JPS6355356A - 内燃機関の排気ガス還流制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス還流制御装置

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JPS6355356A
JPS6355356A JP61200564A JP20056486A JPS6355356A JP S6355356 A JPS6355356 A JP S6355356A JP 61200564 A JP61200564 A JP 61200564A JP 20056486 A JP20056486 A JP 20056486A JP S6355356 A JPS6355356 A JP S6355356A
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exhaust gas
gas recirculation
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egr
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Tomoyuki Inoue
知之 井上
Minoru Nishida
稔 西田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の排気ガス再循環量を制御す・る機
関の排気ガス還流制御装置に関する。
〔従来の技術〕
内燃機関の排気ガス中のM害成分である窒紫ン化物を減
少させるために排気ガスの一部を機関の吸気側に導入す
るいわゆる排気ガスの再循環が行なわれることは周知の
通ジである。
再循環される排気ガス流量は窒素酸化物の減少以外に機
関の性能、燃費などに影響を与えるので、再循環排気ガ
ス流量は機関の運転状態に応じて精度よ〈制御されるこ
とが望まれる。
第6図は、例えば特開昭55−93950号公報などに
示されるような従来の排気ガス還流(以下EGRと略記
)制御装置を示す構成説明図である。この第6図におい
て、1はエンジン本体、2はエンジンの吸気管、3は排
気管である、吸気管2に燃料供給装置4が配設されてお
り。
また、スロットル弁5が吸気管2と吸気ダクト6との連
結部近傍に配置されている。この吸気ダクト60入口部
分には、エアークリーナ7が配置されている。
吸気管2には、吸気負圧導入通路9が連通している。こ
の吸気負圧導入通路9ft通して、吸気管゛ 2の吸気
圧力を吸気圧力検出器10で検出するようにしている。
この吸気圧力検出器10の出力、EGR制御弁12の開
度検出器13の出力、エンジン回転数検出器8の出力は
EGR制御回路14に送出するようになっている。
EGR制御弁12はEGR通路1□1.に設けられてお
り、このEGR通路11は排気管3と吸気管2を連通し
ている。
EGR制御回路14の出力により制御負圧発生器16を
制御するようになっている。この制御負圧発生器16は
EGR制御弁12の開閉度合を制御するためにアクチュ
エータ負圧を吸気負圧とX気圧とにより調圧して発生す
るものである。
次に、動作について説明する。エンジンの運転状態を示
す量であるエンジン回転数とエンジン吸気圧力が、各々
エンジン回転数検出器8と吸気圧力検出器10で検出さ
れ、EGR制御回路14に入力される。
EGR通路11を流れるEGR量はエンジン回転数検出
器8、吸気圧力検出器10で検出するエンジン運転状態
量に応じてE G R%iJ御回路14に記憶された目
標EGR率に対応する開度検出器13の出力値と、EG
R制御弁12と連動した開度検出器13の天測出力値と
の比較偏差が零となるよう、EGR制御回路14の出力
信号により制御負圧発生器16の出力負圧を、吸気負圧
導入通路9、大気圧導入通路15の圧力によE) ==
圧して、EGR制御弁12の開度を制御することにより
定まる。
すなわち、EGR制御弁12の開度を、開7度検出器1
3の出力を用いてフィードバック制御することにより、
エンジンの運転状態に応じ九E G R量を得る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のEGR制御装置においては、長時間使用すると、
EGR制御弁12には、排気ガス中に含まれているカー
ボンなどが多量付着し、制御弁の開閉度に対応した初期
の排気ガス流量が変化し、精度よい制御ができなくなる
問題があった。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するために
なされ友もので、経年変化のない高精度な排気ガス還流
制御が可能となる内燃機関の排気ガス還流制御装置f:
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の内燃機関の排気ガス還流制御装置は、排気ガス
が混入された機関の吸入空気中の酸素濃度を検出するた
めに吸気管中に設けられた酸素センサの出力を入力して
排気ガス還流量を制御するEGR制御手段を設は念もの
である。
〔作 用〕
本発明の内燃機関の排気ガス還流制御装置によると、酸
素センサで吸入空気中の酸素濃度を検知し、この酸素セ
ンサの検知する酸素濃度と機関の運転状態に応じて予め
設定される目標酸素濃度とを比較し、これらの比較偏差
を比例増幅回路と積分回路に入力し、両回路の出力信号
の加算信号に応動して比較偏差を零にすべく排気ガス還
流制御弁を開閉する制御回路において、前記比例増幅回
路の比例増幅度及び積分回路の積分時間が前記機関の吸
入空気圧、回転数に応じて変化する。従って、本装置で
は排気ガスの混入率に比例する酸素濃度によって排気ガ
スの還流量が制御され、しかも機関の運転状態によらず
、応答性よく且つ安定に還流量を制御する。
〔実施例〕
以下、本発明の内燃機関の排気ガス還流制御装置を添付
図面に示された好適な実施例について更に詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例の構成を示す図であシ、該第
1図において、第6図と同一部分には同−符号全村する
にとどめ、第6図と異なる部分を主体に述べる。
第1図を第6図と比較しても明らかなように、第1図で
は、符号1〜16で示す部分は第6図と同様であり、符
号17以降で示す部分がこの第1図により新たに設けら
れた部分であり、この発明の特徴をなす部分である。
すなわち、17はEGR通路11の吸気管2への開口部
、18はこの開口部17の下流の吸気管2に設けられた
酸素センサである。この酸素センサ18は吸気管2を流
れる吸入空気中の酸素濃度を検知するものであり、この
酸素センサ18は例えば特開昭58−153155号公
報などで提案されている固体電解質酸素ポンプ式の酸素
センサのごとく、酸素濃度に比例したセンサ出力を発生
するものである。
この酸素センサ18の出力はEGR制御回路14に送出
するようにしている。その他の構成は第6図と同様であ
る。
次に、前記実施例の動作につき、第2図ないし第5図を
参照しながら具体的に説明する。第2図はEGR率にと
吸気中の駿累Q度C62との関係を示す図、第3図はE
GR制御回路14内に記憶されているエンジンの運転状
態に対応して定められた目標EGR率Ko k示す図、
第4図(a)はEGR制御弁12の開度とEGR率にと
の関係を示す図、第4図Q))はエンジン回転数NBに
よってEGR制御弁12の開度が一定であってもEGR
率Kが変化を受けるようすを示す図、第5図(a)及び
第5図(6)はそれぞれEGR制御回路14内に記憶さ
れているエンジンの吸気圧力PB、回転数N、に対応し
て定められた比例増幅回路の比例増幅度KP及び積分回
路の積分時間TIe示す図である。
エンジン本体1が始動されると、エンジン本体1の運転
状態を示すエンジン回転数NEとエンジンの吸気圧力P
Bが、エンジン回転数検出器8と吸気圧力検出器10で
検出され、EGR制御回路14に入力される。
このEGR制御回路14内には、第3図に示されるよう
に回転数Ngと吸気圧力PBに対応した目標EGR率K
Oが記憶されており、回転数NE、吸気圧力pBO値に
応じて、例えば目標EGR率KOiが選択される。
この目標EGR率KOiに対応した目標酸素濃度Cδ2
Iが第2図にしたがって計算される。
一方、吸気管2中のEGRガスが混入した空気の酸素濃
度は、酸素センサ18の出力IPより計算される。この
計算された酸素濃度CO2と前記目標酸素濃度Cδ21
とを比較し、それらの比較偏差をEGR制御回路14内
の比例増幅回路と積分回路に入力する。両回路の出力信
号の加算信号は、EGR制御弁12の開度に対応するも
ので、EGR制御回路14は、EGR制御弁12の開度
が前記加算信号と対応関係が一致するように制御負圧発
生器16に信号を出力する。制御負圧発生器16はEG
R制御回路14の出力によυ出力負圧を吸気負圧導入通
路9と大気圧導入通路15の圧力を用いて調圧して、E
GR制御弁12の開度t−駆動制御し、前記EGRガス
量を調整して比較偏差がなくなるように制御するわけで
あるが、エンジンの運転状態はスロットル弁5の開閉度
合とエンジンの出力負荷とに関係して常に変動している
EGR制御弁12の開度とEGR率に0との関係は、第
5図(a)に示されるように、エンジンの運転状態が一
定のときはほぼEGR制御弁12の開度に比例したEG
R率KOが得られるが、エンジンの運転状態を示す量の
うち例えば回転数NEが変化すると、第5図(b)に示
されるようにEGR率KがEGR制御弁12の開度が一
定にもかかわらず変化する。このことは、制御対象であ
るエンジンの特性が運転状態によυ変化することを示し
ており、例えばエンジン回転数の高い領域で応答性がよ
く且つ安定になるようにEGR制御回路14内の比例増
幅回路の比例増幅度KP (!:積分回路の積分時間T
Iを設定すると、エンジン回転数の低い領域でに、第5
図[有])に示されるようにEGR制御弁12の開度変
化に対するEGR率にの変化が大きいので不安定になり
やすい。
そこで、このEGR制御回路14内には、第5図(a)
及び第6図中)に示されるごとくエンジンの運転状態を
示す量の内、回転数NKと吸気圧力PRに対応した比例
増幅回路の比例増幅度KP及び積分回路の積分時間TI
が記憶されており、前記回転12Ng、吸気圧力PBの
値に応じて、例えば、比例増幅[Kpi及び積分時間T
Iiが選択される。
この比例増幅度KPi及び積分時間Tri K基づいて
比例増幅回路及び積分回路の出力が逐時変更され、両出
力の加算信号に相当するEGR制御弁12の開度となる
ように、EGR制御回路14は制御負圧発生器16に信
号を出力し、EGR制御弁12が駆動制御される。
なお、前述の実施例において、比例増幅度KP及び積分
時間TIは、回転数N、と吸気圧力pBの各々に対応す
るように構成されていたが、簡単には回転数NEと吸気
圧力PBの積に対応するようにしてもよい。
また、前記実施例では、E G R制御弁12を圧力ダ
イアフラムを介して負圧で駆動するように構成されてい
るが、電気モータによって駆動するように構成してもよ
い。なお、開度検出器13はなくてもよい。更に、EG
R制御回路14は、電気的な記憶回路を含む電子回路で
構成されており、内部の構成はアナログ式でも、アナロ
グ−ディジタル変換器、マイクロコンピュータを含んで
構成されるディジタル式のものでもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、不発明の内燃機関の排気ガス還流
制御装置によれば、排気ガスが混入された吸入空気中の
酸素濃度を検知する酸素センサの出力に基づきEGR制
御回路で計算される酸素濃度と機関の運転状態に応じて
設定されたEGR率に対応して定まる吸入空気中の酸素
濃度とを比較し、その比較偏差をEGR制御回路内の比
例増幅回路および積分回路に入力し、両回路の出力信号
の加算信号に相当する開度となるように、機関の吸入空
気に導入される排気ガス還流量を制御するEGR制御弁
を制御すると共に1前記比例増幅回路及び積分回路の比
例増幅度及び積分時間を機関の吸気圧力と回転数に対応
して変化するようにし念ので、経年変化のない排気ガス
還流制御が可能となり、しかも機関の運転状態によらず
、応答性よく且つ安定に還流tを制御することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る内燃機関の排気ガス還
流制御装置を示す傳成説明図、第2図は前記内燃機関の
排気ガス還流制御装置における吸入空気中の酸素濃度と
EGR率にの関係を示す図、第3図は前記内燃機関の排
気ガス還流制御装置における目標EGR率KOを示す図
、第4図(a)はEGR制御弁12の開度とEGR率に
との関係を示す図、第4図(b)はエンジン回転数N、
によってEGR制御弁12の開度が一定であってもEG
R率Kが変化を受けるようすを示す図、第5図(a)及
び第5図(ロ)はそれぞれEGR制御回路内に記憶され
ているエンジンの吸気圧力PR、回転数N、に対応して
定められた比例増幅回路の比例増幅度KP及び積分回路
の積分時間TI’に示す図、第6図は従来の内燃機関の
排気ガス還流制御装置を示す悔瓜説明図である。 1・・・エンジン本体、2・・・吸気管、3・・・排気
管、5・・・スロットル弁、8・・・エンジン回転数検
出器、10・・・吸気圧力検出器、11・・・EGR通
路、12・・・EGR制御弁、14・・・EGR制御回
路、18・・・酸素センサ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の排気系と吸気系を連通した排気ガス還
    流通路に設けられた排気ガス還流制御弁、および吸気系
    の排気ガス還流通路開口部より下流に設けられた酸素濃
    度センサを備え、機関の運転状態に対応して予め定めら
    れた目標排気ガス還流率となるように該目標排気ガス還
    流率に対応した演算量と前記酸素濃度センサの出力信号
    との偏差に基づいて前記排気ガス還流制御弁の開度を制
    御する内燃機関の排気ガス還流制御装置において、前記
    偏差を比例増幅する比例増幅回路と、前記偏差を積分処
    理する積分回路とを備え、前記比例増幅回路と積分回路
    との出力信号の加算信号に応動して前記排気ガス還流制
    御弁を開閉する制御回路を含んで構成され、前記比例増
    幅回路の比例増幅度及び積分回路の積分時間が前記機関
    の吸入空気圧力、回転数に応じて変化するようになつて
    いることを特徴とする内燃機関の排気ガス還流制御装置
  2. (2)前記比例増幅回路の比例増幅度及び積分回路の積
    分時間の逆数が、前記機関の吸入空気圧力と回転数の積
    に比例して変化するようになつていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の排気ガス還流
    制御装置。
JP61200564A 1986-08-26 1986-08-26 内燃機関の排気ガス還流制御装置 Expired - Lifetime JPH0697014B2 (ja)

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Cited By (2)

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JPS6390055U (ja) * 1986-12-02 1988-06-11
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