JPH02298656A - エンジンの排気還流装置 - 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） 本発明はエンジンの排気還流装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの排気還流装置として、例えば実開
昭６２−９３１５２号公報に開示されるように、排気の
一部を吸気系に還流させることにより、混合気の燃焼温
度を下げて、窒素酸化物の生成を抑え、エミッション性
能の向上を図るものが知られている。

ところで、上記の如きエンジンの排気還流装置において
は、エンジン冷却水温度の低い状況では、排気の還流に
起因して混合気の燃焼性が低下し車両の走行性に悪影響
を与える点から、排気の還流時期を制限し、外気温度が
設定値以上で且つエンジン冷却水温度も設定値以上のと
きに限り、排気還流を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、その場合に、外気温度が設定値を大きく
越える高温時には、エンジン冷却水温度が設定値未満で
あっても、混合気の燃焼状態は良好で窒素酸化物の生成
がされ易い状況であるにも拘らず、排気還流が制限され
る。また、逆にエンジン冷却水温度が設定値を大きく越
える状況では、外気温度が設定値未満であっても、上記
と同様に窒素酸化物の生成され易い状況であるにも拘ら
ず排気還流が制限される。その結果、排気還流によるエ
ミッション性能の向上を所期通り有効に向上し得ない欠
点がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、窒素酸化物の生成され易い状況を正確に判断する
ことにより、適時に排気還流を行って、エミッション性
の一層の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 以上の目的を達成するため、本発明では、排気還流を開
始させるエンジン冷却水温度を固定せず、外気温度に応
じて変更する構成としている。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１図に示すよ
うに、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気還流手
段３５と、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温度検
出手段１７と、該冷却水温度検出手段１７で検出したエ
ンジン冷却水温度が設定値以下のとき上記排気還流手段
３５の作動を禁止し、エンジン冷却水温度が設定値を越
えるとき排気還流手段３５を作動させる還流制御手段３
６とを設けると共に、外気温度を検出する外気温度検出
手段３７と、該外気温度検出手段３７で検出した外気温
度に応じて、上記還流制御手段３６により排気還流手段
３５の作動を開始させる設定値を、外気温度が低いほど
高く設定する開始温度設定手段３８とを設ける構成とし
ている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、外気温度が高いときに
は、エンジン冷却水温度が比較的低くても混合気の燃焼
状態は良好で窒素酸化物の生成され易い状況である。し
かし、この時には、排気還流を開始するエンジン冷却水
温度の設定値が低く設定されるので、従来では排気還流
されなかった運転領域でも排気還流が行われることにな
る。

また、逆に外気温度が低いときには、エンジン冷却水温
度が高くなって初めて混合気の燃焼状態が良好になる状
況である。この時には、排気還流を開始する上記設定値
が高く設定されるので、窒素酸化物の生成される状況に
なって初めて排気還流が行われる。その結果、混合気の
燃焼性が良好に維持されて、車両の良好な走行性が確保
されることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの排気還流装置
によれば、排気還流を開始させるエンジン冷却水温度を
外気温度に応じて変更したので、窒素酸化物の生成され
る状況を正確に判断できて、適切に排気還流を実行する
ことができ、混合気の燃焼性を良好に維持して車両の走
行性の向上を図りながら、窒素酸化物の生成を有効に抑
えてエミッション性の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン１のシリ
ンダ３に摺動自在に嵌挿したピストン４により容積可変
に形成される燃焼室、５は一端が大気に連通し、他端が
上記燃焼室２に開口して吸気を供給するための吸気通路
、６は一端が上記燃焼室２に連通し他端が大気に開放さ
れて排気をＵＦ出するための排気通路である。上記吸気
通路５には、吸入空気量を調整するスロットル弁７と、
該スロットル弁７下流側で燃料を噴射供給する燃料噴射
弁８とが配設されているとともに、排気通路６には、排
気浄化用の触媒装置９が配設されている。さらに、燃焼
室２において、吸気通路５の開口部には吸気弁１０が、
排気通路６の開口部には排気弁１１が各々配置されてい
ると共に、頂部には燃焼室２内の混合気に点火する点火
プラグ１２が配置されている。

加えて、１５は吸入空気量を検出するエアフローセンサ
、１６はスロットル弁７の開度を検出するスロットルポ
ジションセンサ、１７はエンジン冷却水温度を検出する
冷却水温度検出手段としての水温センサである。

また、２０は排気通路６の触媒装置９上流側を吸気通路
５のスロットル弁７下流側に連通して排気の一部を吸気
通路５に還流する排気還流通路であって、該排気還流通
路２０にはＥＧＲ制御バルブ２１が介設されている。該
ＥＧＲ制御バルブ２１は、排気還流通路２０の通路面積
を２１整する弁体２１ａと、該弁体２１ａの動作を調整
する圧力室２１ｂとを有し、該圧力室２１ｂは圧力通路
２３を介して三方弁２４が接続されている。

上記三方弁２４は、上記圧力通路２３を負圧通路２５に
連通し又は大気に開放するものであり、負圧通路２５に
はモジュレータバルブ２６が接続されている。該モジュ
レータバルブ２６は、排圧通路２７を介して排気還流通
路２０のＥＧＲ制御バルブ２１の上流側の排圧が導入さ
れると共に、２つの負圧通路２８．２９を介してスロッ
トル弁７の開度に応じて生じる吸気負圧が導入されてい
て、排圧の大きさに比例してＥＧＲ制御バルブ２１の弁
体２１ａの動作を調整する機能を有している。

以上の構成により、三方弁２４で圧力通路２３を負圧通
路２５に連通したときには、吸気負圧をＥＧＲ制御バル
ブ２１の圧力室２１ｂに導入可能として、モジュレータ
バルブ２６により弁体２１ａの動作を調整可能として排
気還流量を調整し、この、”ｉ量された排気ガスの一部
を排気還流通路２０を経て吸気系の吸気通路５のスロッ
トル弁７下流側に還流させるようにした排気還流手段３
５を構成している。

更に、３０は内部にＣＰＵ等を有するコントローラであ
って、該コントローラ３０により、燃料噴射弁８からの
燃料噴射量を制御すると共に、上記ＥＧＲ制御用の三方
弁２４を制御して排気還流を制御する。

次に、上記コントローラ３０による排気還流制御を第３
図の制御フローに基いて説明する。スタートして、ステ
ップＳ１でイニシャライズした後、ステップＳ２で水温
センサ１７からの当初のエンジン冷却水温度Ｔｓを読込
み、このエンジン冷却水温度Ｔｓが車両周囲の外気温度
に等しいと把握する。その後、ステップＳ３及びＳ４で
エンジンのスタータスイッチの状態とエンジン回転数と
を判別し、スタータスイッチのＯＮ状態又はエンジン回
転数が低回転数（例えば３００ｒ、ｐ、ｍ以下）のとき
には、エンジン始動時と判断してステップＳ５で燃料噴
射パルス幅Ｔをエンジン始動時の噴射パルス幅Ｔｏに設
定する。

一方、スタータスイッチがＯＦＦとなりかつエンジン回
転数が３００ｒ、ｐ、ｍを越えたエンジン始動後は、ス
テップＳ６でエアフローセンサ１５からエンジン１の吸
入空気ｆｆ１Ｑと、エンジン回転数Ｎとを読込むと共に
、ステップＳ７で水温センサ１７からのエンジン冷却水
温度ＴＷを読込む。

しかる後、ステップＳ８以降でエンジン冷却水温度Ｔｗ
に応じた燃料噴射パルス幅の設定、及び排気還流制御を
行なう。つまり、先ずステップＳ８において、第４図に
示すように、外気温度ＴＳをパラメータとして予め設定
したエンジン冷却水温度−暖機増量率Ｃｗ特性図に基い
て、上記ステップＳ２で読込んだ外気温度ＴＳに対応す
る暖機増量率Ｃｗ特性曲線を選択する。ここに、第４図
の暖機増量率Ｃｗ特性曲線は、エンジン始動時の外気温
度Ｔｓが低いほど、同一エンジン冷却水温度Ｔｗでの暖
機増量率Ｃｗを大値に設定する特性、つまり外気温度が
高いほど、またエンジン冷却水温度Ｔｗが高いほど混合
気の燃焼状態は良好であることから、燃料の増量すべき
暖機増量率Ｃｗを小値に設定する特性となっている。

続いて、ステップＳ９では上記選択した暖機増量率Ｃｗ
特性曲線から現在のエンジン冷却水温度Ｔｗに対する暖
機増量率Ｃｗを算出し、その後、ステップＳＩＯで燃料
噴射パルス幅Ｔを、現在の吸入空気ＱＱｓエンジン回転
数Ｎ及び暖機増量率ＣＷ特性曲線に基いて下記式にて算
出する。

Ｔ−Ｋｘ（Ｑ／ＮＩ　ＸＣｗ　　（Ｋは定数）その後は
、ステップＳｌ＋で上記燃料噴射パルス幅Ｔを設定時期
にて燃料噴射弁８に出力すると共に、ステップＳＩ２で
暖機増量率ＣＷを第４図に示す小値αと比較し、α＜Ｃ
ｗの場合にはステップ°Ｓ１３で三方弁２４の圧力通路
２３を大気に開放するよう該三方弁２４をＯＮ制御する
一方、Ｃｗ≦αの場合にはステップＳ１４で三方弁２４
の圧力通“　路２３を負圧通路２５に連通するよう三方
弁２４をＯＦＦ制御して、ステップＳ３に戻る。

よって、上記第３図の制御フローにおいて、ステップＳ
Ｉ２により、水温センサ１７で検出したエンジン冷却水
温度”ｒｗがα値の暖機増量率Ｃｗに相当する冷却水温
度値（例えば第４図で外気温度ＴＳ−２０℃のときＴ　
Ｗ　Ｉ　、Ｔ　Ｓ　−０℃のときＴＷ２、Ｔｓ−−２０
℃のときｒｗ３）以下のとき、三方弁をＯＦＦ制御して
ＥＧＲ制御バルブ２１の弁体２１ａを着座させて排気還
流を停止するよう排気還流手段３５の作動を禁止し、エ
ンジン冷却水温度Ｔｗがα値の暖機増量率Ｃｗに相当す
る冷却水温度値を越えるとき、三方弁をＯＮ制御してモ
ジュレータバルブ２６によるＥＧＲ制御制御法ブ２１の
弁体２１ａの動作を調整するよう排気還流手段３５を作
動させるようにした還流制御手段３６を構成している。

また、ステップＳ２により、当初のエンジン冷却水温度
ＴＳでもって外気温度を検出する外気温度検出手段３７
を構成していると共に、ステップＳ８により、上記外気
温度検出手段３７で検出した外気温度ＴＳに応じて第４
図の暖機増量率ＣＷ特性曲線を選択して、上記還流制御
手段３６により排気還流手段３５の作動を開始させるエ
ンジン冷却水温度の設定値を、外気温度Ｔｓが低いほど
高く設定するようにした開始温度設定手段３８を構成し
ている。

したがって、上記実施例においては、暖機増量率Ｃｗが
設定値α以下になれば、排気還流が行われる。

その場合、外気温度Ｔｓが例えばＴＳ−２’０℃ときに
は、暖機増量率Ｃｗは第４図のＴＷＩのエンジン冷却水
温度の時にα値以下となり、ＴＳ−０℃ときはＴＷ２　
（ＴＷＩ　＜ＴＷ２　）のエンジン冷却水温度の時にα
値以下となる。また、Ｔｓ−一２０℃ときはＴＷ３　（
ＴＷ２　＜Ｔｗｚ　）のエンジン冷却水温度の時にα値
以下となる。従って、外気温度Ｔｓが低いほど排気還流
の開始するエンジン冷却水温度Ｔｗは高くなる。

つまり、第４図の暖機増量率Ｃｗがエンジン１の暖機状
態が良くなるほど小値に設定される点を利用し、Ｃｗ≦
αの状況ではエンジンの暖機は十分であり混合気の燃焼
も良好に行われるから、本実施例ではＣｗ≦αの状況を
検出することのみで外気温度Ｔｓが低いほど排気還流の
開始するエンジン冷却水温度Ｔｗを高く設定できる。

そして、従来の如く排気還流の開始水温を例えば１ｗ２
に固定設定した場合に比べて、外気温度のＴＳ−２０℃
の際には、エンジン冷却水温が上記固定値ＴＷＩまで高
くならなくてもＴＷＩを越えれば、混合気の燃焼状態は
良好になるので、この排気還流を行うべき運転状態を正
確に判断してこの状態で排気還流を行うことができ、エ
ミッション性の向上を図ることができる。逆に、外気温
度Ｔｓ＝−２０℃のときは、冷却水温度が固定値ＴＷ２
を越えても混合気の燃焼状態はさほど良好でなく排気還
流は車両走行性の面で行うべきでないが、本発明では、
冷却水温度がＴＷ３を越えて混合気の燃焼状態が良好な
った時点で初めて排気還流が開始されるので、排気還流
に起因する混合気の燃焼状態の低下を有効に抑えて車両
走行性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体構成図、第３図は制御フローチャート図、第４図は
エンジン冷却水温度に対する暖機増量率特性図である。 １・・・エンジン、５・・・吸気通路、６・・・排気通
路、１７・・・水温センサ（冷却水温度検出手段）、２
０・・・排気還流通路、２１・・・ＥＧＲ制御バルブ、
２４・・・三方弁、３０・・・コントローラ、３５・・
・排気還流手段、３６・・・還流制御手段、３７・・・
外気温度検出手段、３８・・・開始温度設定手段。 ほか２名 第４図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気還流手
   段と、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温度検出手
   段と、該冷却水温度検出手段で検出したエンジン冷却水
   温度が設定値以下のとき上記排気還流手段の作動を禁止
   し、エンジン冷却水温度が設定値を越えるとき排気還流
   手段を作動させる還流制御手段とを備えると共に、外気
   温度を検出する外気温度検出手段と、該外気温度検出手
   段で検出した外気温度に応じて、上記還流制御手段によ
   り排気還流手段の作動を開始させる設定値を、外気温度
   が低いほど高く設定する開始温度設定手段とを備えたこ
   とを特徴とするエンジンの排気還流装置。