JPS5855345B2 - 排気還流制御装置 - Google Patents

排気還流制御装置

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JPS5855345B2
JPS5855345B2 JP51144493A JP14449376A JPS5855345B2 JP S5855345 B2 JPS5855345 B2 JP S5855345B2 JP 51144493 A JP51144493 A JP 51144493A JP 14449376 A JP14449376 A JP 14449376A JP S5855345 B2 JPS5855345 B2 JP S5855345B2
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exhaust
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は吸気中に還流した排気成分濃度を検出して排
気還流率をフィードバック制御する内燃機関の排気還流
制御装置に関する。
内燃機関から排出される有害排気成分のうち、とくにＮ
０ｘ（窒素酸化物）を低減する目的で、排気の一部を吸
気中に還流して燃焼の最高温度を抑え、ＮＯｘの生成を
抑制する排気還流機構があるが、排気還流量を増大させ
るに伴ってＮＯｘの低減効果が高くなる反面、機関の運
転性能にも重大なる影響を与えるため、排気還流量の制
御はこれらを考慮して正確に管理される必要がある。
従来の排気還流制御は、機関の吸気通路のベンチュリ部
や、絞弁近傍に発生する負圧を制御信号として、弁開度
を増減制御する方式が主であり、したがって実際の還流
状態を検知できないため、排気還流率が機関の運転状態
の変動に伴ってバラツキを生じても、これを補正するこ
とができず、このため排気対策が不十分となったり機関
運転性能不良や燃費の悪化などを招来することがあった
。
本発明はかかる問題を解決するため、吸気中に還流され
た排気成分の濃度を検出することにより、吸気量に対す
る排気還流量の割合を知り、これにもとづいて排気還流
制御弁の開度をフィードバック制御し、排気還流率を応
答性よく常に目標値に収束させるようにした排気還流制
御装置を提供するものである。
以下実施例をあげて本発明を説明する。
第１図、第２図に示す実施例は、排気成分としてＣ０２
（二酸化炭素）を検出して制御を行うもので、図中１は
機関本体、２は吸気通路、３は排気通路を示し、排気の
一部を吸気中に還流する排気還流通路４には排気還流制
御弁５が介設される。
次に、第２図にも明らかなように、吸気通路（吸気マニ
ホルド）２には、排気の還流位置よりも下流に排気成分
センサ６として、例えばＣＯ２検出素子や、誘電率測定
計、あるいはＣＯ２赤外線分析計が設けられ、還流排気
の混入した吸気中のＣＯ２濃度を検出する。
この排気成分センサ６の出力は増幅器７で増幅されて制
御回路８に与えられる。
制御回路８は検知出力にもとづき目標の排気還流率と比
較し、前記制御弁５の負圧アクチュエータ５ａに供給す
る負圧をコントロールする電磁弁９を駆動する。
上記制御回路８には、その機関回転数信号、吸入負圧信
号などを入力させておき、通常は一定の目標値に制御し
ている排気還流率を、機関高速低負荷時、低速低負荷時
あるいは高速高負荷時など運転性能の安定性や燃費性が
要求される領域で低減するように、補正制御する機能を
附与する。
電磁弁９は負圧アクチュエータ５ａに吸入負圧を導く通
路１０に介装され、制御回路８からの信号にもとづき負
圧を大気で稀釈制御して負圧アクチュエータ５ａのダイ
ヤフラム１１で画成した作動室１２に及ぼす。
次に作用について説明する。
排気還流率は吸入空気量に対する排気還流量の比率であ
られされる。
一般的に排気中に含まれるＣＯ２濃度は、組成濃度の変
動が少なくおよそ１３〜１５％で、吸気中のＣＯ２濃度
はほぼ０％と言える。
したがって、還流排気が混入した後の吸気中のＣＯ２濃
度が仮に１．３〜１．５％ならば、吸入空気量に対する
排気還流量の割合は約１０％となる。
このようにしてＣ０２濃度を検出するならば、実際の排
気還流量、吸入空気量を測定しなくても排気還流率が正
確に分かることになる。
しかして、排気成分センサ６で検出されたＣＯ□濃度は
、増幅器７を介して制御回路８に入力し、ここで制御目
標値と比較されて、その目標値から多すぎても少なすぎ
ても修正が行われるように、電磁弁９に駆動信号が与え
られる。
例えば排気還流率が目標値よりも大ならば、電磁弁９を
開いて大気による稀釈率を高め、制御弁５の開度を減少
させて排気還流量を減らし、逆に目標値よりも小ならば
、制御弁５の開度を増大させるような制御が行われる。
このようにして排気還流率は目標値に精度よくフィード
バック制御され、機関の運転性能を損わずに効果的にＮ
Ｏｘを低減できるのである。
他方、機関の運転状態によって排気還流率を低減するこ
ともでき、前述したように、例えばＮＯｘの発生量がも
ともと少ない高速低負荷域などでは、燃費性を改善する
ために排気還流率を大幅に減少またはカットするように
、制御回路８からの信号により電磁弁９が開かれ、制御
弁５の負圧アクチュエータ５ａに作用する負圧が弱まる
。
なお、排気還流率の制御をさらに厳密に行うためには、
排気通路３にも排気成分センサ６を設けておき、排気中
のＣＯ２濃度をさらに正確に測定し、これと吸気中のＣ
０２濃度との比較に応じて電磁弁９の駆動信号を修正す
ればよい。
しかし、排気中のＣＯ２濃度は前記説明したように燃料
と空気との混合比率にもとづいて決まり、特に排気系に
酸素センサを設け、センサの出力に基づき空燃比を制御
する機関においては、理論空燃比近傍を中心とした混合
を機関に供給しており、ＣＯ２濃度は１４％程度から大
きく外れる事はなく制御精度の信頼性は非常に高いと言
える。
また吸気系に設ける排気成分センサ６は、還流排気と吸
入空気とが十分に混合された状態での成分濃度を検出で
きるように、還流排気の混入点より十分に下流側に設置
することが好ましい。
排気成分センサ６として例えばＣＯ２赤外線分析計を利
用するときは、排気との混合ガスをサンプリングして測
定する方式となる。
以上この実施例では、排気成分としてＣＯ２を検出する
ようにしたが、この他排気中の組成濃度の変動の少ない
成分ならば、例えば水蒸気（Ｈ２Ｏ）成分を検出してフ
ィードバック制御することもできる。
ガソリン中のＣとＨの比率は１：２．１の程度となって
おり、該ガソリンが燃焼するとほとんどＣＯ２ＣＯ２，
Ｈ２，Ｈ２Ｏになると考えられる。
このためＣＯ２ＣＯ２とＨ２Ｏ，Ｈ２をモル比で計算す
ると、 となる。
ここで排気中のＣＯ２Ｈ２は非常に少ないためこれを無
視すると、ＣＯ２の濃度はＨ２Ｏ（蒸気）濃度に比例す
る。
このためＣ０２の濃度のかわりに吸気中のＨ２０濃度を
検出しても排気還流量がわかる。
なお排気成分センサ６としては、半導体感湿素子や絶縁
抵抗の測定手段を利用することができる。
この場合、排気との混合吸気をサンプリングしてから水
蒸気の凝縮を防ぐように加熱しつつ絶対湿度の測定を行
うとよい。
以上説明したように本発明によれば、吸気中に還流され
た排気成分の濃度を検出して排気還流量をフィードバッ
ク制御するので、排気還流率を目標値に正確に制御する
ことができ、とくに機関の運転状態が変動しても応答性
よく所要排気還流量を得ることができ、したがって排気
還流率のバラツキによる運転性不良を生ぜずにＮＯｘを
効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の断面図、第２図は吸気系の平面図であ
る。 １・・・・・・機関本体、２・・・・・・吸気通路、３
・・・・・・排気通路、４・・・・・・排気還流通路、
５・・・・・・排気還流制御弁、６・・・・・・排気成
分センサ、８・・・・・・制御回路、９・・・・・・電
磁弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排気通路と吸気通路とを結ぶ排気還流通
    路に排気還流制御弁を設ける一方、還流排気の混入位置
    より下流の吸気通路に排気成分センサを設け、該センサ
    は排気中の組成濃度の変動の少ない排気成分を検出し、
    このセンサ出力にもとづき制御回路を介して前記制御弁
    開度をフィードバック制御するように構成した排気還流
    制御装置。 ２ 排気成分としてＣＯ２濃度を検出するようにした特
    許請求の範囲第１項記載の排気還流制御装置。 ３ 排気成分として、水蒸気の湿度を検出するようにし
    た特許請求の範囲第１項記載の排気還流制御装置。
JP51144493A 1976-11-30 1976-11-30 排気還流制御装置 Expired JPS5855345B2 (ja)

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