JPS63179172A - エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents

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、排気系から吸気系に還流する排気ガスの還流
量を吸気負圧を作動源としてフィードバック制御するよ
うにしたエンジンの排気ガス還流装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、エンジンの排気ガス還流量を制御するについ
て、排気ガスの還流量を調・整する還流調整弁の作動を
、該還流調整弁の開閉操作を行うアクチュエータに導入
する吸気負圧の大きさで制御するとともに、該還流調整
弁の開度がエンジンの運転状態に応じて求めた目標値に
一致するようにフィードバック制御し、目標値となった
時に前記アクチュエータに負圧を閉じ込めて保持するよ
うにした技術は公知である（例えば、特公昭６１−３５
３７２号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような排気ガスの還流において、還流調整弁の開
作動源として使用する吸気負圧はエンジンの運転状態に
応じて大きさが異なり、吸気負圧の大きさによっては還
流調整弁を全開状態にまで開作動することができない場
合がある。このようなときにフィードバック制御の目標
値が太き（設定されると、この目標値にまで還流調整弁
を開作動することができず、この還流調整弁を開閉操作
するアクチュエータに対する負圧通路の制御弁が開放状
態となる。

そして、十゛記のような開放状態から還流量を低減する
方向に運転状態が変化した場合に、調整弁の作動遅れが
生じてエンジンにショックが発生する。また、前記開放
状態からスロットル弁が閉作動して吸気負圧が急激に大
きくなると、アクチュエータに対して大きな吸気負圧が
作用して還流調整弁が目標値より大きく開き、その後に
目標値に低下させるようにフィードバック制御を行うよ
うになり、減速初期に過大な排気ガスの還流が行われる
ことになる。

上記のようなことから、吸気負圧の大きさに対してその
ときの還流調整弁が作動し得る最大開度以上に目標値が
設定されないように、吸気負圧の大きさに対応したリミ
ット値を設定し、目標値がリミット値を越える場合には
目標値をリミット値に規制し、目標値に達した時に負圧
通路の制御弁を閉じてアクチュエータに吸気負圧を閉じ
込め、作動遅れを解消してショックを軽減するとともに
減速初期に負圧がアクチュエータに作用しないようにす
ることが考えられる。

しかして、上記のように吸気負圧に応じてリミット値を
設定するようにした場合に、高地走行等のように大気圧
が低下したときには、まだ前記のような制御弁の開放状
態が発生する場合があり、エンジンのショック発生もし
くは減速初期の過大な排気ガス還流を生じる恐れがある
。

すなわち、前記還流調整弁を開閉操作するアクチュエー
タは、吸気負圧と大気圧との差圧によって作動するもの
であり、大気圧が低下すると吸気負圧との差圧が小さく
なって同じ吸気負圧でも作動可能な最大開度が低下する
ことになる。従って、大気圧が高い状態で設定した前記
リミット値によって最大目標値を規制した場合に、大気
圧が低下していると上記リミット値にまで開作動するこ
とができず、アクチュエータに対する負圧通路の制御弁
が開放状態となり、前述のような問題が生起することに
なる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、大気圧が低下した状
態においても還流調整弁を開閉操作するアクチュエータ
に対する負圧通路の制御弁が開放状態となるのを回避す
るようにしたエンジンの排気ガス還流装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の排気ガス還流装置は、還流調整弁の開度がエン
ジンの運転状態に応じて求めた目標値に一致するように
アクチュエータに導入する吸気負圧を制御弁でフィード
バック制御し、目標値となった時に負圧を閉じ込めて保
持するものにおいて、吸気負圧の大きさに対応して定ま
る還流調整弁の最大開度量を設定するリミット値設定手
段と、運転状態に対応した要求排気ガス遠流口により定
まる目標開度を求める基本目標値演算手段と、上記リミ
ット値設定手段による最大開度量と基本目標値演算手段
による目標開度とを比較して小さい方の値をフィードバ
ック制御の目標値とする最終目標値設定手段と、前記リ
ミット値設定手段による最大開度量を大気圧が低下する
のに応じて小さな値に補正する補正手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

エンジン１の排気通路２と吸気通路３間には、排気通路
２を流れる排気ガスの一部を吸気通路３に還流する排気
ガス還流通路４が接続されている。

この排気ガス還流通路４による排気ガスの還流量の制御
は、この排気ガス還流通路４に介装した還流調整弁５の
開度を調整することによって行う。

該還流調整弁５はアクチュエータ６によって開閉作動さ
れ、このアクチュエータ６は吸気負圧を開作動源とし、
スロットル弁７下流の吸気通路３に発生する吸気負圧が
負圧通路８によってアクチュエータ６に導入され、アク
チュエータ６に作用する負圧の大きさを制御弁９の作動
によって制御し、調整弁５が所定の開度になった場合に
はアクチュエータ６に負圧を閉じ込めて保持する。

上記制御弁９はフィードバック制御手段１０からの駆動
信号が出力されて制御され、該フィードバック制御手段
１０はＲ終日標値設定手段１１がらの還流調整弁５の目
標開度とポジションセンサー１２からの還流調整弁５の
実際の開度とを比較して両者が一致するように制御弁９
に対する制御信号を求めるフィードバック制御を行う。

前記最終目標値設定手段１１は、基本目標値演算手段１
３からの基本目標値と、リミット値設定手段１４からの
最大開度量（リミット値）とを受けて両者を比較し、小
さい方の値をＲ終日標値に設定し、前記フィードバック
制御手段１０にフィードバックの目標値として出力する
ものである。

上記基本目標値演算手段１３は、運転状態検出手段１５
の信号を受けてエンジン１の運転状態に対応した要求排
気ガス還流量に基づく還流調整弁５の開度に相当する基
本目標値を演算する。一方、前記リミット値設定手段１
４は吸気負圧を検出する負圧センサー１６からの負圧信
号を受けて、そのときの吸気負圧によるアクチュエータ
６の作動に伴う還流調整弁５の最大開度に相当するリミ
ット値を設定する。

さらに、上記リミット値設定手段１４に対しては、大気
圧を検出する大気圧検出手段１７からの信号を受けて、
大気圧が低下するのに従って前記リミット値設定手段１
４により設定するリミット値が小さな値となるように補
正信号を出力する補正手段１８からの補正信号が出力さ
れる。

（作用） 上記のような排気ガス還流装置では、基本的にはエンジ
ン１の運転状態に応じて求まる要求排気ガス量に対応す
る基本目標値に還流調整弁５の開度を調整するべくフィ
ードバック制御を行う。また、上記フィードバック制御
における目標値が吸気負圧の大きざに対応した最大開度
量すなわちリミット値以上となった場合にはこのリミッ
ト値に規制し、月４！Ａ値が大きくなった場合にも負圧
通路８の制御弁９が開放状態となるのを防止する。

さらに、高地走行等のように大気圧が低下した場合には
、アクチュエータ６による還流調整弁５の最大開度が低
下するのに対応して上記リミット値を補正手段１８によ
って小さな値に補正し、大気圧低下時においてもアクチ
ュエータ６への負圧通路８の制御弁９が開放状態となる
のを防止し、作動遅れおよび減速初期の負圧の上昇によ
る過大な排気ガスの還流を阻止するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の排気ガス還流装置を備えたエンジンの
全体構成図である。

エンジン１の燃焼室２１に吸気を供給する吸気通路３に
は気化器２３、スロットル弁７が順に配設されている。

一方、エンジン１から排気ガスを導出する排気通路２に
は触媒装置２４が介装されている。

そして、排気系から排気ガスの一部を吸気系に還流する
排気ガス還流通路４は、その上流端が排気通路２の上流
側部分に、下流端がスロットル弁７下流の吸気通路３に
それぞれ接続されている。

この排気ガス還流通路４の途中には排気ガス遠流量を調
整する還流調整弁５が介装され、この還流調整弁５はダ
イヤフラム装置によるアクチュエータ６の作動によって
開閉される。すなわち、前記還流調整弁５はスプリング
６ａによって閉弁方向に付勢されるダイヤフラム６ｂに
支持され、このダイヤフラム６ｂによって区画された負
圧室６Ｃに対して圧力通路２５によって導入される負圧
の大きさに応じて還流調整弁５の開度（リフドロ）が調
整されるものである。

上記アクチュエータ６に対する作動圧力は、スロットル
弁７下流の吸気負圧を導入する負圧通路２６との連通量
を調整するデユーティツレノドによる負圧用制御弁２８
と、スロットル弁７上流の大気圧に開放するリーク通路
２７との連通量を調整するデユーティツレノドによる大
気用制御弁２９の作動によって制御するように構成され
ている。

前配負圧用制御井２８および大気用制御弁２９はコント
ロールユニット３０からの制御信号ａｔ。

ａＺ　　（デユーティ信号）によって作動され、排気ガ
ス還流量を制御する。上記コントロールユニット３０に
は、エンジン１の運転状態を検出するために、スロット
ル弁７下流の吸気負圧（絶対圧）を検出する第１負圧セ
ンサー３１（絶対圧センサー）からの負圧信号、エンジ
ン回転数を検出する回転センサー３２からの回転信号、
スロットル弁７下流の吸気負圧を大気圧変化に対応した
相対圧で検出する第２負圧センサー３３（相対圧センサ
ー）からの負圧信号、吸気通路３に対する冷却水通路３
４の冷却水温度を検出する水温センサー３５からの水温
信号、ラジェータ（図示せず）の冷却水温度を検出する
水温センサー３６からの水温信号、還流調整弁５の開度
（リフト堡）を検出するポジションセンサー１２からの
開度信号がそれぞれ入力されるものである。

そして、上記コントロールユニット３０は、各センサー
の信号を受けて、吸気負圧（負荷）とエンジン回転数に
応じて基準的な排気ガス還流量を求めるとともに、第２
負圧センサー３３の出力に応じて吸気負圧（相対圧）に
基づくマツプからリミット値を求める。また、上記還流
量の補正を行って基本目標値を求めた後、前記リミット
値と比較して基本目標値がリミット値より大きいとリミ
ット値を制御の目標値とし、リミット値より小さければ
基本目標値を制御の目標値に設定する。さらに、上記リ
ミット値との比較で設定した目標値の水温補正等を行っ
て最終的なフィードバックの目標値を設定する。そして
、この最終目標値と実際の還流調整弁５の開度とを比較
し、その差に応じてアクチュエータ６に導入する吸気負
圧を負圧および大気用制御弁２８．２９をフィードバッ
ク制御して目標値に一致させ、一致時点で再制御弁２８
．２９を閉じてアクチュエータ６に負圧を閉じ込めて保
持するものである。

前記リミット値の設定は、第４図に示す特性に基づいて
行う。横軸の吸気負圧Ｂが所定値Ｂ１より大気側に低く
なると、リミット値ｐｌｉｍは小さな値となるように設
定され、この８１点より大きな負圧領域では還流調整弁
５は全開状態に開作動可能な領域である。そして、前記
第２負圧センサー３３の検出値による吸気負圧に基づい
て対応するリミット値ｐｌｉｌを読み出して設定する。

上記リミット値ｐｌｉｍの読み出しを絶対圧によって行
った場合においては、大気圧が低下すると同じ運転状態
で吸気負圧の絶対値が同一となるときにも、大気圧との
差圧が低下することからリミット値は破線で示すように
小さな値に補正設定する必要があるが、前記第２負圧セ
ンサー３３は大気圧との差に相当する相対圧を検出する
ことから、大気圧低下時には同じ運転状態であっても相
対圧はその分低くなり、読み出すリミット値Ｐｌｉｍも
小さな値となって大気圧補正を含むものである。

このように相対圧に対応してリミット値を求めるだけで
別途に補正用の計算式もしくはマツプ等のデータを使用
することなく大気圧の変動に対応したリミット値の設定
を行うようにしている。

上記コントロールユニット３０の作動を第３図のフロー
チャートに基づいて説明する。エンジンスタート後、ス
テップＳ１で各種信号を読み込む。

ステップＳ２で第１負圧センサー３１からの負荷に相当
する吸気負圧（絶対圧）と、エンジン回転数とから予め
設定されているマツプに基づいて要求排気ガス還流量に
相当する還流調整弁５の開度の基準値ｐ　ｍａｐを求め
る。また、ステップＳ３で第２負圧センサー３３（相対
圧センサー）の出力から第４図の特性に対応するマツプ
でリミット値Ｐｌｉｍを求める。このリミット値ｐｌｉ
ｆｆｌは前述のように大気圧補正がなされた値となって
いる。

続いて、ステップＳ４で基準値ｐｉａｐが０か否かを判
定し、ｐｍ＋ａｐ＝ｏ（全開）のＹＦ３時にはステップ
Ｓ５で補正値ｐｃｏｍ　−０に設定する一方、ｐ　ｌａ
ｐが０以上の開作動を行うＮｏ時にはステップＳ６で基
準値についての大気圧補正Ｐ　ａｔｐおよび高地補正Ｐ
ｈを行った補正値ｐ　Ｃ０ＩＩＩを演算し、ステップＳ
７で補正値ｐ　ｃｏｍを基準マツプ値ｐｂａＳＳ１．：
設定する。

ステップＳ８は上記基準マツプ値ｐ　ｂａｓｓがステッ
プＳ３で求めたリミット値ｐｌｉｍより小さいか否かを
判定するもので、基準マツプ値ｐ　ｂａｓｓがリミット
値ｐＨｎ＋より小さいＹＦ３時にはステップＳ９でｐ　
ｂａｓｓの値を基本層＆Ｉ値Ｐ１に設定する一方、基準
マツプ値ｐ　ｂａｓｓがリミット値ｐｌｉｍ以上のＮｏ
時にはステップＳ１０でリミット値Ｐｌｉｍを基本目標
値Ｐ１に設定する。

そして、上記のようにして求めた基本目標値Ｐ１を用い
て、ステップＳ１１で最終目標値Ｐ２を求める。ここで
、Ｐｏはオフセット値で還流調整弁５が全開時のポジシ
ョンセンサー出力に相当する。ＫＷｌは吸気側冷却水通
路３４の水温に基づく水温補正係数（冷間時１以下・・
・減量、暖機時１・・・補正なし）であり、Ｋ　Ｗ　２
はラジェータ水温に基づく水温補正係数（１７℃１未満
Ｏ・・・還流停止、１７℃以上１・・・補正なし）であ
る。さらに、ＫａｃＣは加速時に還流量を低減する加速
補正係数であり、Ｋ　ｄｅｃは減速時に還流量をカット
する減速補正係数である。

続いて、ステップＳ１２はポジションセンサー１２から
還流調整弁５の実際の開度を読み込んだ実測値ｐｒを前
記目標値Ｐ２と比較し、両者の差Ｐ２　　Ｐｒに基づい
て負圧用制御弁２８および大気用制御弁２９に出力する
デユーティ信号ａｌ＋８２を求めるものであり、ステッ
プ８１３でこのデユーティ信号８１　＋　ａ２を両制御
弁２８．２９に出力してフィードバック制御を行う。

前記負圧用制御弁２８はオン信号で開き、オフ信号で閉
じるものであり、デユーティ信号ａｉに応じてオン時間
の比率を変更し、オン時間（開時間）が長くなると負圧
の導入を多くして還流調整弁５の開度を増加するもので
ある。一方、大気用制御弁２９はオン信号で閉じ、オフ
信号で開くものでデユーティ信号ａ２に応じてオフ時間
の比率を変更し、オフ時間（開時間）が長くなると大気
の導入を多くして還流調整弁５の開度を低減するもので
ある。

また、前記ステップ８１２において求めるデユーティ信
号ａ、、ａ２は第５図に示す特性に沿って求める。まず
、目標値Ｐ２と実測値Ｐｒとの差が所定値±αの範囲に
ある場合には、実質的に両者は一致しているとして、両
デユーティ信号ａ１゜ａ２はＯとし、負圧用制御弁２８
はオン時間がＯでオフ信号による閉状態となるとともに
、大気用制御弁２９はオフ時間がＯでオン信号による開
状態となり、アクチュエータ６の負圧室６Ｃを開状態と
して負圧を閉じ込めて還流調整弁５の開度を保持する。

また、目標値Ｐ２が実測値Ｐｒより所定値αを越えて大
きいときには負圧用制御弁２８に対するデユーティ信号
ａ１は所定値βまで徐々に増加し、所定値βで全開値と
なるものであり、大気用制御弁２９に対するデユーティ
信号ａ２は０であり、アクチュエータ６に対する負圧の
導入によって還流調整弁５の開度を増大する。一方、目
標値Ｐ２が実測値ｐｒより所定値−αを越えて小さいと
きには負圧用制御弁２８に対するデユーティ信号ａ１は
Ｏとし、大気用制御弁２９に対するデユーティ信号ａ２
は所定値−βまで徐々に増加し、所定値−βで全開値と
なるものであり、アクチュエータ６に対する大気の導入
によって還流調整弁５の開度を減少するものである。

上記のような実施例においては、吸気負圧が低い領域で
は、還流調整弁５の最大開度に相当するリミット値の設
定によりアクチュエータ６に対する負圧通路２６が開放
状態となるのを防止するとともに、上記リミット値を吸
気負圧の相対圧に応じて設定することによって、大気圧
の低下に対応してリミット値が小さな値となるように自
動的に修正し、高地走行等においても負圧通路２６の開
放状態の発生を阻止するように作動する。

なお、上記実施例にお、いては、相対圧センサーによっ
て吸気負圧を検出してリミット値を大気圧の変化に対し
て修正するようにしているが、大気圧の検出値でリミッ
ト値を演算補正するようにしてもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、リミット値を大気圧が低
下するのに応じて小さな値に補正する補正手段とを備え
たことにより、高地走行等のように大気圧が低下した場
合には、リミット値が小さな値となり、アクチュエータ
への負圧通路の制御弁が開放状態となるのを防止し、還
流調整弁の作動遅れによるショックの発生および減速初
期の負圧の上昇による過大な排気ガスの還流を防止する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は具体例の概略構成図、 第３図はコントロールユニットの作動を説明するための
フローチャート図、 第４図はリミット値の設定特性を示す特性図、第５図は
デユーティ信号の設定特性を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・排気通路、３
・・・・・・吸気通路、４・・・・・・排気ガス還流通
路、５・・・・・・還流調整弁、６・・・・・・アクチ
ュエータ、７・・・・・・スロットル弁、８・・・・・
・負圧通路、９・・・・・・制御弁、１０・・・・・・
フィードバック制御手段、１１・・・・・・最終目標値
設定手段、１２・・・・・・ポジションセンサー、１３
・・・・・・基本目標値設定手段、１４・・・・・・リ
ミット値設定手段、１５・・・・・・運転状態検出手段
、１６・・・・・・負圧センサー、１７・・・・・・大
気圧検出手段、１８・・・・・・補正手段、２５・・・
・・・圧力通路、２６・・・・・・負圧通路、２７・・
・・・・リーク通路、２８・・・・・・負圧用制御弁、
２９・・・・・・大気用制御弁、３０・・・・・・コン
トロールユニット、３１・・・・・・第１負圧センサー
、３３・・・・・・第２負圧センサー（相対圧センサー
）。 第１図 第４図 第５図 Ｐ２−Ｐｒ　イ直

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガスの還流量を調整する還流調整弁の開度が
   エンジンの運転状態に応じて求めた目標値に一致するよ
   うに、該還流調整弁の開閉操作を行うアクチユエータに
   導入する吸気負圧の大きさを制御弁でフィードバック制
   御し、目標値となった時に前記アクチユエータに負圧を
   閉じ込めて保持するようにしたエンジンの排気ガス還流
   装置において、吸気負圧の大きさに対応して定まる還流
   調整弁の最大開度量を設定するリミット値設定手段と、
   そのときの運転状態に対応した要求排気ガス還流量によ
   り定まる目標開度を求める基本目標値演算手段と、上記
   リミツト値設定手段による最大開度量と基本目標値演算
   手段による目標開度とを比較して小さい方の値をフィー
   ドバック制御の目標値とする最終目標値設定手段と、前
   記リミット値設定手段による最大開度量を大気圧が低下
   するのに応じて小さな値に補正する補正手段とを備えた
   ことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。