JPH04175452A - エンジンの排ガス還流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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＃「ガス還流装置に関す
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Ｎ０Ｘ（窒素酸化物）
を低減することが行なわれている（特公昭５９−１６０
０５２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。

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。

（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。

（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、低負荷時には吸気弁の閉時期を高負
荷時よりも遅らせるとともに、高負荷時には外部ＥＧＲ
量を増加させ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、低負荷域では圧縮比を大きく設定して
、燃焼安定性を確保しつつポンピングロスを低減し、か
つ高負荷域における高圧縮比によるノッキングの発生を
防止して、全負荷域での燃費の向上を図ることが可能に
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
。

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ス。

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１
０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３０，３１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３５．３
６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の上流側に連通ずる
排ガス還流通路（以下「外部ＥＧＲ通路」と呼ぶ）で、
この外部ＥＧＲ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Ｅ
ＧＲガスを冷却するための水冷式冷却器１７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２
１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をデユーティ制御し、これによって高負荷
時にはＥＧＲ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３７．３
８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弁工６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
すようなマツ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の早開じと外部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イグを防
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。−刃高負荷域では高圧縮比に加
えて吸気の早開じも実施することになるため、大幅な耐
ノツク性の低下を招くことになる。そのため、冷却器１
７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Ｅ
ＧＲ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ＥＧＲ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Ｅ
ＧＲ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。

【図面の簡単な説明】

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制御マツプ、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用独立吸気通路１２・・・独
立排気通路　　１８・・・共通排気通路１４・・・触媒
コンバータ　１５・・・外部ＥＧＲ通路１６・・・ＥＧ
Ｒ弁　　　　１７川冷却器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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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量を増
   加させるように上記外部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。