(57)【要約】【課題】低温時におけるエンジン始動時間を短縮させる。【解決手段】排気再循環装置４と、該排気再循環装置４の作動制御を行うコントローラ６とを備えるエンジン１の排気再循環制御装置において、前記コントローラ６にエンジン１の冷却水温を検知する水温センサ７と、エンジン回転数を検知する回転数センサ８とを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置４をエンジン回転数が設定回転数未満であれば作動させず、設定回転数以上となれば作動させるように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン回転数を検知する回転数センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置をエンジン回転数が設定回転数未満であれば作動させず、設定回転数以上となれば作動させることを特徴とするエンジンの排気再循環制御装置。
【請求項２】
排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン回転の加速度を検知する加速度センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置を加速度が設定加速度未満であれば作動させず、設定加速度以上となれば作動させることを特徴とするエンジンの排気再循環制御装置。
【請求項３】
排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン始動からの経過時間を計測する時間計測センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置をエンジン始動からの経過時間が設定時間未満であれば作動させず、設定時間以上となれば作動させることを特徴とするエンジンの排気再循環制御装置。
【請求項４】
排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、排気温を検知する排気温センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置を排気温が設定排気温未満であれば作動させず、設定排気温以上となれば作動させることを特徴とするエンジンの排気再循環制御装置。
【請求項５】
前記エンジン始動時には設定時間経過後から燃料噴射ポンプによる燃料の噴射を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジンの排気再循環制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気再循環制御装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンに設けられた燃料噴射ポンプには燃料の噴射量を調整する電子制御ガバナや燃料の噴射時期を変更する低温始動進角機構が備えられ、これらがコントローラにより作動制御されて、燃料噴射量及び燃料噴射時期が調整されていた。特に、エンジンの始動時に低温である場合にはエンジン冷却水の水温センサより入力される検出信号に基づいて低温始動機構を作動制御して噴射時期を進角させることにより、エンジンの始動性の向上が図られていた。そして、このようなエンジンは排気再循環（ＥＧＲ）装置を取り付けて、低温時におけるエンジン始動に際して排気再循環装置をコントローラにより作動制御し、前記同様に水温センサからの検出信号に基づいて排気再循環装置に備えた排気再循環バルブの開閉状態を切り替えて、エンジンの吸気通路と排気通路とを連通または遮断できるようにも構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−００２９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来エンジンの始動時に冷却水温が低い場合、エンジン回転数が低い間は排気再循環バルブが開いた状態では吸気温よりも低い温度の排気の一部が吸気側に還流し低温始動性が悪化するので、排気再循環装置は作動されず排気再循環バルブを吸気通路と排気通路とを遮断するように閉じた状態に維持するように排気再循環装置は構成されていた。しかし、低回転時に排気再循環装置を適切に作動させることで、低温時におけるエンジン始動時間の短縮化を図る余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン回転数を検知する回転数センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置をエンジン回転数が設定回転数未満であれば作動させず、設定回転数以上となれば作動させるものである。
【０００６】
請求項２においては、排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン回転の加速度を検知する加速度センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置を加速度が設定加速度未満であれば作動させず、設定加速度以上となれば作動させるものである。
【０００７】
請求項３においては、排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、エンジン始動からの経過時間を計測する時間計測センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置をエンジン始動からの経過時間が設定時間未満であれば作動させず、設定時間以上となれば作動させるものである。
【０００８】
請求項４においては、排気再循環装置と、該排気再循環装置の作動制御を行うコントローラとを備えるエンジンの排気再循環制御装置において、前記コントローラにエンジンの冷却水温を検知する水温センサと、排気温を検知する排気温センサとを接続し、エンジン始動時に冷却水温値が設定水温値未満である場合であって、前記排気再循環装置を排気温が設定排気温未満であれば作動させず、設定排気温以上となれば作動させるものである。
【０００９】
請求項５においては、前記エンジン始動時には設定時間経過後から燃料噴射ポンプによる燃料の噴射を開始するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。また、エンジン回転数を利用するので、元々備えられているエンジン回転数センサを利用することができて新たな検知手段が不要となり、排気再循環装置の作動制御を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項２においては、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項３においては、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。さらに、時間計測センサは制御回路に備えられたタイマーに兼用させることも可能であり、部品を追加することなく安価に排気再循環装置の作動制御を行うことができる。
【００１４】
請求項４においては、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。さらに、排気温を利用するため、シリンダ内の温度に近い温度で排気再循環装置の作動時期を判定することが可能となり、排気再循環装置の作動制御を正確に行うことができる。
【００１５】
請求項５においては、エンジンの低温始動時にシリンダ内のガス温度の上昇させて、エンジンの始動時間をさらに短縮し、エンジンの始動性を十分に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施例に係るエンジンの排気再循環制御装置の構成を示す概略図、図２は排気再循環制御装置による作動制御の流れを示す図、図３は排気再循環装置の作動状態とエンジン回転数との関係を示す図、図４は燃料噴射量の制御を伴う排気再循環制御装置による作動制御の流れを示す図、図５は燃料噴射ポンプによる噴射状態と時間の関係を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１においては、燃料を燃料噴射ノズルに圧送する燃料噴射ポンプ２が設けられている。燃料噴射ポンプ２にはラックアクチュエータを作動させ、コントロールラックのラック位置を制御する電子制御ガバナ装置３が備えられている。電子制御ガバナ装置３はラックアクチュエータの作動によりエンジン回転数に応じてラック位置を変更し、前記燃料噴射ポンプ２による燃料噴射量を制御するように構成されている。
【００１９】
また、エンジン１には吸気通路１ａと排気通路１ｂとを連通して、排気再循環バルブ５の開閉状態の切替により排気の一部を吸気側へ再循環可能とさせる排気再循環装置４が設けられている。排気再循環装置４は、吸気通路１ａと排気通路１ｂとを排気再循環バルブ５を閉じた状態とすることによって遮断する一方、排気再循環バルブ５を開いた状態とすることで連通させ、排気通路１ｂから吸気通路１ａに排気の一部が還流されるように構成されている。
【００２０】
そして、前記燃料噴射ポンプ２の電子制御ガバナ装置３及び排気再循環装置４それぞれにコントローラ６が接続され、該コントローラ６により電子制御ガバナ装置３及び排気再循環装置４の作動制御が行われる。該コントローラ６にはまたエンジン１の冷却に用いられる冷却水の冷却水温を検知する水温センサ７や、後述するエンジン１の各種情報を検知する検知手段（センサ）８が接続されている。
【００２１】
前記コントローラ６では、水温センサ７及び後述する検知手段８からの検出信号や、該コントローラ６内に予め設定されているプログラムなどに基づいて電子制御ガバナ装置３や排気再循環装置４に対する制御信号が生成される。そして、該制御信号がコントローラ６から電子制御ガバナ装置３または排気再循環装置４に送られて、各装置が制御可能とされている。
【００２２】
以上のようにしてエンジン１の排気再循環制御装置が構成され、該排気再循環制御装置においては、次のような流れでエンジン１の始動時に水温センサ７により検知された冷却水温が予め設定された設定水温よりも低いか否かがコントローラ６にて判定され、低温であると判断された場合に所定条件を満たせばコントローラ６により排気再循環装置が作動されて、排気の吸気側への再循環が行われる。
【００２３】
すなわち、エンジン始動時において、キースイッチがＯＮされるとコントローラ６の電源が入り、該コントローラ６が作動状態となる。そして、エンジン１をクランキングするためのスイッチがＯＮされると、図２に示すように、スタータ信号がコントローラ６に入力され（ステップＳ１１）、これに伴ってセルモータが回転されて、クランキングが開始される。
【００２４】
同時にこのときのエンジン１の冷却水温が冷却水温センサ７で検知され、この検知信号がコントローラ６に入力されて、始動時の冷却水温がコントローラ６に読み込まれる（ステップＳ１２）。始動時の冷却水温をＴとした場合、コントローラ６では始動時冷却水温Ｔが当該コントローラ６に予め記憶された設定水温Ｔｃよりも低いか否かが判定される（ステップＳ１３）。
【００２５】
始動時冷却水温Ｔが設定水温Ｔｃよりも高いと判断された場合には、前記排気再循環装置４はコントローラ６にて非作動とされ（ステップＳ１４）て、排気再循環バルブが閉じた状態に維持される。こうして、排気が吸気側へ再循環されない状態で、電子制御ガバナ装置３によりエンジン回転数の増減に従って燃料噴射量が調整されるように燃料噴射ポンプ２の燃料噴射量の制御が行われる。
【００２６】
一方、始動時冷却水温Ｔが設定水温Ｔｃよりも低いと判断された場合には、前記排気再循環装置４を作動させるか否かの判定が前記検知手段８からの検出値に基づいて行われる。
【００２７】
前記検知手段８としてエンジン回転数を検知する回転数センサを用いる場合には、検知手段８で検知されてコントローラ６に読み込まれたエンジン回転数Ｎと、予めコントローラ６に記憶された、または、設定器により設定した切替回転数Ｎｃとが当該コントローラ６により比較され、エンジン回転数Ｎが切替回転数Ｎｃ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。ここでの切替回転数Ｎｃは排気温度が吸気温度よりも高くなるときのエンジン回転数として設定されている。
【００２８】
エンジン回転数Ｎが切替回転数Ｎｃ未満であると判断された場合には、排気再循環装置４は非作動とされ、排気再循環バルブが閉じた状態で維持される（ステップＳ１４）。逆に、エンジン回転数Ｎが切替回転数Ｎｃ以上であると判断された場合には、コントローラ６から排気再循環装置４に制御信号が送られ、排気再循環装置４が作動され排気再循環バルブが開いた状態に切り替えられる（ステップＳ１６）。
【００２９】
このようにして、エンジン１の始動時に低温である場合には、図３に示すように、前記排気再循環装置４はエンジン回転数Ｎがコントローラ６により切替回転数Ｎｃ未満であれば作動されずに排気再循環バルブを閉じた状態に維持し、切替回転数Ｎｃ以上となれば作動されて排気再循環バルブを開いた状態に切り替えるように制御される。
【００３０】
したがって、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。また、排気再循環装置４の作動時期の判定にエンジン回転数を利用するので、元々備えられているエンジン回転数センサを利用することができて新たな検知手段が不要となり、排気再循環装置４の作動制御を容易に行うことができる。
【００３１】
以上のような実施例のエンジン１の排気再循環制御装置では、エンジン１に取り付けた検知手段８をエンジン回転数を検知する回転数センサとし、エンジン始動時に冷却水温が設定水温未満である場合に、該エンジン回転数に基づいて排気再循環装置４の作動時期を判定し、その判断結果に基づいて排気再循環バルブの開閉状態の切替が行われるが、前述のようにエンジン回転数を利用する構成の代わりに次のような構成としても前記同様に低温時におけるエンジン始動時間の短縮化を図ることができる。
【００３２】
たとえば、前記エンジン１の排気再循環制御装置で検知手段８をエンジン回転の加速度を検知する加速度センサとし、エンジン始動時に冷却水温が設定水温未満である場合に、該検知手段８による加速度が予めコントローラ６に記憶され、または、設定器により設定した設定加速度未満であれば排気再循環装置４を作動させず、設定加速度以上となれば作動させるような構成とする。これにより、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。なおここでは、加速度を検知手段８により得るようにしているが、コントローラ６でエンジン回転速度を微分することで求めるようにすることもできる。
【００３３】
また、前記エンジン１の排気再循環制御装置で検知手段８をエンジン始動からの経過時間ｔを計測する時間計測センサとし、エンジン始動時に冷却水温が設定水温未満である場合に、該検知手段８によるエンジン始動からの経過時間が予めコントローラに記憶され、または、設定器により設定した設定時間を越えなければ排気再循環装置４を作動させず、設定時間ｔｃを越えれば作動させるような構成とする。これにより、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。さらに、検知手段８は制御回路に備えられたタイマーに兼用させることも可能であり、部品を追加することなく安価に排気再循環装置４の作動制御を行うことができる。
【００３４】
また、前記エンジン１の排気再循環制御装置で検知手段８をエンジン１の排気温を検知する排気温センサとし、エンジン始動時に冷却水温が設定水温未満である場合に、該検知手段８による排気温が予めコントローラ６に記憶され、または、設定器により設定した設定排気温未満であれば排気再循環装置４を作動させず、設定排気温以上となれば作動させるような構成とする。これにより、吸気温よりも高い温度となった排気の一部を再循環させて吸気とともに吸入することが可能となり、始動補助効果を高めて、低温時におけるエンジン始動時間を短縮することができる。さらに、排気温を利用するため、シリンダ内の温度に近い温度で排気再循環装置４の作動時期を判定することが可能となり、排気再循環装置４の作動制御を正確に行うことができる。
【００３５】
なお、前記検知手段８を吸気温検知する吸気温センサとし、排気温の代わりに吸気温を利用したり、排気温センサに加えて吸気温センサを設けて、排気温と吸気温との差をコントローラ６で求めてこれを利用したりする構成としてもよい。
【００３６】
また従来では、エンジン始動時にセルモータが回転され始めるとコントロールラックが移動され、燃料噴射ポンプ２による燃料噴射が開始されるが、低温の場合、特に低温かつ低速回転の場合には燃料噴射によりシリンダ内のガス温度が下がり、エンジン始動性の低下を招いていた。
【００３７】
そこで前述の各実施例では、エンジン１の低温始動時に前記排気再循環装置４の進角制御の過程において、その途中のエンジン始動時に冷却水温が設定水温未満である場合に、次のような流れの制御を加えて設定時間ｔｃが経過するまでは無噴射状態となるように燃料噴射ポンプ２の燃料噴射量を制御することで、シリンダ内のガス温度を上昇させて、エンジン始動性の更なる向上を図ることもできる。
【００３８】
この場合、図４に示すように、前記ステップＳ１３でコントローラ６により始動時冷却水温Ｔが設定水温Ｔｃよりも低いか否かが判定された後、始動時冷却水温Ｔが設定水温Ｔｃよりも低いと判断された場合に、燃料噴射ポンプ２による燃料噴射が停止され、燃料の無噴射状態とされる（ステップＳ２１）。そして、予めエンジン始動からの経過時間ｔがコントローラ６に記憶され、または、設定器により設定した燃料の無噴射状態を継続させる設定時間ｔｃを越えたか否かが判定され（ステップＳ２２）、該設定時間ｔｃを越えていないと判断された場合には、燃料の無噴射状態が継続される。
【００３９】
一方、経過時間ｔが設定時間ｔｃを越えたと判断された場合には、燃料噴射ポンプ２による燃料噴射が開始され（ステップＳ２３）、電子制御ガバナ装置３によりエンジン回転数Ｎの増減に従って燃料噴射ポンプの燃料噴射量が適切に制御される。そして、該ステップＳ２３が終了した後に前記ステップＳ１５へと移り、つづいて前述のように排気再循環装置４の作動制御が行われる。
【００４０】
このように、エンジン１の低温始動時に前記排気再循環装置４の作動制御とともに、図５に示すように、設定時間ｔｃの経過後から前記燃料噴射ポンプ２による燃料の噴射を開始するように燃料噴射量の制御を行うように構成することにより、まずシリンダ内のガス温度の上昇を図ることができる。したがって、低温時におけるエンジン１の始動時間をさらに短縮することが可能となり、エンジン１の始動性を十分に向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明ではエンジン始動時に低温であるか否かの判定に冷却水温を利用しているが、これは限定するものではなく冷却水温の代わりに油温や吸気温、排気温を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例に係るエンジンの排気再循環制御装置の構成を示す概略図。
【図２】排気再循環制御装置による作動制御の流れを示す図。
【図３】排気再循環装置の作動状態とエンジン回転数との関係を示す図。
【図４】燃料噴射量の制御を伴う排気再循環制御装置による作動制御の流れを示す図。
【図５】燃料噴射ポンプによる噴射状態と時間の関係を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１    エンジン
２    燃料噴射ポンプ
４    排気再循環装置
６    コントローラ
７    水温センサ
８    検知手段（回転数センサ、加速度センサ、時間計測センサ、排気温センサ）
【図１】
2007146724.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007146724.tif 000005
【図４】
2007146724.tif 000006
【図５】
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