JPH01216064A - 内燃機関の排気ガス再循環制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃機関の排気
ガス再循環制御装置に係り、特に吸気管負圧を作動流体
圧とする型式の排気ガス再循環制御装置に係る。

［従来の技術］ 内燃機関、特に吸気ｉり調速式の内燃機関の排気ガス再
循環制御装置は、吸気絞りを行うスロットル弁より吸気
流で見て下流側に比較的大きい吸気管負圧が生じること
から、この吸気管負圧を作動流体圧として負圧作動式の
排気ガス再循環制御弁を作動させて排気ガス再循環流量
を制御するようになっており、更に前記排気ガス再循環
制御弁に対する吸気管負圧の供給を電磁式等の負圧切換
弁の切換作動により選択的に行い、これによって排気ガ
ス再循環をオン−オフ制御し、内燃機関の運転状態に応
じて排気ガス再循環域を適切に設定する排気ガス再循環
制御装置が既に知られており、これは例えば特開昭５９
−１９２８３８号公報に示されている。

上述の如き排気ガス再循環制御装置に於ては、負圧切換
弁の切換作動に対して排気ガス再循環制御弁に対する負
圧の伝達及び排気ガス再循環制御弁よりの負圧の排出に
要する時間に応じて排気ガス再循環制御弁の作動応答遅
れが生じ、排気ガス再循環のオン−オフ、即ち排気ガス
再循環の開始及び終了が負圧切換弁の切換作動に対して
遅れることが知られており、このため前記負圧切換弁の
切換状態から排気ガス再循環が行われているか否かを見
出してこれに応じて内燃機関に対する燃料供給量の補正
を行う場合、この作動応答遅れを考慮して排気ガス再循
環に関する燃料供給量の補正の開始及び終了に遅延時間
を与えることが既に考えられており、これは例えば上述
の特開昭５９−１９２８３８号に於て提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き原因に起因する排気ガス再循環の開始或いは
終了の応答遅れ時間は、常に一定であるかと云うと、そ
うではなく、これは内燃機関の吸気管負圧の変化に応じ
て変動し、このため排気ガス再循環に関する燃料供給量
の補正の開始或いは終了の要求遅延時間が変動し、これ
が一定であると、内燃機関の運転状態の如何によっては
その補正期間に関し必ずしも排気ガス再循環に対しての
燃料供給量の補正が適切に行われず、内燃機関の運転性
が悪化する虞れがある。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、排気ガス再循環に
関する燃料供給量の補正の開始或いは終了の遅延時間が
一定であってもその燃料供給量の補正が排気ガス再循環
に関して常に適切に行われるよう改良された内燃機関の
排気ガス再循環制御装置を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、吸気管負圧により
開閉される排気ガス再循環制御弁を有し、前記排気ガス
再循環制御弁に対する吸気管負圧の供給を負圧切換弁の
切換作動により選択的に行って排気ガス再循環のオン−
オフ制御が行われ、前記負圧切換弁の切換作動時より所
定時間経過後に排気ガス再循環に関する燃料供給量の補
正を開始或いは終了する内燃機関の排気ガス再循環制御
装置に於て、吸気管負圧の変化量を検出する吸気管負圧
変化量検出手段と、前記吸気管負圧変化量検出手段によ
り検出される吸気管負圧の変化量が所定量以上である時
には前記負圧切換弁の切換作動を禁止し前記吸気管負圧
の変化量が所定値以上でない時には前記負圧切換弁の切
換作動を許可する制御手段とを有する内燃機関の排気ガ
ス再循環制御装置によって達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、機関負荷の変化に伴う吸気管
負圧の変化量が大きい過渡運転時には排気ガス再循環の
開始或いは停止が行われることが禁止され、吸気管負圧
の変化量が所定量以下である定常運転時に於てのみ排気
ガス再循環の開始或いは終了が行われ、これにより排気
ガス再循環の開始及び終了の作動応答遅れ時間がその時
々に於て大きく変動することがなく、これに応じて排気
ガス再循環に関する燃料供給量補正の開始及び終了の遅
延時間が所定の一定値に定められても排気ガス再循環に
対しての燃料供給量の補正が適切に行われ得るようにな
る。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本爬明による内燃機関の排気ガス再循環制御装
置の一つの実施例を示している。図に於て、１は内燃機
関゛を示しており、該内燃機関は、スロットル弁２、サ
ージタンク４、吸気マニホールド５を経て空気を吸入し
、又燃料噴射弁１２よリガソリンの如き燃料を噴射供給
され、既燃焼ガス、即ち排気ガスを排気マニホールド６
へ排出するようになっている。

排気マニホールド６には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ボート７が、サージタンク４には排気ガス注入ボ
ート８が各々設けられており、排気ガス取入ボート７と
排気ガス注入ボート８とは排気ガス再循環用の導管９と
排気ガス再循環制御弁２０と導管１０とにより互いに連
通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は入口ポート２１と出口ボー
ト２２とを有しており、入口ポート２１は導管９によっ
て排気ガス取入ボート７に連通接続され、出口ボート２
２は導管１０によって排気ガス注入ボート８に連通接続
されている。排気ガス再循環制御弁２０は弁ボート２３
と弁要素２４とを有しており、弁ボート２３は弁要素２
４によって開閉され且開口度を制御されて排気ガス再循
環流量を制御するようになっている。弁要素２４は、ダ
イヤフラム装置２５のダイヤフラム２６に接続され、ダ
イヤフラム室２７に所定値より大きい負圧が導入されて
いない時には圧縮コイルばね２８のばね力により押し下
げられて弁ポート２３を閉じ、ダイヤフラム室２７に所
定値より大きい負圧が導入されている時にはその負圧に
応じて圧縮コイルばね２８のばね力に抗して上昇して弁
ポート２３を開くようになっている。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７は、導
管２９、背圧制御用の負圧調整弁３０、導管３１を経て
サージタンクに設けられた吸気管負圧取出ボート３２に
連通接続されている。吸気管負圧取出ポート３２は、図
示されている如く、スロットル弁２より下流側に設けら
れていて常に吸気管負圧を及ぼされるようになっている
。

負圧調整弁３０は弁ボート３５を開閉する弁要素３６及
び該弁要素を担持したダイヤフラム３７とを有しており
、ダイヤフラム３７は、それの図にて上側に大気中に開
放された大気開放室３８を、また下側にダイヤフラム室
３９を各々郭定しており、該ダイヤフラムは、ダイヤフ
ラム室３９に所定値以上の圧力（正圧）が導入されてい
ない時には圧縮コイルばね４０の作用によって弁要素３
６を弁ボート３５より引き離して該弁ボートを開く位置
に位置し、これに対しダイヤフラム室３９に所定値以上
の圧力が導入された時には圧縮コイルばね４０の作用に
抗して図にて上方へ変位して弁要素３６を弁ボート３５
に当接させて該弁ポートを閉じる位置に位置するように
なっている。

負圧調整弁３０のダイヤフラム室３９は、導管４１によ
って排気ガス再循環制御弁２０の弁ポート２３とこれよ
り下流側に設けられたオリフィス４２との間の圧力室４
３に連通接続され、該圧力室に於ける排気ガス圧力を導
入されるようになっている。

上述の如き負圧調整弁３０とオリフィス４２よりなる構
造は、周知の背圧制御機構であり、圧力室４３に於ける
排気ガス圧力を常にほぼ一定に保つよう排気ガス再循環
制御弁２０のダイヤフラム室２７に供給する負圧を調整
し、換言すれば弁ボート２３の開口度を調整し、これに
よって排気ガス再循環流量の吸入空気流量に対する比率
、即ちＥＧＲ率を常にほぼ一定に保つ作用を行うように
なっている。

負圧調整弁３０の大気開放室３８は導管４７１；よって
吸気管負圧取出ポート４６に連通接続されている。吸気
管負圧取出ポート４６はスロットル弁２が所定開度以下
である時にはそれの上流側に位置し、スロットル弁２が
所定開度以上である時にそれの下流側に位置して吸気管
負圧を及ぼされるようになっている。

この実施例に於ては、スロットル弁２の開度に応じて吸
気管負圧取出ポート４６に現れる吸気管負圧が負圧：Ａ
ｇ弁３０の大気開放室３８に供給されることにより中負
荷運転時に於てＥＧＲ率が増大するようになる。

導管２９の途中には負圧切換弁４５が設けられている。

負圧切換弁（ＶＳＶ）４５は電磁作動式の三方向切換弁
として構成され、ダイヤフラム室２７に連通接続された
ボートａと、負圧調整弁３４に連通接続された負圧ボー
トｂと大気中に解放された大気圧ボートｃとを有してお
り、通電時、即ちオン状態時にはボートａを大気圧ボー
トＣより切離して負圧ボートｂに連通接続し、これに対
し非通電時、即ちオフ状態時にはボートａを負圧ボート
ｂより切離して大気圧ボートｃに連通接続するようにな
っている。負圧切換弁４５に対する通電は一般的なマイ
クロコンピュータを含む電気式の制御装置５０により制
御されるようになっている。

制御装置５０は、吸気管圧力センサ５１より吸気管圧力
に関する情報を、回転数センサ５２より機関回転数に関
する情報を、水温センサ５３より内燃機関１の冷却水温
度に関する情報を各々与えられ、燃料噴射弁１２による
燃料噴射量と負圧切換弁４５に対する通電及びその停止
即ち排気ガス再循環開始及び終了時期とを制御するよう
になっている。

燃料噴射弁１２による燃料噴射量は、吸気管圧力センサ
５１により検出される吸気管圧力と回転数センサ５２に
より検出される機関回転数とに基いて定められ、これが
、水温センサ５３により検出される内燃機関１の冷却水
温度と、負圧制御弁４５のオン−オフ状態に応じて補正
されるようになっている。この場合、負圧切換弁４５が
オン状態である時、即ち排気ガス再循環が行われている
時は減量補正が行われ、この減量補正の開始と終了には
負圧切換弁４５のオン−オフに対して所定の遅延時間が
与えられるようになっている。

第２図は制御装置５０による燃料噴射量の計算ルーチン
を示している。まず最初のステップ１０に於ては、吸気
管圧力センサ５１により検出される吸気管圧力Ｐｇ＋に
応じ、基本燃料噴射時間Ｔｐを決定することが行われる
。この基本燃料噴射量時間Ｔｐの決定は予め吸気管圧力
に応じて定められた基本燃料噴射時間を記憶装置より吸
気管圧力に応じて読出すことにより行われてよい。ステ
ップ１０の次はステップ２０へ進む。

ステップ２０に於ては、ＥＧＲ補正補正実行フラッグ節
であるか否かの判別が行われる。ＥＧＲ補正補正実行フ
ラッグ節３図に示されている如き時間割込ルーチンにて
設定されるものであり、Ｆ−１である時は実際に排気ガ
ス再循環が行われている時であり、この時は燃料供給量
のＥＧＲ補正の実行のためにステップ３０へ進み、そう
でない時はステップ５０へ進む。

ステップ３０に於ては、一つの減量補正計数であるＥＧ
Ｒ補正係数Ｆｅｇｒを計算することが行われる。このＥ
ＧＲ補正係数Ｆ　ｅｇｒは、排気ガス再循環流量を定め
るパラメータ、例えば吸気管圧力、機関回転数等に基い
て排気ガス再循環流量に応じた値に設定される。尚、Ｅ
ＧＲ補正係数Ｆｅｇｒは予め定められた一定値であって
もよい。ステップ３０の次はステップ４０へ進む。

ステップ４０に於ては、基本燃料噴射時間Ｔｐを下式に
従ってＥＧＲ補正することが行われる。

Ｔｐ　−Ｔｐ　ＸＦｅｇｒ ＥＧＲ補正係数Ｆｅｇｒは減量補正係数であることから
、上述の補正計算が実行されることにより、基本燃料噴
射時間Ｔｐは減少することになる。即ち燃料噴射量の減
量補正が行われる。ステップ４０の次はステップ５０へ
進む。

ステップ５０に於ては、下式に従い基本燃料噴射ｍＴｐ
に一般的な各種の補正を実行して同期噴射時間Ｔｒを算
出することが行われる。

Ｔｒ　　−Ｔｐ　　ｘＫｓ　　＋Ｔｖ 尚、Ｋｍは水温センサ５３により検出される冷却水温度
等により定められる補正噴射係数であり、Ｔｖは燃料噴
射弁１２の無効噴射時間である。

燃料噴射弁１２は、上述の如き要領にて算出された同期
噴射時間Ｔｒに基いて開弁時間を制御され、その開弁時
間に応じた流量の燃料を内燃機関１０の吸気通路へ噴射
するようになる。

第３図はＥＧＲ補正補正実行フラッグ節定する、換言す
れば排気ガス再循環に関する燃料供給量補正の開始及び
終了に対し遅延を与える時間割込ルーチンを示している
。この第３図に示された時間割込ルーチンは所定時間毎
に繰返し割込ルーチンとして実行され、ステップ１００
に於ては、負圧切換弁４５がオン状態であるか否かの判
別が行われる。負圧切換弁４５がオン状態である時はス
テップ１１０へ進み、そうでない時はステップ１６０へ
進む。

ステップ１１０に於ては、ＥＧＲ補正補正実行フラッグ
節であるか否かの判別が行われる。ＥＧＲ捕正補正フラ
グラＦ−１でない時はまだ燃料供給量のＥＧＲ補正が実
行されていない時であり、この時にはステップ１２０へ
進み、そうでない時にはステップ１５０へ進む。

ステップ１２０に於ては、カウンタのカウント値Ｃを一
つアップカウントすることが行われる。

ステップ１２０の次はステップ１３０へ進む。

ステップ１３０に於ては、カウンタのカウント値Ｃが設
定値Ｃ５ｅｔＩより大きいか否かの判別が行われる。設
定値Ｃ５ａｔ＋は燃料供給量のＥＧＲ補正の開始遅延時
間を設定するものであり、これは予め一定値に定められ
ており、Ｃ≧Ｃ５ｅｔｌである時は負圧切換弁４５がオ
フ状態よりオン状態に切換わってから所定値Ｃ５ｃｔｒ
に定まる所定時間が経過した時であり、この時にはステ
ップ１４０へ進み、そうでない時にはこの時間割込ルー
チンが終了される。

ステップ１４０に於ては、ＥＧＲ補正実行フラグラＦを
１にすることが行われる。ステップ１４０の次はステッ
プ１５０へ進む。

ステップ１５０に於ては、カウンタのカウント値ＣをＯ
にセットすることが行われる。

ステップ１６０は、負圧切換弁４５がオフ状態である時
に実行され、ステップ１６０に於ては、ＥＧＲ補正実行
フラグラＦが１であるか否かの判別が行われる。Ｆ−１
である時は燃料供給量のＥＧＲ補正が既に実行されてい
る時であり、この時にはステップ１７０へ進み、そうで
ない時はステップ１５０へ進む。

ステップ１７０に於ては、カウンタのカウント値Ｃを一
つアップカウントすることが行われる。

ステップ１７０の次はステップ１８０へ進む。

ステップ１８０に於ては、カウンタのカウント値Ｃが予
め定められた設定値Ｃ３ｅｔ２より大きいか否かの判別
が行われる。設定値Ｃ５ｅｔ２は燃料供給量のＥＧＲ補
正の終了遅延時間を設定するものであり、これは予め一
定値に定められており、Ｃ≧Ｃ５ｅｔ２である時はステ
ップ１９０へ進み、そうでない時はこの時間割込ルーチ
ンを終了することが行われる。

ステップ１９０に於ては、ＥＧＲ補正実行フラグラＦを
０にすることが行われる。

負圧切換弁４５に対する通電は、吸気管圧力センサ５１
により検出される吸気管圧力に基いて見出されるその変
化量が所定値以上である時は現在の制御状態が維持され
て新たに通電或いは新たに通電を停止することが禁止さ
れ、吸気管圧力の変化量が所定値以下である時はその時
の内燃機関１０の運転状態に応じて定められる排気ガス
再循環運転域に応じて新たに通電或いは新たに通電が停
止され、排気ガス再循環の開始或いは終了が行われるよ
うになる。

第４図は負圧切換弁４５に対する通電制御のルーチンを
示している。このルーチンに於ては、まず、吸気管圧力
の変化量ΔＰＭが絶対値で見て所定値ΔＰＭｓｅｔより
大きいか否かの判別が行われる。この吸気管圧力の変化
量ΔＰＭの絶対値が所定値ΔＰＭｓｅｔより大きい時に
は負圧切換弁４５のオン−オフを行うステップが実行さ
れず、今までの状態が維持され、これに対しその吸気管
圧力の変化量ΔＰＭの絶対値が所定値ΔＰＭｓｅｔより
小さい時、即ち定常運転時には排気ガス再循環運転域で
あるか否かの判別が行われる。この判別は、吸気管圧力
センサ５１により検出される吸気管圧力及び大気圧、回
転数センサ５２により検出される機関回転数、水温セン
サ５３により検出される内燃機関１の冷却水温度等に応
じて予め定められた態様にて行われ、排気ガス再循環運
転域である時は負圧切換弁４５に通電を行ってこれをオ
ン状態にすることが行われ、これに対し排気ガス再循環
運転域でない時は負圧切換弁４５に対する通電を停止し
てこれをオフ状態にすることが行われる。

これにより排気ガス再循環の開始或いは終了は吸気管負
圧の変化量ΔＰＭの絶対値が所定値ΔＰＭ　ｓｅｔより
小さい時のみ行われ、この変化量ΔＰＭの絶対値が所定
値ΔＰＭｓｅｔより大きい時は運転状態が排気ガス再循
環運転域へ移行しても或いはそれより抜出しても負圧切
換弁４５のオン−オフ制御は行われず、今までの状態、
例えば排気ガス再循環が停止されている状態或いは排気
ガス再循環が行われている状態が維持される。

吸気管圧力の変化量ΔＰＭは、第５図に示されている如
く、所定時間割込みルーチンにて取込まれる吸気管圧力
センサ５１よりの吸気管圧力に関する情報ＰＭと一回前
に取込んだその情報ＰＭ。

との減算により見出される。

尚、上述の実施例に於ては、排気ガス再循環の開始或い
は終了を禁止する所定値ΔＰＭｓｅ、ｔは吸気管圧力の
変化量ΔＰＭが正の値の時、即ち加速時も、負の値の時
、即ち減速時でも同じ値になっているが、これは、加速
時と減速時とで互いに異った値に設定されていてもよく
、また吸気管圧力や機関回転数等に応じて可変設定され
てもよい。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の排気ガス再循環制御装
置の一つの実施例を示す概略構成図、第２図及び第３図
は本発明による排気ガス再循環制御装置に関連する燃料
供給制御の一例を示すフローチャート、第４図及び第５
図は各々本発明による排気ガス再循環制御装置の制御要
領を示すフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・スロットル弁、４・・・サ
ージタンク、５・・・吸気マニホールド、６・・・排気
マニホールド、７・・・排気ガス取入ボート、８・・・
排気ガス注入ボート、９．１０・・・導管、１２・・・
燃料噴射弁、２０・・・排気ガス再循環制御弁、２１・
・・入口ボート。 ２２・・・出口ポート、２３・・・弁ポート、２４・・
・弁要素、２５・・・ダイヤフラム装置、２６・・・ダ
イヤフラム、２７・・・ダイヤフラム室、２８・・・圧
縮コイルばね、２９・・・導管、３０・・・負圧調整弁
、３１・・・導管。 ３２・・・吸気管負圧取出ボート、３５・・・弁ポート
。 ３６・・・弁要素、３７・・・ダイヤフラム、３８・・
・大気解放室、３９・・・ダイヤフラム室、４０・・・
圧縮コイルばね、４１・・・導管、４２・・・オリフィ
ス、４３・・・圧力室、４５・・・負圧切換弁、４６・
・・吸気管負圧取出ボート、４７・・・導管、５０・・
・制御装置、５１・・・吸気管圧力センサ、５２・・・
回転数センサ、５３・・・水温センサ 特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　吸気管負圧により開閉される排気ガス再循環制御弁を
   有し、前記排気ガス再循環制御弁に対する吸気管負圧の
   供給を負圧切換弁の切換作動により選択的に行って排気
   ガス再循環のオン−オフ制御が行われ、前記負圧切換弁
   の切換作動時より所定時間経過後に排気ガス再循環に関
   する燃料供給量の補正を開始或いは終了する内燃機関の
   排気ガス再循環制御装置に於て、吸気管負圧の変化量を
   検出する吸気管負圧変化量検出手段と、前記吸気管負圧
   変化量検出手段により検出される吸気管負圧の変化量が
   所定量以上である時には前記負圧切換弁の切換作動を禁
   止し前記吸気管負圧の変化量が所定値以上でない時には
   前記負圧切換弁の切換作動を許可する制御手段とを有す
   る内燃機関の排気ガス再循環制御装置。