JPS61106961A - 内燃エンジンの排気還流量制御方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの排気還流量制御方法に関し、特
に排気還流制御装置の排気還流弁の全開基準位置を補正
する方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 内燃エンジンの排気ガスの一部を吸気通路に還流させ、
エンジンから発生する有害ガスの一つである窒素酸化物
（ＮＯｘ）を低減する方法は広く行われている。又、こ
の吸気通路に還流させる排気ガスの排気還流量をエンジ
ン運転状態に応じた適宜量とするため、排気還流通路途
中に配設された排気還流弁の弁開度を検出し、排気還流
弁の実弁開度値が排気還流量が適宜量となる弁開度目標
値となるように排気還流弁を制御する方法が知られてい
る。

斯かる方法において、上記実弁開度値は弁開度センサ、
例えばリフトセンサにより検出される。

しかしながら、熱膨張、摩耗等によって排気還流弁の全
閉基準位置、即ち、全閉時のリフトセンサの検出値が変
化することがあり、この結果実際の弁開度とリフトセン
サの検出値との間に誤差が生じ、例えば実際の弁開度が
零であっても検出器の検出値が零でない値を示すことに
なり、弁開度目標値に基づいて行われる排気還流制御作
動に支障を来す。

斯かる不具合を解消するために、エンジン回転数Ｎｅ及
び吸気道路内負圧ＰＢに応じてリフトマツプから読み出
された基本弁リフト値が零となる状態が所定時間に亘り
継続した場合は、該所定時間経過時の弁開度検出値を新
しい零基準位置とし、この新しい零基準位置を実際の弁
開度検出値と弁開度目標値の一方から減算又は加算する
ことにより排気還流弁の全開基準位置を補正するように
した方法が本出願人により提案されている。（特開昭５
７−１８８７５３号）、。

ｊ″１　　　　　　　　　　然るに、上述の方法では、
上記所定時間が丁度経過した時点に電気ノイズ或は振動
等の機械ノイズによる誤信号がリフトセンサに入力する
と、リフトセンサはその誤信号が原因で誤った検出値信
号を出力する。そして、この誤った弁開度検出値信号が
新たな零基準位置信号となるため、排気還流弁の全開基
準位置が誤って設定され、この結果、最適量の排気還流
制御を行うことができなくなる。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、リフトセンサの検出値に一時的な影響を与える電気ノ
イズ或は振動等の外因を除去することにより、正確に排
気還流弁の全開基準位置を補正し、これにより最適量の
排気還流制御を行う方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 斯かる目的を達成するために、本発明に依れば、内燃エ
ンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流路の
途中に配された排気還流弁の弁開度を弁開度センサによ
り検出し、前記弁開度センサにより検出された弁開度検
出値と、所定のエンジンパラメータに応じて設定される
前記排気還流弁の弁開度目標値との偏差を求め、この偏
差が零になるように、前記排気還流弁の開閉動作をさせ
る弁作動手段を制御する排気還流量制御方法において、
前記弁開度検出値が所定期間に亘って一定の値を継続さ
せたとき、該一定値を記憶し、それ以後に検出する前記
弁開度検出値を前記記憶した一定値で補正することを特
徴とする内燃エンジンの排気還流量制御方法が提供され
る。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法が適用される排気還流制御装置を
装備した内燃エンジンを示す全体構成図であり、符号１
は例えば４気筒の内燃エンジンを示し、エンジン１には
吸気管２が接続され、吸気管２の途中にはスロットル弁
３が設けられている。

スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ
４が連結されてスロットル弁３の弁開度を電気的信号に
変換し電子コントロールユニット（以下ｒＥＣＵＪとい
う）５に送るようにされている。

一４＝ 吸気管２のエンジン１とスロットル弁３間には燃料噴射
弁６が設けられている。この燃料噴射弁６は吸気管２の
図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒ごとに設けられ
ており、各噴射弁６は図示しない燃料ポンプに接続され
ていると共にＥＣＵ３に電気的に接続されて、ＥＣＵ３
からの信号によって燃料噴射の開弁時間が制御される。

一方、スロットル弁３の下流には負圧（ＰＢ）セサン８
が管７を介して設けられており、この負圧センサ８によ
って電気的信号に変換された負圧信号は前記ＥＣＵ３に
送られる。

エンジン本体１にはエンジン水温（Ｔｗ）センサ９が設
けられ、このセンサ９はサーミスタ等から成り、冷却水
が充満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、そ検出水
温信号をＥＣＵ３に供給する。

エンジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」という）１
０がエンジンの図示しないカム軸周囲又はクランク軸周
囲に取付けられており、エンジンのクランク軸１８０°
回転毎に所定のクランク角変位置で、即ち、各気筒の吸
気行程開始時の上死点（Ｔ　Ｄ　Ｃ）に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置でクランク角度位置信号（
以下これをｒＴＤＣ信号」という）を出力するものであ
り、このＴＤＣ信号はＥＣＵ３に送られる。

エンジン１の排気管１１には三元触媒１２が配置され排
気ガス中のＨＣ，Ｃ○及びＮＯｘ成分の浄化作用を行う
。

更に、ＥＣＵ３には大気圧（ＰＡ）センサ１３が接続さ
れており、ＥＣＵ３は大気圧センサ１３からの検出値信
号を供給される。

排気管１１を吸気管２に接続するように排気還流通路１
４が設けられ、この通路１４の途中には排気還流弁１５
が設けられている。この排気還流弁１５は負圧応動弁で
あって、主として、通路１４を開閉可能に配された弁体
１５ａと、弁体に連結され、後述する電磁制御弁１７を
介して導入される大気圧又は後述する連通路１６を介し
て導入される負圧との合成圧力により作動するダイアフ
ラム１５ｂと、ダイアフラム１５ｂを閉弁方向に付勢す
るばね１５ｃとより成る。該ダイアフラムにより画成さ
れる負圧室１５ｄには連通路１６が接続され、吸気管２
内の絶対圧が該連通路１６を介して導入されるようにさ
れている。更に、連通路１６には大気連通路１８が接続
され、該連通路１８の途中に設けられた常開型電磁制御
弁１７を介して大気圧が連通路１６に、次いで上記負圧
室１５ｄに導入されるようにされている。前記電磁制御
弁１７はＥＣＵ３に接続され、ＥＣＵ３からの信号によ
ってオン・オフ作動し、排気還流弁１５の弁体のリフト
動作及びその速度を制御する。

排気還流弁１５にはリフトセンサ１９が設けられており
、弁１５の弁体の作動位置を検出し、その検出値信号を
ＥＣＵ３に送るようにされている。

ＥＣＵ３は前述の各種センサからのエンジンパラメータ
信号等に基づいてエンジン運転状態を判別し、吸気管内
焦圧ＰＢ、エンジン回転数Ｎｅ及び大気圧ＰＡに応じた
排気還流弁１５の弁開度目標値ＬＱＭＤを設定し、斯く
設定される弁開度目標値ＬＱＭＤと、リフトセンサ１９
によって検出＝７− された排気還流弁１５の弁開度検出値ＬＡｃＴを本発明
に係る全開基準位置値Ｌ０で補正した値との偏差を零に
するように前記電磁制御弁１７にオン・オフの時間比が
変化する駆動信号を供給すると共に以下に示す式で与え
られる燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯｕＴを演算する
。

Ｔ　ＯＵＴ　＝Ｔ　ｘ　ＸＫ１＋に２　　　　　　・・
・（１）ここにＴｉは基本燃料噴射時間を示し、この基
本燃料噴射時間Ｔｉは吸気管内負圧ＰＢ、エンジン回転
数Ｎｅ及び排気還流弁１５が作動中が否かに応じて設定
される。Ｋ□及びに２は夫々前述の各種センサ、即ちス
ロットル弁開度センサ４、負圧センサ８、エンジン水温
センタ９、Ｎｅセンサ１゜及び大気圧センサ１３からの
エンジンパラメータ信号に応じて演算される補正係数及
び補正変数であって、エンジン運転状態に応じ、始動特
性、排気ガス特性、燃費特性、エンジン加速特性等の諸
特性が最適なものとなるように所定の演算式に基づいて
演算される。　　　゛ ＥＣＵ３は、上述のようにして求めた燃料噴射８一 時間ＴＯ，ＪＴに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆
動信号を燃料噴射弁６に供給する。

第２図は第１図のＥＣＵ３内部の回路構成を示すブロッ
ク図で、Ｎｅセンサ１０からのＴＤＣ信号は波形整形回
路５０１で波形整形された後、中央処理装置（以下ｒＣ
ＰＵＪという）５０３に後述の第３図のフローチャート
記載のプログラムを開始させる割込信号として供給され
ると共にＭｅカウンタ５０２にも供給される。Ｍｅカウ
ンタ５０２は、Ｎｅセンサ１０からの前回ＴＤＣ信号の
入力時から今回ＴＤＣ信号の入力時までの時間間隔を計
数するもので、その計数値Ｍｅはエンジン回転数Ｎｅの
逆数に比例する。Ｍｅカウンタ５０２はこの計数値Ｍｅ
をデータバス５１０を介してｃＰＵ５０３に供給する。

スロットル弁開度センサ４．負圧センサ８．工　　　゛
ンジン水温センサ９、大気圧センサ１８及びリフトセン
サ１９からの夫々の出力信号はレベル修正回路５０４で
所定電圧レベルに修正された後、マルチプレクサ５０５
により順次Ａ／Ｄコンバータ５０６に供給される。Ａ／
Ｄコンバータ５０６は前述の各センサからの出力信号を
順次デジタル信号に変換して該デジタル信号をデータバ
ス５１０を介してＣＰＵ５０３に供給する。

ＣＰＵ５０３は、更に、データバス５１０を介してリー
ドオンリメモリ（以下ｒＲＯＭＪという）５０７、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　５０８及び駆動回路５
０９，５１１に接続されており、ＲＡＭ５０８はＣＰＵ
５０３での演算結果等を一時的に記憶し、ＲＯＭ５０７
はＣＰＵ５０３で実行される後述する排気還流弁１５の
全閉基準位置補正プログラム等を記憶している。

更に、ＣＰＵ５０３は前述の各種エンジンパラメータセ
ンサからの出力信号に応じてエンジンの運転状態を判別
し、排気還流量を制御する電磁制御弁１７のオン・オフ
制御信号を駆動回路５１１に供給すると共に、エンジン
の運転状態に応じた燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＴ
ＪＴを演算し、）イ　　　　　　　　　　この演算値を
データバス５１０を介して駆動回路□ ５０９に供給する。駆動回路５０９は前記演算値に応じ
て燃料噴射弁６を開弁させる制御信号を該噴射弁６に供
給し、駆動回路５１１はパラメータに応じて決定された
デユーティ比に従って電磁制御弁１７をオン・オフさせ
る駆動信号を電磁制御弁１７に供給する。

第３図は、本発明に係り、第２図のＣＰ　Ｕ３０３で実
行される排気還流弁１５の全開基準位置補正手順及び制
御量設定手順を示すフローチャートであり、本プログラ
ムは前記Ｎｅセンサ１０によるＴＤＣ信号発生毎に実行
される。

先ず、Ｎｅセンサ１０、負圧センサ８及び大気圧センサ
１３の各検出値であるエンジン回転数値Ｎｅ、吸気管内
負圧値ＰＢ及び大気圧値ＰＡをＥＣＵＳ内に読み込み、
第２図のＲＡＭ５０８に記憶する（ステップ１）。次い
で、第２図のＲＯＭ５０３に記憶されている基本弁リフ
ト値ＬＭＡＰを読み出す（ステップ２）」基本弁リフト
値ＬＭＡＰは、例えば吸気管内負圧ＰＢとエンジン回転
数’Ｎ　ｅの関数として予め設定されている。第４図は
基本弁リフト値ＬＭＡＰのマツプ図であり、吸気管内負
圧１ｌ− ＰＢは例えば５６０乃至Ｑ　ｍｍＨｇの範囲でＰＢ６〜
Ｐ［１１，として１０段階設けられ、又、回転数Ｎｅは
例えばＯ〜４０００ｐｐｍの範囲でＮ１〜Ｎ１゜として
１０段階設けられておりマツプ格子点以外のエンジン回
転数Ｎｅ及び負圧Ｐｅに対応する基本弁リフト値ＬＭＡ
！−は補間計算で求められる。

次に、ステップ３に進みリフト補正計数ＫＥを算出する
。この補正計数ＫＥは、例えば、大気圧Ｐ＾の変化やリ
ーン化運転領域でエンジンに供給される混合気の燃料の
希薄化（リーン化）の度合等に応じて設定される係数で
ある。上述の大気圧ＰＡの変化による補正係数Ｋｍ：の
設定方法を例に更に具体的に説明すれば、大気圧ＰＡが
低下するに従って排気還流率（全吸気量に対する排気還
流量の割合）を一定に維持するために排気還流弁を開弁
方向に作動させる。即ち補正係数ＫＥは標準大気圧での
補正係数ＫＥｏに対して大気圧ＰＡが低下するに従って
大きい値になるように設定される。

この様に大気圧Ｐ＾の低下に伴って補正係数ＫＥを増加
させ排気還流率を一定に保持するのは以下の理由による
。

即ち、例えば、高地で運転する場合のように大気圧が変
化したとき大気圧の変化に応じてエンジンに供給される
燃料量を補正して、標準大気圧下での設定空燃比に保つ
ようにしないと最適な空燃比を得ることが出来ない。こ
のため、前記式（１）に基づいて得られた燃料噴射量に
は空燃比大気補正係数ＫＰＡによる補正が含まれる。し
かし排気還流を行うエンジンにおいて、大気圧が低下す
ると排気還流弁上流絶対圧（排気管背圧）が低下するた
め排気還流率が変化しく減少し）これに伴い空燃比は変
化するが排気還流をさせないときに大気圧が低下してリ
ーン化する場合に比し更にリーン側に変化する。従って
前述の空燃比大気圧補正係数ＫＰＡによる燃料量の補正
だけでは何等大気圧補正が行われずに排気還流が行われ
ている場合には空燃比の制御を精度よく行うことが出来
ない。一方、大気圧変化があっても排気還流率を一定に
保つようにすれば排気還流量制御を行わない場合の空燃
比補正係数（ＫＰＡ）がそのまま使用することが出来る
のである。尚、斯かる排気還流制御方法についての詳細
は本出願人により特開昭筒５８−８８４３０号において
開示されている。

次に、第３図のステップ４に進みステップ２で読み出さ
れた基本弁リフト値ＬＭＡＰにステップ３で設定された
補正係数に、が乗算されて弁開度目標値ＬＣＭＤが演算
される。

次に、ステップ５では前述のステップ４で求めた弁開度
目標値ＬＱＭＤが零か否か、即ち弁開度目標値ＬｃＭＤ
が排気還流弁１５の全閉を指令する値であるか否かを判
別し、判別結果が否定（Ｎｏ）の場合、即ちエンジンが
排気還流が要求される状態で運転されていれば排気還流
弁１５の全開基準位置の補正はできないので、後述する
プログラムダウンカウンタの所定期間判別変数値ｎ　Ｅ
ＧＲを所定の初期値ｎＥＧＩｔｏ　（例えば値１００）
にリセットしくステップ１０）、後述するステップ１１
に進む。

一方、ステップ５での判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合
、即ちエンジンが排気還流が要求される状態で運転され
ていなければステップ６に進み、リフトセンサ１９が検
出する今回ループの弁開度検出値ＬＡＣＴｎが前回ルー
プの弁開度検出値ＬＡｃＴｎ−１に等しいか否かを判別
する。ステップ６での判別結果が否定（ＮＯ）であれば
前述のステップ１゜に進む。一方、ステップ６での判別
結果が背定（Ｙ　ｅｓ）の場合、即ち今回ループの弁開
度検出値ＬＡＱ　Ｔｎと前回ループの弁開度検出値ＬＡ
ｃＴｎ−０とが等しければステップ７に進む。

ステップ７では前記プログラムダウンカウンタの所定期
間判別変数値ｎ）：、えを１だけ減少させる。

そして、この判別変数値ｎ　ＥＧＲの値が零に等しいか
否かを判別しくステップ８）、零に等しくなければ後述
するステップ１１に進む。

エンジンが排気還流が要求される状態で運転されていな
く（ステップ５での判別結果が肯定（Ｙ　ｅｓ））且つ
今回ループの弁開度検出値ＬＡｃＴｎと前回ループの弁
開度検出値ＬＡＱＴｎ−１とが等しい（ステップ６での
判別結果が肯定（Ｙｅｓ））状態が引き続き継続すれば
ステップ７が繰り返し＝１５− 実行され、判別変数値ｎ　ｌ！ａｌｌ！は逐次、値１宛
減少する。この判別変数ｎ　ＥＧＲの値が零になる前に
エンジンが排気還流が要求される状態で再度運転される
か（ステップ５での判別結果が否定（Ｎｏ））或は値Ｌ
ＡＱＴｎと値ＬＡＱＴｎ−□とが等しくなくなると（ス
テップ６での判別結果が否定（Ｎｏ））、前記ステップ
１０において判別変数値ｎ　ｔｃｓｌ！を再度初期値ｎ
ＥＧ−にリセットし、後述するステップ１１に進む。

前記ステップ７が所定期間繰り返し実行され、判別変数
値ｎ鶴Ｒが遂に零となって前記ステップ８の判別結果が
肯定（Ｙｅｓ）となると今回ループの弁開度検出値しＡ
ｃＴｎを新たな全開基準位置値Ｌ０とする（ステップ９
）。°ここに、所定期間経過後に全閉基準位置値ＬＩｌ
を更新する理由は電気ノイズ或は振動等による誤信号の
影響を除去するためである。ステップ９で全閉基準位置
値り。

が更新されると判別変数値ｎ　Ｉ！ＱＩＦを初期値ｎ１
Ｑｌ！。

にリセットしくステップｉｏ）、ステップ１１に進む。

ステップ１１では上述したステップ４及び９において設
定された弁開度目標値ＬＱＭＤ及び全閉基準位置値り。

、並びにリフトセンサ１９により検出された弁開度検出
値ＬＡＣＴｎに基づき、排気還流弁１５の制御量、即ち
偏差Ｓが次式（２）により決定され、斯く求めた偏差Ｓ
を零にするようにＣＰＵ５０３が駆動回路５１１を介し
て電磁制御弁１７に与える駆動時間を決定する。即ち、
偏差Ｓを零にすべく負圧室１５ｅに導入される大気圧又
は負圧を制御するように電磁制御弁１７の駆動信号のデ
ユーティ比が求められる。

Ｓ＝　（ＬＡｃＴｎ−Ｌ、）−ＬＱＭＤ　　・＝　（２
）上式（２）において、弁開度検出値ＬＡ＋、ｒｎを全
閉基準位置値Ｌ０で補正しくＬＡＱ　Ｔ　ｎ−Ｌ、）、
該補正値と弁開度目標値との偏差Ｓを求めたが、これに
代えて、弁開度目標値ＬＣＭＤをＬ０値で補正しくＬ　
ＣＭＤ＋　Ｌ６）　、この補正値と弁開度検出値ＬＡｃ
Ｔｎとの偏差Ｓを次式（３）により求めるようにしても
よい。

Ｓ＝　（ＬＱＭＤ＋Ｌ、）−ＬＡａＴｎ　　−（３）又
、全閉基準位置値り。のイグニッションスイッチ（図示
せず）の投入時の初期値としてはＲＯＭ５０７に記憶さ
れている所定値（例えば０）が適用される。

尚、上述した実施例では所定期間の判別にプログラムカ
ウンタを使用し、Ｎｅセンサ１０からのＴＤＣ信号のパ
ルス発生数により所定期間の判別を行ったが、タイマー
を使用し、このタイマーにより所定の固定期間の判別を
行うようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明に依れば、排気還流弁の弁開
度を検出し、該弁開度検出値が所定期間に亘って、一定
の値を継続させたとき、該一定値を記憶し、それ以後に
検出する前記排気還流弁の弁開度検出値を前記記憶した
一定値で補正するようにしたので、電気ノイズ或は振動
等に影響されずに排気還流弁の全閉基準位置を正確に設
定でき、１％、　　　　　　　　　　この結果、最適量
の排気還流制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法が適用された排気還流量制御装置
を装備した内燃エンジンの全体構成図、第２図は第１図
の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）の内部構成を示
すブロック図、第３図は本発明に係る排気還流弁の全閉
基準位置補正手順及び制御量設定手順を示すフローチャ
ート、第４図は基本弁リフト値ＬＭＡＰのマツプ図であ
る。 １・・・内燃エンジン、２・・・吸気通路、５・・・電
子コントロールユニット（ＥＣＵ）　、８・・・負圧セ
ンサ、１０・・・エンジン回転数センサ（Ｎｅセンサ）
、１１・・・排気通路、１３・・・大気圧センサ、１４
・・・排気還流通路、１５・・・排気還流弁、１６・・
・連通路、１７・・・電磁制御弁、１９・・・弁開度セ
ンサ（リフトセンサ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排
   気還流路の途中に配された排気還流弁の弁開度を弁開度
   センサにより検出し、前記弁開度センサにより検出され
   た弁開度検出値と、所定のエンジンパラメータに応じて
   設定される前記排気還流弁の弁開度目標値との偏差を求
   め、この偏差が零になるように、前記排気還流弁の開閉
   動作をさせる弁作動手段を制御する排気還流量制御方法
   において、前記弁開度検出値が所定期間に亘って一定の
   値を継続させたとき、該一定値を記憶し、それ以後に検
   出する前記弁開度検出値を前記記憶した一定値で補正す
   ることを特徴とする内燃エンジンの排気還流量制御方法
   。
2. ２．前記弁開度目標値が前記排気還流弁の全閉を指令す
   る値であるときに前記一定値を記憶することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの排気還流
   量制御方法。