JPS60128966A - デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられるディーゼル機関
の排気ガス再循環制御方法に、係り、更に詳細にはキー
スイッチが開かれて運転の停止が行われる時には吸気遮
断弁により吸気通路を閉塞されるディーゼル機関の排気
ガス再循環制御方法に係る。

発明の背景 自動車等の車輌に用いられるディーゼル機関に於ては、
負荷渾転峙はやとよりアイドル運転時にも排気ガス再循
環制御弁を開いて排気ガス再循環を行い、アイドル運転
時にもディーゼルＩｌ圀より排出される排気ガスのＮＯ
ｘ濃度を低減することが提案されている。

アイドル運転時にも排気ガス再循環制御弁が開いて排気
ガス再循環が行われると、キースイッチが開かれてディ
ーゼル機関の運転が停止される時にも排気ガス再循環制
御弁が開いていてディーゼル機関の運転が完全に停止す
るまで排気ガスが吸気通路へ流れ、このためキースイッ
チが開かれてディーゼル機関の運転の停止が行われる時
に吸気通路が吸気遮断弁により閉塞されても機関燃焼室
へ排気ガスが流れることにより前記吸気遮断弁による吸
気遮断効果が低減し、ディーゼル機関の運転停止が大き
い振動を伴なうことなく速やかに行われなくなる。

発明の目的 本発明は、アイドル運転時に排気ガス再循環が行われて
もディーゼル機関の運転停止時に吸気遮断弁が吸気通路
を閉塞する時には排気ガス再循環が行われないようにし
て前記吸気遮断弁による吸気遮断効果がディーゼル機関
の運転停止に有効に作用するよう改良されたディーゼル
機関の排気ガス再循環制御方法を提供することを目的と
している。

発明の構成 上述の如き目的は、本発明によれば、キースイッチが開
かれて運転の停止が行われる時には吸気遮断弁により吸
気通路を閉塞されるディーゼル機関の排気ガス再循環制
御方法に於て、アイドル運転時に排気ガス再循環制御弁
を開いて排気ガス再循環を行い、運転停止時には前記キ
ースイッチが開かれることに応答して前記排気ガス再循
環制御弁を閉じる如き排気ガス再循環制御方法によって
達成される。

発明の効果 本発明によるディーゼル機関の排気ガス再循環制御方法
にれば、キースイッチが開かれると、これに応答して排
気ガス再循環制御弁が閉じられ、排気ガス再循環が停止
されるから、前記吸気遮断弁による吸気遮断効果がディ
ーゼル機関の運転停止に有効に作用し、ディーゼル機関
は大きい振動を伴なうことなく速やかに運転を停止する
。

実施例の説明 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

添付の図は本発明による排気ガス再循環制御方法を実施
する排気ガス再循環制御装置を備えたディーゼル機関の
一つの実施例を示している。図に於て、１はディーゼル
機関を示しており、該ディーゼル機関はシリンダボア２
を有し、該シリンダボア内にピストン３を摺動可能に受
入れ、ピストン３の上方に燃焼室４を郭定している。デ
ィーゼル機関１は噴口５を経て燃焼室４に連通したｌ＃
％流室６を有しており、該渦流室には燃料噴射ノズル７
よりディーゼル機関用の液体燃料が噴射供給されるよう
になっている。

燃料噴射ノズル７は電磁制御式燃料噴射ポンプ４５より
機関負萄に応じて計量された流量の液体燃料を圧送され
る。電磁制御式燃料噴射ポンプ４５は該ポンプが内蔵し
ている図示されていないスピルリングの位置に応じて燃
料噴射量を計量する分配型のものであり、スピルリング
をリニヤソレノイド２４により駆動し、該リニヤソレノ
イドに与えられる電流に応じてスピル位置、即ち燃料噴
射量をｉ制御するようになっている。リニヤソレノイド
２４に対する通電制御は後述する制御＠＠２５により行
われる。

ディーゼル劃１は、吸気制御＠置８、吸気マニホールド
９を経て図示されていない吸気ボートより燃焼室４内に
空気を吸入し、燃焼室４より排気ポート１０を経て排気
マニホールド１１へ排気ガスを排出する。吸気ボート及
び排気ポート１０は各々ポペット弁により開閉されるよ
うになっており、図に於ては符号１２によって排気用の
ポペット弁のみが示されている。

吸気−ｎ装置８は、主吸気通路１３を開閉する主吸気制
御弁１４と、主吸気通路１３をバイパスして設けられた
副吸気通路１５を開閉する副吸気制御弁１６とを有して
いる。主吸気制御弁１４はアクセルペダル１７に駆動連
結され、アクセルペダル１７の踏込みが解除されている
時には図示されている如き全開位置に位置し、アクセル
ペダル１７の踏込み量の増大に応じて開弁するようにな
っており、これに対し副吸気制御弁１６は、ダブルダイ
ヤフラム装置１８に駆動連結され、ダイヤフラム室１９
と２０の伺れにも大気圧が導入されている時には図示さ
れている如き全開位置に位置し、ダイヤフラム室１９に
大気圧が導入されてダイヤフラム室２Ｏに負圧が導入さ
れている時には半開位置に位置し、ダイヤフラム室１９
と２０の何れにも負圧が導入されている時には全開位置
に位置するようになっており、この二つの吸気制御弁に
より吸気絞りと吸気遮断とが行われるようになっている
。

ダブルダイヤフラム＠＠１８のダイヤフラム室１９と２
０には各々負圧制御弁２１．２２より負圧と大気圧が選
択的に導入−されるようになっている。負圧制御弁２１
と２２は、共に電磁式の負圧制御弁であり、通電時には
負圧ポンプと負圧タンクとを含む負圧供給装置ｆ２３の
負圧をダイヤフラム室１９或いは２０に導入し、非通電
時には大気圧をダイヤフラム室１９或いは２０に導入す
るようになっている。負圧制御弁２１及び２２の通電制
御は後述する制ｎ装置２５により行われるようになって
いる。

排気マニホールド１１には排気ガス取入ボート３１が、
吸気マニホールド９には排気ガス注入ボート３２が各々
設けられており、排気ガス取入ボート３１は、導管３３
、排気ガ３再循環制御弁３４、導管３５を経て排気ガス
注入ボート３２に連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁３４は弁ボート３６を開閉する弁
要素３７を含み、該弁要素は、弁ロッド３８によってダ
イヤフラム装置３９に連結され、ダイヤフラム４０の一
方の側に設けられたダイヤフラム室４１に所定値より大
きい負圧が導入されていない時には圧縮コイルばね４２
のばね力により押し下げられて弁ボート３６を閉じ、こ
れに対しダイヤフラム室４１に所定値より大きい負圧が
導入されている時には圧縮コイルばね４２のばね力に抗
して持ち上げられ、弁ボート３６をその負圧の大きさに
応じて開くようになっている。

ダイヤフラム室４１には負圧調整弁４３より負圧が供給
されるようになっている。負圧調整弁４３は負圧供給装
置２３より負圧を供給され、その負圧を負圧調整弁４３
に与えられる電流信号に応じて調整し、これをダイヤス
ラム室４１へ供給するようになっている。

次に第２図を参照してＭ１１１１′＃Ａ置２５について
説明する。制御装置２５は、マイクロコンピュータ５０
を含んでおり、キースイッチ２７が閉じられることによ
り通電されて始動し、キースイッチが開かれてから数十
秒の所定時間が経過したのち通電を停止されて作動停止
するようになっている。

マイクロコンピュータ５０は、入力ボート装置５１と、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５２と、リードオン
リメモリ（ＲＯＭ）５３と、中央処理ユニット（ＣＰＵ
）５４と、出力ボート装置５５とを有する一般的なもの
であり、回転数センサ２６より機関回転数に関する情報
を、キースイッチ２７よりそれの開閉に関する情報を、
水温センサ２８より機関冷却水Ｉ！痕に関する情報を、
アクセルセンサ２９よりアクセルペダル１７の踏込量に
関する情報を、吸気圧力センサ３０より吸気流で尭て吸
気制御装置８より下流側の吸気通路における吸気圧力に
関する情報を、全閉スイッチ（アイドルスイッチ）４６
より主吸気制御弁１４が全閉位置にあるか否かに関する
情報を各々入力ボート装置５１に与えられ、これら情報
をＲＡＭ５２及びＣＰＵ５４に取込み、ＲＯＭ５３に記
憶されたプログラム及びデータに基づいて出力ボート装
＠５５よりリニアソレノイド２４、負圧制御弁２１．２
２、負圧調整弁４３の各々の駆動回路５６〜５９へ制御
信号を出力す為ようになっている。

ＣＰＵ５４は、アクセルセンサ２９により検出されたア
クセルペダル踏込み量と回転数センサ２６により検出さ
れた機関回転数とに応じて基本燃料噴射量を算出或いは
ＲＯＭ５３のデータメモリより読出して決定し、該基本
燃料噴射量を水温センサ２８により検出された機関冷却
水温度と吸気圧力セシサ３０により検出された吸気圧力
とに応じて演算補正し、この演算結果に基く燃料噴射量
信号を出力ボート５５より駆動回路５６へ出力するよう
になっている。

駆動回路５６は、サーポアンボ回路を含んでおり、スピ
ル位置センサ４４より燃料噴射ポンプ４５のスピルリン
グの位置に関する情報を入力され、マイクロコンピュー
タ５０よりの燃料噴射量信号、換言すれば制御目標スピ
ル位置信号とスピル位置センサ４４よりのスピル位置信
号とを比較し、この比較結果に基いて実際のスピルリン
グ位置が制御目標位置になるようにリニアソレノイド２
４へ制御指令信号を出力するようになっている。これに
より燃料噴射ポンプ４５のスピルリングはりニアソレノ
イド２４によって駆動されてその位置をフィードバック
制御され、燃料噴射ポンプ４５は前記燃料噴射量に応じ
た流量の液体燃料を燃料噴射ノズル７へ圧送する。

ＣＰＵ５４はキースイッチ２７が閉じられていて水温セ
ンサ２８により検出された機関冷却水温度が所定値、例
えば６０℃以下である時には駆動回路５７と５８の双方
へオフ信号を出力し、機関冷却水温度が所定値以上の時
には駆動回路５８へのみオン信号を出力し、キースイッ
チ２７が開かれる機関停止時にはキースイッチ２７が閉
じられた時点より数十秒の所定時間が経過するまで駆動
回路５７と５８の双方へオン信号を出力するようになっ
ている。

上述の如く駆動回路５７及び５８へ制御信号が出力され
ることにより、副吸気制御弁１６は、機関１１１機時に
は全開位置にもたらされ、暖機完了後には半開位置にも
たらされ、キースイッチ２７が開かれてディーゼル機関
１の運転が停止される時には全開位置にもたらされる。

ＲＯＭ５３は前述の如く締出された燃料噴射量と回転数
センサ２６により検出された機関回転数とを変数とした
二次元マーツブとして燃料噴射量と機関回転数とに応じ
た最適排気ガス再循環量を記憶しており、ＣＰＵ５４は
、キースイッチ２７が閉じられている間は燃料噴射量と
回転数センサ２６により検出された機関回転数とに基い
てその二つの制御変数に応じた最適排気ガス再循環流量
のデータ値をＲＯＭ５３より読出し、アイドル運転時及
び低乃至中負荷の特定負荷運転時には所定流ｌにて排気
ガス再循環が行われるよう前記データ値に応じて或いは
該データ値よりの補間計算によりめられた最適排気ガス
再循環流量に応じたデユーティ比のパルス信号を出力ボ
ート５５より駆動回路５９へ出力し、キースイッチ２７
が開かれると直ちに排気ガス再循環が停止されるようオ
フ信号を出力ボートより駆動回路５９へ出力するように
なっている。

駆動回路５９は、第３図によく示されている如く、Ｄ／
Ａ交換器６０と、増幅器６１と、発振器６２と、比較器
６３と、トランジスタ６４とを有しており、マイクロコ
ンピュータ５０より与えられる所定デユーティ比のパル
ス信号をそのデユーティ比に応じた電流信号に変換して
該電流信号を負圧調整弁４３に供給するようになってい
る。

負圧調整弁４２は上述の如く電流信号を与えられること
によりアイドル運転時及び低乃至中負荷の特定の負荷運
転時には所定値より大きい負圧を排気ガス再循環制御弁
３４のダイヤフラム室４１に供給し、キースイッチ２７
が開かれると直ちに所定値より大きい負圧をダイヤフラ
ム室４１に供給することを停止する。

従って、アイドル運転時及び低乃至中負荷の特定の負荷
運転時には排気ガス再循環制御弁３４がその時のディー
ゼル機関の運転状態に応じて開弁じ、その量弁量に応じ
た流量にて排気ガス再循環が行われ、キースイッチ２７
が閉じられると直ちに排気ガス再循環制御弁３４が閉弁
して排気ガス再循環が停止される。

上述の如く、キースイッチ２７が開かれると、直ちに排
気ガス再循環が停止され、またこの時にアクセルペダル
１７が踏込まれていなければ主吸気制御弁１７と副吸気
制御弁１６とが共に全閉位置にあってこの二つの吸気制
御弁によつ吸気通路　゛の閉塞が行われることによりデ
ィーゼル機関１は新気も排気ガスも吸入しなくなり、吸
気遮断効果がディーゼル劃１の運転停止に有効に作用し
、ディーゼル機関１は大きい振動を伴なうことなく速や
かに運転を停止する。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであるう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による排気ガス再循環制御方法を実施す
る排気ガス再循環装置を備えたディーゼル機関の一つの
実施例を示す概略構成図、第２図は第１図に示されたデ
ィーゼル機関の制御装置を示す制御回路図、第３図は排
気ガス再循環制ｔ１１Ｉ装置の駆動回路を示すブロック
線図、である。 １・・・ディーゼル機関、２・・・シリンダボア、３・
・・ピストン、４・・・燃焼室、５・・・噴０．６・・
・渦流室。 ７・・・燃料噴射ノズル、８・・・吸気制御装置、９・
・・吸気マニホールド、１０・・・排気ボート、１１・
・・排気マニホールド、１２・・・ポペット弁、１３・
・・主吸気通路、１４・・・主吸気制御弁、１５・・・
副吸気通路。 １６・・・副吸気制御弁、１７・・・アクセルペダル、
１８・・・ダフルダイヤフラム装置、１９．２’Ｏ・・
・ダイヤフラム室、２１．２２・・・負圧制御弁、２３
・・・負圧供給＠置、２４・・・リニアソレノイド、２
５・・・制御装置、２６・・・回転数センサ、２７・・
・キースイッチ、２８・・・水温スイッチ、２９・・・
アクセルセンサ。 ３０・・・吸気圧力センサ、３１・・・排気ガス取入ボ
ート、３２・・・排気ガス注入ボート、３３・・・導管
、３４・・・排気ガス再循環制御弁、３５・・・導管、
３６・・・弁ボート、３７・・・弁要素、３８・・・弁
ロッド、３９・・・ダイヤフラム装置、４０・・・ダイ
ヤフラム、４１・・・ダイヤフラム室、４２・・・圧縮
コイルばね、４３・・・負圧調整弁、４４・・・スピル
位置センサ、４５・・・燃料噴射ポンプ、４６・・・全
閉スイッチ、５０・・・マイクロコンピュータ、６１・
・・入力ボート、５２・・・ランダムアクセスメモリ、
５３・・・リードオンリメモ１ハ５４−・・中央処理ユ
ニット、５５・・・出力ボート、５６〜５９・・・駆動
回路、６Ｏ・・・Ｄ／Ａ変換器。 ６１・―・増幅器、６２・・・発振器、６３・・・比較
器、６４−ｔ−ランジスタ 特許出願人　トヨタ自動車株式会社 代　理　人　弁理士　明石　昌毅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キースイッチが開かれて運転の停止が行われる時には吸
   気遮断弁により吸気通路を閉塞されるディーゼル機関の
   排気ガス再循環制御方法に於て、アイドル運転時に排気
   ガス再循環制御弁を開いて排気ガス再循環を行い、運転
   停止時には前記キースイッチが開かれることに応答して
   前記排気ガス再循環制御弁を閉じることを特徴とする排
   気ガス再循環制御方法。