(57)【要約】【課題】排気系から吸気系へ導入可能な排気ガスの量を増加させて内燃機関の燃費向上が可能な内燃機関の排気循環装置を提供する。【解決手段】排気系から排気ガスの一部を吸気系に設けられたサージタンク１５へ環流させる第１のＥＧＲ通路５０と、排気系から排気ガスの一部を吸気系の各気筒の吸気ポート付近へ分配する第２のＥＧＲ通路６０と、第２のＥＧＲ通路６０から各気筒への排気ガスの流入を遮断可能な遮断弁９０と、吸気系のサージタンク１５の上流側に設けられたスロットルバルブ３０が減速時に閉じられる際に、遮断バルブ９０を制御して第２のＥＧＲ通路６０からの排気ガスの環流を遮断する制御手段としてのＥＣＵ１００とを備える。【選択図】図１
2010163999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系から排気ガスの一部を吸気系に設けられたサージタンクへ環流させる第１のＥＧＲ通路と、
排気系から排気ガスの一部を吸気系の各気筒の吸気ポート付近へ分配する第２のＥＧＲ通路と、
第２のＥＧＲ通路から前記各気筒への排気ガスの流入を遮断可能な遮断弁と、
吸気系の前記サージタンクの上流側に設けられたスロットルバルブが減速時に閉じられる際に、前記遮断弁を制御して前記第２のＥＧＲ通路からの排気ガスの環流を遮断する制御手段と
を有することを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項２】
前記第１のＥＧＲ通路から吸気系へ環流される排気ガスの量を調整可能な第１のＥＧＲバルブと、前記第２のＥＧＲ通路から吸気系へ環流される排気ガスの量を調整可能な第２のＥＧＲバルブと、をさらに有し、
前記制御手段は、前記第１のＥＧＲバルブの開度を減速時に各気筒で失火が発生しない所定の排気ガスの量の範囲内に制御し、前記所定の排気ガスの量を越える量の排気ガスは前記第２のＥＧＲ通路から前記各気筒へ導入されるように前記第２のＥＧＲバルブを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関の排気循環装置であるＥＧＲシステムは、エンジンから排出される排ガスの一部を排気パイプ側からＥＧＲパイプを介して吸気パイプ側へ再循環させ、吸気マニホールドからエンジンの各気筒へ送り込むことにより、排ガスの大部分を構成する不活性ガスのもつ熱容量により燃焼温度を低下させ、排ガス中におけるＮＯｘを低減するようにすると共に、排気ガス中に含まれる未燃燃料を燃焼させて燃費の向上を図るものである。なお、ＥＧＲシステムに関する技術とは、例えば、特許文献１，２等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４１４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１００４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＧＲシステムを備えた内燃機関では、排気ガスを吸気系に導入させている時に、車両の減速が開始されると、吸気系に設けられたスロットルバルブが閉じられる。このため、スロットルバルブの下流の吸気系の圧力は減圧され、吸気系に還流される排気ガスの量が急激に増加するため、燃焼室内で失火を起こす可能性がある。
【０００５】
このため、従来においては、吸気系に導入させる排気ガスの量を、常時、失火が発生しない程度の量に制限することで対応していた。
【０００６】
したがって、吸気系に導入させる排気ガスの量が制限を受けることから、排気ガスの循環による燃費向上の効果が十分でないという問題が存在した。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気系から吸気系へ導入可能な排気ガスの量を増加させて内燃機関の燃費向上が可能な内燃機関の排気循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、排気系から排気ガスの一部を吸気系に設けられたサージタンクへ環流させる第１のＥＧＲ通路と、排気系から排気ガスの一部を吸気系の各気筒の吸気ポート付近へ分配する第２のＥＧＲ通路と、第２のＥＧＲ通路から前記各気筒への排気ガスの流入を遮断可能な遮断弁と、吸気系の前記サージタンクの上流側に設けられたスロットルバルブが減速時に閉じられる際に、前記制御弁を制御して前記第２のＥＧＲ通路からの排気ガスの環流を遮断する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、前記第１のＥＧＲ通路から吸気系へ環流される排気ガスの量を調整可能な第１のＥＧＲバルブと、前記第２のＥＧＲ通路から吸気系へ環流される排気ガスの量を調整可能な第２のＥＧＲバルブと、をさらに有し、前記制御手段は、前記第１のＥＧＲバルブの開度を減速時に各気筒で失火が発生しない所定の排気ガスの量の範囲内に制御し、前記所定の排気ガスの量を越える量の排気ガスは前記第２のＥＧＲ通路から前記各気筒へ導入されるように前記第２のＥＧＲバルブを制御する、構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気ガスの吸気系への導入量を最大限増加させることができるとともに、気筒における失火を防ぎつつ、燃費の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気循環装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１のＥＧＲ通路５０と第２のＥＧＲ通路６０とへのＥＧＲガスの振り分けの原理を説明するための図である。
【図３】ＥＣＵにおける処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】減速時の各バルブの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る排気循環装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図である。
【００１４】
内燃機関１は、吸気通路１０、排気ガスが排出される排気通路２０、排気通路２０から排気ガスＥＧの一部を吸気通路１０へ環流させるための第１のＥＧＲ通路５０、第１のＥＧＲ通路５０から分岐した第２のＥＧＲ通路６０、及び、吸気通路１０から分岐した複数の吸気マニホールド１１に共通に接続されかつ第２のＥＧＲ通路６０と接続されたＥＧＲデリバリ７０を有する。
【００１５】
吸気通路１０には、上流側からスロットルバルブ３０及びサージタンク１５が設けられている。
【００１６】
排気通路２０には、排気ガスＥＧを浄化するための触媒２２が設けられ、この触媒２２の下流側から第１のＥＧＲ通路５０が分岐している。
【００１７】
第１のＥＧＲ通路５０は、途中に排気ガスＥＧを冷却するためのＥＧＲクーラ５５が設けられ、スロットルバルブ３０の下流側で、かつサージタンク１５の上流側で排気通路１０に合流している。この合流部には、排気ガスＥＧの環流量を調整可能なＥＧＲバルブ４０が設けられている。
【００１８】
第２のＥＧＲ通路６０は、ＥＧＲクーラ５５の下流側の第１のＥＧＲ通路５０から分岐してＥＧＲデリバリ７０に接続されている。第１のＥＧＲ通路５０と第２のＥＧＲ通路６０との分岐部には、第１のＥＧＲ通路５０から第２のＥＧＲ通路６０へ流入する排気ガスＥＧの量を調整可能な第２のＥＧＲバルブ８０が設けられている。また、第２のＥＧＲ通路６０とＥＧＲデリバリ７０との接続部の手前には、第２のＥＧＲ通路６０からＥＧＲデリバリ７０への排気ガスＥＧの流入を遮断可能な遮断バルブ９０が設けられている。
【００１９】
ＥＧＲデリバリ７０は、各吸気マニホールド１１と連通し、第２のＥＧＲ通路６０を通じて供給される排気ガスＥＧを各吸気マニホールド１１、すなわち、各気筒の吸気ポートの近くに分配する。
【００２０】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等のバックアップ用メモリ、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、駆動回路等を含む出力インターフェース回路を含むハードウエアと所要のソフトウエアで構成される。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３０、第１及び第２のＥＧＲバルブ４０，８０及び遮断バルブ９０を制御可能に構成されている。
【００２１】
ここで、吸気系へ環流させる排気ガスＥＧの一部であるＥＧＲガス（以下、ＥＧＲという）の第１のＥＧＲ通路５０と第２のＥＧＲ通路６０とへの振り分けの原理について図２を参照して説明する。
【００２２】
図２に示すように、減速時、すなわち、スロットルバルブ３０が閉じられたときにも各気筒において失火しないＥＧＲ量の限界値Ｍ０が存在する。したがって、この限界値Ｍ０以上にＥＧＲを各気筒に環流させていると、急に、スロットルバルブ３０が閉じられたとき、大量のＥＧＲが各気筒に流れ込み、失火が発生しやすくなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、ＥＧＲ量の限界値Ｍ０までは、第１のＥＧＲ通路５０を通じて各気筒に環流させる。すなわち、第１及び第２のＥＧＲバルブ４０及び８０を適宜制御して、第１のＥＧＲ通路５０に流入するＥＧＲ量を限界値Ｍ０以下に常に、制限する。特に、限界値Ｍ０、スロットルバルブ３０を閉じた際に、既に、サージタンク１５に溜まったＥＧＲが各気筒に流入したとしても失火しないＥＧＲ量である。そして、この限界値Ｍ０を超えるＥＧＲ量については、第２のＥＧＲ通路６０を通じて環流させることを前提とする。したがって、必要な要求外部ＥＧＲ量が増加すれば、第１のＥＧＲ通路５０からは限界値Ｍ０のＥＧＲ量が環流され、第２のＥＧＲ通路６０からは、限界値Ｍ０を超えた余剰分のＥＧＲが環流される。
【００２４】
次に、ＥＣＵ１００によるＥＧＲガス環流量制御の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３に示す処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２５】
先ず、車両の運行中、運転条件等から要求外部ＥＧＲ量を算出する（ステップＳ１）。この要求外部ＥＧＲ量の算出は、例えば、燃費が最も向上する観点から算出される。
【００２６】
次いで、算出した要求外部ＥＧＲ量が上記した限界値Ｍ０よりも大きいかを判断する（ステップＳ２）。第１のＥＧＲ通路５０と第２のＥＧＲ通路６０とへのＥＧＲの振り分けを行うためである。
【００２７】
ステップＳ２において、要求外部ＥＧＲ量が限界値Ｍ０よりも小さい、すなわち、失火の恐れがないＥＧＲ量であると判断すると、第２のＥＧＲバルブ８０を遮断して第２のＥＧＲ通路６０にＥＧＲを流通させない（ステップＳ３）。そして、第１のＥＧＲバルブ４０を限界値Ｍ０の範囲内で制御して、ＥＧＲ量を調整する（ステップＳ４）。また、遮断バルブ９０は開放状態にする（ステップＳ５）。
【００２８】
ステップＳ２において、要求外部ＥＧＲ量が限界値Ｍ０よりも大きい、すなわち、失火の恐れがあるＥＧＲ量であると判断すると、先ず、第１のＥＧＲバルブ４０の開度を限界値Ｍ０に制限（固定）する（ステップＳ６）。次いで、第２のＥＧＲバルブ８０により、要求外部ＥＧＲ量となるように、ＥＧＲ量を制御する（ステップＳ７）。この状態では、図１に示したように、ＥＧＲガスが第１および第２のＥＧＲ通路５０，６０の双方に流通する。
【００２９】
この状態で、減速が開始されたか、すなわち、スロットルバルブ３０が閉じられたかを判断し（ステップＳ８）、スロットルバルブ３０が閉じられていない場合には、失火の恐れがないので、ステップＳ５を通じて処理を終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ８において、スロットルバルブ３０が閉じられたと判断した場合には、図４に示すように、第１及び第２のＥＧＲバルブ８０を遮断すると共に（ステップＳ９）、遮断バルブ９０も閉じる（ステップＳ１０）。これにより、第２のＥＧＲ通路６０を通じてＥＧＲガスが各気筒に流入することは確実に防がれる。また、サージタンク１５内にすでに流入したＥＧＲガスは、失火を発生させない量に制限されているため、サージタンク１５内のＥＧＲガスが減圧により気筒内に吸引されたとしても、失火の発生を防止できる。すなわち、この状態においては、各気筒に流入するＥＧＲ量は、限界値Ｍ０に制限されているからである。
【００３１】
上記実施形態では、第１のＥＧＲ通路から第２のＥＧＲ通路が分岐する構成としたが、これに限定されるわけではなく、それぞれ独立の通路とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１…内燃機関
１０…吸気通路
１５…サージタンク
２０…排気通路
３０…スロットルバルブ
４０…第１のＥＧＲバルブ
５０…第１のＥＧＲ通路
６０…第２のＥＧＲ通路
７０…ＥＧＲデリバリ
８０…第２のＥＧＲバルブ
９０…遮断バルブ
１００…ＥＣＵ
【図１】
2010163999.tif 000003
【図２】
2010163999.tif 000004
【図３】
2010163999.tif 000005
【図４】
2010163999.tif 000006