JPH06173780A - 内燃機関の排気還流装置 - Google Patents

内燃機関の排気還流装置

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JPH06173780A
JPH06173780A JP4328314A JP32831492A JPH06173780A JP H06173780 A JPH06173780 A JP H06173780A JP 4328314 A JP4328314 A JP 4328314A JP 32831492 A JP32831492 A JP 32831492A JP H06173780 A JPH06173780 A JP H06173780A
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scv
egr
control valve
exhaust gas
gas recirculation
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Hiroaki Okane
宏明 大金
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SCV故障時に運転性を確保するとともNO
x排出量の増加を防止する。 【構成】 インテークマニホルド11にスワールコント
ロールバルブ(以下SCVと称する)4が設けられてお
り、また、SCVの閉動作を検出するSCV閉状態検出
手段5が設けられている。そしてSCV閉状態検出手段
5によりコントロールユニット15からSCVコントロ
ールバルブ7に閉の指令が出されているにもかかわらず
SCV4が閉状態にない異常が検出される。コントロー
ルユニット15よりEGRコントロールバルブ9に信号
を出力してEGRバルブを駆動してEGR率を減少さ
せ、またエンジン1に信号を出力して点火時期を進角さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気還流装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、排気還流装置(以下EGR装
置と称する)とスワールコントロールバルブ(以下SC
Vと称する)とを設け、EGR装置をSCVの作動状態
に連携させて制御するものが提案されている、(例え
ば、特開昭59−49359号公報、特開昭63−96
69号公報参照)。
【0003】例えば、所定負荷及び所定回転数以上で吸
気を燃焼室に供給する主吸気系と、それ以下の領域にお
いて上記主吸気系を絞りスワール発生用の吸気を供給す
る副吸気系とを、それぞれ独立して同一燃焼室の吸気弁
直上流に設けたものにおいて、吸気系への排気ガス還流
のためのEGRコントロールバルブを、所定の開閉制御
条件に加えて、SCV閉の条件で作動させるように制御
する如くに構成したものがあった。
【0004】すなわち、EGR率を増加させると、NO
xは減少するが、エンジンサージが増大するので、ある
限界が決められてしまう。EGR装置にSCVを組み合
わせた場合には、同一EGR率に対するエンジンサージ
が減少するので、EGR率を増加させ、大幅なNOx
低減を図ることを意図したものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関のEGR装置にあっては、SCVが
閉となる運転条件の検出を、SCVの閉状態を検出する
ことで行い、閉状態を検出するとEGRコントロールバ
ルブを作動させていた。
【0006】そのため、SCV閉の運転条件であって
も、SCVの固着、SCV作動制御弁の故障等でSCV
が作動しなかった場合には、エンジンサージによる運転
性の悪化を引き起こすことがあるという問題点があっ
た。
【0007】本発明は、従来のこのような問題点に着目
してなされたものであり、SCVの故障時に運転性を確
保するとともに、NOx排出量の増加は防止することを
可能とした内燃機関のEGR装置を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、排気
還流装置とスワールコントロールバルブとを有する内燃
機関において、スワールコントロールバルブの閉状態を
検出する検出手段を設け、スワールコントロールバルブ
の設定閉作動状態と、前記検出手段で検出した実作動状
態とに違いが生じたときに、スワールコントロールバル
ブ故障と判断して、排気還流率を減少するとともに点火
時期を制御する如くに構成した。
【0009】
【作用】スワールコントロールバルブが故障し、閉の指
令にもかかわらず、閉動作しないときには、排気還流率
が減少し、また点火時期が制御される。そのためサージ
領域に入ることはない。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図4は本発明の一実施例を示す図である。
【0011】まず構成を図1により説明する。1はエン
ジン、2はエアフローメーター、3はスロットルバル
ブ、4はインテークマニボルド11に設置されエンジン
1の燃焼室にスワールを発生させるSCV、5はSCV
全閉時にONして、閉状態を検出する閉状態検出手段、
6は吸気管負圧の導入によって作動しSCV4を駆動す
るSCVアクチュエータ、7はエンジン1の運転状態に
応じて、すなわち、コントロールユニット15からの信
号に応じて吸気管負圧の導入を電磁弁によりコントロー
ルするSCVコントロールバルブ、8はEGR通路12
を開閉するEGRバルブ、9はEGRバルブ8の作動負
圧を電磁弁によりコントロールするEGRコントロール
バルブ、10は吸気管、13は排気管、14は触媒、1
5はコントロールユニットでエンジン回転数、吸入空気
量等のエンジン運転状態及びSCV全閉状態検出装置5
よりのSCV全閉状態信号が入力され、SCVコントロ
ールバルブ7、EGRコントロールバルブ9への制御信
号を出力する。
【0012】次に作用を説明する。SCV4の作動状態
すなわち全閉状態を検出するSCV閉状態検出手段5に
より、SCVが、その作動域で正常に作動しているか否
かを判断する。
【0013】正常の場合には、設定通りのマップである
MAP−1を使用し設定EGR率になるようにEGRコ
ントロールバルブ9に信号を送りEGRバルブ8の開度
を調整し、また点火時期を設定する。
【0014】異常の場合には、コントロールユニット1
5に予め設定してある、異常用マップであるMAP−2
を選択して、EGR率を減少させ、また点火時期を進角
させる。
【0015】図2のフローチャートに従い、制御動作を
説明する。
【0016】先ずステップS1で、エアフローメータ2
で計測した空気量、及びエンジン回転数等のエンジン運
転状態を示す特性値を読み込む。
【0017】ステップS2では、ステップS1で読み込
んだ特性値を基に、その運転状態がEGR領域かどうか
を判定する。そしてEGR領域であればステップS3へ
進み、EGR領域でなければステップS9へと進む。
【0018】ステップS3では、SCVコントロールバ
ルブ7にコントロールユニット15から信号を出力して
SCV4を閉作動させる。
【0019】ステップS4では、SCV閉状態検出スイ
ッチ5によってSCV4が閉状態、すなわちスイッチO
Nであるか否かを検出する。ここで、SCV閉状態検出
スイッチ5がON状態であれば、SCV4は設定通り正
常に作動しており、ON状態になければ、ステップS3
でSCV4を閉作動させたにもかかわらず閉じていない
ので何等かの異常が発生していることとなる。
【0020】ステップS5では、SCV4は正常に作動
しているので、予め記憶している、EGR率マップから
SCV閉時の運転状態に応じたEGR率を記憶させたE
GR率MAP−1をルックアップしてEGR率を設定
し、EGRコントロールバルブ9を作動させて、EGR
率を制御する。
【0021】また、ステップS6では、同様に点火時期
マップから、SCV閉時の運転状態に応じた点火時期を
記憶させた点火時期MAP−1をルックアップして点火
時期を設定する。
【0022】ステップS7は、SCV4が何等かの原因
で故障して、閉作動指令がコントロールユニット15よ
り出力されているのに開状態にある。そのため、EGR
率MAP−1よりもEGR率の低いEGR率MAP−2
をルックアップし、EGRコントロールバルブ9を作動
させてEGR率を制御する。
【0023】ステップS8では、同様に、点火時期MA
P−1よりも進角側に設定された点火時期MAP−2に
より点火時期を設定する。
【0024】ステップS9では、EGR領域ではないの
で、EGRバルブ8を全閉してEGRを中止する。
【0025】ステップS10では、EGR領域ではない
ので、非EGR時の点火時期MAP−0をルックアップ
して点火時期を制御する。
【0026】以降、以上説明した制御動作を繰返し、エ
ンジン停止により制御動作を終了する。
【0027】以上説明した制御動作において、スワール
コントロールバルブ4が設定通りに制御され正常に閉作
動すれば、排気還流率と点火時期との制御点は、図3に
示すようにA点となり、サージ領域に入ることはない。
【0028】一方、スワールコントロールバルブ4の閉
作動か異常の場合には、図4に示すように、排気還流率
と点火時期との制御点は、サージ領域のA点となるが本
実施例によればA点からB点に示す状態に制御されるた
め、運転性を確保しつつNOx排気量の増加を防止する
ことができる。
【0029】図5には、本発明の他の制御動作の実施例
を示す。この実施例はB.P.T.式またはV.V.
T.式の排気還流装置に本発明を適用したものである。
【0030】以下、前記一実施例と異なる制御ステップ
のみ説明し、前記一実施例と同じ内容の制御ステップに
は同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0031】すなわち、ステップS4でSCVの閉動作
が異常であると判断されたときには、ステップS21で
EGRカットバルブ21を作動させ大気をEGRコント
ロールバルブ9に導入して、排気還流を停止する。
【0032】ここで、B.P.T.式排気還流装置及び
V.V.T.式排気還流装置について説明する。
【0033】図6に、B.P.T.式(Back Pr
essure Transducer)排気還流装置の
構成例を示す。
【0034】NOxの排気量を減少するには、通常運転
領域での還流量を増やすことが有効であるが、負圧によ
る還流量の制御では低負荷運転領域に多量に還流される
ことにより運転性及び燃費が低下する。B.P.T.式
排気還流装置によれば排圧スロットル負圧を利用して広
い運転領域に一定還流率で還流させ運転性、燃費で損う
ことなくNOxの排出量を減少させることができる。
【0035】B.P.T.式排気還流装置はB.P.
T.バルブ16、EGRコントロールバルブ9、温度が
上がると反転するバイメタル18を内蔵したTVバルブ
17で構成され、更に精密に制御するために、負圧通路
19にオリフィス20が組み入れられている。
【0036】そして、本実施例においては、負圧通路1
9にEGRカットバルブ21を介装して、SCVが異常
と判断されたときに、該EGRカットバルブ21を作動
させ大気をEGRコントロールバルブ9に送り、排気還
流を停止している。
【0037】図7にV.V.T.式(Venturi
Vacuum Transduer)排気還流装置の構
成例を示す。この装置は、ベンチュリー負圧が吸入空気
量に比例することを利用し、NOx排出量の多い高負荷
域を重点に、排気還流量を増やすようにしたもので、
V.V.T.バルブ22、EGRコントロールバルブ9
で構成されている。
【0038】本実施例においては、負圧通路23にEG
Rカットバルブ21を介装して、SCVが異常と判断さ
れたときに、EGRカットバルブ21を作動させ大気を
EGRコントロールバルブ9に送り、排気還流を停止し
ている。
【0039】更に、ステップS2でEGR作動領域でな
いと判断されたときにも、EGRカットバルブ21を作
動させて、排気還流を停止する。
【0040】このように、本実施例にあっては、SCV
4の閉動作が異常のときには、排気還流を停止して、サ
ージ領域内への突入を防止する。
【0041】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばスワールコントロールバルブ故障時の運転性を確保す
ることができ、更にNOx排出量の増加を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成の概要を示す構成図。
【図2】同じく一実施例の制御動作を示すフローチャー
ト。
【図3】同じく一実施例のSCV閉作動が正常なときの
制御状態を説明する図。
【図4】同じく一実施例のSCV閉作動が異常なときの
制御状態を説明する図。
【図5】本発明の他の制御動作の実施例を示すフローチ
ャート。
【図6】B.P.T.式排気還流装置に本発明を適用し
たときの構成例を示す構成図。
【図7】V.V.T.式排気還流装置に本発明を適用し
たときの構成例を示す構成図。
【符号の説明】
3…スロットルバルブ 4…スワールコントロールバルブ 5…SCV閉状態検出装置 7…SCVコントロールバルブ 8…EGRバルブ 9…EGRコントロールバルブ 12…EGR通路 13…排気管 15…コントロールユニット 16…P.V.T.バルブ 19,23…負圧通路 21…EGRカットバルブ 22…V.V.T.バルブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気還流装置とスワールコントロールバ
    ルブとを有する内燃機関において、スワールコントロー
    ルバルブの閉状態を検出する検出手段を設け、スワール
    コントロールバルブの設定閉作動状態と前記検出手段で
    検出した実作動状態とに違いが生じたときにスワールコ
    ントロールバルブ故障と判断して、排気還流率を減少す
    るとともに点火時期を制御したことを特徴とする内燃機
    関の排気還流装置。
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