JPS62165565A - デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御方法 - 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 本発明は、ディーゼル機関の排気ガス再循環制御方法に
係り、特に自動車等の車輌に於て変速装置と組合せられ
て用いられるディーゼル機関の排気ガス再循環制御方法
に係る。

従来の技術 ディーゼル機関に於て、排気ガス中のＮＯｘの低減のた
めに行われる排気ガス再循環は、燃焼の悪化により排気
ガス中のスモーク及びｌ−１０，Ｇ。

の如ぎ未燃焼成分の増大を生じないよう、余剰吸入空気
の一部を排気ガスに置き換えるべく概ね□関負荷の増大
に応じて減少する流量特性をもって行われるようになっ
ており、このことは例えば待開昭５７−２６２５３号公
報に示されている。

ディーゼル機関に於ては、加速時には燃料噴射量が増大
してこれにより余剰吸入空気量が減少し、このためこの
時には排気ガス再循環流山が素中く低減されなければな
らず、さもないと燃焼の悪化が生じて排気ガス中のスモ
ーク及び未燃焼成分が増大する。加速時、特に急加速時
には排気ガス再循環制ｔ＆ｌｌ装置の作動遅れにより一
時的に過剰な流量にて排気ガス再循環が行われてディー
ゼル機関の燃焼の悪化をｔａ　＜ことがあり、これによ
り加速時に排気ガス中のスモーク及び未燃焼成分が増大
することがある。

上述の如き問題に鑑みて、加速時には定常運転時に比し
て排気ガス再循環流量を低減させることが既に提案され
ており、これは例えば特開昭５７−１５７０４８号、特
開昭６０−１５６９６２号の各公報に示されている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、排気ガス中のスモーク及び未燃焼成分は、機
関回転数が上昇する速度が速い時ほど、換言すれば機関
回転数の加速度合が大きい時ほどディーゼル機関の燃焼
性能と排気ガス再循環制御の応答遅れからして増大する
傾向がある。

自動車等の車輌に於て変速装置と組合せられて用いられ
るディーゼル機関に於ては、アクセルペダルの踏込速度
が同一であっても前記変速装置の変速段が低速段である
時ほど機関回転数の加速度合が大ぎく、これは前記変速
装置が中立段にュートラル）にある時に最も大きくなり
、排気ガス再循環制往ｌＩ装置の作動遅れの影響が最も
顕著に現れ、排気ガス中のスモーク及び未燃焼成分が著
しく増大することがある。

本発明は上述の如き事象を踏まえて排気ガス中のスモー
ク、未燃焼成分の増大を招くことがない範囲内にて可及
的に大きい流量をちって排気ガス再循環を行い、他の不
具合を生じることなく排気ガス中のＮＯｘを効果的に低
減することかできるディーゼル機関の排気ガス再循環制
御方法を堤イ）３゜することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、機関負荷とディー
ゼル機関に接続されている変速装置の変速段とを検出し
、機関負荷の増大に応じて排気ガス再循環流量を低減せ
しめ且前記変速装置の変速段が低速段である時ほど負荷
に対する排気ガス再循環流量を低減せしめることを特徴
とするディーゼル機関の排気ガス再循環制御方法によっ
て達成される。

上述の如く、前記変速装置の変速段が低速段である時ほ
ど機関負荷に対する排気ガス再循環流量を低減せしめる
のは加速時のみであってもよい。

発明の作用及び効果 本発明による排気ガス再循環制御方法によれば、変速装
置の変速段が低速段である時ほど負荷に対する排気ガス
再循環流出を低減することにより変速装置の変速段が低
速段である時に加速が行われて機関回転数が急速に上昇
して排気ガス再循環流量制御に遅れが生じても過剰流量
にて排気ガス再循環が行われることがなく、これに対し
変速装置の変速段が高速段である時ほどその時の運転状
態に対して排気ガス再循環流片が増大してａｒＴＡｔ！
４荷に対する排気ガス再循環領域が拡大され、従来に比
して排気ガス中のＮＯｘの低減が広運転域に亙って効果
的に行われるようになる。

上述の如き機関負荷と変速装置の変速段とに応じた排気
ガス再循環流ルの制御は、マイクロコンピュータを含む
電気式制御装置を用い、予め変速装置の各変速段ごとに
準備された排気ガス再循環流量データマツプにより或い
はその都度の関数的演鋒により行われればよい。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

添付の図は本発明によるディーゼル機関の排気ガス再循
環制御方法の＊施に用いられる排気ガス再循環装置の一
つの実施例を示している。図に於て、１はディーゼル機
関を示しており、該ディーゼル機関は、吸気マニホール
ド２を経て燃焼室３内に空気を吸入し、図には示されて
いない燃料噴射ノズルより燃焼室３内に燃料を噴射供給
され、既燃焼ガス、即ち排気ガスを排気マニホールド４
へ排出するようになっている。前記燃おｌ噴射ノズルよ
り燃焼室３内へ噴射される燃料の噴射量はガバナ機構を
備えた一般的構造の燃料噴射ポンプ５により制御される
ようになっている。

排気マニホールド４には排気ガス再循環のだめの排気ガ
ス取入ポート６が、吸気マニホールド２には排気ガス注
入ポート７が各々設けられており、ＩＪＩ−気ガス取入
ポート６と排気ガス注入ポート７とは排気ガス再循環用
の導管８と排気ガス再循環制御弁１０とによって互いに
接続されている。

排気ガス再循環制御弁１０は、入口ボート１１を導管８
によって排気ガス取入ボート６に連通接続され、出口ポ
ート１２を排気ガス注入ポート７に直接連通接続されて
いる。排気ガス再循環制御弁１０は弁ボート１３と弁要
素１４とを有しており、弁ボート１３は弁要素１４によ
って開閉され計量［」度を制御されて排気ガス再循環流
量を制御するようになっている。弁要素１４は、ダイヤ
フラム装置１５のダイヤフラム１６と接続され、ダイヤ
フラム室１７に所定値より大ぎい負圧が導入されていな
い時には圧縮コイルばね１８のばね力により押し下げら
れて弁ポート１３を閉じ、ダイヤフラム１７に所定値よ
り大きい負圧が導入されている時にはその負圧に応じて
圧縮コイルばね１８のばね力に抗して上昇して弁ポート
１３を開くようになっている。

排気ガス再循環ｉｔ、ｉ御弁１０のダイヤフラム室１７
は、導管１つ、ＧＩＩＩ［整弁（ＥＶＲＶ）２０、導管
２１、感温弁（ＢＶＳＶ）２４、導管２５、大気圧補償
弁（ＶＡＣＶ）２６．導管２７を経て負圧ポンプ２８に
連通接続され、負圧ポンプ２８より９圧を選択的に供給
されるようになっている。

負圧調整弁２０は、実開昭５８−１２４５７６号公報に
示されている如き型式の電磁作動式のｔ゛１圧調圧弁で
あり、負圧ポンプ２８より与えられる負圧をマイクロコ
ンピュータ３０より与えられる電流信号に応じた電圧に
調圧し、これを排気ガス再循環制御弁１０のダイヤフラ
ム室１７へ供給するようになっている。

感温弁２４は、バイメタル式の感温弁であり、ディーゼ
ル機関１の冷却水温度に感応し、冷却水温度の所定値、
例えば６０℃以下である時には閉弁してＳ管２１と２５
との連通を遮断し、冷却水温度が所定値以上である時に
は閉弁じて導管２１と２５との連通を確立するようにな
っている。

大気圧補償弁２６は、それ自身周知のアネノイドベロー
ズ式のものであり、負圧ポンプ２８よりの負圧を大気圧
の変動に応じて補償修正けるようになっている。

マイクロコンピュータ３０は、ディーゼル機関１に接続
された変速装置３５の各変速段ごとにアクセルペダル踏
込量と機関回転数とにより決定された排気ガス再循環流
口のデータマツプを記憶装置に備えて、ｌ１５す、燃料
噴射ポンプ５に設けられたポンプレバー開度センサ（別
図負荷センサ）３１よりアクセルペダルの踏込量に関す
る情報を、燃料噴射ポンプ５に設けられた回転数センサ
３２よリゾイーぎル機関１の回転数に関する情報を、車
速センサ３３より車速に関する情報を各々与えられ、第
２図に示されている如く、機関回転数と車速から変速装
置３５の変速段を検出してこの変速段の排気ガス再循環
流ｍデータマツプからアクセルペダルの踏込量と機関回
転数とに応じた排気ガス再循環流量を読出し、これに応
じた電流信号を負圧調整弁２０へ出力するようになって
いる。

第２図は本発明によるディーゼル機関の排気ガス再循環
制御方法の一つの実施例を示すフローチャートである。

先ず最初のステップ１００に於ては、各種センサより情
報を入力することが行われる。ステップ１００の次はス
テップ１０１へ進む。

ステップ１　’０１に於ては、車速センサ３３により検
出された車速Ｖより所定時間当たりの車速変化率ｄＶ／
ｄｔを演算することが行われる。ｄＶ。

ｄｔ＞Ａである時、即ち加速時にはステ・ンブ１０２へ
進み、これに対しｄＶ／ｄｔ＞Ａでない時、即ち定常運
転時或いは減速運転時にはステップ１０８へ進む。

ステップ１０２に於ては、車速センサ３３により検出さ
れた車速Ｖと回転数センサ３２により検出された機関回
転数ＮとからＶ／Ｎなる演免を行い、Ｖ　／　Ｎ　＞　
Ｒ＋であるか否かの判別が行われる。

所定値Ｒ１は変速装置３５の第一速段の変速比に応じて
定められ、Ｖ　／　Ｎ　＞　Ｒ＋である時には第一速段
でない時であってステップ１０４へ進み、これに対しＶ
　／　Ｎ　＞　Ｒ＋でない時には第−速段或０は中立段
であってステップ１０３へ進む。

ステップ１０３に於ては、アクセルペダルの踏込量と開
開回転数とによる排気ガス再循環流ｉｌ制御が第３図に
示されている如き第一速段の排気ガス再循環流量データ
マツプに基いて行われる。

ステップ１０４に於ては、Ｖ／Ｎなる演算を行ってＶ／
Ｎが所定ｔｉｌｌ　Ｒ２より大きいか否かの判別が行わ
れる。所定値Ｒ２は変速装置３５の第二速段の変速比に
応じて定められ、Ｖ　／　Ｎ　＞　Ｒ２である時は第三
速段でない時であってステップ１０６へ進み、これに対
しＶ　／　Ｎ　＞　Ｒ２でない時には第二速段であって
ステップ１０５へ進む。

ステップ１０５に於ては、アクセルペダルの踏込■と機
関回転数とによる排気ガス再循環流面制御が第４図に示
されている如き第二速段の排気ガス再循環流間データマ
ツプに基き行われる。

ステップ１０６に於ては、Ｖ／ＮなるＰＩＪ算が行われ
てＶ／Ｎが所定１＋Ｉ’ｌ　Ｒ３より大きいか否かの判
別が行われる。所定値Ｒ３は変速装置３５の第三速段の
変速比に応じて定められ、Ｖ　／　Ｎ　＞　Ｒ３である
時は第四速段であってステップ１０８へ進み、これに対
しＶ　／　Ｎ　＞　Ｒ３でない時は第三速段であってス
テップ１０７へ進む。

ステップ１０７に於ては、アクセルペダルの踏込ｍと機
関回転数による排気ガス再循環流量制御が第５図に示さ
れている如き第三速段の排気ガス再循環流量データマツ
プに暴いて行われる。

ステップ１０８に於ては、アクセルペダルの踏込量と機
関回転数とによる排気ガス再循環流ｈｔ制御が第６図に
示されている如き第四速段の排気ガス再循環流ＦＪｌ制
御に基いて行われる。

上述の如き実施例に於ては、）ＪＤ速運転時にｔｈては
変速装置３５の各変速段に応じｉ＝排気ガス再循環流最
データマツプに基いて排気ガス再循環流量制御が行われ
、定常運転時或いは減速運転時には変速装置３５の変速
段が如何なる変速段であっても第四速段の排気ガス再循
環流量データマツプに基いて排気ガス再ｖ１環流伍制御
が行われる。尚、加速運転時以外の定常運転時或いは減
速運転時に於ても加速時と同様に排気ガス再循環流子制
御が変速装置３５の変速段に応じて定められた排気ガス
再循環流貴データマツプに基いて行う必要がある場合は
、第２図に示されたフローチャートのステップ１０１が
省略されれば良い。

第３図乃至第６図に示されている如く、本発明によるデ
ィーゼル機関の排気ガス再循環流量制御方法によれば、
アクセルペダルの踏込量、即ち機関負荷の増大に応じて
排気ガス再循環ｔａｎが減少し且変速装置３５の変速段
が低速段である時ほど機関負荷に対する排気ガス再循環
流量が低減する。

第３図乃至第６図に示された排気ガス再循環流ｍデータ
マツプによれば、変速装置３５の変速段が低速段である
時ほどアクセルペダルの踏込量と機関回転数とにより決
まるディーゼル機関の運転状態に対する排気ガス再循環
ｆｒ４域が減少し、これとは反対に変速＠置３５の変速
段が高速段であるほどディーゼル機関１の的記運転状態
に対する排気ガス再循環領域が拡大され、変速装置３５
の変速段が低速段である時に比して大きい機関負荷領域
まで排気ガス再循環が行われるようになる。

ｖ１関負荷と変速装置の変速段とにより決定される排気
ガス再循環流は制御は上述の如き排気ガス再循環流量デ
ータマツプに基いて行うことに限定されず、これは機関
負荷と変速装置の変速段用には機関回転数とに基く関数
的演算によりその都度排気ガス再循環流量を算出するこ
とにより行われていも良い。

また変速装置３５の変速段の検出はシフト位置センサ３
４により直接的に検出されても良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディーぜル礪関の排気ガス再循環
制御方法の実施に使用する排気ガス再循環制御装置の一
つの実施例を示す概略構成図、第２図は本発明によるデ
ィーゼル機関の排気ガス再循環制卸方法の実施例を示寸
フローヂャート、第３図乃至第６図は各々本発明による
ディーゼル機関の排気ガス再循環制御方法に於ける排気
ガス再循環制御特性を示すグラフである。 １・・・ディーゼル機関、２・・・吸気マニホールド。 ３・・・燃焼至、４・・・排気マニホールド、５・・・
燃料噴射ポンプ、６・・・排気ガス取入ボート、７・・
・排気ガス注入ボート、８・・・導管、１０・・・排気
ガス再循環制御弁、１１・・・入口ポート、１２・・・
出口ボー１〜。 １３・・・弁ボート、１４・・・弁要素、１５・・・ダ
イヤフラム装置、１６・・・ダイヤフラム、１７・・・
ダイヤフラム室、１８・・・圧縮コイルばね、１９・・
・導管、２０・・・負圧調整弁、２１・・・導管、２４
・・・感温弁、２５・・・導管、２６・・・大気圧補償
弁、２７・・・導管、２８・・・負圧ポンプ、３０・・
・マイクロコンピュータ。 ３１・・・ポンプレバー開度センサ、３２・・・回転数
センサ、３３・・・車速センサ、３４・・・シフト位置
センサ、３５・・・変速装置 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第３図 第−速段 第５図 第三速段 第４図 第二速段 第６図 第四速段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　機関負荷とディーゼル機関に接続されている変
   速装置の変速段とを検出し、機関負荷の増大に応じて排
   気ガス再循環流量を減少せしめ且前記変速装置の変速段
   が低速段である時ほど機関負荷に対する排気ガス再循環
   流量を低減せしめることを特徴とするディーゼル機関の
   排気ガス再循環制御方法。
2. （２）　特許請求の範囲第１項のディーゼル機関の排気
   ガス再循環制御方法に於て、前記変速装置の変速段が低
   速段である時ほど負荷に対する排気ガス再循環流量を低
   減せしめるのは加速時のみであることを特徴とするディ
   ーゼル機関の排気ガス再循環制御方法。