JPH05133282A - Ｅｇｒ装置 - Google Patents
Ｅｇｒ装置Info
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- JPH05133282A JPH05133282A JP3292887A JP29288791A JPH05133282A JP H05133282 A JPH05133282 A JP H05133282A JP 3292887 A JP3292887 A JP 3292887A JP 29288791 A JP29288791 A JP 29288791A JP H05133282 A JPH05133282 A JP H05133282A
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- valve
- air
- intake pipe
- throttle valve
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの内部ＥＧＲ（エンジンの吸気弁か
らの逆流ＥＧＲ）及び絞り弁開度の圧力変化に伴う絞り
弁下流容積の空気密度変化を加味して高精度のＥＧＲ制
御を実現する。 【構成】 吸気管１に設けた空気流量計５が絞り弁通過
空気流量Ｇｏを求める。吸気管１内の絞り弁６及びＥＧ
Ｒ導管出口１０ｂの下流に設けた圧力検出器９からの圧
力検出値Ｐｍにシリンダ体積効率ηを積してシリンダ空
気流入量Ｇｃを算出する。また、圧力検出器９からの検
出値Ｐｍの変化値より絞り弁６下流容積の空気増減量ｋ
・ｄＰｍ／ｄｔを算出する。制御回路４は、ＥＧＲ量Ｇ
ｅをＧｅ＝Ｇｃ＋ｋ・ｄＰｍ／ｄｔ−Ｇｏとして算出
し、これと目標ＥＧＲ量の偏差に基づきＥＧＲ弁８をフ
ィードバック制御する。
らの逆流ＥＧＲ）及び絞り弁開度の圧力変化に伴う絞り
弁下流容積の空気密度変化を加味して高精度のＥＧＲ制
御を実現する。 【構成】 吸気管１に設けた空気流量計５が絞り弁通過
空気流量Ｇｏを求める。吸気管１内の絞り弁６及びＥＧ
Ｒ導管出口１０ｂの下流に設けた圧力検出器９からの圧
力検出値Ｐｍにシリンダ体積効率ηを積してシリンダ空
気流入量Ｇｃを算出する。また、圧力検出器９からの検
出値Ｐｍの変化値より絞り弁６下流容積の空気増減量ｋ
・ｄＰｍ／ｄｔを算出する。制御回路４は、ＥＧＲ量Ｇ
ｅをＧｅ＝Ｇｃ＋ｋ・ｄＰｍ／ｄｔ−Ｇｏとして算出
し、これと目標ＥＧＲ量の偏差に基づきＥＧＲ弁８をフ
ィードバック制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンのＥＧＲ装置
（排気ガス還流制御装置）に関する。
（排気ガス還流制御装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＮＯｘ低減等を目的として排気
ガスの一部を吸気管に還流することは周知である。この
ＥＧＲ量は運転条件に応じて適正量がある。
ガスの一部を吸気管に還流することは周知である。この
ＥＧＲ量は運転条件に応じて適正量がある。
【０００３】したがって実際のＥＧＲ量を精度よく検出
し、目標のＥＧＲ量と比較してフィードバック制御する
のが望ましいが、吸気管内のＥＧＲ量を直接検出するセ
ンサは今のところ実現されていない。
し、目標のＥＧＲ量と比較してフィードバック制御する
のが望ましいが、吸気管内のＥＧＲ量を直接検出するセ
ンサは今のところ実現されていない。
【０００４】そのため、従来は、例えば特開平１−２１
６０６５号公報に開示されるように、吸気管に酸素セン
サを設置し、吸気管内の酸素濃度よりＥＧＲ率を測定し
たり、特開昭５７−１４８０４８号公報に開示されるよ
うに、吸気管の排気還流用導管の開口部よりも上流に設
置されたエアフローメータで新規に供給される空気流量
を検出し、上記開口部よりも下流に吸気管圧力に関する
圧力検出器を設けてこの圧力値より吸気管を通る全ガス
量（吸入空気量と排気ガス還流量との和）を検出し、こ
れらの検出値の差からＥＧＲ量を求める等の技術が提案
されている。
６０６５号公報に開示されるように、吸気管に酸素セン
サを設置し、吸気管内の酸素濃度よりＥＧＲ率を測定し
たり、特開昭５７−１４８０４８号公報に開示されるよ
うに、吸気管の排気還流用導管の開口部よりも上流に設
置されたエアフローメータで新規に供給される空気流量
を検出し、上記開口部よりも下流に吸気管圧力に関する
圧力検出器を設けてこの圧力値より吸気管を通る全ガス
量（吸入空気量と排気ガス還流量との和）を検出し、こ
れらの検出値の差からＥＧＲ量を求める等の技術が提案
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気ガスは
ＥＧＲの導管を通して吸気系に導かれるほかに、エンジ
ンの吸気行程の初期に発生する燃焼室より吸気管への逆
流による還流量（いわゆる内部ＥＧＲ）も存在するが、
前記従来技術のうち前者のように酸素濃度よりＥＧＲ率
を測定する場合には内部ＥＧＲを検出することが困難
で、特に吸，排気弁の開弁時期が変化すると制御精度が
低下するおそれがある。
ＥＧＲの導管を通して吸気系に導かれるほかに、エンジ
ンの吸気行程の初期に発生する燃焼室より吸気管への逆
流による還流量（いわゆる内部ＥＧＲ）も存在するが、
前記従来技術のうち前者のように酸素濃度よりＥＧＲ率
を測定する場合には内部ＥＧＲを検出することが困難
で、特に吸，排気弁の開弁時期が変化すると制御精度が
低下するおそれがある。
【０００６】また、エンジン吸気系は、絞り弁開度が変
化すると絞り弁下流容積における圧力変化が生じ、これ
に伴う空気密度変化により実質的な空気増減が発生する
が、上記従来技術のうち後者の場合は、これについての
配慮がＥＧＲ制御になされていなかった。
化すると絞り弁下流容積における圧力変化が生じ、これ
に伴う空気密度変化により実質的な空気増減が発生する
が、上記従来技術のうち後者の場合は、これについての
配慮がＥＧＲ制御になされていなかった。
【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、内部ＥＧＲ及び吸気管内の絞り弁下流容積の圧力
変化に伴う空気密度の変化を配慮して、高精度のＥＧＲ
制御を実現させることにある。
的は、内部ＥＧＲ及び吸気管内の絞り弁下流容積の圧力
変化に伴う空気密度の変化を配慮して、高精度のＥＧＲ
制御を実現させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エンジンの排気ガスの一部を吸気管に還
流させるＥＧＲ装置において、前記吸気管の絞り弁通過
空気流量Ｇｏを求める手段と、シリンダ流入空気量Ｇｃ
を求める手段と、吸気管内の絞り弁下流容積における圧
力変化（この圧力変化は絞り弁開度変化により生じる）
による吸気管内の空気密度変化に伴う空気増減量ｋ・ｄ
Ｐｍ／ｄｔとを求める手段と、前記Ｇｏ，Ｇｃ，ｋ・ｄ
Ｐｍ／ｄｔより、次式にしたがいＥＧＲ量Ｇｅを算出す
る手段と、
成するために、エンジンの排気ガスの一部を吸気管に還
流させるＥＧＲ装置において、前記吸気管の絞り弁通過
空気流量Ｇｏを求める手段と、シリンダ流入空気量Ｇｃ
を求める手段と、吸気管内の絞り弁下流容積における圧
力変化（この圧力変化は絞り弁開度変化により生じる）
による吸気管内の空気密度変化に伴う空気増減量ｋ・ｄ
Ｐｍ／ｄｔとを求める手段と、前記Ｇｏ，Ｇｃ，ｋ・ｄ
Ｐｍ／ｄｔより、次式にしたがいＥＧＲ量Ｇｅを算出す
る手段と、
【０００９】
【数２】 Ｇｅ＝Ｇｃ＋ｋ・ｄＰｍ／ｄｔ−Ｇｏ
…（１） 前記算出したＥＧＲ量と運転条件に応じて設定した目標
のＥＧＲ量との偏差に基づきＥＧＲをフィードバック制
御する手段とを備えて成る。
…（１） 前記算出したＥＧＲ量と運転条件に応じて設定した目標
のＥＧＲ量との偏差に基づきＥＧＲをフィードバック制
御する手段とを備えて成る。
【００１０】
【作用】シリンダ流入空気流量Ｇｃには、絞り弁通過空
気流量ＧｏのほかにＥＧＲの導管を介して導かれた排気
ガスが含まれる。また、吸気管内の圧力Ｐｍが急変する
と吸気管内の空気密度の変化に伴い実質的に空気が増減
する。従って、このシリンダ流入空気流量Ｇｃと絞り弁
通過空気流量Ｇｏとの差に上記空気密度の変化に伴う空
気増減量ｋ・ｄＰｍ／ｄｔを配慮することで、空気流量
に対する真のＥＧＲが求められる。
気流量ＧｏのほかにＥＧＲの導管を介して導かれた排気
ガスが含まれる。また、吸気管内の圧力Ｐｍが急変する
と吸気管内の空気密度の変化に伴い実質的に空気が増減
する。従って、このシリンダ流入空気流量Ｇｃと絞り弁
通過空気流量Ｇｏとの差に上記空気密度の変化に伴う空
気増減量ｋ・ｄＰｍ／ｄｔを配慮することで、空気流量
に対する真のＥＧＲが求められる。
【００１１】そして、このＥＧＲと目標のＥＧＲとの偏
差よりＥＧＲ量が適正に補正され、その補正を伴うフィ
ードバック制御により高精度のＥＧＲ制御が行われる。
差よりＥＧＲ量が適正に補正され、その補正を伴うフィ
ードバック制御により高精度のＥＧＲ制御が行われる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例に係るＥＧＲ装置
の構成図、図２はＥＧＲ制御の動作を示すフローチャー
トである。
の構成図、図２はＥＧＲ制御の動作を示すフローチャー
トである。
【００１４】図１において、エンジンの吸気管１には、
絞り弁６の上流に空気流量計５が配置される。絞り弁６
下流には、ＥＧＲ制御系の導管１０の出口側開口１０ｂ
が配設され、導管１０の入口側開口１０ａが排気管２に
開口される。３は排気触媒である。吸気管１における絞
り弁６及びＥＧＲ導管出口１０ｂより下流に、この下流
域の圧力を検出する圧力検出器９が配置される。
絞り弁６の上流に空気流量計５が配置される。絞り弁６
下流には、ＥＧＲ制御系の導管１０の出口側開口１０ｂ
が配設され、導管１０の入口側開口１０ａが排気管２に
開口される。３は排気触媒である。吸気管１における絞
り弁６及びＥＧＲ導管出口１０ｂより下流に、この下流
域の圧力を検出する圧力検出器９が配置される。
【００１５】空気流量計５及び圧力検出器９の各検出信
号は制御回路４に入力される。制御回路４はＥＧＲ制御
を行うためのものでマイクロコンピュータより成る。空
気流量計５は絞り弁通過空気流量Ｇｏを求める手段とな
る。
号は制御回路４に入力される。制御回路４はＥＧＲ制御
を行うためのものでマイクロコンピュータより成る。空
気流量計５は絞り弁通過空気流量Ｇｏを求める手段とな
る。
【００１６】圧力検出器９と制御回路４の演算機能の一
部とがシリンダ空気流量Ｇｃを求める手段となる。すな
わち、制御回路４となるマイクロコンピュータが圧力検
出器９からの圧力検出値Ｐｍを入力し、これにシリンダ
体積効率ηを積してシリンダ空気流入量Ｇｃを算出す
る。また、圧力検出器９と制御回路４の一部の演算機能
は吸気管１内の絞り弁６下流容積における圧力変化（こ
の圧力変化は絞り弁開度変化により生じる）による空気
密度変化に伴う空気増減量を求める手段となる。すなわ
ち、圧力検出器９からの検出値Ｐｍを制御回路４が微分
して上記の絞り弁６下流容積の空気増減量ｋ・ｄＰｍ／
ｄｔを算出する。
部とがシリンダ空気流量Ｇｃを求める手段となる。すな
わち、制御回路４となるマイクロコンピュータが圧力検
出器９からの圧力検出値Ｐｍを入力し、これにシリンダ
体積効率ηを積してシリンダ空気流入量Ｇｃを算出す
る。また、圧力検出器９と制御回路４の一部の演算機能
は吸気管１内の絞り弁６下流容積における圧力変化（こ
の圧力変化は絞り弁開度変化により生じる）による空気
密度変化に伴う空気増減量を求める手段となる。すなわ
ち、圧力検出器９からの検出値Ｐｍを制御回路４が微分
して上記の絞り弁６下流容積の空気増減量ｋ・ｄＰｍ／
ｄｔを算出する。
【００１７】また、制御回路４は、上記の各値より
（１）式に基づきＥＧＲ量Ｇｅを算出する演算機能と、
後述のように運転条件に対応して適正な目標ＥＧＲ量を
計算して、この目標ＥＧＲ量と実ＥＧＲ量との偏差に基
づき補正ＥＧＲ量を求め、導管１０に設けたＥＧＲ弁８
を制御するフィードバック制御系の中枢をなす。
（１）式に基づきＥＧＲ量Ｇｅを算出する演算機能と、
後述のように運転条件に対応して適正な目標ＥＧＲ量を
計算して、この目標ＥＧＲ量と実ＥＧＲ量との偏差に基
づき補正ＥＧＲ量を求め、導管１０に設けたＥＧＲ弁８
を制御するフィードバック制御系の中枢をなす。
【００１８】ここで、ＥＧＲ量Ｇｅは、
【００１９】
【数３】 Ｇｅ＝Ｇｃ＋ｋ・ｄＰｍ／ｄｔ−Ｇｏ
…（１） Ｐｍ：吸気管圧力 ｋ：定数 ｔ：時間 として表される。このため、Ｇｏ，Ｇｃ及びｋ・ｄＰｍ
／ｄｔを求めればＧｅが算出できる。既述にようにＧｏ
は空気流量計５で計測でき、Ｇｃは、
…（１） Ｐｍ：吸気管圧力 ｋ：定数 ｔ：時間 として表される。このため、Ｇｏ，Ｇｃ及びｋ・ｄＰｍ
／ｄｔを求めればＧｅが算出できる。既述にようにＧｏ
は空気流量計５で計測でき、Ｇｃは、
【００２０】
【数４】Ｇｃ＝ηＰｍ …（２） η：体積効率 で表される。ηはエンジン形状と運転状態により決まる
ため、Ｐｍを測定すればよい。
ため、Ｐｍを測定すればよい。
【００２１】本実施例のＥＧＲ弁８は負圧応動式のダイ
アフラム弁で、ダイアフラム作動室８ａにアクチュエー
タ７により調整された負圧が加わることで開度制御され
る。アクチュエータ７は、その圧力調整室７ａが管１１
を介して大気に通じ、管１２を介して絞り弁６下流の負
圧に通じ、圧力調整弁７ｂをＥＧＲ制御信号（デューテ
ィ制御信号）によりオンオフ制御することで負圧調整す
る。
アフラム弁で、ダイアフラム作動室８ａにアクチュエー
タ７により調整された負圧が加わることで開度制御され
る。アクチュエータ７は、その圧力調整室７ａが管１１
を介して大気に通じ、管１２を介して絞り弁６下流の負
圧に通じ、圧力調整弁７ｂをＥＧＲ制御信号（デューテ
ィ制御信号）によりオンオフ制御することで負圧調整す
る。
【００２２】ここで、ＥＧＲ制御を図２のフローチャー
トにより説明する。
トにより説明する。
【００２３】ステップ１０１で、エンジン回転数Ｎ，シ
リンダ通気空気流量Ｇｏ，吸気管圧力Ｐｍの測定を行
う。ステップ１０２で吸気管圧力Ｐｍとその前に取り込
んだ吸気管圧力Ｐｍｏとの差より吸気管の圧力変化ｄＰ
ｍを求める。ステップ１０３でｋ・ｄＰｍ／ｄｔの計算
を行う。ステップ１０４でＮとＰｍの関数としてマップ
に記憶されているηを読み出し、ステップ１０５でＧｃ
を、ステップ１０６でＧｅを計算する。
リンダ通気空気流量Ｇｏ，吸気管圧力Ｐｍの測定を行
う。ステップ１０２で吸気管圧力Ｐｍとその前に取り込
んだ吸気管圧力Ｐｍｏとの差より吸気管の圧力変化ｄＰ
ｍを求める。ステップ１０３でｋ・ｄＰｍ／ｄｔの計算
を行う。ステップ１０４でＮとＰｍの関数としてマップ
に記憶されているηを読み出し、ステップ１０５でＧｃ
を、ステップ１０６でＧｅを計算する。
【００２４】ステップ１０７でＮとＧｏの関数としてマ
ップに記憶されているＥＧＲ率ＧＥ（ここでＧＥ＝Ｇｅ
／吸気系のシリンダに流入する全ガス量）を読み出し、
ステップ１０８でＥＧＲ量の目標値Ｇｅｏを計算する。
ステップ１０９で目標値Ｇｅｏと実測値Ｇｅの偏差△Ｇ
ｅを計算し、ステップ１１０で△Ｇｅに比例したＥＧＲ
弁８の制御信号を出力する。ステップ１１１でＰｍをＰ
ｍｏとして終了する。
ップに記憶されているＥＧＲ率ＧＥ（ここでＧＥ＝Ｇｅ
／吸気系のシリンダに流入する全ガス量）を読み出し、
ステップ１０８でＥＧＲ量の目標値Ｇｅｏを計算する。
ステップ１０９で目標値Ｇｅｏと実測値Ｇｅの偏差△Ｇ
ｅを計算し、ステップ１１０で△Ｇｅに比例したＥＧＲ
弁８の制御信号を出力する。ステップ１１１でＰｍをＰ
ｍｏとして終了する。
【００２５】図３に絞り弁全開時のエンジン回転数Ｎと
充填効率（体積効率）ηとの関係の一例を示す。この一
例では、Ｐｍがほゞ大気圧である。また、絞り弁６を閉
じるとＰｍが小さくなるが、ηはそれに比例して小さく
なる。このηとＮの関係は、吸気管の長さや吸，排気弁
の開閉時期によっても異なるため、エンジンに仕様が代
わるたびに測定する必要がある。
充填効率（体積効率）ηとの関係の一例を示す。この一
例では、Ｐｍがほゞ大気圧である。また、絞り弁６を閉
じるとＰｍが小さくなるが、ηはそれに比例して小さく
なる。このηとＮの関係は、吸気管の長さや吸，排気弁
の開閉時期によっても異なるため、エンジンに仕様が代
わるたびに測定する必要がある。
【００２６】図４にエンジン回転数Ｎと絞り弁通過空気
量ＧｏによるＥＧＲ率ＧＥの関係の一例を示す。Ｇｏが
大きくなるとＧＥも大きくなる。しかしＧｏがより大き
くなると再びＥＧＲを停止するためＧＥを０にする。本
実施例ではエンジンの運転条件をＮとＧｏで表したが、
Ｇｏのかわりに燃料の基本噴射量Ｔｐや吸気管圧力Ｐ
ｍ、絞り弁開度等でも代用できる。
量ＧｏによるＥＧＲ率ＧＥの関係の一例を示す。Ｇｏが
大きくなるとＧＥも大きくなる。しかしＧｏがより大き
くなると再びＥＧＲを停止するためＧＥを０にする。本
実施例ではエンジンの運転条件をＮとＧｏで表したが、
Ｇｏのかわりに燃料の基本噴射量Ｔｐや吸気管圧力Ｐ
ｍ、絞り弁開度等でも代用できる。
【００２７】本実施例におけるＥＧＲ制御は、エンジン
の低速回転時と高速回転時で吸，排気弁の開弁特性を変
化させるエンジンに適用可能である。図５にこのような
開弁特性をもたせた低速用，高速用弁リフト特性を示
す。低速用の弁は、リフトも小さく、開弁時期が遅く、
閉弁時期が早い。それに対し、高速用はリフトも大きく
開弁時期が早く、閉弁時期が遅い。図６にこのようにし
た場合のエンジン回転Ｎと体積効率ηとの関係を示す。
ηはＮの小さいところでも大きいところでも大きくなっ
ている。このようにηを高めるには弁リフト特性をステ
ップ的に変更するほかに連続的に変化させても可能であ
る。
の低速回転時と高速回転時で吸，排気弁の開弁特性を変
化させるエンジンに適用可能である。図５にこのような
開弁特性をもたせた低速用，高速用弁リフト特性を示
す。低速用の弁は、リフトも小さく、開弁時期が遅く、
閉弁時期が早い。それに対し、高速用はリフトも大きく
開弁時期が早く、閉弁時期が遅い。図６にこのようにし
た場合のエンジン回転Ｎと体積効率ηとの関係を示す。
ηはＮの小さいところでも大きいところでも大きくなっ
ている。このようにηを高めるには弁リフト特性をステ
ップ的に変更するほかに連続的に変化させても可能であ
る。
【００２８】また、エンジンの空気の吸入量をピストン
のストロークを変更して行う可変ストロークエンジンが
ある。この場合もηは、エンジン回転数とピストンスト
ロークの両方で変化するが、この可変ストロークエンジ
ンに上記ＥＧＲ制御を適用することが可能である。
のストロークを変更して行う可変ストロークエンジンが
ある。この場合もηは、エンジン回転数とピストンスト
ロークの両方で変化するが、この可変ストロークエンジ
ンに上記ＥＧＲ制御を適用することが可能である。
【００２９】なお、上記実施例ではアナログ式のＥＧＲ
弁を用いたが、これにかえてデジタル式ＥＧＲ弁を用い
てもよい。図７にデジタル式ＥＧＲ弁を、図８にその開
度特性を、図９に上記デジタル式ＥＧＲ弁を適用した本
発明の第２実施例に係るＥＧＲ装置を示す。
弁を用いたが、これにかえてデジタル式ＥＧＲ弁を用い
てもよい。図７にデジタル式ＥＧＲ弁を、図８にその開
度特性を、図９に上記デジタル式ＥＧＲ弁を適用した本
発明の第２実施例に係るＥＧＲ装置を示す。
【００３０】図７において、ＥＧＲ弁２０は電磁弁２０
ａ，２０ｂ，２０ｃで構成され、この電磁弁によりオリ
フィス２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開閉する。このオリフ
ィスの開度比は、１：２：４であり、各オリフィス２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの上流側通路２２が図９に示した導
管１０−１を介して排気管２と接続され、下流側が通路
２３ａ，２３ｂを介して吸気管１の絞り弁６下流に接続
される。
ａ，２０ｂ，２０ｃで構成され、この電磁弁によりオリ
フィス２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開閉する。このオリフ
ィスの開度比は、１：２：４であり、各オリフィス２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの上流側通路２２が図９に示した導
管１０−１を介して排気管２と接続され、下流側が通路
２３ａ，２３ｂを介して吸気管１の絞り弁６下流に接続
される。
【００３１】ＥＧＲ弁２０の各電磁弁２０ａ，２０ｂ，
２０ｃは、制御回路４からの信号により開閉制御され
る。
２０ｃは、制御回路４からの信号により開閉制御され
る。
【００３２】このデジタル式ＥＧＲ弁２０の開度特性を
図８により説明する。電磁弁２０ａのみに開信号が入力
されると、最小の開度比１たるオリフィス径２１ａが開
く。次に電磁弁２０ｂのみに開信号が入力されると開度
比２のオリフィス径２１ｂが開く。次に電磁弁２０ａ及
び２０ｂに開信号が入力されると、開度比１と開度比２
のオリフィス径２１ａ，２１ｂが開いて開度比３とな
る。次に電磁弁２０ｃのみに開信号が入力されると、開
度比４のオリフィス径２１ｃが開き、以下、これらの開
信号を組合せることで順次開度比が５，６，７と大きく
なり最大開度比が７となる。すなわち開度比０（全閉）
と合わせて８種類の開度比が得られる。
図８により説明する。電磁弁２０ａのみに開信号が入力
されると、最小の開度比１たるオリフィス径２１ａが開
く。次に電磁弁２０ｂのみに開信号が入力されると開度
比２のオリフィス径２１ｂが開く。次に電磁弁２０ａ及
び２０ｂに開信号が入力されると、開度比１と開度比２
のオリフィス径２１ａ，２１ｂが開いて開度比３とな
る。次に電磁弁２０ｃのみに開信号が入力されると、開
度比４のオリフィス径２１ｃが開き、以下、これらの開
信号を組合せることで順次開度比が５，６，７と大きく
なり最大開度比が７となる。すなわち開度比０（全閉）
と合わせて８種類の開度比が得られる。
【００３３】図１０に他のアナログ式のＥＧＲ弁の例を
示す。このアナログ式ＥＧＲ弁３０は、入力端子に開弁
信号が入力されると、ソレノイド３５に磁力が発生し、
アーマチャ３３が移動して一対の弁体３１ａ，３１ｂが
開く。この磁力は、ばね３４の反力と釣り合うことによ
り、入力信号に比例したストロークが得られる。また、
排気ガスは通路３６のＥｘ側より流入し、Ｉｎ側より流
出して吸気管に送られる。アナログ弁に場合には、ＥＧ
Ｒ弁の弁開度を連続的に変える利点がある。
示す。このアナログ式ＥＧＲ弁３０は、入力端子に開弁
信号が入力されると、ソレノイド３５に磁力が発生し、
アーマチャ３３が移動して一対の弁体３１ａ，３１ｂが
開く。この磁力は、ばね３４の反力と釣り合うことによ
り、入力信号に比例したストロークが得られる。また、
排気ガスは通路３６のＥｘ側より流入し、Ｉｎ側より流
出して吸気管に送られる。アナログ弁に場合には、ＥＧ
Ｒ弁の弁開度を連続的に変える利点がある。
【００３４】図１１に他の実施例のアナログ式ＥＧＲ弁
４０を示す。図１１のＥＧＲ弁４０では、アナログ式電
磁弁４１に図７に示すようなデジタル式の電磁弁２０
ａ，２０ｂ，２０ｃを組合せた例で、アナログ式電磁弁
４１のオリフィス４２は、デジタル弁の最小のオリフィ
ス径２１ａと同じ径とした。このアナログ弁４０は、デ
ジタル弁と組合せることにより、アナログ式電磁弁４１
のオリフィス径４２を最小にしつつ、図１２に示すよう
に広い範囲にわたって連続的なＥＧＲ量制御が可能にす
る。
４０を示す。図１１のＥＧＲ弁４０では、アナログ式電
磁弁４１に図７に示すようなデジタル式の電磁弁２０
ａ，２０ｂ，２０ｃを組合せた例で、アナログ式電磁弁
４１のオリフィス４２は、デジタル弁の最小のオリフィ
ス径２１ａと同じ径とした。このアナログ弁４０は、デ
ジタル弁と組合せることにより、アナログ式電磁弁４１
のオリフィス径４２を最小にしつつ、図１２に示すよう
に広い範囲にわたって連続的なＥＧＲ量制御が可能にす
る。
【００３５】図１３に本発明に係るＥＧＲ制御の他の例
のフローチャートを示す。
のフローチャートを示す。
【００３６】本例におけるＥＧＲ制御は、ステップ１０
３までは図２と同じである。ステップ１２１でエンジン
回転数Ｎ，絞り弁通過空気流量ＧｏよりＥＧＲ率ＧＥの
読み出しをする。
３までは図２と同じである。ステップ１２１でエンジン
回転数Ｎ，絞り弁通過空気流量ＧｏよりＥＧＲ率ＧＥの
読み出しをする。
【００３７】ステップ１２２でＧＥ＝０の判定をする。
イエスの場合はシリンダ体積効率ηの自動書き換えモー
ドに入り、ステップ１３０でＧｃをＧｏとｋ・ｄＰｍ／
ｄｔとにより計算し、ステップ１３１でＧｃとＰｍから
ηを計算し、ステップ１３２でηの書き換えをする。一
方、ＧＥ＝０がノーの場合は、ステップ１２３でηを読
み出し、ステップ１２４でＧｃ、ステップ１２５でＧ
ｅ、ステップ１２６でＧｅｏ、ステップ１２７で△Ｇｅ
を計算し、ステップ１２８でＥＧＲ弁を制御しステップ
１２９に至る（これらのステップ１２３〜１２９は図２
のステップ１０４〜ステップ１１１に対応する）。本実
施例では、ηをＥＧＲ制御を行わない運転領域において
ステップ１３０〜１３２を利用して自動修正して、より
ＥＧＲ制御精度を高める利点がある。
イエスの場合はシリンダ体積効率ηの自動書き換えモー
ドに入り、ステップ１３０でＧｃをＧｏとｋ・ｄＰｍ／
ｄｔとにより計算し、ステップ１３１でＧｃとＰｍから
ηを計算し、ステップ１３２でηの書き換えをする。一
方、ＧＥ＝０がノーの場合は、ステップ１２３でηを読
み出し、ステップ１２４でＧｃ、ステップ１２５でＧ
ｅ、ステップ１２６でＧｅｏ、ステップ１２７で△Ｇｅ
を計算し、ステップ１２８でＥＧＲ弁を制御しステップ
１２９に至る（これらのステップ１２３〜１２９は図２
のステップ１０４〜ステップ１１１に対応する）。本実
施例では、ηをＥＧＲ制御を行わない運転領域において
ステップ１３０〜１３２を利用して自動修正して、より
ＥＧＲ制御精度を高める利点がある。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、絞り弁通
過空気流量とシリンダ流入空気流量の差及びこれに絞り
弁開度変化（絞り弁下流域の吸気管圧力変化）に伴う絞
り弁下流容積の空気密度変化を考慮してＥＧＲ制御を行
うために、エンジンの内部ＥＧＲ及び空気密度変化のよ
る空気増減を加味した補正を伴うＥＧＲ制御を可能にす
ることで、高精度のＥＧＲ制御を実現できる。
過空気流量とシリンダ流入空気流量の差及びこれに絞り
弁開度変化（絞り弁下流域の吸気管圧力変化）に伴う絞
り弁下流容積の空気密度変化を考慮してＥＧＲ制御を行
うために、エンジンの内部ＥＧＲ及び空気密度変化のよ
る空気増減を加味した補正を伴うＥＧＲ制御を可能にす
ることで、高精度のＥＧＲ制御を実現できる。
【図１】本発明の一実施例に係るＥＧＲ装置の全体構成
図。
図。
【図２】上記実施例におけるＥＧＲ制御のフローチャー
ト。
ト。
【図３】上記ＥＧＲ装置の制御ユニットにマップとして
記憶したエンジン回転数Ｎとシリンダ体積効率ηとの関
係を示す説明図。
記憶したエンジン回転数Ｎとシリンダ体積効率ηとの関
係を示す説明図。
【図４】上記ＥＧＲ装置の制御ユニットにマップとして
記憶したエンジン回転数Ｎ，絞り弁通過空気流量Ｇｏ，
ＥＧＲ率ＧＥの関係を示す説明図。
記憶したエンジン回転数Ｎ，絞り弁通過空気流量Ｇｏ，
ＥＧＲ率ＧＥの関係を示す説明図。
【図５】上記実施例の適用対象としてエンジンの吸，排
気弁として低速用，高速用の弁リフト特性を持たせた場
合のリフト特性図。
気弁として低速用，高速用の弁リフト特性を持たせた場
合のリフト特性図。
【図６】上記低速用，高速用弁リフト切り換え方式のＮ
とηの関係を示す特性図。
とηの関係を示す特性図。
【図７】デジタル式ＥＧＲ弁の一例を示す断面図。
【図８】上記デジタル式ＥＧＲ弁の開度特性を示す説明
図。
図。
【図９】上記デジタル式ＥＧＲ弁を用いたＥＧＲ装置の
構成図。
構成図。
【図１０】アナログ式ＥＧＲ弁の一例を示す断面図。
【図１１】アナログ式ＥＧＲ弁の他の例を示す断面図。
【図１２】図１１のアナログ式ＥＧＲ弁の開度特性を示
す説明図。
す説明図。
【図１３】本発明に係るＥＧＲ制御の他の例を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
１…吸気管、２…排気管、４…制御回路、５…空気流量
計、６…絞り弁、７…ＥＧＲ弁駆動用アクチュエータ、
８…ＥＧＲ弁、９…吸気管圧力検出器、２０…デジタル
式ＥＧＲ弁、３０，４０…アナログ式ＥＧＲ弁。
計、６…絞り弁、７…ＥＧＲ弁駆動用アクチュエータ、
８…ＥＧＲ弁、９…吸気管圧力検出器、２０…デジタル
式ＥＧＲ弁、３０，４０…アナログ式ＥＧＲ弁。
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンの排気ガスの一部を吸気管に還
流させるＥＧＲ装置において、前記吸気管の絞り弁通過
空気流量（Ｇｏ）を求める手段と、シリンダ流入空気量
（Ｇｃ）を求める手段と、吸気管内の絞り弁下流容積に
おける圧力変化（この圧力変化は絞り弁開度変化により
生じる）による空気密度変化に伴う空気増減量（ｋ・ｄ
Ｐｍ／ｄｔ）とを求める手段と、前記Ｇｏ，Ｇｃ，ｋ・
ｄＰｍ／ｄｔより、次式にしたがいＥＧＲ（排気ガス還
流）量（Ｇｅ）を算出する手段と、 【数１】 Ｇｅ＝Ｇｃ＋ｋ・ｄＰｍ／ｄｔ−Ｇｏ
…（１） 前記算出したＥＧＲ量と運転条件に応じて設定した目標
のＥＧＲ量との偏差に基づきＥＧＲをフィードバック制
御する手段とを備えて成ることを特徴とするＥＧＲ装
置。 - 【請求項２】 前記絞り弁通過空気流量（Ｇｏ）は空気
流量計により検出し、前記シリンダ流入空気量（Ｇｃ）
はＥＧＲ導管の開口より下流の吸気管圧力（Ｐｍ）を検
出してこれとシリンダの体積効率（η）との積より求
め、前記吸気管内の空気密度変化による空気増減量（ｋ
・ｄＰｍ／ｄｔ）は前記吸気管内の圧力（Ｐｍ）を微分
して求めるよう設定したことを特徴とするＥＧＲ装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、エンジ
ンのシリンダの吸気弁，排気弁の開閉時期が運転条件に
対応させて変化させるよう設定して成ることを特徴とす
るＥＧＲ装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
において、前記ＥＧＲ制御に用いるＥＧＲ弁は、アナロ
グ式又はデジタル式流量制御弁であることを特徴とする
ＥＧＲ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29288791A JP3580558B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Ｅｇｒ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29288791A JP3580558B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Ｅｇｒ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133282A true JPH05133282A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3580558B2 JP3580558B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=17787668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29288791A Expired - Fee Related JP3580558B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Ｅｇｒ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3580558B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101626A (ja) * | 2007-12-03 | 2008-05-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の圧力・温度算出装置 |
| WO2012086211A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 川崎重工業株式会社 | 気体燃料漏洩検知方法、気体燃料漏洩検知装置及びこれを備えるガスエンジン |
| US9322349B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-04-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Internal combustion engine control apparatus |
| US9389141B2 (en) | 2012-09-04 | 2016-07-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Cylinder intake air amount estimation apparatus for internal combustion engine |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP29288791A patent/JP3580558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101626A (ja) * | 2007-12-03 | 2008-05-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の圧力・温度算出装置 |
| JP4519164B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2010-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の圧力・温度算出装置 |
| WO2012086211A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 川崎重工業株式会社 | 気体燃料漏洩検知方法、気体燃料漏洩検知装置及びこれを備えるガスエンジン |
| US9389141B2 (en) | 2012-09-04 | 2016-07-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Cylinder intake air amount estimation apparatus for internal combustion engine |
| US9322349B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-04-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Internal combustion engine control apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3580558B2 (ja) | 2004-10-27 |
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