JPH025074Y2 - - 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浄化装置に
関するものである。

（従来技術） 従来、デイーゼルエンジンにおいて、排気ガス
中のパテイキユレート（粒子成分、主として
HC、Ｃ）の低減が要求されることから、排気通
路にフイルタ（吸着部材）を設けることが行われ
ているが、そのようにすると、構造が複雑とな
り、コスト高となるという問題があつた。

そこで、例えば実開昭53−128410号公報に示さ
れるように、吸気通路にヒータを設け、低負荷時
に該ヒータで吸気加熱を行うことによりエンジン
の燃焼性を向上させ、パテイキユレート（特に
HC）の低減を図ることが提案されている。

また、デイーゼルエンジンにおいても、ガソリ
ンエンジンと同様に、排気ガス還流によりNOX
の低減を図ることが要求されている。

そこで、吸気加熱および排気ガス還流を併用す
ることが考えられるが、排気ガス還流領域では空
気過剰率λが小さいので、吸気加熱領域とオーバ
ーラツプすると、吸気加熱により空気充填率が小
さくなるので空気過剰率λが一層小さくなり、ス
モークの発生を招くという不具合がある。

（考案の目的） 本考案は、かかる点に鑑みてなされたもので、
空気過剰率λが過小になることを防止し、スモー
クの発生を抑制したデイーゼルエンジンの排気浄
化装置を提供することを目的とするものである。

（考案の構成） 本考案は、上述した目的を達成するために、排
気ガスの一部を吸気系へ還流する排気還流装置
と、該排気還流装置と少なくとも一部の運転状態
において同時に作動するように構成され吸気を加
熱する吸気加熱装置と、エンジンの運転領域に応
じて前記吸気還流装置と吸気加熱装置との作動の
優先度を決定する優先度判別手段と、空気過剰率
を検出する空気過剰率検出手段と、前記優先度判
別手段および空気過剰率検出手段の出力に応じて
空気過剰率が所定値以上になるように優先度の低
い排気還流装置または吸気加熱装置の作動を抑制
あるいは停止させる空気過剰率制御手段とを具備
することを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に沿つて詳細に説
明する。

第１図に示す間接噴射タイプの４気筒デイーゼ
ルエンジンの排気浄化装置において、１はデイー
ゼルエンジン、２は各気筒３の燃焼室、４は吸気
通路で、主吸気通路５と、該主吸気通路５から分
岐して各気筒３の燃焼室２に通ずる４つの枝吸気
通路６とからなり、主吸気通路５には吸気加熱手
段としてのエアヒータ７が配設されている。

１０は吸気絞弁で、ダイヤフラム装置１１にて
開閉制御されるようになつている。ダイヤフラム
装置１１は、ケーシング１１ａがダイヤフラム１
１ｂにて第１室１１ｃと第２室１１ｄとに区画さ
れてなり、第１室１１ｃにはスプリング１１ｅが
縮装されるとともに、負圧コントロール電磁弁１
２が介装された負圧通路１３が接続されている。
また、ダイヤフラム１１ｂは第２室１１ｄ側へ延
びるリンク機構１１ｆを介して吸気絞弁１０に連
係されている。しかして、前記吸気絞弁１０は、
例えばエンジン冷却水温が30〜70℃、エンジン回
転数０〜2000rpm、かつエンジン負荷（以下平均
有効圧Peで示す）／Kg／cm²以下の領域で、エア
ヒータ７による加熱効率を高めるように吸気負圧
を制御するようになつている。

１４は排気還流通路（以下GR通路という）
で、排気通路９と、吸気絞弁１０下流の吸気通路
５とを接続している。EGR通路１４の途中には、
開孔１５を有する閉塞壁１６が設けられ、該閉塞
壁１６の開孔１５を開閉する排気還流弁１７（以
下EGR弁という）が配設されている。このEGR
弁１７は、ケーシング１７ａがダイヤフラム１７
ｂにて第１室１７ｃと第２室１７ｄとに区画さ
れ、第１室１７ｄにスプリング１７ｅが縮装され
るとともに負圧コントロール電磁弁１８が介設さ
れた負圧通路１９が接続され、ダイヤフラム１７
ｂの第２室１７ｄ側にロツド１７ｆを介して前記
開孔１５を開閉する弁体１７ｇが連結されてな
る。このEGR弁１７は、例えばエンジン冷却水
温60〜100℃、エンジン回転数900〜3000rpm、１
〜４速（５速車の場合）かつエンジン負荷６Kg／
cm²以下の領域で、開孔１５を開き、排気ガス還流
を行うようになつている。

２０，２１はそれぞれ吸気絞弁１０下流の吸気
通路４に配設され吸気圧および吸気温度を検出す
る吸気圧センサおよび吸気温センサ、２２はエン
ジン１に設けられ冷却水温を検出する水温セン
サ、２３はシフトレバー（図示せず）の位置を検
出するシフトセンサである。

２４はエンジン１の作動を制御するコントロー
ルユニツトで、エアヒータ７、負圧コントロール
電磁弁１２，１８、吸気圧センサ２０、吸気温セ
ンサ２１、水温センサ２２およびシフトセンサ２
３が電気的に連係されている。

なお、図示していないが、燃料噴射ポンプもコ
ントロールフニツト２４によつて制御されるよう
になつており、その内容は次の通りである。

エンジン冷却水温30℃以下、エンジン負荷０
Kg／cm²以下、エンジン回転数2000rpm以下かつ
吸気温10℃以下の領域では、エンジン冷却水
温、エンジン回転数、および吸気温に応じて進
角制御。

エンジン冷却水温が30〜60℃および60〜100
℃の各領域で、エンジン回転数900〜3000rpm、
吸気温10℃以上、１〜４速（５速車の場合）か
つエンジン負荷６Kg／cm²以下の領域では、エン
ジン負荷、エンジン回転数に応じて進角制御。

上記，以外の領域では、エンジン回転数
に応じて進角制御。

前記コンクリートユニツト２４は、第２図に示
すように、排気還流制御手段（以下EGR制御手
段という）１０１と、それ補正手段１０２と、エ
アヒータ制御手段１０３と、それらの補正手段１
０４と、空気過剰率検出手段１０５と、優先度判
別手段１０６とを有する。しかして、回転信号、
負荷信号、水温信号およびシフト信号がEGR制
御手段１０１およびエアヒータ制御手段１０３に
入力され、それに応じてEGR弁１７およびエア
ヒータ７が制御される。その際、EGR１７とエ
アヒータ７の作動がオーバーラツプする領域では
吸気温信号、吸気圧信号の入力および燃料噴射量
の検出により空気過剰率検出手段１０５において
空気過剰率λが演算され、その結果と水温信号お
よび負荷信号とにより優先度判別手段１０６にお
いて優先度が判定され、空気過剰率制御主段とし
ての前記両補正手段１０２，１０４により優先度
の底の低いEGR弁１７またはエアヒータ７の作
動が抑制され、あるいは停止される。

前記コントロールユニツト２４の制御動作を、
第３図に沿つて説明する。

先ず、ステツプS₁でヒータ作動信号が入力さ
れ、ステツプS₂でエアヒータ７がONか否かが判
定され、しかしてYESの場合はステツプS₃へ移
る一方、NOの場合は終了する。ステツプS₃では
EGR弁作動信号が入力され、ステツプS₄でEGR
弁１７が作動しているか否かが判定され、しかし
てYESの場合には吸気加熱領域と排気還流領域
とがオーバラツプしているので、ステツプS₅へ移
る一方、NOの場合は終了する。

ステツプS₅で吸気温センサ２１より吸気温信号
が入力され、ステツプS₆で吸気圧センサ２０より
吸気圧信号が入力され、ステツプS₇で燃料噴射量
が検出され、しかしてそれらよりステツプS₈で空
気過剰率λが演算されすなわちマツプより読込ま
れ、該空気過剰率λが設定値λ₀よりも大きいか否
かがステツプS₉において判定され、YESの場合
はステツプS₁へ戻る一方、NOの場合はステツプ
S₁₀へ移る。

ステツプS₁₀では水温センサ２２より水温信号
が入力され、ステツプS₁₁でエンジン冷却水温Ｔ
が設定値T₀よりも大きいか否かが判定され、
YESの場合はステツプS₁₂へ移る一方、NOの場
合はステツプS₁₃へ移り、EGR量を減少させる。
ステツプS₁₂では負荷信号が入力され、ステツプ
S₁₄でエンジン負荷Peが設定値Pe₀よりも大きい
か否かが判定され、YESの場合はステツプS₁₅へ
移り、エアヒータ７の作動を停止してステツプ
S₁₀へ戻る。一方、ステツプS₁₄でNOの場合は、
ステツプS₁₁でNOの場合と同様に、ステツプS₁₃
へ移り、EGR量を減少させてステツプS₁₀へ戻
る。したがつて、低温かつ低負荷運転領域を除
き、排気還流制御が優先されることになる。

上記実施例では、吸気加熱制御が優先される場
合は、EGR量を減少させているが、カツトする
ようにしてもよいし、また、排気還流制御が優先
される場合はエアヒーター７の作動を停止してい
るが、エアヒータ７の発熱量が少なくなるように
してもよい。

また、上記実施例では１つのEGR弁１７でも
つてEGR量を制御するようにしているが、例え
ばON−OFF式の大径のEGR弁と小径のEGR弁
とを用い、それらを切換えることによりEGR量
を制御するようにしてもよい。

（考案の効果） 本考案は、上記のように、空気過剰率λが所定
値以上になるように構成されているので、スモー
クの発生を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
デイーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成
図、第２図はコントロールユニツトの構成図、第
３図はコントロールユニツトの処理の流れを示す
流れ図である。 １……デイーゼルエンジン、４……吸気通路、
７……エアヒータ、９……排気通路、１４……排
気還流通路（EGR通路）、１７……排気還流弁
（EGR弁）、２４……コントロールユニツト、１
０１……排気還流制御手段、１０２，１０４……
補正手段、１０３……エアヒータ制御手段、１０
５……空気過剰率検出手段、１０６……優先度判
別手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ガスの一部を吸気系へ還流する排気還流装
   置と、該排気還流装置と少なくとも一部の運転状
   態において同時に作動するように構成され吸気を
   加熱する吸気加熱装置と、エンジンの運転領域に
   応じて前記排気還流装置と吸気加熱装置との作動
   の優先度を決定する優先度判別手段と、空気過剰
   率を検出する空気過剰率検出手段と、前記優先度
   判別手段および空気過剰率検出手段の出力に応じ
   て空気過剰率が所定値以上になるように優先度の
   低い排気還流装置または吸気加熱装置の作動を抑
   制あるいは停止させる空気過剰率制御手段とを具
   備することを特徴とするデイーゼルエンジンの排
   気浄化装置。