(57)【要約】  一端が吸気通路（２２ａ）に連通すると共に他端が排気通路（３１ａ）に連通し、エンジン（１０）から排出される排気の一部を吸気通路（２２ａ）内に導くためのＥＧＲ通路（３５ａ）と、このＥＧＲ通路（３５ａ）の一端側に配されてここを流れる排気の流量を制御するためのＥＧＲ制御弁（３６）と、ＥＧＲ通路（３５ａ）の一端側に配されてＥＧＲ通路（３５ａ）を開閉するための開閉弁（３７）と、ＥＧＲ通路（３５ａ）に導かれる排気を冷却するための熱交換器（３８）とを具えた本発明の排気還流装置（３２）は、熱交換器（３８）が開閉弁（３７）よりもＥＧＲ通路（３５ａ）の他端側に配されている。本発明によると、ＥＧＲ通路（３５ａ）に導かれるＥＧＲガスの充填効率を高めることができると共にこのＥＧＲガスを冷却するための熱交換器（３８）の腐食による劣化が抑制される。
2012107960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部を吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れる排気の流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、前記ＥＧＲ通路の他端側に配されて前記ＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁と、前記ＥＧＲ通路に導かれる排気を冷却するための熱交換器とを具えた排気還流装置であって、
前記熱交換器が前記開閉弁よりも前記ＥＧＲ通路の他端側に配されていることを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ制御弁と前記開閉弁との間の前記ＥＧＲ通路の容積が内燃機関の排気量に対応していることを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力を上昇させるための排気昇圧手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気の一部を吸気に加えることによってエミッション、つまり窒素酸化物の発生量を抑制できるようにした排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気通路内を流れる排気ガスの一部を吸気通路から燃焼室内に戻し、燃焼室内における混合気の燃焼温度を低下させることにより、排気ガス中に占める窒素酸化物の割合を低減させるようにしたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気還流）装置が知られている。このＥＧＲ装置においては、両端が吸気通路と排気通路とに連通するＥＧＲ通路の途中にこのＥＧＲ通路を開閉し得るＥＧＲ制御弁を介装し、所定の運転領域にて排気ガスを吸気通路側へ還流させている。【０００３】
近年、排気の浄化に対する社会的要求が著しく高まっており、このような観点から車両が停止中の場合には内燃機関の作動を停止させ、燃料の無駄な消費を抑制すると同時に二酸化炭素の無駄な排出を防止する、いわゆるアイドルストップ制御も推進されている。しかしながら、このようなアイドルストップ制御における内燃機関の再始動時には、ＥＧＲ通路には有効となる排気が介在していないため、特に始動の最初に燃料と共に燃焼室に供給される吸気に対し、排気を含ませることが困難である。【０００４】
このような問題を解決する技術が特許文献１にて提案されている。すなわち、アイドルストップ制御において、内燃機関の停止時にＥＧＲ通路にＥＧＲガスを一時的に貯留しておき、内燃機関の再始動時、特に最初に供給される燃料が燃焼する初爆気筒に対し、ＥＧＲガスを吸気に加えて供給できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、ＥＧＲガスを冷却して高密度化させるための熱交換器がＥＧＲ通路の途中に組み込まれている。このため、未冷却の排気もＥＧＲ通路に一時的に貯留されることとなり、その高密度化を阻害する要因となる。また、排気を一時的に貯留した状態にあっては、熱交換器に介在する排気に含まれる水分が凝縮してこれが排気に含まれる硫黄分と反応し、硫酸となって熱交換器を腐食する結果、熱交換器の製品寿命を著しく狭めてしまうこととなる。【０００７】
本発明の目的は、内燃機関を一時的に停止してからこれを再始動させる際に、吸気に与えられる排気の高密度化をさらに向上させることができるようにした排気還流装置を提供することにある。また、一時的に貯留される排気に含まれる水分の凝縮に伴って生ずる熱交換器の腐食を抑制し得るようにした排気還流装置を提供することも本発明の目的に含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部を吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れる排気の流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、前記ＥＧＲ通路の他端側に配されて前記ＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁と、前記ＥＧＲ通路に導かれる排気を冷却するための熱交換器とを具えた排気還流装置であって、前記熱交換器が前記開閉弁よりも前記ＥＧＲ通路の他端側に配されていることを特徴とするものである。【０００９】
本発明においては、排気通路内の圧力に応じて排気の一部が熱交換器を通って冷却され、高密度状態となってＥＧＲ制御弁から吸気通路を流れる吸気に混合される。内燃機関に対する停止要求があった場合、ＥＧＲ制御弁によりＥＧＲ通路が閉止され、さらに開閉弁が閉じて吸気通路側の圧力と排気通路側の圧力との差圧に応じた排気がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に一時的に貯留される。この場合、ＥＧＲ通路に一時的に貯留される排気は、熱交換器により冷却されて高密度化したものとなっている。この状態で内燃機関に対する始動要求があった場合、ＥＧＲ制御弁が直ちに開弁して高密度状態の排気が吸気通路に導かれ、ここを流れる吸気と混合される。開閉弁はＥＧＲ制御弁の開弁後、一時的に貯留されていた排気の消費、つまり吸気通路への流出に伴って開弁状態へと切り替えられ、内燃機関に対する停止要求のあった以前の状態に戻る。【００１０】
本発明による排気還流装置において、ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路の容積を内燃機関の排気量に対応させることが有効である。また、ＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力を上昇させるための排気昇圧手段をさらに具えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、熱交換器を開閉弁よりもＥＧＲ通路の他端側に配したことにより、熱交換器を通過して冷却された後の密度の高い排気をＥＧＲ制御弁と開閉弁との間に一時的に保持することができる。この結果、内燃機関を再始動させる際にＥＧＲ通路に一時的に貯留されていた排気を燃焼室に導くことが可能となり、エミッションの排出をさらに抑制することができる。また、開閉弁を閉止しても熱交換器内を排気通路に継続的に連通させた状態に保持することができるため、排気中の水蒸気の凝縮による悪影響が少なくなり、開閉弁を持たない従来の排気還流装置と同程度に熱交換器の腐食の進行を抑えることができる。【００１２】
ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路の容積を内燃機関の排気量に対応させた場合、内燃機関の再始動時に各気筒に燃料と共に供給される吸気にＥＧＲ通路に一時的に蓄えられていた排気をそれぞれ含ませることが可能となる。この結果、より確実にエミッションを低減させることができる。【００１３】
ＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力を上昇させるための排気昇圧手段をさらに具えた場合、ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に一時的に蓄えられる排気の圧力を容易に高めることができる。この結果、内燃機関の再始動時でのＥＧＲ制御をより正確に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による排気還流装置を圧縮点火方式の内燃機関に応用した一実施形態の概念図である。
【図２】図１に示した実施形態における制御ブロック図である。
【図３】図１に示した実施形態における排気還流装置の制御の流れを模式的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による排気還流装置を圧縮点火方式の内燃機関に応用した実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の適用対象となるものに要求される特性に応じてその構成を自由に変更することが可能である。例えば、ガソリンやアルコールまたはＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料としてこれを点火プラグにて着火させる火花点火方式の内燃機関に対しても本発明は有効である。
【００１６】
本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図２に示す。すなわち、本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１２内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火方式の多気筒内燃機関である。しかしながら、単気筒の内燃機関であっても本発明を適用し得ることは言うまでもない。
【００１７】
燃焼室１２にそれぞれ臨む吸気ポート１３および排気ポート１４が形成されたシリンダーヘッド１５には、図示しない動弁機構と、先の燃料噴射弁１１とが組み込まれている。
【００１８】
本実施形態における動弁機構は、吸気ポート１３を開閉する吸気弁１６および排気ポート１４を開閉する排気弁１７を含み、エンジン１０の運転状態に応じて吸気弁１６および排気弁１７の開閉タイミングを変更し得るものである。しかしながら、吸気弁１６および排気弁１７の開閉タイミングが固定された動弁機構を採用することも可能である。
【００１９】
燃料噴射弁１１は、これら吸気弁１６および排気弁１７に挟まれるように燃焼室１２の上端中央に臨んで配されている。本実施形態における燃料噴射弁１１は、燃料である軽油を圧縮行程の終了直前、つまりピストン１８の圧縮上死点直前にのみ燃焼室１２内に直接噴射する直噴単噴射型式のものである。しかしながら、この圧縮行程での燃料噴射に加え、より均一な混合気を形成するために吸気行程の途中においてにも噴射する多噴射型式のものや、吸気ポート１３内に噴射するポート噴射形式のものなどを採用することも可能である。
【００２０】
燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に供給される燃料の量および噴射タイミングは、運転者によるアクセルペダル１９の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ(Electronic Control Unit)２０により制御される。アクセルペダル１９の踏み込み量は、アクセル開度センサー２１により検出され、その検出情報がＥＣＵ２０に出力される。
【００２１】
吸気ポート１３に連通するようにシリンダーヘッド１５に連結されて吸気ポート１３と共に吸気通路２２ａを画成する吸気管２２の途中には、吸気通路２２ａの開度を調整するためのスロットル弁２３が組み込まれている。このスロットル弁２３の開度は、アクセルペダル１９の踏み込み量などを含む車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ２０によりスロットルアクチュエーター２４を介して制御される。
【００２２】
ピストン１８が往復動するシリンダーブロック２５には、水温センサー２６と、クランク角センサー２７とが取り付けられている。水温センサー２６は、燃焼室１２を囲むようにシリンダーブロック２５に形成された水ジャケット２８内を流れる冷却水の温度を検出してこれをＥＣＵ２０に出力する。クランク角センサー２７は、連接棒２９を介してピストン１８が連結されるクランク軸３０の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ２０に出力する。ＥＣＵ２０は、水温センサー２６からの情報に基づいて暖機運転の必要性の有無などを把握する一方、クランク角センサー２７からの情報に基づいてクランク軸３０の回転位相やエンジン回転数を実時間で把握する。
【００２３】
エンジン１０には、排気通路３１ａ内を流れる排気の一部を吸気通路２２ａに導くＥＧＲ装置３２と、排気タービン式過給機３３と、排気浄化装置３４とが組み込まれている。
【００２４】
排気中の窒素酸化物の低減や燃費の向上を企図したＥＧＲ装置３２は、ＥＧＲ通路３５ａを画成するＥＧＲ管３５と、このＥＧＲ管３５に相隔てて設けられるＥＧＲ制御弁３６および開閉弁３７と、熱交換器３８とを具えている。ＥＧＲ管３５は、排気ポート１４と共に排気通路３１ａを画成する排気管３１に一端が連通すると共に他端が上述したスロットル弁２３とこのスロットル弁２３よりも下流側に配されたサージタンク３９との間の吸気管２２内に連通している。吸気管２２とＥＧＲ管３５との接続部分に近接してＥＧＲ管３５の一端側に配され、ＥＣＵ２０によりその作動が制御されるＥＧＲ制御弁３６は、車両の運転状態に基づき、ＥＧＲ通路３５ａから吸気通路２２ａへと還流される排気の流量を制御する。排気管３１とＥＧＲ管３５との接続部分側に配される開閉弁３７は、ＥＧＲ通路３５ａを単純に開閉するためのものであり、ＥＣＵ２０によってその開閉動作が制御される。本実施形態では、閉止したＥＧＲ制御弁３６と開閉弁３７とで仕切られるＥＧＲ通路３５ａの容積がエンジン１０の排気量Ｖとほぼ同じになるように、ＥＧＲ制御弁３６と開閉弁３７との間隔およびこれらの間のＥＧＲ通路３５ａの内径が適切に設定されている。ＥＧＲ通路３５ａに流入する排気の温度を低減させるための熱交換器３８は、ＥＧＲ管３５の他端側、つまり排気管３１およびＥＧＲ管３５の接続部分と開閉弁３７との間に位置するＥＧＲ管３５の途中に配されている。この熱交換器３８には、シリンダーブロック２５に形成された水ジャケット２８を流れる冷却水が導かれ、高温の排気を効率よく冷却することによって、ＥＧＲ通路３５ａに導かれるＥＧＲガスの充填効率を高める。
【００２５】
排気タービン式過給機（以下、単に過給機と記述する）３３は、排気通路３１ａを流れる排気の運動エネルギーを利用して燃焼室１２への過給を行い、吸気の充填効率を高めるためのものである。この過給機３３は、コンプレッサー３３ａとこのコンプレッサー３３ａと一体に回転するタービン３３ｂとで主要部が構成されている。コンプレッサー３３ａは、スロットル弁２３よりも上流側に位置する吸気管２２の途中に組み込まれている。タービン３３ｂは、排気ポート１４に連通するようにシリンダーヘッド１５に連結された排気管３１の途中に組み込まれている。本実施形態におけるタービン３３ｂは、車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ２０によりベーンアクチュエーター４０（図２参照）を介して開度が制御される図示しない可変ベーンを具えている。つまり、ベーンアクチュエーター４０を作動して可変ベーンの開度を変更することにより、排気の運動エネルギーの利用効率を変え、結果として吸気の充填効率を変更することができる。本実施形態では、この過給機３３のタービン３３ｂの可変ベーンおよびベーンアクチュエーター４０を本発明における排気昇圧手段として利用している。
【００２６】
なお、高温の排気にさらされるタービン３３ｂ側からの伝熱によりコンプレッサー３３ａを介して加熱される吸気温を低下させるため、コンプレッサー３３ａとサージタンク３９との間の吸気通路２２ａの途中には、インタークーラー４１が組み込まれている。また、過給器のコンプレッサー３３ａよりも上流側の吸気管２２には、ここの吸気通路２２ａを流れる吸気の流量を検出してこれをＥＣＵ２０に出力するエアーフローメーター４２が設けられている。
【００２７】
燃焼室１２内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置３４は、過給機３３のタービン３３ｂよりも下流側の排気通路３１ａを画成する排気管３１の途中に配されている。本実施形態における排気浄化装置３４は、少なくとも酸化触媒コンバーター３４ａを有するが、ＤＰＦ(Diesel Particulate Filter)や、ＮＯＸ触媒などの他の触媒コンバーターを追加することも可能である。
【００２８】
従って、ＥＧＲ通路３５ａを介して吸気通路２２ａ内に還流される排気ガスと共に燃焼室１２内に供給される吸気は、燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に噴射される燃料と混合気を形成する。そして、ピストン１８の圧縮上死点直前にて自然着火して燃焼し、これによって生成する排気ガスが排気浄化装置３４を通って排気管３１から大気中に排出される。この場合、吸気中に含まれるＣＯ２によって混合気の燃焼温度が低下するため、混合気の燃焼に伴って生成する窒素酸化物の量が抑制されることとなる。
【００２９】
ここで、車両の運転中にエンジン停止要求があった場合、ＥＧＲ通路３５ａに高圧のＥＧＲガスを蓄えておき、燃料噴射弁１１からの燃料の供給を停止し、エンジン始動要求があるまでエンジン１０を停止する。エンジン始動要求があった場合、再び燃料噴射弁１１からエンジン１０の燃焼室１２に燃料を供給するが、この時、ＥＧＲ制御弁３６を開弁してＥＧＲ通路３５ａに蓄えられていたＥＧＲガスを吸気通路２２ａを流れる吸気に加える。これにより、エンジン再始動の初爆時からＥＧＲ制御が行われるようにする。なお、本発明における「エンジン停止要求」とは、車両のアイドリング運転状態のように、エンジン１０の運転中にアクセルペダル１９の踏み込み量が０かつ車速が０となった場合を言う。また、本発明における「エンジン始動要求」とは、「エンジン停止要求」によってエンジン１０を停止した状態から、運転者が車両の発進のためにアクセルペダル１９が踏み込まれた場合を言う。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサー２１，水温センサー２６，クランク角センサー２７，エアーフローメーター４２などからの検出情報に基づき、エンジン１０およびこのエンジン１０が搭載される車両の運転状態を把握する。そして、予め設定されたプログラムに従って円滑なエンジン１０の運転がなされるように、燃料噴射弁１１，スロットル弁２３，ＥＧＲ制御弁３６，可変ベーン，開閉弁３７などの作動を制御する。このため、本実施形態におけるＥＣＵ２０は、運転状態判定部４３と、始動モーター駆動部４４と、スロットル開度設定部４５と、スロットル弁駆動部４６と、燃料噴射設定部４７と、燃料噴射弁駆動部４８と、ベーン開度設定部４９と、ベーン駆動部５０と、ＥＧＲ量設定部５１と、ＥＧＲ弁駆動部５２と、ＥＧＲ蓄積量算出部５３と、開閉弁駆動部５４とを具えている。
【００３１】
運転状態判定部４３は、アクセル開度センサー２１，水温センサー２６，クランク角センサー２７，エアーフローメーター４２などからの検出情報に基づいて車両およびエンジン１０の運転状態を把握する。つまり、この運転状態判定部４３ではエンジン停止要求やエンジン始動要求の有無なども併せて判定される。
【００３２】
始動モーター駆動部４４は、図示しないイグニッションキースイッチのオン信号や先のエンジン始動要求に基づき、クランク軸３０に図示しない継手を介して接続するエンジン始動モーター５５（図２参照）の作動を制御する。エンジン始動モーター５５は、エンジン１０のモータリングを行う。
【００３３】
スロットル開度設定部４５は、アクセル開度センサー２１によって検出されるアクセルペダル１９の踏み込み量や車両の運転状態に基づき、あらかじめ設定された最適なスロットル開度を設定する。スロットル弁駆動部４６は、スロットルアクチュエーター２４を介してこのスロットル開度設定部４５にて設定された開度にスロットル弁２３を制御する。
【００３４】
燃料噴射設定部４７は、アクセル開度センサー２１からの検出信号に基づいてエンジン１０の駆動トルク、つまり燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量とその噴射時期とを設定する。燃料噴射弁駆動部４８は、この燃料噴射設定部４７にて設定された燃料噴射量に対応した燃料が設定された噴射時期に噴射されるように燃料噴射弁１１を駆動する。
【００３５】
エンジン１０を搭載した車両が予め設定されたＥＧＲ運転領域にあることをＥＣＵ２０の運転状態判定部４３が判定した場合、ＥＧＲ量設定部５１は、この時の車両の運転状態に応じて燃焼室１２内に還流すべきＥＧＲ量、つまりＥＧＲ制御弁３６の開度を設定する。ＥＧＲ弁駆動部５２は、ＥＧＲ量設定部５１にて設定された開度にＥＧＲ制御弁３６を制御し、それ以外の場合は基本的にＥＧＲ通路３５ａを塞ぐように閉じた状態に保持する。エンジン停止要求があった場合にもＥＧＲ制御弁３６は閉止状態に保持される。
【００３６】
ベーン開度設定部４９は、エンジン回転速度や車両の運転状態に基づいて過給機３３のタービン３３ｂのベーン開度を設定する。ベーン駆動部５０は、このベーン開度設定部４９にて設定されたベーン開度となるように、ベーンアクチュエーター４０を介して可変ベーンを駆動する。なお、エンジン停止要求があった場合には可変ベーンの開度が最少に絞られ、過給機３３のタービン３３ｂよりも上流側の排気通路３１ａの排気圧が高められ、これにより高圧の排気をＥＧＲ通路３５ａへ導くことができる。また、エンジン停止要求によりエンジン１０を一時的に停止した時点で可変ベーンを最大開度に戻し、エンジン始動要求があった場合に迅速な応答ができるように配慮している。
【００３７】
ＥＧＲ蓄積量算出部５３は、エンジン停止要求があった場合、ＥＧＲ通路３５ａに蓄えられるＥＧＲガスの量Ｇｅを算出し、これを運転状態判定部４３に出力する。より具体的には、ＥＧＲ制御弁３６がＥＧＲ通路３５ａを閉止すると共にベーンアクチュエーター４０がタービン３３ｂの可変ベーンを閉止した後のエンジン１０から排出される排気流量Ｇｅが算出される。
【００３８】
開閉弁駆動部５４は、先のエンジン停止要求やエンジン始動要求に基づき、あらかじめ設定されたプログラムに従って開閉弁３７の開閉を制御する。より具体的には、エンジン停止要求に基づきＥＧＲ蓄積量算出部５３にて算出される排気流量Ｇｅがこのエンジン１０の排気量Ｖよりも多くなった場合、開閉弁３７を閉止する。また、エンジン始動要求に基づき全気筒での燃料の燃焼が完了した場合、開閉弁３７を全開状態に切り換える。
【００３９】
このような本実施形態におけるＥＧＲ制御に関する手順は、図３に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、まずＳ１０のステップにて水温センサー２６によって検出されるエンジン１０の冷却水温ＴＷが閾値ＴＲ以上であるか否かを判定し、エンジン１０の冷却水温ＴＷが閾値ＴＲ以上となるまでこのＳ１０のステップが繰り返される。エンジン１０が燃焼の安定しない暖機状態にある場合、ＥＧＲ制御に移行することは望ましくないので、この閾値ＴＲはＥＧＲ制御を円滑に行うことができる冷却水温の最低値であり、一般的には８０℃前後に設定される。
【００４０】
Ｓ１０のステップにて冷却水温ＴＷが閾値ＴＲ以上である、すなわちＥＧＲ制御を円滑に行うことができると判断した場合には、Ｓ１１のステップに移行してエンジン停止要求があるか否かを判定する。ここで、エンジン停止要求がないと判断した場合には、Ｓ１０のステップに戻って上述の判断が繰り返される。
【００４１】
Ｓ１１のステップにてエンジン停止要求があると判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行してＥＧＲ制御弁３６を閉止すると共に可変ベーンの開度を最少に絞る。これにより、タービン３３ｂよりも上流側の排気通路３１ａの排気圧が一時的に上昇し、より高圧となった排気がＥＧＲ通路３５ａに流入することとなる。このような状況下でＳ１２のステップを実行してから排気通路３１ａに導かれる排気流量Ｇｅが所定量、本実施形態ではエンジン排気量Ｖを越えたか否かを判定する。そして、排気通路３１ａに導かれる排気の量Ｇｅがエンジン排気量Ｖを越えるまでこのＳ１３のステップが繰り返される。
【００４２】
Ｓ１３のステップにて排気通路３１ａに導かれる排気の量Ｇｅがエンジン排気量Ｖを越えた、すなわち充分な量の高圧ＥＧＲガスがＥＧＲ通路３５ａに流入したと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行する。このＳ１４のステップでは、開閉弁３７を閉止すると共に燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止してエンジン１０を一時的に停止させ、さらに可変ベーンを全閉状態から全開状態に戻しておく。ここで、ＥＧＲ制御弁３６と開閉弁３７との間のＥＧＲ通路３５ａに貯留されたＥＧＲガスは、熱交換器３８から隔離された状態となる。このため、ＥＧＲ制御弁３６と開閉弁３７との間のＥＧＲ通路３５ａに蓄えられたＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮してＥＧＲ管３５の内壁に水滴となって付着するような不具合を防止することができる。
【００４３】
しかる後、Ｓ１５のステップに移行してエンジン始動要求があるか否かを判定し、エンジン始動要求があるまでＳ１５のステップが繰り返される。Ｓ１５のステップにてエンジン始動要求があると判断した場合には、Ｓ１６のステップに移行してエンジン始動処理、すなわちエンジン始動モーター５５を駆動してモータリングを行う。次いで、Ｓ１７のステップにてＥＧＲ制御弁３６を開弁してＥＧＲ制御を行うと共に燃料噴射弁１１から燃料の噴射を行ってモータリング中のエンジン１０を運転状態に移行させる。そして、Ｓ１８のステップにて全気筒での燃焼がなされているか否かを判定し、全気筒の燃焼がなされるまでＳ１７およびＳ１８のステップが繰り返される。
【００４４】
このようにして、Ｓ１８のステップにて全気筒が燃焼したと判断した場合には、Ｓ１９のステップにて開閉弁３７を開放状態に移行させて排気通路３１ａからＥＧＲ通路３５ａに再び排気を導入する。すなわち、車両の運転状態に応じた通常のＥＧＲ制御をＥＧＲ制御弁３６によって行う。また、タービン３３ｂの可変ベーンの開度を全閉状態から車両の運転状態に応じた通常の制御へと移行させる。
【００４５】
このように、エンジン１０の始動要求に基づき、エンジン１０を再び運転状態に移行させる際に、ＥＧＲ制御弁３６を操作してＥＧＲ通路３５ａに蓄えられた高圧のＥＧＲガスを吸気通路２２ａを流れる吸気に含ませることができる。この結果、初爆の気筒から確実にＥＧＲ制御が可能となり、窒素酸化物の量をさらに少なくすることができる。
【００４６】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  エンジン
１１  燃料噴射弁
１２  燃焼室
１３  吸気ポート
１４  排気ポート
１５  シリンダーヘッド
１６  吸気弁
１７  排気弁
１８  ピストン
１９  アクセルペダル
２０  ＥＣＵ
２１  アクセル開度センサー
２２  吸気管
２２ａ  吸気通路
２３  スロットル弁
２４  スロットルアクチュエーター
２５  シリンダーブロック
２６  水温センサー
２７  クランク角センサー
２８  水ジャケット
２９  連接棒
３０  クランク軸
３１  排気管
３１ａ  排気通路
３２  ＥＧＲ装置
３３  排気タービン式過給機
３３ａ  コンプレッサー
３３ｂ  タービン
３４  排気浄化装置
３４ａ  酸化触媒コンバーター
３５  ＥＧＲ管
３５ａ  ＥＧＲ通路
３６  ＥＧＲ制御弁
３７  開閉弁
３８  熱交換器
３９  サージタンク
４０  ベーンアクチュエーター
４１  インタークーラー
４２  エアーフローメーター
４３  運転状態判定部
４４  始動モーター駆動部
４５  スロットル開度設定部
４６  スロットル弁駆動部
４７  燃料噴射設定部
４８  燃料噴射弁駆動部
４９  ベーン開度設定部
５０  ベーン駆動部
５１  ＥＧＲ量設定部
５２  ＥＧＲ弁駆動部
５３  ＥＧＲ蓄積量算出部
５４  開閉弁駆動部
５５  エンジン始動モーター
Ｖ  エンジンの排気量
Ｇｅ  排気流量
【図１】
2012107960.tif 000003
【図２】
2012107960.tif 000004
【図３】
2012107960.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月22日(2012.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部を吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れる排気の流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、前記ＥＧＲ通路の他端側に配され、前記ＥＧＲ制御弁と共に前記ＥＧＲ通路を開閉し、前記ＥＧＲ制御弁との間の前記ＥＧＲ通路に排気を一時的に貯留するための開閉弁と、前記ＥＧＲ通路に導かれる排気を冷却するための熱交換器とを具えた排気還流装置であって、
前記熱交換器が前記開閉弁よりも前記ＥＧＲ通路の他端側に配されていることを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ制御弁と前記開閉弁との間の前記ＥＧＲ通路の容積が内燃機関の排気量に対応していることを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力を上昇させるための排気昇圧手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気還流装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
［０００５］
特許文献１：２００７−２６２９０２号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
特許文献１においては、ＥＧＲガスを冷却して高密度化させるための熱交換器がＥＧＲ通路の途中に組み込まれている。このため、未冷却の排気もＥＧＲ通路に一時的に貯留されることとなり、その高密度化を阻害する要因となる。また、排気を一時的に貯留した状態にあっては、熱交換器に介在する排気に含まれる水分が凝縮してこれが排気に含まれる硫黄分と反応し、硫酸となって熱交換器を腐食する結果、熱交換器の製品寿命を著しく狭めてしまうこととなる。
［０００７］
本発明の目的は、内燃機関を一時的に停止してからこれを再始動させる際に、吸気に与えられる排気の高密度化をさらに向上させることができるようにした排気還流装置を提供することにある。また、一時的に貯留される排気に含まれる水分の凝縮に伴って生ずる熱交換器の腐食を抑制し得るようにした排気還流装置を提供することも本発明の目的に含まれる。
課題を解決するための手段
［０００８］
本発明の第１の形態は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部を吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れる排気の流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、前記ＥＧＲ通路の他端側に配され、前記ＥＧＲ制御弁と共に前記ＥＧＲ通路を開閉し、前記ＥＧＲ制御弁との間の前記ＥＧＲ通路に排気を一時的に貯留するための開閉弁と、前記ＥＧＲ通路に導かれる排気を冷却するための熱交換器とを具えた排気還流装置であって、前記熱交換器が前記開閉弁よりも前記ＥＧＲ通路の他端側に配されていることを特徴とするものである。
［０００９］
本発明においては、排気通路内の圧力に応じて排気の一部が熱交換器を通って冷却され、高密度状態となってＥＧＲ制御弁から吸気通路を流れる吸気に混合される。内燃機関に対する停止要求があった場合、ＥＧＲ制御弁によりＥＧＲ通路が閉止され、さらに開閉弁が閉じて吸気通路側の圧力と排気通
【国際調査報告】
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