(57)【要約】【課題】過給機付内燃機関において、ノズルベーンを駆動するための機構にデポジットが堆積することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】排気の通路６３と壁７１で隔てられ且つ壁面で囲まれた空間であり更に大気へ通じる隙間が存在する駆動機構格納室５４と、駆動機構格納室５４に格納されノズルベーン７３を回転させるために作動する駆動機構７０と、前記壁７１を貫通し、ノズルベーン７３と駆動機構７０とを接続しつつ駆動機構７０の駆動力をノズルベーン７３に伝える駆動力伝達手段７２と、ターボチャージャ５０よりも上流側から排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、還元剤供給手段により還元剤が供給されるときに駆動機構格納室５４の圧力を、還元剤が供給されないときよりも上昇させる圧力上昇手段７と、を備える。【選択図】図２
2008138546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関であって、
排気の通路と壁で隔てられ且つ壁面で囲まれた空間であり更に大気へ通じる隙間が存在する駆動機構格納室と、
前記駆動機構格納室に格納され前記ノズルベーンを回転させるために作動する駆動機構と、
前記壁を貫通し、前記ノズルベーンと前記駆動機構とを接続しつつ前記駆動機構の駆動力を前記ノズルベーンに伝える駆動力伝達手段と、
前記可変容量型ターボチャージャよりも上流側から排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤が供給されるときに前記駆動機構格納室の圧力を、還元剤が供給されないときよりも上昇させる圧力上昇手段と、
を備えることを特徴とする過給機付内燃機関。
【請求項２】
前記可変容量型ターボチャージャよりも上流側の排気通路と吸気通路とを接続し排気の一部を吸気通路に導入するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中と前記駆動機構格納室とを接続するＥＧＲガス導入通路と、
該ＥＧＲガス導入通路を流通するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲガス導入量調節弁と、
を更に備え、
前記還元剤供給手段は、排気中に燃料を噴射する燃料添加弁を含んで構成され、前記ＥＧＲ通路は、前記燃料添加弁よりも排気の流れの下流側にならない位置で排気通路に接続されることを特徴とする請求項１に記載の過給機付内燃機関。
【請求項３】
ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを前記ＥＧＲ通路に更に備え、前記ＥＧＲガス導入通路は、前記ＥＧＲクーラよりも吸気通路側のＥＧＲ通路に接続されることを特徴とする請求項２に記載の過給機付内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、該内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して駆動されるターボチャージャを設けると、燃焼室の充填効率を向上させて機関出力を向上させることができる。
【０００３】
そして、可変容量型ターボチャージャは、例えば内燃機関の低回転運転領域のように排気の量が少ないときでも、ノズルベーンを閉方向に回転させると、排気の流速を高めタービンの回転速度及び回転力を増加させることができる。これにより、コンプレッサの回転速度及び回転力が増加し、吸入空気の密度を高め、内燃機関の充填効率を向上させることができる。
【０００４】
ここで、ノズルベーンはスクロール室内に備えられているが、このノズルベーンは排気通路の外部からベーンシャフトを介して駆動されている。このベーンシャフトは例えばリンク機構により回転される。そして、スクロール室外部にはこのリンク機構を格納するリンク室が設けられる。つまり、リンク室をスクロール室から隔てる壁には、ベーンシャフトが貫通するための穴が開けられており、さらにベーンシャフトを回転させるために該ベーンシャフトと穴との間には僅かな隙間（以下、ベーンシャフト隙間という。）が設けられている。
【０００５】
さらに、リンク機構は外部からリンクシャフトにより操作されるため、リンク室の壁面には該リンクシャフトが通るための穴が開けられている。また、リンク室よりも外側は大気に晒されている。そして、リンクシャフトを動かすために該リンクシャフトとリンク室壁面に開けられた穴とには隙間（以下、リンクシャフト隙間という。）が設けられている。
【０００６】
ところで、大気よりも排気のほうの圧力が高いと、排気がスクロール室からベーンシャフト隙間、リンク室、リンクシャフト隙間、大気の順に流れる。つまり、排気中にＨＣが存在しているとこのＨＣも排気と共にリンク室等に入り込む。そして、リンク室等に入ったＨＣは熱により変質し、デポジットとして堆積する。
【０００７】
さらに、可変容量型ターボチャージャよりも下流側に吸蔵還元型ＮＯx触媒等を備えて
いると、該可変容量型ターボチャージャよりも上流側から排気中に燃料を添加することがある。この燃料添加を行なうと、リンク室等に侵入するＨＣ量は更に増加する。
【０００８】
このようにリンク室内等にデポジットが堆積すると、リンク機構の作動が制限される虞がある。これにより、所望の過給圧が得られなくなる虞がある。
【０００９】
ここで、ノズルベーンの周辺に堆積するデポジットを、排気の温度を上昇させることにより燃やす技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２９３７８４号公報
【特許文献２】特開２００１−１４０７０３号公報
【特許文献３】特開２００２−０７０５３９号公報
【特許文献４】特開２００３−１６６４３９号公報
【特許文献５】特開２００３−２４７４５９号公報
【特許文献６】特開２００４−０１９４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、リンク室内に侵入する排気の量は極少量であるため、該リンク室内の温度をデポジットが燃えるまで上昇させるのは困難である。
【００１１】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、過給機付内燃機関において、ノズルベーンを駆動するための機構にデポジットが堆積することを抑制できる技術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】
【００１２】
上記課題を達成するために本発明による過給機付内燃機関は、
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関であって、
排気の通路と壁で隔てられ且つ壁面で囲まれた空間であり更に大気へ通じる隙間が存在する駆動機構格納室と、
前記駆動機構格納室に格納され前記ノズルベーンを回転させるために作動する駆動機構と、
前記壁を貫通し、前記ノズルベーンと前記駆動機構とを接続しつつ前記駆動機構の駆動力を前記ノズルベーンに伝える駆動力伝達手段と、
前記可変容量型ターボチャージャよりも上流側から排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤が供給されるときに前記駆動機構格納室の圧力を、還元剤が供給されないときよりも上昇させる圧力上昇手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
駆動機構は少なくとも駆動機構格納室内で何らかの動きを伴ってノズルベーンを回転させる。この駆動機構格納室内には、例えばリンク機構、歯車等が格納される。そして、駆動機構からノズルベーンへ接続される駆動力伝達手段は、駆動機構格納室と排気の通路との間の壁を貫通している。駆動力伝達手段は例えば回転、進退等をすることによりノズルベーンを回転させる。この駆動力伝達手段を動かすためには、壁と駆動力伝達手段との間に隙間が必要となるが、この隙間を排気が流れてしまう。ここで、駆動機構格納室に大気へ通じる隙間があると、排気の通路から駆動機構格納室に流入する排気がさらに大気へ抜けるため、該駆動機構格納室にはデポジットが堆積する虞がある。なお、駆動機構格納室から大気へ通じる隙間は、駆動機構を外部から操作するための貫通口と、該貫通口に通されるロッドやシャフト等との隙間を例示することができる。
【００１４】
つまり、排気通路内の圧力が大気の圧力よりも高くなるほど、駆動機構格納室に流入する排気の量が増加する。これに対して駆動機構格納室内の圧力を上昇させることにより、排気の流入量を減少させることができる。すなわち、排気の通路と駆動機構格納室とで圧力差を小さくすることで、該駆動機構格納室に流入する排気の量を減少させることができる。これにより、駆動機構格納室への還元剤の流入が抑制されるので、該駆動機構格納室内にデポジットが堆積することを抑制できる。
【００１５】
圧力上昇手段は、駆動機構格納室内の圧力を上昇させれば良く、圧力上昇後の駆動機構格納室内の圧力が排気通路内の圧力より低くても、また高くても良い。圧力上昇手段は、例えば二次空気、過給後の吸気、又は内燃機関からの排気を駆動機構格納室内に導入することにより、該駆動機構格納室内の圧力を上昇させることができる。
【００１６】
また、還元剤供給手段は、例えば内燃機関の燃焼室内から還元剤を多く含んだガスを排出させたり、排気中に還元剤を噴射したりして排気中に還元剤を供給する。この還元剤は触媒により反応されるが、この触媒は可変容量型ターボチャージャよりも上流側に備えられていても良く、また下流側に備えられていても良い。
【００１７】
ところで、排気通路内の圧力が駆動機構格納室内の圧力よりも高いと、ノズルベーンが該駆動機構格納室に向かって引っ張られることにより、該ノズルベーンが排気通路の壁面に押し付けられることがある。これに対し、駆動機構格納室内の圧力を上昇させることにより、ノズルベーンを押し付ける力が減少するため、該ノズルベーンを駆動させるための力を小さくすることができる。
【００１８】
本発明においては、前記可変容量型ターボチャージャよりも上流側の排気通路と吸気通路とを接続し排気の一部を吸気通路に導入するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中と前記駆動機構格納室とを接続するＥＧＲガス導入通路と、
該ＥＧＲガス導入通路を流通するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲガス導入量調節弁と、
を更に備え、
前記還元剤供給手段は、排気中に燃料を噴射する燃料添加弁を含んで構成され、前記ＥＧＲ通路は、前記燃料添加弁よりも排気の流れの下流側にならない位置で排気通路に接続されていても良い。
【００１９】
ここで、前記駆動力伝達手段と壁との隙間は狭いため、排気が排気通路から駆動機構格納室に流入するときの圧力損失は大きい。そして、この圧力損失と比較すると、ＥＧＲ通路での圧力損失は小さい。つまり、駆動機構格納室内の圧力よりもＥＧＲ通路内の圧力のほうが低いため、該ＥＧＲ通路と駆動機構格納室とをＥＧＲガス導入通路で接続すると、ＥＧＲ通路側から駆動機構格納室側へＥＧＲガスが流れる。これにより、駆動機構格納室内の圧力を上昇させることができる。
【００２０】
しかし、ＥＧＲガス中に燃料が含まれていると、該燃料がＥＧＲガスと共に駆動機構格納室内に流入してしまう。これに対し、燃料添加弁からの燃料がＥＧＲ通路内に流入しないように、燃料添加弁の下流側にＥＧＲ通路を接続しないようにする。ここで、燃料添加弁よりも下流側にならない位置とは、燃料添加弁よりも上流側としても良く、また燃料添加弁とＥＧＲ通路の接続位置とが並列の関係にあっても良い。つまり、燃料添加弁から噴射された燃料が排気通路を流れているときに、ＥＧＲ通路が接続されている箇所を通過しないように燃料添加弁とＥＧＲ通路とが配置されていれば良い。例えば、直列４気筒の内燃機関において、燃料添加弁は１番気筒又は４番気筒のポート付近に取り付け、ＥＧＲ通路はその反対側の４番気筒又は１番気筒のポート付近に接続し、排気マニホルドの集合部が燃料添加弁側に設けられていれば、燃料添加弁から添加された燃料がＥＧＲ通路に流入することが抑制される。
【００２１】
本発明においては、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを前記ＥＧＲ通路に更に備え、前記ＥＧＲガス導入通路は、前記ＥＧＲクーラよりも吸気通路側のＥＧＲ通路に接続しても良い。
【００２２】
このようにすることで、ＥＧＲクーラにて冷却されたＥＧＲガスが駆動機構格納室に導入されるため、駆動機構を構成する部材の温度上昇を抑制することができるので該部材の腐食等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、過給機付内燃機関において、ノズルベーンを駆動するための機構にデポジットが堆積することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る過給機付内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本実施例に係る内燃機関１とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。図１において一番右側の気筒２が１番気筒であり、一番左側の気筒２が４番気筒である。
【００２６】
内燃機関１には、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３は吸気ポート２Ａを介して気筒２と接続されており、排気通路４は排気ポート２Ｂを介して気筒２と接続されている。各気筒２の排気ポート２Ｂに接続される排気通路４は、１番気筒よりも４番気筒に近い位置で１つに集合している。
【００２７】
排気通路４の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒９（以下、単にＮＯx触媒９とする。）が設けられている。このＮＯx触媒９は、該ＮＯx触媒９に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、一方、該ＮＯx触媒９に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたＮＯxを放出する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、放出されたＮＯxが還元される。
【００２８】
そして、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を吸気通路３へ再循環させるＥＧＲ装置４０が備えられている。このＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４１、ＥＧＲ弁４２、およびＥＧＲクーラ４３を備えて構成されている。
【００２９】
ＥＧＲ通路４１は、１番気筒近傍の排気通路４と、吸気通路３と、を接続している。このＥＧＲ通路４１を通って、排気が再循環される。そして、本実施例では、ＥＧＲ通路４１を流通する排気をＥＧＲガスと称している。
【００３０】
また、ＥＧＲ弁４２は、ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスの量を調整する。さらに、ＥＧＲクーラ４３は、該ＥＧＲクーラ４３を通過するＥＧＲガスと、内燃機関１の冷却水と、で熱交換をして、該ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００３１】
一方、４番気筒近傍の排気通路４には、排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁６が備えられている。この燃料添加弁６は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して排気中へ燃料を噴射する。そして、燃料添加弁６から排気通路４内へ噴射された燃料は、排気の酸素濃度を低下させると共にＮＯx触媒９に到達し、該ＮＯx触媒９に吸蔵されていたＮＯxを還元する。このようにＮＯx触媒９に吸蔵されているＮＯxを還元す
るときには、該ＮＯx触媒９に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的（
短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。なお、本実施例においては燃料添加弁６が、本発明における還元剤供給手段に相当する。
【００３２】
ここで、燃料添加弁６から噴射される燃料がＥＧＲ通路４１内に流入しないように、燃料添加弁６の取り付け位置、噴射方向、さらにはＥＧＲ通路４１の接続位置、接続角度等を実験等により求めても良い。
【００３３】
また、本実施例による内燃機関１は可変容量型ターボチャージャ５０（以下、単に「ターボチャージャ５０」という。）を備えている。このターボチャージャ５０は、コンプレッサハウジング５１、タービンハウジング５２、及びセンタハウジング５３を備えて構成されている。コンプレッサハウジング５１は吸気通路３の途中に設けられ、該コンプレッサハウジング５１の内部は吸気通路３の一部を構成している。また、タービンハウジング５２は排気通路４の途中に設けられ、該タービンハウジング５２の内部は排気通路４の一部を構成している。そして、コンプレッサハウジング５１とタービンハウジング５２とは、センタハウジング５３を介して連結されている。
【００３４】
タービンハウジング５２には、後述するノズルベーン７３を回転させるためのリンク機構８０の一部を格納するためのリンク室５４を備えており、該リンク室５４内のリンク機構８０はリンクロッド５５を介してアクチュエータ５６と接続されている。
【００３５】
リンク室５４とＥＧＲ通路４１とはＥＧＲガス導入通路７を介して接続されている。ＥＧＲガス導入通路７は、ＥＧＲ通路４１の途中であってＥＧＲ弁４２とＥＧＲクーラ４３との間に接続されている。このＥＧＲガス導入通路７の途中には、該ＥＧＲガス導入通路７の通路断面積を調整することにより、該ＥＧＲガス導入通路７を流れるＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲガス導入量調節弁８が設けられている。
【００３６】
次に、ターボチャージャ５０の具体的な構成について図２に基づいて説明する。ここで、図２（Ａ）はターボチャージャ５０の構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）はターボチャージャ５０の可変ノズル機構７０を示す図である。
【００３７】
ターボチャージャ５０は、前述のようにコンプレッサハウジング５１とタービンハウジング５２とセンタハウジング５３とを備えて構成される。
【００３８】
コンプレッサハウジング５１内には複数の羽をもったコンプレッサ６０が備えられ、タービンハウジング５２内には複数の羽を持ったタービン６１が備えられている。コンプレッサ６０とタービン６１とは、ロータシャフト６２を介して連結されている。
【００３９】
タービンハウジング５２内には、タービン６１の外周を包囲する渦巻き状のスクロール室６３が形成されている。
【００４０】
更に、タービンハウジング５２内には、可変ノズル機構７０が内装されている。この可変ノズル機構７０は、図２（Ｂ）に示すようにリング状に形成されたリングプレート７１を備えている。このリングプレート７１は、図示しないボルトによってタービンハウジング５２に固定されている。そして、リングプレート７１には、複数のベーンシャフト７２が該リングプレート７１の円心を中心として等角度毎に設けられている。
【００４１】
各ベーンシャフト７２は、リングプレート７１をその厚さ方向に貫通して回転可能に支持されている。各ベーンシャフト７２のスクロール室６３側の一端にはノズルベーン７３が固定されている。一方、ベーンシャフト７２の他端には、ベーンシャフト７２と直交してリングプレート７１の外縁部へ延びるベーンアーム７４が固定されている。ベーンシャフト７２とベーンアーム７４とは、ベーンシャフト７２の中心軸を中心として一体で回転可能になっている。
【００４２】
各ベーンアーム７４とリングプレート７１との間には、リングプレート７１と重なり合うように環状の駆動リング７５が設けられている。この駆動リング７５は、その円心を中心に周方向へ回転可能となっている。また、駆動リング７５には挟持部７６が設けられ、リングプレート外縁側に延びたベーンアーム７４の端部が該挟持部７６に挟持されている
。この挟持部７６では、ベーンアーム７４の端部が回転可能で且つ駆動リング７５の直径方向に摺動可能となるように挟持されている。
【００４３】
このように構成された可変ノズル機構７０では、上記した駆動リング７５がその円心を中心に回転すると、挟持部７６に挟持されているベーンアーム７４の端部も一緒に回転しようとする。しかし、ベーンアーム７４はベーンシャフト７２を中心に回転することしかできないので、各ベーンアーム７４の端部がベーンシャフト７２を中心として回転しつつ挟持部７６内を駆動リング７５の直径方向に移動する。その結果、ベーンアーム７４がベーンシャフト７２を回転させ、ベーンシャフト７２の回転に同期してノズルベーン７３がベーンシャフト７２を中心に回転することになる。
【００４４】
次に、可変ノズル機構７０の駆動、即ち、駆動リング７５の回転駆動を行うリンク機構８０について説明する。駆動リング７５には、ベーンアーム７４と同形状の駆動アーム８１の一端を挟持する駆動アーム挟持部８２が設けられている。この駆動アーム挟持部８２は、前記挟持部７６と同様に駆動アーム８１の一端を摺動可能且つ回転可能に挟持している。
【００４５】
そして、駆動アーム８１の他端側には、ベーンシャフト７２の中心軸と同方向の中心軸を持つリンクシャフト８３の一端側が固定されている。このリンクシャフト８３は、コンプレッサハウジング５１側に延びてセンタハウジング５３を貫通している。つまり、リンクシャフト８３の他端は大気に晒されている。そして、リンクシャフト８３は、センタハウジング５３に圧入されたガイド９１により回転可能に支持されている。リンクシャフト８３の他端側は、その一部が該リンクシャフト８３の回転軸と直交する方向に延びて駆動リンク８４を形成している。この駆動リンク８４には、リンクシャフト８３の回転軸と平行する軸を持ったピン８５が固定されている。さらに、このピン８５はリンクロッド５５を回転可能に支持している。
【００４６】
このように構成された可変ノズル機構７０では、アクチュエータ５６と接続しているリンクロッド５５の進退動作により、駆動リンク８４がリンクシャフト８３を中心に回転される。駆動リンク８４が回転されると、それに同期してリンクシャフト８３が回転し、さらにこのリンクシャフト８３の回転に伴って駆動アーム８１が該リンクシャフト８３を中心に回転する。その結果、駆動アーム８１が駆動リング７５を周方向に押し、該駆動リング７５を回転させることになる。
【００４７】
以上述べたターボチャージャ５０では、リンク機構８０によってノズルベーン７３の回転方向と回転量とを調整することにより、該ノズルベーン７３間の流路の向き、及びノズルベーン７３間の間隙を変更することが可能となる。即ち、ノズルベーン７３の回転方向と回転量とを制御することにより、スクロール室６３からタービン６１に吹き付けられる排気の方向と流速が調節されることになる。
【００４８】
なお、本実施例ではリンク室５４が、本発明における駆動機構格納室に相当する。また、本実施例ではリンク室５４内に格納されている可変ノズル機構７０またはリンク機構８０の一部（例えばベーンアーム７４、駆動リング７５、及び駆動アーム８１）が本発明における駆動機構に相当する。更に本実施例ではベーンシャフト７２が、本発明における駆動力伝達手段に相当する。
【００４９】
そして、本実施例では、リンク室５４の大気側の壁を構成しているセンタハウジング５３に、該壁を貫通する貫通孔９０が開けられており、該貫通孔９０にＥＧＲガス導入通路７が接続されている。
【００５０】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて該内燃機関１を制御するユニットである。
【００５１】
ＥＣＵ１０には、燃料添加弁６、ＥＧＲガス導入量調節弁８、ＥＧＲ弁４２、アクチュエータ５６等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ１０により制御することが可能になっている。
【００５２】
ところで、ベーンシャフト７２を回転させるために、該ベーンシャフト７２とリングプレート７１との間に隙間（ベーンシャフト隙間）が設けられている。同様に、リンクシャフト８３を回転させるために、該リンクシャフト８３とガイド９１との間に隙間（リンクシャフト隙間）が設けられている。
【００５３】
なお、本実施例では、ベーンシャフト隙間の通路面積は、ＥＧＲガス導入量調節弁８を全開としたときの通路面積よりも十分に小さい。また、ＥＧＲガス導入量調節弁８を全開としたときの通路面積は、ＥＧＲ弁４２を全開としたときの通路面積よりも小さい。
【００５４】
ここで、大気圧をＰＡ、スクロール室６３内の圧力をＰ１、リンク室５４内の圧力をＰ２、ＥＧＲ弁４２とＥＧＲクーラ４３との間のＥＧＲ通路４１内の圧力をＰ３とする。ＥＧＲガス導入量調節弁８が全閉となってＥＧＲガスがリンク室５４内に導入されていない場合には、スクロール室圧Ｐ１、リンク室圧Ｐ２、大気圧ＰＡの順に低くなるので、スクロール室６３内の排気が、ベーンシャフト隙間を通ってリンク室５４に流入する。さらに、リンク室５４内の排気は、リンクシャフト隙間を通って大気中に流れる。
【００５５】
このようにして大気中に流出する排気の量は極少量ではあるが、長期間に亘り排気が流れることにより、リンク室５４内には排気中に含まれるＨＣが付着する。そして、このＨＣはリンク室５４に蓄積される。その結果、リンク室５４内に格納されている部材の動きが制限される虞がある。
【００５６】
そのため、本実施例では燃料添加弁６から燃料を添加するときにＥＧＲガス導入量調節弁８を全開とすることにより、リンク室５４へＥＧＲガスを導入する。ここで、排気がＥＧＲ通路４１及びＥＧＲクーラ４３を通過するときの圧力損失は、排気がベーンシャフト隙間を通るときの圧力損失よりも小さい。つまり、ＥＧＲ通路圧Ｐ３は、リンク室圧Ｐ２よりも高くなる。従って、リンク室５４とＥＧＲ通路４１とをＥＧＲガス導入通路７で接続することにより、ＥＧＲ通路４１からリンク室５４へ向かってＥＧＲガスが流れる。これによりリンク室５４内の圧力が上昇するため、ベーンシャフト隙間を通ってスクロール室６３からリンク室５４内に流入する排気の量を減少させることができる。
【００５７】
次に図３は、本実施例によるリンク室５４へＥＧＲガスを導入するための制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００５８】
ステップＳ１０１では、機関回転数及び機関負荷が読み込まれる。機関回転数は内燃機関１に取り付けたセンサにより、機関負荷はアクセルペダルの踏み込み量により夫々得ることができる。
【００５９】
ステップＳ１０２では、低温燃焼を行なう運転領域であるか否か判定される。本ステップでは、リンク室５４内にＨＣが流入するような運転状態であるか否か判定される。低温燃焼は、再循環するＥＧＲガス量を増大させて内燃機関１から発生する煤の発生量が最大となるときよりも更にＥＧＲガス量を増加させて内燃機関１を運転させる燃焼方法である。低温燃焼が行われているときには排気の温度が低下するため、ＮＯx触媒９の温度が活
性温度よりも低下する虞がある。これに対し、燃料添加弁６から燃料を添加することにより、ＮＯx触媒９の温度を上昇させることができる。
【００６０】
そして、この低温燃焼は、機関回転数が比較的低く且つ機関負荷が比較的小さいときにのみ行なわれる。つまり、ステップＳ１０１で得た機関回転数及び機関負荷に基づいて、低温燃焼が行われているか否か判定することができる。この低温燃焼を行なう運転領域は予め実験等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本ステップでは、燃料添加弁６から燃料が噴射されているか否か判定しても良い。また、排気中にＨＣを多く含み得る副噴射等が行なわれているか否か判定しても良い。
【００６１】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０３では、ＥＧＲガス導入量調節弁８が全開とされる。これにより、リンク室５４内の圧力が上昇される。なお、本実施例ではステップＳ１０３を実行するＥＣＵ１０が、本発明における圧力上昇手段に相当する。
【００６３】
ステップＳ１０４では、ＥＧＲガス導入量調節弁８が全閉とされる。これにより、リンク室５４内へのＥＧＲガスの流入が停止される。
【００６４】
このようにして、燃料添加弁６から燃料が噴射されているとき等の排気中にＨＣが多量に含まれている場合に、リンク室５４内に排気が流入する量を減少させることができる。
【００６５】
ここで、燃料添加弁６は４番気筒近傍に設けられ、ＥＧＲ通路４１は１番気筒近傍に接続されている。そのため、燃料添加弁６から噴射された燃料は、ＥＧＲ通路４１内に進入し難い。つまり、ＥＧＲガス内のＨＣ濃度は、スクロール室６３内のＨＣ濃度よりも低くなる。そのため、リンク室５４内にＥＧＲガスを導入することで、よりＨＣ濃度の低いガスを導入することができるので、リンク室５４内に蓄積されるＨＣ量をより低減することができる。また、リンク室５４内に導入されるＥＧＲガス量は少量であるため、気筒２内に供給されるＥＧＲガス量が不足することもない。
【００６６】
さらに、リンク室５４内に導入されるＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ４３を通過した後の排気であるため、スクロール室６３内の排気の温度よりも低い。そのため、リンク室５４内の温度をより低くすることができるので、該リンク室５４内の温度上昇を抑制することができ、これにより各部材の腐食等を抑制することができる。
【００６７】
また、スクロール室圧Ｐ１とリンク室圧Ｐ２との圧力差を小さくすることにより、ノズルベーン７３がリングプレート７１に押し付けられる力が減少するため、アクチュエータ５６の駆動力を小さくすることができる。ここで、図４は、ノズルベーン７３の概略構成図である。ノズルベーン７３はベーンシャフト７２と接続されているが、このノズルベーン７３とベーンシャフト７２との間には、幅広部７３Ａが設けられている。この幅広部７３Ａは、ベーンシャフト７２と同じ中心軸を持つ円盤状に形成され、ノズルベーン７３側に若干盛り上がっている。また、ベーンシャフト７２側は、平面となるように形成されている。このベーンシャフト７２側の平面が、スクロール室６３に望むリングプレート７１の壁面と接触するようにノズルベーン７３が組み付けられる。
【００６８】
このようにノズルベーン７３が組み付けられると、スクロール室６３からリンク室５４へ排気が流れるときに、幅広部７３Ａがリングプレート７１に押し付けられる。そして、このときの押し付ける力は、スクロール室圧Ｐ１とリンク室圧Ｐ２との差が大きくなるほど強くなる。リンク室５４内にＥＧＲガスを導入することで、この圧力差は小さくなるの
で、幅広部７３Ａがリングプレート７１に押し付けられる力を減少させることができる。これにより、ノズルベーン７３を回転させるために必要となる力がより小さくなるので、アクチュエータ５６の小型化等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例に係る内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】ターボチャージャの構成図である。図２（Ａ）はターボチャージャの構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）はターボチャージャの可変ノズル機構を示す図である。
【図３】実施例によるリンク室へＥＧＲガスを導入するための制御のフローを示したフローチャートである。
【図４】ノズルベーンの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１     内燃機関
２     気筒
２Ａ   吸気ポート
２Ｂ   排気ポート
３     吸気通路
４     排気通路
６     燃料添加弁
７     ＥＧＲガス導入通路
８     ＥＧＲガス導入量調節弁
９     吸蔵還元型ＮＯx触媒
１０   ＥＣＵ
４０   ＥＧＲ装置
４１   ＥＧＲ通路
４２   ＥＧＲ弁
４３   ＥＧＲクーラ
５０   可変容量型ターボチャージャ
５１   コンプレッサハウジング
５２   タービンハウジング
５３   センタハウジング
５４   リンク室
５５   リンクロッド
５６   アクチュエータ
６０   コンプレッサ
６１   タービン
６２   ロータシャフト
６３   スクロール室
７０   可変ノズル機構
７１   リングプレート
７２   ベーンシャフト
７３   ノズルベーン
７３Ａ 幅広部
７４   ベーンアーム
７５   駆動リング
７６   挟持部
８０   リンク機構
８１   駆動アーム
８２   駆動アーム挟持部
８３   リンクシャフト
８４   駆動リンク
８５   ピン
９０   貫通孔
９１   ガイド
【図１】
2008138546.tif 000003
【図２】
2008138546.tif 000004
【図３】
2008138546.tif 000005
【図４】
2008138546.tif 000006