation valve that opens and closes the exhaust recirculation passage, an engine negative section detection means for detecting engine load, and an output of the engine load detection means. A supercharger equipped with an opening/closing control means that controls to open an exhaust recirculation valve when the engine load is below a predetermined value and to close the exhaust recirculation valve when the engine load exceeds a predetermined value based on a signal. This exhaust recirculation control system for engines with a simple structure improves emissions, prevents torque shock when accelerating from low-load operating conditions, and quickly provides sufficient control when accelerating from high-low-load operating conditions. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine that can obtain torque.
介Jビυ1厘
本発明のかかる目的は、エンジンの加速状態を検出する
加速検出手段と、エンジン負荷検出手段からの出力信号
および加速検出手段からの出力信号に基づき、低負荷運
転状態から所定値を越えたエンジン負荷運転状態まで加
速する時のみ、開閉制御手段に低速閉作動信号を出力し
、排気還流バルブを徐々に閉じるように制御する閉作動
速度制御手段を設けることを設けることによって達成さ
れる。The object of the present invention is to provide acceleration detection means for detecting the acceleration state of the engine, and an output signal from the engine load detection means and an output signal from the acceleration detection means. This is achieved by providing a closing operation speed control means that outputs a low-speed closing operation signal to the opening/closing control means and controls the exhaust recirculation valve to gradually close only when the engine accelerates to a state where the engine load exceeds . Ru.
本発明によれば、低負荷運転状態からエンジン負荷が排
気還流を停止する所定値を越えた運転状態まで加速する
時には、開閉制御手段により、排気還流バルブは徐々に
閉じられて、排気還流は徐々に停止されるから、加速に
よって、排気ガス圧力と過給圧力との差圧が一時的に増
大し、その結果、排気還流量が一時的に増大して、エン
ジントルクが一時的に低下しても、エンジントルクは徐
々に増大するため、排気還流が停止されることにより、
トルクショックが生ずることが防止され、走行フィーリ
ングを悪化させることもない。According to the present invention, when the engine load accelerates from a low-load operating state to an operating state in which the engine load exceeds a predetermined value at which exhaust gas recirculation is stopped, the exhaust recirculation valve is gradually closed by the opening/closing control means, and the exhaust recirculation is gradually stopped. Because the engine is stopped, acceleration temporarily increases the differential pressure between exhaust gas pressure and boost pressure, resulting in a temporary increase in the amount of exhaust gas recirculation and a temporary decrease in engine torque. However, as the engine torque gradually increases, exhaust recirculation is stopped,
Torque shock is prevented from occurring, and the driving feeling is not deteriorated.
本発明の好ましい実施態様においては、さらにエンジン
回転数検出手段を備えており、加速検出手段およびエン
ジン負荷検出手段からの出力信号に加えて、エンジン回
転数検出手段の出力信号に基づいて、低負荷でかつ低エ
ンジン回転数運転状態からエンジン負荷が排気還流を停
止する所定値を越えるまで加速する場合において、開閉
制御手段に低速閉作動信号を出力して、排気還流バルブ
の閉じる速度を小さく制御するように構成されている。In a preferred embodiment of the present invention, engine speed detection means is further provided, and in addition to the output signals from the acceleration detection means and the engine load detection means, the low load and when the engine load accelerates from a low engine speed operating state until it exceeds a predetermined value at which exhaust gas recirculation is stopped, a low speed closing operation signal is output to the opening/closing control means to control the closing speed of the exhaust recirculation valve to a small value. It is configured as follows.
エンジン負荷が低い運転状態であっても、エンジン回転
数が高い場合には、排気ガスエネルギーは比較的高く、
したがって、過給圧力も比較的高い値にあるので、加速
により、排気ガス圧力と過給圧力との差圧はそれほど大
きくはならず、したがって、エンジントルクの一時的低
下もそれほど大きくはならないから、このように構成す
ることによって、良好な加速レスポンスを維持しつつ、
トルクショックによる走行フィーリングの悪化を防止す
ることが可能になる。Even when the engine load is low and the engine speed is high, the exhaust gas energy is relatively high.
Therefore, since the boost pressure is also at a relatively high value, the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure will not become so large due to acceleration, and therefore the temporary decrease in engine torque will not become so large. With this configuration, while maintaining good acceleration response,
It becomes possible to prevent deterioration of driving feeling due to torque shock.
及産月
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき詳細
に説明を加える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
第1図は、本発明の実施例にかかる排気還流制御装置を
含む過給機付ディーゼルエンジンの全体概略図である。FIG. 1 is an overall schematic diagram of a supercharged diesel engine including an exhaust gas recirculation control device according to an embodiment of the present invention.
第1図において、ディーゼルエンジン1は、シリンダ2
とシリンダボア3内を上下方向に摺動するピストン4を
備え、シリンダボア3内のピストン4の頂面には、凹部
が設けられ、この凹部が、燃焼室5を形成している。シ
リンダボア3には、吸気通路6および排気通路7が接続
され、排気通路7より分岐し、吸気通路6に連通可能な
排気還流通路8および排気還流通路8を開閉する排気還
流バルブ9が、それぞれ設けられている。シリンダヘッ
ド10内には、吸気通路6の吸気ポート11を開閉する
吸気弁12および排気通路7の図示しない排気ポートを
開閉する図示しない排気弁が、それぞれ設けられている
。さらに、高圧縮された燃焼室5内の空気に燃料を噴射
し、自然着火させる燃料噴射ノズル13が設けられてい
る。吸気通路6は、吸気ポート11近傍において、空気
がシリンダボア3の内面に沿って、その円周方向に供給
されるように配置され、シリンダポア3内にきわめて強
度のスワールを発生させ、これに燃料噴射ノズル13よ
り噴射された燃料と吸気とが十分に混合するように構成
されている。In FIG. 1, a diesel engine 1 has a cylinder 2
The piston 4 is provided with a piston 4 that slides vertically within the cylinder bore 3. A recess is provided on the top surface of the piston 4 within the cylinder bore 3, and this recess forms a combustion chamber 5. The cylinder bore 3 is connected to an intake passage 6 and an exhaust passage 7, and is provided with an exhaust recirculation passage 8 that branches from the exhaust passage 7 and can communicate with the intake passage 6, and an exhaust recirculation valve 9 that opens and closes the exhaust recirculation passage 8. It is being Inside the cylinder head 10, an intake valve 12 that opens and closes an intake port 11 of the intake passage 6 and an exhaust valve (not shown) that opens and closes an exhaust port (not shown) of the exhaust passage 7 are provided. Furthermore, a fuel injection nozzle 13 is provided that injects fuel into the highly compressed air in the combustion chamber 5 to cause spontaneous ignition. The intake passage 6 is arranged near the intake port 11 so that air is supplied along the inner surface of the cylinder bore 3 in the circumferential direction thereof, and generates an extremely strong swirl within the cylinder bore 3, which causes fuel injection. It is configured so that the fuel injected from the nozzle 13 and the intake air are sufficiently mixed.
排気通路7の排気還流通路8の分岐部の下流側には、タ
ービン14が設けられ、また、吸気通路6の排気還流通
路8の合流部の上流側には、タービン14の軸に取り付
けられたコンプレッサ15が設けられて、過給機16を
構成している。過給機16は、周知のように、排気通路
7より排気される排気ガスのエネルギーにより、タービ
ン14を高速で回転させ、タービン14の軸の先に取り
付けられたコンプレッサ15により、吸気を圧縮しなが
ら、燃焼室5に送り込むように構成されている。また、
排気還流通路8の排気通路7からの分岐部は過給機16
の上流側に設けられ、排気還流通路8の吸気通路6への
合流部は過給機16の下流側に設けられているので、排
気還流バルブ9が排気還流通路8を開いている状態では
、排気通路7内の排気ガス圧力と過給機16によって過
給された吸気の過給圧力との差圧により、排気通路7よ
り排気還流通路8を経て、吸気通路6に還流される排気
ガスの排気還流員は決定されるようになっている。A turbine 14 is provided on the downstream side of the branching part of the exhaust gas recirculation passage 8 of the exhaust passage 7, and a turbine 14 attached to the shaft of the turbine 14 is provided on the upstream side of the merging part of the exhaust gas recirculation passage 8 of the intake passage 6. A compressor 15 is provided to constitute a supercharger 16. As is well known, the supercharger 16 rotates the turbine 14 at high speed using the energy of the exhaust gas exhausted from the exhaust passage 7, and compresses the intake air with the compressor 15 attached to the end of the shaft of the turbine 14. However, it is configured to feed into the combustion chamber 5. Also,
The branch part of the exhaust gas recirculation passage 8 from the exhaust passage 7 is connected to the supercharger 16.
Since the joining part of the exhaust gas recirculation passage 8 to the intake passage 6 is provided on the downstream side of the supercharger 16, when the exhaust gas recirculation valve 9 opens the exhaust gas recirculation passage 8, Due to the pressure difference between the exhaust gas pressure in the exhaust passage 7 and the supercharging pressure of the intake air supercharged by the supercharger 16, the amount of exhaust gas returned from the exhaust passage 7 to the intake passage 6 via the exhaust recirculation passage 8 is increased. Exhaust recirculation personnel are to be determined.
排気還流バルブ9は、ダイアフラム20によって、負圧
室21とバルブ側室22とに分割され、負圧室21内に
は、ダイアフラム20を、排気還流バルブ9が排気還流
通路8を閉じる方向に常時付勢しているスプリング23
が設けられている。The exhaust gas recirculation valve 9 is divided into a negative pressure chamber 21 and a valve side chamber 22 by a diaphragm 20, and the diaphragm 20 is always attached in the negative pressure chamber 21 in the direction in which the exhaust gas recirculation valve 9 closes the exhaust gas recirculation passage 8. Spring 23
is provided.
負圧室21は、負圧通路24が接続されており、負圧通
路24の上流には、負圧通路24の下流側を真空ポンプ
26および大気と選択的に接続する三方ソレノイドバル
ブ25が設けられ、三方ソレノイドバルブ25の下流側
には、負圧通路24の通路面積を変化させる負圧通路絞
りバルブ27が設けられている。30はコントロールユ
ニットである。A negative pressure passage 24 is connected to the negative pressure chamber 21, and a three-way solenoid valve 25 is provided upstream of the negative pressure passage 24 to selectively connect the downstream side of the negative pressure passage 24 with a vacuum pump 26 and the atmosphere. A negative pressure passage throttle valve 27 is provided downstream of the three-way solenoid valve 25 to change the passage area of the negative pressure passage 24. 30 is a control unit.
第2図は、コントロールユニット30内に設けられた本
発明の実施例にかかる排気還流制御装置;31のブロッ
ク図を示すものであり、排気還流制御装置31内には、
排気還流制御マツプを記憶しているメモリ32、メモリ
32にアクセス可能で、図示しないアクセルペダルの踏
み込み量またはアクセルペダルの踏み込み量に連動する
図示しない燃料噴射ポンプの燃料噴射レバーの開度に基
づき、エンジン負荷を検出するエンジン負荷センサ33
よりのエンジン負荷検出信号、エンジン回転数を検出す
るエンジン回転数センサ34よりのエンジン回転数検出
信号およびエンジン冷却水温度を検出するエンジン冷却
水温度センサ35よりのエンジン冷゛却水温度センサ検
出信号が、それぞれ、入力され、これらの入力信号に基
づき、メモリ32に記憶された排気還流制御マツプにし
たがって、三方ソレノイドバルブ25に排気還流オン信
号または排気還流オフ信号を出力し、三方ソレノイドバ
ルブ25を開閉する開閉制御手段36、メモリ32にア
クセス可能で、エンジンの加速状態を検出する加速セン
サ37よりの加速検出信号、エンジン負荷センサ33よ
りのエンジン負荷検出信号およびエンジン回転数センサ
34よりのエンジン回転数検出信号が、それぞれ、入力
され、これらの入力信号に基づき、メモリ32に記憶さ
れた排気還流制御マツプにしたがって、負圧通路絞りバ
ルブ27に、負圧通路絞りオン信号または負圧通路絞り
バルブオフ信号を出力し、負圧通路24の通路面積を変
化させる閉作動速度制御手段38を備えている。FIG. 2 shows a block diagram of the exhaust recirculation control device; 31 according to the embodiment of the present invention provided in the control unit 30, and the exhaust recirculation control device 31 includes:
The memory 32 that stores the exhaust recirculation control map is accessible, and is based on the amount of depression of the accelerator pedal (not shown) or the opening degree of the fuel injection lever of the fuel injection pump (not shown) linked to the amount of depression of the accelerator pedal. Engine load sensor 33 that detects engine load
an engine load detection signal from the engine rotation speed sensor 34 that detects the engine rotation speed, and an engine coolant temperature sensor detection signal from the engine coolant temperature sensor 35 that detects the engine coolant temperature. are respectively input, and based on these input signals, outputs an exhaust recirculation ON signal or an exhaust recirculation OFF signal to the three-way solenoid valve 25 according to the exhaust recirculation control map stored in the memory 32, and turns the three-way solenoid valve 25 on. An opening/closing control means 36 that opens and closes, an acceleration detection signal from an acceleration sensor 37 that can access the memory 32 and detects the acceleration state of the engine, an engine load detection signal from the engine load sensor 33, and an engine rotation from the engine rotation speed sensor 34. Based on these input signals and according to the exhaust recirculation control map stored in the memory 32, the negative pressure passage throttling valve 27 is given a negative pressure passage throttling on signal or a negative pressure passage throttling valve off signal. A closing operation speed control means 38 is provided which outputs a signal and changes the passage area of the negative pressure passage 24.
第3図は、本実施例にかかる過給機付デイ−セルエンジ
ンの排気還流制御装置のメモリ32に記憶された排気還
流をおこなう運転領域および排気還流をおこなわない運
転領域を示す排気還流制御マツプである。第3図におい
て、縦軸はエンジン負荷、横軸はエンジン回転数をそれ
ぞれ示し、曲線Xは全負荷状態を、斜線で示す領域Aお
よび梨地で示す領域Bは排気還流をおこなう運転領域を
、また、領域AおよびB以外の領域は、排気還流をおこ
なわない運転領域を、また、曲線Yは、排気還流をおこ
なうか否かを決定する限界負荷ラインを、それぞれ、示
している。FIG. 3 is an exhaust recirculation control map showing an operating region in which exhaust gas recirculation is performed and an operating region in which exhaust gas recirculation is not performed, which is stored in the memory 32 of the exhaust recirculation control device for a day cell engine with a supercharger according to the present embodiment. It is. In Fig. 3, the vertical axis shows the engine load, the horizontal axis shows the engine speed, the curve X shows the full load state, the shaded area A and the matte area B show the operating area where exhaust gas recirculation is performed, and , regions other than regions A and B indicate operating regions in which exhaust gas recirculation is not performed, and curve Y indicates a limit load line that determines whether or not exhaust gas recirculation is performed.
本実施例においては、第3図に示されるように、エンジ
ン回転数が低い運転領域に比して、高い運転領域では、
よりエンジン負荷の高い運転状態まで、排気還流をおこ
なうように排気還流が制御されている。これは、高負荷
運転領域においても、エミッションの改善を図るために
は、排気還流をおこなうことが望ましいが、ディーゼル
エンジンにおいては、空気過剰率が、高負荷になるほど
小さくなり、したがって、高負荷運転領域において、排
気還流をおこなう場合には、スモークが発生するという
問題があり、従来は、エンジン負荷が所定の値に達する
と、エンジン回転数のいかんを問わず、排気還流を停止
していたが、本実施例にかかるディーゼルエンジンのよ
うに、スワールを生成させる燃焼室5を備えている場合
には、エンジン回転数が高くなるにしたがって、スワー
ルの流速も速くなるので、空気と燃料との混合も良好に
なるので、エンジン回転数が高い運転領域においては、
よりエンジン負荷の高い運転状態まで、排気還流をおこ
なっても、スモークの発生を抑制することかできるとい
う知見に基づくものである。In this embodiment, as shown in FIG. 3, in the operating region where the engine speed is high compared to the operating region where the engine speed is low,
Exhaust gas recirculation is controlled to continue even when the engine load is higher. In order to improve emissions, it is desirable to perform exhaust gas recirculation even in high-load operating ranges, but in diesel engines, the excess air ratio decreases as the load increases, so during high-load operating There is a problem in that smoke is generated when exhaust gas recirculation is performed in the area where the exhaust gas is recirculated. When the diesel engine according to this embodiment is equipped with a combustion chamber 5 that generates swirl, the flow velocity of the swirl increases as the engine speed increases, so that the mixing of air and fuel is reduced. In the operating range where the engine speed is high,
This is based on the knowledge that smoke generation can be suppressed even if exhaust gas recirculation is performed even under operating conditions where the engine load is higher.
本実施例にかかる排気還流制御装置31の開閉制御手段
36は、エンジン負荷センサ33から入力されたエンジ
ン負荷検出信号、エンジン回転数センサ3゛4から入力
されたエンジン回転数検出信号およびエンジン冷却水温
度センサ35から入力されたエンジン冷却水温度検出信
号に基づき、メモリ32に記憶された第3図に示される
排気還流制御マツプにしたがって、所定のエンジン冷却
水温度以上のとき、エンジン運転状態が、第3図のマツ
プの領域Aまたは領域B内にあるか否かを判定し、エン
ジン運転状態が、領域Aまたは領域B内にあると判定し
たときは、三方ソレノイドバルブ25に排気還流オン信
号を出力し、他方、エンジン運転状態が、領域Aおよび
領域B外にあると判定したときは、三方ソレノイドバル
ブ25に排気還流オン信号を出力する。また、閉作動速
度制御手段38は1、加速センサ37から入力された加
速状態検出信号、エンジン負荷センサ33から入力され
たエンジン負荷検出信号およびエンジン回転数センサ3
4から入力されたエンジン回転数検出信号に基づき、メ
モリ32に記憶された第3図に示される排気還流制御マ
ツプにしたがって、エンジンが、加速によって、第3図
のマツプの領域Aまたは領域B内の運転状態から、限界
負荷ラインYを横切って、マツプの領域Aおよび領域B
外の運転状態に変化したか否かを判定し、領域Aから、
限界負荷ラインYを横切って、領域Aおよび領域B外の
運転状態に変化したと判定したときは、負圧通路絞りバ
ルブ27に負圧通路絞りオフ信号を出力し、他方、領域
Bから、限界負荷ラインYを横切って、領域Aおよび領
域B外の運転状態に変化したと判定したときは、負圧通
路絞りバルブ27に負圧通路絞りオン信号を出力する。The opening/closing control means 36 of the exhaust gas recirculation control device 31 according to the present embodiment includes an engine load detection signal input from the engine load sensor 33, an engine rotation speed detection signal input from the engine rotation speed sensor 3 and 4, and an engine cooling water Based on the engine coolant temperature detection signal input from the temperature sensor 35, and according to the exhaust recirculation control map shown in FIG. It is determined whether the engine is in region A or region B of the map shown in FIG. On the other hand, when it is determined that the engine operating state is outside of region A and region B, an exhaust recirculation ON signal is output to the three-way solenoid valve 25. Further, the closing operation speed control means 38 includes an acceleration state detection signal inputted from the acceleration sensor 37, an engine load detection signal inputted from the engine load sensor 33, and an engine rotation speed sensor 3.
Based on the engine rotational speed detection signal input from 4, the engine accelerates to within region A or region B of the map in FIG. 3 according to the exhaust recirculation control map shown in FIG. From the operating state of
It is determined whether the operating state has changed to outside, and from area A,
When it is determined that the operating state has changed to a state outside of region A and region B by crossing the limit load line Y, a negative pressure passage throttle off signal is output to the negative pressure passage throttle valve 27, and on the other hand, from region B When it is determined that the load line Y has been crossed and the operating state has changed to a state outside of region A and region B, a negative pressure passage throttling ON signal is output to the negative pressure passage throttling valve 27.
三方ソレノイドバルブ25は、排気還流制御装置31の
開閉制御手段36から排気還流オン信号を受けたときは
、負圧通路24の下流側を真空ポンプ26に接続し、そ
の結果、負圧室2Iには、真空ポンプ26より負圧が導
入され、スプリング23の付勢力に打ち勝って、ダイア
フラム20を上方に押上げて、排気還流バルブ9は、排
気還流通路8を開き、排気還流がなされる。これに対し
て、開閉制御手段36から排気還流オフ信号を受けたと
きは、三方ソレノイドバルブ25は、負圧通路24の下
流側を大気に接続し、その結果、負圧室21には、大気
圧が導入されるので、スプリング23の付勢力により、
排気還流バルブ9は、排気還流通路8を閉じ、排気還流
はおこなわれない。When the three-way solenoid valve 25 receives an exhaust gas recirculation ON signal from the opening/closing control means 36 of the exhaust gas recirculation control device 31, the three-way solenoid valve 25 connects the downstream side of the negative pressure passage 24 to the vacuum pump 26, and as a result, it connects the downstream side of the negative pressure passage 24 to the negative pressure chamber 2I. Negative pressure is introduced from the vacuum pump 26, overcomes the biasing force of the spring 23, pushes the diaphragm 20 upward, and the exhaust gas recirculation valve 9 opens the exhaust gas recirculation passage 8, so that the exhaust gas is recirculated. On the other hand, when receiving the exhaust gas recirculation off signal from the opening/closing control means 36, the three-way solenoid valve 25 connects the downstream side of the negative pressure passage 24 to the atmosphere, and as a result, the negative pressure chamber 21 has a large Since atmospheric pressure is introduced, the biasing force of the spring 23 causes
The exhaust gas recirculation valve 9 closes the exhaust gas recirculation passage 8, and no exhaust gas recirculation is performed.
一方、負圧通路絞りバルブ27は、閉作動速度制御手段
38から、負圧通路絞りオン信号を受けたときは、負圧
通路24の通路面積を所定値まで絞り、負圧通路絞りオ
フ信号を受けたときは、負圧通路24の通路面積が全開
になるように制御する。On the other hand, when the negative pressure passage throttling valve 27 receives a negative pressure passage throttling on signal from the closing operation speed control means 38, it throttles the passage area of the negative pressure passage 24 to a predetermined value and sends a negative pressure passage throttling off signal. When this occurs, the negative pressure passage 24 is controlled so that its passage area is fully opened.
その結果、図示しないアクセルペダルが踏み込まれ、加
速によって、エンジン負荷およびエンジン回転数が、第
3図に示される排気還流制御マツプの領域Bで示される
領域内のエンジン運転状態から、すなわち、低負荷、低
エンジン回転数運転状態から、限界負荷ラインYを横切
って、領域Aおよび領域B外の運転状態、すなわち高負
荷運転状態に移行する場合、まず急激に、燃料噴射量が
増大して、排気ガスエネルギーが増大し、排気ガス圧力
は直ちに増大するが、過給圧力は未だに増大せず、その
ため、排気ガス圧力と過給圧力との差圧が一時的に増大
し、−時的に、排気還流通路8を経て、排気通路7より
吸気通路6に還流される排気還流量が増大して、エンジ
ントルクが一時的に低下した後に、エンジントルクの大
きい高負荷運転状態に移行するが、負圧通路24の通路
面積は、負圧通路絞りバルブ27によって、所定値まで
絞られているので、開閉制御手段36から三方ソレノイ
ドバルブ25に出力される信号が、排気還流オン信号か
ら排気還流オフ信号に変化し、三方ソレノイドバルブ2
5が、負圧通路24の下流側を真空ポンプ26に接続さ
れた状態から大気に接続された状態に変化させても、負
圧室21内の圧力変化は徐々にしか生じず、したがって
、排気還流バルブ9による排気還流通路8の閉作動速度
は小さく、徐々に排気還流が停止されるし、また、過給
圧力もこの間に徐々高くなるから、加速によって、排気
還流が停止される高負荷運転状態に移行した場合でも、
排気還流が停止されることによるトルクショックを効果
的に防止することができ、燃料噴射量が多いより高負荷
運転領域まで排気還流域を拡げつつ、走行フィーリング
を良好に保ことか可能になる。As a result, the accelerator pedal (not shown) is depressed, and by acceleration, the engine load and engine speed are changed from the engine operating state within the region B of the exhaust recirculation control map shown in FIG. , when moving from a low engine speed operating state to an operating state outside region A and region B by crossing the limit load line Y, that is, to a high-load operating state, the fuel injection amount increases suddenly and the exhaust gas increases. As the gas energy increases, the exhaust gas pressure increases immediately, but the boost pressure has not increased yet, so the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure increases temporarily, and - over time, the exhaust gas pressure increases. The amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage 7 to the intake passage 6 via the recirculation passage 8 increases, and the engine torque temporarily decreases, and then shifts to a high-load operating state with a large engine torque, but the negative pressure Since the passage area of the passage 24 is throttled to a predetermined value by the negative pressure passage throttle valve 27, the signal output from the opening/closing control means 36 to the three-way solenoid valve 25 changes from the exhaust recirculation on signal to the exhaust recirculation off signal. Change, three-way solenoid valve 2
5 changes the downstream side of the negative pressure passage 24 from being connected to the vacuum pump 26 to being connected to the atmosphere, the pressure within the negative pressure chamber 21 changes only gradually, and therefore the exhaust gas The closing speed of the exhaust gas recirculation passage 8 by the recirculation valve 9 is slow, and exhaust gas recirculation is gradually stopped, and the supercharging pressure also gradually increases during this period, so acceleration causes high-load operation in which exhaust gas recirculation is stopped. Even if the state moves to
Torque shock caused by stopping exhaust gas recirculation can be effectively prevented, and it is possible to maintain a good driving feeling while expanding the exhaust gas recirculation area to the high-load operation range where the amount of fuel injection is large. .
他方、図示しないアクセルペダルが踏み込まれ、加速に
よって、エンジン負荷およびエンジン回転数が、第3図
に示される排気還流制御マツプの領域Aで示される領域
内のエンジン運転状態から、限界負荷ラインYを横切っ
て、領域Aおよび領域B外の運転状態、すなわち高負荷
運転状態に移行する場合には1、まず急激に、燃料噴射
量が増大して、排気ガスエネルギーが増大し、排気ガス
圧力は直ちに増大するのに対し、過給圧力は直ちには増
大しないが、領域Aで示される領域内のエンジン運転状
態においては、もともと排気エネルギーは比較的高く、
過給圧力も比較的高い状態にあるから、排気ガス圧力と
過給圧力との差圧の一時的増大量はそれほど大きくはな
く、−時的に、排気還流通路8を経て、排気通路7より
吸気通路6に還流される排気還流量の増大もそれほど大
きくはならないから、エンジントルクの一時的な低下も
少なく、したがって、負圧通路24の通路面積を、負圧
通路絞りバルブ27によって絞ることな(、全開状態と
して、開閉制御手段36から三方ソレノイドバルブ25
に出力される信号が、排気還流オン信号から排気還流オ
フ信号に変化し、三方ソレノイドバルブ25が、負圧通
路24の下流側を真空ポンプ26に接続された状態から
大気に接続された状態に変化させても、排気還流が停止
されることによるトルクの変動はそれほど大きくはなら
ず、走行フィーリングを悪化させるという問題は生じな
い。On the other hand, the accelerator pedal (not shown) is depressed, and as a result of acceleration, the engine load and engine speed change from the engine operating state within the region A of the exhaust recirculation control map shown in FIG. 3 to the limit load line Y. When shifting to an operating state outside of areas A and B, that is, a high-load operating state, 1. First, the amount of fuel injection increases rapidly, the exhaust gas energy increases, and the exhaust gas pressure immediately decreases. In contrast, the boost pressure does not increase immediately, but in the engine operating state within the region A, the exhaust energy is originally relatively high.
Since the boost pressure is also relatively high, the temporary increase in the differential pressure between the exhaust gas pressure and the boost pressure is not so large; Since the increase in the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage 6 is not so large, there is little temporary drop in engine torque, and therefore the passage area of the negative pressure passage 24 is not restricted by the negative pressure passage throttle valve 27. (In the fully open state, the opening/closing control means 36 controls the three-way solenoid valve 25.
The signal output to changes from the exhaust recirculation on signal to the exhaust recirculation off signal, and the three-way solenoid valve 25 changes the downstream side of the negative pressure passage 24 from being connected to the vacuum pump 26 to being connected to the atmosphere. Even if it is changed, the fluctuation in torque due to stopping the exhaust gas recirculation will not be so large, and the problem of deteriorating the driving feeling will not occur.
本実施例によれば、加速によって、排気還流が停止され
ることによるトルクショックを効果的に防止して、走行
フィーリングを良好に保ことが可能になるが、さらには
、低負荷、低エンジン回転数状態から、排気還流が停止
される高負荷運転状態まで加速するとき、排気還流バル
ブ9は徐々に閉じられるので、より高負荷運転状態まで
、排気還流をおこなうことができ、したがって、低負荷
、低エンジン回転数状態から排気還流が停止される高負
荷運転状態まで加速する場合のエミッションの悪化を防
止することもまた可能となる。According to this embodiment, it is possible to effectively prevent torque shock caused by stopping exhaust gas recirculation by acceleration, and maintain a good driving feeling. When accelerating from a rotational speed state to a high-load operating state where exhaust gas recirculation is stopped, the exhaust recirculation valve 9 is gradually closed, so that exhaust gas recirculation can be performed until the higher-load operating state. It is also possible to prevent deterioration of emissions when accelerating from a low engine speed state to a high load operating state where exhaust gas recirculation is stopped.
本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。The present invention is not limited to the above-mentioned examples, but various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included within the scope of the present invention. Needless to say.
たとえば、前記実施例においては、過給機付ディーゼル
エンジンの排気還流制御装置について説明を加えている
が、本発明は、過給機付ディーゼルエンジンに限らず、
過給機付のガソリンエンジンに対しても適用し得ること
はもとよりである。For example, in the embodiment described above, an explanation has been added regarding an exhaust recirculation control device for a supercharged diesel engine, but the present invention is not limited to a supercharged diesel engine.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a gasoline engine with a supercharger.
また、前記実施例においては、燃焼室5に燃料を直接噴
射する、いわゆる直噴型ディーゼルエンジンの排気還流
制御装置につき、説明を加えているが、本発明は、スワ
ールを生成する副燃焼室を備えた過給機付ディーゼルエ
ンジンにも適用可能であることはいうまでもない。Furthermore, in the embodiment described above, an explanation has been added regarding an exhaust recirculation control device for a so-called direct injection type diesel engine that directly injects fuel into the combustion chamber 5, but the present invention provides an auxiliary combustion chamber that generates a swirl. Needless to say, it is also applicable to a supercharged diesel engine.
さらに、前記実施例においては、低負荷、低エンジン回
転数運転状態から、排気還流を停止する高負荷運転状態
まで、加速する場合に、閉作動速度制御手段38により
、排気還流バルブ9が徐々に閉じるように制御している
が、エンジン回転数のいかんにかかわらず、低負荷運転
状態から、排気還流を停止する高負荷運転状態まで、加
速する場合に、閉作動速度制御手段38により、排気還
流バルブ9が徐々に閉じるように制御することもできる
。Furthermore, in the embodiment, when accelerating from a low load, low engine speed operating state to a high load operating state where exhaust gas recirculation is stopped, the closing operation speed control means 38 gradually closes the exhaust recirculation valve 9. However, regardless of the engine speed, when accelerating from a low load operating state to a high load operating state where exhaust gas recirculation is stopped, the closing operation speed control means 38 controls the exhaust gas recirculation. It is also possible to control the valve 9 to gradually close.
また、本発明において、開閉制御手段および閉速度制御
手段は、必ずしも物理的手段を意味するものではなく、
それぞれの手段の機能がソフト的に実現される場合も本
発明は包含し、さらには、それぞれの手段の機能が一つ
の物理的手段によって実現される場合も、それぞれの手
段または一方の手段の機能が2以上の物理的手段により
実現される場合も本発明は包含している。Furthermore, in the present invention, the opening/closing control means and the closing speed control means do not necessarily mean physical means,
The present invention also includes cases where the functions of each means are realized by software, and furthermore, even when the functions of each means are realized by one physical means, the functions of each means or one of the means are included. The present invention also includes cases where this is realized by two or more physical means.
Uビと乳里
本発明によれば、排気式過給機と、排気還流通路と、排
気還流通路を開閉する排気還流バルブと、エンジン負荷
を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン負荷検出
手段の出力信号に基つき、エンジン負荷が所定値以下の
ときは、排気還流バルブを開き、エンジン負荷が所定値
を越えたときは、排気還流バルブを閉じるように制御す
る開閉制御手段とを備えた過給機付エンジンの排気還流
制御装置において、簡易な構造で、エミッションを改善
しつつ、低負荷運転状態からの加速時におけるトルクシ
ョックを防止するとともに、高低負荷運転状態からの加
速時において、速やかに十分なトルクを得ることのでき
る過給機付エンジンの排気還流制御装置を得ることが可
能となる。According to the present invention, an exhaust type supercharger, an exhaust recirculation passage, an exhaust recirculation valve that opens and closes the exhaust recirculation passage, an engine load detection means for detecting an engine load, and an engine load detection means for detecting an engine load. Based on the output signal, the exhaust recirculation valve is controlled to open the exhaust recirculation valve when the engine load is below a predetermined value, and to close the exhaust recirculation valve when the engine load exceeds the predetermined value. The exhaust recirculation control device for a fed engine has a simple structure that improves emissions, prevents torque shock when accelerating from low-load operating conditions, and quickly It becomes possible to obtain an exhaust gas recirculation control device for a supercharged engine that can obtain sufficient torque.
第1図は、本発明の実施例にかかる排気還流制御装置を
含む過給機付ディーゼルエンジンの全体概略図である。
第2図は、コントロールユニット内に設けられた本発明
の実施例にかかる排気還流制御装置のブロック図である
。第3図は、排気還流をおこなう運転領域と、エンジン
負荷およびエンジン回転数との関係を示すグラフである
。
1 ディーゼルエンジン、
2 シリンダ、 3−シリンダボア、4 ′ピ
ストン、 5′パ燃焼室、6”吸気通路、
7−排気通路、8“−排気還流通路、 9−排気
還流バルブ、10−シリンダヘッド、11・・・吸気ポ
ート、12−吸気弁、 13−燃料噴射ノズル
、14 タービン、 15・′コンプレッサ、1
6°過給機、 20−ダイアフラム、21−負
圧室、 22・・フくルブ側室、23゛°スプ
リング、 24−負圧通路、25°・三方ソレノイ
ドバルブ、
26・−・・真空ポンプ、
27°負圧通路絞りバルブ、
30−′コントロールユニット、
31゛・・・排気還流制御装置、
:32 ・メモリ、
3−・・・エンジン負荷センサ、
4−゛゛エンジン回転数センサ、
5−エンジン冷却水温度センサ、
6゛°−開閉制御手段、 37・・加速センサ、8゛
°閉作動速度制御手段。FIG. 1 is an overall schematic diagram of a supercharged diesel engine including an exhaust gas recirculation control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an exhaust gas recirculation control device according to an embodiment of the present invention provided in a control unit. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the operating range in which exhaust gas recirculation is performed, the engine load, and the engine speed. 1 diesel engine, 2 cylinder, 3 cylinder bore, 4' piston, 5' combustion chamber, 6' intake passage,
7-Exhaust passage, 8''-Exhaust recirculation passage, 9-Exhaust recirculation valve, 10-Cylinder head, 11...Intake port, 12-Intake valve, 13-Fuel injection nozzle, 14 Turbine, 15・'Compressor, 1
6° supercharger, 20- diaphragm, 21- negative pressure chamber, 22... valve side chamber, 23° spring, 24- negative pressure passage, 25° three-way solenoid valve, 26-- vacuum pump, 27° negative pressure passage throttle valve, 30-' control unit, 31'... exhaust recirculation control device, : 32 - memory, 3-... engine load sensor, 4-' engine speed sensor, 5- engine cooling Water temperature sensor, 6°-opening/closing control means, 37... Acceleration sensor, 8° closing operation speed control means.
Claims (1)
閉する排気還流バルブと、エンジン負荷を検出するエン
ジン負荷検出手段と、該エンジン負荷検出手段の出力信
号に基づき、エンジン負荷が所定値以下のときは、前記
排気還流バルブを開き、エンジン負荷が所定値を越えた
ときは、前記排気還流バルブを閉じるように制御する開
閉制御手段とを備えた過給機付エンジンの排気還流制御
装置において、エンジンの加速状態を検出する加速検出
手段と、該加速検出手段からの出力信号および前記エン
ジン負荷検出手段からの出力信号に基づき、低負荷運転
状態から前記所定値を越えたエンジン負荷運転状態まで
加速する時のみ、前記開閉制御手段に低速閉作動信号を
出力し、前記排気還流バルブを徐々に閉じるように制御
する閉作動速度制御手段を設けたことを特徴とする過給
機付エンジンの排気還流制御装置。An exhaust type supercharger, an exhaust gas recirculation passage, an exhaust recirculation valve that opens and closes the exhaust gas recirculation passage, an engine load detection means for detecting the engine load, and an engine load that is determined based on the output signal of the engine load detection means. Exhaust recirculation control for a supercharged engine, comprising an opening/closing control means that opens the exhaust recirculation valve when the engine load is below a predetermined value and closes the exhaust recirculation valve when the engine load exceeds a predetermined value. The device includes an acceleration detection means for detecting an acceleration state of the engine, and an engine load operation that exceeds the predetermined value from a low load operation state based on an output signal from the acceleration detection means and an output signal from the engine load detection means. A supercharged engine characterized in that a closing operation speed control means is provided for controlling the exhaust recirculation valve to gradually close by outputting a low speed closing operation signal to the opening/closing control means only when the engine accelerates to the above state. Exhaust recirculation control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1046161A JP2824776B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Exhaust gas recirculation control device for turbocharged engine |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1046161A JP2824776B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Exhaust gas recirculation control device for turbocharged engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02223659A true JPH02223659A (en) | 1990-09-06 |
JP2824776B2 JP2824776B2 (en) | 1998-11-18 |
Family
ID=12739287
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1046161A Expired - Lifetime JP2824776B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Exhaust gas recirculation control device for turbocharged engine |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2824776B2 (en) |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1046161A patent/JP2824776B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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JP2824776B2 (en) | 1998-11-18 |
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