JPS6011665A - 内燃エンジンの排気還流弁制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの排気還流弁制御方法

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JPS6011665A
JPS6011665A JP58118720A JP11872083A JPS6011665A JP S6011665 A JPS6011665 A JP S6011665A JP 58118720 A JP58118720 A JP 58118720A JP 11872083 A JP11872083 A JP 11872083A JP S6011665 A JPS6011665 A JP S6011665A
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valve opening
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exhaust
sensor
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Noriyuki Kishi
岸 則行
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Honda Motor Co Ltd
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    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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】 本発明は内燃エンジンの排気還流弁制御方法に関し、特
に排気還流弁の異常検出時に誤診を回避させる排気還流
弁制御方法に関する。
内燃ニンジンの排気ガスの一部を吸気通路に還流させ、
エンジンから発生する有害ガスの−っである窒素酸化物
を低減する方法は広く行なわれている。また、この吸気
通路に還流させる排気ガスの排気還流量をエンジンの運
転状態に応じた適宜量とするため、排気還流路途中に配
設された排気還流弁の弁開度を検出し、排気還流弁の実
弁開度値がエンジン運転状態に応じて演算された弁開度
目標値となるように排気還流弁を制御する方法が知られ
ている。
斯る排気還流量制御方法において、弁開度を検出する弁
開度センサを含む弁開度計測系が断線等により異常とな
った場合、排気還流量制御が正確に行なえなくなること
は明白であり、エンジン運転状態によっては排気還流が
不要であるのに排気還流されることにより運転性能が著
しく悪化する場合か生じ得る。このため弁開度センサが
らの実弁開度値ど弁開度目標値の両者の比又は偏差が許
容範囲を超えた事を検知して、警報を発するようにした
ものが知られている(特開昭55−12’3345号)
しかるに、前述のエンジン運転状態に応じて演算された
弁開度目標値が排気還流弁の作動限界を表わす最大弁開
度以上に設定されてしまった場合排気還流弁は作動限界
以上には作動出来ないため実弁開度値を弁開度目標値と
の偏差に基づいて排気還流弁を作動させようとしても偏
差は一向に小さくならずこのため排気還流弁に異常が生
じたと誤診してしまう場合が生じる。
又、排気還流弁を開閉作動させる作動手段に、例えば、
流体圧を利用した差圧応動型作動手段等を使用する場合
に上述のように弁開度目標値が最大弁開度値」二に設定
されてしまうと作動手段は排気還流弁を開弁させるよう
に制御されるので1作動手段に大きな差圧が作用するよ
うに流体圧が供給されることになる。作動手段に作用す
る流体圧の絶対値が大きくなればなる程流体圧の漏洩が
生じ易く、又、作動手段の使用寿命等の耐久性能が低下
するので、これらの不都合に対する対策を講じて上述の
流体圧の漏洩を防止し所定の耐久性能を維持するように
すると作動手段の寸法1重量、価格等に悪影響を及ぼす
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、内燃エンジンの排気通路と吸気通路とを連通させる排
気還流路途中に配設された排気還流弁の実弁開度を検出
すると共に、エンジン運転状態を検出してエンジン運転
状態に応じた排気還流弁の弁開度目標値を演算し、この
弁開度目標値の演算値と前記実弁開度値との偏差をめ、
この偏差が零になるように前記排気還流弁の開閉動作を
させる弁作動手段を制御する排気還流弁制御方法におい
て、前記弁開度目標値の演算値が排気還流弁の作動限界
を表わす最大弁開度値以上であるとき、弁開度目標値を
この最大弁開度値に設定するようにして排気還流弁の異
常検出時の誤診を回避する等をした内燃エンジンの排気
還流弁制御力3− 法を提供するものである。
以下、本発明の方法を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の方法が適用される内燃エンジンの排気
還流制御装置の全体構成図であり、符号1は例えば4気
筒の内燃エンジンを示し、エンジン1には吸気管2が接
続され、吸気管2の途中にはスロットル弁3が設けられ
ている。スロットル弁3にはスロットル弁開度センサ4
が連結されてスロットル弁の弁開度を電気的信号に変換
し電子コントロールユニッ1〜(以下「ECTJ」 と
言う)5に送るようにされている。
スロットル弁3の直ぐ下流には管7を介して負圧センサ
8が設けられており、この負圧センサ8によって電気的
信号に変換された吸気管内負圧信号PFIは前記ECU
3に送られる。
エンジン本体■にはエンジン水温センサToがiffけ
られ、このセンサ10はサーミスタ等から成り、冷却水
が充満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、その検出
水温信号をE CT、J 5に供給する。
エンジン回転数センサ(以下rNeセンサ」と−・1− 云う)11がエンジンの図示しないカム軸周囲又はクラ
ンク軸周囲に取付けられており、Neセンサ11はTD
C信号即ちエンジンのクランク軸の180°回転毎に所
定のクランク角度位置で1パルスを出力するものであり
、このパルスはE CU5に送られる。
エンジンlの排気管I3には三元触媒14が配置され排
気ガス中のHC、CO、N Ox成分の浄化作用を行な
う。この三元触媒14の上流側には02センサ15が排
気管I3に挿着されこのセンサ15は排気中の酸素濃度
を検出しその検出値信号をECU3に供給する。
更に、ECU3には、大気圧を検出するセンサ9、エン
ジンのイグニッションスイッチ16及びスタータスイッ
チ17が接続されており、ECU3はセンサ9からの検
出値信号、イグニッションスイッチ16及びスタータス
イッチ17のオン・オフ状態信号を供給される。
排気管13を吸気管2に接続して排気還流通路18が設
けられ、この通路】8の途中には排気還流分1つが設け
られている。この4jti気還流弁19は負圧応動弁で
あって、主として、通路18を開閉可能に配された弁体
19aと、弁体に連結され、後述す電磁弁22により導
入される負圧により作動するダイアフラノ、 1.9 
hと、タイアフラム19hを閉プ↑方向に伺勢するばね
T 9 cとより成る。該ダイアフラ13により画成さ
れる負圧室19(1には連通路2(lが接続され、吸気
管2内の負圧が該連通路20の途中に設けられた常閉型
電磁弁22を介して導入されるようにされ、大気室19
eは火気に連通している。更に、連通vJ20には電磁
弁22の下流側にて大気連通路23が接続され、該連通
路23の途中に設けられたオリフィス21を介し7て人
気圧が連通路20に、次いで」−2負圧室に導入される
ようにされている。前記電磁弁22はECU 5に接続
され、ECU3からの駆動信号にって作動し、排気還流
ブ7. i 9の弁体のリフト動作及びその速度を制御
する。
川魚還流ブi、lOには弁リフトセンサ24が設けらl
lており、弁19の弁体の作動位置を検出し、その検出
値信号をECU3に送るようにされている。
ECU3は、後述するように弁ll〕1−センサ24か
らの出力信号値に異常があるか否かを判別すると共に、
前述の各種センサ、即ち、スロットル弁開度センサ4、
吸気管内絶対圧センサ8、大気圧センサ9、エンジン水
温センサ10、エンジン回転角度位置センサ]1.02
センサ15、イグニッションスイッチ16及びスタータ
スイッチ17からのエンジンパラメータ信号に応じてエ
ンジン運転状態を判別し、詳細は後述するように判別し
た運転状態に応じた排気還流弁19の弁開度目標値L 
CM Dを設定する。
E CU 5はこのようにしてめられた弁開度目標値り
、 CM oと弁リフトセンサ24により検出された実
弁開度値■、AcTとを比較し、その偏差の絶対圧が零
になる様に電磁弁22を作動させる駆動信号を電磁弁2
2に供給する。
電磁弁22が付勢されて連通路20が開成されるとスロ
ットル弁3下流の吸気管内負圧PBが排7− 気運流分19の負圧室19dに導入されダイアフうム1
9bの両面に作用する差圧は大きくなりダイアフラム1
9bはばね19cに抗して上方に変位し、弁体]9aの
弁開度は大きくなる。逆に電磁弁22が消勢されると負
圧室19dには大気連通路23を介する大気圧だけが導
入されて弁体19aを閉じ側に変位させる。このように
して排気還流弁19のリフト量が制御され、所要量の排
気ガスを吸気管2に還流させる。
第2図は第1図のECU3内部の回路構成を示すブロッ
ク図で、中央処理装置(以下rcPUJという)50】
はCPU501での演算結果等を一時的に記憶するラン
ダムアクセスメモリ(以下rRAMJという)502、
CPU50 ]で実行される制御プログラム、後述する
排気還流弁19の基本弁リフト値L M A P等を記
憶しているり−ドオンリメモリ (以下rROMJ と
いう)503゜及び後述する入力カウンタ504、A/
Dコンバータ505並びに■/○ボート506に夫々デ
ータバス508、アドレスバス509、コンl−ロール
8− バス510によって接続され、これらのバス508乃至
510を介してCPU50]とRAM502等との間で
相互に入出力データの受授が行なわれる。
第1図のNeセンサ】1からのTDC信号は前記入力カ
ウンタ504に供給され、この入力カウンタ504はT
DC信号の入力と同時にTDC同期信号として単一パル
ス信号をデータバス508を介してCPU50]に供給
すると共に前回TDC信号の入力時から今回TDC信号
の入力時までの時間間隔Meを計数する。この計数値M
eはエンジン運転状態 この計数値Meはデータバス508を介してCPU50
】に供給される。
第1図の吸気管負圧Peセンサ8.エンジン水温TWセ
ンサ10.02センサ15、弁リフ1−センサ24等の
各種センサからの夫々のパラメータ信号は信号処理回路
511で所定電圧レベルに修正された後、順次A/Dコ
ンバータ505に供給され、A/Dコンバータ505は
前述の各センサからのパラメータ信号を順次デジタル信
号に変換してCPU501に供給する。
イグニソシゴンスイッチ(SW)+6及びスタータスイ
ッチ(SW)17の各オン−オフ信号はレベル修正回路
512で所定電圧レベルに修正された後、T10ボート
50Gを介してCPU50 ]に供給される。
CPU501はROM503に記憶されている制御プロ
グラムに従って前述の各種エンジンパラメータ信号に応
じた排気還流弁19の弁開度目標値L CM 11を演
算し、この目標値■、CMDと実弁開度T、 A C,
Tとを比較して目標値T、、 CM oと実弁開度■、
AC丁の偏差が零になるように電磁弁22のオン−オフ
制御信号を■/○ボート506を介して駆動口wt5]
3に供給する。駆動回路513は電磁弁22の制御信号
が入力している間に亘って電磁弁22を作動させる駆動
信号を電磁弁22に供給する。
第3図は第2図のCPU501で実行される排気還流弁
19の弁開度目標値L CM Dの演算方法の一例を説
明するフローチャー1−である。
先ず、第3図のステップ1ではエンジンが排気還流を行
ってよい運転領域にあるか否かを判別する。すなわち、
エンジンが、例えば、冷寒始動時等のエンジン温度が低
いとき、大出力を必要とするスロットル弁全開時、減速
時のフューエルカット運転等の排気還流を行なうとエン
ジンの始動性能や運転性能を損う運転領域にあるとき(
ステップ1の判別結果が否定(N o )のとき)、排
気還流弁19の弁開度目標値L CM Dを零に設定す
る(ステップ2)。
ステップ1の判別結果が肯定(Yes)のとき第2図の
ROM503に記憶されている弁開度目標値L CM 
oの基本弁リフト値T−M A Pを読出す(ステップ
3)。基本弁リフト値L M A Pは、例えば吸気管
内負圧Peとエンジン回転数Neの関数として予め設定
されている。第4図は基本弁リフ1〜値L M A p
のマツプ図であり、吸気管絶対圧PBAは例えば204
乃至780mmHgの範囲でP n 6〜P s 15
として10段階設けられ、ま11− た、回転数Neは例えばO〜4000rpmの範囲でN
、〜NIOとして10段階設けられておりマツプ格子点
以外のエンジン回転数Ne及び絶対圧Pnに対応する基
本リフ1−値L M A Pは補間計数でめられる。
次に、ステップ4に進みリフト補正係数KEを算出する
。この補正係数KEは、例えば、大気圧PAの変化やリ
ーン化運転領域でエンジンに供給される混合気の燃料の
希薄化(リーン化)の度合等に応じて設定される係数で
ある。上述の大気圧PAの変化による補正係数KEの設
定方法を例に更に具体的に説明すれば、大気圧PAが低
下するに従って排気還流率(全吸気量に対する排気還流
量の割合)を一定に維持するために排気還流弁を開弁方
向に作動させる。すなわち補正係数KEを標準大気圧で
の補正係数KEOに対して大気圧PAが低下するに従っ
て大きい値になるように設定される。この様に大気圧P
Aの低下に伴って補正係数に+′−を増加させ排気還流
率を一定に保持するのは以下の理由による。
12− すなわち、内燃エンジン、特にガソリンエンジンの燃料
噴射装置の開弁時間を、エンジン回転数と吸気管内の絶
対圧とに応じた基準値に、エンジンの作動状態を表わす
諸元、例えば、エンジン回転数、吸気管内の絶対圧、エ
ンジン水温、スロットル弁開度、排気濃度(酸素濃度)
等に応じた定数及びまたは係数を電子的手段により加算
及び/または乗算することにより決定して燃料噴射量を
制御し、もってエンジンに供給される混合気の空燃比を
制御するようにした燃料噴射制御装置において1例えば
、高地で運転する場合のように大気圧が変化したとき大
気圧の変化に応じてエンジンに供給される燃料量を補正
して、標準大気圧下での設定空燃比に保つようにしない
と最適な空燃比を得ることが出来ない。このため上述の
ようにして得られた燃料噴射量に更に空燃比大気補正係
数KPAが乗算される。しかし排気還流を行なうエンジ
ンにおいて、大気圧が低下すると排気還流弁上流絶対圧
(排気管背圧)が低下するため排気還流率が変化しく減
少し)これに伴い空燃比は変化するが排気還流をさせな
いときに大気圧が低下してリーン化する場合に比しさら
にリーン側に変化する。従って前述の空燃比大気圧補正
係数K PAによる燃料量の補正だけでは何ら大気圧補
正が行なわれずに排気還流が行なわれている場合には空
燃比の制御を精度よく行なうことが出来ない。一方、大
気圧変化かあっても排気還流率を一定に保つようにすれ
ば排気還流量制御を行なわない場合の空燃比補正係数(
KPA)がそのまま使用することが出来るのである。尚
、斯る排気還流制御方法についての詳細は本出願人によ
り特願昭第56−186632号において開示されてい
る。
次に、第3図のステップ5に進みステップ3で読出され
た基本弁リフト値T−M A Pにステップ4で設定さ
れた補正係数KEが乗算されて弁開度目標値り、 c 
y oが演算される。この弁開度目標値L CM +1
は前記補正係数KEが乗算されるためにエンジンの運転
状態に依っては制御弁19の作動限界である最大弁開度
値LIT!AXを超えて設定されてしまうことがあり、
これを回避するために弁開度目標値L CM Dが最大
弁開度値LMAXより大きいか否かを判別する(ステッ
プ6)。判別結果が否定(NO)の場合には本演算プロ
グラムを終了し、肯定(Yes)の場合にはステップ7
に進んで弁開度目標値L CM oを最大弁開度値T−
M A Xに設定して本演算プログラムを終了する。
次に、第3図でめた排気還流弁19の弁開度目標値Lc
MDと弁リフ1ヘセンサ24からの実弁開度LACTに
より弁リフトセンサ24の出力値の異常、すなわち排気
還流制御装置の異常を判別する方法の一実施例を説明す
る。
第5図は第2図のCPU50]で実行される弁リフトセ
ンサ24の出力が異常であるか否かを判別する判別フロ
ーチャートである。
先ず、リフトセンサ24の出力値LACTを読込む(第
5図のステップ1)。次に、大気圧センサ9からの大気
圧PAと吸気管内絶対圧Pnとの差が所定値PFSEよ
り大きいか否かを判別する(ステップ2)。判別結果が
否定(N o 、 P A −PB<PFSE)の場合
、ステップ3以下の判別−15= を実行せずに本プログラムを終了する。これはECU3
からの開弁指令により電磁弁22がイリ勢されPB圧が
負圧室+9dに導入されても排気還流弁19のダイアツ
クA ] 9 bの両面に作用する圧力の差が所定値P
FSE以下である場合ばね19cに抗してダイアフラム
19bを開弁方向に変位させることが出来ないので、後
述するステップ3以下の異常判別を実行するとリフトセ
ンサ24の出力に異常があると誤診してしまうのでこれ
を回避するためにステップ2の判別が設けられている。
ステップ2の判別結果が肯定(Yes)の場合、ステッ
プ3及び5で実弁開度LACTど弁開度目標値L c、
 M oの偏差の絶対値が所定の不感帯値nrsより大
きいか否かを判別する。この不感帯値0. F sは排
気還流弁19が応動し得なくなる微少の弁開度制御量の
限界値及び排気還流弁19の製造上の性能のバラツキを
考慮して設定される値である。ステップ3及びステップ
5でいずれも否定(NO)の場合、すなわち、l LA
cT−T−CMD I(Q F Sの楊合弁リフトセン
サ24の出力値には16− 異常がないとして本プログラムを終了する。ステップ3
及び5のいずれかの判別結果が肯定(Ves)の場合、
ステップ4又は6で偏差の絶対圧が不感帯値12FSよ
り大きい状態が所定時間、例えば5秒間継続したか否か
を判別する。これは偏差の絶対値が不感帯値ΩFS以」
二であり、リフトセンサ24を含む排気還流制御装置に
異常がなければ少なくとも5秒間経過前に実弁開度は偏
差の絶対値が不感帯値QF8以下になる方向に変化する
筈であり、もしこの変化が5秒以内に生じなければ排気
還流制御装置が異常であると診断するのである。
ステップ4又は6での判別結果が肯定(’Yes)、す
なわち、所定時間5秒が経過するとステップ7に進み、
弁リフトセンサ24の出力値異常時の故障補償動作を実
行する。この故障補償動作としては、好ましくは、排気
還流弁19を全閉にし排気還流を停止させる。
尚、上述のステップ3及び5の判別において弁開度目標
値T−CM oは前述したように排気還流弁I9の作動
限界である最大弁開度値LMAX以上には設定されない
ので弁開度目標値L C,M oか最大弁開度値L M
 A X以上に設定されて所定時間経過し7てもl r
、Acr−LMAX +が不感帯値Q、 F Sより小
さくならないという事態が回避される。
以上詳述したように本発明の排気還流制御方法に依れば
、内燃エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気
還流路の途中に配設された排気還流弁の実弁開度を検出
すると共に、エンジン運転状態を検出してエンジン運転
状態に応じた排気還流弁の弁開度目標値を演算し、この
弁開度目標値の演算値と前記実弁開度値との偏差をめ、
この偏差が零になるように前記排気還流弁の開閉動作を
させる弁作動手段を制御する排気還流弁制御方法におい
て前記弁開度目標値の演算値が排気還流弁の作動限界を
表わす最大弁開度値以上であるとき、弁開度目標値をこ
の最大弁開度値に設定するようにしたので、排気還流制
御装置の異常検出時の誤診を回避することが出来ると共
に排気還流制御装置の不必要な寸法、重量1価格の増大
等を回避することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法が適用された排気還流制御装置の
全体構成を示すブロック図、第2図は第1図の電子コン
1−ロールユニツh(ECU)内の回路構成を示すブロ
ック図、第3図はE CU内で実行される排気還流弁の
弁開度目標値を演算、設定する手順を示すフローチャー
ト、第4図はエンジン回転数及び吸気管内負圧に対応し
て設定される基本リフ)−値1. M A Pのマツプ
図及び第5図は排気還流弁の弁リフ1−センサの出力電
圧が異常であるか否かの判別手順を示すブローチャー1
〜である。 1・・・内燃エンジン、5・・・電子コン1−ロールユ
ニット(ECU) 、6・・・燃料噴射弁、8・・・吸
気管内負圧センサ、9・・・大気圧センサ、11・・・
エンジン回転数センサ、19・・・排気還流弁、22・
・・電磁弁、24・・・弁リフトセンサ、501・・・
中央処理装置(CPU) 、502・・・ランダムアク
セスメモリ(RA、M)、503・・・リードオンリメ
モリ(ROM)。 泥 5旧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 内燃エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する
    排気還流路の途中に配設された排気還流弁の実弁開度を
    検出すると共に、エンジン運転状態を検出してエンジン
    運転状態に応じた排気還流弁の弁開度目標値を演算し、
    この弁開度目標値の演算値と前記実弁開度値との偏差を
    め、この偏差が零になるように前記排気還流弁の開閉動
    作をさせる弁作動手段を制御する排気還流弁制御方法に
    おいて、前記弁開度目標値の演算が排気還流弁の作動限
    界を表わす最大弁開度値以上であるとき、弁開度目標値
    をこの最大弁開度値に設定するようにしたことを特徴と
    する内燃エンジンの排気還流弁制御方法。 2、前記弁作動手段は差圧応動型作動手段であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃エンジンの
    排気還流弁制御方法。
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