JPH04272460A - ディーゼル機関の排気還流制御装置 - Google Patents

ディーゼル機関の排気還流制御装置

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JPH04272460A
JPH04272460A JP3135016A JP13501691A JPH04272460A JP H04272460 A JPH04272460 A JP H04272460A JP 3135016 A JP3135016 A JP 3135016A JP 13501691 A JP13501691 A JP 13501691A JP H04272460 A JPH04272460 A JP H04272460A
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JP
Japan
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egr
passage
pressure
control valve
valve
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JP3135016A
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English (en)
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JPH0583745B2 (ja
Inventor
Shunichi Aoyama
俊一 青山
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の排気還
流制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディーゼル機関の排気還流(以下
EGRとする)制御装置としては、例えば特開昭59ー
215954号公報等に開示されたものがある。これに
ついて簡単に説明すると、機関の排気通路と吸気通路間
に接続されたEGR通路に介装したEGR制御弁に供給
する作動流体の供給通路に電磁弁を設け、該電磁弁を燃
料噴射量と機関回転数とに基づいて決定したデューディ
比のパルス信号によって制御することにより、EGR量
を機関負荷に基づいて変化させるよう構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置は、機関負荷条件を燃料噴射量に基づいて決定するも
のであり、必ずしも実際の吸入空気量と一致するもので
はなく、運転状態に見合ったEGR制御を行ってはいる
ものの高精度とは言い難い。このため、EGR量の少な
い運転の領域では影響はないが、EGR量が多量の運転
領域では運転性や燃料に悪影響を与える惧れがある。
【0004】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
で、機関運転条件に応じてきめ細かな制御を可能とし、
全ての運転領域で最適なEGR制御が実現できるディー
ゼル機関のEGR制御装置を提供することを目的とする
。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、ディ
ーゼル機関において、機関本体に接続する排気通路から
分岐し前記機関本体に接続する吸気通路に合流するEG
R通路と、該EGR通路に介装されるEGR制御弁と、
該EGR制御弁と前記吸気通路合流部との間のEGR通
路内の圧力を検知し当該圧力を所定値にすべく前記EG
R制御弁の開度を制御するEGR制御弁制御手段と、前
記EGR通路合流部より上流側の吸気通路に設けられ機
関運転条件に応じて通路開口面積を可変する通路開口面
積制御手段とを備えて構成した。
【0006】
【作用】上記の構成において、EGR制御弁下流のEG
R通路の圧力を検知し、この圧力を目標の所定圧力値と
なるようにフィードバック制御することにより、以下に
示す制御原理によりEGR率をきめ細かく変化させるこ
とができるようになる。即ち、図2のように吸気通路A
の吸気オリフィスB(通路開口面積制御手段に相当する
)より上流の圧力をP1 、吸気通路AのEGR通路合
流部の圧力をP0 、EGR制御弁C下流のEGR通路
DのEGRオリフィスE上流の圧力をP2 とすると、
吸気量Qa とEGR量Qe はそれぞれ Qa =A1 {2g(P1 ーP0 )/γa }1
/2 ー(1) Qe =A2 {2g(P1 ーP0
 )/γe }1/2 ー(2) である。A1 は吸
気通路開口面積、A2 はEGR通路開口面積、gは重
力加速度、γa ,γe はそれぞれ吸入空気,EGR
ガスの比重量である。
【0007】(1) ,(2) 式よりEGR率は  
R=(A2 /A1 )[(γa /γe )〔1ー{
(P1 ーP2 )/(P1 ーP0 )}〕]1/2
 ー(3)    の関係にある。 (3) 式からP1 とP2 の差圧を制御することに
よって吸気通路開口面積一定の条件下で以下のようなE
GR特性が得られる。
【0008】(a)P1 ーP2 =0の制御では常に
一定のEGR率が得られる。 (b)P1 ーP2 =一定値(≠0)の制御では吸入
空気量に応じてEGR率が可変となる。ここで、ディー
ゼル機関ではP1 は略大気圧で一定と考えられるから
、P2 を所定値に制御すれば差圧P1 ーP2 を常
に一定に制御することができ、上記(a)、(b)のE
GR特性が得られEGR率の設定自由度が大きくなり運
転条件に応じてきめ細かなEGR制御を行えるようにな
る。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第1実施例を示す図1において、機関本体1に接続
される排気通路2から分岐して機関本体1に接続される
吸気通路3に合流するEGR通路4には、負圧室5aに
導入される負圧に応じて変位するダイアフラム5bに連
動する弁体5cを備えたダイアフラム式のEGR制御弁
5が介装されている。6は前記EGR制御弁5下流側の
EGR通路4内の圧力を検知して当該圧力を所定値に保
持すべくEGR制御弁5の開度を制御するEGR制御弁
制御手段としての圧力調整弁で、EGR通路4の圧力を
導入する圧力室6aと、ダイアフラム6bにより前記圧
力室6aと画成され大気に連通する大気室6cと、バキ
ュームポンプ7とEGR制御弁5の負圧室5aとを接続
する負圧通路8に弁体6dを介して連通可能なノズル部
6eと、前記所定圧力を設定するためのスプリング6f
とを備え、圧力室6aに導入された圧力に応じてダイア
フラム6bを介して弁体6dが図中上下動し負圧通路8
への大気導入量を制御して希釈量を調整することによっ
てEGR制御弁5の開度を制御する。9はEGR通路4
の吸気通路合流部近傍に設けたEGRオリフィスである
。
【0010】一方、吸気通路3のEGR通路合流部より
上流側に、機関運転条件に応じて通路開口面積を可変す
る通路開口面積制御手段としてのコントロールバルブ1
0が介装されている。該コントロールバルブ10は水温
センサ11、コントロールレバーセンサ12及び回転数
センサ13等でそれぞれ検出される機関冷却水温、燃料
噴射量及び機関回転数等の機関運転条件に基づくコント
ロールユニット14からの制御信号により、例えばステ
ッピングモータ10Aを用いて弁体10Bの開度が調整
されるようになっている。
【0011】次に図3及び図4を参照しながら作用を説
明する。まず、図3はコントロールバルブ10の開度が
一定で、吸気量が増大した場合を示す。尚、吸気量及び
EGR量は図中の矢印の大きさに対応するものとする。 (A)図の状態から(B)図のように吸気量が増大する
と、コントロールバルブ10による圧力損失が増大し、
コントロールバルブ10下流の吸気通路内圧力P0 が
低下し、これに伴ってEGR通路内圧力P2 も低下す
る。この圧力P2 が低下すると圧力調整弁6は、ダイ
アフラム6bがスプリング6aのばね力に抗して下動し
弁体6dも下動する。これによって、空気による希釈量
を減少させEGR制御弁5の負荷室5aの負圧が高くな
りEGR制御弁5の開度を増大させる。この結果、(C
)図のように、EGR量から増大してEGR通路内圧力
P2 が上昇し所定圧力値でバランスする。
【0012】また、吸気量が減少する場合は、逆の動作
となりEGR通路内圧力が上昇することからEGR制御
弁5の開度は減少してEGR量を減少させる。そして、
図3の場合は、前述の(3) 式から吸気量の増大に応
じてEGR率は増大する関係にある。図4(A)〜(B
)は吸気量を一定としてコントロールバルブ10の開度
を減少させた場合を示す。
【0013】(A)図の状態から(B)図のようにコン
トロールバルブ10の開度を減少させると、図3のとき
と同様にコントロールバルブ10下流側圧力P0 が低
下しEGR量が増大する。一方、コントロールバルブ1
0の開度を増大させればEGR量は減少する。そして、
図4の場合は、コントロールバルブ10の開度の減少に
応じてEGR率が増大する関係にある。
【0014】図5に、コントロールバルブ開度を変化さ
せたときのEGR率の変化を示す実験データを示す。こ
のように、EGR制御弁5下流側のEGR通路内圧力を
フィードバック制御により所定値に保持するようにすれ
ば、EGR率の設定自由が大きくでき、これによって全
ての運転領域に適合するEGR制御が可能となる。しか
も、制御要素として吸気圧力を直接用いるので、精度良
く制御できる。更に、EGR制御弁5はフィードバック
制御されるので、熱等により劣化してもシステムとして
はEGR制御特性が変化するのを防止することができる
という優れた効果を有する。
【0015】次に図6に第2実施例の要部を示す。尚、
図1に示す第1実施例と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。本実施例のものは、EGR通路4の圧
力を検知してEGR制御弁5の動作を制御するEGR制
御弁制御手段としての圧力調整弁構造に特徴がある。図
おいて、本実施例の圧力調整弁20は、EGR通路4の
圧力を導入する圧力室20a、大気に連通する大気室2
0c、前記両室20a、20cを画成するダイアフラム
20b、ダイアフラム20bに従動する弁体20d、大
気室20c内の大気を弁体20dを介して負圧通路8に
導入するためのノズル部20e及びダイアフラム20b
を上方に付勢するスプリング20fを備えることは第1
実施例の圧力調整弁6と同様であるが、これに加えて更
に大気室20c側に通電時にダイアフラム20bを図中
上方に吸引するソレノイド20gを備えて構成されてい
る。
【0016】かかる構成において、コントロールユニッ
ト14からの出力によって圧力調整弁20のソレノイド
20gがON状態にあるときは、図7(A)の如くダイ
アフラム20bが上方に付勢され負圧通路8の空気の希
釈量が増大しEGR制御弁5の開度が減少しEGR通路
4内の圧力は小さくなる。これにより、この場合のEG
R通路4の設定圧力は低く設定される。
【0017】ソレノイド20gをONからOFFにする
とEGR通路4内の圧力(負圧)とのバランスがくずれ
、図7(B)のようにダイアフラム20bが下方に移動
する。このため、弁体20dも下動し希釈量が減少して
EGR制御弁5の開度が増大する。そして、EGR量の
増大によってスプリング20fによって決まる設定圧に
なると図7(C)の安定した状態となる。尚、ソレノイ
ド20gの通電制御は、ONーOFF制御の他デューデ
ィ制御等も適用できる。
【0018】このように、ソレノイド20gの吸引力に
応じてEGR通路4の設定圧P2 を可変することがで
きる。前記設定圧P2 を可変することによって、(3
) 式から明らかなように、EGR率Rも可変制御でき
設定圧P2 をEGR率制御の基本パラメータに用いる
ことによって、第1実施例のものに比べてより一層EG
R率制御をきめ細かく行うことができる。
【0019】図8にEGR通路4内圧力P2 を変化さ
せたときのEGR特性を示す。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、E
GR制御弁下流のEGR通路の圧力を検知してこの圧力
を所定値に保つようフィールドバック制御し、全ての運
転領域で要求に適合したEGR量の制御機能を持たせる
構成としたので、機関の要求に応じてきめ細かなEGR
率に制御することが可能となり、大量のEGR量を必要
とする運転領域においても運転性及び燃費の悪化を招く
ことなくNOX の低減効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す構成図
【図2】本発
明に係るEGR制御装置の制御原理の説明図
【図3】本発明の第1実施例の動作説明図
【図4】本発
明の第1実施例の動作説明図
【図5】同上第1実施例の
EGR特性図
【図6】本発明の第2実施例の要部構成図
【図7】同上第2実施例の圧力調整弁の動作説明図
【図
8】同上第2実施例においてEGR通路内圧力に応じた
EGR特性図
【符号の説明】
1    機関本体                
        2    排気通路 3    吸気通路                
        4    EGR通路 5    EGR制御弁              
      6    圧力調整弁 7    バキュームポンプ            
    8    負圧通路 10    コントロールバルブ          
    11    水温センサ 12    コントロールレバーセンサ       
 13    回転数センサ 14    コントロールユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディーゼル機関において、機関本体に接続
    する排気通路から分岐し前記機関本体に接続する吸気通
    路に合流する排気還流通路と、該排気還流通路に介装さ
    れる排気還流制御弁と、該排気還流制御弁と前記吸気通
    路合流部との間の排気還流通路内の圧力を検知し当該圧
    力を所定値にすべく前記排気還流制御弁の開度を制御す
    る排気還流制御弁制御手段と、前記排気還流通路合流部
    より上流側の吸気通路に設けられ機関運転条件に応じて
    通路開口面積を可変する通路開口面積制御手段とを備え
    て構成したことを特徴とするディーゼル機関の排気還流
    制御装置。
JP3135016A 1991-06-06 1991-06-06 ディーゼル機関の排気還流制御装置 Granted JPH04272460A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3135016A JPH04272460A (ja) 1991-06-06 1991-06-06 ディーゼル機関の排気還流制御装置

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JP3135016A JPH04272460A (ja) 1991-06-06 1991-06-06 ディーゼル機関の排気還流制御装置

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JPH04272460A true JPH04272460A (ja) 1992-09-29
JPH0583745B2 JPH0583745B2 (ja) 1993-11-29

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ID=15141965

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JP3135016A Granted JPH04272460A (ja) 1991-06-06 1991-06-06 ディーゼル機関の排気還流制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106150769A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 长城汽车股份有限公司 发动机组件及具有其的车辆

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106150769A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 长城汽车股份有限公司 发动机组件及具有其的车辆

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JPH0583745B2 (ja) 1993-11-29

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