(57)【要約】【課題】内燃機関の排気装置において、運転状態に拘らず左右バンクの背圧差を抑制して残留ガス量の相違による燃焼のバラツキを抑制可能とする。【解決手段】左右のバンク１１，２１ごとに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４を連結し、一方の排気管２４と吸気管３２とをＥＧＲ通路３７により連結すると共にＥＧＲ弁３８を設け、この排気管２４の下流側に背圧を調整可能な背圧調整弁３９を設け、左右の排気管１４，２４の背圧差が減少するようにこの背圧調整弁３９の開度を制御して背圧を調整するようにしている。【選択図】        図１
2006112251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が左右のバンクに分けて配列されて該左右のバンクごとに排気系が設けられた内燃機関の排気装置において、前記左右の排気系のいずれか一方に設けられて排気ガスの一部を吸気系へ再循環するＥＧＲ通路と、前記左右の排気系の背圧差が減少するように該左右の排気系の少なくとも一方の背圧を調整する背圧調整手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、前記背圧調整手段は、排気ガスの一部が前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気系に再循環されるとき、該ＥＧＲ通路が設けられた側の排気系の流路面積を減少させる開閉弁であることを特徴とする内燃機関の排気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、前記背圧調整手段は、排気ガスの一部が前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気系に再循環されるとき、該ＥＧＲ通路が設けられていない側の排気系の流路面積を拡大させる開閉弁であることを特徴とする内燃機関の排気装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の排気装置において、前記背圧調整手段は、内燃機関の回転数及び負荷に基づいて算出された基準背圧と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度とに基づいて背圧を調整することを特徴とする内燃機関の排気装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の排気装置において、前記背圧調整手段は、前記左右の排気系の上流側に設けられた左右の背圧センサの検出結果に基づいて背圧を調整することを特徴とする内燃機関の排気装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の排気装置において、前記背圧調整手段は、前記左右の排気系のいずれか一方に設けられた開閉弁と、前記左右の排気系のいずれか他方の背圧に応じて前記開閉弁を開閉する駆動装置とを有することを特徴とする内燃機関の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒が左右のバンクに分けて配列され、各バンクごとに排気系が設けると共に、各排気系のいずれか一方に排気ガスの一部を吸気系へ再循環するＥＧＲ通路が設けられた内燃機関の排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な多気筒Ｖ型エンジンでは、シリンダブロックが上部に所定角度で傾斜した２つのバンクを有しており、各バンクに設けられた各シリンダにピストンが移動自在に嵌合しており、各ピストンは下部に回転自在に支持されたクランクシャフトに連結されている。また、シリンダブロックの各バンクの上部にはシリンダヘッドが締結されることで各燃焼室が構成されており、各燃焼室には吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気バルブ及び排気バルブにより開閉可能となっている。そして、吸気管の下流部が２つに分岐して各バンクの吸気ポートに連結される一方、排気管の上流部が２つに分岐して各バンクの排気ポートに連結され、この排気管の下流部に触媒装置が装着されている。
【０００３】
また、排気ガス中のＮＯｘの発生を抑制するため、この排気ガスの一部を吸気系に循環させる排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置が適用されている。このＥＧＲ装置は、一方のバンクに連結された排気管と吸気管をＥＧＲ通路により連結すると共に、このＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を設け、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲ弁を開閉することで、所定量の排気ガス、つまり、ＥＧＲガスをＥＧＲ通路を介して吸気管に戻すものである。このＥＧＲガスは空気中の窒素に比べて熱容量の大きい二酸化炭素を含んでおり、ガソリン混合気にＥＧＲガスを混入することで燃焼室内の燃焼温度を低下させ、この燃焼温度の低下に伴ってＮＯｘの生成を抑制することができる。
【０００４】
なお、このような内燃機関の排気装置として、例えば、下記特許文献１に記載された技術がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０５２６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載された「内燃機関の排気浄化制御装置」など、従来のＶ型多気筒内燃機関では、一方のバンクに連結された排気管と吸気管とをＥＧＲ通路により連結し、所定のエンジンの運転状態で、ＥＧＲ弁を開放して排気ガスの一部をＥＧＲ通路から吸気管に戻すようにしている。即ち、左右のバンクにそれぞれ連結された各排気管の一方側から排気ガスを取り出して吸気管へ戻しており、左右の排気管でその背圧に差が生じてしまう。そのため、左右のバンクで、燃焼後に背圧により各燃焼室から排出される排気ガス量に差が生じてしまい、残留ガス量の相違により燃焼にバラツキが生じてエンジン振動が発生してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、運転状態に拘らず左右バンクの背圧差を抑制して残留ガス量の相違による燃焼のバラツキを抑制可能な内燃機関の排気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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の排気装置は、複数の気筒が左右のバンクに分けて配列されて該左右のバンクごとに排気系が設けられた内燃機関の排気装置において、前記左右の排気系のいずれか一方に設けられて排気ガスの一部を吸気系へ再循環するＥＧＲ通路と、前記左右の排気系の背圧差が減少するように該左右の排気系の少なくとも一方の背圧を調整する背圧調整手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の内燃機関の排気装置では、前記背圧調整手段は、排気ガスの一部が前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気系に再循環されるとき、該ＥＧＲ通路が設けられた側の排気系の流路面積を減少させる開閉弁であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の内燃機関の排気装置では、前記背圧調整手段は、排気ガスの一部が前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気系に再循環されるとき、該ＥＧＲ通路が設けられていない側の排気系の流路面積を拡大させる開閉弁であることを特徴としている。
【００１１】
本発明の内燃機関の排気装置では、前記背圧調整手段は、内燃機関の回転数及び負荷に基づいて算出された基準背圧と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度とに基づいて背圧を調整することを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関の排気装置では、前記背圧調整手段は、前記左右の排気系の上流側に設けられた左右の背圧センサの検出結果に基づいて背圧を調整することを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の排気装置では、前記背圧調整手段は、前記左右の排気系のいずれか一方に設けられた開閉弁と、前記左右の排気系のいずれか他方の背圧に応じて前記開閉弁を開閉する駆動装置とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の排気装置によれば、左右の排気系のいずれか一方に排気ガスの一部を吸気系へ再循環するＥＧＲ通路を設けると共に、左右の排気系の背圧差が減少するように少なくともいずれか一方の排気系の背圧を調整する背圧調整手段を設けたので、一方の排気系の排気ガスの一部をＥＧＲ通路から吸気系に戻したとき、背圧調整手段は、左右の排気系の背圧差が減少するように、片方または両方の排気系の背圧を調整することとなり、内燃機関の運転状態に拘らず左右バンクの背圧差を抑制して残留ガス量の相違による燃焼のバラツキを抑制することができ、その結果、内燃機関の振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる内燃機関の排気装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関の排気装置における背圧調整弁の概略図、図３は、実施例１の内燃機関の排気装置による背圧制御のフローチャートである。
【００１７】
実施例１の内燃機関の排気装置において、図１に示すように、内燃機関としてのＶ型６気筒エンジン１０は、６つの気筒が左右のバンク１１，２１に分けられて直列に配列されてなり、各バンク１１，２１には、それぞれ３つの図示しないシリンダが設けられてピストンが移動自在に嵌合しており、各ピストンは下部に回転自在に支持されたクランクシャフトに連結されている。また、各バンク１１，２１にて、各シリンダの上部にはそれぞれ燃焼室が設けられており、各燃焼室には吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気バルブ及び排気バルブにより開閉可能となっている。
【００１８】
そして、各バンク１１，２１の対向する各吸気ポートには、吸気マニホールド１２，２２を介してサージタンク３１が連結され、このサージタンク３１には吸気管３２が連結されており、この吸気管３２の空気取入口にはエアクリーナ３３が取付けられている。また、吸気管３２には、エアクリーナ３３の下流側に位置してスロットル弁を有する電子スロットル装置３４が設けられている。なお、各バンク１１，２１には、各吸気ポートまたは各燃焼室に燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室内の混合気に着火する点火プラグが装着されている。
【００１９】
一方、各バンク１１，２１の各排気ポートには、排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４が連結されており、各排気管１４，２４はその上流部に触媒装置（三元触媒）１５，２５が装着されている。そして、各排気管１４，２４は下流端部が排気集合管３５に連結され、この排気集合管３５には、触媒装置（三元触媒）３６が装着されている。
【００２０】
また、一方の排気管２４における触媒装置２５の下流側と吸気管３２における電子スロットル装置３４の下流側との間には、排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路３７が設けられており、このＥＧＲ通路３７と吸気管３２との連結部にはＥＧＲ弁３８が設けられている。更に、一方の排気管２４におけるＥＧＲ通路３７との連結部の下流側には、この排気管２４の背圧を調整する背圧調整手段としての背圧調整弁（開閉弁）３９が設けられている。この背圧調整弁３９は、図２に詳細に示すように、支持軸４０により中央部が回動自在に支持された円板形状の弁体４１と、この弁体４１を回動するアクチュエータ４２とから構成されている。従って、このアクチュエータ４２により弁体４１を回動することで、排気管２４内の排気ガスの流路面積を変更し、この排気管２４の背圧を調整することができる。
【００２１】
そして、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）４３が搭載されており、このＥＣＵ４３は、インジェクタの燃料噴射タイミングや点火プラグの点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。即ち、吸気管３２の上流側にはエアフローセンサ４４が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ４３に出力している。また、電子スロットル装置３４は現在のスロットル開度をＥＣＵ４３出力しており、エンジン回転数センサ４５は検出したエンジン回転数をＥＣＵ４３に出力している。
【００２２】
また、ＥＣＵ４３は、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ弁３８を開閉制御可能であると共に、背圧調整弁３９を開閉制御可能となっている。即ち、ＥＣＵ４３は、エンジン回転数とエンジン負荷による制御マップに基づいてＥＧＲ弁３８の開度を制御しており、高回転高負荷状態ほどＥＧＲ弁３８の開度が大きくなるように、つまり、大量のＥＧＲガスが吸気管３２に導入されるように制御する。また、ＥＣＵは、エンジン回転数とエンジン負荷によって算出された基準背圧とＥＧＲ弁３８の開度に基づいて、このＥＧＲ弁３８の開度が大きくなるほど背圧調整弁３９の開度が小さくなるように、つまり、流路面積を小さくして排気管２４の背圧が大きくなるように制御する。
【００２３】
以下、本実施例の内燃機関の排気装置による作用について、図１乃至図３に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、空気はエアクリーナ３３から吸気管３２を通してサージタンク３１に吸入され、このサージタンク３１から左右の吸気マニホールド１２，２２を介して各バンク１１，１２の燃焼室に吸入される。同時に、この吸入空気量に見合った燃料量がインジェクタから吸気ポートまたは燃焼室に噴射される。この空気と燃料の混合気は、燃焼室で圧縮された後に点火プラグにより着火されて燃焼し、燃焼ガスは排気ガスとして各排気マニホールド１３，２３に排出され、触媒装置１５，２５を通った後に排気集合管３５で合流し、触媒装置３６で処理された後に外部に排出される。
【００２５】
そして、ＥＣＵ４３は、エンジン回転数とエンジン負荷による制御マップに基づいて、現在のエンジン運転状態が高回転高負荷状態ほどＥＧＲ弁３８の開度が大きくなるように制御し、大量のＥＧＲガスを吸気管３２に導入する。即ち、ＥＧＲガスは空気中の窒素に比べて熱容量の大きい二酸化炭素を含んでおり、燃焼室のガソリン混合気にＥＧＲガスを混入することで、この燃焼室内の燃焼温度を低下させ、この燃焼温度の低下に伴ってＮＯｘの生成を抑制することができる。ところが、ＥＧＲ弁３８を開放して排気管２４の排気ガスの一部をＥＧＲ通路３７から吸気管３２に戻すと、一方の排気管１４の背圧に比べて他方の排気管２４の背圧が低下して両者の間に差が生じ、左右のバンク１１，２１の各燃焼室の燃焼状態にバラツキが生じてしまう。そこで、本実施例では、このときに、ＥＧＲ弁３８の開度に応じて背圧調整弁３９の開度を調整することで、左右の排気管１４，２４の背圧の差を減少するようにしている。
【００２６】
ここで、背圧調整弁３９の開閉制御について説明する。図３に示すように、ステップＳ１１にて、エンジン回転数及びエンジン負荷を検出する。この場合、ＥＣＵ４３は、エンジン回転数として、エンジン回転数センサ４５が検出した検出値を用い、エンジン負荷として、電子スロットル装置３４から出力されるスロットル開度またはエアフローセンサ４４が計測した吸入空気量を用いる。
【００２７】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ４３は、検出したエンジン回転数とエンジン負荷に基づき、予め設定された制御マップを用いてＥＧＲ弁３８の開度を設定し、ステップＳ１３にて、ＥＧＲ弁３８を所定の角度に作動制御する。そして、ステップＳ１４にて、このＥＧＲ弁３８が開作動しているかどうかを判定し、現在のエンジン運転状態が低回転低負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が閉止しているため、ＥＧＲ弁３８が開作動していないと判定し、何もしないでこのルーチンを抜ける。即ち、ＥＧＲ弁３８が閉止しているときは、排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されておらず、左右の排気管１４，２４の背圧はほぼ均等であるため、背圧調整弁３９は、図２に実線で示すように、弁体４１を排気ガスの流れ方向と平行な状態に維持する。
【００２８】
一方、現在のエンジン運転状態が高回転高負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が開放しているため、ステップＳ１４では、ＥＧＲ弁３８が開作動していると判定し、ステップＳ１５に移行する。このステップＳ１５では、ＥＧＲ弁３８の開度を検出してフィードバックする。そして、ステップＳ１６にて、ＥＣＵ４３は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいて一方の排気管１４の背圧（基準背圧）を算出して推定すると共に、エンジン回転数とエンジン負荷とＥＧＲ弁３８の開度に基づいて他方の排気管２４の背圧を算出して推定し、各排気管１４，２４の背圧差から背圧調整弁３９の開度を設定し、ステップＳ１７にて、背圧調整弁３９を所定の角度に作動制御する。
【００２９】
即ち、ＥＧＲ弁３８が開放されているときは、排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されており、一方の排気管１４の背圧に比べて他方の排気管２４の背圧が低下して両者の間に差が生じてしまう。そのため、背圧の低い側の排気管２４に設けられている背圧調整弁３９の弁体４１を、図２に二点鎖線で示すように、閉止方向に回動してその開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように制御する。すると、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、排気管１４の背圧とほぼ均等とすることができる。
【００３０】
このように実施例１の内燃機関の排気装置にあっては、左右のバンク１１，２１ごとに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４を連結し、一方の排気管２４と吸気管３２とをＥＧＲ通路３７により連結すると共にＥＧＲ弁３８を設け、この排気管２４の下流側に背圧を調整可能な背圧調整弁３９を設け、左右の排気管１４，２４の背圧差が減少するようにこの背圧調整弁３９の開度を制御して背圧を調整するようにしている。
【００３１】
従って、ＥＧＲ弁３８が開放されて排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されるとき、排気管２４の背圧が低下するおそれがあるが、このとき、背圧調整弁３９の弁体４１の開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように制御するため、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、各排気管１４，２４の背圧差を減少することができる。その結果、エンジン１０の運転状態に拘らず、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することで、各バンク１１，２１における残留ガス量の相違による燃焼のバラツキが抑制されることとなり、その結果、エンジン１０の振動を抑制することができる。
【００３２】
また、ＥＧＲ通路３７が設けられた排気管２４側に背圧調整弁３９を設け、この背圧調整弁３９をＥＧＲ弁３８の開度に応じて開閉制御するだけでよく、簡単な構成で、且つ、大幅な高コスト化を図ることなく、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することができる。
【実施例２】
【００３３】
図４は、本発明の実施例２に係る内燃機関の排気装置における排圧調整弁の概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３４】
実施例２の内燃機関の排気装置は、全体構成は前述した実施例１と同様であり、背圧調整弁の構成のみが相違している。即ち、図４に示すように、ＥＧＲ通路が連結された側の排気管２４には、このＥＧＲ通路３７との連結部の下流側に、この排気管２４の背圧を調整する背圧調整手段としての背圧調整弁（開閉弁）５１が設けられている。この背圧調整弁５１は、支持軸５２により端部が回動自在に支持された円板形状の弁体５３と、この弁体５３を回動するアクチュエータ５４とから構成されている。
【００３５】
従って、ＥＧＲ弁が開放されているときは、排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲ通路を通して吸気管に導入されており、排気管２４の背圧が低下してしまうおそれがあるが、このとき、背圧調整弁５１にて、アクチュエータ５４により弁体５３を、図４に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置まで閉止方向に回動し、その開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように制御する。すると、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、ＥＧＲ通路が連結されていない側の排気管の背圧とほぼ均等とすることができる。
【００３６】
このように実施例２の内燃機関の排気装置にあっては、ＥＧＲ通路が設けられた排気管２４側の背圧調整弁５１を、支持軸５２と弁体５３とアクチュエータ５４とにより構成し、弁体５３をＥＧＲ弁の開度に応じて開閉制御するだけでよく、簡単な構成で、且つ、大幅な高コスト化を図ることなく、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することができる。
【実施例３】
【００３７】
図５は、本発明の実施例３に係る内燃機関の排気装置における排圧調整弁の概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３８】
実施例３の内燃機関の排気装置は、全体構成は前述した実施例１と同様であり、背圧調整弁の構成のみが相違している。即ち、図５に示すように、ＥＧＲ通路が連結された側の排気管２４には、このＥＧＲ通路３７との連結部の下流側に、この排気管２４の背圧を調整する背圧調整手段としての背圧調整弁（開閉弁）６１が設けられている。この背圧調整弁６１は、支持軸６２により中央部が回動自在に支持された円板形状の弁体６３と、この弁体６３を回動するアクチュエータ（駆動装置）６４とから構成されている。そして、このアクチュエータ６４は、シリンダ６５と、このシリンダ６５内に移動自在に嵌合したピストン６６と、このピストン６６に連結されたロッド６７とより構成されており、シリンダ６５のピストン６６仕切られた圧力室６８が圧力通路６９を介して排気管１４と連通する一方、ロッド６７が連結ロッド７０を介して弁体６３連結されている。
【００３９】
従って、ＥＧＲ弁が閉止しているときは、排気管２４の排気ガスがＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を通して吸気管に導入されておらず、左右の排気管１４，２４の背圧はほぼ均等であるため、背圧調整弁６１は、弁体６３が図示しない段説部材により排気ガスの流れ方向と平行な状態に付勢支持される。一方、ＥＧＲ弁が開放されているときは、排気管２４の排気ガスがＥＧＲ通路を通して吸気管に導入されており、排気管１４の背圧に比べて排気管２４の背圧が低下してしまうおそれがある。ところが、このとき、アクチュエータ６４にて、排気管１４の背圧が圧力通路６９を通して圧力室６８に作用し、ピストン６６、ロッド６７、連結ロッド７０を介して弁体６３を閉止方向に回動し、その開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように回動する。そのため、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、ＥＧＲ通路が連結されていない側の排気管１４の背圧とほぼ均等とすることができる。
【００４０】
このように実施例３の内燃機関の排気装置にあっては、ＥＧＲ通路が設けられた排気管２４側の背圧調整弁６１にて、弁体６３を作動するアクチュエータ６４を、ＥＧＲ通路が設けられていない側の排気系１４の背圧に応じて作動するように構成している。従って、この背圧調整弁６１をＥＣＵによりエンジン運転状態に応じて制御する必要はなく、各排気管１４，２４の背圧差に応じて自動的に回動して制御されることとなり、複雑な制御を不要として簡単な構成で、且つ、大幅な高コスト化を図ることなく、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することができる。
【実施例４】
【００４１】
図６は、本発明の実施例４に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４２】
実施例４の内燃機関の排気装置は、全体構成は前述した実施例１と同様であり、背圧調整弁の制御方法のみが相違している。即ち、図６に示すように、Ｖ型６気筒エンジン１０は、６つの気筒が左右のバンク１１，２１に分けられて配列され、各バンク１１，２１の各吸気ポートにそれぞれ吸気マニホールド１２，２２を介してサージタンク３１及び吸気管３２が連結される一方、各排気ポートに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４及び排気集合管３５が連結されている。
【００４３】
そして、一方の排気管２４と吸気管３２との間にはＥＧＲ通路３７が設けられており、このＥＧＲ通路３７にＥＧＲ弁３８が設けられている。また、他方の排気管２４におけるＥＧＲ通路３７との連結部の下流側に背圧調整弁３９が設けられている。更に、各排気管１４、２４の上流端部には、この各排気管１４、２４の背圧を検出する背圧センサ１６，１７が装着されており、検出結果をＥＣＵ４３へ出力している。従って、ＥＣＵ４３は、背圧センサ１６，２６が検出した各排気管１４、２４の背圧に基づいて、この背圧差が減少するように背圧調整弁３９を開閉制御可能となっている。
【００４４】
従って、ＥＣＵ４３は、検出したエンジン回転数とエンジン負荷に基づき、予め設定された制御マップを用いてＥＧＲ弁３８の開度を設定し、ＥＧＲ弁３８を所定の角度に作動制御する。このとき、現在のエンジン運転状態が低回転低負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が閉止して排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されていないため、左右の排気管１４，２４の背圧はほぼ均等である。ＥＣＵ４３は、各排気管１４、２４の背圧がほぼ同じであることを背圧センサ１６，２６から受け取り、背圧調整弁３９を開放状態とする。
【００４５】
一方、現在のエンジン運転状態が高回転高負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が開放してＥＧＲ弁３８が所定角度開放して排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されているため、一方の排気管１４の背圧に比べて他方の排気管２４の背圧が低下して両者の間に差が生じてしまう。ＥＣＵ４３は、各排気管１４、２４の背圧差があることを背圧センサ１６，２６から受け取り、背圧の低い側の排気管２４に設けられている背圧調整弁３９を閉止方向に回動してその開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように制御する。すると、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、排気管１４の背圧とほぼ均等とすることができる。
【００４６】
このように実施例４の内燃機関の排気装置にあっては、左右のバンク１１，２１ごとに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４を連結し、一方の排気管２４と吸気管３２とをＥＧＲ通路３７により連結すると共にＥＧＲ弁３８を設け、この排気管２４の下流側に背圧を調整可能な背圧調整弁３９を設け、ＥＣＵ４３は、各排気管１４，２４に設けた背圧センサ１６，２６の検出結果に基づいて左右の排気管１４，２４の背圧差が減少するように背圧調整弁３９の開度を制御するようにしている。
【００４７】
従って、ＥＧＲ弁３８が開放されて排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されるとき、排気管２４の背圧が低下するおそれがあるが、ＥＣＵ４３は背圧センサ１６，２６の検出結果から各排気管１４、２４の背圧差を判断し、背圧調整弁３９の開度が小さくなるように、つまり、排気管２４の流路面積が小さくなるように制御することとなり、排気管２４の流路抵抗が増加して背圧が上昇し、各排気管１４，２４の背圧差を減少することができる。その結果、ＥＣＵ４３は、エンジン１０の運転状態やＥＧＲ弁３８の開度から各排気管１４，２４の排圧を算出する必要はなく、背圧センサ１６，２６の検出結果に基づいて背圧調整弁３９の開度を制御すればよく、制御の簡素化を図ることができる。
【実施例５】
【００４８】
図７は、本発明の実施例５に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４９】
実施例５の内燃機関の排気装置は、エンジン構成は前述した実施例１と同様であるが、排気系の構成及び背圧調整弁の制御方法が相違している。即ち、図７に示すように、Ｖ型６気筒エンジン１０は、６つの気筒が左右のバンク１１，２１に分けられて配列され、各バンク１１，２１の各吸気ポートにそれぞれ吸気マニホールド１２，２２を介してサージタンク３１及び吸気管３２が連結される一方、各排気ポートに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４及び排気集合管３５が連結されている。この場合、一方の排気管１４の通路径を他方の排気管２４の通路径よりも大きく設定している。
【００５０】
そして、通路径の小さい排気管２４と吸気管３２との間にＥＧＲ通路３７が設けられ、このＥＧＲ通路３７にＥＧＲ弁３８が設けられている。また、通路径の大きい排気管１４における触媒装置１５の下流側に背圧調整弁７１が設けられている。この背圧制御弁７１は、例えば、アクチュエータにより弁体を回動して排気管１４内の排気ガスの流路面積を、排気管２４と同様な面積から拡大する方向に変更することで、排気管１４の背圧を調整することができるものであり、ＥＣＵ４３は、エンジン運転状態及びＥＧＲ弁３８の開度に基づいて、各排気管１４，２４の背圧差が減少するように背圧調整弁７１を開閉制御可能となっている。
【００５１】
従って、ＥＣＵ４３は、検出したエンジン回転数とエンジン負荷に基づき、予め設定された制御マップを用いてＥＧＲ弁３８の開度を設定し、ＥＧＲ弁３８を所定の角度に作動制御する。このとき、現在のエンジン運転状態が低回転低負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が閉止して排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されていないため、左右の排気管１４，２４の背圧はほぼ均等であり、背圧調整弁７１を閉止状態、つまり、背圧調整弁７１が排気管１４の通路を一部閉止し、排気管１４の流路面積を排気管２４の流路面積と同様とする。
【００５２】
一方、現在のエンジン運転状態が高回転高負荷領域にあれば、ＥＧＲ弁３８が開放してＥＧＲ弁３８が所定角度開放して排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されているため、一方の排気管１４の背圧に比べて他方の排気管２４の背圧が低下して両者の間に差が生じてしまう。ＥＣＵ４３は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいて一方の排気管１４の背圧（基準背圧）を推定すると共に、エンジン回転数とエンジン負荷とＥＧＲ弁３８の開度に基づいて他方の排気管２４の背圧を推定し、各排気管１４，２４の背圧差から背圧調整弁７１の開度を設定する。即ち、背圧の高い側の排気管１４に設けられている背圧調整弁７１を開放方向に回動してその開度が大きくなるように、つまり、排気管１４の流路面積が大きくなるように制御する。すると、排気管１４の流路抵抗が低下して背圧が下降し、排気管２４の背圧とほぼ均等とすることができる。
【００５３】
このように実施例５の内燃機関の排気装置にあっては、左右のバンク１１，２１ごとに排気マニホールド１３，２３を介して排気管１４，２４を連結し、排気管２４と吸気管３２とをＥＧＲ通路３７により連結すると共にＥＧＲ弁３８を設け、排気管１４の通路径を大きくして下流側に背圧を調整可能な背圧調整弁７１を設け、左右の排気管１４，２４の背圧差が減少するようにこの背圧調整弁７１の開度を制御して背圧を調整するようにしている。
【００５４】
従って、ＥＧＲ弁３８が開放されて排気管２４の排気ガスの一部がＥＧＲ通路３７を通して吸気管３２に導入されるとき、排気管２４の背圧が低下するおそれがあるが、このとき、背圧調整弁７１の開度が大きくなるように、つまり、排気管１４の流路面積が大きくなるように制御するため、排気管１４の流路抵抗が低下して背圧が下降し、各排気管１４，２４の背圧差を減少することができる。その結果、エンジン１０の運転状態に拘らず、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することで、各バンク１１，２１における残留ガス量の相違による燃焼のバラツキが抑制されることとなり、その結果、エンジン１０の振動を抑制することができる。
【００５５】
また、ＥＧＲ通路３７が設けられていない排気管１４側に背圧調整弁７１を設け、この背圧調整弁７１をＥＧＲ弁３８の開度に応じて開閉制御するだけでよく、簡単な構成で、且つ、大幅な高コスト化を図ることなく、左右のバンク１１，２１の背圧差が減少することができる。
【００５６】
なお、上述の各実施例にて、背圧調整弁を弁体の中央部または端部を支持して回動自在な弁体とし、アクチュエータにより作動するように構成したが、この構成に限定されるものではなく、排気管の通路面積を増減して背圧を変更することができるものであれば、どのような構成であってもよい。また、一方の排気系のみに背圧調整手段を設けたが、両方に設けても良い。
【００５７】
また、上述の各実施例では、内燃機関を自然吸気エンジンとしたが、排気過給機付エンジンに適用することもでき、この場合、本発明を適用することで、左右のバンクの過給圧を均等にすることができ、各バンクにおける燃焼のバラツキが抑制されることとなり、エンジン振動を抑制することができる。
【００５８】
更に、本発明の内燃機関を多気筒Ｖ型６気筒エンジンとして説明したが、気筒数はこれに限るものではなく、Ｖ型エンジンであればどのようなエンジンであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる内燃機関の排気装置は、左右のバンクごとに排気系を設け、一方の排気系のＥＧＲガス量に応じて各排気系の背圧差が減少するように背圧を調整するようにしたものであり、いずれの形態の内燃機関の排気装置にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の内燃機関の排気装置における背圧調整弁の概略図である。
【図３】実施例１の内燃機関の排気装置による背圧制御のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気装置における背圧調整弁の概略図である。
【図５】本発明の実施例３に係る内燃機関の排気装置における背圧調整弁の概略図である。
【図６】本発明の実施例４に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図である。
【図７】本発明の実施例５に係る内燃機関の排気装置を表す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  Ｖ型６気筒エンジン（内燃機関）
１１，２１  バンク
１４，２４  排気管
１６，２６  背圧センサ
３１  サージタンク
３２  吸気管
３５  排気集合管
３７  排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路
３８  ＥＧＲ弁
３９，５１，６１，７１  背圧調整弁（背圧調整手段、開閉弁）
４３  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６４  アクチュエータ（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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【図７】
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