JPS5891356A - デイ−ゼルエンジンのｅｇｒ量制御方法 - Google Patents

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ＯＥＧ’Ｅｔ量制御方法に
関し、４９にディーゼルエンゾ／の過給中吸気絞プや大
気圧変化に伴う吸気管内圧の変化に対えするためのディ
ーゼルエンジンのＩｉ！ＧＲ量制御方法に−する。

一般に、ディーゼルエンジンにおいて、エンジン本体お
よび付属装置類は、はとんどすべて標準気圧時に正常に
作動するように調整、整備されている。ディーゼルエン
ジンのＥＧＨについても一般的には標準気圧時にその効
果が認められるように設定され、構成されているのが実
情である。ディーゼルエンジンのＩ）ＯＲはエンジン回
転数と負荷に応じて調節する必要がＴｏυ、排気中のＮ
ＯｘとＨＣとの重量和を最小値とするようなＥＧＨ率を
最適ＥＧＨ率とするならは、該ＥＧＨ率が精度よく制御
されるためにはエンジン回転数および負荷、例えは燃料
量に対して細かなマ、７°を作成し電子制御するのが妥
当と思われる。ところが、大気圧条件が変化する場合、
例えば低大気圧時には、本願発明者らの実験では、該最
適加Ｒ率Ｆｉ標準気圧時よルも小さくなる仁とが判明し
ている。従って、ｌｌ［ｋの大気圧に応じたＥＧＨマ、
デを用意しないと、最適Ｅ（Ｂ制御を行うことができな
いという問題点がある。

本発明の目的は、前述の問題点に鑑み、吸気管内圧の変
化を補償しつつディーゼルエンジンのＥＧＲ制御を適正
に行うことにある。

本発明の原理は、本発明者による下記の解析に基づくも
のである０本発明者による実験によれは、横軸にＧＶ）
／Ｇ（ａ・）を、縦軸に空気過剰率λをとった第１図の
ように、一点鎖線のＥＧＢをしない時の空気過剰率λを
あられす曲線（１）と、最適輔時の空気過剰率λｔｉら
れす曲線（ｂ）との差の分だけ、すなわち、第２Ｅのよ
うな、ＥＧＢ率にするのが望ましいことが判明している
。第２図においては横軸にはＧω／Ｇ（ａ・）ｔ、縦軸
には最適）ｉｆｌＲ率Ｅをとる。ＥＸ１２Ｒ率Ｅは下式
で与えられるものとする。

ここに、Ｇ（ａ・）はＩＧＢを行わない時の吸気量、Ｇ
（＆）はＩＧＲｔ行りている時の吸気量である。

上式で与えられるＩＧＲ率ＫＩＳＩしては、大気圧が異
なる場合にあっても同）ＪＲ率でのＥＧＲバルブリフト
量りは変化しないととも判明１−でいる、つまり、第３
図に示すように大気圧が変−イヒした時には、ＫＧＲパ
ルパルり７ト量Ｌｔ＆えない限りＥＧＢ率としては変化
しないのである。第３図においては横軸には大気圧（Ａ
ＴＭ　、　ＰＨ１，）を、縦軸には弁ＩＪフ）（Ｌ’）
をとっである。

以上の実験事実から後述のようなｇＧＲのｐ４ルプ、リ
フト量を制御するシステムであれば、吸気管内圧が変化
した時にはＧ（ｆ）／Ｇ（ａ・）の移動を考えればよい
、すなわち、標準気圧でｇ（ｆ）／Ｇ（ａｏ）−ムＯで
あったものが、低圧となればＧ（ｆ）は力λわらないが
、Ｇ（ａｏ）は小さくなる。従うて、ＧＶ）ｌ／Ｇ（ａ
ｌ）は右方へ移動し、Ａ１の時のＥＧＢ率が最適値とな
る。しかしＧ（ａｏ、）を検出し制御することは実際上
極めて困難であり、次のようにする。

Ｇ（ａ・）は吸気管内絶対圧力Ｐｉ　（以後、吸気圧と
略称する）と比例関係にあることは７公知であシ、例え
ば任意の吸気圧時の吸気量Ｇ（ａ・、ｐｌ）は標準吸気
圧時の吸気量Ｇ（ａｏ、Ｐ・）をもとに下式であられさ
れる。

１ Ｇ（ａｏ　ｅＰｌ　）　ｚ　Ｇ（ａｓ　ｅＰｌ　）　Ｘ
　Ｋこれを第２図の横軸Ｇ（１）７’Ｇ　（ａｏ　）　
Ｋ適用すればこのように、形式的に燃料量ａ（ｆ）の変
化として見ることができるのである。これが下記に示さ
れる（３）式である・ Ｐ。

Ｇ（ｆ＋ｓ　）　＝Ｇ（ｆ）ｘ−・・・（３）Ｐｉ こむに、Ｐｏは標準気圧時の吸気圧、 Ｐｉは任意の気圧時の吸気圧、 ａＵ’Ｉは標準気圧時の燃料量、 Ｇ（７，１）紘吸気圧Ｐｉ時用の擬似燃料量である。

このことを利用すれば、前述のマツプにおいて、回転数
と負荷、すなわち燃料量で制御してい丸ものは、吸気圧
が変われば燃料量を換算することで対応でき、マッグは
標準状態のものが１１ｒｌｌで済むことになる・ 本発明においては、ディーゼルエンジンにｌｘ１鼠弁、
燃料漱七ンサ、回転数センナおよび吸気管圧力センナを
設け、エンジン回転数１燃料量１および吸気圧を検出し
、核検出され支燃料量および吸気圧にもとづき、第１針
算装置において擬似燃料量を算出し鍍算出された擬似燃
料量および検出されたエンジン回転数にもとづき第２計
算装置においてデユーティ比を決定し、該決定され九デ
、−ティ比にもとづきＥＧＢ弁を調節し、ＩｃＧＲ量を
制御するようにした、ディーゼルエンジンのＩＧＲ量制
御方法が提供される。。

本発明の一実施例としてのディーゼルエンジンのＥＧＲ
量制御方法を行う装置が第４図に示される。

第１の計算装置６は燃料量セン−ｙ″９と吸気管圧力セ
ン−Ｆ５１とから出力信号を圧力補正すぺ＜（３）式に
従って演算を行い、擬似信号としての燃料量Ｇ（／、Ｉ
）を第２の計算装置７へ出力する・第２の計算装置７は
、予め実験等で得られ九ＩＧＩｌｆｆッグを内蔵してい
る。

ＥＧＲパルプ３は、排気側ＡＩイゾ１と吸気１１１／４
イグ２とを導通する管の途中に設置してアク、ダイヤフ
ラム３２と上ケース３１とで構成されている気密室に負
圧を導入することによってパルプシャフト３７を上方へ
引き上げ、排気側パイプ１と吸気側パイプ２ｔ−導通さ
せる。パルプシャフト３７のリフト量が多いなど排気側
パイプｌと吸気側パイプ２との導通断面積は増大する。

ダイヤフラム押え３６はバルブシャフト３７とダイヤフ
ラム３２とを気密漏れのないように固定している。圧縮
コイルばね３４は初期状態に押し戻す丸めのものであシ
、上ケース３１とダイヤフラム３２との間に設置されて
いる・排気側ノ４イブ１は排気管のエンジン本体にでき
るだけ近い部分、ｉた、吸気側パイプ２は吸気管のエン
ジン本体に近い部分よシ、それぞれとル出し友ものであ
る。

エンジン回転数センサ８はエンジン本体の回転数検出可
能な部分に取シ付けられる。燃料量センサ９は燃料噴射
４ンゾのスピルリンダの位置、判型の場合にはラック位
置、を検出できるような構造で燃料噴射Ｉング＠に取シ
付けられる。吸気管圧力センサ５１は吸気管５の設置可
能な場所に歪ｒ−ジ等を利用した圧力センナである。

バキュームポンプ４３はエンジン本体の取シ付は可能な
部分に設置され、ＥＧＲパルプ３への負圧供給源となる
。ソレノイド式三方弁４１は計算装置７からのデユーテ
ィ比出力に応じて、バキュームポンプ４３、定差圧弁４
２で作られる一定負圧を調圧する。定差圧弁４２はパキ
、＝ムポング４３で作られる負圧から大気圧に対する一
定の差圧を作シ出すものでＴｏυ、バキュームイン７”
４３とソレノイド式三方弁４１との中間に設置される。

ナオ、バキュームポンプ４３、定差圧弁４２、ソレノイ
ド式三方弁４１　、ＩＧＲバルブ３は負圧の通路で連絡
されている。

第２計算装置７には予め実験等で得られた最適ＥＧＲ率
にするためのソレノイド式三方弁４１の開閉時間割合を
与えるデユーティ比りのマツプが内蔵されている。この
マツプは標準吸気圧状態で最適ＢＧＲ率を得るもので、
エンジン回転数Ｎと燃料　　　・ＪｉｉｔＧ（Ａとで１
つのデユーティ比りを決定する０工ンジン回転数センサ
８によって得られた信号を第２計算装置７へ入力する。

また燃料量センサ９によって得られた信号を第１計算装
置６へ入力する。第１計算装置６は前出の（１）式に従
い演算する。

圧力Ｐ１とＰｏとの大小関係によル、下記のような作動
状況となる。

１）　　Ｐｌ＝Ｐｏのとき下記の関係が成立する。

Ｇ（ｆ、１）冨Ｇω ｉｉ）　　Ｐｓ　＞Ｐ４１　のとき下記の関係が成立す
る。

Ｇ（ｆ、１）＜Ｇ（Ａ この場合、＄２図の特性についていえば、ＥＧＲ率を大
きくする方へ動く。

Ｉ！Ｉ）　　Ｐｉ　＜　Ｐｏのとき下記の関係が成立す
る。

Ｇ（ｆ、１）＞Ｇ（ｆ） この場合、第２図の特性にＱいていえば、ＩＧＲ率を小
さくする方へ動く。

計算装置７へ入力されたエンジン回転数Ｎと擬似燃料量
ＧＣｆ　、＠　）とから内蔵されたマツプによシブ晶−
ティ比りが求まる。こＯデ凰−ティ比りはパキ晶−ムポ
ン１４３、定差圧弁４２によりて作られる大気圧に対す
る一定負圧を調圧する因子で、ソレノイド式三方弁４１
の通路開閉時間比を与える。すなわち、パキーームＩン
ｆ４Ｂで生成される高負圧は定差圧弁４２で大気圧に対
して一足差圧にされ、ソレノイド式三方弁４１で第２計
算装置７のｆ−一テイ比りに応じて調圧され、ＥＧＲパ
ルプ３のダイヤフラム室へ供給される。この負圧ＰｖＫ
よるバルブシャフト３７のリフトによって排気側ノ譬イ
ゾ１と吸気側パイプ２とが導通される・ 第４図装置の動作の７０−チャートが第５図に示される
。ステップＳ１において、エンジン回転数センサ、燃料
量センナ、吸気管圧力センサからＮ。

Ｇ（ｆ）、Ｐｉをそれぞれ検出する。ステップＢ２にお
いて、第１計算装置６でＧ（ｆ）とＰｉよシＧ（ｆ、ｍ
）を（３）弐に従う演算で求める。この時、ＰＯＩ／ｉ
標準時の吸気管内圧として、足数として取り扱われる。

ステ、グｆ１３におりてＧ（ｆ、畠）とＮとから第２計
算装置７に内蔵されたマツプよりデユーティ比りを決定
する。ステップ８４において、そのデユーティ比りに応
じてンレノイド三方弁をオン・オフする時間比を出方し
、ステップＢ５において７１／／イド三方弁を作動させ
る。ステップｓ６において、ンレノイドミ方弁によりて
調圧された負圧Ｐｖでダイヤフラムのリフト量りが決定
され、ステ、プＢ７においてそのリフト量からＥＧＲ量
が決定される。ヌテッ７”８１〜ｓ７が順次反復される
。

本発明の実ｊａｉＫあたりては、前述の実施例に限らず
、種々の変形形態をとることが可能である。

例えば前述の実施例ではイレノイド式三方弁４１を使用
したが、ンレノイド式二方弁１個、あるいは２個を使用
することができる。また、ＥＧＲノプルプ３にバルブシ
ャフト３７のリフト量りを検出する機構と、第２針算装
ｆ７内をデー−ティ比りとリフト量りとを関係づけたマ
ツプに変更したものとでフィードバック機能をもたせて
も可能である。

また、実際のＥＧＲ量の測定検出て可能ならば、燃料量
センナと吸気管圧力センナとの信号で制御を行うように
することがで自る。ｔた、通常ディーゼル機関では、そ
れぞれの回転数に応じて最大燃料量が決められており、
低大気圧になれば吸気量の減少があって標準状態での最
大燃料量時には効率が低下するという事実に照らし、こ
れに対して前出の（１）式を使用して標準状態でのＧ（
ｆ）の最大値とＧ（ｆ、ｓ）が一致したところで、燃料
量の増量を停止させる機構を採用することが可能である
。

本発明によれば、吸気管内圧力の変化を補償しつつ、デ
ィーゼルエンジンのＩＧＢ制御を適正に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＧ（ｆ）／Ｇ　（ｍｅ　）に対する最適ＥＧＲ
時の空気過剰本の特性を示す図、 第２図はＱ　（ｆ）／　Ｇ　（ｍｓ　）　　Ｋ対する最
適ＰＸＪ率の特性を示す図、 第３図は大気圧に対するＫＧＢ弁リフト量の特性を示す
図、 第４図は本発明の一笑施例としてのディーゼルエンジン
のＫＧＲ制御方法を行う装置の構成を示す図、 第５図は第４図装置の動作のフローチャートを示す図で
ある。 １・・・排気側パイプ、２・・・吸気側ノ９イブ、３・
・・ＥＧＲハルｆ　、３１・・・上ケース、３２・・・
ダイヤフラム、３３・・・下ケース、３４川圧縮コイル
ばね、３６・・・ダイヤフラム押え、３７・・・パルプ
シャフト、４１・・・三方弁、４２川定差圧弁、４３・
・・バキュームポンプ、５・・・吸気管、５１・・・吸
気管圧力センサ−６・・・第１計算装置、７・・・ｌＸ
２計算装置、８・・・回転数センサ、９・・・燃料量セ
ンサ。 −→Ａ、ＴＭ、ＰＲ５，ｍｒｒ 第４図 Ｈｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼルエンジンにＥＧＨ弁、燃料量センサ、回転数
   センサ、および吸気管圧カセ／すを設け、エンジン回転
   数、燃料量、および吸気圧を検出し、該検出された燃料
   量および吸気圧に基づき、第１計算装置において擬似燃
   料量を算出し、誼算出された擬似燃料量および検出され
   たエンジン回転数に基づき、第２針算装ｊにおいてデユ
   ーティ比を決定し、該決定されたデユーティ比に基づき
   ＥＧＨ弁を調節しＢＱＲｊｌを制御するようにした、デ
   ィーゼルエンジンＣ）　ＩＧＲ量制御方法。