JPH0612097B2 - 排気ガス再循環装置 - Google Patents

排気ガス再循環装置

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JPH0612097B2
JPH0612097B2 JP58209203A JP20920383A JPH0612097B2 JP H0612097 B2 JPH0612097 B2 JP H0612097B2 JP 58209203 A JP58209203 A JP 58209203A JP 20920383 A JP20920383 A JP 20920383A JP H0612097 B2 JPH0612097 B2 JP H0612097B2
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敏幸 滝本
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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
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    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃機関の排気ガス再循環装置に関する。
従来技術 内燃機関の排気ガス再循環装置(EGR装置)は公知で
あり、機関燃焼室にそれぞれ通じる吸気通路と排気通路
を結んで導通路(導管又はポート)を設け、この導通路
に設けられたEGR弁の作動により吸気通路に再循環さ
れる排気ガス量を制御しているものである。このような
EGRガス量は特に窒素酸化物NO排出量に影響を与
え、EGRガス量が減少すると窒素酸化物量が増大し、
EGRガス量が増加すると窒素酸化物量は減少するが機
関の燃焼が不安定になり、最悪の場合は失火に至る。従
ってEGRガス量は一般に窒素酸化物排出量とトルク変
動により決定され、特にトルク変動の許容値ぎりぎりに
設定される。
従来、EGR量を制御するためのEGR弁の作動は、吸
気管負圧又は排気圧力等により機械的に行われていた。
このように機械的に作動されるEGR弁や調圧弁には当
然製造のバラツキがあり、従って製造のバラツキに応じ
てEGR量がバラツクことになる。さらに、EGR弁等
のガス通路にすす等が付着するとEGR量が変化する経
時変化がある。このようなバラツキや経時変化は機械的
作動のEGR弁では補正することができない。
発明の目的 本発明の目的は上述したようなEGRガス量のバラツキ
や経時変化を補正することができ、よって機関の排気ガ
ス浄化及び燃焼性能を良好に両立させることのできる排
気ガス再循環装置を提供することにある。
発明の構成 本発明においては、機関燃焼室内の圧力を検出する手段
と、機関1サイクル中における複数のクランク角度で検
出された燃焼室内圧力から1サイクル当たりの平均有効
圧力を算出する手段と、機関の複数サイクル間における
平均有効圧力の変動量を算出する手段と、平均有効圧力
の変動量が所定値より大きい場合には弁装置を再循環さ
れる排気ガスが減量される方向に作動させ、平均有効圧
力の変動量が所定値より小さい場合には弁装置を再循環
される排気ガスが増量される方向に作動させる制御手段
とを具備することを特徴とする。
実施例 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明を適用した内燃機関を示し、機関本体1
にはピストン2が配置され、ピストン2の上方には燃焼
室3が形成される。燃焼室3には吸気通路及び排気通路
がそれぞれ通じ、吸気通路はエアクリーナ4、気化器
5、吸気管6及び吸気ポート7から成っている。排気通
路は排気ポート8及び排気管9から成り、排気管9には
触媒コンバータ10が配置される。排気管9と吸気管6
を結んで、導通管11,12が設けられ、これらの導通
管11,12はEGR弁13に接続される。よって、排
気管9の排気ガスの一部が導通管11を介してEGR弁
13に導入され、そこで調量された後、導通管12を介
して吸気管6に吸入される。
EGR弁13は例えばリニアソレノイド式バルブにより
構成され、第2図に示されるように、バルブのリニアソ
レノイドコイル13aへのデューティパルス信号のデュ
ーティ比に応じてEGR弁13の弁開口面積を制御する
ものである。このEGR弁13の制御のために、燃焼室
3に臨んで圧力センサ14が設けられ、その出力電気信
号がデジタルコンピュータから成る制御装置20に入力
される。制御装置20にはディストリビュータの電磁ピ
ックアップ15等によりクランク角センサや機関回転数
センサその他からの信号が入力される。制御装置20は
中央処理装置CPU21、リードオンリメモリROM2
2、ランダムアクセスメモリRAM23等を有し、圧力
センサ14の信号はA/D変換器24を介して入力さ
れ、電磁ピックアップ15からのクランク角信号及び機
関回転数信号等は入力インターフェース回路25に入力
される。制御装置20にはさらに出力インターフェース
回路26があり、制御装置20の前述の全ての要素はバ
ス27により相互結合されている。
第3図は第1図の制御装置20で行う演算の基本原理を
説明する図であり、EGR量に対する窒素酸化物NO
排出量並びにトルク変動及び平均有効圧力変動率を示グ
ラフである。EGR量を増加させるにつれて窒素酸化物
排出量は減少していくが、逆にトルク変動が増大するの
が分る。良好な機関燃焼を確保するためには図に示すよ
うな許容域を有し、排気浄化性能を確保するためにはそ
の許容域限界値近くに制御目標値を定めることが好まし
く、これに対応してEGR量の制御中心値が設定され
る。平均有効圧力は機関の発生トルクを代表するもので
あり、トルク変動と平均有効圧力変動率とは対応してお
り、従って、平均有効圧力の変動が求められればこれに
よって窒素酸化物排出量とトルク変動とを両立させるE
GR制御が可能である。本発明においては機関燃焼室3
内の圧力を検出することによってこれを可能としたもの
である。
第4図は本発明の基本構成を示す図である。燃焼室3内
の圧力を検出するセンサ14からの信号が制御回路20
に入力されると、平均有効圧力演算手段28が作動し、
その結果を受けて制御値演算手段29が作動する。この
ようにして求められた制御値はEGR量を第3図の制御
中心値に近づけようとするものである。そして、このよ
うな制御値は駆動信号生成手段30によりデューティ信
号としてEGR弁13に出力される。
第5図は第4図の平均有効圧力演算手段28即ち1サイ
クル当りの機関の発生トルクの代表値を算出する手段を
フローチャートであらわしたものであり、クランク角度
信号の5度毎の割込み処理で行われる。ステップ61に
て、クランク基準信号がONしているかを判定する。ク
ランク基準信号は、燃焼圧力を測定する気筒の圧縮下死
点でONするものとする。基準信号がONの場合、ステ
ップ62にてクランクカウンタCの値をリセットする。
OFFの時は、ステップ63にて、カウンタCの値に
“1”だけ加算する。すなわち、Cの値でクランク位置
が分る。ステップ64にて、C≦72かを判定する。す
なわち、測定する気筒の圧縮行程と膨張行程であるかを
判定し、C>72の時は処理を終了する。C≦72の場
合は、ステップ65にてA/D変換された燃焼圧力値
(P)を読み出す。ステップ66にて、クランク位置に
対応する5゜CA毎のシリンダ容積変化量(ΔV)を、
あらかじめROMに記憶されたテーブルから読み出す。
ステップ67では、前記燃焼圧力とシリンダ容積変化量
から(P)*ΔVにより、5゜CA間の仕事量ΔP
求める。次にステップ68にて、C≦36であるか判定
する。すなわち、現在圧縮行程(負の仕事)か、膨張行
程(正の仕事)であるかを判定し、C≦36(圧縮)で
あれば、ステップ69にて、負の仕事の積算値EにΔP
を加算する。C>36(膨張)の場合は、ステップ7
0にて、正の仕事の積算値FにΔPを加算する。ステ
ップ71にて、C=72すなわち、膨張行程が終了した
か否かを判定するC≠72の場合は、以上で処理を終了
する。C=72の場合、ステップ72で、 を計算しRAMに記憶する。Vとは、行程容積であ
る。ステップ73にて積算値E,Fをリセットする。
このようにして演算された平均有効圧力Pは、次いで
制御値演算手段29で使用される。第6図は制御値演算
フローチャートを示すものである。まず、平均有効圧力
をRAMから読み出す(ステップ51)。ステップ
52にて、16サイクル分のPをそれぞれのRAM
(A1,A2……A16)に記憶し、16サイクルをカ
ウントするカウンタBをカウントアップする。ステップ
53では、カウンタBの値が“16”であるかを判定す
る。すなわち、16サイクル分のPが測定できたかを
判定する。B≠16の場合は、処理を終了する。B=1
6の場合は、ステップ54にてPの変動(分散S
示す)即ち機関の発生トルクの所定の複数サイクル間に
おける変動量を算出する。分散と云うのは、標準偏差を
2乗したものである。分散は次式により求められる。
本実施例の場合、n=16とした。ステップ55にて、
16サイクルカウンタBをリセットする。ステップ56
では、算出された分散(S)の値と、あらかじめ決め
られている設定値と比較し、S>設定値の場合は、ス
テップ57にて、制御値Dを1%減少させる。(EGR
量を減らす方向)S≦設定値の場合は、ステップ57
にて制御値Dを1%増加する。以上で処理を終了する。
このようにして求められた制御値DはEGRを第3図の
制御中心値に近づけるものである。そして、制御値Dに
応じて公知の駆動信号生成手段30からEGR弁30に
デューティ信号が出力される。
尚、上記実施例では気化器付内燃機関について説明した
が、本発明が燃料噴射弁付内燃機関にも適用できること
は明らかである。この場合には、燃料噴射制御も機関燃
焼室内の圧力を検出することによって行うことができ
る。
効果 以上説明したように、本発明によれば燃焼室内圧力検出
が当該機関において行われるために部品の機械的バラツ
キの影響は補正されていることになる。そして、EGR
制御は燃焼室内圧力の最新の情報により行われるので経
時変化の影響も補正されることになる。さらに、圧力セ
ンサは燃焼室内圧力を精度よく検出することができ、従
ってこれを基に行われる制御の精度も非常に高いもので
ある。よって、本発明によれば機関の排気ガス浄化及び
燃焼性能が最適に維持されることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による排気ガス再循環装置の構成図、第
2図は第1図のEGR弁の作動を説明するブロック図、
第3図は本発明の作動原理を説明するグラフ、第4図は
排気ガス再循環装置の基本構成図、第5図は平均有効圧
力を求めるフローチャート、第6図は制御値演算のフロ
ーチャートである。 1……機関本体、3……燃焼室、6……吸気管、9……
排気管、11,12……導通管、13……EGR弁、1
4……圧力センサ、20……制御装置、28……平均有
効圧力演算手段、29……制御値演算手段、30……駆
動信号生成手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関燃焼室にそれぞれ通じる吸気通路と排
    気通路を結んで導通路を設け、該導通路に弁装置を設け
    て該弁装置の作動により再循環される排気ガス量を制御
    するようにした排気ガス再循環装置において、機関燃焼
    室内の圧力を検出する手段と、機関1サイクル中におけ
    る複数のクランク角度で検出された前記燃焼室内圧力か
    ら該1サイクル当たりの平均有効圧力を算出する手段
    と、機関の複数サイクル間における前記平均有効圧力の
    変動量を算出する手段と、前記変動量が所定値より大き
    い場合には前記弁装置を再循環される排気ガスが減量さ
    れる方向に作動させ、前記変動量が所定値より小さい場
    合には前記弁装置を再循環される排気ガスが増量される
    方向に作動させる制御手段とを具備することを特徴とす
    る排気ガス再循環装置。
JP58209203A 1983-11-09 1983-11-09 排気ガス再循環装置 Expired - Lifetime JPH0612097B2 (ja)

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JPS59128962A (ja) * 1983-01-10 1984-07-25 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流制御装置

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