JPS5925108B2 - デイ−ゼルエンジンの排気還流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸気通路に設けた制御弁の開度に応じて排気ガ
ス還流量を制御するようにしたディーゼルエンジンの排
気還流装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンにおいて、排気ガス中のＮＯ
ｘの低減化を図るべく排気ガス還流を行つ場合、ディー
ゼルエンジンではガソリンエンジンと異なり、通常その
吸気通路にエンジンによる吸気負圧が発生しないことか
ら、吸気通路に制御弁を設けるとともに、該制御弁下流
の吸気通路と排気通路とを連通ずる排気ガス還流通路を
設けて、該制御弁下流に制御弁開度に応じた大きさの吸
気負圧を発生させ、この吸気負圧により排気ガス還流通
路からの排気ガスの還流量を制御し、エンジンの負荷が
小さいときには、すなわち燃料噴射ポンプの燃料噴射量
が少ないときには該制御弁の開度を小さくして制御弁下
流の吸気負圧を増大させ、この吸気負圧の増大により排
気ガス還流量を増加させる一方、エンジンの負荷が太き
いときには、すなわち燃料噴射量が多いときには、制御
弁の開度を大きくして該制御弁下流の吸気負圧を減少さ
せ、この吸気負圧の減少によシ排気ガス還流量を減少さ
せるようにして、エンジン負荷に応じて排気ガス還流量
を制御するようにしていた。

上記のようなディーゼルエンジンの排気還流装置では、
変速機を操作するためにアクセルペダルを戻すと、制御
弁の開度が瞬間的に小さくなり、吸気負圧が急増して空
気量が減少する。

このため排気ガス還流量が増加して空気不足となり、こ
のような状態でアクセルペダルを再び踏み込んで加速す
ると、空気の吸入遅れによシ、排気ガス中のスモーク（
”ＨＣが増加する問題があった。

本発明は従来のディーゼルエンジンの排気還流装置にお
ける上記問題を解消すべくなされたものであって、制御
弁の開度に応じて排気ガス還流量を制御するようにした
ディーゼルエンジンの排気還流装置において、燃料噴射
量の減少時に制御弁の開度を該減少量に対応した開度よ
り大きい開度に制御する制御弁制御装置を設け、該制御
弁制御装置の出力信号で制御弁の開度を制御することに
よシ、燃料噴射量の減少時における制御弁開度を所定の
大きさに制御して吸気負圧の増大による空気量の減少お
よび排気ガス還流量の増加を抑え、変速機を操作して加
速するときに発生するスモーク−’ＰＨＣの増加を防ぐ
ようにしたディーゼルエンジンの排気還流装置を提供す
ることを目的としている。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、１はディーゼルエンジン、２は吸気通
路、３は排気通路であって、上記吸気通路２の途中には
バタフライ弁よりなる制御弁４が介設され、該制御弁４
下流の吸気通路２と排気通路３とは排気ガス還流通路５
によって連通されており、吸気通路２の制御弁４下流に
生じる吸気負圧により排気通路３の排気ガスの一部を排
気ガス還流通路５を介して吸気通路２に還流するととも
に、上記制御弁４の開度が小さくて吸気負圧が太きいと
きには排気ガス還流量を増大させ、制御弁４の開度が大
きくて吸気負圧が小さいときには排気ガス還流量を減少
させるよう制御弁４の開度に応じて排気ガス還流量を制
御するように構成されている。

６は両軸の正逆転モータであって、該モータ６の一方の
回転軸６ａには減速ギヤ７を介して上記制御弁４の回動
支持軸４ａが連結され、該モータ６の駆動により制御弁
４の開度を変化させる制御弁駆動装置を構成している。

まだ、上記モータ６の他方の回転軸６ａには制御弁４の
開度を検出する可変抵抗器から構成された制御弁開度検
出装置８が取付けられ、該制御弁開度検出装置８はモー
タ６の回転軸６ａの回転角度位置、すなわち制御弁４の
開度に応じた第２図に示すような出力電圧特性の検出信
号を出力するものである。

一方、９は、エンジン１の駆動により回転しながら往復
移動するプランジャ１０を備えた分配型燃料噴射ポンプ
であって、上記プランジャ１０にはコントロールレバー
１１に連動されプランジャ１０の噴射量（噴射路り）を
調整するコントロールスリーブ１２が設けられ、上記コ
ントロールレバー１１にはワイヤケーブル、リンク等の
連繋部材１４を介してアクセルペダル１５が連繋されて
いるとともにエンジン１に同期回転するガバナ（図示せ
ず）が連結されており、アクセルペダル１５の踏込み量
およびエンジン回転数の変化に応じてエンジン１の各気
筒への燃料噴射量を制御するように構成されている。

上記燃料噴射ポンプ９には、エンジン１の各気筒への燃
料噴射量を検出するピックアップコイルよりなる検出部
１６ａｋ備えた燃料噴射量検出装置１６がその検出部１
６８に上記コントロールスリーブ１２に固定した金属板
１３と対向せしめて設けられ、該燃料噴射量検出装置１
６はその検出部１６ａとコントロールスリーブ１２の金
属板１３との相対位置によりエンジン１の各気筒への燃
料噴射ポンプ９の燃料噴射量を検出して、第３図に示す
ような該燃料噴射量に対応した検出信号を出力するもの
である。

壕だ、１７は上記制御弁駆動装置（正逆転モータ６）を
作動制御する制御装置であって、該制御装置１７は第１
比較器１８と、第２比較器１９と、該両比較器１８，１
９の各出力が入力されるモータ駆動回路２０とからなり
、該モータ、駆動回路２０は正逆２つの出力端子を備え
、これら出力端子を夫々上記の正逆転モータ６に接続し
ている。

上記第１比較器１８の非反転入力端子および第２比較器
１９の反転入力端子には夫々制御弁開度検出装置８の検
出信号を入力する一方、上記第１比較器１８の反転入力
端子と第２比較器１９の非反転入力端子とを互いに接続
し、その接続点２１と燃料噴射量検出装置１６との間に
は、次に述べるような制御弁制御装置としての遅延回路
２２を接続している。

上記遅延回路２２は、燃料噴射量が減少するとき、すな
わち、燃料噴射量検出装置１６から出力する検出信号が
減少するとき、該検出信号を遅延させて制御弁４の絞り
方向の応答を遅らせるための回路であって、抵抗Ｒ０，
Ｒ２、コンデンサＣおよびダイオードＤからなっており
、抵抗Ｒ２ハ抵抗Ｒ１より十分に小さい値に設定してい
る。

上記の２つの抵抗Ｒ１およびＲ２は、その各一端を互い
に接続し、抵抗Ｒ１の他端は燃料噴射量検出装置１６に
、１だ、いま一つの抵抗Ｒ２の他端は上記接続点２１に
夫々接続する一方、上記接続点２１とアースとの間には
コンデンサＣｋ接続している。

また、上記抵抗Ｒ１には、ダイオードＤｋそのアノード
を燃料噴射量検出装置１６側として並列に接続している
。

なお、２３は排気ガス還流通路５に介設され、エンジン
１の高負荷時、高回転時あるいは冷機時等に上記排気ガ
ス還流通路５を閉塞して排気ガス還流を停止する排気ガ
ス還流制御弁である。

次に動作を説明する。

今、アクセルペダル１５の踏込み量が一定で、燃料噴射
ポンプ９の燃料噴射量と制御弁４の開度とが対応してい
る際には、燃料噴射量検出装置１６の検出信号の大きさ
と制御弁開度検出装置８の検出信号の大きさとが一致し
て、第１比較器１８、第２比較器１９からモータ駆動回
路２０へ出力信号が出力されないので、モータ６は作動
せず、制御弁４は一定開度位置に維持されている。

上記状態において、加速のために変速機を操作すると、
変速機の操作時にはアクセルペダル１５の踏込み量が小
さくなって第４図ａの実線Ａに示すように燃料噴射ポン
プ９の燃料噴射量が減少して燃料噴射量検出装置１６か
ら出力する検出信号が小さくなり、該検出信号は、遅延
回路２２により、（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｃの時定数で第１比
較器１８の反転入力端子および第２比較器１９の非反転
入力端子に伝達される。

このとき、第４図ａに点線で示すように、上記の時定数
（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｃにより定する遅れ時間（例えば、２
ないし３秒に設定）よりも充分長い時間Ｔの間、アクセ
ルペダル１５の踏込み量を増加させない場合、上記のよ
うに燃料噴射量が減少していることから、第４図すに実
線Ｃと点線で示すように、第４図ａの実線Ａに示す噴射
量の急激な減少に対して遅延回路の出力信号は徐々に小
さくなって制御弁開度検出装置８の出力信号よシも小さ
くなり、これら両信号の第１比較器１８および第２比較
器１９における比較により、第１比較器１８から逆転信
号が出力され、この逆転信号を受けてモータ駆動回路２
０によりモータ６が逆転して制御弁４が開度を徐々に減
少させるべく作動し、それにしたがって制御弁開度検出
装置８の検出信号の大きさが減少し、該匍卿弁開度検出
装置８の検出信号の大きさが燃料噴射量検出装置１６の
検出信号の大きさと一致すると、上記第２比較器１９か
ら出力信号が出力されないためにモータ６が停止する。

しかしながら、上記とは逆に、上記時定数（Ｒ１＋Ｒ２
）×Ｃによシ定まる遅れ時間よりも短い時間（例えば０
．５ないし１秒）で変速機の操作を終了し、アクセルペ
ダル１５を再び踏み込んで、第４図ａに実線Ｂで示すよ
うに燃料噴射量を増加させた場合、変速機の操作を終了
し、アクセルペダル１５を踏み始める時点ｔ。

では、燃料噴射量検出装置１６の検出信号が遅延回路２
２によって遅延されるだめ、遅延回路２２の出力電圧は
、第４図すに実線Ｃで示すように、わずかしか低下せず
制御弁４の開度は第４図ａの実線Ａに示す噴射量減少に
対応する開度より大きい開度に制御される。

上記の状態で、アクセルペダル１５を踏み込んで燃料噴
射量を大きくすると、燃料噴射量検出装置１６の検出信
号が太きくなシ、該検出信号は、遅延回路２２のダイオ
ードＤによってバイパスされ、抵抗Ｒ２は小さい値であ
るためＲ２×Ｃの短い時定数で殆んど遅れなく第１比較
器１８および第２比較器１９に伝達され、制御弁４の開
度は、噴射量の増量に対応した開度に制御される。

従って、変速機の操作を終了した上記の時点で、アクセ
ルペダル１５を踏み込んで加速を行っても、すでに変速
機の操作時に制御弁４の開度を大きくしているため制御
弁４下流の吸気負圧の急増によって排気ガス還流量が増
加することはなく、空気量の不足を防止でき、排気ガス
中のスモークやＨＣの増加を抑えることができる。

次に、本発明の他の実施例を第５図に示す。

上記第５図に示す実施例は、第１図の実施例において、
制御弁制御装置としての遅延回路２２に代えて、変速機
を操作するためにアクセルペダル１５の踏込み量を小さ
くしたときのように、燃料噴射量検出装置１６から出力
する燃料噴射量の検出信号の大きさが比較的速く減少し
たときに、モータ駆動回路２０への給電を遮断して制御
弁４の制御を停止し、該制御弁４の開度が小さくなるの
を阻止する制御停止回路３１を制御弁制御装置として設
げたものである。

上記制御停止回路３１は、比較回路３２，３３、トラン
ジスタ３４、リレー３５、抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデ
ンサＣ等からなっている。

上記比較器３２の非反転入力端子と燃料噴射量検出装置
１６との間には抵抗Ｒ３ｔ、また、上記非反転入力端子
とアースとの間にはコンデンサＣを夫々接続する一方、
上記比較器３２の反転入力端子と出力端子との間には抵
抗Ｒ４を接続し、該反転入力端子に燃料噴射量検出装置
１６の検出信号を入力している。

上記比較器３２の出力は非反転入力端子に基準電源Ｅｓ
から基準電圧Ｅｓを印加したいま一つの比較器３３０反
転入力端子に入力している。

上記比較器３３の出力はエミッタをアースに接続したト
ランジスタ３４のベースに入力している。

上記トランジスタ３４のコレクタとモータ駆動回路２０
の電源３６との間には、リレー３５の駆動コイルＸを接
続するとともに、上記モータ駆動回路２０と電源３６と
の間には、上記リレー３５の常開接点Ｘ−ａを接続して
いる。

なお、制御装置１７の比較器１８の反転入力端子および
比較器１９の非反転入力端子には、夫々燃料噴射量検出
装置１６から出力する燃料噴射量の検出信号を直接入力
している。

上記構成として、燃料噴射量検出装置１６から出力する
上記検出信号ｋｅ １、抵抗Ｒ３とコンデンサＣとから
なる時定数回路により上記検出信号ｅ１を遅延させた信
号をｅ２とすれば、比較器３２からは、ｅｏ−Ｋ（ｅ２
−ｅｌ）の信号が出力する（但し、Ｋは抵抗Ｒ４により
定まる定数で、Ｋ〉０）。

今、上記検出信号ｅ１が増加すると、信号ｅ２は、第６
図ａに示すように、ＣｘＲ３で定まる時間遅れで上記検
出信号ｅ１に追従して増加する。

従って、比較器３２の出力ｅ。

は、ｅ □ ＜ ０となり、比較器３２の出力はＨレベ
ルとなってトランジスタ３４がオンする。

トランジスタ３４のオンにより、リレー３５が付勢され
てその常開接点Ｘ−ａがオンし、モータ１駆動回路２０
には電源３６から給電が行われ、制御弁４は燃料噴射量
の検出信号ｅ１によって制御される。

一方、上記検出信＠ｅ１が減少する場合は、信号ｅ２は
、第６図すに示すように、時定数ＣＸＲ３で定まる時間
遅れで上記検出信号ｅ１に追従して減少する。

従って、比較器３２の出力ｅ。

はｅ。〉０ となるが、燃料噴射量の減少度合が太きい
と上記検出信号ｅ０が時定数ＣｘＲ３よシも充分短い時
間で減少し、第７図イに示すように、上記燃料噴射量の
初期に、上記出力ｅ。

が基準電圧Ｅｓ（噴射量の減少度合および変速機操作時
間等により決定）よりも大きくなる。

このため、比較器３３の出力はＬレベルとなってトラン
ジスタ３４がオフし、リレー３５が消勢されてその常開
接点Ｘ−ａがオフし、電源３６からモータ駆動回路２０
への給電が停止され、制御弁４は燃料噴射量を減少させ
る前の開度で停止することになる。

すなわち制御弁４の開度は、噴射量減少に対応する開度
より大きい開度に保持される。

上記から、変速機の操作終了後、燃料噴射量を増加させ
た場合、制御弁４は上記の停止位置から制御開始される
ことになり、第１図の実施例の場合と同様に、変速機の
操作後にアクセルペダル１５を踏み伏んで加速を行って
も、変速機の操作時に制御弁４の開度を大きくしている
ため制御弁下流の吸気負圧が急増して排気ガス還流量が
増加することはなく、空気量の不足を解消できて排気ガ
ス中のスモークやＨＣの増加を抑えることができる。

なお、第１図および第５図の実施例においては、制御弁
開度検出装置８をモータ６の回転軸６ａに取り付けて、
該回転軸６ａの回転角度位置により制御弁４の開度を間
接的に検出する間接検出方式としたが、制御弁開度検出
装置８を制御弁４の回動支持軸４ａに取り付けて、制御
弁４の開度を直接検出する直接検出方式としてもよい。

ただし、制御弁４の開度制御の精度を向上させることが
できる点で、上記実施例の如き間接検出方式の方が好ま
しい。

以上、詳細に説明したことからも明らかなように、本発
明は、燃料噴射量の減少時に制御弁の開度を該減少量に
対応した開度より大きい開度に制御するようにしたから
、変速機の操作時に燃料噴射量を減少させても制御弁の
開度が極度に小さくなることはなく、従って、変速機の
操作後に加速して再び燃料噴射量を大きくしても、吸気
負圧が増大することはなく、排気ガス還流量の増加およ
び空気の吸入遅れによる空気量の不足を解消でき、スモ
ークやＨＣ等の増加を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディーゼルエンジンの排気還流装
置の一実施例の回路図、第２図は制御弁開度検出装置の
出力特性の説明図、第３図は燃料噴射量検出装置の出力
特性の説明図、第４図ａおよびｂは夫々燃料噴射量と制
御弁制御装置としての、遅延回路の出力との関係を示す
説明図、第５図は本発明の他の実施例の回路図、第６図
ａおよびｂは夫々第５図の燃料噴射量検出装置から制御
弁制御装置としての制御停止回路の比較器に入力する信
号の説明図、第７図イおよび口は夫々第５図の各部の動
作を示すタイムチャートである。 １・・・エンジン、２・・・吸気通路、３・・・排気通
路、４・・・制御弁、５・・・排気ガス還流通路、６・
・・正逆転モータ、６ａ・・・回転軸、７・・・減速ギ
ヤ、８・・・制御弁開度検出装置、９・・・燃料噴射ポ
ンプ、１６・・・燃料噴射量検出装置、１７・・・制御
装置、１８・・・第１比較器、１９・・・第２比較器、
２０・・・モータ駆動回路、２２・・１延回路（Ｒ１、
Ｒ２・・・抵抗、Ｃ・・・コンデンサ、Ｄ・・・ダイオ
ード）、３１・・・制御停止回路、３２．３３・・・比
較器、３４・・・トランジスタ、３５・・・リレー、３
６・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気回路に制御弁を設けるとともに、該制御弁下流
   の吸気回路と排気通路とを連通ずる排気ガス還流通路を
   設け、該制御弁の開度に応じて排気ガス還流量を制御す
   るようにしたディーゼルエンジンの排気還流装置におい
   て、燃料噴射量の増加時には制御弁の開度を該増加量に
   対応した開度に制御し、燃料噴射量の減少時には制御弁
   の開度を該減少量に対応した開度より大きい開度に制御
   する制御弁制御装置を設け、該制御弁制御装置によ多制
   御弁開度を制御するようにし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。