JPS63106354A - エンジンの排気ガス再循環制御装置 - 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再循環（ＥＧＲ）制御装置
に関し、特に排気ガス中の酸素濃度に応じてエンジンに
排気ガス再循環制御をかける装置に関するものである。

〔従来の技術〕

酸素濃度センサーを用いてエンジンの排気ガス再循環制
御を行う従来の装置のハードウェアシステム構成が第２
図に示されている。

第２図において、１はエンジン（例えばディーゼルエン
ジン）の１気筒部分、２は排気弁、３は噴射ノズル、４
は吸気管、５は排気管、６は排気管５に設置され排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素（０り４度センサー、７
は排気ガス再循環弁、８は排気ガス再循環パイプ、９は
エアクリーナ、である。

また、１０はＩ１０装置１１及び１２、ＣＰＵ１３、及
びＲＯＭ−ＲＡＭ＋７）メモ１７１４を含み、酸素濃度
センサー６、エンジン回転数センサー１５、及びエンジ
ン負荷センサー１６からの電気信号を入力して排気ガス
再循環制御信号を発生するコントローラ、１７はコント
ローラ１０の出力信号によって制御されてバキュームポ
ンプ（Ｖ、Ｐ。

）１８の制御負圧を排気ガス再循環弁７に送って制御す
るバキュームスイッチング弁（Ｖ　Ｓ　Ｖ）である、こ
のような閉ループにより排気ガス再循環制御のためのフ
ィードバックループが形成されている。尚、エンジンの
負荷センサー１６としては、噴射ポンプ（図示せず）の
レバー開度を検出するボテンシッメータ、噴射ポンプの
コントロールスリーブやラック（図示せず）の移動量を
検出するスリーブセンサー又はラックセンサー、噴射期
間を測定する針弁リフトセンサー等が用いられている。

次に、第２図の装置における従来の動作を第３図のフロ
ーチャート並びに第４図及び第５図の特性グラフを参照
して説明する。

まず、コントローラ１０は回転数センサー１５及び負荷
センサー１６の出力信号を入力してそれぞれの値からエ
ンジン回転数及び負荷を得る（第３図のステップＳ１）
、そして、これら回転数及び負荷の値から第４図に示す
ような目標の排気酸素濃度を求める（同ステップＳ２）
。

第４図はエンジンの成る一定回転数での燃料流！（負荷
を表す）に対する排気酸素濃度を、排気ガス再循環率を
パラメータとして得た特性グラフと、燃料流量に対する
排気ガス再循環率の特性グラフと、を示している。従っ
て、種々の回転数毎に第４図のような特性グラフがそれ
ぞれ得られ、特性マツプとしてメモリ１４に記憶されて
いる。

このような排気ガス再循環特性は、特にディーゼルエン
ジンにおいてスモーク、パティキュレートの悪化を権力
抑えながらＮＯｘを低減させる要求と合致したものであ
る。

この第４図の意図する処は、排気ガス再循環率そのもの
を検出してフィードバック制御をかけることができない
ために、排気ガス再循環率に相関関係を有する排気酸素
濃度を検出して排気ガス再循環率をフィードバック制御
しようというものである。

そのため、エンジンの回転数と負荷から第４図の上段の
グラフのように所望の排気ガス再循環率特性を幾つか（
この場合は！及び■の２つ）求めておき、各特性に従っ
た目標酸素濃度を求めると第４図の下段のグラフのよう
に目標酸素濃度特性曲＆ＩＩ及び■が得られることにな
る。

従って、第３図のフローチャートで回転数と負荷とを決
定することによりステップＳ２で例えば特性曲線！にお
ける目標酸素濃度を求めることができることになる。

その後、実際の酸素濃度を知るためセンサー６の出力か
ら排気酸素濃度を取り込み（同ステップＳ３）、その偏
差に応じて制御されるバキュームスイッチング弁１７の
デエーティ比を演算しく同ステップＳ４）、バキューム
スイッチング弁１７を制御して排気ガス再循環率の制御
を行って（同ステップＳ５）目標とする定常状態に到達
する。

この他、排気酸素濃度に応じて排気ガス再循環率を制御
する装置を開示したものとしては、例えば、特開昭５５
−７９６４号、同５８−７２６６５号、及び同５８−１
４０４６１号公報が挙げられるが、これらは特にエンジ
ンの回転数及び負荷のと相関関係を有する目標排気酸素
濃度を設定して排気ガス再循環制御を行うものではない
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような目標排気酸素濃度に応じて排気ガス再循環制
御を行う従来の装置では、第５図に示すように、例えば
今、Ａ点で示す条件で定常運転が行われ、目標排気酸素
濃度になるよう排気ガス再循環フィードバック制御が行
われていたときに、加速を開始するためアクセルを踏ん
だとすると、燃料流量が増加し、ａ　−ｅ　ｂに変化す
る。このときの目１排気酸素濃度はＢ点（２０％の排気
ガス再循環率）で示すように与えられ、センサー６から
取り込んだ実際の排気酸素濃度と比較するのであるが、
応答遅れが無く排気ガス再循環率が変わらなければ本来
なら排気酸素濃度はＤ点で示す値になっている筈である
。

しかしながら、排気管５内のガス濃度変化の遅れにより
センサー６は目標のＢ点よりも排気酸素濃度が高い０点
の排気酸素濃度を検出してしまい、その結果、排気ガス
再循環率を３０％（Ａ点）から２０％（Ｂ点）に減ずべ
きところを、排気ガス再循環率が不足していると誤判定
して１６％（０点）から約２０％（Ｂ点）に増加（或い
は減量する量を減少）して演算し、実質的にＥ点での過
度の排気ガス再循環を行い、スモーク、パティキュレー
トを発生させてしまう。

このような過度の排気ガス再循環という問題を解決する
ためには、目標酸素濃度を予め低く設定して余裕を持た
せる方法も考えられるが、負荷及び回転数の大きな変化
に十分対応するには、その余裕を大きくとらなければな
らず、結果としてＮＯｘの低減という排気ガス再循環制
御装置の本来の目的が達成できなくなってしまう。

従って、フィードバックｖ制御を用いた従来の排気ガス
再循環制御装置は、オーブン制御の場合に比べ定常運転
時には精度の良い制御が行える反面、フィードバック系
の遅れが在るために過渡運転時には応答が悪化し制御精
度の悪化をもたらす、特に、ＮＯｘの低減のために排気
ガス再循環の必要な加速運転時には、負荷及び回転数の
変化が大きいので排気ガス再循環制御を過不足無く最適
にかけることができないという問題点があった。

上記に鑑み、本願発明の目的は、過渡運転時においても
排気ガス再循環制御が最適にかけられるエンジンの排気
ガス再循環制御装置を提供することに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する手段として、本発明に係るエン
ジンの排気ガス再循環制御装置においては、　排気酸素
濃度センサーと、エンジンの回転数センサーと、エンジ
ンの負荷センサーと、この負荷センサーの出力による負
荷の急変から一定期間中、排気酸素濃度センサーの出力
に基づくフィードバック制御を停止してエンジン回転数
と負荷に基づくオーブン制御ｎを行う制御手段と、を備
えている。

〔作　　　用〕

本発明においては、エンジンの負荷及び回転数を絶えず
制御手段に入力し、エンジン負荷の値が急変したとき、
即ち、過渡運転時、一定期間を区切って、エンジンの排
気管に設置した排気酸素濃度センサーからの酸素濃度信
号に基づく排気ガス再循環フィードバック制御を停止し
、その間、エンジンの回転数と負荷に対応した排気ガス
再循環率に基づく排気ガス再循環オーブン制御を行うよ
うにしている。

〔実　施　例〕

以下、本願発明に係るエンジンの排気ガス再循環制御装
置の実施例を説明する。

第１図は、第２図と同じハードウェア構成を用いて実行
される本発明の一実施例を示す動作フローチャートで、
このフローチャートも第２図のコントローラ１０内のメ
モリ１４に格納されたプログラムに係るものである。

以下、第１図のフローチャートを参照しながら第２図に
示した本発明の排気ガス再循環制御装置の動作を説明す
る。

まず、コントローラ１０は第３図の場合と同様に、回転
数センサー１５及び負荷センサー１６の出力信号を入力
してそれぞれの値からエンジン回転数及び負荷を得る（
第３図のステップＳ１）。

そして、負荷が急変したか否かをチェックする（同ステ
ップ３１０）、これは、前回取り込んだ負荷を記憶して
おき、この値と今回の負荷との偏差を演算し、その偏差
が所定の閾値（これは常に一定でもよく、又は回転数・
負荷によって変化させてもよい）を越えているかどうか
を判定するものである。

今、その偏差が闇値を越えていればオーブン制御とする
ため一定時間Ｔ（これも回転数・負荷によつて変化させ
てもよい）に、タイマカウンタをセットしく同ステップ
５１１）、この間はエンジン回転数と負荷から排気ガス
再循環率（具体的には、例えばバキュームスイッチング
弁１７の！ｌＩ御デユーティ比）を演算しく同ステップ
ｓ４）、バキュームスイッチング弁１７を制御する（同
ステップＳ５）。

このオーブン制御は、第５図で見ると、燃料流量で表さ
れる負荷が２−ｅ　ｂに急変したとき、目標酸素濃度の
演算（同ステップＳ２）及び排気酸素濃度の取り込み（
同ステップ３３）というフィードバック制御を行わない
ことにより、排気ガス再循環率は３０％（Ａ点）から２
０％（８点）を直接制御目標とすることになる。

このオーブン制御はタイマカウンタのカウント埴を１づ
つ減算してゆき、“０”になるまで゛実行し続ける（同
ステップ５１２．５１３）。

〔発明の効果〕

以上のように、本願発明に係るエンジンの排気ガス再循
環制御装置では、負荷の急変時において、一定時間は排
気酸素濃度センサーの出力に基づくフィードバック制御
を停止し、エンジンの回転数と負荷に基づくオーブン制
御を実行するように構成したので、負荷急変時の過度の
排気ガス再循環量によるスモーク、パティキュレートの
増大を、ＮＯｘの低減効果を犠牲にすることなく抑える
ことができるとともに過渡時のｖｉｔｍ精度が低下する
ことなく良好なドライバビリティを維持できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第ｔａは、本発明に係るエンジンの排気ガス再循環制御
装置の動作の一実施例を示すプログラムのフローチャー
ト図、 第２図は、本発明及び従来のエンジンの排気ガス再循環
制御装置に共通のハードウェア構成を示す図、 第３図は、従来例の動作例を示すプログラムのフローチ
ャート図、 第４図は、負荷を示す燃料流量に対する排気ガス再循環
率（ＥＧＲ率）及び酸素（Ｏｘ　＞　９１度の特性を示
すグラフ図、 第５図は、燃料流量を急変させたときの排気酸素濃度の
変化を説明するためのグラフ図、である。 第２図において、１はエンジン、６は酸素濃度センサー
、７は排気ガス再循環弁、ｌＯはコントローラ、１５は
エンジン回転数センサー、１６はエンジン負荷センサー
、１７はバキュームスイッチング弁、を示す。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特　許　出願人　　いすり自動車株式会社代理人　弁理
士　　茂　　泉　　修　　司第２図 二回平云憂ヌ；−更 晃４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　排気酸素濃度センサーと、エンジンの回転数センサー
   と、負荷センサーと、負荷の急変から一定期間中、前記
   酸素濃度センサーの出力に基づくフィードバック制御を
   停止してエンジン回転数と負荷に基づくオープン制御を
   行う制御手段と、を備えたことを特徴とするエンジンの
   排気ガス再循環制御装置。