JPH06257517A - 内燃機関の排ガス還流制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＥＧＲバルブの温度が過渡状態にある場合に
も、最適なＥＧＲ量を供給することを目的とする。 【構成】内燃機関１の排ガスをＥＧＲバルブ５を介して
吸気管２へ還流させる還流管４が設けられ、ＥＧＲバル
ブ５には温度検出手段９が設けられる。温度検出手段９
の検出信号と、内燃機関１の回転数及び燃料噴射量とに
基づいてＥＧＲバルブ５の開度を演算し、その演算結果
に基づいてＥＧＲバルブ５を開閉する制御装置６，８が
設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関において排ガ
スを吸気管に還流してシリンダ内の燃焼温度を制御する
排ガス還流制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における従来の排ガス還流制御
装置の一例を図３に従って説明すると、ディーゼルエン
ジン１には吸気管２と排気管３とが接続される。そし
て、前記ディーゼルエンジン１は吸気管２を介してシリ
ンダ内に吸入される空気と、シリンダ内に噴射される燃
料ガスとの混合気を同シリンダ内で燃焼させて動作す
る。また、シリンダ内での燃焼で発生した排ガスは排気
管３を介して排出される。

【０００３】前記吸気管２と排気管３とは還流管４を介
して接続され、同還流管４にはＥＧＲバルブ５が介在さ
れている。前記ＥＧＲバルブ５の開閉動作はバキューム
レギュレートバルブ６で制御され、そのバキュームレギ
ュレートバルブ６には前記ディーゼルエンジン１の動作
に基づいて動作するバキュームポンプ７から負圧が供給
されている。

【０００４】前記バキュームレギュレートバルブ６は電
子制御ユニット（以下ＥＣＵとする）８の出力信号に基
づいて制御され、同ＥＣＵ８には前記ディーゼルエンジ
ン１の回転数を検出した検出信号ＳＧr と、シリンダ内
への燃料噴射量を検出した検出信号ＳＧf が入力されて
いる。

【０００５】従って、前記ディーゼルエンジン１の回転
数及びシリンダ内への燃料噴射量に基づいて前記ＥＣＵ
８からバキュームレギュレートバルブ６に制御信号が出
力される。バキュームレギュレートバルブ６はその制御
信号に基づいて前記ＥＧＲバルブ５に供給する負圧を制
御し、ＥＧＲバルブ５はバキュームレギュレートバルブ
６から供給される負圧に基づいてその開度が調整され
る。

【０００６】このような排ガス還流制御装置において、
排ガスの還流量（ＥＧＲ量）は次のように設定されてい
る。すなわち、図４に示すようにスロットル操作に基づ
いて変動する燃料噴射量Ｆとエンジン回転数Ｒとに基づ
いて、ＥＣＵ８はバキュームレギュレートバルブ６を介
してＥＧＲバルブ５の開度を制御する。

【０００７】なお、図４上方の実線の曲線は、各エンジ
ン回転数Ｒにおける最大燃料噴射量を示す曲線であり、
通常運転中のエンジンの状態は、この実線の下方の領域
に存在する。

【０００８】そして、例えば任意の燃料噴射量Ｆに基づ
いてエンジン回転数Ｒが低回転領域にある状態では、Ｅ
ＧＲ量はエンジン回転数の上昇とともに増大され、また
燃料噴射量Ｆに対する限界値は排ガスとして煙が発生し
ない範囲での最大値であるスモーク限界線Ｌ１で設定さ
れている。すなわち、ＥＧＲ量が多すぎる場合には、シ
リンダ内の燃料ガスは不完全燃焼状態となって、黒煙が
発生するからである。また、適宜なＥＧＲ量を供給すれ
ば、シリンダ内の燃焼温度が抑制されて、ＮＯｘの発生
が抑制される。

【０００９】また、エンジン回転数Ｒが高回転領域に移
行すると、ＥＧＲ量はエンジン回転数Ｒの上昇とともに
低減され、その限界値は前記ＥＧＲバルブ５が高温によ
り破壊されない範囲での最大値である温度限界線Ｌ２に
設定されている。すなわち、エンジン回転数Ｒが高回転
となって単位時間当たりにＥＧＲバルブ５を通過する排
ガス量が増大すると、同ＥＧＲバルブ５の温度が上昇す
る。そして、ＥＧＲバルブ５の温度が限界値を越える
と、同ＥＧＲバルブ５の正常な動作が阻害されるおそれ
があるからである。また、このような高回転領域では前
記温度限界線Ｌ２は前記スモーク限界線Ｌ１より低くな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような排ガス還
流制御装置では、ＥＧＲ量を燃料噴射量Ｆとエンジン回
転数Ｒに基づいてのみ設定している。

【００１１】一方、図５に示すようにＥＧＲバルブ５が
オフ状態、すなわち閉じている状態では、ＥＧＲバルブ
５の温度Ｔは上昇せず、同ＥＧＲバルブ５がオン状態と
なって開かれると、同ＥＧＲバルブ５の温度Ｔが上昇す
る。

【００１２】すなわち、前記検出信号ＳＧr ，ＳＧf に
基づいてＥＧＲバルブ５がオフされている状態からＥＧ
Ｒバルブ５がオンされる場合に、ＥＧＲバルブ５の温度
Ｔが当該燃料噴射量Ｆとエンジン回転数Ｒとに対応する
定常温度に達するまでの過渡状態にある時間ｔｋは１０
〜２０分程度を要する。

【００１３】ところが、ＥＧＲ量は燃料噴射量Ｆとエン
ジン回転数Ｒに基づいてのみ設定されている。この結
果、ＥＧＲバルブ５がオフ状態からオンされて間もない
ときでも、エンジン回転数Ｒが高回転領域となると、Ｅ
ＧＲバルブ５の温度Ｔが低いにも関わらずあらかじめ設
定された温度限界線Ｌ２に基づいてＥＧＲ量が決定され
る。従って、ＥＧＲバルブ５で供給可能なＥＧＲ量を大
きく下回るＥＧＲ量しか供給できない状態となり、ＮＯ
ｘの抑制を効果的に行うことができないという問題点が
ある。

【００１４】この発明は前記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的はＥＧＲバルブの温度が過渡状
態にある場合にも、最適なＥＧＲ量を供給可能とする排
ガス還流制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、内燃機関の排ガスをＥＧＲバルブを介し
て吸気管へ還流させる還流管が設けられ、前記ＥＧＲバ
ルブには温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の
検出信号と、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量とに
基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を演算し、その演算結
果に基づいて前記ＥＧＲバルブを開閉する制御装置が設
けられる。

【００１６】また、ＥＧＲバルブを介して排ガスを吸気
管へ還流させる還流管を内燃機関に設け、前記内燃機関
の回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲバルブの
開度を制御する排ガス還流制御方法において、前記ＥＧ
Ｒバルブの温度を検出し、前記内燃機関の回転数が所定
値以上の時は、前記ＥＧＲバルブの検出温度とあらかじ
め設定されたＥＧＲバルブの限界温度とに基づき、前記
回転数と前記燃料噴射量により演算される前記排ガスの
還流可能領域を変更する。

【００１７】

【作用】ＥＧＲバルブの開度は温度検出手段の検出信号
と、内燃機関の回転数及び燃料噴射量とに基づいて演算
される。従って、ＥＧＲバルブの温度が限界温度に達し
ていない場合、同ＥＧＲバルブの温度に対応した最適量
の排ガスが吸気管に還流される。

【００１８】

【実施例】図１及び図２は本発明の一実施例を示す。な
お、前記従来例と同一構成部分は同一符号を付して説明
する。

【００１９】図１に示すように、ディーゼルエンジン１
には吸気管２と排気管３とが接続される。前記吸気管２
と排気管３とは還流管４を介して接続され、同還流管４
にはＥＧＲバルブ５が介在されている。前記ＥＧＲバル
ブ５の開閉動作はバキュームレギュレートバルブ６で制
御され、そのバキュームレギュレートバルブ６はバキュ
ームポンプ７から負圧が供給されている。

【００２０】前記バキュームレギュレートバルブ６はＥ
ＣＵ８の出力信号に基づいて制御され、同ＥＣＵ８には
前記ディーゼルエンジン１の回転数Ｒ及びシリンダ内へ
の燃料噴射量Ｆを検出した信号ＳＧr ，ＳＧf が入力さ
れている。

【００２１】前記ＥＧＲバルブ５には温度センサ９が設
けられ、その温度センサ９は同ＥＧＲバルブ５の温度に
基づく温度信号ＳＧt を前記ＥＣＵ８に出力する。従っ
て、前記ＥＣＵ８は前記ディーゼルエンジン１の回転数
Ｒの検出信号ＳＧr ，燃料噴射量Ｆの検出信号ＳＧf 及
び温度センサ９の検出信号ＳＧt に基づいてバキューム
レギュレートバルブ６に制御信号を出力する。

【００２２】バキュームレギュレートバルブ６はその制
御信号に基づいて前記ＥＧＲバルブ５に供給する負圧を
制御し、ＥＧＲバルブ５はバキュームレギュレートバル
ブ６から供給される負圧に基づいてその開度が調整され
る。

【００２３】このような排ガス還流制御装置において、
ＥＧＲ量は次のように設定されている。すなわち、図２
に示すようにアクセルペダルの踏み込み量に基づく燃料
噴射量Ｆ、エンジン回転数Ｒ及びＥＧＲバルブ５の温度
に基づく各検出信号ＳＧr ，ＳＧf ，ＳＧt に基づい
て、ＥＣＵ８はバキュームレギュレートバルブ６を介し
てＥＧＲバルブ５の開度を制御する。

【００２４】なお、図２上方の実線による曲線は、従来
技術と同様各エンジン回転数Ｒにおける最大燃料噴射量
を示す曲線である。そして、エンジン回転数Ｒが低回転
領域にある状態では、ＥＧＲ量はエンジン回転数Ｒの上
昇とともに増大されるスモーク限界線Ｌ１に設定されて
いる。

【００２５】また、エンジン回転数Ｒが高回転領域に移
行すると、ＥＧＲ量はエンジン回転数Ｒの上昇とともに
低減される複数の温度限界線Ｌt1〜Ｌtnの範囲で設定さ
れる。この温度限界線Ｌt1〜ＬtnはＥＧＲバルブ５の温
度を検出した検出信号ＳＧtに基づいて変動し、ＥＧＲ
バルブ５の温度が上昇すれば温度限界線Ｌtnに向かって
移行してＥＧＲ量が低下し、ＥＧＲバルブ５の温度が低
下すれば温度限界線Ｌt1に向かって移行してＥＧＲ量が
増大するように設定されている。

【００２６】さて、このように構成された排ガス還流制
御装置では、エンジン回転数Ｒが低回転領域にある状態
ではＥＧＲ量はスモーク限界線Ｌ１で設定され、エンジ
ン回転数Ｒが高くなるにつれてＥＧＲ量が増大する。

【００２７】エンジン回転数Ｒが高回転領域に移行する
と、ＥＧＲ量はスモーク限界線Ｌ１と温度限界線Ｌt1〜
Ｌtnのいずれかで設定される。すなわち、ＥＧＲバルブ
５がオフ状態からオンされると、同ＥＧＲバルブ５の温
度Ｔは未だ低いため、ＥＧＲ量は温度限界線Ｌt1で設定
される。従って、温度限界線Ｌt1はほとんどのエンジン
回転数Ｒでスモーク限界線Ｌ１を上回るため、ＥＧＲ量
はほぼスモーク限界線Ｌ１で設定される。

【００２８】また、ＥＧＲバルブ５がオンされ続けて、
同ＥＧＲバルブ５の温度Ｔが上昇すると、その温度Ｔの
上昇にともなって温度限界線は同Ｌtnに向かって順次移
行し、その温度境界線に基づいてＥＧＲ量が設定され
る。

【００２９】なお、前記実施例では、検出信号ＳＧr ，
ＳＧf の検出手段を特に詳述しなかった。幾つかの例を
挙げておくと、検出信号ＳＧr の直接的な検出手段とし
ては、クランクシャフトに直結した歯車の端部に磁気セ
ンサを近接して設け、クランクシャフトの回転をパルス
信号に変換して検出する等、の既存の手段が挙げられ
る。

【００３０】また、間接的な検出手段として、エンジン
回転数の変動により変動する吸気負圧を圧力センサによ
り検出する等の手段が挙げられる。検出信号ＳＧf の検
出手段としては、アクセルペダルの踏み込み量を電気的
に検出する等の手段が挙げられる。

【００３１】また、これらに限らず検出信号ＳＧr ，Ｓ
Ｇf の検出手段として他の既存の手段を用いることもで
きる。以上のようにこの排ガス還流制御装置では、スモ
ーク限界線Ｌ１と、ＥＧＲバルブ５の温度に基づく複数
の温度限界線Ｌt1〜ＬtnでＥＧＲ量が設定される。従っ
て、エンジン回転数Ｒが高回転領域にある状態では、Ｅ
ＧＲバルブ５の温度に見合った最適なＥＧＲ量を設定す
ることができるので、ＮＯｘの抑制を効果的に行うこと
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明はＥＧＲ
バルブの温度が過渡状態にある場合にも、最適なＥＧＲ
量を供給可能とする内燃機関の排ガス還流制御装置を提
供することができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の排ガス還流制御装置を示す構成図で
ある。

【図２】一実施例の排ガス還流制御装置の動作を示す説
明図である。

【図３】従来例の排ガス還流制御装置を示す構成図であ
る。

【図４】従来例の排ガス還流制御装置の動作を示す説明
図である。

【図５】ＥＧＲバルブの動作と温度との関係を示す説明
図である。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのディーゼルエンジン、２…吸気
管、４…還流管、５…ＥＧＲバルブ、６…制御装置とし
てのバキュームレギュレートバルブ、８…制御装置とし
てのＥＣＵ、９…温度検出手段としての温度センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排ガスをＥＧＲバルブを介し
   て吸気管へ還流させる還流管を設け、前記内燃機関の回
   転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲバルブの開度
   を演算し、その演算結果に基づいてＥＧＲバルブを開閉
   する排ガス還流制御装置において、 前記ＥＧＲバルブには温度検出手段を設け、前記温度検
   出手段の検出信号と、前記内燃機関の回転数及び燃料噴
   射量とに基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を演算し、そ
   の演算結果に基づいて前記ＥＧＲバルブを開閉する制御
   装置を設けた内燃機関の排ガス還流制御装置。
2. 【請求項２】 ＥＧＲバルブを介して排ガスを吸気管へ
   還流させる還流管を内燃機関に設け、前記内燃機関の回
   転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲバルブの開度
   を制御する排ガス還流制御方法において、 前記ＥＧＲバルブの温度を検出し、前記内燃機関の回転
   数が所定値以上の時は、前記ＥＧＲバルブの検出温度と
   あらかじめ設定されたＥＧＲバルブの限界温度とに基づ
   き、前記回転数と前記燃料噴射量により演算される前記
   排ガスの還流可能領域を変更する内燃機関の排ガス還流
   制御方法。