JPS6397863A - 内燃機関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、内燃は関の排気ガス再循環制御装置にかかり
、特に、電子制御ディーゼルエンジンに適用して排気ガ
ス再循環量を制１２１１する際に用いるのに好適な、内
燃機関の排気ガス再循環制ｔ２Ｉｌ装置の改良に閏ブる
。 【従来の技術１ ディーゼルエンジンにＪ３いては、排気ガス中のＮＯｘ
を低減する一手段として、不活性である排気ガスの一部
を吸気系統へ再循環させ、吸気に該排気ガスを混入させ
ることにより、燃焼時の最高温度を下げてＮＯｘの生成
を少なくする排気ガス再循環（以下、ＥＧＲという）装
置が用いられている。一般に、このＥＧＲＨｉａには吸
気系へａ入ざゼるための排気ガス最を制御し、負圧によ
り駆動するようにされたＥＧＲ弁と、該ＥＧＲ弁への負
圧を制御するための負圧制御弁とが備えられている。 ここで、このような負圧制御弁の一例として、第５図に
電子制御による負圧８ｉ制御弁（以下、ＥＶＲＶという
）を示す。図に示ずようにこのＥＶＲＶは、入力負圧を
導入するための入力ボート１と、該入カポ−１−１から
の負圧をＥＧＲ弁に伝達するための出力ボート２と、大
気圧を導入Ｊるための開放ボート３と、負圧を切操える
ための弁体４と、該弁体４に駆動力を与えるためのソレ
ノイドコイル５と、該ソレノイドコイル５へ電気信号を
伝えるためのワイヤを接続するためのコネクタ６と、前
記弁体４を原位置に復帰させるためのスプリング７Ａと
、前記弁体４を間開するためソレノイドコイル５の電磁
吸引力により動作するムービングコア８と、該ムービン
グコア８を原位置に復！１沿させるだめのスプリング７
Ｂとを備える。 次に、前記ＥＶＲＶの作動原理について、第６図に示さ
れるような、ＥＶＲＶを簡略化して示す構成図にｌづぎ
説明する。なお、図中９は前記ムービングコア８を負圧
空１１内の負圧により駆動させるためのダイヤフラム、
符号ＡＧはムービングコア８とソレノイドコイル５間の
エアギャップである。 このＥＶＲＶは、ソレノイドコイル５に電流を流したと
きの電磁力と負圧室１１内の負圧をバランスさせること
により駆８するものである。例えば第６図の状態が電流
値一定で吊り合っている状態と考えると、該電流値が下
がったときにはムービングコア８を引く力（図の場合下
方）が減り、ムービングコア８が上方に上がるため、入
力ボート１゛は弁体４で塞がれたままとなる。すると、
該弁体４とムービングコア８の隙間より大気が導入され
、出力ボート２から出力される制御負圧が低下する。そ
の後、この制御負圧の低下によりムービングコア８が次
第に下がり、ダイヤフラム９の張力とソレノイドコイル
５の電磁吸引力が吊り合う一定の位冒でムービングコア
８は留まる。 一方、ソレノイドコイル５の電流値が上がったとぎには
、ムービングコア８を引く力が増重ため、ムービングコ
ア８は下がる。すると、弁体４がムービングコア８によ
り引下げられ、入力ボート１より負圧供給源からの負圧
が負圧室１１を介して出力ボート２に伝わる。その際、
出力される制御負圧が上昇して負圧室１１内の負圧が上
昇するため、ムービングコア８は、ダイヤフラム９にＪ
＝り引、上げられ、一定の位冒で吊り合って停止する。 なお、前記ソレノイドコイル５を流れる電流が零のとき
には、ムービングコア８はダイヤプラム９に引上げられ
て完全に上方の位冒（図中破線で爪型）となり、出力ボ
ート２は大気開放となる。 【発明が解決しようとする問題点】 ところで、前記の如くソレノイドコイル５に流れる電流
値が下がったときく零でない゛電流値の場合）には、弁
体４とムービングコア８の隙間が狭いため、大気が解放
ボート３から出力ボート２に流れるのに時間がかかり、
前記出力負圧には応答遅れが生ずる場合がある。前記の
如き応答遅れが生じた場合、内燃機関のＥＧＲ制御装置
においては、過渡的にＥＧＲ率が大きくなり、黒煙の発
生やドライバビリティの不良が発生してしまう場合があ
る。 このような問題点に対し、出願人は既に特願昭６１−１
１７９８４で、負圧制御弁の応答遅れをなくし、ＥＧＲ
率を応答性よく制御することのできるディーゼルエンジ
ンのＥＧＲ装冒を提案し、前記応答遅れによる問題点を
解消している。 ところで、通常のＥＶＲＶは、動作するに際し、過渡特
性のみならず、第６図申付号ＡＧで示すエアギャップに
よる機械的、磁気的ヒステリシスをも有する。従って、
ＥＶＲＶでＥＧＲｆｆｌを制御すべく、同一初期値から
同−目ｉａ値に前記ＥＶＲＶの出力負圧を変化させると
きに、急激に変化ざぜた場合と緩かに変化させた場合と
では、前記出力負圧に差が生じ、黒煙の発生等の問題が
生ずる。 これは、ＥＶＲＶが電磁吸引力と出力負圧をバランスざ
ぜて調圧り“るものであるため、ヒステリシスがそのま
ま出力負圧に影響するからである。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消ずべくなされたもの
であって、負圧制御手段のエアギャップによるヒステリ
シスを見込んでＥＧＲｆｍを最適に補正し、ＥＧＲ過多
による黒煙発生を確実に防止することができる内燃機関
のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、内燃機関のＥＧＲｆｆｉをその開度により制
ｕ（ＩＩ“るためのＥＧＲ弁と、該ＥＧＲ弁のＤ１度を
制御負圧により変化させるための聞Ｉ３２文化手段と、
前記制御負圧を、所定のＥＧＲｍが得られるよう制御す
るための負圧制御手段とを右する内燃機関のＥＧＲ制御
装置において、前記負圧制御手段のヒステリシスに応じ
てＥＧＲＵを補正する手段を備えることにより、前記目
的を達成したちのである。

【作用１ 本発明にＪ３いては、内燃機関のＥＧＲを制御り゛るの
に際し、ＥＧＲ弁の開度を変化させるべく、開度変化手
段への制圓負圧を負圧制御手段で制御する場合、該負圧
制御手段のヒステリシスに応じてＥＧＲ口を補正する。 従って、前記負圧制御手段のヒステリシスを見込んで基
本ＥＧＲｆｄを補正することができるため、ＥＧＲ過多
による黒煙の発生を確実に防止することができる。 【実施例】 以下、本発明が実施されたディーゼルエンジンのＥＧＲ
制御装置について詳細に説明する。 この実施例は、第２図に示すような、ディーゼルエンジ
ン１０に備えられるＥ　Ｇ　Ｒａ、ｉ制御装置であり、
吸気中へのＥＧＲｆｆｉを制御するＥＧＲ弁３２を前出
第５図、第６図に示されるようなＥＶＲＶ４０で制御す
るものである。 このディーゼルエンジン１０は、その燃焼室に燃料噴射
弁１４からディーゼルエンジン用の液体燃料が噴射供給
されるようになっている。 このディーゼルエンジン１０は、又、前記燃焼室に間口
した吸気ボート（図示省略）と排気ボート（図示省略）
とを有しており、吸気ボートには吸気マニホールド１６
が接続され、排気ボートには排気マニホールド１８が接
続されている。該吸気マニホールド１６の上流側には吸
気管２０が接続され、前記排気マニホールド１８の下流
側には排気管２２が接続されている。該吸気管２０及び
排気管２２の途中には、排気管２２を流れる排気の圧力
によって吸気管２０を流れる吸気を圧縮するためのター
ボチャージャ２４が配設されている。 前記燃料噴射弁１４は、燃料パイプ２６によって燃料噴
射ポンプ２Ｂに接続され、該燃料噴射ポンプ２８によっ
て、エンジン負荷に応じて１ｔｈｉされた流口の液体燃
料が所定の圧力をもって供給される。 前記燃料噴射ポンプ２８は、例えばアクセルペダル（図
示省略）と連動して回動するアジヤステンブレバー２８
△、エンジン回転数に応じて燃料噴射量を制御するため
のガバナ等によって駆動されるスピルリング（図示省略
）、燃料噴射時期を制御するためのタイマピストン２８
Ｂ１冷間時や例えばエアコンスイッチオン時のアイドル
アップを制御するためのアイドルアップ機構２８０１吸
気圧力に応じて過給燃料を増ｆａｖるための高度補償付
過給燃料増岱礪構（以下ＢＡＣ８と称する）２８Ｄを有
しており、前記スピルリングの位置に応じて燃料噴射ム
を制御する、それ自体周知の燃料噴射ポンプである。 前記排気マニホールド１８には排気ガス取入ボート１８
Ａが、又、吸気マニホールド１６には排気ガス注入ボー
ト（図示省略）が各々設けられており、該排気ガス取入
ボート１８Ａは、ＥＧＲ通路３０及びＥＧＲ弁３２を経
て、前記排気ガス注入ボートに接続されている。 前記ＥＧＲ弁３２は、そのダイヤフラム室３２ＡにＥＶ
ＲＶ４０から印加される制御負圧に応動して前記ＥＧＲ
通路３０の流通面積を制御するようにされている。前記
ダイヤフラム室３２Ａは、エンジン温度に応動して開閉
する温度感知式の負圧切換弁〈以下ＢＶＳＶと称する）
３４、電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）３６の
出力によってオンオフされる負圧切換弁（以下ＶＳｖと
称する）３８を経てＥＶＲＶ４０に接続されている。こ
のＥＶＲＶ４０は、又、一定負圧を供給するための定圧
弁（以下ＣＰ■と称する）４２を経て、ディーゼルエン
ジン１０に設けられたバキュームポンプ４４に接続され
ている。従って、ＥＧＲ弁３２の開度は、ＥＣＵ３６の
出力によってＶＳＶ３８が間かれ、且つ、エンジン暖機
が終了してＢＶＳＶ３４も開かれている時には、ＥＣＵ
３６の出力によってＥＶＲＶ４０で調整される制御負圧
に応じて制御されることとなる。 ＋ＦＪ記ＣＰＶ４２出カッ一定負圧ハ、前記ＢＡＣ５２
８Ｄにも供給されている。又、前記ＶＳＶ３８の出力は
、前記アイドルアップ機構２８Ｃにも供給されている。 前記燃Ｆ４噴射ポンプ２８には、前記アジヤステンブレ
バー２８Ａの開度を検出するアクセル開度センサ４６、
及び、エンジンの回転角がＩＪｔ％位δ、例えば上死点
にあることを検出するためのＵ準位置（以下ＴＤＣと称
する）センサ４８が配設されている。又、前記燃料噴射
ポンプ２８には、ＥＣＵ３６の出力に応じてタイマピス
トン２８Ｂの位置を油圧制御することにより噴射時期を
制御するためのタイマＺ制御弁（以下、ＴＣＶと称する
）５０が配設されている。 以下、実施例の作用について説明する。 第３図はＥＶＲＶ４０の駆動電流に対する出力負圧の関
係の例を示ず線図であり、図中符号ＡでＥＶＲＶ４０の
実使用域の例を示しである。この場合、実使用域は例え
ば駆動電流が２００〜３００１１１Ａの範囲とされる。 又、駆動電流に対する出力負圧の関係は理想的には図中
符号Ｂで示ず破線の如くであるが、実際には、ＥＶＲＶ
４０のヒステリシスの影響で実使用域にＪ３いて符号Ｃ
で示づ如ぐ、又、出力負圧をＯから立ち上げた場合も符
号りで示す如く変化する。なＪ３、このヒステリシスに
は機械的、磁気的のものがある。 図から、Ｅ　Ｖ　ＲＶ　４０１：ｔ、第３図中の符＠Ｂ
で示ずように、出力負圧がソレノイドコイルへの駆動電
流の変化に従って安定して変化するときは、ヒステリシ
スの影響がなく、常に一定のエアギＡ７ツブとなるよう
作動し、又電流が穏やかに変化したときも、同様にほと
んどエアギャップが変化せずに作動することがわかる。 しかしながら、ＥＶＲＶ４０の駆動電流の使用範囲は、
通常第３図に示されるように０及び図申付＠Ａで示され
る範囲であり、連続的でないため、必然的に、０から符
号Ａで示される範囲へ移るときに急激な電流変化が生ず
る。このように急激な電流変化が生ずると、通常、前記
エアギＡ７ツブは、例えば第４図中筒号Ｅで示す電流零
の時のアエギャップ幅から、符＠Ｆで示す電流印加時の
エアギヤツブの幅まで闘時に小ざくなろうとし、その後
ｉｌｌ　ｕｌｌ負圧とバランスして第４図中の符＠Ｈで
示１通常のエアギャップ幅に戻る。この場合、ＥＶＲＶ
４０の＋１ｆｆ出第６図に示した弁体４やムービングコ
ア８等がヒステリシスの為オーバシュートし、出力負圧
が大となることがらＥＧＲ過多となる。 従って、ＥＶＲＶ４０への駆動電流がＯから実使用域に
変化づ゛る際には、ＥＶＲＶ４０への指令値を一定全補
正して出力する必要がある。 そこで、本実施例においては、前記指令値の補正を第１
図に示されるようなＥＧＲｔｉ＋制御ルーチンに従って
実行する。このルーチンが起動した際には、まずステッ
プ１１０でエンジン回転数ＮＥ。 アクセル開度Ａ　ＣＣ１１などを読み込み、ステップ１
２ｏで、読み込まれたエンジン回転数ＮＥやアクセル開
度Ａ　Ｃｃｐなどから、所定のマツプあるいは演算式を
用いて基本ＥＧＲｍＥＧＲｂを算出する。 次いでステップ１３０で、前回算出され記憶された基本
Ｅ　Ｇ　Ｒｆｌａ　Ｅ　Ｇ　ＲｂａがＯか否かを判定す
る。 判定結果が正のとぎは、前回ＥＶＲＶ４０に電流が流れ
ておらず、今回該電流を流すとオーバーシュートする可
能性がある。そこで、ステップ１４ｏに進み、ＥＶＲＶ
４０やＥＧＲ弁３２　ナト（７）　１’８性を考慮して
決まるＥＧＲｉｍのヒステリシス補正分ＥＧＲｏを、次
式（１）のように、前記基本ＥＧＲｍから引いて、最終
ＥＧＲ指令値Ｅ　Ｇ　Ｒ＋を鈴出する。 ＥＧＲｂ−ＥＧＲｏ−［ＥＧＲｌ−＜１）なお、前記ヒ
ステリシス補正分ＥＧＲｏは、（１）式によらず、ＥＶ
ＲＶ４０の作動条件に応じたマツプを用いて適宜求める
こともできる。 一方、ステップ１３０の判定結果が否のときはオーバー
シュートする場合がほと／υど考えられず補正が不要で
あるため、算出された基本Ｅ　Ｇ　Ｒ１ＩＩＥＧＲｂを
最終ＥＧＲ指令値ＥＧＲ＋とする。 次いでステップ１６０で、今回の基本ＥＧＲＷＥＧＲｂ
をＥ　Ｇ　Ｒｂａに入れ、次回の最終ＥＧＲ指令値ＥＧ
Ｒ＋　Ｏ出に備え、ステップ１７０では、ステップ１４
０．１５０で算出された最終ＥＧＲ指令（ｉｌｊＥＧＲ
＋ｆ出力しＴ　Ｅ　Ｖ　ＲＶ　４０　全制御し、ＥＧＲ
，ｌを変化させてこのルーチンを一旦終了する。 なお、前記実施例においては、第１図に示されるような
ルーチンでＥＣＵ３６によりＥＶＲＶ４０を制御してＥ
ＧＲ足をυｊ御するＥＧＲ制御装置について例示したが
、負圧制御弁を制御する手順は図に示されるものに限定
されず、伯の手順で負圧制御弁を制御することもできる
。又、負圧制御弁は第５図並びに第６図に示されるよう
なＥＶＲＶに限定されず、他の１１が成の負圧制御弁を
本発明により制御でさ゛ることは明らかである。 又、前記実施例においては、第２図に示されるような電
子制御ディーゼルに本発明を適用した場合について例示
したが、本発明が適用される電子制６１１１’Ｎ冒およ
び内燃機関はこれらのものに限定されず、他の電子側ｔ
ＩＩ装置を備えたディーゼルエンジン以外の他の内燃機
関に本発明を適用できることは明らかである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、負圧制御手段のヒ
ステリシスを見込んでＥＧｌｌａを最適な量に補正する
ことができるため、ＥＧＲ過多による黒煙発生を確実に
防止することができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が実施されるディーゼルエンジンのＥ　
Ｇ　Ｒａ、ｌＩ　１２１１装冒によりＥＧＲ量を制御す
るためのルーチンを示１ｆ流れ図、第２図は前記ＥＧＲ
制ｔｉｌｌ装置の構成を示ず、一部ブロック線図を含む
平面図、第３図は前記実施例の作用を説明するための、
ＥＶＲＶ駆動電流に対づ′るＥＶＲＶ出力負圧の関係の
例を示す線図、第４図は同じく、Ｅず縦断面図、第６図
は同じく、前記ＥＶＲＶの原理を説明するための、ＥＶ
ＲＶの構成の例を示す縦断面図である。 １・・・入力ボート、 ２・・・出力ボート、 ３・・・解放ボート、 ４・・・弁体、 ５・・・ソレノイドコイル、 ８・・・ムービングコア、 １０・・・ディーゼルエンジン、 ３０・・・ＥＧＲ通路、 ３２・・・ＥＧＲ弁、 ３６・・・ＥＣＵ。 ４０・・・電子制御による負圧制御弁（ＥＶＲＶ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気ガス再循環量をその開度により制
   御するための排気ガス再循環弁と、該排気ガス再循環弁
   の開度を制御負圧により変化させるための開度変化手段
   と、前記制御負圧を、所定の排気ガス再循環量が得られ
   るよう制御するための負圧制御手段とを有する内燃機関
   の排気ガス再循環制御装置において、 前記負圧制御手段のヒステリシスに応じて排気ガス再循
   環量を補正する手段を備えたことを特徴とする内燃機関
   の排気ガス再循環制御装置。