KR20000017318A

KR20000017318A - 내연기관의 배기 환류밸브 강제 구동장치

Info

Publication number: KR20000017318A
Application number: KR1019990033578A
Authority: KR
Inventors: 기시히로나오; 미즈노히로유키; 다카하시준
Original assignee: 와다 아끼히로; 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2000-03-25
Also published as: KR100344719B1; DE69912898D1; JP3591317B2; DE69912898T2; US6212881B1; EP0980970A2; EP0980970B1; EP0980970A3; JP2000064910A

Abstract

본 발명은 엔진시동에 대한 악영향을 일으키는 일 없이 엔진의 운전중이더라도 EGR 밸브를 강제적으로 완전 개방상태로 구동시켜 디포짓을 제거할 수 있는 배기환류밸브 강제구동장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여 스텝 S120 내지 S140의 판정이 모두「YES」인 경우가 허가용인시간(TTime) 이상 계속되면(S150 에서「YES」), EGR 밸브를 일시적으로 완전개방으로 이행하여도 배기환류율의 변동이 적다고 하여, EGR 밸브의 일시적 완전개방제어를 허가하고 있다. 이로써 EGR 밸브의 밸브축이 사용한계까지 끌어올려지고 스토퍼의 하단면에 의하여 밸브축의 표면에 존재하는 부착물을 제거할 수 있다. 이와 같이 배기환류율의 변동이 적은 상황에서는 엔진의 연소에 악영향을 주는 일은 없다. 또한 EGR 밸브를 완전개방으로 하는 것은 엔진의 운전정지 타이밍과는 무관하므로 시동불량을 초래하는 일은 없다.

Description

내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치{APPARATUS FOR DRIVING GYRATORY EXHAUST VALVE OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 배기 재순환 제어장치에 대하여 설치되는 배기환류밸브 강제구동장치에 관한 것이다.

정밀한 배기 재순환 제어를 하기 위하여 배기환류밸브의 개방도를 정밀하게 제어하는 배기재순환 제어장치가 알려져 있다. 이 배기 재순환 제어장치에 사용되는 배기환류밸브에 있어서는, 배기환류밸브의 개방도가 항상 완전개방위치까지 개방된다고는 할 수 없으며, 장기간에 걸쳐 한정된 개방도 범위밖에 개방도가 조절되지 않는 경우가 존재한다.

이와 같은 한정된 범위의 개방도 조정이 계속되면, 배기환류밸브의 밸브체를 액츄에이터쪽에 접속하고 있는 로드에 있어서, 로드 밀봉부를 통과하는 부분이 한정되게 된다. 이 때문에 로드표면의 일부밖에 로드 밀봉부에 의한 디포짓의 제거가 이루어지지 않음으로써 다른 부분에서는 디포짓이 장기간 박리되지 않고 존재하게 된다. 이와 같은 상황이 생기면, 로드에 디포짓이 고착되므로 로드 밀봉부가 접촉하게 되더라도 간단하게 박리되지 않게 되어 밸브체이동의 장해가 되어, 배기환류밸브 개방도 제어에 지장을 초래할 염려가 있게 된다.

디포짓의 고착을 방지하기 위해서 내연기관의 운전중에 배기환류밸브를 완전개방까지 강제구동하는 것을 생각할 수 있으나, 이와 같은 강제적 구동은 연소악화를 초래하여 내연기관의 출력, 에미션 또는 연비에 악영향을 주기 때문에, 내연기관운전중에는 배기환류밸브의 강제구동에 의한 디포짓의 제거는 곤란하다고 생각된다.

이 문제를 해결하기 위하여 내연기관의 운전 정지시에 배기환류밸브를 완전개방상태와 완전폐쇄상태와의 사이에서 강제적으로 구동시키는 장치가 제안되어 있다(일본국 특개 평8-303307호 공보). 즉 이 기관정지시에서의 배기환류밸브 강제구동에 의하여 로드의 모든 슬라이딩면에 부착되어 있는 디포짓를 박리하여 로드의 고착을 방지하고자 하는 것이다.

그러나 이 종래 기술은 내연기관의 정지 타이밍에서 배기환류밸브를 완전개방상태와 완전폐쇄상태와의 사이에서 강제적으로 구동하고 있기 때문에, 내연기관의 정지후 즉시 재시동이 행하여진 경우에는 배기환류밸브가 크게 개방되어 있는 상황에서 시동하게 되어 버린다. 이와 같은 상태에서는 충분한 산소가 실린더에 공급되지 않아 시동불량을 일으킬 염려가 있었다.

이밖에 이그니션을 온(ON)하였을 때, 배기환류밸브를 최대력으로 완전개방으로 하는 장치(일본국 특개 평7-293355호 공보)도 제안되어 있으나, 상기한 종래 기술과 같은 문제가 존재한다.

본 발명은 상기한 바와 같이 내연기관의 시동에 대한 악영향을 일으키는 일 없이 내연기관의 운전중에도 배기환류밸브를 강제적으로 완전개방상태로 구동시켜 디포짓을 제거할 수 있는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치의 제공을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 실시형태 1로서의 통내분사식 내연기관 및 EGR 장치의 개략구성을 나타내는 블록도,

도 2는 상기 통내분사식 내연기관의 실린더헤드의 평면단면도,

도 3은 상기 통내분사식 내연기관의 피스톤 정상면의 평면도,

도 4는 도 2에 있어서의 X-X 단면도,

도 5는 도 2에 있어서의 Y-Y 단면도,

도 6은 실시형태 1에 있어서의 EGR 밸브의 단면도,

도 7은 실시형태 1에 있어서의 운전영역의 설명도,

도 8은 실시형태 1에 있어서의 스로틀 개방도(THROT)를 설정하기 위한 테이블의 설명도.

도 9는 실시형태 1에 있어서의 운전영역마다의 연료분사량 및 연료분사 시기를 나타내는 설명도,

도 10은 실시형태 1에 있어서의 이론공연비 기본연료 분사량(OBS)을 구하기위한 도표의 설명도,

도 11은 실시형태 1에 있어서의 운전영역(R4)에서 선회류 제어밸브의 목표개방도(OP)를 설정하기 위한 도표의 설명도,

도 12는 실시형태 1에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 13은 실시형태 1에 있어서 사용되는 엔진운전상태를 파라미터로 하는 EGR 밸브 개방도의 도표 설명도,

도 14는 실시형태 2에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 15는 실시형태 3에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 16은 실시형태 4에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우차트,

도 17은 실시형태 5에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 18은 실시형태 6에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 19는 실시형태 6에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 20은 실시형태 7에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트,

도 21은 실시형태 8에 있어서 ECU가 실행하는 EGR 밸브 강제구동처리의 플로우챠트이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가솔린 엔진 1a : 실린더

2 : 실린더 블록 3 : 피스톤

4 : 실린더 헤드 5 : 연소실

6a : 제 1 흡기밸브 6b : 제 2 흡기밸브

7a : 제 1 흡기포트 7b : 제 2 흡기포트

8 : 배기밸브 9 : 배기포트

9a : 배기통로 9b : 제 1 삼원촉매 컨버터

10 : 점화플러그 11 : 연료분사밸브

12 : 얕은 접시부 13 : 깊은 접시부

14 : 오목부 15 : 흡기 매니폴드

15a : 제 1 흡기통로 15b : 제 2 흡기통로

16 : 서지탱크 17 : 선회류 제어밸브

18 : 샤프트 19 : 모터

19a : SCV 개방도 센서 20 : 흡기덕트

21 : 에어크리너 22 : 모터

23 : 스로틀밸브 24 : 배기 매니폴드

24a : 제 2 삼원촉매 컨버터 25 : 액셀러레이터페달

26 : 액셀러레이터개방도 센서 27 : 상사점 센서

28 : 크랭크각 센서 29 : 배기환류밸브(EGR밸브)

29a : 배기환류경로 30 : 전자제어유닛(ECU)

32 : 주행거리계 39 : 흡기압 센서

41 : 공연비 센서 52 : 스테핑모터

52a : 커넥터부 52b : 고정판

54 : 상부 하우징 54a : 중심구멍

54b : 관통구멍 56 : 밸브체

56a : 밸브축 56b : 밸브부

56c : 밸브페이스 58 : 하부 하우징

60 : 중간 하우징 60a : 공간부

60b : 홈 60c : 냉각수 통로

60d : 밸브축 관통구멍 62 : 볼트

64 : 유입구 66 : 유출구

68 : 밸브체 수용구멍 70 : 가스시일

70a : 관통구멍 72 : 스토퍼

72a : 하단면 72b : 관통구멍

74 : 밸브시트부재 76 : 스프링 받이부재

76a : 돌기 78 : 밸브 스프링

80 : 로우터 80a : 홀더

80b : 영구자석 82 : 스테이터

84 : 베어링 86 : 로우터 샤프트

86a : 수나사부 88 : 암나사부재

88a : 암나사부 88b : 다리부

90 : 스프링 92 : 터미널

94 : 니플

청구항 1 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치는, 내연기관의 배기의 일부를 흡기쪽으로 재순환시키는 배기환류경로와, 상기 배기환류경로에 설치되어 상기 배기환류경로의 개방도를 조정하는 배기환류밸브와, 상기 배기환류밸브를 구동하는 액츄에이터와, 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단으로 검출된 내연기관의 운전상태에 의거하여 상기 배기환류밸브의 요구개방도를 구하는 요구개방도 설정수단과, 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 상기 요구개방도 설정수단으로 설정된 요구개방도가 되도록 상기 액츄에이터를 구동하는 액츄에이터구동 제어수단을 구비한 내연기관의 배기 재순환 제어장치에 대하여 설치되는 배기환류밸브 강제구동장치로서 상기 배기환류밸브에 부착된 이물을 제거하기 위하여 상기 액츄에이터를 작동시켜 상기 배기환류밸브를 강제적으로 완전개방으로 하는 강제구동수단과, 상기 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다고 추정되는 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 강제구동 허가수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 강제구동 허가수단은, 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황하에 있는 것이 판명되면, 내연기관이 운전되고 있더라도 배기환류밸브의 완전개방제어가 내연기관의 연소에 악영향을 주는 일이 없기 때문에 강제구동수단의 작동을 허가한다. 이로써 작동이 허가된 강제구동수단은 액츄에이터를 작동시켜 배기환류밸브를 강제적으로 완전개방까지 구동시킨다.

이렇게 하여 배기환류밸브에 부착된 이물을 내연기관의 운전중에도 제거할 수 있다. 더욱이 배기환류밸브를 완전개방으로 하는 것은 내연기관정지와는 무관하기 때문에 종래 기술에 있어서와 같은 시동불량를 초래하는 일은 없다.

청구항 2 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다 큰 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 한다.

배기환류밸브의 요구개방도 또는 실제 개방도가 완전개방에 가까울 수록, 강제구동수단의 작동전후, 즉 배기환류밸브의 강제적 완전개방제어의 전후에서 배기환류율의 변동이 적어지는 경향이 있다. 이것으로부터 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다라고 추정하는 것은, 구체적으로는 배기환류밸브의 요구개방도 또는 실제 개방도가 완전개방에 가까운 것을 판정하기 위한 강제구동판정 개방도를 정하고 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 배기환류밸브의 실제 개방도가 상기 강제구동판정 개방도보다도 큰 경우에 할 수 있다. 이와 같이 하여 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다라는 추정을 용이하게 행할 수 있어 청구항 1에 기재한 효과를 생기게 할 수 있다.

청구항 3 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 상기 내연기관의 부하를 검출하는 부하검출수단과, 상기 내연기관의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단을 구비함과 동시에, 상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다도 큰 경우, 상기 부하검출수단에 의하여 검출된 상기 내연기관의 부하가 강제구동 가능 부하범위에 있는 경우 및 상기 회전수 검출수단에 의하여 검출된 상기 내연기관의 회전수가 강제구동가능 회전수범위에 있는 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 한다.

이 강제구동 허가수단에 있어서는, 상기 청구항 2에 기재한 조건에 덧붙여, 내연기관의 부하가 강제구동가능 부하범위에 있는 조건 및 내연기관의 회전수가 강제구동가능 회전수범위에 있는 조건을 판정하여 이 조건도 만족된 경우에 액츄에이터의 작동을 허가하고 있다.

이와 같은 강제구동가능 부하범위나 강제구동가능 회전수범위는, 배기환류율의 변동이 조금 커지더라도 내연기관의 연소에 악영향을 주지 않는 내연기관 운전상태를 의미한다. 예를 들어 배기환류밸브의 개방도가 커지는 중부하 중회전수의 특정한 범위이다. 따라서 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황을 한층 적절하게 판단할 수 있고, 청구항 1에 기재한 작용효과를 적절하게 생기게할 수 있다.

청구항 4 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 3 기재의 구성에 대하여 상기 내연기관의 부하는 연료분사량, 흡입공기량, 스로틀 개방도, 공연비 및 흡기관압력으로부터 선택된 1개 이상으로 이루어지는 상태량 인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구체적으로는 연료분사량, 흡입공기량, 스로틀 개방도, 공연비 및 흡입관압력에서 선택된 1개 이상으로 이루어지는 상태량을 내연기관의 부하로서 이용하여 상기 청구항 3 의 작용효과를 적절하게 생기게 할 수 있다.

청구항 5 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 상기 내연기관은 적어도 성층연소를 포함하는 복수의 연소방식으로부터 상기 내연기관의 운전상태에 따라 연소방식을 선택하여 연소제어를 실행하는 타입임과 동시에, 상기 강제구동 허가수단은, 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다도 큰 경우 및 상기 성층연소가 실행되고 있는 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 한다.

강제구동 허가수단에 있어서, 상기 청구항 2에 기재한 조건에 덧붙여, 다시 성층연소가 실행되고 있는 조건을 판정하여 이 조건도 만족된 경우에, 액츄에이터의 작동을 허가하고 있다. 성층연소는 혼합기중의 연료를 희박상태로 하는 경우에 실행되는 연소방식이고, 흡입공기량을 크게 하기 위하여 스로틀 밸브는 비교적 크게 개방된다. 이 때문에 배기환류밸브의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동이 적어지는 경향에 있다. 따라서 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황을 한층 적절하게 판단할 수 있고, 청구항 1 에 기재한 작용효과를 적절하게 생기게 할 수 있다.

청구항 6 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 상기 내연기관은 연료를 직접 실린더내에 분사하는 타입임과 동시에, 상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다도 큰 경우 및 연료분사가 압축행정으로 실행되는 연료분사제어가 실행되고 있는 경우에 상기강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 한다.

연료분사가 압축행정으로 실행되는 것은, 상기한 성층연소를 행하기 위함이고 이와 같이 압축행정분사를 조건에 가함으로써, 청구항 5에 기재한 작용효과를 일으킨다.

청구항 7 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치는, 청구항 1 내지 6중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 상기 내연기관은 상기 내연기관의 운전상태에 따라 강제적으로 흡입공기량을 감소시키고, 또한 연료농도를 짙게 하도록 공연비를 제어하는 리치스파이크제어를 실행하는 타입임과 동시에, 상기 강제구동 허가수단은 청구항 1 내지 6중 어느 한 항기재의 강제구동 허가수단의 구성에 덧붙여 다시 상기 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우에는, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우는, 흡입공기량이 적어져 배기환류밸브의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동이 커지는 경향이 있다. 따라서 강제적으로 완전개방으로 하는 영향이 내연기관의 연소에 크게 나타날 염려가 있기 때문에 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 것으로서 내연기관의 연소를 양호하게 유지한다.

청구항 8 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 7 기재의 구성에 덧붙여, 상기 강제구동 허가수단은 다시 상기 리치스파이크제어가 행하여지고 있지 않는 기간이더라도 상기 리치스파이크가 실행된 직후 또는 실행되기 직전에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 불허가 기간을 설치하고 있는 것을 특징으로 한다.

배기환류밸브의 응답지연 또는 흡입공기량제어의 응답지연 등에 의하여 리치스파이크제어에 들어가기 직전이나 나간 직후에서는 흡기가 적은 상태와 배기환류밸브 개방도의 변화가 겹치는 경우도 있어, 이것을 방지하기 위하여 불허가 기간을 설치하는 것으로서 내연기관의 연소를 양호하게 유지한다.

청구항 9 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 8중 어느 한 항기재의 구성에 덧붙여, 상기 강제구동 허가수단은 다시 상기강제구동수단의 작동후에 작동금지 기간을 설정하여 상기 작동금지 기간동안은 상기 강제구동수단의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 강제구동수단의 작동후에 작동금지 기간을 설치함으로써 강제구동의 회수를 제어할 수 있으므로, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것이 억제되어, 내연기관의 연소를 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 10 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 9 기재의 구성에 대하여 상기 작동금지 기간은 상기 강제구동수단의 작동후에 상기내연기관의 운전이 계속되고 있는 기간인 것을 특징으로 한다.

즉, 강제구동 허가수단은 강제구동수단이 일단 작동한 후에 있어서 내연기관의 운전이 계속되고 있는 한, 다음 강제구동수단의 작동을 허가하지 않는다. 이와 같이 액츄에이터의 구동빈도를 제한함으로써 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 11 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치는, 청구항 9 기재의 구성에 대하여, 상기 작동금지 기간은 시간의 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 작동금지 기간은, 시간의 길이로 설정하여도 되어, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 12 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 9기재의 구성에 대하여 상기 내연기관은 자동차에 탑재되어 상기 자동차를 구동주행하기 위한 것으로, 상기 작동금지기간은 상기 자동차의 주행거리의 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 작동금지기간은 자동차의 주행거리의 길이로 설정하여도 되고, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 13 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항기재의 구성에 대하여, 상기 강제구동 허가수단은 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 조건성립의 회수가 강제작동 허용회수보다 커진 경우에만 실제로 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 각 청구항에 있어서의 강제구동 허가수단에 있어서, 각 청구항에 있어서 기재한 조건이 성립하면 즉시 허가하는 것은 아니고, 이 조건성립의 회수가 강제작동 허용회수보다 커진 경우에만 실제로 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동을 허가하도록 하여도 된다. 이로써 강제구동의 회수를 제한할 수 있으므로, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것이 억제되어, 내연기관의 연소를 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 14 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항기재의 구성에 대하여, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 흡입공기량을 증대시키는 흡입공기량 증대수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동실행시에 적극적으로 흡입공기량을 증가시킴으로써, 더 한층 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적어져 내연기관의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 15 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 14 기재의 구성에 대하여 상기 흡입공기량 증대수단은, 상기 내연기관의 스로틀 밸브의 개방도를 증대시킴으로써, 흡입공기량을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 스로틀 밸브의 개방도를 증대시킴으로써, 흡입공기량을 증대시킬 수 있어 청구항 14 에 기재한 작용효과를 생기게 할 수 있다.

청구항 16 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 점화시기를 진각(進角)시키는 점화시기 진각수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

배기환류밸브가 개방되면 적절한 점화시기는 진각하는 경향에 있다. 따라서 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동실행 시에 적극적으로 점화시기를 진각시킴으로써 내연기관의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

[실시형태 1]

도 1은 실시형태 1로서의 통내분사식 내연기관 및 배기재순환 제어장치(이하, EGR 장치라 함)의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

통내분사식 내연기관으로서의 가솔린 엔진(1)은 4개의 실린더(1a)를 가지고 있다. 도 2 내지 도 5에도 나타내는 바와 같이 각 실린더(1a)에는 실린더블럭(2), 실린더블록(2)내에서 왕복운동하는 피스톤(3) 및 상기 실린더블럭(2) 위에 설치된 실린더헤드(4)로 구획된 연소실(5)이 각각 형성되어 있다.

그리고 각 연소실(5)에는 각각 제 1 흡입기밸브(6a), 제 2 흡입기밸브(6b) 및 한 쌍의 배기밸브(8)가 설치되어 있다. 이 중 제 1 흡입기밸브(6a)는 제 1 흡기포트(7a)에 접속되고, 제 2 흡입기밸브(6b)는 제 2 흡기포트(7b)에 접속되고, 한 쌍의 배기밸브(8)는 한 쌍의 배기포트(9)에 각각 접속되어 있다.

도 2는 실린더헤드(4)의 평면 단면도로서, 도시하는 바와 같이 제 1 흡기포트(7a)는 헬리컬형 흡기포트이고, 제 2 흡기포트(7b)는 대략 직선형상으로 연장되는 스트레이트형 흡기포트이다. 또 실린더헤드(4)의 내벽면의 중앙부에는 점화플러그 (10)가 배치되고, 제 1 흡입기밸브(6a) 및 제 2 흡입기밸브(6b) 근방의 실린더헤드(4)의 내벽면 주변부에는 연료분사밸브(11)가 배치되어 있다.

도 3은 피스톤(3)에 있어서의 정상면의 평면도, 도 4는 도 2에 있어서의 X-X단면도, 도 5는 도 2에 있어서의 Y-Y 단면도이고, 도시하는 바와 같이 피스톤(3)의 정상면 위에는 연료분사밸브(11)의 아래쪽에서 점화플러그(10)의 아래쪽까지 연장되는 대략 원형의 윤곽형상을 가지는 얕은 접시부(12)가 형성되고, 얕은 접시부(12)의 중앙부에는 대략 반구형상을 이루는 깊은 접시부(13)가 형성되어 점화플러그 아래쪽의 얕은 접시부(12)와 깊은 접시부(13)의 접속부에는 대략 구형형상을 이루는 오목부(14)가 형성되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 각 실린더(1a)의 제 1 흡기포트(7a) 및 제 2 흡기포트(7b)는 각각 흡기매니폴드(15)내에 형성된 제 1 흡기통로(15a) 및 제 2 흡기 통로(15b)를 거쳐 서지탱크(16)로 연결되고, 각 제 2 흡기통로(15b) 내에는 각각 선회류 제어밸브(17)가 배치되어 있다. 이들 선회류 제어밸브(17)는 공통의 샤프트(18)를 거쳐 모터(19)(DC 모터 또는 스텝모터)에 연결되어 있다. 이 모터(19)는 전자제어유닛(이하 ECU 라 함)(30)의 출력신호에 의거하여 제어된다.

서지탱크(16)는 흡기덕트(20)를 거쳐 에어클리너(21)에 연결되고, 흡기덕트 (20)내에는 모터(22)(DC 모터 또는 스텝모터)에 의하여 구동되는 스로틀밸브(23)가 배치되어 있다. 이 스로틀밸브(23)는 기본적으로는 후기하는 도 8에 나타내는 바와 같이 개방도 제어가 이루어진다.

또 각 실린더(1a)의 각 배기포트(9)는 각각 배기통로(9a)가 설치되고 제 1 삼원촉매 컨버터(9b)에 접속되어 있다. 이 제 1 삼원촉매 컨버터(9b)의 하류쪽에는 배기매니폴드(24)가 연결되고, 또한 배기매니폴드(24)의 하류쪽에는 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)가 접속되어 있다. 또한 제 1 삼원촉매 컨버터(9b)는 통상타입의 삼원촉매가 사용되고 있으나, 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)는 질소산화물 흡수저장환원형 삼원촉매가 사용되고 있다. 이는 희박연소시에 산화분위기로 되어 제 1 삼원촉매 컨버터(9b)에 의하여 질소산화물이 환원되지 않더라도, 제 2 삼원촉매 컨버터 (24a)가 질소산화물을 흡착하여 저장함으로써 외부에 질소산화물을 방출하지 않도록하기 위해서이다. 단 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에서의 흡수저장량이 포화상태에 가까워지면 후기하는 리치스파이크제어에 의하여 일시적으로 공연비가 연료농도가 짙은 쪽으로 제어되어, 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에 흡수저장되어 있는 질소 산화물이 환원되어 흡수저장량이 삭감되도록 되어 있다.

또 배기매니폴드(24)로부터는 배기의 일부를 서지탱크(16)측으로 재순환시키는 배기환류경로(29a)가 설치되고, 배기환류경로(29a)의 도중에는 배기환류밸브(이하, EGR 밸브라 함)(29)가 설치되어 있다.

가솔린 엔진(1)의 연소제어나 EGR 밸브(29)의 개방도 제어 등을 행하는 ECU(30)는 디지털 컴퓨터로 이루어지고 내부에는 쌍방향성 버스를 거쳐 서로 접속된 CPU(마이크로 프로세서), ROM(리드온리메모리), RAM(랜덤액세스메모리), 스탠바이 RAM, 입력포트, 출력포트, AD변환기, 각종 구동회로 등을 구비한 구성으로 되어 있다.

액셀러레이터 페달(25)에는 액셀러레이터 개방도센서(26)가 접속되어 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 양에 비례한 출력전압을 ECU(30)에 대하여 AD 변환기를 거쳐 입력포트에 입력하고 있다.

상사점 센서(27)는 예를 들어 1번 실린더(1a)가 흡기 상사점에 도달하였을 때 출력펄스를 발생하고, 이 출력펄스가 ECU(30)의 입력포트에 입력된다. 크랭크각센서(28)는 예를 들어 도시 생략한 크랭크샤프트가 30도 회전할 때마다 출력펄스를 발생하고, 이 출력펄스가 ECU(30)의 입력포트에 입력된다. ECU(30)의 CPU에서는 상사점 센서(27)의 출력펄스와 크랭크각 센서(28)의 출력펄스로부터 현재의 크랭크각이 계산되고, 크랭크각 센서(28)의 출력펄스로부터 엔진회전수가 계산된다.

샤프트(18)에는 SCV 개방도센서(19a)가 설치되어 선회류 제어밸브(17)의 개방도에 대응한 출력전압을 ECU(30)에 대하여 AD 변환기를 거쳐 입력포트에 입력하고 있다. 서지탱크(16)에는 흡기압센서(39)가 설치되고, 서지탱크(16)내의 흡기압 (PM)(흡입관압력: 절대압)에 대응한 출력전압을 ECU(30)에 대하여 AD 변환기를 거쳐 입력포트에 입력하고 있다. 배기매니폴드(24)에는 공연비 센서(41)가 설치되고, 공연비에 따른 출력전압을 ECU(30)에 대하여 AD 변환기를 거쳐 입력포트에 입력하고 있다.

또 ECU(30)의 입력포트에는 주행거리계(32)가 접속되어 자동차의 주행거리 데이터가 입력되어 있다.

ECU(30)의 출력포트는 구동회로를 거쳐 각 연료분사밸브(11) 및 각 모터(19, 22)에 접속되어 있다.

또 ECU(30)의 다른 출력포트는 EGR 밸브(29)용 구동회로를 거쳐 EGR 밸브 (29)에 접속되어 있다. 여기서 전기제어식의 유량제어밸브로서 구성되어 있는 EGR 밸브(29)의 구성의 상세를 도 6에 나타낸다.

EGR 밸브(29)의 하우징은 커넥터부(52a)와 함께 스텝핑 모터(52)를 고정판 (52b)에 설치하고 있는 상부 하우징(54)과, 밸브체(56)를 수용한 하부 하우징(58)과 이들 각 하우징(54, 58)을 상하방향에서 연결하는 중간 하우징(60)을 구비하여 3분할로 구성되어 있다. 이들 각 하우징(54, 58, 60) 및 고정판(52b)은 볼트(62)에 의하여 일체로 조립되어 있다.

하부 하우징(58)에는 배기환류경로(29a)내의 배기통로(9a)측 부분에 접속되는 유입구(64)와, 배기환류경로(29a)내의 서지탱크(16)측 부분에 접속되는 유출구 (66)가 각각 형성되고, 이들 유입구(64)와 유출구(66)는 하부 하우징(58)의 축방향 (도시 상하방향)으로 형성된 밸브체 수용구멍(68)을 거쳐 접속되어 있다.

밸브체 수용구멍(68)내에는 밸브체(56)가 축방향으로 이동가능하게 배치되어 있다. 이 밸브체(56)는 밸브체 수용구멍(68)내에 축방향으로 끼워 넣어진 작은 지름 막대형상의 밸브축(56a)과, 이 밸브축(56a)의 하단측에 일체적으로 형성되어 하면에 테이퍼형상의 밸브페이스(56c)를 가지는 밸브부(56b)를 구비하고, 안쪽 개방식의 포펫밸브로서 구성되어 있다.

밸브축(56a)은 중간 하우징(60)의 밸브축 관통구멍(60d)에 끼워 장착된 가스밀봉(70)의 관통구멍(70a) 및 스토퍼(72)의 관통구멍(72b) 내에, 미소 클리어런를 거쳐 끼워 넣어져 있다. 또 밸브부(56b)의 밸브페이스(56c)는 밸브체 수용구멍 (68)의 아래쪽에 끼워 고정된 밸브 시이트부재(74)에 축방향 위쪽에서 맞닿도록 배치되어 있다.

또한 중간 하우징(60)에 형성되어 있는 공간부(60a) 내에 도달되어 있는 밸브축(56a)의 상단에는, 원반형상의 스프링 받이부재(76)가 고정되고, 이 스프링 받이부재(76)와 상부 하우징(54)의 하면과의 사이에는 밸브체(56)를 항상 밸브폐쇄방향(아래쪽)으로 가세하는 밸브스프링(78)이 배치되어 있다. 또한 스프링 받이부재 (76)에는 그 가장자리부분에 돌기(76a)가 설치되어 공간부(60a)의 안 둘레면에 상하방향으로 설치된 홈(60b)에 삽입되어 있다. 이것으로 스프링 받이부재(76)는 상하방향으로 이동가능하나 축방향으로 회전하지 않도록 가이드된다.

상부 하우징(54) 위에 배치되어 있는 스텝핑 모터(52)는 밸브축(56a)과 동축으로 배치된 로우터(80)와 이 로우터(80)의 바깥 둘레쪽에 상하로 이간되어 설치된 2개의 스테이터(82)를 구비하여 스텝핑 모터로서 구성되어 있다.

로우터(80)는 대략 통형상의 홀더(80a)와, 이 홀더(80a)의 바깥 둘레쪽에 설치된 통형상의 영구자석(80b)을 구비하고, 이 영구자석(80b)에는 복수의 자극(N극, S극)이 둘레방향으로 서로 번갈아 착자되어 있다. 그리고 홀더(80a)의 안 둘레쪽에는 로우터(80)의 중심에 로우터 샤프트(86)가 설치되어 있다. 이 로우터 샤프트 (86)는 상부 하우징(54)의 중심구멍(54a)에 설치되어 있는 베어링(84)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 즉, 로우터(80)와 로우터 샤프트(86)와는 일체로 회전가능하게 베어링(84)을 거쳐 상부 하우징(54)에 지지되어 있다.

이 로우터 샤프트(86)의 하부는 스파이럴형상의 홈이 형성된 수나사부(86a)를 형성하고, 상부 하우징(54)의 중심구멍(54a)에서 원통형상의 관통구멍(54b) 내를 통과하여 중간 하우징(60)의 공간부(60a)로 관통하고 있다.

관통구멍(54b) 내에는 암나사부재(88)의 원통형상의 암나사부(88a)가 상하방향으로 슬라이딩가능하게 삽입되어 있다. 이 암나사부(88a)의 안 둘레면에는 스파이럴형상의 홈이 형성되어 있어 로우터 샤프트(86)의 수나사부(86a)가 나사조립되어 있다. 또한 암나사부재(88)는 스프링 받이부재(76)에 대하여 그 다리부(88b)로 걸어맞추고 있기 때문에 스프링 받이부재(76)의 돌기(76a)와 홈(60b)과의 작용에 의하여 로우터 샤프트(86)가 회전하여도 암나사부재(88)는 회전하지 않고, 상하이동만 가능하게 되어 있다. 또 스프링 받이부재(76)와 암나사부재(88)와의 사이에는 스프링(90)이 배치되어 스프링 받이부재(76)와 암나사부재(88)가 이간되는 방향으로 가세력을 주고 있다. 이 때문에 밸브부(56b)와 밸브시이트부재(74)와의 사이에 이물이 끼일 경우에 스프링(90)이 수축함으로써 스텝핑 모터(52)에 큰 충격이 생기는 일이 없이, 스텝핑 모터(52)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편 상하로 이간되어 로우터(80)의 바깥 둘레쪽으로 설치된 각 스테이터 (82)의 각 권선은 각각 예를 들어 3개의 독립권선으로 이루어져, 터미널(92)에 각각 접속되고, 이들 각 터미널(92)은 상부 하우징(54)에 설치된 커넥터부(52a)내로연장되어 있다.

그리고 이 스텝핑 모터(52)는 ECU(30)로 부터 터미널(92)을 거쳐 펄스신호가 인가되면, 이 펄스수에 따른 분만큼 정역회전하고, 이 회전력이 로우터샤프트(86)와 암나사부재(88)에 의하여 밸브체(56)의 상하방향의 직선운동으로 변환된다. 이 로써 밸브체(56)의 개방도 제어를 실행할 수 있다.

상기한 바와 같이 가스밀봉(70)의 아래쪽에는 밸브축(56a)의 바깥 둘레쪽에 위치하여 대략 원뿔통형상의 스토퍼(72)가 설치되어 있다. 이 스토퍼(72)는 밸브부(56b) 위치의 상한을 규정함과 동시에 밸브축(56a)에 부착된 이물을 제거하여 가스밀봉(70)이나 공간부(60a)내로의 이물침입을 방지하기 위한 것이다. 스토퍼(72)는 예를 들어 스테인리스강판 등의 적어도 내열성을 구비한 재료로 이루어지고, 밸브축(56a)의 외경치수보다도 약간 큰 내경치수를 가지는 관통구멍(72b)을 가지고 밸브축(56a)을 관통시키고 있다. 그리고 스토퍼(72)의 작은 지름쪽의 하단면(72a)이 밸브체(56)의 밸브부(56b)쪽으로 대면하도록 하여 배치되어 있다. 이 하단면 (72a)에 있어서의 관통구멍(72b)의 안 가장자리부가 밸브축(56a)의 이동시에 밸브축(56a)에 부착된 이물을 벗겨 떨어뜨리는 작용을 한다.

또한 중간 하우징(60)으로부터는 2개의 니플(94)(도 6에서는 2개의 니플(94)이 겹쳐져 있기 때문에 1개 밖에 나타나 있지 않음)이 돌출하고 있다. 이 니플 (94)은 냉각수 통로(60c)를 거쳐 중간 하우징(60)의 공간부(60a)내로 냉각수를 순환시킨다. 이로써 중간 하우징(60) 및 밸브체(56) 등을 냉각하여 배기온도가 스텝핑 모터(52)에 영향을 미치지 않도록 되어 있다.

다음에 가솔린 엔진(1)에 대하여 ECU(30)가 실행하는 연소제어에 관하여 설명한다.

본 가솔린 엔진(1)에서는 엔진회전수(NE)와, 후기하는 인 연료분사량(QL)에 의거하여 도 7(A)에 나타내는 바와 같은 4개의 엔진운전영역(R1, R2, R3, R4)이 정해져 있고, 각 운전영역에 대하여 목표공연비 및 연료분사시기가 각각 정해져 있다. 즉, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 운전영역(R1, R2, R3)에서는 목표공연비가 이론공연비보다도 연료농도가 옅은 린 공연비(제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에 대한 질소산화물의 흡수저장량에 따라 후기하는 리치스파이크제어되는 일도 있음)로 되고, 이에 대하여 운전영역(R4)에서는 목표공연비가 이론공연비(또는 운전상태에 의하여 이론공연비보다 연료가 짙은 리치공연비)로 된다. 또한 이들 운전영역은 엔진회전수(NE) 및 린 연료분사량(QL)과의 함수로서 도 7 (A)에 나타내는 도표의 형으로 미리 ECU(30)내의 ROM 내에 기억되어 있다.

다음에 3개의 운전영역(R1, R2, R3)에 있어서의 제어방법에 관하여 설명한다. 먼저, 처음에 스로틀밸브(23)의 개방도(THROT)를 설정하기 위한 테이블을 나타내는 도 8을 참조하면, 액셀러레이터페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 후기하는 역치(ACCCP3)보다도 작은 운전영역(R1, R2, R3)에 있어서 스로틀개방도(THROT)는 각 운전영역(R1, R2, R3)별로 액셀러레이터페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 커지면 크게 된다.

한편 운전영역(R1, R2, R3)에 있어서 선회류 제어밸브(17)의 개방도는 작아지거나 또는 작게 유지된다. 따라서 목표공연비가 린 공연비인 운전영역(R1, R2, R3)에는 연소실(5)내에 선회류(S)(도 2)가 형성된다.

도 9는 운전영역(R1, R2, R3)에 있어서의 연료분사량인 린 연료분사량(QL)과 연료분사시기를 나타내고 있다. 이 린 연료분사량(QL)은 목표공연비가 린 공연비일 때 공연비를 목표 린 공연비로 하고, 또한 출력토오크를 요구토오크로 하는 데 가장 적합한 연료분사량으로서 미리 실험에 의하여 구하여져 있는 값이다.

도 7 (B) 및 도 9를 참조하면, 린 연료 분사량(QL)이 역치(QQ1)보다도 적고 따라서 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 역치(ACCP1)보다도 작은 운전영역(R1)에서는 압축행정말기에 1회만 연료가 분사된다. 이 때의 연료분사량(QC)은 도 9에 나타내는 바와 같이 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 커짐에 따라서 증대한다. 이 분사연료는 깊은 접시부(13)의 둘레벽면에 충돌한다. 깊은 접시부(13)의 둘레벽면에 충돌한 연료는 선회류(S)에 의하여 기화되면서 확산되고, 그것에 의하여 오목부(14) 및 깊은 접시부(13)내에 혼합기가 형성된다. 이때 오목부 (14) 및 깊은 접시부(13)이외의 연소실(5)내는 공기로 채워져 있다. 그리고 이 혼합기가 점화플러그(10)에 의하여 착화된다. 이 압축행정에서의 연료분사는 성층연소가 된다.

한편 린 연료분사량(QL)이 역치(QQ1)와 역치(QQ2) 사이이고, 따라서 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 역치(ACCPl)과 역치(ACCP2)와의 사이인 운전영역(R2)에서는 도 7 (B) 및 도 9에 나타내는 바와 같이 흡기행정에 제 1 회째의 연료분사가 행하여지고, 이어서 압축행정말기에 제 2회째의 연료분사가 행하여진다. 즉, 제 1회째의 분사연료는 흡입공기와 함께 연소실(5)내로 유입하고, 이 분사연료에 의하여 연소실(5)내에 균질한 희박혼합기가 형성된다. 이어서 압축행정말기에 제 2회째의 연료분사가 행하여진다. 이 때에는 깊은 접시부(13) 및 얕은 접시부(12)의 쌍방을 향하여 연료가 분사된다. 이 분사의 결과 오목부(14) 및 깊은 접시부 (13)내에는 불씨가 되는 착화가능한 공연비의 혼합기가 형성된다. 이 혼합기가 점화플러그(10)에 의하여 착화되고, 이 착화불꽃에 의하여 연소실(5)내 전체를 차지하는 희박혼합기가 연소된다. 이 경우도 압축행정에서의 연료분사가 있으므로 성층연소로 된다.

그런데 운전영역(R2)에서는 다음에 설명하는 운전영역(R3)과 비교하여 연료분사량이 적기 때문에, 연소실(5)내 전체를 차지하는 혼합기는 매우 희박하게 된다. 그러나 이 때 선회류 제어밸브(17)의 개방도가 작게 유지되기 때문에, 연소실 (5)내에는 강력한 선회류가 발생한다. 이와 같이 운전영역(R2)에서는 제 1회째의 연료분사에 의하여 형성된 연소실(5)내 전체를 차지하는 혼합기는 매우 희박하게 되나, 강력한 선회류가 발생하기 때문에 불꽃이 희박혼합기 속을 급속하게 전파한다. 따라서 혼합기가 희박하더라도 양호한 연소를 얻을 수 있게 된다. 또한 이 경우, 압축행정말기에 분사되는 연료는 불씨를 만들면 충분하기 때문에 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)에 상관없이 압축행정말기에 분사되는 연료분사량(QC)은 일정하게 유지되어 있다. 이에 대하여 흡기행정에 분사되는 연료분사량(QI)은 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 커짐에 따라 증대한다.

린 연료분사량(QL)이 역치(QQ2)와 역치(QQ3)와의 사이이며, 따라서 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 역치(ACCP2)와 역치(ACCP3)와의 사이인 운전영역 (R3)에서는 도 7(B) 및 도 9에 나타내는 바와 같이 흡기행정에 1회만 연료가 분사된다. 이 분사연료는 흡입공기와 함께 연소실(5)내로 유입하고, 이 분사연료에 의하여 연소실(5)내에는 착화가능한 균질혼합기가 형성된다. 즉 운전영역(R3)은 균질 연소영역이 된다. 이 때의 연료분사량(QI)은 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량 (ACCP)이 커짐에 따라 증대한다.

다음에 목표공연비가 이론공연비인 운전영역(R4)에 있어서의 제어방법에 관하여 설명한다.

린 연료분사량(QL)이 역치(QQ3)보다도 많고, 따라서 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 역치(ACCP3)보다도 큰 운전영역(R4)에서는 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 운전영역(R3)과 같이 흡기행정에 1회만 연료분사가 행하여지고, 이 분사연료에 의하여 연소실(5)내에 이론공연비(경우에 따라 이론공연비보다 연료농도가 짙은 리치공연비)의 균질 혼합기가 형성된다. 즉, 운전영역(R4)은 균질 연소영역으로 된다. 이 때의 연료분사량(Q)은 ECU(30)로 행하여지는 연료분사량 산출처리(도시 생략)로 이론공연비 기본연료 분사량(QBS)이나 공연비 피드백 보정계수(FAF) 등에 의거하여 산출된다. 또한 이론공연비 기본연료 분사량(QBS)은 도 7(A)에 나타내는 운전영역(R4)을 커버하도록 서지탱크(16)내의 흡기압(PM)과 엔진회전수(NE)와의 함수로서 도 10에 나타내는 도표의 형으로 미리 ECU(30)의 ROM 내에 기억되어 있다. 공연비 피드백 보정계수(FAF)는 공연비를 이론공연비에 일치시키기 위한 것이다. 이 공연비 피드백 보정계수(FAF)는 공연비센서(41)의 출력신호에 의거하여 제어되고, 이 때 공연비 피드백 보정계수(FAF)는 안정된 상태에서는 1.0을 중심으로 하여 변동한다.

한편 다시 도 8을 참조하면 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)이 역치 (ACCP3)보다 큰 운전영역(R4)에서는 스로틀 개방도(THROT)는 액셀러레이터 페달 (25)의 밟는 량(ACCP)이 커짐에 따라 크게 된다. 또한 스로틀 개방도(THROT)는 액셀러레이터 페달(25)의 밟는 량(ACCP)의 함수로서 도 8에 나타내는 테이블의 형으로 미리 ECU(30)의 ROM 내에 기억되어 있다.

이와 같이 운전영역(R4)에서는 린 연료분사량(QL)을 이용하는 일 없이 연료분사량(Q)이 산출된다. 따라서 운전영역(R4)에서는 린 연료 분사량(QL)을 산출할 필요는 없다. 그러나 여기에서는 운전영역이 도 7(A)에 나타내는 어느 운전영역에 있는 지를 판단하기 위하여 운전영역(R4)에 있어서도 린 연료 분사량(QL)의 산출이 계속된다.

도 11은 운전영역(R4)에 있어서의 선회류 제어밸브(17)의 목표개방도(OP)를 설정하기 위한 도표를 보이고 있다. 이 도표는 도면에 있어서 대,중,소로써 값의 경향을 나타내고 있는 바와 같이 엔진부하를 나타내는 흡기압(PM)이 높아짐에 따라 또는 엔진회전수(NE)가 높아짐에 따라 선회류 제어밸브의 목표개방도(OP)가 커지 도록 설정되어 있다. 또한 이 대,중,소로써 경향을 보이고 있는 부분은, 예를 들어 30% 이하의 작은 개방도의 범위로 조정되어 있다. 그리고 어느정도 흡기압(PM)과 엔진회전수(NE)가 높은 영역(T)에서 선회류 제어밸브의 목표개방도(OP)는 100 % 즉 선회류 제어밸브(17)가 완전개방으로 제어된다. 그 결과 고부하 고회전영역에서는 다량의 흡입공기량을 확보할 수 있고, 펌핑로스를 줄일 수 있다. 이와 같이 선회류 제어밸브(17)는 흡기제어밸브로서도 작용한다.

다음에 본 실시형태에 있어서, ECU에 의하여 실행되는 제어중, EGR 밸브강제구동처리에 관하여 설명한다. 먼저, 도 12는 ECU(30)에 의하여 실행되는 EGR 밸브강제 구동처리를 나타내는 플로우 차트이다. 이 루틴은 미리 설정된 제어주기로 인터럽트실행된다. 또한 각 처리에 대응하는 플로우차트중의 스텝을 「S ~」로 나타낸다.

처리가 개시되면 먼저 EGR 밸브(29)에 있어서의 완전개방 실행이력 플래그 (XEGRFOEX)가「OFF」로 설정되어 있는 지의 여부가 판정된다(S 110). 여기서 완전개방 실행이력 플래그(XEGRFOEX)는 도시 생략한 이그니션스위치에 의하여 ECU(30)의 전원이 온이 되었을 때,「OFF」로 초기설정되어 있는 것이다. 즉 스텝 S 110은 전원이 온되어 가솔린 엔진(1)이 계속적으로 운전되고 있는 기간(이하, 원트립이라 함)중에 있어서 이전에 완전개방 실행이력 플래그(XEGRFOEX)가「ON」으로 되었는 지의 여부를 판정하기 위한 처리이다.

원트립중에 있어서 완전개방 실행이력 플래그(XEGRFOEX)가「OFF」인 경우에는(S 110에서「YES」), 다음에 ECU(30)에 의한 연료분사제어에 있어서 연료분사밸브(11)로부터 분사되는 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1)및 최고량(Q2)으로 나타내는 강제구동가능 부하범위에 존재하는지 여부가 판정된다(S 120). 이 강제구동가능 부하범위(Q1 ~ Q2)는 배기환류율의 변동이 조금 커지더라도 가솔린 엔진(1)의 연소에 악영향을 주는 일 없는 엔진운전상태를 의미한다.

현재의 연료분사량(Q)이 강제구동가능 부하범위에 존재하는 경우에는(S 120에서「YES」), 다음에 크랭크각 센서(28)의 검출치로부터 얻어지는 가솔린 엔진(1)의 현재의 회전수(NE)가 최저회전수(NEL) 및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부가 판정된다(S 130). 이 강제구동가능 회전수범위(NEL 내지 NEH)는 배기환류율의 변동이 조금 커지더라도 가솔린 엔진(1)의 연소에 악영향을 주는 일 없는 엔진운전상태를 의미한다.

현재의 회전수(NE)가 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 경우에는(S 130에서「YES」), 다음에 도 13에 나타내는 EGR 밸브(29) 개방도를 설정하기위한 도표에 의하여 연료분사량(Q)과 회전수(NE)에 따라 얻어지는 EGR 밸브개방도(EGRRAT)가, 강제구동판정개방도(TEGR)이상인지의 여부가 판정된다(S 140). 이 강제구동판정개방도(TEGR)는 EGR 밸브(29)의 개방도가 완전개방으로 이행한 경우에, 이 완전개방전후에서 배기환류율의 변동을 적게 억제할 수 있는 완전개방전의 EGR 밸브개방도의 하한치를 나타내고 있다.

EGRRAT ≥ TEGR 이면(S 140에서「YES」), 다음에 EGR 완전개방허가영역카운터(EGRWOC)가 허가용인시간(TTime) 이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 150). 허가용인시간(TTime)은, 스텝 S 110 내지 S 140 의 모두에 있어서 긍정판정된 상태가 일시적이 아니라 확실하게 발생하고 있다고 판정하기 위하여 마련한 유예기간이다.

또한 스텝 S 110 내지 S 140 중의 어느 1개의 조건이라도「NO」라고 판정되면 EGR 완전개방허가영역카운터(EGRWOC)는 제로로 클리어된다(S 190). EGR 완전개방허가영역카운터(EGRWOC)는 ECU(30)내의 CPU에 구비되어 있는 타이머카운터로서 전원이 온되어 있는 한 항상 카운트업하고 있으나, 스텝 S 110 내지 S 140의 전부가 만족되어 있지 않는 한, 「0」으로 끊임없이 되돌려져(S 190) 카운트업이 저지된다.

스텝 S 110 내지 S 140의 전부가 만족된 상태가 허가용인시간(TTime) 이상 계속되면(S 150에서 「YES」), 다음에 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)에 완전개방를 나타내는 최대개방도(EGRMAX)가 설정된다(S 160). 이로써 도 13에 나타낸 도표로 설정되는 EGR 밸브개방도(EGRRAT)의 값에 상관없이 ECU(30)로부터 EGR 밸브(29)의 스텝핑 모터(52)에 구동신호가 출력되어 EGR 밸브(29)가 완전개방까지 강제적으로 개방된다.

다음에 이 EGR 밸브(29)의 개방도 변화를 스텝핑 모터(52)에 대한 구동신호의 출력상태로부터 판정하여, EGR 밸브(29)의 실제 개방도(EGRNOW)가 최대개방도 (EGRMAX) 이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 170). EGRNOW 〈 EGRMAX 인 한 (S 170에서「NO」), EGR 밸브(29)는 완전개방으로 이행하는 도중이기 때문에 이대로 일단, EGR 밸브 강제구동처리를 종료한다. EGRNOW ≥ EGRMAX가 되면 (S 170에서「YES」), 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방까지 개방하는 처리가 완료되었기때문에, 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)에「ON」이 설정된다(S 180).

따라서 이후 가솔린 엔진(1)의 운전이 계속되고 있는 한, 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)가「ON」인 상태가 계속되기 때문에, 스텝 S 110에서는 「NO」라고 판정되게 된다. 따라서 EGR 완전개방 허가영역 카운터(EGRWOC)는 제로로 클리어되고(S 190), EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREO)가 도 13의 도표로부터 운전상태에 따라 얻어지는 EGR 밸브개방도(EGRRAT)로 보정(Fe)을 행하여 구해진다(S 220). 이로써 도 13에 나타낸 도표로 설정되는 EGR 밸브개방도(EGRRAT)의 값에 따라, ECU(30)로부터 EGR 밸브(29)에 존재하는 스텝핑 모터(52)에 구동신호가 출력되고, EGR 밸브(29)가 가솔린 엔진(1)의 운전상태에 따른 개방도로 제어되는 상태로 된다.

상기한 실시형태 1에 있어서는 스텝 S 160, S 170이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 110, S 120, S 130, S 140, S 180이 강제구동허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 1에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(가) 스텝 S 120 내지 S 140의 판정에 의하여 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 이행한 경우에 그 전후에서 배기환류율의 변동이 적은 지의 여부를 추정하고 있다. 그리고 스텝 S 120 내지 S 140의 판정이 모두「YES」였던 경우에는 EGR 밸브(29)가 완전개방이 되는 것을 허가하고 있다. 이로써 도 6에 나타내는 밸브축(56a)이 일시적으로 위쪽의 사용한계까지 끌어올려져 스토퍼(72)의 하단면(72a)에 있어서의 관통구멍(72b)의 안 둘레가장자리에 의하여 밸브축(56a)의 표면에 존재하는 부착물을 제거할 수 있다.

또한 스텝 S 120 내지 S 140의 판정이 전부「YES」라고 판정되어 있는 경우는 EGR 밸브(29)의 완전개방작동의 전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황에 해당하기 때문에 가솔린 엔진(1)이 운전되고 있더라도 가솔린 엔진(1)의 연소에 악영향(출력토오크 변동, 출력토오크 단차 등)을 주지 않는 상태이다. 따라서 가솔린 엔진(1)의 운전상태에 영향을 미치지 않고 EGR 밸브(29)에 부착된 디포짓 등의 이물을 제거할 수 있다.

또한 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 하는 것은 가솔린 엔진(1)의 운전정지 타이밍과는 무관하기 때문에 종래기술에서 설명한 시동불량을 초래하지는 않는다.

(나) EGR 밸브(29)의 실제 개방도(EGRNOW)가 완전히 최대개방도(EGRMAX)가 된 후, 스텝 S 180에서 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)를「ON」으로 설정하고 있다. 이로써 가솔린 엔진(1)의 운전이 계속되고 있는 한, 이후의 처리에서는 스텝 S 110에서「NO」라고 판정되어 강제적인 완전개방처리(S160, S 170)는 실행되지 않는다.

이와 같이 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방 제어후에, 강제적 완전개방 작동의 금지기간을 설치함으로써, 스텝핑 모터(52) 등의 강제적구동의 회수를 제한할 수 있기 때문에, 필요이상으로 강제적 완전개방 제어가 실행되는 것이 억제되고, 이것에 따르는 가솔린 엔진(1)의 연소변동이 최소한으로 억제되어 연소를 양호하게 유지할 수 있다.

[실시형태 2]

본 실시형태 2에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 14의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일하다. 도 14의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는, 스텝 S 335에 있어서의 분사타이밍의 판정이다.

즉, EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 조건으로서, 원트립중에 아직 한 번도 강제적으로 완전개방제어가 이루어져 있지 않는 지의 여부(S 310), 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1) 및 최고량(Q2)을 나타내는 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부(S 320), 현재의 엔진회전수(NE)가 최저회전수(NEL) 및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부(S 330), 도표부터 얻어지고 있는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)가 강제구동판정 개방도 (TEGR)이상인지의 여부(S 340)의 4조건 이외에, 연료분사타이밍이 압축행정분사(상기한 운전영역 R1, R2)인지의 여부(S 335)가 판정된다. 다른처리에 있어서는 실시 형태 1과 동일하며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와, 도 12의 스텝번호에「200」를 더한 스텝번호의 도 14에 있어서의 처리와는 동일하다.

압축행정분사는 상기 실시형태 1의 도 8, 9에서 설명한 바와 같이 연료분사량은 스로틀 개방도(THROT)가 커져 희박연소로 되어 있다. 이 때문에 연소성을 높이기 위하여 도 9에 나타낸 바와 같이 압축행정분사가 이루어지고 성층연소가 실행되고 있다.

본 실시형태 2에서는 연료분사제어가 상기 압축행정분사상태에 있는 경우에 한하여 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방제어가 허가된다.

상기한 실시형태 2에 있어서는 스텝 S 360, S 370이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S310, S320, S330, S335, S340, S 380이 강제구동허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 2에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(가) 상기 실시형태의 (가) 및 (나)에 있어서 동일한 효과가 존재한다.

(나) 또한 강제완전개방 실행조건에 압축행정분사(성층연소의 실시를 의미함)를 더하고 있기 때문에 상기한 바와 같이 흡입공기량이 큰 상태에서 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 할 수 있다. 이 때문에 EGR 밸브(29)의 개방도 변환에 대한 배기환류율의 변동을 더욱 억제할 수 있고 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 하는 제어가 내연기관의 연소에 주는 영향을 한층 작은 것으로 할 수 있다.

(다) 또한, 엔진(1)의 연소제어측에서는 히스테리시스에 의하여 연료분사량 (Q)이나 엔진회전수(NE)의 판정이 스텝 S 320, S330의 조건판단과는 어긋나 있는 경우가 있어 스텝 S 320, S 330의 조건판단만으로는 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 하는 데는 적절하지 않은 모드가 생기고 있을 가능성이 있다. 그러나 스텝 S 335에서 압축행정분사를 조건으로 함으로써 보다 확실하게 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 하는 데 적절한 모드를 판정할 수 있다.

[실시형태 3]

본 실시형태 3에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 15의 플로우챠트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 같다. 도 15의 처리에 있어서, 실시형태 1과 다른 처리는 스텝 S532에 있어서의 리치스파이크제어 미실행의 판정과, 스텝 S534에 있어서의 단시간에 리치스파이크제어로 들어갈 가능성이 낮은 상태의 판정이다.

즉, EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 조건으로서 원트립중에 아직 한 번도 강제적으로 완전개방 제어가 이루어져 있지 않는 지의 여부(S510), 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1) 및 최고량(Q2)으로 나타내는 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부(S520), 현재의 엔진회전수(NE)가 최저회전수(NEL)및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부(S 530), 도표로부터 얻어지고 있는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)가 강제구동판정 개방도 (TEGR)이상인지의 여부(S 540)의 4 가지 조건 이외에 다음 2개의 조건이 판단된다.

먼저, 하나의 조건으로서 리치스파이크제어가 이루어져 있지 않는 상태인지의 여부가 판정된다(S 532). 이 판정은 운전모드를 나타내는 상태치(NMODE)가 「0」( 「0」은 리치스파이크제어를 행하고 있지 않는 성층연소 운전모드중임을 나타냄)인지의 여부에 의하여 이루어진다. 리치스파이크제어는 가솔린 엔진(1)의 운전상태(여기서는 희박연소의 정도와 그 계속시간)에 따라 강제적으로 흡입공기량을 감소시키고, 또한 연료농도를 짙게 하도록 공연비를 제어하는 공연비제어이다. 실시형태 1에서 설명한 바와 같이 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에 흡수저장된 질소산화물이 포화상태에 근접한 경우에 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에 흡수저장되어 있는 질소산화물을 환원하여 감소시키기 위하여 실행된다. 이 처리를 위하여 ECU(30)에 있어서는 실시형태 1에서 설명한 린 공연비를 실행하고 있는 영역(R1, R2, R3)에 있는 경우에 희박의 정도와 그 계속시간에 따라 제 2 삼원촉매 컨버터(24a)에 흡수저장되는 질소산화물의 양(QNOXCNT)이 흡수저장 계산처리(도시 생략)로 항상 계산되고 있다. 그리고 이 흡수저장량(QNOXCNT)이 리치스파이크실행 흡수저장량 이상이 된 경우에 리치스파이크제어가 실행되고, 운전모드를 나타내는 상태치(NMODE)는 「0」이외의 값으로 설정된다.

또 다른 하나의 조건으로서 상기 흡수저장량(QNOXCNT)이 상기 리치스파이크제어가 실행되기 직전인지의 여부가 판정된다(S 534). 이 판정은 상기 흡수저장량 (QNOXCNT)이 판정치(XNOX)이하인지의 여부로 판정한다. 이 판정치(XNOX)는 상기 리치스파이크실행 흡수저장량보다도 약간 작은 값이다. 이로써 아직 리치스파이크제어에 들어가 있지 않으나(S 532에서 「YES」), 흡수저장량(QNOXCNT)이 판정치 (XNOX)를 넘어서고 있으면, 리치스파이크제어가 개시되는 한도에 근접하고 있음을 알 수 있다.

다른 처리에 관해서는 실시형태 1과 같으며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와 도 12의 스텝 번호에 「400」을 더한 스텝번호의 도 15에 있어서의 처리와는 동일하다.

이와 같이 연료분사제어가 리치스파이크제어를 실행하고 있지 않고, 단시간 이내에 리치스파이크제어가 행하여질 가능성도 없는 기간에 한하여 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방 제어가 허가된다.

상기한 실시형태 3에 있어서는 스텝 S560, S 570이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 510, S520, S 530, S532, S534, S540, S580이 강제구동 허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태의 3에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.

(가) 상기 실시형태 1의 (가) 및 (나)와 같은 효과가 존재한다.

(나) 운전영역(R1, R2, R3)에 있었다 하더라도 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우는 흡입공기량이 적어져 EGR 밸브(29)의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동이 커지는 경향이 있다. 이 때문에, 강제완전개방 실행조건에 리치스파이크제어의 미실행의 조건을 더하여 EGR 밸브(29)의 개방도 변화의 영향이 커지는 상태에서 EGR 밸브(29)의 강제적인 완전개방제어가 행하여지는 것을 미연에 방지하고 있다. 따라서 EGR 밸브(29)의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동을 한층 확실하게 억제할 수 있어 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방으로 하는 제어가 엔진(1)의 연소에 미치는 영향을 한층 작은 것으로 할 수 있다.

(다) EGR 밸브(29)의 응답지연 등에 의하여 리치스파이크제어에 들어가기 직전의 영역에서는 흡기가 적은 상태와 EGR밸브(29)의 개방도 변화가 겹치는 경우가 있어 이것을 방지하기 위하여 강제완전개방실행조건으로 리치스파이크제어에 단기간내에 들어갈 가능성이 없는 조건을 더하고 있다. 즉, 리치스파이크제어의 실행가능성이 높은 경우는 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 것을 허가하지 않는 불허가기간을 마련하고 있다. 이로써 EGR 밸브(29)의 개방도 변화가 엔진(1)의 연소에 미치는 영향을 더 한층 작게 할 수 있다.

[실시형태 4]

본 실시형태 4에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 16의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일하다. 도 16의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는, 스텝 S 702, S 704, S 706의 처리가 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)가「OFF」인지의 여부판정(S 710) 전에 실행되는 것과, 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)에「ON」을 설정하는 처리(S 780)의 직후에 엔진구동시간 타이머(CENG)를 제로로 클리어하는 처리(S 782)가 실행되는 점이다. 다른 처리에 관해서는 실시형태 1과 동일하며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와, 이 스텝번호에「600」를 더한 스텝번호의 도 16에 있어서의 처리와는 동일하다.

먼저, 본 처리가 개시되면, 엔진(1)이 운전중임을 나타내는 플래그(XSTEFI)가「ON」인지의 여부를 판정한다(S 702). XSTEFI=「ON」이 아니면(S 702 에서 「NO」), 스텝 S 790, S 820(실시형태 1의 스텝 S 190, S 220과 동일)의 처리후, 처리를 일단 종료한다.

엔진(1)이 운전중이면(S 702에서「YES」), 다음에 ECU(30)내에 설치되어 있는 스탠바이 RAM 에 설정되어 있는 카운터(CENG)를 시간주기로 카운트업하는 인터럽트루틴(도시 생략)을 개시시킨다(S 704). 이로써 카운터(CENG)는 스탠바이 RAM 에 설정된 타이머 카운터로서의 동작을 행한다. 따라서 카운터(CENG)는 엔진(1)이 운전중이면 카운트업하고, 전원이 오프되어 엔진(1)이 정지하면 값을 유지한 채 대기한다. 이로써 카운터(CENG)는 엔진(1)의 운전시간을 누적한 값을 기억할 수 있다.

다음에 카운터(CENG)의 값이 작동금지시간(Tx) 이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 706). CENG ≥Tx가 아니면(S 706에서「NO」), 스텝 S 790, S 820을 실행하여 일단, 처리를 종료한다.

CENG ≥Tx 이면(S 706에서「YES」), 이후 스텝 S 710의 처리로 이행한다. 스텝 S 710 내지 S 780까지의 처리는, 실시형태 1의 스텝 S 110 내지 S 180까지의 처리와 동일하기 때문에 설명은 생략한다. 또 강제적으로 EGR 밸브(29)가 완전개방제어되어(S 770에서「YES」), 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)가「ON」으로 설정된(S 780)직후에는 카운터(CENG)는 제로로 클리어하는 처리(S 782)가 행하여진다.

즉, EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 조건으로서, 원트립중에 아직 한 번도 강제적 완전개방제어가 이루어져 있지 않은 지의 여부(S710), 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1)및 최고량(Q2)으로 나타내는 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부(S 720), 현재의 엔진회전수(NE)가 최저회전수(NEL)및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부(S 730),도표로부터 얻어지고 있는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)가 강제구동판정 개방도(TEGR)이상인지의 여부(S 740)의 4 가지 조건 이외에, 전회 EGR 밸브(29)가 강제적으로 완전개방 제어된 후 작동금지시간(Tx)이 경과하였는가(S 706)라는 조건이 더해져 있다.

상기한 실시형태 4에서는 스텝 S 760, S 770이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하며, 스텝 S 702, S 704, S 706, S 710, S 720, S 730, S 740, S 780, S 782는 강제구동허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 4에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.

(가) 상기 실시예 1의 (가) 및 (나)와 같은 효과가 존재한다.

(나) 또한 원트립에 있어서 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방 제어는 최대 1 회로 한정됨과 동시에 이 강제적 완전개방 제어는 적어도 작동금지시간(Tx)이 경과하지 않으면 실행하지 않는 것으로 되어 있다. 이 때문에 EGR 밸브(29)의 강제적완전개방 제어가 확실하게 충분한 시간간격으로 행하여지도록 제한할 수 있기 때문에, 엔진(1)의 시동이 단시간에 반복되더라도 EGR 밸브(29)가 빈번하게 완전개방 제어되는 것을 방지할 수 있다.

[실시형태 5]

본 실시형태 5에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 17의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일하다. 도 17의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는, 스텝 S 902, S 904, S 906의 처리가 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)가「OFF」인지의 여부판정(S 910)의 전에 실행되는 것과, 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)에 「ON」을 설정하는 처리(S 980)의 직후에 주행거리 카운터(CDIS)를 제로로 클리어하는 처리(S 982)가 실행되는 점이다. 다른 처리에 대해서는 실시형태 1과 동일하며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와, 이 스텝번호에「800」를 더한 스텝번호의 도 17에 있어서의 처리와는 동일한다.

먼저, 본 처리가 개시되면, 엔진(1)이 운전중임을 나타내는 플래그(XSTEFI)가「ON」인지의 여부를 판정한다(S 902). XSTEFI =「ON」이 아니면(S 902에서 「NO」), 스텝 S 990, S 1020 (실시형태 1의 스텝 S 190, S 220와 같음)의 처리후, 처리를 일단 종료한다.

엔진(1)이 운전중이면(S 902에서「YES」), 다음에 ECU(30)내에 설치되어 있는 스탠바이 RAM 에 설정되어 있는 주행거리 카운터(CDIS)를 주행거리계(32)의 주행거리치의 증가에 따라 카운트업하는 인터럽트루틴(도시 생략)을 개시시킨다(S 904). 이로써 주행거리 카운터(CDIS)는 스탠바이 RAM 에 설정된 누적거리계로서의 동작을 행한다. 따라서 주행거리 카운터(CDIS)는 엔진(1)이 운전중이면 주행거리를 카운트업하고, 전원이 오프되어 엔진(1)이 정지하면 값을 유지한 채로 대기한다. 이로써 주행거리 카운터(CDIS)는 엔진운전중에 있어서의 주행거리를 누적한 값을 기억할 수 있다.

다음에 주행거리 카운터(CDIS)의 값이, 작동금지거리(Dx) 이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 906). CDIS ≥Dx 가 아니면(S 906에서「NO」), 스텝 S 990, S 1020를 실행하여 일단, 처리를 종료한다.

CDIS ≥Dx 이면(S 906에서「YES」) 이후, 스텝 S 910의 처리로 이행한다. 스텝 S 910 내지 S 980까지의 처리는, 실시형태 1의 스텝 S 110 내지 S 180까지의 처리와 동일하기 때문에 설명은 생략한다. 또한 강제적으로 EGR 밸브(29)가 완전개방 제어되어(S 970에서「YES」), 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)가「ON」으로 설정된(S 980)직후에는 주행거리카운터(CDIS)는 제로로 클리어된다(S 982).

즉, EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 조건으로서, 원트립중에 아직 한 번도 강제적으로 완전개방제어가 이루어져 있지 않은 지의 여부(S 910), 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1) 및 최고량(Q2)으로 나타내는 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부(S 920), 현재의 엔진회전수(NE)가 최저회전수(NEL) 및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부 (S 930), 도표로부터 얻어지고 있는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)가 강제구동판정 개방도 (TEGR)이상인지의 여부(S 940)의 4 가지 조건 이외에, 전회 EGR 밸브(29)가 강제적으로 완전개방 제어되고 나서 작동금지거리(Dx) 주행하였는가(S 906)라는 조건이 더해져 있다.

상기한 실시형태 5에 있어서는, 스텝 S 960, S 970이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 902, S 904, S 906, S 910, S 920, S 930, S 940, S 980, S 982가 강제구동 허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 5에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(나) 또한 원트립에 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방 제어는 최대 1회로 한정함과 동시에, 이 완전개방제어는 적어도 작동금지거리(Dx)를 주행하지 않으면 실행되지 않는 것으로 하고 있다. 이 때문에 EGR 밸브(29)의 강제적 완전개방제어가 확실하게 충분한 주행거리간격으로 행하여지도록 제한할 수 있기 때문에, 엔진(1)의 시동이 단시간에 반복되더라도 EGR 밸브(29)가 빈번하게 완전개방제어되는 것을 방지할 수 있다.

[실시형태 6]

본 실시형태 6에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 18, 19의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일하다. 도 18, 19의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는, 처리의 최초에 행하여지는 엔진운전중임을 나타내는 플래그(XSTEFI)가「ON」인지의 여부를 판정하는 처리(S 1102), 스텝 S 1102에서 긍정판정된 경우에 행하여지는 조건성립 카운트처리(S 1200), 스텝 S 1200의 다음에 행하여지는 조건성립 카운트치(Cn)(스탠바이 RAM에 설정되어 있음)가 강제작동 허용회수(Kx)이상이 되었는 지의 여부를 판정하는 처리(S 1106) 및 스텝 S 1180에서 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)를「ON」으로 설정한 후에 행하여지는 조건성립 카운트치(Cn)를 제로로 클리어하는 처리(S 1182)이다.

스텝 S 1102는 상기 실시형태 4의 스텝 S 702와 같이, 엔진(1)이 운전중인지의 여부를 판정하기 위해서이다.

스텝 S 1200의 조건성립 카운트처리는, 도 19에 나타내는 처리가 실행된다. 먼저 여기서 스텝 S 1110 내지 S 1150, S 1190은 실시형태 1에서 설명한 스텝 S 110 내지 S 150, S 190과 각각 같은 처리이기 때문에 이들 스텝의 상세한 설명은 생략한다.

이 조건성립 카운트처리(S 1200)에서는, 조건성립 카운트치(Cn)를 인크리멘트하는 조건으로서, 원트립중에 아직 한 번도 강제적 완전개방 제어가 이루어져 있지 않은 것인지의 여부(S 1110), 현재의 연료분사량(Q)이 최저량(Q1) 및 최고량(Q2)으로 나타내는 강제구동 가능부하범위에 존재하는 지의 여부(S 1120), 현재의 엔진회전수(NE)가 최저회전수(NEL) 및 최고회전수(NEH)로 나타내는 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 지의 여부(S 1130), 도표로부터 얻어지고 있는 EGR 밸브 개방도 (EGRRAT)가 강제구동판정 개방도(TEGR) 이상인지의 여부(S 1140)의 4가지 조건이 모두 만족되어 있는 지의 여부가 판정된다. 이 4 가지 조건은 실시형태 1 에 있어서 EGR 밸브 (29)를 강제적으로 완전개방 제어하기 위한 조건과 동일하다.

스텝 S 1110 내지 S 1140의 조건의 하나라도 성립하지 않으면, EGR 완전개방허가영역카운터(EGRWOC)를 제로로 클리어하여(S 1190) 조건성립 플래그(XCn)를 「OFF」로 설정하고 (S 1195), 일단 조건성립 카운트처리(S 1200)를 빼고, 도 18에 나타내는 바와 같이 조건성립 카운트치(Cn)가 강제작동 허용회수(Kx) 이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 1106). 만약 Cn 〈 Kx 이면(즉 S 1106에서「NO」), 실시형태 1의 스텝 S 220와 같이 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREO)가 도 13의 도표로부터 운전상태에 따라 얻어지는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)에 보정(Fe())을 행함으로써 구해진다(S 1220).

스텝 S 1110 내지 S 1140의 조건이 모두 만족이면, 실시형태 1과 같이 스텝 S 1150 에서 스텝 S 1110 내지 S 1140의 전부가 만족된 상태가 허가용인시간 (TTime) 이상 계속되었는 지의 여부를 판정한다(S 1150). 상기 4개의 조건성립이 허가용인시간(TTime) 이상 계속되면(S 1150에서「YES」),조건성립 플래그(XCn)가「OFF」인지의 여부가 판정된다(S 1152). 상기 4개의 조건이 성립된 당초는 XCn =「OFF」이기 때문에(S 1152에서「YES」), 조건성립 카운트치(Cn)의 인크리멘트가 행하여지고 (S 1154), 다음에 조건성립 플래그(XCn)가「ON」으로 설정된다(S 1156).

이후 스텝 S 1110 내지 S 1150의 조건성립이 계속되어도, XCn =「ON」이기 때문에(S 1152에서「NO」), 스텝 1154는 실행되지 않고, 조건성립 카운트치(Cn)는 증가하지 않는다. 다음에 증가하는 것은, 스텝 S 1110 내지 S 1140의 4조건중 어느 하나가 성립되지 않게 되어 스텝 S 1195에서 XCn =「OFF」로 된 후, 다시 스텝 S 1110 내지 S 1150의 조건의 전부가 성립된 경우이다. 이로써, 조건성립의 회수가 카운트되어 조건성립 카운트치(Cn)에 기억된다.

상기한 바와 같이 조건성립 카운트치(Cn)가 증가하여 Cn ≥ Kx가 되면(S 11 06에서 YES」), EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)에 완전개방를 나타내는 최대개방도(EGRMAX)가 설정되어(S 1160 : 실시형태 1의 스텝 S 160와 같은 처리), EGR 밸브(29)의 실제 개방도(EGRNOW)가 최대개방도(EGRMAX)이상이 되었는 지의 여부가 판정된다(S 1170 : 실시형태 1의 스텝 S 170와 같은 처리). EGRNOW 〈 EGRMAX인 한 (S 1170에서「NO」), 일단 이대로 EGR 밸브 강제구동처리를 종료한다. EGRNOW ≥ EGRMAX가 되면(S 1170에서「YES」), 강제적으로 EGR 밸브(29)를 완전개방까지 개방하는 처리가 완료되였기 때문에, 완전개방실행이력플래그(XEGRFOEX)에「ON」이 설정된다(S 1180 : 실시형태 1의 스텝 S 180와 같은 처리). 그리고 조건성립 카운트치(Cn)가 제로로 클리어된다(S 1182).

이와 같이 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방 제어한 후에, Cn = 0 로 하였기 때문에, 다음에 조건성립 카운트치(Cn)가 Kx 이상이 될 때까지 EGR 밸브 (29)가 강제적으로 완전개방 제어되는 일은 없다.

상기한 실시형태 6에 있어서는, 스텝 S 1160, S 1170이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 1200, S 1106, S 1180, S 1182가 강제구동 허가수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 6에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(나) 또한 강제완전개방 실행조건으로서는, 실시형태 1과 같은 조건이 강제작동 허용회수(Kx)만큼 성립할 필요가 있기 때문에, EGR 밸브(29)의 완전개방제어의 회수가 제한되어, 가솔린 엔진(1)의 연소를 한층 양호하게 유지할 수 있다.

[실시형태 7]

본 실시형태 7에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 20의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일한다. 도 20의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는, EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREO)에 완전개방를 나타내는 최대개방도(EGRMAX)를 설정하는 처리(S 1360)의 다음에 스텝 S 1362의 처리 및 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)를 도 13의 도표로부터 운전상태에 따라 얻어지는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)로 보정(Fe())을 행하여 구하는 처리(S 1420)의 다음에 스텝 S 1422의 처리가 부가된 점이다. 다른 처리에 있어서는 실시형태 1과 동일하며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와, 이 스텝번호에「1200」을 더한 스텝번호의 도 20에 있어서의 처리와는 동일한다.

따라서 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방 제어하는 조건은, 실시형태 1과 같은 조건이나, 이들 조건이 성립된 후의 처리에, 스텝 S 1362의 처리가 더해진 점이 실시형태 1과 다르다.

스텝 S 1310 내지 S 1350의 조건중 어느 하나가 성립하지 않은 경우에 실행되는 스텝 S 1422에서는 스로틀 밸브(23)의 요구개방도(TRTREO)에 도 8에 나타낸 테이블로부터 구해지는 스로틀 개방도(THROT)가 그대로 설정되나, 스텝 S 1310 내지 S 1350의 조건이 모두 성립되어 있는 경우에 실행되는 스텝 S 1362에서는 도 8에 나타낸 테이블로부터 구해지는 스로틀 개방도(THROT)를 α(α〉 0)분 증가보정된 것이 설정된다.

따라서 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방 제어할 때의 스로틀 밸브(23)의 개방도는 EGR 밸브(29)에 통상의 제어을 하고 있을 때의 개방도보다도 크게 하여 흡입공기량이 증량되게 된다.

상기한 실시형태 7에 있어서는 스텝 S 1360, S 1370이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하며, 스텝 S 1310, S 1320, S 1330, S 1340, S 1380이 강제구동 허가수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 1362가 흡입공기량 증대수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 7에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(가) 상기 실시형태 1의(가) 및 (나)와 같은 효과가 존재한다.

(나) 또한 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방 제어할 때 흡입공기량을 적극적으로 증대시키고 있기 때문에 한층 강제적 완전개방 제어전후에서 배기환류율의 변동이 적어져 엔진(1)의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

[실시형태 8]

본 실시형태 8에 있어서의 EGR 밸브 강제구동처리를 도 21의 플로우 차트에 나타낸다. 다른 구성은 상기 실시형태 1과 동일하다. 도 21의 처리에 있어서 실시형태 1과 다른 처리는 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)에 완전개방을 나타내는 최대개방도(EGRMAX)를 설정하는 처리(S 1560)의 다음에 스텝 S 1562의 처리 및 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)를 도 13의 도표로부터 운전상태에 따라 얻어지는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)에 보정(Fe())을 행하여 구하는 처리(S 1620)의 다음에 스텝 S 1622의 처리가 부가된 점이다. 다른 처리에 있어서는 실시형태 1과 동일하며, 실시형태 1의 도 12에 나타낸 각 처리와, 이 스텝번호에「1400」을 더한 스텝번호의 도 21에 있어서의 처리와는 동일하다.

따라서 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방 제어하는 조건은, 실시형태 1과같은 조건이나, 이들 조건이 성립된 후의 처리에 스텝 S 1562의 처리가 더해진 점이 실시형태 1과 다르다.

스텝 S 1510 내지 S 1550의 조건중 어느하나가 성립되어 있지 않은 경우에 실행되는 스텝 S 1622에서는 요구점화진각량(SAREQ)에는 엔진운전상태에 따라 구해지는 통상의 점화진각(SA)에 대하여 필요한 보정(Fs())을 행한 진각치가 설정되나, 스텝 S 1510 내지 S 1550의 조건의 모두가 성립되어 있는 경우에 실행되는 스텝 S 1562에서는 요구점화진각량(SAREQ)에 통상의 점화진각(SA)에 필요한 보정(Fs())을 행하여 얻어진 진각량(Fs(SA))에 다시 β(β〉 0)분의 진각보정을 행한 진각치가 설정된다. 이 진각보정량(β)은 EGR 밸브(29)의 완전개방에 대응하여 적절한 연소가 행하여지기 위한 진각치가 미리 설정되어 있다.

따라서 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방제어할 때의 점화시기는 완전개방에 대응하여 진각되게 된다.

상기한 실시형태 8에 있어서는, 스텝 S1560, S 1570이 강제구동수단으로서의 처리에 상당하며, 스텝 S 1510, S 1520, S 1530, S 1540, S 1580이 강제구동 허가수단으로서의 처리에 상당하고, 스텝 S 1562가 점화시기 진각수단으로서의 처리에 상당한다.

이상 설명한 본 실시형태 8에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(가) 상기 실시형태 1의(가) 및 (나)와 같은 효과가 존재한다.

(나) EGR 밸브(29)가 개방되면 적절한 점화시기는 진각하는 경향에 있다. 이 때문에 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방제어할 때, 점화시기를 적극적으로 진각시킴으로써, 엔진(1)의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

[그 밖의 실시 형태]

상기 실시형태 1의 스텝 S 120에서는 엔진(1)의 부하로서 연료분사량(Q)의 크기를 판정하였으나, 연료분사량(Q)의 대용으로서 흡입공기량이 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부, 스로틀 개방도가 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부, 공연비가 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부 또는 흡기압이 강제구동가능 부하범위에 존재하는 지의 여부를 판단하도록 하여도 된다. 다른 실시형태에 있어서도 동일하다.

상기 실시형태 1의 스텝 S 140에서는 도표에 의하여 연료분사량(Q)과 엔진회전수(NE)에 따라 얻어지는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)의 크기를 판정하였으나, EGR 밸브 개방도(EGRRAT)의 대용으로서, EGR 밸브(29)의 실제 개방도(EGRNOW)가 강제구동판정 개방도보다 큰지의 여부, 또는 EGR 밸브 개방도(EGRRAT)에 보정(Fe())을 행하여 구해지는 EGR 밸브(29)의 요구개방도(EGRREQ)가 강제구동판정 개방도보다 큰 지의 여부를 판단하도록 하여도 된다. 다른 실시형태에 있어서도 동일하다.

상기 실시형태 3에서는 리치스파이크제어의 실행중과 리치스파이크제어에 들어 가기 직전의 상태를 피하는 것을 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 처리의 조건에 더하였으나, 리치스파이크제어에 들어 가기직전의 상태 대신에, 또는 이 조건에 덧붙여 리치스파이크제어로부터 나온 직후의 상태를 리치스파이크 제 어종료로부터의 시간의 길이로 판단하여 그 리치스파이크 제어종료직후의 시간대를 피하는 것을 EGR 밸브(29)를 강제적으로 완전개방으로 하는 처리의 조건에 더하더라도 좋다.

상기 실시형태 4에서는 원트립에 EGR 밸브(29)의 강제적인 완전개방제어는 최대 1회로 한정함과 동시에, 이 완전개방제어는 적어도 작동금지시간(Tx)을 경과하지 않으면 실행되지 않도록 되어 있으나, 원트립에 최대 1회의 조건은 없애고 단지 적어도 작동금지시간(Tx)을 경과하지 않으면 실행되지 않도록 하여도 된다.

상기 실시형태 5에서는 원트립에 EGR 밸브(29)의 강제적인 완전개방제어는 최대 1회로 한정함과 동시에, 이 완전개방제어는 적어도 작동금지거리(Dx)를 주행하지 않으면 실행되지 않도록 되어 있으나, 원트립에 최대 1회의 조건은 없애고, 단지 적어도 작동금지거리(Dx)를 주행하지 않으면 실행되지 않도록 하여도 된다.

상기 각 실시형태에 있어서 원트립중에 아직 한 번도 강제적 완전개방 제어가 이루어져 있지 않은 지의 여부를 강제적 완전개방 제어의 조건으로 하고 있었으나, 이것을 조건에서 생략하여도 좋다. 또 현재의 연료분사량(Q)이 강제구동가능부하범위에 존재하는 조건과, 현재의 엔진회전수(NE)가 강제구동가능 회전수범위에 존재하는 조건을 생략하여도 좋다.

이상 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 실시형태에는 특허청구의 범위에 기재한 기술적 사항이외에 다음과 같은 각종 기술적 사항의 실시형태를 가지는 것을 부기하여 둔다.

(1) 상기 흡입공기량 증대수단은 상기 내연기관의 아이들 스피드 콘트롤밸브를 개방함으로써, 흡입공기량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 청구항 14기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.

(2) 상기 강제구동 허가수단은 상기 배기환류밸브의 요구개방도를 구하는 상태량의 크기에 의거하여 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 청구항 1기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치．

청구항 1기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 강제구동 허가수단은 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황하에 있는 것이 판명되면, 내연기관이 운전되고 있더라도 배기환류밸브의 완전개방제어가 내연기관의 연소에 악영향을 주는 일이 없기 때문에 강제구동수단의 작동을 허가한다. 이로써 작동이 허가된 강제구동수단은 액츄에이터를 작동시켜 배기환류밸브를 강제적으로 완전개방까지 구동시킨다. 이렇게 하여 배기환류밸브에 부착된 이물을 내연기관의 운전중에도 제거할 수 있다. 더욱이 배기환류밸브를 완전개방으로 하는 것은 내연기관정지와는 무관하기 때문에 종래기술에 있어서와 같은 시동불량을 초래하는 일은 없다.

청구항 2 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동 판정개방도보다 큰 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것으로 하고 있다. 배기환류밸브의 요구개방도 또는 실제 개방도가 완전개방에 가까울 수록, 강제구동수단의 작동전후, 즉 배기환류밸브의 강제적 완전개방 제어의 전후에서 배기환류율의 변동이 적어지는 경향에 있다. 이로써 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다라는 추정은, 구체적으로는 배기환류밸브의 요구개방도 또는 실제 개방도가 완전개방에 가까운 것을 판정하기 위한 강제구동판정 개방도를 정하여 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 배기환류밸브의 실제 개방도가 상기 강제구동판정 개방도보다 큰 경우에 이룰 수 있다. 이와 같이 하여 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다라는 추정을 용이하게 행하는 수 있고, 청구항 1 에 기재한 작용효과를 생기게 할 수 있다.

청구항 3 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 강제구동 허가수단은, 상기 청구항 2 에 기재한 조건에 더하여 또한 내연기관의 부하가 강제구동가능 부하범위에 있는 조건 및 내연기관의 회전수가 강제구동가능 회전수범위에 있는 조건을 판정하고, 이 조건도 만족된 경우에 액츄에이터의 작동을 허가하고 있다. 이와 같은 강제구동가능 부하범위나 강제구동가능 회전수범위는, 배기환류율의 변동이 조금 커지더라도 내연기관의 연소에 악영향을 미치지 않는 내연기관 운전상태를 의미한다. 따라서 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황을 한층 적절하게 판단할 수 있고, 청구항 1 에 기재한 작용효과를 적절하게 생기게 할 수 있다.

청구항 4 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 3 기재의 구성에 대하여 상기 내연기관의 부하로서 연료분사량, 흡입공기량, 스로틀 개방도, 공연비 및 흡기관압력으로부터 선택된 1개 이상으로 이루어지는 상태량을 들고 있다. 이와 같은 상태량을 내연기관의 부하로서 사용하여 상기 청구항 3의 작용효과를 적절하게 생기게 할 수 있다.

청구항 5기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1기재의 구성에 대하여 강제구동 허가수단은 상기 청구항 2에 기재한 조건에 더하여 또한 성층연소가 실행되고 있는 조건을 판정하고, 이 조건도 만족된 경우에 액츄에이터의 작동을 허가하고 있다. 성층연소는 혼합기중의 연료를 희박상태로 하는 경우에 실행되는 연소방식으로, 흡입공기량을 크게 하기 위하여 스로틀 밸브는 비교적 크게 개방된다. 이 때문에 배기환류밸브의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동이 적어지는 경향에 있다. 따라서 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적은 상황을 한층 적절하게 판단할 수 있어 청구항 1에 기재한 작용효과를 적절하게 생기게 할 수 있다.

청구항 6 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 기재의 구성에 대하여 연료분사가 압축행정으로 실행되는 연료분사제어가 실행되고 있는 조건을 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 조건에 더하고 있다. 연료분사가 압축행정으로 실행되는 것은 상기한 성층연소를 향하기 위함이고, 이와 같이 압축행정분사를 조건에 더함으로써, 청구항 5에서 기재한 작용효과를 발생한다.

청구항 7 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치는, 청구항 1 내지 6중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우에는 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 것으로 하고 있다. 이와 같은 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우는 흡입공기량이 적어져 배기환류밸브의 개방도 변화에 대한 배기환류율의 변동이 커지는 경향에 있다. 따라서 강제적으로 완전개방으로 하는 영향이 내연기관의 연소에 크게 나타날 염려가 있기 때문에 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는것으로서, 내연기관의 연소를 양호하게 유지한다.

청구항 8 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 7 기재의 구성에 더하여 상기 강제구동 허가수단은, 또한 상기 리치스파이크제어가 행하여지고 있지 않은 기간이더라도 상기 리치스파이크가 실행된 직후 또는 실행되기 직전에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 불허가기간을 설치하는 것으로 하고 있다. 배기환류밸브의 응답지연, 또는 흡입공기량 제어의 응답지연 등에 의하여 리치스파이크 제어에 들어가기 직전이나 나온 직후에는 흡기가 적은 상태와 배기환류밸브 개방도의 변화가 겹치는 경우도 있어 이를 방지하기 위하여 불허가기간을 설치하는 것으로서 내연기관의 연소를 양호하게유지한다.

청구항 9 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항기재의 구성에 더하여 상기 강제구동 허가수단은 다시 상기강제구동수단의 작동후에 작동금지기간을 설정하여, 상기 작동금지기간 동안은 상기 강제구동수단의 작동을 허가하지 않는 것으로 하고 있다. 이와 같이 강제구동수단의 작동후에 작동금지기간을 설치함으로써, 강제구동의 회수를 제어할 수 있기때문에 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것이 억제되어 내연기관의 연소를 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 10 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 9 기재의 구성에 대하여 상기 작동금지기간은 상기 강제구동수단의 작동후에 상기 내연기관의 운전이 계속되고 있는 기간인 것으로 하고 있다. 즉, 강제구동 허가수단은 강제구동수단이 일단 작동한 후에 있어서 내연기관의 운전이 계속되고 있는 한은 다음 강제구동수단의 작동은 허가하지 않는다. 이와 같이 액츄에이터의 구동빈도를 제한함으로써 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 11 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치는, 청구항 9기재의 구성에 대하여 상기 작동금지기간은 시간의 길이로 설정되어 있는 것으로 하고 있다. 이와 같이 작동금지기간은 시간의 길이로 설정하여도 되고, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 12 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 9기재의 구성에 대하여 상기 내연기관은 자동차에 탑재되어 상기 자동차를 구동주행하기 위한 것으로, 상기 작동금지기간은 상기 자동차의 주행거리의 길이로 설정되어 있는 것으로 하고 있다. 이와 같이 작동금지기간은 자동차의 주행거리의 길이로 설정하여도 되고, 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 13 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 12중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 상기 강제구동 허가수단은 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 조건성립의 회수가 강제작동 허용회수보다 커진 경우에만 실제로 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것으로 하고있다. 이와 같이 각 청구항에 있어서의 강제구동 허가수단에 있어서 각 청구항에 있어서 기재한 조건이 성립되면 즉시 허가하는 것이 아니라, 이 조건성립의 회수가 강제작동 허용회수보다 커진 경우에만 실제로 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동을 허가하도록 하여도 된다. 이로써 강제구동의 회수를 제한할 수가 있기 때문에 필요이상으로 강제구동이 실행되는 것이 억제되어 내연기관의 연소를 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 14 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 13중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 흡입공기량을 증대시키는 흡입공기량 증대수단을 구비하고 있다. 이와 같이 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동실행시에 적극적으로 흡입공기량을 증가시킴으로써, 더 한층 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적어져 내연기관의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

청구항 15 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 14 기재의 구성에 대하여 상기 흡입공기량 증대수단은, 상기 내연기관의 스로틀 밸브의 개방도를 증대시킴으로써, 흡입공기량을 증대시키는 것으로 하고 있다. 이와 같이 스로틀 밸브의 개방도를 증대시킴으로써, 흡입공기량을 증대시킬 수 있어 청구항 14 에 기재한 작용효과를 생기게할 수 있다.

청구항 16 기재의 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치에 있어서는, 청구항 1 내지 15중 어느 한 항기재의 구성에 대하여 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 점화시기를 진각시키는 점화시기진각수단을 구비하고 있다. 배기환류밸브가 개방되면 적절한 점화시기는 진각하는 경향에 있다. 따라서 강제구동수단에 의한 액츄에이터의 작동실행시에 적극적으로 점화시기를 진각시킴으로써 내연기관의 연소성을 한층 양호하게 유지할 수 있다.

Claims

내연기관의 배기의 일부를 흡기쪽으로 재순환시키는 배기환류경로와,

상기 배기환류경로에 설치되어 상기 배기환류경로의 개방도를 조정하는 배기환류밸브와,

상기 배기환류밸브를 구동하는 액츄에이터와,

상기 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과,

상기 운전상태 검출수단으로 검출된 내연기관의 운전상태에 따라 상기 배기환류밸브의 요구개방도를 구하는 요구개방도 설정수단과,

상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 상기 요구개방도 설정수단에 의하여 설정된 요구개방도가 되도록 상기 액츄에이터를 구동하는 액츄에이터 구동제어수단을 구비한 내연기관의 배기재순환 제어장치에 대하여 설치되는 배기환류밸브 강제구동장치로서,

상기 배기환류밸브에 부착된 이물을 제거하기 위하여 상기 액츄에이터를 작동시켜 상기 배기환류밸브를 강제적으로 완전개방으로 하는 강제구동수단과,

상기 강제구동수단의 작동전후에서 배기환류율의 변동이 적다고 추정되는 경우에, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 강제구동 허가수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 강제구동 허가수단은, 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다 큰 경우에 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 내연기관의 부하를 검출하는 부하검출수단과,

상기 내연기관의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단을 구비함과 동시에,

상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다 큰 경우, 상기부하검출수단에 의해 검출된 상기 내연기관의 부하가 강제구동가능 부하범위에 있는 경우, 및 상기 회전수 검출수단에 의해 검출된 상기 내연기관의 회전수가 강제구동가능 회전수범위에 있는 경우에, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 3항에 있어서,

상기 내연기관의 부하는 연료분사량, 흡입공기량, 스로틀 개방도, 공연비 및 흡기관압력으로부터 선택된 1개 이상으로 이루어지는 상태량인 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 내연기관은 적어도 성층연소를 포함하는 복수의 연소방식으로부터 상기 내연기관의 운전상태에 따라 연소방식을 선택하여 연소제어를 실행하는 타입임과 동시에,

상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다 큰 경우 및 상기 성층연소가 실행되어 있는 경우에, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 내연기관은 연료를 직접 실린더내에 분사하는 타입임과 동시에,

상기 강제구동 허가수단은 상기 요구개방도 설정수단으로 구해진 요구개방도 또는 상기 배기환류밸브의 실제 개방도가 강제구동판정 개방도보다 큰 경우 및 연료분사가 압축행정에서 실행되는 연료분사제어가 실행되고 있는 경우에, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치
제 1항 내지 제 6항중의 어느 한 항에 있어서,

상기 내연기관은 상기 내연기관의 운전상태에 따라 강제적으로 흡입공기량을 감소시키고 또한 연료농도를 짙게하도록 공연비를 제어하는 리치스파이크제어를 실행하는 타입임과 동시에,

상기 강제구동 허가수단은 청구항 1 내지 6중 어느 한 항기재의 강제구동 허가수단의 구성에 더하여, 또한 상기 리치스파이크제어가 행하여지고 있는 경우에는 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
상기 제 7항기재의 구성에 더하여, 상기 강제구동 허가수단은, 또한 상기 리치스파이크제어가 행하여지고 있지 않는 기간이더라도 상기 리치스파이크가 실행된 직후 또는 실행되기 직전에, 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하지 않는 불허가기간을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치
상기 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항기재의 구성에 더하여, 상기 강제구동허가수단은 또한, 상기 강제구동수단의 작동후에 작동금지기간을 설정하여 상기 작동금지기간중에는 상기 강제구동수단의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 9항에 있어서,

상기 작동금지기간은 상기 강제구동수단의 작동후에 상기 내연기관의 운전이 계속되고 있는 기간임을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 9항에 있어서,

상기 작동금지기간은 시간의 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치
제 9항에 있어서,

상기 내연기관은 자동차에 탑재되어 상기 자동차를 구동주행하기 위한 것으로, 상기 작동금지기간은 상기 자동차의 주행거리의 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서,

상기 강제구동 허가수단은, 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 조건성립의 회수가 강제작동 허용회수보다 커진 경우에만 실제로 상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동을 허가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 1항 내지 제 13항중 어느 한 항기재의 구성에 대하여,

상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 흡입공기량을 증대시키는 흡입공기량 증대수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.
제 14항에 있어서,

상기 흡입공기량 증대수단은, 상기 내연기관의 스로틀 밸브의 개방도를 증대시킴으로써 흡입공기량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치
제 1항 내지 제 15항중 어느 한 항기재의 구성에 대하여,

상기 강제구동수단에 의한 상기 액츄에이터의 작동이 실행됨에 따라 상기 내연기관의 점화시기를 진각시키는 점화시기 진각수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기환류밸브 강제구동장치.