JPH0211858A - 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、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
負荷時にばＦ、　Ｇ　Ｒ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。

（］）エンジンの回転数・負荷に基づきＥＣ，Ｒ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ＥＧ
Ｒ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
ユ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）　Ｅ　Ｇ　Ｒ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１−ｉｔ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−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−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
は弁開方向となり吸気絞り弁下流の負圧を減少させＥＧ
Ｒ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、Ｅ
ＧＲ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ＥＧＲ３ｉ制御をすることができる
排気ガス再循環制御装置を従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Ｅ　Ｇ　Ｒ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ＥＧＲｉ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（ト））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
ことになる。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ＥＧＲｌをチエツ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　ＥＣ；Ｒ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ンチ
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及び負荷りを読み込み（第２図のステッ
プＳ１）、その回転数Ｎ及び負荷りがＥ　Ｇ　Ｒｔｊｒ
４域にあるか否かをチエツクする（同ステップ３２）。

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Ｉ、が第３図の斜線で示すＥ
　Ｇ　Ｒｗ４域外の時は、ステップＳ１、Ｓ２を繰り返
す。

Ｆ”、　Ｇ　ＲｅＴ４域内にあると判定した場合は、読
み込んだ回転数Ｎ、負圧りに対応する目標差圧Ｐ７、目
標酸素濃度Ｃ７をそれぞれ第４図及び第５図の周知の特
性マツプ（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図に示す差圧マツプから選択した目標差圧ｐ、（この
場合、例えば２００ｍｍＨｇ）と比較する（同ステップ
Ｓ５）。この結果、ＦＤＰ。

の時は、ＶＳＶＩＩのデユーティ比を所定値だけ減らし
く同ステップＳ６）、ＶＰ１２からのバキューム量を減
らずことにより吸気絞り弁６の開度を大きくし、反対に
Ｐ＜Ｐ、、の時は、ＶＳＶＩＩのデユーティ比を所定値
だけ増加させて（同ステ７プ３７）、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
に示す酸素濃度マツプから選択した目標濃度Ｃ，（この
場合、例えば８％）とを比較する（同ステップ３Ｂ）。

そして、Ｃ＜Ｃ，の時は、ＶＳＶＩＯのデユーティ比を
所定値だけ減らしく同ステップ３９）、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ＥＧ
Ｒ量を減らし、反対にＣ＞Ｃ，の時は、ＶＳＶＩＯのデ
ユーティ比を所定値だけ増しく同ステップ３１０）ＶＰ
１２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Ｅ　Ｇ　Ｒ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、ＥＧＲｉ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ＥＧＲ３ｌ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)

【特許請求の範囲】
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。