JP2006233898A

JP2006233898A - Ｅｇｒ装置

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Publication number: JP2006233898A
Application number: JP2005051009A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Yamaki; 芳久山木; Yasushi Kamitaki; 裕史上瀧; Naoki Onoda; 直樹小野田; Tetsuro Kato; 哲朗加藤
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】過給機付き内燃機関の低負荷運転に伴って排ガス温度が低下したときの触媒温度低下を防止すると共にターボラグを防止する。
【解決手段】ＥＧＲ装置の電子制御ユニット（１０）は、アクセルオンに応じて、低圧ＥＧＲ通路（３０）の排気通路（３）からの分岐部（３ａ）の下流に設けた排気絞り弁（７）を閉じて、排気絞り弁の下流に設けられた排気浄化装置（８）への排ガス流入量を抑制して排気浄化触媒の温度低下を防止し、また、低圧ＥＧＲ弁（３１）を開けて低圧ＥＧＲを実施し、内燃機関（１）への吸入空気量ひいては過給機（２０）への排ガス流入量を増大させて過給機回転数の低下を防止し、これによりターボラグを未然に防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機付き内燃機関に装備される排気再循環（ＥＧＲ）装置に関し、特に、加速要求に対する過給機の応答遅れ（ターボラグ）を回避しつつ、内燃機関の低負荷運転域での排気温度低下に伴う触媒の温度低下を防止するようにしたＥＧＲ装置に関する。

車両用内燃機関では、排ガスの一部を吸気側に戻して燃焼室に排ガスを供給するＥＧＲを実施することにより燃焼温度を低下させて窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制するようにしているが、ＥＧＲの実施に伴って気筒内での燃焼が不良になって黒煙が発生することがある。この様な黒煙の発生を抑制しつつＮＯｘ低減を図る手法として、圧縮上死点前で燃料噴射を実施して燃料の予混合を促進した状態で燃料を着火燃焼させる予混合圧縮着火を行うことが知られている。但し、予混合圧縮着火では着火タイミングが早まることから、圧縮比が通常の内燃機関では熱効率に問題を生じることがあり、また、圧縮比が低めになるように構成された内燃機関では低負荷域で着火性が悪化して失火が生じ易くなる。

この点、特許文献１には低圧縮比の下で予混合圧縮着火とＥＧＲとを併用する内燃機関が提案されており、このものは、ターボチャージャのタービンよりも下流側の排気管とターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気管とを結ぶ低圧ＥＧＲパイプと、排気マニホールドと吸気マニホールドとを結ぶ高圧ＥＧＲパイプとを有したＥＧＲ装置を備え、中高負荷域では、背圧バルブの開度調節によりＥＧＲ率を調節しつつ低圧ＥＧＲパイプを用いたＥＧＲ（以下、低圧ＥＧＲという）を行う一方、零負荷域を含む低負荷域では、可変容量式過給機のノズルベーンの開度調節によりＥＧＲ率を調節しつつ高圧ＥＧＲパイプを用いたＥＧＲ（以下、高圧ＥＧＲという）を行い、また、高負荷域を除く運転域で予混合圧縮着火を実施するものになっている。従って、高負荷域では予混合圧縮着火を実施せずに通常のタイミングで燃料が噴射されると共に低圧ＥＧＲが行われ、これによりノッキングを防止しつつＮＯｘ低減が図られる。また、中負荷域では予混合圧縮着火と共に低圧ＥＧＲが行われる一方、低負荷域では予混合圧縮着火と共に高圧ＥＧＲが行われ、これにより失火発生を防止しつつ黒煙発生およびＮＯｘの低減が図られる。
特開２００２−２１６２５号公報

上記特許文献１記載のＥＧＲ装置によれば、低圧縮比の下での予混合圧縮着火による着火性悪化という問題を高圧ＥＧＲ（吸気温度の上昇による着火支援）により解消しつつ黒煙発生およびＮＯｘ排出量を同時に低減することができるが、低負荷域での機関運転に伴って排ガス温度が低下した場合、高圧ＥＧＲが行われるといえども、低温の排ガスが排気浄化装置に流入するので排気浄化触媒の温度が低下し易く、触媒温度が触媒活性温度を下回って排気浄化能力が低下するおそれがある。特に、燃料噴射量がゼロになる減速運転時には、燃料の燃焼を伴わない低温の排ガスが内燃機関から排出されるので触媒温度が著しく低下する。特許文献１記載のものでは、この様な触媒の温度低下に対する対策が講じられていない。なお、高圧ＥＧＲには排気浄化装置への排ガス流入量を減少させる作用があるが、高圧ＥＧＲでのＥＧＲ率を増大させると高圧ＥＧＲを継続することが困難になるので、高圧ＥＧＲによる排気浄化装置への排ガス流入量の低減（触媒温度低下の防止）には制約がある。

また、高圧ＥＧＲの実施により触媒への排ガス流入量を減少させると、過給機への排ガス流入量も減少するので、過給機回転数が低下してしまう。そして、触媒温度低下を防止するために排気浄化装置への排ガス流入量を低減するべく、例えば吸気絞り弁の開度や可変容量式過給機のノズルベーンの開度を絞ると過給機への排ガス流入量が更に低下する。この結果、過給機回転数が更に低下するので、その後のアクセルオン時に過給機回転数が速やかに増大せず、加速要求に対する過給機の応答遅れ（いわゆるターボラグ）が発生して車両の加速性能がその分低下することになる。また、空気量不足により黒煙が増大するおそれがある。特許文献１記載のものでは、過給機回転数の低下に対する対策が講じられていない。

本発明の目的は、ターボラグの発生を抑制しつつ、内燃機関の低負荷運転に伴う排ガス温度低下に起因した触媒温度の低下を防止するようにしたＥＧＲ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、過給機のタービンの下流側の排気通路から過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路に延びる低圧ＥＧＲ通路と、過給機のタービンの上流側の排気通路から過給機のコンプレッサの下流側の吸気通路に延びる高圧ＥＧＲ通路と、低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部に設けられ低圧ＥＧＲ通路内を流れる排ガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部の下流において排気通路内に配された排気絞り弁と、排気絞り弁の下流において排気通路内に配され排気浄化触媒を有する排気浄化装置と、アクセルがオフされたときに排気絞り弁を閉じると共に低圧ＥＧＲ弁を開ける制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、制御手段が、アクセルオンに先行する車両発進操作に応じて排気絞り弁を開けることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１にいう低圧ＥＧＲ通路、高圧ＥＧＲ通路、低圧ＥＧＲ弁、、排気浄化装置および制御手段を備えると共に、低圧ＥＧＲ通路の吸気通路との合流部の上流において吸気通路内に配され吸気通路への吸入空気量を調節する吸気絞り弁を備える。ここで、排気浄化装置は低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部の下流において排気通路内に配され、制御手段はアクセルがオフされたときに吸気絞り弁を閉じると共に低圧ＥＧＲ弁を開けるものになっている。

請求項１の発明では、排気浄化装置の上流において排気通路内に配された排気絞り弁がアクセルオフ時に閉じられるので、アクセルオフにより内燃機関が低負荷域で運転されて排ガス温度が低下する場合（特に、燃料噴射量がゼロであって、燃料の燃焼を伴わない低温のガスが排出される場合）、排気浄化装置への排ガスの流入が抑制される。このため、低温の排ガスによる排気浄化触媒の温度低下が抑制され、触媒の浄化能力が良好に維持される。しかも、アクセルオフ時には低圧ＥＧＲ弁が開かれるので、排気通路内において排気絞り弁の上流に設けられた低圧ＥＧＲ弁を介して、排気通路内を流れる排ガスの一部が低圧ＥＧＲ通路を介して内燃機関の燃焼室に流れ込み、内燃機関から排出されて過給機に流入し、その分、過給機への排ガス流入量が増大する。こうして過給機への排ガス流入量が確保されるので、過給機への排ガス流入量に依存する過給機回転数が良好に維持される。従って、その後のアクセルオン時、アクセルオンに対して過給機回転数が応答性良く増大し、ターボラグが発生するおそれが少なくなる。

なお、機関運転状態によっては、吸気通路内の圧力（ブースト圧）が過給機タービンの上流側の排気通路内の圧力よりも大きくなることがあり、この場合、高圧ＥＧＲによる内燃機関への排ガス供給が困難になるが、低圧ＥＧＲによればその様な場合にも吸気管内の負圧による排ガス吸引作用によって内燃機関への排ガス供給が円滑に行われる。
請求項２の発明では、アクセルオンに先行する車両発進操作に応じて排気絞り弁がアクセルオン前に開き始めるので、アクセルオンに対する排気絞り弁の応答遅れが防止され、排気絞り弁の応答遅れによる背圧上昇を来すことがなく、内燃機関の加速運転性能がその分向上する。

請求項３の発明では、アクセルオフ時、低圧ＥＧＲ通路の吸気通路との合流部の上流において吸気通路内に配された吸気絞り弁が閉じられると共に低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部に設けられた低圧ＥＧＲ弁が開かれる。従って、アクセルオフ時、吸気通路に発生した負圧が低圧ＥＧＲ通路内に作用するので、排気通路内を流れる排ガスの一部が低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部において低圧ＥＧＲ通路内に引き込まれ、その分、分岐部の下流において排気通路内に配された排気浄化装置への排ガスの流入が抑制される。このため、アクセルオフにより内燃機関が低負荷域で運転されて排ガス温度が低下する場合、低温の排ガスの流入による排気浄化装置の触媒の温度低下が抑制され、触媒の浄化能力が良好に維持される。一方、低圧ＥＧＲ通路に流入した排ガスは低圧ＥＧＲ通路を介して燃焼室に流入した後に燃焼室から排出されて過給機に流入するので、過給機への排ガス流入量が確保されて過給機回転数が良好に維持され、従って、その後のアクセルオン時に過給機回転数が良好に増大し、ターボラグが発生するおそれが極めて少なくなる。

以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態によるＥＧＲ装置を説明する。
図１において、参照符号１は、ＥＧＲ装置が装備される内燃機関たとえばその圧縮比が通常のものよりも低くなるように構成されたコモンレール式ディーゼルエンジンを示す。詳細な図示を省略するが、コモンレール式ディーゼルエンジン１は各気筒毎にインジェクタを備え、各インジェクタは燃料通路を介して蓄圧室に接続される一方、燃料戻し通路を介して燃料タンクに接続されており、インジェクタに設けられた電磁弁が開くと蓄圧室内から供給された高圧燃料がインジェクタを通じてエンジン１の燃焼室に噴射され、電磁弁が閉じると燃料噴射が終了するようになっている。

エンジン１は、吸気マニホールド６に接続された吸気管（吸気通路）２と、排気マニホールド９に接続された排気管（排気通路）３とを有している。吸気管２の入口には図示しないエアクリーナが設けられ、このエアクリーナの下流において、吸気管２の途中には、吸気絞り弁４と過給機２０のコンプレッサ２１とインタークーラ５とが配されている。ここで、吸気絞り弁４は主として後述の第２実施形態で用いられるものであり、本実施形態ではこれを必ずしも設ける必要はない。

一方、排気管３の途中には、過給機２０のタービン２２、排気絞り弁７（排気バタフライバルブ）、排気浄化装置８、および図示しないマフラが設けられ、排気絞り弁７の開度は、制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０の制御下で動作する排気絞り弁アクチュエータ７ａにより可変調節可能である。
過給機２０のコンプレッサ２１とタービン２２は図示しない連結シャフトにより同期回転可能に連結され、エンジン１から排出される排気ガスの流れにより発生したタービン２２の回転力によりコンプレッサ２１を回転させ、コンプレッサ２１により加圧された吸気をエンジン１に供給するようになっている。また、コンプレッサ２１により加圧されて高温になった空気はインタークーラ５で冷却され、これにより吸入空気の密度を高めて充填効率を向上させて、エンジン出力を増大するようにしている。本実施形態の過給機２０は例えば可動ベーンを有する従来公知のＶＧ（バリアブルジオメトリ）ターボチャージャから構成され、ＥＣＵ１０によりベーン開度が調節されるようになっている。

ＥＧＲ装置は、低圧ＥＧＲまたは高圧ＥＧＲのいずれかを選択的に実施するようになっている。低圧ＥＧＲは、低圧ＥＧＲパイプ（低圧ＥＧＲ通路）３０を介してタービン２２の下流の低圧の排ガスの一部をエンジン１に再還流させるものであり、一方、高圧ＥＧＲは、高圧ＥＧＲパイプ（高圧ＥＧＲ通路）４０を介して排気マニホールド９内の高圧の排ガスの一部をエンジン１に再還流させるものである。

低圧ＥＧＲ通路３０は、その上流側の端が過給機２０のタービン２２の下流側かつ排気絞り弁７の上流側の排気通路３に接続され、また、下流側の端が過給機２０のコンプレッサ２１の上流側かつ吸気絞り弁４の下流側の吸気通路２に接続されている。低圧ＥＧＲ通路３０の上流側の端（低圧ＥＧＲ通路３０の排気通路３からの分岐部）およびその下流側の端（低圧ＥＧＲ通路３０の吸気通路２との合流部）を図１に符号３ａ、２ａでそれぞれ示す。この様に、分岐部３ａで排気通路３から分岐した低圧ＥＧＲ通路３０は、吸気通路２との合流部２ａにまで延びている。そして、低圧ＥＧＲ通路３０の途中には、エンジン１への排ガス供給量（排ガス流量）を調節する低圧ＥＧＲ弁３１と、排ガスを冷却してエンジン１へのガス充填密度を高める低圧ＥＧＲクーラ３２とが設けられ、ＥＣＵ１０により低圧ＥＧＲ弁３１の開度を調節して低圧ＥＧＲでのＥＧＲ率を調節するようになっている。

一方、高圧ＥＧＲ通路４０はその上流側の端が排気マニホールド９（過給機２０のタービン２２の上流側の排気通路３）に接続され、下流側の端が吸気マニホールド６（過給機２０のコンプレッサ２１の下流側の吸気通路２）に接続されている。そして、高圧ＥＧＲ通路４０の途中には、エンジン１への排ガス供給量（排ガス流量）を調節する高圧ＥＧＲ弁４１と、排ガスを冷却してエンジン１へのガス充填密度を高める高圧ＥＧＲクーラ４２とが設けられ、ＥＣＵ１０により高圧ＥＧＲ弁４１の開度を調節して高圧ＥＧＲでのＥＧＲ率を調節するようになっている。

排気浄化装置８は、排気絞り弁７の下流側の排気通路３に配されると共に図示しない排気浄化触媒を備え、排気絞り弁７を通過して排気浄化装置８に流入した排ガスを浄化するようになっている。排気浄化装置８は特に限定されるものではないが、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えてＮＯｘを浄化する触媒コンバータで構成することができる。
更に、ＥＣＵ１０には負荷センサ５１、クランク角センサ５２、クラッチスイッチ５３および車速センサ５４が接続されている。負荷センサ５１は、図示しないアクセルペダルの踏込量すなわちアクセル開度をエンジン負荷として検出し、クランク角センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト（図示略）の回転をエンジン回転数として検出し、クラッチスイッチ５３は図示しないクラッチが接続状態にあれば例えばオンし、また、車速センサ５４は車両速度を検出するものである。

ＥＣＵ１０は、負荷センサ５１により検出されたエンジン負荷とクランク角センサ５２により検出されたエンジン回転数とに基づいてエンジン１の運転領域を判別し、エンジン運転域に応じて、過給機２０（ＶＧターボチャージャ）の図示しないベーンアクチュエータ、排気絞り弁アクチュエータ７ａ、低圧ＥＧＲ弁３１および高圧ＥＧＲ弁４１を制御するものとなっており、これにより過給機２０の可動ベーン（図示略）の開度、排気絞り弁７の開度、低圧ＥＧＲ通路３０を介するエンジン１への排ガス供給量（低圧ＥＧＲでのＥＧＲ率）、および高圧ＥＧＲ通路４０を介するエンジン１への排ガス供給量（高圧ＥＧＲでのＥＧＲ率）が調節される。また、ＥＣＵ１０は、エンジン運転域に応じて、エンジン１の各インジェクタ（図示略）の電磁弁をオンオフして燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量を制御するものになっている。

例えば、図２に示すように、エンジン１の高負荷域では低圧ＥＧＲ弁３１を開弁しかつ高圧ＥＧＲ弁４１を閉弁して低圧ＥＧＲを行うと共に、圧縮上死点付近で燃料を噴射して通常燃焼を行う一方、低中負荷域では低圧ＥＧＲ弁３１を閉弁しかつ高圧ＥＧＲ弁４１を開弁して高圧ＥＧＲを行うと共に、圧縮上死点付近より早期に燃料を噴射する予混合燃焼を行う。ここで、従来は低中負荷領域の全体で高圧ＥＧＲを行うのに対して、本発明では、低中負荷領域のうち、アクセルオフとなる極低負荷域（アイドリング領域や燃料噴射量ゼロの燃料カット領域）において、低圧ＥＧＲを行うことにより過給機回転数の低下に起因するターボラグ（アクセル操作に対する過給機回転数の応答遅れ）を防止するようにしている（図２参照）。

また、本発明では、低負荷運転に伴う排ガス温度低下に起因する触媒温度の低下を防止するため、アイドリング領域や燃料カット領域では、排気絞り弁７を閉じるようにしている。このため、ＥＣＵ１０（制御手段）は、図３に示す排気絞り弁開閉制御ルーチンを所定周期で繰り返し実行する。
図３の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１０は、アクセルオンに先行する車両発進操作（クラッチ接続操作、変速操作など）が行われたか否かを先ず判別する。本実施形態では、クラッチ接続操作によりクラッチが接続されたか否かをクラッチスイッチ５３のオンオフ状態に基づいて判別する（ステップＳ１）。クラッチが接続状態になければ、クランク角センサ５２により検出されたエンジン回転数が設定値以下であるか否かを判別する（ステップＳ２）。そして、設定エンジン回転数以下であれば、アクセルセンサ値（負荷センサ５１の出力値）が設定値以下であるか否かを判別し（ステップＳ３）、この判別結果が肯定（ＹＥＳ）すなわち設定アクセル開度以下であれば、車速センサ５４により検出された車両速度が設定値以下であるか否かを更に判別する（ステップＳ４）。そして、この判別結果が肯定、すなわちステップＳ２〜Ｓ４の判別結果全てが肯定であって設定エンジン回転数以下、設定アクセル開度以下かつ設定車速以下であることが判別されると、エンジン１がアイドリング領域で運転されているとの判断の下で排気絞り弁７（排気バタフライバルブ）を閉じる（ステップＳ５）。なお、この説明例ではアイドリング領域を判別するようにしたが、判別条件を変更して燃料カット領域またはアイドリング領域と燃料カット領域の双方を判別するようにしても良い。

一方、ステップＳ１の判別結果が否定（ＮＯ）あるいはステップＳ２〜Ｓ４のいずれかの判別結果が肯定、すなわち、クラッチが接続されたことが判別され、或いは、設定エンジン回転数または設定アクセル開度または設定車速を上回ったことが判別されると、排気バタフライバルブ７を開ける（ステップＳ６）。
以上のように、アクセル開度などが設定値以下になってエンジン１がアイドリング領域で運転されていることがＥＣＵ１０により判別されると、低圧ＥＧＲが実施されて過給機回転数の低下によるターボラグを防止すると共に排気絞り弁７（排気バタフライバルブ）を閉じてアイドル運転に伴う排ガス温度低下による触媒温度低下を防止する。

さて、設定アクセル開度以下になって低圧ＥＧＲが実施されると（図４参照）、エアクリーナ（図示略）を介して吸気通路２内に供給される新気の量（重量流量）は低圧ＥＧＲの分だけ減少して、図４に吸入空気量に関して太線で示すものとなる。一方、排気通路３内を流れる排ガスの一部が低圧ＥＧＲガスとして低圧ＥＧＲ通路３０を介して吸気通路２に供給されるので、この低圧ＥＧＲガスと新気とを合わせた吸入空気量は図４に細線で示すものとなる。細線で示した空気（新気＋低圧ＥＧＲガス）は吸気通路２および吸気マニホールド６を介してエンジン１の燃焼室に導入された後、排気マニホールド９に排出され、過給機２０のタービン２２に供給される。この結果、過給機回転数は、図４に過給機回転数に関して太線で示すものになる。これに対して、特許文献１に記載の、低負荷域において高圧ＥＧＲを行う従来技術による過給機回転数は図４に破線で示すものになる。すなわち、高圧ＥＧＲの実施により過給機回転数が低下する。また、高圧ＥＧＲによればエンジン運転状態によってはエンジン１への再還流ガスの供給が困難になることがあるが、低圧ＥＧＲではその様な不都合なく再還流ガス供給を行うことができる。

上述のように、本実施形態のＥＧＲ装置によれば、アイドル運転時や燃料カットを伴う減速運転時の過給機回転数を従来のものに比べて増大させることができるので、その後、アクセルオンによる加速要求があった場合には、アイドル運転時や減速運転時の過給機回転数の増大分、過給機回転数がより迅速に立ち上がるから、ターボラグが発生するおそれが少なくなる。

低圧ＥＧＲの実施中、図４に細線で示した吸入空気量に対応する量の排ガスの一部が低圧ＥＧＲガスとしてエンジン１に再還流されることは既述のとおりであり、また、排気通路３において排気浄化装置９の上流側に配された排気絞り弁７（排気バタフライバルブ）が閉じられる。この結果、排気浄化装置８への排ガス流入量は、図４に太線で示した吸入空気量（図４に細線で示した吸入空気量から低圧ＥＧＲガスの流量を減じたもの）に略対応し或いはそれよりも少なくなる。すなわち、アイドル運転時における排気浄化装置８への排ガス流入量は少なくとも低圧ＥＧＲガス分だけ減少する。そして、アイドル運転による低温の排ガスや燃料カット（噴射量ゼロ）により燃料の燃焼を伴わない低温の排ガスがエンジン１から排出されるので排ガス温度が低下するが、上述のように排気浄化装置８への排ガス流入量を減少させるので、低温の排ガスによる排気浄化装置８の排気浄化触媒（図示略）の温度低下がその分抑制され、触媒温度が触媒活性温度を下回るおそれが少なくなり、良好な排気浄化作用が奏される。

また、アクセル開度が設定値を上回ると（アクセルオン）、エンジン１がアイドリング領域で運転されていないことが図３のステップＳ３で判別されて排気絞り弁７が開かれ、また、低圧ＥＧＲ弁３１を閉じて低圧ＥＧＲが終了するが、アクセルオン（アクセルペダルの踏込操作）に先だってこれに先行する車両発進操作（クラッチ接続操作、変速操作など）が行われるので、図３のステップＳ３で非アイドリング領域の判別に先だって図３のステップＳ１でクラッチ接続状態が検出され、図３のステップＳ６で排気絞り弁７が開弁される。すなわち、アクセルオンに応じて低圧ＥＧＲ弁３１を開弁して低圧ＥＧＲを終了する際、アクセルオン（低圧ＥＧＲ弁３１の閉弁）に先だって排気絞り弁７が開弁される。この様に、アクセルオンの直前に排気絞り弁７が開き始めるので、排気絞り弁７の制御応答性が低い場合にもアクセルオンに対する排気絞り弁７の応答遅れが防止される。従って、アイドリング運転状態からの車両の発進加速に際して、排気絞り弁７の応答遅れによる背圧上昇を来すことがなく、エンジン１の加速性能が向上し、車両の発進加速が円滑に行われる。

以下、本発明の第２実施形態によるＥＧＲ装置について説明する。
第２実施形態のＥＧＲ装置は、アイドル運転時に低圧ＥＧＲを実施すると共に吸気絞り弁４を閉じるようにしており、吸気絞り弁４を閉弁する点で、排気絞り弁７を閉弁する第１実施形態と相違する。それ以外の点では第２実施形態のＥＧＲ装置は第１実施形態のものと同一であり、従って、第２実施形態のＥＧＲ装置は図１に示すように構成することができる。また、図１の排気絞り弁７は除去可能である。

第１実施形態のものと同様、第２実施形態のＥＧＲ装置は、主としてアイドリング領域や燃料カット領域でのエンジン運転時の過給機回転数の低下および触媒温度の低下を防止するものであり、このため、図２に示すアイドリング領域および燃料カット領域で低圧ＥＧＲを実施すると共に、排気絞り弁７に代わる吸気絞り弁４を閉じるものになっている。ここで、吸気絞り弁４の開度は、ＥＣＵ１０の制御下で吸気絞り弁アクチュエータ４ａを動作することにより調節可能である。

すなわち、第２実施形態では、負荷センサ５１により検出されたエンジン負荷とクランク角センサ５２により検出されたエンジン回転数とに基づいてエンジン１の運転領域を判別し、エンジン運転領域に応じて低圧ＥＧＲ弁３１および高圧ＥＧＲ弁４１を開閉制御することにより低圧ＥＧＲまたは高圧ＥＧＲのいずれかを必要に応じて実施するものとなっており、特に、アクセルオフに応じて低圧ＥＧＲ弁３１を開く（高圧ＥＧＲ弁４１は閉弁）と共に吸気絞り弁４を閉じ、これによりエンジン１のアイドル運転時に低圧ＥＧＲを行うことを特徴としている。また、第２実施形態では、図３の排気絞り弁開閉制御ルーチンに代えて図示しない吸気絞り弁開閉制御ルーチンを実施することにより、アイドリング領域で吸気絞り弁４を閉じ、また、その後のアクセルオンに先だつ車両発進操作たとえばクラッチ接続操作に応じて吸気絞り弁４を開くようにしている。すなわち、第２実施形態において実施される吸気絞り弁開閉制御ルーチンは、図３に示す排気絞り弁開閉制御ルーチンのステップＳ５、Ｄ６での排気絞り弁７の閉弁および開弁に代えて、吸気絞り弁４の閉弁および開弁を行うものである。

アクセルオフに応じて低圧ＥＧＲ弁３１を開くと共に吸気絞り弁４を閉じると、吸気通路２内に発生した負圧が低圧ＥＧＲ通路３０内に作用する。従って、排気通路３内を流れる排ガスの一部が、低圧ＥＧＲ通路３０の排気通路３からの分岐部３ａにおいて低圧ＥＧＲ通路３０内に引き込まれ、その分、分岐部３ａの下流において排気通路３内に配された排気浄化装置８への排ガスの流入が抑制され、アイドリング運転や燃料カット運転により温度低下した排ガスの流入による排気浄化触媒（図示略）の温度低下が防止され、触媒により良好な排気浄化作用が奏される。また、低圧ＥＧＲの実施により低圧ＥＧＲガスがエンジン燃焼室に供給されるので、エンジン１から排出されて過給機２０に供給される排ガス流量の減少ひいては過給機回転数の低下が防止される。そして、その後のアクセルオンに際してアクセルオンに先行する車両発進操作に応じて吸気絞り弁４の開弁が開始されるので、アイドリング時の過給機回転数の低下を防止する作用と相俟って、アクセルオン時のターボラグが確実に防止される。

以上で本発明の好適実施形態の説明を終えるが、本発明は上記第１及び第２実施形態に限定されず、種々に変形可能である。
例えば、第１及び第２実施形態では過給機２０としてＶＧターボチャージャを用いたが、この様な容量可変式過給機を用いることは必須ではない。また、エンジンの高負荷域で低圧ＥＧＲおよび通常燃焼を行う一方、低中負荷域で高圧ＥＧＲおよび予混合燃焼を行うように低圧ＥＧＲ域、高圧ＥＧＲ域、通常燃焼域および予混合燃焼域を図２のように設定したが、これは例示であって適宜変更可能である。予混合燃焼域を設けることも必須ではない。また、アクセルオンに先行する車両発進操作に応じて排気絞り弁または吸気絞り弁の開弁を行うことも必須ではなく、アクセルオンに応じて排気絞り弁または吸気絞り弁を開弁するようにしても良い。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形可能である。

本発明の第１実施形態によるＥＧＲ装置を示す概略図である。低圧ＥＧＲ域および高圧ＥＧＲ域とエンジンの負荷および回転数との関係を例示する図である。図１に示したＥＧＲ装置のＥＣＵが実施する排気絞り弁開閉制御ルーチンのフローチャートである。時間経過に伴う過給機回転数、吸入空気量およびアクセル開度のそれぞれの変化を例示する図である。

符号の説明

１エンジン
２吸気管（吸気通路）
３排気管（排気通路）
４吸気絞り弁
６吸気マニホールド
７排気絞り弁
８排気浄化装置
９排気マニホールド
１０ＥＣＵ
２０過給機
２１コンプレッサ
２２タービン
３０低圧ＥＧＲ通路
３１低圧ＥＧＲ弁
４０高圧ＥＧＲ通路
４１高圧ＥＧＲ弁

Claims

過給機のタービンの下流側の排気通路から前記過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路に延びる低圧ＥＧＲ通路と、
前記過給機のタービンの上流側の排気通路から前記過給機のコンプレッサの下流側の吸気通路に延びる高圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部に設けられ前記低圧ＥＧＲ通路内を流れる排ガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部の下流において前記排気通路内に配された排気絞り弁と、
前記排気絞り弁の下流において前記排気通路内に配され排気浄化触媒を有する排気浄化装置と、
アクセルがオフされたときに前記排気絞り弁を閉じると共に前記低圧ＥＧＲ弁を開ける制御手段と
を備えることを特徴とするＥＧＲ装置。
前記制御手段が、アクセルオンに先行する車両発進操作に応じて前記排気絞り弁を開けることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置。
過給機のタービンの下流側の排気通路から前記過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路に延びる低圧ＥＧＲ通路と、
前記過給機のタービンの上流側の排気通路から前記過給機のコンプレッサの下流側の吸気通路に延びる高圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部に設けられ前記低圧ＥＧＲ通路内を流れる排ガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の排気通路からの分岐部の下流において前記排気通路内に配され排気浄化触媒を有する排気浄化装置と、
前記低圧ＥＧＲ通路の前記吸気通路との合流部の上流において前記吸気通路内に配され前記吸気通路への吸入空気量を調節する吸気絞り弁と、
アクセルがオフされたときに前記吸気絞り弁を閉じると共に前記低圧ＥＧＲ弁を開ける制御手段と
を備えることを特徴とするＥＧＲ装置。