JPS62284950A - 内燃機関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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の排気ガス再循環量を制御する機
関の排気ガス還流制御装置ＫＩＩＪ４＋するものである
。

〔従来の技術〕

内燃機関の排気ガス中の有害成分である窒素酸化物を減
少させるために排気ガスの一部を機関の吸気側に導入す
るいわゆる排気ガスの再循環が行なわれることは周知の
通りである。

上記再循環される排気ガス流量は窒素酸化物の減少以外
に機関の性能、燃費などに影智を与えるので、再循＊排
気ガス流量は機関の運転状態に応じて精度よく制御され
ることが望まれる。

第５図は、たとえば特開昭５５−９３９５０号公報など
に示すような従来の排気ガス還流（以下ＥＧＲと略記）
制御製電を示す構成図である。この第５図において、１
はエンジン本体、２はエンジンの吸気管、３は排気管で
ある。

吸気管２に燃料供給装置４が配設されており、また、ス
ロットル弁５が吸気管２と吸気ダクト６との連結部近傍
に配ｆＩｊｔすれている。この吸気ダクトロの入口部分
には、エアークリーナ７が配置されている。

吸気管２には、吸気負圧導入通路９が連通している。こ
の吸気負圧導入通路９を通して、吸気管２の吸気圧力を
吸気圧力検出器１０で検出するようにしている。

この吸気圧力検出器１０の出力、ＥＧＲ制御弁１２の開
度検出器１３の出力、エンジン回転数検出器８の出力は
ＥＧＲ制御回路１４に送出するようになっている。

ＥＧＲ制御弁１２はＥＧＲ通路１１に設けられてお９、
このＥＧＲ通路１１は排気管３と吸気管２を連通してい
る。

ＥＧＲ制御回路１４の出力により制御負圧発生器１６を
制御するようになっている。この制御負圧発生器１６は
ＥＧＲ制御弁１２の開閉度合を制御するためにアクチュ
エータ負圧を吸気負圧と大気圧とにより調圧して発生す
るものである。

次に、動作について説明する。エンジンの運転状態を示
す量であるエンジン回転数とエンジン吸気圧力が、各々
エンジン回転数検出器８と吸気圧力検出器１０で検出さ
れ、ＥＧＲ制御回路１４に入力される。

ＥＧＲ通路１１を流れるＥＧＲ量はエンジン回転数検出
器８、吸気圧力検出器１０で検出するエンジン運転状態
量に応じてＥＧＲ制御回路１４に記憶された目標ＥＧＲ
率に対応する開度検出器１３の出力値と、ＥＧＲ制御弁
１２と連動し、た開度検出器１３の実測出力値との比較
偏差が零どなるよう、ＥＧＲ制御回路１４の出力信号に
より制御負圧発生器１６の出力負圧を、吸気負圧導入通
路９、大気圧導入通路１５の圧力により調圧し、て、Ｅ
ＧＲ制御弁１２の開度を制御することにより定する。

すなわち、Ｅ　Ｇ　Ｒｆｔｔ制御弁１２の開度を、開度
検出器１３の出力を用いてフィートノ々ツク制御するこ
とにより、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ量を得る
。

〔発明が解決し、ようとする問題点〕

従来のＥＧＲ制御装置においては、長時間使用すると、
Ｅ　Ｇ　ＲＩＩ！ＩＪ御弁１２には、排気ガス中に含ま
れているカーゲンなどが多量付着し、制御弁の開閉度に
対応し、た初期の排気ガス流量が変化し５、精度よい制
御ができなくなる問題があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、経年変化のない高精度な排気ガス還流制御が可能
となる内燃機関の排気ガス還流制御装置を得ることを目
的とする。

〔Ｉ−１題点を解決するための手段〕 この発明に係る内燃機関の排気ガス還流制御装置は、排
気ガスが混入された機胸の吸入空気中の酸素濃度を検出
するために吸気管中に設けられた酸素センサと、この酸
素センサの雰囲気圧力を検出する圧力センサと、＃Ｒ素
センサの出力と圧力センサの出力を入力して排気ガス還
流量を制御するＥＧＲ制御手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、酸素センサで吸入空気中の酸素社
度を検知し、この酸素センサの雰囲気圧力を圧力センサ
で検出し、内燃機関のスロットル弁の開閉操作によって
吸入９気の全圧が変動するために引き起こされる酸素セ
ンサの圧力出力レベル変動を補正するように酸素センサ
の出力と圧力センサの出力とをＥＧＲ制御手段に入力し
、酸紫！１度を計算して機関の運転状態に応じて設定さ
れたＥＧＲ率に対応して定まる吸入空気中の酸素濃度と
一致するように酸素センサの出力を圧力センサの出力で
補正し７てＥＧＲ制御弁の開閉度を制御する。

〔実施例〕

以下、この発明の内燃機関の排気ガス還流制御装置の実
施例について一面に基づき説明する。第１図はその一実
施例の構成を示す図である。この第１図において、第５
図と同一部分には同一符号を何するにとどめ、第５図と
は異なる部分を主体に述べる。

この第１図を第５図と比較しても明らかなように、第１
図では、符号１〜１６で示す部分は第５図と同様であり
、符号１７以降で示す部分がこの第１図により新たに設
けられた部分であり、この発明の特徴をなす部分である
。

すなわち、１７はＥＧＲ通路１１の吸気管２への開口部
、１８はこの開口部１７の下流の吸気管２に設けられた
酸素センサである。この酸素センサ１８は吸気管２を流
れる吸入空気中の酸素濃度を検知するものであり、この
酸素センサ１８はたとえば特開昭５８−１５３１５５号
公報などで提案されている固体電解質酸素ポンプ式の＃
Ｉ素センサのごとく、酸素一度に比例したセンサ出力を
発生するものである。

この酸素センサ１８の出力および圧力センサ１９の出力
はＥＧＲ制御回路１４に送出するようにり。

ている。圧力センサ１９は酸素センサ１８の雰囲気圧力
を検出するものである。その他の構成は第５図と同様で
ある。

次に上記実施例の動作につき、第２図ないし第４図を参
照しなが１具体的に説明する。第２図（ａ）ハ酸素＊度
Ｃδ２と酸素センサ１８の出力Ｉｐとの関係を示す説明
図であり、第２図Φ）は酸素センサ１８の外周囲圧力に
よって、出力Ｉｐのレベルが若干変化を受ける様子を示
す説明図、第３図はＥＧＲ率にと吸気中の酸素濃度Ｃδ
２との関係を示す説明図、第４図はＥ　Ｇ　Ｒｆ制御回
路、１４内に記憶されているエンジンの運転状態に対応
して定められた目標ＥＧＲ″ａＫｏを示す説明図である
。

エンジン本体１が始動されると、エンジン本体ｌの運転
状態を示すエンジン回転数ＮＥとエンジンの吸気圧力Ｐ
Ｂが、エンジン回転数検出器８と吸気圧力検出器１０で
検出され、ＥＧＲ制御回路１４に入力される。

このＥＧＲ制御１０路１４内には、第４■に示すごと〈
回転数ＮＢと吸気圧力ｐａに対応した目標ＥＧＲ率に０
が記憶されており、上記回転数ＮＫ、吸気圧力ＰＲの値
に応じて、たとえば目標ＥＧＲ率Ｋ。ｉが選択される。

この目標ＥＧＲ率Ｋ。ｉに対応し、た目標酸素濃度Ｃδ
２１　が第３図にし、たがって計算される。

一方、吸気管２中のＥＧＲガスが混入した突気の酸素濃
度は、酸素センサ１８の出力Ｉｐより計算されるわけで
あるが、吸気ｖ２中の圧力は、スロットル弁５の開閉度
合と、エンジン回転数とに関係して、通常の運転状態で
は、大気圧から−７００ｓｍＨｇ　までの範囲で常に変
動し、ている。

酸素センサ１８の出力Ｉｐと酸素に度との関係は、第２
図（ａ）に示すように、センサの外周囲の圧力が一定の
ときは、はぼ酸素濃度に比例した出力レベルが得られる
が、外周囲の全圧が変化すると、第２図伽）のように若
干出刃レベルが、酸素！ｊ度一定にもかかわらす変化す
る。

したがって、ＥＧＲ制御回路１４では、酸素濃度センサ
１８の出力Ｉｐとともに圧力センサ１９の出力よりｒ！
ｌｋ素センサ１８の周囲の圧力Ｐｅを取シ込み、第２図
Φ）を考慮したｔＭ素績度計算を行なう。

つまシ、第２図（ａ）の実線および破線に示すように圧
力Ｐｅによる補正をして酸素応変Ｃｏ２が計算される。

この計算された酸素濃度Ｃｏｗと前記目標酸素濃度Ｃ６
２１とを比較し、その比較偏差に基づいて、ＥＧＲ制御
回路１４の出力によυ制御負圧発生器１６の出力負圧を
吸気負圧導入通路９と大気圧導入通路１５の圧力を用い
て調圧して、ＥＧＲ制御弁１２の開閉度合を駆動制御し
７、上記ＥＧＲガス量を調整して比較偏差がなくなるよ
うに制御する。

なお、上記実施例では、ＥＧＲ％ＮＪｔｉＬｌ弁１２を
圧力ダイアフラムを介して負圧で駆動するように構成さ
れているが、電気モータによって駆動するように構成し
てもよい。

また、開度検出器１３はなくてもよい９、さらに、上記
実施例における吸気圧検出器１０は、圧力センサ１９の
出力信号との対応を予め機関の各運転状態についてＥＧ
Ｒ制御回路１４内に電気的に記憶するようにしておけば
、圧力センサ１９は一つでもよい。

なお、ＥＧＲ制御回路１４は、電気的な記憶回路を含む
電子１路で構成されており、内部の構成はアナログ式で
も、アナログ−ディジタル変換器、マイクロコンピュー
タを含んで構成されるディジタル式のものでもよい。

また、上記圧力センサ１９は酸素センサ１８と個別に設
けてるるが、これを一体化して設けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、排気ガスが混入された
吸入空気中の酸素衾度を検知する酸素センサの出力とこ
の酸素センサの雰囲気圧力を検出する圧力センサの出力
に基つきＥＧＲｆｔｌｌＪ１１１回路で計算される酸素
り度が機関の運転状態に応じて設定されたＥＧＲ率に対
応して定する吸入空気中の酸素計度とが一致するように
、機関の吸入空気に導入される排気ガス還流量を制御す
るＥＧＲ制御弁の開閉匣をｆＩＩＩ制御するようにし、
たので、経年変化のない高精度の排気ガス還流側軸が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１崗は、この発明の内燃機関の排気ガス還流制御装置
の一実施例を示す構成図、第２図ｆａは同上内燃機関の
排気ガス還流制御装置を説明するための酸素濃度Ｃδ鵞
対酸業センサ出力Ｉｐの関係を示す図、第２図（ｂ）＃
−１：同上内燃機関の排気ガス還流制御装ｋを説明する
ための酸素センサの外周囲圧力Ｐｅ　との関係を示す説
明図、第３図は同上内燃機関の排気ガス還流制御装置に
おける吸入空気中の酸素濃度とＥＧＲ率にの関係を示す
説明図、第４図は同上内燃機関の排気ガス還流制御装置
における目標ＥＧＲ率Ｋｏを示す図、第５図は従来の内
燃機関の排気ガス還流制御装置を示す構成図である。 】・・・エンジン本体、２・・・吸気管、３・・・排気
管、５・・・スロットル弁、８・・・エンジンロ転数検
出器、１０・・・吸気圧力検出器、１１・・・Ｅ　Ｇ　
１通路、１２・・・ＥＧＲ制御弁、１４・・・ＥＧＲ制
御制御画工８・・・酸素センサ、１９・・・圧力センサ
。 なお、図中同一符号は同一またｉ相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の排気系と吸気系を連通した排気ガス還流通
   路に設けられた排気ガス還流制御弁と、上記吸気系の排
   気ガス還流通路開口部より下流に設けられ吸入空気中の
   酸素濃度を検知する酸素センサと、この酸素センサの雰
   囲気圧力を検出する圧力センサと、機関の運転状態に対
   応して予め定められた目標排気ガス環流率となるように
   、この目標排気ガス環流率に対応する第１の演算量を算
   出しかつ前記酸素センサの出力信号を前記圧力センサの
   出力信号で補正し、この補正後の第２の演算量と前記第
   １の演算量との偏差に応じて前記排気ガス還流制御弁を
   開閉操作する排気ガス還流制御手段とを備えてなること
   を特徴とする内燃機関の排気ガス還流制御装置。