JPS5867955A - デイ−ゼルエンジンの排気還流装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの排気還流装置

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JPS5867955A
JPS5867955A JP56167740A JP16774081A JPS5867955A JP S5867955 A JPS5867955 A JP S5867955A JP 56167740 A JP56167740 A JP 56167740A JP 16774081 A JP16774081 A JP 16774081A JP S5867955 A JPS5867955 A JP S5867955A
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JP
Japan
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exhaust gas
exhaust
gas recirculation
passage
egr
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JP56167740A
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English (en)
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Motohiro Niizawa
元啓 新沢
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M2026/001Arrangements; Control features; Details
    • F02M2026/004EGR valve controlled by a temperature signal or an air/fuel ratio (lambda) signal

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジンの排気還流装置に関する。
ディーゼルエンノンから排出されるNOxを低減する技
術として、排気の一部を吸気中に還流する排気還流装置
が知られているが、ディーゼルエンシンでは吸気絞弁を
もたない関係上吸気系と排気系の差圧が少なく、十分な
排気還流量が得にくい。
そζで、第1図に示すように、吸気通路1に吸気絞弁2
を設け、この絞弁2の下流側に排気通路3か−ら分岐し
た排気還流通路4を接続することによシ、十分な排気還
流量を確保するようにした装置が提案された(%願昭5
4−124437号)。
排気還流通路4の途中には排気還流制御弁5が設けられ
、この制御弁5と上記絞弁2とは運転条件に応じて制御
回路7からの信号で開閉を制御される。
具体的には、吸気絞弁2と制御弁5とにそれぞれ連係す
るダイヤフラム装置8,9に対して、バキュームfンプ
10からの負圧と、大気とを三方電磁弁11.12の切
換えによシ、選択的に導くことKより行う。図のように
負圧をそれぞれのダイヤフラム装置8.9に導くと、吸
気絞弁2はある開度まで閉じて制御弁5は全開し、逆に
それぞれを大気圧に切換えると、吸気絞弁2が全開して
制御弁5は全閉する。
したがって、エンジン低負荷時など要求排気還流量の大
きい領域では、吸気絞弁2をある程度閉じるとともに制
御弁5を全開し、絞弁下流負圧を増加させて排気還流量
を増やす。
また、エンジン高負荷時などエンジン高出力が要求され
るときは、吸気絞弁2を全開させかつ制御弁5を閉じる
ことによシ、排気還流を停止するとともに吸入抵抗を減
じて燃焼条件を良好にしてやるのである。
このようにして運転状態に応じて排気性能と運転性能(
動力性能、燃費性能)との調和のとれた制御を行うので
あるが、吸気中に還流されている排気還流量について献
これを実際に測定しているわけではないので、制御目標
値通りの特性が必らず得られるとは限らず、場合によっ
ては不必要に過剰な排気還流が行われ、燃費が悪化した
りスモークやH,Cが増大する問題があった。
本発明はこのような問題を解決するために提案されたも
ので、エンジン排気温度がエンジン負荷に比例するとと
もに、還流排気量の増加に応じて上昇するという点に着
目し、排気温度を検出する手段を設け、排気温度にもと
づいて排気還流量の補正を行い、常に精度よく目標値と
一致するように排気還流量を制御することを可能とした
。ディーゼルエンジンの排気還流装置を提供することを
目的とする。
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第2図は本発明の実施例を示すものであるが、基本的な
構造についてはほとんど第1図と同一なので、同一部分
には則−符号を付す。
本発明では、排気通路3の上流に排気温度を検出する排
温センサ(サーミスタ、熱電対等)20が設置されると
ともに、エンジン排気温度を検−出する水温センサ21
がウォータジャケットのサーモスタットハウジング22
に設けられ、これらの検出値が制御回路7に入力でれる
ことにより、排気還流量の補正を行うようになっている
23はエンジン回転数を検出する回転数センサであり、
この回転数信号も制御回路7に入力される。
また、実際の吸気絞弁2と排気還流制御弁5の作動を確
認するため、三方電磁弁11.12の電流値を、例えば
比較器などで構成される検知儀24.25を介して検出
し、これを制御回路7に入力させている。
なお、制御回路7には、この他エンジンの負荷状態を検
出する信号が入力され、次のような制御/IPターンに
より、排気還流量を制御するようになっている。
まず、エンジンの低速低負荷域(第3図のA領域)は使
用頻度も高(NOx  の低減が強く求められるため、
吸気絞弁2を閉じるとともに、排気還流制御弁5を全開
し、十分な排気還流を行う。
エンジン中速中負荷域(第3図のB領域)では、負荷が
やや高く絞弁2を閉じるとスモークが増大したりするた
め、吸気絞弁2を全開して排気還流を行う。
この場合、回転数がある程度高くなるので、排気圧力も
上昇して所定の排気還流を行ケのに必要な差圧は、軟弁
2を全開していても発生する。
次に、エンジン高速高負荷域(第3図C領域)では、燃
料噴射量が増えて空気過剰率が小さくなシ、排気還流を
行うとスモークやHCが増大し、さらに燃費も悪化する
ので、吸気絞弁2を全開した状態で制御弁5を全閉して
排気還流を停止する。
ところで、エンジンが始動後間もなAときのように、暖
機が十分に完了していないときあるいは:I−ンシンオ
ー”lニー)fミの場−合は、エンジン冷却水温セン+
21からの信号にもとづいて、排気還流を停止させる。
そして、以上の各制御にお1て、排気温度を検出しなが
ら、排気還流量の補正を行うのであシ、すなわち、ディ
ーゼルエンジンでは排気温度はエンジン負荷に比例して
上昇するとともに、排気還流を行うと、高温ガスが吸気
中に混入するのでその分だけ相対的に排気温度は上昇す
るのであシ、し九がって、よ記領域A、Bにおiて排気
温度が予め想定しfc値よシも高−ときは、排気還流が
過剰に行われていると七を示し、シ次がってこの状態で
は排気還流量を減少させたり、停止させたりする。
また、エンシン負荷が同一であっても回転数が増加する
と排気ガス量が増え、排気通路の放熱割合が減少する゛
ので、排気温度も相対的に上昇する。
したがって、上記した排気還流制御は、エンジン回転数
によっても修正を行う、つまり回転数の検出結果により
低回転域に比較して高回転域での同一排気還流を保つ設
定温度を高くする。
第4図はエンジン回転数と排気温度との関係を排気還流
を行ったときと、行わないときとを比較して示す亀ので
、回転数の上昇に比例して排温センサ20の出力が増大
していることが分かる。
また、組5図は水温センサ21の水温にもとづく出力%
性、第6図は回転数センサ23のエンジン回転数に対す
る出力特性をそれぞれボすものである。   ′ そして、第7図は、エンジン負荷に対する標準的な排温
センサ20の出力特性を示すものであシ、制御回路7は
所定の負荷領域において排温センサ20の出力値がこの
標準値の範囲を越えたら排気還流を減少したり停止した
りするように、吸気絞弁2もしくは制御弁5の作動を制
御する。
具体的な制御動作についてM8図の動作ルーチンに従っ
て説明する。
「1」  エンジン冷却水温Vwによる制御、エンジン
が暖機されていないとき(Vw <Vwa )か、ある
いはエンジンがオーバヒートぎみのとき(Vw > V
wb )は、吸気絞弁2’ehs、排気還流制御弁(E
GRパルプ)5を全閉する。
「2」  エンジン冷却水温Vvが適温のとき、冷却水
温がVWJL (VW < Vwbのときには、それぞ
れエンジン負荷に応じてA、B、C領域の制御を行う。
2C,C領域(高負荷域)の制御、 (2C−1’) エンジン回転数VRがY以上、すなわちVR) VRY
の場合、吸気絞弁2を全開し、EGRパルプ5f:全閉
し、排気還流を停止する。この状態では排温による補正
は行われない。
(2C−2)  C領域で回転数がY以下のとき、吸気
絞弁2が全開であることを検出器24で検知し、かつE
Gルパルプ5が全閉であることを検出器25で検知し、
さらにそのときの排気温1fVT を排温センサ20で
検出して、VT )VT4であれば、上記(2C−1)
と同様に、この状態(吸気絞弁2を全開、EGRパルプ
5を釜閉)を維持する。
2B、B@域(中負荷域)の制御、 (2B−1) エンジン回転数がXとYの間にある( ¥RX<VR(
VRY)の場合、 吸気絞弁2を全開に保持し、かつEGRパルプ5を開く
。このとき、排温センサ20(2)出力からVT−(V
T、ならば、排温は適正範囲であシ、排気還流量は目標
通シ制御されているものとして、それぞれ絞弁2とEG
凡パルプ5をそのままの作動状態を維持する。
これに対して、排温が上昇して第7図の標準状態を越え
たとき、すなわち、VT>VT、となったときは、排気
還流量が過剰になっているから、EGRパルプ5を閉じ
、温度が下がるまで排気還流を中止する。
(2B −2)  xフシ2回転ll(カX以下(VR
<VRX )の場合、 排温がVTs(VT (VT、であることを検知した上
で、吸気絞弁2を全開、EGRパルプSを開状態に保持
して排気還流を行う。
そして、VT>vT、になることがあれば、ただちにE
GRパル7′5を閉じ、排気還流を一時中止する。
なお、EGRパルプ5や絞弁2の状態は検出器25.2
4で確認される。
2A、A領域(低負荷域)の制御、 (2A−1)  エンジン回転数がX以下(VR<VR
X )の場合、 排温がVT(VTR−であることを検知して、吸気絞弁
2を閉じ(半開)、EGRパルプ5を全開する。
排気還流sti最大となり、NOx −O低減を効果的
に行う。この状態で、−排温がVT)VTIとなったら
、吸気絞弁2 t−11rj14にして排気還流量を減
らす。排温が依然として高い状態にあるならば、そのま
ま吸気絞弁2を全開にしておくが、再びVT(VTIと
なれば、吸気絞弁2を閉じ、排気還流量を増やす。
このようにして排温VT を検出しながら排気還流量を
フィードバック制御するのであるが、前述したように、
エンジン回転数の上昇によシ排温も相対的に上昇するの
で、第7図の標準排気温度は第4図の特性を考慮して回
転数が高まるはど設定値が高くなるように修正を加えら
れる(ただし、第7図は修正していない状態を示しであ
る)。
したがって、例えば中負荷状態(B領域)での限界排温
VT1は、エンノン回転数がX以下の低回転域とY付近
の中回転域七では異シ、中回転域の方がそれだけ高くな
る。
この実施例では蚊気絞弁2を設けて排気還流に必賛な差
圧を発生させるようにしたが、このために1例えば排気
還流通路40分岐点よシも下流の排気通路3に#f1様
な手段を取付け、所定の差圧を発生させるようにしても
よい。
以上説明したように本発明は、排気通路に排気温度を検
出するセンサを設け、この検出値にもとづいて排気還流
量をフィードバック制御するようにしたので、エンジン
運転状態に応じて最適な排気it流を行うことができ、
NOxの低減と同時にスモークやHCの増大を防ぎ、か
つ燃費効率の向上が鉱かれるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
萬1図社従来装置の概略構成図、第2図は本発明の概略
構成図、第3図は排気還流制御/4ターンを示す説明図
、第4量はエンジン回転数にもとづく標準的な排温セン
サの出力特性図、第5図はエンノン水温に対する水温セ
ンナの出力特性図、第6図はエンジン回転数に対する回
転数センサの出力特性図、第7図社エンジン負荷にもと
づく標準的な排温センサの出力特性図、第8図位制御回
路の動作を示す70−チャートである。 1・・・吸気通路、2・・・吸気絞弁、3・・・排気通
路、4・・・排気還流通路、5・・・排気還流制御弁、
7・・・制御回路、20・・・排温センサ、21・・・
水温センサ、23・・・回転数センサ、24 、25 
用検知器。 特許出願人 日産自動単株式会社 第3図 @4図 エンジン回卿’=@5.− (rpm)第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気通路から分岐した排気還流通路を吸気通路に接続し
    、排気還流通路に排気還流制御弁を設けるとともに、こ
    の制御弁の通路前後差圧を変化させる差圧発生手段を設
    ける一方、排気通路に排気温度を検出する手段を設け、
    前記排気還流制御弁と差圧発生子Iλとの作動を、運転
    状態に応ピて所定の排気還流率が得られるようKIIl
    llI4Iするとともに検出した排気温度にもとづいて
    これを補正する制御回路を備えたことを特徴とするディ
    ーゼルエンジンの排気還流装置。
JP56167740A 1981-10-20 1981-10-20 デイ−ゼルエンジンの排気還流装置 Pending JPS5867955A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179828A (ja) * 1984-09-26 1986-04-23 Mazda Motor Corp デイ−ゼルエンジンの排気還流装置
GB2541200A (en) * 2015-08-11 2017-02-15 Ford Global Tech Llc A method of reducing engine NOx emissions

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