JPS6140934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジンなど燃料噴射式エ
ンジンの排気還流（以下EGR）装置に関する。

デイーゼルエンジンなどにおいても、NOxの
低減のため、排気の一部を吸気中に還流する
EGRは有効な一手段であり、従来、例えば、第
１図に示すような装置が知られている。（特開昭
57−24445号公報） すなわち、１は過流室式のデイーゼルエンジン
本体、２は吸気通路、３は排気通路で、排気の一
部を吸気中に還流する排気還流通路４が形成され
ている。

吸気通路２には、この排気還流通路４の接続部
の上流に絞弁５が介装され、また排気還流通路４
の途中にも排気還流（EGR）弁６が介装され
る。

絞弁５とEGR弁６とは、それぞれバキユーム
ダイヤフラム装置７，８に連動しており、このダ
イヤフラム装置７，８は、三方電磁弁９，１０を
介して選択的に導入される大気圧とバキユームポ
ンプ１３からの負圧とに応動して、絞弁５を全
開、半開の２位置、またEGR弁６を全開全閉の
２位置にそれぞれ駆動制御する。

そして、三方電磁弁９，１０は制御回路１４の
駆動信号により制御されるが、制御回路１４には
エンジン回転数センサ１６と、燃料噴射ポンプの
レバー開度センサ（負荷センサ）１７からの検出
信号が入力させてあり、運転状態によつて三方電
磁弁９，１０を切換え、負圧を制御するようにな
つている。

例えば、要求EGR量の増大する低速低負荷域
では、絞弁５を半開、EGR弁６を全開して吸気
通路の発生負圧を高めた状態でEGRを行い、中
速中負荷域では絞弁５を全開、EGR弁６を全開
して、比較的小量のEGRを行い、高速高負荷域
ではエンジン高出力を確保するために、絞弁５を
全開、EGR弁６を全閉してEGRを停止するとい
うような制御パターンでもつて、EGRを行うの
である。

ところで、デイーゼルエンジンでは、燃焼室
（過流室）２０に直接的に燃料噴射ノズル２１か
ら燃料を噴射供給して、圧縮着火にもとづく燃焼
を行つている。

燃料噴射ノズル２１は第２図のように構成さ
れ、燃料噴射ポンプからの高圧燃料が燃料入口通
路２２に供給されると、ノズルチツプ２３に形成
したノズル室２４の圧力が高まり、針弁２５が上
方への圧力を受ける。この押圧力がスプリング２
６の閉弁力を上回ると針弁２５がリフトし、噴口
２７が開口して燃料が噴射されるのである。

このスロツトル型の噴射ノズル２１は、針弁２
５のリフト量に対する開口面積の割合が、第３図
ａのような特性をもち、リフト初期のスロツトル
部分２８により噴射開始から着火までの、いわゆ
る着火遅れ期間中に噴射される燃料量が少ないた
め、エンジン振動が小さいという特微を備えてい
る。

ところが、使用される燃料の性状や運転条件に
よつては、カーボンや燃料の残渣が針弁２５の先
端や噴口２７の周囲に堆積し、いわゆる詰りを生
じる場合がある。

噴射ノズル２１が目詰りを起こすと、スロツト
ル期間（微小噴射期間）が減少もしくは消滅して
しまうので（第３図ｂ）、着火遅れ期間の予備噴
射の効果がなくなり、HC，COが増大したり燃費
が悪化し、さらにはエンジン振動や騒音が大きく
なるという現象がみられた。

ところで、堆積したカーボンなどは、高負荷運
転時など燃焼温度が高くなつたときに燃え尽き
る、いわゆる自浄作用があるため、上記目詰りが
長時間継続することはないとしても、とくに、第
１図のように大量EGRを行う低負荷運転状態が
継続するときは、EGRガス中に含まれるカーボ
ンなどで目詰りを起しやすく、さらにはこれが助
長されて異常音や異常振動を誘発する原因となつ
ていた。

本考案はこのような問題を解決するために提案
されたもので、燃料噴射ノズルの詰り具合を検出
して、目詰りを起こしているときにはEGR量を
減らすか、もしくはEGRを停止することによ
り、目詰り時のHC，COの増加を抑制し、かつ騒
音や振動の低減をはかつた燃料噴射式エンジンの
排気還流制御装置を提供することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第４図、第５図において、燃料噴射ノズル２１
には、リフトセンサ３０が取付けられる。

リフトセンサ３０は、スプリング２６のシム３
１と、ノズルボデイ３２に絶縁体３３を介して固
定された接地電極３４との間に圧電素子３５を挾
み込んだもので、針弁２５のリフトに伴つて変化
するスプリング２６の反力により圧電素子３５
が、第６図のように出力する。

リフトセンサ３０の出力Ｓ１は、パルス整形回
路４０によりリフト期間に対応してハイレベルと
なる方形パルス波Ｓ２に波形整形される。

４１は、このパルス波Ｓ２のハイレベルの期間
を測定して、その値に応じた電圧信号Ｓ３を出力
するパルス巾カウンタであり、このカウンタ出力
Ｓ３は比較器４２に入力する。

ポンプレバー開度センサ１７と回転数センサ１
６からの信号を入力して、基準パルス巾発生回路
４３はその運転状態において正常な（目詰りの全
くない）噴射ノズル２１（リフトセンサ３０）が
出力すべき針弁リフト期間に対応する電圧信号Ｓ
４を出力する。

前記比較器４２は出力Ｓ３とこの出力Ｓ４とを
比較し、両出力の偏差に応じた電圧信号Ｓ５を、
制御回路１４へ出力する。

噴射ノズル２１が目詰りを起こした状態では、
ノズル室２４の圧力が相対的に上昇して針弁２５
のリフト期間が長くなり、パルス巾カウンタ４１
の出力Ｓ３がこれに対応して増大し、したがつて
比較器４２の出力Ｓ５も目詰り具合に応じて増大
する。

制御回路１４は信号Ｓ５の値が所定値よりも大
きくなつたときに、針弁２５を全開、EGR弁６
を全閉すべく、三方電磁弁９，１０に切換信号を
出力して、排気還流を停止（あるいは減少）す
る。

したがつて、燃料噴射ノズル２１が全く目詰り
を起こさず正常に燃料噴射を行つているときは、
リフトセンサ３０の出力特性は第６図のようにな
り、この出力Ｓ１にもとづいてのパルス巾カウン
タ４１の出力Ｓ３は、その運転状態における基準
パルス巾発生回路４３の出力Ｓ４と一致する。

比較器４２の出力Ｓ５は、このような正常状態
では低レベルであり、制御回路１４はエンジン回
転数センサ１６とポンプレバー開度センサ１７の
出力にもとづいて最適なEGR量が得られるよう
に、絞弁５とEGR弁６の開度を制御する。

これに対して、燃料噴射ノズル２１が目詰りを
起こすと、パルス巾カウンタ４１の出力Ｓ３が、
基準パルス巾発生回路４３の出力Ｓ４よりも大き
くなり、そのため比較器４２がこの偏差に対応し
た高レベルの出力Ｓ５を制御回路１４に入力す
る。

この結果、制御回路１４は目詰り状態に対応し
て、所定値以上のときには、絞弁５を全開、
EGR弁６を全閉させる信号Ｓ６，Ｓ７をそれぞ
れ三方電磁弁９と１０に出力し、EGRを停止さ
せるのである。

このようにして、噴射ノズル２１にカーボンな
どが堆積して目詰りを起したときはEGRをセツ
トし、目詰りが助長されるのを防止する。

なお、この目詰り状態は、エンジンが高負荷運
転などを行い燃焼が非常に良好になつた時点で、
ほとんどのカーボンが燃焼除去されるので、自動
的に解消されるが、高EGRが行われる低負荷運
転が長時間継続するようなときは、このように目
詰りを検出したときに速やかにEGRを停止すれ
ば、その間の排気組成や燃費の悪化をくい止める
ことができる。

以上のように本考案は、噴射ノズルの目詰り具
合を検出して、目詰り時にはEGRを減少もしく
は停止するようにしたため、EGRによつて目詰
りが助長されるのを防止し、排気中のHC，COの
増加や燃費の悪化あるいは異常騒音や振動の発生
を未然に防止できるという効果がある。

なお、本考案のEGR装置としては、第３図の
構成に限られるものではなく、また燃料噴射ノズ
ルの目詰りを検出する手段も、リフトセンサに限
られるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の構成図、第２図は燃料噴
射ノズルの断面図、第３図は噴射ノズルのリフト
特性を示す説明図である。第４図は本考案の構成
図、第５図は噴射ノズルの断面図、第６図はリフ
トセンサの出力特性図である。 ２……吸気通路、３……排気通路、４……排気
還流通路、５……絞弁、６……EGR弁、９，１
０……三方電磁弁、１４……制御回路、１６……
回転数センサ、１７……ポンプレバー開度セン
サ、２１……燃料噴射ノズル、３０……リフトセ
ンサ、４１……パルス巾カウンタ、４２……比較
器、４３……基準パルス巾発生回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン燃焼室に燃料を噴射する噴射ノズル
   と、この噴射ノズルの目詰り状態を検出する手段
   と、排気の一部を吸気中に還流する手段と、エン
   ジン運転状態に応じてこの還流量を増減する手段
   と、前記噴射ノズルの目詰り検出時に排気還流量
   を減少もしくは排気還流を停止させる制御手段と
   を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジンの
   排気還流装置。