JPH0735747U - Ｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドリングを不安定にすることなく、エン
ジンの低温始動性を改善すること。 【構成】 エンジン１の吸気管２と排気ポートとを連通
管１２で連通し、その途中にＥＧＲバルブ１３を設け、
キースイッチが電源ＯＮ位置からスタータ作動位置に操
作されたときにＥＣＵがエンジン１の始動開始と判定し
てソレノイドバルブ１４のデューティ制御でＥＧＲバル
ブ１３を第１の所定開度に開き、未燃焼ガスの一部を排
気ポートから吸気管２に還流させる。クランク角センサ
３３の信号からエンジン回転数がアイドリング以下の所
定回転数まで上昇したときにＥＣＵが始動完了と判定
し、ＥＧＲバルブ１３を全閉など第１の所定開度より小
さい第２の所定開度まで閉じ、ＮＯｘ低減の通常のＥＧ
Ｒ制御まで待機する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ：排気ガス再循環）制御装置に 関し、特に、エンジンの低温始動性の改善に有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】

外気温が例えば−２０℃などという低温の場合、エンジンは極めて始動し難い 。 このような低温始動特性を改善するため、従来は、エンジンの吸気ポートに電 気ヒータを設け、これにより燃料あるいは混合気を加熱することが検討されてい る。 しかし、吸気ポートの改造、電気ヒータのコスト及び取付作業が必要であり、 経済的ではない。

【０００３】 これに対し、実開平３−５２３６４号公報に、ディーゼルエンジンの低温始動 時の着火性を改善して白煙の発生を抑制するための「ディーゼルエンジンの始動 構造」が開示されている。具体的には、ディーゼルエンジンの複数気筒のうち着 火し易い気筒の排気管と着火し難い気筒の吸気管との間に排気導入管を接続し、 この排気導入管の途中に切換弁を設け、エンジンの冷却水温が所定温度以下の場 合には、切換弁を連通状態にして着火し易い気筒の排気ガスを着火し難い気筒に 吸気させることにより、この着火し難い気筒の放熱を抑制して燃焼室温度の上昇 を促進し、着火性を改善して白煙の発生を抑制する。冷却水温が所定温度以上の 場合には、切換弁を閉じて連通させない。 しかし、この技術では、エンジン始動時はアイドリング状態であるため、始動 が完了しても冷却水温が所定温度以上になるまで長い間排気ガスを吸気させ続け ると、その間アイドリングが不安定になることがある。

【０００４】 一方、特開平１−１２５５５１号公報には、アルコールエンジンの低温始動時 のアイドリングにおける燃焼促進と、排気触媒の処理効率向上のための「アルコ ールエンジン」が開示されている。具体的には、排気系に触媒を有するアルコー ルエンジンにおいて、排気系と吸気系とをＥＧＲバルブを介して接続し、吸気温 度が低く且つ始動に伴うアイドリング状態にある間はＥＧＲバルブを開いてエン ジンに排気ガスを還流させることにより、燃焼を促進すると共に、排気触媒の処 理効率を向上させる。吸気温度が高い場合、あるいはアイドリング状態を脱した 場合は、ＥＧＲバルブを閉じる。 しかし、始動が完了しても、アイドリング状態の間排気ガスを還流させ続ける ので、アイドリングが不安定になることがある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上述した従来技術の問題点を解消してエンジンの低温始動特性を改善 することができるＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案のＥＧＲ制御装置は、エンジンの吸気系と排 気系とを連通して上記排気系における排気ガスの一部を上記吸気系に還流する連 通路と、同連通路に設けられ同連通路を開閉することにより上記排気ガスの還流 量を調整するＥＧＲバルブと、上記エンジンの始動開始及び始動完了を検出する 始動検出手段と、上記始動検出手段によって上記エンジンの始動開始が検出され ると上記ＥＧＲバルブを第１の所定開度に開き、上記始動検出手段によって上記 エンジンの始動完了が検出されると上記ＥＧＲバルブを上記第１の所定開度より 小さい第２の所定開度に閉動するＥＧＲバルブ制御手段とにより構成されること を特徴とする。 また、本考案のＥＧＲ制御装置は、上記始動検出手段は上記エンジンの始動開 始後に上記エンジンの回転数がアイドリング以下の所定回転数まで上昇したとき に始動完了と判定することを特徴とする。 更に、本考案のＥＧＲ制御装置は、上記第２の所定開度は全閉であることを特 徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、始動検出手段がエンジンの始動開始を検出した後、始動完了 を検出するまでの間、ＥＧＲバルブ制御手段がＥＧＲバルブを第１の所定開度に 開ける。 これにより、完爆（エンジンの完全燃焼による爆発）に至らない未燃焼ガスが 第１の所定開度に応じた量だけ、吸気系に還流する。この未燃焼ガスの温度は初 爆（エンジン始動開始時の最初の爆発）後、次第に上昇し始めるので、エンジン の吸気ポート内に付着している燃料の液膜の蒸発等を促進し、−２０℃等での低 温始動性を改善する。 始動検出手段がエンジンの始動完了を検出したときは、ＥＧＲバルブ制御手段 がＥＧＲバルブを第１の所定開度から、これより小さい第２の所定開度まで閉動 する。 完爆に至れば始動完了であり、アイドリングを不安定にさせないように、吸気 系への排気ガスの還流を早く減らす。 なお、ＥＧＲ本来の目的である排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度低減の 動作は、ＥＧＲバルブが第２の所定開度まで閉じたのち、排気ガス還流条件が満 たされたとき実施される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案に係るＥＧＲ制御装置の一実施例を説明する。図 面中、図１には本考案を適用する自動車のエンジンのＥＧＲシステム例が示され 、図２にはステッピッグモータ（ＳＴＭ）によりＥＧＲを駆動する例が示され、 図３にはエンジンの制御系が示され、図４にはキースイッチの操作位置と機能の 関係例が示され、図５にはＥＧＲ制御フローの一例が示されている。

【０００９】 図１において、エンジン１の吸気ポートには吸気管２が接続され、この吸気管 ２には上流側から順にエアクリナー３、スロットルバルブ４、サージタンク５が 設けられ、スロットルバルブ４の上下流間にバイパス通路６が設けられ、このバ イパス通路６の途中にモータ駆動タイプのＩＳＣ（アイドルスピードコントロー ル）バルブ７とワックスタイプのバルブ８とが並列に設けられている。 吸気ポートにはフュエルインジェクタ９が設けられており、図示省略のフュエ ルポンプより燃料が送られてくる。 エンジン１の排気ポートには排気管１０が接続され、この排気管１０の途中に 排気触媒装置１１が設けられている。

【００１０】 このようなエンジン１の排気ポートと吸気管２の途中とを排気ガス還流用に連 通管１２で連通し、この連通管１２の途中に同連通管１２を開閉して排気ガスの 還流量を調整するＥＧＲバルブ１３を設けてある。 このＥＧＲバルブ１３は負圧で開度が制御されるタイプのものであり、ソレノ イドバルブ１４をエンジンコントロールユニット（図３の符号２０参照）がデュ ーティ制御して負圧を制御することにより、ＥＧＲ１３の開度を制御するものと している。 そのため、このＥＧＲバルブ制御用ソレノイドバルブ１４の２つの入口１４Ａ ，１４Ｂのうち、一方の入口１４Ａをホース１５によりスロットルバルブ４より も上流側で吸気通路に接続し、他方の入口１４Ｂをホース１６によりスロットル バルブ４より下流側で吸気通路に接続し、更に同ソレノイドバルブ１４の出口１ ４Ｃをホース１７によりＥＧＲバルブ１３の圧力取込口１３Ａに接続してある。

【００１１】 ＥＧＲバルブとしては上述した負圧制御タイプのもの１３以外に種々有り、図 ２に例示されるＥＧＲバルブ１８はステッピングモータ１９で回転駆動されて開 度が制御されるタイプのものであり、この場合はエンジンコントロールユニット がモータ１９の回転を制御することにより、ＥＧＲバルブ１８の開度を制御する ことになる。

【００１２】 図３において、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略称する）２ ０はＣＰＵ（中央処理装置）２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３，２４と、ドラ イバ２５，２６，２７と、インタフェース２８，２９，３０と、Ａ／Ｄコンバー タ３１とから構成されている。 このＥＣＵ２０は低温始動性改善のためのＥＧＲ制御に加えて、本来のエンジ ン制御及びＮＯｘ低減のためのＥＧＲ制御を行う。 そのために、ＥＣＵ２０はキースイッチ３２，クランク角センサ３３，スロッ トルセンサ３４，バッテリセンサ３５，水温センサ３６，吸気温センサ３７，Ｏ ₂ センサ３８，ノックセンサ３９，アイドルスイッチ４０及びバキュームセンサ ４１からの各信号を入力し、制御のための各種演算処理を行う。 そして、演算結果に応じて、ＥＧＲバルブ１３用のソレノイドバルブ１４また はＥＧＲバルブ１８用のステッピングモータ１９を駆動し、またフュエルインジ ェクタ９及びフュエルポンプ４２を駆動する。 なお、図３中の符号４３はバッテリを表わす。また、図３中の各種センサ類の うち３３，３４，３６，３７，３８及び４１は図１に示すように配置されている 。

【００１３】 次に、図３〜図５を参照して低温始動性改善のためのＥＧＲ制御の一例につい て説明する。 本実施例ではキースイッチ３２の操作位置からエンジンの始動開始を検出し、 クランク角センサ３３の出力信号から始動完了を検出するものとしている。 キースイッチ３２の操作位置としては、通常少なくとも図４に示すように電源 ＯＦＦ位置と、電源ＯＮ位置と、スタータ作動位置がある。 ＥＣＵ２０は、まずキースイッチ３２が電源ＯＦＦ位置から電源ＯＮ位置 に操作されるとキースイッチＯＮであるから、始動モードに入り、ＥＧＲバルブ １３または１８のイニシャライズを行う（図５のステップＳ１〜Ｓ３）。例えば ＥＧＲバルブ全閉とするようにソレノイドバルブ１４またはステッピングモータ １９を駆動する。 次にＥＣＵ２０は、キースイッチ３２が電源ＯＮ位置からスタータ作動位置 に操作されると、クランキングＳＷがＯＮとなってスタータモータが回転する から、エンジンの始動開始と判定し、ＥＧＲバルブ１３または１８が予め定めた 第１の所定開度α％となるようにソレノイドバルブ１４のデューティまたはステ ッピングモータ１９の回転量を制御する（ステップＳ４，Ｓ５）。 ＥＣＵ２０はクランク角センサ３３の出力信号から単位時間当りのエンジン回 転数を計算し、このエンジン回転数がアイドリング以下の所定回転数未満であれ ばＥＧＲバルブ１３または１８の開度を第１の所定開度α％に維持し、エンジン 回転数が所定回転数以上になればエンジンの始動完了と判定して始動モードを脱 し、ＥＧＲバルブ１３または１８がα％より小さい第２の所定開度例えば全閉と なるようにソレノイドバルブ１４のデューティまたはステッピングモータ１９の 回転量を制御する（ステップＳ６〜Ｓ８）。 このように、エンジンの始動開始から始動完了までの間、ＥＧＲバルブ１３ま たは１８を第１の所定開度α％で開いておくことにより、未燃焼ガスの一部が吸 気系に還流し、またこの未燃焼ガスの温度が初爆から次第に上昇するので、エン ジンの吸気ポート内に付着している燃料の液膜の蒸発等を促進し、極低温での始 動性を改善する。 また、始動完了後は第２の所定開度まで閉じることにより、排気ガスの還流が 減り、アイドリングが安定化する。

【００１４】 始動完了後は、ＮＯｘ低減のためにＥＣＵ２０は各種センサ類の信号からエン ジンの運転状態を把握し、公知の手法によりＥＧＲバルブ１３または１８の開度 を制御してＮＯｘが低減するように排気ガスを還流させる。

【００１５】 エンジンの始動完了の他の検出例として、キースイッチ３２がスタータ作動位 置から電源ＯＮ位置に戻ったとき始動完了と判定しても良い。

【００１６】 エンジンのアイドリング制御あるいは出力制御については、公知の手法により ＥＣＵ２０が各種センサ類の信号を基にして、ＩＳＣバルブ７、フュエルインジ ェクタ９及びフュエルポンプ４２等の制御を行う。

【００１７】 なお、ＥＣＵ２０の各種制御に必要なプログラムデータ、予め設定される固定 値データ及びデータマップはＲＯＭ２２に記憶されている。その他のデータはＲ ＡＭ２３またはバッテリ４３でバックアップされたＲＡＭ２４に記憶される。

【００１８】

【考案の効果】

本考案によれば、エンジンの始動開始度から始動完了までの間低温始動性改善 のためにＥＧＲバルブを第１の所定開度に開き、始動完了後はこれより小さい第 ２の所定開度まで閉じて通常のＮＯｘ低減用ＥＧＲ制御を待機するので、アイド リングを不安定にすることなく、低温始動性を改善することができる。また、始 動時の未燃焼ガスが吸気系に還流されるため、始動時の排気ガスから未燃焼ガス を除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用する自動車のエンジンのＥＧＲシ
ステム例を示す図。

【図２】ステッピングモータによりＥＧＲバルブを駆動
する例を示す図。

【図３】エンジンの制御系の例を示す図。

【図４】キースイッチ操作位置と機能の関係例を示す
図。

【図５】ＥＧＲ制御フローの一例を示す図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気管 １０ 排気管 １２ 連通管 １３，１８ ＥＧＲバルブ １４ ソレノイドバルブ １９ ステッピングモータ ２０ ＥＣＵ ３２ キースイッチ ３３ クランク角センサ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気系と排気系とを連通して
   上記排気系における排気ガスの一部を上記吸気系に還流
   する連通路と、同連通路に設けられ同連通路を開閉する
   ことにより上記排気ガスの還流量を調整するＥＧＲバル
   ブと、上記エンジンの始動開始及び始動完了を検出する
   始動検出手段と、上記始動検出手段によって上記エンジ
   ンの始動開始が検出されると上記ＥＧＲバルブを第１の
   所定開度に開き、上記始動検出手段によって上記エンジ
   ンの始動完了が検出されると上記ＥＧＲバルブを上記第
   １の所定開度より小さい第２の所定開度に閉動するＥＧ
   Ｒバルブ制御手段とにより構成されることを特徴とする
   ＥＧＲ制御装置。
2. 【請求項２】 上記始動検出手段は上記エンジンの始動
   開始後に上記エンジンの回転数がアイドリング以下の所
   定回転数まで上昇したときに始動完了と判定することを
   特徴とする請求項１記載のＥＧＲ制御装置。
3. 【請求項３】 上記第２の所定開度は全閉であることを
   特徴とする請求項１記載のＥＧＲ制御装置。