JPH01232155A - 内燃機関の排気ガス再循環制御方法 - 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
ス再循環制御方法に係る。

［従来の技術］ 従来一般に、内燃機関の排気ガス再循環制御装置は、内
燃機関の運転状態に応じて排気ガス再循環率を決定し、
内燃機関の暖機過程に於ては、ＮＯｘの発生量が少ない
ことと安定した機関運転性の確保のために排気ガス再循
環を停止し、内燃機関の暖機度、例えば冷却水温度が所
定値以上になったならば、その時の内燃機関の運転状態
に応じて決定された排気ガス再循環率をもって排気ガス
再循環を開始するようになっている。しかし、これでは
その冷却水温度が所定値以上になった時点に於ける内燃
機関の運転状態が、高い排気ガス再循環率をもって排気
ガス再循環を行う運、転載、例えば中負荷中速域である
と、いきなり高い排気ガス再循環率をもって排気ガス再
循環が開始されることになる。これではその排気ガス再
循環によって内燃機関の混合気の燃焼状態が急激に変化
し、機関出力が急激に低下して機関運転性が著しく悪化
すると云う現象が生じる。

このことに鑑みて、冷却水温度が排気ガス再循環を開始
する所定値になっても、この時の内燃機関の運転状態が
排気ガス再循環域である時は排気ガス再循環の開始を保
留し、この後に内燃機関の運゛転状態が非排気ガス再循
環運転域に一旦移行した後に排気ガス再循環の開始を許
可する排気ガス再循環制御方法が既に考えてられており
、これは例えば特開昭６２−９３４８０号公報に示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き排気ガス再循環制御方法は、一応所期の目的
を達成するものであるが、しかしその制御特性からして
内燃機関の暖機完了後に於ける排気ガス再循環の開始が
遅れ、この遅れは内燃機関の運転状態の如何によっては
相当長いものになる可能性があり、このためこの間のＮ
Ｏｘの排出が問題になる。

本発明は、内燃機関の暖機完了時に於ける排気ガス再循
環の開始が大きい出力低下による機関運転性の悪化を生
じることなく、しかもいち速く排気ガス再循環が開始さ
れるようにする改良された内燃機関の排気ガス再循環制
御方法を提供することを１」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、内燃機関の運転状
態に応じて排気ガス再循環率を決定し、内燃機関の暖機
過程に於ては排気ガス再循環を停止し、内燃機関の暖機
塵が所定値以上になったならば゛、その時の内燃機関の
運転状態に応じて決定された排気ガス再循環率をもって
排気ガス再循環を開始し、その排気ガス再循環の開始の
運転域を前記暖機塵が低い時ほど排気ガス再循環率が低
い運転域に限定して排気ガス再循環率が高い運転域にて
排気ガス再循環が開始されないようにすることを特徴と
する内燃機関の排気ガス再循環制御方法によって達成さ
れる。

［発明の作用及び効果コ 上述の如き排気ガス再循環制御方法によれば、内燃機関
の暖機塵が低い時ほど排気ガス再循環開始の運転域が低
排気ガス再循環率の運転域に限定され、内燃機関の暖機
の進行に応じて排気ガス再循環の開始が許可される運転
域が高排気ガス再循環率の運転域に拡大されるようにな
り、これによって排気ガス再循環開始時の内燃機関の暖
機塵とその暖機塵に応じた許容排気ガス再循環率とが適
合するようになる。これにより内燃機関の暖機完了時に
於ける排気ガス再循環の開始が大きい出力低下による機
関運転性の悪化を生じることなく、しかも排気ガス再循
環が大きい遅れ時間を有することなくいち速く開始され
、ＮＯｘの低減が良好に行われるようになる。

［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図は本発明による制御方法の実施に好適な排気ガス
再循環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よりガソリン
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
ス取入ポート７が、サージタンク４には排気ガス注入ポ
ート８が各々設けられており、排気ガス取入ポート７と
排気ガス注入ポート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７゜ 排気ガス再循環制御弁２０は入口ポート２１と出口ポー
ト２２とを有しており、入口ポート２１は導管９によっ
て排気ガス取入ポート７に連通接続され、出口ポート２
２は導管１０によって排気ガス注入ポート８に連通接続
されている。排気ガス再循環制御弁２０は弁ポート２３
と弁要素２４とを有しており、弁ポート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ポート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は弁ポート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を弁ポート３５より引き離して該弁ポートを開く位置
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を弁ポート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２ｏ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
４３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。

負圧調整弁３０の大気開放室３８は導管４７によって吸
気管負圧取出ポート４６に連通接続されている。吸気管
負圧取出ボート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、ＥＧＲ率は機関負荷と機関回転数
とに応じて第３図に示されている如く変化する。

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
たポートａと、負圧調整弁３４に連通接続された負圧ポ
ートｂと大気中に解放された大気圧ポートＣとを有して
おり、通電時、即ちオン状態時にはポートａを大気圧ポ
ートｃより切離して負圧ポート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ポートａを負圧ポー
トｂより切離して大気圧ポート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、内燃機関１の暖機度を示す情報として水温
センサ５３より内燃機関１の冷却水温度に関する情報を
与えられ、これらの情報に基き第２図に示されている如
きフローチャートに従って負圧切換弁４５に対する通電
、即ち排気ガス再循環の開始を制御するようになってい
る。

次に第２図に示されたフローチャートを用いて本発明に
よる排気ガス再循環制御方法の実施要領について説明す
る。

内燃機関１のイグニッションスイッチがオン状態になる
と、先ずステップ１が実行され、フラッグＦを０にする
ことが行われる。ステップ１はイグニッションスイッチ
がオフ状態よりオン状態になった時にのみ、即ち機関始
動時にのみ実行され、その後は機関の再始動が行われる
まで行われない。

ステップ１０より排気ガス再循環制御の実施ルーチンが
開始される。このルーチンは所定時間毎の折返し割込み
ルーチンとして実行されればよい。

ステップ１０に於ては、フラッグＦが１であるか否かの
判別が行われる。フラッグＦは機関始動後に於て排気ガ
ス再循環が一度でも開始されたことを示すフラッグであ
り、Ｆ−１である時はステツブ２６へ進み、そうでない
時、即ち機関始動後まだ排気ガス再循環が一度も開始さ
れてない時はステップ１２へ進む。

ステップ１２に於ては、水温センサ５３により検出され
る内燃機関１の水温が予め定められた所定値Ａ’Ｃ以上
であるか否かの判別が行われる。水温が所定値Ａ’Ｃ以
上でない時はまだ内燃機関１の暖機度が所定値まで進ん
でいない時であり、この時には排気ガス再循環の開始が
禁止されるべくステップ２４へ進み、そうでない時、即
ち水温が所定値Ａ”Ｃ以上であって内燃機関１の暖機度
が所定値以上である時、即ち概ね内燃機関１の暖機が完
了した時にはステップ１４へ進む。

ステップ１４に於ては、水温センサ５３により検出され
る水温が前記所定値Ａ”Ｃより高い所定値Ｂ’Ｃ以上で
あるか否かの判別が行われる。水温が所定値Ｂ”Ｃ以上
でない時にはステップ１６へ進み、これに対し水温が所
定値Ｂ℃以上である時にはステップ１８へ進む。

ステップ１６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と回転数センサ５２により検出され
る機関回転数とから現在の内燃機関１の運転状態が第３
図に示されている低排気ガス再循環率運転域内にあるか
否かの判別が行われる。現在の内燃機関１の運転状態が
低排気ガス再循環率運転域内にある時は排気ガス再循環
の開始が許可されるべき時であってこの時にはステップ
２６へ進み、そうでない時は排気ガス再循環の開始が禁
止されるべくステップ２４へ進む。

ステップ１８に於ては、水温センサ５３により検出され
た水温が所定値Ｂ’Ｃより更に高い所定値０℃以上であ
るか否かの判別が行われる。水温が所定値０℃以上でな
い時はステップ１９へ進み、水温が所定値Ｃ’Ｃ以上で
ある時はステップ２０へ進む。

ステップ１９に於ては、現在の内燃機関の運転状態が第
３図に示されている低排気ガス再循環率運転域乃至中排
気ガス再循環率運転域内にあるか否かの判別が行われる
。現在の内燃機関の運転状態が低排気ガス再循環率運転
域或いは中排気ガス再循環率運転域内にある時は排気ガ
ス再循環の開始が許可されるべき時であってこの時には
ステップ２６へ進み、そうでない時は排気ガス再循環の
開始が禁止されるべくステップ２４へ進む。

ステップ２０に於ては、水温センサ５３により検出され
る水温が所定値Ｃ℃より更に高い所定値Ｄ’Ｃ以上であ
るか否かの判別が行われる。水温が所定値Ｄ”Ｃ以上で
ない時はステップ２２へ進み、水温がＤ”Ｃ以上である
時は無条件に排気ガス再循環の開始が許可されるべくス
テップ２６へ進む。

ステップ２２に於ては、内燃機関１の現在の運転状態が
第３図に於て示されている低排気ガス再循環率運転域乃
至高排気ガス再循環率運転域内にあるか否かの判別が行
われる。現在の内燃機関の運転状態が低排気ガス再循環
率運転域乃至高排気ガス再循環率運転域内にある時は排
気ガス再循環の開始が許可されるべき時であってこの時
にはステップ２６へ進み、そうでない時は排気ガス再循
環の開始が禁止′されるべくステップ２４へ進む。

ステップ２４に於ては、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
より負圧切換弁４５のポートａは大気圧ポートＣに連通
接続され、排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室
２７には常に大気圧が導入されるようになって排気ガス
再循環制御弁２０は閉弁状態を保ち、排気ガス再循環が
行われない°。

ステップ２６に於ては、負圧切換弁４５に対し通電する
ことが行われる。これにより負圧切換弁４５のポートａ
が負圧ポートｂに接続され、排気ガス再循環制御弁２０
のダイヤフラム室２７に吸気管負圧取出ポート３２の吸
気管負圧が導入されるようになる。これによって排気ガ
ス再循環制御弁２０が開弁じ、所定の排気ガス再循環率
にて排気ガス再循環が行われるようになる。またステッ
プ２６に於ては、フラッグＦを１にすることが行われる
。

上述の如きルーチンの実行により、内燃機関の冷却水温
度が所定値Ａ℃以上になった時にはその時の冷却水温度
、即ち内燃機関の暖機度の進行具合に応じて排気ガス再
循環が開始され得る内燃機関の運転状態が排気ガス再循
環率が高い運転域に拡大されるようになり、排気ガス再
循環がいち速く開始され、ＮＯｘの低減が良好に行われ
るようになる。

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図は本発明による排気ガス再循環制御方法の実施に
適した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図は本発明による排気ガス再循環制御方
法の一実施例を示すフローチャート、第３図は内燃機関
の運転状態に対する排気ガス再循環率の特性を示すグラ
フである。 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・・・排気ガス取入ポート、８・・・
排気ガス注入ポート、９．１０・・・導管、１２・・・
燃料噴射弁２０・・・排気ガス再循環制御弁、２１・・
・人口ポート。 ２２・・・出口ポート、２３・・・弁ボート、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１２８・・・圧
縮コイルばね、２９・・・導管、３０・・・負圧調整弁
、３１・・・導管。 ３２・・・吸気管負圧取出ポート、３５・・・弁ポート
。 ３６・・・弁要素、３７・・・ダイヤフラム、３８・・
・大気開放室、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・
・・吸気管負圧取出ポート、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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の運転状態に応じて排気ガス再循環率を決定
   し、内燃機関の暖機過程に於ては排気ガス再循環を停止
   し、内燃機関の暖機度が所定値以上になったならば、そ
   の時の内燃機関の運転状態に応じて決定された排気ガス
   再循環率をもって排気ガス再循環を開始し、その排気ガ
   ス再循環の開始の運転域を前記暖機度が低い時ほど排気
   ガス再循環率が低い運転域に限定して排気ガス再循環率
   が高い運転域にて排気ガス再循環が開始されないように
   することを特徴とする内燃機関の排気ガス再循環制御方
   法。