JPS60222542A - 内燃機関の排ガス還流制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は内燃機関の排ガス還流制御装置に係り、特に
機関の低負荷定速運転状態に、空燃比をリーン側の所定
空燃比に制御するとともに、排ガス還流量を減量側の所
定排ガス還流量に制御することにより、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）の増加を招くことなくまたドライバビリティを確
保しつつ、燃費の向上を図り得る内燃機関の排ガス還流
制御装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関には、排ガス規制対策として三元触媒を使用し
た空燃比フィードバンク装置を採用しているものがある
。すなわち、第６図に示す如く、空燃比フィードバンク
装置には、電子制御式気化器４（以下、単に「気化器」
という）を設け、この気化器４に排ガス有害成分を低減
させるべく燃料系のフィードバック制御を行う制御部４
２が連絡されている。この制御部４２には、排ガス中の
酸素濃度を検出する０２センサ４４が連絡され、しかも
回転数センサ４６、気化器４の絞り弁開度センサ４８及
び水温センサ５２が夫々連絡され、これ等センサ群の入
力信号に基づき制御部４２は機関運転状態を検知して空
燃比補正を行っている。

これにより、排ガス有害成分の少ない空燃比域に制御し
、さらに三元触媒６ｏで排ガスの有害成分である−酸化
炭素（Ｃｏ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯ
ｘ、）の浄化を果している。また、内燃機関には、上記
空燃比フィードハック装置とともに、排ガス浄化装置で
ある例えば排ガス再循環装置（以下、ｒＥＧＲ装置」と
いう）を設けているものがある。このＥＧＲ装置は、不
活性成分として排ガスの一部を再び吸気系に戻して混合
気に加え、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減している
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、前記ＥＧＲ装置は、負荷に比例させて排ガス
還流量（以下、ｒＥＧＲ量」という）を設定することが
理想的である。しかし、簡易ＥＧＲシステムにおいては
機関の低負荷運転域においてもＦ、　Ｇ　Ｒ量が増加す
る不都合がある（第５図の破線で示す）。このため、低
負荷定速運転状態においては、燃焼仄旭が不安定となり
、ドライバビリティが低下するとともに、また燃費が悪
化する不都合があり改善が望まれていた。

［発明の目的］ そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去し、機関
の低負荷定速運転状態において、空燃比を要求空燃比よ
りもリーン側の所定空燃比に制御するとともに、窒素酸
化物（ＮＯｘ）の増加を招くことなくＥＧＲ量をＩ７ｉ
！量さぜ、Ｉ・ライバビリティを確保しつつ燃費の向上
を果し得る内燃機関の排ガス還流制御装置を実現するに
ある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関に回転
数センサと気化器の絞り弁開度センサと吸気負圧センサ
とを設け、この回転数センサと絞り弁開度センサと吸気
負圧センサとからの入力信号により機関低負荷定速運転
状態を検知しこの機関低負荷定速運転状態の要求空燃比
よりもリーン側の所定空燃比に制御する空燃比制御手段
と前記機関低負荷定速運転状態に対応する（）１ガス還
流量よりも減量側の所定排ガス還流量に制御する排ガス
還流量制御手段とを設けたことを特徴とする。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜５図はこの発明の実施例を示すものである。図に
おいて、２はエアクリーナ、４は気化器、６は気化器４
の絞り弁、８は吸気通路、１０は吸気弁、１２は燃焼室
、１４はピストン、１６は排気弁、１８は排気通路であ
る。この排気通路１８には、導入口２０が形成され、こ
の導入口２０に還流通路２２が開口始端して設けられて
いる。この還流通路２２は、前記絞り弁６下流側の吸気
通路８に形成された還流口２４に開口終端して設けられ
ている。前記還流通路２４には、この還流通路２４を開
閉する排ガス還流弁２６（以下、「ＥＧＲ弁」という）
が設けられている。また、前記絞り弁６上流側には、負
圧ポート２８が形成され、この負圧ボート２８に負圧通
路３０が開口始端して設けられている。この負圧通路３
０は、前記ＥＧＲ弁２６のダイヤフラム室３２に開口終
端して設けられている。前記負圧通路３０には、作動負
圧を平衡制御する調圧弁３４が設けられている。

この調圧弁３４には、排圧室３６が形成され、この排圧
室３６に排圧通路３８の一端が連通して設けられ、この
排圧通路３８の他端は前記ＥＧＲ弁２弁上６上流側流通
路２２に形成した室４０に連通して設けられている。

一方、前記気化器４は、空燃比フィードハック制御を行
うために電子制御式に構成されマいる。

この気化器４は、制御部４２に連絡されている。

この制御部４２には、前記排気通路１８に装着した０２
センサ４４が連絡されるとともに、機関回転数を検知す
る回転数センサ４６と絞り弁６のアイドル開度状態を検
知してオン・オフする絞り弁開度センサ４８と吸気負圧
状態を検知してオン・オフする吸気負圧センサ５０と冷
却水温度を検知する水温センサ５２等のセンサ群が連絡
されている。これにより気化器４は、混合気を機関状態
の要求空燃比に制御する。

前記制御部４２には、空燃比制御手段と排ガス還流量制
御手段との共通の制御回路部５４が組込まれている。ず
なわち、前記空燃比制御手段は、前記回転数センサ４６
が所定機関回転数を検知した信号と、絞り弁開度センサ
４８の所定信号と、吸気負圧センサ５０の所定信号とを
前記制御回路部５４に入力し、この制御回路部５４によ
り機関低負荷定速運転状態を検知し、この制御回路部５
４からの出力信号を気化器４に送り、空燃比制御を行う
ものである。また、前記排ガス還流量制御手段は、前記
制御回路部５４と、前記ＥＧＲ弁２６下流側の還流通路
２２に設げられる電磁弁５６とからなり、この電磁弁５
６の弁体５８の進退動作により還流通路２２が開閉され
、ＥＧＲｉ制御を行うものである。すなわち、この実施
例においては、排ガス規制対策として電子制御式の気化
器４を設け、空燃比フィードハック制御を行うとともに
、排ガスの有害成分の一部である窒素酸化物（ＮＯｘ）
の低減をＥＧＲ装置で行う。しかも、機関の低負荷定速
運転状態を、前記回転数センサ４６と絞り弁開度センサ
４８と吸気負圧センサ５０との信号を制御回路部５４に
入力して検知し、この制御回路部５４からの出力信号に
より気化器４を空燃比が要求空燃比よりもリーン側の所
定空燃比に制御するとともに、前記電磁弁５６をＥＧＲ
量が減量側の所定ＥＧＲＪｉに制御する構成としたもの
である。

更に、前記排気通路１８下流側には、排ガスの有害成分
の浄化処理を果す三元触媒６０が介設されている。

次に、この実施例の作用について説明する。

機関の定常運転状態において、ＥＧＲ装置のＥＧＲ弁２
６は、ダイヤフラム室３２に作用する負圧により制御さ
れ、適正ＥＧＲ量が吸気通路８に供給されている。また
、空燃比フィードバック装置の制御部４２は、０２セン
サ４４と回転数センサ４６と絞り弁開度センサ４８と水
温センサ５２との入力信号に基づき補正空気量を算出し
、気化器４に出力信号を送っている。これにより、機関
運転状態に対応した要求空燃比への空燃比補正が行われ
ている。

そして、第３図に示す如く、機関の低負荷定速運転状態
は、以下の如く検知される。ずなわら、機関回転数がＮ
、−Ｎ２の範囲内に移行し、たことを回転数センサ４６
で、しかも負荷状態を絞り弁開度センサ４８がオフであ
るり、の位置から吸気負圧センサ５２がオンであるＬ２
の位置範囲内に移行したことを、制御回路部５４が低負
荷定速運転状態（第３図の斜線で示す領域）を検知する
。

そして、前記制御回路部５４は、第４図に示す如く、低
負荷定速運転状態を検知（「定速検知」の位置）した後
、一定時間、空燃比の平均レベル算出及び記憶を行う。

次に、前記低負荷定速運転状態を検知した前記制御回路
部５４は、気化器４に出力信号を送り、気化器４を上述
した機関運転状態に対応する要求空燃比の平均レベルよ
りも空燃比がリーン側の所定空燃比になるようクランプ
制御する（「作動」の位置）。このクランプ制御は、ド
ライバビリティの低下、また燃費が悪化したり、しかも
窒素酸化物（Ｎｏに）の著しい増加を招かない許容範囲
内の所定空燃比に制御する。またこのとき、第２．５図
に示す如く、電磁弁５６は、前記制御回路部５４の出力
信号によりオン作動する。この電磁弁５６の作動により
弁体５８が還流通路２２の閉鎖方向、つまりＥＧＲ量を
機関運転状態に対応する量よりも減量した減量側の所定
ＥＧＲ量に制御すべく作動する（第５図の低負荷側の実
線で示す）。このＥＧＲ量の減量は、窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）の著しい増加を招かない許容範囲内とする。

この結果、低負荷定速運転状態においては、従来、ＥＧ
Ｒ量が必要以上に供給されてドライバビリティが低下し
ていたが、この発明によれば、ＥＧＲ量を減量側の所定
ＥＧ、Ｒ量に制御するとともに、空燃比をリーン側の所
定空燃比に制御することができるので、安定燃焼とドラ
イバビリティを確保しつつ燃費の改善を果すことができ
る。

そして、制御回路部５４に前記回転数センサ４６、絞り
弁開度センサ４８、あるいは吸気負圧センサ５０のうち
の−からの入力信号が途絶えた場合、制御回路部５４か
らは、空燃比をリーン化する信号やＥＧＲ量を減量すべ
く電磁弁５６を作動する信号が出力しない。したがって
、第４図に示す如く、クランプ制御する以前の空燃比の
平均レベルから通常の空燃比フィードバンク制御が開始
（「解除」の位置）するとともに、電磁弁５６をオフに
して通常のＥＧＲ量制御が行われる。

なお、この発明は上述実施例に限定されず、種々応用改
変が可能であることは勿論である。

例えば、ＥＣ’Ｒ量制御には、還流通路２２にバイパス
通路を設け、このバイパス通路を開閉して行うことも可
能である。また、複式吸気内燃機関においては、ＥＧＲ
弁２６により一方の還流通路を開閉制御してＥＧＲ量を
制御することも可能である。

更に、還流通路２２に複数の電磁弁５６を設け、この電
磁弁５６によりＥＧＲ量を漸次制御することが可能であ
る。更にまた、ＥＧＲ弁２６を電気的に作動ずべく構成
し、直接制御回路部５４からの出力信号により負荷比例
的にＥＧＲ量制御を行うことも可能である。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
機関低負荷定速運転状態を、回転数センサと絞り弁開度
センサと吸気負圧センサとにより検知し、低負荷定速運
転状態を検知した信号により、排ガス還流量を減量側の
所定排ガス還流■に排ガス還流量制御手段を制御し、ま
た空燃比をリーン側の所定空燃比に空燃比制御手段を制
御することができる。この結果、機関低負荷定速運転状
態において、窒素酸化物（ＮＯｘ　）の増加を招くこと
なく、しかも安定燃焼と、ドライバビリティを確保しつ
つ燃費の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示すものである。第１
図は排ガス還流制御装置の概略構成図、第２図はこの発
明の要部拡大図、第３図は低負荷定速運転作動域を示す
図、第４図は空燃比制御を示す線図、第５図はＥＧＲ量
制御を示す線図である。 第６図は従来の排ガス還流制御装置の構成図である。 図において、４は気化器、６は絞り弁、８は吸気通路、
１８は排気通路、２２は還流通路、２６はＥＧＲ弁、３
０は負圧通路、４２は制御部、４４は０２センサ、４６
は回転数センサ、４８は絞り弁開度センサ、５０は吸気
負圧センサ、５２は水温センサ、５４は制御回路部、５
６は電磁弁、５８は弁体、そして６０は三元触媒である
。 代理人　弁理士　西　郷　義　美 〃　弁理士原田幸男 第２１４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関に回転数センサと気化器の絞り弁開度センサと
   吸気負圧センサとを設け、この回転数センサと絞り弁開
   度センサと吸気負圧センサとからの入力信号により機関
   低負荷定速運転状態を検知しこの機関低負荷定速運転状
   態の要求空燃比よりもリーン側の所定空燃比に制御する
   空燃比制御手段と前記機関低負荷定速運転状態に対応す
   る排ガス還流量よりも減量側の所定排ガス還流量に制御
   する排ガス還流量制御手段とを設けたことを特徴とする
   内燃機関の排ガス還流制御装置。