JPH0633807A - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

内燃機関の制御方法

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JPH0633807A
JPH0633807A JP5159963A JP15996393A JPH0633807A JP H0633807 A JPH0633807 A JP H0633807A JP 5159963 A JP5159963 A JP 5159963A JP 15996393 A JP15996393 A JP 15996393A JP H0633807 A JPH0633807 A JP H0633807A
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valve
intake pipe
stroke
gas return
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JP5159963A
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Bjoern Miener
ミーナー ビョルン
Markus Gleissner
グライスナー マルクス
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Siemens Corp
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
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    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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    • F02M26/48—EGR valve position sensors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス帰還を行う内燃機関１０において吸
気管圧力で噴射を行なう際の噴射時間ｔｉを精確に補正
する。 【構成】 排気ガス帰還弁２０の弁行程を検出し、特性
曲線領域部に記憶された目標値ＨＵＢSOLLと比較する。
これにより導出された補正係数ＫＯＲFAK は、回転数ｎ
と、吸気管圧力と排気管圧力の間の圧力差に依存する特
性曲線領域部から読み出された、噴射時間ｔｉのための
予備制御値ｔｉEGRMを重み付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス帰還弁を備
え、該帰還弁は、排気管から分岐してスロットルバルブ
の下流側で吸気管に流入する帰還路中に配置されてお
り、調整部材を用いた排気ガス帰還量の制御のために該
帰還路の開度は制御可能であり、最適な排気ガス帰還量
を設定調整するために前記排気ガス帰還弁の開度をその
弁行程を介して行程センサにより検出し、噴射弁の噴射
時間を算出する際に考慮する、排気ガス帰還で動作し吸
気管圧力で作動する噴射装置を有する内燃機関の制御方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第３２１７２８７
号公告公報には排気ガス帰還制御装置が記載されてい
る。この装置の場合、内燃機関は排気ガス帰還路を有
し、この帰還路は排気管を吸気管と連結しており、さら
にこの帰還路を開閉するために、可制御の弁開口部を有
する排気ガス帰還弁（ＡＧＲバルブ）が設けられてい
る。メモリ内に、ＡＧＲ弁の種々異なる多数の弁開口値
が記憶されており、これは内燃機関の作動条件の関数で
ある。ＡＧＲ弁内に配置された行程センサは弁開口部の
実際値を検出し、次にこの値は記憶されている値と比較
され、目標値と実際値の偏差が最小になるようにＡＧＲ
弁を制御する。
【０００３】アメリカ合衆国特許第４５９８６８４号公
開公報により、排気ガス帰還システムを備えた内燃機関
が公知である。この場合に用いられている排気ガス帰還
弁は行程センサを有しており、このセンサは弁の位置に
応じて線形の出力信号を供給する。この場合、帰還され
る排気ガス量は行程センサの信号に相応しており、排気
ガス帰還が行われているときに噴射弁に対する基本噴射
時間は、回転数、吸気管圧力および大気圧に依存する補
正係数で重み付け評価され、排気ガス帰還が行われてい
ないときに比べて短くされるべき噴射時間が形成され
る。
【０００４】排気ガス帰還により、内燃機関のシリンダ
の燃料／空気混合物による充填状態は減少する。帰還さ
れた排気ガス成分はもはや燃焼に関与し得ないので、燃
焼温度は低減され、このことにより燃焼時には著しく僅
かな酸化窒素しか発生しない。ＣＨ化合物とＣＯにおけ
る排気ガス成分は、排気ガス帰還によっては低減できな
い。それどころか排気ガス帰還量をできるだけ精確に配
量しなければならない。つまり弁の開口部横断面積を精
確に設定調整しなければならない。なぜならばそうしな
ければ排気ガス中のＣＨ成分およびＣＯ成分が上昇する
おそれがあるからである。
【０００５】内燃機関のための通常の燃料噴射システム
の場合、基本噴射量（基本噴射時間）は、内燃機関の負
荷と回転数に依存する特性曲線領域部から求められる。
噴射が吸気管圧力で行われる場合、負荷検出のために吸
気管内の負圧センサの信号が利用される。選定されるべ
き噴射時間に対する尺度としての吸気管圧力は、吸気さ
れた新しい空気の量によってだけでなく、帰還された排
気ガスの量によっても決定されるので、排気ガス帰還量
に依存して基本噴射時間を補正しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べた形式の排気ガス帰還システムを備え
た内燃機関の制御方法において、排気ガス帰還が行われ
ている内燃機関の各動作時点ごとに燃焼に必要な最適な
燃料量が量定されるように、排気ガス帰還量に依存して
噴射弁の噴射時間の補正を簡単に実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、噴射時間を、回転数と、吸気管内の吸気管圧力と排
気管内の排気ガス逆圧の間における圧力差とに依存する
予備制御値を用いて補正し、該予備制御値を、排気ガス
帰還弁の開度と負荷に依存する所定の目標値とから形成
される、行程影響量を考慮する行程係数により重み付け
することにより解決される。
【０００８】請求項２以下には本発明の有利な実施形態
が示されている。
【０００９】次に、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【００１０】
【実施例の説明】図１には、参照番号１０で内燃機関が
示されており、これは吸気管２１と排気ガス管または排
気管３１を有している。燃焼に必要な新しい空気は、エ
アフィルタ２５を介しスロットルバルブ１１を通過し
て、図示していない内燃機関１０のシリンダへ流れる。
スロットルバルブスイッチ１２は、スロットルバルブ１
１の位置（全負荷位置または無負荷位置）を検出し、こ
のスイッチは出力側が電子制御装置２７の信号入力側と
接続されている。吸気管内の新しい空気の温度または負
圧を検出するために、センサ２８および２９が吸気管２
１内のスロットルバルブ１１の上流側に配置されてい
る。これら両方のセンサ２８、２９の出力信号も電子制
御装置２７へ導かれる。排気ガスを含有する成分ＨＣ、
ＣＯおよびＮＯｘを変換するために、排気管３１には３
元触媒装置１５が接続されている。排気ガス中の酸素濃
度を検出するために、この触媒装置の上流側の位置にλ
ゾンデの形式の排気ガスセンサ１６が設けられている。
電子制御装置２７へはさらに、クランク角度発信器２
６、回転数センサ２２、冷却媒体温度センサ２４および
気圧センサ３０からの別の入力量が供給される。
【００１１】電子制御装置２７内に含まれているマイク
ロコンピュータは、内燃機関の負荷および回転数に依存
して基本噴射時間を、噴射弁２３により調量される燃料
の基本噴射量に応じて算出する。さらに負荷検出のため
に、吸気管の圧力により噴射が行われる際に吸気管２１
内の圧力センサ２９の出力信号が利用される。
【００１２】排気ガスの一部を矢印で示した方向で帰還
させるために、排気ガス帰還導管１９が設けられてい
る。この導管は、排気ガスが触媒装置１５とλゾンデ１
６の前で分岐されて、スロットルバルブ１１の下流側で
再び吸気管２１に戻されるように、吸気管２１と連結さ
れている。排気ガス帰還導管１９には空気圧式排気ガス
帰還弁（ＡＧＲ弁）２０が挿入接続されており、この弁
は制御に応じて、排気ガス帰還導管から吸気管２１への
横断面積をいっそう大きく開口したり小さく開口したり
する。ＡＧＲ弁２０を制御するために、電気空気圧式調
整部材（制御弁）１７が用いられ、この調整部材は、入
力側では導管３２を介してスロットルバルブ１１の上流
側で吸気管２１と連結されているし、出力側では導管３
３を介してスロットルバルブ１１の下流側で吸気管２１
と連結されている。この場合、上記の導管３３には圧力
蓄積器１４を備えた逆止め弁１３が挿入されている。出
力側において、制御弁１７は導管３４を介してＡＧＲ弁
２０と連結されている。場合によっては生じる圧力変動
を回避するために、上記の導管３４には絞り１８が挿入
接続されている。制御弁１７を電子制御するために、こ
の弁は詳細には示されていない信号線路を介して電子制
御装置２７と接続されている。排気ガス帰還導管１９に
おけるＡＧＲ弁２０の開口横断面積を検出するために、
ＡＧＲ弁には行程センサ３５が設けられている。このセ
ンサは弁２０のピストン行程を、たとえばポテンショメ
ータタップを介して捕捉検出し、位置に関する応答通報
として弁行程に比例する電圧を電子制御装置２７へ供給
する。
【００１３】噴射弁２３のための全噴射時間ｔｉは、吸
気管圧力ｐとエンジン回転数ｎに基づく特性曲線領域部
から動作点に依存して読み出される基本噴射時間ｔｉＢ
と、この基本噴射時間ｔｉＢを最も異なる作動条件に適
応化させる一連の補正係数から合成される。たとえば始
動時の濃度増加、暖機運転時相、加速時の濃度増加およ
びエンジンブレーキ時の濃度低減を考慮する補正係数の
ほかに、排気ガス帰還システムを備えた内燃機関の場合
には、帰還される排気ガスの量を燃料調量時に考慮する
必要がある。したがって全噴射時間ｔｉの算出の基準と
なる式 ｔｉ＝ｔiB×．．．×（１＋．．．＋ｔｉEGR ） （１） において、排気ガス帰還の影響量が補正係数ｔｉEGR で
考慮される。上述の別の補正係数は、わかりやすくする
ために式（１）においては省略されている。排気ガス帰
還弁２０の調整部材１７の入力側には吸気管圧力ｐが加
わり、この調整部材は、相応の制御により周囲圧力と吸
気圧力との間で交互に切り換わる。したがって調整部材
の出力側には、合成された圧力（制御圧力）が生じる。
この圧力は、吸気管圧力ｐと、調整部材を制御するオン
／オフ比ＴＶの関数として表わされる。オン／オフ比Ｔ
Ｖも、基本オン／オフ比ＴＶＧと２つの補正係数Ｆ１、
Ｆ２から合成される。補正係数Ｆ１、Ｆ２は内燃機関の
暖機運転ないし絶対なる作用量つまりは空気圧（空気密
度、空気温度）を考慮する。基本オン／オフ比ＴＶＧの
ための値は、吸気管圧力ｐと機関回転数ｎに依存する電
子制御装置の特性曲線領域部に格納されており、暖機運
転時相のための係数Ｆ１は、冷却媒体温度ＴＫＷに依存
するテーブル内に格納されており、さらに作用量補正の
ための係数Ｆ２は、絶対量に依存するテーブル内に格納
されている。したがってオン／オフ比に対して以下の式
が得られる。
【００１４】 ＴＶ＝ＴＶＧ×Ｆ１×Ｆ２ （２） したがって基本オン／オフ比は、冷却媒体の温度につい
ては係数０＜Ｆ１＜１により重み付けされ得るものであ
り、さらに（たとえば吸気管圧力ｐから）算出された量
に依存して係数０＜Ｆ２＜により重み付けされ得る。こ
れら両方の係数の一方が０であればオン／オフ比は０に
なり、排気ガス帰還は行われない（オン／オフ比０％に
相応）。両方の係数が１であれば、所望される最大の排
気ガス帰還が行われる（オン／オフ比１００％に相
応）。
【００１５】調整部材１７の制御により行われる、排気
ガス帰還弁２０におけるピストン運動は、ピストンに配
属された行程センサ３５により検出され、ピストン位置
の実際値ＨＵＢIST として電圧信号の形で電子制御装置
２７へ供給される。電子制御装置のメモリにおいて、基
本オン／オフ比に対して目標値ＨＵＢSOLLが、内燃機関
の回転数ｎと吸気管圧力ｐに基づく特性曲線領域部に記
憶されている。実際値ＨＵＢIST と、特性曲線領域部に
記憶されている目標値ＨＵＢSOLLとの比により、行程係
数ＨＵＢFAK が規定される。この行程係数も特性曲線領
域部に格納されており、行程補正係数ＫＯＲFAK を決定
する。この行程補正係数の値は、暖機運転係数および量
補正係数の値と同様に０と１との間にある。
【００１６】吸気管２１内の吸気管圧力ｐと、触媒装置
１５の手前の排気ガス逆圧との間における圧力差Δｐ
は、排気ガス帰還弁を通って帰還される排気ガス量に対
する尺度を表わすので、内燃機関の回転数ｎと上記の回
転数偏差Δｐに依存する別の特性曲線領域部には補正係
数ｔｉEGR が格納されている。この係数は、排気ガス帰
還の際の噴射時間ｔｉに対する予備制御値とも称する。
この補正係数ｔｉEGR は、全噴射時間ｔｉつまりは排気
ガス帰還弁がＨｕｂSOLLであるときの混合合成に対する
いずれの影響量を排気ガス帰還が最大に有し得るかを表
わす。ＨＵＢSOLLの排気ガス帰還弁のピストン位置の偏
差を考慮するために、上述の予備制御値ｔｉEGR は行程
補正係数ＫＯＲFAK により重み付けされる。この補正方
法の実行処理が２つのフローチャート（図２および図
３）を用いて示されている。
【００１７】オン／オフ比ＴＶを求めるために、最初の
ステップＳ１において内燃機関の冷却媒体温度ＴＫＷが
マイクロコンピュータのワークメモリに読み込まれる。
次にステップＳ２において、上記の温度が暖機運転のた
めの所定の最大値ＴＫＷを下回っているか否かが比較さ
れる。下回っているならば、ステップＳ３において特性
曲線領域部またはテーブルから、読み込まれた冷却媒体
温度ＴＫＷの関数として係数Ｆ１が求められる。次のス
テップＳ４において特性曲線領域部またはテーブルか
ら、絶対量ＰＨの関数として係数Ｆ２が読み込まれる。
ステップＳ５において、回転数ｎと吸気管圧力ｐに基づ
くワークメモリの特性曲線領域部から、基本オン／オフ
比ＴＶＧが読み込まれる。そしてステップＳ６において
個々の係数の結合により全オン／オフ比 ＴＶ＝ＴＶＧ×Ｆ１×Ｆ２ が得られる。
【００１８】ステップＳ２における質問が否定されたな
らば、つまり検出された冷却媒体温度ＴＫＷが限界値Ｔ
ＫＷＭよりも大きければ、ステップＳ４へジャンプす
る。このことは係数Ｆ１＝１であることに相応し、つま
り内燃機関の暖機運転時相が終了しており、最大の排気
ガス帰還が可能である。ステップ７において、排気ガス
帰還弁のピストン位置が調べられ、その値がＨＵＢIST
として記憶される。次にステップＳ８において、吸気管
圧力ｐと内燃機関の回転数ｎに依存する特性曲線領域部
から目標行程値ＨＵＢSOLLの値が読み込まれ、次のステ
ップ（Ｓ９）において商を形成することにより、排気ガ
ス帰還システムの行程影響量を表わす行程係数が形成さ
れる。さらにステップＳ１０において、この行程係数に
依存してテーブルから行程補正係数ＫＯＲFAK が読み出
される。このことにより、弁行程による排気ガス帰還量
の線形化が行われる。ステップＳ１１において、回転数
ｎと、吸気管圧力と排気管圧力の間の圧力差とに基づく
特性曲線領域部から、排気ガス帰還の最大影響量を表わ
す噴射時間ｔｉEGRMのための値が読み込まれる。次にこ
の値はステップＳ１２において、ステップＳ１０からの
補正係数と乗算され、排気ガス帰還を行う内燃機関にお
ける噴射時間に対する予備制御値ｔｉEGR が得られる。
したがって基本噴射時間ｔｉは、予備制御値ｔｉEGR お
よび既述の別の補正係数により補正された基本噴射時間
ｔｉＢの積である。
【００１９】
【発明の効果】本発明による方法を用いることにより著
しく簡単に、内燃機関の各動作点において最適な排気ガ
ス帰還量を設定調整することができ、燃焼に必要な燃料
の量を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施するための排気ガス帰
還を行う内燃機関を略示したブロック回路図である。
【図２】排気ガス帰還を考慮した噴射時間を求めるため
のフローチャートである。
【図３】排気ガス帰還を考慮した噴射時間を求めるため
のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １１ スロットルバルブ １２ スロットルバルブスイッチ １３ 逆止め弁 １４ 圧力蓄積器 １５ 触媒装置 １６ 排気ガスセンサ １７ 調整部材 １８ 絞り １９ 排気ガス帰還導管 ２０ 排気ガス帰還弁 ２１ 吸気管 ２２ 回転数センサ ２３ 噴射弁 ２４ 冷却媒体温度センサ ２５ エアフィルタ ２６ クランク角度発信器 ２７ 電子制御装置 ２８，２９ センサ ３０ 気圧センサ ３１ 排気管 ３２，３３，３４ 導管 ３５ 行程センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガス帰還弁（２０）を備え、該帰還
    弁は、排気管（３１）から分岐しスロットルバルブ（１
    １）の下流側で吸気管（２１）の中へに流入する帰還路
    （１９）中に配置されており、調整部材（１７）を用い
    た排気ガス帰還量の制御のために該帰還路の開度は制御
    可能であり、最適な排気ガス帰還量を設定調整するため
    に、前記排気ガス帰還弁（２０）の開度（ＨＵＢIST ）
    をその弁行程を介して行程センサにより検出し、噴射弁
    の噴射時間（ｔｉ）を算出する際に考慮する、 排気ガス帰還で動作し吸気管圧力で作動する噴射装置を
    有する内燃機関（１０）の制御方法において、 前記噴射時間（ｔｉ）を、回転数（ｎ）と、吸気管（２
    １）中の吸気管圧力と排気管（３１）内の排気ガス逆圧
    の間における圧力差（Δｐ）とに依存する予備制御値
    （ｔｉEGRM）を用いて補正し、 該予備制御値を、排気ガス帰還弁（２０）の開度（ＨＵ
    ＢIST ）と、負荷に依存する所定の目標値（ＨＵ
    ＢSOLL）とから形成される、行程影響量を考慮する行程
    係数(ＨＵＢFAK )で重み付けすることを特徴とする、内
    燃機関の制御方法。
  2. 【請求項２】 各行程係数（ＨＵＢFAK ）に対し、それ
    に所属する行程補正係数（ＫＯＲFAK ）を形成し、該行
    程補正係数は、弁行程による排気ガス帰還量の非線形性
    を考慮する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記調整部材（１７）は電子空気圧式弁
    として構成されており、内燃機関（１０）の負荷状態
    （ｎ，ｐ）に依存するオン／オフ比（ＴＶ）により制御
    され、該調整部材（１７）には入力側で吸気管圧力が加
    えられており、該調整部材（１７）は、前記オン／オフ
    比（ＴＶ）と吸気管圧力に依存する制御圧力により前記
    排気ガス帰還弁（２０）に作用する、請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前記調整部材（１７）のためのオン／オ
    フ比（ＴＶ）は、回転数（ｎ）と吸気管圧力（ｐ）に依
    存する基本オン／オフ比（ＴＶＧ）と、暖機運転ランプ
    特性（Ｆ１）と、量補正（Ｆ２）とから合成される、請
    求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 基本オン／オフ比（ＴＶＧ）、暖機運転
    ランプ特性（Ｆ１）、量補正（Ｆ２）の値、目標値（Ｈ
    ＵＢSOLL）、行程係数（ＨＵＢFAK ）、予備制御値（ｔ
    ｉEGRM）、および補正係数（ＫＯＲFAK ）は、内燃機関
    （１０）の電子制御装置の特性曲線領域部に格納されて
    いる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
JP5159963A 1992-06-05 1993-06-07 内燃機関の制御方法 Withdrawn JPH0633807A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92109583A EP0572707B1 (de) 1992-06-05 1992-06-05 Verfahren zum Steuern einer mit einer Abgasrückführung arbeitenden Brennkraftmaschine
DE92109583.2 1992-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0633807A true JPH0633807A (ja) 1994-02-08

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ID=8209687

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5159963A Withdrawn JPH0633807A (ja) 1992-06-05 1993-06-07 内燃機関の制御方法

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US (1) US5390649A (ja)
EP (1) EP0572707B1 (ja)
JP (1) JPH0633807A (ja)
DE (1) DE59205773D1 (ja)

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