(57)【要約】【課題】二つの通路を別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、燃焼室１３へ供給する排気ガスの温度をより安定させることができるエンジンコントロールシステムを提供する。【解決手段】エンジンコントロールシステム１では、ＥＧＲ装置５０に備わるＥＧＲクーラ５５が、排気ガスを冷却しながら通過させるようにＡ方向へ長く形成されている。ＥＧＲクーラ５５の排出口５８ａ〜５８ｄは、それぞれ一定の間隔をおいてＡ方向へ直線状に複数形成されている。そして、排出機構６０により、開放する排出口を変更して、第一排出口５８ａを開放した場合には、相対的に高温の排気ガスがＥＧＲクーラ５５から排出される。第四排出口５８ｄを開放した場合には、相対的に低温の排気ガスがＥＧＲクーラ５５から排出される。【選択図】図２
2009144586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備えた排気ガス再循環装置において、
前記ＥＧＲクーラは、排気ガスを冷却しながら通過させるために所定の長さを有し、
排気ガスがＥＧＲクーラから排出されるまでに冷却される距離を変更する冷却距離変更手段を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載する排気ガス再循環装置において、
前記冷却距離変更手段は、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量をも変更するものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する排気ガス再循環装置において、
前記冷却距離変更手段は、
前記ＥＧＲクーラの長手方向へ沿って形成され、前記ＥＧＲクーラ内から排気ガスを排出する排出口と、
前記排出口を部分的に閉じることにより、前記排出口の開口部分の長手方向における位置を変更する開口位置変更機構と、を備えたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項４】
請求項３に記載する排気ガス再循環装置において、
前記開口位置変更機構は、
前記ＥＧＲクーラの側方に、前記長手方向に沿って設けられた回転軸と、
前記回転軸に設けられ、その軸を中心とした円筒形状をなすロータリバルブと、
前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備え
前記ロータリバルブの円周面には、前記排出口を前記ロータリバルブ内部に連通させる連通口が、前記ロータリバルブの回転方向あるいは軸方向の少なくともいずれか一方に位置をずらして複数形成されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項３に記載する排気ガス再循環装置において、
前記排出口は、前記長手方向に沿って複数独立に形成されたものであり、
前記開口位置変更機構は、
前記複数の排出口にそれぞれ設けられ、各排出口を開閉するポペットバルブと、
前記各ポペットバルブをそれぞれ閉方向へ付勢するリターンスプリングと、
前記ＥＧＲクーラの側方に、前記長手方向に沿って設けられた回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記各ポペットバルブをそれぞれ開方向へ押圧する回転カムと、
前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻して再循環させる排気ガス再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスの再循環装置として、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻すための排気ガス環流管（ＥＧＲパイプ）の途中に、高温状態の排気ガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラを備えたクーラ通路と、ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えたものが知られている。このような装置では、エンジン温間時に、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給することにより、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させて、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させることができる。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合に、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが燃焼室に供給されて生じる燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、互いに並べて設けられたクーラ通路及びバイパス通路と、クーラ通路及びバイパス通路の合流部に設けられた混合比制御弁と、合流部の下流に設けられた流量制御弁と、を備えた排気ガス再循環装置が開示されている。この排気ガス再循環装置では、クーラ通路又はバイパス通路を通過した排気ガスが、クーラ通路及びバイパス通路の合流部にて、排気ガス混合比制御弁により混合される。そして、混合された排気ガスが、流量制御弁により総流量を制御されて燃焼室に供給される。
【０００４】
このとき、例えばエンジン温間時には、排気ガス混合比制御弁により、バイパス通路を閉鎖してクーラ通路を流れる冷却された排気ガスが燃焼室へ供給される。また、例えばエンジン始動時や寒冷時には、排気ガス混合比制御弁により、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる高温の排気ガスが燃焼室へ供給される。このようにして、燃焼室へ供給する排気ガスの温度を調節することにより、燃焼室における燃焼温度を調節することができる。
【特許文献１】特開２００５−２７３５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に示される排気ガス再循環装置によると、燃焼室に供給される排気ガスの温度は、クーラ通路を通過して冷却された低温の排気ガスとバイパス通路を通過して冷却されていない高温の排気ガスとの混合比を、混合比制御弁によって変更することにより調節されている。このため、両通路を通過した排気ガスの混合状況等の影響により、燃焼室に供給される排気ガスの温度が安定し難いという問題がある。
また、異なった温度の排気ガスを合流部へ導入する二つの通路を別々に設ける必要があり、スペースの確保や組み付けの点で好ましくないという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、クーラ通路とバイパス通路とを別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、吸気側へ循環させる排気ガスの温度をより安定させることができる排気ガス再循環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】
上記問題を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備えた排気ガス再循環装置において、前記ＥＧＲクーラは、排気ガスを冷却しながら通過させるために所定の長さを有し、排気ガスがＥＧＲクーラから排出されるまでに冷却される距離を変更する冷却距離変更手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この排気ガス再循環装置では、エンジンから排出された排気ガスの一部が、排気ガス循環通路を介して吸気系に導入される。この排気ガス循環通路の途中には、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラが設けられている。このような装置では、エンジン温間時に、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給することにより、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させて、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させることができる。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合に、高温状態の排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが燃焼室に供給されて生じる燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【０００９】
そして、本発明に係る排気ガス再循環装置では、ＥＧＲクーラが、排気ガスを冷却しながら通過させるために所定の長さを有している。このＥＧＲクーラ内に導入された排気ガスは、ＥＧＲクーラの長手方向へ流れる距離が増すにつれて冷却され、温度が低下していく。このため、ＥＧＲクーラ内では、排気ガスの導入側でガス温度が高く、長手方向に進むにつれて相対的にガス温度が低くなっている。そして、この装置は、排気ガスがＥＧＲクーラから排出されるまでに冷却される距離を変更する冷却距離変更手段を備えている。この冷却距離変更手段により、排気ガスがＥＧＲクーラに導入されてから排出されるまでにクーラ内を通過する距離を変更することができる。したがって、例えばクーラ内を通過する距離を短くした場合には、相対的に高温の排気ガスがＥＧＲクーラから排出される。また、クーラ通路内を通過する距離を長くした場合には、相対的に低温の排気ガスがＥＧＲクーラから排出される。こうして、この排気ガス再循環装置では、ＥＧＲクーラ内から排出される排気ガスの温度を調節することができる。
【００１０】
上記した温度調節によると、従来のようにクーラ通路を通過して冷却された排気ガスと、バイパス通路を通過した高温の排気ガスとを混合する必要が無い。このため、二つのガスの混合比を弁により調節する必要が無い。また、異なった温度の排気ガスの混合状況等の影響を受けて、燃焼室に供給する排気ガスの温度が不安定になることもない。したがって、本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラ通路とバイパス通路とを別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、吸気側へ循環させる排気ガスの温度をより安定させることができる。さらに、この装置では、ＥＧＲクーラ内部を流れる排気ガスの温度差に基づいて排気ガスの温度調節を行うため、二つの通路を別々に設けてスペースの確保や組み付けを困難にするおそれもない。
【００１１】
また、本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記冷却距離変更手段は、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量をも変更するものであることが好ましい。
【００１２】
このように、冷却距離変更手段によりＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量をも変更することによって、燃焼室に供給する排気ガスの総流量を制御するための弁を、温度調節用の弁とは別に設ける必要がなくなる。このため、排気ガス再循環装置を、より小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記冷却距離変更手段は、前記ＥＧＲクーラの長手方向へ沿って形成され、前記ＥＧＲクーラ内から排気ガスを排出する排出口と、前記排出口を部分的に閉じることにより、前記排出口の開口部分の長手方向における位置を変更する開口位置変更機構と、を備えたものであることが好ましい。
【００１４】
ここで、「排出口の開口部分」とは、排出口のうち開口位置変更機構により閉じられていない部分をいう。また、「排出口を部分的に閉じること」には、排出口を完全に閉じることを含むものとする。例えば、エンジン停止時等には、排出口を完全に閉じることにより、排出口の開口部分を無くして、燃焼室への排気ガスの供給を遮断することができる。
【００１５】
この排気ガス再循環装置では、ＥＧＲクーラ内から排気ガスを排出する排出口が、ＥＧＲクーラの長手方向へ沿って形成されている。そして、開口位置変更機構により、排出口の開口部分の長手方向における位置を変更して、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの排出位置を変更することができる。ここで、上記のようにこのＥＧＲクーラ内に導入された排気ガスは、ＥＧＲクーラの長手方向へ流れる距離が増すにつれて冷却され、温度が低下していく。このため、この排気ガス再循環装置によると、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの排出位置を長手方向へ変更することにより、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスのクーラ内での冷却距離を変更して、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの温度を調節することができる。
【００１６】
ここで、上記排出口の態様として、以下の（１）、（２）を例示する。
（１）ＥＧＲクーラの長手方向に沿って複数独立に形成されたものである態様。
この態様の排出口の場合、「排出口を部分的に閉じること」とは、例えば、開口位置変更機構により複数の排出口をそれぞれに開閉することをいう。このとき、特に限定されないが、複数の排出口のうちいずれか一つを開放し、他の排出口を閉鎖することが好ましい。これによれば、別の排出口から排出される異なった温度の排気ガスが混合されることなく、ＥＧＲクーラから吸気通路に排気ガスが循環される。その結果、ＥＧＲクーラから吸気通路へ循環させる排気ガスの温度を安定させることができる。
なお、開口位置変更機構は、複数の排出口をそれぞれに開閉するものに限られず、排出口の一部のみを開閉するものや、これらを併せて行うものであってもよい。
また、この態様では、排出口の開口面積を変更したり、開放する排出口の数を変更したりすることによって、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量をも変更することができる。
【００１７】
（２）ＥＧＲクーラの長手方向に沿って延びる一つの長孔に形成されたものである態様。
この態様の排出口の場合、「排出口を部分的に閉じること」とは、例えば、開口位置変更機構により長孔の一部を塞ぐことをいう。このとき、特に限定されないが、開口部分が一つになるように長孔を塞ぐことが好ましい。これによれば、別の開口部分から排出される異なった温度の排気ガスが混合されることなく、ＥＧＲクーラから吸気通路に排気ガスが循環される。その結果、ＥＧＲクーラから吸気通路へ循環させる排気ガスの温度を安定させることができる。
なお、開口位置変更機構は、開口部分が複数になるように長孔を塞ぐものであってもよい。
また、この態様では、長孔の開口部分の開口面積を変更することによって、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量をも変更することができる。
【００１８】
また、本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記開口位置変更機構は、前記ＥＧＲクーラの側方に、前記長手方向に沿って設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、その軸を中心とした円筒形状をなすロータリバルブと、前記回転軸を駆動するアクチュエータとを備え、前記ロータリバルブの円周面には、前記排出口を前記ロータリバルブ内部に連通させる連通口が、前記ロータリバルブの回転方向あるいは軸方向の少なくともいずれか一方に位置をずらして複数形成されたものが好ましい。
【００１９】
この排気ガス再循環装置では、アクチュエータにより回転軸を駆動してロータリバルブを回転させると、ロータリバルブの円周面に形成された連通口もバルブの回転に従って回転する。そして、この連通口がＥＧＲクーラの排出口と連通しない位置にあるときは、同じ長手方向位置にある排出口を閉鎖する。一方、この連通口がＥＧＲクーラの排出口と連通する位置にあるときは、排気ガスが、ＥＧＲクーラの内部から排出口（排出口の開口部分）及び連通口を介して、ロータリバルブ内部に流れる。なお、ロータリバルブ内部を流れる排気ガスは、吸気側に循環して燃焼室に供給される。
【００２０】
ここで、複数の連通口を、回転方向に位置をずらして形成した場合には、ロータリバルブの回転に従って各連通口が順に排出口と連通する。このため、一つの連通口が排出口と連通しているとき、他の連通口は排出口と連通しない。なお、いくつかの連通口を、同じ回転方向位置に形成して、同時に排出口に連通させるよう構成してもよい。また、複数の連通口を、軸方向、すなわちＥＧＲクーラの長手方向に位置をずらして形成した場合には、排出口と連通させる連通口を変更することにより、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの排出位置を変更することができる。このように、ＥＧＲクーラからの排出位置を変更することにより、排気ガスがＥＧＲクーラから排出されるまでに冷却される距離を変更することができる。こうして、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの温度を調節することができる。したがって、この排気ガス再循環装置によれば、一つのアクチュエータで回転軸を駆動することにより、燃焼室に供給される排気ガスの温度を調節することができる。
【００２１】
また、この排気ガス再循環装置では、連通口と排出口とを連通させたままロータリバルブを回転させることにより、連通口と排出口との連通面積を変更することができる。こうして、一つのアクチュエータにより回転軸を駆動して、連通口と排出口との連通面積を変更することにより、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量を変更することができる。以上のことから、この排気ガス再循環装置によると、一つのアクチュエータにより燃焼室へ供給する排気ガスの温度及び流量を調節することができる。よって、排気ガス再循環装置を、より小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
【００２２】
さらに、この排気ガス再循環装置では、回転軸が長手方向に沿って設けられている。このため、回転軸を駆動するアクチュエータを、ＥＧＲクーラ内の排気ガスが低温となる側へ配置することができる。これにより、アクチュエータの過熱を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記排出口は、前記長手方向に沿って複数独立に形成されたものであり、前記開口位置変更機構は、前記複数の排出口にそれぞれ設けられ、各排出口を開閉するポペットバルブと、前記各ポペットバルブをそれぞれ閉方向へ付勢するリターンスプリングと、前記ＥＧＲクーラの側方に、前記長手方向に沿って設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、前記各ポペットバルブをそれぞれ開方向へ押圧する回転カムと、前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備えたものが好ましい。
【００２４】
この排気ガス再循環装置では、アクチュエータにより回転軸を駆動して回転カムを回転させると、回転カムが各ポペットバルブをそれぞれ開方向へ押圧する。そして、押圧されたポペットバルブは排出口を開放する。一方、押圧されていないポペットバルブは、リターンスプリングにより閉方向へ付勢されて排出口を閉鎖する。ここで、排出口は、長手方向位置ごとに独立して複数形成されたものである。このため、回転軸を回転させて別のカムでポペットバルブを押圧し、開放する排出口を変更することによって、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの排出位置を変更することができる。このように、ＥＧＲクーラからの排出位置を変更することにより、排気ガスがＥＧＲクーラから排出されるまでに冷却される距離を変更することができる。こうして、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの温度を調節することができる。したがって、この排気ガス再循環装置によれば、一つのアクチュエータで回転軸を駆動することにより、燃焼室に供給される排気ガスの温度を調節することができる。
【００２５】
また、この排気ガス再循環装置では、回転カムによりポペットバルブを押圧したまま回転軸を回転させることにより、ポペットバルブを押圧するカムノーズ位置をずらしてポペットバルブの開度を変更することができる。こうして、一つのアクチュエータにより回転軸を駆動して、ポペットバルブの開度を変更することにより、ＥＧＲクーラから排出される排気ガスの流量を変更することができる。以上のことから、この排気ガス再循環装置によると、一つのアクチュエータにより燃焼室へ供給する排気ガスの温度及び流量を調節することができる。よって、排気ガス再循環装置を、より小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
【００２６】
さらに、この排気ガス再循環装置でも、上記と同様に回転軸が長手方向に沿って設けられている。このため、回転軸を駆動するアクチュエータを、ＥＧＲクーラ内の排気ガスが低温となる側へ配置することができる。これにより、アクチュエータの過熱を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラ通路とバイパス通路とを別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、吸気側へ循環させる排気ガスの温度をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の排気ガス再循環装置を具体化した一実施形態に係るエンジンコントロールシステムについて、図面を参照しながら説明する。このエンジンコントロールシステムは、ターボチャージャ付の多気筒直噴式エンジンに用いられ、排気ガス中のＮＯｘを低減する機構を備えたものである。
【００２９】
［第一実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第一実施形態について、図１を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明を具体化した実施形態に係るエンジンコントロールシステムを示す全体構成図である。
図１に示されるように、エンジンコントロールシステム１は、エンジン１０と、エンジン１０へ燃料を供給する燃料供給機構２０と、エンジン１０へ吸入空気を導入する吸気通路３０と、エンジン１０から排気ガスを排出する排気通路４０と、排気通路４０から排気ガスの一部を吸気通路３０に循環させるＥＧＲ装置５０と、エンジン１０とその周辺機器とを制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）１００と、ＥＣＵ１００へ接続された各種センサと、を備えている。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０及び周辺機器の電子制御を司るマイクロコンピュータ（マイコン）を備えている。このマイコンは、周知のように中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し書き換えメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等を備え、ＥＣＵ１００に入力された信号の処理等を行うものである。
【００３１】
エンジン１０は、燃料を燃焼室１３内に直接噴射する四気筒直噴式のディーゼルエンジンである。エンジン１０には、クランクポジションセンサ１１及び水温センサ１２が取り付けられている。クランクポジションセンサ１１は、エンジン１０の回転数を検出するものである。水温センサ１２は、エンジン水温を検出するものである。これらのセンサ１１、１２は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、各センサ１１、１２により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００３２】
燃料供給機構２０は、燃料タンクから燃料を汲み上げるサプライポンプ２１と、サプライポンプ２１で汲み上げられた燃料を蓄えるコモンレール２５と、コモンレール２５から各燃焼室１３内へ燃料を噴射する噴射ノズル２７と、を備えている。サプライポンプ２１には、サクションコントロールバルブ２２、緊急遮断弁２３及び燃料温度センサ２４が取り付けられている。サクションコントロールバルブ２２は、ＥＣＵ１００からの信号に基づき燃料の供給量及び供給圧を調節するものである。緊急遮断弁２３は、ＥＣＵ１００からの信号に基づき緊急時における燃料供給量を調節するものである。燃料温度センサ２４は、サプライポンプ２１で汲み上げられた燃料の温度を検出するものである。この燃料温度センサ２４は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ２４により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。コモンレール２５には、コモンレール圧力センサ２６が取り付けられている。このコモンレール圧力センサ２６は、コモンレール圧力を検出するものである。このコモンレール圧力センサ２６もＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ２６により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。噴射ノズル２７には、電子駆動装置（ＥＤＵ）２８及びＥＤＵリレー２９が取り付けられている。このＥＤＵ２８及びＥＤＵリレー２９は、ＥＣＵ１００により算出された燃料噴射時期及び噴射時間に基づいて、噴射ノズル２７の駆動を制御するものである。
【００３３】
吸気通路３０は、エアクリーナ３１と、エアフローメータ３２と、ターボチャージャ３６と、インタークーラ３３と、ブースト圧センサ３４と、吸気温センサ３５と、を備えている。エアクリーナ３１は、吸気通路３０の吸気導入部に設けられ、吸入空気を清浄するものである。エアフローメータ３２は、エアクリーナ３１の下流側に設けられ、吸入空気の流量を検出するものである。ターボチャージャ３６は、エアクリーナ３１の下流に設けられ、排気ガスのエネルギーを利用して回転させたタービンにより吸入空気を圧縮し、燃焼室１３へ供給される空気量を増加させるものである。インタークーラ３３は、ターボチャージャ３６の下流に設けられ、ターボチャージャ３６により圧縮され過熱された空気を冷却している。ブースト圧センサ３４は、インタークーラ３３の下流で過給圧を検出するものである。吸気温センサ３５は二つ設けられている。一方の吸気温センサ３５は、エアクリーナ３１の下流側に設けられ、ターボチャージャ３６による圧縮前の吸入空気の温度を検出するものである。他方の吸気温センサ３５は、インタークーラ３３の下流側に取り付けられ、燃焼室１３へ供給される空気の温度を検出するものである。エアフローメータ３２、ブースト圧センサ３４及び吸気温センサ３５は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、これらにより検出された各検出信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００３４】
排気通路４０は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置４１と、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）４５と、排気ガスの温度を検出する排気温センサ４６と、を備えている。排気ガス浄化装置４１は、排気ガスを通過させてガス中に含まれるＮＯｘ、ＰＭ（粒子状物質）、ＣＯ、ＣｘＨｙ等を低減するための各種触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒４２、ＤＰＮＲ（Ｄiesel Ｐaticulate-ＮＯx Ｒeduction）触媒４３、酸化触媒４４）を有している。Ａ／Ｆセンサ４５及び排気温センサ４６は、排気ガス浄化装置４１の上流側と下流側とにそれぞれ取り付けられている。これらのセンサ４５、４６は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、各センサ４５、４６により検出された各検出信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００３５】
ＥＧＲ装置５０について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す概略構成図である。なお、図２では、排気ガスの流れが白抜き矢印で示されている。
ＥＧＲ装置５０は、図２に示されるように、ＥＧＲパイプ５１と、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられ内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５５と、ＥＧＲクーラ５５から排気ガスを排出する排出機構６０と、を備えている。
【００３６】
ＥＧＲパイプ５１は、図１に示されるように、排気通路４０の排気ガス浄化装置４１より上流側から分岐して排気ガスの一部を吸気通路３０に循環させるものである。また、ＥＧＲパイプ５１のＥＧＲクーラ５５より下流側には、ＥＧＲガス温センサ５９が取り付けられている。このＥＧＲガス温センサ５９は、ＥＧＲクーラ５５を通過して吸気通路３０へ戻される排気ガスの温度（ＥＧＲガス温度）を検出するものである。このＥＧＲガス温センサ５９は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ５９により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００３７】
ＥＧＲクーラ５５は、内部を通過する排気ガスを、冷却水（図示略）と熱交換させること等により冷却するものである。このＥＧＲクーラ５５は、図２に示されるように、排気ガスを導入する導入部５６と、排気ガスを排出する四つの排出口５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄと、を備えている。また、このＥＧＲクーラ５５は、ＥＧＲパイプ５１から導入部５６へ流入する排気ガスの流れ方向（以下、Ａ方向という）に沿って、排気ガスを冷却しながら通過させるように長く形成されている。そして、このＥＧＲクーラ５５内に導入された排気ガスは、ＥＧＲクーラ５５のＡ方向へ流れる距離が増すにつれて冷却されるようになっている。このため、このＥＧＲクーラ５５内では、排気ガスの導入部５６側でガス温度が高く、Ａ方向に進むにつれて相対的にガス温度が低くなっている。
【００３８】
排出口５８ａ〜５８ｄは、ＥＧＲクーラ５５の片側の側壁５７に、それぞれ一定の間隔をおいてＡ方向へ直線状に形成されている。本実施形態では、各排出口５８ａ〜５８ｄを、図２において左から第一排出口５８ａ、第二排出口５８ｂ、第三排出口５８ｃ、第四排出口５８ｄとする。そうすると、上記したＥＧＲクーラ５５の冷却構造により、これらの排出口５８ａ〜５８ｄから排出される排気ガスの温度は、第一排出口５８ａにおいて一番高く、第二排出口５８ｂ、第三排出口５８ｃ、第四排出口５８ｄの順に低くなっている。
【００３９】
排出機構６０は、排気ガスを排出するために排出口５８ａ〜５８ｄのうちの一つだけを開放するとともに、その開放された排出口の開口面積をも変更するものである。この排出機構６０は、ＥＧＲクーラ５５の側壁５７によりＥＧＲクーラ５５と隔てられたバルブ室６３と、バルブ室６３に設けられた回転軸６１と、回転軸６１に設けられたロータリバルブ７０と、回転軸６１を回転駆動する駆動モータ６２と、を備えている。
【００４０】
バルブ室６３は、ロータリバルブ７０を回転可能に収容するものである。このバルブ室６３は、Ａ方向に対して垂直な側壁６４ａ、６４ｂを備えている。そして、Ａ方向側の側壁６４ｂには、回転軸６１がＡ方向に対して平行に貫設されている。この回転軸６１は、側壁６４ｂの外側に取り付けられた駆動モータ６２により駆動されるようになっている。
【００４１】
このように、本実施形態では、回転軸６１が、Ａ方向側の側壁６４ｂに、Ａ方向に対して平行に貫設されている。このため、回転軸６１を駆動する駆動モータ６２を、ＥＧＲクーラ５５内の排気ガスが低温となるＡ方向側の側壁６４ｂに、外側から取り付けられるようになっている。このように排出機構６０を構成したことにより、駆動モータ６２の過熱を抑制することができる。
【００４２】
ロータリバルブ７０について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるロータリバルブの円周面を示す展開図である。
ロータリバルブ７０は、回転軸６１を中心軸とする円筒形状をなしている。このロータリバルブ７０は、円周面７１と、円周面７１の両側に設けられた側面７３ａ、７３ｂと、を備えている。そして、Ａ方向側の側面７３ｂを上記した回転軸６１に取り付けることにより、回転軸６１とともにロータリバルブ７０が回転するようになっている。また、このロータリバルブ７０の内部は、排気ガスが流れる通路になっている。
【００４３】
ロータリバルブ７０の円周面７１には、ＥＧＲクーラ５５の側壁５７に形成された各排出口５８a〜５８ｄをロータリバルブ７０の内部にそれぞれ連通させる複数の連通口７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄが形成されている。図３に示されるように、各連通口７２ａ〜７２ｄは、左から第一連通口７２ａ、第二連通口７２ｂ、第三連通口７２ｃ、第四連通口７２ｄの順に並んでいる。詳しくは、第一連通口７２ａは、第一排出口５８ａと対応するよう、同じＡ方向位置に形成されている。同様に、連通口７２ｂは第二排出口５８ｂと対応し、連通口７２ｃは、第二排出口５８ｃと対応し、連通口７２ｄは、第二排出口５８ｄと対応し、各連通口は対応する排出口と同じＡ方向位置に形成されている。また、各連通口７２ａ〜７２ｄのＡ方向幅は、対応する排出口５８ａ〜５８ｄと略同じになるよう形成されている。
【００４４】
さらに、各連通口７２ａ〜７２ｄは、第一連通口７２ａから第四連通口７２ｄまでは順に回転方向（Ｒ方向上向き）に一定の間隔をおいて位置をずらしながら形成されている。そして、第四連通口７２ｄから第一連通口７２ａまではＲ方向上向きに上記一定の間隔より大きい間隔をおいて位置をずらすように形成されている。
【００４５】
また、ロータリバルブ７０の円周面７１のＡ方向側端部には、その一部を切り取ることにより切欠部７４が形成されている。この切欠部７４により形成される隙間から、ロータリバルブ７０内部へ排出された排気ガスが下流側のＥＧＲパイプ５１へ流れるようになっている。
【００４６】
上記構成のエンジンコントロールシステム１の動作について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。
図１に示されるように、吸入空気は、吸気通路３０の導入口に設けられたエアクリーナ３１により清浄される。清浄された空気は、ターボチャージャ３６による圧縮過程及びインタークーラ３３による冷却過程を経て燃焼室１３へ供給される。そして、コモンレール２５に蓄えられた燃料を噴射ノズル２７から燃焼室１３へ噴射することにより、燃料を着火させて空気とともに燃焼させる。燃焼後に生じる排気ガスは、排気通路４０を通過して各種触媒４２、４３、４４により浄化され、大気へ排出される。このとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減も行われる。
【００４７】
また、ＥＧＲ装置５０のＥＧＲクーラ５５を利用して、燃料の燃焼温度を下げることにより、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制することができる。本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１では、エンジン１０から排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲパイプ５１を介して吸気系に導入される。このＥＧＲパイプ５１の途中には、図２に示されるように、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５５が設けられている。そして、エンジン温間時に、ＥＧＲクーラ５５によって冷却された排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、燃焼室１３内でのガス燃焼温度を低下させて、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させることができる。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合に、高温状態の排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、ＥＧＲクーラ５５で過度に冷却された排気ガスが燃焼室１３に供給されて生じる燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【００４８】
本実施形態に係るＥＧＲ装置５０では、図２に示されるように、ＥＧＲクーラ５５が、Ａ方向へ長く形成されている。そして、このＥＧＲクーラ５５内に導入された排気ガスは、ＥＧＲクーラ５５のＡ方向へ流れる距離が増すにつれて冷却され、温度が低下していく。このため、ＥＧＲクーラ５５内では、排気ガスの導入部５６側でガス温度が高く、Ａ方向に進むにつれて相対的にガス温度が低くなっている。また、この装置は、排気ガスを排出するために開放する排出口を変更する排出機構６０を備えている。この排出機構６０により、例えば第一排出口５８ａを開放した場合には、相対的に高温の排気ガスがＥＧＲクーラ５５から排出される。また、例えば第四排出口５８ｄを開放した場合には、相対的に低温の排気ガスがＥＧＲクーラ５５から排出される。こうして、ＥＧＲクーラ５５内から排出される排気ガスの温度を調節することができる。
【００４９】
本実施形態の排出機構６０では、駆動モータ６２により回転軸６１を駆動してロータリバルブ７０を回転させると、ロータリバルブ７０の円周面７１に形成された各連通口７２ａ〜７２ｄもバルブの回転に従って回転する。そして、各連通口７２ａ〜７２ｄが対応する排出口５８ａ〜５８ｄと連通しない位置にあるときは、その排出口がロータリバルブ７０の円周面７１により閉鎖される。一方、各連通口７２ａ〜７２ｄが、対応する排出口５８ａ〜５８ｄと連通する位置にあるときは、排気ガスがＥＧＲクーラ５５の内部からその排出口及び連通口を介してロータリバルブ７０内部に流れる。そして、ロータリバルブ７０内部に流入した排気ガスは、切欠部７４から下流側のＥＧＲパイプ５１へと流れて吸気通路３０に循環し、燃焼室１３に供給される。
【００５０】
この排出機構６０では、図３に示されるように、各連通口７２ａ〜７２ｄが、第一連通口７２ａから第四連通口７２ｄまで回転方向（Ｒ方向上向き）へ順に位置をずらしながら形成されている。これに対して、各排出口５８ａ〜５８ｄは、Ａ方向へ直線状に形成されている。このため、一つの連通口が排出口と連通しているとき、他の連通口は排出口と連通しない。したがって、排気ガスは、同時に複数の排出口から排出されないようになっている。こうして、異なった温度の排気ガスが混合されることなく、ＥＧＲクーラ５５から吸気通路３０に排気ガスが循環される。その結果、ＥＧＲクーラ５５から吸気通路３０へ循環させる排気ガスの温度を安定させることができる。
【００５１】
また、この排出機構６０では、連通口７２ａ〜７２ｄと排出口５８ａ〜５８ｄとを連通させたままロータリバルブ７０を回転させることにより、連通口７２ａ〜７２ｄと排出口５８ａ〜５８ｄとの連通面積を変更することができる。こうして、駆動モータ６２により回転軸６１を駆動して、連通口７２ａ〜７２ｄと排出口５８ａ〜５８ｄとの連通面積を変更することにより、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を調節することができる。
【００５２】
さらに、この排出機構６０では、第四連通口７２ｄから第一連通口７２ａまでは、Ｒ方向上向きに他の連通口同士の間隔より大きい間隔をおいて位置をずらすように形成されている。このため、第四連通口７２ｄから第一連通口７２ａまでの間隔を、排出口５８ａ〜５８ｄに対応する回転位置に移動させることにより、いずれの排出口５８ａ〜５８ｄも連通口７２ａ〜７２ｄと連通しないようにすることができる。こうして、この排出機構６０では、排気ガスをＥＧＲクーラ５５から排出しないようにすることができる。
【００５３】
ここで、エンジンコントロールシステム１において、上記した排気ガスの温度調節及び流量調節を実現するために、ＥＣＵ１００が行う制御内容について、図４を参照しながら詳細に説明する。図４は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＣＵが行う制御内容を示すフローチャートである。
【００５４】
図４に示されるように、ステップＳ１において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及び燃料噴射量を取得する。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に取り付けられたクランクポジションセンサ１１（図１参照）からエンジン回転数を取得する。また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ５、車速センサ６、水温センサ１２等の各種センサ（図１参照）から燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２へ移行する。
【００５５】
ステップＳ２において、ＥＣＵ１００は、目標ＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で取得したエンジン回転数及び燃料噴射量を使用して、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め記憶されたデータマップに基づき目標ＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ３に移行する。
【００５６】
ステップＳ３において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気通路３０に取り付けられたブースト圧センサ３４（図１参照）から得られる過給圧及びエアフローメータ３２（図１参照）から得られる吸入空気流量等を使用して、現在のＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ４に移行する。なお、ＥＧＲ率は、燃焼室１３に循環させる排気ガス量を、その排気ガス量と燃焼室１３に供給される空気量との総和で割った値である。
【００５７】
ステップＳ４において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ３で算出した現在のＥＧＲ率との差が、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以上あるか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ５に移行する。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ６に移行する。
【００５８】
ステップＳ５において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ（本実施形態ではロータリバルブ７０をいう。以下同じ）の開度を調節する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で算出した目標ＥＧＲと現在のＥＧＲ率との差に基づき排出機構６０が備える駆動モータ６２を制御して、連通口と排出口との連通面積を所定値に調節する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ６へ移行する。
【００５９】
ステップＳ６において、ＥＣＵ１００は、目標ＥＧＲガス温度の算出をする。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で取得したエンジン回転数及び燃料噴射量を使用して、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め記憶されたデータマップに基づき目標ＥＧＲガス温度を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ７に移行する。
【００６０】
ステップＳ７において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲガス温度を取得する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲパイプ５１に取り付けられたＥＧＲガス温センサ５９（図１参照）からＥＧＲガス温度を取得する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ８に移行する。
【００６１】
ステップＳ８において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７で取得したＥＧＲガス温度が、ステップ６で算出した目標ＥＧＲガス温度より、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以上高いか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ９に移行する。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０へ移行する。
【００６２】
ステップＳ９において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ流出口（排出口５８ａ〜５８ｄ）を一段階低温側へ移行する。すなわち、ＥＣＵ１００は、排出機構６０が備える駆動モータ６２を制御して、開放する排出口を現在の位置から一つＡ方向側のものに変更する。このとき、連通口と排出口の連通面積は、再びステップＳ５で調節した所定値に調節される。そして、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。なお、現在排気ガスを排出している排出口が第四排出口５８ｄである場合に、ＥＣＵ１００は、排出口の変更を行わず、その後の処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ１０において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７で取得したＥＧＲガス温度が、ステップＳ６で算出した目標ＥＧＲガス温度より、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以上低いか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１１に移行する。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。
【００６４】
ステップＳ１１において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ流出口（排出口５８ａ〜５８ｄ）を一段階高温側へ移行する。すなわち、ＥＣＵ１００は、排出機構６０が備える駆動モータ６２を制御して、開放する排出口を現在の位置から一つ導入部５６側のものに変更する。このとき、連通口と排出口の連通面積は、再びステップＳ５で調節した所定値に調節される。そして、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。なお、現在排気ガスを排出している排出口が第一排出口５８ａである場合に、ＥＣＵ１００は、排出口の変更を行わず、その後の処理を終了する。
【００６５】
以上で説明したＥＣＵ１００による制御内容によれば、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で行われる処理により、制御処理に必要となるエンジン回転数及び燃焼噴射量を取得する。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２〜ステップＳ５で行う処理により、互いに連通した排出口と連通口との連通面積を変更する。こうして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を調節する。また、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６〜ステップＳ１１で行う処理により、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの排出位置を変更する。このとき、排出口と連通口との連通面積は変更しない。こうして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を維持しつつ温度を調節する。以上のようにして、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１では、ＥＣＵ１００により、燃焼室１３に供給される排気ガスの流量及び温度が調節される。なお、ＥＣＵ１００は、上記制御を繰り返し行うことにより、開放する排出口の位置を多段階にわたって変更できるようになっている。
【００６６】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１に係るＥＧＲ装置５０では、二つのガスの混合比を弁により調節する必要が無い。また、異なった温度の排気ガスの混合状況等の影響を受けて、燃焼室１３に供給する排気ガスの温度が不安定になることもない。したがって、このＥＧＲ装置５０によれば、二つの通路を別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、燃焼室１３へ供給する排気ガスの温度をより安定させることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１に係るＥＧＲ装置５０では、一つの駆動モータ６２により燃焼室１３へ供給する排気ガスの温度及び流量の双方を調節することができる。このため、ＥＧＲ装置５０を、より小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
【００６８】
［第二実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第二実施形態について、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。図５は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図６は、同システムのＥＧＲ装置が備えるバルブ押圧機構のカムを示す側面図である。図７は、同システムのＥＧＲ装置に係るカム機構が備える回転カムの変更例を示す側面図である。
なお、図５では、排気ガスの流れが白抜き矢印で示されている。
【００６９】
第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記第一実施形態と異なるＥＧＲ装置１１０を備えている。詳しくは、第二実施形態のＥＧＲ装置１１０は、第一実施形態のものとは異なる排出機構１１５により排出口５８ａ〜５８ｄを開放又は閉鎖するものである。なお、第二実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【００７０】
本実施形態に係るＥＧＲ装置１１０は、図５に示されるように、ＥＧＲパイプ５１と、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられ内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５５と、ＥＧＲクーラ５５から排気ガスを排出する排出機構１１５と、を備えている。
【００７１】
排出機構１１５は、ＥＧＲクーラ５５の各排出口５８ａ〜５８ｄから排出された排気ガスを下流側のＥＧＲパイプ５１に導く連通路１１９と、各排出口５８ａ〜５８ｄに設けられ各排出口５８ａ〜５８ｄをそれぞれ開閉するポペットバルブ１２０と、ＥＧＲクーラ５５の側方に設けられ各ポペットバルブ１２０を摺動可能に支持する支持壁１２４と、各ポペットバルブ１２０をそれぞれ閉方向へ付勢するリターンスプリング１２５と、各ポペットバルブ１２０をそれぞれ開方向へ押圧するバルブ押圧機構１３０と、を備えている。本実施形態において、各排出口５８ａ〜５８ｄのＥＧＲクーラ５５側開口端には、弁座１２６が形成されている。
【００７２】
連通路１１９は、ＥＧＲクーラ５５の側壁５７と側壁５７に対して平行に設けられた支持壁１２４との間に形成された通路である。そして、各排出口５８ａ〜５８ｄから排出された排気ガスは、この連通路１１９を介して下流側のＥＧＲパイプ５１へ流れるようになっている。
【００７３】
各ポペットバルブ１２０は、弁座１２６に対して当接又は離間させる弁体１２１と、各弁体１２１から棒状に延びるステム１２２と、ステム１２２の端部に開方向へ押圧可能に形成されたステムエンド１２３と、を備えている。そして、各ポペットバルブ１２０の弁体１２１をそれぞれ弁座１２６に当接させて各排出口５８ａ〜５８ｄを閉鎖し、各ポペットバルブ１２０の弁体１２１をそれぞれ弁座１２６から離間させて各排出口５８ａ〜５８ｄを開放するようになっている。各ステム１２２は、カムシャフト１１６に対して直交するよう設けられている。各ステムエンド１２３は、図５において支持壁１２４より上方に位置している。そして、各ステムエンド１２３には、リターンスプリング１２５の一端が、取り付けられている。また、リターンスプリング１２５の他端は、支持壁１２４に取り付けられている。このリターンスプリング１２５の付勢力は、バルブ押圧機構１３０の押圧力より小さく設定されている。
【００７４】
バルブ押圧機構１３０は、支持壁１２４により連通路１１９と隔てられたカム室１３１と、各ポペットバルブ１２０の後方（図５において上方）にＡ方向に対して平行に設けられたカムシャフト１１６と、カムシャフト１１６に各ポペットバルブ１２０をそれぞれ開方向へ押圧可能に設けられた回転カム１１７ａ〜１１７ｄと、回転軸１１６を駆動する駆動モータ６２と、を備えている。
【００７５】
回転カム１１７ａは、第一排出口５８ａに対応する位置に設けられている。この回転カム１１７ａには、第一排出口５８ａに設けられたポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧するための第一カムノーズ１１８ａが形成されている。同様に回転カム１１７ｂは、第二排出口５８ｂに対応する位置に設けられている。この回転カム１１７ｂには、第二排出口５８ｂに設けられたポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧するための第二カムノーズ１１８ｂが形成されている。回転カム１１７ｃは、第三排出口５８ｃに対応する位置に設けられている。この回転カム１１７ｃには、第三排出口５８ｃに設けられたポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧するための第三カムノーズ１１８ｃが形成されている。回転カム１１７ｄは、第四排出口５８ｄに対応する位置に設けられている。この回転カム１１７ｄには、第四排出口５８ｄに設けられたポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧するための第四カムノーズ１１８ｄが形成されている。
【００７６】
各カムノーズ１１８ａ〜１１８ｄには、図６に示されるように、互いに位相差が設けられている。詳しくは、図６において、第一カムノーズ１１８ａを基準とすれば、第二カムノーズ１１８ｂには１／５周期（７２度）、第三カムノーズ１１８ｃには２／５周期（１４４度）、第四カムノーズ１１８ｄには３／５周期（２１６度）の位相差が設けられている。そして、カムシャフト１１６が４／５周期（２８８度）付近の回転位置にあるときには、いずれのカムノーズもポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧しないようになっている。
【００７７】
なお、図７には、変更例として、各カムノーズ１１８ａ〜１１８ｄに別の位相差を設けたカムの例が示されている。この例では、第一カムノーズ１１８ａを基準とすれば、第二カムノーズ１１８ｂには１／４周期（９０度）、第三カムノーズ１１８ｃには１／２周期（１８０度）、第四カムノーズ１１８ｄには３／４周期（２７０度）の位相差が設けられている。この例によると、カムシャフト１１６を回転させた場合に、常にいずれかの回転カムによりポペットバルブ１２０が押圧されるようにすることができる。
【００７８】
上記のように構成された第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０の動作について説明する。
本実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおいても、ＥＧＲ装置１１０のＥＧＲクーラ５５を利用して、燃料の燃焼温度を下げることにより、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制することができる。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合には、高温状態の排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、ＥＧＲクーラ５５で過度に冷却された排気ガスが燃焼室１３に供給されて生じる燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【００７９】
本実施形態の排出機構１１５では、駆動モータ６２によりカムシャフト１１６を駆動して回転カム１１７ａ〜１１７ｄを回転させると、各回転カム１１７ａ〜１１７ｄのカムノーズ１１８ａ〜１１８ｄが各ポペットバルブ１２０を順に開方向へ押圧する。そして、押圧されたポペットバルブ１２０は排出口を開放する。一方、押圧されていないポペットバルブ１２０は、リターンスプリング１２５により閉方向へ付勢されて排出口を閉鎖する。ここで、各排出口５８ａ〜５８ｄは、それぞれ一定の間隔をおいてＡ方向へ直線状に形成されている。このため、カムシャフト１１６を回転させて別の回転カムでポペットバルブ１２０を押圧し、別の排出口を開放することによって、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの排出位置を変更することができる。このように、ＥＧＲクーラ５５からの排出位置を変更することにより、上記したＥＧＲクーラ５５の冷却構造に従ってＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの温度を調節することができる。こうして、このＥＧＲ装置１１０では、駆動モータ６２でカムシャフト１１６を駆動することにより、燃焼室１３に供給される排気ガスの温度を調節することができる。
【００８０】
また、各回転カム１１７ａ〜１１７ｄのカムノーズ１１８ａ〜１１８ｄには、上記のように位相差が設けられているため、複数のカムがポペットバルブ１２０を同時に押圧することはない。これにより、このＥＧＲ装置１１０では、一つの排出口が開放しているときに、他の排出口は閉鎖される。こうして、異なった温度の排気ガスが混合されることなく、ＥＧＲクーラ５５から吸気通路３０に排気ガスが循環される。その結果、ＥＧＲクーラ５５から吸気通路３０へ循環させる排気ガスの温度を安定させることができる。
【００８１】
また、排出機構１１５では、上記したように、回転カムのカムノーズによりポペットバルブ１２０のステムエンド１２３を押圧したままカムシャフト１１６を回転させることにより、カムノーズのステムエンド１２３との当接点をずらしてポペットバルブ１２０の開度を変更することができる。こうして、ポペットバルブ１２０の開度を変更することにより、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を調節することができる。
【００８２】
さらに、回転カム１１７ａ〜１１７ｄがいずれのポペットバルブ１２０も押圧しない位置までカムシャフト１１６を回転させることにより、すべての排出口５８ａ〜５８ｄをポペットバルブ１２０により閉鎖して、排気ガスがＥＧＲクーラ５５から排出されないようにすることができる。
【００８３】
ここで、上記した排気ガスの温度調節及び流量調節を実現するために、ＥＣＵ１００が行う制御内容について、図４に示されるフローチャートに基づき、その概要を説明する。
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で行われる処理により、制御処理に必要となるエンジン回転数及び燃焼噴射量を取得する。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２〜ステップＳ５で行う処理により、ポペットバルブ１２０の開度を調節する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を調節する。また、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６〜ステップＳ１１で行う処理により、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの排出位置を変更する。このとき、ポペットバルブ１２０の開度は再度同じ値に調節される。こうして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの流量を維持しつつ温度を調節する。以上のようにして、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムでは、ＥＣＵ１００により、燃焼室１３に供給される排気ガスの流量及び温度が調節される。なお、ＥＣＵ１００は、上記制御を繰り返し行うことにより、開放する排出口の位置を多段階にわたって変更できるようになっている。
【００８４】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、二つのガスの混合比を弁により調節する必要が無い。また、異なった温度の排気ガスの混合状況等の影響を受けて、燃焼室１３に供給する排気ガスの温度が不安定になることもない。したがって、このＥＧＲ装置１１０によれば、二つの通路を別々に設けることなく排気ガスの温度調節を可能にするとともに、燃焼室１３へ供給する排気ガスの温度をより安定させることができる。
【００８５】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、一つの駆動モータ６２により燃焼室１３へ供給する排気ガスの温度及び流量の双方を調節することができる。このため、ＥＧＲ装置１１０を、より小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
【００８６】
さらに、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、ポペットバルブ１２０により各排出口５８ａ〜５８ｄを閉鎖するため、他のバルブに比べて高いシール性が得られる。これにより、全閉した排出口から連通路１１９へ排気ガスが漏れるのを抑制することができる。
【００８７】
［変更例］
第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるＥＧＲ装置の変更例について、図８を参照しながら詳細に説明する。図８は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるＥＧＲ装置の変更例を示す概略構成図である。なお、図８では、排気ガスの流れが白抜き矢印で示されている。
【００８８】
この変更例に係るＥＧＲ装置１４０は、第二実施形態のものとは異なる排出機構１４５により排出口５８ａ〜５８ｄを開放又は閉鎖するものである。なお、この変更例に係るＥＧＲ装置１４０において、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【００８９】
ＥＧＲ装置１４０は、図８に示されるように、ＥＧＲパイプ５１と、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられ内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５５と、ＥＧＲクーラ５５から排気ガスを排出する排出機構１４５と、を備えている。
【００９０】
排出機構１４５は、ＥＧＲクーラ５５の各排出口５８ａ〜５８ｄから排出された排気ガスを下流側のＥＧＲパイプ５１に導く連通路１１９と、各排出口５８ａ〜５８ｄに設けられ各排出口５８ａ〜５８ｄをそれぞれ開閉するポペットバルブ１５０と、ＥＧＲクーラ５５の側方にＡ方向に対して平行に設けられ各ポペットバルブ１２０を摺動可能に支持する支持壁１２４と、支持壁１２４に設けられ各ポペットバルブ１２０をそれぞれ開閉駆動するアクチュエータ１４６、１４７、１４８、１４９と、を備えている。
【００９１】
各ポペットバルブ１５０は、弁座１２６に対して当接又は離間させる弁体１５１と、各弁体１５１から棒状に延びるステム１５２と、を備えている。各ステム１５２は、支持壁１２４に摺動可能に貫設されており、Ａ方向に対して直交するよう設けられている。また、各ステム１５２は、支持壁１２４の外側（図８において上方）に取り付けられアクチュエータ１４６〜１４９により、それぞれＡ方向に対して直交方向に駆動されるようになっている。アクチュエータ１４６〜１４９は、各ポペットバルブ１５０のステム１５２をそれぞれ駆動することにより、各弁体１５１をそれぞれ弁座１２６に当接させて各排出口５８ａ〜５８ｄを閉鎖し、各ポペットバルブ１５０の弁体１５１をそれぞれ弁座１２６から離間させて各排出口５８ａ〜５８ｄを開放するようになっている。
【００９２】
上記のように構成された変更例に係るＥＧＲ装置１４０によれば、ＥＧＲクーラ５５に形成された各排出口５８ａ〜５８ｄを、状況に応じて例えば一つのみ開放したりあるいは複数開放したりすることができる。したがって、エンジン１０の運転状況に応じて、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの温度及び流量を、より高い自由度をもって高精度に調節することができる。なお、この変更例では、上記実施形態に比べ複雑な構造となるが、より高精度に温度調節を行う場合などに対して、このＥＧＲ装置１４０を用いることができる。
【００９３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。以下（１）、（２）にその一例を示す。
（１）上記実施形態において、ＥＧＲクーラ５５の側壁５７に形成された複数の排出口５８ａ〜５８ｄを、Ａ方向に延びる一つの長孔に形成してもよい。これによれば、ロータリバルブ７０に形成される連通口の数や形状を変更した場合にも、排出口と連通させることが可能となる。この一態様として、例えばロータリバルブ７０に形成された連通口の数を増やして、ＥＧＲクーラ５５から排出される排気ガスの温度をより細かく調節することができる。
（２）上記実施形態のいずれにおいても、ターボチャージャの有無、気筒数、直噴式又はポート噴射式のいずれであるか、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンのいずれであるか等については、適宜変更して具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明を具体化した実施形態に係るエンジンコントロールシステムを示す全体構成図である。
【図２】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図３】同システムのＥＧＲ装置に係るロータリバルブの円周面を示す展開図である。
【図４】同システムのＥＣＵが行う制御内容を示すフローチャートである。
【図５】第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図６】同システムのＥＧＲ装置に係るカム機構が備える回転カムを示す側面図である。
【図７】同システムのＥＧＲ装置に係るカム機構が備える回転カムの変更例を示す側面図である。
【図８】同システムにおけるＥＧＲ装置の変更例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００９５】
１    エンジンコントロールシステム
１０    エンジン
１３    燃焼室
３０    吸気通路
４０    排気通路
５０    ＥＧＲ装置（第一実施形態）
５１    ＥＧＲパイプ
５５    ＥＧＲクーラ
５６    導入部
５７    側壁
５８ａ  第一排出口
５８ｂ  第二排出口
５８ｃ  第三排出口
５８ｄ  第四排出口
６０    排出機構
６１    回転軸
６２    駆動モータ
７０    ロータリバルブ
７１    円周面
７２ａ  第一連通口
７２ｂ  第二連通口
７２ｃ  第三連通口
７２ｄ  第四連通口
１００    ＥＣＵ
【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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【図８】
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