JPH0223804Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はデイーゼルエンジンの排気還流装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

エンジンの排気ガス中のNO_xを低減する手段
として、排気ガスの一部を吸気系に還流する排気
還流装置がある。従来、デイーゼルエンジンの排
気還流装置としては、特開昭57−8344号にみられ
るように、排気通路と吸気通路とを連通する排気
還流通路に排気還流弁を設けるとともに、吸気通
路における吸気還流通路側開口部より上流に吸気
絞弁を設けたものが知られている。この装置にお
いては、運転状態に応じて上記両弁の作動を制御
する制御回路等により、排気還流を行うべき運転
域では排気還流弁を開くとともに吸気絞弁を閉
じ、これ以外の運転域では排気還流弁を閉じると
ともに吸気絞弁を開くようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、従来のこの種装置においては、排気
還流弁または吸気絞弁の故障によつて排気還流弁
が閉じた状態で吸気絞弁が閉じて開かない状態と
なる異常が生じたときに、これに対する有効な対
策が施されていなかつたため、エミツシヨンの悪
化をきたすことがあつた。つまり、例えば、排気
還流領域であつて吸気絞弁が正常に閉じているに
もかかわらず排気還流弁が故障により開かない場
合、あるいは、排気還流領域外であつて排気還流
弁が正常に閉じているにもかかわらず吸気絞弁が
故障により開かない場合に、吸気量の減少によつ
てオーバ負圧状態となる。この状態では、デイー
ゼルエンジンの燃焼室内の空気過剰率が低下し、
相対的に燃料が正常時と比べてリツチになる。従
つて、このような故障が生じた場合、排気ガス中
の不完全燃焼成分が増加し、スモークが発生した
り、HC，CO等の有害物質が増加したりする弊害
があつた。

本考案はこのような事情に鑑み、排気還流弁が
閉じた状態で吸気絞弁が閉じて開かない状態とな
る故障により吸気量が減少する傾向が生じた時
に、燃料噴射ポンプの最大噴射量を自動的に制御
することにより、エミツシヨンの悪化すなわちス
モークの発生やHC，CO等の増加を防止すること
のできるデイーゼルエンジンの排気還流装置を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、排気通路と吸気通路とを連結する排
気還流通路に、該排気還流通路を開閉する排気還
流弁を設けるとともに、排気還流通路の吸気通路
側開口部より上流の吸気通路に、吸気絞弁を設
け、エンジンの運転状態検出手段からの信号に応
じ、排気還流を行なうべき所定運転状態にあると
きに排気還流弁を開くとともに吸気絞弁を閉じ、
上記所定運転状態以外のときに過給還流弁を閉じ
るとともに吸気絞弁を開く構成としたデイーゼル
エンジンの排気還流装置において、上記排気還流
弁および吸気絞弁の少なくとも一方の作動故障状
態を検出する作動検出装置と、アクセルペダルの
作動に応動する燃料噴射量制御機構とは別に燃料
噴射ポンプの燃料調量機構の燃料増量方向の最大
作動位置を規制することによつて最大噴射量を規
制する最大噴射量制御機構と、上記作動検出装置
の出力に応じ、排気還流弁が閉じた状態で吸気絞
弁が閉じた状態となる故障が発生したときに、上
記最大噴射量制御機構を最大噴射量減少方向に作
動させる制御装置とを備えたものである。

〔作用〕

上記構成によると、正常であれば排気還流弁が
閉じられているときは吸気絞弁が開かれるように
なつているデイーゼルエンジンの排気還流装置に
おいて、排気還流弁が閉じられて排気還流が停止
されているにもかかわらず吸気絞弁が開かずに、
吸気量が正常時と比べて減少してしまう異常事態
が生じたときに、燃料ポンプの最大噴射量が減少
されることにより、空気過剰率の低下が抑えられ
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面によつて説明する。

第１図において、１はデイーゼルエンジンのシ
リンダ、２は吸気通路、３は排気通路、４は排気
通路３と吸気通路２とを連結する排気還流通路で
ある。該排気還流通路４には、該通路４を開閉す
る排気還流弁５が設けられ、また、排気還流通路
４の吸気通路側開口部よりも上流の吸気通路２に
は、吸気絞弁１０が設けられている。

上記排気還流弁５は、ダイヤフラム式のアクチ
ユエータ６により、該アクチユエータ６に負圧が
導入された時に開かれるようにしてある。また、
上記絞弁１０は、ダイヤフラム式のアクチユエー
タ１１により、該アクチユエータ１１に負圧が導
入された時に閉じられるようにしている。この各
アクチユエータ６，１１とバキユームポンプ７と
の間の負圧導入通路８および同１２には、アクチ
ユエータ６，１１に対して該各通路８，１２を負
圧導入状態と大気導入状態とに切替える第１電磁
弁９および第２電磁弁１３が設けられている。さ
らに、吸気絞弁１０のアクチユエータ１１を大気
への開口部に連結する負圧調節用通路１４中に、
絞弁開度制御用の第３電磁弁１５が設けられてい
る。この電磁弁１５は、アクチユエータ１１への
負圧導入時に、外気の一部吸入により負圧を調節
するもので、デユーテイ比制御可能となつてい
る。

上記各電磁弁９，１３，１５は、マイクロコン
ピユータを用いた制御回路１６によつて制御され
る。該制御回路１６は、エンジン冷却水温の検出
器１７、エンジン回転数の検出１８およびエンジ
ン負荷の検出器１９等のエンジンの運転状態検出
手段からの信号に応じ、その各検出値が所定範囲
内（排気還流を行なうべき所定の運転状態）にあ
る時は排気還流弁５を開くとともに吸気絞弁１０
を閉じ、それ以外の時は排気還流弁５を閉じると
ともに吸気絞弁１０を開くように、第１、第２電
磁弁９，１３を切替制御する。さらにこの制御回
路１６は、吸気通路２における吸気絞弁１０より
下流の吸気圧力を検出する圧力センサ２０からの
信号に応じ、吸気絞弁１０が閉じられる排気還流
領域で第３電磁弁１５をデユーテイ比制御するこ
とにより、吸気絞弁１０の開度を調節するように
している。

この排気還流装置における故障検出のため、排
気還流弁５の作動故障状態を検出する作動検出装
置として排気還流弁開度検出用のポジシヨンセン
サ２１が設けられ、また前記圧力センサ２０が吸
気絞弁１０の作動故障状態を検出する作動検出装
置として利用されている。また、前記制御回路１
６を用いて、燃料噴射ポンプ２５の最大噴射量制
御機構に対する制御装置が構成されている。すな
わち、該制御回路１６は、ポジシヨンセンサ２１
および圧力センサ２０の出力に応じ、排気還流弁
５が閉じているにもかかわらず吸気絞弁１０が閉
じた状態となる故障により吸気絞弁１０下流の吸
気通路内圧力が正常作動時と比べて低下する異常
状態が生じたときに、この故障を検出して最大噴
射量制御信号を出力し、リレー２２を介して最大
噴射量制御機構を制御するようにしている。

前記最大噴射量制御機構は、第２図に示すよう
に、分配型燃料噴射ポンプ２５のガバナに組込ま
れた最大噴射量制御レバー２６と、該レバー２６
を制御するソレノイド２７とからなる。すなわ
ち、上記ガバナにおいては、固定軸２８に取付け
られた最大噴射量制御レバー２６に、共通軸２９
を介してスタートレバー３０およびテンシヨンレ
バー３１が支持されており、これらのレバー３
０，３１とプランジヤ３２に外嵌されてカツトオ
フポートの開タイミングを調整するコントロール
スリーブ３３とで燃料調量機構が構成されてい
る。そして、図外のコントロールレバー等の燃料
噴射量制御機構によつてアクセルペダルの作動お
よびエンジン回転数に応じてスタートレバー３０
およびテンシヨンレバー３１が動かされることに
より、上記コントロールスリーブ３３が移動して
燃料噴射量が制御されるが、これとは別に、最大
噴射量制御レバー２６が固定軸２８を中心に回動
すると上記共通軸２９が動くことにより燃料増量
方向のコントロールスリーブ３３の最大移動位置
（燃料調量機構の最大作動位置）が変化し、これ
によつて最大噴射量が変化するようにしている。
このレバー２６の末端に、前記ソレノイド２７に
よつて作動されるレバー調節用ロツド２７ａが当
接し、該ソレノイドが前記リレー２２を介して電
源３４に接続され、ソレノイド２７に通電された
時に上記ロツド２７ａが図の右側に動かされるこ
とにより、最大噴射量を抑制する方向に上記レバ
ー２６が回動されるようにしている。

なお、第１図に示す実施例では、ターボ過給機
４０が装備されている場合に、排気還流量が所定
量以上の状態となつた時、過給機４０のタービン
４１をバイパスする通路に排気ガスを流すことに
より、背圧を低下させて排気還流量を抑制するよ
うにしている。すなわち、ターボ過給機４０は、
排気通路３に設けられたタービン４１によつて吸
気絞弁１０より上流の吸気通路２に設けられたブ
ロア４２が駆動される構造となつている。また、
排気通路３において上記タービン４２を迂回する
バイパス通路４３と、該バイパス通路４３に設け
られたバイパス制御弁４４と、該弁４４を作動す
るダイヤフラム式のアクチユエータ４５とで過給
圧制御装置が構成され、該アクチユエータ４５の
一方の室にはブロア４２下流の過給圧が過給圧導
入通路４６を介して導入されている。この過給圧
制御装置を利用し、上記アクチユエータ４５の他
方の室を負圧導入通路４７を介してバキユームポ
ンプ７に連結し、該負圧導入通路４７に三方形の
第４電磁弁４８を設けている。そして、該第４電
磁弁４８を前記制御回路１６によつて制御するこ
とにより、所定時にアクチユエータ４５に負圧が
導入されるようにしている。

次に、前記制御回路１６の動作を第３図のフロ
ーチヤート的な動作説明図によつて説明する。な
お、この図に示す具体例では、排気還流弁５が閉
じた状態で吸気絞弁１０が閉じた状態となる故障
として、本来は排気還流弁５が開かれて吸気絞弁
１０が閉じられる排気還流領域で、排気還流弁５
が故障により開かない場合、および本来は排気還
流弁５が閉じられて吸気絞弁１０が開かれる排気
還流領域外で、吸気絞弁１０が故障により開かな
い場合を調べ、これらの場合に燃料ポンプ２５の
最大噴射量を減少させるようにしている。さらに
この具体例では、排気還流領域外で排気還流弁５
が故障により開いてしまつて不必要に排気還流が
行なわれる場合にも、最大噴射量を減少させるよ
うにしている。

この図に示す制御回路１６の動作としては、ま
ず、冷却水温検出信号の入力５１およびその信号
Ｔが所定値To以上か否かの判別５２、r.p.m（エ
ンジン回転数）検出信号の入力５３およびその信
号が所定のEGR（排気還流）領域にあるか否かの
判別５４、負荷検出信号の入力５５およびその信
号が所定のEGR領域にあるか否かの判別５６が
順次行われる。

これらによつて判別された運転状態が排気還流
を行うべき領域である場合、第１、第２電磁弁
９，１３の作動５７が行われる。また、この場合
に、適度の新気供給量が得られるように、絞弁開
度信号（圧力センサ２０の信号）の入力５８に基
づき、この信号が予め上下基準値P₁，P₂によつ
て定められた所定範囲内にあるか否かの判別５９
が行われ、所定範囲外であれば第３電磁弁１５の
補正制御６０が行われる。したがつて、排気還流
用の制御、作動系統が正常である限り、前記排気
還流弁５が開かれるとともに吸気絞弁１０が閉じ
られ、かつ、吸気絞弁１０の開度が適度に調節さ
れる。

一方、この排気還流時に、排気還流弁開度信号
の入力６１に基づく排気還流弁開閉状態の判別６
２が行われ、排気還流弁５が開かれていない故障
時には最大噴射量制御信号が出力６３される。

また、排気還流領域外であることが判別された
場合、運転状態の検出および判別５１〜５６が繰
返され、排気還流を行わせるための制御動作は停
止される。この場合に、排気還流弁開度信号の入
力６４に基づく排気還流弁開放状態の判別６５が
行われ、排気還流弁が閉じられていない故障時に
は最大噴射量制御信号が出力６６されるととも
に、第４電磁弁４８の作動６７が行われる。ま
た、絞弁開度信号の入力６８に基づく吸気絞弁開
閉状態の判別６９により、吸気絞弁１０が開かれ
ていない故障時には最大噴射量制御信号が出力７
０される。

このようにして、排気還流領域で排気還流弁５
が故障により開かない場合や排気還流領域外で吸
気絞弁１０が故障により開かない場合のように、
排気還流弁５が閉じていながら吸気絞弁１０が閉
じて吸気絞弁下流の吸気通路内圧力が低下する異
常状態が生じた場合に、制御回路１６から最大噴
射量制御信号が出力されることにより、前記ソレ
ノイド２７が働き、前記最大噴射量制御レバー２
６が最大噴射量減少方向に作動される。従つて、
上記故障よりエンジンの吸気量が減少しても、燃
料の最大噴射量が抑制されるため空気過剰率の低
下が防止されることとなる。さらに具体例では、
排気還流領域外で不必要に排気還流が行なわれる
ような故障が生じたときにも、燃料の最大噴射量
が抑制される。

なお、本考案装置において、排気還流弁５およ
び吸気絞弁１０の作動状態を検出する作動検出装
置は、上記実施例に示すもの以外にも種々考ら
れ、例えば、排気還流弁５の作動検出装置として
は排気還流弁下流の排気還流通路内温度を検出す
る温度センサ、吸気絞弁１０の作動検出装置とし
ては吸気絞弁開度検出用ポジシヨンセンサ等を用
いてもよい。また、図示しないが、上記実施例に
示す構成に加えてランプ等の故障表示手段を設け
ておき、制御回路１６から出力される最大噴射量
制御信号に応じて上記表示手段が作動するように
しておくことが望ましい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案は、排気還流を行
なうべき所定運転状態では排気還流弁を開くとと
もに吸気絞弁を閉じ、上記所定運転状態以外では
排気還流弁を閉じるとともに吸気絞弁を開く構成
としたデイーゼルエンジンの排気還流装置におい
て、アクセルペダルの作動に応動する燃料噴射量
制御機構とは別に燃料噴射ポンプの燃料調量機構
の燃料増量方向の最大作動位置を規制することに
よつて最大噴射量噴射量を規制する最大噴射量制
御機構を設けるとともに、排気還流弁が閉じた状
態で吸気絞弁が閉じた状態となる故障が発生した
ときに、上記最大噴射量制御機構を最大噴射量減
少方向に作動させるようにしているため、上記状
態の故障によつて吸気量が減少したとときにも、
燃焼室内の空気過剰率の低下を防止することがで
きる。従つて、このような故障時にもエミツシヨ
ンの悪化を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の実施例を示す全体概略
図、第２図は最大噴射量制御機構の部分断面図、
第３図は制御回路の作動をフローチヤート的に示
す説明図である。 １……デイーゼルエンジンのシリンダ、２……
吸気通路、３……排気通路、４……排気還流通
路、５……排気還流弁、１０……吸気絞弁、１６
……制御回路、２０……圧力センサ、２１……ポ
ジシヨンセンサ、２６……最大噴射量制御レバ
ー、２７……ソレノイド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路と吸気通路とを連結する排気還流通路
   に、該排気還流通路を開閉する排気還流弁を設け
   るとともに、排気還流通路の吸気通路側開口部よ
   り上流の吸気通路に、吸気絞弁を設け、エンジン
   の運転状態検出手段からの信号に応じ、排気還流
   を行なうべき所定運転状態にあるときに排気還流
   弁を開くとともに吸気絞弁を閉じ、上記所定運転
   状態以外のときに過給還流弁を閉じるとともに吸
   気絞弁を開く構成としたデイーゼルエンジンの排
   気還流装置において、上記排気還流弁および吸気
   絞弁の少なくとも一方の作動故障状態を検出する
   作動検出装置と、アクセルペダルの作動に応動す
   る燃料噴射量制御機構とは別に燃料噴射ポンプの
   燃料調量機構の燃料増量方向の最大作動位置を規
   制することによつて最大噴射量を規制する最大噴
   射量制御機構と、上記作動検出装置の出力に応
   じ、排気還流弁が閉じた状態で吸気絞弁が閉じた
   状態となる故障が発生したときに、上記最大噴射
   量制御機構を最大噴射量減少方向に作動させる制
   御装置とを備えたことを特徴とするデイーゼルエ
   ンジンの排気還流装置。