JP2001221108A - Exhaust recirculation control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust recirculation control device for internal combustion engine

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JP2001221108A
JP2001221108A JP2000029550A JP2000029550A JP2001221108A JP 2001221108 A JP2001221108 A JP 2001221108A JP 2000029550 A JP2000029550 A JP 2000029550A JP 2000029550 A JP2000029550 A JP 2000029550A JP 2001221108 A JP2001221108 A JP 2001221108A
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Japan
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exhaust gas
valve
internal combustion
combustion engine
gas recirculation
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JP2000029550A
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Japanese (ja)
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Yutaka Iida
裕 飯田
Kazuyoshi Ishizaka
一義 石坂
Koji Hayashi
孝次 林
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Hino Motors Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust recirculation control device for an internal combustion engine enabling both of preventing the collision between a valve element and a valve seat caused by vibration of the valve element in an exhaust recirculation control valve, and improving the emission performance of the internal combustion engine at high-grade. SOLUTION: A control computer 41 calculates a target opening on the basis of an operating state of an internal combustion engine 101, and controls an exhaust recirculation control valve 12 at the target opening. The control computer 41 calculates a collision opening area where vibration is produced on the valve element 27 of the exhaust recirculation control valve 12 and the valve element 27 intermittently collides with the valve seat 28 due to the vibration and corrects the target opening to fully closing when the target opening is within the collision opening area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気通路を流れる
排気ガスの一部を吸気通路に還流させるための内燃機関
の排気還流制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust passage to an intake passage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、内燃機関のエミッション特性
の向上のために、この内燃機関に排気還流制御装置を備
えることが提案されている。排気還流制御装置は、内燃
機関の排気通路と吸気通路との間に排気還流制御弁を備
えている。排気還流制御弁は、弁体が弁座に対して接離
することで、内燃機関の排気通路と吸気通路との間の導
通状態を制御する構成である。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed to provide an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation control device in order to improve the emission characteristics of the internal combustion engine. The exhaust gas recirculation control device includes an exhaust gas recirculation control valve between the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine. The exhaust gas recirculation control valve is configured to control a conduction state between an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine by moving a valve body toward and away from a valve seat.

【0003】そして、前記弁体の弁座に対する接離量つ
まり排気還流制御弁の開度は、内燃機関の運転状態に応
じて調節され、従ってこの運転状態に応じた適量の排気
ガスが吸気通路へ還流される。吸気通路に還流された排
気ガスは、内燃機関の燃焼室に吸入される。この排気ガ
スの導入によって、燃焼室内の燃焼温度が低下され、N
Ox(窒素酸化物)の発生が抑制されて、内燃機関のエ
ミッション特性が向上されることとなる。
The amount of contact and separation of the valve body with respect to the valve seat, that is, the opening of the exhaust gas recirculation control valve, is adjusted in accordance with the operating condition of the internal combustion engine. Refluxed to The exhaust gas recirculated to the intake passage is drawn into the combustion chamber of the internal combustion engine. By the introduction of the exhaust gas, the combustion temperature in the combustion chamber is reduced, and N 2
Ox (nitrogen oxide) generation is suppressed, and the emission characteristics of the internal combustion engine are improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、内燃機関の
運転状態によっては、排気ガスの圧力脈動の周期と排気
還流制御弁における弁体の固有振動数とが一致して、弁
体に共振振動が発生することがある。弁体に共振振動が
発生すると、弁体が弁座に断続的に衝突して異音や振動
を発生したり、弁体や弁座が摩耗することがある。
However, depending on the operation state of the internal combustion engine, the cycle of the pressure pulsation of the exhaust gas and the natural frequency of the valve element in the exhaust gas recirculation control valve coincide with each other, and resonance oscillation occurs in the valve element. May occur. When resonance vibration occurs in the valve body, the valve body intermittently collides with the valve seat to generate abnormal noise and vibration, or the valve body and the valve seat may be worn.

【0005】このような問題を解決するために、例えば
特開平10−9064号公報に開示された技術を採用す
ることが考えられる。この公報の技術は、内燃機関が排
気還流制御弁の弁体に共振振動を与えるような運転状態
である場合には、弁座に弁体を着座させて言い換えれば
排気還流制御弁を強制的に全閉させて、弁体の共振振動
を抑制するものである。
In order to solve such a problem, it is conceivable to employ, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-9064. The technique of this publication discloses that when the internal combustion engine is in an operating state in which resonance vibration is applied to the valve body of the exhaust gas recirculation control valve, the valve body is seated on the valve seat, in other words, the exhaust gas recirculation control valve is forcibly forced. The valve is fully closed to suppress the resonance vibration of the valve body.

【0006】しかし、排気ガスの圧力脈動に排気還流制
御弁の弁体が共振振動したとしても、この全ての場合に
おいて、弁体が弁座に断続的に衝突する現象が生じる訳
ではない。つまり、弁体が共振振動したとしても、その
振動幅が弁座に干渉しない程度に小さければ、別の見方
をすれば共振振動する弁体の振動幅よりも、弁体が弁座
に対して離間して位置決めされていれば、たとえ弁体に
共振振動が生じたとしても弁体が弁座に衝突することは
ないのである。このため、特開平10−9064号公報
に開示された技術を採用すると、弁体が弁座に断続的に
衝突する現象が生じないような状況下においても、不必
要に排気ガスの吸気通路への還流が停止されることにな
り、この停止期間中においては内燃機関のエミッション
特性を向上させることができなくなってしまう。
[0006] However, even if the valve body of the exhaust gas recirculation control valve resonates and vibrates due to the pressure pulsation of the exhaust gas, the phenomenon that the valve body intermittently collides with the valve seat does not necessarily occur in all cases. In other words, if the vibration width of the valve body is small enough not to interfere with the valve seat even if the valve body resonates and vibrates, from a different perspective, the valve body is more resilient to the valve seat than the vibration width of the resonance vibrating valve body. If the valve is positioned at a distance, the valve will not collide with the valve seat even if resonance vibration occurs in the valve. For this reason, if the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-9064 is adopted, the exhaust gas is unnecessarily introduced into the intake passage even under the situation where the valve body does not intermittently collide with the valve seat. Is stopped, and during this stop period, the emission characteristics of the internal combustion engine cannot be improved.

【0007】本発明の目的は、排気還流制御弁における
弁体の振動に基づく、この弁体と弁座との衝突の防止
と、内燃機関のエミッション特性の向上とを高次元で両
立することが可能な内燃機関の排気還流制御装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to achieve, at a high level, both the prevention of collision between a valve body and a valve seat based on the vibration of the valve body in an exhaust gas recirculation control valve and the improvement of emission characteristics of an internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a possible exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1の発明は、内燃機関の運転状態に基づいて、排気還
流制御弁の弁体に生じる振動によって同弁体が弁座に断
続的に衝突する状態となる衝突開度領域を算出し、前記
目標開度がこの算出した衝突開度領域以内となるとき、
同目標開度を弁体と弁座との断続的な衝突が生じない退
避開度に修正することを特徴とする内燃機関の排気還流
制御装置である。
The means for achieving the above object and the effects thereof will be described below. The invention according to claim 1 calculates, based on an operation state of the internal combustion engine, a collision opening region in which the valve body of the exhaust gas recirculation control valve is in a state where the valve body intermittently collides with a valve seat due to vibration generated in the valve body, When the target opening is within the calculated collision opening area,
An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine, wherein the target opening is corrected to a retreat opening that does not cause intermittent collision between a valve body and a valve seat.

【0009】この構成においては、内燃機関が排気還流
制御弁の弁体に振動を生じさせるような運転状態であっ
ても、この全ての場合において目標開度が退避開度に修
正させられるわけではない。つまり、目標開度が衝突開
度領域以外であれば、弁体が振動したとしても弁座に衝
突しないと判断し、排気還流制御弁の目標開度はそのま
ま維持されるのである。従って、特開平10−9064
号公報に開示された技術(内燃機関が弁体に振動を発生
させるような運転状態では一義的に排気還流制御弁を全
閉させる構成)を採用した場合と比較して、不必要に排
気ガスの吸気通路への還流が停止されることを抑制でき
る。その結果、弁体の振動に基づく、この弁体と弁座と
の断続的な衝突を防止できることと、内燃機関のエミッ
ション特性の向上とを高次元で両立することができる。
In this configuration, even if the internal combustion engine is in an operating state in which the valve body of the exhaust gas recirculation control valve causes vibration, the target opening is corrected to the retreat opening in all cases. is not. That is, if the target opening is out of the collision opening range, it is determined that the valve body does not collide with the valve seat even if it vibrates, and the target opening of the exhaust gas recirculation control valve is maintained as it is. Accordingly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-9064
Unnecessary exhaust gas as compared with the technology disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-216 (where the exhaust gas recirculation control valve is completely closed in an operating state where the internal combustion engine generates vibrations in the valve body). Stop of the recirculation to the intake passage can be suppressed. As a result, intermittent collision between the valve body and the valve seat based on the vibration of the valve body can be prevented, and the emission characteristics of the internal combustion engine can be improved at a high level.

【0010】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記弁体と弁座との断続的な衝突が生じない退避開
度は、前記排気還流制御弁の全閉に対応した開度である
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the retreat opening degree at which the intermittent collision between the valve body and the valve seat does not occur is an opening degree corresponding to the full closing of the exhaust gas recirculation control valve. It is characterized by being.

【0011】この構成においては、例えば退避開度とし
て衝突開度領域を上回る値を採用した場合と比較して、
この退避開度が実現された場合に排気ガスの還流量が過
剰となる危惧はなくなる。
In this configuration, for example, as compared with the case where a value exceeding the collision opening range is adopted as the retreat opening,
When this retreat opening degree is realized, there is no fear that the recirculation amount of the exhaust gas becomes excessive.

【0012】請求項3の発明は請求項1又は2の発明に
おいて、前記衝突開度領域の算出に用いるパラメータと
して、内燃機関の吸入空気量又は同吸入空気量と相関性
のある物理量が含まれていることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the parameter used for calculating the collision opening area includes an intake air amount of the internal combustion engine or a physical amount correlated with the intake air amount. It is characterized by having.

【0013】前記内燃機関の吸入空気量には、例えば大
気圧や外気温が反映されている。また、内燃機関の吸入
空気量は、弁体の振動発生の有無や振動幅に大きな影響
を与えることがわかっている。従って、内燃機関の運転
状態として吸入空気量を把握することは、大気圧及び外
気温の変動等を考慮した、精度の高い(言い換えれば領
域の狭い)衝突開度領域の算出につながる。よって、弁
体の振動に基づく、この弁体と弁座との断続的な衝突を
防止できることと、内燃機関のエミッション特性の向上
とをより高次元で両立することができる。
The intake air amount of the internal combustion engine reflects, for example, the atmospheric pressure and the outside air temperature. In addition, it has been found that the amount of intake air of the internal combustion engine has a large effect on the presence or absence of vibration of the valve body and the vibration width. Therefore, grasping the intake air amount as the operating state of the internal combustion engine leads to calculation of a highly accurate (in other words, a narrow area) collision opening area in consideration of fluctuations in the atmospheric pressure, the outside air temperature, and the like. Therefore, the intermittent collision between the valve body and the valve seat based on the vibration of the valve body can be prevented, and the emission characteristics of the internal combustion engine can be improved at a higher level.

【0014】請求項4の発明は請求項1〜3のいずれか
の発明において、前記排気還流制御弁は、弁体を弁座に
対して接近又は離間する方向に付勢するバネ材と、この
バネ材の付勢力に対抗する方向の付勢力を弁体に作用さ
せてなおかつこの付勢力を外部から変更可能な弁駆動部
とを備え、バネ材からの付勢力と弁駆動部からの付勢力
とがバランスする位置に弁体が位置決めされる構成であ
ることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the exhaust gas recirculation control valve includes a spring member for urging the valve body in a direction to approach or separate from the valve seat. A valve drive unit that applies an urging force in a direction opposite to the urging force of the spring material to the valve body and that can change the urging force from the outside; the urging force from the spring material and the urging force from the valve driving unit Is characterized in that the valve body is positioned at a position where the valve body is balanced.

【0015】この構成においては、互いに対抗する付勢
力の微妙なバランスによって弁体が位置決めされる。従
って、弁体に振動が生じ易く、さらには弁体に振動が生
じるとその振動幅は大きいものとなってしまう。このよ
うに、構成的に問題が生じ易い排気還流制御弁を採用し
た排気還流制御装置において具体化することは、その効
果を奏するのに特に有効となる。
In this configuration, the valve element is positioned by a delicate balance of the urging forces opposing each other. Therefore, the valve body tends to vibrate, and when the valve body vibrates, the vibration width becomes large. As described above, the embodiment of the exhaust gas recirculation control device adopting the exhaust gas recirculation control valve, which is likely to cause a problem in configuration, is particularly effective for achieving the effect.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の排気還
流制御装置を具体化した一実施形態について図1及び図
2に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】(内燃機関の排気還流制御装置の概略)図
1は、排気還流(所謂EGR=Exhaust Gas Recirculat
ion )制御装置を備えた内燃機関101を示すモデル図
である。内燃機関101はディーゼルエンジンよりなっ
ている。内燃機関101は燃料噴射装置105を備えて
いる。過給機106は、内燃機関101の吸気通路10
2及び排気通路103に配設され、内燃機関101の排
気エネルギーを利用して過給動作を行なう。吸気絞り弁
機構107は吸気通路102に配設され、アクセルペダ
ル108に連動して吸気通路102の導通状態を制御す
る。吸気絞り弁機構107は、アクセルペダル108が
踏み込まれるほど、吸気通路102内を多量の空気が流
通することを許容する。
(Outline of Exhaust Gas Recirculation System for Internal Combustion Engine) FIG. 1 shows exhaust gas recirculation (so-called EGR = Exhaust Gas Recirculat).
FIG. 2 is a model diagram showing an internal combustion engine 101 including a control device. The internal combustion engine 101 is composed of a diesel engine. The internal combustion engine 101 has a fuel injection device 105. The supercharger 106 is connected to the intake passage 10 of the internal combustion engine 101.
2 and the exhaust passage 103, and performs a supercharging operation using the exhaust energy of the internal combustion engine 101. The intake throttle valve mechanism 107 is disposed in the intake passage 102 and controls the conduction state of the intake passage 102 in conjunction with the accelerator pedal 108. The intake throttle valve mechanism 107 allows a larger amount of air to flow through the intake passage 102 as the accelerator pedal 108 is depressed.

【0018】前記排気還流制御装置は、内燃機関101
の吸気通路102と排気通路103の間に設けられた排
気還流通路11と、排気還流通路11の途中に配設され
この通路11の開度を調節可能な排気還流制御弁12
と、排気還流制御弁12を制御するための制御系13と
からなっている。
The exhaust gas recirculation control device comprises an internal combustion engine 101
An exhaust gas recirculation passage 11 provided between the intake passage 102 and the exhaust gas passage 103 of the vehicle, and an exhaust gas recirculation control valve 12 arranged in the middle of the exhaust gas recirculation passage 11 and capable of adjusting the opening of the passage 11
And a control system 13 for controlling the exhaust gas recirculation control valve 12.

【0019】そして、前記排気還流制御装置によって、
内燃機関101の排気通路103を流れる排気ガスの一
部を、排気還流通路11を介して吸気通路102に還流
させることで、この還流された排気ガス(不活性ガス)
は内燃機関101の燃焼室104へ新気(フレッシュエ
ア)と共に吸入される。この不活性ガスの導入によって
燃焼室104内の燃焼温度が低下されて、この燃焼によ
るNOxの発生が抑制される。
Then, the exhaust gas recirculation control device
By recirculating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 103 of the internal combustion engine 101 to the intake passage 102 via the exhaust recirculation passage 11, the recirculated exhaust gas (inert gas)
Is sucked into the combustion chamber 104 of the internal combustion engine 101 together with fresh air. The introduction of the inert gas lowers the combustion temperature in the combustion chamber 104 and suppresses the generation of NOx due to this combustion.

【0020】しかし、燃焼室104における燃焼温度が
過剰に低下すると、不完全燃焼が生じてCO(一酸化炭
素)やHC(炭化水素)が増加してしまうし内燃機関1
01の出力も低下する。従って、制御系13は、内燃機
関101の運転状態に応じて排気還流制御弁12を制御
することで、排気ガスの吸気通路102への還流量を好
適に調節する。その結果、内燃機関101は本実施形態
の排気還流制御装置を備えることで、出力を低下させる
ことなくエミッション特性を向上させることが可能とな
る。
However, when the combustion temperature in the combustion chamber 104 is excessively lowered, incomplete combustion occurs and CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) increase, and the internal combustion engine 1
01 also decreases. Therefore, the control system 13 controls the exhaust gas recirculation control valve 12 in accordance with the operation state of the internal combustion engine 101, thereby suitably adjusting the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage 102. As a result, by providing the exhaust gas recirculation control device of the present embodiment, the internal combustion engine 101 can improve the emission characteristics without lowering the output.

【0021】以下、前記排気還流制御装置について詳述
する。 (排気還流通路及び排気還流制御弁)図1に示すように
前記排気還流通路11は、内燃機関101の排気通路1
03に接続される排気側管21と、吸気通路102に接
続される吸気側管22とが継手管23によって接続され
てなる。排気還流制御弁12は、排気還流通路11にお
いて継手管23に配設されている。すなわち、継手管2
3内には、排気側管21に接続される流入通路24と、
吸気側管22に接続される流出通路25と、両通路2
4,25を連通する連通路26とが形成されている。こ
れら流入通路24、流出通路25及び連通路26は、継
手管23内において排気還流通路11の一部を構成す
る。弁体27は、継手管23内において流出通路25に
配置され、この流出通路25と連通路26の導通状態を
変更可能である。つまり、継手管23内において弁体2
7と対向する連通路26の開口周囲は弁座28として機
能し、連通路26は一種の弁孔となる。
Hereinafter, the exhaust gas recirculation control device will be described in detail. (Exhaust gas recirculation passage and exhaust gas recirculation control valve) As shown in FIG.
The exhaust pipe 21 connected to the intake pipe 03 and the intake pipe 22 connected to the intake passage 102 are connected by a joint pipe 23. The exhaust gas recirculation control valve 12 is disposed in the joint pipe 23 in the exhaust gas recirculation passage 11. That is, the joint pipe 2
3, an inflow passage 24 connected to the exhaust pipe 21;
An outlet passage 25 connected to the intake pipe 22;
A communication path 26 that communicates the communication paths 4 and 25 is formed. The inflow passage 24, the outflow passage 25, and the communication passage 26 constitute a part of the exhaust gas recirculation passage 11 in the joint pipe 23. The valve body 27 is arranged in the outflow passage 25 in the joint pipe 23, and the conduction state between the outflow passage 25 and the communication passage 26 can be changed. That is, the valve element 2 in the joint pipe 23
The periphery of the opening of the communication passage 26 opposed to 7 functions as a valve seat 28, and the communication passage 26 is a kind of valve hole.

【0022】前記継手管23においてその外部には低圧
アクチュエータ29が配設されている。低圧アクチュエ
ータ29は、ハウジング30の内部にダイヤフラム31
を備えてなる。ハウジング30内にはダイヤフラム31
によって、図面下方の大気圧室32と上方の制御圧室3
3とが遮断状態で隣接形成されている。制御圧室33内
の圧力は、大気圧を上限として外部から調節される。低
圧アクチュエータ29において、ダイヤフラム31、大
気圧室32及び制御圧室33が弁駆動部を構成する。
A low-pressure actuator 29 is disposed outside the joint pipe 23. The low pressure actuator 29 includes a diaphragm 31 inside the housing 30.
Is provided. A diaphragm 31 is provided in the housing 30.
Thus, the atmospheric pressure chamber 32 in the lower part of the drawing and the control pressure chamber 3 in the upper part
3 are formed adjacent to each other in a cutoff state. The pressure in the control pressure chamber 33 is adjusted from the outside with the atmospheric pressure as an upper limit. In the low-pressure actuator 29, the diaphragm 31, the atmospheric pressure chamber 32, and the control pressure chamber 33 constitute a valve driving unit.

【0023】前記制御圧室33には、バネ材としてのコ
イルバネよりなる付勢バネ34が収容され、この付勢バ
ネ34は制御圧室33の体積を増大させる図面下方へダ
イヤフラム31の中央部を付勢する。ダイヤフラム31
の中央部と弁体27とは、ハウジング30及び継手管2
3を挿通された作動ロッド35を介して作動連結されて
いる。従って、弁体27は、ダイヤフラム31の中央部
の上下動に作動ロッド35を介して連動する。弁体27
がダイヤフラム31に連動して上下動すれば、この弁体
27の弁座28に対する最短距離すなわち弁体27のリ
フト量も変わる。弁体27のリフト量が変われば、連通
路26つまり排気還流通路11の開度も変わる。内燃機
関101の排気通路103から吸気通路102への排気
ガスの還流量は、連通路26の開度と、排気通路103
と吸気通路102との間の圧力差によって決定される。
The control pressure chamber 33 accommodates an urging spring 34 composed of a coil spring as a spring material. The urging spring 34 extends the center of the diaphragm 31 downward in the drawing to increase the volume of the control pressure chamber 33. Energize. Diaphragm 31
Of the housing 30 and the joint pipe 2
3 is operatively connected via an operating rod 35 inserted therethrough. Therefore, the valve body 27 is interlocked with the vertical movement of the central portion of the diaphragm 31 via the operation rod 35. Valve 27
Is moved up and down in conjunction with the diaphragm 31, the shortest distance of the valve body 27 to the valve seat 28, that is, the lift amount of the valve body 27 also changes. When the lift amount of the valve body 27 changes, the opening degree of the communication passage 26, that is, the exhaust gas recirculation passage 11 also changes. The amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage 103 of the internal combustion engine 101 to the intake passage 102 depends on the opening degree of the communication passage 26 and the exhaust passage 103
And the pressure difference between the intake passage 102 and the intake passage 102.

【0024】前記排気還流制御弁12においてダイヤフ
ラム31の中央部(弁体27)は、それに作用する制御
圧室33と大気圧室32との圧力差に基づく図面上向き
の付勢力(弁駆動部からの付勢力)と、付勢バネ34の
図面下向きの付勢力とがバランスする位置に位置決めさ
れる。これは、弁体27に作用する、流入通路24及び
流出通路25の圧力の影響は無視して述べている。
In the exhaust gas recirculation control valve 12, the central part (the valve body 27) of the diaphragm 31 is provided with an urging force (from the valve drive unit) directed upward in the drawing based on the pressure difference between the control pressure chamber 33 and the atmospheric pressure chamber 32 acting on it. Is positioned at a position where the biasing force of the biasing spring 34 and the downwardly directed biasing force of the biasing spring 34 are balanced. This is because the influence of the pressure of the inflow passage 24 and the outflow passage 25 acting on the valve body 27 is ignored.

【0025】例えば、制御圧室33の圧力が下降して大
気圧室32との圧力差に基づく付勢力が増大すると、こ
の増大分を補償するように、ダイヤフラム31の中央部
が上動して付勢バネ34の付勢力が増大される。従っ
て、弁体27のリフト量が増大して連通路26の開度が
増大し、排気ガスの還流量も増大する。逆に、制御圧室
33の圧力が上昇して大気圧室32との圧力差に基づく
付勢力が減少すると、この減少分を補償するように、ダ
イヤフラム31の中央部が下動して付勢バネ34の付勢
力が減少される。従って、弁体27のリフト量が減少し
て連通路26の開度が減少し、排気ガスの還流量も減少
する。
For example, when the pressure in the control pressure chamber 33 decreases and the urging force based on the pressure difference with the atmospheric pressure chamber 32 increases, the central portion of the diaphragm 31 moves upward so as to compensate for the increase. The urging force of the urging spring 34 is increased. Therefore, the lift amount of the valve body 27 increases, the opening degree of the communication passage 26 increases, and the recirculation amount of the exhaust gas also increases. Conversely, when the pressure in the control pressure chamber 33 rises and the urging force based on the pressure difference with the atmospheric pressure chamber 32 decreases, the central portion of the diaphragm 31 moves downward so as to compensate for this decrease, and the urging force is increased. The biasing force of the spring 34 is reduced. Therefore, the lift amount of the valve body 27 is reduced, the opening degree of the communication passage 26 is reduced, and the recirculation amount of the exhaust gas is also reduced.

【0026】前記大気圧室32と制御圧室33とが均圧
した状態では、弁体27の位置決めには付勢バネ34の
図面下方へ向かう付勢力が支配的となる。従って、弁体
27は弁座28に着座してそれ以上の下動が規制され、
弁体27のリフト量は「0」となる(図1に示す状
態)。弁体27のリフト量が「0」では連通路26の開
度は全閉となり、排気ガスの還流は行われない。
When the atmospheric pressure chamber 32 and the control pressure chamber 33 are pressure-equalized, the urging force of the urging spring 34 directed downward in the drawing is dominant in positioning the valve body 27. Therefore, the valve body 27 is seated on the valve seat 28 and further downward movement is regulated,
The lift amount of the valve body 27 becomes “0” (the state shown in FIG. 1). When the lift amount of the valve body 27 is “0”, the opening degree of the communication passage 26 is fully closed, and the exhaust gas is not recirculated.

【0027】(制御系)図1に示すように、低圧制御弁
37は、前記内燃機関101の吸気通路102等、大気
圧よりも低圧な低圧源に配設されている。弁制御通路3
8は、低圧制御弁37と排気還流制御弁12の制御圧室
33とを連通する。低圧制御弁37は電磁弁よりなり、
低圧源と弁制御通路38とを連通するオン状態と、大気
圧領域と弁制御通路38とを連通するオフ状態の二位置
に、外部からの電気制御によって切り換え動作される。
従って、低圧制御弁37がオン状態となると、排気還流
制御弁12の制御圧室33には弁制御通路38を介して
低圧が導かれ、逆に低圧制御弁37がオフ状態となると
制御圧室33には大気圧が導かれる。
(Control System) As shown in FIG. 1, the low-pressure control valve 37 is disposed in a low-pressure source lower than the atmospheric pressure, such as the intake passage 102 of the internal combustion engine 101. Valve control passage 3
8 communicates the low pressure control valve 37 with the control pressure chamber 33 of the exhaust gas recirculation control valve 12. The low pressure control valve 37 is composed of a solenoid valve,
The operation is switched by an external electrical control between an on state where the low pressure source communicates with the valve control passage 38 and an off state where the atmospheric pressure region communicates with the valve control passage 38.
Therefore, when the low-pressure control valve 37 is turned on, a low pressure is guided to the control pressure chamber 33 of the exhaust gas recirculation control valve 12 via the valve control passage 38. Conversely, when the low-pressure control valve 37 is turned off, the control pressure chamber is turned off. Atmospheric pressure is led to 33.

【0028】前記排気還流制御装置は、その制御全般を
司る制御コンピュータ41を備えている。制御コンピュ
ータ41は、通常時においては内燃機関101に対して
燃料噴射装置105等に関する制御を行うのであるが、
これに加えて定期的に排気還流制御装置に関する割り込
み処理を行う。吸入空気量センサ42、内燃機関101
の出力軸の回転速度Neを検出するための回転速度セン
サ43、アクセルペダル108の踏み込み量(以下アク
セル開度とする)Acを検出するためのアクセル開度セ
ンサ44、前記燃料噴射装置105及び低圧制御弁37
は、それぞれ制御コンピュータ41に接続されている。
なお、吸入空気量センサ42は、内燃機関101の吸入
空気量Gn又はこの吸入空気量Gnと相関性のある物理
量(例えば吸入空気圧)を検出する構成である。
The exhaust gas recirculation control device is provided with a control computer 41 for controlling the entire control. The control computer 41 normally controls the internal combustion engine 101 with respect to the fuel injection device 105 and the like.
In addition, an interruption process for the exhaust gas recirculation control device is periodically performed. Intake air amount sensor 42, internal combustion engine 101
The rotational speed sensor 43 for detecting the rotational speed Ne of the output shaft of the vehicle, the accelerator opening sensor 44 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal 108 (hereinafter referred to as accelerator opening) Ac, the fuel injection device 105 and the low pressure Control valve 37
Are connected to the control computer 41, respectively.
The intake air amount sensor 42 is configured to detect the intake air amount Gn of the internal combustion engine 101 or a physical amount (for example, intake air pressure) correlated with the intake air amount Gn.

【0029】前記制御コンピュータ41による燃料噴射
装置105の制御は、次のような周知の手順で行われ
る。回転速度センサ43からの回転速度Neとアクセル
開度センサ44からのアクセル開度Acに基づいて基本
燃料噴射量を算出する。回転速度センサ43からの回転
速度Neと吸入空気量センサ42からの吸入空気量Gn
に基づいて最大燃料噴射量を算出する。基本燃料噴射量
と最大燃料噴射量とを比較し、少量の方を燃料噴射量Q
vとする。そして、この燃料噴射量Qvを達成すべく燃
料噴射装置105を動作させるのである。
The control of the fuel injection device 105 by the control computer 41 is performed according to the following well-known procedure. The basic fuel injection amount is calculated based on the rotation speed Ne from the rotation speed sensor 43 and the accelerator opening Ac from the accelerator opening sensor 44. The rotation speed Ne from the rotation speed sensor 43 and the intake air amount Gn from the intake air amount sensor 42
The maximum fuel injection amount is calculated based on The basic fuel injection amount is compared with the maximum fuel injection amount.
v. Then, the fuel injection device 105 is operated to achieve the fuel injection amount Qv.

【0030】また、前記制御コンピュータ41は、吸入
空気量センサ42からの吸入空気量Gn、回転速度セン
サ43からの回転速度Ne、及び、燃料噴射装置105
を制御する際に算出した燃料噴射量Qvに基づいて適切
なデューティ比を算出し、このデューティ比での駆動信
号を低圧制御弁37に出力する。低圧制御弁37は、制
御コンピュータ41から提供される駆動信号のデューテ
ィ比に応じた時間割合で、オン状態とオフ状態とに切り
換えられる。従って、排気還流制御弁12の制御圧室3
3はデューティ比に応じた圧力となり、この圧力に応じ
て弁体27のリフト量すなわち連通路26(排気還流通
路11)の開度が決定される。
Further, the control computer 41 determines the intake air amount Gn from the intake air amount sensor 42, the rotation speed Ne from the rotation speed sensor 43, and the fuel injection device 105.
, An appropriate duty ratio is calculated based on the calculated fuel injection amount Qv, and a drive signal at this duty ratio is output to the low-pressure control valve 37. The low pressure control valve 37 is switched between an on state and an off state at a time ratio corresponding to a duty ratio of a drive signal provided from the control computer 41. Therefore, the control pressure chamber 3 of the exhaust gas recirculation control valve 12
Reference numeral 3 denotes a pressure corresponding to the duty ratio, and the lift amount of the valve body 27, that is, the opening degree of the communication passage 26 (the exhaust gas recirculation passage 11) is determined according to the pressure.

【0031】(制御コンピュータによる排気還流制御弁
の制御の詳細)前記制御コンピュータ41は、予め記憶
されたプログラムに基づき、図2のフローチャートに示
す手順に従って、排気還流制御弁12の開度を制御す
る。なお、図2のルーチンは、例えば数msec毎に起動さ
れる定時割り込みルーチンである。
(Details of Control of Exhaust Gas Recirculation Control Valve by Control Computer) The control computer 41 controls the opening of the exhaust gas recirculation control valve 12 according to a procedure shown in a flowchart of FIG. 2 based on a program stored in advance. . The routine in FIG. 2 is a periodic interrupt routine that is started, for example, every several milliseconds.

【0032】すなわち、この排気還流制御弁12の開度
制御に際しては、先ずステップS1において、内燃機関
101の運転状態としての回転速度Ne及び別のルーチ
ン(詳述しない内燃機関101の燃料噴射量制御ルーチ
ン)で算出された燃料噴射量Qvに基づいて、排気還流
制御弁12の目標開度、つまり弁体27の目標リフト量
Lmapが算出される。この目標リフト量Lmapは、
回転速度Neと燃料噴射量Qvとの関係で予め作成され
たマップを参照することで算出される。
That is, when controlling the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 12, first, at step S1, the rotational speed Ne as the operating state of the internal combustion engine 101 and another routine (fuel injection amount control of the internal combustion engine 101, not described in detail). The target opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 12, that is, the target lift amount Lmap of the valve body 27 is calculated based on the fuel injection amount Qv calculated in the routine). This target lift amount Lmap is
It is calculated by referring to a map created in advance based on the relationship between the rotation speed Ne and the fuel injection amount Qv.

【0033】ここで、上記構成の排気還流制御弁12に
おいては、制御コンピュータ41による制御とは無関係
に弁体27が振動することがある。例えば、排気ガスの
圧力脈動の周期と弁体27の固有振動数とが一致し、さ
らには排気ガスの圧力が弁体27に変位を与える程に高
いと、弁体27が共振振動する等である。この弁体27
の振動は内燃機関101の運転状態がある領域に入り込
むと発生し、さらにはこの振動幅は内燃機関101の運
転状態に応じて様々に変化される。例えば、内燃機関1
01の回転速度Ne、燃料噴射量Qv及び吸入空気量G
nは、排気ガスの圧力脈動の周期や排気ガスの圧力、つ
まり弁体27の振動発生の有無や振動幅に大きな影響を
与えることがわかっている。
Here, in the exhaust gas recirculation control valve 12 having the above configuration, the valve body 27 may vibrate regardless of the control by the control computer 41. For example, if the cycle of the pressure pulsation of the exhaust gas coincides with the natural frequency of the valve body 27 and the pressure of the exhaust gas is so high that the valve body 27 is displaced, the valve body 27 resonates and vibrates. is there. This valve body 27
Is generated when the operation state of the internal combustion engine 101 enters a certain region, and furthermore, the vibration width is variously changed according to the operation state of the internal combustion engine 101. For example, the internal combustion engine 1
01 rotation speed Ne, fuel injection amount Qv and intake air amount G
It is known that n greatly affects the cycle of the pressure pulsation of the exhaust gas and the pressure of the exhaust gas, that is, the presence or absence of vibration of the valve body 27 and the vibration width.

【0034】従って、ステップS2においては、回転速
度Ne、燃料噴射量Qv及び吸入空気量Gnから、枠内
に示した算出式を用いることで、制限リフト量Llim
が算出される。この制限リフト量Llimは、それ以下
のリフト量では弁体27が振動によって弁座28に衝突
する可能性があることを意味する。リフト量が「0」で
は弁体27が弁座28に着座するため、内燃機関101
の運転状態に関わらず弁体27に振動が生じることはな
い。つまり、ステップS2において制限リフト量Lli
mを算出することは、「0」を上回りかつ制限リフト量
Llim以下の衝突リフト量領域(衝突開度領域)を算
出することを実質とする。
Therefore, in step S2, the limited lift amount Llim is obtained from the rotational speed Ne, the fuel injection amount Qv, and the intake air amount Gn by using the calculation formula shown in the frame.
Is calculated. The limit lift amount Llim means that the valve body 27 may collide with the valve seat 28 due to vibration if the lift amount is less than the limit lift amount Llim. When the lift amount is “0”, the valve body 27 is seated on the valve seat 28, so that the internal combustion engine 101
Vibration does not occur in the valve body 27 irrespective of the operation state of. That is, in step S2, the limited lift amount Lli
Calculating m is essentially calculating a collision lift amount region (collision opening degree region) that exceeds “0” and is equal to or less than the limit lift amount Llim.

【0035】なお、前記ステップS2の算出式において
各係数「a」,「b」,「c」,「d」は、内燃機関1
01の様々な運転状態を設定しての実験により求めた各
運転状態毎の制限リフト量Llimから、回帰分析によ
って算出されている。また、「e」は、内燃機関101
が同じ運転状態であっても、排気還流制御弁12の構成
によって制限リフト量Llimがバラつくことを考慮し
た補正値である。
The coefficients "a", "b", "c", and "d" in the calculation formula of step S2 are the same as those of the internal combustion engine 1.
01 is calculated by a regression analysis from the limited lift amount Llim for each operating state obtained by an experiment in which various operating states are set. “E” is the internal combustion engine 101
Are correction values in consideration of the fact that the limit lift amount Llim varies depending on the configuration of the exhaust gas recirculation control valve 12 even in the same operation state.

【0036】ステップS3においては、ステップS1に
て算出された目標リフト量Lmapが、「0」であるか
否か及びステップS2にて算出された制限リフト量Ll
imを上回っているか否かが判定される。言い換えれ
ば、ステップS3においては、目標リフト量Lmapが
衝突リフト量領域以外であるか否かが判定される。
In step S3, it is determined whether or not the target lift amount Lmap calculated in step S1 is "0", and the limit lift amount Ll calculated in step S2 is determined.
im is determined. In other words, in step S3, it is determined whether the target lift amount Lmap is outside the collision lift amount region.

【0037】前記ステップS3判定がYESの場合、つ
まり目標リフト量Lmapでは、弁体27が振動しない
か(Lmap=0の時)、或いは弁体27が振動したと
してもその振動幅が小さくて弁座28に衝突することは
ない(Lmap>Llimの時)と判断された場合、目
標リフト量Lmapはそのまま維持される。従って、ス
テップS4において低圧制御弁37に出力する駆動信号
は、ステップS1にて算出された目標リフト量Lmap
に応じたデューティ比とされる。その結果、内燃機関1
01の排気通路103から吸気通路102への排気ガス
の還流量は、内燃機関101の運転状態に応じた好適な
ものとなる。
If the determination in step S3 is YES, that is, with the target lift amount Lmap, the valve body 27 does not vibrate (when Lmap = 0), or even if the valve body 27 vibrates, the vibration width is small. If it is determined that the vehicle will not collide with the seat 28 (when Lmap> Llim), the target lift amount Lmap is maintained as it is. Therefore, the drive signal output to the low-pressure control valve 37 in step S4 is the target lift amount Lmap calculated in step S1.
In accordance with the duty ratio. As a result, the internal combustion engine 1
The recirculation amount of the exhaust gas from the exhaust passage 103 to the intake passage 102 in FIG. 01 is suitable for the operating state of the internal combustion engine 101.

【0038】一方、前記ステップS3判定がNOの場
合、つまりステップS1にて算出した目標リフト量Lm
apでは、弁体27が振動すると弁座28に衝突する可
能性があると判断された場合、ステップS5において目
標リフト量Lmapが、退避リフト量(退避開度)とし
ての「0」に修正される。従って、ステップS4におい
て低圧制御弁37に対する駆動信号は、ステップS5に
て修正された目標リフト量Lmap(=0)に応じたデ
ューティ比とされる。その結果、排気還流制御弁12に
おいては、弁体27が弁座28に着座して弁体27の振
動が抑制される。よって、弁体27と弁座28の断続的
な衝突に基づく異音や振動の発生が抑制されるし、弁体
27や弁座28に摩耗が生じることも防止できる。
On the other hand, if the determination in step S3 is NO, that is, the target lift amount Lm calculated in step S1.
When it is determined that the valve body 27 may collide with the valve seat 28 when the valve body 27 vibrates, the target lift amount Lmap is corrected to “0” as the retraction lift amount (retreat opening degree) in step S5. Is done. Therefore, in step S4, the drive signal for the low-pressure control valve 37 has a duty ratio corresponding to the target lift amount Lmap (= 0) corrected in step S5. As a result, in the exhaust gas recirculation control valve 12, the valve body 27 is seated on the valve seat 28, and the vibration of the valve body 27 is suppressed. Therefore, generation of abnormal noise and vibration due to intermittent collision between the valve body 27 and the valve seat 28 can be suppressed, and wear of the valve body 27 and the valve seat 28 can be prevented.

【0039】上記構成によれば次のような効果を奏す
る。 (1)本実施形態においては、内燃機関101が排気還
流制御弁12の弁体27に振動を生じさせるような運転
状態であっても、この全ての場合において弁体27が退
避リフト量(=0)に強制的に変位させられるわけでは
ない。つまり、弁体27が振動したとしても、その振動
幅が弁座28に干渉しない程度に小さければ、別の見方
をすれば弁体27の振動幅よりも弁体27が弁座28に
対して離間して位置決めされるのであれば、排気還流通
路11が退避開度とされることはないのである。従っ
て、特開平10−9064号公報に開示された技術(内
燃機関101が弁体27に振動を発生させるような運転
状態では一義的に排気還流通路11を全閉させる構成)
を採用した場合と比較して、不必要に排気ガスの吸気通
路102への還流が停止されることを抑制できる。その
結果、弁体27の振動に基づく、この弁体27と弁座2
8との断続的な衝突を防止できることと、内燃機関10
1のエミッション特性の向上とを高次元で両立すること
ができる。
According to the above configuration, the following effects can be obtained. (1) In the present embodiment, even when the internal combustion engine 101 is in an operating state in which the valve body 27 of the exhaust gas recirculation control valve 12 generates vibration, the valve body 27 moves the retraction lift (= 0) is not forcibly displaced. In other words, even if the valve body 27 vibrates, if the vibration width is small enough not to interfere with the valve seat 28, from another viewpoint, the valve body 27 moves with respect to the valve seat 28 more than the vibration width of the valve body 27. If they are positioned separately, the exhaust gas recirculation passage 11 does not have the retreat opening degree. Therefore, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-9064 (a configuration in which the exhaust gas recirculation passage 11 is completely closed in an operating state where the internal combustion engine 101 generates vibration in the valve body 27).
As compared with the case of adopting the above, it is possible to suppress the unnecessary stop of the recirculation of the exhaust gas to the intake passage 102. As a result, the valve body 27 and the valve seat 2 based on the vibration of the valve body 27
Intermittent collision with the internal combustion engine 10 and the internal combustion engine 10
1 can be improved at a high level.

【0040】(2)本実施形態においては、退避リフト
量として固定値の「0」を採用している。従って、例え
ば退避リフト量として制限リフト量Llimを上回る値
を採用した場合と比較して(後の別例にて詳述)、この
退避リフト量が実現された場合に排気ガスの還流量が過
剰となる危惧はなくなる。また、退避リフト量を制限リ
フト量Llimの算出毎に変更する手順を踏む必要もな
く、プログラムを短くして制御コンピュータ41のメモ
リ消費量を少なくすることができる。
(2) In the present embodiment, a fixed value “0” is adopted as the evacuation lift amount. Therefore, in comparison with the case where a value exceeding the limit lift amount Llim is adopted as the evacuation lift amount (described in another example later), when the evacuation lift amount is realized, the recirculation amount of the exhaust gas becomes excessive. There is no fear of becoming. Further, it is not necessary to take a procedure of changing the evacuation lift amount every time the limit lift amount Llim is calculated, and the program can be shortened, and the memory consumption of the control computer 41 can be reduced.

【0041】(3)本実施形態においては、制限リフト
量Llimを算出するにあたり、内燃機関101の運転
状態として、回転速度Ne及び燃料噴射量Qvのみなら
ず、吸入空気量Gnも参照している。内燃機関101の
吸入空気量Gnには、例えば、過給機106の過給状態
や、大気圧及び外気温が反映されている。また、内燃機
関101の吸入空気量Gnは、弁体27の振動発生の有
無や振動幅に大きな影響を与えることがわかっている。
従って、内燃機関101の運転状態として吸入空気量G
nを把握することは、内燃機関101の過渡状態におい
て過給機106に応答遅れ等が生じることや、大気圧及
び外気温の変動を考慮した、精度の高い(言い換えれば
「0」側に寄せた)制限リフト量Llimの算出につな
がる。よって、弁体27の振動に基づく、この弁体27
と弁座28との断続的な衝突を防止できることと、内燃
機関101のエミッション特性の向上とを、より高次元
で両立することができる。
(3) In the present embodiment, in calculating the limit lift amount Llim, the operating state of the internal combustion engine 101 refers not only to the rotational speed Ne and the fuel injection amount Qv, but also to the intake air amount Gn. . The intake air amount Gn of the internal combustion engine 101 reflects, for example, the supercharging state of the supercharger 106, the atmospheric pressure, and the outside air temperature. Further, it is known that the intake air amount Gn of the internal combustion engine 101 has a large influence on the presence or absence of vibration of the valve body 27 and the vibration width.
Therefore, as the operating state of the internal combustion engine 101, the intake air amount G
In order to grasp n, it is necessary to take account of the occurrence of a response delay or the like in the supercharger 106 in the transient state of the internal combustion engine 101 and the fluctuation of the atmospheric pressure and the outside air temperature. Also, it leads to calculation of the limit lift amount Llim. Therefore, the valve body 27 based on the vibration of the valve body 27
Intermittent collision of the internal combustion engine 101 with the valve seat 28 and improvement of the emission characteristics of the internal combustion engine 101 can be achieved at a higher level.

【0042】特に、ディーゼルエンジン(内燃機関10
1)においては、必ずしも燃料噴射量Qvに吸入空気量
Gnが反映されている訳ではない(基本燃料噴射量が燃
料噴射量Qvとされた場合)。従って、ディーゼルエン
ジン(内燃機関101)の運転状態として、燃料噴射量
Qvに加えて吸入空気量Gnを把握することは、精度の
高い制限リフト量Llimを算出する上で特に有効とな
る。
In particular, a diesel engine (internal combustion engine 10
In 1), the intake air amount Gn is not always reflected in the fuel injection amount Qv (when the basic fuel injection amount is the fuel injection amount Qv). Therefore, ascertaining the intake air amount Gn in addition to the fuel injection amount Qv as the operating state of the diesel engine (internal combustion engine 101) is particularly effective in calculating the highly accurate limited lift amount Llim.

【0043】(4)本実施形態において、制限リフト量
Llimを算出する際に用いられる、内燃機関101の
回転速度Ne、燃料噴射量Qv及び吸入空気量Gnは、
何れも内燃機関101の燃料噴射装置105を制御する
際にも用いられるデータである。従って、制限リフト量
Llimを算出するためだけの特別なセンサを必要とせ
ず、例えば既存の排気還流制御装置に対してロジックの
追加のみで本発明を適用することができる。なお、既存
の排気還流制御装置とは、ハード的には本実施形態と同
じであり(図1)、ソフト的には、図2のステップS1
と同様にして算出された目標リフト量Lmapで以って
必ず排気還流制御弁12を制御すること以外は同じ構成
のものを指す。
(4) In the present embodiment, the rotational speed Ne, the fuel injection amount Qv, and the intake air amount Gn of the internal combustion engine 101 used for calculating the limit lift amount Llim are:
All of these data are used when the fuel injection device 105 of the internal combustion engine 101 is controlled. Therefore, a special sensor only for calculating the limited lift amount Llim is not required, and the present invention can be applied to, for example, an existing exhaust gas recirculation control device only by adding logic. The existing exhaust gas recirculation control device is the same as the present embodiment in terms of hardware (FIG. 1), and is similar in software to step S1 in FIG.
The same configuration except that the exhaust gas recirculation control valve 12 is always controlled by the target lift amount Lmap calculated in the same manner as in the first embodiment.

【0044】(5)本実施形態において、排気還流制御
弁12の弁体27は、制御圧室33と大気圧室32との
圧力差に基づく付勢力と、この付勢力に対抗する付勢バ
ネ34の付勢力との微妙なバランスによって位置決めさ
れる。従って、弁体27に振動が生じ易く、さらには弁
体27に振動が生じるとその振動幅は大きいものとなっ
てしまう。このような、構成的に問題が生じ易い排気還
流制御弁12を採用した排気還流制御装置において本発
明を具体化することは、その効果を奏するのに特に有効
となる。
(5) In this embodiment, the valve body 27 of the exhaust gas recirculation control valve 12 has an urging force based on a pressure difference between the control pressure chamber 33 and the atmospheric pressure chamber 32, and an urging spring opposing the urging force. Positioning is performed by a delicate balance with the urging force of. Therefore, vibration is easily generated in the valve body 27. Further, when vibration is generated in the valve body 27, the vibration width becomes large. It is particularly effective to embody the present invention in the exhaust gas recirculation control device employing the exhaust gas recirculation control valve 12 in which such a problem is likely to occur in terms of configuration.

【0045】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ・制限リフト量Llimを上回るリフト量を退避リフト
量(退避開度)に設定すること。この場合、退避リフト
量が実現された時に排気ガスの還流量が過剰とならない
ようにするため、退避リフト量は目標リフト量Lmap
に接近した値つまり制限リフト量Llimに接近した値
が良い。従って、退避リフト量は制限リフト量Llim
の算出毎に変更されるべきである(例えば退避リフト量
=Llim+一定値)。
The present invention can be practiced in the following modes without departing from the spirit of the present invention. A lift amount exceeding the limit lift amount Llim is set as a retreat lift amount (retreat opening degree). In this case, in order to prevent the recirculation amount of the exhaust gas from becoming excessive when the evacuation lift amount is realized, the evacuation lift amount is set to the target lift amount Lmap.
, That is, a value approaching the limit lift amount Llim. Therefore, the evacuation lift amount is equal to the limit lift amount Llim.
(For example, the evacuation lift amount = Llim + constant value).

【0046】・図2のステップS2において、内燃機関
101の回転速度Neと吸入空気量Gnのみから制限リ
フト量Llimを算出すること。取り扱うデータ量を少
なくすれば、制御コンピュータ41における制限リフト
量Llimの算出処理も速くなる。
In step S2 in FIG. 2, the limit lift amount Llim is calculated only from the rotational speed Ne of the internal combustion engine 101 and the intake air amount Gn. If the amount of data to be handled is reduced, the process of calculating the limited lift amount Llim in the control computer 41 also becomes faster.

【0047】・図2のステップS2において、内燃機関
101の回転速度Neと燃料噴射量Qvのみから制限リ
フト量Llimを算出すること。取り扱うデータ量を少
なくすれば、制御コンピュータ41における制限リフト
量Llimの算出処理も速くなる。
In step S2 in FIG. 2, the limit lift amount Llim is calculated only from the rotational speed Ne of the internal combustion engine 101 and the fuel injection amount Qv. If the amount of data to be handled is reduced, the process of calculating the limited lift amount Llim in the control computer 41 also becomes faster.

【0048】・排気還流制御弁12において、付勢バネ
34の付勢力の作用方向と、制御圧室33と大気圧室3
2との圧力差に基づく付勢力の作用方向を、上記実施形
態とは逆に構成すること。つまり、付勢バネ34の付勢
力は弁体27を弁座28に対して離間させる方向へ作用
し、制御圧室33と大気圧室32との圧力差に基づく付
勢力は、弁体27を弁座28に対して接近させる方向に
作用する構成である。
In the exhaust gas recirculation control valve 12, the action direction of the urging force of the urging spring 34, the control pressure chamber 33 and the atmospheric pressure chamber 3
The direction of action of the urging force based on the pressure difference between the second embodiment and the second embodiment is opposite to that of the above embodiment. That is, the urging force of the urging spring 34 acts in a direction to separate the valve body 27 from the valve seat 28, and the urging force based on the pressure difference between the control pressure chamber 33 and the atmospheric pressure chamber 32 causes the valve body 27 to move. This is a configuration that acts in a direction to approach the valve seat 28.

【0049】・排気還流制御弁12の弁駆動部として、
弁体27に電磁吸引力に基づく付勢力を作用させる電磁
構成を採用すること。このようにすれば、制御コンピュ
ータ41は排気還流制御弁12を直接的に電気制御する
ことが可能となる。従って、低圧制御弁37や弁制御通
路38を削除できて制御系13の構成の簡素化を図り得
るし、排気還流制御弁12の制御精度ひいては排気ガス
の還流量の制御精度も向上される。
As a valve drive unit of the exhaust gas recirculation control valve 12,
An electromagnetic configuration in which an urging force based on an electromagnetic attraction force is applied to the valve body 27. By doing so, the control computer 41 can directly electrically control the exhaust gas recirculation control valve 12. Therefore, the low-pressure control valve 37 and the valve control passage 38 can be omitted, and the configuration of the control system 13 can be simplified, and the control accuracy of the exhaust gas recirculation control valve 12 and the control accuracy of the exhaust gas recirculation amount can be improved.

【0050】・排気還流制御弁12のアクチュエータと
して、ステップモータと、このステップモータの回動を
弁体27の直線動に変換するギア機構からなる構成を採
用すること。この構成においては、ステップモータ制御
特有の停止状態保持能力により、弁体27を制御位置で
ロックしようとする。従って、弁体27に振動が生じた
としても、その振動幅は例えばギア機構に存在するバッ
クラッシュ分程度の小さなものとなる。別の見方をすれ
ば、上記実施形態に比べれば小なれども弁体27に振動
が生じる可能性があることには変わりはなく、このよう
な構成において具体化することも本発明の趣旨を逸脱す
るものではない。
As the actuator of the exhaust gas recirculation control valve 12, a structure comprising a step motor and a gear mechanism for converting the rotation of the step motor into linear movement of the valve body 27 is adopted. In this configuration, the valve body 27 is locked at the control position by the stop state holding capability peculiar to the step motor control. Therefore, even if vibration occurs in the valve body 27, the vibration width is as small as the amount of backlash existing in the gear mechanism, for example. From another point of view, there is still a possibility that vibration may occur in the valve body 27 although it is small compared to the above-described embodiment, and implementation in such a configuration deviates from the gist of the present invention. It does not do.

【0051】・上記実施形態において、制御コンピュー
タ41による排気還流制御弁12の制御はオープン制御
である。しかし、これに限定されるものではなく、弁体
27のリフト量を検出するセンサを配設し、このセンサ
からの検出リフト量が目標リフト量Lmapとなるよう
に、制御コンピュータ41が排気還流制御弁12をフィ
ードバック制御するように構成しても良い。
In the above embodiment, the control of the exhaust gas recirculation control valve 12 by the control computer 41 is open control. However, the present invention is not limited to this. A sensor for detecting the lift amount of the valve body 27 is provided, and the control computer 41 controls the exhaust gas recirculation so that the detected lift amount from this sensor becomes the target lift amount Lmap. The valve 12 may be configured to perform feedback control.

【0052】・ガソリンエンジンよりなる内燃機関10
1においてその排気還流制御装置に具体化すること。上
記実施形態から把握できる技術的思想について記載す
る。
An internal combustion engine 10 composed of a gasoline engine
1 to be embodied in the exhaust gas recirculation control device. The technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described.

【0053】(1)前記衝突開度領域の算出に用いるパ
ラメータとして、内燃機関の回転速度が含まれる請求項
1〜4のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装
置。この構成においては、弁体の振動発生の有無や振動
幅に大きな影響を与える回転速度を考慮した、精度の高
い衝突開度領域の算出を行なうことができる。
(1) The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the parameter used for calculating the collision opening degree range includes a rotation speed of the internal combustion engine. In this configuration, it is possible to calculate the collision opening degree region with high accuracy in consideration of the presence / absence of vibration of the valve body and the rotational speed that greatly affects the vibration width.

【0054】(2)前記衝突開度領域の算出に用いるパ
ラメータとして、内燃機関の燃料噴射量が含まれる請求
項1〜4及び前記(1)のいずれかに記載の内燃機関の
排気還流制御装置。
(2) The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (4) and (1), wherein the parameter used for calculating the collision opening area includes a fuel injection amount of the internal combustion engine. .

【0055】この構成においては、弁体の振動発生の有
無や振動幅に大きな影響を与える燃料噴射量を考慮し
た、精度の高い衝突開度領域の算出を行なうことができ
る。 (3)前記内燃機関はディーゼルエンジンよりなり、衝
突開度領域の算出に用いるパラメータとして、内燃機関
の吸入空気量又は同吸入空気量と相関性のある物理量
と、燃料噴射量とが含まれる請求項1又は前記(1)に
記載の内燃機関の排気還流制御装置。
In this configuration, it is possible to calculate the collision opening degree region with high accuracy in consideration of the presence / absence of vibration of the valve body and the amount of fuel injection which greatly affects the vibration width. (3) The internal combustion engine is composed of a diesel engine, and the parameters used for calculating the collision opening area include an intake air amount of the internal combustion engine or a physical amount correlated with the intake air amount and a fuel injection amount. Item 1. The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to item 1 or (1).

【0056】この構成においては、衝突開度領域を精度
良く算出できる。 (4)前記内燃機関はその排気エネルギーを利用して作
動する過給機を備えている請求項3に記載の内燃機関の
排気還流制御装置。
In this configuration, the collision opening area can be calculated with high accuracy. (4) The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the internal combustion engine includes a supercharger that operates using the exhaust energy.

【0057】この構成においては、内燃機関の過渡状態
において過給機に応答遅れ等が生じることを考慮した、
精度の高い衝突開度領域の算出を行なうことができる。
In this configuration, it is considered that a response delay or the like occurs in the supercharger in a transient state of the internal combustion engine.
Accurate calculation of the collision opening area can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の排気還流制御装置の実施形態につ
いてその構成を模式的に示すモデル図。
FIG. 1 is a model diagram schematically showing the configuration of an embodiment of an exhaust gas recirculation control device according to the present invention.

【図2】 制御手順を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…排気還流制御弁、27…弁体、28…弁座、41
…制御全般を司る制御コンピュータ、101…内燃機
関、102…吸気通路、103…排気通路。
12 ... exhaust gas recirculation control valve, 27 ... valve element, 28 ... valve seat, 41
... A control computer for overall control, 101 an internal combustion engine, 102 an intake passage, 103 an exhaust passage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石坂 一義 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 林 孝次 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車 株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA05 EA04 EB15 EC02 FA09 GA01 GA04 GA06 GA15 GA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuyoshi Ishizaka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Koji Hayashi 3-1-1 1-1 Hinodai, Hino City, Tokyo Hino Motors, Ltd. F term (reference) 3G062 AA05 EA04 EB15 EC02 FA09 GA01 GA04 GA06 GA15 GA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弁体を弁座に対して接離させることで、
内燃機関の排気通路と吸気通路との間の導通状態を制御
する排気還流制御弁を備え、内燃機関の運転状態に応じ
て排気還流制御弁の開度をその目標開度に制御すること
で、排気通路を流れる排気ガスの吸気通路への還流量を
調節する内燃機関の排気還流制御装置において、 前記内燃機関の運転状態に基づいて、排気還流制御弁の
弁体に生じる振動によって同弁体が弁座に断続的に衝突
する状態となる衝突開度領域を算出し、前記目標開度が
この算出した衝突開度領域以内となるとき、同目標開度
を弁体と弁座との断続的な衝突が生じない退避開度に修
正することを特徴とする内燃機関の排気還流制御装置。
1. By bringing a valve body into and out of contact with a valve seat,
An exhaust gas recirculation control valve that controls the state of conduction between the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine is provided, and the opening of the exhaust gas recirculation control valve is controlled to the target opening according to the operating state of the internal combustion engine. In an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that adjusts a recirculation amount of exhaust gas flowing through an exhaust passage to an intake passage, the valve body of the exhaust gas recirculation control valve is caused by vibration generated in a valve element of the exhaust gas recirculation control valve based on an operation state of the internal combustion engine. A collision opening area in which the valve seat intermittently collides is calculated, and when the target opening falls within the calculated collision opening area, the target opening is intermittently set between the valve body and the valve seat. An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine, wherein the evacuation opening degree is corrected so as not to cause a serious collision.
【請求項2】 前記弁体と弁座との断続的な衝突が生じ
ない退避開度は、前記排気還流制御弁の全閉に対応した
開度である請求項1に記載の内燃機関の排気還流制御装
置。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the retreat opening degree at which the intermittent collision between the valve body and the valve seat does not occur is an opening degree corresponding to a full closing of the exhaust gas recirculation control valve. Exhaust gas recirculation control device.
【請求項3】 前記衝突開度領域の算出に用いるパラメ
ータとして、内燃機関の吸入空気量又は同吸入空気量と
相関性のある物理量が含まれる請求項1又は2に記載の
内燃機関の排気還流制御装置。
3. The exhaust gas recirculation of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameters used for calculating the collision opening degree range include an intake air amount of the internal combustion engine or a physical quantity correlated with the intake air amount. Control device.
【請求項4】 前記排気還流制御弁は、弁体を弁座に対
して接近又は離間する方向に付勢するバネ材と、このバ
ネ材の付勢力に対抗する方向の付勢力を弁体に作用させ
てなおかつこの付勢力を外部から変更可能な弁駆動部と
を備え、バネ材からの付勢力と弁駆動部からの付勢力と
がバランスする位置に弁体が位置決めされる構成である
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制
御装置。
4. An exhaust gas recirculation control valve comprising: a spring member for urging a valve body toward or away from a valve seat; and an urging force in a direction opposite to the urging force of the spring member. A valve drive unit that is operable and is capable of changing the biasing force from outside, wherein the valve body is positioned at a position where the biasing force from the spring material and the biasing force from the valve drive unit are balanced. Item 4. An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015042848A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 愛三工業株式会社 Exhaust gas recirculation device of engine
JP2015048721A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 ダイハツ工業株式会社 Control device of internal combustion engine
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