JPH08121259A - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents
内燃機関の排気還流制御装置Info
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- JPH08121259A JPH08121259A JP6267808A JP26780894A JPH08121259A JP H08121259 A JPH08121259 A JP H08121259A JP 6267808 A JP6267808 A JP 6267808A JP 26780894 A JP26780894 A JP 26780894A JP H08121259 A JPH08121259 A JP H08121259A
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Abstract
悪化やストールの発生を回避しつつ触媒活性化前の低温
アイドル領域における効率的なNOxの低減を実現する
内燃機関の排気還流制御装置を提供する。 【構成】 排気還流制御装置は通常、機関1の排気ガス
の一部を同機関の吸気系に再循環させるための還流通路
9と該還流通路を開閉する排気還流弁10とを有して構
成される。また、機関1には、アイドル回転数を制御す
るためのバイパス通路7及びアイドル回転数制御弁8が
設けられている。ここでは特に、触媒5が活性化する以
前の低温アイドル領域を検出し、その期間の目標アイド
ル回転数に基づき、ドライバビリティの悪化やストール
の発生を回避することができて且つ、触媒5が不活性に
あっても効率的にNOxを低減することのできる排気還
流量(率)を求めて排気還流弁10の開度を制御する。
Description
れるNOxを低減すべく、その排気ガスを同機関の吸気
系に再循環させる内燃機関の排気還流制御装置に関し、
特にガソリン機関の低温アイドル領域における効率的な
NOx低減に寄与する同制御装置構成の具現に関する。
燃機関から排出される排気ガスの一部を排気系から取り
出し、これに適当な温度、時期、流量等の制御を施して
同機関の吸気系へ再循環させる装置である。また、こう
して排気ガスを吸気系に再循環させることにより、ガス
の燃焼温度を下げることができ、ひいては燃焼排出ガス
中の有害成分であるNOx(窒素酸化物のうちのNO及
びNO2 )の発生が抑制されるようになることもよく知
られている。
ドライバビリティの悪化やストールの発生を考慮して、
アクセルが閉じられるいわゆるアイドル状態には、その
実行が禁止されるようになっていた。
い、こうしたアイドル状態にあっても上記排気還流制御
を実行するなど、NOxの更なる低減を図るべく検討が
進められている。
るときにも排気還流制御を実行する装置としては例え
ば、特開平2−169853号公報記載の装置、或いは
特開昭63−97862号公報記載の装置などが知られ
ている。
載の装置では、ディーゼル機関を対象として、車両の走
行状態から減速或いはアイドル状態への移行時にそのと
きの排気還流量をメモリに記憶し、アイドル状態への移
行後も、所定の時間だけその還流量による排気還流制御
を持続するようにしている。
の装置(方法)では、同じくディーゼル機関を対象とし
て、アイドル運転時を含む機関低回転数時に同機関回転
数を所定値に制御する補正回転数が変化した場合、この
補正回転数の変化量に応じて上記排気還流量を制御する
ようにしている。
イドル状態にあるときであっても、上記排気還流制御を
実行することで、的確にNOxが低減され、エミッショ
ンの向上が図られるようになる。
対象とする内燃機関は何れもディーゼル機関であり、エ
ミッションの向上が図られるとはいっても、ガソリン機
関でいうような触媒の浄化率といったものは一切考慮さ
れていない。
置をガソリン機関に適用したとしても、必ずしも好適な
エミッションが得られるとは限らない。特に上記特開平
2−169853号公報記載の装置のように、アイドル
状態への移行後も所定の時間、走行時の排気還流制御を
持続するものにあっては、たとえこれをガソリン機関に
適用したところで、逆にHCの排出を増加させることに
もなりかねない。また、同機関が暖機途中にある場合に
は、過剰の排気ガス還流が行われることともなり、ドラ
イバビリティの悪化やストールの発生をも招きかねな
い。
たものであり、特にガソリン機関にあって、ドライバビ
リティの悪化やストールの発生を回避しつつ触媒活性化
前の低温アイドル領域における効率的なNOxの低減を
実現する内燃機関の排気還流制御装置を提供することを
目的とする。
ため、請求項1記載の発明では、内燃機関の排気系に設
けられて排気ガスを浄化する触媒と、同機関の排気系か
ら取り出した排気ガスの一部を吸気系に再循環せしめる
排気還流弁と、前記触媒の活性の有無を検出する触媒活
性検出手段と、前記機関がアイドル状態にあることを検
出するアイドル状態検出手段と、同機関がアイドル状態
にあるときの目標回転数を算出する目標アイドル回転数
演算手段と、機関回転数が該算出された目標アイドル回
転数となるよう同機関のアイドル時の吸入空気量を制御
するアイドル回転速度制御手段と、前記触媒活性検出手
段により前記触媒の不活性が検出され且つ、前記アイド
ル状態検出手段により前記機関のアイドル状態が検出さ
れている期間内に、前記再循環せしめる排気ガスの目標
還流量を前記目標アイドル回転数に基づき算出し、該算
出した目標還流量に応じて前記排気還流弁の開度を制御
する排気還流弁制御手段とを具えて内燃機関の排気還流
制御装置を構成する。
請求項1記載の発明の構成において、前記排気還流弁制
御手段を、前記目標アイドル回転数に応じて増減される
排気ガスに対し、前記触媒による浄化率を考慮して前記
排気ガスの目標還流量を算出するものとして構成する。
2記載の発明の構成において、前記排気還流弁制御手段
を、前記目標アイドル回転数に応じて増減される排気ガ
スに対して前記触媒による浄化率を考慮した排気ガス還
流量の基本値を算出する基本還流量演算手段と、前記目
標アイドル回転数と機関の実回転数との回転数偏差に基
づき前記アイドル回転速度制御手段による機関回転数制
御の収束性を高めるための補正値を算出する補正値演算
手段と、前記算出された基本還流量を該補正値にて補正
して前記排気ガスの目標還流量を算出する目標還流量演
算手段とを具えて構成する。
請求項1乃至3記載の各構成において更に、前記排気還
流弁制御手段を、機関の始動時から所定の時間だけ、前
記排気還流弁を全閉として、前記排気ガスの還流を禁止
する手段を具えるものとして構成する。
ら請求項1乃至4記載の構成において、前記排気還流弁
制御手段を、機関への燃料カット中、前記排気還流弁を
全閉として、前記排気ガスの還流を禁止する手段を具え
るものとして構成する。
求項1乃至5記載の何れかの構成において、前記触媒活
性検出手段を、前記機関始動時の冷却水温とその後の経
過時間とに基づき前記触媒の活性の有無を検出するもの
として構成する。
れら請求項1乃至5記載の何れかの構成において、前記
触媒活性検出手段を、前記触媒の温度を検出する触媒温
センサを具え、該触媒温センサにより検出される温度に
基づいて同触媒の活性の有無を検出するものとして構成
する。
低温アイドル領域にあっては、同機関の滑らかな回転を
維持するために、或いは同機関をなるべく早く暖機させ
るために、ファーストアイドルと称される高い回転数で
同機関を運転する必要がある。しかし、こうしてアイド
ル回転数が高くなれば、それに応じて排気ガスの量が増
え、ひいては排出されるNOxの量も増大する。
すれば、燃焼温度が下がって、排出されるNOxの量は
低減されるものの、機関回転数の低下を招き、これが極
端な場合にはドライバビリティの悪化やストールの発生
を招くこととなる。
うに、触媒活性化前の低温アイドル領域において、上記
算出される目標アイドル回転数に基づきその都度の排気
ガス還流量を制御するようにすれば、機関回転数の極度
の低下を招くことなく且つ、上記排出されるNOxの量
をも好適に低減することのできる最適な排気ガス還流量
を得ることができるようになる。
制御する排気ガス還流量を通じて、機関の実アイドル回
転数を好適な値に補正するなど、アイドル回転数制御を
も併せ行うことができるようになる。
ール発生の回避はもとより、触媒の活性化前であって
も、効率的にNOxを低減することができるようにな
る。ところで、触媒活性化前の低温アイドル領域にあっ
ては、触媒自身、排気ガスに対する浄化率が十分に確保
できない状態にあるとはいえ、この浄化率は、上記ファ
ーストアイドルによる暖機運転に伴って徐々に向上す
る。
に、上記排気還流弁制御手段を、・前記目標アイドル回
転数に応じて増減される排気ガスに対し、前記触媒によ
る浄化率を考慮して前記排気ガスの目標還流量を算出す
るもの。として構成すれば、ガソリン機関の排気還流制
御装置として、低温アイドル領域での触媒浄化率変化に
応じた正に好ましい態様でエミッションの向上を図るこ
とができるようになる。
うに、同排気還流弁制御手段を、 (a)目標アイドル回転数に応じて増減される排気ガス
に対して前記触媒による浄化率を考慮した排気ガス還流
量の基本値を算出する基本還流量演算手段。 (b)目標アイドル回転数と機関の実回転数との回転数
偏差に基づき前記アイドル回転速度制御手段による機関
回転数制御の収束性を高めるための補正値を算出する補
正値演算手段。 (c)前記算出された基本還流量を該補正値にて補正し
て前記排気ガスの目標還流量を算出する目標還流量演算
手段。 を具えるものとして構成すれば、目標の還流量にて排気
還流制御を行った結果、機関回転数が目標アイドル回転
数に収束できなくなる場合、或いは収束できてもその収
束速度が遅くなるような場合、それら回転数偏差に応じ
て上記目標還流量が修正されるようになる。すなわち、
機関回転数を目標アイドル回転数に素早く収束させるこ
とができるようになる。
上記排気還流弁制御手段を、 ・機関の始動時から所定の時間だけ、前記排気還流弁を
全閉として、前記排気ガスの還流を禁止する手段を具え
るもの。として構成すれば、同機関の確実な始動を確保
することができるようになる。
同排気還流弁制御手段を、 ・機関への燃料カット中、前記排気還流弁を全閉とし
て、前記排気ガスの還流を禁止する手段を具えるもの。
として構成すれば、燃焼の不安定に伴うHCの増加を避
けて、常に好適なエミッションに維持することができる
ようになる。
れを、例えば請求項6記載の発明によるように、 ・前記機関始動時の冷却水温とその後の経過時間とに基
づき前記触媒の活性の有無を検出するもの。として、或
いは請求項7記載の発明によるように、 ・前記触媒の温度を検出する触媒温センサを具え、該触
媒温センサにより検出される温度に基づいて同触媒の活
性の有無を検出するもの。として構成することができ
る。これら何れの構成にあっても、前記触媒の活性の有
無を的確に検出することができるようになる。
流制御装置についてその一実施例を示す。
制御という)装置は、ガソリン機関を対象として、ドラ
イバビリティの悪化やストールの発生を回避しつつ、触
媒活性化前の低温アイドル領域にあっても効率的にNO
xを低減することのできる装置として構成されている。
置の構成について説明する。同図1において、ガソリン
機関からなる機関本体1には、燃焼室2に連通する吸気
通路3及び排気通路4が接続されている。
たガス(排気ガス)中の有害成分(CO,HC,NO
x)を浄化するための触媒5が設けられている。また、
吸気通路3には、図示しないアクセルペダルの踏み込み
操作に連動して開閉するスロットルバルブ6が設けられ
ている。
ルバルブ6をバイパスしその上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路7が設けられており、同バイパス通路7
にはステッピングモ−タにて駆動されるアイドル回転数
制御弁(以下、ISCバルブという)8が設けられてい
る。ISCバルブ8は、アイドル運転時における機関回
転数を所望の目標アイドル回転数に制御すべくその開度
が調節される。
部を吸気通路3のスロットルバルブ6の下流側に再循環
させるためのEGR通路9が設けられており、同EGR
通路9には、これもステッピングモ−タにて駆動される
排気還流弁としてのEGRバルブ10が設けられてい
る。EGRバルブ10は、前述したEGR制御にあって
そのEGR量(率)を所望の値に制御すべくその開度が
調節される。
転状態を検出するセンサ群として、クランク軸1aに
は、機関の回転に同期して信号を出力する回転角センサ
21が設けられ、シリンダブロック1bには、機関の冷
却水温を検出する冷却水温センサ22が設けられてい
る。
機関の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ23が設けら
れ、スロットルバルブ6には、スロットルバルブ開度を
検出するスロットル開度センサ24が設けられている。
ルブの開度を検出するEGRバルブ開度センサ25が設
けられている。これら各センサによる検出信号は、電子
制御装置30に取り込まれる。
ピュータを具えて構成され、これら各センサによる検出
信号に基づいて、上述したISCバルブ8及びEGRバ
ルブ10の駆動を統括制御する装置である。
成を示す。図2に示されるように、電子制御装置30
は、入力回路31、A/D変換器32、CPU(中央演
算装置)33、ROM(リ−ドオンリメモリ)34、R
AM(ランダムアクセスメモリ)35及び出力回路36
を有して構成されている。
れる回転角センサ21の検出信号に基づいて機関回転数
NEを検知する(図1及び図2では便宜上、回転角セン
サ21の検出信号名をNEとしている)。
冷却水温センサ22、吸気圧力センサ23、スロットル
開度センサ24及びEGRバルブ開度センサ25の各検
出信号に基づいて、それぞれ冷却水温THW、吸気圧力
PM、スロットル開度TA及びEGRバルブ開度VEG
RVを検出する(図1及び図2では便宜上、これら各セ
ンサの検出信号についても、それぞれその信号名をTH
W、PM、TA及びVEGRVとしている)。
サの情報をもとに目標EGRバルブ開度SEGRを算出
し、該算出したバルブ開度となるよう、出力回路36を
介してEGRバルブ10の開度を制御する。
をもとに目標アイドル回転数TNEを算出するととも
に、該算出した機関回転数が得られるISCバルブ8の
開度指令値SISCを生成する。そして、この生成した
開度指令値SISCに基づき、出力回路36を介してI
SCバルブ8の開度を制御する。
M34は、以下に説明する各種制御プログラムやマップ
等が予登録されたメモリであり、RAM35は、各種デ
ータやフラグ等が一時記憶されるメモリである。
30を通じて実行される同実施例の装置としてのEGR
制御手順を示したものであり、次に、これら図3〜図1
5を併せ参照して、同実施例の装置によるEGR制御を
更に詳述する。
3により実行されるベ−スル−チンを示す。このベース
ル−チンは、電源の投入に伴って起動される。こうして
ベースルーチンが起動されると、CPU33は先ず、各
種メモリを初期化した後、ステップ100〜600の各
種サブル−チンを各々の処理周期に合わせて実行する。
触媒活性化判定ルーチンにおいて、上記触媒5の活性の
有無を判定し、次のステップ200の制御域判定ル−チ
ンにおいて、機関運転状態がアイドル回転数制御の許可
領域にあるか、並びにEGR制御の許可領域にあるかを
判定する。
ドル回転数制御量算出ル−チンにおいて、アイドル回転
数を所望の機関回転数に制御するためのISCバルブ8
の制御量(フィ−ドバック制御値SISC、或いはオ−
プンル−プ制御値SOP)を算出し、更にステップ40
0のバルブ制御量算出ル−チンにおいて、最適EGR率
に制御するためのEGRバルブ10の制御量(開度指令
値SEGR)を算出する。
GRバルブ駆動ル−チンにおいて、EGRバルブ10を
目標開度SEGRに駆動させるとともに、ステップ60
0のISCバルブ駆動ル−チンにおいて、上記算出した
ISCバルブ8の制御量に応じてISCバルブ8を所定
開度に駆動させる。
テップ100〜400のル−チンは30ms周期で、上
記ステップ500並びにステップ600のル−チンは4
ms周期で、それぞれ実行されるようになっている。
いて、図4以降を併せ参照しつつ、順次説明する。ま
ず、図4を参照して、触媒活性化判定ルーチン100に
ついて説明する。
機関始動時の冷却水温THWとその後の経過時間CAS
Tとに基づいて、上記触媒5の活性の有無を推定する。
すなわち同触媒活性化判定ルーチン100において、C
PU33は、この経過時間CASTが「0」であること
を条件に(ステップ101)、ステップ102にて冷却
水温THWを読み込み、次のステップ103にて、図5
に示される水温マップ(テーブル)に基づき、該冷却水
温THWに依存する触媒活性化推定時間KACTを算出
する。
て、上記経過時間CASTについてのカウンタ値がこの
活性化推定時間KACTに達したか否かを判定し、同時
間KACTに達していれば(CAST≧KACT)、ス
テップ105にて、触媒活性化判定フラグXACTCA
Tをセットする(XACTCAT=1とする)。
Tについてのカウンタ値が同活性化推定時間KACTに
達していなければ、ステップ106にて、このカウンタ
値をインクリメントし、ステップ107にて、触媒活性
化判定フラグXACTCATを「0」に維持する(XA
CTCAT=0とする)。
最初に実行されたときにのみ、上記ステップ102及び
103にかかる冷却水温THWに基づく触媒活性化推定
時間KACTの算出が行われ、上記経過時間CASTに
ついてのカウンタ値が該算出された活性化推定時間KA
CTに達した時点で、触媒活性化判定フラグXACTC
ATがセットされる。
ン200について説明する。該制御域判定ルーチン20
0では、上記触媒活性化判定フラグXACTCATの状
態に基づいて、機関の運転状態がアイドル回転数制御の
許可領域にあるか、並びにEGR制御の許可領域にある
かを判定する。
いて、CPU33は、ステップ201にて、上記フラグ
XACTCATの内容に基づき、触媒5が活性化してい
るか否かを判定する。ここでは、触媒5が活性化してい
ないことを条件に(すなわちXACTCAT=0である
ことを条件に)、ステップ202へ進む。
CPU33は、このステップ202にて、スロットル開
度TAがアイドル判定開度TAIDL以下か否かをチェ
ックし、該判定開度TAIDL以下であれば(TA≦T
ASDL)、アイドル相当と判定する。こうして機関運
転状態がアイドル相当と判定したCPU33は、次のス
テップ203にて、アイドル判定フラグXIDLをセッ
トする(XIDL=1とする)。
トしたCPU33は次に、ステップ204にて、機関運
転状態が減速直後のようないわゆる燃料カット状態では
ないか否かを判定する。この判定は、同電子制御装置3
0を構成する図示しない燃料噴射制御部を通じてセット
される燃料カットフラグXFCの状態に基づいて行われ
る。
ではない(XFC=0)旨判断したCPU33は、更に
ステップ205にて、上記経過時間CASTについての
カウンタ値に基づき、機関の始動後、所定の時間KEG
RCUTを経過したか否かを判定する。この時間KEG
RCUTは、機関の始動直後のEGRを禁止してその始
動性を高めるために設けた、例えば20秒程度の時間で
ある。
満足されるとき、ステップ206にて、アイドル時EG
R許可グラフXIDLEGRをセットする(XIDLE
GR=1とする)。また、上記ステップ202にてアイ
ドル条件が満たされなかった場合には、ステップ207
にてアイドル判定フラグXIDLを「0」に維持すると
ともに、上記条件の1つでも満足されなかった場合に
は、ステップ208にて同EGRの実行を非許可とする
(XIDLEGR=0とする)。
御量算出ルーチン300について説明する。該アイドル
回転数制御量算出ルーチン300では、上記アイドル判
定フラグXIDLの状態に基づいて、アイドル回転数を
所望の機関回転数に制御するためのISCバルブ8の制
御量を算出し、設定する。
チン300において、CPU33はまず、ステップ30
1にて、冷却水温THWを読み込み、次のステップ30
2にて、上記アイドル判定フラグXIDLの状態に基づ
きアイドル状態か否かを判定する。
PU33は、ステップ303にて、図8に示される水温
マップ(テーブル)に基づき、そのときの冷却水温TH
Wに対応して決まる目標アイドル回転数TNEを算出す
る。この目標アイドル回転数TNEは、いわゆるファー
ストアイドルに対応する比較的高めの回転数となってい
る。
05にて、機関の現在の回転数NEと上記目標アイドル
回転数TNE±α(αは予め実験にて求めた回転を安定
させるため不感滞)とを比較して、目標とするISCバ
ルブ開度SISCを決定する。すなわち、 ・機関の現在の回転数NEが目標アイドル回転数TNE
±αの範囲内にあれば、ステップ306にて、現在のI
SCバルブ開度SISCを維持する。 ・該機関回転数NEが目標アイドル回転数TNE−αよ
りも小さいときには、ステップ307にて、現在のIS
Cバルブ開度SISCをインクリメントする(SISC
+1)。 ・同機関回転数NEが目標アイドル回転数TNE+αよ
りも大きいときには、ステップ308にて、現在のIS
Cバルブ開度SISCをデクリメントする(SISC−
1)。といった態様で、その都度の目標ISCバルブ開
度SISCを決定する。
イドル状態にある(XIDL=0)旨判断される場合、
CPU33は、ステップ309にて、図9に示される水
温マップ(テーブル)に基づき、そのときの冷却水温T
HWに対応して決まるオープンループ目標ISCバルブ
開度SOPを算出する。そしてこの場合には、該算出し
たオープンループ目標ISCバルブ開度SOPの値を上
記目標ISCバルブ開度SISCに代入して用いること
となる(ステップ310)。
Cを決定したCPU33は最後に、ステップ311に
て、上記使用するISCバルブ8のバルブ特性を補償す
べく、また更にはマイクロコンピュータを有して構成さ
れる同電子制御装置30自身のオーバーフロー対策とし
て、適宜の上下限ガードを施した値として同目標ISC
バルブ開度SISCを設定する。
御量算出ルーチン400について説明する。該EGRバ
ルブ制御量算出ルーチン400では、上記アイドル時E
GR許可フラグXIDLEGRの状態に基づいて、そし
て更には、上記算出された目標アイドル回転数TNEに
基づいて、その都度のEGRバルブ10の制御量を算出
し、設定する。
ン400において、CPU33はまず、ステップ401
にて、上記アイドル時EGR許可フラグXIDLEGR
の状態に基づき、EGRの実行が許可されているか否か
判断する。
いれば(XIDLEGR=1)、次のステップ402に
て、上記算出された目標アイドル回転数TNEを読み込
み、更にステップ403にて、図11に示されるマップ
(テーブル)に基づき、そのときの目標アイドル回転数
TNEに対応して決まる基本EGRバルブ開度SEGR
Bを算出する。
RBは、アイドル条件にあるため、負荷項は変化しな
い。すなわち、同図11に示されるような目標アイドル
回転数TNEのみのマップ(テーブル)で決定されるよ
うになる。因みにこのマップ(テーブル)は、その都度
の目標アイドル回転数TNEに応じて増減される排気ガ
スに対し上記触媒5による浄化率の変化をも考慮して予
め実験にて求めた最適EGR率に相当するEGRバルブ
開度に設定されている。
を算出したCPU33は次に、ステップ404にて、目
標アイドル回転数TNEと実際の機関回転数NEとの回
転数偏差ΔNEを求め、ステップ405にて、図12に
示される補正マップ(テーブル)に基づき、そのときの
回転数偏差ΔNEに対応して決まる回転補正用EGRバ
ルブ補正値FDNEを求める。
8のみの制御では機関回転数NEを目標アイドル回転数
TNEに収束させることができない場合、或いは収束さ
せるのに長い時間を要する場合等に、その収束を高速に
実現させるためのEGR量の補正値である。
ブ補正値FDNEを求めると次に、ステップ406に
て、上記算出した基本EGRバルブ開度SEGRBと同
補正値FDNEとに基づき、 SEGR←SEGRB×FDNE といった積算を実行して、最終EGRバルブ開度SEG
Rを決定する。
決定したCPU33はここでも、ステップ407にて、
上記使用するEGRバルブ10のバルブ特性を補償すべ
く、また更にはマイクロコンピュータを有して構成され
る同電子制御装置30自身のオーバーフロー対策とし
て、適宜の上下限ガードを施した値として同EGRバル
ブ開度SEGRを設定する。
ドル時EGRの実行が許可されていない(XIDLEG
R=0)旨判断される場合、CPU33は、ステップ4
08にて、上記最終EGRバルブ開度SEGRに「0」
を代入し(SEGR←0)、EGRバルブ10の全閉処
理を実行する。
動ルーチン500についてその処理手順を説明する。該
EGRバルブ駆動ルーチン500では、上記設定された
最終(目標)EGRバルブ開度SEGRに基づいて、E
GRバルブ10を実駆動する。
0において、CPU33はまず、ステップ501にて、
上記目標EGRバルブ開度SEGRを読み込み、次のス
テップ502にて、EGRバルブ駆動軸に連結した上記
EGRバルブ開度センサ25の出力VEGRVを読み込
む。ただし、このセンサ25の出力VEGRVは電圧値
であり、その値を直接に目標EGRバルブ開度SEGR
の値と比較することができない。
て、図14に示される変換テーブル(マップ)に基づ
き、そのときのEGRバルブ開度センサ25の出力VE
GRV(電圧値)をEGRバルブ10の実バルブ開度P
EGRVに変換する。
について上記目標EGRバルブ開度SEGRと同一単位
の値PEGRVを得たCPU33は次に、ステップ50
4及び505にて目標バルブ開度SEGRと実バルブ開
度PEGRVとを比較して、その偏差が収束される方向
にEGRバルブ10を駆動する。
等しければ、ステップ506にて、EGRバルブ10の
ステッピングモータをホールドする。 ・実バルブ開度PEGRVが目標バルブ開度SEGRよ
りも小さければ、ステップ507にて、EGRバルブ1
0のステッピングモータを開側に1ステップ駆動する。 ・実バルブ開度PEGRVが目標バルブ開度SEGRよ
りも大きければ、ステップ508にて、EGRバルブ1
0のステッピングモータを閉側に1ステップ駆動する。
といった態様で、EGRバルブ10を実駆動する。目標
バルブ開度SEGRと実バルブ開度PEGRVとが異な
る場合でも、こうした駆動ルーチン500が繰り返し実
行されることで、その偏差も次第に収束されるようにな
る。
動ルーチン600についてその処理手順を説明する。該
ISCバルブ駆動ルーチン600では、上記設定された
目標ISCバルブ開度SISCに基づいて、ISCバル
ブ8を実駆動する。
0において、CPU33はまず、ステップ601にて、
上記目標ISCバルブ開度SISCを読み込む。そし
て、次のステップ602及び603にて、ISCバルブ
モータ駆動カウンタのカウンタ値SNOW(すなわちI
SCバルブ8の実バルブ開度)とこの目標ISCバルブ
開度SISCとを比較して、その偏差が収束される方向
にISCバルブ8を駆動する。
等しければ、ステップ604にて、ISCバルブ8のス
テッピングモータをホールドする。そしてこの場合は、
ステップ605にて、同カウンタ値SNOWの値もホー
ルドする。 ・上記カウンタ値SNOWが目標バルブ開度SISCよ
りも大きければ、ステップ606にて、ISCバルブ8
のステッピングモータを閉側に1ステップ駆動する。そ
してこの場合は、ステップ607にて、同カウンタ値S
NOWの値をデクリメントする(SNOW←SNOW−
1)。 ・上記カウンタ値SNOWが目標バルブ開度SISCよ
りも小さければ、ステップ608にて、ISCバルブ8
のステッピングモータを開側に1ステップ駆動する。そ
してこの場合は、ステップ609にて、同カウンタ値S
NOWの値をインクリメントする(SNOW←SNOW
+1)。といった態様で、ISCバルブ8を実駆動す
る。この場合も、目標バルブ開度SISCと実バルブ開
度(バルブモータ駆動カウンタのカウンタ値)SNOW
とが異なったとしても、こうした駆動ルーチン600が
繰り返し実行されることで、その偏差も次第に収束され
るようになる。特に同実施例の装置の場合には、先の図
10に示したEGRバルブ制御量算出ルーチン400に
おいて、回転補正用EGRバルブ補正値FDNEを求
め、該求めた補正値FDNEによって基本EGRバルブ
開度SEGRBを補正するようにしたことから、こうし
た偏差も確実且つ高速に収束されるようになる。
3)の以上の処理を通じて実行される同実施例の装置に
よるEGR制御態様を例示したものであり、こうした態
様でのEGR制御が実行されることにより、触媒活性化
前の低温アイドル領域にあっても、効率的にNOxが低
減が図られるようになる。
は、上記触媒5の温度推移を示し、図16(b)は、触
媒活性化判定フラグXACTCATの状態を示し、図1
6(c)は、例えばヨーロッパモードでの走行チャート
に従った当該車両の車速推移を示す。また、図16
(d)は、該車速推移に対応したアイドル判定フラグX
IDLの状態を示し、図16(e)は、同じくこの車速
推移に対応した燃料カットフラグXFCの状態を示す。
更に、図16(f)は、アイドル時EGR許可フラグX
IDLEGRの状態を示し、図16(g)は、目標EG
Rバルブ開度SEGRの開度推移を示す。また、図16
(h)は機関回転数NEの推移を、図16(i)は触媒
5の浄化率の推移をそれぞれ示す。
とすると、その後、車両が走行を始める時刻t3までの
間はアイドル状態が検出されることとなるが(図16
(d)参照)、前記所定の時間KEGRCUT(例えば
20秒)の間はアイドル時EGRが禁止される。アイド
ル時EGRは、この時間KEGRCUTを経た時刻t2
以降、上記アイドル状態が検出されている期間に亘って
実行される(図16(f)及び(g)参照)。なお、上
記時間KEGRCUTが、機関の始動性を高めるために
設けられた時間であることは前述した通りである。
態の検出が解除され、車両が減速を開始した時刻t4以
降、再びアイドル状態が検出されることとなるが(図1
6(d)参照)、この車両が減速されている期間は前記
燃料カットが実施されているため(図16(e)参
照)、その期間もアイドル時EGRは禁止される。した
がってこの場合、アイドル時EGRは、燃料カットが解
除された時刻t5から再開され、上記アイドル状態が検
出されている期間に亘って実行される(図16(f)及
び(g)参照)。なお、こうして燃料カット中のEGR
を禁止することで、燃焼の不安定に伴うHCの増加を避
け、常に好適なエミッションに維持することができるよ
うになる。
加速を開始する時刻t6まで継続される。そして、その
実行期間(時刻t2−t3間、並びに時刻t5−t6
間)、EGR量(目標EGRバルブ開度SEGR)は、
図16(h)に示されるその都度の機関回転数NE(若
しくは目標アイドル回転数TNE)に応じて、更には図
16(i)に示される徐々に高まる触媒5の浄化率に応
じて、ドライバビリティの悪化やストールを回避するこ
とができて且つ、効率的にNOxを低減することのでき
る図16(g)に示される態様で最適化されるようにな
る。
態様で触媒5の活性化が判定される時刻t7以降は、た
とえ機関のアイドル状態が検出されても、該アイドル時
EGRが実行されることはない。
が、機関始動時の冷却水温THWに依存する値としてマ
ップ(テーブル)演算されることは前述した通りである
が、同推定時間KACTは通常、車両の走行モードに応
じて設定される値であり、例えば上記ヨーロッパモード
にあっては、始動時の冷却水温THWが25℃であった
場合、同推定時間KACTとしては、例えば100秒程
度の時間が選ばれる。
ば、その都度の目標アイドル回転数に見合った常に適正
なEGR量に制御されることとなり、触媒活性化前の低
温アイドル領域にあっても、ドライバビリティの悪化や
ストールを回避しつつ、効率的にNOxの低減が図られ
るようになる。
始動時の冷却水温THWとその後の経過時間CAST
(CAST≧KAST)とに基づいて触媒5の活性の有
無を判定(検出)するようにしたが、他に例えば、図1
に破線にて併せ示すように、同触媒5自身に触媒温セン
サ26を配設し、その検出される温度に基づき直接、同
触媒5の活性の有無を判定(検出)する構成とすること
もできる。こうした構成によれば、触媒5の活性の有無
について更に精度の高い判定を行うことができるように
なる。
制御判定ルーチン200からも明らかなように、ファー
ストアイドル時にのみEGR制御を許可するようにして
いるが、機関の暖機終了後、通常のEGR制御に切替え
ることで、全域にわたって、EGRを駆使することもで
きる。このときのEGRバルブ制御量算出ルーチンをル
ーチン400’として、図17に示す。
ルーチン400’は、先の図10に示したEGRバルブ
制御量算出ルーチン400にステップ410以降の処理
を新たに追加したかたちとなっている。この場合、CP
U33では、ステップ401にてアイドル時EGRが許
可されていない旨判断した後、次のような手順にて、通
常のEGR制御における目標EGRバルブ開度SEGR
を設定する。
チン400’において、CPU33は、ステップ401
にてアイドル時EGRが許可されていない旨判断した
後、ステップ410にて、冷却水温THWが所定のEG
R開始温度THEGR(例えば60℃)以上にあるか否
かを判定する。そして、冷却水温THWが該EGR開始
温度THEGR以上にあれば、次のステップ411及び
412にてそれぞれ機関回転数NE及び機関吸気圧力P
Mを読み込み、ステップ413にて現在アイドル状態で
ないことを条件に(XIDL=0)、ステップ414に
て、図18に示されるマップに基づき、通常のEGR制
御における目標EGRバルブ開度SEGR2を演算す
る。この目標EGRバルブ開度SEGR2は、機関のそ
の都度の回転数NE及び吸気圧力PMにおける最適EG
R率に対応した値としてマップ登録されている。CPU
33では、この目標EGRバルブ開度SEGR2をマッ
プ演算すると、ステップ415にて、この目標EGRバ
ルブ開度SEGR2を上記目標EGRバルブ開度SEG
Rとして設定し、この値にステップ407のガード処理
を施す。また、上記ステップ410にて冷却水温THW
がEGR開始温度THEGRに達していない旨判断され
る場合、或いは上記ステップ413にて現在アイドル状
態にある旨判断される場合には、ステップ416にて、
上記目標EGRバルブ開度SEGRに「0」を代入し
(SEGR←0)、EGRバルブ10の全閉処理を実行
する。
GR制御に切替え、全域にわたってEGRを駆使するよ
うにすれば、エミッションの低減効果を更に拡大するこ
とができるようになる。
ブ10はステッピングモータにより開閉駆動されるとし
たが、同EGRバルブとしては、いわゆる電気的に駆動
制御されるバルブであれば、他の如何なるタイプのもの
であってもよい。EGRバルブとして、このような電動
式のものを用いることにより、低温アイドル時あっても
その制御性が損なわれることはなくなる。
ル判定をスロットル開度TAの値に基づいて行うように
したが、いわゆるアイドルスイッチが設けられたものに
適用される場合には、同スイッチのオン/オフ状態に基
づきアイドル判定を行う構成とすることもできる。
ルブ開度SISC及び最終EGRバルブ開度SEGRに
対してガードを施すとしたが、それら値自体に十分な信
頼性が得られる場合には、必ずしもそれらガードを施す
必要はない。
ば、その都度の目標アイドル回転数に見合った常に適正
なEGR量に制御されるようになる。
領域にあっても、ドライバビリティの悪化やストールの
発生を回避しつつ、効率的にNOxの低減が図られるよ
うになる。
示すブロック図。
ブロック図。
すフローチャート。
ト。
グラフ(マップ)。
ト。
ーチャート。
グラフ(マップ)。
度との関係を示すグラフ(マップ)。
ーチャート。
との関係を示すグラフ(マップ)。
ブ補正値との関係を示すグラフ(マップ)。
ート。
テーブルを示すグラフ(マップ)。
ート。
タイムチャート。
すフローチャート。
に用いられるマップ例を示す略図。
路、5…触媒、6…スロットルバルブ、7…バイパス通
路、8…ISCバルブ、9…EGR通路、10…EGR
バルブ、21…回転角センサ、22…冷却水温センサ、
23…吸気圧力センサ、24…スロットル開度センサ、
25…EGRバルブ開度センサ、26…触媒温センサ、
30…電子制御装置、31…入力回路、32…A/D変
換器、33…CPU、34…ROM、35…RAM、3
6…出力回路。
Claims (7)
- 【請求項1】内燃機関の排気系に設けられて排気ガスを
浄化する触媒と、 同機関の排気系から取り出した排気ガスの一部を吸気系
に再循環せしめる排気還流弁と、 前記触媒の活性の有無を検出する触媒活性検出手段と、 前記機関がアイドル状態にあることを検出するアイドル
状態検出手段と、 同機関がアイドル状態にあるときの目標回転数を算出す
る目標アイドル回転数演算手段と、 機関回転数が該算出された目標アイドル回転数となるよ
う同機関のアイドル時の吸入空気量を制御するアイドル
回転速度制御手段と、 前記触媒活性検出手段により前記触媒の不活性が検出さ
れ且つ、前記アイドル状態検出手段により前記機関のア
イドル状態が検出されている期間内に、前記再循環せし
める排気ガスの目標還流量を前記目標アイドル回転数に
基づき算出し、該算出した目標還流量に応じて前記排気
還流弁の開度を制御する排気還流弁制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
置。 - 【請求項2】前記排気還流弁制御手段は、前記目標アイ
ドル回転数に応じて増減される排気ガスに対し、前記触
媒による浄化率を考慮して前記排気ガスの目標還流量を
算出するものである請求項1記載の内燃機関の排気還流
制御装置。 - 【請求項3】前記排気還流弁制御手段は、 前記目標アイドル回転数に応じて増減される排気ガスに
対して前記触媒による浄化率を考慮した排気ガス還流量
の基本値を算出する基本還流量演算手段と、 前記目標アイドル回転数と機関の実回転数との回転数偏
差に基づき前記アイドル回転速度制御手段による機関回
転数制御の収束性を高めるための補正値を算出する補正
値演算手段と、 前記算出された基本還流量を該補正値にて補正して前記
排気ガスの目標還流量を算出する目標還流量演算手段
と、 を具えて構成される請求項2記載の内燃機関の排気還流
制御装置。 - 【請求項4】前記排気還流弁制御手段は、機関の始動時
から所定の時間だけ、前記排気還流弁を全閉として、前
記排気ガスの還流を禁止する手段を具える請求項1乃至
3の何れかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。 - 【請求項5】前記排気還流弁制御手段は、機関への燃料
カット中、前記排気還流弁を全閉として、前記排気ガス
の還流を禁止する手段を具える請求項1乃至4の何れか
に記載の内燃機関の排気還流制御装置。 - 【請求項6】前記触媒活性検出手段は、前記機関始動時
の冷却水温とその後の経過時間とに基づき前記触媒の活
性の有無を検出するものである請求項1乃至5の何れか
に記載の内燃機関の排気還流制御装置。 - 【請求項7】前記触媒活性検出手段は、前記触媒の温度
を検出する触媒温センサを具え、該触媒温センサにより
検出される温度に基づいて同触媒の活性の有無を検出す
るものである請求項1乃至5の何れかに記載の内燃機関
の排気還流制御装置。
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