JPS60162048A - デイ−ゼル機関の排気還流制御装置 - 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】 く技術分野〉 本発明はディーゼル機関の排気還流制御装置に関し、特
に急加速運転時の排気微粒子排出量の低減手段に関する
。

〈従来技術〉 ディーゼル機関では、空燃比を大きくとるために一般に
吸気絞弁を操作して吸入空気量を制御する手段を持たず
、燃料噴射量のみを制御して出力の増減を行う。、しか
し排気の一部を吸気系に還流する等の場合には吸気通路
に吸気絞弁を設けて、その下流側に負圧を形成し、該負
圧と排気圧力との差圧により排気を吸気系に容易に導入
できるようにしている。

このような排気還流制御装置を備えたディーセル機関の
従来例を第１図（特開昭５６−１５９５５４号公報、特
開昭５６−１５９５５５号公報参照）に示す。

図において、ディーゼル機関の吸気通路１には吸気絞弁
２が介装され、該吸気絞弁２の下流側に負圧が形成され
る。そして、排気通路３の排気の一部が排気還流通路４
を介して、排気圧力と吸入負圧との差圧に基づいて、吸
気通路１に還流される。

排気還流通路４には、負圧応動型の排気還流制御弁５が
介装され、負圧ポンプ６の負圧を電磁弁７により調整し
て前記排気還流制御弁５のダイードフラム装置に導入し
て該制御弁５の開度を増減する。

前記吸気絞弁２には同じく負圧応動型のダイヤフラム装
置が連結されていて、該ダイヤフラム装置に電磁弁８に
よって調整された負圧ポンプ６の負圧が導入されて、吸
気絞弁２の開度調整を行う。

これら２つの電磁弁７．８は共に電子制御手段】０によ
って通電制御され、負圧ポンプ６の負圧の大気希釈割合
を制御することにより、吸気絞弁２及び排気還流制御弁
５への負圧信号を調整するものである。

電子制御手段１０は例えばマイクロコンピュータ等の電
子制御回路からなっており、燃料噴射ポンプ１】の回転
部分の回転速度を検出することにより機関の回転速度を
検出する回転センサ１２と、アクセルペダル１３或いは
燃料噴射ポンプ１１のコントロールレバー等燃料噴射量
制御部材の位置を検出する装置、例えばアクセル開度セ
ンサ１４と、例えば機関冷却水循環系のサーモメタノ１
−ハウジング１５内の冷却水温度を検出する温度センサ
１６等の各検出信号を、機関運転状態信号として人力さ
れ、これら検出信号に応じた電磁弁７，８の開閉を制御
することにより機関運転状態に応じたυ１気還流率（排
気還流量と吸入空気量に対する排気還流量の割合）を得
るものである。

即ち吸気絞弁２の開度を小さくすれば、これより下流の
吸気通路１内の負圧が増大し、排気通路３の排気圧力と
の差圧が増大して排気還流量が増えるものであり、一方
排気還流制御弁５の開度が増大ずれば、同じく排気還流
量が増えるものである。従ってこれら吸気絞弁２、排気
還流制御弁５、負圧ポンプ６、電磁弁７．８は協ｉｅＪ
シて排気還流量制御装置を構成している。

そしてＬ記の如き排気還流率の制御は第２図に示すよう
になされるのであって、図で領域Ｉにおいては吸気絞弁
２が閉弁状態でかつ排気還流制御弁５が全開となる最も
高排気還流率を示す領域、領域ＩＩは吸気絞弁２を全開
とし、排気還流制御弁５を全開とする中程度の排気還流
率を示す領域であり、領域■は排気還流制御弁５を全開
とし、全く排気還流を行わない領域である。

しかしながらかかる従来の排気還流制御装置によると、
機関運転状態として検出する要素は、機関回転速度及び
アクセル開度等の負荷要素を主として選択していから、
排気微粒子特にスモークの排出が増大する機関急加速時
の排気還流率の制御に関して、特に考慮されているもの
ではなかった。

即ち例えばアクセル開度が第２図に示す！〜■の示す領
域になると、機関が加速状態にあるか否かにかかわらず
その領域に応じた所定の排気還流率を得るような制御を
行うのであって、領域Ｉ内にあるアイドリング領域から
アクセルを全開に踏み込んで領域■に至る急加速時には
従来の制御では必ず領域Ｈに定められた排気還流率を経
由して領域■の排気還流停止に至るものである。

しかし急加速時には燃料が大量に噴射供給されて燃焼状
態が悪く、未燃成分、カーボン等のスモ−りの排出が増
大し易くなるから、この急加速の過渡期に燃焼を更に悪
化させる排気還流を行うことは好ましくない。従って機
関が急加速されたことを感知した場合には、直ちに排気
還流を停止するのが望ましいのである。

また領域■から領域■に至る急加速時には排気還流を停
止する領域がないから必ず排気還流がなされてしまい、
上記と同様な不都合を生してしまうのである。

〈発明の目的） 本発明は従来装置の上述の如き不都合に鑑み、アクセル
開度の変化割合等燃料噴射量制御部材の位置変化を知っ
て機関が急加速にあることを知り、このときには、直ち
に排気還流を停止さセ、以て急加速時のスモーク等の微
粒子排出量を低減さ−Ｕることを目的とする。

〈発明の構成〉 そのために本発明では第３図に示すように、機関運転状
態検出手段Ａの検出信号に基づいて最適な排気還流率を
電子制御手段Ｂにより演算し、その演算結果に基づき排
気還流率制御装置Ｃの作動を指令制御するような排気還
流制御装置を前提とした上で、機関運転状態検出手段へ
に少なく・とも燃料噴射量制御部材の位置検出装置Ａ＋
を備え、また前記電子制御手段Ｂは前記位置検出装置Ａ
＋の出力に基づき機関加速度を判定する手段Ｂ１と、該
判定手段Ｂ１が急加速を判定したときに排気還流を停止
させる信号を出力する手段Ｂ２と、を備えて構成した。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

尚本実施例は前記従来例における電子制御手段１０を改
良したものであるから、その点に説明を絞り、その他は
従来と同一符号を付して説明を省略する。

第４図に示した本実施例における電子制御手段２０、は
前記従来例の電子制御手段１０に対し、機関加速度を判
定する手段としての加速度判定回路２Ｉ及び加速時出力
回路２２を有する点が異なる。即ち前記回転センサ１２
、アクセル開度センサ１４、温度センサ１６の夫々の検
出信号は共に一旦加速度判定回路２１に入力され、前記
アクセル開度センサ１４の検出信号に基づき機関が急加
速状態にあるか否かが判定される。

そしてここで急加速運転状態以外の定常走行及び極めて
緩やかな加減速走行条件にあることが判定されると、従
来の電子制御手段１０と全く同様の制御手段である定常
時演算出力回路２３によってその時のアクセル開度、機
関回転速度、並びに機関冷却水温度に応し、第４図に示
す如き排気還流率制御を行うべく電磁弁７．８に制御指
令信号が出力される。

ここにおいて機関冷却水を検出したのは、機関が冷間状
態にあると、燃焼状態が悪化し、かつ機関のフリクンヨ
ン抵抗が存在するために排気還流をすることが望ましく
ないから、機関冷間時には排気還流を停止するよう乙こ
電磁弁７を作動させ、排気還流制御弁５を全開とするた
めである。

加速度判定回路２１において、機関が急加速にあること
を知った場合には、加速時出力回路２２を作動させ、吸
気絞弁２を全開とし排気還流制御弁５を全閉とすべく電
磁弁７，８を作動するように制御信号を出力する。従っ
て加速時出力回路２２は機関が急加速時において排気還
流を停止させる信号を出力する手段として機能する。

第５図に前記加速度判定回路２１の機能について示す。

ここにおいて単位時間幅Δｔに対するアクセル開度θの
変化幅Δθ即ちアクセル開度変化割合を知り、その変化
割合が第５図で斜線で示す領域にある場合には急加速状
態にあると判定する。

それ以下のアクセル開度領域では、極めて緩やかな加速
状態にあるか、あるいは定常運転領域と見なす領域であ
る。尚最大加速度特性線Ｍは、人為的に行う際のアクセ
ル開度変化がこれ以上はあり得ないという性質のものを
表す。

このようにして運転者がアクセルを操作する際の角度変
化を抄出し、急加速条件にあるか否かの。

判定を行うことになる。

上記の如く急加速と判定された結果〈加速時出力回路２
２が指令信号を出力することにより得られた排気還流率
特性を第６図に示す。

即ち機関アイドル状態からアクセルを大きく踏み込んで
機関回転速度並びに車速を急に増大させると、アクセル
開度変化割合により加速度判定回路２１がＡ点で機関が
急加速度状態にあることをいち早く判定し、加速時出力
回路２２を介して実線で示す如く吸気絞弁２を全開とし
、排気還流制御弁５を全閉として排気還流を停止する。

これに対して従来装置では加速度判定回路２Ｉかないか
らそのまま定常時演算出力回路２３の−ｆ６．算制御を
受け、第２図において領域■に突入する第６図Ｂ点のア
クセル開度に到達しない限り、排気還流が停止されない
（第６図点線）。

そのため本発明では、機関が例えばアイドル状態から発
進加速状態に移行した時の瞬時の加速判定により排気還
流作動を停止にするから、ディーセル機関の燃焼室にお
ける燃焼状態が良好となり、スモーク等の微粒子排出量
が著しく低減する。

かかる効果を従来例と比べて第７図に示す。図において
点線は従来例、実線は本発明の実施例に係るものである
。

尚急加速時における排気還流の早期停止に伴い、排気中
のＮＯｘ成分が微増することになるが、これは急加速に
おける排気還流による′Ｓ影響を心配しなくても済む分
、定常走行域におけるυ１気還流量を増加することがで
き、このような設定をしておけば、総合的にはＮＯｘ低
減に加え、排気中の微粒子排出量を激減させることがで
きるので、懸念されることはない。

面木実施例においては吸気絞弁２並びに排気還流制御弁
５の開度制御を負圧応動型としたが、直接電磁アクチュ
エータを用いて制御することも可能である。更に排気還
流率制御装置として吸気絞弁２と排気還流制御弁５の双
方を制御するような実施例としたが、これらいずれか一
方のみによって排気還流率を制御するようにしても良い
ことは勿論のことであり、その他公知のディーゼル機関
における排気還流率制御装置を通用できることは言うま
でもない。

また機関加速度を判定するためにアクセル開度センサを
実施例として示したが、これに限らず燃料噴射ポンプの
コントロールレバー等燃料噴射量制御部材の位置を検出
する装置であれば良いものである。この場合、吸気絞弁
２をアクセルペダルに直接機械的に連動するように構成
すれば該吸気絞弁２の開度を燃料噴射量制御部材の位置
を知る手段として採用できるが、本実施例のようにアク
セルペダル１３と吸気絞弁２とが連Ｕｓシないような構
成或いは応答遅れが生しるような構成では、吸気絞弁の
開度を加速度判定手段の入力信号として用いることは不
適当となる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によると、燃料噴射量側ｆｉｌ
１部月の位置検出４ｇ号の出力に基づき、機関加速度を
判定し、該判定の結果、急加速と判断された場合に排気
還流を停止させるように構成したから、該急加速度運転
領域における微粒子排出量を低減させることができ、同
時に出力を増大して燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のディーゼル機関の排気還流制御装置の構
成図、第２図は同上の電子制御手段の作動特性を示す排
気還流率制御特性図、第３図は本発明のクレーム対応図
、第４図は本発明のディーゼル機関の排気還流制御装置
の一実施例を示す構成図、第５図は同上における加速度
判定回路の作動特性を示すグラフ、第６図は本実施例に
よる排気還流制御の特性を示すタイムチャート、第７図
は本実施例の効果を示すグラフである。 ■・・・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
．８・・・電磁弁　１２・・・回転センサ　１４・・・
アクセル開度センサ　２０・・・電子制御手段　２１・
・・加速度判定回路（加速度判定手段）２２・・・加速
時出力回路（急却速時排気還流停止信号出力手段）詔・
・・定常時演算出力回路 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　冨二雄 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気指令信号を受けることにより吸気系に還流する機関
   の排気量を制御する排気還流率制御装置と、機関運転状
   態検出手段の検出信号に基づき前記排気還流率制御装置
   の作動を指令制御する電子制御手段と、を備えたディー
   ゼル機関において、前記機関運転状態検出手段は燃料噴
   射量制御部材の位置検出装置を有し、前記電子制御手段
   は、前記位置検出装置の出力に基づき機関加速度を判定
   する手段と、該判定手段が急加速を判定した時に排気還
   流を停止させる信号を出力する手段と、を有することを
   特徴とするディーゼル機関の排気還流制御装置。