JPS6113107B2 - - Google Patents

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JPS6113107B2
JPS6113107B2 JP55118767A JP11876780A JPS6113107B2 JP S6113107 B2 JPS6113107 B2 JP S6113107B2 JP 55118767 A JP55118767 A JP 55118767A JP 11876780 A JP11876780 A JP 11876780A JP S6113107 B2 JPS6113107 B2 JP S6113107B2
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recirculation
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exhaust gas
engine
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Yoshikuni Yada
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    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンから放出される排気ガスの
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排気ガス還流装置の改良
に関するものである。
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、上記還流通路に還流制御弁を設けて
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は、気化器絞弁開度、エンジ
ン回転数等の検出によりエンジンの運転状態を検
出し、制御装置によりこの運転状態に対し予め記
憶している最適還流量に前記還流制御弁を作動さ
せるようにしたものである。
しかしながら、上記制御装置により厳密に排気
ガスの還流量を制御しても、長期間の運転後には
還流通路を流れる排気ガスにより還流通路内にカ
ーボンが付着して通路の有効開口面積が低減し、
還流制御弁を所定開度に作動させても実際に供給
される排気ガスの還流量は設定値よりも少なく、
NOx抑制効果が不十分となる不具合を有する。
すなわち、運転時間の経過とともに排気ガス浄
化性能が低下するものであり、また、カーボンの
堆積だけの理由で還流通路、還流制御弁の部品交
換を行うことはコスト面で問題となり、上記カー
ボンの付着についての対策が要望されている。
そこで、本発明は還流通路に排気ガスの還流量
を弁体の移動により制御する還流制御弁を設け、
制御装置によつて上記弁体の目標移動量と実測移
動量とが一致するように還流制御弁を制御すると
ともに、吸気通路の吸入空気量を検出してこの吸
気通路の実測吸入空気量と目標吸入空気量とを比
較しカーボン堆積による排気ガス還流量の減少を
検出することによつて弁体の移動量を増大させる
ように制御するエンジンの排気ガス還流装置を提
供し、カーボンの堆積に対応して排気ガス還流量
の減少を補正し、常に所期の還流量を得るように
して良好な排気ガス浄化性能を維持せんとするも
のである。
以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。第１図において、１はエンジン（図示せず）
に吸気を供給するための吸気系であつて、吸気通
路２内を矢符方向から流入する吸気の流量は絞弁
３により制御される。４はエンジンに連結された
排気系（図示せず）から排気ガスを吸気系１（絞
弁３下流の吸気通路２）に還流する還流通路、５
は該還流通路４に介装された還流制御弁である。
尚、図示の吸気系１は燃料噴射方式を採用してい
る。
上記還流制御弁５は、還流通路４を開閉する弁
体５ａをロツド５ｂを介して取付けたダイヤフラ
ム５ｃと、該ダイヤフラム５ｃによつて仕切られ
た負圧室５ｄおよび大気室５ｅと、上記弁体５ａ
を閉じるように付勢するスプリング５ｆとからな
り、上記負圧室５ｄに作用する負圧を開作動源と
し、この負圧がスプリング５ｆのばね力に抗して
ダイヤフラム５ｃを偏倚させて弁体５ａを開作動
させ、弁体５ａの移動量に応じて排気ガスの還流
量を制御するように構成されている。
前記還流制御弁５の負圧室５ｄには負圧通路６
が連通され、該負圧通路６の一端６ａは絞弁３下
流の吸気通路２に開口し、他端６ｂは負圧ソレノ
イド弁７および大気ソレノイド弁８を介して大気
に開放し、上記負圧ソレノイド弁７と大気ソレノ
イド弁８との間の負圧通路６が前記負圧室５ｄに
接続されている。上記負圧および大気ソレノイド
弁７，８は制御装置９からの制御信号によつて所
定時間開閉作動され、還流制御弁５の負圧室５ｄ
を所定圧力に調整し、弁体５ａの移動量を制御す
る。
次に、１０は絞弁３の開度よりエンジンの負荷
状態を検出する負荷センサー、１１はエンジン回
転数を検出する回転センサー、１２は前記吸気通
路２の絞弁３上流に配設され吸入空気量を検出す
る空気量センサー、１３は還流制御弁５に付設さ
れ弁体５ａの移動位置を検出する弁体位置検出セ
ンサーであつて、上記各センサーの検出信号はそ
れぞれ前記制御装置９に入力される。
また、１４は、エンジン負荷（絞弁開度）およ
びエンジン回転数の任意の組合せによるエンジン
運転状態に対応して、実験により求めた最適排気
ガス還流量に相当する上記還流制御弁５の弁体５
ａの目標移動量を、第２図のマツプM1に示す如
く、あらかじめ記憶した第１メモリ装置、１５
は、同じくエンジン負荷（絞弁開度）およびエン
ジン回転数の任意の組合せによるエンジン運転状
態に対応して、実験により求めた最適排気ガス還
流量に相当する吸気通路２の目標吸入空気量を、
第３図のマツプM2に示す如く、あらかじめ記憶
した第２メモリ装置であり、第１および第２メモ
リ装置１４，１５はそれぞれ前記制御装置９に接
続されている。
上記制御装置９は、上記弁体５ａの目標移動量
と実測移動量とが一致するように負圧および大気
ソレノイド弁７，８に制御信号を出力して還流制
御弁５を制御し、現在の運転状態に応じた排気ガ
スの還流制御を行う一方、吸気通路２の実測吸入
空気量が目標吸入空気量より多いとき還流制御弁
５の弁体５ａの移動量が前記目標移動量より大き
くなるように負圧および大気ソレノイド弁７，８
への制御信号を補正し、カーボン堆積による排気
ガス還流量の減少を補正制御するように構成され
ている。
上記実施例の作用を説明すれば、制御装置９
は、回転センサー１１からの回転数信号および負
荷センサー１０からの絞弁開度に対応した負荷信
号との組合せにより、現在の運転状態に応じた最
適排気ガス還流量に相当する弁体５ａの目標移動
量を第１メモリ装置１４のマツプM1から計算
し、この目標移動量と弁体位置検出センサー１３
からの実測移動量とを比較し、その差に応じた制
御信号を負圧および大気ソレノイド弁７，８に出
力し、このソレノイド弁７，８を所定の時間開閉
作動する。該負圧ソレノイド弁７と大気ソレノイ
ド弁８との開閉時間により、所定の負圧が還流制
御弁５の負圧室５ｄに導入され、弁体５ａを目標
の移動量に作動させて還流通路４より現在の運転
状態に応じた所定量の排気ガスを還流し、NOx
の発生を抑制するものである。
次に、長期間の運転により排気ガス中のカーボ
ンが還流通路４の壁面等に付着しその有効通路面
積が狭くなると、弁体５ａが現在の運転状態に応
じた目標移動量で開いていても、実際の排気ガス
還流量は最適還流量より減少し、その結果、吸気
通路２における実測吸入空気量は、設定量の排気
ガスが還流されたときの目標吸入空気量より増大
する。
よつて、前記制御装置９は、回転センサー１１
からの回転数信号と負圧センサー１０からの負圧
信号との組合せにより、現在の運転状態に応じた
最適排気ガス還流量に相当する目標吸入空気量を
第２メモリ装置１５のマツプM2から計算し、こ
の目標吸入空気量と空気量センサー１２からの実
測吸入空気量とを比較し、実測吸入空気量が目標
吸入空気量より多い場合、その差に応じて弁体５
ａの移動量を増大するように負圧および大気ソレ
ノイド弁７，８への制御信号を補正し、還流制御
弁５の負圧室５ａに導入される負圧を大きくす
る。この負圧の上昇により弁体５ａの移動量は第
１メモリ装置１４の目標移動量より増大し、実際
の排気ガス還流量を最適還流量に補正制御する。
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。制御装置９は、所定時間毎
に、ステツプ２０において回転センサー１１から
の回転信号Ｎ、負荷センサー１０からの負荷信号
Ｌおよび空気量センサー１２からの空気量信号
V2（実測吸入空気量）を入力し、ステツプ２１
において上記エンジン回転数およびエンジン負荷
に応じて第１メモリ装置１４に予め記憶されてい
るマツプM1から弁体５ａの目標移動量S1を計算
しとり込むと同時に、ステツプ２２および２３に
おいて同マツプM1からエンジン回転数およびエ
ンジン負荷が補正を行う範囲か否かを判断し、
YESの場合にはステツプ２４において上記エン
ジン回転数およびエンジン負荷に応じて第２メモ
リ装置１５に予め記憶されているマツプM2から
目標吸入空気量V1を計算しとり込む一方、NOの
場合にはステツプ２８に進んで弁体５ａを全閉に
すべくフイードバツク制御を行う。
続いて、ステツプ２５において上記目標吸入空
気量V1と空気量センサー１２の実測吸入空気量
V2との流量差Ｖ＝V1−V2を算出し、ステツプ２
６において上記流量差Ｖが設定値α以上であるか
どうかを判断し、YESの場合にはステツプ２７
において前記目標移動量S1に補正係数Ｋ（Ｋ＞
１）を掛けて目標移動量S1を増大補正する一方、
NOの場合にはステツプ２８に進んで弁体５ａの
フイードバツク制御を行う。
次に、ステツプ２８において弁体位置検出セン
サー１３から弁体５ａの実測移動量S2を入力し、
ステツプ２９で目標移動量S1（ステツプ２１の第
１メモリ装置１４の値もしくはステツプ２７の増
大補正した値）と実測移動量S2との差Ｓ＝S1−S2
を計算し、ステツプ３０において上記差Ｓの符号
および大きさに対応したパルスによる制御信号を
出力し、負圧および大気ソレノイド弁７，８を駆
動する。
上記動作を繰り返して還流制御弁５の弁体５ａ
を目標移動量S1にフイードバツク制御するととも
に、ステツプ２６でカーボン堆積による排気ガス
還流量の減少状態を判断し、この還流量の減少を
弁体５ａの目標移動量S1を増大させることにより
補正制御する。
尚、上記実施例において、吸気通路２の目標吸
入空気量V1と実測吸入空気量V2との差に応じた
補正制御は、連続的に弁体５ａの移動量を補正す
るか、段階的に設定値を設けて補正するかは、必
要に応じて任意に行われる。また、吸気系１も上
記実施例の如き燃料噴射方式に限定されない。
従つて、以上の如き本発明排気ガス還流装置に
よれば、還流制御弁をエンジン回転数およびエン
ジン負荷に応じてフイードバツク制御することに
より、エンジンの運転状態に対応した正確な最適
排気ガス還流制御が行える。また、吸気通路の目
標吸入空気量と実測吸入空気量との差によりカー
ボンの堆積状態に応じた排気ガス還流量の減少を
検出し、還流制御弁の弁体の移動量を増大させる
ように補正制御することにより、運転時間の増加
に伴つたカーボン堆積にて排気ガス還流量が減少
し、排気ガス浄化性能が低下するのを補正し、常
に必要最少限還流量を確保してNOx抑制効果を
維持するとともに、運転性能、燃費性能の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体
構成図、第２図および第３図はメモリ装置に記憶
されているマツプを示す説明図、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……吸気系、２……吸気通路、３……絞弁、
４……還流通路、５……還流制御弁、５ａ……弁
体、５ｂ……ロツド、５ｃ……ダイヤフラム、５
ｄ……負圧室、５ｅ……大気室、５ｆ……スプリ
ング、６……負圧通路、７……負圧ソレノイド
弁、８……大気ソレノイド弁、９……制御装置、
１０……負荷センサー、１１……回転センサー、
１２……空気量センサー、１３……弁体位置検出
センサー、１４……第１メモリ装置、１５……第
２メモリ装置。

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り出し吸気系
    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還流制御弁と、エ
    ンジンの負荷状態を検出する負荷センサーと、エ
    ンジン回転数を検出する回転センサーと、上記還
    流制御弁の弁体の移動位置を検出する弁体位置検
    出センサーと、吸入空気量を検出する空気量セン
    サーと、エンジン負荷およびエンジン回転数の任
    意の組合せで実験により求めた上記還流制御弁の
    弁体の目標移動量をあらかじめ記憶した第１メモ
    リ装置と、エンジン負荷およびエンジン回転数に
    対し実験により求めた目標吸入空気量を記憶した
    第２メモリ装置と、上記弁体の目標移動量と実測
    移動量とが一致するように上記還流制御弁を制御
    する一方実測吸入空気量が目標吸入空気量より多
    いとき還流制御弁の弁体の移動量が上記目標移動
    量より大きくなるように制御する制御装置とを備
    えたエンジンの排気ガス還流装置。
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