JP4179837B2 - Egr制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関におけるEGR制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガスの一部(EGRガス)を排気系から抜き出して、吸気系に再循環させることにより、有害成分(NOx)を低減するEGR制御が行われている(EGR: Exhaust Gas Recirculation 排気ガス再循環)。このEGR制御は、EGRガスと言う不活性ガスを混合気に追加することにより、燃焼効率を低下させてNOxを低減する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
EGR制御は、NOxを低減することができるが、燃焼効率が低下することによりエンジン回転が不安定になり、エンジントルクが低下する。したがって、EGR制御開始後、エンジン回転が安定する前に外部負荷(エアコン、オルタネータなどのエンジン補機)がオンされると、エンストが発生することになる。
【0004】
また、EGR制御においては、アイドル時のように吸気系の負圧が強いときには、EGRガスが通常制御時よりも大量に吸気系に導入されることになる。この場合にも、エンジントルクが低下して同様の問題が発生する。
これらの問題に対処するため、実際のEGR制御においては、外部負荷が増加したとき、又はアイドル時にエンジン回転が不安定にならないように、チューニングによりEGRガスの導入量を抑制している。しかしながら、このようにEGRガス量を抑えると、本来の目的であるNOxの抑制効果が不十分になる。
【0005】
本発明は、EGR制御時に、エンジントルクが低下した状態にあっても、エンジン回転を安定に保持することができるEGR制御装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものである。本発明のEGR制御装置は、EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、判定手段がエンジン回転が不安定だと判定したときは、外部負荷開閉手段は、外部負荷をオンさせる指示があっても、外部負荷のオンをさせないように制御をする。このように、エンジン回転が不安定なときに外部負荷のオンを禁止することにより、エンストを防止することができる。
【0007】
また、本発明の別の態様においては、EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、吸気系の負圧を検出する負圧検出手段が所定値を超えた負圧を検出したときは、開度調整手段は、EGRガスの流量を減らすようにEGRバルブの開度を微調整する。
これにより、吸気系の負圧が強くなっても、吸気系に導入されるEGRガス量は、通常時と同程度に保たれるので、エンジントルクが低下することがなくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図を用いて説明する。
図1を用いて、本発明を適用したEGR制御装置の構成を説明する。
エンジン1の排気系2から排気ガスの一部を抜き出して、EGRガスとして、吸気系3へ再循環させるガス流路4が設けられる。ガス流路4の途中に、EGRガスの流量を制御するためのEGRバルブ5が配置される。
【0009】
EGR制御装置6がEGRバルブ5の開度を制御する。EGR制御装置6は、EFI/ECU(電子制御燃料噴射装置用電子制御装置)に組み込まれている。
また、EGR制御装置6は、エアコンスイッチの操作に応じて、エアコン7のオンオフ操作を行う。なお、本例では、外部負荷としてエアコン7を用いる例を説明しているが、オルタネータなどのそのほかのエンジン補機に対しても適用可能である。
【0010】
(実施形態1)
図2及び図3のフローチャートを用いて、EGR制御装置6の第1の動作を説明する。
図2は、EGR制御が安定しているか否かを判定する処理を示す。この処理は、従来のEGR制御装置においても実行されていた処理である。
図3は、図2の判定の結果に基づいて、外部負荷オンオフ制御の処理を示す。図2の動作は、所定時間間隔で実行される。
【0011】
図2のステップS1で、EGR制御が開始されたか否かが判定される。この判定は、EFI/ECU中のフラグ(制御中)をチェックすることにより行われる。ステップ1でNoであれば、ステップS4で、EGR制御が安定中であるとメモリ8に記憶される。YesであればステップS2に進む。
【0012】
ステップ2で、エンジン回転が安定しているか否かが判定される。この判定の詳細は後で説明するが、EGR制御開始からの経過時間、エンジン回転数の変動などに基づいて判定される。ステップS2でYesであれば、ステップS4へ進み、EGR制御が安定中であるとメモリ8に記憶される。NoであればステップS3へ進み、EGR制御が安定中でないとメモリ8に記憶される。
【0013】
エアコンスイッチがオン操作され、EGR制御装置6に信号が入力されると、図3の処理がスタートする。
ステップS21で、EGR制御が安定中であるか否かが判定される。ここでメモリ8に安定中(Yes)と記憶されていれば、エアコン7にオン信号を送出してエアコンの駆動を開始する(ステップS22)。不安定(No)であれば、エアコン7へオン信号は送出しない(ステップS23)。
【0014】
このように、EGR制御を開始してエンジン回転が安定しない間は、エアコン7をオンしようとする操作がされてもエアコン7のコンプレッサは運転を開始しない。したがって、回転が安定していない間にエンジン1に余分な負荷が加わることがなく、エンストに至ることがない。また、EGR制御開始時のEGRガス導入量を十分にとることができるので、EGR制御本来の目的である、NOxの発生を抑え、エミッションを向上させることができる。
【0015】
なお、ステップS21で安定していないと判定され、エアコン7をオンしなかった場合であっても、図2、図3の処理を繰り返すうちにEGR制御が安定だと判定されるようになると、エアコン7にオン信号が送出される。
また、外部負荷のオンオフ制御が別のECUにより行われるものである場合は、EGR制御装置6からそのECUに外部負荷のオフ信号を送信するようにすれば良い。
【0016】
ここで、図2のステップS2におけるエンジン回転が安定しているか否かの判定を行う具体的手法を説明する。
第1には、エンジン回転の安定を時間で判定する。この場合、EGR制御が開始されると、タイマ9を起動させする。EGR制御開始から所定時間が経過すると、エンジン回転が安定したと判定をする。
【0017】
上記の所定時間については、一定時間としてもよいが、これをエンジン回転数NEとEGRガス量をパラメータとして決めることにより、よりきめ細かい調整が可能となる。この場合、エンジン回転数NEが大となると所定時間を小とする。EGRガス量が大となると所定時間も大とする。
なお、ガス量は、EGRバルブ5の開度(EFI/ECUの出力)、空気流量で見ることができる。
【0018】
さらに、上記の所定時間を、エンジン発生トルクをパラメータとして決めることもできる。この場合、エンジントルクが小となると、所定時間を大とする。
また、エンジン発生トルクは、エンジン回転数NE、スロットル開度から得られる。これらの情報は、元々EFI/ECUに入力されていたものを使用できる。
【0019】
エンジン回転の安定を判定する第2の手法は、エンジン回転数NEの変動の大小で判定をする。エンジン回転数NE信号は、EFI/ECUに矩形波で入ってくる。この矩形波の幅(パルスの長さ)の変動を見ればよい。具体的には、n秒ごとの変動を検出し、変動量が所定値以下になれば、エンジン回転が安定したと判定する。
【0020】
図4を用いて、図2のEGR制御安定の判定をする処理の変形例を説明する。
ステップS1−S4は図2と同様である。ステップS1のYesの後に、ステップS5が追加され、アイドル中であるか否かが判定される。アイドル中は、エンジン発生トルクが低下する。したがって、ここでアイドル中と判定される(Yes)と、ステップS3へ進み、エンジン回転安定か否かが判定される。
【0021】
アイドル中でないと判定される(No)と、エンジン発生トルクは低下していないので、ステップS4へ進みEGR制御安定と記憶される。このように、エンジン発生トルクが十分にあるときは直ちにEGR制御安定と判定することにより、外部負荷のオン制御を迅速にすることが可能となる。なお、アイドル中であるか否かの判定は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて行うことができる。
【0022】
ステップS5は、アイドル状態の検出の代わりに、Nレンジ状態の検出とすることができる。Nレンジは、エンジン発生トルクへの影響が小さく、負荷変動に強い。したがって、ステップS5では、Nレンジ状態にあるか否かが判定され、Nレンジでない(Yes)ときはステップS3へ進み、Nレンジのとき(No)はステップS4へ進む。
【0023】
(実施形態2)
図5のフローチャートを用いて、EGR制御装置6の第2の動作を説明する。
図5の処理において、ステップS41とステップS43は、従来のEGR制御装置において実行されていた処理である。すなわち、EGR制御が開始される(ステップS41)と、EGRバルブ5の開度制御(通常制御)が開始される(ステップS43)。
【0024】
本実施形態においては、ステップS41とS43の間に、ステップS42が挿入され、吸気系3の負圧が強いか否かが判定される。ここで、負圧が所定値以下(No)であれば、ステップS43へ進んで通常制御を開始する。負圧が所定値以上(Yes)であれば、ステップS44で、EGRバルブ5の開度を、EGRガスのガス流量が減るように微調整を開始する。
【0025】
吸気系3の負圧が強くなった場合、EGRバルブ5の開度が同一であっても、排気系2に流入するEGRガスの流量は増加する。これにより、エンジン発生トルクが低下することになる。これに対し、本例の処理により、EGR制御開始時に吸気系3の負圧が強くなった場合、EGRガスの流量が減るようにEGRバルブ5の開度が微調整される。
【0026】
したがって、吸気系3の負圧が強くなったとしても、再循環するEGRガスの流量は適正流量に保たれる。これにより、EGR制御開始時のEGRガス導入量を十分にとることができ、NOxの発生を抑え、エミッションを向上させることができる。
【0027】
図5のステップS42の吸気系の負圧の判定には、アイドル中であるか否かによって判定することができる。アイドル中は吸気系の負圧が強くなるので、アイドル状態が検出されれば、ステップS42はYesとなる。
また、ステップS42の負圧の判定には、吸気系に設けられた圧力センサからの信号を使用することもできる。この信号は、元々EFI/ECUに入力されている。
【0028】
ステップS44の微調整の詳細を説明する。
EGRバルブ5の通常制御(ステップS43)では、バルブは開位置又は閉位置のいずれかをとり、開位置にあるときにEGRガスが流通する。ステップS44の微調整では、開位置が100%開ではなく、閉位置に近い中間位置をとるように制御される。
【0029】
図6を用いて、微調整の具体例を説明する。
(A)は、EGRバルブ5が、開位置と閉位置のいずれかの位置のみをとる場合に適用される。
EGR制御は、100msの周期で行われる。図示の例では、EGR制御周期の70%の期間オン信号を出力し、残りの30%の期間は出力信号をオフとする。このような信号を出力することにより、EGRバルブ5の開度は70%となり、EGRガスの流量を、EGRバルブ全開時の70%に微調整することができる。
【0030】
(B)は、ステッピングモータによりEGRバルブ5が制御される場合に適用される。
図示の例では、EGR制御周期(100ms)の内、EGRバルブ5の開度5と開度4を60ms,40msで切り替える。この場合、全体的に見ればEGRバルブの開度4.6ステップの流量が得られる。このように、隣り合うステップをハンチングさせることによって中間のステップに微調整することができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、EGR制御時にエンジントルクが低下しても、エンジン回転を安定にすることができるEGR制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEGR制御装置を適用したエンジンシステムの構成を示す図である。
【図2】図1のEGR制御装置の第1の動作を示すフローチャート(その1)である。
【図3】図1のEGR制御装置の第1の動作を示すフローチャート(その2)である。
【図4】図2の動作の変形例を示すフローチャートである。
【図5】図1のEGR制御装置の第2の動作を示すフローチャートである。
【図6】図5の処理におけるEGRバルブの微調整を説明する図である。
【符号の説明】
1…エンジン
2…排気系
3…吸気系
4…ガス流路
5…EGRバルブ
6…EGR制御装置
7…エアコン
8…メモリ
9…タイマ
Claims (2)
- エンジンの排気系から吸気系へ排気ガスを流す流路に設けられたバルブを制御するEGR制御を開始したことを検出するEGR検出手段と、
エンジン回転が安定しているか否かを判定する判定手段と、
外部負荷をオンオフする外部負荷開閉手段であって、前記EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、前記判定手段がエンジン回転が安定ではないと判定したときは、前記外部負荷をオンさせないように制御する外部負荷開閉手段と、
を具備し、
前記判定手段は、前記EGR検出手段がEGR制御開始を検出してからの経過時間が所定値を超えたときに、前記エンジン回転が安定したと判定し、
前記所定値は、エンジン回転数及びEGRガス量をパラメータとして求めることを特徴とするEGR制御装置。 - エンジンの排気系から吸気系へ排気ガスを流す流路に設けられたバルブを制御するEGR制御を開始したことを検出するEGR検出手段と、
エンジン回転が安定しているか否かを判定する判定手段と、
外部負荷をオンオフする外部負荷開閉手段であって、前記EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、前記判定手段がエンジン回転が安定ではないと判定したときは、前記外部負荷をオンさせないように制御する外部負荷開閉手段と、
を具備し、
前記判定手段は、前記EGR検出手段がEGR制御開始を検出してからの経過時間が所定値を超えたときに、前記エンジン回転が安定したと判定し、
前記所定値は、エンジン発生トルクをパラメータとして求めることを特徴とするEGR制御装置。
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