(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系と排気系とを連通する連通路に介装され、該連通路の開度を制御する圧力作動式の排気再循環弁と、
該排気再循環弁に供給される圧力を制御する電磁弁と、
前記連通路に介装され、吸気系に導入される排気を冷却する排気冷却手段と、
機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態に基づいて排気再循環弁の目標開度を演算する目標開度演算手段と、
該目標開度が実際の開度以上であるか否かを判定する判定手段と、
所定回数連続して、前記目標開度が実際の開度以上であると判定されたときに、最新に演算された目標開度になるように電磁弁を制御する第１の電磁弁制御手段と、
当該目標開度が実際の開度未満であると判定されたときに、目標開度になるように電磁弁を制御する第２の電磁弁制御手段と、
を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項２】
前記排気再循環弁は、前記連通路の開度を全開状態又は全閉状態に制御する構成である請求項１記載の内燃機関の排気再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気再循環（以下「ＥＧＲ」という）装置に関し、特に、電磁弁のチャタリングを防止しつつ、ＥＧＲクーラの寿命を伸ばす技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、排気の一部を排気系から取り出して吸気系に加えるＥＧＲ装置が公知である。ＥＧＲ装置は、排気の一部を吸気に加えることで、燃焼混合気中における不活性ガス（Ｈ2 Ｏ，Ｎ2 ，ＣＯ2 等）の割合を増し、燃焼温度を低下させて窒素酸化物（ＮＯx ）の発生を抑制する。一般的なＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを連通させるＥＧＲ通路に介装される圧力作動式のＥＧＲ弁と、ＥＧＲ弁への供給圧力を制御する電磁弁と、機関運転状態に基づいて電磁弁を制御するコントロールユニットと、を含んで構成される。また、吸気系に再循環される排気（以下「ＥＧＲガス」という）の温度が高いと、その熱によりＥＧＲ弁の耐久性を低下させるおそれがあるので、冷却水でＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備えたものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機関運転状態が過渡期にあるときには、ＥＧＲ量の変動に伴い電磁弁が短い間隔で作動することがある。この場合には、電磁弁がチャタリングを起こし、騒音，振動の発生及び寿命低下等を招いてしまうおそれがある。また、ＥＧＲクーラを備えたＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ量が多いと、ＥＧＲガス中に含まれる硫黄分及びＥＧＲガスと冷却水との温度差によって、ＥＧＲクーラ内部の腐食・疲労が進行し、ＥＧＲクーラの寿命を短くしてしまうおそれがある。
【０００４】
電磁弁のチャタリングを防止するためには、電磁弁の作動間隔を長くすれば良いが、この場合には、ＥＧＲを行う累計時間が増大してしまうおそれがあり、ＥＧＲクーラの寿命低下を招いてしまう。一方、ＥＧＲクーラの寿命を伸ばすためには、ＥＧＲを行う条件を狭く設定すれば良いが、この場合には、排気性状の低下を招くと共に、電磁弁のチャタリングを防止することができない。
【０００５】
そこで、本発明に以上のような従来の問題点を鑑み、ＥＧＲの制御条件を見直すことにより、電磁弁のチャタリング及びＥＧＲクーラの寿命低下を防止した内燃機関の排気再循環装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを連通する連通路に介装され、該連通路の開度を制御する圧力作動式の排気再循環弁と、該排気再循環弁に供給される圧力を制御する電磁弁と、前記連通路に介装され、吸気系に導入される排気を冷却する排気冷却手段と、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態に基づいて排気再循環弁の目標開度を演算する目標開度演算手段と、該目標開度が実際の開度以上であるか否かを判定する判定手段と、所定回数連続して、前記目標開度が実際の開度以上であると判定されたときに、最新に演算された目標開度になるように電磁弁を制御する第１の電磁弁制御手段と、当該目標開度が実際の開度未満であると判定されたときに、目標開度になるように電磁弁を制御する第２の電磁弁制御手段と、を含んで内燃機関の排気再循環装置を構成したことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、所定回数連続して、目標開度が実際の開度以上となったときには、最新に演算された目標開度になるように電磁弁が制御される。即ち、電磁弁は、少なくとも所定時間経過しなければその制御状態が変わらないので、機関運転状態が過渡期にあっても、電磁弁が短い周期で作動することが防止される。一方、目標開度が実際の開度未満となったときには、所定時間待たずに目標開度になるように電磁弁が制御される。従って、排気冷却手段を通過する排気の量が減少し、排気冷却手段の腐食・疲労が抑制される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記排気再循環弁は、前記連通路の開度を全開状態又は全閉状態に制御する構成であることを特徴とする。
かかる構成によれば、排気再循環弁は、連通路の開度を全開又は全閉にする簡単な弁により構成されるので、信頼性を向上しつつ、コスト削減が行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係るＥＧＲ装置の全体構成を示す。
【００１０】
内燃機関１の排気通路２（排気系）と吸気通路３（吸気系）とを連通するＥＧＲ通路４（連通路）には、少なくとも全開又は全閉の２状態に制御可能な圧力作動式のＥＧＲ弁５が介装される。ＥＧＲ弁５の圧力室５ａには、ＥＧＲ弁５への供給圧力を制御する電磁弁６が接続される。また、ＥＧＲ通路４には、ＥＧＲガスの温度を低下させて、ＥＧＲガスの熱によるＥＧＲ弁５への影響を低減するＥＧＲクーラ７（排気冷却手段）が介装される。ＥＧＲクーラ７は、図２に示すように、冷却水が流通する冷却水流路７ａと、冷却水流路７ａ内に設けられるＥＧＲガス流路７ｂと、を含んで構成され、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行うことで、ＥＧＲガスの温度を低下させる。なお、図２に示すＥＧＲクーラ７は、単なる例示であって、他の構造からなるＥＧＲクーラであってもよい。
【００１１】
また、ＥＧＲ制御機構としては、機関負荷Ｑを検出する負荷センサ８と、機関回転速度Ｎe を検出する回転速度センサ９と、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット１０と、を含んで構成される。そして、コントロールユニット１０は、検出された機関負荷Ｑ及び機関回転速度Ｎe に基づいて、後述するフローチャートに従って電磁弁６を制御し、ＥＧＲ量を制御する。ここで、機関負荷Ｑとは、例えば、吸入空気流量，燃料供給量のような負荷に応じて増減する要素をいう。
【００１２】
なお、負荷センサ８及び回転速度センサ９により運転状態検出手段が構成され、コントロールユニット１０が目標開度演算手段，判定手段，第１の電磁弁制御手段及び第２の電磁弁制御手段として機能する。
【００１３】
次に、ＥＧＲ装置の制御内容について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、かかる制御は、図示しないイグニッションキーのＯＮと同時に処理が開始され、イグニッションキーがＯＦＦになるまで繰り返される。
【００１４】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、機関負荷Ｑ及び機関回転速度Ｎe に基づいて、例えば、図示しないマップが参照され、ＥＧＲ弁５の目標開度が演算される。なお、ステップ１の処理が、目標開度演算手段に相当する。
【００１５】
ステップ２では、目標開度が実際の開度（以下「実開度」という）未満であるか否かが判定される。そして、目標開度が実開度未満であればステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、目標開度が実開度以上であればステップ４へと進む（Ｎｏ）。なお、ステップ２の処理が、判定手段に相当する。
【００１６】
ステップ３では、目標開度になるように電磁弁６が制御される。なお、ステップ３の処理が、第２の電磁弁制御手段に相当する。
ステップ４では、目標開度が実開度以上であるとの判定が、所定回数連続して行われたか否かが判定される。そして、その判定が所定回数連続して行われたならばステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、最新に演算された目標開度になるように電磁弁６が制御される。一方、その判定が所定回数連続して行われていなければ処理を終了する（Ｎｏ）。なお、ステップ４の処理が、第１の電磁弁制御手段に相当する。
【００１７】
以上説明したステップ１〜ステップ４の処理によれば、図４に示すように、目標開度が実開度以上となった状態が所定回数連続したときに、最新の目標開度になるように電磁弁６が制御される（図中のＡ，Ｂ参照）。即ち、電磁弁６は、少なくとも所定時間経過しなければその制御状態が変わらないので、短い間隔で作動することが防止され、電磁弁６のチャタリングによる騒音，振動の発生及び寿命低下を防止することができる。なお、図４においては、本発明の効果を明確にするため、目標開度を全閉０〜全開３の４段階で表している（以下同様）。
【００１８】
また、このような制御中であっても、目標開度が実開度未満になったときには、目標開度になるように電磁弁６が制御される（図中のＣ参照）。即ち、ＥＧＲガス量が減少する場合には、所定時間の経過を待たずに電磁弁６の制御が行われるので、ＥＧＲクーラ７を通過するＥＧＲガス量が減少する。このため、ＥＧＲガス中に含まれる硫黄分及びＥＧＲガスと冷却水との温度差によるＥＧＲクーラ７内部の腐食・疲労が抑制され、ＥＧＲクーラ７の寿命を伸ばすことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、機関運転状態が過渡期にあっても、電磁弁が短い間隔で作動することがなく、電磁弁のチャタリングによる騒音，振動の発生及び寿命低下を防止することができる。また、目標開度が実開度未満となったときには、所定時間待たずに目標開度になるように電磁弁が制御されるので、排気冷却手段を流通する排気の量が減少し、排気冷却手段の腐食・疲労を抑制することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、信頼性を向上しつつ、コスト削減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る排気再循環装置の全体構成図
【図２】  同上のＥＧＲクーラの構造図
【図３】  同上の制御内容を示すフローチャート
【図４】  同上のフローチャートによる制御状態の説明図
【符号の説明】
１  内燃機関
２  排気通路
３  吸気通路
４  ＥＧＲ通路
５  ＥＧＲ弁
６  電磁弁
７  ＥＧＲクーラ
８  負荷センサ
９  回転速度センサ
１０  コントロールユニット
【図１】
0003727805.tif 000002
【図２】
0003727805.tif 000003
【図３】
0003727805.tif 000004
【図４】
0003727805.tif 000005