JPH0777049A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの制御装置

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Publication number
JPH0777049A
JPH0777049A JP5221390A JP22139093A JPH0777049A JP H0777049 A JPH0777049 A JP H0777049A JP 5221390 A JP5221390 A JP 5221390A JP 22139093 A JP22139093 A JP 22139093A JP H0777049 A JPH0777049 A JP H0777049A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
swirl
egr
intake
engine
acceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP5221390A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Koike
正生 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP5221390A priority Critical patent/JPH0777049A/ja
Publication of JPH0777049A publication Critical patent/JPH0777049A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気還流が行われるディーゼルエンジンの制
御装置において、加速時のパーティキュレート排出量を
低減する。 【構成】 エンジン運転状態に応じてEGR弁7を開閉
してEGR量を調節するEGR量制御手段31と、燃焼
室に吸気スワールを生起する渦流発生手段12と、エン
ジン運転状態に応じて渦流発生手段12を駆動してスワ
ール比を調節する渦流制御手段32とを備えるディーゼ
ルエンジン1の制御装置において、エンジン運転状態に
応じてエンジンの加速時を判定する手段33と、加速判
定時にスワール比を高めるように渦流発生手段12を駆
動する補正手段34とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中の有害成分であるNOxの発
生を抑制するために、吸気管に不活性の排気ガスを再循
環させる、いわゆるEGR装置が周知である。このEG
R装置では、排気ガスの一部を吸気管に戻すEGR通路
を開いて一定量の排気ガスを吸入空気に混合させること
により燃焼時の最高温度を下げるのである。
【0003】ところで、EGR率[=EGR量/(新気
量+EGR量)×100%]が大きくなると、パーティ
キュレートの排出量が増える。このため、特開昭60−
162018号公報では、EGR率が大きくなるのに合
わせて、いわゆるヘリカル型吸気ポートの制御板を動か
して燃焼室に生起される吸気スワールを強化している。
【0004】これは、EGR率が大きくなると、吸気ス
ワールを強くして燃焼時の空気と燃料のミキシングを促
すことで燃焼を改善し、パーティキュレートの低減をは
かるものである。
【0005】図9に示すように、例えば車両を70Km
/hで定常走行させる運転条件では、所定のEGR率が
得られるように排気還流を行うとともに、スワール比S
Rを3とすることにより、NOx排出量とパーティキュ
レート排出量を共に規制値より低下させることができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディーゼルエンジンの制御装置にあっては、
エンジンの加速時に、吸気通路にEGRガスが残留する
ことにより、吸気温度が上昇し、パーティキュレート排
出量が増加し、エンジンの発生出力が低下する可能性が
ある。
【0007】すなわち、図9に示すように、例えば車両
を70Km/hで定常走行させる運転条件から、スワー
ル比SRを3としたまま加速する運転条件では、加速時
に一時的に高EGR率となり、パーティキュレート(P
M)排出量が規制値を越えて上昇する可能性がある。
【0008】本発明は上記の問題点に着目し、排気還流
が行われるディーゼルエンジンの制御装置において、加
速時のパーティキュレート排出量を低下させることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
図1に示すように、吸気通路3と排気通路5を結ぶEG
R通路6と、EGR通路6を開閉するEGR弁7と、エ
ンジン運転状態に応じてEGR弁7を開閉してEGR量
を調節するEGR量制御手段31と、燃焼室に吸気スワ
ールを生起する渦流発生手段12と、エンジン運転状態
に応じて渦流発生手段12を駆動してスワール比を調節
する渦流制御手段32とを備えるディーゼルエンジン1
の制御装置において、エンジン運転状態に応じてエンジ
ンの加速時を判定する手段33と、加速判定時にスワー
ル比を高めるように渦流発生手段12を駆動する補正手
段34とを備える。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、渦流発生手段として、1つの燃焼室に2つ
の吸気ポートを接続し、一方の吸気ポートに流入する吸
入空気を絞るスワールコントロールバルブを備える。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明は、実質的なEGR率の高
い加速時にスワール比が高められることにより、燃焼時
の空気と燃料のミキシングが十分に行われ、エンジンの
発生出力を維持するとともに、パーティキュレートの排
出量を低く抑えることができる。
【0012】請求項2記載の発明は、スワールコントロ
ールバルブを介して一方の吸気ポートに流入する空気量
を絞ることにより、スワール比を応答性よく高めること
ができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例1を添付図面に基づい
て説明する。
【0014】図2において、1はディーゼルエンジン本
体、3は吸気通路、4は排気通路、6は吸気通路3と排
気通路4を結ぶEGR通路と、7はEGR通路6を開閉
するEGR弁である。
【0015】ダイヤフラム装置14は、そのダイヤフラ
ム室にバキュームポンプ11に連通する負圧通路9が接
続され、デューティ制御弁15を介して導かれる負圧に
応じてEGR弁7のリフト量を調節する。
【0016】図2において、10はエンジン回転数セン
サ、17はアクセル開度センサ、28はEGR通路6の
接続部より下流側の吸気通路3におけるCO2濃度を測
定するセンサ、29は排気通路5におけるCO2濃度を
測定するセンサである。
【0017】コントロールユニット5は、これら各セン
サ10,17,28,29の検出値に応じて定まる目標
EGR率が得られるように、アクチュエータ24を介し
て吸気絞弁23の開度を調節しながら、デューティ制御
弁15を介してEGR弁7のリフト量を調節して吸気通
路3に還流されるEGR量を制御する。
【0018】図4のフローチャートはコントロールユニ
ット5において実行されるEGR量の制御プログラムを
示しており、これは一定周期毎に実行される。
【0019】これについて説明すると、エンジン回転数
Ne、アクセル開度Accの検出値から図6のマップに
基づいて基本EGR率V0が求められる(ステップ1
1,12)。
【0020】吸気のCO2濃度(CO2Cin)と排気
のCO2濃度(CO2Cex)の比率V0′(=Co2
Cin/Co2Cex)から、(V0−V0′)/V0
が算出され、この算出結果から図7のテーブルに基づい
てEGR弁7のリフト補正量が求められる(ステップ1
1,13,14)。
【0021】基本EGR率V0とEGR弁7のリフト補
正量によって定まる目標EGR率が得られるように、デ
ューティ制御弁15等が制御される。
【0022】図2において、21は各気筒に吸気を分配
する吸気マニホールド、22は各燃焼室に連通する吸気
ポート、12は吸入空気により燃焼室に渦流を生起する
渦流発生手段である。
【0023】図3に示すように、ヘリカル型吸気ポート
22は、図示しない吸気弁軸を中心に渦巻状に湾曲して
形成される。渦流発生手段12は、ヘリカル型吸気ポー
ト22にスワール弁25と、スワール弁25を回転軸2
6を介して回転駆動する図示しないアクチュエータによ
って構成される。
【0024】図3の(A)図に示すように、スワール弁
25が吸気ポート22の壁面に沿う回転角度にある場
合、燃焼室に吸入される空気は図中矢印で示すようにヘ
リカル型吸気ポート22の壁面に沿って流れることによ
り、燃焼室における旋回成分を強められる。
【0025】図3の(B)図に示すように、スワール弁
25が吸気ポート22の壁面から離れた回転角度にある
場合、吸入空気は図中矢印で示すようにスワール弁25
を介して分流して燃焼室に流入することにより、燃焼室
における旋回成分が弱められる。
【0026】このように、スワール弁25の回転角度に
応じて吸気ポート22から燃焼室に流入する吸入空気の
旋回成分が調節されることにより、クランクシャフトが
1回転する間に燃焼室に流入した吸入空気が何回旋回す
るかを表すスワール比が調節される。
【0027】コントロールユニット5は、エンジン回転
数センサ10の検出値Neから目標スワール比SRを求
め、この目標スワール比SRが得られるように、アクチ
ュエータを介してスワール弁25の回転角度を調節す
る。
【0028】図8に示すように、例えば車両を70Km
/hで定常走行させる運転条件では、スワール比SRを
3とすることにより、NOx排出量とPM排出量を共に
規制値より低下させることができる。
【0029】ところで、このような従来のディーゼルエ
ンジンの制御装置にあっては、エンジンの加速時に、吸
気通路にEGRガスが残留して吸気温度が上昇すること
によりPM排出量が増加し、エンジンの発生出力が低下
する可能性がある。
【0030】すなわち、図9に示すように、例えば車両
を70Km/hで定常走行させる運転条件から、スワー
ル比SRを3としたまま加速する運転条件では、加速時
に一時的に高EGR率となり、PM排出量が規制値を越
えて上昇する可能性がある。これに対処するために、コ
ントロールユニット5により運転状態に応じてエンジン
の加速時を判定し、加速判定時にスワール比SRを高め
るようにスワール弁25の回転角度が補正される。
【0031】図5に示すフローチャートは、図4のフロ
ーチャートに引き続いて実行されるスワール弁25の回
転角度を補正する制御プログラムを示している。
【0032】これについて説明すると、アクセル開度A
ccの変化率が基準値を越える加速時を判定し、加速判
定時にはスワール弁25を所定角度に回転駆動し、スワ
ール比SRを高めるようにする(ステップ21,22,
23)。
【0033】アクセル開度Accの変化率が基準値以下
となる加速が終了した運転条件を判定し、加速終了判定
時には初期の回転角度までスワール弁25を回転駆動す
る(ステップ24〜26)。
【0034】このようにして、実質的なEGR率の高い
加速時にスワール比が高められることにより、燃焼時の
空気と燃料のミキシングを促すことで燃焼を改善し、パ
ーティキュレート排出量を低く抑えることができる。
【0035】次に、図9、図10に示す実施例2につい
て説明する。なお、前記図2との対応部分には同一符号
を用いて説明する。
【0036】吸入空気により燃焼室に渦流を生起する渦
流発生手段として、燃焼室40に図9の平面図上におい
て直線状に延びるディレクショナルポート41と、図示
しない吸気弁軸を中心に渦巻状に湾曲して延びるヘリカ
ルポート42が並んで接続される。
【0037】ディレクショナルポート41の入口にはバ
タフライ型のスワールコントロールバルブ43が介装さ
れる。スワールコントロールバルブ43は回転軸44を
介して回動可能に支持される。スワールコントロールバ
ルブ43は回転軸44を回転駆動するアクチュエータ4
5によって開閉される。
【0038】スワールコントロールバルブ43が閉弁す
る運転状態では、吸入空気の大部分はヘリカルポート4
2を通って流入し、図11に実線で示すように燃焼室に
おける旋回成分を強められる。
【0039】スワールコントロールバルブ43が開弁し
た運転状態では、吸入空気がディレクショナルポート4
1とヘリカルポート42に分流して、図11に破線で示
すように燃焼室40における旋回成分が弱められる。こ
のときのスワール比は図中1点鎖線で示すようにディレ
クショナルポート41のみが開通した運転状態より高く
なっている。
【0040】コントロールユニット45により運転状態
に応じてエンジンの加速時を判定し、加速判定時にスワ
ール比SRを高めるようにスワールコントロールバルブ
43が開閉される。
【0041】図12に示すように、バタフライ型のスワ
ールコントロールバルブ43がディレクショナルポート
41を閉じる構造により、実施例1のように前記スワー
ル弁25を回動させる構造に比べて短時間でスワール比
SRを高めることができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
は、排気還流を行ってNOxの排出量が抑えられるとと
もに、燃焼室に吸気スワールを生起してパーティキュレ
ート等の排出量が抑えられるディーゼルエンジンの制御
装置において、エンジンの加速時を判定し、加速判定時
にスワール比を高めるように渦流発生手段の駆動する構
成としたため、実質的なEGR率の高い加速時にスワー
ル比が高められることにより、燃焼時の空気と燃料のミ
キシングが十分に行われ、エンジンの発生出力を維持す
るとともに、パーティキュレートの排出量を低く抑える
ことができる。
【0043】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、渦流発生手段として、1つの燃焼室に2つ
の吸気ポートを接続し、一方の吸気ポートに流入する吸
入空気を絞るスワールコントロールバルブを備えたた
め、スワール比を応答性よく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明のクレーム対応図。
【図2】本発明の実施例を示す概略構成図。
【図3】同じく渦流発生手段を示す概略斜視図。
【図4】同じくEGR量の制御を説明するためのフロー
チャート。
【図5】同じくスワール弁の制御を説明するためのフロ
ーチャート。
【図6】同じく基本EGR率V0の特性図。
【図7】同じくEGR弁のリフト補正量の特性図。
【図8】同じくスワール比に応じたPM量およびNOx
量の特性図。
【図9】他の実施例を示すエンジンの概略平面図。
【図10】同じくエンジンの概略正面図。
【図11】同じくスワール比とエンジン回転数の関係を
示す特性図。
【図12】同じくスワール比と時間の関係を示す特性
図。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 3 吸気通路 5 排気通路 6 EGR通路 7 EGR弁 12 渦流発生手段 31 EGR量制御手段 32 渦流制御手段 33 加速時判定手段 34 補正手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気通路と排気通路を結ぶEGR通路
    と、EGR通路を開閉するEGR弁と、エンジン運転状
    態に応じてEGR弁を開閉してEGR量を調節するEG
    R量制御手段と、燃焼室に吸気スワールを生起する渦流
    発生手段と、エンジン運転状態に応じて渦流発生手段を
    駆動してスワール比を調節する渦流制御手段とを備える
    ディーゼルエンジンの制御装置において、運転状態に応
    じてエンジンの加速時を判定する手段と、加速判定時に
    スワール比を高めるように渦流発生手段を駆動する手段
    とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御
    装置。
  2. 【請求項2】 渦流発生手段として、1つの燃焼室に2
    つの吸気ポートを接続し、一方の吸気ポートに流入する
    吸入空気を絞るスワールコントロールバルブを備えたこ
    とを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジンの制
    御装置。
JP5221390A 1993-09-06 1993-09-06 ディーゼルエンジンの制御装置 Pending JPH0777049A (ja)

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