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JP2627882B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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Publication number
JP2627882B2
JP2627882B2 JP60182785A JP18278585A JP2627882B2 JP 2627882 B2 JP2627882 B2 JP 2627882B2 JP 60182785 A JP60182785 A JP 60182785A JP 18278585 A JP18278585 A JP 18278585A JP 2627882 B2 JP2627882 B2 JP 2627882B2
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JP
Japan
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air
fuel ratio
exhaust gas
engine
operating state
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JP60182785A
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English (en)
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JPS6241941A (ja
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正法 三角
英樹 田中
彰士 長尾
正志 丸原
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの定常運転のように要求出力が低
い第1運転においては空燃比をリーン化するエンジンの
制御装置に関するものである。
(従来技術) 従来より、エンジンの制御、特に空燃比制御におい
て、定常運転時等の出力が要求されない所定運転状態に
おいては、空燃比をリーン化して燃費性能を向上するよ
うにした技術が公知である(例えば、特開昭57−210137
号公報参照)。
上記のように空燃比制御においては、加速運転時のよ
うに出力が要求される運転状態においては、リーン化を
行うと出力が不足することから、空燃比をリッチ側に移
行して運転するものである。そして、このように空燃比
をリッチ化して運転する場合にはNOXの排出量が増大す
ることから、空燃比をリッチ化するとともに排気ガスの
一部を吸気系に還流してNOXの排出を抑制することが考
えられる。
しかるに、エンジンの運転状態が加速状態から定常状
態に移行する場合に、空燃比のリーン移行は比較的速や
かに行われが、排気ガスの還流停止に遅れが生じて燃焼
性を低下する恐れがある。すなわち、排気ガスの還流を
停止するべく還流制御弁を閉状態に作動しても、この還
流制御弁の作動遅れがあるとともに、排気ガス還流通路
および吸気通路に排気ガスが残留しており、この残留排
気ガスの供給による燃焼性の低下と、空燃比がリーン化
することにより燃焼性の低下とが重複して生起し、燃焼
性が非常に悪化して運転性に影響を及ぼすものである。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑み、定常運転時のような第1運
転時には空燃比のリーン化によって燃費性を向上すると
ともに、加速運転時のような第2運転時には排気ガスの
還流によってNOXの排出量を低減し、かつ、第2運転状
態から第1運転状態に移行する際の燃焼性の低下を抑制
するようにしたエンジンの制御装置を提供することを目
的とするものである。
(発明の構成) 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の吸気通路2には例えば燃料噴射ノズ
ル3への噴射パルスを制御することによって供給空燃比
を調整する空燃比制御手段4を設け、この空燃比制御手
段4は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手
段5からの検出信号を受け、エンジン1の定常運転時の
ように出力が要求されない第1運転時には混合気の空燃
比を比較的リーンな第1空燃比に制御する一方、エンジ
ンの加速運転時のように出力が要求される第2運転時に
は上記第1空燃比よりリッチな第2空燃比に切換制御す
るものである。
また、エンジン1の排気通路6に排気ガスの一部を前
記吸気通路2のスロットルバルブ19下流でかつ燃料噴射
ノズル3より上流のサージタンク20に還流するEGR通路
7が接続され、該EGR通路7には排気ガスの還流を制御
する排気ガス還流手段8を設ける。該排気ガス還流手段
8は、前記運転状態検出手段5からの検出信号を受け、
空燃比がリーンな第1空燃比に制御される第1運転時に
は排気ガスの還流を停止し、空燃比がリッチな第2空燃
比に制御される第2運転時には排気ガスの還流を行うよ
うに制御するものである。
そして、前記空燃比制御手段4に対し、エンジンの運
転状態が第2運転から第1運転に移行するときに、空燃
比を第2空燃比から第1空燃比へ切換えてリーン化する
時期を所定時間遅延する遅延手段9を設けてなるもので
ある。この遅延時間は、EGR通路7およびスロットルバ
ルブ19下流の吸気通路2に残留する残留排気ガスの供給
が終了するのに十分な時間に設定している。
上記運転状態検出手段5の検出に基づき、エンジン1
の運転状態が第2運転から第1運転に移行した時には、
まず、排気ガス還流手段8によって排気ガスの還流を停
止し、遅延手段9によって設定された所定時間が経過し
て残留排気ガスの供給が終了した後に、空燃比制御手段
4によって空燃比を第2空燃比から第1空燃比に切換え
てリーン化するものである。
(発明の効果) 本発明によれば、エンジン運転状態が第2運転状態か
ら第1運転状態に移行し、空燃比をリーンな第1空燃比
に切換えるのに伴って排気ガスの還流を停止するについ
て、排気ガスの還流停止から所定時間が経過して残留排
気ガスの供給が終了した後に空燃比を切換えるようにし
たことにより、残留排気ガスによる燃焼性の低下と空燃
比のリーン化による空燃比の低下とが重複するのを回避
し、良好な運転性を確保することができるものである。
(実施例) 以下、図面により本発明の実施例を説明する。第2図
は全体構成図である。
シリンダブロック11、シリンダヘッド12、ピストン1
3、吸気弁14、排気弁15等を備えたエンジン1の燃焼室1
6に吸気を供給する吸気通路2には、上流側からエアク
リーナ17、吸気量を計測するエアフローセンサ18、吸気
量を制御するスロットルバルブ19、サージタンク20、各
気筒への分岐通路にそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズル3が介装されている。また、燃焼室16近傍の吸気通
路2はメインポート2aと通路面積の狭いスワールポート
2bとに形成され、メインポート2aにスワールバルブ21が
配設されている。
燃焼室16からの排気ガスを排出する排出通路6には触
媒コンバータ22が介装されるとともに、触媒コンバータ
22下流の排気通路6から排気ガスの一部を吸気通路2の
スロットルバルブ19下流でかつ燃料噴射ノズル3より上
流のサージタンク20に還流するEGR通路7が設けられ、
このEGR通路7の途中には還流排気ガス量を制御する還
流制御弁23が介装されている。上記還流制御弁23は、負
圧室23aに負圧導入通路24によって導入される吸気負圧
を開作動源とし、この負圧導入通路24には背圧と負荷に
応じて大気への負圧リーク量を調整して圧力調整を行う
公知の圧力調整弁25が接続され、エンジン1の運転状態
に応じて排気ガス還流量が調整される。また、上記負圧
導入通路24には該負圧導入通路24を開閉するEGRバルブ2
6(電磁弁)が介装され、該EGRバルブ26は、還流制御弁
23への負圧の導入をカットして負圧室23aを圧力調整弁2
5によって大気開放し、還流制御弁23を閉状態にして排
気ガスの還流を停止するものである。
上記燃料噴射ノズル3の燃料噴射量によってエンジン
1に供給する空燃比を調整するものであり、この燃料噴
射ノズル3による燃料噴射および前記EGRバルブ26によ
る排気ガスの還流・停止は、コントローラ27から出力さ
れる制御信号によって制御される。このコントローラ27
にはエンジン1の運転状態を検出するために、前記エア
フローセンサ18からの吸気量信号、スロットルバルブ19
の開度を検出するスロットル開度センサ28からの検出信
号、回転センサ29からのエンジン回転数信号、触媒コン
バータ22上流の排気通路6に設けたO2センサ30からの空
燃比検出信号をそれぞれ受け、エンジンの運転状態に応
じて供給空燃比および排気ガスの還流を制御するもので
ある。
そして、空燃比は、要求出力の低い第1運転状態この
実施例では定常運転状態においては比較的リーンな第1
空燃比に制御し、要求出力の高い第2運転状態この実施
例では加速運転状態においてはO2センサ30の信号に基づ
いて前記第1空燃比よりリッチな第2空燃比(例えば理
論空燃比)にフィードバック制御するものである。ま
た、加速運転状態においてはEGRバルブ26を開いて還流
制御弁23によって所定量の排気ガスの還流を行い、定常
運転状態においてはEGRバルブ26を閉じて排気ガスの還
流は停止するように制御するものである。さらに、加速
運転状態から定常状態に運転状態が移行した際には、ま
ず、排気ガスの還流を停止すべくEGRバルブ26に閉信号
を出力した後、所定時間だけ遅延して供給空燃比を第2
空燃比から第1空燃比に切換えてリーン化を行うもので
ある。
すなわち、上記移行運転時のタイムチャートを第3図
に示す。スロットル開度はAに示すように、a点で開作
動して定常状態から加速状態に移行し、b点でスロット
開度が閉じて定常運転に移行する運転状態の変化があっ
た場合に、空燃比はBに示すように、定常状態から加速
状態に移行するa点で、リーンな第1空燃比からリッチ
な第2空燃比に移行し、加速状態から定常状態に移行す
るb点では、所定時間Tだけ遅延してリッチな第2空燃
比からリーンな第1空燃比に移行するように制御する。
これに対し、排気ガス還流制御(EGRバルブ26の開閉)
はCに示すように、定常状態から加速状態に移行するa
点で、EGRバルブ26を開作動して排気ガスの還流を開始
し、加速状態から定常状態に移行するb点では、EGRバ
ルブ26を閉作動して排気ガスの還流を停止するように制
御するものである。前記所定時間Tは、EGR通路7およ
びスロットルバルブ19下流の吸気通路2に残留する残留
排気ガスの供給が終了するのに十分な時間に設定してい
る。
前記吸気通路2のスワールバルブ21は、図示しないア
クチュエータによって開閉操作され、定常運転時(リー
ン運転時)あるいは低負荷運転時に閉じて、スワールポ
ート2bから流速の大きい吸気を燃焼室16に供給して強い
スワールを生起させ、リーン運転の燃焼性を向上してさ
らに運転性を確保するようにしている。
上記コントローラ27の作動を第4図のフローチャート
に基づいて説明する。スタート後、ステップS1で後述の
フラッグFおよびタイマ値tをクリアして初期設定を行
い、ステップS2でエアフローセンス18による吸入空気量
出力、スロットル開度センサ28によるスロットル開度出
力、回転センサ29によるエンジン回転数出力等の各種運
転状態信号を読み込む。
続いて、ステップS3で上記検出信号に基づいて現在の
運転状態が加速ゾーンか否か判定し、YESで加速ゾーン
にある場合には、ステップS4で空燃比をO2センサ出力に
基づいてフィードバック制御して第2空燃比にリッチ移
行するとともに、ステップS5でEGRバルブ26を開作動し
て排気ガスの還流を開始し、ステップS6でフラッグFを
0にクリアする。
運転状態が定常状態で前記ステップS3の判定がNOの時
には、ステップS7でフラッグFが1にセットされている
か否か判定し、初めて定常状態に移行したクリア時には
NOの判定により、ステップS8に進んでEGRバルブ26を閉
作動して排気ガス還流を停止した後、ステップS9でフラ
ッグFを1セットするものである。
上記フラッグFのセットにより、ステップS7の判定が
YESとなってステップS10でタイマのカウント値tが設定
値Tに達したか否か判定し、達していないNOの時にはス
テップS11でタイマtのカウントを行う。タイマtが所
定時間Tに達するとステップS10の判定がYESとなって、
ステップS12で空燃比を比較的リーンな第1空燃比に移
行するものである。
上記構成により、運転状態が加速状態から定常状態に
移行することをフラッグFによって判定し、まず、運転
状態で還流していた排気ガスをカットした後、残留排気
ガスの供給が終了するのに十分な設定時間Tが経過して
から、加速時にリッチ化していた空燃比をリーン移行し
て燃費性の向上を図るとともに、上記移行時の燃焼性の
大幅な低下を阻止して良好な運転性を確保するものであ
る。
なお、上記実施例において、空燃比はリーンな第1空
燃比とリッチな第2空燃比とに切換えるようにしている
が、リーン領域およびリッチ領域内においてそれぞれの
運転状態に対応して空燃比を変化させ、運転状態に合致
した空燃比を供給するようにしている。
また、上記実施例においては、還流制御弁23に対する
負圧導入通路24を開閉するEGRバルブ26をコントローラ2
7によって制御するようにしているが、還流制御弁を電
磁弁にて構成し、これを直接コントローラによって制御
するようにしてもよい。
【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図は具体例の全体構成図、 第3図は運転状態の変化と空燃比制御および排気ガス還
流制御の関係を示すタイムチャート図、 第4図はコントローラの作動を説明するためのフローチ
ャート図である。 1……エンジン、2……吸気通路 4……空燃比制御手段 5……運転状態検出手段 6……排気通路、7……EGR通路 8……排気ガス還流手段 9……遅延手段、26……EGRバルブ 27……コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸原 正志 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−88414(JP,A) 特開 昭59−10760(JP,A) 特公 昭57−32737(JP,B2) 特公 昭58−10760(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの運転状態を検出する運転状態検
    出手段と、該運転状態検出手段の出力を受け、エンジン
    の第1運転時に混合気の空燃比を比較的リーンな第1空
    燃比に制御する一方、エンジンの第2運転時に上記第1
    空燃比よりリッチな第2空燃比に制御する空燃比制御手
    段と、上記運転状態検出手段の出力を受け、空燃比が第
    2空燃比に制御される第2運転時に排気ガスの一部をス
    ロットルバルブ下流のサージタンクに還流する一方、空
    燃比が第1空燃比に制御される第1運転時に排気ガスの
    還流を停止する排気ガス還流手段と、エンジンの第2運
    転から第1運転への移行に伴う上記空燃比制御手段によ
    る第2空燃比から第1空燃比への切換えを所定時間遅延
    するとともに該所定時間を排気ガス還流通路およびスロ
    ットルバルブ下流の吸気通路に残留する残留排気ガスの
    供給が終了するのに十分な時間に設定した遅延手段とを
    備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
JP60182785A 1985-08-20 1985-08-20 エンジンの制御装置 Expired - Fee Related JP2627882B2 (ja)

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