JPH0310009B2 - - Google Patents

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JPH0310009B2
JPH0310009B2 JP56148277A JP14827781A JPH0310009B2 JP H0310009 B2 JPH0310009 B2 JP H0310009B2 JP 56148277 A JP56148277 A JP 56148277A JP 14827781 A JP14827781 A JP 14827781A JP H0310009 B2 JPH0310009 B2 JP H0310009B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デイーゼルエンジンに於ける吸気絞
り弁の制御装置に係り、更に詳細には排気系に設
けられた排気粒子捕集器に捕捉された粒子を焼失
させるために吸気絞りを行う吸気絞り弁の制御装
置に係る。
［従来の技術］ デイーゼルエンジンに於て、その排気系に排気
ガス中の炭素粒子の如き可燃性粒子を捕捉してこ
れが大気中へ放出されることを防止する粒子捕集
器を設けることは従来から知られている。
粒子捕集器は耐熱性のフイルタ構造を有し、捕
捉した粒子の量が増大するに従つてそのフイルタ
構造が詰り、正常な排気ガス流れに対し支障を与
えるようになる。このため、正常な排気ガス流れ
に対し支障を与えることなく粒子捕集器が使用さ
れるためには、粒子捕集器に捕捉された粒子が定
期的にこれより除去され、粒子捕集器の再生が行
われる必要がある。
粒子捕集器の再生は種々の方法にて実施され得
るものであり、その一つの方法として、デイーゼ
ルエンジンに吸入される空気の流量を低減し、即
ち吸気絞りを行つて、排気ガス温度を粒子捕集器
に捕捉された粒子の燃焼温度以上に上昇せしめ、
その排気ガスの熱によつて粒子を粒子捕集器内に
て焼失させる方法が特開昭55−57637号公報に示
されている如く既に提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ 粒子捕集器の再生のための吸気絞りは、排気ガ
ス温度が粒子捕集器の再生のために必要な温度に
上昇し、しかもデイーゼルエンジンの運転性を大
きく損うことなく、又デイーゼルエンジンが多量
の黒煙を排出しないようエンジンの運転状態を制
御しつつ行われる必要がある。
デイーゼルエンジンが黒鉛を排出するのは、エ
ンジンが失火を起すことによるが、デイーゼルエ
ンジンに於ては、エンジン負荷、エンジン回転数
に関係なく吸気管負圧が所定値以下になると、失
火を起こし易く、またこれによつて運転性を悪化
する。
本発明は、粒子捕集器の再生のために吸気を絞
ることを、デイーゼルエンジンに失火を生じさせ
ない限界内にて最大限に実施することのできる吸
気絞り装置を提供することを課題としている。
［課題を解決するための手段］ かかる課題は、本発明によれば、デイーゼルエ
ンジンの排気系に設けられた排気粒子捕集器に捕
捉された粒子を焼失させるために吸気絞りを行う
吸気絞り弁の制御装置にして、前記吸気絞り弁の
開度を不変に維持する第一の作動態様と前記吸気
絞り弁の開度を所定量ずつ段階的に増大させる第
二の作動態様と前記吸気絞り弁の開度を所定量ず
つ段階的に減小させる第三の作動態様の間に切換
えられる吸気絞り弁作動装置と、吸気絞り弁より
下流側に於ける吸気圧力を測定する吸気圧力測定
手段と、所定時間毎に所定の制御目標吸気圧力値
と前記吸気圧力測定手段により測定された吸気圧
力測定値の比較を行い吸気圧力測定値が前記制御
目標吸気圧力値に等しいとき前記吸気絞り弁作動
装置を前記第一の作動態様にて作動させ、各吸気
圧力測定値が前記制御目標圧力値より小さいとき
前記吸気絞り弁作動装置を前記第二の作動態様に
て作動させ、各吸気圧力測定値が前記制御目標値
より大きいとき前記吸気絞り弁作動装置を前記第
三の作動態様にて作動させる繰返し制御手段とを
有していることを特徴とする吸気絞り弁の制御装
置によつて達成される。
［発明の作用及び効果］ 上記の如く、排気粒子捕集器に捕捉された粒子
を焼失させるためにデイーゼルエンジンの吸気絞
りを行うに当つて、吸気圧力について所定の制御
目標値を定め、吸気圧力をその制御目標値になる
ように吸気絞りを制御することにより、この所定
の制御目標値をエンジンに失火を生じない範囲で
粒子捕集器の再生に有効な低い値に定めておけ
ば、エンジンの失火や運転不安定を生ずることな
く粒子捕集器の粒子焼失による再生を高態率にて
行うことができる。
尚、デイーゼルエンジンに於て、アイドリング
運転時の振動を軽減する目的で吸気絞りを行い、
その際負圧減からの負圧によつて吸気絞り弁を閉
弁方向へ駆動し、この吸気絞り弁駆動用負圧の導
管の途中を吸気絞り弁より下流側の吸気圧力によ
つて作動する制御弁により該吸気圧力が所定値以
下に下がつたとき大気へ解放することにより、吸
気の絞り度を吸気絞り弁の下流側に於ける吸気圧
力によつて制御することが、実開昭55−156221号
公報に於て提案されている。しかしかかる吸気管
負圧による直接的且アナログ的吸気絞り弁の制御
によつては、負圧作動式制御弁の作動特性が尖鋭
さに欠けることと、負圧の伝達にはかなりの時間
遅れがあることによつて、制御の追従性に大きく
欠けるところがあり、本発明が目的とする失火を
回避した限界的吸気絞りを達成する作用は到底得
られないものと推測される。
この点に関し、本発明による上記の制御構成に
於ける如く、吸気絞り弁作動装置が、吸気絞り弁
の開度を不変に維持する第一の作動態様と吸気絞
り弁の開度を所定量ずつ段階的に増大させる第二
の作動態様と吸気絞り弁の開度を一度に所定量ず
つ減小させる第三の作動態様との間に切換えられ
るデイジタル的作動を行う装置として構成され、
かかる吸気絞り弁作動装置が、所定時間毎に行わ
れる吸気圧力測定値と所定の制御目標圧力値の大
小の比較に基いて上記第一乃至第三の作動態様の
何れかにその都度繰返し設定されるデイジタル的
制御が行われることにより、吸気管圧力を直接的
フイードバツク制御によらず所定の目標値より低
下させることなくすることができ、また吸気管圧
力が、該目標値である時はその目標値に正しく継
続的に維持することができる。
［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。
第１図は本発明による制御装置が組込まれたデ
イーゼルエンジンの一つの実施例を示す概略構成
図である。図に於て、１はデイーゼルエンジンを
示しており、該デイーゼルエンジン１は図示され
ていない燃焼室に吸気マニホールド２より空気を
吸入し、また前記燃焼室に図示されていない燃焼
噴射ノズルより噴射供給され、排気ガスを排気マ
ニホールド、排気管４、粒子捕集器５及び排気管
６を経て大気中へ排出するようになつている。前
記燃料噴射ノズルより燃焼室へ噴射供給される燃
焼量は燃料噴射ポンプ７により制御され、これに
よりデイーゼルエンジン１の負荷が制御されるよ
うになつている。
粒子捕集器５は耐熱性のフイルタ構造を有し、
排気ガスの流れを自由に許しながら該排気ガス中
の炭素粒子の如き可燃性粒子を捕捉するようにな
つている。
吸気マニホールド２には前記燃焼室に吸入され
る空気の流量を制御する吸気絞り弁８が設けられ
ている。吸気絞り弁８は弁軸８ａに担持されたバ
タフライ弁として構成され、レバー９を介してダ
イヤフラム装置１０のロツド１１に連結され、該
ダイヤフラム装置によつて駆動されるようになつ
ている。ダイヤフラム装置１０はダイヤフラム１
２を有し、該ダイヤフラム１２はそのダイヤフラ
ム室１３に導入される負圧の増大に応じて圧縮コ
イルばね１４のばね力に抗して図にて右方へ移動
し、吸気絞り弁８を閉弁方向、即ち吸気絞りを行
う方向へ駆動するようになつている。
ダイヤフラム室１３には負圧ポンプ１５が発生
する負圧が導管１６、負圧制御弁１７及び導管１
８を経て選択的に供給されるようになつている。
負圧制御弁１７は電磁作動式の三方向切換弁とし
て構成され、電磁装置に通電が行われている時に
は導管１８を接続されたポートａを導管１６を接
続されたポートｂに接続し、これに対し前記電磁
装置に通電が行われていない時にはポートａをポ
ートｂに代えて大気取入ポートｃに接続するよう
になつている。負圧制御弁１７の電磁装置には制
御装置１９より一定周波数のパルス信号が与えら
れ、これによりポートａはポートｂとポートｃと
にそのパルス信号のデユーテイ比に応じた所定の
時間比をもつて繰返し接続される。これによつて
ポートａには負圧制御弁１７の電磁装置に与えら
れるパルス信号のデユーテイ比の増大に応じて大
きい負圧が生じ、またこの負圧の増大に応じて吸
気絞り弁８の吸気絞り度が増大する。
吸気絞り弁８によつて吸気絞りが行われて前記
燃焼室に吸入される空気の流量が減少すると、燃
焼室に於ける余剰空気が減少することにより排気
ガス温度が上昇し、これにより粒子捕集器５に捕
捉されている粒子が焼失し、粒子捕集器の再生が
行われる。粒子捕集器再生時に於ける吸気絞りは
この時にデイーゼルエンジンが失火しないよう、
また吸入空気の不足によりデイーゼルエンジンが
多量の黒煙を排出しないように行われる必要があ
る。
制御装置１９は、第２図に示されている如く、
エンジ負荷とエンジン回転数とに応じて吸気絞り
域（吸気絞り可能域）と非吸気絞り域とを記憶装
置に記憶しており、粒子捕集器５の再生時には燃
料噴射ポンプ７に設けられたエンジン負荷センサ
２０及びエンジン回転数センサ２１によつて測定
されたエンジン負荷とエンジン回転数に基いて吸
気絞り域であるか否かの判別を行い、吸気絞り域
に於てはデイーゼルエンジンが失火を生じない限
界圧力（例えば530mmHg.abs.）に吸気圧力が維
持されるように負圧制御弁１７の電磁装置へ出力
するパルス信号のデユーテイ比を制御ようになつ
ている。即ち、制御装置は所定時間又は所定クラ
ンク角毎に吸気圧力センサ２７により測定される
吸気圧力（絶対圧）が前記限界圧力より大きい時
にはパルス信号のデユーテイ比を所定量だけ大き
くし、また前記吸気圧力が前記限界圧力より小さ
い時にはパルス信号のデユーテイ比を所定量だけ
小さくするようになつている。尚、吸気絞り域は
前記限界圧力まで吸気絞りが行われてもデイーゼ
ルエンジンが多量の黒煙を発生しない運転域であ
る。
次に第３図に示されたフローチヤートを参照し
て本発明の制御装置の作動について説明する。
尚、このフローチヤートに示されたルーチンは所
定時間又は所定クランク角毎に繰返し実行され
る。
先ずステツプ１に於ては粒子捕集器５の再生時
期であるか否かの判別が行われる。この判別は排
気ガス圧力、時間等の適宜の制御因子に基き行わ
れればよい。再生時期でない時にはステツプ２へ
進み、このステツプに於て負圧制御弁１７の電磁
装置へオフ信号が出力される。これにより負圧制
御弁１７のポートａは連続してポートｃに接続さ
れ、この結果、ダイヤフラム室１３には大気圧が
導入され、吸気絞り弁８は全開位置に保持され、
吸気絞りが行われない。
再生時期である時には次のステツプ３にてエン
ジン負荷センサ２０によつて測定されたエンジン
負荷Ｒとエンジン回転数センサ２１によつて測定
されたエンジン回転数Ｎとが読込まれる。ステツ
プ４に於てはエンジン負荷Ｒとエンジン回転数Ｎ
に基いて第２図に示されている如く吸気絞り域で
あるか否かの判別が行われる。再生時期であつて
も吸気絞り域でない時にはデイーゼルエンジンが
多量の黒煙を排出しないようステツプ２へ進み、
吸気絞りは行われない。吸気絞り域である時には
圧力センサ２７により測定された吸気管負圧IP
の読込みが行われる。次のステツプ６に於ては吸
気圧力IPが限界圧力Ａに等しいか否かの判別が
行われる。吸気圧力IPが限界圧力に等しくない
時にはステツプ７へ進み、このステツプに於ては
吸気圧力IPが限界圧力Ａより大きいか否かの判
別が行われる。吸気圧力IPが限界圧力Ａより大
きい時にはステツプ８へ進み、このステツプに於
てはパルス信号がそのデユーテイ比Ｄを増量分
ΔDだけ増大され負圧制御弁１７へ出力される。
これによりダイヤフラム室１３には負圧が導入さ
れ、またその負圧が増量分ΔDに応じた量だけ増
大し、吸気絞り弁８は吸気絞り方向へ駆動され、
吸気絞りを行うようになる。またステツプ７に於
て吸気圧力IPが限界圧力Ａより小さいとき、換
言すれば吸気管負圧が所定の負圧より大きい時に
はステツプ９へ進み、このステツプに於ては負圧
制御弁１７へ出力するパルス信号のデユーテイ比
Ｄが減量分ΔDだけ減少される。これによりダイ
ヤフラム室１３の負圧が減少し、吸気絞り弁８の
吸気絞り度が減量分ΔDに応じた量だけ減少す
る。またステツプ６に於て吸気圧力IPが限界圧
力Ａに等しい時にはステツプ10へ進み、今までと
同じデユーテイ比のパルス信号が負圧制御弁１７
へ出力される。この時にはダイヤフラム室１３の
負圧は実質的に変化せず、吸気絞り弁８の開度も
変化しない。
上述の如く吸気圧力を測定しつつ直接的フイー
ドバツク制御によらず目標制御式に吸気圧力が限
界圧力に維持されるよう吸気絞り弁８の開度が制
御されることにより、デイーゼルエンジン１が失
火することなく、またデイーゼルエンジン１が多
量の黒煙を排出することなくデイーゼルエンジン
１より排出される排気ガスの温度が上昇し、この
排気ガスの熱によつて粒子捕集器５に捕捉されて
いる粒子が焼失し、粒子捕集器５の再生が実行さ
れる。
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つて明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による吸気絞り弁の制御装置が
組込まれたデイーゼルエンジンの一つの実施例を
示す概略構成図、第２図は吸気絞り域と非吸気絞
り域を示すグラフ、第３図はフローチヤートであ
る。 １……デイーゼルエンジン、２……吸気マニホ
ールド、３……排気マニホールド、４……排気
管、５……粒子捕集器、６……排気管、７……燃
料噴射ポンプ、８……吸気絞り弁、８ａ……弁
軸、９……レバー、１０……ダイヤフラム装置、
１１……ロツド、１２……ダイヤフラム、１３…
…ダイヤフラム室、１４……圧縮コイルばね、１
５……負圧ポンプ、１６……導管、１７……負圧
制御弁、１８……導管、１９……制御装置、２０
……エンジン負荷センサ、２１……エンジン回転
数センサ、２７……吸気圧力センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ デイーゼルエンジンの排気系に設けられた排
    気粒子捕集器に捕捉された粒子を焼失させるため
    に吸気絞りを行う吸気絞り弁の制御装置にして、
    前記吸気絞り弁の開度を不変に維持する第一の作
    動態様と前記吸気絞り弁の開度を所定量ずつ段階
    的に増大させる第二の作動態様と前記吸気絞り弁
    の開度を所定量ずつ段階的に減小させる第三の作
    動態様の間に切換えられる吸気絞り弁作動装置
    と、吸気絞り弁より下流側に於ける吸気圧力を測
    定する吸気圧力測定手段と、所定時間毎に所定の
    制御目標吸気圧力値と前記吸気圧力測定手段によ
    り測定された吸気圧力測定値の比較を行い吸気圧
    力測定値が前記制御目標圧力値に等しいとき前記
    吸気絞り弁作動装置を前記第一の作動態様にて作
    動させ、吸気圧力測定値が前記制御目標吸気圧力
    値より小さいとき前記吸気絞り弁作動装置を前記
    第二の作動態様にて作動させ、吸気圧力測定値が
    前記制御目標吸気圧力値より大きいとき前記吸気
    絞り弁作動装置を前記第三の作動態様にて作動さ
    せる繰返し制御手段とを有していることを特徴と
    する吸気絞り弁の制御装置。
JP56148277A 1981-09-18 1981-09-18 デイ−ゼルエンジンに於ける吸気絞り弁の制御装置 Granted JPS5851235A (ja)

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JP56148277A JPS5851235A (ja) 1981-09-18 1981-09-18 デイ−ゼルエンジンに於ける吸気絞り弁の制御装置
US06/409,835 US4467601A (en) 1981-09-18 1982-08-20 Method and a system for controlling a soot catcher purging throttle valve

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