JPH0816460B2 - デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御装置

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JPH0816460B2
JPH0816460B2 JP62033114A JP3311487A JPH0816460B2 JP H0816460 B2 JPH0816460 B2 JP H0816460B2 JP 62033114 A JP62033114 A JP 62033114A JP 3311487 A JP3311487 A JP 3311487A JP H0816460 B2 JPH0816460 B2 JP H0816460B2
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敏美 松村
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日本電装株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ディーゼル機関の排気ガス再循環(EGR)
制御装置に関する。
「従来の技術」 一般的にいってEGRシステムは、不活性な排気ガスを
燃焼室に入れて混合気の燃焼温度を低下させ、NOx発生
の抑制を図るものであるため、循環される排気ガスの量
(EGR量)が小さすぎるとNOxの低減量が少なく、逆にEG
R量が大きすぎると燃焼が不安定となりHCが増大する。
ディーゼル機関ではガソリン機関と異なってスロットル
弁を備えないため吸入空気量は機関の負荷に応じては制
御されず、機関が低負荷であるほど即ち燃料噴射量が少
ないほど空気が過剰となる。
従来、ディーゼル機関のEGRシステムは、レバー開度
センサで機関回転数毎の噴射量を間接的に検出し、機関
回転数とポンプのレバー開度とに応じて、つまり機関の
負荷に応じてEGR量を決定し、EGR通路の再循環量制御弁
の開度が制御されていた。しかし、ポンプのレバー開度
および回転数と噴射量との対応精度が悪く、レバー開度
センサでの噴射量検出ばらつきが大きいため、狙いの空
燃比(A/F)に対しEGR量のずれが大きくなり、EGR量の
過大により空気量が不足してスモークまたはHCが多くな
ったり、EGR量の過小で空気量が過剰となりNOxの低減効
果が少なかったりする不具合が発生していた。
なお、従来の特開昭55−7964号公報には、排気管に装
着した空燃センサの出力のみにより空気過剰側の空燃比
に応じてEGR量を制御する発明が開示されているが、噴
射ポンプからの信号は考慮されていないので、燃料噴射
量のばらつきに対してEGR量の制御が遅れるという問題
点がある。
「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記の不具合に鑑みてなされたものであ
り、燃料噴射量の誤差と再循環量の誤差の両方をなくし
た状態で再循環量制御することによって、目標の再循環
量が素早く得られる排気ガス再循環制御装置を提供する
ことを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は上記目的を達成するために、 噴射ポンプ(8)によりディーゼル機関の回転数およ
び負荷に応じた燃料を燃焼室に供給するディーゼル機関
の排気ガス再循環制御装置において、 排気管(3)と吸気管(2)とを結ぶ排気ガス再循環
通路(4)に配設され、前記排気管(3)から前記吸気
管(2)への再循環量を制御する再循環量制御弁(5)
と、 前記機関の回転数を検出する回転数検出手段(9)
と、 前記機関の負荷を検出する負荷検出手段(10)と、 前記排気管(3)に設けられ、排気ガス中の酸素濃度
を検出する酸素濃度検出手段(12)と、 前記再循環を行うか否かを判定する判定手段(ステッ
プ101)と、 この判定手段(ステップ101)によって前記再循環を
行うと判定された場合、前記回転数検出手段(9)およ
び前記負荷検出手段(10)の各検出値に基づいて、再循
環時の目標空燃比を算出する再循環時目標空燃比算出手
段(ステップ110)と、 この再循環時目標空燃比算出手段(ステップ110)に
よって算出された再循環時の目標空燃比と、前記酸素濃
度検出手段(12)の検出値に基づいて測定された再循環
時の実空燃比との差を小さくするように、前記再循環量
制御弁(5)を制御する再循環量制御手段(ステップ11
3、114、116)と、 前記判定手段(ステップ101)によって前記再循環を
行わないと判定された場合、前記回転数検出手段(9)
および前記負荷検出手段(10)の各検出値に基づいて、
非再循環時の目標空燃比を算出する非再循環時目標空燃
比算出手段(ステップ104)と、 この非再循環時目標空燃比算出手段(ステップ104)
によって算出された非再循環時の目標空燃比と、前記酸
素濃度検出手段(12)の検出値に基づいて測定された非
再循環時の実空燃比との差から求まる燃料噴射量の誤差
を、前記回転数と前記負荷の少なくとも一方の誤差とし
て算出する誤差算出手段(ステップ105)と、 この誤差算出手段(ステップ105)によって算出され
た前記誤差に従って、前記再循環量制御弁(5)の制御
量を修正する修正手段(ステップ108)とを備えるディ
ーゼル機関の排気ガス再循環制御装置を特徴とする。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例
の具体的手段との対応関係を示すものである。
「作用」 上記構成によれば、噴射ポンプが燃焼室に供給する実
際の噴射量が目標の噴射量より過大または過小になった
時は、噴射量誤差として検出され、さらに、この噴射量
誤差を負荷誤差や回転数誤差として反映させているた
め、排気ガス再循環量が噴射量に応じて正確に補正され
る。
「実施例」 以下、本発明の第1の実施例を添付図面を参考にしな
がら具体的に説明する。
本実施例に係るディーゼル機関用の排気ガス再循環制
御装置を示す第1図に於いて、1はエンジン本体、2は
吸気管で、3はエンジン本体からの排気ガスを排出する
排気管である。エンジン本体1は、排気管3と吸気管2
とを連絡し、排気ガスを再吸入させる排気ガス再循環通
路4を有し、該通路内に排気ガス再循環量を制御する再
循環量制御弁(EGR量制御弁)5が装着され、ポンプ8
の回転数センサ9、レバー開度センサ10の出力及び前記
排気管3に取りつけた空燃比センサをなすリーンセンサ
12の出力に応じて、負圧制御弁6により制御されたバキ
ュームポンプ7の負圧が前記EGR量制御弁5に印加され
排気ガス再循環量が制御される。リーンセンサ12は、排
気ガス中の残留酸素を検出することにより、空気過剰側
の空燃比を検知するものである。負圧制御弁6への信号
はポンプ8の回転数とポンプレバー開度とに応じECU11
によりパルス状のDuty出力として決定される。
「作動」 次に本発明に係るリーンセンサ12によるポンプ噴射量
ばらつきの補正方法は、まず、排気管3に装着されたリ
ーンセンサ12により実空燃比を検出し、ポンプ8の回転
数とレバー開度から目標空燃比を算出し、EGR非実行時
にレバー開度に対する噴射量誤差を実空燃比より検出
し、目標空燃比を実現するレバー開度を算出しておき、
もし実空燃比と目標空燃比のマップ値に差が有る場合は
レバー開度誤差をEGR量制御マップに反映し、EGR実行時
には噴射量誤差を吸収したマップに基づきEGR量制御を
行うものである。
上記制御の詳細フローを第2図に沿い説明する。ステ
ップ101でエンジン水温、レバー開度(α)、及びポン
プ回転数(N)からEGR実行条件が成立しているかどう
かを判別し、EGR実行条件成立時はステップ110へ、非成
立時はステップ102へ進む。ステップ102ではエンジン
(E/G)状態が所定の安定状態に有るか否かをポンプ回
転数の所定時間内の変化量(ΔN)及びレバー開度の所
定時間内の変化量(Δα)から判別し、所定安定状態に
あればステップ103へ、EGR量過剰によりエンジンが非安
定状態にある時はステップ115へ進む。ステップ103では
エンジンの運転状態(ポンプ回転数とレバー開度)に応
じた実A/F(AFA)を実測し、ステップ104では運転状態
に応じた目標A/F(AFT)を算出し、ステップ105では上
記ステップ103,104で算出した値から回転数毎に目標A/F
(AFT)と実A/F(AFA)の差からレバー開度誤差Δαを
算出する。該レバー開度誤差Δαが所定値a以内かどう
かをステップ106で判別し、所定値以内の場合は正常と
してステップ107へ、所定値を超える場合は異常として
ステップ115へ進む。ステップ107で該レバー開度誤差Δ
αがaよりも小さい所定値b以上かどうかを判別し、b
以下の場合はレバー開度誤差Δαは小さいものとし、学
習値は“0"としステップ109へ進む。レバー開度誤差Δ
αがα≧|Δα|≧bの場合は、ステップ108ではステ
ップ105,109で算出したレバー開度誤差ΔαをEGR量マッ
プ値に、実レバー開度(α)にレバー開度誤差(Δα)
を補正する形(α′←α←Δα)で反映する。ステップ
115ではステップ101及びステップ102での判別結果に応
じ、EGRをカットすべくEGR出力値(Duty EGR)を“0"と
する。
ステップ101でEGR実行条件成立と判別される時は、ス
テップ110〜114迄の処理を行う。ステップ110では、回
転数(N)と補正後アクセル開度(α′)から、A/Fフ
ィードバック時の目標A/F(AFTEGR)を設定し、ステッ
プ111では運転状態毎の実A/F(AFAEGR)を実測し、ステ
ップ112でEGR実行時の目標A/Fと実A/Fのズレ量を算出
し、目標値と実測値の差(AFTEGR−AFAEGR)が正の場合
はEGR量が不足しているものとしてステップ113に進み、
EGR量を増加し(Duty EGR←Duty EGR+ΔD)、逆に、
目標値と実測値の差が負の場合はEGR量が過大としてス
テップ114に進みEGR量を減少し(Duty EGR←Duty EGR−
ΔD)、ステップ116でEGR出力値Duty EGRの出力操作を
行う。ステップ116によるEGR出力値のデューティ比が大
きい場合は、パルス幅が大きく負圧制御弁6が開いてい
る時間が長くなるため、EGR量制御弁5に供給される負
圧が増加し、制御弁5が大きく開かれEGR量が増加す
る。以上、ステップ101〜116迄の動作を所定周期毎に繰
り返しEGR量の制御処理を実行する。
本実施例に係る制御内容を第3図に従い更に説明す
る。第3図(a)はレバー開度(α)とEGR量及びEGR実
行時の目標A/Fの関係図で、第3図(b)はレバー開度
とEGRなしの時のA/Fの関係図、第3図(c)はレバー開
度とポンプ噴射量の関係図を示す。各制御量の目標特性
は、レバー開度(α)に対し目標噴射量特性が直線qT、
EGRなしの時のA/F目標特性が直線AFT、EGR量の目標特性
が直線EGRT、EGR実行時の目標A/F特性が折線A/Fとして
示されている。ポンプのレバー開度αに対する噴射量特
性が直線qAにずれた場合、EGRなしの時のA/F特性は空気
過剰により直線AFA)の関係となる。しかし、EGRが有る
場合は、目標のEGR量、目標A/F値はEGRO→EGRA、AF1→A
F2に本来の狙い値からずれて、所定のEGR量に対しΔEGR
だけ減量となり、A/FもA/FAと大きくなる。この為、所
定レバー開度に対するEGR量が不足して空気が過剰にな
りNOx低減量が不充分となる。このポンプ噴射量誤差を
修正すべく、本実施例においてはEGRなしの時の所定空
燃比AFOをリーンセンサで検出し、該AFOに対するレバー
開度ズレ(Δα)を求め、該レバー開度ズレ(Δα)を
ECU11内のEGR量マップにα←α−Δαの形で反映するこ
とにより、EGR量のズレを補正して、ポンプ噴射量とEGR
量の対応を所定の関係に修正する。以上述べた様に本実
施例によれば、ポンプ噴射量のズレが有ってもリーンセ
ンサで検出し、レバー開度誤差として修正しEGR量を補
正することによりポンプ噴射量とEGR量の関係を目標値
に保つことが可能である。
「他の実施例」 本発明の第1の実施例は噴射量ズレ分をアクセル開度
誤差として検出補正したものであるが、EGR量マップの
回転数誤差として検出補正することも可能であることは
言うまでもなく、第2の実施例を第4図に示す。第4図
は第2図に於けるレバー開度と回転数を入れ替えたもの
で、ステップ205でレバー開度毎に燃料噴射量誤差をリ
ーンセンサの目標値(AFT)と実測値(AFA)の差から回
転数誤差ΔNを求め、ステップ208で回転数方向の誤差
としてEGR量マップにN′←N−ΔNとして反映させた
ものである。このように、第1の実施例ではポンプ噴射
量誤差を、レバー開度誤差Δαとして検出補正したが、
第2の実施例のごとく回転数誤差ΔNとして同様に検出
・補正することができる。
また、第1および第2の実施例ではレバー開度を負荷
検出手段としたが、スピルリング位置、エンジントルク
等を代用しても同様の効果が発揮できることは言うまで
もない。
「効果」 以上述べたように、本発明の排気ガス再循環制御装置
は上記の構成を有するものであり、非再循環時に噴射量
の誤差がわかり、さらにこの誤差が、再循環時の目標空
燃比を算出するためのパラメータである回転数および負
荷の少なくとも一方の誤差として算出される。そしてこ
の算出された誤差に従って再循環量制御弁の制御量が修
正されるので、再循環時にはこの修正された制御量で再
循環量制御弁が制御される。従って再循環時には、噴射
量の誤差と再循環量の誤差の両方をなくした状態で再循
環量制御することができ、その結果目標の再循環量が素
早く得られ、エミッションの悪化(NOxの発生)および
スモークの発生を確実に防止することができるという優
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す構成図、第2図は
作動を示すフローチャート、第3図(a),(b),
(c)は作動を説明するための特性図、第4図は第2の
実施例を示すフローチャートである。 1……エンジン本体、2……吸気管、3……排気管、4
……排気ガス再循環通路、5……再循環量制御弁、6…
…負圧制御弁、7……バキュームポンプ、8……噴射ポ
ンプ、9……回転数センサ、10……レバー開度センサ、
11……ECU、12……リーンセンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】噴射ポンプによりディーゼル機関の回転数
    および負荷に応じた燃料を燃焼室に供給するディーゼル
    機関の排気ガス再循環制御装置において、 排気管と吸気管とを結ぶ排気ガス再循環通路に配設さ
    れ、前記排気管から前記吸気管への再循環量を制御する
    再循環量制御弁と、 前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記機関の負荷を検出する負荷検出手段と、 前記排気管に設けられ、排気ガス中の酸素濃度を検出す
    る酸素濃度検出手段と、 前記再循環を行うか否かを判定する判定手段と、 この判定手段によって前記再循環を行うと判定された場
    合、前記回転数検出手段および前記負荷検出手段の各検
    出値に基づいて、再循環時の目標空燃比を算出する再循
    環時目標空燃比算出手段と、 この再循環時目標空燃比算出手段によって算出された再
    循環時の目標空燃比と、前記酸素濃度検出手段の検出値
    に基づいて測定された再循環時の実空燃比との差を小さ
    くするように、前記再循環量制御弁を制御する再循環量
    制御手段と、 前記判定手段によって前記再循環を行わないと判定され
    た場合、前記回転数検出手段および前記負荷検出手段の
    各検出値に基づいて、非再循環時の目標空燃比を算出す
    る非再循環時目標空燃比算出手段と、 この非再循環時目標空燃比算出手段によって算出された
    非再循環時の目標空燃比と、前記酸素濃度検出手段の検
    出値に基づいて測定された非再循環時の実空燃比との差
    から求まる燃料噴射量の誤差を、前記回転数と前記負荷
    の少なくとも一方の誤差として算出する誤差算出手段
    と、 この誤差算出手段によって算出された前記誤差に従っ
    て、前記再循環量制御弁の制御量を修正する修正手段と を備えることを特徴とするディーゼル機関の排気ガス再
    循環制御装置。
JP62033114A 1987-02-16 1987-02-16 デイ−ゼル機関の排気ガス再循環制御装置 Expired - Lifetime JPH0816460B2 (ja)

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