JP2011256752A - 内燃機関のｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のＥＧＲ弁を用い、排ガスの還流に必要な差圧を確保できるとともに、そのときの不要な負圧の発生または排圧の上昇を回避でき、それにより、ポンピングロスを抑制し、燃費およびドライバビリティを向上させることができる内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この内燃機関３のＥＧＲ制御装置１では、ＥＧＲ通路１２の吸気通路４との接続部の付近に設けられたＥＧＲ弁１３が、ＥＧＲ通路１２を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置との間で回動し、所定開度ＤＲＥＦ以上のときに吸気通路４の接続部の上流側に突出する。目標還流量ＱＥＧＲＣＭＤが得られていないと判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度ＤＥＧＲを所定開度ＤＲＥＦ以上に制御し、目標還流量が得られていると判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度を所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、排気通路に排出された排ガスの一部を吸気通路に還流させる内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。

従来のこの種のＥＧＲ制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このＥＧＲ制御装置は、吸気通路の接続口と排気通路に接続されたＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を流れる排ガスの還流量を制御するためのＥＧＲ弁などを備えている。ＥＧＲ弁は、板状のものであり、その基端部において、吸気通路の接続口に設けられた回動軸に回動自在に取り付けられている。このＥＧＲ制御装置では、排ガスを還流させるＥＧＲを実行しないときには、ＥＧＲ弁は、接続口を塞いだ状態でＥＧＲ通路を閉鎖し、ＥＧＲを実行するときには、ＥＧＲ弁を吸気通路側に回動させ、吸気通路内に突出させると同時に、ＥＧＲ通路を開放する。このようにＥＧＲ弁を吸気通路に突出させることによって、ＥＧＲ弁の下流側に負圧を発生させ、排ガスの還流に必要な吸気通路と排気通路との差圧を確保するようにしている。

特開２００９−２５００４１号公報

しかし、この従来のＥＧＲ制御装置では、ＥＧＲの実行時には、ＥＧＲ弁がＥＧＲ通路を開放するのと同時に吸気通路に突出するので、吸気通路に負圧が常に発生する。これにより、吸気通路と排気通路との差圧が大きくなり、ポンピングロスが増大することによって、出力の低下や、それによるドライバビリティおよび燃費の悪化を招く。このような不具合を解消するために、例えば、負圧と排ガスの還流量を制御するデバイスを別個に設け、互いに独立して制御することが考えられる。しかし、その場合には、部品点数が増加し、製造コストが増大するとともに、それらの制御が煩雑になってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、単一のＥＧＲ弁を用い、排ガスの還流に必要な差圧を確保できるとともに、そのときの不要な負圧の発生または排圧の上昇を回避でき、それにより、ポンピングロスを抑制し、燃費およびドライバビリティを向上させることができる内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る内燃機関３のＥＧＲ制御装置１は、吸気通路４と排気通路５に接続され、排気通路５に排出された排ガスの一部を吸気通路４に還流させるためのＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲ通路１２の吸気通路４との接続部の付近に設けられ、一端部を中心として回動可能なフラップ弁で構成されるとともに、ＥＧＲ通路１２を閉鎖する閉鎖位置とＥＧＲ通路１２を開放する開放位置との間で回動し、所定開度ＤＲＥＦ以上のときに吸気通路４の接続部の上流側に突出するＥＧＲ弁１３と、排ガスの還流量の目標となる目標還流量（実施形態における（以下、本項において同じ）目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤ）を設定する目標還流量設定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１）と、設定された目標還流量が得られているか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３）と、判定手段により目標還流量が得られていないと判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度（ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲ）を所定開度ＤＲＥＦ以上に制御し、目標還流量が得られていると判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度を所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御する制御手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３〜５）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関のＥＧＲ制御装置によれば、吸気通路と排気通路にＥＧＲ通路が接続されており、このＥＧＲ通路を介して、排気通路に排出された排ガスの一部が吸気通路に還流する。ＥＧＲ通路には、吸気通路との接続部付近にＥＧＲ弁が設けられており、このＥＧＲ弁は、その一端部を中心として回動するフラップ弁で構成されている。このような構成のフラップ弁は、その開度が大きいほど、排ガスの還流量が増大する一方で、所定の開度を超えると、開度が大きくなっても、排ガスの還流量がほとんど変化しなくなるという特性を有する。

本発明によれば、ＥＧＲ弁は、ＥＧＲ通路を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置との間で回動し、ＥＧＲ弁の開度が所定開度以上のときに、吸気通路の接続部の上流側に突出する。このように、吸気通路の接続部の上流側にＥＧＲ弁が突出すると、ＥＧＲ弁の下流側、すなわちＥＧＲ通路との接続部付近において負圧が発生し、それにより、吸気通路と排気通路との差圧が大きくなり、より多量の排ガスが還流する。この負圧は、ＥＧＲ弁の突出量、すなわちＥＧＲ弁の開度が大きいほど、より大きくなる。

以上の観点から、本発明によれば、目標還流量が得られていないと判定されたときには、ＥＧＲ弁の開度を所定開度以上に制御する。これにより、ＥＧＲ弁が吸気通路に突出し、その下流側に発生した負圧によって排ガスの還流量を増大させることができるので、目標還流量を確保することができる。一方、目標還流量が得られていると判定されたときには、ＥＧＲ弁の開度を所定開度よりも小さな開度に制御する。これにより、ＥＧＲ弁が吸気通路に突出することがなく、不要な負圧の発生を回避できるので、ポンピングロスを抑制でき、燃費およびドライバビリティを向上させることができる。

また、排ガスの還流量の制御および負圧の制御を単一のＥＧＲ弁で行えるので、部品点数の削減によって製造コストを削減できるとともに、その制御の単純化を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３のＥＧＲ制御装置１において、吸気通路４には、吸気を過給する過給機（ターボチャージャ１０）のコンプレッサ（コンプレッサブレード１０ａ）が設けられ、ＥＧＲ通路１２は、吸気通路４のコンプレッサよりも上流側に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、ＥＧＲ通路は、吸気通路のコンプレッサよりも上流側に接続されている。コンプレッサには通常、それを潤滑するための潤滑油が用いられるので、吸気通路のコンプレッサよりも上流側に負圧が発生すると、潤滑油（以下「オイル」という）が吸気通路に引き込まれ、吸気系部品へのオイルの堆積や、オイルコーキングによる吸気弁での堆積、オイルが燃焼することにより、ＥＧＲ装置を含む排気系部品へのデポジットが増加するという現象（以下「油上がり」という）が生じるおそれがある。これに対し、本発明では、請求項１で述べたように、目標還流量が得られていると判定されたときには、ＥＧＲ弁の開度を所定開度よりも小さな開度に制御するので、吸気通路にＥＧＲ弁が突出せず、負圧は発生しない。したがって、ＥＧＲ弁の作動によるコンプレッサの油上がりを抑制することができる。

本願の請求項３に係る内燃機関３のＥＧＲ制御装置１は、吸気通路４と排気通路５に接続され、排気通路５に排出された排ガスの一部を吸気通路４に還流させるためのＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲ通路１２の排気通路５との接続部の付近に設けられ、一端部を中心として回動可能なフラップ弁で構成されるとともに、ＥＧＲ通路１２を閉鎖する閉鎖位置とＥＧＲ通路１２を開放する開放位置との間で回動し、所定開度ＤＲＥＦ以上のときに排気通路５の接続部の下流側に突出するＥＧＲ弁１３と、排ガスの還流量の目標となる目標還流量（目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤ）を設定する目標還流量設定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１）と、設定された目標還流量が得られているか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３）と、判定手段により目標還流量が得られていないと判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度（ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲ）を所定開度ＤＲＥＦ以上に制御し、目標還流量が得られていると判定されたときに、ＥＧＲ弁１３の開度を所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御する制御手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３〜５）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関のＥＧＲ制御装置によれば、吸気通路と排気通路にＥＧＲ通路が接続されており、このＥＧＲ通路を介して、排気通路に排出された排ガスの一部が吸気通路に還流する。ＥＧＲ通路には、排気通路との接続部付近にＥＧＲ弁が設けられており、このＥＧＲ弁は、その一端部を中心として回動するフラップ弁で構成されている。ＥＧＲ弁は、ＥＧＲ通路を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置との間で回動し、ＥＧＲ弁の開度が所定開度以上のときに、排気通路の接続部の下流側に突出する。このように、排気通路の接続部の下流側にＥＧＲ弁が突出すると、ＥＧＲ弁の上流側、すなわちＥＧＲ通路との接続部付近の排圧が上昇し、これにより、吸気通路と排気通路との差圧が大きくなり、より多量の排ガスが還流する。この排圧は、ＥＧＲ弁の突出量、すなわちＥＧＲ弁の開度が大きいほど、より大きくなる。

以上の観点から、本発明によれば、目標還流量が得られていないと判定されたときには、ＥＧＲ弁の開度を所定開度以上に制御する。これにより、ＥＧＲ弁が排気通路に突出し、その上流側の排圧を上昇させることによって排ガスの還流量を増大させることができるので、目標還流量を確保することができる。一方、目標還流量が得られていると判定されたときには、ＥＧＲ弁の開度を所定開度よりも小さな開度に制御する。これにより、ＥＧＲ弁が排気通路に突出することがなく、不要な排圧の上昇を回避できるので、ポンピングロスを抑制でき、燃費およびドライバビリティを向上させることができる。

また、排ガスの還流量の制御および排圧の制御を単一のＥＧＲ弁で行えるので、部品点数の削減によって製造コストを削減できるとともに、その制御の単純化を図ることができる。

本発明の第１実施形態による内燃機関の構成を概略的に示す図である。 ＥＧＲ制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１のＥＧＲ弁の拡大図である。 ＥＧＲ制御処理を示すメインフローである。 本発明の第２実施形態による内燃機関の構成を概略的に示す図である。 図５のＥＧＲ弁の拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に示すように、第１実施形態によるＥＧＲ制御装置１が適用された内燃機関（以下「エンジン」という）３は、＃１〜＃４の４つの気筒３ａを有する４気筒のガソリンエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されるとともに、ターボチャージャ１０およびＥＧＲ装置１１などを備えている。

ターボチャージャ１０は、吸気通路４に設けられたコンプレッサブレード１０ａと、排気通路５に設けられ、コンプレッサブレード１０ａと一体に回転するタービンブレード１０ｂと、複数の可変ベーン１０ｃ（２つのみ図示）と、可変ベーン１０ｃを駆動するベーンアクチュエータ１０ｄなどを備えている。

このターボチャージャ１０では、排気通路５を流れる排ガスによってタービンブレード１０ｂが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサブレード１０ａも同時に回転することによって、吸気を過給する過給動作が行われる。

可変ベーン１０ｃは、タービンブレード１０ｂを収容するハウジング（図示せず）の壁部に回動自在に取り付けられており、ベーンアクチュエータ１０ｄに機械的に連結されている。可変ベーン１０ｃの開度は、後述するＥＣＵ２からの制御入力に応じて、ベーンアクチュエータ１０ｄを介して制御される。これにより、タービンブレード１０ｂに吹き付けられる排ガスの量が変化するのに伴い、タービンブレード１０ｂおよびコンプレッサブレード１０ａの回転速度が変化することによって、過給圧が制御される。

吸気通路４には、上流側から順に、吸気圧センサ２１、前記コンプレッサブレード１０ａおよびスロットル弁６が設けられている。吸気圧センサ２１は、ＥＧＲ装置１１の後述するＥＧＲ通路１２のすぐ下流側における吸気通路４内の圧力（以下「吸気圧」という）ＰＩＮを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

スロットル弁６は、吸気通路４の吸気マニホルド４ａよりも上流側に配置され、吸気通路４内に回動自在に設けられている。スロットル弁６の開度は、ＥＣＵ２からの制御入力に応じて、ＴＨアクチュエータ６ａ（図２参照）を介して制御され、それにより、スロットル弁６を通過する新気の量が制御される。

排気通路５のタービンブレード１０ｂよりも下流側には、触媒７が設けられている。この触媒７は、例えば三元触媒で構成されており、排気通路５を流れる排ガス中のＨＣやＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元させることによって、排ガスを浄化する。また、排気通路５には、触媒７の下流側に、排気圧センサ２２が設けられている。排気圧センサ２２は、排気通路５内の圧力（以下「排気圧」という）ＰＥＸを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

前述したＥＧＲ装置１１は、排気通路５に排出された排ガスの一部を吸気通路４に還流させるＥＧＲ動作を実行するためのものであり、ＥＧＲ通路１２およびＥＧＲ弁１３などで構成されている。ＥＧＲ通路１２は、吸気通路４の吸気圧センサ２１の上流側と排気通路５の触媒７よりも下流側とに接続されている。図３に示すように、ＥＧＲ通路１２には、吸気通路４との接続部付近に、収容部１２ａが形成されている。この収容部１２ａは、ＥＧＲ通路１２を吸気通路４の上流側に拡幅するように形成されており、ＥＧＲ通路１２との境界付近に、これと直交する段部１２ｂを有している。また、ＥＧＲ通路１２には、収容部１２ａの段部１２ｂ付近に、リング状のストッパ１４が設けられている。

ＥＧＲ弁１３は、その一端部を中心として回動可能なフラップ弁で構成されており、軸１３ａ、本体部１３ｂおよび弁体１３ｃを一体に有しており、アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。

軸１３ａは、収容部１２ａの段部１２ｂ付近の奥側の部分、すなわち吸気通路４の上流寄りに配置されている。軸１３ａは、吸気通路４と直交する方向に延び、収容部１２ａに回動自在に取り付けられている。本体部１３ｂは、板状に形成され、一端部において軸１３ａに固定されており、他端部に弁体１３ｃが固定されている。弁体１３ｃは、所定の厚さを有する円板状に形成されている。また、弁体１３ｃは、台形状の断面を有しており、その外周部には、厚さ方向に、本体部１３ｂへの取付面と反対側に向かって狭まるテーパが付けられている。

また、ＥＧＲ弁１３の開度（以下「ＥＧＲ弁開度」という）ＤＥＧＲが最小開度ＤＭＩＮ（０度）のときには、ＥＧＲ弁１３は、図３（ａ）に示す全閉位置にあり、この状態では、弁体１３ｃがリング状のストッパ１４に隙間なく係合することによって、ＥＧＲ通路１２が閉鎖される。一方、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが最大開度ＤＭＡＸ（例えば９０度）のときには、ＥＧＲ弁１３は、同図（ｃ）に示す全開位置にあり、この状態では、ＥＧＲ通路１２が最大限、開放される。

さらに、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが所定開度ＤＲＥＦのときには、ＥＧＲ弁１３は、同図（ｂ）に示す所定の中間位置にあり、この状態では、弁体１３ｃの先端がＥＧＲ通路１２の接続口とほぼ面一になる。以上から、ＥＧＲ弁１３の弁体１３ｃは、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが所定開度ＤＲＥＦよりも小さいときには、吸気通路４に突出せず、所定開度ＤＲＥＦ以上のときに、吸気通路４に突出する。

以上の構成により、ＥＧＲ弁１３は、全閉位置と全開位置の間で回動し、その開度は、ＥＣＵ２からの制御入力に応じて、アクチュエータを介して制御され、それにより、排ガスの還流量（以下「ＥＧＲ量」という）ＱＥＧＲと吸気通路４へのＥＧＲ弁１３の突出量が制御される。なお、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲは、ＥＧＲ弁開度センサ２７によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ圧センサ２３およびＥＧＲ温度センサ２４が設けられている。ＥＧＲ圧センサ２３は、ＥＧＲ通路１２内の圧力（以下「ＥＧＲ圧」という）ＰＥＧＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＧＲ温度センサ２４は、ＥＧＲ通路１２内の温度（以下「ＥＧＲ温度」という）ＴＥＧＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、エンジン３には、クランク角センサ２５が設けられている。このクランク角センサ２５は、クランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒３ａにおいてピストン（図示せず）が吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２６から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２７の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、ＥＧＲを制御するＥＧＲ制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、目標還流量設定手段、判定手段および制御手段に相当する。

図４は、上述したＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤを算出する。この目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＤＭは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、要求トルクＰＭＣＭＤが高いほど、ＮＯｘの発生を抑制すべく、より多量の排ガスを還流させるために、より大きな値に設定される。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、算出される。

次に、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤに応じ、所定のテーブル（図示せず）を検索することによって、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲの目標となる目標開度ＤＥＧＲＣＭＤを算出する（ステップ２）。この目標開度ＤＥＧＲＣＭＤは、最小開度ＤＭＩＮと所定開度ＤＲＥＦの間に設定され、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが多いほど、より大きな開度に設定される。

次いで、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤよりも小さいか否かを判別する（ステップ３）。この判別結果がＮＯで、ＱＥＧＲ≧ＱＥＧＲＣＭＤのときには、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが確保されているとして、目標開度ＤＥＧＲＣＭＤに応じてＥＧＲ弁１３を所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御し（ステップ４）、本処理を終了する。これにより、ＥＧＲ弁１３は、吸気通路４に突出しない全閉位置と中間位置との間に位置するように制御され、この状態で排ガスが還流する（図３（ｂ）の黒矢印）。なお、ＥＧＲ量ＱＥＧＲは、ＥＧＲ圧センサ２３およびＥＧＲ温度センサ２４でそれぞれ検出されたＥＧＲ圧ＰＥＧＲおよびＥＧＲ温度ＴＥＧＲを用い、気体の状態方程式に基づいて、算出される。

一方、ステップ３の判別結果がＹＥＳで、ＥＧＲ量ＱＥＧＲ＜目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤのときには、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが不足し、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが確保されていないとして、ＥＧＲ弁１３を所定開度ＤＲＥＦ以上に制御し（ステップ５）、本処理を終了する。具体的には、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤおよび排気圧ＰＥＸと吸気圧ＰＩＮとの差圧に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標開度ＤＥＧＲＣＭＤを設定する。このマップでは、目標開度ＤＥＧＲＣＭＤは、所定開度ＤＲＥＦ以上に設定されるとともに、排気圧ＰＥＸと吸気圧ＰＩＮとの差圧が小さいほど、また、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤとＥＧＲ量ＱＥＧＲとの差が大きいほど、より大きな差圧を得るために、より大きな開度に設定される。以上により、ＥＧＲ弁１３が吸気通路４に突出するため、ＥＧＲ弁１３の下流側（図３（ｃ）のハッチングで示す部分）に負圧が発生することによって、排気通路５と吸気通路４との差圧が大きくなり、より多くの排ガスが還流する（図３（ｃ）の黒矢印）。

以上のように、本実施形態によれば、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤよりも小さく、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが得られていないときには（図４のステップ３：ＹＥＳ）、ＥＧＲ弁１３を所定開度ＤＲＥＦ以上に制御する（図４のステップ５）。これにより、ＥＧＲ弁１３が吸気通路４に突出し、その下流側に発生した負圧によって排ガスの還流量を増大させることができるので、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤを確保することができる。

一方、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤ以上で、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが得られているときには（図４のステップ３：ＮＯ）、ＥＧＲ弁１３を所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御する（図４のステップ４）。これにより、ＥＧＲ弁１３が吸気通路４に突出することがなく、不要な負圧の発生を回避できるので、ポンピングロスを抑制でき、燃費およびドライバビリティを向上させることができるとともに、ＥＧＲ弁１３の作動によるコンプレッサブレード１０ａの油上がりを抑制することができる。

また、ＥＧＲ量ＱＥＧＲの制御および負圧の制御を単一のＥＧＲ弁１３で行えるので、部品点数の削減によって製造コストを削減できるとともに、その制御の単純化を図ることができる。

図５は、本発明の第２実施形態によるＥＧＲ制御装置１が適用されたエンジン３を示している。この第２実施形態では、ＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ通路１２の排気通路５との接続部付近に設けられている。具体的には、図６に示すように、軸１３ａは、収容部１２ａの段部１２ｂ付近の奥側の部分、すなわち排気通路５の下流寄りに配置されている。軸１３ａは、排気通路５と直交する方向に延び、収容部１２ａに回動自在に取り付けられている。このＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが最小開度ＤＭＩＮのときに、図６（ａ）に示す全閉位置にあり、最大開度ＤＭＡＸのときに、同図（ｃ）に示す全開位置にある。また、ＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが所定開度ＤＲＥＦのときに、同図（ｂ）に示す所定の中間位置にあり、この状態では、弁体１３ｃの先端がＥＧＲ通路１２の接続口とほぼ面一になる。

以上から、ＥＧＲ弁１３の弁体１３ｃは、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが所定開度ＤＲＥＦよりも小さいときには、排気通路５に突出せず、所定開度ＤＲＥＦ以上のときに、排気通路５に突出する。

以上のように、この第２実施形態では、ＥＧＲ弁１３がＥＧＲ通路１２の排気通路５との接続部付近に設けられ、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲが所定開度ＤＲＥＦ以上のときに、排気通路５の接続部の下流側に突出する。このように、排気通路５との接続部の下流側にＥＧＲ弁１３が突出すると、ＥＧＲ弁１３の上流側、すなわちＥＧＲ通路１２との接続部付近（図６（ｃ）のハッチングで示す部分）の排圧が上昇し、これにより、排気通路５と吸気通路４との差圧が大きくなり、より多量の排ガスが還流する。この排圧は、ＥＧＲ弁１３の突出量、すなわちＥＧＲ弁１３の開度が大きいほど、より大きくなる。

したがって、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤよりも小さく、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが得られていないときには、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲを所定開度ＤＲＥＦ以上に制御する。これにより、ＥＧＲ弁１３が排気通路５に突出し、その上流側の排圧を上昇させることによってＥＧＲ量ＱＥＧＲを増大させることができるので、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤを確保することができる。

一方、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤ以上で、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが得られているときには、ＥＧＲ弁開度ＤＥＧＲを所定開度ＤＲＥＦよりも小さな開度に制御する。これにより、ＥＧＲ弁１３が排気通路５に突出することがなく、不要な排圧の上昇を回避できるので、ポンピングロスを抑制でき、燃費およびドライバビリティを向上させることができる。

また、ＥＧＲ量ＱＥＧＲの制御および排圧の制御を単一のＥＧＲ弁１３で行えるので、部品点数の削減によって製造コストを削減できるとともに、その制御の単純化を図ることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、目標還流量が得られているか否かの判定を、ＥＧＲ量ＱＥＧＲと目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤとの大小関係に応じて行っているが、これに限らず、例えばＥＧＲ量と目標ＥＧＲ量との差または比と所定値との比較結果に応じて行ってもよい。その場合、両者の差または比が所定値以上のときに、目標還流量が得られていると判定される。

また、実施形態では、目標還流量が得られているか否かの判定を、ＥＧＲ弁を制御した次回以降のループにおいて行っているが、これに限らず、例えばＥＧＲ弁の制御後、ＥＧＲ弁が目標開度に収束してから行ってもよい。

さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ ＥＧＲ制御装置
２ ＥＣＵ（目標還流量設定手段、判定手段および制御手段）
３ エンジン
４ 吸気通路
５ 排気通路
１０ ターボチャージャ（過給機）
１０ａ コンプレッサブレード（コンプレッサ）
１２ ＥＧＲ通路
１３ ＥＧＲ弁
ＱＥＧＲＣＭＤ 目標ＥＧＲ量（目標還流量）
ＤＥＧＲ ＥＧＲ弁開度（ＥＧＲ弁の開度）
ＤＲＥＦ 所定開度

Claims (3)

1. 吸気通路と排気通路に接続され、当該排気通路に排出された排ガスの一部を前記吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路と、
   当該ＥＧＲ通路の前記吸気通路との接続部の付近に設けられ、一端部を中心として回動可能なフラップ弁で構成されるとともに、前記ＥＧＲ通路を閉鎖する閉鎖位置と前記ＥＧＲ通路を開放する開放位置との間で回動し、所定開度以上のときに前記吸気通路の前記接続部の上流側に突出するＥＧＲ弁と、
   排ガスの還流量の目標となる目標還流量を設定する目標還流量設定手段と、
   当該設定された目標還流量が得られているか否かを判定する判定手段と、
   当該判定手段により前記目標還流量が得られていないと判定されたときに、前記ＥＧＲ弁の開度を前記所定開度以上に制御し、前記目標還流量が得られていると判定されたときに、前記ＥＧＲ弁の開度を前記所定開度よりも小さな開度に制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。
2. 前記吸気通路には、吸気を過給する過給機のコンプレッサが設けられ、
   前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
3. 吸気通路と排気通路に接続され、当該排気通路に排出された排ガスの一部を前記吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路と、
   当該ＥＧＲ通路の前記排気通路との接続部の付近に設けられ、一端部を中心として回動可能なフラップ弁で構成されるとともに、前記ＥＧＲ通路を閉鎖する閉鎖位置と前記ＥＧＲ通路を開放する開放位置との間で回動し、所定開度以上のときに前記排気通路の前記接続部の下流側に突出するＥＧＲ弁と、
   排ガスの還流量の目標となる目標還流量を設定する目標還流量設定手段と、
   当該設定された目標還流量が得られているか否かを判定する判定手段と、
   当該判定手段により前記目標還流量が得られていないと判定されたときに、前記ＥＧＲ弁の開度を前記所定開度以上に制御し、前記目標還流量が得られていると判定されたときに、前記ＥＧＲ弁の開度を前記所定開度よりも小さな開度に制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。

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