(57)【要約】【課題】自動停止・自動再始動機能を有するとともに、ＥＧＲ通路を通じて排気を再循環するＥＧＲ機構を有する内燃機関において、燃費の悪化を抑えつつ、自動再始動時の吹け上がりを極力抑制する。【解決手段】  内燃機関は、その排気通路２において燃焼室１４からＥＧＲ通路６の接続部分までの通路を絞る排気通路絞り弁２０を備える。機関運転自動停止条件が成立するのと同時に燃料噴射が停止される。また更に、ＥＧＲ通路６のＥＧＲ弁７が開弁駆動されるともに、排気通路絞り弁２０及びスロットル弁４が閉弁駆動される。そして、燃料噴射が停止されてから所定期間が経過するまでディーゼリングにおけるポンピング作用によりＥＧＲ通路６を通じてＥＧＲガスが吸気通路１に導入される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関自動停止要求に基づいて機関運転を自動停止する一方、再始動条件の成立に基づいて機関を再始動する自動停止・自動再始動機能を備え、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路のＥＧＲ弁を前記機関運転の自動停止要求有りとの判断のもと開弁して所定期間が経過するまでＥＧＲ量を増量する内燃機関において、
機関燃焼室から前記排気通路における前記ＥＧＲ通路の接続部分に至る通路を絞る絞り弁を備え、前記機関自動停止要求有りとの判断のもと燃料噴射を停止するとともに、前記ＥＧＲ通路の接続部分に至る通路が絞られるように前記絞り弁を駆動する
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、
前記絞り弁は機関燃焼室に開口する排気ポートを開閉する排気弁の下流に位置して同排気弁とは各別に設けられる
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関において、
前記絞り弁は、機関燃焼室に開口した排気ポートを開閉する排気弁であって、該排気弁は機関回転状態とは独立に駆動可能である
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記ＥＧＲ通路は前記排気通路に設けられる触媒装置の下流側部分に接続される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記機関自動停止要求有りとの判断のもと前記吸気通路のスロットル弁が絞られるようにこれを駆動する
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記機関自動停止要求有りの判断がなされた後に前記ＥＧＲ通路を通じて前記吸気通路に再循環される排気の量を積算する積算手段を備え、該積算手段により積算される排気積算量が所定量に達したときに前記所定期間が経過したとしてＥＧＲ弁を閉弁する
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止・自動再始動機能を有するとともに、ＥＧＲ通路を通じて排気を再循環させるようにした内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低公害化のために、車両が交差点などで停止した際、内燃機関を自動停止し、ブレーキペダルの踏み込みが減少するなどの再始動条件が成立したことに基づいて内燃機関を再始動する、いわゆるアイドリングストップが行われている。
【０００３】
ここで、内燃機関を自動停止すると、機関運転時よりも多くの空気（新気）が同吸気通路に滞留するようになる。このため、その後の再始動時にはこの滞留している新気が燃焼室に導入され、機関回転数が急激に上昇するいわゆる吹け上がりが発生することとなる。こうした吹け上がりの発生は、機関再始動時における振動の増大を招くこととなる。
【０００４】
そこで従来、排気通路の排気を吸気通路に導入する、すなわち排気再循環（ＥＧＲ）を行うことにより、燃焼室へ導入する新気の割合を低下させ、燃焼室の可燃空気量を少なくすることで吹け上がりを抑制することが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の内燃機関では、内燃機関の自動停止要求が検出されると、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁を開いて、排気通路の排気をＥＧＲガスとして吸気通路に導入する。そして、導入された排気の総量が要求量に達したら、燃料噴射を停止するとともに、ＥＧＲ弁を閉じて、内燃機関の再始動を行うまで、スロットル弁を閉じることにより該排気をスロットル弁下流の吸気通路に保持するようにしている。
【特許文献１】特開２００４―１００４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載の内燃機関では、内燃機関の自動停止要求が検出されてから、再循環された排気の総量が要求量に達したときに燃料噴射を停止するようにしているため、その期間、燃料を消費することとなる。そこで、自動停止要求が検出されると燃料噴射を停止するとともに、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁を開くことにより、排気を吸気通路に導入することが考えられる。しかし、このように燃料噴射を停止しても、その後も内燃機関は慣性でしばらく出力軸が回転する現象（ディーゼリング）が生じるため、その期間に、新気が排気通路に排出されてＥＧＲ通路に導入されてしまうことがある。その結果、新気がＥＧＲ通路を介して吸気通路に戻されることとなり、機関再始動時の吹け上がり抑制効果を十分に発揮することができなくなる。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動停止・自動再始動機能を有するとともに、ＥＧＲ通路を通じて排気を再循環させるようにした内燃機関において、燃費の悪化を抑えつつ、自動再始動時の吹け上がりを極力抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、機関自動停止要求に基づいて機関運転を自動停止する一方、再始動条件の成立に基づいて機関を再始動する自動停止・自動再始動機能を備え、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路のＥＧＲ弁を前記機関運転の自動停止要求有りとの判断のもと開弁して所定期間が経過するまでＥＧＲ量を増量する内燃機関において、機関燃焼室から前記排気通路における前記ＥＧＲ通路の接続部分に至る通路を絞る絞り弁を備え、前記機関自動停止要求有りとの判断のもと燃料噴射を停止するとともに、前記ＥＧＲ通路の接続部分に至る通路が絞られるように前記絞り弁を駆動することをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、機関自動停止要求有りの判断のもと燃料噴射を停止するようにしているため、内燃機関の運転を速やかに停止することができ、燃費の悪化を抑えることができる。更に燃料噴射停止に併せて絞り弁が駆動され、燃焼室からＥＧＲ通路の接続部分までの排気通路が絞られる。従って、燃料噴射を停止した後、ディーゼリングが生じた場合であっても、機関燃焼室から新気がＥＧＲ通路に流れ込むことを抑制することができる。従って、排気通路に残存する排気に新気が混入するのを抑制し、その排気、すなわちＥＧＲガスをＥＧＲ通路から吸気通路を介して燃焼室に戻すことができるようになる。その結果、再始動時における吹け上がりを抑制するのに必要となる量のＥＧＲガスを燃焼室に再循環させることができるようになる。このように上記構成によれば、燃費の悪化を抑えつつ、自動再始動時の吹け上がりを極力抑制することができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関において、前記絞り弁は機関燃焼室に開口する排気ポートを開閉する排気弁の下流に位置して同排気弁とは各別に設けられることをその要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、排気弁の下流に設けられた絞り弁を絞ることにより、内燃機関が停止する際に新気がＥＧＲ通路に流入するのを抑制することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関において、前記絞り弁は、機関燃焼室に開口した排気ポートを開閉する排気弁であって、該排気弁は機関回転状態とは独立に駆動可能であることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、機関回転に同期して機関燃焼室の排気ポートを開閉する排気弁を上記絞り弁として兼用しているため、そうした絞り弁を別途設ける必要がなく、構成の簡易化を図ることができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関において、前記ＥＧＲ通路は前記排気通路に設けられる触媒装置の下流側部分に接続されることをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、ＥＧＲ通路を排気通路において触媒装置の下流側部分に接続するようにしているため、機関燃焼室からＥＧＲ通路の接続部分までの距離を極力長くすることができ、再循環すべきＥＧＲガスの量を好適に確保することができるとともに、ＥＧＲ通路に新気が流入することを一層抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関において、前記機関自動停止要求有りとの判断のもと前記吸気通路のスロットル弁が絞られるようにこれを駆動することをその要旨としている。
【００１６】
同構成によれば、機関自動停止要求有りとの判断のもとスロットル弁が絞られるため、吸気圧を低下させてＥＧＲ通路を通じて吸気通路に導入されるＥＧＲガスの量を増大させることができ、ＥＧＲガスの導入量の不足を回避することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関において、前記機関自動停止要求有りの判断がなされた後に前記ＥＧＲ通路を通じて前記吸気通路に再循環される排気の量を積算する積算手段を備え、該積算手段により積算される排気積算量が所定量に達したときに前記所定期間が経過したとしてＥＧＲ弁を閉弁することをその要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、流量積算量に基づいて所定期間を設定するので、再始動時において吹け上がりを抑制するのに必要となる量のＥＧＲガスをＥＧＲ通路から吸気通路に導入することができるとともに、過度にＥＧＲガスが吸気通路１に導入されるのに起因した機関始動時における燃焼の不安定化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】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図１〜３を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる内燃機関の概略構成を示している。この内燃機関は、自動停止・自動再始動機能を有するとともに、ＥＧＲ通路を通じて排気を再循環するＥＧＲ機構を有している。
【００２０】
同図１に示されるように、内燃機関は、複数のシリンダ１１が形成されたシリンダブロック１０とシリンダヘッド１２とを備えている。各シリンダ１１には、吸気通路１と排気通路２とが接続されている。各シリンダ１１には、ピストン１３が往復動可能に設けられている。このピストン１３、シリンダ１１、並びにシリンダヘッド１２によって燃焼室１４が区画形成されている。シリンダヘッド１２には、吸気ポート１ａ、排気ポート２ａをそれぞれ開閉する吸気弁１５、排気弁１６が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１ａに燃料を噴射するインジェクタ１８が設けられている。
【００２１】
吸気通路１には燃焼室１４への流入空気量を制御するスロットル弁４が設けられている。このスロットル弁４はモータ５によりその開度が調節される。一方、排気通路２には排気を浄化する触媒装置３が設けられている。また、排気通路２において、排気弁１６と触媒装置３との間には排気通路絞り弁２０が設けられている。この排気通路絞り弁２０はモータ２１によりその開度が調節される。
【００２２】
吸気通路１においてスロットル弁４の下流側部分と排気通路２において触媒装置３の下流側部分とはＥＧＲ通路６によって接続されている。このＥＧＲ通路６を通じて排気通路２の排気（ＥＧＲガス）が吸気通路１に取り込まれる。ＥＧＲ通路６にはこのＥＧＲガスを調量するＥＧＲ弁７が設けられている。このＥＧＲ弁７は、モータ８によってその開度が調節される。
【００２３】
また、機関自動停止・自動再始動にかかる制御、燃料噴射制御、ＥＧＲ量の制御等々、内燃機関にかかる各種制御を実行する電子制御装置３０には、機関運転状態を検出するための種々のセンサが接続されている。具体的には、電子制御装置３０には、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ３１、機関回転速度を検出する機関回転速度センサ３２、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ３３、車速センサ３４、冷却水温センサ３５等々が接続されている。電子制御装置３０は、これら各種センサ３１〜３５の検出結果に基づいて、機関自動停止・自動再始動にかかる制御、燃料噴射制御、ＥＧＲ量の制御等、内燃機関にかかる各種制御を実行する。
【００２４】
次に、図２及び図３を併せ参照して、機関自動停止時における燃料噴射制御、排気通路絞り弁２０の開度制御、ＥＧＲ量制御等の処理手順について説明する。
この一連の処理ではまず、機関自動停止要求の有無、即ち機関自動停止条件が成立しているか否か判断される（ステップＳ１００）。因みに、アクセルペダルが踏み込まれていない、車両が停止してから所定期間が経過している、ブレーキペダルが踏み込まれている、暖機運転が完了している等々の条件がいずれも満たされているときに、機関自動停止条件が成立している旨の判断がなされる。
【００２５】
ここで、機関自動停止条件が成立していない旨判断される場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、この処理を一旦終了する。一方、機関自動停止条件が成立している旨判断された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、図３に示されるように（タイミングｔ１）、電子制御装置３０は以下の各処理を実行する（ステップＳ１１０）。
【００２６】
・インジェクタ１８による燃料噴射を停止させる。
・ＥＧＲ弁７を開弁する。
・スロットル弁４を機関アイドル時の開度まで閉弁する。
・排気通路絞り弁２０を閉弁する。
【００２７】
即ち、この処理では、機関自動停止条件が成立すると同時に燃料噴射を停止させる。従って、内燃機関は速やかに停止するようになる。但し、図３に示されるように、燃料噴射が停止されても、機関回転速度は徐々にしか低下しないため、ピストン１３によるポンピング作用はしばらくの期間（タイミングｔ１〜ｔ３）継続されるようになる。
【００２８】
従って、この期間中に（タイミングｔ１〜ｔ３）、ＥＧＲ弁７を開弁することにより、排気通路２からＥＧＲ通路６を介して吸気通路１にＥＧＲガスが導入されるようになる。また、スロットル弁４を閉弁することにより、吸気圧を低下させてＥＧＲガスの導入を促進させる。更に、排気通路絞り弁２０を閉弁させることにより、新気がＥＧＲ通路６に流入することを抑制する。尚、図３では、この排気通路絞り弁２０を全開状態から全閉状態に変更する場合を例として示している。
【００２９】
またこのように、燃料噴射の停止処理、ＥＧＲ弁の開弁処理、並びにスロットル弁の閉弁処理がなされた後、ＥＧＲガス流量積算カウンタ値が所定時間毎にインクリメントされる。従って、図３に示されるように、タイミングｔ１以降、このＥＧＲガス流量積算値カウンタ値が徐々に増大する。尚、このＥＧＲガス流量積算カウンタ値は、燃料噴射を停止した後に吸気通路に導入されるＥＧＲガスの総量を示している。
【００３０】
次に、ＥＧＲ弁７を開弁させてから所定期間が経過したか否か、換言すればＥＧＲガス流量積算カウンタ値が所定値に達したか否かが判断される（ステップＳ１２０）。ここで所定期間が経過していない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、次の処理には移行せずに待機する（図３：タイミングｔ１〜タイミングｔ２）。ここで、上記所定値は排気通路２から吸気通路１に導入されるＥＧＲガスの量が機関再始動時の吹け上がりを抑制する上で必要十分な量となるように設定されている。
【００３１】
そして、ＥＧＲガス流量積算カウンタ値が所定値となったとき、すなわち吸気通路１に必要十分な量のＥＧＲガスが導入されたと判断された場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＥＧＲ弁７を全閉状態にするとともに、排気通路絞り弁２０を開弁する（ステップＳ１３０）。尚ここで、スロットル弁４についてはそのまま閉弁状態に維持することにより、ＥＧＲガスが同スロットル弁４の上流側に極力漏出しないようにしている。
【００３２】
ちなみに、電子制御装置３０は、ブレーキペダルの踏込量が減少する、アクセルペダルが踏み込まれる等々の機関再始動条件が成立した場合には、機関を再始動させる。
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
【００３３】
（１）機関自動停止条件が成立すると同時に燃料噴射を停止するようにしているため、内燃機関の運転を速やかに停止することができ、燃費の悪化を抑えることができる。そして、燃料噴射停止に併せて排気通路絞り弁２０を閉弁することにより、燃料噴射を停止した後は、燃焼室１４から新気がＥＧＲ通路６に流れ込むことを抑制するようにしている。従って、排気通路２に残存する排気に新気が混入するのを抑制し、その排気、すなわちＥＧＲガスをＥＧＲ通路６から吸気通路１を介して燃焼室１４に戻すことができるようになる。その結果、再始動時における吹け上がりを抑制するのに必要となる量のＥＧＲガスを燃焼室１４に再循環させることができる。
【００３４】
（２）ＥＧＲ通路６を排気通路２において触媒装置３の下流側部分に接続するようにしているため、燃焼室１４からＥＧＲ通路の接続部分までの距離を極力長くすることができ、再循環すべきＥＧＲガスの量を好適に確保することができるとともに、ＥＧＲ通路６に新気が流入することを一層抑制することができる。
【００３５】
（３）機関自動停止条件が成立すると同時にスロットル弁４を絞るようにしたため、吸気圧を低下させることができる。従って、ＥＧＲ通路６を通じて吸気通路１に導入されるＥＧＲガスの量を増大させることができ、ＥＧＲガスの導入量の不足を回避することができる。
【００３６】
（４）燃料噴射を停止してＥＧＲガスを導入するようにしてからの経過時間を計時し、所定期間が経過したときにＥＧＲ弁７を閉弁するようにしている。従って、機関自動再始動時における吹け上がりを抑制するのに必要となる量のＥＧＲガスをＥＧＲ通路６から吸気通路１に導入することができるとともに、過度にＥＧＲガスが吸気通路１に導入されるのに起因した機関始動時における燃焼の不安定化を抑制することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は以下のようにその構成を変更することができる。
・上記実施形態では、スロットル弁４を機関アイドル時の開度まで閉弁するようにしたが、吸気圧を低下させることができるならば、アイドル時の開度より大きくしてもよい。同様に、排気通路絞り弁２０を全開状態から全閉状態に変更するようにしたが、燃焼室１４から新気がＥＧＲ通路６に流れ込むことを抑制することができれば、全閉ではなくともよい。
【００３８】
・上記実施形態では、ステップＳ１３０において、排気通路絞り弁２０を開弁するようにしたが、機関自動再始動時まで閉弁状態を維持するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ＥＧＲ通路６を排気通路２において触媒装置３の下流側部分に接続するようにしたが、必要十分な量のＥＧＲガスを導入することができるのであれば、同ＥＧＲ通路６を触媒装置３の上流側部分に接続するようにしてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、燃料噴射を停止してＥＧＲ弁７を開弁させてから一定の所定期間が経過したことをもって必要十分な量のＥＧＲガスが吸気通路１に導入されたと判断するようにした。ここで、機関回転速度が高いときほどＥＧＲ通路６から吸気通路１に導入されるＥＧＲガスの量が増大することから、例えば燃料噴射が停止されたときの機関回転速度、或いは燃料噴射停止後における機関回転速度に基づいて上記所定期間を可変設定することもできる。
【００４０】
・上記実施形態では、排気通路絞り弁２０により、燃焼室１４からＥＧＲ通路６の接続部分までの通路を絞るようにしたが、排気弁１６を排気通路絞り弁２０の代用とすることもできる。この場合、排気弁１６は、電磁駆動弁等、機関回転位相とは無関係に独立して開閉駆動なタイプのものを採用する。こうした構成によれば、排気弁１６に絞り弁の機能を持たせるようにしているため、同絞り弁を別途設ける必要がなく、構成の簡易化を図ることができるようになる。
【００４１】
・また、燃料噴射を停止した時から所定期間が経過したときに排気通路絞り弁２０を開弁させるようにしたが、同排気通路絞り弁２０を閉弁状態のまま維持するようにしてもよい。このようにすれば機関停止中に燃焼室１４から排気通路２にＥＧＲガスが漏出するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】内燃機関の概略構成図。
【図２】機関自動停止時における内燃機関の制御処理手順を示すフローチャート。
【図３】機関自動停止時における内燃機関の制御態様を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４３】
１…吸気通路、２…排気通路、３…触媒装置、４…スロットル弁、５，８，２１…モータ、６…ＥＧＲ通路、７…ＥＧＲ弁、１０…シリンダブロック、１１…シリンダ、１２…シリンダヘッド、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５…吸気弁、１６…排気弁、１８…インジェクタ、２０…排気通路絞り弁、３０…電子制御装置、３１…アクセルセンサ、３２…機関回転速度センサ、３３…ブレーキスイッチ、３４…車速センサ、３５…冷却水温センサ、１ａ…吸気ポート、２ａ…排気ポート。
【図１】
2007071119.tif 000003
【図２】
2007071119.tif 000004
【図３】
2007071119.tif 000005