JP2674440B2 - Ｅｇｒ制御装置 - Google Patents
Ｅｇｒ制御装置Info
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- JP2674440B2 JP2674440B2 JP4265063A JP26506392A JP2674440B2 JP 2674440 B2 JP2674440 B2 JP 2674440B2 JP 4265063 A JP4265063 A JP 4265063A JP 26506392 A JP26506392 A JP 26506392A JP 2674440 B2 JP2674440 B2 JP 2674440B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は排気還流（以下、ＥＧ
Ｒという）制御装置の改良に関する。
Ｒという）制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】排出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出ガスを再循
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、ＥＧＲ通路（排出ガスの一部を吸気管に戻
すための通路）にＥＧＲ弁を装着しておき、ＥＧＲの必
要な領域でＥＧＲ弁を開いて一定量の排出ガス（ＥＧＲ
ガス）を吸入空気に混入させることにより燃焼時の最高
温度を下げるのである。
生を抑制するために、吸気管に不活性の排出ガスを再循
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、ＥＧＲ通路（排出ガスの一部を吸気管に戻
すための通路）にＥＧＲ弁を装着しておき、ＥＧＲの必
要な領域でＥＧＲ弁を開いて一定量の排出ガス（ＥＧＲ
ガス）を吸入空気に混入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（新気量に対するＥＧ
Ｒガス流量）が大きくなるほどＮＯｘ排出量が減るので
あるが、その一方でＥＧＲ率が大きくなると、燃焼変動
により定常走行時や加減速時にサージ（車両の前後方向
の低周波の振動）を生じて運転性が悪くなる。
Ｒガス流量）が大きくなるほどＮＯｘ排出量が減るので
あるが、その一方でＥＧＲ率が大きくなると、燃焼変動
により定常走行時や加減速時にサージ（車両の前後方向
の低周波の振動）を生じて運転性が悪くなる。
【０００４】この運転性の悪化を防ぐのに、吸気ポート
の近くに設けたスワール制御弁を閉じて燃焼室内にスワ
ールを生じさせることが有効である。これは、スワール
によって燃焼が改善される分だけ多く、ＥＧＲガス量を
還流させることができるからで、図１４で示したように
スワールを併用した方が、ＥＧＲだけの場合よりＮＯｘ
排出量が低減するのである。
の近くに設けたスワール制御弁を閉じて燃焼室内にスワ
ールを生じさせることが有効である。これは、スワール
によって燃焼が改善される分だけ多く、ＥＧＲガス量を
還流させることができるからで、図１４で示したように
スワールを併用した方が、ＥＧＲだけの場合よりＮＯｘ
排出量が低減するのである。
【０００５】しかしながら、ＥＧＲ率を高くしている場
合において、ＥＧＲ弁が開かれる領域とスワール制御弁
が閉じられる領域とが独立に設定されていると、図１５
のようにスワール制御弁の開状態でＥＧＲガスが導入さ
れることがあり、斜線の領域で燃焼変動があらわになっ
てサージが生じる。
合において、ＥＧＲ弁が開かれる領域とスワール制御弁
が閉じられる領域とが独立に設定されていると、図１５
のようにスワール制御弁の開状態でＥＧＲガスが導入さ
れることがあり、斜線の領域で燃焼変動があらわになっ
てサージが生じる。
【０００６】そこで、特開昭６３−９６６９号公報や特
開昭５９−４９３５９号公報では、このサージをなくす
ため、必ずスワール制御弁を閉じた状態でＥＧＲ弁を開
作動させ、スワール制御弁が開かれている状態ではＥＧ
Ｒ弁を開かないようにしている。つまり、ＥＧＲ弁の開
作動域とスワール制御弁の閉作動域を一致させているわ
けである。
開昭５９−４９３５９号公報では、このサージをなくす
ため、必ずスワール制御弁を閉じた状態でＥＧＲ弁を開
作動させ、スワール制御弁が開かれている状態ではＥＧ
Ｒ弁を開かないようにしている。つまり、ＥＧＲ弁の開
作動域とスワール制御弁の閉作動域を一致させているわ
けである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
では、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの供給遅れが考
慮されていないため、運転条件がＥＧＲ弁の開作動域か
ら閉作動域へと移行する際にサージが生じることがあ
る。
では、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの供給遅れが考
慮されていないため、運転条件がＥＧＲ弁の開作動域か
ら閉作動域へと移行する際にサージが生じることがあ
る。
【０００８】たとえば、運転条件の開作動域から閉作動
域への移行によって、ＥＧＲ弁が閉じかつスワール制御
弁が開くように指示される。この場合に、ＥＧＲ通路が
吸気管のコレクタ部に開口していると、かりにＥＧＲ弁
の切換そのものに応答遅れがなく、ＥＧＲ弁が即座に閉
じたとしても、吸気管コレクタ部から吸気ポートまでに
残留するＥＧＲガスがスワール制御弁の開状態で燃焼室
に流入する。また、ＥＧＲ弁が閉じるのに応答遅れがあ
ると、その分だけ、遅れて流入するＥＧＲガス流量が増
す。このように、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作動域への
移行時には、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの燃焼室
への供給遅れによって、スワールの働かない状態で大量
のＥＧＲガスが導入されることがあり、燃焼変動を生じ
てしまうのである。
域への移行によって、ＥＧＲ弁が閉じかつスワール制御
弁が開くように指示される。この場合に、ＥＧＲ通路が
吸気管のコレクタ部に開口していると、かりにＥＧＲ弁
の切換そのものに応答遅れがなく、ＥＧＲ弁が即座に閉
じたとしても、吸気管コレクタ部から吸気ポートまでに
残留するＥＧＲガスがスワール制御弁の開状態で燃焼室
に流入する。また、ＥＧＲ弁が閉じるのに応答遅れがあ
ると、その分だけ、遅れて流入するＥＧＲガス流量が増
す。このように、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作動域への
移行時には、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの燃焼室
への供給遅れによって、スワールの働かない状態で大量
のＥＧＲガスが導入されることがあり、燃焼変動を生じ
てしまうのである。
【０００９】そこでこの発明は、スワール制御弁の閉作
動域をＥＧＲ弁の開作動域より広くすることにより、Ｅ
ＧＲ弁の開作動域から閉作動域への移行時にスワールの
ない状態でＥＧＲガスが導入されることを無くして、サ
ージを防止することを目的とする。
動域をＥＧＲ弁の開作動域より広くすることにより、Ｅ
ＧＲ弁の開作動域から閉作動域への移行時にスワールの
ない状態でＥＧＲガスが導入されることを無くして、サ
ージを防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管３２に
戻すためのＥＧＲ通路３３と、このＥＧＲ通路３３を開
閉するＥＧＲ弁３４と、エンジンの回転数と負荷に応じ
て定まる開作動域から閉作動域への移行時に前記ＥＧＲ
弁３４を開状態から閉状態へと切換える手段３５とを備
えるＥＧＲ制御装置において、燃焼室内にスワールを生
じさせるスワール制御弁３６と、このスワール制御弁３
６の閉作動域を前記ＥＧＲ弁３４の開作動域より広く設
定する手段３７と、運転条件がこのスワール制御弁の閉
作動域になると前記スワール制御弁３６を開状態から閉
状態へと切換える手段３８とを設けた。
すように、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管３２に
戻すためのＥＧＲ通路３３と、このＥＧＲ通路３３を開
閉するＥＧＲ弁３４と、エンジンの回転数と負荷に応じ
て定まる開作動域から閉作動域への移行時に前記ＥＧＲ
弁３４を開状態から閉状態へと切換える手段３５とを備
えるＥＧＲ制御装置において、燃焼室内にスワールを生
じさせるスワール制御弁３６と、このスワール制御弁３
６の閉作動域を前記ＥＧＲ弁３４の開作動域より広く設
定する手段３７と、運転条件がこのスワール制御弁の閉
作動域になると前記スワール制御弁３６を開状態から閉
状態へと切換える手段３８とを設けた。
【００１１】第２の発明は、第１の発明において、ＥＧ
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅を低
水温時のほうが高水温時より広くなるように設定した。
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅を低
水温時のほうが高水温時より広くなるように設定した。
【００１２】第３の発明は、第１の発明において、ＥＧ
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅をエ
ンジンの低回転になるほどまたはエンジンの低負荷にな
るほど広く設定した。
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅をエ
ンジンの低回転になるほどまたはエンジンの低負荷にな
るほど広く設定した。
【００１３】第４の発明は、第１の発明から第３の発明
までのいずれか１つにおいて、ＥＧＲ弁の開作動域より
ＥＧＲ弁の閉作動域であってかつスワール制御弁の開作
動域である領域へと移行する場合に、ＥＧＲ弁の閉作動
タイミングより所定の時間経過するまではスワール制御
弁を強制的に閉作動させるようにした。
までのいずれか１つにおいて、ＥＧＲ弁の開作動域より
ＥＧＲ弁の閉作動域であってかつスワール制御弁の開作
動域である領域へと移行する場合に、ＥＧＲ弁の閉作動
タイミングより所定の時間経過するまではスワール制御
弁を強制的に閉作動させるようにした。
【００１４】第５の発明は、第４の発明において、所定
の時間を水温により変化させ、低水温時は高水温時より
長く設定した。
の時間を水温により変化させ、低水温時は高水温時より
長く設定した。
【００１５】
【作用】たとえばＥＧＲ弁が開いてＥＧＲがしばらく行
われていた状態からアクセルペダルを踏み増しして加速
を行うと、運転条件はＥＧＲ弁の開作動域を外れてスワ
ール制御弁の開作動域へと移る。
われていた状態からアクセルペダルを踏み増しして加速
を行うと、運転条件はＥＧＲ弁の開作動域を外れてスワ
ール制御弁の開作動域へと移る。
【００１６】このとき、運転条件がＥＧＲ弁の閉作動域
に移ったタイミングでＥＧＲ弁が即座に閉じられたとし
ても、その瞬間には吸気管コレクタ部３２から吸気ポー
トのあいだにＥＧＲガスが残留する。また、ＥＧＲ弁が
即座に閉じられず、一定の応答遅れをもって閉じられた
ときは、その応答遅れのあいだもＥＧＲガスが吸気管コ
レクタ部３２に流入する。つまり、ＥＧＲ弁の閉作動域
に移ったタイミングからしばらくはＥＧＲがつづく。
に移ったタイミングでＥＧＲ弁が即座に閉じられたとし
ても、その瞬間には吸気管コレクタ部３２から吸気ポー
トのあいだにＥＧＲガスが残留する。また、ＥＧＲ弁が
即座に閉じられず、一定の応答遅れをもって閉じられた
ときは、その応答遅れのあいだもＥＧＲガスが吸気管コ
レクタ部３２に流入する。つまり、ＥＧＲ弁の閉作動域
に移ったタイミングからしばらくはＥＧＲがつづく。
【００１７】この場合に、第１の発明によれば、ＥＧＲ
弁が閉じた後も、運転条件がスワール制御弁の閉作動域
を外れるタイミングまでスワール制御弁の全閉保持が続
けられ、ＥＧＲガスと混合され燃焼室内に流入する吸気
にスワールが与えられる。ＥＧＲ弁が閉じられたタイミ
ングで吸気管に残留しているＥＧＲガスが燃焼室に流入
し終わるまでのあいだもスワールを働かせることで、Ｅ
ＧＲに伴う燃焼変動を防止するのである。
弁が閉じた後も、運転条件がスワール制御弁の閉作動域
を外れるタイミングまでスワール制御弁の全閉保持が続
けられ、ＥＧＲガスと混合され燃焼室内に流入する吸気
にスワールが与えられる。ＥＧＲ弁が閉じられたタイミ
ングで吸気管に残留しているＥＧＲガスが燃焼室に流入
し終わるまでのあいだもスワールを働かせることで、Ｅ
ＧＲに伴う燃焼変動を防止するのである。
【００１８】これにより、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作
動域への移行時に、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの
供給遅れがあっても、サージが生じることがない。
動域への移行時に、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲガスの
供給遅れがあっても、サージが生じることがない。
【００１９】ところで、エンジンの低水温時は高水温時
より燃焼が安定しない領域が広がるのであるが、これに
対応して、第２の発明によりＥＧＲ弁とスワール制御弁
のともに閉作動域である領域の幅が低水温時のほうが高
水温時より広くされると、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作
動域への移行時に、低水温時であれば、ＥＧＲ弁が閉じ
られた後、スワール制御弁が閉じられている時間が長く
なるため、高水温時と同じにエンジン回転が安定する。
より燃焼が安定しない領域が広がるのであるが、これに
対応して、第２の発明によりＥＧＲ弁とスワール制御弁
のともに閉作動域である領域の幅が低水温時のほうが高
水温時より広くされると、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作
動域への移行時に、低水温時であれば、ＥＧＲ弁が閉じ
られた後、スワール制御弁が閉じられている時間が長く
なるため、高水温時と同じにエンジン回転が安定する。
【００２０】また、等ＥＧＲ率でも、低回転域または低
負荷域のほうがエンジンの安定性が悪くなる傾向があ
る。
負荷域のほうがエンジンの安定性が悪くなる傾向があ
る。
【００２１】これに対して第３の発明で、ＥＧＲ弁とス
ワール制御弁のともに閉作動域である領域の幅が低回転
になるほどまたは低負荷になるほど広くされると、ＥＧ
Ｒ弁の開作動域から閉作動域への移行が低回転域や低負
荷域で行われるときは、高回転域や高負荷域で行われる
ときよりも、ＥＧＲ弁が閉じられた後にスワール制御弁
が閉じられている時間が長くなるため、エンジン回転の
高低やエンジン負荷の大小に関係なく、同じエンジンの
安定性が得られる。
ワール制御弁のともに閉作動域である領域の幅が低回転
になるほどまたは低負荷になるほど広くされると、ＥＧ
Ｒ弁の開作動域から閉作動域への移行が低回転域や低負
荷域で行われるときは、高回転域や高負荷域で行われる
ときよりも、ＥＧＲ弁が閉じられた後にスワール制御弁
が閉じられている時間が長くなるため、エンジン回転の
高低やエンジン負荷の大小に関係なく、同じエンジンの
安定性が得られる。
【００２２】また、スワール制御弁は、ＥＧＲ弁の閉作
動タイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが燃焼室に
流入する時間に対応して閉じておく必要がある。
動タイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが燃焼室に
流入する時間に対応して閉じておく必要がある。
【００２３】これに対応して、第４の発明において、Ｅ
ＧＲ弁の開作動域よりＥＧＲ弁の閉作動域であってかつ
スワール制御弁の開作動域である領域への移行時に、Ｅ
ＧＲ弁の閉作動タイミングより所定の時間経過するまで
スワール制御弁が強制的に閉作動されると、残留ＥＧＲ
ガスによる燃焼変動が防止される。
ＧＲ弁の開作動域よりＥＧＲ弁の閉作動域であってかつ
スワール制御弁の開作動域である領域への移行時に、Ｅ
ＧＲ弁の閉作動タイミングより所定の時間経過するまで
スワール制御弁が強制的に閉作動されると、残留ＥＧＲ
ガスによる燃焼変動が防止される。
【００２４】第４の発明において、所定時間は、ＥＧＲ
弁の閉作動タイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが
燃焼室に流入し終わるまでの時間に対応するものであ
り、この時間が第５の発明によりさらに冷却水温に応じ
た値にされると、制御精度が向上する。
弁の閉作動タイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが
燃焼室に流入し終わるまでの時間に対応するものであ
り、この時間が第５の発明によりさらに冷却水温に応じ
た値にされると、制御精度が向上する。
【００２５】
【実施例】図２において、１はエンジン本体、２は吸気
管、３は排気管、４は排気管と吸気管のコレクタ部２ａ
とを連通するＥＧＲ通路、５は吸気管コレクタ部２ａの
近くのＥＧＲ通路に取り付けられたダイアフラム式のＥ
ＧＲ弁である。
管、３は排気管、４は排気管と吸気管のコレクタ部２ａ
とを連通するＥＧＲ通路、５は吸気管コレクタ部２ａの
近くのＥＧＲ通路に取り付けられたダイアフラム式のＥ
ＧＲ弁である。
【００２６】６はＥＧＲ弁５の作動室５ａに一定圧の負
圧か大気圧を選択的に導くための圧力切換弁で、スロッ
トル弁８の下流の吸気管負圧を導いて一定圧の負圧を作
り出す定圧弁部６ａと、コントロールユニット２１から
のＯＮ，ＯＦＦ信号を受けるソレノイド弁部６ｂからな
り、ＯＮ信号によりソレノイド弁部６ｂが開いた状態で
はスプリング５ｂによりＥＧＲ弁５が閉じているが、Ｏ
ＦＦ信号によりソレノイド弁部６ｂが閉じられ、大気圧
に代えて定圧弁部６ａからの負圧が作動室５ａに導かれ
ると、スプリング５ｂに抗してＥＧＲ弁５が開かれる。
圧か大気圧を選択的に導くための圧力切換弁で、スロッ
トル弁８の下流の吸気管負圧を導いて一定圧の負圧を作
り出す定圧弁部６ａと、コントロールユニット２１から
のＯＮ，ＯＦＦ信号を受けるソレノイド弁部６ｂからな
り、ＯＮ信号によりソレノイド弁部６ｂが開いた状態で
はスプリング５ｂによりＥＧＲ弁５が閉じているが、Ｏ
ＦＦ信号によりソレノイド弁部６ｂが閉じられ、大気圧
に代えて定圧弁部６ａからの負圧が作動室５ａに導かれ
ると、スプリング５ｂに抗してＥＧＲ弁５が開かれる。
【００２７】圧力切換弁６をエンジンの運転条件に応じ
て切換制御するため、マイコンからなるコントロールユ
ニット２１が設けられ、コントロールユニット２１では
エアフローメータ２２、クランク角度センサ２３からの
信号にもとづいて運転条件がＥＧＲ弁５の開作動域にあ
るかどうかを判断する（図３のステップ１，２）。
て切換制御するため、マイコンからなるコントロールユ
ニット２１が設けられ、コントロールユニット２１では
エアフローメータ２２、クランク角度センサ２３からの
信号にもとづいて運転条件がＥＧＲ弁５の開作動域にあ
るかどうかを判断する（図３のステップ１，２）。
【００２８】運転条件がＥＧＲ弁の開作動域にあるかど
うかは、図４で示したように、エンジン回転数Ｎｅと基
本噴射パルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐから定まる
マップ（ＥＧＲ弁切換マップ）で定めており、このＥＧ
Ｒ弁切換マップをルックアップしてＥＧＲ弁の開作動域
にあれば、圧力切換弁６にＯＦＦ信号を出力してＥＧＲ
弁５を開く（図３のステップ２，４）。図４においてほ
ぼ低負荷低回転域に設けたＥＧＲ弁の開作動域では、大
量のＥＧＲガスが吸気管２へと導入され、ＮＯｘの排出
量が少なくされるのである。なお、Ｔｐはエンジン回転
数Ｎｅとエアフローメータ出力Ｑから定まる値である。
うかは、図４で示したように、エンジン回転数Ｎｅと基
本噴射パルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐから定まる
マップ（ＥＧＲ弁切換マップ）で定めており、このＥＧ
Ｒ弁切換マップをルックアップしてＥＧＲ弁の開作動域
にあれば、圧力切換弁６にＯＦＦ信号を出力してＥＧＲ
弁５を開く（図３のステップ２，４）。図４においてほ
ぼ低負荷低回転域に設けたＥＧＲ弁の開作動域では、大
量のＥＧＲガスが吸気管２へと導入され、ＮＯｘの排出
量が少なくされるのである。なお、Ｔｐはエンジン回転
数Ｎｅとエアフローメータ出力Ｑから定まる値である。
【００２９】一方、ＥＧＲに伴う燃焼変動に起因して生
じるサージを避けるため、ＥＧＲ弁５を開くときは、吸
気ポート２ｂの近くに設けたスワール制御弁１１を閉じ
ている。ＥＧＲ弁５の開作動域になると、このスワール
制御弁１１を全閉位置にして吸気を絞ることによって、
吸気の流速を高め、燃焼室内にスワールを生じさせるの
である（図３のステップ２，３）。
じるサージを避けるため、ＥＧＲ弁５を開くときは、吸
気ポート２ｂの近くに設けたスワール制御弁１１を閉じ
ている。ＥＧＲ弁５の開作動域になると、このスワール
制御弁１１を全閉位置にして吸気を絞ることによって、
吸気の流速を高め、燃焼室内にスワールを生じさせるの
である（図３のステップ２，３）。
【００３０】一部に切欠き（図示せず）を有するスワー
ル制御弁１１は、ダイアフラムアクチュエータ１２によ
って駆動され、コントロールユニット２１からの信号で
スワール制御ソレノイド弁１３をＯＮにすると、バキュ
ームタンク１４からの負圧（作動圧）がアクチュエータ
１２に導かれて、スワール制御弁１１が閉じられ、この
逆にソレノイド弁１３をＯＦＦにすると、スワール制御
弁１１が全開位置に戻るようになっている。
ル制御弁１１は、ダイアフラムアクチュエータ１２によ
って駆動され、コントロールユニット２１からの信号で
スワール制御ソレノイド弁１３をＯＮにすると、バキュ
ームタンク１４からの負圧（作動圧）がアクチュエータ
１２に導かれて、スワール制御弁１１が閉じられ、この
逆にソレノイド弁１３をＯＦＦにすると、スワール制御
弁１１が全開位置に戻るようになっている。
【００３１】ところで、ＥＧＲ弁５の開作動域とスワー
ル制御弁１１の閉作動域とを一致させる構成だと、ＥＧ
Ｒ弁５の開作動域から閉作動域への移行時には、ＥＧＲ
弁５の応答遅れやＥＧＲガスの燃焼室への供給遅れによ
り、吸気管コレクタ部２ａから吸気ポート２ｂまでに残
留するＥＧＲガスが、スワール制御弁１１が開かれた状
態で燃焼室に流れ込むため、ＥＧＲ弁の閉作動域への移
行直後にサージが生じる。
ル制御弁１１の閉作動域とを一致させる構成だと、ＥＧ
Ｒ弁５の開作動域から閉作動域への移行時には、ＥＧＲ
弁５の応答遅れやＥＧＲガスの燃焼室への供給遅れによ
り、吸気管コレクタ部２ａから吸気ポート２ｂまでに残
留するＥＧＲガスが、スワール制御弁１１が開かれた状
態で燃焼室に流れ込むため、ＥＧＲ弁の閉作動域への移
行直後にサージが生じる。
【００３２】これに対処するため、この例では図５のよ
うに、スワール制御弁１１の閉作動域をＥＧＲ弁５の開
作動域より広く設定する。図４のＥＧＲ弁切換マップに
対応させて、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔ
ｐで決定されるマップ（スワール制御弁切換マップ）を
図５のように用意しておくのである。
うに、スワール制御弁１１の閉作動域をＥＧＲ弁５の開
作動域より広く設定する。図４のＥＧＲ弁切換マップに
対応させて、エンジン回転数Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔ
ｐで決定されるマップ（スワール制御弁切換マップ）を
図５のように用意しておくのである。
【００３３】こうして、ＮｅとＴｐから定まる運転領域
上において、スワール制御弁１１の閉作動域がＥＧＲ弁
５の開作動域より広くされると、従来装置と相違して、
ＥＧＲ弁５、スワール制御弁１１がともに閉じる領域
（図５に斜線で示した領域）が生じる。このため、コン
トロールユニット２１では、ＥＧＲ弁の閉作動域であっ
てかつスワール制御弁の閉作動域である領域にあるかど
うかを確かめ、この領域になると、ＥＧＲ弁５、スワー
ル制御弁１１をともに閉じるのである（図３のステップ
２，５，６，７）。
上において、スワール制御弁１１の閉作動域がＥＧＲ弁
５の開作動域より広くされると、従来装置と相違して、
ＥＧＲ弁５、スワール制御弁１１がともに閉じる領域
（図５に斜線で示した領域）が生じる。このため、コン
トロールユニット２１では、ＥＧＲ弁の閉作動域であっ
てかつスワール制御弁の閉作動域である領域にあるかど
うかを確かめ、この領域になると、ＥＧＲ弁５、スワー
ル制御弁１１をともに閉じるのである（図３のステップ
２，５，６，７）。
【００３４】なお、スワール制御弁１１の開作動域にな
ると、スワール制御弁１１を開く（図３のステップ２，
５，８，１０）。
ると、スワール制御弁１１を開く（図３のステップ２，
５，８，１０）。
【００３５】ここで、この例の作用を説明する。
【００３６】たとえばＥＧＲ弁が開いてＥＧＲがしばら
く行われていた状態からアクセルペダルを踏み増しして
加速を行うと、図６に示したように、運転条件はＥＧＲ
弁の開作動域を外れて矢印方向にむかい、スワール制御
弁の開作動域へと移る。
く行われていた状態からアクセルペダルを踏み増しして
加速を行うと、図６に示したように、運転条件はＥＧＲ
弁の開作動域を外れて矢印方向にむかい、スワール制御
弁の開作動域へと移る。
【００３７】このとき、運転条件がＥＧＲ弁の開作動域
から閉作動域に移ったタイミング（Ｂ点）でＥＧＲ弁５
が応答良く閉じられたとしても、その瞬間には、図２に
おいて、吸気管コレクタ部２ａから吸気ポート２ｂのあ
いだにＥＧＲガスが残留する。また、圧力切換弁６にＯ
Ｎ信号（閉弁信号）を出力したタイミングでＥＧＲ弁５
が即座に閉じられず、一定の応答遅れをもってＥＧＲ弁
５が閉じられるとすれば、その応答遅れのあいだもＥＧ
Ｒガスが吸気管コレクタ部２ａに流入する。つまり、Ｅ
ＧＲ弁が閉じた後もしばらくはＥＧＲガスが燃焼室に流
入するのである。
から閉作動域に移ったタイミング（Ｂ点）でＥＧＲ弁５
が応答良く閉じられたとしても、その瞬間には、図２に
おいて、吸気管コレクタ部２ａから吸気ポート２ｂのあ
いだにＥＧＲガスが残留する。また、圧力切換弁６にＯ
Ｎ信号（閉弁信号）を出力したタイミングでＥＧＲ弁５
が即座に閉じられず、一定の応答遅れをもってＥＧＲ弁
５が閉じられるとすれば、その応答遅れのあいだもＥＧ
Ｒガスが吸気管コレクタ部２ａに流入する。つまり、Ｅ
ＧＲ弁が閉じた後もしばらくはＥＧＲガスが燃焼室に流
入するのである。
【００３８】この場合に、この例によれば、ＥＧＲ弁が
閉じた後も、運転条件がスワール制御弁の閉作動域を外
れるタイミング（Ｃ点）までスワール制御弁の全閉保持
が続けられ、ＥＧＲガスと混合され燃焼室内に流入する
吸気にスワールが与えられる。ＥＧＲ弁が閉じられたタ
イミングで吸気管に残留しているＥＧＲガスが燃焼室に
流入し終わるまでのあいだも、スワールが働くことにな
り、ＥＧＲに伴う燃焼変動が防止されるのである。
閉じた後も、運転条件がスワール制御弁の閉作動域を外
れるタイミング（Ｃ点）までスワール制御弁の全閉保持
が続けられ、ＥＧＲガスと混合され燃焼室内に流入する
吸気にスワールが与えられる。ＥＧＲ弁が閉じられたタ
イミングで吸気管に残留しているＥＧＲガスが燃焼室に
流入し終わるまでのあいだも、スワールが働くことにな
り、ＥＧＲに伴う燃焼変動が防止されるのである。
【００３９】これにより、運転条件のＥＧＲ弁の開作動
域から閉作動域への移行時に、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥ
ＧＲガスの供給遅れがあっても、サージが生じることが
ない。
域から閉作動域への移行時に、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥ
ＧＲガスの供給遅れがあっても、サージが生じることが
ない。
【００４０】ところで、図６において、ＥＧＲ弁の開作
動域であるＡ点からスワール制御弁の開作動域であるＤ
点までを運転条件が瞬時に変化することがあり、このと
きは、ＥＧＲ弁が閉じた後すぐにスワール制御弁が開か
れてしまい、サージが生じる。ＥＧＲガス（流体）の挙
動速度以上の速度で運転条件が変化するときは、ＥＧＲ
弁が閉じたタイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが
すべて燃焼室に流入するよりも前に、スワール制御弁が
開かれることになるからである。
動域であるＡ点からスワール制御弁の開作動域であるＤ
点までを運転条件が瞬時に変化することがあり、このと
きは、ＥＧＲ弁が閉じた後すぐにスワール制御弁が開か
れてしまい、サージが生じる。ＥＧＲガス（流体）の挙
動速度以上の速度で運転条件が変化するときは、ＥＧＲ
弁が閉じたタイミングで吸気管に残留するＥＧＲガスが
すべて燃焼室に流入するよりも前に、スワール制御弁が
開かれることになるからである。
【００４１】これに対して、この例では、図３に示すよ
うに、ＥＧＲ弁の閉作動タイミングより所定の時間が経
過するまではスワール制御弁を閉じたままにしておく
（図３のステップ９，７）。ＥＧＲ弁の閉作動タイミン
グから吸気管に残留するＥＧＲガスがすべて燃焼室に流
入するまでに要する時間より少し大きめ目の時間を所定
の時間として選択しておくわけである。
うに、ＥＧＲ弁の閉作動タイミングより所定の時間が経
過するまではスワール制御弁を閉じたままにしておく
（図３のステップ９，７）。ＥＧＲ弁の閉作動タイミン
グから吸気管に残留するＥＧＲガスがすべて燃焼室に流
入するまでに要する時間より少し大きめ目の時間を所定
の時間として選択しておくわけである。
【００４２】これにより、ＥＧＲ弁の閉作動タイミング
から必ず遅れをもってスワール制御弁が開かれるため、
ＥＧＲ弁の開作動域からスワール制御弁の開作動域まで
を運転条件が瞬時に移行するときでも、サージを生じる
ことがない。
から必ず遅れをもってスワール制御弁が開かれるため、
ＥＧＲ弁の開作動域からスワール制御弁の開作動域まで
を運転条件が瞬時に移行するときでも、サージを生じる
ことがない。
【００４３】上記所定の時間はさらに冷却水温に応じて
設定することが望ましい。たとえば、低水温時に長く、
高水温時に短くするのである。これによってすべての水
温域で運転状態がなめらかになり、制御精度が向上す
る。
設定することが望ましい。たとえば、低水温時に長く、
高水温時に短くするのである。これによってすべての水
温域で運転状態がなめらかになり、制御精度が向上す
る。
【００４４】図７，図８，図９（図７は図３に、図８，
図９は図５に対応する）は第２実施例、である。
図９は図５に対応する）は第２実施例、である。
【００４５】これは、エンジンの低水温時は高水温時よ
り燃焼が安定しない領域が広がるため、これに対応し
て、図８，図９に示したように、ＥＧＲ弁とスワール制
御弁のともに閉作動域である領域の幅を低水温時のほう
が高水温時より広くなるようにしたものである。なお、
図８，図９において、低水温時のほうが高水温時より上
記の領域の幅が広がるのは、高回転側と高負荷側だけ
で、低回転側と低負荷側は変わることがない。
り燃焼が安定しない領域が広がるため、これに対応し
て、図８，図９に示したように、ＥＧＲ弁とスワール制
御弁のともに閉作動域である領域の幅を低水温時のほう
が高水温時より広くなるようにしたものである。なお、
図８，図９において、低水温時のほうが高水温時より上
記の領域の幅が広がるのは、高回転側と高負荷側だけ
で、低回転側と低負荷側は変わることがない。
【００４６】なお、ＥＧＲ弁の開作動域そのものについ
ても、図８，図９（後述する図１０，図１０について
も）のように低水温時のほうが高水温時より狭くされて
いる。これは、低水温時のほうが燃焼温度が低くなるた
め、等ＮＯｘ排出量でみれば、ＥＧＲをかける領域を狭
くできるからである。
ても、図８，図９（後述する図１０，図１０について
も）のように低水温時のほうが高水温時より狭くされて
いる。これは、低水温時のほうが燃焼温度が低くなるた
め、等ＮＯｘ排出量でみれば、ＥＧＲをかける領域を狭
くできるからである。
【００４７】図８と図９のように、低水温時と高水温時
で異なるマップを用いることになると、制御の流れ図は
図７のようになる。図７において、低水温時は低水温時
用の、また高水温時は高水温時用の各マップ（ＥＧＲ弁
切換マップとスワール弁切換マップ）をルックアップす
ることにより、運転条件がＥＧＲ弁の開作動域にあるか
どうかとスワール制御弁の閉作動域にあるかどうかを判
断するのである（図７のステップ２３，２４、ステップ
２５，２６）。なお、図７においてスワール弁はスワー
ル制御弁の略である。
で異なるマップを用いることになると、制御の流れ図は
図７のようになる。図７において、低水温時は低水温時
用の、また高水温時は高水温時用の各マップ（ＥＧＲ弁
切換マップとスワール弁切換マップ）をルックアップす
ることにより、運転条件がＥＧＲ弁の開作動域にあるか
どうかとスワール制御弁の閉作動域にあるかどうかを判
断するのである（図７のステップ２３，２４、ステップ
２５，２６）。なお、図７においてスワール弁はスワー
ル制御弁の略である。
【００４８】この例によれば、ＥＧＲ弁の開作動域から
閉作動域への移行時に、低水温時であれば、ＥＧＲ弁が
閉じられた後、スワール制御弁が閉じられている時間が
長くなるため、高水温時と同じにエンジン回転が安定す
る。
閉作動域への移行時に、低水温時であれば、ＥＧＲ弁が
閉じられた後、スワール制御弁が閉じられている時間が
長くなるため、高水温時と同じにエンジン回転が安定す
る。
【００４９】図１０と図１１は第３実施例である。これ
は、等ＥＧＲ率でも、図１２，図１３のように低回転域
や低負荷域のほうがエンジンの安定性が悪くなる傾向が
あることを考慮して、図１０，図１１のように、ＥＧＲ
弁とスワール制御弁のともに閉作動域である領域の幅
を、低回転になるほどまた低負荷になるほど広くしたも
のである。
は、等ＥＧＲ率でも、図１２，図１３のように低回転域
や低負荷域のほうがエンジンの安定性が悪くなる傾向が
あることを考慮して、図１０，図１１のように、ＥＧＲ
弁とスワール制御弁のともに閉作動域である領域の幅
を、低回転になるほどまた低負荷になるほど広くしたも
のである。
【００５０】なお、図１０，図１１においても、低回転
になるほどまた低負荷になるほど上記の領域の幅が広が
るのは、高回転側と高負荷側だけで、低回転側と低負荷
側は関係ない。
になるほどまた低負荷になるほど上記の領域の幅が広が
るのは、高回転側と高負荷側だけで、低回転側と低負荷
側は関係ない。
【００５１】この例では、ＥＧＲ弁の開作動域から閉作
動域への移行が低回転域や低負荷域で行われるときは、
高回転域や高負荷域で行われるときよりも、ＥＧＲ弁が
閉じられた後にスワール制御弁が閉じられている時間が
長くなるため、エンジン回転の高低やエンジン負荷の大
小に関係なく、同じエンジンの安定性が得られる。
動域への移行が低回転域や低負荷域で行われるときは、
高回転域や高負荷域で行われるときよりも、ＥＧＲ弁が
閉じられた後にスワール制御弁が閉じられている時間が
長くなるため、エンジン回転の高低やエンジン負荷の大
小に関係なく、同じエンジンの安定性が得られる。
【００５２】実施例では、ＥＧＲ弁５が全開位置か全閉
位置のいずかをとるもので説明したが、ＥＧＲ弁の開度
がソレノイド弁部６ｂに与えるデューティに応じて定ま
るものにも適用することができる。
位置のいずかをとるもので説明したが、ＥＧＲ弁の開度
がソレノイド弁部６ｂに与えるデューティに応じて定ま
るものにも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】第１の発明は、エンジンの回転数と負荷
に応じて定まる開作動域から閉作動域への移行時にＥＧ
Ｒ弁を開状態から閉状態へと切換えるようにしたＥＧＲ
制御装置において、吸気を絞り燃焼室内にスワールを生
じさせるスワール制御弁を設け、このスワール制御弁の
閉作動域を前記ＥＧＲ弁の開作動域より広く設定し、運
転条件がこのスワール制御弁の閉作動域になると前記ス
ワール制御弁を開状態から閉状態へと切換えるため、Ｅ
ＧＲ弁の開作動域から閉作動域への移行時に、ＥＧＲ弁
の応答遅れやＥＧＲガスの供給遅れがあっても、サージ
が生じることがない。
に応じて定まる開作動域から閉作動域への移行時にＥＧ
Ｒ弁を開状態から閉状態へと切換えるようにしたＥＧＲ
制御装置において、吸気を絞り燃焼室内にスワールを生
じさせるスワール制御弁を設け、このスワール制御弁の
閉作動域を前記ＥＧＲ弁の開作動域より広く設定し、運
転条件がこのスワール制御弁の閉作動域になると前記ス
ワール制御弁を開状態から閉状態へと切換えるため、Ｅ
ＧＲ弁の開作動域から閉作動域への移行時に、ＥＧＲ弁
の応答遅れやＥＧＲガスの供給遅れがあっても、サージ
が生じることがない。
【００５４】第２の発明は、第１の発明において、ＥＧ
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅を低
水温時のほうが高水温時より広くなるように設定したた
め、第１の発明の効果に加えて、ＥＧＲ弁の開作動域か
ら閉作動域への移行時に、低水温時も高水温時と同じに
エンジン回転が安定する。
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅を低
水温時のほうが高水温時より広くなるように設定したた
め、第１の発明の効果に加えて、ＥＧＲ弁の開作動域か
ら閉作動域への移行時に、低水温時も高水温時と同じに
エンジン回転が安定する。
【００５５】第３の発明は、第１の発明において、ＥＧ
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅をエ
ンジンの低回転になるほどまたはエンジンの低負荷にな
るほど広く設定したため、第１の発明の効果に加えて、
エンジン回転の高低またはエンジン負荷の大小に関係な
く、同じエンジンの安定性が得られる。
Ｒ弁とスワール制御弁のともに閉作動域の領域の幅をエ
ンジンの低回転になるほどまたはエンジンの低負荷にな
るほど広く設定したため、第１の発明の効果に加えて、
エンジン回転の高低またはエンジン負荷の大小に関係な
く、同じエンジンの安定性が得られる。
【００５６】第４の発明は、第１の発明から第３の発明
までのいずれか１つにおいて、ＥＧＲ弁の開作動域より
ＥＧＲ弁の閉作動域であってかつスワール制御弁の開作
動域である領域へと移行する場合に、ＥＧＲ弁の閉作動
タイミングより所定の時間経過するまではスワール制御
弁を強制的に閉作動させるため、吸気管に残留するＥＧ
Ｒガスによる燃焼変動を確実に防止することができる。
までのいずれか１つにおいて、ＥＧＲ弁の開作動域より
ＥＧＲ弁の閉作動域であってかつスワール制御弁の開作
動域である領域へと移行する場合に、ＥＧＲ弁の閉作動
タイミングより所定の時間経過するまではスワール制御
弁を強制的に閉作動させるため、吸気管に残留するＥＧ
Ｒガスによる燃焼変動を確実に防止することができる。
【００５７】第５の発明は、第４の発明において、所定
の時間を水温により変化させ、低水温時は高水温時より
長く設定するため、制御精度が向上する。
の時間を水温により変化させ、低水温時は高水温時より
長く設定するため、制御精度が向上する。
【図１】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２】一実施例のＥＧＲ制御装置の構成図である。
【図３】ＥＧＲ弁とスワール制御弁の切換制御を説明す
るための流れ図である。
るための流れ図である。
【図４】ＥＧＲ弁の切換マップの特性図である。
【図５】スワール制御弁の切換マップの特性図である。
【図６】前記実施例の作用を説明するための領域図であ
る。
る。
【図７】第２実施例のＥＧＲ弁とスワール制御弁の切換
制御を説明するための流れ図である。
制御を説明するための流れ図である。
【図８】第２実施例の低水温時のスワール制御弁の切換
マップの特性図である。
マップの特性図である。
【図９】第２実施例の高水温時のスワール制御弁の切換
マップの特性図である。
マップの特性図である。
【図１０】第３実施例の低水温時のスワール制御弁の切
換マップの特性図である。
換マップの特性図である。
【図１１】第３実施例の高水温時のスワール制御弁の切
換マップの特性図である。
換マップの特性図である。
【図１２】第３実施例のエンジン回転数Ｎｅに対するエ
ンジン安定性の特性図である。
ンジン安定性の特性図である。
【図１３】第３実施例のエンジン負荷に対するエンジン
安定性の特性図である。
安定性の特性図である。
【図１４】従来例のＥＧＲ率とＮＯｘ排出量の特性図で
ある。
ある。
【図１５】従来例のＥＧＲ弁の開作動域とスワール制御
弁の閉作動域を重ねて示す特性図である。
弁の閉作動域を重ねて示す特性図である。
２ 吸気管 ３ 排気管 ４ ＥＧＲ通路 ５ ＥＧＲ弁 ６ 圧力切換弁 ６ｂ ソレノイド弁部 ８ スロットル弁 １１ スワール制御弁 １２ ダイアフラムアクチュエータ １３ スワール制御ソレノイド弁 ２１ コントロールユニット ２２ エアフローメータ ２３ クランク角度センサ ３２ 吸気管 ３３ ＥＧＲ通路 ３４ ＥＧＲ弁 ３５ ＥＧＲ弁切換手段 ３６ スワール制御弁 ３７ スワール制御弁開作動域設定手段 ３８ スワール制御弁切換手段
Claims (5)
- 【請求項１】 排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管に
戻すためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を開閉するＥ
ＧＲ弁と、エンジンの回転数と負荷に応じて定まる開作
動域から閉作動域への移行時に前記ＥＧＲ弁を開状態か
ら閉状態へと切換える手段とを備えるＥＧＲ制御装置に
おいて、燃焼室内にスワールを生じさせるスワール制御
弁と、このスワール制御弁の閉作動域を前記ＥＧＲ弁の
開作動域より広く設定する手段と、運転条件がこのスワ
ール制御弁の閉作動域になると前記スワール制御弁を開
状態から閉状態へと切換える手段とを設けたことを特徴
とするＥＧＲ制御装置。 - 【請求項２】 前記ＥＧＲ弁とスワール制御弁のともに
閉作動域の領域の幅を低水温時のほうが高水温時より広
くなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載
のＥＧＲ制御装置。 - 【請求項３】 前記ＥＧＲ弁とスワール制御弁のともに
閉作動域の領域の幅をエンジンの低回転になるほどまた
はエンジンの低負荷になるほど広く設定したことを特徴
とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。 - 【請求項４】 前記ＥＧＲ弁の開作動域より前記ＥＧＲ
弁の閉作動域であってかつスワール制御弁の開作動域で
ある領域へと移行する場合に、ＥＧＲ弁の閉作動タイミ
ングより所定の時間経過するまではスワール制御弁を強
制的に閉作動させるようにしたことを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１つに記載のＥＧＲ制御装置。 - 【請求項５】 前記所定の時間を水温により変化させ、
低水温時は高水温時より長く設定したことを特徴とする
請求項４に記載のＥＧＲ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265063A JP2674440B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Ｅｇｒ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265063A JP2674440B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Ｅｇｒ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117331A JPH06117331A (ja) | 1994-04-26 |
| JP2674440B2 true JP2674440B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17412074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265063A Expired - Fee Related JP2674440B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Ｅｇｒ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674440B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP4265063A patent/JP2674440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06117331A (ja) | 1994-04-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970617 |
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