JPS6118660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの排気還流制御装
置に関する。

デイーゼルエンジンでは燃焼時のシリンダ内圧
力上昇が著しいので、排気の一部を吸気中に還流
して最高燃焼温度を抑制させることは排気中の
NOxを低減するうえで有効な手段である。

このような排気還流（EGR）を制御するシス
テムとして従来知られているものに、第１図に示
した電子制御方式のものがある（特開昭52−
110329号公報）。

これを説明すると、デイーゼルエンジン本体１
の吸気通路２と排気通路３とはEGR通路４を介
して連通し、このEGR通路４の途中にはEGR制
御弁５が介装されている。

吸気通路２には、EGR通路４の出口部よりも
上流側に位置して絞り弁６が設けられており、こ
の絞り弁６を閉作動させて吸気管負圧を発生させ
ることにより排気圧との大きな差圧をつくり出
し、確実に排気（EGRガス）を導入できるよう
になつている。

これらEGR制御弁５と絞り弁６とはアクチユ
エータ７を介して駆動され、EGRを行なう場合
にはEGR制御弁５の開作動と絞り弁６の閉作動
とが同時に行なわれる。

一方、制御回路８は、吸気通路２に介装された
エアフローメータ（吸気量センサ）９からの吸気
量信号、その他機関運転状態を代表する各種の信
号に基づいてアクチユエータ７に対する制御信号
を出力し、所定のEGR量となるようにEGR制御
弁５と絞り弁６の開度をフイードバツク制御す
る。

このようにして、つねにエンジン運転状態に適
したEGR量となるように図るものである。

ところで、アイドル運転時に適度なEGRを施
すことは、デイーゼルノツクを緩和して騒音・振
動を低減し、さらに始動後の暖機を促すのにも効
果的なことが知られている。

第２図はこのような目的で本出願人により提案
された（特開昭53−128855）排気還流装置であ
り、これは、燃料噴射ポンプ１０の負荷コントロ
ールレバー１１がアイドル運転位置のときに閉成
するスイツチ１２を介してアクチユエータ７（電
磁駆動装置）を作動させるようにしたものであ
る。

この装置では、図示しないがアクチユエータ７
に対する通電系統に水温スイツチが介装されてお
り、エンジン冷却水温が所定値に達するまで絞り
弁６を閉状態、EGR制御弁５を開状態に保持し
て暖機運転時のEGRを行なうようになつてい
る。

しかしながら、上記装置では暖機時の最適
EGR率が実験に基づいて定められ、つねに一定
率に固定された状態で排気還流するものであり、
また冷却水温のみでは正確な暖機状態を検出でき
ないので、気温など外的条件によつてはEGR率
過大となつてエンジン摩耗やオイル劣化を促した
り、あるいはEGR率過小となつて所期の効果が
得られなかつたりするおそれがあつた。

また、このように機械的な制御方式では、アイ
ドル回転数が自動的にあるいは人為的に変化し
て、例えばフアストアイドル状態になつたときの
的確なEGR制御が困難であるという問題もあつ
た。

本発明はこのような従来の問題点を勘案してな
されたもので、電子的なEGR制御装置の構成に
着目し、冷却水温と始動後経過時間とエンジン回
転数とに応じて所定量だけ排気還流量を増加する
ことにより上記問題点を解決するようにした
EGR制御装置を提供するものである。

以下、図示実施例を基に本発明を説明する。

第３図において、１はデイーゼルエンジン本
体、２は吸気通路、３は排気通路、４はEGR通
路、５はEGR制御弁、６は絞り弁であり、これ
らの構成は第１図の装置と略同様である。

この実施例では、EGR制御弁５、絞り弁６の
アクチユエータとしては各々ダイヤフラム装置１
３，１４を利用している。第１のダイヤフラム装
置１３は、第１の電磁弁１５の開弁に応じて導入
される吸気管負圧（後述のバキユームポンプ１６
を負圧源としても良い。）に応動してEGR制御弁
５を開く。第２のダイヤフラム装置１４は、エン
ジン駆動されるバキユームポンプ１６を負圧源と
して作動し、デユーテイ作動する第２の電磁弁１
７を介して、デユーテイ比に応じた割合で導入さ
れる負圧に基づいて比例制御的に絞り弁６を閉作
動させる。

第１の電磁弁１５を制御するオンオフ信号と第
２の電磁弁１７を制御するパルス信号とは、エン
ジン運転状態を代表する信号に基づいて制御回路
１８（アナログまたはデジタルコンピユータ）が
出力する。

エンジン運転状態を代表する信号としては、こ
の場合、クランク角センサ１９からのエンジン回
転数信号、燃料噴射ポンプ２０からのコントロー
ルスリーブ実際値（位置）信号、水温センサ２１
からの冷却水温信号などである。なお、図の燃料
噴射ポンプ２０は、電子制御方式の分配型ポンプ
であり、噴射量を司るコントロールスリーブの位
置に対応して負荷ないし噴射量が代表される。機
械制御式の噴射ポンプにあつては、従つてコント
ロールスリーブ実際値に替えて負荷コントロール
レバー位置等を噴射量制御位置として検出すれば
よい。

制御回路１８は、上記コントロールスリーブ実
際値とエンジン回転数とに応じて予め実験的に指
令値を書き込まれたテーブル（記憶装置）を備え
ており、このテーブルを検策して絞り弁６（電磁
弁１７）に対する開度指令（パルス信号）と電磁
弁１５に対する全開または全閉指令（オンオフ信
号）を出力し、例えば第４図に示した特性で
EGR率が設定されるように制御する（このとき
の絞り弁６に対する指令値をEGR１とする）。

上述については従来のEGR電子制御と同様で
あるが、本発明では、エンジンの暖機状態に適合
したEGR率を設定するために、冷却水温と始動
後経過時間（完爆後時間）とに応じて予め設定し
たEGR量ないしEGR率の増加指令値（EGR２と
する）を出力するEGR増量回路と、エンジン回
転数に対応してEGR量（EGR率）の上限規制値
を設定するEGR規制回路と、増加指令値と上限
規制値とを比較する比較回路とを制御回路１８に
形成する。

次に、第５図に示した実施例のフローチヤート
に従つて、上記制御回路１８の作用を中心に説明
する。

まず、エンジンが運転状態にあれば、暖機状態
であるか否かに関りなく既に述べたようにして
EGR１が出力される。

EGR増量回路では、冷却水温と完爆後時間と
が何れも所定値（例えば各々20℃、３分間）以下
で、かつアクセル開度＝０のときは、冷却水温と
完爆後時間との関係で例えば第６図に示したよう
な特性でEGR率の増加分が付与されるように設
定されたテーブルからEGR２を検索し、この
EGR２をEGR１に加えて指令値〔EGR〕を出力
する（ただし、第６図でEGR率＝（EGRガス量／
新気量）×100％である）。なお、冷却水温は水温
センサ２１（第３図）からの水温信号に基づいて
検出し、また完爆後時間はエンジン始動に伴つて
作動するタイマでカウントすればよい。

その一方、EGR規制回路では、エンジン回転
数信号に基づいて、例えば600rpm（アイドル回
転）〜1500rpmにかけて漸減するようなEGR率
上限規制値（リミツタ）を設定する。

比較回路では、このリミツタと〔EGR〕とを
比較して、〔EGR〕≦リミツタであれば〔EGR〕
をそのまま出力し、〔EGR〕＞リミツタであれば
リミツタを超えた分については指令値を削除し
て、すなわちリミツタの値を〔EGR〕として出
力する。主として暖機未了状態でのアイドルノツ
クを緩和するためにEGRを強化することは既に
述べた通りであるが、もし暖機運転中にアイドル
回転数が上昇した場合はアイドルノツクも相応に
軽減するから、上述したようにリミツタを設定す
ることによりエンジン回転数に応じた必要最小限
のEGR率に制御できる。

そして、比較回路から出力された〔EGR〕に
基づいて既述したようにして絞り弁６の開度制御
がなされ、暖機運転時のEGR増量が行なわれ
る。

ところで、冷却水温または完爆後時間が所定値
以上の場合は、暖機の必要なしとしてEGR１が
そのまま〔EGR〕となり、つまり通常のEGR制
御にはいる。

このような作動により、完爆後時間とEGR率
との関係は、第７図に示したように、完爆後時間
の経過とこれに伴う水温の上昇に応じてEGR増
加量が低下する特性になる。アイドル回転時の最
終的なEGR率が通常のEGR制御におけるアイド
ル時EGR率に落ち着くことは言うまでもない。

なお、実施例ではフローチヤートに示したよう
にアクセル開度＞０でかつ車速＞０のときには
EGR１をそのまま出力する。こうすることによ
り、暖機完了前に車両走行に移つた場合には通常
のEGR制御になるため、運転性を損うことがな
い。ただし、アクセル開度＞０であつても車速＝
０のときにはEGR増量回路に戻つて暖機を促進
させる。

以上要するに本発明によれば、エンジン冷却水
温のみならず始動後の経過時間をも検出して排気
還流量の増加指令を行なうことにより、エンジン
の暖機状態に適合した過不足のない排気還流がな
されるようにしたので、暖機運転時の騒音・振動
を安定して抑えるとともに暖機を効率的に促進す
ることができる。

さらに、エンジン回転数にも対応して排気還流
量を規制するようにしたので、暖機運転の過程で
エンジン回転数が変動しても的確な排気還流を維
持させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれEGR制御装置の従
来例を表す概略構成図である。第３図は本発明の
一実施例の概略構成図である。第４図はエンジン
回転数とコントロールスリーブ実際値とに応じた
EGR率の制御特性を表す説明図である。第５図
は実施例の制御系のフローチヤートである。第６
図は実施例における水温と完爆後時間とに応じた
EGR率増加特性を表す説明図である。第７図は
同じく完爆後時間に対するEGR率の変化を表す
説明図である。 １……デイーゼルエンジン本体、２……吸気通
路、３……排気通路、４……EGR通路、５……
EGR制御弁、６……絞り弁、１３，１４……ダ
イヤフラム装置、１５，１７……電磁弁、１８…
…制御回路、１９……クランク角センサ、２０…
…燃料噴射ポンプ、２１……水温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射ポンプの噴射量制御位置とエンジン
   回転数とを検出し、これらに対応して吸気通路の
   絞り弁とその下流に接続するEGR通路のEGR制
   御弁の開度を増減してエンジン運転状態に応じた
   排気還流量に制御するようにしたEGR制御装置
   において、エンジン冷却水温と始動後経過時間と
   に応じて予め設定した排気還流の増加指令値を出
   力するEGR増量回路と、エンジン回転数に対応
   して排気還流量の上限規制値を設定するEGR規
   制回路と、前記増量指令値と上限規制値とを比較
   する比較回路とを設け、始動後所定の時間ないし
   冷却水温に達するまで上限規制値の範囲内で排気
   還流量を増量するようにしたデイーゼルエンジン
   のEGR制御装置。