JPH0569981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気ガスの一部を排気系から吸気系
に還流させて、NOxの発生を抑制するようにし
たエンジンの排気ガス還流装置に関するものであ
る。

（従来技術） 一般に、排気ガス還流装置において、排気ガス
の一部を還流通路により排気系から吸気系に還流
する場合に、上記還流通路にEGR弁を設けて排
気ガスの還流量をエンジンの運転状態に応じて制
御するようにしている。また、排気ガスの還流は
エンジンの運転性、燃費性等に悪影響を与えるた
めに常に必要最少限の還流量となるように厳密に
制御する目的から電子制御式排気ガス還流装置が
採用されるようになつている。

この電子制御式排気ガス還流装置の一例とし
て、特開昭53−107526号に見られるようにポジシ
ヨンフイードバツク制御方式が採用されたものが
ある。このポジシヨンフイードバツク制御は、上
記EGR弁の弁体のリフト値を検出するポジシヨ
ンセンサを備え、エンジンの運転状態に応じて求
めたEGR弁の目標リフト値と、上記ポジシヨン
センサによる実測リフト値との差に応じた制御信
号をEGR弁に出力して、両者が一致するように
制御するものである。

しかるに、上記EGR弁のリフト値を検出する
ポジシヨンセンサが故障した場合には、排気ガス
還流制御が正確に実行できず、排気ガス還流の不
足によるエミツシヨン性の低下、もしくは多量の
排気ガス還流によつて運転性が低下して、始動不
良、出力不足等の不具合が発生する恐れがある。

そこで、上記ポジシヨンセンサの故障に対し、
ポジシヨンフイードバツクからオープン制御に切
換えようとした場合、すなわち運転状態に応じて
EGR弁のオープン制御量を演算し、この制御量
に基づく制御信号をEGR弁に出力して排気ガス
還流制御する時に、運転状態に応じたオープン制
御量を演算するのに、前記ポジシヨンフイードバ
ツク制御用に各運転状態に対応した制御データが
メモリに登録されているのと同様に、これと別途
にメモリにオープン制御データを登録し、故障発
生時にその制御データを切換えるようにすると、
エンジン全体の緻密な制御を行うために全体のデ
ータ量が増大しているのに加えて、膨大なメモリ
の容量が要求されることになり実施上の大きな問
題となる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、ポジシヨンセンサが
故障した場合にも、メモリ容量を必要以上に使う
ことなく、排気ガス還流制御が比較的精度良く適
切に行えるようにしたエンジンの制御装置を提供
することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の排気ガス還流装置は、ポジシヨンセン
サの検出に応じてEGR弁を制御するポジシヨン
フイードバツク手段を有する制御装置によつて、
EGR弁のリフト値を検出するポジシヨンセンサ
の故障を故障検出手段によつて検出したときに
は、エンジンの運転状態に対応して演算されたポ
ジシヨンフイードバツク用の目標リフト値を使用
して前回演算された目標リフト値との差に応じた
制御信号を演算し、この演算により求めた制御信
号を上記EGR弁に出力して排気ガス還流のオー
プン制御を行うようにしたことを特徴とするもの
である。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構
成図である。

エンジン１に連結された排気通路２から排気ガ
スの一部をスロツトルバルブ３下流の吸気通路４
に還流する還流通路５が設けられ、この還流通路
５に排気ガスの還流量を弁体７の移動により制御
するEGR弁６が介装されている。このEGR弁６
には弁体７のリフト値を検出するポジシヨンセン
サ８が付設されている。そして、上記EGR弁６
は制御装置９からの制御信号によつて弁体７の移
動量（リフト値）が制御される。この制御装置９
は、エンジン１の運転状態を検出してこの運転状
態に応じたEGR弁６の目標リフト値を演算する
目標リフト演算手段１０を有し、この目標リフト
演算手段１０による目標リフト値とポジシヨンセ
ンサ８による実測リフト値とを受けたポジシヨン
フイードバツク手段１１は、両リフト値の差に応
じた制御信号をEGR弁６に出力して両者が一致
するように制御するものである。

また、上記ポジシヨンセンサ８の出力を受け、
該ポジシヨンセンサ８の故障を検出する故障検出
手段１２が設けられ、この故障検出手段１２と上
記目標リフト演算手段１０との信号がオープン制
御手段１３に出力され、ポジシヨンセンサ８の故
障時に目標リフト演算手段１０でエンジンの運転
状態に応じて演算された目標リフト値と前回演算
された目標リフト値との差に応じた制御信号が演
算され、この制御信号を前記EGR弁６に出力し、
ポジシヨンフイードバツクの演算データを使用し
てオープン制御を行うものである。

（発明の効果） 本発明によれば、ポジシヨンセンサの故障によ
つてEGR弁の実測リフト値に基づいた排気ガス
還流のポジシヨンフイードバツク制御ができなく
なつた場合にも、運転状態に対応して演算したポ
ジシヨンフイードバツク用の目標リフト値に基づ
いてオープン制御を精度良く行うことによつて、
排気ガスの多量還流による運転性の低下および少
量還流によるエミツシヨン性の低下を阻止するこ
とができる。また、ポジシヨンフイードバツク用
の演算データを使用し、運転状態に対応したオー
プン制御用の制御データのメモリを不要として、
リフト値からの制御量の演算データを有するだけ
でよく、メモリ容量を必要以上に要することなく
排気ガス還流制御が適切に行えるものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第２図は具体的構造例を示す全体構成図である。

エンジン１に吸気を供給する吸気通路４には、
上流側からエアクリーナ１５、燃料噴射ノズル１
６、スロツトルバルブ３がそれぞれ設けられてい
る。また、スロツトルバルブ３下流の吸気通路４
には、吸気負圧を検出する負圧センサ１７が配設
されている。

一方、一端が排気通路２に接続され他端が吸気
通路４に接続された還流通路５の途中に介装され
た前記EGR弁６は、弁体７がダイヤフラム式ア
クチユエータ１８に支持され、このアクチユエー
タ１８の負圧室に弁体７の開作動源として負圧導
入通路１９によつて吸気負圧が導入されるもので
あり、この負圧導入通路１９の途中に上記EGR
弁６への開作動用負圧の導入を制御する三方ソレ
ノイド２０が設けられることによつて構成されて
いる。上記三方ソレノイド２０に前記制御装置９
（コントロールユニツト）からの制御信号が出力
されて排気ガス還流量が制御される。また、弁体
７の移動位置を検出するポジシヨンセンサ８が上
記アクチユエータ１８に付設されている。

また、前記燃料噴射ノズル１６には燃料供給通
路２２が接続されて燃料供給装置が構成され、エ
ンジン１に設けられた点火プラグ２３に点火コイ
ル２４が接続されて点火装置が構成されている。

上記燃料供給装置および点火装置も上記制御装
置９からの制御信号によつて作動制御される。す
なわち、燃料噴射ノズル１６には燃料噴射パルス
が出力されて所定時期に所定量の燃料噴射が行わ
れ、点火コイル２４には点火信号が出力されて所
定時期に点火が行われる。

上記排気ガス還流制御を含む各制御はエンジン
の運転状態の検出に基づいて行なわれるものであ
り、上記制御装置９には、前記ポジシヨンセンサ
８からの実測リフト値に加えて負圧センサ１７か
らの信号、エンジン回転数および基準クランク角
（気筒判別）を検出するためにクランク角センサ
２５からのクランク角信号がそれぞれ入力され
る。

なお、その他、各種制御を緻密に行うために、
上記センサ類に加えて、スロツトル開度を検出す
るスロツトルセンサの信号、水温を検出する水温
センサの信号、排気成分濃度から供給空燃比を検
出するO₂センサの信号、吸気温度を検出する吸
気温センサの信号、大気圧を検出する大気圧セン
サの信号、始動時を検出するスタータスイツチの
信号、クーラー使用時を検出するクーラースイツ
チの信号等が必要に応じて入力されるものであ
る。

上記制御装置９は、ポジシヨンセンサ８の信号
を受け、その信号値を設定値と比較して該ポジシ
ヨンセンサ８が故障状態にあるか否かを検出する
前記故障検出手段１２の機能を有し、その故障時
には排気ガス還流制御の故障対策を行うととも
に、故障表示ランプ２６の点灯表示を行うもので
ある。

上記制御装置９の内部構成は、第３図に示すよ
うに、演算部３０はメイン処理部３１と故障判定
部３２と故障対策部３３とを有し、この演算部３
０に対してクランク角センサ２５の信号が波形整
形回路３４を介して入力され、また、ポジシヨン
センサ８、負圧センサ１７の各信号がＡ／Ｄ変換
回路３５を介して入力されるものである。

上記メイン処理部３１は、負圧センサ１７によ
る吸気圧力と、クランク角センサ２５によるエン
ジン回転数とによる運転状態の検出に基づいて、
EGR弁６の弁体７の目標リフト値をポジシヨン
センサ８による実測リフト値と比較して排気ガス
還流制御量の演算、および燃料噴射、点火時期の
各種制御量を演算し、そのデータを各駆動回路３
６〜３８に出力し、燃料噴射ノズル６、点火コイ
ル２４、および三方ソレノイド２０にそれぞれ制
御信号が出力され、ポジシヨンフイードバツクの
EGR制御および所定の燃料制御、点火制御を行
うものである。

一方、故障判定部３２はポジシヨンセンサ８か
らの実測リフト信号を受け、この信号があらかじ
め設定されている上限値Pmaxと下限値Pminと
の範囲内にあるか否か判定し、ポジシヨンセンサ
８が短絡もしくは断線等の故障発生時には、故障
対策部３３でメイン処理部３１による目標リフト
値の今回と前回の偏差量に対応するEGR制御量
を演算する。その際、偏差量の小さい領域では、
制御を実行しない不感帯としている。この演算し
た故障時のEGR制御量のデータを前記メイン処
理部３１に出力し、該メイン処理部３１ではポジ
シヨンフイードバツク制御に代えて故障対策部３
３からの演算データに基づいて排気ガス還流のオ
ープン制御を行うとともに、燃料、点火の各種制
御を行うものである。また、故障発生時には、故
障対策部３３からEGR駆動回路３８を介して故
障表示ランプ２６に作動信号が出力され、故障表
示を行うものである。

次に、上記制御装置９の動作を第４図のフロー
チヤートを用いて説明する。パワーオンでスター
トし、ステツプS1でイニシヤライズ（フラグＦ、
Ｇ＝０、ランプオフ）を行つた後、ステツプS2
でポジシヨンセンサ８、負圧センサ１７、クラン
ク角センサ２５等による各種入力情報を読み込
む。

この読み込んだ検出データに基づいて所定のク
ランク角で割り込み信号１，２，３が入力される
のに対応して、燃料制御（S3〜S5）、点火制御
（S6〜S8）、EGR制御（S9〜S36）を行う。

すなわち、ステツプS3で割り込み信号１が出
力されたか否か判定し、YESの時にはステツプ
S4で燃料制御ルーチンに進んで、吸気負圧とエ
ンジン回転数とのマツプから制御データを演算
し、このデータを燃料駆動回路３６に出力して所
定の燃料噴射を行う（ステツプS5）。また、ステ
ツプS6で割り込み信号２が出力されたか否か判
定し、YESの時にはステツプS7で点火制御ルー
チンに進んで、吸気負圧とエンジン回転数とのマ
ツプから制御データを演算し、このデータを点火
駆動回路３７に出力してクランク角センサ２５の
信号に基づく所定時期に点火を行う（ステツプ
S8）。

続いて、ステツプS9で割り込み信号３が出力
されたか否か判定し、YESの時にはステツプS10
以降でのEGR制御ルーチンに進む。まず、ステ
ツプS10でエンジン回転数と吸気負圧とのマツプ
補間によりEGR弁６の目標リフト値を演算する。
ステツプS11〜S22はポジシヨンセンサ８の故障
検出を行うルーチンであり、正常時にはステツプ
S23に進んで、上記目標リフト値をポジシヨンセ
ンサ８からの実測リフト値と比較してその差に応
じた信号をEGR駆動回路３８に出力し、ポジシ
ヨンフイードバツクにより所定量の排気還流を行
うものである（ステツプS36）。

ステツプS11では故障フラグＦがセツトされて
いるか否かを判定する。この故障フラグＦは１に
セツトされているときがポジシヨンセンサ８の故
障発生時で、０にリセツトされているときが正常
作動時である。この故障フラグＦが０の時はステ
ツプS11でNOと判定して、ステツプS12に進んで
故障判定を行う。すなわち、ステツプS12でポジ
シヨンセンサ８からの入力信号が上限値Pmax以
上か否か、また、ステツプS5で下限値Pmin以下
か否か判定し、両ステツプの判定がNOのときが
ポジシヨンセンサ８出力が基準範囲内にある正常
時で、YESとなつたときが故障発生時である。

さらに、ステツプS14からのステツプでポジシ
ヨンセンサ８出力が基準範囲内にあつても、
EGR弁６のリフト変動を検出しているか否かを
判定するものである。ステツプS14で目標リフト
値が変化したか否かを判定し、変化時（YES）
には変化フラグＧを１にセツトし（ステツプ
S15）、ステツプS16でこの変化フラグＧが１にセ
ツトされているか判定し、フラグセツト時
（YES）には、予め初期値に設定されている減算
タイマｔのカウントが０になつたか否か判定し
（ステツプS17）、０になつていないNOのときに
はステツプS22でタイマｔの減算を行う。タイマ
ｔ＝０となつたYESのときには、変化フラグＧ
を０にリセツト（ステツプS18）するとともに、
タイマｔを初期値にセツト（ステツプS19）した
後、ステツプS20でポジシヨンセンサ８による実
測リフト値の今回と前回の値を比較演算し、その
値が変化したか否かをステツプS21で判定する。
このステツプS21の判定は、目標リフト値が変化
した後、タイマｔによる所定時間経過した時に、
実測リフト値の変化の有無を判定するものであつ
て、変化時（YES）が正常時で、非変化時
（NO）が故障発生時である。

前記ステツプS12もしくはS13がYESとなるか、
またはステツプS21がNOとなつた故障発生時に
は、ステツプS24に進んで、まず、故障フラグＦ
を１にセツトした後、ステツプS25に進む。この
ステツプS25では、前記ステツプS10で演算した
目標リフト値が０か否かを判定し、０（YES）の
ときにはステツプS26で制御量を０とする。ま
た、目標リフト値が０以外のNOのときには、ス
テツプS27で今回の目標リフト値と前回の目標リ
フト値の差分を演算し、この差分が不感帯内か否
か判定し（ステツプS28）、不感帯内（YES）の
ときにはステツプS29で前回の制御量をホールド
する。一方、ステツプS28の判定がNOで不感帯
外のときには、上記差分に応じた制御量を求め
（ステツプS30）。この制御量のブースト補正を行
う（ステツプS31）。このブースト補正は、EGR
弁６における弁体７の開作動源が吸気負圧である
ことから、その負圧の大きさによつて弁体７のリ
フト量が変化するのに対応して行い、吸気負圧が
大きいときには、制御量を小さく補正するもので
ある。

続いて、ステツプS32で上記差分が正方向か否
か、すなわち排気ガス還流量（リフト量）を増大
するか減少するのかを判定し、正方向のときに
は、ステツプS33で前回の制御量に差分で求めた
制御量を加算してセツトする一方、負方向のとき
には、ステツプS34で前回の制御量から差分で求
めた制御量を減算してセツトするものである。そ
して、故障表示ランプ２６を点灯する信号を出力
（ステツプS35）した後、ステツプS36に進んで、
上記ステツプS26、S29、S33もしくはS34でセツ
トされた制御量に基づいてEGRのオープン制御
出力を行う。

この故障発生時には、故障フラグＦが１にセツ
トされることから、ステツプS11の判定がYESと
なつて、ステツプS25ないしS35のオープン制御
をパワーオフとなるまで継続し、次のパワーオン
の時にまた故障判定を行う。

よつて、正常時および故障発生時のいずれにお
いてもステツプS10の目標リフト値の演算データ
がそのまま使用でき、EGR制御での制御量マツ
プを増やすことなくポジシヨンセンサ８の故障対
策が実現できるものである。

なお、上記EGR制御およびその他の制御は、
基本的な事項についてのみ説明しているものであ
つて、この制御に対しさらに種々の検出データに
基づく緻密な補正が実行されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構
成図、第２図は本発明の具体的構成例を示す全体
構成図、第３図は制御装置の内部構成を示すブロ
ツク図、第４図は制御装置の動作を説明するフロ
ーチヤート図である。 １……エンジン、２……排気通路、４……吸気
通路、５……還流通路、６……EGR弁、７……
弁体、８……ポジシヨンセンサ、９……制御装
置、１０……目標リフト演算手段、１１……ポジ
シヨンフイードバツク手段、１２……故障検出手
段、１３……オープン制御手段、１８……アクチ
ユエータ、２０……三方ソレノイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気ガスの一部を排気系から取出し吸気系に
   還流させる還流通路に設けられ排気ガスの還流量
   を弁体の移動により制御するEGR弁と、上記
   EGR弁の弁体のリフト値を検出するポジシヨン
   センサと、エンジンの運転状態を検出してこの運
   転状態に応じたEGR弁の目標リフト値を求める
   目標リフト演算手段および該目標リフト演算手段
   による目標リフト値と上記ポジシヨンセンサによ
   る実測リフト値との差に応じた制御信号をEGR
   弁に出力して両者が一致するように制御するポジ
   シヨンフイードバツク手段を有する制御装置とを
   備えたエンジンの排気ガス還流装置であつて、上
   記制御装置は、前記ポジシヨンセンサの出力を受
   け該ポジシヨンセンサの故障を検出する故障検出
   手段と、該故障検出手段および目標リフト演算手
   段の出力を受け、ポジシヨンセンサの故障時には
   目標リフト演算手段でエンジンの運転状態に対応
   して演算された目標リフト値と前回演算された目
   標リフト値との差に応じた制御信号を前記EGR
   弁に出力するオープン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還流装置。