(57)【要約】【課題】  内燃機関の出力低下及び排気還流装置の応答性悪化を抑えつつ、内燃機関に対する過給時において排気の導入を促進できる内燃機関の排気還流装置を提供する。【解決手段】  本発明の排気還流装置１５は機械式過給機５が吸気通路３に設けられた内燃機関１に適用される。内燃機関１の吸気通路は機械式過給機５の下流側の分岐位置３ａから分岐されて内燃機関１の同一の気筒２に対して別々に吸気を導く第１分岐通路３１と第２分岐通路３２とを有する。そして、内燃機関１の排気通路４から第１分岐通路３１へ排気を導く排気還流通路１６と、吸気通路３の分岐位置３ａと排気還流通路１６にて排気が導入される排気導入位置３ｂとの間の第１分岐通路３１に配置され、第１分岐通路３１を全閉する全閉位置と全開する全開位置との間で開度調整可能な過給圧調整弁１８と、を備えている。【選択図】      図１
2006249949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸の回転を利用して又は電動機の回転を利用して駆動される過給機が吸気通路に設けられた内燃機関に適用される内燃機関の排気還流装置において、
前記内燃機関の前記吸気通路が、前記過給機の下流側の分岐位置から分岐されて前記内燃機関の同一の気筒に対して別々に吸気を導く第１分岐通路と第２分岐通路とを有し、
前記内燃機関の排気通路から前記第１分岐通路へ排気を導く排気還流通路と、前記吸気通路の前記分岐位置と前記排気還流通路にて排気が導入される排気導入位置との間の前記第１分岐通路に配置され、前記第１分岐通路を全閉する全閉位置から前記第１分岐通路を全開する全開位置までの間で開度調整可能な調整弁と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記第１分岐通路を介して前記内燃機関に排気を還流させる場合に、前記第１分岐通路を介して行われる過給が制限されるように前記調整弁の開度を閉じ側に制御する調整弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記第１分岐通路が有する第１吸気ポートは、その流量係数が前記第２分岐通路が有する第２吸気ポートの流量係数よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記第２分岐通路が有する前記第２吸気ポートがヘリカルポートとして構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記第１分岐通路が有する第１吸気ポートに設けられた第１吸気弁及び前記第２分岐通路が有する第２吸気ポートに設けられた第２吸気弁のそれぞれを、前記第１吸気ポートの流量係数が前記第２吸気ポートの流量係数よりも大きくなるように、リフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させて駆動する弁駆動装置を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記弁駆動装置は、前記第１吸気弁及び前記第２吸気弁のそれぞれに対する前記リフト量及び前記バルブタイミングの少なくとも一方の変更が可能な可変バルブ機構を備えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
前記内燃機関には、前記過給機と直列又は並列に前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記コンプレッサと一体回転可能に前記排気通路に配置されたタービンとを有し、前記内燃機関の排気エネルギーを利用して駆動される他の過給機が更に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気を内燃機関に還流させる排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気還流装置として、機械式過給機によって加圧された下流側の吸気通路にベンチュリを設け、そのベンチュリを介して内燃機関の排気を導入するもの、或いは機械式過給機の上流側の吸気通路に内燃機関の排気を導入するものがある（特許文献１）。その他本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０８５９８２号公報
【特許文献２】特開２００１−８２２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械式過給機は内燃機関のクランク軸の回転を利用して駆動される。このため、排気エネルギーを利用するターボチャージャーのように、過給機の作動に伴ってタービン上流の排気通路の圧力が上昇することがない。従って、過給時において機械式過給機下流の吸気通路と排気通路との圧力差が小さくなり、ときには吸気通路の圧力が排気通路の圧力を上回り、吸気通路への排気の導入が妨げられて内燃機関に対する排気の還流が制限を受ける。そのため、特許文献１に開示された排気還流装置は、機械式過給機による過給時に、ベンチュリや機械式過給機による吸い込みを利用して排気ガスの導入を促進させている。
【０００５】
しかしながら、ベンチュリを用いる場合には吸入空気量が増えるとベンチュリが吸気の抵抗となり内燃機関の出力性能の低下を招くおそれがある。また、機械式過給機の上流側に排気を導入する場合には排気導入位置から内燃機関の気筒までの容積が必然的に大きくなってしまうので排気還流装置の応答性が悪化するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、内燃機関の出力低下及び排気還流装置の応答性悪化を抑えつつ、内燃機関に対する過給時において排気の導入を促進できる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の排気還流装置は、内燃機関のクランク軸の回転を利用して又は電動機の回転を利用して駆動される過給機が吸気通路に設けられた内燃機関に適用される内燃機関の排気還流装置において、前記内燃機関の前記吸気通路が、前記過給機の下流側の分岐位置から分岐されて前記内燃機関の同一の気筒に対して別々に吸気を導く第１分岐通路と第２分岐通路とを有し、前記内燃機関の排気通路から前記第１分岐通路へ排気を導く排気還流通路と、前記吸気通路の前記分岐位置と前記排気還流通路にて排気が導入される排気導入位置との間の前記第１分岐通路に配置され、前記第１分岐通路を全閉する全閉位置から前記第１分岐通路を全開する全開位置までの間で開度調整可能な調整弁と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この排気還流装置によれば、第１分岐通路に配置された調整弁を全閉位置から全開位置までの間で開度調整できるので、第１分岐通路を介して行われる過給を制限できる。このため、過給機による過給の実行中に排気を還流させる場合には、第１分岐通路を介して行われる過給を調整弁にて制限して排気導入位置の圧力の上昇を抑えることにより排気の導入を促進させると同時に第２分岐通路を介して行われる過給を継続させることができる。従って、内燃機関のクランク軸の回転を利用して又は電動機の回転を利用して駆動される過給機による過給が排気の還流の妨げとはならず、過給を行いながら内燃機関に対して排気の還流を行うことができる。また、排気を還流させる必要がないときには、調整弁を調整することにより第１分岐通路を介して行われる過給の制限を解除することもできる。これにより、第１分岐通路及び第２分岐通路のそれぞれを介して過給が行われて内燃機関の性能低下を抑えることもできる。更に、第１分岐通路の排気導入位置を可能な限り内燃機関の気筒に近づけて排気導入位置から気筒までの容積の増大を抑えることができるので、排気還流装置の応答性の悪化を抑制できる。
【０００９】
本発明の内燃機関の排気還流装置においては、調整弁の開度調整は適宜に行ってよいが、前記第１分岐通路を介して前記内燃機関に排気を還流させる場合に、前記第１分岐通路を介しての過給が制限されるように前記調整弁の開度を閉じ側に制御する調整弁制御手段を更に備えてもよい（請求項２）。この態様によれば、調整弁の開度が閉じ側に制御することにより第１分岐通路を介して行われる過給を制限することができる。
【００１０】
本発明の内燃機関の排気還流装置において、前記第１分岐通路が有する第１吸気ポートは、その流量係数が前記第２分岐通路が有する第２吸気ポートの流量係数よりも大きくなるように構成されてもよい（請求項３）。ここで言う「吸気ポートの流量係数」とは、吸気ポートへの流体の流れ易さを示す無次元数である。吸気ポートの前後の差圧が同一の場合には流量係数が大きいものほど流量が大きくなる。
【００１１】
調整弁にて第１分岐通路を介して行われる過給が制限されて第１吸気ポートの上流圧力よりも第２吸気ポートの上流圧力が高くなったときに第１吸気ポート及び第２吸気ポートのそれぞれの流量係数が同一となるように構成されていると、場合によって第１吸気ポートと第２吸気ポートとの間に流量の格差が発生し、第２吸気ポートから気筒へ導かれた吸気が第１吸気ポート側へ噴き戻されたり、第１吸気ポートからの排気の導入が制限されることが起こり得る。この態様によれば、第１分岐通路を介して行われる過給が調整弁により制限されて第１吸気ポートの上流圧力と第２吸気ポートの上流圧力との間に差が生じても、第１吸気ポートの流量係数が第２吸気ポートの流量係数よりも大きく構成されて排気が流れ易いため、結果として第１吸気ポートと第２吸気ポートとの流量の格差が平準化されて第２吸気ポート側から第１吸気ポート側へ吸気が噴き戻されたり、第１吸気ポートからの排気の導入が制限されることを抑制できる。
【００１２】
二つの吸気ポート間に流量係数の差を与える手段は特に制限されないが、例えば、一方の吸気ポートの径を他方の径よりも大きくする、一方の吸気ポートを直線状に形成し、他方を湾曲させる、等の手段を適用できる。これらの他に、前記第２吸気ポートがヘリカルポートとして構成されてもよい（請求項４）。この場合には、第２吸気ポートがヘリカルポートとして構成されて第１吸気ポートよりも相対的に流量係数が小さくされるので、上述した流量差の緩和効果と同時にスワールが気筒内に発生し、燃料と空気との混合が促進されて良好な燃焼を実現できる。
【００１３】
本発明の内燃機関の排気還流装置において、前記第１分岐通路が有する第１吸気ポートに設けられた第１吸気弁及び前記第２分岐通路が有する第２吸気ポートに設けられた第２吸気弁のそれぞれを、前記第１吸気ポートの流量係数が前記第２吸気ポートの流量係数よりも大きくなるように、リフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させて駆動する弁駆動装置を備えてもよい（請求項５）。ここで言う「吸気ポートの流量係数」とは、吸気ポートへの流体の流れ易さを示す無次元数である。吸気ポートの前後の差圧が同一の場合には流量係数が大きいものほど流量が大きくなる。
【００１４】
第１吸気ポート及び第２吸気ポートのそれぞれの流量係数が同一となるように第１吸気弁及び第２吸気弁のそれぞれが駆動される態様では、調整弁にて第１分岐通路を介して行われる過給が制限されて第１吸気ポートの上流圧力よりも第２吸気ポートの上流圧力が高くなったときに、場合によって第１吸気ポートと第２吸気ポートとの間に流量の格差が発生し、第２吸気ポートから気筒へ導かれた吸気が第１吸気ポート側へ噴き戻されたり、第１吸気ポートからの排気の導入が制限されることが起こり得る。この態様によれば、第１分岐通路を介して行われる過給が調整弁により制限されて第１吸気ポートの上流圧力と第２吸気ポートの上流圧力との間に差が生じても、第１吸気弁及び第２吸気弁のそれぞれが、第１吸気ポートの流量係数が第２吸気ポートの流量係数よりも大きくなるようにリフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させて弁駆動装置にて駆動されるので、結果として第１吸気ポートと第２吸気ポートとの流量の格差が平準化されて第２吸気ポート側から第１吸気ポート側へ吸気が噴き戻されたり、第１吸気ポートからの排気の導入が制限されることを抑制できる。
【００１５】
この態様においては、二つの吸気ポート間でリフト量及びバルブタイミングいずれか一方を相違させてもよいし、両方を相違させてもよい。リフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させる手段に制限はないが、例えば、互いにプロファイルの相違する少なくとも一対のカムを備えたカム機構を設けて弁駆動装置を構成してもよい。また、弁駆動装置が前記第１吸気弁及び前記第２吸気弁のそれぞれに対する前記リフト量及び前記バルブタイミングの少なくとも一方の変更が可能な可変バルブ機構を備えてもよい（請求項６）。この場合には、可変バルブ機構によって内燃機関の運転状態や、目標とする吸入ガスに対する排気の割合（ＥＧＲ率）等に応じてリフト量及びバルブタイミングの少なくも一方を変更できるので、ＥＧＲ率の厳格な制御が必要な場合に好都合である。
【００１６】
また、本発明の内燃機関の排気還流装置において、前記内燃機関には、前記過給機と直列又は並列に前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記コンプレッサと一体回転可能に前記排気通路に配置されたタービンとを有し、前記内燃機関の排気エネルギーを利用して駆動される他の過給機が更に設けられていてもよい（請求項７）。この態様によれば、内燃機関に対して上述した過給機と排気エネルギーを利用して駆動される他の過給機とによって二段過給が実現され、このような内燃機関に対して本発明の排気還流装置を適用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の吸気通路が過給機の下流側の分岐位置から分岐されて内燃機関の同一の気筒に対して別々に吸気を導く第１分岐通路と第２分岐通路とを有し、第１分岐通路の分岐位置と排気が導入される排気位置との間に開度調整可能な調整弁を備えているので、第１分岐通路を介して行われる過給を調整弁にて制限できるので、第１分岐通路への排気の導入を促進させると同時に第２分岐通路を介して行われる過給を継続させることができる。従って、過給機による過給が排気の還流の妨げとはならず、過給を行いながら内燃機関に対して排気の還流を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の排気還流装置を適用した内燃機関の全体構成を示している。内燃機関１は４つ（図１では２つ）の気筒２が一列に並べられた直列４気筒４サイクルのディーゼルエンジンである。内燃機関１には、吸気通路３に配置されクランク軸（不図示）の回転を利用して駆動される機械式過給機（過給機）５と、排気エネルギーを利用して駆動されるターボチャージャー（他の過給機）６とが設けられている。ターボチャージャー６は、排気通路４に配置されたタービン６ａと、タービン５ａと一体回転可能に吸気通路３に配置されたコンプレッサ６ｂとを有している。機械式過給機５及びターボチャージャー６により内燃機関１に対して２段過給が実現されている。機械式過給機５は、内燃機関１に対して低速域から急加速が要求された場合のように、ターボチャージャー６のみでは過給の応答性が悪化する領域をカバーし、ターボチャージャー６の過給を補助するために設けられている。なお、機械式過給機５は内燃機関１の運転と連動して作動する形態でもよいし、クラッチ手段を利用して作動、非作動が制御される形態でもよい。ターボチャージャー６はタービン６ａの上流側に可変ノズル６ｃが設けられた可変容量式である。この可変ノズル６ｃの開度は最大絞り位置（最小開度）から最小絞り位置（最大開度）までの間で調整可能であり、可変ノズル６ｃは内燃機関１の運転状態を適正に制御するために設けられたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１４に接続されて制御される。ＥＣＵ１４はマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む周知のコンピュータである。
【００１９】
内燃機関１の吸気通路３には、上流側から順番に、吸気濾過用のエアクリーナ８、吸気流量に応じた信号を出力するエアフローメータ９、コンプレッサ６ｂ、コンプレッサ６ｂで圧縮された吸気を冷却する第１インタークーラ１０Ａ、スーパーチャージャ５、機械式過給機５で圧縮された吸気を冷却する第２インタークーラ１０Ｂ、及び吸気流量を調整するためのスロットル弁１１がそれぞれ設けられる。また、吸気通路３には機械式過給機５の上流側と第２インタークーラ１０Ｂの下流側とを結ぶバイパス通路１２が設けられ、バイパス通路１２には流量調整用のバイパス弁１３が設けられている。バイパス弁１３の開度を適宜に調整することにより、機械式過給機５による過給圧の調整を行うことができる。バイパス弁１３はＥＣＵ１４に接続されて制御される。
【００２０】
吸気通路３は機械式過給機５の下流に位置する分岐位置３ａからそれぞれ分岐する第１分岐通路３１及び第２分岐通路３２を有している。第１分岐通路３１及び第２分岐通路３２は同一の気筒２に対して別々に、言い換えれば同一の気筒２に対して独立に設けられている。吸気脈動を抑制するために第１分岐通路３１はサージタンク３３を、第２分岐通路３２はサージタンク３４をそれぞれ有している。サージタンク３３、３４の容量は互いに同一でもよく異なっていてもよい。
【００２１】
図２に簡略化して示したように、第１分岐通路３１は各気筒２に対してサージタンク３３から分岐する分岐部３１ａと、各分岐部３１ａに設けられた第１吸気ポート３５とを有し、第２分岐通路３２は各気筒２に対してサージタンク３４から分岐する分岐部３２ａと、各分岐部３２ａに設けられた第２吸気ポート３６とを有している。各吸気ポート３５、３６は対応する気筒２に連通する。第１吸気ポート３５は、流量係数が第２吸気ポート３６の流量係数よりも大きくなるように構成されている。このため、吸気ポートの前後差圧が同一の場合には、第１吸気ポート３５の方が第２吸気ポート３６よりも流量が大きくなる。特に本実施形態では、詳細な図示は省略したが、第２吸気ポート３６がいわゆるヘリカルポートで構成されて、第１吸気ポート３５との間に流量係数の差が与えられている。従って、スワールが各気筒２内に発生し、燃料と空気との混合が促進されて良好な燃焼を実現できる。
【００２２】
また、内燃機関１は第１吸気ポート３５を開閉する第１吸気弁３７と、第２吸気ポートを開閉する第２吸気弁３８と、これらの吸気弁３７、３８をそれぞれ開閉駆動する弁駆動装置３９と、を備えている。詳細な図示は略したが、弁駆動装置３９はクランク軸の回転をカム軸に伝達するものであり、このカム軸には第１吸気弁３７及び第２吸気弁３８のそれぞれに対応する位置に同一プロファイルの一対のカムが設けられている。これにより、これらの吸気弁３７、３８は同一の気筒２に対して同一リフト量及び同一バルブタイミングで弁駆動装置３９にて開閉駆動される。
【００２３】
図１に示したように、内燃機関１の排気通路４は各気筒２から排出された排気が導かれる排気マニホールド４１を有し、排気マニホールド４１の下流側の排気通路４には、ターボチャージャー６のタービン６ａと、タービン６ａの下流側に排気中の有害物質を削減するための排気浄化装置４２とが設けられている。また、内燃機関１には、排気中の窒素酸化物を低減するため、排気を内燃機関１に還流させる排気還流装置１５が設けられている。排気還流装置１５は、排気マニホールド４１と第１分岐通路３１のサージタンク３３とを結ぶ排気還流通路１６と、排気還流通路１６に設けられ、内燃機関１に還流させる排気（以下、ＥＧＲガスという場合がある。）の量を調整する排気還流弁１７と、を備えている。排気還流弁１７はＥＣＵ１４に接続されて目標となるＥＧＲ率が実現されるように制御される。ＥＧＲガスが導入される排気導入位置３ｂは吸気通路３の分岐位置３ａよりも下流側であれば、必ずしもサージタンク３３に設けなくてもよい。なお、図示しないがＥＧＲガスを冷却する冷却装置を排気還流通路１６に設けてもよい。
【００２４】
一般に、排気還流装置１５によりＥＧＲガスを吸気系に導入する際には、ＥＧＲガスを導入する吸気系の圧力よりもＥＧＲガスを取り出す排気系の圧力が高いことが必要である。しかしながら、本実施形態の如く、クランク軸の回転を利用して駆動される機械式過給機を含んだ過給システムの場合、機械式過給機の作動により吸気系の圧力が排気系の圧力の上昇を伴わずに上昇するため、排気系と吸気系との圧力バランスが崩れ、ときには排気系よりも吸気系の圧力が高くなり、圧力バランスが逆転してＥＧＲガスの導入が制限される場合もある。
【００２５】
そこで、本実施形態では、内燃機関１に対して２段過給が行われている際、即ち機械式過給機５とターボチャージャー６とにより同時に過給が行われている際にＥＧＲガスの導入を促進するため、吸気通路３の分岐位置３ａとＥＧＲガスが導入される排気導入位置３ｂとの間に過給圧調整弁（調整弁）１８が設けられている。過給圧調整弁１８は第１分岐通路３１を全閉する全閉位置からこれを全開する全開位置までの間で開度調整可能であり、ＥＣＵ１４と接続されて適宜に開度制御が行われる。これにより、第１分岐通路３１を介して行われる過給を制限できる。なお、過給圧調整弁１８の形態には特に制限がなく、開度調整が可能なものであれば、バタフライ弁や仕切り弁等の形態で実現してもよい。
【００２６】
次に、ＥＣＵ１４による、可変ノズル６ｃ、バイパス弁１３、排気還流弁１７、及び過給圧調整弁１８のそれぞれの開度制御の概要について説明する。図３〜図６は各制御対象の開度を内燃機関１の機関回転数（回転速度）及び負荷に関連づけた制御マップの概略を示している。まず、機関回転数及び負荷がともに低いときは、タービン６ａを通過する排気の量が少ないので、排気取出位置４ｂ（図１）の圧力を高めてＥＧＲガスを入れ易くするため、図３に示すように、可変ノズル６ｃの開度を閉じ側に制御して排気がタービン６ａを通過しにくくする。バイパス弁１３の開度は、図４に示すように、機械式過給機５によって過給圧が上がり過ぎないように開き側に制御される。排気還流弁１７の開度は、図５に示すように、ＥＧＲガスが通り易くするように開き側に制御される。過給圧調整弁１８の開度は、図６に示すように、第１分岐通路３１を介して行われる過給が制限されるように閉じ側に制御される。
【００２７】
一方、機関回転数及び負荷がともに高いときは、タービン６ａを通過する排気の量が多いので、図３に示すように、排気取出位置４ｂの圧力が上がり過ぎないように可変ノズル６ｃの開度を開き側に制御して排気がタービン６ａを通過し易くする。バイパス弁１３の開度は、図４に示すように、機械式過給機５によって過給を効かせるため閉じ側に制御される。排気還流弁１７の開度は、図５に示すように、ＥＧＲガスの通過量が多くなり過ぎないように閉じ側に制御される。過給圧調整弁１８の開度は、図６に示すようにＥＧＲガスが導入され過ぎないように開き側に制御される。
【００２８】
このように、ＥＣＵ１４が内燃機関１の運転状態に応じて各制御対象の開度を制御することにより運転状態に応じた排気還流量（ＥＧＲ量）を得ることができる。
【００２９】
以上の形態によれば、内燃機関１に対して２段過給が行われている際に、調整弁１８の開度が閉じ側に制御されることにより、つまり第１分岐通路３１が絞られることにより第１分岐通路３１を介して行われる過給が制限され調整弁１６の下流側に位置する排気導入位置３ｂの圧力上昇を抑えることができる。このため、排気還流装置１５によってＥＧＲガスを導入する際に、排気導入位置３ｂとＥＧＲガスを取り出す排気取出位置４ｂとの圧力バランスの崩れを抑制できるので、ＥＧＲガスの導入を促進できる。そして、第２分岐通路３２を介して行われる過給はそのまま継続できる。従って、ＥＧＲガスの導入のために機械式過給機５による過給を停止する必要が生じたり、或いは機械式過給機５による過給を必要とする領域でＥＧＲガスの導入が制限される等の不都合を回避できる。また、排気を還流させる必要がないときには、過給圧調整弁１８の開度を開き側に調整することにより第１分岐通路３１を介して行われる過給の制限を解除することもできる。これにより、第１分岐通路３１及び第２分岐通路３２のそれぞれを介して過給が行われて内燃機関１の性能低下を抑えることもできる。更に、第１分岐通路３１の排気導入位置３ｂを可能な限り内燃機関１の気筒２側に近づけて排気導入位置３ｂから気筒２までの容積の増大を抑えることもできる。このため、排気還流装置１５の応答性の悪化を抑制できる。
【００３０】
また、気筒２毎に設けられた第１吸気ポート３５及び第２吸気ポート３６のそれぞれについて、第１吸気ポート３５の流量係数が第２吸気ポート３６の流量係数よりも大きくなるように構成されているので、第１分岐通路３１を介して行われる過給が過給圧調整弁１８により制限されて第１吸気ポート３５の上流圧力と第２吸気ポート３６の上流圧力との間に差が生じても、結果として第１吸気ポート３５と第２吸気ポート３６との流量の格差が平準化されて第２吸気ポート３６側から第１吸気ポート３５側へ吸気が噴き戻されたり、第１吸気ポート３５からの排気の導入が制限されることを抑制できる。
【００３１】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施してもよい。内燃機関１に搭載される過給システムは、図１の形態に制限されず、機械式過給機５の代わりに電動機の回転を利用して駆動される電動コンプレッサ等の電動式過給機を設けてもよい。また、このような過給機とターボチャージャーとが吸気通路に直列に配置される形態に限らず、これらが吸気通路に並列に配置される形態でもよい。また、このような過給機とターボチャージャーとの間で２段過給が行われることは必ずしも必要なく、ターボチャージャーが設けられていない形態でもよい。要は、機械式過給機や電動式過給機のように作動に際して内燃機関の排気系の圧力上昇を伴わない過給機、言い換えると内燃機関の排気エネルギー以外を駆動源とした過給機を含む過給システムを搭載した内燃機関に対して本発明を適用できる。
【００３２】
以上の実施形態では、第２吸気ポート３６をヘリカルポートとして第１吸気ポート３６との間に流量係数の差を与えたが、例えば、第１吸気ポート３５の径を第２吸気ポート３６の径よりも大きくする、或いは、第１吸気ポート３５を直線状に形成し、第２吸気ポート３６を湾曲させる、等の形態でもよい。
【００３３】
二つの吸気ポート自体の形態を互いに相違させずとも、各ポートを開閉する第１吸気弁及び第２吸気弁のリフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させることにより二つの吸気ポート間に流量係数の差を付与することもできる。例えば、図２に示した弁駆動装置３９を、互いにプロファイルの相違する少なくとも一対のカムを備えたカム機構を備えたものに変更し、リフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させてもよい。また、弁駆動装置３９を、リフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方の変更が可能な周知の可変バルブ機構を備えたものに変更し、可変バルブ機構を図１のＥＣＵ１４で制御してもよい。この場合には可変バルブ機構によって内燃機関１の運転状態や、目標とするＥＧＲ率等に応じてリフト量及びバルブタイミングの少なくも一方を変更できるので、ＥＧＲ率の厳格な制御が必要な場合に好都合である。なお、二つの吸気ポート自体の形態を相違させ、かつ各吸気ポートを開閉する吸気弁のリフト量及びバルブタイミングの少なくとも一方を相違させてもよい。
【００３４】
なお、本発明はディーゼルエンジンに好適に適用されるが、ガソリンエンジンに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の排気還流装置を適用した内燃機関の全体構成を示した図。
【図２】サージタンク下流付近の詳細を簡略化して示した図。
【図３】可変ノズルの開度を内燃機関の機関回転数及び負荷に関連づけた制御マップの概略を示した図。
【図４】バイパス弁の開度を内燃機関の機関回転数及び負荷に関連づけた制御マップの概略を示した図。
【図５】排気還流弁の開度を内燃機関の機関回転数及び負荷に関連づけた制御マップの概略を示した図。
【図６】過給圧調整弁の開度を内燃機関の機関回転数及び負荷に関連づけた制御マップの概略を示した図。
【符号の説明】
【００３６】
１  内燃機関
２  気筒
３  吸気通路
３ａ  分岐位置
３ｂ  排気導入位置
４  排気通路
５  機械式過給機（過給機）
６  ターボチャージャー（他の過給機）
６ａ  タービン
６ｂ  コンプレッサ
１４  ＥＣＵ（調整弁制御手段）
１５  排気還流装置
１６  排気還流通路
１８  過給圧調整弁（調整弁）
３１  第１分岐通路
３２  第２分岐通路
３５  第１吸気ポート
３６  第２吸気ポート
３７  第１吸気弁
３８  第２吸気弁
３９  弁駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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