JPH08109854A - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気還流制御装置

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JPH08109854A
JPH08109854A JP6246318A JP24631894A JPH08109854A JP H08109854 A JPH08109854 A JP H08109854A JP 6246318 A JP6246318 A JP 6246318A JP 24631894 A JP24631894 A JP 24631894A JP H08109854 A JPH08109854 A JP H08109854A
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JP
Japan
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exhaust gas
valve
gas recirculation
engine
container
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JP6246318A
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Satoshi Kimura
聡 木村
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Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】EGR量の気筒間のばらつきを抑制すると共
に、EGR量制御のレスポンスを良好にすることを目的
とすると共に、機関の体積効率を高めて高出力化を図る
ことを目的とする。 【構成】S1では、エンジンの回転数と負荷とを夫々読
み込む。S2では、エンジン運転状態で定常状態である
か、過渡状態であるかを判定し、S3では、負荷が部分
負荷であるか全負荷であるかを判定し、S5では開閉バ
ルブとEGR制御バルブを開くと共に、該EGR制御バ
ルブの開度をエンジン回転数及び負荷に基づいて制御す
る。S6では、中・低速域であるか高速域であるかを判
定し、S7では、開閉バルブを閉じる。S8では、開閉
バルブを開く。S4では、負荷の変化の方向を判定し、
S9では、開閉バルブを閉じると共に、EGR制御バル
ブを閉じてS6へ進む。S10では、開閉バルブを開く
と共に、EGR制御バルブを開く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気還流
(以下、EGRと言う)制御装置に関し、特に、窒素酸
化物(以下、NOX と言う)低減性能の向上と高出力化
を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関において、NOxの発生
量を低減する技術の一つとして、排気の一部を吸気系に
還流させるEGR装置が知られている。このEGR装置
として、従来、排気(EGRガス)をインテークマニホ
ールドの各気筒毎に対応する枝管(吸気管)に夫々還流
させる構成のものや、吸気を前記吸気管に分配するコレ
クタに還流させる構成のもの等がある。
【0003】前者のEGR装置においては、例えば、図
5に示すように、各気筒12毎の吸気管1に対して共通
に単一設けたEGRガス導入管3を直接若しくは連通管
4を介して各吸気管1に連通し、EGRガス導入管3に
介装されてEGRガス流量を制御するEGR制御バルブ
8と、機関回転数、負荷等の機関運転状態に基づいて前
記EGR制御バルブ8の駆動手段9の作動を制御する制
御手段10とを設けるようにしている(VG系エンジン
整備要領書 1983年 日産自動車株式会社発行 参
照)。
【0004】或いは、図6に示すように、吸気管1とE
GRガス導入管3との間に容器2を設け、EGR導入管
3からのEGRガスを一旦この容器2に溜め、ここから
各吸気管1に導入するようにした構成である(VG系エ
ンジン整備要領書 1983年 日産自動車株式会社発
行 参照)。後者のEGR装置においては、例えば、図
7に示すように、図5及び図6の例と同様にEGR制御
バルブ8を介装したEGRガス導入管3を設け、このE
GRガス導入管3を、各吸気管1が連通するコレクタ1
1に連通するようにしている(Z系エンジン整備要領書
III 1978年 日産自動車株式会社発行 参
照)。
【0005】これらの従来技術にあっては、機関の部分
負荷運転時に吸入空気にEGRガスを所定の割合で混入
することによって、G/Fを上げ、ポンピングロスを減
少させて、燃費の改善、NOx生成量の低減を図るよう
にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のEGR装置にあっては夫々次のような問題点
があった。即ち、図5の従来技術のものにおいては、吸
気管1に対して共通の単一のEGRガス導入管3からE
GRガスを導入する構成であるから、各吸気管1に均等
にEGRガスを導入できず、EGR量の気筒間のばらつ
きが大きい。
【0007】図6の従来技術のものにおいては、EGR
導入管3からのEGRガスを一旦吸気管1とEGRガス
導入管3との間の容器2に溜め、ここから各吸気管1に
導入するようにしているため、EGR量の気筒間のばら
つきは小さいものの、EGR量制御のレスポンスが悪
い。図7の従来技術のものにおいては、吸気管1に対し
て共通の単一のEGRガス導入管3からコレクタ11に
EGRガスを導入する構成であるから、EGR量制御の
レスポンスが悪く、EGR量の気筒間のばらつきも、図
の従来技術のものに対して大きくは改善できない。
【0008】尚、従来の内燃機関の吸気通路の改良技術
して、例えば、図8に示すようなものがある(特開昭6
0−147531号公報および特開平3−172533
号公報等参照)。即ち、各気筒12の吸気管1に対して
共通の容器2を設け、この容器2を直接若しくは連通管
4を介して各吸気管1に連通し、容器2と各吸気管1と
の連通部夫々に介装した開閉バルブ5と、機関回転数に
基づいて前記開閉バルブ5の駆動手段6の作動を制御す
る制御手段7とを設け、機関の中・低速域では開閉バル
ブ5を閉じて容器2内空間と各吸気管1内部とを遮断し
て容器2の効果がでないようにし、高速域では開閉バル
ブ5を開いて容器2内空間と各吸気管1内部とを連通し
て容器2の効果、即ち、体積効率増加の効果を発揮させ
て、機関出力を向上させるようにしている(図9参
照)。
【0009】本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、EGR量の気筒間のばらつきを抑制すると共に、E
GR量制御のレスポンスを良好にすることを目的とす
る。又、機関の体積効率を高めて高出力化を図ることを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、図1に示すように、所定容積を有する容器を
単一設け、該容器に各気筒毎の吸気管を夫々連通すると
共に、当該容器に排気系に連通された排気還流ガス導入
管を連通し、該排気還流ガス導入管には、排気還流ガス
流量を制御する排気還流バルブを介装し、前記容器と各
吸気管との連通部夫々に、該連通部を開閉制御する開閉
バルブを介装する一方、機関運転状態を検出する運転状
態検出手段と、該運転状態検出手段から出力される検出
信号に基づいて、前記開閉バルブと排気還流制御バルブ
を夫々制御する制御手段と、を含んで構成した。
【0011】請求項2記載の発明は、前記制御手段を、
機関の部分負荷運転時には、開閉バルブと排気還流制御
バルブ夫々を開くと共に、排気還流制御バルブ開度を機
関運転状態に応じて制御する構成とした。請求項3記載
の発明は、前記制御手段を、機関の全負荷運転時におい
て中・低速域では、開閉バルブと排気還流制御バルブ夫
々を閉じると共に、高速域では、開閉バルブを開く構成
とした。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明においては、吸気管に排気
還流ガスを導入する場合、開閉バルブと排気還流制御バ
ルブとを開く。このとき、開閉バルブを開いた状態で、
排気還流制御バルブによって排気還流ガスの流量が制御
可能となる。又、開閉バルブを閉じることによって速や
かに排気還流ガスの吸気管への流入が停止される。この
場合、同時に排気還流制御バルブも閉じるようにする。
【0013】以上のように、気筒毎の吸気管と排気還流
ガス導入管とが連通される所定容積を有する容器を単一
設け、排気還流ガス導入管に介装される排気還流制御バ
ルブとは別に容器と各吸気管との連通部に開閉バルブを
介装し、開閉バルブと排気還流制御バルブとを併用する
ことにより、吸気管に導入する排気還流ガスの量を調整
することによって、排気還流ガス量の気筒間ばらつきを
抑制できると共に、排気還流量制御のレスポンスを良好
にすることができる。
【0014】一方、開閉バルブを閉じて容器内空間と吸
気管とを遮断すれば、吸気管のみで吸気通路が形成され
る。又、排気還流制御バルブを全閉制御して、排気還流
ガスの導入を行わないようにする一方、開閉バルブを開
けば、容器内空間と吸気管とが連通し、見掛け上の吸気
通路長さが短くなって、機関の体積効率が高められ、最
高出力が高められる。
【0015】請求項2記載の発明において、機関の部分
負荷の間は開閉バルブを開いた状態で、排気還流制御バ
ルブによって機関回転数及び負荷に応じて排気還流ガス
の流量が制御される。請求項3記載の発明において、機
関の全負荷運転時には、排気還流制御バルブは全閉制御
され、排気還流ガスの導入は行われない一方、開閉バル
ブは機関運転状態に基づいてその開度が制御される。
【0016】即ち、機関の全負荷運転時において中・低
速域は、開閉バルブを閉じて容器内空間と吸気管とを遮
断し、吸気管のみで吸気通路を形成する。又、高速域
は、開閉バルブを開いて容器内空間と吸気管とを連通
し、見掛け上の吸気通路長さを短くして、機関の体積効
率を高め、最高出力を高めるようにする。
【0017】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。請求項1〜3記載の発明の一実施例のシステム
構成を示す図2において、内燃機関(以下、エンジン)
の各気筒32の吸気管21に対して共通の容器22が単
一設けられている。この容器22は、所定容積(例え
ば、総排気量の0.4倍以上の容積)を持つように構成
される。
【0018】かかる容器22には、直接若しくは連通管
24を介して各吸気管21が連通される。又、この容器
22の一端部には、排気系に連通されたEGRガス導入
管23が連通接続される。前記EGRガス導入管23に
は、EGRガス流量を制御するEGR制御バルブ28が
介装されている。このEGR制御バルブ28は駆動手段
29により開度が調整される。
【0019】一方、容器22と各吸気管21との連通部
夫々には、開閉バルブ25が夫々介装される。各開閉バ
ルブ25は共通の駆動軸25Aに連結されており、共通
の駆動手段26により同時に動作される。そして、エン
ジン回転数,負荷等のエンジン運転条件に基づいて前記
EGR制御バルブ28の駆動手段29の作動を制御する
EGR制御バルブ用制御手段と、エンジン運転条件に基
づいて前記開閉バルブ25の駆動手段26の作動を制御
する開閉バルブ用制御手段と、が設けられており、これ
らの制御手段の機能はコントロールユニット33にソフ
トウェア的に装備される。
【0020】即ち、コントロールユニット33には、エ
ンジン回転数を検出する回転センサ34から出力される
回転数信号と負荷センサ35から出力される負荷信号と
が入力され、コントロールユニット33から開閉バルブ
25及びEGR制御バルブ28に制御信号が出力され
る。次に、かかる構成の作用について説明する。
【0021】エンジンの部分負荷運転時には、開閉バル
ブ25とEGR制御バルブ28とを併用することによ
り、吸気管21に導入するEGRガスの量を調整する。
即ち、エンジンが全負荷から部分負荷に変わるときに
は、開閉バルブ25とEGR制御バルブ28とを同時に
開いて吸気管21にEGRガスを導入する。エンジンの
部分負荷の間は開閉バルブ25を開いた状態で、EGR
制御バルブ28によってエンジン回転数及び負荷に応じ
てEGRガスの流量を制御する。
【0022】エンジンが部分負荷から全負荷に変わると
きには、開閉バルブ25を閉じることによって速やかに
EGRガスの吸気管21への流入を停止し、同時にEG
R制御バルブ28を閉じる。以上のように、気筒32毎
の吸気管21とEGRガス導入管23とが連通される所
定容積を有する容器22を単一設け、EGRガス導入管
23に介装されるEGR制御バルブ28とは別に容器2
2と各吸気管21との連通部に開閉バルブ25を介装
し、エンジンの部分負荷時に開閉バルブ25とEGR制
御バルブ28とを併用することにより、吸気管21に導
入するEGRガスの量を調整することによって、エンジ
ンの部分負荷時のEGRガス量の気筒間ばらつきを抑制
できると共に、EGR量制御のレスポンスを良好にする
ことができる。
【0023】又、エンジンの全負荷運転時には、EGR
制御バルブ28は全閉制御され、EGRガスの導入は行
われない一方、開閉バルブ25はエンジン回転数に基づ
いてその開度が制御される。即ち、エンジンの全負荷運
転時において中・低速域は、開閉バルブ25を閉じて容
器22内空間と吸気管21とを遮断し、吸気管21のみ
で吸気通路を形成する。
【0024】又、高速域は、開閉バルブ25を開いて容
器22内空間と吸気管21とを連通し、見掛け上の吸気
通路長さを短くして、エンジンの体積効率を高め、最高
出力を高めるようにする。次に、かかる制御内容を図3
のフローチャートに基づいて詳述する。即ち、フローチ
ャートにおいて、ステップ1(図ではS1と略記する。
以下同様)では、エンジンの回転数と負荷とを夫々読み
込む。
【0025】ステップ2では、読み込んだ負荷に基づい
て、エンジン運転状態を判定する。即ち、エンジン運転
状態で定常状態であるか、過渡状態であるかを判定し、
定常状態ではステップ3に進み、過渡状態ではステップ
4に進む。定常状態と判定された後のステップ3では、
負荷が部分負荷であるか全負荷であるかを判定し、部分
負荷と判定されると、ステップ5に進んで、開閉バルブ
25とEGR制御バルブ28を開くと共に、該EGR制
御バルブ28の開度をエンジン回転数及び負荷に基づい
て制御してステップ1に戻る。
【0026】ステップ3において、負荷が全負荷と判定
されると、ステップ6に進む。このステップ6において
は、エンジン回転数に基づいて中・低速域であるか高速
域であるかを判定し、中・低速域と判定されると、ステ
ップ7に進んで開閉バルブ25を閉じて、ステップ1に
戻る。高速域と判定されると、ステップ8に進んで開閉
バルブ25を開き、ステップ1に戻る。
【0027】一方、過渡状態と判定された後のステップ
4では、負荷の変化の方向を判定し、部分負荷から全負
荷へと変化した場合は、ステップ9に進んで開閉バルブ
25を閉じると共に、EGR制御バルブ28を閉じ、ス
テップ6へと進んで、該ステップ6から上述したよう
に、ステップ7或いはステップ8に進む。全負荷から部
分負荷へと変化した場合は、ステップ10に進んで開閉
バルブ25を開くと共に、EGR制御バルブ28を開
き、ステップ5へと進み、開閉バルブ25を開いた状態
で、EGR制御バルブ28の開度をエンジン回転数及び
負荷に基づいて制御してステップ1に戻る。
【0028】図4は、エンジン回転数nと負荷Tqによ
るエンジンの中・低回転全負荷域A、高回転全負荷域
B、部分負荷域Cを示しており、Aでは開閉バルブ25
を全閉、EGR制御バルブ28を全閉にし、Bでは開閉
バルブ25を全開、EGR制御バルブ28を全閉にし、
Cでは開閉バルブ25を開、EGR制御バルブ28を開
にする。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、気筒毎の吸気管と排気還流ガス導入管とが
連通される所定容積を有する容器を単一設け、排気還流
ガス導入管に介装される排気還流制御バルブとは別に容
器と各吸気管との連通部に開閉バルブを介装し、開閉バ
ルブと排気還流制御バルブとを併用することにより、吸
気管に導入する排気還流ガスの量を調整することによっ
て、排気還流ガス量の気筒間ばらつきを抑制できると共
に、排気還流量制御のレスポンスを良好にすることがで
き、燃費の改善を図れると共に、NOx低減効果を向上
することができる一方、容器内空間と吸気管との連通に
より、見掛け上の吸気通路長さが短くなって、機関の体
積効率が高められ、最高出力を高めることが可能とな
る。
【0030】請求項2記載の発明によれば、機関の部分
負荷時に排気還流ガス量の気筒間ばらつきを抑制できる
と共に、排気還流量制御のレスポンスを良好にすること
ができ、燃費の改善を図れると共に、NOx低減効果を
向上することができる。請求項3記載の発明によれば、
機関の全負荷運転時において中・低速域は、開閉バルブ
を閉じて容器内空間と吸気管とを遮断し、吸気管のみで
吸気通路を形成できる一方、高速域は、開閉バルブを開
いて容器内空間と吸気管とを連通し、見掛け上の吸気通
路長さを短くして、機関の体積効率を高め、最高出力を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1記載の発明の構成図
【図2】 請求項1〜3の発明の一実施例のシステム図
で、(A)は平面図、(B)正面図
【図3】 同上実施例の制御内容を示すフローチャート
【図4】 エンジン回転数nと負荷Tqによるエンジン
の中・低回転全負荷域A、高回転全負荷域B、部分負荷
域Cを示す図
【図5】 従来のEGR装置を示すシステム図で、
(A)は平面図、(B)正面図
【図6】 従来のEGR装置を示すシステム図で、
(A)は平面図、(B)正面図
【図7】 従来のEGR装置を示すシステム図
【図8】 従来の吸気装置を示すシステム図
【図9】 同上の吸気装置の作用を説明する図
【符号の説明】
21 吸気管 22 容器 23 EGRガス導入管 24 連通管 25 開閉バルブ 26 駆動手段 28 EGR制御バルブ 29 駆動手段 32 気筒 33 コントロールユニット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定容積を有する容器を単一設け、該容器
    に各気筒毎の吸気管を夫々連通すると共に、当該容器に
    排気系に連通された排気還流ガス導入管を連通し、該排
    気還流ガス導入管には、排気還流ガス流量を制御する排
    気還流バルブを介装し、前記容器と各吸気管との連通部
    夫々に、該連通部を開閉制御する開閉バルブを介装する
    一方、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、該
    運転状態検出手段から出力される検出信号に基づいて、
    前記開閉バルブと排気還流制御バルブを夫々制御する制
    御手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関
    の排気還流制御装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、機関の部分負荷運転時に
    は、開閉バルブと排気還流制御バルブ夫々を開くと共
    に、排気還流制御バルブ開度を機関運転状態に応じて制
    御する構成であることを特徴とする請求項1記載の内燃
    機関の排気還流制御装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、機関の全負荷運転時にお
    いて中・低速域では、開閉バルブと排気還流制御バルブ
    夫々を閉じると共に、高速域では、開閉バルブを開く構
    成であることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機
    関の排気還流制御装置。
JP6246318A 1994-10-12 1994-10-12 内燃機関の排気還流制御装置 Pending JPH08109854A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042311A1 (de) * 1999-01-11 2000-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige brennkraftmaschine
KR20040023062A (ko) * 2002-09-10 2004-03-18 현대자동차주식회사 배기가스 재순환 시스템
KR100802701B1 (ko) * 2001-10-11 2008-02-12 현대자동차주식회사 흡입부압 연동 배기가스 순환 시스템

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KR20040023062A (ko) * 2002-09-10 2004-03-18 현대자동차주식회사 배기가스 재순환 시스템

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