JPH0318650A - Ｅｇｒバルブ制御方式 - 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、排ガス再循環（略称、ＥＧＲ）装置において
、Ｅ　Ｇ　Ｒ量を調整するＥＧＲバルブを制御するため
の方式に関する． 従来の技術 内燃機関の排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する
ために、内燃機関からの排ガスの一部分を、内燃機関の
吸入空気に混入するようにしたＥＧＲ装置が用いられて
いる．このようなＥ　Ｇ　Ｒを行うことによって、上述
のようにＮＯｘの低減が可能となるが、同時に、出力の
低下や、燃焼が不安定となることによる運転性能の悪化
などの不具合が発生する．したがってこのような不具合
を極力少なくするために、内燃機関の運転状態に応じた
ＥＧＲ量および時期を制御する必要が生じる．このため
典型的な従来技術では、内燃機関の冷却水温度に基づい
て、たとえば暖機時などで該冷却水温度が低いときには
、Ｅ　Ｇ　Ｒを停止するように構成されている．また他
の従来技術では、たとえばアイドリング時などで、吸入
空気流量が少ないとき、あるいは吸入空気圧が低いとき
には、ＥＧＲを停止するように構成されている。

一方、従来から、排気経路に、酸素濃度センサや、ジル
コニアなどから戒るいわゆるリーンミクスチャセンサを
設け、これらのセンサによって検出された酸素濃度に基
づいて、ＮＯｘを低減することができる空燃比となるよ
うに、燃料供給量や吸入空気量を制御するようにした構
或が用いられている． 発明が解決しようとする課題 酸素濃度を正確に検出するためには、前記酸素濃度七冫
サでは、センサ部分の温度がたとえば４００℃以上、ま
たリーンミクスチャセンサでは、たとえば７００℃以上
となっていることが必要であるが、Ｅ　Ｇ　Ｒを混入す
ることで排気温度が下がり、その結果酸素濃度センサの
温度も下がるため、該センサを活性化状態に保つことが
困難になる，しかしながら前記ＥＧＲｉ！ｌ１１におい
て、前記冷却水温度に基づく方法では、内燃機関の再始
動時などのように、冷却水温度が高いままで、センサの
温度のみが低下しているときには、Ｅ　Ｇ　Ｒの停止制
御は行われず、また前記吸入空気流量や吸入空気圧に基
づく方法では、内燃機関の始動時であっても、アクセル
ペダルが踏込まれるなどして吸入空気流量が多い場合や
、吸入空気圧が高い場合には、前記ＥＧＲの停止制御は
行われない．したがって、センサが正確な検出動作を行
うことができる状態、すなわち活性化状態となり正確な
空燃比制御が可能となるまでの時間が長くかかる． 本発明の目的は、酸素濃度検出手段を速やかに粘性化し
て、正確な空燃比制御を行うことができるＥ　Ｇ　Ｒバ
ルブ制御方式を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、排気経路に酸素濃度検出手段を設け，該酸素
濃度検出手段の出力に基づいて空燃比制御を行い、また
、排気経路と吸気経路とをバイパスする開路にＥＧＲバ
ルブを設け、該ＥＧＲバルブの開度を調整し、ＥＧＲ量
をｖＪｗするようにしたＥＧＲバルブＩｌｆｌｌ方式に
おいて、前記酸素濃度検出手段が活性化していないとき
には、ＥＧＲバルブを閏状態とし、ＥＧＲを停止するこ
とを特徴とするＥＧＲバルブ制御方式である． 作　　用 本発明に従えば、排気経路に設けられる酸素濃度検出手
段の出力に基づいて空燃比制御が行われ、またこの酸素
濃度検出手段が正確な検出動作を行うことができる状態
となっていないとき、すなわち活性化していないときに
は、排気経路と吸気経路とをバイパスする側路に設けら
れるＥ　Ｇ　Ｒバルブは閉状態とされ、ＥＧＲは停止さ
れる。

したがって、内燃機関の再始動時や高負荷状態での始動
時などでも、酸素ｉ＃度検出手段が活性化するまでＥ　
Ｇ　Ｒは停止されたままとされる．このため該酸素′ａ
度検出手段は速やかに活性化され、正確な空燃比制御を
短時間で開始することができる。

実施例 第ＩＩ２ｌは、本発明の一実施例の内燃機関の制御装１
！１とそれに関連する楕戒を示すブロック図である．吸
気口２から導入された燃焼用空気は、エアクリーナ３で
浄化され、吸気管４を介して、該吸気管４に介在される
スロットル弁５でその流入量が調整された後、サージタ
ンク６に流入する，サージタンク６から流出した燃焼用
空気は、吸気管７に介在される燃料噴射弁８から噴射さ
れる懲料と混合され，吸気弁９を介して，内燃機１１１
３　１　０の燃焼室１ｌに供給される．燃焼室１１には
点火ブラグ１２が設けられており、この燃焼室１１がら
の排ガスは、排気弁１３を介して排出され、排気管１４
から三元触媒１５を経て大気中に放出される． 前記吸気！＃４には吸入空気の温度を検出する吸気温度
検出器２１が設けられ、前記スロットル弁５に関連して
スロットル弁開度検出器２２が設けられ、サージタンク
６には吸気圧検出器２３が設けられる．また前記燃焼ｉ
ｌｌ付近には冷却水温度検出器２４が設けられ、排気管
１４において、三元触媒１５より上流側には酸素濃度検
出器２５が設けられ、三元触媒１５より下流側には排気
温度検出器２６が設けられる．内燃機関１ｏの回転速度
、すなわち単位時間当たりの回転数はクランク角検出器
２７によって検出される。

制御装置ｌには、前記各検出器２１〜２７とともに、車
速検出器２８と、内燃機関１ｏを始動させるスタータモ
ータ３３が起動されているかどうかを検出するスタート
検出器２９と、冷房機の使用などを検出する空調検出器
３０と、該内ｍＩ！関１０が搭載される自動車が自動変
速機付きであるときには、その自動変速機の変速段がニ
ュートラル位置であるか否かを検出するニュートラル検
出器３１とからの検出結果が入力される．さらにまたこ
の制御装置１は、バツテリ３４によって電力付勢されて
おり、該制御装置ｌは前記各検出器２１〜３１の検出結
果、および電圧検出器２０によって検出されるバツテリ
３４の電源電圧などに基づいて、燃料噴射量や点火時期
などを演算し、前記燃料噴射弁８および点火プラグ１２
などを制御する． 前記吸気管４にはまた、スロットル弁５の上流側と下流
側とをバイパスする側路３５が形成されており、この側
路３５には流量制御弁３６が設けられている．この流量
制御弁３６は、制御装置１からの出力に基づいて、スロ
ットル弁５がほぼ全閉であるアイドリング時の燃焼用空
気の流量を調整制御する．制御装Ｗｌ１はまた、内燃機
関１０が運転されているときには、燃料ボンプ３２を駆
動する。

また、吸気管７と排気管１４との間は、側路３７によっ
てバイパスされている．この側路３７には、該関路３７
を介して再循環される排ガスの流量を調整制御するため
のＥ　Ｇ　Ｒバルブ３８が設けられている． Ｅ　Ｇ　Ｒバルブ３８は、たとえばダイヤフラムを用い
て楕或されており、ダイヤフラム室に吸気負圧を導入す
るバキュームスイッチングバルブを通電／非通電制御す
ることによって、開度が制御される．このようにＥ　Ｇ
　Ｒバルブ３８が開度制御されることによって、吸入空
気に混入される排ガス量が変化され、空燃比を変化する
ことができる．第２図は、制御装置１の具体的構成を示
すブロック図である．前記検出器２０〜２５の検出結果
は、入力インタフエイス回路４１からアナログ／デジ、
タル変換器４２を介して、処理回路４３に与えられる．
また前記検出器２２．２７〜３１の検出結果は、入力イ
ンタフエイス回路４４を介して前記処理回路４３に与え
られる．処理回路４３内には、各種の制御用マップや学
習値などを記憶するためのメモリ４５が設けられており
、またこの処理回路４３には、前記バツテリ３４からの
電力が、定電圧回路４６を介して供給される．処理回路
４３からの制御出力は、出力インタフエイス回路４７を
介して導出され、前記燃料噴射弁８に与えられて燃料噴
射量が制御され、またイグナイタ４８を介して点火ブラ
グ１２に与えられて点火時期が制御され、さらにまた前
記流量制御弁３６に与えられてアイドリング時の（ｌ１
ｎＩ３５を介する流入空気呈が制御され、またＥ　Ｇ　
Ｒバルブ３８に与えられてＥ　Ｇ　Ｒ量が制御される。

前記排気温度検出器２６の検出結果は、制御装置ｉ内の
排気温度検出回路４９に与えられ、その検出結果が異常
に高温であるときには、駆動回路５０を介して警告灯５
ｌが点灯される。

上述のように構成された制御装置１は、吸入空気圧や内
燃機ｒｍｔｏの回転数等に基づいて、ＥＧＲバルブ３８
を開度制御する．これによって側路３７を介して再循環
される排ガスｌが変化され、燃焼室１１への流入空気流
量に対するスロットル弁５からの新気流量の割合が変化
される．また制御．装置１は、酸素濃度検出器２５の出
力に基づいて、空燃比が、三元触媒１５における排ガス
の浄化が容易な理論空燃比の、たとえば１４．５付近と
なるように燃料噴射量を制御する． 一方、前記酸素濃度検出器２５が正確な検出動作を行う
ためには、該酸素濃度検出器２５が、前述のように、酸
素濃度センサであるときには、センサ部分の温度が所定
温度、たとえば４００℃以上となることが必要であり、
またリーンミクスチャセンサであるときにはさらに高い
温度、たとえば７００℃以上となることが必要である．
このため制御装置１は、酸素濃度検出器２５のセンサ部
分が、前記温度以上である活性化状態であるかどうかを
判断し、活性化状態でないときにはＥＧＲバルブ３８を
閉状態としてＥＧＲを停止し、燃焼室１１での温き気の
燃焼温度が上昇するように制御する。

酸素濃度検出器２５が前記活性化状態であるかどうかの
判定は、次のようにして行われる．すなわち、たとえば
酸素濃度検出器２５がＩＳ！素濃度センサである場合、
空燃比がリッチ状態であることを表す信号が０．２秒以
上継続して導出されているときには活性化状態であると
判定され、これに対して、空燃比がリーン状態であるこ
とを表す信号が８秒間以上継続して導出されているとき
には不活性化状態であると判定される． また、酸素濃度検出器２５がリーンミクスチャセンサで
ある場合、その出力電圧と制御空燃比との関係は第３図
で示されているとおりであり、したがって出力電圧が予
め定める制御空燃比に対応する値以上である状態が予め
定める期間以上継続しているときには活性化状態である
と判定され、これに対して、出力電圧が前記予め定める
＠御空燃比に対応する値未満である状態が予め定める期
間以上継続しているときには不活性化状態であると判定
される。

上述のようにして不活性化状態であると判定されたとき
には、Ｅ　Ｇ　Ｒバルブ３８が閉状態とされて混合気の
燃焼温度の上昇が図られる．これによって、酸素ｉ！＋
度検出器２５のセンサ部分が速やかに前記所定の温度以
上となって、正確な空燃比制御を短時間で開始すること
ができる．したがって、速やかに、排ガス浄化を良好に
行うことができる状態とすることができる． また本発明に従うＥＧＲバルブの制御方式では、その制
御実行条件を従来技術の項で述べたような冷却水温度や
内燃機関１０の回転数などに基づいてだけではなく、実
際の酸素濃度検出器２５の出力に基づいて，該酸素濃度
検出器２５が正確な検出動作を行うことができる状態で
あるか否かという条件を追加したので５上述のように酸
素濃度検出器２５を速やかに活性化することができる．
第４図は、上述のようなＥＧＲ停止動作を説明するため
のフローチャートである．ステップｎ１では、制御装置
１は、内燃機関１０の回転数や吸入空気圧、あるいは冷
却水温度などに基づいて、Ｅ　Ｇ　Ｒバルブ３８を閏状
態とすべき条件が成立したかどうかが判断され５そうで
ないときにはステップｎ２に移る．ステップｎ２では、
酸素濃度検出器２５からの出力に基づいて、該酸素濃度
検出器２５が故障していないかどうかが判断される．こ
の酸素濃度検出器２５の故障判定は、たとえば一定の出
力電圧が継続して導出されたままとなっているか否かな
どに基づいて行われる．ステップｎ２で酸素濃度検出器
２５が正常であると判断されたときにはステップｎ３に
移り、酸素濃度検出器２５が正常な検出動作を行うこと
ができる状態・、すなわち活性化状態であるかどうかが
判断され、そうであるときにはステップｎ４に移る．ま
た前記ステツアｎ１において既にＥＧＲ停止条件が戒立
しているとき、およびステップｒｌ２において酸素濃度
検出器２５が故障しているときには、直接ステップｎ４
に移る。

ステツアｒ＋　４では、Ｅ　Ｇ　Ｒバルブ３８が閉状嬰
とされてＥ　Ｇ　Ｒが停止され、動｛Ｆを終了する．前
記ステップｎ３で酸素濃度検出器２５が不活性化状態で
あると判断されたときにも、直接動作を終了する． 発明の効果 以上のように本発明によれば、Ｉ！素濃度検出手段が活
性化していないときには、Ｅ　Ｇ　Ｒを停止するように
したので、内燃機関の再始動時や高負荷状態での始動時
などでも、該酸素濃度検出手段が活性化するまでＥＧＲ
バルブが停止されたままとされる．したがって、該酸素
濃度検出手段は速やかに活性化され、正確な空燃比ｉｌ
ＩＩ御、すなわち良好な排ガス浄化を短時間で開始する
ことができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の内燃機関のｉＩＩＩ御装置
１とそれに閏連する構戒を示すブロック図、第２Ｉ２ｌ
は制御装置ｌの具体的構戒を示すブロック図、第３図は
制御空燃比とリーンミクナヤセンサの出力電圧との関係
を示すグラフ、第４図はＥＧＲ停止動作を説明するため
のフローチャートである。 １・・・制御装置、４．７・・・吸気管、５・・・スロ
ットル弁、１０・・・内燃機関、１４・・・排気管、２
０〜３１ ・・・検出器、 ３ ５ ３ ７・・・側路、 ３ ８・・・ＥＧＲバ ルプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気経路に酸素濃度検出手段を設け、該酸素濃度検出手
   段の出力に基づいて空燃比制御を行い、また、排気経路
   と吸気経路とをバイパスする側路にＥＧＲバルブを設け
   、該ＥＧＲバルブの開度を調整し、ＥＧＲ量を制御する
   ようにしたＥＧＲバルブ制御方式において、前記酸素濃
   度検出手段が活性化していないときには、ＥＧＲバルブ
   を閉状態とし、ＥＧＲを停止することを特徴とするＥＧ
   Ｒバルブ制御方式。