JPS6267267A - 内燃エンジンの排気還流制御方法 - 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制御方法に関し、特に
高地等の低大気圧条件下における加減速時の排気還流制
御方法に関する。

（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）を低減させることを目的とする排気還流制御
方法として、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続す
る排気還流路に排気還流弁を配設し、かつ吸気通路に還
流させる排気ガスの還流量を適宜量とするためにエンジ
ンの複数の運転パラメータ値（例えばスロットル弁下流
の吸気管内絶対圧とエンジン回転数）に応じた排気還流
弁の要求弁開度値を予め記憶装置に記憶し、エンジン運
転時における前記運転パラメータ値に応じて前記記憶装
置から読み出した要求弁開度値に基づき排気還流弁の実
弁開度値が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（例えば特開昭５７−１８８７
５３号公報）。

ところで、この種の排気還流制御方法においては、加速
時にはＮＯｘの排出が多いので排気還流量を増大方向に
制御し、また減速時には燃焼安定性を確保するために排
気還流量を減少方向に制御するようになっている。しか
し、排気還流制御の開始条件の１つにエンジン負荷、例
えばスロットル弁下流の吸気管内絶対圧値を採用し、該
絶対圧値と所定判別値との比較において加減速時の排気
還流制御をしているので、高地等の低大気圧条件下では
該絶対圧値が相対的に低下する。その結果、加速時にお
いては排気還流量を増量すべき運転領域が狭くなりＮＯ
ｘ排出を充分に低減できず、また減速時には排気還流量
を減少すべき運転領域が必要以上に広くなり同様にＮＯ
ｘ排出の抑制が不充分になるという問題点がある。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題を解決するためになされたもので、
高地等の低大気圧条件下における加減速時のＮＯｘ排出
を低減できる内燃エンジンの排気還流制御方法を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明によれば、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に配
設した排気還流弁の弁開度を前記エンジンの運転パラメ
ータ値に応じて制御する内燃エンジンの排気還流制御方
法において、エンジン負荷が第１の所定値以上の時には
エンジンが加速状態にあるとして前記弁開度を増大方向
に制御し、かつエンジン負荷が第２の所定値以下の時に
はエンジンが減速状態にあるとして前記弁開度を減少方
向に制御するとともに、前記第１の所定値又は第２の所
定値の少なくとも一方を大気圧値に応じて補正すること
を特徴とする内燃エンジンの排気還流制御方法が提供さ
れる。

（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図は本発明の方法を実施する排気還流制御装置を組
み込んだキャブレタ式内燃エンジンの電子制御装置を示
す全体構成図である。

第１図において１、符号５は例えば４気筒の内燃エンジ
ンであり、このエンジン５の吸気管４には大気吸入口１
、エアクリーナ２及びベンチュリ７を備える周知のキャ
ブレタ３が設けである。吸気管４のベンチュリ７下流側
にはスロットル弁６が設けである。また、符号８は２次
空気供給通路であり、この２次空気供給通路８には一端
がベンチュリ７の上流側のエアクリーナ２に、他端が吸
気管４のスロットル弁６下流側に夫々連通し、その途中
には電磁弁９が介設されている。電磁弁９のソレノイド
９ａは電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と云
う）５０に接続されている。ソレノイド９ａがＥＣＵ３
０により付勢制御されることにより電磁弁９は２次空気
供給量を制御するようになっている。一方、吸気管４の
スロットル弁６下流側には絶対圧（Ｐａ）センサ１ｏが
設けてあり、この絶対圧センサ１ｏにより検出された絶
対圧信号はＥＣＵ３Ｏ送られる。

エンジン本体５にはエンジン水温（Ｔｗ）センサ１２が
設けられ、このセンサ１２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装着されて、その
検出水温信号をＥＣＵ３０に供給する。

エンジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」と云う）１
１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、エンジン回転数信号即ちエンジ
ンのクランク軸の１８０゜回転毎に所定クランク角度位
置で発生するパルス信号を出力するものであり、このパ
ルス信号はＥＣＵ３Ｏに送られる。

エンジン５の排気管１５には三元触媒３３が配置され排
気ガス中のＨＣ，Ｃｏ、及びＮＯｘ成分の浄化作用を行
なう。この三元触媒３３の上流側には０２センサ１４が
排気管１５に装着され、このセンサ１４は排気中の酸素
濃度を検出し、その検出値信号をＥＣＵ３Ｏに供給する
。

更に、ＥＣＵ３Ｏには大気圧（ＰＡ）センサ３０が接続
されており、ＥＣＵ３Ｏは大気圧センサ３０からの検出
値信号が供給される。

次に、排気還流制御装置の一部を成す排気還流機構２０
について説明する。

この機構２０の排気還流路２１は、一端２１ａ６一 が排気管１５の三元触媒３３上流側に、他端２１ｂが吸
気管４のスロットル弁６下流側に夫々連通している。こ
の排気還流路２１の途中には排気還流量を制御する排気
還流弁２２が介設されている。

そして、この排気還流弁２２は負圧応動装置２３のダイ
アフラム２３ａに作動的に連結されている。

負圧応動装置２３はダイアフラム２３ａにより画成され
る負圧室２３ｂと下室２３ｃとを有し、負圧室２３ｂに
挿着されたバネ２３ｄはダイアフラム２３ａを排気還流
弁２２が閉じる方に押圧している。下室２３Ｃは空気路
２７を介して大気に連通し、負圧室２３ｂは絞りを有す
る負圧路２４を介して吸気管４のスロットル弁６下流側
に連通している。この負圧路２４の途中には電磁三方弁
２５が設けられており、電磁三方弁２５のソレノイド２
５ａが付勢されると、弁体２５ｂがフィルタ及び絞りを
備えた大気路２６を介して大気に連通する開口２５Ｃを
閉成すると共に負圧路２４を開成状態とするので、吸気
管４のスロットル弁６下流側における負圧が負圧応動装
置２３の負圧室２３ｂに導入される。この結果、ダイア
フラム２３ａの両面に圧力差が生じるので、ダイアフラ
ム２３ａはバネ２３ｄに抗して変位し、制御弁２２を開
弁させる。即ち、電磁三方弁２５のソレノイド２５ａを
付勢すると排気還流弁２２は開弁度合を増して排気ガス
の一部を排気還流路２１を介して吸気管４に還流させる
。一方、電磁三方弁２５のソレノイド２５ａが消勢され
ると、弁体２５ｂが負圧路２４の開口２４ａを閉塞する
と共に開口２５Ｃを開成させるので、大気が負圧応動装
置２３の負圧室２３ｂに導入される。このときダイアフ
ラム２３ａの両面に作用する圧力の差は略零となり、ダ
イアフラム２３ａはバネ２３ｄによって押圧されて変位
し、排気還流弁２２を閉弁方向に移動させる。

即ち、電磁三方弁２５のソレノイド２５ａを消勢し続け
ると、排気還流弁２２は全閉となって排気ガスの還流を
遮断する。

電磁三方弁２５のソレノイド２５ａは電気的にＥＣＵ３
Ｏに接続されている。符号２８は負圧応動装置２３のダ
イアフラム２３ａに連結され、ダイアフラム２３ａの偏
倚量、即ち排気還流弁２２の実弁開度を検出する弁リフ
トセンサであり、該弁リフトセンサ２８も電気的にＥＣ
Ｕ３Ｏに接続されている。

ＥＣＵ３Ｏは上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
内絶対圧Ｐａとエンジン回転数Ｎｅとに応じて設定され
る排気還流弁２２の要求弁開度値ＬＭ＾ｐから後述する
如く大気圧条件を加味した弁開度指令値ＬＣＭＤを導出
し、この弁開度指令値ＬＣＭｐと弁リフトセンサ２８に
よって検出された排気還流弁２２の実弁開度値ＬＡＣＴ
との偏差を零にするように上述の電磁三方弁２５にオン
−オフ信号を供給すると共に、０２センサ１４の出力信
号に応じて電磁弁９のデユーティ比を変えることにより
２次空気供給量を制御し、もって空燃比を所定値に制御
する。

第２図は第１図のＥＣＵ３０内部の回路構成を示す図で
、Ｎｅセンサ１１からのエンジン回転数信号は波形整形
回路５０１で波形整形された後、−９−。

中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という）５０３に第３図
に示す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
らの前回所定位置信号の入力時から今回所定位置信号の
入力時までの時間間隔を計数するもので、その計数値Ｍ
ｅ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５１Ｏを介して
ＣＰＵ５０３に供給する。

絶対圧（Ｐａ）センサ１０、エンジン水温センサ１２．
０２センサ１４、大気圧センサ３０、弁リフトセンサ２
８等の各種センサ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５１ｏ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
５０９，５１１に接続されており、ＲＡＭ５０８にはＣ
ＰＵ５０３での演算結果等を一時的に記憶し、ＲＯＭ５
０７はＣＰ　Ｕ　５０３　テ実行される後述する排気還
流制御の制御プログラム及び後述する弁リフトマツプ（
第４図）等を記憶している。

ＣＰＵ５０３は、後述するようにこの制御プログラムに
従い、各種エンジンパラメータセンサがらの出力信号に
応じてエンジンの運転状態を判別し、排気還流量を制御
する電磁三方弁２５のオン−オフ制御信号を駆動回路５
１１に供給すると共に、０２センサ１４の出力信号に応
じて電磁弁９のデユーティ比を演算し、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たデユーティ比で電磁
弁９を付勢させる制御信号を該電磁弁９に供給し、駆動
回路５１１は電磁三方弁２５をオン−オンさせるオン−
オフ駆動信号を電磁三方弁２５に供給する。

次に、本発明に係る排気還流制御方法、即ち第２図のＣ
ＰＵ５０３で実行される電磁三方弁の制御方法を第３図
に参照して説明する。

まず、Ｎｅセンサ１１及びＰＢセンサ１０の各出力値を
検出しこれを読み込むとともに（ステップ１）　、ＰＡ
センサ３０の出力値を検出しこれを読み込み（ステップ
２）　、ＲＯＭ５０７に記憶しである弁リフトマツプか
ら要求弁開度値ＬＭＡｐを読み出す（ステップ３）。こ
の弁リフトマツプは排気還流弁２２の要求弁開度値ＬＭ
Ａｐをエンジン回転数Ｎｅと吸気管内絶対圧ＰＢの関数
として設定したもので、第４図に示す如く、エンジン回
転数Ｎｅは例えば５００〜４０００ｒｐｍの範囲でＮ１
〜Ｎ１ｏとして１０段階設け、また吸気管内絶対圧Ｐｎ
は例えば６０〜６００　ｍｍＨｇの範囲でＰａｓ　〜Ｐ
ＢＩＳとして１０段階設けである。

次いで、ステップ４では排還流制御に大気圧条件を反映
させるべく後述するステップ５．７で通用される絶対圧
判別値Ｐａｐｖ、ＰＢＡ２の大気圧補正を行なう。絶対
圧判別値Ｐａｐｖ、ＰＢＡ２は標準大気圧下では夫々４
６０ｍｍＨｇ、　６１０ｍｍ１１ｇと設定しであるが、
これらは検出大気圧値ＰＡに対し次のように補正される
。

ＦＢ　Ｉ）Ｖ＝ＰＡ−（７６０−Ｐｓ　ｐｖ）　＝ＰＡ
−３００ＰＢ　Ａ２　＝ＰＡ　−（７６０−Ｐａ　Ａ２
　）　＝ＰＡ−１５０以上の補正式より明らかなように
、絶対圧判別値ｐＢｐｖ、ＰＢＡ２は大気圧が低くなる
程低値に補正設定される。

ステップ５では絶対圧検出値ＰＢが絶対圧判別値Ｐａｐ
ｖよりも小さいか否か、即ちエンジンが減速運転状態に
あるか否かを判別し、判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合
には前記ステップ３で読み出した要求弁開度値ＬＭＡｐ
から所定減量値Ｌｐｖを減算した値を弁開度指令値ＬＣ
ＭＤとして設定しくステップ６）、本プログラムを終了
する。

一方、ステップ５の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合には
次のステップ７において絶対圧検出値Ｐ８が絶対圧判別
値ＰＢＡ２よりも大きいか否か、即ちエンジンが加速運
転状態にあるか否かを判別する。そして、判別結果が肯
定（Ｙｅｓ）であれば前記ステップ３で読み出した要求
弁開度ＬＭＡＩＩ）に所定増量値ＬＡ２を加算した値を
弁開度指令値しＣＭｏとして設定しくステップ８）、ま
た判別結果が否定（Ｎｏ）であれば前記ステップ３で読
み出した要求弁開度値ＬＭＡｐをそのまま弁開度指令値
ＬＣＭＤとして設定しくステップ９）、夫々本プログラ
ムを終了する。

このように、本発明においては、エンジンが減速運転状
態にあるか、あるいは加速運転状態にあるかの判別基準
となる絶対圧判別値ＰＢｐｖ。

ＰＢＡ２を大気圧の低下に応じて低値側に補正設定し、
減速運転時には要求弁開度値ＬＭＡｐから所定量減量し
たものを弁開度指令値ＬＣＭＤとし、また加速運転時に
は要求弁開度値ＬＨＡＩ）に所定量増量したものを弁開
度指令値ＬＣＭＤとしたので、低大気圧条件下において
も減速運転時には排還流量の減量領域の拡張をエンジン
の燃焼状態に悪影響を与えない程度に抑制でき、また加
速運転時には排気還流量の増量領域の縮小を防止するこ
とができる。その結果、低大気圧条件下における加速運
転時のＮＯｘ排出を低減できる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の排気還流方法によれば、
エンジン負荷が第１の所定値以上の時にはエンジンが加
速状態にあるとして排気還流弁の弁開度を増大方向に制
御し、かつエンジン負荷が第２の所定値以下の時にはエ
ンジンが減速状態にあるとして前記弁開度を減少方向に
制御するとともに、前記第１の所定値又は第２の所定値
の少なくとも一方を大気圧値に応じて補正するようにし
たので、低大気圧条件下での加減速運転時の排気還流量
の適正比が図れ、ＮＯｘ排出の低減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する排気還流制御装置を備え
るキャブレタ式内燃エンジンの電子制御装置を示す全体
構成図、第２図は第１図のＥＣＵ３Ｏの回路構成を示す
ブロック図、第３図は本発明の排気還流制御方法を示す
フローチャート、第４図はエンジン回転数Ｎｅと吸気管
内絶対圧Ｐａの関数として設定される弁開度指令値ＬＭ
Ａｐのメモリマツプを示す図である。 ３・・・キャプレタ、４・・・吸気管、５・・・エンジ
ン、６・・・スロットル弁、７・・・ベンチュリ、８・
・・２次空気供給通路、９・・・電磁弁、１０・・・絶
対圧（Ｐａ）センサ、１１・・・エンジン回転数（Ｎｅ
）センサ、１４・・・０２センサ、２０・・・排気還流
機構、２１・・・排気還流路、２２・・・排気還流弁、
２５・・・電磁三方弁、２８・・・弁リフトセンサ、３
０・・・大気圧（ＰＡ）センサ、３３・・・三元触媒、
５０・・・電子コントロールユニット　（ＥＣＬＩ）。

Claims (1)

【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
   排気還流路に配設した排気還流弁の弁開度を前記エンジ
   ンの運転パラメータ値に応じて制御する内燃エンジンの
   排気還流制御方法において、エンジン負荷が第１の所定
   値以上の時にはエンジンが加速状態にあるとして前記弁
   開度を増大方向に制御し、かつエンジン負荷が第２の所
   定値以下の時にはエンジンが減速状態にあるとして前記
   弁開度を減少方向に制御するとともに、前記第１の所定
   値又は第２の所定値の少なくとも一方を大気圧値に応じ
   て補正することを特徴とする内燃エンジンの排気還流制
   御方法。