JPS6022190B2

JPS6022190B2 - 排気還流制御装置

Info

Publication number: JPS6022190B2
Application number: JP53102949A
Authority: JP
Inventors: 敏巳安保
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1985-05-31
Also published as: JPS5532918A; US4233947A; AU519083B2; CA1120566A; AU4763179A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の排気還流制御装置に関しｔ特に電源
電圧の変動によって生ずる排気還流量（以下ＥＣＲ量と
略記する）の変動を防止する機能に関するものである。

排気還流方式は内燃機関の排気浄化の一方法であり、排
気ガスを吸気に所定の割合で還流し、燃焼室内の温度上
昇を抑制することにより窒素酸化物（Ｎ○ｘ）の発生量
を低下させようとするものである。第１図は、本発明を
適用する排気還流制御装置の一例図である。

第１図において吸入空気は、吸気管１を通って機関本体
２に供給される。また排気管３から分岐したＥＧＲチュ
ーブ４及びその途中に設けられたＥＧＲ制御弁５を介し
て排気ガスの一部が吸気管１に還流される。また、二方
電磁弁６は、絞り弁７の上流部から大気圧をとり入れ、
絞り弁７の下流部から定圧弁８及びオリフィス１０を介
して吸入負圧を取り入れ、弁の開閉によって定圧弁８へ
流入する大気の量を変化させ、それによってＥＣＲ制御
弁５の関度を変化させることにより、ＥＧＲ量を制御す
るものである。さらにオリフィス１０は、ＥＧＲ制御弁
５に加わる制御圧力に適当なオフセットをつけて、ＥＣ
Ｒ制御弁の制御負圧対流量特性の良い領域を使用するた
めのものである。この電磁弁６の開閉制御は演算装置９
から与えられる駆動パルスＳ，によって行なわれる。

例えば駆動パルスＳ，が高レベルのとき弁体６ａが弁座
６ｂに当綾してＥＣＲ制御弁５の制御負圧を大きくする
。演算装置９は、例えばマイクロコンピュータ等で構成
され、吸入空気量信号Ｓ２（例えばェアフローメータの
出力）や回転数信号Ｓ３（回転センサの出力）に基づい
て、その時の運転状態に適した排気還流量を算出し、そ
の結果に応じたデュ−ティ（例えばデューティ７０％で
パルスの高レベルと低レベルの比が７０％〜３０％とな
る）の駆動パルスＳ，を出力する。上記のごとく第１図
の装置においては、原理的には、運転状態に応じた最適
排気還流量が得られる。

しかし上記の装置においては、二方電磁弁６の特性が、
電源電圧（駆動パルスの電圧）によって変化するという
問題がある。すなわち電源電圧（駆動パルスＳ，の電圧
）が低い場合は、弁が開くときはコイルの励磁力により
、又閉じる時はコイルが励磁されなくなりバネの力で閉
じる方式の弁の場合、弁が開くときの遅れ時間が大きく
なるため、同一デューティの駆動パルスの場合でも実際
の閥弁時間が短かくなり、そのためＥＧＲ量にも誤差を
生ずる。

前記弁とは逆に、コイルの励磁により閉じる方式の弁だ
と開弁時間が長くなるが説明を簡単にするため以下は、
コイルの励磁力で開く弁で説明する。自動車の電源はバ
ッテリであり、その電圧変動は非常に大きい。例えば通
常の動作状態でもＩＷ〜１飢程度の変動はありうる。第
２図は、電源電圧（駆動パルスＳ，の電圧）の変化と電
磁弁流量の単体特性の一例図である。

図示のごとく電源電圧が変化する（１０，１３，１６Ｖ
）と同一デューティの場合でも流量が大幅に変化し、見
かけ上、駆動パルスのデューティが変化したのと同等に
なる。上記のごとき不都合をなくす方法として、例えば
電源として定電圧回路を用いることが考えられる。

しかし電源電圧の変動幅が大きく、かつ電磁弁の容量が
大きい（０．松程度）ことから定電圧回路における電力
消費量が大きく、発熱量も大きくなるので実用的でなか
った。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり
演算装置９内において電源電圧変動に対応した補正を行
ない、補正分を加味した駆動パルスを用いることにより
、電源電圧変動の影響をなくした制御性の良い排気還流
制御装置を提供することを目的とする。

以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

まず第３図を用いて本発明の原理を説明する。第３図Ａ
は、基準電圧ＶＢ。（例えば１３Ｖ）と任意の電圧Ｖ８
（例えば１０Ｖ）とにおける流量特性図である。第３図
Ａから判るように、一定のデューテイで制御した場合、
電圧Ｖ８が低下すると電磁弁流量が小さくなる（ＶＢが
上昇した場合には、電磁弁流量が大きくなる）ため、基
準電圧ＶＢｏの場合と等価にするには、その時のデュー
ティに応じてＷ，〜Ｗ４だけデューティを補正して実質
的なデューテイを基準電圧ＶＢｏのときと等しくする必
要がある。第３図Ｂは、各デュ−ティにおける前記補正
量の関係図であり、この関係は直線ｍで近似できる。

次に第３図Ｃは種々の電圧におる上記直線ｍを、横軸を
デューティにとって表示したものである。第３図Ｃにお
いて、基準電圧ＶＢｏと任意の電圧ＶＢの差がＩＶのと
きの、直線の勾配をＱ、デューティ＝１００％のときの
必要補正量をＢで表わすと、必要補正量Ｙは、デューテ
ィＸの関数としてＹ＝〔Ｑ（１帯岸Ｘ）十８〕‐（Ｖ弧
−ＶＢ）…【１１で表わされる。したがって予め実験的
にＱ，８の値を求めておけばＶＢの値に応じてそのとき
のデューティＸに対する必要補正量Ｙの値を算出するこ
とができる。以上の説明は、コイルの励磁により開く電
磁弁について説明したが、コイルの励磁により閉じる．
．電磁弁の場合には、駆動パルスＳ，が低レベルのとき
開くので、第３図Ａの流量特性図の横軸を逆にした第３
図Ｄの特性図となるので、補正量ＹはＹ＝−（続十８）
（ｖＢ。‐ＶＢ）．・・（２’で表わされる。また、
一般的に、電磁弁の応答は、電圧ＶＢが高くなったとき
よりも低くなったときの方が影響が大きいので補正量も
Ｖ８が基準電圧Ｖ８。

より高いか、低いかにより補正量を変えたほうが良い（
例えば印加電圧に対する電磁弁の流量特性が、ＶＢｏよ
り小さい方が大きい場合より２倍近く大きくなることが
ある）。このとき、補正式【１１，‘２１はそれぞれ｛
３１，｛４’式となる。〔Ｑ（１帯岸Ｘ）十８〕（ＶＢ
。

−Ｖ８）ＶＢ。＜ＶＢの場合Ｙ＝
…‘３１Ｋ〔Ｑ（１帯安Ｘ）十８〕
（Ｖ８０−ＶＢ）ＶＢ。２ＶＢの場合−（瀞十３）（ｖ
Ｂ。

−ＶＢ）ＶＢ。＜Ｖ８の場合Ｙ＝
…【４１‐Ｋ続十８）（ｖＢ。−Ｖ
Ｂ）ＶＢ。≧ＶＢ場合（但しＫは、実験的に求めたある
係数）次に第４図は、上記の原理に基づく本発明の一実
施例図であり、第１図の演算装置９の部分を示す。

第４図において演算回路１０は、吸入空気量信号Ｓ２及
び回転数信号Ｓ３に基づいて、その時の運転状態に適し
た排気還流量を算出し、それに応じた信号Ｓ４を出力す
る。

次に係数減算器１１はデューティ１００％に対応した電
圧ｙ，ｏｏからデューティ×に相当する信号Ｓ４を減じ
、それをＱ倍した信号Ｓ５（Ｓ５＝Ｑ（１帯法−Ｘらを
出力する。

次に加算器１２は、８に対応した信号Ｖ８と信号Ｓ５を
加算した信号Ｓ６６６工ば（１帯尭−Ｘ）十８）を出力
する。

なお上記Ｑ及び８の値は、予め実験的に求めてセットし
ておく。一方、減算器１３は、基準電圧ＶＢｏから電源
電圧Ｖ８を減じた信号Ｓ７（Ｓ７＝ＶＢｏ−ＶＢ）を出
力する。

次に掛算器１４は信号Ｓ６とＳ７とを掛算した信号Ｓ８
｛Ｓ８：〔Ｑ（１帯尭−Ｘ）十８〕（ＶＭ−Ｖ８）｝を
出力する。

この信号Ｓ８は、前記‘１｝式に示す必要補正量Ｙに等
しい。

したがって信号Ｓ８をスイッチング回路１６を介して加
算器１７へ与え、演算回路１０の出力Ｓ４と加算すれば
、電源電圧変動による補正量を加味した信号Ｓ，。が得
られる。この信号Ｓ，。で駆動パルス発生回路１８を制
御し、駆動パルスＳ，を作って第１図の二方電磁弁６に
送る。また第２図からわかるように、デューティ４０％
以下と９５％以上の領域については、流量特性の非直線
も大きくなり実用領域外なので、特に補正を行なわなく
てもよい。

従って第４図では、デューテイ９５％と４０％に対応し
た電圧Ｖ９５，Ｖｗと信号Ｓ４を、比較器１５ａ，１５
ｂで比較し、Ｓ４≧Ｖ９５あるし、は、Ｓ４≦Ｖ叫の場
合には、ＯＲゲート２０を介して切換信号Ｓ９をスイッ
チング回路１６に送り、該回路１６をオフにして信号Ｓ
８を遮断するように構成している。第５図は前記糊式、
‘４｝式に基づく実施例を示したものであり、第４図の
ものに新らたに比較器２１、係数器２２、切襖スイッチ
２３を付加したものであるため、本実施例を説明するの
に特に必要と思われない部分は省略した。

第５図において、鶏算器１４の出力Ｓ８は係数回路２２
により係数倍され切襖スイッチ２３の端子２３ａにＫ・
Ｓ８の信号を出力する。

又切換回路２３の他の端子２３ｂにはＳ８の信号がその
まま出力する。さらに比較器２１は前記信号ＶＢ。及び
ＶＢの値を比較して切換スイッチ２３の可動片２３ｃを
切換える。すなわち比較器２１はＶＢｏＺＶＢの場合切
換スイッチ２３の可動片２３ｃを端子２３ａに切換、又
Ｖ８ｏ＜ＶＢの場合可動片２３ｃを端子２３ｂに切換え
る。なお、第１図の演算装置がマイクロコンピュータで
構成されている場合には、プログラムを組みかえるだけ
で第４図に示す本発明の機能をもたせることができる。

また第１図では、二方電磁弁を用いた場合を示したが、
三方電磁弁を用いた場合も全く同様である。

以上説明したごとく本発明によれば、電源電圧変動によ
る電磁弁の作動誤差を解消し、したがって排気還流量の
誤差発生を防止することができるので、排気浄化性能や
動力性能を向上させることができるという効果がある。

図面の簡単な説明第１図は、本発明を適用する排気還流
制御装置の一例図、第２図は、電圧変動による電磁弁流
量特性図、第３図は、必要補正量特性図、第４図及び第
５図はそれぞれ本発明の実施例のブ。

ック図である。符号の説明、１・・・・・・吸気管、２
・・・・・・機関本体、３・…・・排気管、４・・・・
・・ＥＧＲチューブ、５・・・…ＥＣＲ制御弁、６・・
・・・・二万電磁弁、７・・・・・・絞り弁、８……定
圧弁、９・・・・・・演算装置、１０…・・・オリフィ
ス、ｉｌ……係数減算器、１２……加算器、１３・・・
・・・減算器、１４・・・・・・掛算器、１５ａ，１５
ｂ…・・・比較器、１６・・・・・・スイッチング回路
、亀７・・・・・・加算器、１８・・・・・・駆動パル
ス発生回賂、１９・…・・演算回路、２０…・・〇Ｒ回
路。

が１図汁２図才５図才４図汁５図

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関の運転状態に関する情報から最適還流量を
得るためのデユーテイを算出し、そのデユーテイをもつ
た駆動パルスによつて電磁弁を駆動することにより、排
気系から吸気系への排気ガスの還流量をデユーテイ制御
する排気還流制御装置において、上記の算出したデユー
テイの値と実際の電源電圧の値とに基づいて駆動パルス
の電圧変化による電磁弁流量の変化を補償する量だけ上
記駆動パルスを補正する手段を備え、電源電圧の変動に
よる排気還流量の変動を防止したことを特徴とする排気
還流制御装置。２電源電圧の基準となる電圧Ｖ＿Ｂ＿Ｏと任意の電圧
Ｖ＿Ｂとにおける電磁弁流量を一致させるために必要な
上記駆動パルスのデユーテイの補正量を近似した直線の
勾配をα、該直線のデユーテイ（オンデユーテイ）＝１
００％における値をβ、デユーテイをＸ、必要補正量を
Ｙとした場合にＹ＝〔（α（１００−Ｘ））／（１００
）＋β〕・（Ｖ＿Ｂ＿Ｏ−Ｖ＿Ｂ）の補正を行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排気還流制御
装置。３電源電圧の基準となる電圧Ｖ＿Ｂ＿Ｏと任意の電圧
Ｖ＿Ｂとにおける電磁弁流量を一致させるために必要な
上記駆動パルスのデユーテイの補正量を近似した直線の
勾配をα、該直線のデユーテイ（オンデユーテイ）＝１
００％における値をβ、デユーテイをＸ、必要補正量を
Ｙとした場合にＹ＝−（（αＸ）／（１００）＋β）（
Ｖ＿Ｂ＿Ｏ−Ｖ＿Ｂ）の補正を行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の排気還流制御装置。４電源電圧の基準となる電圧Ｖ＿Ｂ＿Ｏと任意の電圧
Ｖ＿Ｂとにおける電磁弁流量を一致させるために必要な
上記駆動パルスのデユーテイの補正量を近似した直線の
勾配をα、該直線のデユーテイ（オンデユーテイ）＝１
００％における値をβ、デユーテイをＸ、上記基準電圧
Ｖ＿Ｂ＿Ｏに対する任意の電圧Ｖ＿Ｂの値の大小によつ
て予じめ定めた補正係数をＫ、必要補正量をＹとした場
合にＶ＿Ｂ＿Ｏ＜Ｖ＿Ｂの時Ｙ＝−（（αＸ）／（１００）＋β）（Ｖ＿Ｂ＿Ｏ−Ｖ
＿Ｂ）Ｖ＿Ｂ＿Ｏ≧Ｖ＿Ｂの時Ｙ＝−Ｋ（（αＸ）／（
１００）＋β）（Ｖ＿Ｂ＿Ｏ−Ｖ＿Ｂ）又はＶ＿Ｂ＿Ｏ
＜Ｖ＿Ｂの時Ｙ＝｛（α（１００−Ｘ））／（１００）＋β｝（Ｖ＿
Ｂ＿Ｏ−Ｖ＿Ｂ）Ｖ＿Ｂ＿Ｏ≧Ｖ＿Ｂの時Ｙ＝Ｋ｛（α
（１００−Ｘ））／（１００）＋β｝（Ｖ＿Ｂ＿Ｏ−Ｖ
＿Ｂ）の補正を行なうことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の排気還流制御装置。