JPH0411737B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車等の車輌に用いられるデイーゼ
ル機関の排気ガス再循環制御方法に係る。

発明の背景 自動車等の車輌に用いられるデイーゼル機関に
於て、排気ガス中のNOx濃度を低減するために
排気ガス再循環を行うことが既に提案されてお
り、デイーゼル機関の排気ガス再循環は、デイー
ゼル機関の運転性を阻害せず、また白煙或いは黒
煙の発生を伴わないためには機関燃焼室内に吸入
される吸入空気のうちの余剰分の一部を排気ガス
に置換えるべくデイーゼル機関の運転状態に応じ
て流量にて行われれば良いが、しかし低温時にも
排気ガス再循環が行われると、機関吸気系へ再循
環される排気ガス中の硫黄酸化物等の有害成分に
よりデイーゼル機関の腐食、摩耗が激しくなり、
所謂低温腐食が生じ、デイーゼル機関の耐久性が
低下する。このため機関温度が低下するアイドル
運転には排気ガス再循環を行うことが困難であつ
た。

デイーゼル機関のアイドル運転時に排気ガス再
循環が行われないと、デイーゼル機関のアイドル
運転時に於ける排気ガス中のNOx濃度が増大す
るから、本発明者は、デイーゼル機関の特にアイ
ドル運転時に於ける排気ガス中のNOx濃度を低
減するために、アイドル運転時に於ける排気ガス
再循環の可能性について実験的研究を行つたとこ
ろ、デイーゼル機関は、アイドル運転椅外の運転
状態よりアイドル運転状態になつても即座には排
気ガス再循環による低温腐食を生じる如き温度に
は低下せず、アイドル運転開始時よりそれ以前の
運転状態、即ちデイーゼル機関の燃焼の経時的変
化に応じて決まる時間が経過した後に排気ガス再
循環による低温腐食を生じる如き温度にまで低下
し、このことによりアイドル運転時には排気ガス
再循環が時間制御されるのであれば、アイドル運
転時に於ても低温腐食を生じることなく排気ガス
中のNOx濃度を低減するために排気ガス再循環
を行うことが可能であることを見出した。

発明の目的 本発明は、上述の如き実験的研究により見出さ
れた観点に基き、アイドル運転時にも排気ガス再
循環を行うデイーゼル機関の排気ガス再循環制御
方法を提供することを目的としている。

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、アイドル運転
時にはアイドル運転状態になる以前の機関運転状
態に応じて定められた時間のみアイドル運転開始
時より排気ガス再循環を行い、アイドル運転以外
の運転時にはその時のデイーゼル機関の運転状態
に応じて随時定められた流量にて排気ガス再循環
を行うことを特徴とする如きデイーゼル機関の排
気ガス再循環制御方法によつて達成される。

発明の効果 本発明による排気ガス再循環制御方法によれ
ば、アイドル運転時には排気ガス再循環がアイド
ル運転開始時よりアイドル運転状態になる以前の
機関運転状態に応じて定めれた時間のみ行われる
ので、排気ガス再循環により低温腐食が生じるこ
とがない。アイドル運転時の排気ガス再循環時間
は機関温度がアイドル運転開始時より低温腐食が
生じる虞れがある温度にまで低下する時間に応じ
て定められ、これはアイドル運転状態になる以前
にデイーゼル機関が所定の値以上の負荷（中乃至
高負荷）にて運転された時間が長いほど長く、デ
イーゼル機関が所定の値以下の負荷（低負荷）に
て運転された時間が長いほど短い。

実施例の説明 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図は本発明による排気ガス再循環制御方法
を実施す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はデイーゼル機関を示
しており、該デイーゼル機関は、シリンダボア２
内にピストン３を摺動可能に受入れ、該ピストン
の上方に燃焼室４を郭定しており、また燃焼室４
に連通する渦流室５を有し、該渦流室に図示され
ていない燃料噴射ノズルより液体燃料を噴射供給
されるようになつている。

デイーゼル機関１は、吸気マニホールド６及び
吸気ポート７を経て燃焼室４内に空気を吸入し、
燃焼室４より排気ポート８を経て排気マニホール
ド９へ排気ガスを排出する。吸気ポート７と排気
ポート８は各々ポペツト弁により開閉されるよう
になつており、図に於ては符号１０により排気用
のポペツト弁のみが示されている。

１１は排気ガス再循環制御弁を示している。排
気ガス再循環制御弁１１は入口ポート１３と出口
ポート１４とを備えたケーシング１２を有し、入
口ポート１３は導管１５によつて排気マニホール
ド９に形成された排気ガス取出ポート１６に接続
され、出口ポート１４は導管１７によつて排気マ
ニホールド６に形成された排気ガス注入ポート１
８に接続されている。

排気ガス再循環制御弁１１はケーシング１２内
に弁要素１９を有し、該弁要素は、弁ロツド２２
によつてダイヤフラム装置２３に駆動連結され、
ダイヤフラム２５の一方の側に設けられたダイヤ
フラム室２６に負圧が導入されていない時には圧
縮コイルばね２６のばね力により図にて左方へ駆
動されて弁座部２０に着座して弁ポート２１を閉
じ、これに対しダイヤフラム室２６に負圧が導入
されている時には圧縮コイルばね２７のばね力に
抗して図にて右方へ駆動されて弁座部２０より離
れて弁ポート２１をその負圧の大きさに応じて開
くようになつている。

ダイヤフラム室２６は導管２８によつて負圧調
整弁２９の負圧出力ポート３０に接続されてい
る。負圧調整弁２９は負圧入力ポート３１に負圧
ポンプ３２より導管３３を経て負圧を供給され、
その負圧を制御装置４０より与えられる電気的な
制御信号に応じて調圧し、その調圧負圧を負圧出
力ポート３０より出力するようになつている。

制御装置４０は、一般的なマイクロコンピユー
タ及びアツプダウンカウンタを含んだものであつ
てよく、燃料噴射量センサ４１よりデイーゼル機
関１に供給された燃料噴射量に関する情報を、回
転数センサ４２よりデイーゼル機関１の回転数に
関する情報を、アイドルスイツチ４３よりデイー
ゼル機関１がアイドル運転されているか否かに関
する情報を、水温センサ４４よりデイーゼル機関
１の冷却水温度に関する情報を各々入力され、ま
た予めデイーゼル機関１の燃料噴射量と回転数と
に応じた最適排気ガス再循環流量に関する制御デ
ータを記憶しており、該制御データと前記各セン
サよりの情報とに応じて本発明による排気ガス再
循環制御方法を実施すべく第２図及び第３図に示
されたフローチヤートに従つて制御信号を負圧調
整弁２９へ出力するようになつている。

尚、燃料噴射量センサ４１は、燃料噴射ポンプ
のスピルリングの如き燃料供給量制御要素の変位
量を検出するもの、或いはアクセルペダルの踏込
量を検出するもの等であつてよい。

次に第２図及び第３図に示されたフローチヤー
トを参照して本発明による排気ガス再循環制御方
法の実施要領の一例を説明する。

第２図に示されたフローチヤートはメインル−
チンであり、これは機関運転中連続して繰返し実
行される。

最初のステツプ１に於ては、燃料噴射量センサ
４１、回転数センサ４２、アイドルスイツチ４３
及び水温センサ４４よりの情報の入力が行われ
る。

次にステツプ２に於ては、水温センサ４４によ
り検出されたデイーゼル機関１の冷却水の温度が
所定値以上であるか否かの判別が行われる。冷却
水温度が所定値以上でない時にはステツプ３へ進
み、冷却水温度が所定値以上である時、即ち暖機
完了後にはステツプ４へ進む。

ステツプ３に於ては、負圧制御弁２９へオフ信
号が連続して出力される。この時には負圧調整弁
２９は排気ガス再循環制御弁１１のダイヤフラム
室２６に負圧を出力せず、このためこの時には排
気ガス再循環が行われない。

ステツプ４に於ては、アイドルスイツチ４３が
オン状態であるか否かの判別が行われる。アイド
ルスイツチ４３がオン状態でない時、即ちデイー
ゼル機関１が負荷運転されている時にはステツプ
５へ進み、これに対しアイドルスイツチ４３がオ
ン状態である時、即ちデイーゼル機関１がアイド
ル運転されている時にはステツプ６へ進む。

ステツプ５に於ては、燃料噴射量センサ４１に
より検出された燃料噴射量と回転数センサ４２に
より検出された回転数とに対応する制御データの
検索が行われ、この制御データに基く制御信号、
即ち所定のデユーテイ比のパルス信号が負圧制御
弁２９へ出力される。これにより負圧制御弁２９
はその時のデイーゼル機関１の運転状態に応じた
負圧を負圧出力ポート３０に出力し、この負圧に
よつて排気ガス再循環制御弁１１が駆動される。
従つてこの時には燃料噴射量と回転数とに応じて
随時定めれる流量にて排気ガス再循環が行われ
る。

ステツプ６に於ては、制御装置４０のカウンタ
のカウンタ値ＣがＯであるか否かの判別が行われ
る。Ｃ≦Ｏである時にはステツプ３へ進み、これ
に対しＣ≦Ｏでない時にはステツプ７へ進む。

ステツプ７に於ては、予め定められた所定のデ
ユーテイ比のパルス信号が負圧制御弁２９へ出さ
れる。従つてこの時にはアイドル運転時に於ける
吸入空気量に応じて予め定められた流量にて排気
ガス再循環が行われる。ステツプ７は、アイドル
運転時であつてカウンタのカウンタ値ＣがＯ以上
の値である時のみ実行される。即ち、アイドル運
転時には前記カウンタ値ＣがＯ以上の値である時
のみ排気ガス再循環が行われる。

第３図は前記カウンタのカウンタ値Ｃを制御す
るフローチヤートであり、これは所定時間毎に割
込みにより実用される。

最初のステツプ１１に於ては、水温センサ４４
により検出された冷却水の温度が所定値以上であ
るか否かの判別が行われる。ステツプ１１に於け
る所定値はステツプ２に於ける所定値と同一であ
つても異なつていてもよい。冷却水温度が所定値
以上でない時にはステツプ１２へ進み、これに対
し冷却水温度が所定値以上である時にはステツプ
１３へ進む。

ステツプ１２に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが最小値Cminに設定される。最小値Cminは零
或いは比較的小さい正の値であつてもよい。ステ
ツプ１２の次はルーチンが終了する。

ステツプ１３に於ては、アイドルスイツチ４３
がオン状態であるか否かの判別が行われる。アイ
ドルスイツチ４３がオン状態でない時にはステツ
プ１４へ進み、これに対しアイドルスイツチ４３
がオン状態である時にはステツプ２３へ進む。

ステツプ１４に於ては、燃料噴射量センサ４１
により検出された燃料噴射量が所定値以上である
か否かの判別が行われる。燃料噴射量が所定値以
上である時、即ちデイーゼル機関１が中乃至高負
荷にて運転されている時にはステツプ１５へ進
み、これに対し燃料噴射量が所定値以上でない時
にはステツプ１８へ進む。

ステツプ１５はアツプカウントステツプであ
り、このステツプに於ては、カウンタのカウンタ
値Ｃ一つアツプカウントされる。ステツプ１５の
次はステツプ１６へ進む。

ステツプ１６に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが最大値Cmaxより大きいか否かの判別が行わ
れる。Ｃ＞Cmaxである時にはステツプ１７へ進
み、Ｃ＞Cmaxでない時にはルーチンが終了す
る。ステツプ１７に於ては、カウンタのカウンタ
値Ｃが最大値Cmaxより大きくなることを回避す
べく、カウンタ値Ｃが最大値Cmaxに変更され
る。ステツプ１７の次はルーチンが終了する。

ステツプ１８に於ては、回転数センサ４２によ
り検出された回転数が所定値以下であるか否かの
判別が行われる。回転数が所定値以下でない時、
即ちデイーゼル機関１が中乃至高速度にて運転さ
れている時にはステツプ１９へ進み、これに対し
回転数が所定値以下である時にはステツプ２０へ
進む。

ステツプ１９に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが現在のカウンタ値Ｃに保存される。ステツプ
１９の次はルーチンが終了する。

ステツプ２０はダウンカウントステツプであ
り、このステツプに於ては、カウンタのカウンタ
値Ｃが一つダウンカウントされる。ステツプ２０
の次はステツプ２１へ進む。

ステツプ２１に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが最小値Cminより小さいか否かの判別が行わ
れる。Ｃ＜Cminである時にはステツプ２２へ進
み、これに対しＣ＜Cminでない時にはルーチン
が終了する。

ステツプ２２に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが最小値Cmixより小さくなることを回避すべ
く、カウンタ値Ｃが最小値Cminに変更される。
ステツプ２２の次はルーチンが終了する。

ステツプ２３はアイドル運転時のダウンカウン
トステツプであり、このステツプに於ては、カウ
ンタのカウンタ値Ｃが一つダウンカウントされ
る。ステツプ２３の次はステツプステツプ２４へ
進む。

ステツプ２４に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが零より小さいか否かの判別が行われる。Ｃ＜
Ｏである時にはステツプ２５へ進み、これに対し
Ｃ＜Ｏでない時にはルーチンが終了する。

ステツプ２５に於ては、カウンタのカウンタ値
Ｃが零に変更される。ステツプ２５の次はルーチ
ンが終了する。

上述の如くカウンタのカウンタ値Ｃが制御され
ることにより、アイドル運転時にはアイドル運転
開始時より排気ガス再循環がアイドル運転状態に
なる以前のデイーゼル機関の運転状態に応じて定
められた時間が経過するまでの間のみ行われる。
このアイドル運転時の排気ガス再循環時間はアイ
ドル運転状態になる以前にデイーゼル機関が中乃
至高負荷にて運転されている時間が長いほど長
く、またアイドル運転状態になる以前にデイーゼ
ル機関が低負荷にて運転される時間が長いほど短
くなる。これはデイーゼル機関が中乃至高負荷に
て運転されている時間が長いほどデイーゼル機関
が高温になつてその後にアイドル運転状態になつ
てもデイーゼル機関が排気ガス再循環によつて低
温腐食を生じる如き温度に低下するまでの時間が
長いからであり、またデイーゼル機関が低負荷歓
にて運転されている時にはデイーゼル機関がさほ
ど高温にならず、その後にアイドル運転状態にな
つた時にデイーゼル機関が排気ガス再循環によつ
て低温腐食を生じる如き温度に低下するまでの時
間が短いからであり、従つて上述の如くアイドル
運転時排気ガス再循環時間が制御されることによ
つて低温腐食を生じることなく排気ガス中の
NOx濃度を低減するための排気ガス再循環が行
われる。

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図は本発明による排気ガス再循環制御方法
を実施する排気ガス再循環装置の一つの実施例を
示す概略構成図、第２図及び第３図は本発明によ
る排気ガス再循環制御方法の実施要領の一例を示
すフローチヤートである。 １…デイーゼル機関、２…シリンダボア、３…
ピストン、４…燃焼室、５…渦流室、６…吸気マ
ニホールド、７…吸気ポート、８…排気ポート、
９…排気マニホールド、１０…ポペツト弁、１１
…排気ガス再循環制御弁、１２…ケーシング、１
３…入口ポート、１４…出口ポート、１５…導
管、１６…排気ガス取出ポート、１７…導管、１
８…排気ガス注入ポート、１９…弁要素、２０…
弁座部、２１…弁ポート、、２２…弁ロツド、２
３…ダイヤフラム装置、２４…ケーシング、２５
…ダイヤフラム、２６…ダイヤフラム室、２７…
圧縮コイルばね、２８…導管、２９…負圧調整
弁、３０…負圧出力ポート、３１…負圧入力ポー
ト、３２…負圧ポンプ、３３…導管、４０…制御
装置、４１…燃料噴射量センサ、４２…回転数セ
ンサ、４３…アイドルスイツチ、４４…水温セン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アイドル運転時にはアイドル運転状態になる
   以前の機関運転状態に応じて定められた時間のみ
   アイドル運転開始時より排気ガス再循環を行い、
   アイドル運転以外の運転時にはその時のデイーゼ
   ル機関の運転状態に応じて随時定められた流量に
   て排気ガス再循環を行うことを特徴とするデイー
   ゼル機関の排気ガス再循環制御方法。