JPH06101575A - エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス還流装置

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JPH06101575A
JPH06101575A JP4251726A JP25172692A JPH06101575A JP H06101575 A JPH06101575 A JP H06101575A JP 4251726 A JP4251726 A JP 4251726A JP 25172692 A JP25172692 A JP 25172692A JP H06101575 A JPH06101575 A JP H06101575A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
gas recirculation
intake air
engine
air amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4251726A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromi Yoshioka
浩見 吉岡
Hiroyuki Takeuchi
弘之 竹内
Shigeaki Kakizaki
成章 柿崎
Yasuyoshi Hori
保義 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP4251726A priority Critical patent/JPH06101575A/ja
Publication of JPH06101575A publication Critical patent/JPH06101575A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンの運転状態が過渡時においても、吸入
空気量と排気ガスの還流流量との最適化を図ることを目
的とする。 【構成】EGRバルブ7が該サージタンク3の上流側に
配されており、エアフローメータセンサ5の出力信号に
EGRバルブ7自体の遅れ補正を行なった信号によりE
GRバルブ7を制御して、エンジンの運転状態が過渡時
においてもサージタンク3に取り付けたEGRバルブ7
取付位置を通過するサージタンク3内の吸気流量と、E
GRガス流量との比率を所定量に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガスの一部を吸気通
路に還流する排気ガス還流装置を設けたエンジンの排気
ガス還流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、エンジンの燃焼室内火炎温度
を低減して排気ガスを浄化するために、混合気に既燃ガ
スである排気ガスの一部を排気還流通路を介して燃焼室
内に供給するようにしたものが知られている。また、排
気還流により混合気中の既燃ガス成分割合が増大するた
めに燃焼室内での混合気の燃焼安定性が悪化して、排気
還流通路に排気還流量制御弁を設けてエンジンの運転状
態に応じて排気還流量を制御したものが知られている。
例えば特開平1−271651号公報に記載された排気
還流制御装置の場合、吸気系と排気系を連結する排気還
流通路に設けられた還流制御弁と、燃焼室内の燃焼圧力
を検出する燃焼圧センサと、複数の気筒間の出力トルク
差を検出する手段と、出力トルク差を除去する出力トル
ク調整手段と、出力トルクの除去を行なった後に燃焼圧
変動に応じて還流制御弁の開度を制御する排気還流制御
手段とを有したものであり、複数の気筒間の出力トルク
を均一化してただ一つの燃焼圧センサにより燃焼室内の
燃焼安定性を観察している。その結果、排気還流流量が
燃焼安定性を悪化させない範囲内となるように制御し
て、燃焼安定性の確保と排気ガス浄化性能の改善との両
立を実現している。
【0003】ところで、エンジンの排気ガス浄化性能を
改善する手段としては、上記のような燃焼室内の燃焼圧
力検出による排気還流流量制御や、エンジン回転数変動
による排気還流流量制御があるが、これらの制御ではエ
ンジンの運転状態が加減速状態のときには応答遅れを生
じて排気還流流量の過不足を生じてしまい、加減速性能
や排気ガス成分が悪化する問題を生じる。そこで、エン
ジンが加減速状態のときにも排気還流流量を最適化する
手段として、加減速状態を検出する加減速検出手段を設
けて排気還流流量の加減速補正を行なうようにする手段
が用いられる。特開昭61−61936号公報に記載さ
れた排気再循環制御装置はその一例である。すなわち、
エンジンの加速要求を検出する加速要求検出手段と、そ
の出力信号に優先して加速要求検出結果に応じた加速時
制御手段とを有し、加速時のスロットル開度に対するエ
ンジンへの吸入空気量の供給遅れを補正するために排気
還流流量を一時的に増量するものである。また、加速要
求の大きさに応じて増量割合を増す手段として、スロッ
トル開度に応じた増量補正係数を所定の2次元テーブル
より算出している。
【0004】
【発明が解決するための課題】ところが、上記2次元テ
ーブルは理論や実験により得られるものであり、エンジ
ン負荷や吸入空気量等の運転環境の変化に対応するため
の各種のなまし係数を用いているために、上記なまし係
数に伴なう誤差および記憶容量増大や演算の複雑化に伴
なう制御システムの大型化が避けられない。
【0005】本願は吸入空気量と排気ガスの還流流量と
の最適化を、実際の吸入空気量より直接算出して行なう
制御手段を設け、制御システムを簡略化しつつ制御精度
を確保するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本願の構成した手段は、
【0007】吸気通路に設けたスロットルバルブと、ス
ロットルバルブより吸気通路下流側に設けた燃料供給手
段と、スロットルバルブおよび燃料供給手段の間の吸気
通路に設けたサージタンクと、サージタンクの少なくと
も吸気通路上流側に設けた排気ガスの一部を還流する排
気還流通路と、排気還流通路より上流側の吸気通路に設
けた吸入空気量検出手段と、排気還流通路の途中に排気
還流流量を制御する排気還流流量制御装置とを有するエ
ンジンの排気ガス還流装置において、
【0008】エンジンの加速状態を検出する加速検出手
段と、エンジンの吸入空気量検出手段と、加速検出時に
は吸入空気量信号になまし処理を施して実吸入空気量を
求める実吸入空気量検出手段と、加速検出時には上記排
気還流流量制御装置を吸入空気量検出信号に応じて制御
する制御手段と、上記吸入空気量検出信号に上限値を設
定する上限値設定手段とを設けたことを特徴とするも
の。
【0009】請求項1記載の排気還流流量制御装置の作
動遅れを補正する遅れ補正手段として、加速検出時には
吸入空気量検出信号を増幅するための補正係数を設定す
る補正係数設定手段を有するもの。
【0010】
【作用】請求項1記載の構成によると、排気ガスをサー
ジタンクの少なくとも上流側に配した排気還流通路を用
いて供給しており、サージタンクの容量分の吸気がシリ
ンダに到達するまでに要する遅れを考慮する必要がな
く、吸入空気量検出手段から得られる実吸入空気量と上
記排気ガスとの流量比を排気還流流量制御手段により所
定の値に制御することで、加速検出時においても比較的
簡単で精度の良い排気還流流量制御を実現している。
【0011】請求項2記載の構成によると、吸入空気量
等の運転条件に関わらない応答遅れの原因である排気還
流通路体積や排気還流流量制御装置自体の遅れを補正す
ることで、加速時にもより精度の良い排気還流流量制御
を実現する。
【0012】
【実施例】以下、本願の発明に係わる実施例を図面に基
づいて説明する。
【0013】図1は本願の発明に係わるエンジンの制御
装置に関する概略図である。図1において、1はエンジ
ン、2は吸気通路、3はサージタンク、4はスロットル
バルブ、5はエアフローメータセンサ、6はEGR通
路、7はEGRバルブ、8はEGRバルブリフトセン
サ、10は排気通路、20はエンジンの回転数センサ、
30は制御ユニットである。吸気通路2にはその上流側
から順番に、エアフローメータセンサ5とスロットルバ
ルブ4とサージタンク3が配設されている。サージタン
ク3には、吸気通路2に還流される排気ガスであるEG
Rガスを供給ないし遮断制御するためのEGRバルブ7
が該サージタンク3の上流側に配されており、排気通路
10とEGRバルブ7との間を連通するEGR通路6に
より、排気通路10を通過する排気ガスの一部がEGR
通路6およびEGRバルブ7を介してEGRガスが供給
される。サージタンク3の上流側に供給されたEGRガ
スは、該サージタンク3内で吸気と混合した後にサージ
タンク3より下流側の吸気通路2を介してエンジンの燃
焼室内に流入する。
【0014】ここで、サージタンク3の流路面積は吸気
通路2の流路面積よりも大きいためにサージタンク3内
の吸気流速は吸気通路2内の吸気流速よりも小さくな
り、また吸気通路とサージタンクとの流路面積の急変に
伴なう流路の拡大・縮流のためにサージタンク3内の吸
気流れは乱れを生じているので、EGRガスをサージタ
ンク3の上流側に供給することでサージタンク3内の比
較的流速の遅い吸気流れとEGRガスとはサージタンク
中で混合されてほぼ均一なEGRガス混入吸気をサージ
タンク3より下流側の吸気通路2を介してエンジンのシ
リンダ内に供給できる。よって、エンジンの運転状態に
応じた吸気とEGRガスとの混合比率は、サージタンク
3に取り付けたEGRバルブ7位置を通過するサージタ
ンク3内の吸気流量(=吸気流速×流路面積)と、EG
Rガス流量すなわちEGRバルブリフトセンサ8より検
出されるEGRバルブ7の開度との比率により調整可能
である。
【0015】図2はスロットル開度の急変に対するEG
Rガスの過渡遅れを説明する、横軸に経過時間を配した
グラフである。図2の(d) はスロットル開度の急変を示
したものであり、所定の時間t1 からスロットル開度が
急増している。このとき図2の(c) の実線で示すよう
に、エンジン回転数当たりのエンジンのシリンダ内に吸
入される吸入空気量、すなわち1サイクル当たりの吸入
空気量Q/Nの変化はスロットル開度が急増した時間t
1 よりスロットルバルブ4下流の吸気通路体積に伴なう
応答遅れの分だけ所定時間遅れた時間t2 より開始され
て一定時間急増した後に、吸気の慣性および脈動のため
にスロットルバルブ4開度が定常時のときの吸入空気量
より過剰な空気が過剰充填吸気量としてエンジンのシリ
ンダ内に流入した後に徐々に吸入空気量が減少してやが
て定常時の吸入空気量となる。このとき、図2の(d) に
示すような過渡時にはスロットルバルブ4より下流側の
容積分だけ図2(c) の点線により示されているエアフロ
ーメータセンサ5の出力よりも図2(c) の実線により示
されている実際のエンジンの吸入空気量が遅れる一次遅
れ現象があり、吸気通路中のサージタンク部での吸気通
路の拡大・縮小による吸気抵抗のために吸気流れがなま
されるのが一次遅れ現象の主な原因である。
【0016】ところで、図2(c) の点線で得られるエア
フローメータセンサ5出力から図2(c) の実線で得られ
るQ/Nを算出するためのなまし計算手段を設けて、こ
のQ/Nに応じて燃料噴射量の制御を実行している。し
かし、燃料噴射を行なうインジェクタは一般に吸気弁近
傍に配されており、インジェクタから吸気弁までの吸気
通路体積が比較的小さいために上記Q/Nに応じた燃料
噴射量としても応答遅れの問題を生じないが、EGRバ
ルブ7は上記の理由からサージタンク3の上流側に配さ
れるためにEGRバルブ7から吸気弁までの吸気通路体
積が比較的大きくなり、該吸気通路体積に伴なう吸気の
応答遅れが無視できなくなる。また、スロットルバルブ
4からエアフローメータセンサ5までの吸気通路中は大
気圧ないし過給圧を一定に保っており流量変化をほとん
ど生じないために、エアフローメータセンサ5の出力は
スロットルバルブ4近傍での吸気流量を示すものとして
置き換えることができ、しかもEGRバルブ7はサージ
タンク3上流側に配されるのでサージタンク部での吸気
なましによるQ/Nの変化をほとんど考慮する必要がな
いために、図2(c) の点線に応じた制御信号をそのまま
EGRバルブ7に伝達して吸気流量とEGRバルブ開度
との比率を過渡遅れなく制御することができる。しか
し、図2(c) の点線に示すように急変する制御信号をE
GRバルブ7に伝達すると、作動遅れを生じて図2(b)
の実線に示すように例えば開弁時には要求する開度より
遅れた開度信号となるので、図2(c) の一点鎖線に示す
ように、図2(c) の点線により示されているエアフロー
メータセンサ5の出力に1より大きい補正係数を掛け合
わせるとともに、EGR流量の絶対値の整合を取るため
に図2(c) の一点鎖線に示す信号に上限値を設けて得ら
れた図2(b) の一点鎖線に示される制御信号をEGRバ
ルブ7に伝達して、図2(a) に実線で示す実EGR量が
図2(c) に実線で示すQ/Nと同時刻t3 にピーク値を
持つ同形状の線図を実現している。すなわち、エンジン
の運転状態が過渡時においてもサージタンク3に取り付
けたEGRバルブ7取付位置を通過するサージタンク3
内の吸気流量と、EGRガス流量との比率を図2(b) の
点線および図2(a) の実線に示された要求所定量に近似
することができる。図3に上記図2に示すEGRバルブ
の制御用フローチャートを示す。
【0017】S1で、エアフローメータセンサ5の出力
と、エンジン回転数センサ20の出力とを読み込んだ後
に、S2で、エンジンの運転状態に応じて要求される吸
入空気量QとEGRガス量との比kを算出する。S3で
は、吸入空気量Qに比kを掛合わせて過渡時には図2
(c) の点線で示す、運転状態に応じたEGRガス量Ga
を算出する。S4で吸入空気量Qの変化割合ΔQが,E
GRバルブ7の特性を上回る応答性を要求する所定の変
化割合aを越えたと判定した時にのみ、S5で、運転状
態のうち特に変化割合ΔQに伴なうEGRバルブ7の応
答遅れ補正係数k´を所定の計算式ないしマップを用い
て求めるとともに、S6で、ガス量Gaに補正係数k´
を掛合わせて図2(c) の一点鎖線で示す、過渡時の運転
状態に応じたEGRガス量Gbを算出する。なお、EG
Rバルブをサージタンクより上流側であるとともにスロ
ットルバルブより下流側の吸気通路に設けてもよい。
【0018】
【発明の効果】本願の発明によれば、過渡時を含む全て
の運転状態でEGRガスと吸入空気量との比を任意に設
定でき、特に過渡運転時には適量のEGRガスを供給し
て過渡運転性能を犠牲にすることなくEGRによるエミ
ッション低減を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明に係わるエンジンの制御装置に関す
る概略図である。
【図2】スロットル開度の急変に対するEGRガスの過
渡遅れを説明する、横軸に経過時間を配したグラフであ
る。
【図3】図2に示すEGRバルブの制御用フローチャー
トを示す。
【符号の説明】
1…エンジン、2…吸気通路、3…サージタンク、4…
スロットルバルブ、5…エアフローメータセンサ、6…
EGR通路、7…EGRバルブ、10…排気通路、20
…エンジンの回転数センサ、30…制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 保義 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路に設けたスロットルバルブと、ス
    ロットルバルブより吸気通路下流側に設けた燃料供給手
    段と、スロットルバルブおよび燃料供給手段の間の吸気
    通路に設けたサージタンクと、サージタンクの少なくと
    も吸気通路上流側に設けた排気ガスの一部を還流する排
    気還流通路と、排気還流通路より上流側の吸気通路に設
    けた吸入空気量検出手段と、排気還流通路の途中に排気
    還流流量を制御する排気還流流量制御装置とを有するエ
    ンジンの排気ガス還流装置において、 エンジンの加速状態を検出する加速検出手段と、エンジ
    ンの吸入空気量検出手段と、加速検出時には吸入空気量
    信号になまし処理を施して実吸入空気量を求める実吸入
    空気量検出手段と、加速検出時には上記排気還流流量制
    御装置を吸入空気量検出信号に応じて制御する制御手段
    と、上記吸入空気量検出信号に上限値を設定する上限値
    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。
  2. 【請求項2】排気還流流量制御装置の作動遅れを補正す
    る遅れ補正手段として、加速検出時には吸入空気量検出
    信号を増幅するための補正係数を設定する補正係数設定
    手段を有する、請求項1のエンジンの排気ガス還流装
    置。
JP4251726A 1992-09-21 1992-09-21 エンジンの排気ガス還流装置 Pending JPH06101575A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017569A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017569A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置

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