JPH0819880B2 - Exhaust gas recirculation control device - Google Patents
Exhaust gas recirculation control deviceInfo
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- JPH0819880B2 JPH0819880B2 JP61286023A JP28602386A JPH0819880B2 JP H0819880 B2 JPH0819880 B2 JP H0819880B2 JP 61286023 A JP61286023 A JP 61286023A JP 28602386 A JP28602386 A JP 28602386A JP H0819880 B2 JPH0819880 B2 JP H0819880B2
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- exhaust gas
- oxygen concentration
- egr
- gas recirculation
- egr rate
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、酸素濃度センサによりEGR率を測定し、
排気ガス再循環弁装置を制御する内燃機関の排気ガス再
循環制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention measures an EGR rate by an oxygen concentration sensor,
The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that controls an exhaust gas recirculation valve device.
内燃機関の排気ガス再循環（EGR）装置において排気
ガス再循環率（EGR率）を検出するため酸素濃度センサ
を設けたものが知られている。（例えば、特開昭60−13
8263号参照。）このタイプのEGR検出装置は、排気ガス
のデポジットの影響を受けることなく正確なEGR率を知
ることができる利点がある。即ち、酸素濃度センサは還
流排気ガスも含めた全吸入空気中の酸素濃度を検出す
る。従って、もし空燃比が一定に制御されていると仮定
すれば、還流ガスの流量の変化に応じて酸素濃度センサ
からの信号レベルが変化し、酸素濃度センサの信号レベ
ルはEGR率を表すことになる。そして、酸素濃度センサ
からの信号によって、所望EGR率となるようにEGR弁を制
御することができる。It is known that an exhaust gas recirculation (EGR) device of an internal combustion engine is provided with an oxygen concentration sensor for detecting an exhaust gas recirculation rate (EGR rate). (For example, JP-A-60-13
See No. 8263. This type of EGR detector has the advantage of being able to know the exact EGR rate without being affected by exhaust gas deposits. That is, the oxygen concentration sensor detects the oxygen concentration in the total intake air including the recirculated exhaust gas. Therefore, assuming that the air-fuel ratio is controlled to be constant, the signal level from the oxygen concentration sensor changes according to the change in the flow rate of the reflux gas, and the signal level of the oxygen concentration sensor represents the EGR rate. Become. Then, the EGR valve can be controlled by the signal from the oxygen concentration sensor so as to achieve the desired EGR rate.
従来技術では、目標EGR率よりEGR弁の目標開度を設定
し、実際のEGR弁の開度が目標開度となるようになフィ
ードバック機構を具備している。ところが、従来技術で
は、吸気管に設けた酸素濃度センサの信号のみにより酸
素濃度を検出することによりフィードバック制御を行っ
ている。即ち、酸素濃度センサの信号＝新気量と把握
し、全吸入空気量に対する比からEGR率を計測しようと
しているのである。ところが、排気ガス中にも少量の酸
素が含まれており、吸気管に設けた酸素センサかの信号
のみでは排気ガス中に含まれる酸素の影響により新気量
を正確に計測することはできない。そのため、EGR率の
計測値が不正確になり、適正なフィードバック制御をお
こない得ないおそれがあった。In the conventional technique, a target opening degree of the EGR valve is set based on the target EGR rate, and a feedback mechanism is provided so that the actual opening degree of the EGR valve becomes the target opening degree. However, in the conventional technique, feedback control is performed by detecting the oxygen concentration only from the signal from the oxygen concentration sensor provided in the intake pipe. In other words, the signal of the oxygen concentration sensor = the amount of fresh air is grasped, and the EGR rate is measured from the ratio to the total intake air amount. However, the exhaust gas also contains a small amount of oxygen, and the fresh air amount cannot be accurately measured only by the signal from the oxygen sensor provided in the intake pipe due to the influence of oxygen contained in the exhaust gas. Therefore, the measured value of the EGR rate may be inaccurate, and appropriate feedback control may not be performed.
この発明は排気ガス中に含まれる酸素に係わらず正確
なEGR率を測定し、適正なフィードバック制御を可能と
することを目的とする。It is an object of the present invention to measure an accurate EGR rate regardless of oxygen contained in exhaust gas and enable proper feedback control.
この発明の内燃機関の排気ガス再循環制御装置は、第
１図に示すように、内燃機関の排気管1aから吸気管1bへ
の還流排気ガスの流量を所望排気ガス再循環率を得るた
め制御するための排気ガス再循環弁２と、排気ガス再循
環装置２からの還流排気ガスを含めた状態で内燃機関へ
の全吸入空気中の酸素濃度を検出し、これよりEGR率を
算出するEGR率検出手段３と、内燃機関の運転条件に応
じたEGR率の目標値を設定する手段４と、内燃機関の運
転条件に応じた排気ガス再循環弁の目標開度を設定する
手段５と、EGR率の検出値と目標値とにより、排気ガス
再循環弁の開度のフィードバック因子を算出する手段６
と、上記フィードバック因子によって目標開度を修正
し、排気ガス再循環弁２の駆動信号を形成する手段７を
備え、上記EGR率検出手段３は、排気ガス再循環装置か
らの還流排気ガスを含めた状態で内燃機関への全吸入空
気中の酸素濃度を検出する吸気側酸素濃度検出手段３−
１と、内燃機関からの排気ガス中の酸素濃度を検出する
排気側酸素濃度検出手段３−２と、吸気側酸素濃度検出
手段３−１により検出される酸素濃度から排気側酸素濃
度検出手段３−３が算出する酸素濃度を差し引き、空気
の密度で除すことにより内燃機関に導入される前記吸気
量中における新気の分圧を算出する新気分圧算出手段３
−３と、新区分圧よりEGR率を算出するEGR率算出手段３
−４とより構成されることにある。As shown in FIG. 1, the exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine of the present invention controls the flow rate of recirculated exhaust gas from the exhaust pipe 1a of the internal combustion engine to the intake pipe 1b in order to obtain a desired exhaust gas recirculation rate. The exhaust gas recirculation valve 2 for controlling the exhaust gas recirculation device 2 and the recirculated exhaust gas from the exhaust gas recirculation device 2 are included, and the oxygen concentration in all intake air to the internal combustion engine is detected, and the EGR rate is calculated from this. Rate detecting means 3, means 4 for setting a target value of the EGR rate according to the operating conditions of the internal combustion engine, means 5 for setting the target opening degree of the exhaust gas recirculation valve according to the operating conditions of the internal combustion engine, Means 6 for calculating a feedback factor of the opening degree of the exhaust gas recirculation valve based on the detected value of the EGR rate and the target value
And a means 7 for correcting the target opening degree by the feedback factor to form a drive signal for the exhaust gas recirculation valve 2, and the EGR rate detecting means 3 includes the recirculated exhaust gas from the exhaust gas recirculation device. Intake side oxygen concentration detecting means 3-for detecting the oxygen concentration in the total intake air to the internal combustion engine in a closed state
1, the exhaust side oxygen concentration detecting means 3-2 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas from the internal combustion engine, and the exhaust side oxygen concentration detecting means 3 from the oxygen concentration detected by the intake side oxygen concentration detecting means 3-1. -3 calculates the partial pressure of fresh air in the intake air amount introduced into the internal combustion engine by subtracting the oxygen concentration and dividing by the air density.
-3 and EGR rate calculating means 3 for calculating the EGR rate from the new division pressure
-4.
EGR率検出手段３は酸素濃度よりEGR率を算出し、この
算出されるEGR率と目標EGR率とよりフィードバック因子
算出手段６が算出するフィードバック因子に応じて排気
ガス再循環弁２の駆動信号が形成される。The EGR rate detecting means 3 calculates the EGR rate from the oxygen concentration, and the drive signal of the exhaust gas recirculation valve 2 is sent according to the feedback factor calculated by the feedback factor calculating means 6 from the calculated EGR rate and the target EGR rate. It is formed.
EGR率算出手段３によるEGR率の算出の過程で、吸気側
酸素濃度検出手段３−１は排気ガス再循環装置からの還
流排気ガスを含めた状態で内燃機関への全吸入空気中の
酸素濃度を検出し、排気側酸素濃度検出手段３−２は内
燃機関からの排気ガス中の酸素濃度を検出し、新気分圧
算出手段３−３は吸気側酸素濃度検出手段３−１により
検出される酸素濃度から排気側酸素濃度検出手段３−３
が算出する酸素濃度を差し引き、空気の密度で除すこと
により内燃機関に導入される前記吸気量中における新気
の分圧を算出し、EGR率算出手段３−１は新気分圧よりE
GR率を算出する。In the process of calculating the EGR rate by the EGR rate calculating means 3, the intake side oxygen concentration detecting means 3-1 includes the recirculated exhaust gas from the exhaust gas recirculation device and the oxygen concentration in the total intake air to the internal combustion engine. The exhaust side oxygen concentration detecting means 3-2 detects the oxygen concentration in the exhaust gas from the internal combustion engine, and the fresh air pressure calculating means 3-3 is detected by the intake side oxygen concentration detecting means 3-1. Exhaust side oxygen concentration detection means 3-3 based on oxygen concentration
The oxygen concentration calculated by is subtracted and divided by the density of air to calculate the partial pressure of fresh air in the intake air amount introduced into the internal combustion engine, and the EGR rate calculating means 3-1 calculates E from the fresh air pressure.
Calculate the GR rate.
この発明の内燃機関の排気ガス再循環制御装置は、第
１図に示すように、内燃機関の排気管1aから吸気管1bへ
の還流排気ガスの流量を所望排気ガス再循環率を得るた
め制御するためのの排気ガス再循環弁２と、排気ガス再
循環弁２からの還流排気ガスを含めた状態で内燃機関へ
の全吸入空気中の酸素濃度を検出し、これよりEGR率を
算出するEGR率検出手段３と、エンジンの運転条件に応
じたEGR率の目標値を設定する手段４と、エンジンの運
転条件に応じた排気ガス再循環弁２の目標開度を設定す
る手段５と、EGR率の検出値と目標値とにより、排気ガ
ス再循環弁の開度のフィードバック因子を算出する手段
６と、上記フィードバック因子によって目標開度を修正
し、排気ガス再循環弁の駆動信号を形成する手段７とか
ら構成される。As shown in FIG. 1, the exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine of the present invention controls the flow rate of recirculated exhaust gas from the exhaust pipe 1a of the internal combustion engine to the intake pipe 1b in order to obtain a desired exhaust gas recirculation rate. The exhaust gas recirculation valve 2 and the recirculation exhaust gas from the exhaust gas recirculation valve 2 are included to detect the oxygen concentration in the total intake air to the internal combustion engine, and the EGR rate is calculated from this. EGR rate detection means 3, means 4 for setting a target value of the EGR rate according to the engine operating conditions, means 5 for setting a target opening of the exhaust gas recirculation valve 2 according to the engine operating conditions, A means 6 for calculating a feedback factor of the opening of the exhaust gas recirculation valve based on the detected value of the EGR rate and the target value, and the target opening is corrected by the feedback factor to form a drive signal for the exhaust gas recirculation valve. And means 7 for doing so.
第２図において、10は10はシリンダブロック、12はピ
ストン、14はコネクティングロッド、16は燃焼室、18は
シリンダヘッド、20は吸気弁、22は吸気ポート、24は排
気弁、26は排気ポートである。吸気ポート22は吸気管2
8、サージタンク30、スロットル弁32を介してエアーク
リーナ34に接続される。35は燃料インジェクタであり、
吸気ポート22に近接した吸気管28に配置される。排気ポ
ート26は排気マニホルド36に接続される。38はディスト
リビュータを示している。In FIG. 2, 10 is a cylinder block, 12 is a piston, 14 is a connecting rod, 16 is a combustion chamber, 18 is a cylinder head, 20 is an intake valve, 22 is an intake port, 24 is an exhaust valve, and 26 is an exhaust port. Is. Intake port 22 is intake pipe 2
8. Connected to air cleaner 34 via surge tank 30 and throttle valve 32. 35 is a fuel injector,
It is arranged in the intake pipe 28 adjacent to the intake port 22. Exhaust port 26 is connected to exhaust manifold 36. 38 indicates a distributor.
排気マニホルド36と吸気管28とを結ぶ排気ガス再循環
通路（EGR通路）40が設けられ、EGR通路40上に排気ガス
再循環制御弁（EGR弁）42が設置される。EGR弁42はダイ
ヤフラム44に連結され、ダイヤフラム44にかかる負圧に
応じて、EGR弁42の開度が制御される。ダイヤフラム44
は、第１の圧力導管46によってサージタンク30の負圧ポ
ート30aに接続されると共に、第２の圧力導管48によっ
てスロットル弁32の上流の大気圧ポート50に接続され
る。第１の圧力導管46に負圧制御弁52が設けられ、第２
の圧力導管48に大気圧制御弁54が設置される。負圧制御
弁52及び大気圧制御弁54の開度を制御することにより、
ダイヤフラム44に作用する負圧が制御され、ダイヤフラ
ム44は圧縮ばね56の付勢力とバランスするリフトをと
り、還流ガス量を任意に制御することが可能になる。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 40 that connects the exhaust manifold 36 and the intake pipe 28 is provided, and an exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) 42 is installed on the EGR passage 40. The EGR valve 42 is connected to the diaphragm 44, and the opening degree of the EGR valve 42 is controlled according to the negative pressure applied to the diaphragm 44. Diaphragm 44
Are connected by a first pressure conduit 46 to the negative pressure port 30a of the surge tank 30 and by a second pressure conduit 48 to an atmospheric pressure port 50 upstream of the throttle valve 32. A negative pressure control valve 52 is provided in the first pressure conduit 46, and
An atmospheric pressure control valve 54 is installed in the pressure conduit 48 of the. By controlling the opening of the negative pressure control valve 52 and the atmospheric pressure control valve 54,
The negative pressure acting on the diaphragm 44 is controlled, the diaphragm 44 takes a lift that balances with the urging force of the compression spring 56, and the amount of recirculated gas can be controlled arbitrarily.
制御回路60は、この発明に従ったEGR率の検出作動、
及びEGR率の制御作動を行うもので、マイクロコンピュ
ータシステムとして構成される。即ち、制御回路60はマ
イクロプロセシングユニット（MPU）60aと、メモリ60b
と、入力ポート60cと、出力ポート60dと、これらを接続
するバス60eとを基本的な構成要素とする。入力ポート6
0dは種々のセンサに接続され、各運転条件信号が入力さ
れる。スロットルセンサ62はスロットル弁32に連結さ
れ、スロットル弁32の開度に応じた信号を発生する。吸
気管圧力センサ64はサージタンク30に接続され、サージ
タンク30内の吸気管圧力に応じた信号を発生する。クラ
ンク角センサ66は、ディストリビュータ38に設けられ、
クランク軸の角度位置に応じた、例えば30゜CA毎のパル
ス信号を発生し、周知にように、エンジン回転数を知る
ことができる。第１の酸素濃度センサ68（本発明の排気
側酸素濃度検出手段）は排気マニホルド36に設置され
る。第１の酸素濃度センサ68は、酸素濃度に応じて連続
的に変化するレベルの信号を発生するリニアO2センサ
（又はリーンセンサ）として構成され、周知のようにO2
センサからの信号によって燃料インジェクタ35からの燃
料噴射量が制御され、所定空燃比に維持される。The control circuit 60 operates to detect the EGR rate according to the present invention,
It controls the EGR rate and is configured as a microcomputer system. That is, the control circuit 60 includes a micro processing unit (MPU) 60a and a memory 60b.
The input port 60c, the output port 60d, and the bus 60e connecting them are the basic components. Input port 6
0d is connected to various sensors, and each operating condition signal is input. The throttle sensor 62 is connected to the throttle valve 32 and generates a signal according to the opening degree of the throttle valve 32. The intake pipe pressure sensor 64 is connected to the surge tank 30 and generates a signal according to the intake pipe pressure in the surge tank 30. The crank angle sensor 66 is provided in the distributor 38,
As is well known, the engine speed can be known by generating a pulse signal for every 30 ° CA according to the angular position of the crankshaft. The first oxygen concentration sensor 68 (exhaust side oxygen concentration detecting means of the present invention) is installed in the exhaust manifold 36. The first oxygen concentration sensor 68 is configured as a linear O 2 sensor (or lean sensor) that generates a signal of a level that continuously changes according to the oxygen concentration, and as is well known, O 2
The fuel injection amount from the fuel injector 35 is controlled by the signal from the sensor and is maintained at a predetermined air-fuel ratio.
この発明によれば、第２の酸素濃度センサ70（本発明
の吸気側酸素濃度検出手段）が吸気管70に設けられ、EG
R通路40からの還流ガスも含めた全吸入空気中の酸素濃
度を知ることができる。第２の酸素濃度センサ70も前記
第１酸素濃度センサと同様にリニアO2センサ（又はリー
ンセンサ）として周知の構成のものであり、酸素濃度の
連続的な変化を検出することができるものである。そし
て、吸気管圧力センサ64により検出される吸気管圧力と
組合わせることによりEGR率を検出することができる。
このEGR率測定原理を説明すると、第２の酸素濃度セン
サ70によって、EGRガスも含めた形での全吸入空気中の
酸素濃度MPO2を検出することができる。このようにして
検出された酸素濃度MPO2を空気密度である0.21で割るこ
とにより全吸入空気中に占める新気の分圧を知ることが
できる。従って、EGRガスを含めた全吸入空気の圧力をP
Mとすれば実測値としてのEGR率（EGRC）は、基本的に
は、 （PM−MPO2/0.21）/PM によって算出することができる。尚、第３図はEGR率と
酸素濃度MPO2との関係を各吸気管圧力PMについて示すグ
ラフである。更に、第２酸素濃度センサ70による計測値
MPO2は還流排気ガス中に残留される酸素濃度を計測して
いる。還流排気ガス中に残留される酸素濃度の影響を排
除するため、第１酸素濃度センサによる排気管中の酸素
濃度をEPO2としたとき、EGR率を測定するための上記式
は、 （PM−（MPO2−EPO2）/0.21）/PM として修正され、これによってより正確なEGR率を知る
ことができる。According to this invention, the second oxygen concentration sensor 70 (intake-side oxygen concentration detection means of the present invention) is provided in the intake pipe 70, and the EG
It is possible to know the oxygen concentration in the total intake air including the reflux gas from the R passage 40. The second oxygen concentration sensor 70 also has a configuration known as a linear O 2 sensor (or a lean sensor) like the first oxygen concentration sensor, and can detect a continuous change in oxygen concentration. is there. Then, the EGR rate can be detected by combining with the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 64.
The principle of measuring the EGR rate will be described. The second oxygen concentration sensor 70 can detect the oxygen concentration MPO 2 in the total intake air including the EGR gas. By dividing the oxygen concentration MPO 2 detected in this way by the air density of 0.21, it is possible to know the partial pressure of fresh air in the total intake air. Therefore, the pressure of all intake air including EGR gas should be P
If M, the EGR rate (EGR C ) as a measured value can be basically calculated by (PM-MPO 2 /0.21)/PM. Incidentally, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the EGR rate and the oxygen concentration MPO 2 for each intake pipe pressure PM. Furthermore, the value measured by the second oxygen concentration sensor 70
MPO 2 measures the oxygen concentration remaining in the reflux exhaust gas. In order to eliminate the influence of the oxygen concentration remaining in the recirculated exhaust gas, when the oxygen concentration in the exhaust pipe measured by the first oxygen concentration sensor is EPO 2 , the above equation for measuring the EGR rate is (PM- Corrected as (MPO 2 −EPO 2 ) /0.21) / PM, which gives a more accurate EGR rate.
そして、この発明によるEGR率制御では、エンジン運
転条件に応じてEGR弁の目標開度及び目標EGR率を算出
し、前記EGR弁の目標開度を、上記原理で実測されるEGR
率と目標EGR率との偏差に基づくフィードバック因子に
より補正するようにしている。Then, in the EGR rate control according to the present invention, the target opening degree and the target EGR rate of the EGR valve are calculated according to the engine operating conditions, and the target opening degree of the EGR valve is measured by the above-mentioned principle.
The correction is made by a feedback factor based on the deviation between the rate and the target EGR rate.
以上説明したこの発明のEGR率制御を実施する制御回
路60の作動を第４図のフローチャートによって説明す
る。ステップ80では、現在機関がEGR作動域にあるか否
か判別される。例えば、スロットル弁32が僅か開けられ
た低負荷運転域はEGR領域である。EGR域でないときはス
テップ82に進み、アイドル条件か否かが判別される。ア
イドル条件はスロットル弁32がアイドル開度にあり、且
つエンジン回転数が所定値より小さいことによって把握
することが可能である。アイドル状態であるとすれば、
ステップ84に進み、アイドル状態での吸気管における酸
素濃度の基準値であるAirPO2がメモリ60bより入力され
る。ステップ86では、出力較正値Ｋが、アイドル基準値
AirPO2の、第２酸素濃度センサ70により実測される酸素
濃度MPO2の比として算出される。即ち、EGR率と、第２
酸素濃度センサ70により実測される酸素濃度MPO2との間
には吸気管圧力を固定すれば線型関係があることは第３
図の通りであるが、この場合比例定数、即ち直線の傾斜
は第５図のようにバラツキがある。これを、そのままと
すると正確なEGR率制御ができなくなる。そこで、EGRを
行わない一定の運転時、例えばアイドル時における酸素
濃度の基準値を記憶しておき、これと実際の運転時に第
２酸素濃度センサ70により実測されるアイドル時の酸素
濃度値MPO2との比である出力較正値Ｋを算出し、この出
力較正値Ｋをセンサの実測値に乗算することで、酸素濃
度センサの実測値MPO2の較正を行い、バラツキを防止す
るものである。The operation of the control circuit 60 for carrying out the EGR rate control of the present invention described above will be described with reference to the flowchart of FIG. At step 80, it is judged if the engine is currently in the EGR operating range. For example, the low load operation range where the throttle valve 32 is slightly opened is the EGR range. If it is not in the EGR range, the routine proceeds to step 82, where it is judged if it is the idle condition or not. The idle condition can be grasped when the throttle valve 32 is at the idle opening and the engine speed is smaller than a predetermined value. If you are idle,
In step 84, AirPO 2, which is the reference value of the oxygen concentration in the intake pipe in the idle state, is input from the memory 60b. In step 86, the output calibration value K is set to the idle reference value.
It is calculated as the ratio of the oxygen concentration MPO 2 measured by the second oxygen concentration sensor 70 of AirPO 2 . That is, the EGR rate and the second
Thirdly, there is a linear relationship between the oxygen concentration MPO 2 actually measured by the oxygen concentration sensor 70 and the intake pipe pressure fixed.
As shown in the figure, in this case, the constant of proportionality, that is, the slope of the straight line varies as shown in FIG. If this is left as it is, accurate EGR rate control cannot be performed. Therefore, during a constant operation without EGR, for example, the reference value of the oxygen concentration during idling is stored, and the oxygen concentration value MPO 2 during idling actually measured by the second oxygen concentration sensor 70 during actual operation is stored. By calculating the output calibration value K which is the ratio of the output calibration value K and multiplying the output calibration value K by the actual measurement value of the sensor, the actual measurement value MPO 2 of the oxygen concentration sensor is calibrated to prevent variations.
ステップ88では、EGR弁開度信号を格納するメモリ番
地EGRDにEGR弁42の全閉に相当する値である０が入れら
れる。そのため、後述の通り、EGR弁42が閉鎖される。At step 88, the memory address EGRD storing the EGR valve opening signal is filled with 0, which is a value corresponding to the full closure of the EGR valve 42. Therefore, as will be described later, the EGR valve 42 is closed.
ステップ80でEGR条件と判別されるときはステップ90
に流れ、機関運転条件によって決められる目標EGR率で
あるEGR0の演算が実行される。EGR0の値は運転状態、例
えば負荷としての吸気管圧力及び回転数によって決ま
る。即ち、メモリ60bには、負荷及び回転数の組合せに
対するEGR0の値が格納されてあり、センサ64,66により
実測される負荷及び回転数に対するEGR0の値が補間演算
される。If the EGR condition is determined in step 80, step 90
And the calculation of EGR 0 , which is the target EGR rate determined by the engine operating conditions, is executed. The value of EGR 0 depends on the operating state, for example, the intake pipe pressure as a load and the number of revolutions. That is, the memory 60b stores the EGR 0 value for the combination of the load and the rotational speed, and the EGR 0 value for the load and the rotational speed measured by the sensors 64 and 66 is interpolated.
次のステップ92ではステップ90で演算されるEGR率目
標値EGR0を得ることができる目標EGR弁開度（EGR0D）が
算出される。EGR0Dの算出方法はEGR0の算出方法と同様
であり、メモリに負荷、回転数に応じたEGR0Dのデータ
が格納されてあり、センサ64,66により実測される負
荷、回転数に対する補間演算が実行される。In the next step 92, the target EGR valve opening (EGR 0 D) that can obtain the EGR rate target value EGR 0 calculated in step 90 is calculated. The calculation method of EGR 0 D is the same as the calculation method of EGR 0 , the data of EGR 0 D corresponding to the load and the rotation speed are stored in the memory, and the load and the rotation speed measured by the sensors 64 and 66 are calculated. The interpolation calculation is executed.
ステップ94では、第２酸素濃度センサ70により算出さ
れる酸素濃度信号値MPO2にステップ86で算出された較正
値Ｋを乗算することで、酸素濃度信号のバラツキ補正が
行われる。In step 94, the oxygen concentration signal value MPO 2 calculated by the second oxygen concentration sensor 70 is multiplied by the calibration value K calculated in step 86 to correct the variation in the oxygen concentration signal.
ステップ96は、現在実測されるEGR率であるEGRCが、 （PM−（MPO2−EPO2）−0.21）/PM によって算出される。ここにEPO2は第１酸素濃度センサ
68による排気ガス中の酸素濃度である。In step 96, EGR C that is the currently measured EGR rate is calculated by (PM− (MPO 2 −EPO 2 ) −0.21) / PM. Here EPO 2 is the first oxygen concentration sensor
68 is the oxygen concentration in the exhaust gas.
ステップ98では、この実測EGR率であるEGRCからステ
ップ90で算出される目標EGR率であるEGR0との偏差Δが
算出される。In step 98, the deviation Δ from the target EGR rate EGR 0 calculated in step 90 is calculated from the measured EGR rate EGR C.
ステップ100では、EGR率フィードバック補正係数であ
るFEGRを格納するアドレスの内容が現在値にｋ×Δを加
えたものに更新される。ここにｋはフィードバックゲイ
ンとなる。ステップ102では、EGR弁開度信号を入れるア
ドレスEGRDの内容が現在値にEGR弁開度目標値EGR0Dにフ
ィードバッ補正係数FEGRを乗算したものとされる。In step 100, the contents of the address storing FEGR which is the EGR rate feedback correction coefficient are updated to the current value plus k × Δ. Here, k is a feedback gain. In step 102, the content of the address EGRD for inputting the EGR valve opening signal is the current value multiplied by the EGR valve opening target value EGR 0 D by the feedback correction coefficient FEGR.
ステップ104ではEGR弁駆動信号形成処理が行われ、ス
テップ102で算出されるEGR弁開度が得られるよう、負圧
制御弁54、大気圧制御弁52の駆動信号が形成される。例
えば、計算されたEGR弁開度が得られるようなデューテ
ィ比を持ったパルス信号が形成され負圧制御弁52、大気
圧制御弁54に印加される。即ち、負圧制御弁52はEGRDに
正比例するデューティ比を持ったパルス信号で駆動さ
れ、大気圧制御弁54はEGRDに反比例するデューティ比を
持ったパルス信号で駆動される。In step 104, EGR valve drive signal forming processing is performed, and drive signals for the negative pressure control valve 54 and the atmospheric pressure control valve 52 are formed so that the EGR valve opening degree calculated in step 102 is obtained. For example, a pulse signal having a duty ratio such that the calculated EGR valve opening is obtained is formed and applied to the negative pressure control valve 52 and the atmospheric pressure control valve 54. That is, the negative pressure control valve 52 is driven by a pulse signal having a duty ratio directly proportional to EGRD, and the atmospheric pressure control valve 54 is driven by a pulse signal having a duty ratio inversely proportional to EGRD.
この発明によるEGR率制御では、エンジン運転条件に
応じてEGR弁の目標開度（EGR0D）及び目標EGR率（EG
R0）を算出し、前記EGR弁の目標開度（EGR0D）を、EGR
率の実測値と目標EGR率との偏差（EGRC−EGR0＝Δ）に
基づくフィードバック因子により補正するようにしてい
る。そのため、運転条件が急変し目標EGR率が急変した
とき、EGR弁42はフィードホォワード制御により目標開
度（EGR0D）の直ぐ近くの目標EGR率まで即座に制御さ
れ、それからフィードバックによって精密に目標EGR率
に制御される。かくして、この発明により迅速に目標EG
R率への制御が実現される。即ち、第６図で一点鎖線の
目標値が急変したとすると、この発明により実線のよう
に迅速にEGR率を目標値に近づけることができる。従来
方式では、破線のように徐々に目標EGR率に向かって制
御されることになる。In the EGR rate control according to the present invention, the target opening degree (EGR 0 D) of the EGR valve and the target EGR rate (EG
R 0 ) and calculate the target opening of the EGR valve (EGR 0 D)
Correction is made by a feedback factor based on the deviation (EGR C −EGR 0 = Δ) between the measured rate and the target EGR rate. Therefore, when the operating conditions change suddenly and the target EGR rate changes suddenly, the EGR valve 42 is immediately controlled to the target EGR rate in the immediate vicinity of the target opening (EGR 0 D) by feedforward control, and then precisely fed back. Controlled to the target EGR rate. Thus, the present invention provides a quick target EG
Control to the R rate is realized. That is, if the target value indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 6 suddenly changes, the present invention can bring the EGR rate to the target value quickly as indicated by the solid line. In the conventional method, the target EGR rate is gradually controlled as indicated by the broken line.
この発明によれば、吸気管中に設けた酸素濃度センサ
70による酸素濃度の計測値から排気管中に設けた酸素濃
度センサ68による酸素濃度の計測値を引き、これを空気
密度で除すことにより新気分圧を正確に把握し、EGR率
の計測精度を高めいるため、フィードバックシステムに
よる目標EGR率への制御精度が上がり、所期のEGR作動を
期すことができる効果がある。According to the present invention, the oxygen concentration sensor provided in the intake pipe
The oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor 68 installed in the exhaust pipe is subtracted from the oxygen concentration measured by 70, and the new mood pressure is accurately grasped by dividing this by the air density to measure the EGR rate. Since this increases the control accuracy of the feedback system to the target EGR rate, the desired EGR operation can be expected.
第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の構成を示す図。 第３図はEGR率と酸素濃度センサの出力との関係を各吸
気管圧力に対して示すグラフ。 第４図はEGR制御のための制御回路の作動を説明するフ
ローチャート。 第５図は吸気管圧力を固定したときのEGR率と酸素濃度
センサの出力変動を説明するグラフ。 第６図は目標EGR率が急変したときのEGR率追従特性を従
来との比較で説明する模式図。 28……吸気管 30……サージタンク 32……スロットル弁 36……排気マニホルド 40……EGR通路 42……EGR弁 52……負圧制御弁 54……大気圧制御弁 60……制御回路 64……吸気管圧力センサ 68……第１酸素濃度センサ 70……第２酸素濃度センサFIG. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the EGR rate and the output of the oxygen concentration sensor with respect to each intake pipe pressure. FIG. 4 is a flowchart explaining the operation of the control circuit for EGR control. FIG. 5 is a graph explaining the EGR rate and the output fluctuation of the oxygen concentration sensor when the intake pipe pressure is fixed. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the EGR rate follow-up characteristic when the target EGR rate suddenly changes in comparison with the conventional one. 28 …… Intake pipe 30 …… Surge tank 32 …… Throttle valve 36 …… Exhaust manifold 40 …… EGR passage 42 …… EGR valve 52 …… Negative pressure control valve 54 …… Atmospheric pressure control valve 60 …… Control circuit 64 ...... Intake pipe pressure sensor 68 …… First oxygen concentration sensor 70 …… Second oxygen concentration sensor
Claims (1)
所望排気ガス再循環率を得るため制御するための排気ガ
ス再循環弁、 排気ガス再循環装置からの還流排気ガスを含めた状態で
内燃機関への全吸入空気中の酸素濃度を検出し、これよ
りEGR率を算出するEGR率検出手段、 内燃機関の運転条件に応じたEGR率の目標値を設定する
手段、 内燃機関の運転条件に応じた排気ガス再循環弁の目標開
度を設定する手段、 EGR率の検出値と目標値とにより、排気ガス再循環弁の
開度のフィードバック因子を算出する手段、 上記フィードバック因子によって目標開度を修正し、排
気ガス再循環弁の駆動信号を形成する手段を備え、 上記EGR率検出手段は、排気ガス再循環装置からの還流
排気ガスを含めた状態で内燃機関への全吸入空気中の酸
素濃度を検出する吸気側酸素濃度検出手段と、内燃機関
からの排気ガス中の酸素濃度を検出する排気側酸素濃度
検出手段と、吸気側酸素濃度検出手段により検出される
酸素濃度から排気側酸素濃度検出手段が算出する酸素濃
度を差し引き、空気の密度で除すことにより内燃機関に
導入される前記吸気量中における新気の分圧を算出する
新気分圧算出手段と、新気分圧よりEGR率を算出するEGR
率算出手段とより構成されることを特徴とする排気ガス
再循環制御装置。1. An exhaust gas recirculation valve for controlling the flow rate of recirculated exhaust gas from an exhaust pipe of an internal combustion engine to an intake pipe to obtain a desired exhaust gas recirculation rate, and an exhaust gas recirculation valve. EGR rate detection means that detects the oxygen concentration in the total intake air to the internal combustion engine including the recirculated exhaust gas from the circulation device and calculates the EGR rate from this, the EGR rate of the EGR rate according to the operating conditions of the internal combustion engine. A means for setting the target value, a means for setting the target opening of the exhaust gas recirculation valve according to the operating conditions of the internal combustion engine, and a feedback of the opening of the exhaust gas recirculation valve by the detected value of the EGR rate and the target value. Means for calculating a factor, means for correcting the target opening degree by the feedback factor, and means for forming a drive signal for the exhaust gas recirculation valve, the EGR rate detecting means for measuring the recirculated exhaust gas from the exhaust gas recirculation device. To include in internal combustion engine Intake side oxygen concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in all intake air, exhaust side oxygen concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas from the internal combustion engine, and intake side oxygen concentration detecting means A fresh air pressure calculating means for calculating the partial pressure of fresh air in the intake air amount introduced into the internal combustion engine by subtracting the oxygen concentration calculated by the exhaust side oxygen concentration detecting means from the oxygen concentration and dividing by the air density. , EGR to calculate EGR rate from new mood pressure
An exhaust gas recirculation control device comprising a rate calculation means.
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|---|---|---|---|
| JP61286023A JPH0819880B2 (en) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | Exhaust gas recirculation control device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP61286023A JPH0819880B2 (en) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | Exhaust gas recirculation control device |
Publications (2)
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| JPS63140856A JPS63140856A (en) | 1988-06-13 |
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