JPH0763123A - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負圧源の負圧の大きさが変動しても負圧応答
式排気還流制御弁の応答性・制御精度を確保することが
できる内燃機関の排気還流制御装置を提供することにあ
る。 【構成】 ガソリンエンジン１の排気通路３と吸気通路
２とが排気ガス還流通路５にて連通されている。排気ガ
ス還流通路５の途中には負圧応答式排気還流制御弁６が
配置されている。負圧制御装置３３は、負圧室１０とエ
ンジン１の吸気負圧との間の連通を制御する負圧ソレノ
イド弁１２と、負圧室１０と大気との間の連通を制御す
る大気ソレノイド弁１５とを有している。ＣＰＵは負圧
応答式排気還流制御弁６の負圧室１０に目標排気還流量
に対応する作動負圧を印加するための負圧制御装置３３
の負圧ソレノイド弁１２の目標デューティ比に対し、吸
気負圧の負圧の大きさに応じて目標デューティ比を補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、負圧応答式排気還流
制御弁を有する内燃機関の排気還流制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関の排気浄化、特にＮ
Ｏ_x 成分の浄化を目的として、排気の一部を吸気に還流
させる、いわゆるＥＧＲ装置が設けられている。従来の
代表的なＥＧＲ装置は負圧応答式排気還流制御弁（負圧
応答式ＥＧＲ弁）をもち、排気還流制御弁の負圧室と負
圧源との間の連通を制御する第１の電磁弁と、該負圧室
と大気との間の連通を制御する第２の電磁弁を備える装
置が一般的である。

【０００３】目標排気還流量は内燃機関の負荷・回転数
・排気通路と吸気通路の差圧等より決定し、目標排気還
流量に対応する作動負圧を該第１および第２の電磁弁の
開弁時間で制御し、さらには、特開昭６３−２２７９４
７号公報に記載されているように、該第１および第２の
電磁弁の開弁時間を別々のデューティ比で制御し、ＥＧ
Ｒ弁開方向、閉方向のそれぞれで応答性と分解能とを両
立するような最適値となるようにする技術が公知であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、負圧源の連通
を制御する第１の電磁弁の開弁時間とＥＧＲ弁移動速度
およびＥＧＲ弁移動量は負圧の大きさによって変化する
ため負圧源を内燃機関のサージタンクのように可変とな
る場所に設定した場合、あるいは、バキュームポンプを
使用した場合でも一定負圧を作ることはできず、公報に
よる従来の技術では負圧の大きさによって応答性・制御
精度が変化し予め定めたデューティ比が常には最適値と
はなり得なかった。

【０００５】そこで、この発明の目的は、負圧源の負圧
の大きさが変動しても負圧応答式排気還流制御弁の応答
性・制御精度を確保することができる内燃機関の排気還
流制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、内燃機関の
排気通路と吸気通路を連通する排気ガス還流通路と、前
記排気ガス還流通路の途中に配置され、排気還流量を制
御するための負圧応答式排気還流制御弁と、前記排気還
流制御弁の負圧室に目標排気還流量に対応する作動負圧
を印加するための、該負圧室と負圧源との間の連通を制
御する第１の電磁弁と、該負圧室と大気との間の連通を
制御する第２の電磁弁とを有する負圧制御手段とを備え
た内燃機関の排気還流制御装置において、前記排気還流
制御弁の負圧室に目標排気還流量に対応する作動負圧を
印加するための前記負圧制御手段の第１の電磁弁の目標
デューティ比に対し、負圧源の負圧の大きさに応じて当
該目標デューティ比を補正するようにした内燃機関の排
気還流制御装置をその要旨とするものである。

【０００７】ここで、前記負圧源は内燃機関の吸気負圧
としてもよい。

【０００８】

【作用】負圧応答式排気還流制御弁の負圧室に目標排気
還流量に対応する作動負圧を印加するための負圧制御手
段の第１の電磁弁の目標デューティ比に対し、負圧源の
負圧の大きさに応じて当該目標デューティ比が補正され
る。よって、負圧源の負圧の大きさが変動しても第１の
電磁弁の目標デューティ比が補正され、排気還流制御弁
の応答性・制御精度が確保される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、内燃機関の排気還流制御
装置の全体構成図を示す。

【００１０】ガソリンエンジン（内燃機関）１には吸気
通路（吸気管）２と排気通路（排気管）３とが接続され
ている。この排気通路３と吸気通路２とが排気ガス還流
通路５にて連通している。即ち、吸気通路２におけるス
ロットルバルブ４の下流に排気ガス還流通路５の一端が
開口され、この排気ガス還流通路５の他端が排気通路３
に開口している。そして、排気ガス還流通路５を通して
排気通路３から排気ガスの一部が吸気通路２に還流され
る。又、排気ガス還流通路５の途中には負圧応答式排気
還流制御弁６が介設されている。この負圧応答式排気還
流制御弁６にて排気還流量が調整されるようになってい
る。

【００１１】負圧応答式排気還流制御弁６は弁体７を有
し、この弁体７はダイアフラム８にロッド９を介して支
持されている。そして、弁体７の移動により排気ガス還
流通路５が開閉制御される。負圧応答式排気還流制御弁
６はダイアフラム８によって仕切られた負圧室（ダイア
フラム室）１０と大気室１１とを有している。

【００１２】負圧応答式排気還流制御弁６には以下に説
明するような負圧制御装置（負圧制御手段）３３が備え
られている。負圧室１０は負圧ソレノイド弁（第１の電
磁弁）１２を有する負圧導入通路１３を通して吸気通路
２のスロットルバルブ４直下流の負圧取出口１４と連結
されている。又、負圧室１０は、大気ソレノイド弁（第
２の電磁弁）１５を有する大気導入通路１６を通して大
気に連通されている。一方、負圧室１０には圧縮コイル
スプリング１７が配置されている。そして、ガソリンエ
ンジン１の吸気負圧（吸気管負圧）と大気圧で形成され
る合成負圧によってダイアフラム８をコイルスプリング
１７のばね力に抗して変位させて弁体７の開度を制御
し、負圧室１０の負圧の増加に伴って排気ガス還流通路
５の有効通路面積を増大させるように構成されている。

【００１３】このように、負圧ソレノイド弁１２と大気
ソレノイド弁１５とを制御することにより、負圧室１０
と吸気通路２との間の連通、又は、負圧室１０と大気と
の間の連通が制御されて負圧応答式排気還流制御弁６の
負圧室１０に目標排気還流量に対応する作動負圧を印加
することができるようになっている。

【００１４】又、負圧応答式排気還流制御弁６にはリフ
ト量検出センサ１８が設けられ、このリフト量検出セン
サ１８により弁体７の移動量、即ち、弁体７のリフト量
が検出される。

【００１５】一方、制御装置１９には吸気負圧センサ２
０が接続され、制御装置１９は吸気負圧センサ２０から
ガソリンエンジン１の吸気負圧の検出信号Ｓ１を入力す
る。又、制御装置１９にはエンジン回転数センサ２１が
接続され、制御装置１９はエンジン回転数センサ２１か
らエンジン回転数の検出信号Ｓ２を入力する。さらに、
制御装置１９にはリフト量検出センサ１８が接続され、
制御装置１９はリフト量検出センサ１８から弁体７のリ
フト量の検出信号Ｐｓを入力する。又、制御装置１９に
は記憶装置２２が接続され、制御装置１９は記憶装置２
２からの記憶信号を入力する。制御装置１９は負圧ソレ
ノイド弁１２に制御信号を出力して同負圧ソレノイド弁
１２を開閉制御（デューティ制御）する。同様に、制御
装置１９は大気ソレノイド弁１５に制御信号を出力して
同大気ソレノイド弁１５を開閉制御（デューティ制御）
するようになっている。

【００１６】図２には、上記制御装置１９の具体的な構
成を示す。制御装置１９は、中央処理装置（以下、ＣＰ
Ｕという）２３、メモリ２４，２５、入力インターフェ
イス回路２６、インターフェイス回路２７、アナログマ
ルチプレクサ２８、ＡＤ変換器２９、カウンタ３０を備
えている。入力インターフェイス回路２６はエンジン回
転数センサ２１の検出信号を入力するためのものであ
り、インターフェイス回路２７は負圧ソレノイド弁１２
と大気ソレノイド弁１５に対し制御信号を出力するため
のものである。又、アナログマルチプレクサ２８は吸気
負圧センサ２０とリフト量検出センサ１８の出力を入力
するためのものであり、ＡＤ変換器２９はアナログマル
チプレクサ２８の出力をＡＤ変換する。カウンタ３０は
エンジン回転数センサ２１からの信号パルスを計数しエ
ンジン回転数を検出する。上記各装置２３、２４、２
５、２６、２７、２９、３０間はアドレス・データバス
３１で相互に接続され、アドレス信号およびデータのや
りとりが行われる。又、上記各装置２３、２４、２５、
２６、２７、２８、２９、３０間はコントロールバス３
２で相互に接続され、コントロール信号のやりとりが行
われる。

【００１７】上記記憶装置２２には、図３に示すマップ
（マップ１）が記憶されている。このマップ１には、エ
ンジン回転数センサ２１で検出した現在のエンジン回転
数Ｎｅと、吸気負圧センサ２０で検出した現在の吸気負
圧Ｐｍとで求められる、最適な排気ガス還流量に対応す
る負圧応答式排気還流制御弁６のリフト量の目標値Ｐｒ
が組み入れられている。即ち、負圧室１０に目標排気還
流量に対応する作動負圧を印加するためのリフト量の目
標値Ｐｒが記憶されている。尚、マップ１には、所定の
エンジン回転数毎および所定の吸気負圧毎にマトリック
ス状にリフト量の目標値Ｐｒが用意されている。

【００１８】又、上記メモリ２５には、図４に示すマッ
プ（マップ２）が記憶されている。このマップ２には、
負圧応答式排気還流制御弁６のリフト量の目標値Ｐｒと
現在の検出値Ｐｓとの偏差値Ｐ（＝Ｐｒ−Ｐｓ）と、負
圧ソレノイド弁１２および大気ソレノイド弁１５のデュ
ーティ比との関係が記憶されている。このデューティ比
は、偏差値Ｐの絶対値が大きいほど大きくなるように設
定されている。又、このマップ２は、負圧応答式排気還
流制御弁６のリフト量の検出値Ｐｓが目標値Ｐｒに近い
状態にある時、負圧応答式排気還流制御弁６をその状態
に保持する不感帯領域をもっている。これは、制御の安
定化を図るとともに、各ソレノイド弁１２，１５を不動
作とすることによってソレノイド弁１２，１５の耐久性
を向上させるためのものである。

【００１９】さらに、メモリ２５には、図５に示すマッ
プ（マップ３）が記憶されている。このマップ３には吸
気負圧センサ２０で検出した吸気負圧Ｐｍに応じて、マ
ップ２で求めた負圧ソレノイド弁１２のデューティ比へ
の補正係数αが記憶されている。この補正係数αは、吸
気負圧Ｐｍが小さいほど小さくなるように設定されてい
る。

【００２０】即ち、負圧ソレノイド弁１２のデューティ
比に対し同じデューティ比であっても負圧の大きさによ
って負圧応答式排気還流制御弁６の応答速度および移動
量は変化するので、吸気負圧センサ２０で検出した吸気
負圧Ｐｍに応じて該マップ２で求めた負圧ソレノイド弁
１２のデューティ比に補正を施し、負圧がいかなる大き
さであっても負圧応答式排気還流制御弁６の弁開方向で
の応答性を確保し、かつ負圧応答式排気還流制御弁６の
微小量制御に対して十分な分解能を確保するようになっ
ている。

【００２１】次に、排気還流制御装置の作用を図６，７
に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、この図
６，７に示す処理は所定時間毎に起動されるものであ
る。まず、ＣＰＵ２３はステップ１００でエンジン回転
数センサ２１の出力よりエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、その値を図２のメモリ２４の記憶領域Ｍ１に格納す
る。同様に、ＣＰＵ２３はステップ１０１で吸気負圧セ
ンサ２０の出力より吸気負圧Ｐｍを読み込み、その値を
メモリ２４の記憶領域Ｍ２に格納する。次いで、ＣＰＵ
２３はステップ１０２で上記エンジン回転数Ｎｅ、吸気
負圧Ｐｍを基に図３のマップ１から補間法を用いて負圧
応答式排気還流制御弁６の目標リフト量Ｐｒを求め、メ
モリ２４の記憶領域Ｍ３に格納する。そして、ＣＰＵ２
３はステップ１０３でリフト量検出センサ１８の出力よ
り現在の負圧応答式排気還流制御弁６のリフト量Ｐｓを
求め、ステップ１０４で目標値Ｐｒと現在の検出値Ｐｓ
との偏差値Ｐ（＝Ｐｒ−Ｐｓ）を演算する。

【００２２】さらに、ＣＰＵ２３は図７のステップ１０
５でリフト量の偏差値Ｐが所定範囲内（−ａ≦Ｐ≦ａ）
にあるか否かを判定し、所定範囲内であれば、不感帯領
域に存在しているとしてステップ１０６で負圧ソレノイ
ド弁１２、大気ソレノイド弁１５ともに閉とし、制御の
安定およびソレノイド弁１２，１５の耐久性を確保す
る。

【００２３】一方、ＣＰＵ２３はステップ１０５におい
て負圧応答式排気還流制御弁６のリフト量が不感帯領域
（−ａ≦Ｐ≦ａ）にないと判断した時は、ステップ１０
７で偏差値Ｐが不感帯領域の下限値−ａより小さいか否
かを判断する。即ち、負圧応答式排気還流制御弁６のリ
フト量を小さくすべきか、大きくすべきか、言い換えれ
ば負圧室（ダイアフラム室）１０内に大気を導入すべき
か、負圧を導入すべきかを判断する。ここで、ＣＰＵ２
３はＰ＜−ａとなり負圧室（ダイアフラム室）１０に大
気を導入すべきと判断した時は、ステップ１０４にて求
めた偏差値Ｐを基にステップ１０８にて図４のマップ２
より大気ソレノイド弁１５の目標デューティ比Ｄ１を読
み込み、ステップ１０９で大気ソレノイド弁１５を目標
デューティ比Ｄ１にて駆動するとともに、負圧ソレノイ
ド弁１２を閉として処理を終了する。

【００２４】一方、ＣＰＵ２３はステップ１０７におい
てＰ≧−ａとなり負圧室（ダイアフラム室）１０内に負
圧を導入すべきと判断した時は、まずステップ１１０で
ステップ１０４にて求めた偏差値Ｐを基に図４のマップ
２から負圧ソレノイド弁１２の目標デューティ比Ｄ２を
求める。又、ＣＰＵ２３はステップ１１１でステップ１
０１にて求めた吸気負圧Ｐｍを基に図５のマップ３から
負圧補正係数αを求める。次いで、ＣＰＵ２３はステッ
プ１１２で負圧ソレノイド弁１２の目標デューティ比Ｄ
２に負圧補正係数αを乗算した値（＝α・Ｄ２）にて負
圧ソレノイド弁１２をデューティ制御するとともに、大
気ソレノイド弁１５を閉として処理を終了する。

【００２５】このように、本実施例では負圧応答式排気
還流制御弁６の負圧室１０に目標排気還流量に対応する
作動負圧を印加するための負圧ソレノイド弁１２（第１
の電磁弁）の目標デューティ比Ｄ２に対し、ガソリンエ
ンジン１（内燃機関）の吸気負圧（負圧源）の負圧の大
きさに応じて当該目標デューティ比Ｄ２を補正（α・Ｄ
２）するようにした（図７のステップ１１０〜１１
２）。よって、負圧応答式排気還流制御弁６の負圧室
（ダイアフラム室）１０に導入する負圧の大きさが変化
してもその負圧に応じた最適な応答速度・制御精度を確
保することができる。

【００２６】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では、Ｄ−Ｊシステム
にて吸気負圧（吸気管負圧）を圧力センサにて測定する
システムを例に挙げたが、Ｌ−Ｊシステムにおいても吸
気量とエンジン回転数より吸気負圧を予測してもよい。

【００２７】又、前記実施例では負圧源は内燃機関の吸
気負圧（吸気管内圧力）としたが、バキュームポンプ等
でもよい。つまり、バキュームポンプにおいても負圧を
一定に保つことができないので負圧の大きさに応じて負
圧ソレノイド弁１２の目標デューティ比を補正してもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
負圧源の負圧の大きさが変動しても負圧応答式排気還流
制御弁の応答性・制御精度を確保することができる優れ
た効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の排気還流制御装置の全体構成図であ
る。

【図２】内燃機関の排気還流制御装置の電気的構成図で
ある。

【図３】目標リフト量を記憶したマップである。

【図４】ソレノイド弁のデューティ比を記憶したマップ
である。

【図５】補正係数を記憶したマップである。

【図６】内燃機関の排気還流制御装置の作用を説明する
ためのフローチャートである。

【図７】内燃機関の排気還流制御装置の作用を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 内燃機関としてのガソリンエンジン ２ 吸気通路 ３ 排気通路 ５ 排気ガス還流通路 ６ 負圧応答式排気還流制御弁 １０ 負圧室 １２ 第１の電磁弁としての負圧ソレノイド弁 １５ 第２の電磁弁としての大気ソレノイド弁の電磁弁 ３３ 負圧制御手段としての負圧制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路と吸気通路を連通す
   る排気ガス還流通路と、 前記排気ガス還流通路の途中に配置され、排気還流量を
   制御するための負圧応答式排気還流制御弁と、 前記排気還流制御弁の負圧室に目標排気還流量に対応す
   る作動負圧を印加するための、該負圧室と負圧源との間
   の連通を制御する第１の電磁弁と、該負圧室と大気との
   間の連通を制御する第２の電磁弁とを有する負圧制御手
   段とを備えた内燃機関の排気還流制御装置において、 前記排気還流制御弁の負圧室に目標排気還流量に対応す
   る作動負圧を印加するための前記負圧制御手段の第１の
   電磁弁の目標デューティ比に対し、負圧源の負圧の大き
   さに応じて当該目標デューティ比を補正するようにした
   ことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装置。
2. 【請求項２】 負圧源は内燃機関の吸気負圧である請求
   項１に記載の内燃機関の排気還流制御装置。