JPH04284147A

JPH04284147A - エンジンの排気ガス還流装置

Info

Publication number: JPH04284147A
Application number: JP3073833A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Fujiwara; 邦彦藤原; Takashi Inoue; 隆井上
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-10-08

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気ガス還流
装置、特に減速領域で燃料の供給をカットするようにし
たエンジンにおいて、この燃料カット領域からの加速時
における排気ガスの還流を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用等のエンジンにおいては、排気
ガスの浄化対策の一環として、不活性ガスである排気ガ
スの一部を吸気系統に還流して燃焼を抑制することによ
り、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を低減させることが
行われている。その場合に、この排気ガスの還流は、一
方においてエンジンの出力を低下させて加速性能を悪化
させるので、例えば、特開昭５８−３５２５５号公報に
開示されているように、大きな出力が要求される加速時
に排気ガスの還流を一時的に停止することにより、良好
な排気浄化性能を維持しながら所要の加速性能を確保す
ることが提案されている。

【０００３】また、近年の自動車用エンジンにおいては
、アイドル領域を除くスロットル全閉領域、つまり減速
領域において、燃料の供給をカットすることにより燃費
性能を向上させることが行われている。そして、この燃
料カット制御と上記の排気ガス還流制御とが行われるエ
ンジンの場合、排気系統に排気ガスが排出されない燃料
カット時には、該排気ガスの還流も停止されることにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に排気ガスの還流制御と減速領域での燃料カット制御と
を行うようにしたエンジンにおいては、この燃料カット
領域から加速して、排気ガス還流制御が行われる領域に
移行したときに、次のような不具合が発生することにな
る。

【０００５】つまり、燃料カット領域では燃焼室から排
気系統には空気しか排出されないので、この状態から加
速により排気ガス還流制御領域へ移行して排気ガスの還
流を行おうとしたときに、吸気系統には空気のみが還流
されることになる。そのため、燃料の供給を開始した加
速初期に燃焼室に供給される燃料と空気の比率、即ち空
燃比が目標値よりリーン（燃料供給量に対する空気供給
量の比率が過大な状態）となり、その結果、ＮＯｘの排
出量が増大すると共に、所要の加速性能が得られないこ
とになるのである。

【０００６】そこで、本発明は、排気ガスの還流制御と
減速領域での燃料カット制御とを行うエンジンにいおい
て、燃料カット領域から排気ガス還流領域への加速時に
、排気系統から吸気系統へ空気が還流されることを防止
し、もって、加速初期におけるＮＯｘ排出量の増大及び
加速性能の悪化を防止することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明に係るエンジンの排気ガス還流装置は次のよう
に構成したことを特徴とする。

【０００８】まず、本願の請求項１に係る発明（以下、
第１発明という）は、所定の減速領域で燃料の供給をカ
ットする燃料カット手段と、排気系統と吸気系統とを連
通させる排気ガス還流通路と、該通路による排気ガスの
還流を制御する還流制御手段とを有するエンジンにおい
て、上記減速燃料カット領域からの加速時に、所定時間
の間、上記排気ガス還流通路を閉じるように還流制御手
段を作動させる還流規制手段を設けたことを特徴とする
。

【０００９】また、請求項２に係る発明（以下、第２発
明という）は、上記第１発明と同様のエンジンにおいて
、減速燃料カット領域からの加速時に、所定時間の間、
排気ガス還流通路を閉じるように還流制御手段を作動さ
せる還流規制手段と、上記領域での燃料カット時間が所
定時間以下のときに上記還流規制手段による還流通路閉
制御を禁止する還流規制禁止手段とを設けたことを特徴
とする。

【００１０】さらに、請求項３に係る発明（以下、第３
発明という）は、同じく第１発明と同様のエンジンにお
いて、減速燃料カット領域からの加速時に、所定時間の
間、排気ガス還流通路を閉じるように還流制御手段を作
動させる還流規制手段と、この還流規制手段による還流
通路閉制御時間を加速開始時のエンジン回転数が高いほ
ど短くする還流規制時間設定手段とを設けたことを特徴
とする。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、第１〜第３発明のいずれ
によっても、燃料カット領域から排気ガス還流領域への
加速時に、所定時間の間、つまり、燃料の供給が開始さ
れて排気系統に排気ガスが排出されてくるまでの間、還
流規制手段により排気ガス還流通路が閉じられるので、
排気系統中の空気が吸気系統に還流されることが防止さ
れることになる。したがって、加速初期に空燃比がリー
ンになることが回避される。

【００１２】ところで、燃料の供給をカットした直後は
、吸気ポートの壁面等に付着している燃料が燃焼室で燃
焼されて排気ガスが排出されるので、この付着燃料の燃
焼が終了する前に燃料供給が再開されれば、排気系統に
空気のみが排出されるという状態は生じない。

【００１３】そこで、第２発明では、燃料カット時間が
所定時間より短いときには、還流規制禁止手段により上
記還流規制手段の還流通路を閉じる制御を禁止して、加
速時に直ちに還流通路を開くように構成する。これによ
れば、燃料カット時間が短い場合には、加速初期にも排
気ガスが還流されてＮＯｘ排出量が一層低減されること
になる。

【００１４】そして、第３発明によれば、還流規制時間
設定手段により、燃料カット領域からの加速時における
還流規制時間が加速開始時のエンジン回転数が高いほど
短くされるので、燃料供給の開始後、排気系統に排気ガ
スが充満されるのに要する時間が短い高エンジン回転時
には還流通路の開時期が比較的早くされ、また上記時間
が長い低エンジン回転時には還流通路の開時期が比較的
遅くされて、還流規制時間が常に排気ガスの充満に要す
る時間に対応することになる。したがって、高エンジン
回転時に還流規制時間が相対的に長くなって、加速初期
における排気ガスの還流によるＮＯｘ低減効果がいたず
らに犠牲にされたり、或いは低エンジン回転時に還流規
制時間が相対的に短くなって、吸気系統に空気が還流さ
れるといった不具合が防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施例に係るエンジ
ン１はＶ型エンジンであって、それぞれ複数の燃焼室２
ａ…２ａ，２ｂ…２ｂを有する第１、第２バンク３ａ，
３ｂがクランクシャフト４の回りに所定の角度を設けて
配設されている。

【００１７】このエンジン１の吸気系統１０は、１本の
上流側吸気通路１１と、その下流端に設けられたサージ
タンク１２と、該サージタンクから分岐されて上記第１
、第２バンク３ａ，３ｂの各燃焼室２ａ…２ａ，２ｂ…
２ｂにそれぞれ導かれた第１、第２分岐吸気通路１３ａ
，１３ｂとで構成されている。そして、上記上流側吸気
通路１１には、上流側からエアクリーナ１４、エアフロ
ーメータ１５及びスロットルバルブ１６が配設されてい
ると共に、該スロットルバルブ１６をバイパスするバイ
パス通路１７が設けられ、該通路１７に、スロットルバ
ルブ１６が閉じているアイドル時にバイパスエアを供給
するための暖機用及びアイドル回転数制御用のバイパス
制御弁１８，１９が並列に設置されている。また、上記
第１、第２分岐吸気通路１３ａ，１３ｂには、各燃焼室
２ａ…２ａ，２ｂ…２ｂ毎に燃料噴射ノズル２０…２０
が配設されている。

【００１８】一方、このエンジン１の排気系統３０は、
第１、第２バンク３ａ，３ｂの燃焼室２ａ…２ａ，２ｂ
…２ｂから導かれた上流側第１、第２排気通路３１ａ，
３１ｂと、これらの通路３１ａ，３１ｂが合流する排気
集合通路３２とで構成され、この排気集合通路３２に排
気ガスを浄化する排気浄化装置３３が設置されている。

【００１９】そして、この排気系統３０の上流側第１排
気通路３１ａから排気ガス還流通路（以下、ＥＧＲ通路
という）４０が分岐されて、上記吸気系統１０における
サージタンク１２に連通されていると共に、該通路４０
に、排気系統３０から吸気系統１０への排気ガス還流量
を制御する還流制御弁（以下、ＥＧＲ弁という）４１が
設置されている。

【００２０】また、このエンジン１にはコントローラ５
０が備えられ、該コントローラ５０により、燃料の供給
もしくはカットの制御、燃料供給時における燃料噴射弁
２０…２０からの噴射量の制御、排気ガスの還流制御、
及びアイドル回転数の制御等を行うようになっている。

【００２１】つまり、このコントローラ５０には、上記
エアフローメータ１５からの吸入空気量を示す信号、ス
ロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ
５１からの信号、上記排気系統３０の上流側第１、第２
排気通路３１ａ，３１ｂに設置されて排気ガス中の残存
酸素濃度を検出するＯ２センサ５２，５２からの信号、
クランクシャフト４の回転数（もしくは回転角）を検出
する回転数センサ５３からの信号、及びシリンダブロッ
クにおけるウォータージャケット内の冷却水温度を検出
する水温センサ５４からの信号等が入力されるようにな
っている。

【００２２】そして、該コントローラ５０は、図２に示
すように、エンジン回転数とスロットル開度等で示され
るエンジン負荷とをパラメータとする運転領域を判定し
、アイドル領域ＺＩＤでは、アイドル回転数が冷却水温
に応じた目標回転数となるようにバイパス制御弁１８，
１９に制御信号ａ，ｂを出力すると共に、スロットル開
度が０の減速領域ＺＦＣでは、燃料噴射ノズル２０…２
０の作動を停止させ、その他の領域では、燃料噴射量が
エンジン回転数と吸入空気量とに対応する量となるよう
に上記燃料噴射ノズル２０…２０に駆動信号ｃ…ｃを出
力する。その際に、空燃比が目標値となるように、排気
ガス中の残存酸素濃度に基づいて燃料噴射量を補正する
。さらに、図２に示すＥＧＲ領域ＺＥＧＲでは、運転状態
に応じて排気ガスを還流させるようにＥＧＲ弁４１に駆
動信号ｄを出力する。

【００２３】そして、特にこのコントローラ５０は、図
２に矢印Ａで示すように、減速燃料カット領域ＺＦＣか
らの加速によって運転状態がＥＧＲ領域ＺＥＧＲに移行
するときに、空燃比が一時的にリーンとなる問題に対処
するための制御を行うようになっており、次に、この制
御の具体的動作を図３のフローチャートにしたがって説
明する。

【００２４】まず、コントローラ５０は、ステップＳ１
で、所定のイニシャライズを行うと共に、図１に示すエ
アフローメータ１５及び各センサ５１〜５４からの信号
を読み込み、次いで、ステップＳ２で運転状態が図２に
示す燃料カット領域ＺＦＣに属するか否かを判定する。そして、この燃料カット領域ＺＦＣに属する場合には、
ステップＳ３で前回の制御サイクルでの判定時にも燃料
カット領域ＺＦＣに属していたか否かを判定し、属して
いなかった場合、つまり、今回の制御サイクルが燃料カ
ット領域ＺＦＣに移行した直後である場合には、ステッ
プＳ４で燃料カットフラグＦＦＣを１にセットし、また
、この燃料カット領域ＺＦＣに属している間、ステップ
Ｓ５で燃料カットタイマＴＦＣに順次１を加算して、該
燃料カット領域ＺＦＣへ移行してからの経過時間を計測
する。

【００２５】一方、上記ステップＳ２による判定で、現
在の運転状態が燃料カット領域ＺＦＣに属さないと判定
した場合には、コントローラ５０は、ステップＳ６で、
運転状態がＥＧＲ領域ＺＥＧＲに属しているか否かを判
定し、該ＥＧＲ領域ＺＥＧＲに属する場合には、ステッ
プＳ７で上記燃料カットフラグＦＦＣが１であるか否か
を判定する。そして、該フラグＦＦＣが１のとき、つま
り、上記燃料カット領域ＺＦＣからＥＧＲ領域ＺＥＧＲ
へ移行した場合には、ステップＳ８で該フラグＦＦＣを
０にリセットした後、ステップＳ９で、この領域の移行
が加速によるものであるか否かを例えばスロットル開度
等に基づいて判定し、加速によるものである場合には、
さらに、ステップＳ１０で、上記燃料カットタイマＴＦ
Ｃの値が所定値αより大きいか否かを判定する。この所
定値αは、運転状態が燃料カット領域ＺＦＣに入って燃
料噴射ノズル２０…２０からの燃料供給がカットされた
後、吸気ポートの壁面等に付着した燃料の燃焼も終了し
て排気ガスが排出されなくなるまでの時間（付着燃料燃
焼時間）に対応するように設定されている。

【００２６】そして、燃料カット領域ＺＦＣからの加速
により運転状態がＥＧＲ領域ＺＥＧＲに移行し、且つ燃
料カット領域ＺＦＣでの時間が上記付着燃料燃焼時間よ
り長かった場合（ＴＦＣ＞α）、換言すれば排気系統３
０に排気ガスが全く存在しなくなっている場合には、コ
ントローラ５０は、ステップＳ１１で遅延タイマＴＤに
所定の遅延時間ＴＤ０をセットし、且つステップＳ１２
で上記燃料カットタイマＴＦＣの値を０にクリアすると
共に、ステップＳ１３で、図１に示すＥＧＲ弁４１を閉
じるように駆動信号ｄを出力する。

【００２７】そして、コントローラ５０は、次回以降の
制御サイクルでは、上記燃料カットタイマＴＦＣの値が
０となっているから、ステップＳ１０からステップＳ１
４を実行して、上記遅延タイマＴＤの値が０となったか
否かを判定すると共に、いまだ０となっていない場合に
は、ステップＳ１５で、その値から１づつ減算し、その
間、上記ステップＳ１３によりＥＧＲ弁４１を閉じた状
態に保持する。

【００２８】これにより、図４に示すように、燃料カッ
ト領域ＺＦＣからＥＧＲ領域ＺＥＧＲに移行して燃料の
供給が再開されても、上記遅延時間ＴＤ０が経過するま
ではＥＧＲ弁４１が閉状態に保持され、その結果、排気
系統３０から吸気系統１０へ空気が還流されて空燃比が
リーンになるという事態が回避される。

【００２９】その場合に、上記遅延時間ＴＤ０は、図５
に示すように、加速開始時、即ちＥＧＲ領域ＺＥＧＲへ
移行して燃料の供給が再開されるときのエンジン回転数
が高いほど短い時間に設定される。これは、燃料供給が
開始されてから排気系統３０に排気ガスが排出され始め
るまでの時間がエンジン回転数が高いほど短くなること
に対応させるためであり、これにより、排気系統３０に
比較的速やかに排気ガスが排出され始める高エンジン回
転時に、上記ＥＧＲ弁４１の開時期が相対的に遅くなっ
て、排気ガスの還流によるＮＯｘの抑制効果をいたずら
に犠牲にしたり、或いは、排気系統３０に排気ガスが排
出され始めるのが遅くなる低エンジン回転時に、ＥＧＲ
弁４１の開時期が相対的に早くなって、吸気系統１０に
空気が還流されるなどの不具合が防止される。

【００３０】そして、この遅延時間ＴＤ０が経過して、
タイマＴＤの値が０になれば、コントローラ５０は、図
３のフローチャートのステップＳ１４からステップＳ１
６，Ｓ１７を実行し、ＥＧＲ弁４１の運転状態に応じた
目標開度を設定すると共に、この開度となるようにＥＧ
Ｒ弁４１に駆動信号ｄを出力する。これにより、ＥＧＲ
領域ＺＥＧＲでの通常の排気ガス還流制御が行われるこ
とになる。

【００３１】なお、運転状態がＥＧＲ領域ＺＥＧＲに属
さない場合には、上記ステップＳ６からステップＳ１３
を実行して、ＥＧＲ弁４１を閉状態に保持する。また、
ＥＧＲ領域ＺＥＧＲに属していても、該領域ＺＥＧＲへ
の移行が燃料カット領域ＺＦＣからのものでない場合に
は、燃料カットフラグＦＦＣが０であるから、コントロ
ーラ５０は、ステップＳ７からステップＳ１６，Ｓ１７
を実行して、通常の排気ガス還流制御を行う。さらに、
燃料カット領域ＺＦＣからＥＧＲ領域ＺＥＧＲへの移行
時であっても加速による移行でない場合、もしくは、加
速による移行時であっても上記遅延時間ＴＤ０の経過前
に加速状態でなくなった場合には、コントローラ５０は
、ステップＳ９からステップＳ１８を実行して、遅延タ
イマＴＤの値を０にクリアすると共に、上記ステップＳ
１６，Ｓ１７を実行して、直ちに通常の排気ガス還流制
御を開始する。

【００３２】そして、加速による燃料カット領域ＺＦＣ
からＥＧＲ領域ＺＥＧＲへの移行時において、上記燃料
カット領域ＺＦＣでの時間が所定の付着燃料燃焼時間よ
り短いときは（ＴＦＣ≦α）、コントローラ５０は、ス
テップＳ１０からステップＳ１４を経て上記ステップＳ
１６，Ｓ１７を実行し、ＥＧＲ弁４１の開時期を遅らせ
ることなく、直ちに排気ガス還流制御を開始する。つま
り、この場合は、燃料供給の停止後、付着燃料が燃焼し
ている間に再び燃料の供給が開始されて、排気系統３０
に空気のみが排出される状態が生じない場合であり、し
たがって、直ちにＥＧＲ弁４１を開いても空燃比がリー
ンとなることがなく、且つ上記付着燃料による排気ガス
の還流により加速初期におけるＮＯｘ排出量が抑制され
ることになる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、減速領域
での燃料カット制御と、所定の領域での排気ガス還流制
御とを行うようにしたエンジンにおいて、燃料カット領
域から加速により排気ガス還流領域へ移行したときに、
所定時間の間、排気還流通路を閉じた状態に保持するよ
うにしたから、上記領域の移行時に排気系統から吸気系
統へ空気のみが還流されるといった事態が回避されるこ
とになる。これにより、加速初期に空燃比がリーンとな
り、ＮＯｘの排出量が増大したり、加速性能が悪化した
りするなどの不具合が防止される。

【００３４】そして、第２発明によれば、燃料カット時
間が短い場合であって、排気系統に空気のみが存在する
状態が生じない場合には、上記領域の移行時に直ちに排
気還流通路が開かれることにより、排気ガスの還流によ
って加速初期におけるＮＯｘの排出量が一層低減される
ことになる。

【００３５】また、第３発明によれば、燃料カット領域
から排気ガス還流制御領域に移行したときに、排気系統
に排気ガスが充満するのに要する時間に常に対応させて
還流通路が開かれることになるので、該通路の開時期が
相対的に早すぎて、吸気系統に空気が還流されたり、或
いは該通路の開時期が相対的に遅すぎて、排気ガスの還
流によるＮＯｘ排出量の低減効果がいたずらに犠牲にさ
れるといった不具合が回避されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例に係るエンジンの制御シス
テム図である。

【図２】　　同実施例の制御領域を示すマップである。

【図３】　　同、制御動作を示すフローチャートである
。

【図４】　　同、制御動作を示すタイムチャートである
。

【図５】　　ＥＧＲ弁の開時期に対する遅延時間の特性
図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　エンジン１０　　　　　　吸気系統２０　　　　　　燃料噴射ノズル３０　　　　　　排気系統４０　　　　　　ＥＧＲ通路４１　　　　　　ＥＧＲ弁５０　　　　　　コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　所定の減速領域で燃料の供給をカット
する燃料カット手段と、排気系統と吸気系統とを連通さ
せる排気ガス還流通路と、該通路による排気ガスの還流
を制御する還流制御手段とを有するエンジンの排気ガス
還流装置であって、上記減速燃料カット領域からの加速
時に、所定時間の間、上記排気ガス還流通路を閉じるよ
うに還流制御手段を作動させる還流規制手段を設けたこ
とを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項２】　　所定の減速領域で燃料の供給をカット
する燃料カット手段と、排気系統と吸気系統とを連通さ
せる排気ガス還流通路と、該通路による排気ガスの還流
を制御する還流制御手段とを有するエンジンの排気ガス
還流装置であって、上記減速燃料カット領域からの加速
時に、所定時間の間、上記排気ガス還流通路を閉じるよ
うに還流制御手段を作動させる還流規制手段と、上記領
域での燃料カット時間が所定時間以下のときに上記還流
規制手段による還流通路閉制御を禁止する還流規制禁止
手段とを設けたことを特徴とするエンジンの排気ガス還
流装置。
【請求項３】　　所定の減速領域で燃料の供給をカット
する燃料カット手段と、排気系統と吸気系統とを連通さ
せる排気ガス還流通路と、該通路による排気ガスの還流
を制御する還流制御手段とを有するエンジンの排気ガス
還流装置であって、上記減速燃料カット領域からの加速
時に、所定時間の間、上記排気ガス還流通路を閉じるよ
うに還流制御手段を作動させる還流規制手段と、この還
流規制手段による還流通路閉制御時間を加速開始時のエ
ンジン回転数が高いほど短くする還流規制時間設定手段
とを設けたことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装
置。