JPS6319711B2 - - Google Patents
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- JPS6319711B2 JPS6319711B2 JP56166424A JP16642481A JPS6319711B2 JP S6319711 B2 JPS6319711 B2 JP S6319711B2 JP 56166424 A JP56166424 A JP 56166424A JP 16642481 A JP16642481 A JP 16642481A JP S6319711 B2 JPS6319711 B2 JP S6319711B2
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- exhaust gas
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はエンジンの排気ガス再循環（EGR）
制御装置に関する。
制御装置に関する。
エンジンにおいて、EGRは排気中の窒素酸化
物（NOx）を低減する目的でなされているが、
過剰なEGRは黒煙を発生するためエンジンの回
転数、負荷に応じ、きめ細かく制御することが望
ましい。きめ細かく制御することの可能なEGR
システムとして従来次の様なものが知られてい
る。すなわち、EGR弁はよく知られたダイヤフ
ラム式のものを使用し、このダイヤフラムの圧力
室にはエンジンの回転数負荷に応じた望ましい
EGR量を得るべく調整した負圧を供給するシス
テムである。より詳細には、ポンプからの負圧を
定圧弁にて一定負圧にしたのち、電磁弁を介し前
記ダイヤフラム室に供給するものである。この圧
力を保持する壁の少なくとも１箇所に大気に通じ
るオリフイスを設けこのオリフイスを通過する空
気量を電磁弁の開口度合にて制御し、EGR弁ダ
イヤフラム室の圧力を制御するものである。電磁
弁の開口度合は電磁弁に通電させる電流の通電し
ている時間と通電しない時間との比を電子回路に
より制御するものである。このシステムの制御精
度を上げるうえでは、オリフイス径は重要な因子
となつておりオリフイス径が大きいとEGR量を
制御できる電磁弁の開口度合の変化領域が狭くな
る。逆にある程度の制御範囲を確保できるオリフ
イス径に縮少してくると運転条件の急速にEGR
弁が追従できず不適正なEGR量となり、その結
果エンジン負荷の急増時にEGR量の過多により
多量の黒煙排出となる。この対策として前記のオ
リフイス径をEGRの制御精度のある径を用い、
エンジン負荷の急変を検出してオリフイスのバイ
パス通路に設けた電磁弁に電流を流して通路を開
き瞬時に大気圧に戻すことによりEGR弁の応答
性を高め、EGR過多による黒煙排出を防止する
ことが必要である。前記システムの構成に必要な
要素は１負圧源、２定圧弁、３オリフイス、４デ
ユーテイ制御の電磁弁、５バイパス通路の電磁
弁、６EGR弁、７レバー開度センサ、８エンジ
ン回転センサ、９制御回路となり部品点数が多く
なるという問題点がある。
物（NOx）を低減する目的でなされているが、
過剰なEGRは黒煙を発生するためエンジンの回
転数、負荷に応じ、きめ細かく制御することが望
ましい。きめ細かく制御することの可能なEGR
システムとして従来次の様なものが知られてい
る。すなわち、EGR弁はよく知られたダイヤフ
ラム式のものを使用し、このダイヤフラムの圧力
室にはエンジンの回転数負荷に応じた望ましい
EGR量を得るべく調整した負圧を供給するシス
テムである。より詳細には、ポンプからの負圧を
定圧弁にて一定負圧にしたのち、電磁弁を介し前
記ダイヤフラム室に供給するものである。この圧
力を保持する壁の少なくとも１箇所に大気に通じ
るオリフイスを設けこのオリフイスを通過する空
気量を電磁弁の開口度合にて制御し、EGR弁ダ
イヤフラム室の圧力を制御するものである。電磁
弁の開口度合は電磁弁に通電させる電流の通電し
ている時間と通電しない時間との比を電子回路に
より制御するものである。このシステムの制御精
度を上げるうえでは、オリフイス径は重要な因子
となつておりオリフイス径が大きいとEGR量を
制御できる電磁弁の開口度合の変化領域が狭くな
る。逆にある程度の制御範囲を確保できるオリフ
イス径に縮少してくると運転条件の急速にEGR
弁が追従できず不適正なEGR量となり、その結
果エンジン負荷の急増時にEGR量の過多により
多量の黒煙排出となる。この対策として前記のオ
リフイス径をEGRの制御精度のある径を用い、
エンジン負荷の急変を検出してオリフイスのバイ
パス通路に設けた電磁弁に電流を流して通路を開
き瞬時に大気圧に戻すことによりEGR弁の応答
性を高め、EGR過多による黒煙排出を防止する
ことが必要である。前記システムの構成に必要な
要素は１負圧源、２定圧弁、３オリフイス、４デ
ユーテイ制御の電磁弁、５バイパス通路の電磁
弁、６EGR弁、７レバー開度センサ、８エンジ
ン回転センサ、９制御回路となり部品点数が多く
なるという問題点がある。
本発明の目的は、前述した従来型の装置の問題
点にかんがみ、EGR弁としてスプール弁を利用
し、定圧弁と電磁弁を一体化するという構想に基
づき、応答速度が高く、制御精度が高く、構成部
品点数が少なく、従つて排気中における窒素酸化
物の含有が少ないかつ製造原価の安価なエンジン
を得ることにある。
点にかんがみ、EGR弁としてスプール弁を利用
し、定圧弁と電磁弁を一体化するという構想に基
づき、応答速度が高く、制御精度が高く、構成部
品点数が少なく、従つて排気中における窒素酸化
物の含有が少ないかつ製造原価の安価なエンジン
を得ることにある。
また本発明の他の目的は、EGR弁を作動させ
ない時に負圧源と圧力室を遮断して、負圧ポンプ
の負荷を小さくてすむようにすることにある。
ない時に負圧源と圧力室を遮断して、負圧ポンプ
の負荷を小さくてすむようにすることにある。
本発明の１つの形態においては、エンジンの運
転条件を検出するセンサ；このセンサからの信号
を受けて制御信号を発生する制御回路；負圧又は
正圧よりなる制御用圧力を発生するための圧力
源；上記制御用圧力及び大気圧力を導入するため
の各々の開口を有する圧力室と、該圧力室の一部
を形成するダイヤフラム、スプリング、及び上記
制御回路からの制御信号により通電されるソレノ
イドコイルの３個の作用力を同時に受けて駆動さ
れ、前記開口の一方の面積を増加することが他方
の開口の面積を減じることになるように作動する
弁体とを具備し、前記圧力室の圧力を上記制御信
号に応じた圧力に制御する定圧弁；並びに上記定
圧弁の圧力室の圧力が供給されるダイヤフラム室
を具備し、このダイヤフラム室の圧力により駆動
されて排気ガス再循環量を制御する排気ガス再循
環弁；を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装
置が提供される。
転条件を検出するセンサ；このセンサからの信号
を受けて制御信号を発生する制御回路；負圧又は
正圧よりなる制御用圧力を発生するための圧力
源；上記制御用圧力及び大気圧力を導入するため
の各々の開口を有する圧力室と、該圧力室の一部
を形成するダイヤフラム、スプリング、及び上記
制御回路からの制御信号により通電されるソレノ
イドコイルの３個の作用力を同時に受けて駆動さ
れ、前記開口の一方の面積を増加することが他方
の開口の面積を減じることになるように作動する
弁体とを具備し、前記圧力室の圧力を上記制御信
号に応じた圧力に制御する定圧弁；並びに上記定
圧弁の圧力室の圧力が供給されるダイヤフラム室
を具備し、このダイヤフラム室の圧力により駆動
されて排気ガス再循環量を制御する排気ガス再循
環弁；を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装
置が提供される。
本発明の他の形態においては、過給のための排
気タービンを有するエンジンの排気ガス再循環制
御装置であつて、上記エンジンの運転条件を検出
するセンサ；このセンサからの信号を受けて制御
信号を発生する制御回路；負圧又は正圧よりなる
制御用圧力を発生するための圧力源；上記制御用
圧力及び大気圧力を導入するための各々の開口を
有する圧力室と、該圧力の一部を形成するダイヤ
フラム、スプリング、及び上記制御回路からの制
御信号により通電されるソレノイドコイルの３個
の作用力を同時に受けて駆動され、前記開口の一
方の面積を増加することが他方の開口の面積を減
じることになるように作動する弁体とを具備し、
前記圧力室の圧力を上記制御信号に応じた圧力に
制御する定圧弁；上記定圧弁の圧力室の圧力が供
給される第１のダイヤフラム室を具備し、この第
１のダイヤフラム室の圧力により駆動されて排気
ガス再循環量を制御する排気ガス再循環弁；並び
に上記定圧弁の圧力室の圧力が供給される第２の
ダイヤフラム室を具備し、この第１のダイヤフラ
ム室の圧力により駆動されて上記排気ガスをバイ
パスする排気ガス量を制御するウエストゲート
弁；を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装置
が提供される。
気タービンを有するエンジンの排気ガス再循環制
御装置であつて、上記エンジンの運転条件を検出
するセンサ；このセンサからの信号を受けて制御
信号を発生する制御回路；負圧又は正圧よりなる
制御用圧力を発生するための圧力源；上記制御用
圧力及び大気圧力を導入するための各々の開口を
有する圧力室と、該圧力の一部を形成するダイヤ
フラム、スプリング、及び上記制御回路からの制
御信号により通電されるソレノイドコイルの３個
の作用力を同時に受けて駆動され、前記開口の一
方の面積を増加することが他方の開口の面積を減
じることになるように作動する弁体とを具備し、
前記圧力室の圧力を上記制御信号に応じた圧力に
制御する定圧弁；上記定圧弁の圧力室の圧力が供
給される第１のダイヤフラム室を具備し、この第
１のダイヤフラム室の圧力により駆動されて排気
ガス再循環量を制御する排気ガス再循環弁；並び
に上記定圧弁の圧力室の圧力が供給される第２の
ダイヤフラム室を具備し、この第１のダイヤフラ
ム室の圧力により駆動されて上記排気ガスをバイ
パスする排気ガス量を制御するウエストゲート
弁；を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装置
が提供される。
本発明の第１の実施例としてのデイーゼルエン
ジンのEGR制御装置が第１図ないし第３図に示
される。本装置はEGR弁１、バキユームポンプ
２、定圧弁６、燃料調量用の回転軸３２に連結し
て回転する可変抵抗３１、エンジン回転速度検出
用電磁ピツクアツプ４及び制御回路５０を主要構
成部品としている。
ジンのEGR制御装置が第１図ないし第３図に示
される。本装置はEGR弁１、バキユームポンプ
２、定圧弁６、燃料調量用の回転軸３２に連結し
て回転する可変抵抗３１、エンジン回転速度検出
用電磁ピツクアツプ４及び制御回路５０を主要構
成部品としている。
デイーゼルエンジンの排気管と吸気管とを導通
しているEGR管路５の途中にEGR弁１は設けて
ある。EGR弁１は弁体１１、ダイヤフラム１２、
スプリング１３、ケーシング１４によつて構成さ
れている。弁体１１はダイヤフラム１２と連動し
て上下し、そのリフトが零の時EGR管路５は遮
閉される。ケーシング１４とダイヤフラム１２と
は圧力室１５を構成し、圧力室１５にはケーシン
グ１４に設けた開口１６を介して定圧弁６より負
圧が供給される。この負圧によつて、ダイヤフラ
ム１２はスプリング１３に抗して弁体１１を持ち
上げる。このリフトの大きいほどEGR管路断面
は大きい構成である。定圧弁６は弁ケーシング６
０、スプール弁体６１、スプリング６２、ダイヤ
フラム６３、ソレノイドコイル６５、ソレノイド
ケーシング６４、プランジヤ６６、コア６７より
構成されている。スプール弁体６１はダイヤフラ
ム６３及びプランジヤ６６と連動して上下する。
弁ケーシング６０に設けられたスリーブ６００に
は大気に開口する大気ポート６０１と負圧源に開
口する負圧ポート６０２が設けられており、スリ
ーブ６００にはスプール弁体６１が嵌合してい
る。スプール弁体６１には大気ポート６０１又は
負圧ポート６０２のいずれかに連通する連通口６
１１が設けられておりダイヤフラム６３と弁ケー
シング６０で構成された負圧室６３０に連通して
いる。
しているEGR管路５の途中にEGR弁１は設けて
ある。EGR弁１は弁体１１、ダイヤフラム１２、
スプリング１３、ケーシング１４によつて構成さ
れている。弁体１１はダイヤフラム１２と連動し
て上下し、そのリフトが零の時EGR管路５は遮
閉される。ケーシング１４とダイヤフラム１２と
は圧力室１５を構成し、圧力室１５にはケーシン
グ１４に設けた開口１６を介して定圧弁６より負
圧が供給される。この負圧によつて、ダイヤフラ
ム１２はスプリング１３に抗して弁体１１を持ち
上げる。このリフトの大きいほどEGR管路断面
は大きい構成である。定圧弁６は弁ケーシング６
０、スプール弁体６１、スプリング６２、ダイヤ
フラム６３、ソレノイドコイル６５、ソレノイド
ケーシング６４、プランジヤ６６、コア６７より
構成されている。スプール弁体６１はダイヤフラ
ム６３及びプランジヤ６６と連動して上下する。
弁ケーシング６０に設けられたスリーブ６００に
は大気に開口する大気ポート６０１と負圧源に開
口する負圧ポート６０２が設けられており、スリ
ーブ６００にはスプール弁体６１が嵌合してい
る。スプール弁体６１には大気ポート６０１又は
負圧ポート６０２のいずれかに連通する連通口６
１１が設けられておりダイヤフラム６３と弁ケー
シング６０で構成された負圧室６３０に連通して
いる。
ソレノイドコイル６５はソレノイドケーシング
６４に設けられているリブ６４２とソレノイドケ
ーシングとに固定されておりソレノイドコイル６
５の中心にコア６７がありさらにその中心にプラ
ンジヤ６６が嵌合している。ソレノイドケーシン
グ６４ととダイヤフラム６３とにより構成された
大気室６４０はソレノイドケーシング６４に設け
られた連通口６４１により大気と導通している。
またEGR弁１の開口１６と弁ケーシング６０に
設けられた開口６０３とは導通管８により連通し
ている。ソレノイドコイル６５に電流を通電する
とその電流の強さに応じてスプリングの抗力と電
磁力のつりあつた位置までプランジヤ６６をおし
あげ、これと連動するスプール弁体６１をおしあ
げる。その結果スプール弁体６１に設けた連通口
６１１と大気ポート６０１で構成される絞り弁の
通路面積を増加する構成であり、逆に同時に連通
口６１１と負圧ポート６０２とにより構成された
絞り弁の通路面積は減少する構成となる。負圧ポ
ンプ２は通常よく知られた構成のものでこの吸入
口と負圧ポート６０２とは導通管９により連通し
ている。可変抵抗３１は制御回路５０と導線で結
線されており、同じくエンジン回転検出用電磁ピ
ツクアツプ４と制御回路５０は導線で結線されて
いる。
６４に設けられているリブ６４２とソレノイドケ
ーシングとに固定されておりソレノイドコイル６
５の中心にコア６７がありさらにその中心にプラ
ンジヤ６６が嵌合している。ソレノイドケーシン
グ６４ととダイヤフラム６３とにより構成された
大気室６４０はソレノイドケーシング６４に設け
られた連通口６４１により大気と導通している。
またEGR弁１の開口１６と弁ケーシング６０に
設けられた開口６０３とは導通管８により連通し
ている。ソレノイドコイル６５に電流を通電する
とその電流の強さに応じてスプリングの抗力と電
磁力のつりあつた位置までプランジヤ６６をおし
あげ、これと連動するスプール弁体６１をおしあ
げる。その結果スプール弁体６１に設けた連通口
６１１と大気ポート６０１で構成される絞り弁の
通路面積を増加する構成であり、逆に同時に連通
口６１１と負圧ポート６０２とにより構成された
絞り弁の通路面積は減少する構成となる。負圧ポ
ンプ２は通常よく知られた構成のものでこの吸入
口と負圧ポート６０２とは導通管９により連通し
ている。可変抵抗３１は制御回路５０と導線で結
線されており、同じくエンジン回転検出用電磁ピ
ツクアツプ４と制御回路５０は導線で結線されて
いる。
制御回路５０について第２図により説明する。
入力５０１は前記可変抵抗３１の出力に接続して
ある。入力５０２は前記回転検出用電磁ピツクア
ツプ４の出力に接続してある。出力５０３は前記
定圧弁６のコイルの一端に接続してある。該定圧
弁６のコイルの他端はバツテリの正極に接続して
ある。アナログ−デイジタル（Ａ−Ｄ）変換器５
１０はスケーリング増幅器とＡ−Ｄ変換器と記憶
器とＡ−Ｄ変換のスタート信号と記憶器へのラツ
チ信号を発生するタイミングパルス発生回路から
構成されている８ビツト出力を供給する。整形回
路５２０は前記回転検出用電磁ピツクアツプ４か
らの信号を整形する。
入力５０１は前記可変抵抗３１の出力に接続して
ある。入力５０２は前記回転検出用電磁ピツクア
ツプ４の出力に接続してある。出力５０３は前記
定圧弁６のコイルの一端に接続してある。該定圧
弁６のコイルの他端はバツテリの正極に接続して
ある。アナログ−デイジタル（Ａ−Ｄ）変換器５
１０はスケーリング増幅器とＡ−Ｄ変換器と記憶
器とＡ−Ｄ変換のスタート信号と記憶器へのラツ
チ信号を発生するタイミングパルス発生回路から
構成されている８ビツト出力を供給する。整形回
路５２０は前記回転検出用電磁ピツクアツプ４か
らの信号を整形する。
タイミングパルス回路５３０はＡ−Ｄ変換器５
１０のＡ−Ｄ変換タイミングと後述の計数回路５
４０の計数タイミングと後述の中央処理装置
（CPU）５５０のデータ入力タイミングをとるた
めのもので発振器、カウンタ、論理回路により構
成されている。計数回路５４０は前記整形回路５
２０からの出力パルス数を計数する計数回路とそ
れを記憶する記憶器と前記タイミングパルス回路
５３０からの信号を受けて計数をするタイミング
信号及び記憶するラツチ信号を発生するタイミン
グパルス発生回路から構成されている。出力は８
ビツトの２進コードで出力する。CPU５５０は
マイクロコンピユータと前記Ａ−Ｄ変換器５１０
と計数回路５４０の出力とタイミングパルス回路
５３０からの出力信号とマイクロコンピユータの
バスラインとを結合するインターフエイス回路と
該マイクロコンピユータの出力値を記憶する記憶
回路より構成されている。マイクロコンピユータ
は東芝製TLCS−12Aを使用している。該マイク
ロコンピユータの回路及び動作は公知であるので
省略するが、内部のクロツク周波数（2MHz）を
使用しており、電源が印加されるとイニシヤライ
ズし動作を始め、指定した読出し専用メモリ
（ROM）のアドレスからスタートする。CPU550
は出力に２進コードで８ビツトを供給する。
１０のＡ−Ｄ変換タイミングと後述の計数回路５
４０の計数タイミングと後述の中央処理装置
（CPU）５５０のデータ入力タイミングをとるた
めのもので発振器、カウンタ、論理回路により構
成されている。計数回路５４０は前記整形回路５
２０からの出力パルス数を計数する計数回路とそ
れを記憶する記憶器と前記タイミングパルス回路
５３０からの信号を受けて計数をするタイミング
信号及び記憶するラツチ信号を発生するタイミン
グパルス発生回路から構成されている。出力は８
ビツトの２進コードで出力する。CPU５５０は
マイクロコンピユータと前記Ａ−Ｄ変換器５１０
と計数回路５４０の出力とタイミングパルス回路
５３０からの出力信号とマイクロコンピユータの
バスラインとを結合するインターフエイス回路と
該マイクロコンピユータの出力値を記憶する記憶
回路より構成されている。マイクロコンピユータ
は東芝製TLCS−12Aを使用している。該マイク
ロコンピユータの回路及び動作は公知であるので
省略するが、内部のクロツク周波数（2MHz）を
使用しており、電源が印加されるとイニシヤライ
ズし動作を始め、指定した読出し専用メモリ
（ROM）のアドレスからスタートする。CPU550
は出力に２進コードで８ビツトを供給する。
デイジタル−アナログ（Ｄ−Ａ）変換器５６０
はＲ−2R型の梯子回路網による変換器である。
三角波発生器５７０は約200Hzの三角波を発生す
る。駆動回路５８０における抵抗５８１の一端は
前記Ｄ−Ａ変換器５６０の出力に、他端は演算増
幅器（OPアンプ）５８３の非反転入力に接続し
てある。抵抗５８２の一端は前記三角波発生器５
７０の出力に他端はOPアンプ５８３の非反転入
力に接続してある。OPアンプ５８３の出力は
NPNトランジスタ５８４のベースに接続してあ
る。該トランジスタのエミツタは抵抗５８５と抵
抗５８６の一端にそれぞれ接続してある。抵抗５
８５の他端は接地してある。抵抗５８６の他端は
前記OPアンプ５８３の反転入力に接続してある。
トランジスタ５８４の出力は制御回路５０の出力
端子５０３に接続してある。
はＲ−2R型の梯子回路網による変換器である。
三角波発生器５７０は約200Hzの三角波を発生す
る。駆動回路５８０における抵抗５８１の一端は
前記Ｄ−Ａ変換器５６０の出力に、他端は演算増
幅器（OPアンプ）５８３の非反転入力に接続し
てある。抵抗５８２の一端は前記三角波発生器５
７０の出力に他端はOPアンプ５８３の非反転入
力に接続してある。OPアンプ５８３の出力は
NPNトランジスタ５８４のベースに接続してあ
る。該トランジスタのエミツタは抵抗５８５と抵
抗５８６の一端にそれぞれ接続してある。抵抗５
８５の他端は接地してある。抵抗５８６の他端は
前記OPアンプ５８３の反転入力に接続してある。
トランジスタ５８４の出力は制御回路５０の出力
端子５０３に接続してある。
以上の構成でその作動を説明する。まずタイミ
ングパルス回路５３０からのスタート信号により
Ａ−Ｄ変換器はＡ−Ｄ変換して記憶した値を出力
する。ほぼ同時にタイミングパルス回路５３０か
らの計数スタート信号により計数回路５４０は整
形回路５２０からのパルス数を計数して記憶した
値を出力する。CPU５５０の動作を第３図の流
れ図により説明する。まず電源が印加されると動
作を開始する。第１ステツプ（S1）でCPU５５
０内のすべてのメモリをイニシヤライズする。第
２ステツプ（S2）はタイマチエツクで前記タイ
ミングパルス回路５３０からの信号が入つて来た
かどうかを判別する。タイミングパルス回路５３
０の出力パルスは約0.2ミリ秒が高レベルで他は
低レベルの20Hzの周波数のパルスである。該パル
スの高レベルが来ているかどうかを判別してNO
の場合にはもどり、YESの場合には第３ステツ
プ（S3）に進む。この第２ステツプでは約50マ
イクロ秒で判別出来るので0.2ミリ秒のパルス幅
があれば十分間に合う。第３ステツプはＡ−Ｄ変
換器５１０の記憶器に記憶されている値VLを読
込む。第４ステツプ（S4）は前記計数回路５４
０の記憶器に記憶されている値Ｎを読込む。第５
ステツプ（S5）はポンプ開度VLとエンジン回転
数Ｎによりあらかじめ設定したEGR量をマツプ
より読み出し補間演算してDpを求める。
ングパルス回路５３０からのスタート信号により
Ａ−Ｄ変換器はＡ−Ｄ変換して記憶した値を出力
する。ほぼ同時にタイミングパルス回路５３０か
らの計数スタート信号により計数回路５４０は整
形回路５２０からのパルス数を計数して記憶した
値を出力する。CPU５５０の動作を第３図の流
れ図により説明する。まず電源が印加されると動
作を開始する。第１ステツプ（S1）でCPU５５
０内のすべてのメモリをイニシヤライズする。第
２ステツプ（S2）はタイマチエツクで前記タイ
ミングパルス回路５３０からの信号が入つて来た
かどうかを判別する。タイミングパルス回路５３
０の出力パルスは約0.2ミリ秒が高レベルで他は
低レベルの20Hzの周波数のパルスである。該パル
スの高レベルが来ているかどうかを判別してNO
の場合にはもどり、YESの場合には第３ステツ
プ（S3）に進む。この第２ステツプでは約50マ
イクロ秒で判別出来るので0.2ミリ秒のパルス幅
があれば十分間に合う。第３ステツプはＡ−Ｄ変
換器５１０の記憶器に記憶されている値VLを読
込む。第４ステツプ（S4）は前記計数回路５４
０の記憶器に記憶されている値Ｎを読込む。第５
ステツプ（S5）はポンプ開度VLとエンジン回転
数Ｎによりあらかじめ設定したEGR量をマツプ
より読み出し補間演算してDpを求める。
Ｄ−Ａ変換器５６０はCPU５５０からの２進
コード信号をアナログ電圧に変換する。駆動回路
５８０は一種の定電流回路である。抵抗５８５は
電流検出抵抗でOPアンプ５８３の非反転入力に
印加された電圧と、抵抗５８５とトランジスタ５
８４との接続点の電圧とが等しくなるようにトラ
ンジスタ５８４に流れる電流が制御される。また
三角波回路５７０からの三角波が抵抗５８２を介
してOPアンプ５８３の非反転入力に印加される
のはプランジヤ６６とソレノイドケーシング６４
との摩擦によりソレノイドコイル６５の電流値に
対するプランジヤ６６の移動ストロークの特性に
ヒステリシスがありその影響を減少させるための
ものである。従つつてＤ−Ａ変換器５６０の出力
電圧に三角波が重畳される波形となる。この三角
波の周波数は約300Hzである。
コード信号をアナログ電圧に変換する。駆動回路
５８０は一種の定電流回路である。抵抗５８５は
電流検出抵抗でOPアンプ５８３の非反転入力に
印加された電圧と、抵抗５８５とトランジスタ５
８４との接続点の電圧とが等しくなるようにトラ
ンジスタ５８４に流れる電流が制御される。また
三角波回路５７０からの三角波が抵抗５８２を介
してOPアンプ５８３の非反転入力に印加される
のはプランジヤ６６とソレノイドケーシング６４
との摩擦によりソレノイドコイル６５の電流値に
対するプランジヤ６６の移動ストロークの特性に
ヒステリシスがありその影響を減少させるための
ものである。従つつてＤ−Ａ変換器５６０の出力
電圧に三角波が重畳される波形となる。この三角
波の周波数は約300Hzである。
一方バキユームポンプ２から導びかれた負圧
は、エンジン回転数その他の条件により、必ずし
も一定値をとるとは限らない。しかし負圧室６３
０の負圧はソレノイドコイル６５に通電されてい
る電流のみで一義的に決まる。この理由はスプー
ル弁を上方に押し上げる力は、電磁力Fmと、ダ
イヤフラム６３の両面にかかる圧力差Ｐとダイヤ
フラム６３の有効面積Ａとの積Fp、の和とスプ
リングの抗力Fs（＝Kx＋Fso）とがつりあうとい
う関係からＰは次式Ｐ＝Kx＋Fso−Fm／Ａで与え られる。Fsoはスプリングのプリセツト荷重であ
り、ｘはスプール弁体の上方への移動量、Ｋはス
プリングのバネ定数である。バキユームポンプ２
からの負圧が変動するとｘが変化するが、Kxに
比べFso及びFmを充分大きくとればＰは単にFso
とFmのみによつて決まる値となり、さらに運転
条件によりあらかじめ必要なEGRをFmにおきか
えて記憶することにより任意のEGR率が得られ
る。さらに運転条件が急変した場合急激にFmの
値が変化するが、この場合負圧室６３０内の圧力
Ｐは新しい値に即応できる。この理由は新たな
Fmにバランスする圧力Ｐとずれが生じた圧力に
なつておればスプール弁体の位置は通路面積を負
圧ポート及び大気ポートのいずれをも同時に変化
せしめるため、固定オリフイスの流入だけで圧力
変化をさせた場合よりも大幅に速い応答になる。
は、エンジン回転数その他の条件により、必ずし
も一定値をとるとは限らない。しかし負圧室６３
０の負圧はソレノイドコイル６５に通電されてい
る電流のみで一義的に決まる。この理由はスプー
ル弁を上方に押し上げる力は、電磁力Fmと、ダ
イヤフラム６３の両面にかかる圧力差Ｐとダイヤ
フラム６３の有効面積Ａとの積Fp、の和とスプ
リングの抗力Fs（＝Kx＋Fso）とがつりあうとい
う関係からＰは次式Ｐ＝Kx＋Fso−Fm／Ａで与え られる。Fsoはスプリングのプリセツト荷重であ
り、ｘはスプール弁体の上方への移動量、Ｋはス
プリングのバネ定数である。バキユームポンプ２
からの負圧が変動するとｘが変化するが、Kxに
比べFso及びFmを充分大きくとればＰは単にFso
とFmのみによつて決まる値となり、さらに運転
条件によりあらかじめ必要なEGRをFmにおきか
えて記憶することにより任意のEGR率が得られ
る。さらに運転条件が急変した場合急激にFmの
値が変化するが、この場合負圧室６３０内の圧力
Ｐは新しい値に即応できる。この理由は新たな
Fmにバランスする圧力Ｐとずれが生じた圧力に
なつておればスプール弁体の位置は通路面積を負
圧ポート及び大気ポートのいずれをも同時に変化
せしめるため、固定オリフイスの流入だけで圧力
変化をさせた場合よりも大幅に速い応答になる。
本発明の第２の実施例を第４図に示す。第２の
実施例においては、EGR制御装置を過給用排気
タービンを備えるデイーゼルエンジンに適用する
に当つて、EGR弁１を駆動するための第１のダ
イヤフラム室１５に供給される圧力と同じ圧力
を、排気タービン２００をバイパスさせるための
ウエストゲート弁１００を駆動する第２のダイヤ
フラム室１０１にも供給し、EGR弁１が開いて
いる状態では、ウエストゲート弁１００を開くよ
うにするものである。EGRが必要な低・中負荷
域で過給を行うと摩擦損失が増大するだけで利点
がないからである。その他については第１の実施
例と同様である。
実施例においては、EGR制御装置を過給用排気
タービンを備えるデイーゼルエンジンに適用する
に当つて、EGR弁１を駆動するための第１のダ
イヤフラム室１５に供給される圧力と同じ圧力
を、排気タービン２００をバイパスさせるための
ウエストゲート弁１００を駆動する第２のダイヤ
フラム室１０１にも供給し、EGR弁１が開いて
いる状態では、ウエストゲート弁１００を開くよ
うにするものである。EGRが必要な低・中負荷
域で過給を行うと摩擦損失が増大するだけで利点
がないからである。その他については第１の実施
例と同様である。
本発明は、このようにエンジン条件に応じた供
給負圧をつくる手段にはこだわらず、過給機のウ
エストゲート弁１００のダイヤフラム室とEGR
弁のダイヤフラムに共通の負圧を供給することに
より、低負荷時にEGRする場合、過給機の駆動
損失を軽減することができる。
給負圧をつくる手段にはこだわらず、過給機のウ
エストゲート弁１００のダイヤフラム室とEGR
弁のダイヤフラムに共通の負圧を供給することに
より、低負荷時にEGRする場合、過給機の駆動
損失を軽減することができる。
以上述べたように本実施例においては、制御性
と応答性を兼ねそなえ部品点数の少ない装置が得
られた。すなわち、構成要素としては１負圧源、
２定圧弁、３EGR弁、４レバー開度センサ、５
回転センサおよび６制御回路の６点でよく簡素化
がなされた。
と応答性を兼ねそなえ部品点数の少ない装置が得
られた。すなわち、構成要素としては１負圧源、
２定圧弁、３EGR弁、４レバー開度センサ、５
回転センサおよび６制御回路の６点でよく簡素化
がなされた。
より詳細には本実施例の定圧弁は従来システム
の１定圧弁、２オリフイス、３デユーテイ制御の
電磁弁、４バイパス通路の電磁弁および５急加速
時の判別制御回路の部品点数に該当した機能を有
し、ダイヤフラム、バネ、ニードルスプール弁、
ソレノイド各１個で構成されるのに対し、従来シ
ステムではダイヤフラム１個、バネ３個、ニード
ル弁２個、ソレノイド２個、オリフイス１個、急
加速判別制御回路１個を必要とし、本実施例にお
いて部品点数の減少が図られていることがわか
る。
の１定圧弁、２オリフイス、３デユーテイ制御の
電磁弁、４バイパス通路の電磁弁および５急加速
時の判別制御回路の部品点数に該当した機能を有
し、ダイヤフラム、バネ、ニードルスプール弁、
ソレノイド各１個で構成されるのに対し、従来シ
ステムではダイヤフラム１個、バネ３個、ニード
ル弁２個、ソレノイド２個、オリフイス１個、急
加速判別制御回路１個を必要とし、本実施例にお
いて部品点数の減少が図られていることがわか
る。
これらの実施例の効果は次のようにまとめられ
る。
る。
(A) 定圧弁はスプリング又はソレノイドのいずれ
かの力を調整するのみでよく、簡単でありかつ
高精度である。
かの力を調整するのみでよく、簡単でありかつ
高精度である。
(B) 定圧弁の圧力ポートの数がEGR弁用及び大
気開放を除いて１個のみであり、出荷時の調整
の際の配管が簡単である。
気開放を除いて１個のみであり、出荷時の調整
の際の配管が簡単である。
(C) オリフイスが不要であり、設定圧力と実際の
圧力との差に比例して大気ポートと連通口また
は負圧ポートと連通口の導通面積が大きくな
り、応答速度が速い。
圧力との差に比例して大気ポートと連通口また
は負圧ポートと連通口の導通面積が大きくな
り、応答速度が速い。
(D) ソレノイドへの通電の電流の大きさによつて
定圧弁の設定を任意に変えることができ、エン
ジン回転数に応じた補正が可能となる。
定圧弁の設定を任意に変えることができ、エン
ジン回転数に応じた補正が可能となる。
(E) 定圧弁は弁体が１個であるため、出荷時の調
整が簡単でしかも精度が高い。
整が簡単でしかも精度が高い。
(F) 負圧室の設定圧は、スプリングとソレノイド
の力の釣合いで決定されるため、バキユームポ
ンプの負圧の変化の影響を受けない。
の力の釣合いで決定されるため、バキユームポ
ンプの負圧の変化の影響を受けない。
本実施例においては、デイーゼルエンジンの排
気ガス再循環制御装置について説明したが、他の
エンジンについても同様に適用可能である。
気ガス再循環制御装置について説明したが、他の
エンジンについても同様に適用可能である。
本発明によれば、応答速度が高く、制御精度が
高く、構成部品点数が少なく、従つて排気中にお
ける窒素酸化物の含有の少ない、かつ製造原価の
安価なエンジンを得ることができる。
高く、構成部品点数が少なく、従つて排気中にお
ける窒素酸化物の含有の少ない、かつ製造原価の
安価なエンジンを得ることができる。
また、従来例の装置においては、圧力室は固定
絞りを介して負圧源と連結しているため、作動流
体はEGR弁を作動させない時も、負圧作動流体
をそのまま流しているが、本発明の装置では
EGR弁を作動させない時は、負圧源と圧力室と
は遮断しており、負圧作動流体は流れず、負圧ポ
ンプの負荷が小さくてすむという利点がある。
絞りを介して負圧源と連結しているため、作動流
体はEGR弁を作動させない時も、負圧作動流体
をそのまま流しているが、本発明の装置では
EGR弁を作動させない時は、負圧源と圧力室と
は遮断しており、負圧作動流体は流れず、負圧ポ
ンプの負荷が小さくてすむという利点がある。
さらに、従来例の装置においてはEGR弁を開
弁状態から全閉にする制御時に、圧力室と負圧源
とが連結しているため、圧力室の圧力が大気圧に
近づく時間が長くかかるが、本発明の装置では、
負圧源を遮断しているため、瞬時にEGR弁を全
閉にできる。この結果EGR弁の応答が速く、精
度の高い制御が可能となり、例えばデイーゼルエ
ンジンではEGRをしている運転条件からEGRを
しない運転条件すなわち高負荷運転時への移行時
に、一時的に過剰なEGRがなされ黒煙の排出を
するようなことが防止される。
弁状態から全閉にする制御時に、圧力室と負圧源
とが連結しているため、圧力室の圧力が大気圧に
近づく時間が長くかかるが、本発明の装置では、
負圧源を遮断しているため、瞬時にEGR弁を全
閉にできる。この結果EGR弁の応答が速く、精
度の高い制御が可能となり、例えばデイーゼルエ
ンジンではEGRをしている運転条件からEGRを
しない運転条件すなわち高負荷運転時への移行時
に、一時的に過剰なEGRがなされ黒煙の排出を
するようなことが防止される。
第１図は本発明の第１の実施例としてのデイー
ゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置の主要構
成部品の断面図、第２図は第１図における制御回
路のブロツク線図、第３図は第１図における制御
回路の制御動作の流れ図、および第４図は本発明
の第２の実施例の主要構成部品の断面図である。 １……EGR弁、２……バキユームポンプ、３
……噴射ポンプ、４……回転検出用電磁ピツクア
ツプ、５……EGR管路、６……定圧弁、８，９
……導通管、３１……可変抵抗、５０……制御回
路、１００……ウエストゲート弁。
ゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置の主要構
成部品の断面図、第２図は第１図における制御回
路のブロツク線図、第３図は第１図における制御
回路の制御動作の流れ図、および第４図は本発明
の第２の実施例の主要構成部品の断面図である。 １……EGR弁、２……バキユームポンプ、３
……噴射ポンプ、４……回転検出用電磁ピツクア
ツプ、５……EGR管路、６……定圧弁、８，９
……導通管、３１……可変抵抗、５０……制御回
路、１００……ウエストゲート弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エンジンの運転条件を検出するセンサ； このセンサからの信号を受けて制御信号を発生
する制御回路； 負圧又は正圧よりなる制御用圧力を発生するた
めの圧力源； 上記制御用圧力及び大気圧力を導入するための
各々の開口を有する圧力室と、該圧力室の一部を
形成するダイヤフラム、スプリング、及び上記制
御回路からの制御信号により通電されるソレノイ
ドコイルの３個の作用力を同時に受けて駆動さ
れ、前記開口の一方の面積を増加することが他方
の開口の面積を減じることになるように作動する
弁体とを具備し、前記圧力室の圧力を上記制御信
号に応じた圧力に制御する定圧弁；並びに 上記定圧弁の圧力室の圧力が供給されるダイヤ
フラム室を具備し、このダイヤフラム室の圧力に
より駆動されて排気ガス再循環量を制御する排気
ガス再循環弁； を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装置。 ２ 過給のための排気タービンを有するエンジン
の排気ガス再循環制御装置であつて、 上記エンジンの運転条件を検出するセンサ； このセンサからの信号を受けて制御信号を発生
する制御回路； 負圧又は正圧よりなる制御用圧力を発生するた
めの圧力源； 上記制御用圧力及び大気圧力を導入するための
各々の開口を有する圧力室と、該圧力室の一部を
形成するダイヤフラム、スプリング、及び上記制
御回路からの制御信号により通電されるソレノイ
ドコイルの３個の作用力を同時に受けて駆動さ
れ、前記開口の一方の面積を増加することが他方
の開口の面積を減じることになるように作動する
弁体とを具備し、前記圧力室の圧力を上記制御信
号に応じた圧力に制御する定圧弁； 上記定圧弁の圧力室の圧力が供給される第１の
ダイヤフラム室を具備し、この第１のダイヤフラ
ム室の圧力により駆動されて排気ガス再循環量を
制御する排気ガス再循環弁；並びに 上記定圧弁の圧力室の圧力が供給される第２の
ダイヤフラム室を具備し、この第２のダイヤフラ
ム室の圧力により駆動されて上記排気ガスをバイ
パスする排気ガス量を制御するウエストゲート
弁；を備えたエンジンの排気ガス再循環制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166424A JPS5867954A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | エンジンの排気ガス再循環制御装置 |
| US06/435,301 US4445488A (en) | 1981-10-20 | 1982-10-19 | Exhaust gas recirculation control for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166424A JPS5867954A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | エンジンの排気ガス再循環制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5867954A JPS5867954A (ja) | 1983-04-22 |
| JPS6319711B2 true JPS6319711B2 (ja) | 1988-04-25 |
Family
ID=15831160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166424A Granted JPS5867954A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | エンジンの排気ガス再循環制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4445488A (ja) |
| JP (1) | JPS5867954A (ja) |
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| JPH04126986U (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-19 | 株式会社イナツクス | トイレルーム |
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Also Published As
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|---|---|
| JPS5867954A (ja) | 1983-04-22 |
| US4445488A (en) | 1984-05-01 |
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