JP2576196B2 - 排気ガス再循環制御装置 - Google Patents

排気ガス再循環制御装置

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JP2576196B2 JP63162137A JP16213788A JP2576196B2 JP 2576196 B2 JP2576196 B2 JP 2576196B2 JP 63162137 A JP63162137 A JP 63162137A JP 16213788 A JP16213788 A JP 16213788A JP 2576196 B2 JP2576196 B2 JP 2576196B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気ガス再循環(EGR)制御装置に関し、
特にEGR量を精度よく制御する排気ガス再循環制御装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
NOxの低減を目的とするEGR量制御は、エンジンの低回
転・低負荷時には、EGR量を多くし、高回転・高負荷時
にはEGR量を少なくすると効果が大きいことが従来より
知られており(第3図参照)、この制御を行う従来の装
置としては、次のようなものがある。
(1) エンジンの回転数・負荷に基づきEGR量制御を
行うもの。
この例として、特開昭58-106160号公報に開示された
装置では、エンジンの正常運転時に所定量のEGRを行っ
た場合の排気ガスの酸素濃度をエンジンの回転数及び負
荷に対応する目標酸素濃度として設定しておく。そし
て、エンジンの運転中に検出した排気ガスの酸素濃度が
その時のエンジン回転数及び負荷に対応した目標酸素濃
度になるように排気ガス再循環弁のリフト量をデューテ
ィ比により制御することによってEGR量制御を行ってい
た。
(2) EGR量制御に吸気制御を付加したもの。
この例として、特開昭58-28581号公報に開示された装
置では、排気ガス再循環弁のリフト量を制御すると共に
エンジンへの吸気管の排気ガス再循環弁からの出口部の
上流側に吸気絞り弁を設け、これを排気管に設けたパテ
ィキュレートトラッパーの目詰まり状態に対応した排気
圧により作動させる。即ち、トラッパーが詰まっておら
ず排気圧が低い時には、吸気絞り弁は内蔵したスプリン
グにより弁閉方向に位置して絞り弁下流の負圧を増大さ
せEGR量を増やしているが、トラッパーが詰まって排気
圧が高くなると、この排気圧が吸気絞り弁のダイアフラ
ムを介しスプリングを押し縮めて吸気絞り弁は弁開方向
となる吸気絞り弁下流の負圧を減少させEGR量を減らし
ている。
この場合、更に、エンジンの回転数と負荷に応じて吸
気制御を行い、EGR量の補正ができるようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来例にはそれぞれ次のような問題点があっ
た。
(1) 特開昭58-106160号公報の装置では、EGR量を多
く必要とする低回転・低負荷時は排気圧が低いので排気
ガス再循環弁のリフト量を大きくとり、また弁の径も大
きいものが必要となり、一方、高回転・高負荷時は排気
圧が高いため排気ガス再循環弁のリフト量を小さくしな
ければならない。
しかしながら、大径の弁で微小流量も制御するという
のは実用上は困難であった。
(2) 特願昭58-28581号公報の装置では、フィード
バックループの無いオープンループEGR制御なので排気
ガス再循環弁及び吸気絞り弁の流量特性に影響されるこ
とからEGR量にバラツキがある、吸気制御を排気圧と
スプリングとのバランスにより行っているため必要とす
る吸気絞りの制御が不正確であり且つ遅れる、という問
題点があった。
従って、本発明は、エンジンの全回転・負荷領域にわ
たってバラツキの無いEGR量制御をすることができる排
気ガス再循環制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明に係る排気ガス再
循環制御装置は、吸気制御とEGR量制御とを好適に組み
合わせたものであり、エンジンの回転数センサ及び負荷
センサと、排気ガス再循環弁と、吸気絞り弁下流の吸気
圧と排気管の排気圧との差圧を検出する差圧センサと、
排気管に設けた酸素濃度センサと、該差圧が該回転数及
び該負荷に対応した目標差圧になるよう該絞り弁を制御
した後、該酸素濃度が該回転数及び該負荷に対応した目
標濃度になるよう該排気ガス再循環弁を制御する制御手
段と、を備えている。
〔作用〕
本発明においては、制御手段は、まず第1段階として
吸気制御を、差圧センサにより吸気絞り弁下流の吸気圧
と排気管の排気圧との差圧を検出し、この差圧がその時
のエンジンの回転数及び負荷に対応する目標差圧となる
ように吸気絞り弁を制御することにより行う。吸気制御
により差圧が目標差圧になった後、次に酸素濃度センサ
により検出された排気管内の酸素濃度がその時のエンジ
ン回転数及び負荷に対応する目標濃度になるように制御
手段が排気ガス再循環弁を制御することによりEGR量制
御を行う。
このように、最初に行う吸気制御によって吸気絞り弁
下流側圧力と排気管の排気圧との差圧が一定となること
から排気ガスを再循環させる力(つまり、差圧)が一定
となるので排気ガスのEGR量は、EGR流過面積に比例する
ことになり、EGRガス量は第6図(a)に示すように排
気ガス再循環弁のリフト量に比例したものとなるので、
次に行うEGR量制御は、排気ガス再循環弁のリフト量を
制御するだけで済み、非常に効率的な応答性のよい制御
が実現される。
一方、本発明のように、まず吸気制御、次にEGR量制
御という2段階制御を行わずに、先にEGR量制御を行い
次に吸気制御を行う時には、排気ガス再循環弁のリフト
量をEGR設定しても排気ガスを再循環させる力である吸
気絞り弁下流圧と排気管圧との差圧が一定でないことか
らEGR量は設定した値とはならず、設定値に近づけるた
めにはEGR量制御と吸気制御を何度も繰り返さなければ
ならない。これを第6図(b)に基づいて説明すると、
排気ガス再循環弁リフト量を一定として吸気絞り量を増
加させた場合、排気ガスを再循環させる力である差圧が
増すため再循環ガス量は増加し過ぎてしまうとになる。
従って、再び排気ガス再循環弁リフト量を変更し、その
後のEGR量をチェックすることが必要となり、そのEGR量
が未だ設定した値にならない場合、EGR量制御と吸気制
御を何度も繰り返すことが必要となる。即ち、効率が悪
く応答性が悪い制御となってしまう。
このようにしてエンジンの全運転領域においてバラツ
キなくEGR量制御を行える。
〔実施例〕
以下、本発明に係る排気ガス再循環制御装置の実施例
を説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示したもので、1はエ
ンジン、2はエンジン1の吸気管、3はエンジン1の排
気管、4はエンジン1の回転数センサ、5はエンジン1
の負荷センサ、6は吸気管2に設けた吸気絞り弁、7は
排気ガス再循環弁、8は吸気絞り弁6の下流側圧力と排
気管3における排気圧との圧力差を検出する差圧セン
サ、9は排気管3内の酸素濃度を検出する酸素濃度セン
サ、10及び11は弁6及び7をバキュームポンプ(VP)12
からの負圧により開閉制御するバキュームスイッチング
弁(VSV)、13はEGR配管、14は制御手段としてのコント
ローラである。
第2図はコントローラ14で実行されるプログラムのフ
ローチャートを示す図で、この第2図のフローチャート
を参照しながら、以下、第1図の排気ガス再循環制御装
置の動作を説明する。
コントローラ14は、センサ4及び5からそれぞれエン
ジンの回転数N及び負荷Lを読み込み(第2図のステッ
プS1)、その回転数N及び負荷LがEGR領域にあるか否
かをチェックする(同ステップS2)。これは、第3図に
示すようにエンジンの高回転・高負荷時にはEGR量制御
は行わないほうがよいためであり、検出した回転数N及
び負荷Lが第3図の斜線で示すEGR領域外の時は、ステ
ップS1、S2を繰り返す。
EGR領域内にあると判定した場合は、読み込んだ回転
数N、負圧Lに対応する目標差圧Pn、目標酸素濃度Cn
それぞれ第4図及び第5図の周知の特性マップ(これは
コントローラ14に予め記憶しておく)から選択する(同
ステップS3)。
次に、排気ガス再循環制御を始めるため、吸気管2の
吸気絞り弁6の下流における吸気圧力と排気管3におけ
る排気圧力との差Pを差圧センサ8から、排気管3の酸
素濃度Cを酸素濃度センサ9から、読み込む(同ステッ
プS4)。
そして、最初に吸気制御を行う。そのため、差圧Pを
第4図に示す差圧マップから選択した目標差圧Pn(この
場合、例えば200mmHg)と比較する(同ステップS5)。
この結果、P>Pnの時は、VSV11のデューティ比を所定
値だけ減らし(ステップS6)、VP12からのバキューム量
を減らすことにより吸気絞り弁6の開度を大きくし、反
対にP<Pnの時は、VSV11のデューティ比を所定値だけ
増加させて(同ステップS7)、VP12からのバキューム量
を増し吸気絞り弁6の開度を小さくして、差圧P=目標
差圧200mmHgとなるまで制御を行うものである。
次に、コントローラ14は、EGR量制御を行うためステ
ップS3で読み込んだ排気管3の酸素濃度Cと第5図に示
す酸素濃度マップから選択した目標濃度Cn(この場合、
例えば8%)とを比較する(同ステップS8)。そして、
C<Cnの時は、VSV10のデューティ比を所定値だけ減ら
し(同ステップS9)、VP12からのバキューム量を減らす
ことによりEGR配管13に設けられた排気ガス再循環弁7
のリフト量を小さくしてEGR量を減らし、反対にC>Cn
の時は、VSV10のデューティ比を所定値だけ増し(同ス
テップS10)VP12からのバキューム量を増加させて排気
ガス再循環弁7のリフト量を大きくすることによりEGR
量を増大させ、酸素濃度C=目標酸素濃度8%となるま
で制御を行う。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る排気ガス再循環制御装置
では、吸気管の吸気絞り弁下流圧と排気管圧力との圧力
差に基づいて、まず吸気制御、次にEGR量制御という2
段階制御をフィードバックループで行うよう構成したの
で、EGR量制御のみの場合に問題となるエンジンの低回
転・低負荷領域や高回転・高負荷領域の制御を吸気制御
によって補償して全運転領域に対処できるようにし、且
つEGR量制御をバラツキを伴わずに応答性良く行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る排気ガス再循環制御装置の一実
施例を示すハードウェア構成図、 第2図は、本発明に使用するCPUで実行されるプログラ
ムのフローチャート図、 第3図は、EGR制御領域を示すグラフ図、 第4図は、吸気絞り弁下流圧と排気管圧との圧力差とエ
ンジン回転数及び負荷との関係を示すグラフ図、 第5図は、排気管における酸素濃度とエンジン回転数及
び負荷との関係を示すグラフ図、 第6図は、本発明による2段階制御を説明するためのグ
ラフ図、である。 第1図において、1はエンジン、2は吸気管、3は排気
管、4は回転数センサ、5は負荷センサ、6は吸気絞り
弁、7は排気ガス再循環弁、8は差圧センサ、9は酸素
濃度センサ、13はコントローラ、を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの回転数センサ及び負荷センサ
    と、排気ガス再循環弁と、吸気絞り弁下流の吸気圧と排
    気管の排気圧との差圧を検出する差圧センサと、排気管
    に設けた酸素濃度センサと、該差圧が該回転数及び該負
    荷に対応した目標差圧になるよう該絞り弁を制御した
    後、該酸素濃度が該回転数及び該負荷に対応した目標濃
    度になるよう該排気ガス再循環弁を制御する制御手段
    と、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環制御装
    置。
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JP2008248729A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のegr制御装置
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