JPS59196965A - エンジンの排気ガス還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排気ガスの一部を吸気系に還流し
て、ＮＯｘの発生を抑制するようにしたエンジンの排気
ガス還流装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、排気ガスの一部を吸気系？こ還流する排気ガ
ス遠流通路に、圧力応動式の排気ガス還流制御弁を介設
し、制御通路に介設されたアクチュエータにより制御さ
れる圧力を上記制御通路を介して上記排気ガス還流制御
弁に作用させることにより、排気ガス還流量をエンジン
の運転状態に応じて設定された値に帰還制御するように
したエンジンの排気還流装置はよく知られている（特開
昭５３−１４１８２２号公報）。

ところで、排気ガス還流量の制御に関しては、エンジン
の運転状態が一定であるか、一定でなくても比較的ゆる
やかに変化する場合（定常時）には、排気ガスの還流量
をほぼ一定に維持したい要求（安定性の要求）がある一
方、エンジンが急加速や、急減速されるいわゆる過渡期
においては、運転状態の急変に応答性よく追従させたい
要求（追従性の要求）があり、制御の追従性を低下させ
れば、安定性の要求を満足させることができる反面、追
従性の要求を満足させることかできず、逆ζこ追従性を
高めれは、安定性が得られないといった相反する要求が
ある。

この点、排気ガス還流制御弁を圧力応動式のｉ則御弁と
し、単一の制御通路に介設されたアクチュエータにより
制御される圧力を上記制御通路を介して、上記制御弁に
作用させて排気ガス還流量をエンジンの運転状態に応じ
て設定された値に帰還’ｎｊ’制御するようにしたもの
では、エンジンの過渡運トム時をこおける追従性を重視
して、上記制御通路の通路面積を予め人き目に設定して
いるため、安定性の要求を満足することができない問題
かあった。

また、例えは上記アクチュエータとして開弁および閉弁
の二動作的な作動をするソレノイドバルブを用いたよう
な場合にあっては、該ソレノイドバルブの駆動ｉ１ｉ’
制御情′号の制御利得値、すなわち駆動パルス幅をエン
ジンの定常運転時は過渡運転時に比べ小さくしてＬ２安
定性を高めようとしているが、これも上記駆動パルス幅
に限界かあり、十分に安定性を高めることができないと
いった問題（発明の目的） 本発明の目的は、圧力応動式の排気ガス還流１ｄす御弁
に、制御通路に介設されたアクチュエータにより制御さ
れた圧力を上記制御通路を介して作用させて排気ガス還
流量をエンジンの運転状態に応じて設定された値に帰還
１ｉｉｌｊ御するようにしたものにおいて、安定性の要
求と追従性の要求の両方を十分に満足させることができ
るエンジンの排気ガス還流７□ｉ’ｊ御装置を提供する
ことにある。

（発明の構成） 不発明は、」−２の目的を達成するため、エンジンの運
転状態が安定しているときには、安定性を重視して、排
気ガス還流制御弁に制御圧力を作用さぜる靜」細通路の
通路面積を狭める一方、急加速、急減速等の過渡期１こ
は、追従性（応答性）を重視して制御通路の通路面積を
拡大するように、制御通路の通路面積をエンジンの運転
状態に応じて変化させる通路面積制御装置を設け、制御
通路の通路面積を制御することを通して、排気ガス還流
Ｎｊ’３御弁の安定性および応答性を要求に応じて制御
するようにしたものである。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、エンジンの運転状態に応
じて要求される排気ガス還流制御弁の安定性と追従性と
を有効に両立させることができ、排気ガス還流量を要求
に即して制御できることとなる。

（実力出側） 以下、本発明の実／ＩＨＢ例について詳細に説明する。

第１図において、１はエンジン（図示せず）の吸気通路
、２はエンジンの排気通路（図示せす）から取出した排
気ガスの一部を吸気通路１に還流する排気ガス還流通路
で、排気ガス還流通路２の途［４月こ設けた弁座３に対
しては、ダイヤフラム式の排気ガス還流制御弁４を設け
、排気ガスの還流量をＨｉｌ　ａｌｌするようにしてい
る。

この排気ガス還流制御弁４は、弁体４ａを作動ロッド４
１〕に・よってダイヤフラム４Ｃに支持し、ダイヤフラ
ム４Ｃによってケーシング４ｄの内部を作動ロッド４ｂ
が貫通した大気室４ｅとダイヤフラム４Ｃを閉弁方向に
付勢するスプリング４ｆを縮装した負圧室４ｇとに仕切
り、負圧室４ｇには、制御通路５によってエンジンの運
転状態に応じて１細筒された負圧が導入されるようにな
っている。

上記制御通路５は、上流端が、負圧制御装置６に接続さ
れており、制御通路５の中間部は、第１、第２の分岐通
路７，８に分岐され、その分岐部には、両分岐通路７，
８を相反的番こ開閉する切換えソレノイドバルブ９が設
けられている。

図示の如く、第１．第２分岐通路７，８１こは、１企の
異なるオリフィス１０．１１を介設し、切換えソレノイ
ドバルブ９は、エンジンの定常運転時（エンジンの運転
状態がほぼ一定か、ゆるやかに変化する運転時）！こは
、小径のオリフィス】Ｏを有する第１分岐通路７を開い
て第２分岐通路８を閉じ、エンジンの過渡運転時（エン
ジンの急加速、急減速等エンジンの運転状態が急激に変
化する運転時）にＣｏよ、比較的大きい径のオリフィス
１１を有する第２分岐通路８を開いて第１分岐通路７を
閉じるように、ｉｉ’ｊ御回路］２によって市１ｊ御さ
れる。

そして、上記第１およＯ・第２分岐通路７，８、切換え
ソレノイドバルブ９、およびオリフィス１０゜１１から
通路面積制御装置Ａが構成されている。

この制御回路１２は、切換えソレノイドバルブ９、およ
び前記負圧制御装置６を制御する。負圧面」御装置６は
、夫々制ｍ１１回路１２によってデユーティ制御されア
クチュエータとしての負圧ソレノイドバルブ１３と大気
ソレノイドバルブ１４とを備えており、負圧ソレノイド
バルブ１３は、吸気通路１の、スロットル弁１ａの下流
に負圧取出口１５３を有する負圧通路１５を制御回路１
２によって与えられているデユーティ比にしたがって開
閉する。また、大気ソレノイドバルブ１４は、エアクリ
ーナ（図示せず）に連通ずる大気通路１６を制御回路１
２によって与えられるデユーティ比にしたがって開閉し
、これら負圧、大気ソレノイドバルブ１３．１４のデユ
ーティ制御の結果として、スロットル弁１ａの下流の吸
気負圧を大気圧で稀釈した合成負圧を生成し、この合成
負圧を制向通路５を介して排気ガス還流制御弁４に付加
するようにしている。

上記制御回路］２は、エンジンの冷却水温を検出する水
温センサ１７、エンジン回転数を検出する回転数十ンサ
１８、スロットル弁１ａ下流の吸気負圧を検出する吸気
負圧センサ１９、スロットル弁１ａの開度を検出するス
ロットル開度センサ２０および排気ガス還流制御弁４の
ダイヤフラム４Ｃの変位に応動して弁体４ａのリフト量
を検出する制御弁ポジションセンサ２１の各出力を制御
入力としており、第２図には、制御回路１２の機能をブ
ロック化して示している。

第２図に示すように、制御回路１２は、回転数センサ］
８と吸気負圧センサ１９とによって夫々検出されたエン
ジン回転数および吸気負圧を読込んで当該時点における
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出回路２２と
、運転状態検出回路２２によって検出されたエンジンの
運転状態に応じてマツプ制抽の手法により、排気ガス還
流制御弁４のリフト量を設定する師」御弁リフト量設定
回路２３と、制御弁ポジションセンサ２１の出力から排
気ガス還流’Ａｒ’Ｊ　両弁４の実際のリフト量を検出
する制御弁リフト量検出回路２４とを備え、制御弁リフ
ト量設定回路２３によって設定されたリフト量（設定リ
フト貴）とＭ御弁リフト量検出回路２４によって検出さ
れたリフト量（検出リフト量）とを比較回路２５によっ
て比較し、比較結果を補正回路２６を介して駆動回路２
７に入力し、駆動回路２７は、比較結果に基いて、負圧
ソレノイドバルブ１３および大気ソレノイドバルブ］４
に対するチューティ比を変更する必要がある場合には、
その差に応じてチューティ比を修正し、これによって負
圧制御’Ａ＠、６において生成する合成負圧を変化ざぜ
て、排気ガス還流制御弁４のリフト量を設定リフト帖に
合致させるようにフィードバック制御する。

なお、上記補正回路２６は、水温センサ１７の出力を読
込んで、エンジンの冷却水温が設定水温り、下である冷
間始動時等において、排気ガスの還流量を制限するよう
に、比較回路２５の比較結果を補正する回路である。

一方、制御回路１２は、上記切換えソレノイドバルブ９
の切換えを制御するための副軸１系を有しており、この
切換え制御系は、スロットル開度センサ２０の出力を入
力とする微分回路２８と、微分回路２８によって出力さ
れるスロットル開度の微分値と設定値発生回路２９によ
って予め設定された設定値とを比較する比較回路３０と
、上記設定値発生回路２９とからなる過渡期検出回路３
１と、エンジンの急加速や急減速等、エンジンの運・Ｐ
ム状態が急激に変化して微分値が設定値を越えてエンジ
ンの過渡期が検出されると、切換えソレノイドバルブ９
を、第１分岐通路７を閉じ第２分岐通路８を開くように
切換え駆動する駆動回路３２とを備えている。

次に、上記構成を有する実力出側についてその作用を説
明する。

いま、エンジンが定常運転されている場合にはスロット
ル弁１ａの開度は、はぼ一定か、ゆるやかに変化される
ため、微分回路２８から出力される微分値は設定値より
小さく、過渡期検出回路３］は動作し戸い。このため、
切換えソレノイドバルブ９は、第１図に示した状態即ち
、より小作のオリフィスｌＯを有する第１分岐通路７を
開き、第２分岐通路８を閉じ１こ状態に保持される。し
たかつて、エンジンの定常運転時においては、当該運転
状態に応じて制御弁ポジションセンザ２１の出力により
フィードバック副筒される負圧ソレノイドバルブ１３お
よび大気ソレノイドバルブ１４によって合成された合成
負圧は、第１分岐通路７を介して排気ガス還流制御弁４
の負圧室４ｇに付加され、排気カス還流制御弁４は負圧
室４ｇに導入される合成負圧とスプリング４ｆの設定荷
重とに応じて決まるリフト量に副軸」され、さらにこの
リフＩ−量が制御弁リフト量、検出回路２４によって検
出され、設定リフト量と一致するか否かが判定され、設
定リフト量に一致しない場合には、一致するように、負
圧ソレノイドバルブ１３と大気ソレノイドバルブ１４の
各チューティ比が変更される。

上記の定常運転時（こあっては、合成負圧の伝達経路即
ち制御通路５の通路径（面積）は、第１分岐通路７のオ
リフィス１０のオリフィス径によって決定されるため、
合成負圧が変化したときにも、その変化は比較的緩速で
排気ガス還流制御弁４に伝達されることとなって、排気
ガス還流制御弁４の応答性は低下し、その結果、制御の
安定性が確保される。換言すれは、エンジンの定常運転
時には、運転状態が多少変動しても、排気ガス還流制御
弁４に対する制御利得が低下しているので、排気カス還
流量は、むやみに変動することがなく、エンジンの運転
性か安定に維持されることとなる。

一方、エンジンの急加速、急減速等エンジンの過渡期に
おいては、微分回路２８の微分値が急激に立モつで設定
値を越え、過渡期検出回路３１か動作して駆動回路３２
を作動させる。即ち、駆動回路３２は、過渡期であるこ
とが検出されると、切換えソレノイドバルブ９を切換え
指令に応じて切換え駆動し、第１分岐通路７を閉じより
径の大きいオリフィス１１を有する第２分岐通路８を開
く。このため、負圧制御装置６によって生成された合成
負圧は、第２分岐通路８を介して制御通路５により排気
ガス還流制御弁４に即岡的に導入され、排気カス還流制
御弁４は応答性よ（、合成負圧の変化に追従して、例え
は、排気ガスの還流をカットするといったように応動す
る。即ち、排気ガス還流制動弁４の応答性か向上される
こととなり、過渡期の運転性を阻害することのないよう
に、排気カスの還流を制御することができる。

以上のことから明らかなように、エンジンの定常運転時
には、排気ガス還流制御弁４の安定性が確保される一方
、エンジンの過渡運ψム時には、その過渡期に見合った
迅速な応答性か確保されることとなるのである。

なお、上記実カ巴例ては、負圧制御装置６として負圧ソ
レノイドバルブ１３と大気ソレノイドバルブ１４とを運
転状態に応じてデユーティ制御する場合について説明し
たが、これらバルブ１３．１４のどちらか一方のみを運
転状態に応じてチューティ制ａｉｌ　Ｌでもよい。

また、これらバルブ１３．１４はデユーティ制宿」され
るものではなく、単にその開弁時間のみをハ ンサ２１を設けてフィードバック制＆１］するものに限
定されるものではなく、要するに、排気ガス還流制御弁
４に対して制御通路５を介して付加する圧力をエンジン
の運転状態に応じて制御するよう番こしたものに適用し
うろことはいうまでもない。

また、通路面積制御装置Ａは負圧制御装置６の」二流側
の制御通路に設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかるエンジンの排気カス
還流制御装置の全体説明図、第２図は第１図の制御回路
１２の機能をブロック化して示すフロック図である。 １・・・吸気通路、２・・・排気ガス還流通路、４・・
排気カス還流制御弁、訃・・制御通路、６・・負圧制御
装置、７・・・第１分岐通路、８・・・第２分岐通路、
９・・・切換えソレノイドバルブ１，１０．１１・・・
オリフイス、１２・・・制御回路、１８・・・回転数セ
ンサ、１９・・・吸気負圧センサ、２０・・スロットル
開度センサ、２２　運転状態検出回路、３１・・・過渡
期検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガスの一部を吸気系に還流する排気ガス還流
   通路に圧力応動式の排気ガス還流制御弁を介設し、制御
   通路に介設されたアクチュエータにより制御される圧力
   を上記’ｄｊ’Ｊ御通路を分通路上記排気ガス還流：ｔ
   ｉ’制御弁に作用さぜることにより、排気カス還流量を
   エンジンの運転状態に応じて設定された値に帰還７別御
   するようにしたエンジンの排気ガス還流１ｎす御装置に
   おいて、 上記制御通路の通路面積をエンジンの定常運転時は過渡
   運転時に比へ減少させる通路面積７ｆｆ制御装置を設け
   たことを特徴とするエンジンの排気ガス還流１０１ｊ御
   装置。