JPS646339B2 - - Google Patents
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- JPS646339B2 JPS646339B2 JP56095522A JP9552281A JPS646339B2 JP S646339 B2 JPS646339 B2 JP S646339B2 JP 56095522 A JP56095522 A JP 56095522A JP 9552281 A JP9552281 A JP 9552281A JP S646339 B2 JPS646339 B2 JP S646339B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイーゼルエンジンのEGR制御方法
に関する。
に関する。
デイーゼルエンジンにEGRを行なう場合に、
EGR量が少な過ぎればNOxの低減が期待できず、
EGR量が多過ぎればHCの増大を招く。
EGR量が少な過ぎればNOxの低減が期待できず、
EGR量が多過ぎればHCの増大を招く。
この為、NOx+HCの重量が最少となるEGR
量を適正EGR量と考えることが合理的である。
この考え方に基き、種々のエンジンで種々の運転
条件に於ける適正EGR量を調査した結果、この
時の入口空気過剰率λ0とf/Gとの間に(1)式の関
係が存在することを発見した。
量を適正EGR量と考えることが合理的である。
この考え方に基き、種々のエンジンで種々の運転
条件に於ける適正EGR量を調査した結果、この
時の入口空気過剰率λ0とf/Gとの間に(1)式の関
係が存在することを発見した。
λ0=a−(A/F)th/4a2(f/G)……(1)
ここで、λ0は入口空気過剰率であつて、
λ0=Ga/(A/F)thfと定義され、このうちGaは
1回転当りの吸入空気量(g/rev)、(A/F)
thは理論空燃比であつて1415の範囲の常数であ
る。また、(1)式において、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 Gは1回転当りの吸入ガス量(g/rev)、 aは2.56〜3.52の範囲の常数である。
thは理論空燃比であつて1415の範囲の常数であ
る。また、(1)式において、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 Gは1回転当りの吸入ガス量(g/rev)、 aは2.56〜3.52の範囲の常数である。
(1)式をグラフにしたのが第1図である。
a=2.56の場合を直線Eに、a=3.52の場合を
直線Dに示す。この第1図の線C.D.Eを表わす式
は、 C:λ0=1/14.21×(f/G)、 D:λ0=352−44(f/G)、 E:λ0=2.56−23.29(f/G)、である。
直線Dに示す。この第1図の線C.D.Eを表わす式
は、 C:λ0=1/14.21×(f/G)、 D:λ0=352−44(f/G)、 E:λ0=2.56−23.29(f/G)、である。
図中の黒丸、白丸は代表的2ケのエンジンに最
適EGRを行つた場合のλ0の実験値である。
適EGRを行つた場合のλ0の実験値である。
殆んどのエンジンに於て、そのλ0の実験値は(1)
式を満足しながら、直線dと直接Eとの間に存在
する。なお、(1)式の特徴は、f/Gが0.04〜
0.055の範囲に於て曲線Cと接する直線を表わす、
ということである。直線Dはf/G=0.04で、又
直線Eはf/G=0.055で曲線Cと接している。
なお、曲線CはEGRをしない場合のλ0を意味し
ており、この時のλ0は次式(2)で表わされる。
式を満足しながら、直線dと直接Eとの間に存在
する。なお、(1)式の特徴は、f/Gが0.04〜
0.055の範囲に於て曲線Cと接する直線を表わす、
ということである。直線Dはf/G=0.04で、又
直線Eはf/G=0.055で曲線Cと接している。
なお、曲線CはEGRをしない場合のλ0を意味し
ており、この時のλ0は次式(2)で表わされる。
λ0=1/(A/F)th×1/(f/G)……(2)
本発明は、(1)式の関係を利用してEGR制御を
行なうことにより、デイーゼルエンジンのHC+
NOxの放出を最少に押えることを目的としてい
る。
行なうことにより、デイーゼルエンジンのHC+
NOxの放出を最少に押えることを目的としてい
る。
ターボチヤージヤー付デイーゼルエンジンに、
本発明のEGR制御方法を適用した実施例につい
て、第2図により説明する。1はスワールチヤン
バ付のデイーゼルエンジンであつて、2がスワー
ルチヤンバ2には燃料噴射弁4が設けてある。5
は排気弁、6は排気管である。吸気弁は図示して
いないが、7は吸気管である。8はターボチヤー
ジヤーであつて、排気管6にはそのタービン部9
が、吸気管7にはそのコンプレツサ部10が設け
られている。排気管6においてタービン部9の上
流側と吸気管7においてコンプレツサ部10の下
流側とを短絡するEGR用の導管11の途中に
EGR弁12が設けてある。
本発明のEGR制御方法を適用した実施例につい
て、第2図により説明する。1はスワールチヤン
バ付のデイーゼルエンジンであつて、2がスワー
ルチヤンバ2には燃料噴射弁4が設けてある。5
は排気弁、6は排気管である。吸気弁は図示して
いないが、7は吸気管である。8はターボチヤー
ジヤーであつて、排気管6にはそのタービン部9
が、吸気管7にはそのコンプレツサ部10が設け
られている。排気管6においてタービン部9の上
流側と吸気管7においてコンプレツサ部10の下
流側とを短絡するEGR用の導管11の途中に
EGR弁12が設けてある。
このEGR弁12の弁体13のリフト量は、弁
体13と直結されているダイアフラム14によつ
て形成されるダイアフラム室15の負圧の大きさ
によつて決定される。ダイアフラム室15にはバ
キユームポンプ16の負圧が導管17を介して導
入されるが、その導管17の途中には三方電磁弁
18が設けてあり、この電磁弁18の1つのパイ
プ18aは絞り18bを介して大気に開放されて
いる。そして、この電磁弁18のコイル19に通
電してない時にはバキユームポンプ16とダイア
フラム室15とは遮断され、コイル19に通電し
ている時にはバキユームポンプ16とダイアフラ
ム室15とは導通する。このコイル19はコンピ
ユータ50によつて適当なデユーテイ比で通電さ
れており、デユーテイ比がゼロであればEGR弁
12の弁体13のリフトはゼロであつてEGRは
なされず、デユーテイ比が100%であればEGR弁
12の弁体13のリフトは最大となつて最大の
EGRが行なわれる。
体13と直結されているダイアフラム14によつ
て形成されるダイアフラム室15の負圧の大きさ
によつて決定される。ダイアフラム室15にはバ
キユームポンプ16の負圧が導管17を介して導
入されるが、その導管17の途中には三方電磁弁
18が設けてあり、この電磁弁18の1つのパイ
プ18aは絞り18bを介して大気に開放されて
いる。そして、この電磁弁18のコイル19に通
電してない時にはバキユームポンプ16とダイア
フラム室15とは遮断され、コイル19に通電し
ている時にはバキユームポンプ16とダイアフラ
ム室15とは導通する。このコイル19はコンピ
ユータ50によつて適当なデユーテイ比で通電さ
れており、デユーテイ比がゼロであればEGR弁
12の弁体13のリフトはゼロであつてEGRは
なされず、デユーテイ比が100%であればEGR弁
12の弁体13のリフトは最大となつて最大の
EGRが行なわれる。
コンピユータ50は、エアフロメータ20、圧
力センサ21およびアクセルレバー開度センサ2
5からの電気信号を受けて、その値をもとに演算
を行ない、適当なデユーテイ比を決定している。
エアフロメータ20は吸気管7のコンプレツサ1
0よりも上流に設けてあり、圧力センサ21はコ
ンプレツサ10よりも下流に設けてある。アクセ
ルレバー開度センサ25は図示しない燃料噴射ポ
ンプのアクセルレバーは設けてある。
力センサ21およびアクセルレバー開度センサ2
5からの電気信号を受けて、その値をもとに演算
を行ない、適当なデユーテイ比を決定している。
エアフロメータ20は吸気管7のコンプレツサ1
0よりも上流に設けてあり、圧力センサ21はコ
ンプレツサ10よりも下流に設けてある。アクセ
ルレバー開度センサ25は図示しない燃料噴射ポ
ンプのアクセルレバーは設けてある。
前述の(1)式の関係を利用してEGRの制御を行
なおうとする時、吸入空気量Ga、燃料量f、吸
入ガス量Gaの検出が必要である。このうち、吸
入ガス量は幾何学的な容積(行程容積、排気量)
に体積効率とガス密度を乗じたものであり、体積
効率は運転条件毎に大きく変るものではないし、
ガス密度も通常は大きく変ることはなく、よつて
吸入ガス量Gは常数として扱うことも可能であ
る。従つてこの場合には(1)式は次式(3)のように書
き直される。
なおうとする時、吸入空気量Ga、燃料量f、吸
入ガス量Gaの検出が必要である。このうち、吸
入ガス量は幾何学的な容積(行程容積、排気量)
に体積効率とガス密度を乗じたものであり、体積
効率は運転条件毎に大きく変るものではないし、
ガス密度も通常は大きく変ることはなく、よつて
吸入ガス量Gは常数として扱うことも可能であ
る。従つてこの場合には(1)式は次式(3)のように書
き直される。
Ga=αf−β1f2 ……(3)
ここで、Gは1回転当りの吸入空気量(g/
rev)、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 αは常数であつてα=a(A/F)th、 〔ただし、aは2.5〜3.6の範囲にある常数、
(A/F)thは理論空燃比であつて14〜15の常
数〕、 β1は常数であつてβ1=a2/4(A/F)2th1/G1
、 〔ただし、G1は代表的運転条件での1回転当り
の吸入ガス量であつてエンジンによつて決まる常
数〕である。
rev)、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 αは常数であつてα=a(A/F)th、 〔ただし、aは2.5〜3.6の範囲にある常数、
(A/F)thは理論空燃比であつて14〜15の常
数〕、 β1は常数であつてβ1=a2/4(A/F)2th1/G1
、 〔ただし、G1は代表的運転条件での1回転当り
の吸入ガス量であつてエンジンによつて決まる常
数〕である。
しかし、気圧の極端に低い高地で運転する場
合、又過給機を使用する場合には、ガス密度の変
化は無視できない。このような場合には、吸気管
内の圧力Pを検出し、P/G2(ただし、G2は1回
転当りの吸入ガス量)を常数として扱えばよい。
この時には(3)式は(4)式のように書き直される。
合、又過給機を使用する場合には、ガス密度の変
化は無視できない。このような場合には、吸気管
内の圧力Pを検出し、P/G2(ただし、G2は1回
転当りの吸入ガス量)を常数として扱えばよい。
この時には(3)式は(4)式のように書き直される。
Ga=αf−β2f2/P ……(4)
なお、β2は常数であつて、β2=a2/4(A/F)2
thP/G、
である。
上記構成において、コンピユータ50はエアフ
ローメータ20から入力された信号に基き吸入空
気量Gaを、圧力センサ21から入力された信号
に基き吸気管内圧力Pを、アクセルレバー関度セ
ンサ25から入力された信号に基き燃料量fをそ
れぞれ演算して求める。さらに、(4)式にそのPと
fの値を代入してGaを求め、この求められたGa
とエアフローメータ20より得られたGaとを比
較し、もし(4)式のGaよりもエアフローメータ2
0より得られたGaの方が大きかつた場合には、
両者が一致する迄コイル19の通電するデユーテ
イ比は大きくされる。そうすればEGR弁12の
ダイアフラム室15へ導入される負圧は大きくな
り、弁体13のリフトも大きくなつて、EGR量
は大きくなり、EGR量が大きくなつた分だけ新
規の吸入空気量は小さくなり、その吸入空気量が
(4)式のGaと一致した時には最適のEGR量とな
る。
ローメータ20から入力された信号に基き吸入空
気量Gaを、圧力センサ21から入力された信号
に基き吸気管内圧力Pを、アクセルレバー関度セ
ンサ25から入力された信号に基き燃料量fをそ
れぞれ演算して求める。さらに、(4)式にそのPと
fの値を代入してGaを求め、この求められたGa
とエアフローメータ20より得られたGaとを比
較し、もし(4)式のGaよりもエアフローメータ2
0より得られたGaの方が大きかつた場合には、
両者が一致する迄コイル19の通電するデユーテ
イ比は大きくされる。そうすればEGR弁12の
ダイアフラム室15へ導入される負圧は大きくな
り、弁体13のリフトも大きくなつて、EGR量
は大きくなり、EGR量が大きくなつた分だけ新
規の吸入空気量は小さくなり、その吸入空気量が
(4)式のGaと一致した時には最適のEGR量とな
る。
もし(4)式を用いてコンピユータ50が求めた吸
入空気量よりも、エアフローメータ20が検知し
た実際の吸入空気量の方が小さかつた場合には、
両者が一致する迄コイル19へ通電するデユーテ
イ比は小さくされる。そうすればEGR弁12の
ダイアフラム室15へ導入される負圧は小さくな
り、弁体13のリフトも小さくなつて、EGR量
は小さくなり、EGR量が小さくなつた分だけ新
規の吸入空気量は大きくなり、その吸入空気量が
(4)式のGaと一致した時には最適のEGR量とな
る。
入空気量よりも、エアフローメータ20が検知し
た実際の吸入空気量の方が小さかつた場合には、
両者が一致する迄コイル19へ通電するデユーテ
イ比は小さくされる。そうすればEGR弁12の
ダイアフラム室15へ導入される負圧は小さくな
り、弁体13のリフトも小さくなつて、EGR量
は小さくなり、EGR量が小さくなつた分だけ新
規の吸入空気量は大きくなり、その吸入空気量が
(4)式のGaと一致した時には最適のEGR量とな
る。
上記実施例に於ては、吸気管内の圧力によつて
のみ吸入ガス量Gが算定されているが、この値を
更に正確なものにする為には、吸気管内ガスの温
度によつて吸入ガス量Gの値を補正することが考
えられる。
のみ吸入ガス量Gが算定されているが、この値を
更に正確なものにする為には、吸気管内ガスの温
度によつて吸入ガス量Gの値を補正することが考
えられる。
また、燃料量fの検出手段としては、噴射ポン
プのアクセルレバーに設けたポテンシヨメータ2
5を使用しているが、これは列型ポンプのラツク
位置や分配型ポンプのスピルリング位置を検出し
てもよく、これらの位置検出は差動トランス等の
公知の手段を用いればよい。
プのアクセルレバーに設けたポテンシヨメータ2
5を使用しているが、これは列型ポンプのラツク
位置や分配型ポンプのスピルリング位置を検出し
てもよく、これらの位置検出は差動トランス等の
公知の手段を用いればよい。
本発明は、実際に検出された吸入空気量の値が
運転条件に応じて求められた吸入空気量の値と一
致するようにEGR弁を駆動して常に最適のEGR
量を得るようにしており、この結果HC+NOxの
放出を最少におさえることができる。
運転条件に応じて求められた吸入空気量の値と一
致するようにEGR弁を駆動して常に最適のEGR
量を得るようにしており、この結果HC+NOxの
放出を最少におさえることができる。
しかもこの方法はエンジンの種類を問わず普遍
的に適用できる為、従来の如き設計の異なるエン
ジン毎に各々EGR量の適合をするという手間が
省略できる。
的に適用できる為、従来の如き設計の異なるエン
ジン毎に各々EGR量の適合をするという手間が
省略できる。
同様にEGRシステムを構成する各部品の製作
精度や、経時変化というものを全く考慮する必要
がない為に、低コストで大きな信頼性を得ること
ができる。
精度や、経時変化というものを全く考慮する必要
がない為に、低コストで大きな信頼性を得ること
ができる。
第1図は本発明の基礎となるλ0とf/Gの関係
および実験結果を示す特性図、第2図は本発明方
法を適用したシステムの構成を示す図である。 12……EGR弁、20……エアフローメータ、
21……圧力センサ、25……アクセルレバー開
度センサ、50……コンピユータ。
および実験結果を示す特性図、第2図は本発明方
法を適用したシステムの構成を示す図である。 12……EGR弁、20……エアフローメータ、
21……圧力センサ、25……アクセルレバー開
度センサ、50……コンピユータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 EGR弁と、燃料量の検出手段と、吸入空気
量の検出手段とを有し、吸入空気量が下記の式の
値となるようにEGR弁を駆動することを特徴と
するデイーゼルエンジンのEGR制御方法。 Ga=αf−β1f2 ここで、Gaは1回転当りの吸入空気量(g/
rev)、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 αは常数であつてα=a(A/F)th、 〔ただし、aは2.5〜3.6の範囲にある常数、
(A/F)thは理論空燃比であつて14〜15の常
数]、 β1は常数であつて β1=a2/4(A/F)2th1/G
1、 〔ただし、G1は代表的運転条件での1回転当り
の吸入ガス量であつてエンジンによつて決まる常
数〕である。 2 EGR弁と、燃料量の検出手段と、吸入空気
量の検出手段と、吸気管内圧力の検出手段とを有
し、吸入空気量が下記の式の値となるように
EGR弁を駆動することを特徴とするデイーゼル
エンジンのEGR制御方法。 Ga=αf−β2f2/P ここで、Gaは1回転当りの吸入空気量(g/
rev)、 fは1回転当りの燃料量(g/rev)、 αは常数であつてα=a(A/F)th、 〔ただし、aは2.5〜3.6の範囲にある常数、
(A/F)thは理論空燃比であつて14〜15の常
数〕、 β2は常数であつてβ2=a2/4(A/F)2thP/G2、 〔ただし、Pは吸気管内の圧力(Kg/cm2)、G2は
1回転当りの吸入ガス量(g/rev)、P/G2は
常数〕である。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56095522A JPS57210157A (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 | Egr control method of diesel engine |
| US06/364,456 US4411242A (en) | 1981-04-03 | 1982-04-01 | Method and apparatus for controlling EGR in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56095522A JPS57210157A (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 | Egr control method of diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57210157A JPS57210157A (en) | 1982-12-23 |
| JPS646339B2 true JPS646339B2 (ja) | 1989-02-02 |
Family
ID=14139890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56095522A Granted JPS57210157A (en) | 1981-04-03 | 1981-06-19 | Egr control method of diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57210157A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02233841A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Suzuki Motor Co Ltd | 内熱機関のアイドルアップ制御装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195955U (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンのegr制御装置 |
| JPS61215426A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Isuzu Motors Ltd | デイ−ゼル機関用egr装置 |
| US5377651A (en) * | 1993-12-27 | 1995-01-03 | General Motors Corporation | Closed-loop control of a diesel engine |
| SE510223C2 (sv) | 1996-08-21 | 1999-05-03 | Volvo Ab | Förbränningsmotor med avgasåtercirkulation |
| KR100476192B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2005-03-16 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치 |
-
1981
- 1981-06-19 JP JP56095522A patent/JPS57210157A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02233841A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Suzuki Motor Co Ltd | 内熱機関のアイドルアップ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57210157A (en) | 1982-12-23 |
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