JPS6267268A - 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
高負荷運転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）を低減させる方法は広く行なわれている。ま
た、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（例えば特願昭５９−１
８８９４８号）。

ところで、この排気還流制御方法においてはエンジンが
高負荷運転状態にあるときはエンジン出力の低下を防止
するために排気還流を停止するようにしている。しかし
、この先行技術に依る排気還流の停止は単に吸気管内絶
対圧値が所定判別値（例えば６５０　ｍｄｇ）を越えた
ときに行なうようにしていたので、例えばアクセルペダ
ルの急激な踏込みによってエンジンを一時的に高負荷運
転状態とし、その後すぐに該アクセルペダルを通常位置
に戻した場合にも短時間の排気還流の停止が行なわれて
いた。しかし、この場合、アクセルペダルの急操作によ
ってエンジンの燃焼温度が急上昇して排気ガス中のＮＯ
ｘ成分が増加するので、排気還流の停止によりＮＯｘ成
分の浄化が損なわれてしまうという問題があった。

（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、
エンジンが通常運転状態から一時的に高負荷運転状態と
なった場合にＮＯｘ成分の浄化が損なわれないようにし
た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、エンジン負荷が所定値以上である状態が所
定時間以上継続したとき、前記排気還流弁を全閉にする
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、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プ
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ｒＥｃＵＪと言う）
５０に接続されている。ソレノイド９ａがＥＣＵ３Ｏ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（ＰＢ）センサ１０が設
けてあり、この絶対圧センサ１０により検出された絶対
圧信号はＥＣＵ３Ｏに送られる。

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なり、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ｒＮａセンサ」と言う）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ＥＣＵ３０に供給する
。

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２１ａ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２
２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ずる開口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は全開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
Ｕ３０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ＰＢＡ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の弁開度指令値ＬＣＭＤ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
所要値に制御する。

第２図は第１図のＥＣＵ３Ｏ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、中央処理装置（以下ｒ
ｃＰＵＪ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Ｍｅはエンジン回転数Ｎ
ｏ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。

絶対圧（Ｐａ）センサｌＯ、エンジン水温センサ１２、
ｏ２センサ１４、弁リフトセンサ２８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
５０９，５１１に接続されており、ＲＡＭ５０８はＣＰ
Ｕ５０３での演算結果等を一時的に記憶し、ＲＯＭ５０
７はＣＰＵ５０３で実行される後述する排気還流制御の
制御プログラム等を記憶している。

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−１０＝ −オフさせるオン−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２５の制御方法を第
３図に示すフロチャートに従って説明する。

まず、最初のステップ１ではエンジン回転数Ｎｅが判別
値Ｎ＋　　（例えば４０００ｒｐｍ　）よりも大きいか
否かを判別する。判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば弁
リフト指令値ＬＣＭＤを値Ｏに設定しくステップ２）、
本プログラムを終了する。その結果、電磁三方弁２５が
消勢状態に保持されて排気ガスの還流が停止する。これ
により出力が要求される高速運転時の運転性能が確保さ
れる。判別結果が否定（Ｎｏ）の場合にはステップ３に
進む。

ステップ３ではエンジン回転数Ｎｅが判別値Ｎ２（例え
ば３００ｒｐｍ）よりも小さいか否かを判別する。

判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば前記ステップ２を実
行して本プログラムを終了する。これによりクランキン
グ時の完爆が確保される。判別結果が否定（Ｎｏ）の場
合にはステップ４に進む。

ステップ４ではエンジン回転数Ｎｅが判別値Ｎ３（例え
ば６５０ｒｐｍ）よりも小さいか否かを判別する。

判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば前記ステップ２を実
行して本プログラムを終了する。これにより低速運転時
の燃焼安定性が確保される。判別結果が否定（Ｎｏ）の
場合にはステップ５に進む。

ステップ５では絶対圧検出値ｐａが絶対圧判別値ＰＢＬ
（例えば２００ｍｍＨｇ　）よりも小さいか否かを判別
する。判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば前記ステップ
２を実行して本プログラムを終了する。これによりエン
ジンの低負荷運転領域で排気還流を停止して該領域での
燃焼の安定性を確保し低負荷運転性能の維持向上を図る
のである。判別結果が否定（ＮＯ）の場合にはステップ
６に進む。

ステップ６では絶対圧検出値ＰＲが絶対圧判別値Ｐ　ａ
　Ｈ（７００ｍｍｌ（Ｈ）よりも大きいか否かを判別す
る。この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、ステップ
１０に進み、該ステップ１０で後述するステップ７でセ
ットされたタイマの作動が２秒間継続したか否かを判別
する。ステップ１０の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれ
ば、前記ステップ２を実行し、本プログラムを終了する
。前記ステップ１０の判別結果が否定（ＮＯ）の場合、
即ち、ＰＢ値が所定値ＰＢＨより小さい値から所定値Ｐ
ＢＨより大きい値になってから２秒間が経過していない
場合には、後述のステップ８に進む。

上述のステップ６及び２により、エンジンの高負荷運転
領域で排気還流を停止して高負荷運転時の排気還流によ
るエンジンの出力不足を回避して該領域でのパワーアッ
プ要請に応えるのである。

特に、本発明に依れば、ステップ２の実行をステップ１
０でのタイマ作動の所定時間経過を条件に行なうように
したので、前述したようにアクセルペダルの急激な操作
等によりエンジンが一時的に高負荷運転領域に突入した
ときの排気還流が停止されてＮＯｘ成分の浄化が損なわ
れることを防止するのである。

上記ステップ６の判別結果が否定（ＮＯ）の場合にはタ
イマにタイマ値２ｓｅｃをセントしくステツ−１３＝ プ７）、ステップ８に進む。

ステップ８では弁リフト指令値ＬＣＭＤの決定ルーチン
を実行する。即ち、ＲＯＭ５０７にはＰＢ−Ｎｅマツプ
（図示省略）が設けてあり、エンジンの運転状態に通し
た排気還流量を得るべく絶対圧ＰＲ検出値とエンジン回
転数Ｎｅ検出値とに応じてＰａ−Ｎｅマツプから排気還
流弁２２の要求弁開度値を読み出し、これに基づき弁リ
フト指令値ＬＣＭＤを決定し、ステップ９に進む。

最後に、ステップ９ではリフトセンサ２８の読み込み値
Ｌ　Ａ　ｃ　７と上記ステップ８で決定した弁リフト指
令値ＬＣＭＤとの偏差に応じて電磁三方弁２５のオンオ
フデユーティ比値を決定し、本プログラムを終了する。

（発明の効果） 以上詳述したように、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、エンジン負荷が所定値以上である状態が所定時間
以上継続したとき、前記排気還流弁を全閉にするように
したので、例えばアクセルペダルの急操作を行なってエ
ンジンを一時的に高負荷運転状態とし、その後すぐに該
アクセルペダルを通常位置に戻した場合に、排気還流を
停止させないようにでき、ＮＯｘ成分の浄化が損なわれ
ることを防止することができる。

【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の全体構成
図、第２図は第１図のＥＣＵ３０の回路構成を示すブロ
ック図、第３図は本発明に係る排気還流制御方法を示す
フローチャートである。 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（ＰＢ）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
３・・・三元触媒、５０・・・電子コントロールユニッ
ト（ＥＣ１Ｊ）。

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、エンジン負荷が所定値以上
   である状態が所定時間以上継続したとき、前記排気還流
   弁を全閉に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。