JPH0615852B2 - デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御方法 - Google Patents

デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御方法

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JPH0615852B2
JPH0615852B2 JP59261609A JP26160984A JPH0615852B2 JP H0615852 B2 JPH0615852 B2 JP H0615852B2 JP 59261609 A JP59261609 A JP 59261609A JP 26160984 A JP26160984 A JP 26160984A JP H0615852 B2 JPH0615852 B2 JP H0615852B2
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JP
Japan
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exhaust gas
egr
ignition
gas recirculation
diesel engine
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昌弘 栗原
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、デイーゼル機関の排気ガス再循環制御方法に
係り、特に、エンジン燃焼室内の着火状態を検出する着
火センサを備え、該センサからの信号によつて燃料噴射
時期を決定するおゆにした自動車用の電子制御デイーゼ
ルエンジンに用いるのに好適な、エンジン運転状態に応
じて排気ガス再循環量を制御するようにしたデイーゼル
機関の排気ガス再循環制御方法の改良に関する。
【従来の技術】
自動車等の車両に用いられるデイーゼルエンジンにおい
ては、排気ガス中の有害成分であるNOx を低減する目
的で、排気ガス再循環(以下EGRと称する)が採用さ
れているものがある。 このEGR量を制御するに際して、従来は、アクセル開
度又は燃料噴射ポンプのアジヤステングレバー開度から
検出されるエンジン負荷とエンジン回転数からその指令
値を求め、該指令値に応じた制御負圧を、例えば負圧調
整弁によつて作成して、排気ガス再循環制御弁(以下E
GR弁と称する)のダイヤフラム室に印加することによ
つてEGR弁を開いてEGRが行われるようにしてい
た。従つて従来は、エンジン負荷及びエンジン回転数に
応じた特定のエンジン運転状態の時に負圧調整弁に出力
される信号は決つており、EGR弁に印加される制御府
圧も決つていた。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら従来のようにエンジン負荷及びエンジン回
転数に応じてEGR弁に印加される制御負圧をフイード
フオワード制御する方法では、内部EGR率の変化やE
GR経路の詰り、EGR弁径のばらつき、吸気管の負圧
変化等に対しては対応した制御を行うことができず、最
適なEGR量がいつも確保されてはいない恐れがあつ
た。 一方、本発明に関連するものとして、出願人は既に特願
昭59−189451で、予め決められた着火遅れ時間
になるように、吸気加熱/冷却器で吸気温度をフイード
バツク制御することによつて、騒音、黒煙に対し理想的
な着火遅れ時間が得られるようにした直噴式デイーゼル
機関の吸気温度制御方法を提案しているが、応答性が低
いだけでなく、本発明のように、着火遅れ時間によりE
GR量をフイードバツク制御するものではないため、適
切なEGR量はやはり得ることができなかつた。
【発明の目的】
本発明は、前記従来の問題てを解消するべくなされたも
ので、応答性が高く、内部EGR率の変化や、EGR経
路の詰り、EGR弁径のばらつき、吸気管の負圧変化等
にかかわらず、適切なEGR量を常に確保することがで
きるデイーゼル機関のEGR制御方法を提供することを
目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、エンジン運転状態に応じてEGR量を制御す
るようにしたデイーゼル機関のEGR制御方法におい
て、第1図にその要旨を示す如く、エンジン燃焼室内に
噴射された燃料の着火を検出するセンサからの信号に基
づいて、エンジン燃焼室内の着火時期を計算する手順
と、燃料の噴射時期を計算する手順と、該噴射時期に対
する前記着火時期の遅れ時間を計算する手順と、該着火
遅れ時間の計算値が、最適なEGR量に対応する指令値
と一致するよう、EGR量を制御する手順とを含むこと
により、前記目的を達成したものである。
【作用】
本発明は、EGR量と着火遅れ時間の間に、第2図に示
すような関係が成立し、EGR量を変えると着火遅れ時
間が変ること、即ち、着火遅れ時間を指定すればEGR
量を指定できることに着目してなされたものである。 即ち、本発明においては、まず、エンジン燃焼室内に噴
射された燃料の着火を検出するセンサからの信号に基づ
いて、エンジン燃焼室内の着火時期を計算すると共に、
燃料の噴射時期を計算するようにする。又、噴射時期に
対する着火時期の遅れ時間の計算値が、最適なEGR量
に対応する指令値と一致するよう、EGR量を制御する
ようにしたので、最適なEGR量に対して実際のEGR
量が違う場合、最適なEGR量に合つた着火遅れ時間に
なるようにEGR量が制御される。従つて、応答性が高
く、内部EGR率の変化やEGR経路の詰り、EGR弁
径のばらつき、吸気管の負厚変化等にかかわらず、適切
なEGR量を常に確保することができる。よつて、排気
ガス浄化性能、特にNOx の浄化性能が失われない。
又、出力性能及び燃費性能を維持することができる。更
に、EGR量が増加した時に起る白煙の発生を防止でき
る。
【実施例】
以下図面を参照して、本発明に係るデイーゼル機関のE
GR制御方法が採用された自動車用電子制御デイーゼル
エンジンの実施例を詳細に説明する。 本実施例は、本発明を、第3図に示す如く、エンジン燃
焼室(図示省略)内の着火状態を検出する着火センサ1
2を備え、該着火センサ12からの信号によつて燃料噴
射時期をフイードバツク制御するようにしたデイーゼル
エンジン10に適用したものである。 このデイーゼルエンジン10は、その燃焼室に燃料噴射
ノズル14からデイーゼルエンジン用の液体燃料が噴射
供給されるようになつている。 このデイーゼルエンジン10は、又、前記燃焼室に開口
した吸気ポート(図示省略)と排気ポート(図示省略)
とを有しており、吸気ポートには吸気マニホールド16
が接続され、排気ポートには排気マニホールド18が接
続されている。該吸気マニホールド16の上流側には吸
気管20が接続され、前記排気マニホールド18の下流
側には排気管22が接続されている。該排気管20及び
排気管22の途中には、排気管22を流れる排気の圧力
によつて吸気管20を流れる吸気を圧縮するためのター
ボチヤージヤ24が配設されている。 前記燃料噴射ノズル14は、燃料パイプ26によつて燃
料噴射ポンプ28に接続され、該燃料噴射ポンプ28に
よつて、エンジン負荷に応じて計量された流量の液体燃
料が所定の圧力をもつて供給される。該燃料噴射ポンプ
28は、例えばアクセルペダル(図示省略)と連動して
回動するアジヤステングレバー28A、エンジン回転数
に応じて燃料噴射量を制御するためのガバナ等によつて
駆動されるスピルリング(図示省略)、燃料噴射時期を
制御するためのタイマピストン28B、アイドル回転数
を制御するためのアイドル回転制御装置(以下ISCと
称する)28C、吸気圧力に応じた補正を行うための吸
気圧補正装置(以下BACSと称する)28Dを有して
おり、前記スピルリングの位置に応じて燃料噴射量を制
御する、それ自体周知の分配型燃料噴射ポンプである。 前記排気マニホールド18には排気ガス取入ポート18
Aが、又、吸気マニホールド16には排気ガス注入ポー
ト(図示省略)が各々設けられており、該排気ガス取入
ポート18Aは、EGR通路30及びEGR弁32を経
て、前記排気ガス注入ポートに接続されている。 前記EGR弁32は、そのダイヤフラム室32Aに印加
される制御負圧に応動して前記EGR通路30の流通面
積を制御するようにされている。前記ダイヤフラム室3
2Aは、エンジン温度に応動して開閉する温度感知式の
負圧切換弁(以下BVSVと称する)34、電子制御ユ
ニツト(以下ECUと称する)36の出力によつてオン
オフされる負圧切換弁(以下VSVと称する)38を経
て電子制御式の負圧調整弁(以下EVRVと称する)4
0に接続されている。このEVRV40は、又、一定負
圧を供給するための定圧弁(以下CPVと称する)42
を経て、デイーゼルエンジン10に設けられた負圧ポン
プ44に接続されている。従つて、EGR弁32の開度
は、ECU36の出力によつてVSV38が開かれ、且
つ、エンジン暖機が終了してBVSV34も開かれてい
る時には、ECU36の出力によつてEVRV40で調
整される制御負圧に応じて制御されることとなる。 前記CPV42出力の一定負圧は、前記BACS28D
にも供給されている。又、前記VSV38の出力は、前
記ISC28Cにも供給されている。 前記燃料噴射ポンプ28には、前記アジヤステングレバ
ー28Aの開度を検出するアクセルセンサ46、及び、
エンジンの回転角が基準位置、例えば上死点にあること
を検出するための上死点(以下TDCと称する)センサ
48が配設されている。又、前記燃料噴射ポンプ28に
は、ECU36の出力に応じてタイマピストン28Bの
位置を制御することにより噴射時期を制御するためのタ
イマ制御弁(以下TCVと称する)50が配設されてい
る。 前記ECU36は、例えば第4図に詳細に示す如く、マ
イクロコンピユータ52を含んでいる。このマイクロコ
ンピユータ52は、入力ポート52Aと、ランダムアク
セスメモリ(以下RAMと称する)52Eと、リードオ
ンリーメモリ(以下ROMと称する)52Cと、中央処
理ユニツト(以下CPUと称する)52Dと、出力ポー
ト52Eとを有する一般的なものである。このマイクロ
コンピユータ52の入力ポート52Aには、前記着火セ
ンサ12により得られる着火時期に関する情報、前記ア
クセルセンサ46により得られるエンジン負荷及びアク
セル開度に関する情報、前記TDCセンサ48により得
られる基準位置及びエンジン回転数に関する情報、水温
センサ54により得られるエンジン冷却水温に関する情
報、エアコンスイツチ56のオンオフ状態に関する信
号、ヒータスイツチ58のオンオフ状態に関する情報等
が与えられ、これらの情報をRAM52B及びCPU5
2Dに取込み、ROM52Cに記憶されたプログラム及
びデータに基づいて出力ポート52Eより、駆動回路3
6A、36B、36Cを介して、前記VSV38、EV
RV40及びTCV50等に電気的な信号を出力するよ
うになつている。即ち、着火時期は、前記着火センサ1
2出力の着火信号と前記TDCセンサ48の出力の基準
位置信号が計算され、前記アクセルセンサ46で検出さ
れるレバー開度及び前記TDCセンサ48から出力から
計算されるエンジン回転数により、予め決められた着火
時期の指令マツプの指令値と比較され、TCV50に信
号を出力して噴射時期をフイードバツク制御し、司令値
にあつた着火時期が得られるようにする。又、EGR
も、レバー開度とエンジン回転数から決められた指令マ
ツプよりEVRV40に信号が出力され、これによりE
GR弁32に制御負圧がかかり、弁が開いてEGRが行
われる。 以下第5図を参照して、本実施例の作用を説明する。 まずステツプ110で、前記着火センサ12出力の着火
信号及び前記TDCセンサ48出力の基準位置信号がマ
イクロコンピユータ52に入力される。次いでステツプ
112に進み、前記着火信号及び基準位置信号から着火
時期を計算する。次いでステツプ114に進み、前記T
CV50への出力信号がマイクロコンピユータ52に入
力される。次いでステツプ116に進み、TCV50へ
の出力信号から、タイマ位置を計算し、ステツプ118
で噴射時期を計算する。次いでステツプ120に進み、
着火時期と噴射時期から着火遅れ時間を計算する。次い
でステツプ122に進み、従来のEVRV40の指令マ
ツプの代わりに作成された、最適なEGR量に対応する
着火遅れ時間の指令マツプを用いて、その指令値を求め
る。次いでステツプ124に進み、着火遅れ時間の指令
値が計算値と一致しているか否かを判定する。判定結果
が正である場合には、EGR量が適正であると判断して
このルーチンを終了する。 一方、前出ステツプ124の判定結果が否である場合に
は、ステツプ126に進み、指令値が計算値より大であ
るか否かを判定する。判定結果が正である場合、即ち、
EGR量が少ないと判断される時には、ステツプ128
に進み、EVRV40への出力を増大して、EGR量が
増加されるようにする。一方、前出ステツプ126の判
定結果が否である場合には、ステツプ130に進み、E
VRV40への出力を減らして、EGR量が減少される
ようにする。ステツプ128又は130終了後、ステツ
プ132に進み、EVRV40に制御信号を出力して、
前出ステツプ110に戻る。 このようにして、指令値と一致するまでEGR量をフイ
ードバツク制御することにより、EGR詰まり等、何ら
かの理由によりEGR量が変わつても、EGR量を直接
検出することなく、適切なEGRフイードバツク制御を
行うことができる。 本実施例においては、本発明を、既に燃焼室内に着火セ
ンサを備え、着火時期をフイードバツクして噴射時期を
制御する電子制御デイーゼルエンジンに適用しているの
で、EGR量を検出するためのセンサを特に設けること
なく、従来の着火時期制御装置だけで、EGR量のフイ
ードバツク制御を行うことができる。なお、本発明の適
用範囲はこれに限定されず、着火時期フイードバツク制
御を行つていない電子制御デイーゼルエンジンにも同様
に適用できることは明らかである。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、応答正が高く、内
部EGR率の変化やEGR経路の間り、EGR弁径のば
らつき、吸気管の負圧変化等にかかわらず、常に適切な
EGR量を確保することができる。従つて、排気ガス浄
化性能、特にNOx の浄化性能が失われない。又、出力
性能や燃費性能を維持することができる。更に、EGR
量が増加した時に起る白煙の発生を防止できる等の優れ
た効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るデイーゼル機関の排気ガス再循
環制御方法の要旨を示す流れ図、第2図は、本発明の原
理を説明するための、排気ガス再循環量と着火遅れ時間
の関係を例に示す線図、第3図は、本発明が採用された
自動車用電子制御デイーゼルエンジンの実施例の構成を
示す、一部平面図及び正面図を含む管路図、第4図は、
前記実施例で用いられる電子制御ユニツトの構成を示す
ブロツク線図、第5図は、同じく、着火遅れ時間に応じ
て排気ガス再循環量をフイードバツク制御するための手
順を示す流れ図である。 10……デイーゼルエンジン、 12……着火センサ、14……燃料噴射ノズル、 28……燃料噴射ポンプ、 30……排気ガス再循環(EGR)通路、 32……排気ガス再循環制御弁(EGR弁)、 36……電子制御ユニツト(ECU)、 40……負圧調整弁(EVRV)、 42……定圧弁(CPV)、 44……負圧ポンプ、46……アクセルセンサ、 48……上死点(TDC)センサ、 50……タイマ制御弁(TCV)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン運転状態に応じて排気ガス再循環
    量を制御するようにしたデイーゼル機関の排気ガス再循
    環制御方法において、 エンジン燃焼室内に噴射された燃料の着火を検出するセ
    ンサからの信号に基づいて、エンジン燃焼室内の着火時
    期を計算する手順と、 燃料の噴射時期を計算する手順と、 該噴射時期に対する前記着火時期の遅れ時間を計算する
    手順と、 該着火遅れ時間の計算値が、最適な排気ガス再循環量に
    対応する指令値と一致するよう、排気ガス再循環量を制
    御する手順と、 を含むことを特徴とするデイーゼル機関の排気ガス再循
    環制御方法。
JP59261609A 1984-12-11 1984-12-11 デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御方法 Expired - Lifetime JPH0615852B2 (ja)

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