JP2008267308A - エンジンのｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルコール濃度に合わせてＮＯｘ低減、デポジット低減、燃料気化を十分に行い、アルコール濃度に関わらず安定した燃焼を維持する。
【解決手段】ＥＧＲバルブによって外部ＥＧＲ量を調整し、吸排気バルブのオーバラップ期間によって内部ＥＧＲ量を調整する。そして、エタノール濃度に応じて総ＥＧＲ量を制御する。エタノール濃度がＥＧＲ抑制濃度範囲Ｌ内にある場合、ＥＧＲ量を減少させていく。そして、境界濃度βを超えた高濃度範囲Ｍでは、ＥＧＲ量を増加させていく。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンのＥＧＲ（排気ガス再循環）装置に関し、特に、エタノール混合ガソリンなどのアルコール混合燃料を使用可能なエンジンのＥＧＲ制御に関する。

ＥＧＲ装置では、排気ガスを吸気側へ環流させることによって、酸素成分が少なく不活性ガスの多い排気ガスを吸入空気と混合させる。これにより、燃焼室内の燃焼温度が下がり、ＮＯｘ排出量の低減、燃費向上が実現される。排気管と吸気管とを繋ぐＥＧＲ管には、排ガス量を調整するＥＧＲバルブが設けられており、エンジンの運転状態（エンジン回転数、負荷など）に応じて排気ガスの環流量（ＥＧＲ量）およびＥＧＲ率が調整される。

一方、エタノール混合ガソリンなどのアルコール混合燃料がＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）自動車に使用されているが、ある程度アルコール濃度が上がった燃料にＥＧＲを働かせると、インジェクタでのデポジット生成が促進される。そのため、アルコール濃度が所定の低濃度値（３０％）を超えた場合、ＥＧＲバルブを制御して排気ガスの環流を停止（ＯＦＦ）し、あるいは排気ガスの環流量を減少させる（特許文献１、２参照）。
特開昭５６−１６２２５６号公報 実開平１−１４５９７３号公報

アルコールは、ガソリンなどの燃料と比べて揮発性（蒸発特性）が良くない。そのため、アルコール濃度がより一層高濃度化することによって燃料に占めるアルコール成分の割合が大きくなると、燃料の蒸発特性が悪化し、十分な燃料気化が行われない。また、アルコールによる理論空燃比の違い（エタノールの場合、約９）のため、アルコール濃度が高いほど燃料噴射量を増加させる必要があり、燃料気化特性がさらに悪化する。その結果、不安定な燃焼による出力低下、有害な排気ガスの排出量増加を招く。

本発明のエンジンのＥＧＲ制御装置は、アルコール混合燃料を使用可能であって、排気ガスを燃焼室内へ環流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ制御装置であり、アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、アルコール濃度に応じて排気ガスのＥＧＲ量を調整するＥＧＲ量制御手段とを備える。ＥＧＲ装置としては、例えば、排気系と吸気系を繋ぐ管路を通して排気ガスを吸気系へ環流させる、いわゆる外部ＥＧＲを構成し、あるいは、吸排気バルブのオーバラップ期間の調整などによって燃焼室内の排気ガスを残留、環流させる、いわゆる内部ＥＧＲを構成してもよく、あるいは、外部ＥＧＲ、内部ＥＧＲ両方によってＥＧＲ装置を構成してもよい。

本発明のＥＧＲ量制御手段は、所定の濃度（以下では、境界濃度という）以下に定められるアルコール濃度範囲（以下では、ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲という）では、境界濃度までＥＧＲ量を減少させる。ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲は、ＥＧＲ量の減少を開始する低濃度側の所定濃度から境界濃度までの範囲として設定される。

アルコールの含まれない燃料使用時のＥＧＲ量（以下では、基準ＥＧＲ量という）の下でアルコール濃度が増加していくと、燃料噴射装置のデポジット生成が促進される。そのため、ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲では、基準ＥＧＲ量より少ないＥＧＲ量を設定し、ＥＧＲ量をアルコール濃度に応じて減少させる。これに従い、ＥＧＲ率も減少していく。

しかしながら、アルコール濃度がさらに高濃度になっていくと、燃料中のアルコール成分の占める割合が大きくなり、燃料の蒸発特性がアルコールの蒸発特性に近づく。ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲で減少させられたＥＧＲ量の下でアルコール濃度が高くなると、アルコールの蒸発特性の悪さの影響が出始める。ここでの境界濃度は、抑制されたＥＧＲ量の下で燃料の蒸発特性が悪化し始める付近の濃度を表し、例えば、相対的にアルコール濃度の高い濃度範囲に定められる。本発明では、ＥＧＲ量制御手段は、境界濃度を超えると、ＥＧＲ量を増加させる。これにより、ＥＧＲ率も増加する。

ＥＧＲ量が増加することによって、エンジン筒内へ流入される高温の排気ガスの量が増加し、これに伴って吸気温度が上昇する。その結果、アルコール成分の多い燃料の気化が促進される。アルコール濃度が高い燃料の場合、燃料の大半が一定温度以上で気化するため、燃料の微粒子化が促進されて安定した燃焼が維持される。

アルコール濃度が高いほど燃料噴射量を増加させることから、高濃度範囲ではアルコール濃度が上がるほど燃料の気化特性がより悪化する。そのため、境界濃度を超えたアルコール濃度範囲では、アルコール濃度が高いほどＥＧＲ量を増加させるのが望ましい。一方、急激に燃料の気化特性が悪化して境界濃度付近でＥＧＲ量が大きく変動するのを防ぐため、ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲では、アルコール濃度が高くなるにつれてＥＧＲ量の減少率を小さくするのが望ましい。

内部ＥＧＲと外部ＥＧＲによってＥＧＲ装置が構成される場合、外部ＥＧＲによって吸気温度を調整するのが望ましい。そのため、ＥＧＲ量制御手段が、アルコール濃度に応じて外部ＥＧＲ量が変化するように、排気ガス環流量を調整する外部ＥＧＲ調整弁を制御するのがよい。

ＥＧＲ装置として、ＥＧＲ管を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーと、ＥＧＲクーラーを流れる冷却水の量を調整する冷却水調整弁とが設けられる場合、冷却水の調整によってアルコール高濃度では吸気温度を上昇させるのが望ましい。そのため、ＥＧＲ量制御手段が、アルコール濃度が高いほど冷却水の量を減少させるように、冷却水調整弁を制御するのがよい。

エンジンに吸気ポートへ燃料噴射する第１の燃料噴射装置と筒内へ燃料噴射する第２の燃料噴射装置が設けられている場合、燃料噴射割合を調整することによって吸気温度を調整し、燃料噴射装置のデポジットを抑制するのがよい。そのため、ＥＧＲ量制御手段は、燃料噴射割合を調整し、境界濃度を超えたアルコール濃度範囲において、アルコール濃度が高いほど第１の燃料噴射装置の燃料噴射割合を上げるのが望ましい。

本発明のＥＧＲ量制御装置は、アルコール混合燃料を使用可能であり、排気ガスを燃焼室内へ環流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ制御装置であって、アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、アルコール濃度に応じて排気ガスのＥＧＲ量を調整するＥＧＲ量制御手段とを備え、ＥＧＲ量制御手段が、アルコールの含まれない燃料使用時の基準ＥＧＲ量に比べて少ないＥＧＲ量が設定される境界濃度を超えたアルコール濃度の場合、境界濃度におけるＥＧＲ量以上のＥＧＲ量を設定する。

本発明によれば、ＮＯｘ低減、デポジット低減、燃料気化が十分に行われることによって、アルコール濃度に関わらず安定した燃焼を維持することができる。

以下では、図面を参照して、本発明の実施形態であるＥＧＲ装置を備えたエンジンについて説明する。

図１は、第１の実施形態であるＥＧＲ装置を備えたエンジンの概略的構成図である。

エンジン１０は、筒内および吸気ポートへ燃料を噴射可能な火花点火式の多気筒エンジンであり、図１には１つの気筒が図示されている。エアクリーナー１２を通って吸気管１４に吸入した空気は、吸気ポート１４Ａを通ってエンジン本体１１のシリンダ１３内部へ流入する。

エンジン１０では、吸気ポート１４Ａおよびシリンダ１３内に燃料噴射可能であって、燃料をシリンダ１３内へ噴射するインジェクタ１６と、吸気ポート１４Ａに燃料噴射するインジェクタ３２が設けられている。ここでは、インジェクタ３２によって燃料が所定のタイミングで噴射され、筒内へ燃料噴射するインジェクタ１６は所定の運転状況下に従って燃料を噴射する。吸入空気と燃料とが混合することによって均質な混合気が形成される。点火栓１８によって混合気が点火され、均質燃焼が生じる。

燃焼によって生じる排気ガスは、排気ポート１９Ａを通って排気管１９を流れ、三元触媒２０へ送られる。三元触媒２０は、酸化、還元作用によってＮＯｘ、未燃のＨＣ等を含む排気ガスを清浄化する。Ｏ_２センサ４７は、理論空燃比に基づくエンジン運転を行うため、酸素濃度を検出する。

ピストン２２は、コンロッド２４を介してクランクシャフト２６と接続されており、クランクシャフト２６の回転に連動してピストン２２がシリンダ１３内を往復運動する。吸気バルブ２８、排気バルブ３０は、クランクシャフト２６に連動するカムシャフト（図示せず）の回転に従い、それぞれ吸気ポート１４Ａ、排気ポート１９Ａを吸気〜排気のサイクルに合わせて開閉する。

燃焼室１７から排出された排気ガスの一部は、ＥＧＲ管３４を通って吸気管１４に環流され、吸入空気と排気ガスとの混合ガスが燃焼室１７へ送られる。これにより、燃焼温度の低下によるＮＯｘ低減など、いわゆる外部ＥＧＲが機能する。ＥＧＲバルブ３５は、ＥＧＲ管３４を通る排気ガスの環流量（外部ＥＧＲ量）を調整する。一方、ＥＧＲクーラー３８は、冷却水を循環させることによってＥＧＲ管３４を通る排気ガスの温度を低下させる。そして、クーラー制御弁４３は、ＥＧＲクーラー３８を流れる冷却水の量を調整する。

吸気バルブ２８のカムシャフトには、ベーン式の位相連続可変バルブタイミング機構（以下では、ＶＶＴ機構という）３９が設けられており、カム位相を変化させることによって吸排気のオーバラップ期間が調整される。オーバラップ期間を調整するによって、燃焼室へ燃焼ガスが還流される量（内部ＥＧＲ量）が調整され、いわゆる内部ＥＧＲが機能する。

燃料タンク５０には、エタノール混合ガソリンが燃料として貯留されており、燃料ポンプ５２によって吸い上げられる。吸い上げられたエタノール混合ガソリンは、燃料供給管５３を通ってインジェクタ１６、３２へ送られる。ここで、エタノール混合ガソリンには、エタノール濃度０％の純ガソリン、エタノール濃度１００％の純エタノールも含まれる。誘電型のエタノール濃度センサ５４は、インジェクタ１６、３２へ供給されるエタノール混合ガソリンのエタノール濃度を検出する。

ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えたＥＣＵ３６は、エンジン１０のサイクル運動を制御し、スロットルポジションセンサ２９、吸入空気温度センサ４２、アクセル開度センサ４４、クランクポジションセンサ４６、Ｏ_２センサ４７、カムポジションセンサ４８、エアフロメーター４９など、各センサからの信号を検出する。また、クランクシャフト２６の回転位置に従ってインジェクタ１６、３２、点火栓１８、スロットルバルブ３１などへ制御信号を出力する。ＥＣＵ３６のＲＯＭには、エンジン制御に関するプログラムがあらかじめ格納されている。

ＥＣＵ３６は、後述するように、検出されるエタノール濃度に基づいて、内部ＥＧＲ、外部ＥＧＲを含めたＥＧＲ量を調整し、ＥＧＲ率を制御する。内部ＥＧＲを調整する場合、ＥＣＵ３６からの制御信号に基づいてＶＶＴ機構３９がカム位相を変化させる。外部ＥＧＲを調整する場合、ＥＣＵ３６からの制御信号に基づいてＥＧＲバルブ３５がバルブ開度を変化させる。

図２は、ＥＣＵ３６において実行されるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。また、図３は、吸気温度とＥＧＲ量との関係を示した図であり、図４は、エタノール濃度とＥＧＲ量との関係を表した図である。ＥＧＲ制御処理は、ＥＣＵ３６のメイン処理に所定時間間隔で割り込んで実行される。

ステップＳ１０１では、エタノール混合ガソリンのエタノール濃度が検出される。そしてステップＳ１０２では、図４に示すＥＧＲ量とエタノール濃度との関係に基づき、ＥＧＲ量が設定される。ただし、ＥＧＲ量は、内部ＥＧＲ、外部ＥＧＲによってシリンダ１３内へ環流させる排気ガスの総量を表す。また、ここでは、ポート噴射、すなわちインジェクタ３２からの燃料噴射によって運転が行われる。

図４では、エタノール濃度に応じて変化するＥＧＲ量が曲線Ｖによって表されている。エタノール濃度が低〜中程度のエタノール濃度範囲では、エタノール濃度が高くなるほどＥＧＲ量が減少していく（以下では、濃度α〜濃度βのエタノール濃度範囲をＥＧＲ抑制濃度範囲とし、濃度βを境界濃度とする）。ＥＧＲ抑制濃度範囲Ｌを超えた濃度範囲（以下では、高濃度範囲という）Ｍでは、エタノール濃度が高くなるほどＥＧＲ量が増加していく。ＥＧＲ量の増減に伴ってＥＧＲ率も増減する。

エタノールの含まれない純ガソリン、あるいは純ガソリンに近い濃度αより低濃度のエタノール混合ガソリンの場合、純ガソリン使用時のＥＧＲ量（基準ＥＧＲ量）Ｅｓによって排気ガスの再循環が行われる。そして、ＥＧＲ抑制濃度範囲Ｌおよび高濃度範囲Ｍでは、境界濃度βのＥＧＲ量Ｅｕを最小とする二次関数的な曲線ＶによってＥＧＲ量が表される。

ＥＧＲ抑制濃度範囲Ｌでは、インジェクタ３２におけるデポジット生成、出力低下等を防ぐため、エタノール濃度を減少させていくようにＥＧＲ量が制御される。エタノールは、ガソリンと比べてＮＯｘ排出量が少ないことから、必要以上に燃焼温度を下げることによって出力低下、燃焼の不安定化を生じさせないように、ＥＧＲ量が抑えられる。エタノール濃度が高くなるに従い、ＥＧＲ量も減少し続ける。濃度αは、基準ＥＧＲ量の影響の下に燃焼不安定化し始める付近の濃度として定められる。

一方、エタノール濃度がさらに高くなっていくと、ガソリンと比べて気化潜熱の大きい、すなわち揮発しにくいエタノールの割合が増加する。また、理論空燃比に基づいて運転を行うため、エタノール濃度が高くなるにつれて燃料噴射量が増加していく。その結果、燃料気化が悪化し、不均質が混合気が形成され、燃焼の不安定、排ガス量増加を招く。境界濃度βは、ＥＧＲ量を減少させた影響下で燃料気化が悪化し始める付近の濃度を表す。

本実施形態では、エタノール濃度がＥＧＲ量を抑制すべき濃度範囲Ｌ（境界濃度β）を超えてさらに高濃度になると、ＥＧＲ量を増加させていく。ＥＧＲ量の増加によって高温である排気ガスの割合が増加すると、吸入空気と排気ガスとを合わせたガス（ここでは、混合ガスという）の温度が上昇する。その結果、吸気ポート１４Ａ付近で混合ガスに燃料が噴射されると、燃料が十分に気化し、均質な混合気が形成されることによって燃焼が安定する。なお、エタノールの気化潜熱が高いことから、シリンダ１３内へ吸入される混合気の温度はエタノール濃度の変化によっても大きく変化しない。

エタノール濃度が高くなる、すなわち燃料に占めるエタノール濃度の割合が大きくなるほど、エタノールの蒸発特性（揮発性）が燃料の蒸発特性となって現れる。したがって、エタノールの蒸発する温度まで混合ガス温度を上昇させれば、ほとんどの燃料が気化するため、燃料噴射量およびエタノール濃度に応じてＥＧＲ量を調整することによって燃焼が安定化する。なお、部分負荷、高負荷それぞれに合わせて図４に示すようなＥＧＲ量の曲線が設定される。

ステップＳ１０３では、設定されたＥＧＲ量に基づいて吸気ポート１４Ａ付近における目標吸気温度が設定される。ＥＣＵ３６のＲＯＭには、ＥＧＲ量と目標吸気温度との関係を示すマップデータがあらかじめ記憶されており、マップデータから目標吸気温度が求められる。そして、目標吸気温度に基づいて、外部ＥＧＲ量が求められるとともに内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量の割合が求められる。

図３は、シリンダ１３へ流入される混合気の温度、すなわち吸気温度と外部ＥＧＲ量との関係を示した図である。図３から明らかなように、外部ＥＧＲ量に比例して吸気温度は上がる。ここでは、外部ＥＧＲ量を変化させることによって総ＥＧＲ量を変化させる。したがって、ステップＳ１０２で設定された総ＥＧＲ量に応じた吸気温度から外部ＥＧＲ量を増減させる。ＥＣＵ３６のＲＯＭには、吸気温度と外部ＥＧＲ量との関係を示すデータがエンジン回転数ごとにマップデータとしてあらかじめ記憶されている。

ステップＳ１０４では、内部ＥＧＲ量の割合に基づいて排気行程における吸気バルブ２８、排気バルブ３０のオーバラップ期間が求められる。そしてステップＳ１０５では、外部ＥＧＲ量の割合に基づいてＥＧＲバルブ３５の開度が求められる。ＥＧＲバルブ３５の開度と外部ＥＧＲ量の割合との関係を示すマップデータがあらかじめ記憶されており、外部ＥＧＲ量の割合からＥＧＲバルブ３５の開度が決定される。ＥＧＲバルブ３５は、ＥＣＵ３６からの制御信号に基づいてバルブの開度を上げる（または下げる）。

このように第１の実施形態によれば、ＥＧＲバルブ３５によって外部ＥＧＲ量が調整され、吸排気バルブ２８、３０のオーバラップ期間によって内部ＥＧＲ量が調整される。そして、エタノール濃度に応じて総ＥＧＲ量が制御され、エタノール濃度がＥＧＲ抑制濃度範囲Ｌ内にある場合、ＥＧＲ量を減少させていく。そして、境界濃度βを超えると、アルコール濃度が高いほどＥＧＲ量を増加させる。これにより、エタノール濃度が高濃度になっても吸気温度上昇によって燃料気化が悪化せず、有害な排ガスの排出量を抑えることができる。また、エタノール濃度に応じて外部ＥＧＲ量を調整するため、低〜中濃度のＥＧＲ抑制濃度範囲においてはインジェクタ３２のデポジット生成を抑制し、高濃度では燃料気化が促進される。また、境界濃度に近づくにつれてＥＧＲ量の減少率を下げていき、境界濃度を超えてからＥＧＲ量の増加率を上げていくので、境界濃度前後付近で燃料気化特性の変化に対して迅速なＥＧＲ量の制御を行うことができる。さらに、外部ＥＧＲ量の変化によって総ＥＧＲ量の調整を行っているため、高濃度において燃料気化が促進される。

次に、図５、６を用いて、第２の実施形態であるエンジンについて説明する。第２の実施形態では、ＥＧＲクーラー３８の冷却水の流量がエタノール濃度に応じて調整される。それ以外の構成については、第１の実施形態と実質的に同じである。

図５は、第２の実施形態におけるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。図６は、エタノール濃度とクーラー制御弁４３との関係を示した図である。なお、第２の実施形態では、内部ＥＧＲは実行しない。

ステップＳ２０１、Ｓ２０２の実行は、第１の実施形態における図２のステップＳ１０１、Ｓ１０２の実行と同じであり、エタノール濃度が検出されるとともに、ＥＧＲ量が設定される。ここでは、外部ＥＧＲ量がそのままＥＧＲ量として設定される。そして、ステップＳ２０３では、求められたＥＧＲ量に基づいて目標吸気温度が算出され、目標吸気温度に応じたＥＧＲバルブ３５の開度が算出される。なお、目標吸気温度とＥＧＲバルブ３５の開度との対応関係を示すデータがエンジン回転数ごとにあらかじめ記憶されている。

ステップＳ２０４では、クーラー制御弁４３の開度が、エタノール濃度に応じて求められる。図４に示すように、エタノール濃度が高いほどクーラー制御弁４３の開度が小さくなる。すなわち、エタノール濃度が高いほどＥＧＲクーラー３８に流れる冷却水の量を減らす。クーラー制御弁４３の開度と吸気温度との対応関係を示すデータがあらかじめ記憶されており、目標吸気温度に基づいてクーラー制御弁４３の開度が求められる。

エタノール濃度が低濃度であって燃料性状が純ガソリンに近い場合、燃焼室１７で発生するＮＯｘ低減のため、クーラー制御弁４３を開けて積極的にＥＧＲ管３４を通る排気ガス温度を減少させる。一方、エタノール濃度が高くなるについてＮＯｘ低減の必要性が薄れること、および高濃度のエタノール混合ガソリンに対して気化特性を向上させるため、ＥＧＲ管３４を通る排気ガスの温度低下を抑制する。これにより、エタノール濃度が高くなるほど吸気温度がより一層上昇しやすくなり、エタノール濃度の変化に対して吸気温度を迅速に変化させることができる。

次に、図７、図８を用いて、第３の実施形態であるエンジンについて説明する。第３の実施形態では、筒内、吸気ポート両方に燃料を噴射し、エタノール濃度に応じて燃料噴射割合を調整する。それ以外の構成については、実質的に第２の実施形態と同じである。

図７は、第３の実施形態におけるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。図８は、エタノール濃度と吸気ポート噴射割合との関係を示した図である。

ステップＳ３０１〜Ｓ３０３の実行は、図５のステップＳ２０１〜Ｓ２０３の実行と同じであり、エタノール濃度に応じてＥＧＲ量が設定され、目標吸気温度が求められる。そして、ＥＧＲバルブ３５の開度が算出される。

ステップＳ３０４では、エタノール濃度および目標吸気温度に基づき、吸気ポート１４Ａにインジェクタ３２から噴射される燃料の噴射割合が求められる。第３の実施形態では、インジェクタ１６とインジェクタ３２の両方から燃料が噴射され、エタノール濃度に応じて燃料噴射量の割合が図６に示すグラフに基づいて求められる。

図８に示すように、純ガソリン使用時には、所定の燃料噴射割合でインジェクタ１６、３２から燃料が噴射される。エタノール濃度が所定濃度γを超えるまでは、インジェクタ３２の燃料噴射割合が減少し、インジェクタ１６の燃料噴射割合が大きくなる。所定濃度γまでは、シリンダ１３内に吸入されたガスの流動性を強める（噴流効果）ため、エタノール濃度に応じた燃料噴射量増加分がインジェクタ１６へ送られ、シリンダ１３内で渦流を強める方向に燃料が噴射される。

エタノール濃度が所定濃度γを超えると、エタノール濃度に応じたさらなる燃料噴射量の増加分はインジェクタ３２の燃料噴射量として割り当てられる。そのため、エタノール濃度が高くなるにつれてインジェクタ３２の燃料噴射割合が増加していく。したがって、エタノール濃度増加に伴うＥＧＲ量の増加に合わせてインジェクタ３２からの燃料噴射量が増加するため、燃料気化が促進される。ＥＣＵ３４のＲＯＭには、図８に示すインジェクタ３２の燃料噴射割合とエタノール濃度との関係を示すデータがエンジン回転数ごとに格納されており、エタノール濃度に応じたインジェクタ３２の燃料噴射割合が求められる。

ステップＳ３０５では、図５のステップＳ２０４と同様、エタノール濃度に基づいてクーラー制御弁４３の開度が求められる。ＥＣＵ３４のＲＯＭには、エタノール濃度とクーラー制御弁４３の開度との関係を示すデータがインジェクタ３２の燃料噴射割合ごとにあらかじめ格納されており、エタノール濃度、インジェクタ３２の燃料噴射割合に応じたクーラー制御弁４３の開度が求められる。

図３に示すＥＧＲ量の曲線Ｖは、均質燃焼による運転に基づいているが、成層燃焼による運転など運転状態が異なる場合においても、同様なＥＧＲ量の制御を行えばよい。また、燃料噴射に関しては、ポート噴射、直噴いずれか一方のみで構成されるエンジンに適用してもよい。さらに、エタノール混合ガソリンに限定されず、他のアルコールを混合した燃料に対してもＥＧＲ量の制御を行うことが可能である。

エタノール濃度とＥＧＲ量との関係は、図４に示すような２次関数的な曲線で定めることに限定されない。例えば、ＥＧＲ抑制濃度範囲では、エタノール濃度に比例してＥＧＲ量を減少させてもよく、あるいは、境界濃度βまで一定のＥＧＲ量（例えば、実質的に０とみなせるＥＧＲ量）に設定してもよい。あるいは、濃度αから途中の濃度まで減少させ、それ以降、境界濃度βまで一定濃度に定めてもよい。境界濃度βまでＥＧＲ量の変化率が負又は０になるようにＥＧＲ量を調整すればよい。

また、境界濃度βを超えた高濃度範囲Ｍでは、エタノール濃度に比例してＥＧＲ量を増加させてもよく、あるいは、一定のＥＧＲ量に設定してもよく、この場合、境界濃度βのＥＧＲ量以上のＥＧＲ量を設定すればよい。例えば、エタノール濃度が濃度βを超えるとそれまで連続的に減少させてきたＥＧＲ量を一定に維持するように構成してもよい。境界濃度βのＥＧＲ量より多い基準ＥＧＲ量が設定され、境界濃度βを超えたアルコール濃度の場合、境界濃度βのＥＧＲ量以上のＥＧＲ量を設定するように構成すればよい。

第１の実施形態であるＥＧＲ装置を備えたエンジンの概略的構成図である。 ＥＣＵにおいて実行されるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。 吸気温度とＥＧＲ量との関係を示した図である。 エタノール濃度とＥＧＲ量との関係を表した図である。 第２の実施形態におけるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。 エタノール濃度とＥＧＲクーラー調整弁との関係を示した図である。 第３の実施形態におけるＥＧＲ制御処理を示したフローチャートである。 エタノール濃度と吸気ポート噴射割合との関係を示した図である。

符号の説明

１０ エンジン
１６ インジェクタ
２８ 吸気バルブ
３０ 排気バルブ
３２ インジェクタ
３４ ＥＧＲ管
３５ ＥＧＲバルブ
３６ ＥＣＵ
３８ ＥＧＲクーラー
３９ ＶＶＴ機構
４２ 吸気温度センサ
４３ クーラー制御弁
５４ エタノール濃度センサ
Ｌ ＥＧＲ抑制濃度範囲（ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲）
Ｍ 高濃度範囲

Claims (7)

1. アルコール混合燃料を使用可能であって、排気ガスを燃焼室内へ環流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ制御装置であって、
   アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
   アルコール濃度に応じて排気ガスのＥＧＲ量を調整するＥＧＲ量制御手段とを備え、
   前記ＥＧＲ量制御手段が、所定の境界濃度以下に定められるＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲では、前記境界濃度までＥＧＲ量を減少させ、前記境界濃度を超えると、ＥＧＲ量を増加させることを特徴とするＥＧＲ制御装置。
2. 前記ＥＧＲ量制御手段が、前記境界濃度を超えたアルコール濃度範囲では、アルコール濃度が高いほどＥＧＲ量を増加させることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
3. 前記ＥＧＲ量制御手段が、前記ＥＧＲ抑制アルコール濃度範囲では、アルコール濃度が高くなるにつれてＥＧＲ量の減少率を小さくすることを特徴とする請求項２に記載のＥＧＲ制御装置。
4. 前記ＥＧＲ装置が、内部ＥＧＲ量を調整するため吸排気弁のオーバラップ期間を調整するバルブタイミング調整機構と、外部ＥＧＲ量を調整するため排気系と吸気系とを繋ぐＥＧＲ管の排気ガス環流量を調整する外部ＥＧＲ量調整弁とを有し、
   前記ＥＧＲ量制御手段が、アルコール濃度に応じて外部ＥＧＲ量を変えるように、前記外部ＥＧＲ調整弁を制御することを特徴とする請求項２に記載のＥＧＲ制御装置。
5. 前記ＥＧＲ装置が、前記ＥＧＲ管を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーと、前記ＥＧＲクーラーを流れる冷却水の量を調整する冷却水調整弁とを有し、
   前記ＥＧＲ量制御手段が、アルコール濃度が高いほど冷却水の量を減少させるように、前記冷却水調整弁を制御することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
6. 前記ＥＧＲ量制御手段が、吸気ポートへ燃料噴射する第１の燃料噴射装置と筒内へ燃料噴射する第２の燃料噴射装置との間の燃料噴射割合を調整し、前記境界濃度を超えたアルコール濃度範囲において、アルコール濃度が高いほど前記第１の燃料噴射装置の燃料噴射割合を上げることを特徴とする請求項５に記載のＥＧＲ制御装置。
7. アルコール混合燃料を使用可能であり、排気ガスを燃焼室内へ環流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ制御装置であって、
   アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
   アルコール濃度に応じて排気ガスのＥＧＲ量を調整するＥＧＲ量制御手段とを備え、
   前記ＥＧＲ量制御手段が、アルコールの含まれない燃料使用時の基準ＥＧＲ量に比べて少ないＥＧＲ量が設定される境界濃度を超えたアルコール濃度の場合、前記境界濃度におけるＥＧＲ量以上のＥＧＲ量を設定することを特徴とするＥＧＲ制御装置。
   

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