JP2969287B2 - エンジンの排ガス還流装置 - Google Patents
エンジンの排ガス還流装置Info
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- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
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- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は過給機付きエンジンの排ガス還流装置に関す
る。
る。
（従来技術） 自動車用エンジンでは、排ガスの浄化のため、排ガス
の一部を吸気系に還流して燃焼ガスの温度を低下させる
ことにより（EGR）、排ガス中のNOX（窒素酸化物）を低
減することが行なわれている（特公昭59−160052号公報
参照）。
の一部を吸気系に還流して燃焼ガスの温度を低下させる
ことにより（EGR）、排ガス中のNOX（窒素酸化物）を低
減することが行なわれている（特公昭59−160052号公報
参照）。
ところで、低負荷域ではスロットルバルブを絞って圧
縮初期におけるシリンダ内の圧力を大気圧よりも低くし
て運転を行なう関係上、抵抗損失の一種であるポンピン
グロスが生じることが知られており、このポンピングロ
スを低減することができれば、エンジンの熱効率の向上
を図ることができる。このポンピングロスを低減する一
つの方法として、吸気弁の閉じタイミングを遅らせて圧
縮工程初期の圧縮仕事をなくすいわゆる吸気の遅閉じが
ある。そしてこの吸気の遅閉じによる燃焼安定性の低下
は圧縮比を高めることによって補うことができる。
縮初期におけるシリンダ内の圧力を大気圧よりも低くし
て運転を行なう関係上、抵抗損失の一種であるポンピン
グロスが生じることが知られており、このポンピングロ
スを低減することができれば、エンジンの熱効率の向上
を図ることができる。このポンピングロスを低減する一
つの方法として、吸気弁の閉じタイミングを遅らせて圧
縮工程初期の圧縮仕事をなくすいわゆる吸気の遅閉じが
ある。そしてこの吸気の遅閉じによる燃焼安定性の低下
は圧縮比を高めることによって補うことができる。
一方、圧縮比を高めると、高負荷域でノッキングを生
じ易くなり、特に過給機付きエンジンでは圧縮比を高め
るのに限度があった。
じ易くなり、特に過給機付きエンジンでは圧縮比を高め
るのに限度があった。
（発明の目的） そこで本発明は、低負荷時における燃焼安定性を確保
しつつポンピングロスを低減し、かつ高負荷時のノッキ
ングの発生を防止しうる過給機付きエンジンを提供する
ことを目的とする。
しつつポンピングロスを低減し、かつ高負荷時のノッキ
ングの発生を防止しうる過給機付きエンジンを提供する
ことを目的とする。
（発明の構成） 本発明は、吸気弁の閉時期を変更しうるバルブタイミ
ング可変手段を設け、低負荷時には上記吸気弁の閉時期
を有効圧縮比が下がるようにボトムデッドセンター後に
おいて高負荷時よりも遅らせるとともに、高負荷時には
外部EGR量を低負荷時よりも増加させ、かつ上記吸気弁
の閉時期を有効圧縮比が高くなるようにボトムデッドセ
ンター後において低負荷時よりも早めるようにしたこと
を特徴とする。
ング可変手段を設け、低負荷時には上記吸気弁の閉時期
を有効圧縮比が下がるようにボトムデッドセンター後に
おいて高負荷時よりも遅らせるとともに、高負荷時には
外部EGR量を低負荷時よりも増加させ、かつ上記吸気弁
の閉時期を有効圧縮比が高くなるようにボトムデッドセ
ンター後において低負荷時よりも早めるようにしたこと
を特徴とする。
（発明の効果） 本発明によれば、低負荷域での吸気の遅閉じによるポ
ンピングロス低減の効果を得るに際して、そのポンピン
グロス低減時の燃焼安定性を確保するため高圧縮比にな
るようにエンジンを設計しても、その高圧縮比に起因す
る高負荷域のノッキングの発生を外部EGR量を増加する
ことによって防止することができる。したがって、エン
ジンの全負荷域での燃費の向上を図ることができ、エン
ジン全体としての燃費性能を高めることが可能となる。
ンピングロス低減の効果を得るに際して、そのポンピン
グロス低減時の燃焼安定性を確保するため高圧縮比にな
るようにエンジンを設計しても、その高圧縮比に起因す
る高負荷域のノッキングの発生を外部EGR量を増加する
ことによって防止することができる。したがって、エン
ジンの全負荷域での燃費の向上を図ることができ、エン
ジン全体としての燃費性能を高めることが可能となる。
（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１実施例を示す概略的構成図で、
１は４気筒エンジンのエンジン本体、２はエンジンの吸
気系、３はエンジンの排気系を示す。４は共通吸気通路
で、この吸気通路４には、その上流側から下流側に向っ
て、エアクリーナ５、吸入空気量を検出するエアフロー
メータ６およびスロットルバルブ７が順に配置されてい
る。共通吸気通路４の下流端にはサージタンク８が接続
され、このサージタンク８から分岐した４本の独立吸気
通路９がそれぞれ各気筒の吸気ポート10に接続されてい
る。また共通吸気通路４には、エンジンによって駆動さ
れる過給機（スーパーチャージャ）25と、この過給機25
で圧縮された吸気を冷却するインタークーラ26とがスロ
ットルバルブ７の下流側に設けられている。さらに、過
給機25およびインタークーラ26をバイパスするバイパス
通路27に、ダイアフラム式アクチュエータ29によって駆
動されるリリーフ弁28が設けられている。そして上記ア
クチュエータ29の圧力室はサージタンク８に連通してお
り、過給圧が所定値以上になるとリリーフ弁28が作動さ
れてバイパス通路27を開くようになっている。
１は４気筒エンジンのエンジン本体、２はエンジンの吸
気系、３はエンジンの排気系を示す。４は共通吸気通路
で、この吸気通路４には、その上流側から下流側に向っ
て、エアクリーナ５、吸入空気量を検出するエアフロー
メータ６およびスロットルバルブ７が順に配置されてい
る。共通吸気通路４の下流端にはサージタンク８が接続
され、このサージタンク８から分岐した４本の独立吸気
通路９がそれぞれ各気筒の吸気ポート10に接続されてい
る。また共通吸気通路４には、エンジンによって駆動さ
れる過給機（スーパーチャージャ）25と、この過給機25
で圧縮された吸気を冷却するインタークーラ26とがスロ
ットルバルブ７の下流側に設けられている。さらに、過
給機25およびインタークーラ26をバイパスするバイパス
通路27に、ダイアフラム式アクチュエータ29によって駆
動されるリリーフ弁28が設けられている。そして上記ア
クチュエータ29の圧力室はサージタンク８に連通してお
り、過給圧が所定値以上になるとリリーフ弁28が作動さ
れてバイパス通路27を開くようになっている。
本実施例のエンジンは各気筒についてそれぞれ２個の
吸気弁41と排気弁42を備えているため、吸気ポート10お
よび排気ポート11が各気筒について２個ずつ設けられて
いる。排気ポート11にはそれぞれ独立排気通路12が接続
され、これら独立排気通路12の下流端は共通排気通路13
に集合され、この共通排気通路13に触媒コンバータ14が
設けられている。
吸気弁41と排気弁42を備えているため、吸気ポート10お
よび排気ポート11が各気筒について２個ずつ設けられて
いる。排気ポート11にはそれぞれ独立排気通路12が接続
され、これら独立排気通路12の下流端は共通排気通路13
に集合され、この共通排気通路13に触媒コンバータ14が
設けられている。
エンジン１の燃焼室の上方にはそれぞれ８個ずつのカ
ム30、31を備えた吸気側カムシャフト32および排気側カ
ムシャフト33が所定の間隔を保って回動自在に並設され
ており、吸気弁41および排気弁42がそれぞれ上記カム3
0、31によってタペットを介して駆動されるようになっ
ている。
ム30、31を備えた吸気側カムシャフト32および排気側カ
ムシャフト33が所定の間隔を保って回動自在に並設され
ており、吸気弁41および排気弁42がそれぞれ上記カム3
0、31によってタペットを介して駆動されるようになっ
ている。
各カムシャフト32、33の前部には、カムプーリ35、36
と、それ自体は公知のバルブタイミング可変機構37、38
がそれぞれ取付けられており、これらバルブタイミング
可変機構37、38は、カムプーリ35、36に対するカムシャ
フト32、33の位相を変更することにより、吸気弁41およ
び排気弁42の開閉タイミングを変更するように構成され
ている。
と、それ自体は公知のバルブタイミング可変機構37、38
がそれぞれ取付けられており、これらバルブタイミング
可変機構37、38は、カムプーリ35、36に対するカムシャ
フト32、33の位相を変更することにより、吸気弁41およ
び排気弁42の開閉タイミングを変更するように構成され
ている。
15は共通排気通路13における触媒コンバータ14の下流
側を共通吸気通路の過給機25の上流側に連通する排ガス
還流通路（以下「外部EGR通路」と呼ぶ）で、この外部E
GR通路15には、ダイアフラム式アクチュエータ19によっ
て駆動されて通路15を通るEGRガスの流量を制御するEGR
弁16が配設されている。さらに外部EGR通路15には、こ
の通路15を通るEGRガスを冷却するための水冷式冷却器1
7が設けられている。本実施例では、この冷却器17がエ
ンジン本体１の冷却水が流れる冷却水通路18の途中に設
けられている。EGR弁16のアクチュエータ19の圧力室
は、圧力導管20を通じてサージタンク８に連通してお
り、導管20には通常は開放状態にある電磁ソレノイド弁
21が設けられている。22はコントロールユニットで、こ
のコントロールユニット22は、エアフローメータ６およ
びスロットル開度センサ23の出力および図示しないエン
ジン回転数センサの出力にもとづいて、電磁ソレノイド
弁21をデューティ制御し、これによって高負荷時にはEG
R弁16を開いて外部EGRを行なうようになっている。
側を共通吸気通路の過給機25の上流側に連通する排ガス
還流通路（以下「外部EGR通路」と呼ぶ）で、この外部E
GR通路15には、ダイアフラム式アクチュエータ19によっ
て駆動されて通路15を通るEGRガスの流量を制御するEGR
弁16が配設されている。さらに外部EGR通路15には、こ
の通路15を通るEGRガスを冷却するための水冷式冷却器1
7が設けられている。本実施例では、この冷却器17がエ
ンジン本体１の冷却水が流れる冷却水通路18の途中に設
けられている。EGR弁16のアクチュエータ19の圧力室
は、圧力導管20を通じてサージタンク８に連通してお
り、導管20には通常は開放状態にある電磁ソレノイド弁
21が設けられている。22はコントロールユニットで、こ
のコントロールユニット22は、エアフローメータ６およ
びスロットル開度センサ23の出力および図示しないエン
ジン回転数センサの出力にもとづいて、電磁ソレノイド
弁21をデューティ制御し、これによって高負荷時にはEG
R弁16を開いて外部EGRを行なうようになっている。
また、コントロールユニット22は、エンジンの回転数
および負荷に応じてバルブタイミング可変機構37、38を
制御して、吸気弁41の開閉タイミングを変更するように
なっている。
および負荷に応じてバルブタイミング可変機構37、38を
制御して、吸気弁41の開閉タイミングを変更するように
なっている。
コントロールユニット22のメモリ内には、バルブタイ
ミング可変機構37、38およびEGR弁16をエンジン回転数
および負荷に応じて制御するための第２図に示すような
マップが格納されており、低負荷領域Ａでは第３図
（ａ）に示すように吸気遅閉じを行ない、高負荷域Ｂで
は、吸気弁41の早閉じと外部EGRとの双方を行なってい
る。
ミング可変機構37、38およびEGR弁16をエンジン回転数
および負荷に応じて制御するための第２図に示すような
マップが格納されており、低負荷領域Ａでは第３図
（ａ）に示すように吸気遅閉じを行ない、高負荷域Ｂで
は、吸気弁41の早閉じと外部EGRとの双方を行なってい
る。
過給機付きエンジンでは、高負荷域でのノッキングを
防止するために、自然吸気エンジンよりも圧縮比を下げ
る必要がある。しかしながら、圧縮比を下げた場合、吸
気遅閉じを行なってポンピングロスを低減している低負
荷域で燃焼安定性の低下が生じるので、本実施例では圧
縮比は高く設定している。一方高負荷域では高圧縮比に
加えて吸気の早閉じも実施することになるため、大幅な
耐ノック性の低下を招くことになる。そのため、冷却器
17によって外部EGRガスを冷却するとともに、この冷却
されたEGRガスを吸気系２のインタークーラ26の上流側
に還流することにより、さらに温度の低下したEGRガス
をエンジンに供給してノッキングを防止している。
防止するために、自然吸気エンジンよりも圧縮比を下げ
る必要がある。しかしながら、圧縮比を下げた場合、吸
気遅閉じを行なってポンピングロスを低減している低負
荷域で燃焼安定性の低下が生じるので、本実施例では圧
縮比は高く設定している。一方高負荷域では高圧縮比に
加えて吸気の早閉じも実施することになるため、大幅な
耐ノック性の低下を招くことになる。そのため、冷却器
17によって外部EGRガスを冷却するとともに、この冷却
されたEGRガスを吸気系２のインタークーラ26の上流側
に還流することにより、さらに温度の低下したEGRガス
をエンジンに供給してノッキングを防止している。
なお、本実施例では、水冷式冷却器17を用いて、高負
荷時に外部EGR通路15を流れるEGRガスを冷却している
が、その代りに空冷式冷却器を用いてもよい。あるいは
特に冷却器を設けずに、外部EGR通路15を長くすること
により、あるいは多数の並列通路を設けることによりEG
Rガスを冷却してもよい。さらに本実施例においては、
排気系３における外部EGR通路15のEGRガス導入口を触媒
コンバータ14の下流側に設けて、より低温のEGRガスが
吸気系２に還流されるようにしている。
荷時に外部EGR通路15を流れるEGRガスを冷却している
が、その代りに空冷式冷却器を用いてもよい。あるいは
特に冷却器を設けずに、外部EGR通路15を長くすること
により、あるいは多数の並列通路を設けることによりEG
Rガスを冷却してもよい。さらに本実施例においては、
排気系３における外部EGR通路15のEGRガス導入口を触媒
コンバータ14の下流側に設けて、より低温のEGRガスが
吸気系２に還流されるようにしている。
第１図は本発明の第１実施例を示す概略的構成図、第２
図はそのEGR制御マップ、第３図は吸気弁の開閉タイミ
ングを示す図である。 １……エンジン本体、４……共通吸気通路 ７……スロットルバルブ、９……独立吸気通路 12……独立排気通路、13……共通排気通路 14……触媒コンバータ、15……外部EGR通路 16……EGR弁、17……冷却器 19、29……ダイアフラム式アクチュエータ 21……電磁ソレノイド弁 22……コントロールユニット 23……スロットル開度センサ 25……過給機（スーパーチャージャ） 26……インタークーラ 30、31……カム 32、33……カムシャフト 37、38……バルブタイミング可変機構
図はそのEGR制御マップ、第３図は吸気弁の開閉タイミ
ングを示す図である。 １……エンジン本体、４……共通吸気通路 ７……スロットルバルブ、９……独立吸気通路 12……独立排気通路、13……共通排気通路 14……触媒コンバータ、15……外部EGR通路 16……EGR弁、17……冷却器 19、29……ダイアフラム式アクチュエータ 21……電磁ソレノイド弁 22……コントロールユニット 23……スロットル開度センサ 25……過給機（スーパーチャージャ） 26……インタークーラ 30、31……カム 32、33……カムシャフト 37、38……バルブタイミング可変機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐出 忠良 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−190119（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−103841（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−100532（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−54616（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平１−30592（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 25/07 F02D 21/08 F02D 13/02
Claims (1)
- 【請求項１】排ガスの一部を排気系から外部還流通路を
通じて吸気系へ還流する外部EGR量を制御する外部EGR量
制御手段と過給機とを備えたエンジンにおいて、 吸気弁の閉時期を変更しうるバルブタイミング可変手段
を設け、低負荷時には上記吸気弁の閉時期を有効圧縮比
が下がるようにボトムデッドセンター後において高負荷
時よりも遅らせるとともに、高負荷時には外部EGR量を
低負荷時よりも増加させ、かつ上記吸気弁の閉時期を有
効圧縮比が高くなるようにボトムデッドセンター後にお
いて低負荷時よりも早めるように上記外部EGR量制御手
段と上記バルブタイミング可変手段とを制御する制御手
段を設けたことを特徴とするエンジンの排ガス還流装
置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298918A JP2969287B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | エンジンの排ガス還流装置 |
| DE69133098T DE69133098T2 (de) | 1990-11-06 | 1991-11-05 | Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine |
| DE69130976T DE69130976T2 (de) | 1990-11-06 | 1991-11-05 | Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine |
| EP91118856A EP0489263B1 (en) | 1990-11-06 | 1991-11-05 | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine |
| EP98103158A EP0849453B1 (en) | 1990-11-06 | 1991-11-05 | Exhaust gas recirculation system for an internal combusion engine |
| US07/788,128 US5203311A (en) | 1990-11-06 | 1991-11-05 | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine |
| KR1019910019627A KR920010146A (ko) | 1990-11-06 | 1991-11-06 | 엔진의 배기가스환류장치 |
| KR1019950032021A KR960003688B1 (ko) | 1990-11-06 | 1995-09-27 | 엔진의 배기가스 환류장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298918A JP2969287B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | エンジンの排ガス還流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175452A JPH04175452A (ja) | 1992-06-23 |
| JP2969287B2 true JP2969287B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=17865866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2298918A Expired - Fee Related JP2969287B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | エンジンの排ガス還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969287B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006032719A1 (de) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Daimler Ag | Verfahren zum Betrieb eines Otto-Motors |
| JP5104607B2 (ja) * | 2008-07-08 | 2012-12-19 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気再循環装置 |
| BRPI0924331B1 (pt) * | 2009-02-12 | 2021-03-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | motor de combustão interna do tipo com ignição por faísca |
| EP2570645B1 (en) * | 2010-05-11 | 2016-06-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
| JP5610873B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-10-22 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関 |
-
1990
- 1990-11-06 JP JP2298918A patent/JP2969287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04175452A (ja) | 1992-06-23 |
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