(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＰＦの詰まりによる排気圧力、及び内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の変化に従う可変容量型排気ターボ過給機のノズル角（ノズル開度）を、エンジンの全運転域においてエンジン強度及び耐久性の低下を伴うことなくＥＧＲによるＮＯｘ低減効果を発揮し得る内部ＥＧＲシステム付きエンジンを提供する。【解決手段】ＤＰＦ差圧を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段から入力されるＤＰＦ差圧検出値に基づき、ＤＰＦ差圧が排気弁内部ＥＧＲの許容ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧になるような可変容量型排気ターボ過給機の適正ノズル角である適正ＶＧノズル角を算出し、該基準ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータを制御する内部ＥＧＲコントローラをそなえた。【選択図】図２
2008157156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス通路に排気ガス中の微小固形物を除去するＤＰＦ（黒煙除去装置）と、排気タービンのノズル角を変化させることにより容量を調整可能にした可変容量型排気ターボ過給機とをそなえるとともに、吸気行程時に排気行程時の排気弁の主リフトとは離れて該排気弁を微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に送り込んで吸気に混入させる排気弁内部ＥＧＲを行うように構成された内部ＥＧＲシステム付きエンジンにおいて、前記ＤＰＦ出入口間の排気ガスの差圧であるＤＰＦ差圧を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段から入力されるＤＰＦ差圧検出値に基づき、ＤＰＦ差圧が排気弁内部ＥＧＲの許容ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧になるような前記可変容量型排気ターボ過給機の適正ノズル角である適正VGノズル角を算出し、該適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータを制御する内部ＥＧＲコントローラをそなえたことを特徴とする内部ＥＧＲシステム付きエンジン。
【請求項２】
前記内部ＥＧＲコントローラは、前記排気弁内部ＥＧＲの許容ＥＧＲ量に対応する前記基準ＤＰＦ差圧が設定されるとともに、前記ＤＰＦ差圧と前記可変容量型排気ターボ過給機の前記ＶＧノズル角との関係が設定され、前記ＤＰＦ差圧検出値と前記基準ＤＰＦ差圧とを対比して、前記ＤＰＦ差圧が前記基準ＤＰＦ差圧になるような適正ＶＧノズル角を算出し、該適正ＶＧノズル角になるように前記ノズル角制御用アクチュエータを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の内部ＥＧＲシステム付きエンジン。
【請求項３】
吐出圧力を変化可能に構成され給気を加圧してエンジンに供給する可変容量コンプレッサを設け、前記内部ＥＧＲコントローラは、前記ＶＧノズル角がエンジン運転条件に対応して設定された運転条件対応ＶＧノズル角よりも大きくなったとき、前記可変容量コンプレッサによりエンジンの給気圧力を上昇せしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の内部ＥＧＲシステム付きエンジン。
【請求項４】
前記可変容量コンプレッサを前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサと直列に設け、前記可変容量コンプレッサで加圧された給気を前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサでさらに加圧する２段過給方式の給気システムに構成したことを特徴とする請求項１記載の内部ＥＧＲシステム付きエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として４サイクルディーゼルエンジン及び４サイクルガスエンジンに適用され、特にＤＰＦ（黒煙除去装置）及び可変容量型排気ターボ過給機をそなえて、吸気行程時に排気弁を微小量サブリフトさせて排気ガスの一部を燃焼室内に送り込んで吸気に混入させる排気弁内部ＥＧＲを行うように構成された内部ＥＧＲシステム付きエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルディーゼルエンジン、４サイクルガスエンジン等においては、吸気行程時に排気弁を排気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させる排気弁サブリフト方式即ち排気弁内部ＥＧＲ方式からなる内部ＥＧＲシステムを備えたエンジンが提供されている。
かかる排気弁内部ＥＧＲ方式は、図６に示されるように、吸気弁が主リフトＩｎ状態に
ある吸気行程時に、排気弁を排気行程時の主リフトＥｘとは離れて微小量（リフトＨｓ）サブリフトＥｓさせて、排気ポート（排気通路）内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させることにより、内部ＥＧＲを行いＮＯｘの発生を抑制している。
【０００３】
また、内部ＥＧＲシステムを備えたエンジンに関する技術として、特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）、特許文献２（特開２００５−４８７４３号公報）等が提供されている。
特許文献１の技術においては、吸気通路に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、排気行程の終了直前に吸気制御弁よりも先に吸気弁を開き、負圧となっている吸気通路内にピストンの上昇によって燃焼ガス（ＥＧＲガス）を押し込み、吸気行程時にＥＧＲガス混入の吸気を燃焼室内に還流し、前記吸気制御弁を吸気弁の開閉時期と関連させるとともに、エンジン負荷、エンジン回転数等のエンジン運転条件によって開閉制御して、吸気制御弁と吸気弁との間の圧力（負圧）を制御して内部ＥＧＲ量を所望の値に制御している。
【０００４】
特許文献２の技術においては、ＤＰＦ（黒煙除去装置）及び可変容量型排気ターボ過給機をそなえ、吸気行程時に排気弁を微小量サブリフトさせて排気ガスの一部を燃焼室内に送り込んで吸気に混入させる内部ＥＧＲを行うように構成された４サイクルエンジンにおいて、ＤＰＦにおける排気微粒子の堆積によって減少する該ＤＰＦの等価面積を推定する手段と、該等価面積の減少に対し可変容量型排気ターボ過給機のノズル開度を増加補正する手段とをそなえ、前記ＤＰＦが詰まってエンジン背圧が過大になったとき、前記可変容量型排気ターボ過給機のノズル開度を大きくして排気圧力を低下させ、内部ＥＧＲ率の上昇を抑制するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３３７２６号公報
【特許文献２】特開２００５−４８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排気弁内部ＥＧＲ方式（排気弁サブリフト方式）の内部ＥＧＲシステムをそなえたエンジンにおいては、図６に示されるように、吸気弁が主リフトＩｎ状態にある吸気行程時に、排気弁を微小量（リフトＨｓ）サブリフトＥｓさせて、排気ポート（排気通路）内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させるため、排気弁のサブリフトＥｓのリフト量Ｈｓを大きくして内部ＥＧＲ量を多くすることにより、ＮＯｘ発生量を少なくすると、サブリフトＥｓ時に燃焼室内に還流する排気ガス量が増加することから、燃焼温度及び排気温度が上昇し、該排気温度の上昇度が限度を超えると、エンジンの熱負荷の増大や、燃焼温度の上昇分がＮＯｘの発生を助長して逆にＥＧＲによるＮＯｘ低減効果が低下するという問題点を抱えている。
【０００７】
特に、排気ガス通路に排気ガス中のパティキュレート（微小固形物）を除去するＤＰＦ（黒煙除去装置）が設けられているエンジンにおいては、ＤＰＦにおけるパティキュレートの堆積量が増加して該ＤＰＦ出入口間の排気ガスの差圧つまりＤＰＦ差圧が増加すると、ＤＰＦ入口排気圧力と燃焼室内圧力との圧力差が大きくなって、排気弁内部ＥＧＲ方式での内部ＥＧＲ量が増加し、前記のような排気温度の過大な上昇及びこれによる前記問題点を誘発する度合いが大きくなる。
【０００８】
然るに、前記特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）にあっては、排気行程時に、吸気弁を吸気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせ、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流するようにした内部ＥＧＲシステムをそなえた４サイクルエンジンが開示されているにとどまり、前記のような、排気弁内部ＥＧＲ方式での内部ＥＧＲを行うエンジンにおける、内部ＥＧＲ量の増加と排気温度の上昇による問題点を解決する手段は、前記特許文献１には示されていない。
【０００９】
また、前記特許文献２（特開２００５−４８７４３号公報）の技術にあっては、可変容量型排気ターボ過給機付きエンジンにおいて、ＤＰＦにおけるパティキュレート（微小固形物）の堆積によって減少するＤＰＦの等価面積を推定し、該等価面積の減少に対し可変容量型排気ターボ過給機のノズル開度を増加補正するように構成されており、パティキュレートの堆積によって減少するＤＰＦの等価面積を推定し、この等価面積の推定値に基づきＤＰＦの詰まりによるエンジン背圧の増加時にノズル開度を増加補正するため、ＤＰＦの等価面積を高精度で推定するのは困難でありまた煩雑でもあることから、ＤＰＦの詰まりによる排気圧力及び内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の増加に従い可変容量型排気ターボ過給機のノズル開度を、高精度で且つ簡単な手順で制御するのは困難を伴う。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＤＰＦ（黒煙除去装置）及び可変容量型排気ターボ過給機をそなえたエンジンの排気弁内部ＥＧＲ方式において、ＤＰＦの詰まりによる排気圧力及び内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の変化に従う可変容量型排気ターボ過給機のノズル角（ノズル開度）を、高精度で且つ簡単な手順で制御可能にして、エンジンの全運転域においてエンジン強度及び耐久性の低下を伴うことなくＥＧＲによるＮＯｘ低減効果を発揮し得る内部ＥＧＲシステム付きエンジン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】
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するもので、排気ガス通路に排気ガス中の微小固形物を除去するＤＰＦ（黒煙除去装置）と、排気タービンのノズル角を変化させることにより容量を調整可能にした可変容量型排気ターボ過給機とをそなえるとともに、吸気行程時に排気行程時の排気弁の主リフトとは離れて該排気弁を微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に送り込んで吸気に混入させる排気弁内部ＥＧＲを行うように構成された内部ＥＧＲシステム付きエンジンにおいて、前記ＤＰＦ出入口間の排気ガスの差圧であるＤＰＦ差圧を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段から入力されるＤＰＦ差圧検出値に基づき、ＤＰＦ差圧が排気弁内部ＥＧＲの許容ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧になるような前記可変容量型排気ターボ過給機の適正ノズル角である適正ＶＧノズル角を算出し、該適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータを制御する内部ＥＧＲコントローラをそなえたことを特徴とする。
【００１２】
かかる発明において、具体的には、前記内部ＥＧＲコントローラは、前記排気弁内部ＥＧＲの許容ＥＧＲ量に対応する前記基準ＤＰＦ差圧が設定されるとともに、前記ＤＰＦ差圧と前記可変容量型排気ターボ過給機の前記ＶＧノズル角との関係が設定され、前記ＤＰＦ差圧検出値と前記基準ＤＰＦ差圧とを対比して、前記ＤＰＦ差圧が前記基準ＤＰＦ差圧になるような適正ＶＧノズル角を算出し、該適正ＶＧノズル角になるように前記ノズル角制御用アクチュエータを制御するように構成するのが好ましい。
【００１３】
また本発明は、吐出圧力を変化可能に構成され給気を加圧してエンジンに供給する可変容量コンプレッサを設け、前記内部ＥＧＲコントローラは、前記ＶＧノズル角がエンジン運転条件に対応して設定された運転条件対応ＶＧノズル角よりも大きくなったとき、前記可変容量コンプレッサによりエンジンの給気圧力を上昇せしめるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
かかる発明において、好ましくは、前記可変容量コンプレッサを前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサと直列に設け、前記可変容量コンプレッサで加圧された給気を前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサでさらに加圧する２段過給方式の給気システムに構成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＰＦ出入口間のＤＰＦ差圧を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段からのＤＰＦ差圧検出値に基づき、ＤＰＦ差圧が許容内部ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧になるような可変容量型排気ターボ過給機の適正ＶＧノズル角を算出して該適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータを制御する内部ＥＧＲコントローラとをそなえ、具体的には、該内部ＥＧＲコントローラによって許容内部ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧を設定するとともに、ＤＰＦ差圧と可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角との関係を設定しておき、ＤＰＦ差圧検出値と基準ＤＰＦ差圧とを対比してＤＰＦ差圧が基準ＤＰＦ差圧になるような適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータを制御するので、ＤＰＦ差圧を検出してＤＰＦ差圧の検出値と許容内部ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧とを対比して、ＤＰＦ差圧が基準ＤＰＦ差圧になるような適正ＶＧノズル角を算出するのみで、ＤＰＦの詰まりに応じて可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角を開くことにより、排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大を防止することが可能となる。
【００１６】
従って本発明によれば、ＤＰＦ差圧を検出して、このＤＰＦ差圧の検出データに基づき可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角を制御するという、きわめて簡単な手段で以って、ＤＰＦの詰まりによる排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止することができる。
また、ＤＰＦ差圧の検出値を用いて可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角を制御するので、前記特許文献２（特開２００５−４８７４３号公報）のように、ＤＰＦの等価面積を推定してこの等価面積推定値を用いて可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角を制御する手段に比べて、精度良く可変容量型排気ターボ過給機のノズル角を、内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）が所定範囲になるように制御することが可能となる。
【００１７】
また本発明によれば、吐出圧力を変化可能に構成された可変容量コンプレッサを設けて、該可変容量コンプレッサで給気を加圧してエンジンに供給するようにするとともに、内部ＥＧＲコントローラにおいて、前記可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角がエンジン運転条件に対応して設定された運転条件対応ＶＧノズル角よりも大きくなったとき、該可変容量コンプレッサによりエンジンの給気圧力を上昇せしめるように構成し、好ましくは、前記可変容量コンプレッサを可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサと直列に設けて可変容量コンプレッサで加圧された給気を可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサでさらに加圧する２段過給方式の給気システムに構成したことにより、ＤＰＦの詰まりによる排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止するために可変容量型排気ターボ過給機のＶＧノズル角を大きくした（ノズル開度を大きくした）ことによるエンジン給気圧力の低下を、可変容量コンプレッサの給気加圧によって補充することができる。
これにより、エンジン給気圧力の低下を伴うことなく、排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止できる。
【００１８】
以上、要するに本発明によれば、ＤＰＦの詰まりによる排気圧力及び内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の変化（増大）に従う可変容量型排気ターボ過給機のノズル角（ノズル開度）を、高精度で且つ簡単な手順で制御することが可能となり、これにより、エンジンの全運転域において、ＤＰＦの詰まりによりＤＰＦ入口排気圧力と燃焼室内の圧力との圧力差が大きくなって内部ＥＧＲ量が増加するのを抑制できて、かかる内部ＥＧＲ量増加に伴う排気温度の過大な上昇によるエンジン熱負荷の増大及びＮＯｘ低減効果の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンの内部ＥＧＲ制御装置の全体構成図である。
図１において、１００はエンジン（４サイクルディーゼルエンジン）、１はエンジン１００のシリンダ内に形成された燃焼室、２はピストン、３９はクランク軸である。
４は各シリンダヘッドに形成された吸気ポート、５は各吸気ポート４を開閉する吸気弁、１２は前記各吸気ポート４への吸気が集合する吸気マニホールド、６は各シリンダヘッドに形成された排気ポート、７は前記各排気ポート６を開閉する排気弁、１１は前記各排気ポート６からの排気ガスが集合する排気マニホールドである。８は前記コンプレッサ１０ｂからの加圧給気（空気）を冷却する空気冷却器である。
【００２１】
１０は過給機で、ノズル角（ノズル面積）を可変にした可変ノズル機構をそなえた可変容量型排気ターボ過給機で構成され、前記排気マニホールド１１を通った排気ガスにより駆動されるタービン１０ａ及び該タービン１０ａにより直結駆動されて前記吸気マニホールド１２側に給気を圧送するコンプレッサ１０ｂをそなえている。
３はＶＧノズル角アクチュエータで、前記タービン１０ａのノズル角（ノズル面積）を変化させるものである。
かかる可変容量型排気ターボ過給機の可変ノズル機構は公知であるので、その詳細な構造説明は省略する。
前記過給機１０のタービン１０ａ出口に接続される排気管１３の管路中には、排気ガス中のパティキュレート（微小固形物）を除去するＤＰＦ（黒煙除去装置）１４が設けられている。
【００２２】
かかる４サイクルディーゼルエンジンにおいて、可変容量型排気ターボ過給機からなる前記過給機１０のコンプレッサ１０ｂから圧送された給気（空気）は、空気冷却器８で冷却された後、吸気マニホールド１２から各シリンダの吸気ポート４に分配され、吸気弁５の開弁により燃焼室１内に導入される。
前記各燃焼室１での着火燃焼後の排気ガスは、排気弁７の開弁により排気ポート６を通って排気マニホールド１１に溜められてから、過給機１０に送り込まれて該過給機１０のタービン１０ａを駆動する。そして、該タービン１０ａ駆動後の排気ガスは前記排気管１３を通って前記ＤＰＦ１４に入り、ここでパティキュレート（微小固形物）を除去されて図示しない排ガス浄化触媒装置で浄化されて外気中に排出される。
【００２３】
また、動弁装置においては、前記クランク軸３９よって吸気カム軸及び吸気カムが回転駆動されることにより前記吸気弁５が各吸気ポート４を開閉し、また前記クランク軸３９によって排気カム軸及び排気カムが回転駆動されることにより前記排気弁７が各排気ポート６を開閉する。
本発明に係る排気弁内部ＥＧＲシステムにおいては、図６の吸、排気弁タイミング線図
に示すように、吸気行程時に排気行程時の排気弁７の主リフトＥｘとは離れて該排気弁７を微小量サブリフト（Ｅｓ）させて（Ｈｓはサブリフト量）、排気ポート６内の排気ガスの一部を燃焼室１内に送り込んで吸気に混入させている。
本発明は、以上のような可変容量型排気ターボ過給機を備えた４サイクルエンジンにおける排気弁内部ＥＧＲシステムの改良に係るものである。
【００２４】
図１において、内部ＥＧＲコントローラは符号２０で示され、該内部ＥＧＲコントローラ２０には、前記エンジン１００の負荷を検出する負荷検出器１９からエンジン負荷の検出値、前記エンジン１００のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器１８からエンジン回転数の検出値がそれぞれ入力される。
また、前記排気管１３のＤＰＦ１４入口及び出口にはＤＰＦ入口圧力センサ１５及びＤＰＦ出口圧力センサ１６が設置され、各圧力センサ１５，１６からの排気圧力検出値は前記内部ＥＧＲコントローラ２０に入力される。
【００２５】
次に、図２〜４に基づき前記排気弁内部ＥＧＲ方式の内部ＥＧＲシステムの制御動作について説明する。
前記内部ＥＧＲコントローラ２０のＤＰＦ差圧算出部２１には、前記ＤＰＦ入口圧力センサ１５及びＤＰＦ出口圧力センサ１６から、ＤＰＦ入口圧力検出値Ｐ１及びＤＰＦ出口圧力検出値Ｐ２がそれぞれ入力される。該ＤＰＦ差圧算出部２１においては、前記ＤＰＦ入口圧力Ｐ１とＤＰＦ出口圧力検出値Ｐ２との圧力差即ちＤＰＦ差圧（Ｐ１−Ｐ２）を算出してＶＧノズル角調整量算出部２５に入力する。
また、前記負荷検出器１９からのエンジン負荷の検出値、エンジン回転数検出器１８からのエンジン回転数の検出値は、前記内部ＥＧＲコントローラ２０のＶＧノズル角設定部２３に入力される。ＶＧノズル角設定部２３においては、前記エンジン負荷及びエンジン回転数に相当する運転条件対応ＶＧノズル角を算出してＶＧノズル角算出部２６に入力する。
【００２６】
符号２２で示されるＤＰＦ基準差圧／排気弁内部ＥＧＲ量設定部には、図３に示されるような、許容排気弁内部ＥＧＲ量（あるいは排気内部ＥＧＲ率）即ち排気温度が許容温度以下で且つ所要のＮＯｘ低減量が得られる排気内部ＥＧＲ量と、許容排気内部ＥＧＲ量に相当するＤＰＦ差圧の許容値（ＤＰＦ差圧の最大値）である基準ＤＰＦ差圧との関係が設定されている。
また、符号２４で示されるＤＰＦ差圧／ＶＧノズル角設定部には、図４に示されるような、ＤＰＦ差圧と、ＶＧノズル角（ノズルベーン開度）即ち前記ＤＰＦ差圧（つまり排気圧力）になるようなＶＧノズル角との関係が設定されている。
【００２７】
符号２５で示されるＶＧノズル角調整量算出部においては、前記ＤＰＦ差圧算出部２１からのＤＰＦ差圧の検出値（算出値）と前記基準ＤＰＦ差圧とを対比して、該ＤＰＦ差圧検出値と基準ＤＰＦ差圧との偏差を算出し、さらに該ＤＰＦ差圧の偏差を前ＤＰＦ差圧／ＶＧノズル角設定部に突き合わせて該ＤＰＦ差圧偏差に対応するＶＧノズル角調整量を算出してＶＧノズル角算出部２６に入力する。
該ＶＧノズル角算出部２６においては、前記運転条件対応ＶＧノズル角を前記ＶＧノズル角調整量で補正したＶＧノズル角制御値を前記ＶＧノズル角アクチュエータ３に入力する。該ＶＧノズル角アクチュエータ３は、前記タービン１０ａのノズル角（ノズル面積）を前記ＶＧノズル角制御値に設定する。
【００２８】
かかる第１実施例によれば、ＤＰＦ１４出入口間のＤＰＦ差圧（Ｐ１−Ｐ２）を検出するＤＰＦ差圧検出手段を設けるとともに、該差圧検出手段からのＤＰＦ差圧検出値に基づき、ＤＰＦ差圧が許容内部ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧になるような可変容量型排気ターボ過給機１０の適正ＶＧノズル角を算出して、該適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータ３を制御する内部ＥＧＲコントローラ２０とをそなえて、内部ＥＧＲコントローラ２０によって、許容内部ＥＧＲ量（許容内部ＥＧＲ量）に対応する基準ＤＰＦ差圧を設定するとともに、ＤＰＦ差圧と可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角との関係を設定しておき、ＤＰＦ差圧検出値と基準ＤＰＦ差圧とを対比してＤＰＦ差圧が基準ＤＰＦ差圧になる適正ＶＧノズル角になるようにノズル角制御用アクチュエータ３を制御するので、ＤＰＦ差圧を検出してＤＰＦ差圧の検出値と許容内部ＥＧＲ量に対応する基準ＤＰＦ差圧とを対比して、ＤＰＦ差圧が基準ＤＰＦ差圧になるような適正ＶＧノズル角を算出するのみで、ＤＰＦ１４の詰まりに応じて可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角を開くことにより、排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大を防止することが可能となる。
【００２９】
従って、かかる第１実施例によれば、ＤＰＦ差圧を検出して、このＤＰＦ差圧の検出データに基づき可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角を制御するという、きわめて簡単な手段で以って、ＤＰＦ１４の詰まりによる排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止することができる。
また、ＤＰＦ差圧の検出値を用いて可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角を制御するので、従来技術に比べて、精度良く可変容量型排気ターボ過給機１０のノズル角を、内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）が所定範囲になるように制御することが可能となる。
【実施例２】
【００３０】
図５は本発明の第２実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンの内部ＥＧＲ制御装置の全体構成図である。
この第２実施例においては、前記第１実施例（図１〜図４）に対して、電動モータ３２により駆動されて、吐出圧力を変化可能に構成され給気を加圧してエンジンに供給する可変容量の電動コンプレッサ３１を、前記可変容量型排気ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ｂと直列に設け、前記電動コンプレッサ３１で加圧された給気を前記可変容量型排気ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ｂでさらに加圧する２段過給方式の給気システムに構成している。
【００３１】
そして、前記内部ＥＧＲコントローラ２０は、前記可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角が、負荷検出器１９からのエンジン負荷検出値及びエンジン回転数検出器１８からのエンジン回転数検出値（即ちエンジン運転条件検出値）に対応して設定された運転条件対応ＶＧノズル角よりも大きくなったとき、前記可変容量の電動コンプレッサ３１を作動させてエンジンの給気圧力を上昇せしめる。
その他の構成は、図１に示される第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００３２】
かかる第２実施例によれば、吐出圧力を変化可能に構成された可変容量の電動コンプレッサ３１を設けて、該電動コンプレッサ３１で給気を加圧してエンジンに供給するようにするとともに、内部ＥＧＲコントローラ２０において、前記可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角がエンジン運転条件（エンジン負荷及びエンジン回転数）に対応する運転条件対応ＶＧノズル角よりも大きくなったとき、該電動コンプレッサ３１によりエンジンの給気圧力を上昇せしめるように構成し、前記電動コンプレッサ３１を可変容量型排気ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ｂと直列に設けて電動コンプレッサ３１で加圧された給気を可変容量型排気ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ｂでさらに加圧する２段過給方式の給気システムに構成したことにより、ＤＰＦ１４の詰まりによる排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止するために、可変容量型排気ターボ過給機１０のＶＧノズル角を大きくした（ノズル開度を大きくした）ことによるエンジン給気圧力の低下を、電動コンプレッサ３１の給気加圧によって補充することができる。
これにより、エンジン給気圧力の低下を伴うことなく、排気弁内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の過大化を防止できる。
【００３３】
尚、前記可変容量の電動コンプレッサ３１からの加圧給気を、可変容量型排気ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ｂに投入せずに、吸気マニホールド１２に直接供給するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、ＤＰＦ（黒煙除去装置）及び可変容量型排気ターボ過給機をそなえたエンジンの排気弁内部ＥＧＲ方式において、ＤＰＦの詰まりによる排気圧力及び内部ＥＧＲ量（内部ＥＧＲ率）の変化に従う可変容量型排気ターボ過給機のノズル角（ノズル開度）を、高精度で且つ簡単な手順で制御可能にして、エンジンの全運転域においてエンジン強度及び耐久性の低下を伴うことなくＥＧＲによるＮＯｘ低減効果を発揮し得る内部ＥＧＲシステム付きエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンの内部ＥＧＲ制御装置の全体構成図である。
【図２】前記第１実施例における排気弁内部ＥＧＲシステムの制御ブロック図である。
【図３】前記第１実施例におけるＤＰＦ基準差圧と排気弁内部ＥＧＲ量との関係線図である。
【図４】前記第１実施例におけるＤＰＦ差圧とＶＧノズル角との関係線図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンの内部ＥＧＲ制御装置の全体構成図である。
【図６】排気弁内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンの吸、排気弁タイミング線図である。
【符号の説明】
【００３６】
１        燃焼室
２        ピストン
３        ＶＧノズル角アクチュエータ
４        吸気ポート
５        吸気弁
６        排気ポート
７        排気弁
１０      過給機（可変容量型排気ターボ過給機）
１０ａ    タービン
１０ｂ    コンプレッサ
１１      排気マニホールド
１２      吸気マニホールド
１３      排気管
１４      ＤＰＦ（黒煙除去装置）
１５      ＤＰＦ入口圧力センサ
１６      ＤＰＦ出口圧力センサ
１８      エンジン回転数検出器
１９      負荷検出器
２０      内部ＥＧＲコントローラ
３１      電動コンプレッサ
３２      電動モータ
１００    エンジン（４サイクルディーゼルエンジン）
Ｅｘ      排気弁主リフト
Ｅｓ      排気弁サブリフト
【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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