JPH0475388B2 - - Google Patents

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JPH0475388B2
JPH0475388B2 JP58026021A JP2602183A JPH0475388B2 JP H0475388 B2 JPH0475388 B2 JP H0475388B2 JP 58026021 A JP58026021 A JP 58026021A JP 2602183 A JP2602183 A JP 2602183A JP H0475388 B2 JPH0475388 B2 JP H0475388B2
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/06Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の吸気系に排ガスを還流さ
せ燃焼温度を規制し、排ガス中の有害成分の発生
を押える内燃機関の排ガス環流制御装置に関す
る。
内燃機関、特にガソリンエンジンはその運転状
態により、燃焼室内が高温化し、窒素酸化物
(NOX)が多量に発生し易く、これを防ぐために
は、不活性ガス化している排ガスを再度燃焼室に
還流し燃焼温度の上昇を押えることが有効とさ
れ、排ガス環流制御装置(以後単にEGR制御装
置と記す)が利用されている。通常、EGR制御
装置は排ガス環流を制御する弁であるEGR弁を、
冷却水温度やエンジン負圧を基にした運転条件に
応じ、開閉させる。たとえば、吸気系のエンジン
負圧を切換弁を介しダイアフラム室に導き、設定
時にダイアフラムに連動するEGR弁を開閉操作
するものや、エンジン運転条件を、一旦、電気信
号化し、これより、所定の運転条件を達成するた
めのEGR弁の開度としての目標値を算出し、こ
の目標値にEGR弁の実際の変位量を一致させる
よう制御装置が出力信号を発するものがある。こ
の内、後者のEGR制御装置では、第1図に示す
ように、エンジン運転状態を基に、サンプリング
周期TS時に目標値aが設定される。その後、目
標値aの変化により、EGR弁の実際の開閉量で
ある実リフト量bとの偏差ε1が生じると、制御装
置は偏差ε1の量に比例した時間幅TPW1のパルス
を発生し、これを弁開放用ソレノイドへの駆動信
号fとし、その後に一定値の休止時間TWを設け
て制御の安定化を得ている。ところが、一旦
TPW1のパルスを出力すると休止時間TWが終了す
るまで次の動作ができず、タイミングT2で目標
値aが変化しても駆動信号fは時間幅TPW1の出
力を継続し、休止時間TWを経た時点でのタイミ
ングT3で偏差ε2に比例した時間幅TPW2のパルス
を出力することになる。このように従来装置では
時間幅TLのむだな時間を必要とする。このため、
第2図aに示すような単調な目標値aの変化には
実位置(リフト量)bが追従できるが、第2図b
およびcに示すような急激な変化には遅れが目立
ち、追従性がなくなる場合がある。なお、第1図
および第2図において、符号fはEGR弁を開放
方向に移動される駆動信号を示し、符号gは
EGR弁を閉鎖方向に移動させる駆動信号を示し
ている。
本発明は、EGR弁がその目標値の急変に遅れ
なく作動できるEGR制御装置を提供することを
目的とする。
本発明によるEGR制御装置は排ガスを吸気系
に還流させる排ガス制御弁と、同排ガス制御弁の
開度を連続的に変化するよう作動させる弁駆動手
段と、上記排ガス制御弁の実開度に対応した実開
度信号を発する弁変位検出器と、内燃機関の作動
条件を検出して同作動条件を基に上記排ガス制御
弁の目標開度を設定する目標値設定手段と、上記
実開度と上記目標開度との偏差量に比例した駆動
時間の駆動信号を上記弁駆動手段に出力するパル
ス駆動手段と、同パルス駆動手段からの出力信号
が上記排ガス制御弁の実開度として現われるまで
の作動遅れ時間を設定し、この時間内に次の出力
信号を発生を停止せしめる休止時間設定手段と、
上記目標値の変化量が設定値以上の時に、現在作
動中の上記パルス駆動手段または上記休止時間設
定手段の動作を停止しその時の新たな目標値と実
開度との偏差に応じた駆動信号を上記パルス駆動
手段が改めて出力するようにせしめる急変設定手
段とを備えることを特徴とする。
以下、本発明を添付図面と共に説明する。な
お、以下の説明には混同を生じない範囲で符号
a,b,f,g,T等を第1図中と同様に用い
る。第3図には本発明の一実施例としてのEGR
制御装置1を示した。このEGR制御装置は、図
示しないガソリンエンジンの排気系に連通可能な
排気側環流路2と同じく給気系に連通可能な給気
側環流路3とをEGR弁4により開閉制御するも
のであり、EGR弁の弁体はニードル弁として形
成され、そのリフト方向(図中にAとして示し
た)への増減変位置に応じて排ガス通路の有効径
が変化し、有効径に比例して環流量であるEGR
量が増加する構成である。EGR弁4は弁駆動手
段5によりその開度としてのリフト量を変化させ
るもので、ここではリターンスプリングを備えた
ダイアフラム6、ダイアフラム6で密封された負
圧室7、負圧室7にそれぞれ連通可能な負圧路8
および大気開放路9、負圧路8を開閉する第1電
磁弁10、大気開放路9を開閉する第2電磁弁1
1とにより形成される。図中、符号12は負圧源
を示しており、これは給気路の負圧を用いてもよ
く、図示しない真空ポンプを備えた負圧タンクで
あつてもよい。更に、EGR弁4にはこのEGR弁
4の開度としての実際のリフト量bに対応した実
変位信号を発する弁変位駆動手段としての弁変位
検出器(以後単にリフトセンサと記す)13が取
付けられ、この実変位信号は後述の主制御装置1
4に帰還信号として送出される。
第1および第2電磁弁10,11には主制御装
置14が接続される。なお、この主制御装置には
マイクロコンピユータにより構成されており、第
3図中にはこれを機能的に表示した。即ち、主制
御装置14は目標値設定手段としての目標値設定
器15と、パルス駆動手段としてのパルス駆動器
22と、休止時間設定手段としての休止時間設定
器24と、急変設定手段としての急変設定器21
との機能を備える。目標値設定器15には冷却水
温度に応じた電気信号を送出する温度センサ1
6、エンジン負荷に応じた電気信号を送出する負
荷センサ17、エンジン回転速度に応じた電気信
号を送出するエンジン回転センサ18等が接続さ
れる。これらセンサからの入力信号を基に、目標
値設定器15はエンジンの作動条件を検出し、こ
の作動条件に適したEGR量を予め用意された特
性データにより求める。次に、このEGR量に適
したEGR弁4のリフト量が予め用意された別の
特性データにより求められ、これが目標値aとな
り、目標値信号Vaが出力される。
目標値設定器15からの目標値信号Vaは比較
器20および急変設定器21に入力される。比較
器20は目標値信号Vaの他にリフトセンサ13
から実変位信号Vbを受け両者の差分信号V(これ
は目標値aと実リフト量bとの偏差εに対応す
る)をパル駆動器22に出力する。
パルス駆動器22は差分信号Vに比例した時間
幅のパルスを駆動信号として発生するもので、こ
のパルスは偏差の正、負(ここでは第4図中のε1
を正とし、ε2を負と設定する)、即ち、リフト量
をアツプするかダウンするかに第1電磁弁10あ
るいは第2電磁弁11に択一的に出力される。な
お、符号23は不感帯設定器を、符号24は休止
時間設定器をそれぞれ示している。不感帯設定器
23は、偏差ε1等が設定値PE(第4図参照)以下
の時、パルス駆動器22のパルス発生動作を停止
せしめるものであり、休止時間設定器24は、制
御系全体の作動遅れによりパルスによる駆動結果
が実リフト量bに現われるまでの休止時間TW
設定し、この間次の新たなパルスの発生を休止さ
せるものである。
急変設定器21は目標値aの変化量を検出し、
予め設定された量以上の変化があると、強制駆動
パターンをパルス駆動器22が行なうことを許容
する。即ち、その時出力中のパルスの発生、休止
時間TWの経過待ち等の駆動信号設定作動をすべ
て強制的に中止させ、その時点での新目標値に対
応した新たな駆動信号の出力をパルス駆動器22
に行なわせる。これにより、パルス駆動器22は
新たな目標値と実リフト量との偏差に応じた時間
幅のパルスを駆動信号fあるいはgとして出力す
る。
第3図に示したEGR制御装置1の作動を第4
図に示したタイミングチヤートに従つて説明す
る。
まず、エンジン作動状態が温度センサ16、負
荷センサ17、エンジン回転センサ18により検
出され、これが暖機完了後の定常走行であり、
EGR弁4は目標値aにはほぼ等しい実リフト量
bを示しているものとする。今、サンプリング周
期TSにおいて目標値aがエンジン作動条件の変
化に伴なつて大きく、即ち、リフト量上昇方向の
値となると、偏差ε1に比例した時間幅TPW1のパ
ルスが駆動信号fとして第1電磁弁10に出力さ
れる。これによりEGR弁4は破線で示すような
作動遅れを共なつて上昇し、実リフト量bを変化
させる。ところが、時間幅TPW1の時間内である
T2タイミングで目標値aが再び変化し、変化率
daが設定値以上であるとすると、急変設定器2
1が作動し、パルス駆動器22は強制駆動パター
ンに入り、駆動信号fを一旦停止させ、新たに、
その時点T2での偏差ε2に比例した時間幅TPW2
パルスを駆動信号gとして第2電磁弁11に出力
する。この後の時間幅TPW2では目標値aに変化
がなく、通常作動が行なわれ、休止時間TWの後
にも偏差が設定値PE以下であることより、パル
ス発生は停止される。
上述のように第3図に示したEGR制御装置1
によれば急変設定器21の作動により、目標値a
の急変時にはパルス駆動器22の通常作動を停止
させ、強制駆動パターン、即ち、新目標値に対応
した駆動信号の出力を行なうパターンに入ること
ができ、第1図中に示したむだ時間TLが無くな
り、応答性が向上したEGR制御装置1を得るこ
とができる。
なお、EGR制御装置1を第2図に示した同様
の目標値に沿つて作動させた場合を第5図に示し
た、この場合、目標値aの変化率の大きい第5図
cの時には第1図cの時と異なり、強制駆動パタ
ーンがマツチし、目標値aに対する実リフト量b
の遅れが小さく、応答性が良好である。但し、目
標値変化率の小さい第5図a,bの時には十分な
休止時間が得られず、駆動信号f,gに対する実
リフト量bの遅れによるオーバーシユートP1
アンダーシユートP2が繰返され、ハンチングが
発生する。しかし、このハンチングを考慮し、目
標値急変判定の基準レベルの設定(たとえば第5
図a,bに示した目標値の変化率では従来作動を
行なわせるよう設定する)を行なえば、安定性を
悪化させずに応答性の向上が得られる。
上述の処において弁駆動手段としてダイアフラ
ム6、負圧源12、第1および第2電磁弁10,
11等からなるものを説明したが、この内のダイ
アフラム6に代えてエアシリンダを摺動するピス
トンによりEGR弁4を可変操作する構成として
もよく、場合によつては電磁弁のみでEGR弁4
を駆動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のEGR制御装置の作動時のタイ
ミングチヤート、第2図は強制駆動を行なわない
従来装置の各種タイミングチヤート、第3図は本
発明の一実施例としてのEGR制御装置の概略構
成図、第4図は第3図のEGR制御装置の作動時
のタイミングチヤート、第5図は強制駆動を行な
う本発明装置の各種タイミングチヤートをそれぞ
れ示す。 1……EGR制御装置、2……EGR弁、5……
弁駆動手段、13……リフトセンサ、14……主
制御装置、21……急変設定器、15……目標値
設定器、22……パルス駆動器、24……休止時
間設定器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排ガスを吸気系に還流させる排ガス制御弁
    と、同排ガス制御弁の開度を連続的に変化するよ
    う作動させる弁駆動手段と、上記排ガス制御弁の
    実開度に対応した実開度信号を発する弁変位検出
    器と、内燃機関の作動条件を検出して同作動条件
    を基に上記排ガス制御弁の目標開度を設定する目
    標値設定手段と、上記実開度と上記目標開度との
    偏差量に比例した駆動時間の駆動信号を上記弁駆
    動手段に出力するパルス駆動手段と、同パルス駆
    動手段からの出力信号が上記排ガス制御弁の実開
    度として現われるまでの作動遅れ時間を設定し、
    この時間内に次の出力信号の発生を停止せしめる
    休止時間設定手段と、上記目標値の変化量が設定
    値以上の時に、現在作動中の上記パルス駆動手段
    または上記休止時間設定手段の動作を停止しその
    時の新たな目標値と実開度との偏差に応じた駆動
    信号を上記パルス駆動手段が改めて出力するよう
    にせしめる急変設定手段とを備えたことを特徴と
    する内燃機関の排ガス環流制御装置。
JP58026021A 1983-02-18 1983-02-18 内燃機関の排ガス環流制御装置 Granted JPS59153959A (ja)

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