JPH05288123A - 内燃機関の排気ガス還流装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス還流装置

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JPH05288123A
JPH05288123A JP4116672A JP11667292A JPH05288123A JP H05288123 A JPH05288123 A JP H05288123A JP 4116672 A JP4116672 A JP 4116672A JP 11667292 A JP11667292 A JP 11667292A JP H05288123 A JPH05288123 A JP H05288123A
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egr
egr valve
negative pressure
exhaust
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Kunihiko Nakada
邦彦 中田
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
Shunichi Ide
俊一 井手
Shigeru Yoshiyama
茂 吉山
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 EGR弁を制御する電磁弁が開弁状態で故障
した場合でも、過剰なEGRガスによるエンジンストー
ルの発生を確実に防止し、かつEGRガスのカット性を
向上させる。 【構成】 EGR弁84のダイヤフラム室84aと連通
されるEGR弁モジュレータ91の負圧ポート91a
を、デューティ制御される2方電磁弁からなるバキュー
ムスイッチングバルブ101を介してスロットル弁4下
流の吸気通路に接続し、バキュームスイッチングバルブ
101とEGR弁モジュレータ91の間の通路89を、
絞り部102を介して大気側と連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス還
流装置に関し、とくに電磁弁の故障に対する機能の信頼
性を高めた排気ガス還流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ガス還流装置は、エンジンから排出
される排気ガス中のNOxを低減させるため、排気ガス
の一部を排気系から取り出し吸気系へ戻すようにしたも
のである。これに関する先行技術として、たとえば特開
昭60−1368号公報、特開平1−130051号公
報が知られている。
【0003】排気ガス還流装置(EGR装置)は、排気
通路から排気ガスの一部を取り出して吸気通路へ再循環
させるEGR通路と、吸気通路からダイヤフラム室に導
入される吸気負圧に比例して開放作動されるEGR弁
と、EGR弁のダイヤフラム室に導入される負圧を制御
するバキュームスイッチングバルブ(VSV)とを備え
ている。このVSVの開度をエンジンの運転状態に応じ
てデューティ制御することにより、EGR弁の開度が制
御され、EGR通路を通じて吸気通路へ再循環される排
気ガス量(EGR量)が制御されるようになっている。
【0004】図3は、ターボチャージャを2つ備えた過
給機付エンジンのEGR装置を示している。図3におい
て、201はエンジンを示し、202はサージタンクを
示している。エンジン201には、主ターボチャージャ
203と副ターボチャージャ204が取付けられてい
る。エンジン201には、EGR弁205が接続されて
おり、エンジン201から排出される排気ガスの一部が
EGR弁205を介してサージタンク202内に戻され
るようになっている。
【0005】EGR弁205の定圧室205aは、EG
R弁モジュレータ206と接続されている。EGR弁モ
ジュレータ206は、EGR弁205の定圧室205a
の排気圧力を感知し、これを大気圧付近に保つようにE
GR弁205のダイヤフラム室205bに作用するEG
Rポート負圧を調整するようになっている。EGR弁モ
ジュレータ206の負圧ポート206aは、3方電磁弁
からなるバキュームスイッチングバルブ(VSV)20
7を介してスロットルバルブ210下流に位置するサー
ジタンク202内と連通されている。
【0006】VSV207は、3方電磁弁からなるバキ
ュームスイッチングバルブから構成されており、電子制
御装置(ECU)211によってデューティ制御され
る。VSV207の他方のポートは、主、副ターボチャ
ージャ7、8のコンプレッサ上流の吸気通路212に接
続されている。EGR弁205のダイヤフラム室205
bとEGR弁モジュレータ206の負圧ポート206a
との間には、VSV207が全開状態で故障した際のフ
ェイルセーフ用バキュームコントロールバルブ(VC
V)208が介装されている。
【0007】図3の装置においては、VSV207によ
ってEGR弁モジュレータ206へ導かれる負圧の制御
が行なわれることにより、EGR弁205の開度が制御
され、再循環される排気ガス量が最適値に制御される。
また、VCV208を有しているので、3方電磁弁であ
るVSV207が全開状態で故障した場合でもEGR弁
205を閉弁させることができ、過剰なEGRによるエ
ンジンストールの発生が防止される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
装置にもまだ解決されるべき問題が存在する。
【0009】(1)図3の装置では、管路を構成するホ
ースの外れや異物のかみ込み等により、VCV208が
開き側で故障し、かつ3方電磁弁であるVSV207が
全開状態で故障した場合は、EGR弁205を介して燃
焼室内に大量のEGRガスが流入し、燃焼悪化によって
エンジンストールが生じるおそれがある。
【0010】(2)また、フェイルセーフ対策としてV
CV208を設けた場合は、EGRガスの切れが悪くな
る。すなわち、VCV108を設ける分だけ、作動遅れ
や負圧の抜けが悪くなり、EGRガスを瞬時にカットす
ることができない。そのため、多量のEGRガスが燃焼
室内に流入することになり、燃焼が著しく悪化する。
【0011】本発明は、上記の問題に着目し、EGR弁
を制御する電磁弁が開弁状態で故障した場合であって
も、過剰なEGRガスによるエンジンストールの発生を
確実に防止するとともに、EGRガスのカット性を向上
させることが可能な内燃機関の排気ガス還流装置を提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る内燃機関の排気ガス還流装置は、排気ガスの一部を
エンジン負荷状態に応じてスロットル弁下流の吸気通路
に戻すEGR弁と、該EGR弁の定圧室の排気圧力を感
知してEGR弁のダイヤフラムに作用する負圧を調整す
ることによりEGR弁の開度を可変させるEGR弁をモ
ジュレータと、を備えた内燃機関の排気ガス還流装置に
おいて、前記EGR弁のダイヤフラム室と連通されるE
GR弁モジュレータの負圧ポートを、デューティ制御さ
れる2方電磁弁からなるバキュームスイッチングバルブ
を介してスロットル弁下流の吸気通路に連通させ、前記
バキュームスイッチングバルブと前記EGR弁モジュレ
ータとの間の負圧通路を、絞り部を介して大気側と連通
させたものから成る。
【0013】
【作用】このように構成された内燃機関の排気ガス還流
装置においては、EGR弁モジュレータの負圧ポートに
は、デューティ制御されるバキュームスイッチングバル
ブを介してスロットル弁下流に位置する吸気通路の負圧
が導かれる。ここで、2方電磁弁からなるバキュームス
イッチングバルブが全開状態で故障した場合は、EGR
弁モジュレータの負圧ポートに過度の負圧が作用するお
それがあるが、EGR弁モジュレータの負圧ポートは、
絞り部を介して大気側と連通しているので、EGR弁モ
ジュレータの負圧ポートに大気を導くことが可能とな
る。したがって、EGR弁の開弁量が著しく大となるこ
とは阻止され、燃焼室への過剰なEGRガスの流入によ
るエンジンストールの発生が防止される。
【0014】また、EGR弁とEGR弁モジュレータと
の間には、フェールセーフ用のバキュームコントロール
バルブは介装されないので、EGR弁の応答が素早くな
り、EGRガスのカット性の向上がはかれる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の排気ガス還
流装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【0016】図1および図2は、本発明の一実施例を示
しており、とくに車両に搭載される過給機付6気筒エン
ジンに適用した場合を示している。図1において、1は
エンジン、2はサージタンク、3は排気マニホールドを
示す。排気マニホールド3は排気干渉を伴わない#1〜
#3気筒群と#4〜#6気筒群の2つに集合され、その
集合部が連通路3aによって連通されている。7、8は
互いに並列に配置された主ターボチャージャ、副ターボ
チャージャである。ターボチャージャ7、8のそれぞれ
のタービン7a、8aは排気マニホールド3の集合部に
接続され、それぞれのコンプレッサ7b、8bは、イン
タクーラ6、スロットル弁4を介してサージタンク2に
接続されている。
【0017】主ターボチャージャ7は、低吸入空気量域
から高吸入空気量域まで作動され、副ターボチャージャ
8は低吸入空気量域で停止される。双方のターボチャー
ジャ7、8の作動、停止を可能ならしめるために、副タ
ーボチャージャ8のタービン8aの下流に排気切替弁1
7が、コンプレッサ8bの下流に吸気切替弁18が設け
られる。吸、排気切替弁18、17の両方とも開弁のと
きは、両方のターボチャージャ7、8が作動される。副
ターボチャージャ8のタービン8aの下流と主ターボチ
ャージャ7のタービン7aの下流とは、排気バイパス通
路40を介して連通可能となっている。排気バイパス通
路40には、この排気バイパス通路40を開閉する排気
バイパス弁41が設けられている。排気バイパス弁41
は、ダイヤフラム式アクチュエータ42によって開閉さ
れるようになっている。
【0018】低吸入空気量域で停止される副ターボチャ
ージャ8の吸気通路には、1個ターボチャージャから2
個ターボチャージャへの切替を円滑にするために、コン
プレッサ7bの上流とコンプレッサ8bの下流とを連通
する吸気バイパス通路13と、吸気バイパス通路13の
途中に配設される吸気バイパス弁33が設けられる。吸
気バイパス弁33はダイヤフラム式のアクチュエータ1
0によって開閉される。吸気切替弁18の上流と下流と
を連通するバイパス通路には、逆止弁12が設けられて
おり、吸気切替弁18の閉時において副ターボチャージ
ャ8側のコンプレッサ出口圧力が主ターボチャージャ7
側より大になったとき、空気が上流側から下流側に流れ
ることができるようにしてある。なお、図中、14はコ
ンプレッサ出口側の吸気通路、15はコンプレッサ入口
側の吸気通路を示す。
【0019】吸気通路15はエアフローメータ24を介
してエアクリーナ23に接続される。排気通路を形成す
るフロントパイプ20は、排気ガス触媒21、22を介
して排気マフラーに接続される。吸気切替弁18はアク
チュエータ11によって開閉され、排気切替弁17はダ
イヤフラム式アクチュエータ16によって開閉されるよ
うになっている。ウエストゲートバルブ31は、アクチ
ュエータ9によって開閉されるようになっている。
【0020】アクチュエータ9、10、11、16、4
2は、過給圧の導入によって作動するようになってい
る。各アクチュエータ9、10、11、16、42に
は、過給圧を蓄える蓄圧タンク(図示略)からの過給圧
とたとえばエアフローメータ24の下流からの大気圧と
を選択的に切り替えるために、電磁弁がそれぞれ接続さ
れている。各電磁弁の切替は、エンジンコントロールコ
ンピュータ(ECU)29からの指令に従って行なわれ
る。
【0021】エンジン1には、図1、2に示すように排
気ガス還流装置(以下単に「EGR装置」という)81
が設けられている。EGR装置81は、排気系と吸気系
との間に設けられた排気ガス再循環通路(EGR通路)
82を備えている。EGR通路82は、排気系から排気
ガスの一部を取り出して吸気系へ再循環、即ち還流させ
るためのものである。図2に示すように、EGR通路8
2の取出口は#6気筒の排気ポートと接続されている。
#6気筒の排気ポートから取り出された排気ガスの一部
は、EGR通路82を通じてサージタンク2へ還流され
るようになっている。
【0022】EGR通路82の途中には、EGR弁84
が設けられている。図2に示すように、EGR弁84は
スプリング85によって付勢されたダイヤフラム86を
内蔵してなるダイヤフラム室84aと、EGR通路82
に連通する本体ケーシング84bとを備えている。ダイ
ヤフラム86には、先端に弁体87を固着してなる弁ロ
ッド87aの基端が固定され、弁ロッド87aの先端側
が本体ケーシング84bの内部にて往復動可能に配置さ
れている。ダイヤフラム86及び弁ロッド87aは、ス
プリング85によって下方へ押圧付勢されている。
【0023】本体ケーシング84bの内部は、隔壁によ
って上室84c及び定圧室84dに区画され、その隔壁
には弁体87によって開閉される弁穴84eが形成され
ている。本体ケーシング84bの上室84cは、EGR
通路82を通じてサージタンク2に連通され、下室84
dは同じくEGR通路82を通じて気筒#6の排気通路
83に連通されている。下室84dと排気通路83との
間のEGR通路82の途中には、EGRクーラ88が設
けられている。EGRクーラ88はシリンダヘッドと一
体に形成されたものであり、排気ガスを通過させる間に
外気との間で熱交換を行わせて冷却するためのものであ
る。
【0024】EGR弁84のダイヤフラム室84aへの
吸気系の吸気負圧を作動圧として導入するために、ダイ
ヤフラム室84aとサージタンク2とは第1の負圧通路
89を介して連通可能となっている。第1の負圧通路8
9の一端側である導入ポート89aは、スロットル弁4
よりも下流側のサージタンク2に連通され、サージタン
ク2における吸気負圧を導入するようになっている。
【0025】第1の負圧通路89の途中には、EGR弁
モジュレータ91が設けられている。EGR弁モジュレ
ータ91はEGR弁84の定圧室84dにかかる排気圧
(排圧)に比例して、そのダイヤフラム室84aにかか
る吸気負圧を増大調整するためのものである。EGR弁
モジュレータ91は、第1の負圧通路89に連通する負
圧ポート91aと、ダイヤフラム92を内蔵する本体ケ
ーシング91bとを備えている。本体ケーシング91b
はダイヤフラム92を境に大気室91cと排圧室91d
とに区画されている。
【0026】大気室91cと上部通路91aの間には連
通ポート91eが形成され、大気室91cの側壁には大
気ポート91fが形成されている。大気室91cには、
大気ポート91fを通じて大気圧が導入され、その大気
圧が連通ポート91eから負圧ポート91aを通じて第
1の負圧通路89に作用するようになっている。
【0027】EGR弁モジュレータ91の排圧室91d
とEGR弁84の定圧室84dとは、排圧通路93を介
して連通されており、定圧室84dにかかる排圧が排圧
室91dに作用するようになっている。ダイヤフラム9
2の中央には、排圧室91dに作用する排圧に比例して
負圧ポート91aへの大気圧の導入を絞るための弁体9
4が設けられている。大気室91cには、排圧に抗して
ダイヤフラム92を付勢するスプリング95が内蔵され
ている。そして、排圧室91dに作用する排圧に比例し
てダイヤフラム92がスプリング95の付勢力に抗して
上動変位されることにより、その変位量に応じて連通ポ
ート91eの開度が弁体94によって調節される。
【0028】排圧室91dに所定値以上の排圧がかかっ
た時には、ダイヤフラム92の上動変位により連通ポー
ト91eが弁体94によって完全に閉鎖される。このよ
うに、EGR弁モジュレータ91は、EGR弁84にか
かる排圧に比例して負圧ポート91aへの大気圧の導入
を絞るようになっており、これによって第1の負圧通路
89を通じEGR弁84のダイヤフラム室84aにかか
る作動圧が増大調節されるようになっている。
【0029】EGR弁モジュレータ91の負圧ポート9
1aは、負圧通路89を介してスロットル弁4下流に位
置するサージタンク2内と連通可能となっている。負圧
通路89には、チェックバルブ100と2方電磁弁から
なるバキュームスイッチングバルブ(VSV)101が
直列に設けられている。チェックバルブ100は、2方
VSV101よりもサージタンク2の負圧導入ポート8
9aに近いほうに配置されている。チェックバルブ10
1は、サージタンク2内へ向う吸気の流れのみを許す機
能を有している。
【0030】2方電磁弁からなるVSV101は、EC
U29からの指令信号によってデューティ制御され、デ
ューティ比に応じた開度量が得られるようになってい
る。VSV101がデューティ制御によって開弁した状
態では、サージタンク2内の負圧がEGR弁モジュレー
タ91の負圧ポート91aを介してEGR弁84のダイ
ヤフラム室84aに作用し、EGR弁84が開弁するよ
うになっている。
【0031】EGR弁84によりEGR通路82が開か
れると、#6気筒の排気ポートからサージタンク2内へ
の排気ガスの還流が許容されるが、この場合、EGR弁
84に作用する排圧が所定値を上回らないときには、E
GR弁モジュレータ91に作用する吸気負圧が大気ポー
ト91fを通じて導入される大気圧によって適当に減衰
されるようになっている。これにより、ダイヤフラム室
84aへの吸気負圧が適度に抑えられ、EGR弁84に
よるEGRガス量が抑制される。
【0032】EGR弁モジュレータ91の負圧ポート9
1aの他方とVSV101の他方のポートは、第1の負
圧通路89から分岐された第2の負圧通路89bを介し
て主、副ターボチャージャ7、8のコンプレッサ7b、
8b上流の吸気通路15と連通している。吸気通路15
内の圧力は、ほぼ大気圧に近くなっており、第2の負圧
通路8への大気の導入が可能であれば第2の負圧通路8
9bの上流端ポート89cの位置は本実施例に限定され
ない。
【0033】EGR弁モジュレータ91およびVSV1
01と、吸気通路15とを連通する第2の負圧通路89
bには、流路断面積を小にする絞り部102が設けられ
ている。VSV101の開弁時には、吸気通路15から
の吸気が絞り部102を介してサージタンク2内に流入
するようになっている。絞り部102の流路断面積は、
VSV101が故障によって全開状態になった場合で
も、エンジン1の燃焼室内に流入するEGRガスが過剰
とならない値に設定されている。
【0034】本実施例では、吸入空気量の計測の関係か
ら第2の負圧通路89bの上流端を主、副ターボチャー
ジャ7、8のコンプレッサ7b、8b上流に位置する吸
気通路15に接続する構成としたが、絞り部101を介
してサージタンク2内に流入する吸気量が実質的に無視
できる程度であれば、単にエアフィルタ等を介して大気
を導入する構成とすることも可能である。
【0035】つぎに、本実施例における作用について説
明する。高吸入空気量域では、吸気切替弁18と排気切
替弁17がともに開かれ、吸気バイパス弁10が閉じら
れる。これによって2個ターボチャージャ7、8が駆動
され、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。
低速域でかつ高負荷時には、吸気切替弁18と排気切替
弁17がともに閉じられ、吸気バイパス弁33が開かれ
る。これによって主ターボチャージャ7のみが駆動され
る。低吸入空気量域で1個ターボチャージャとする理由
は、低吸入空気量域では1個ターボチャージャ過給特性
が2個ターボチャージャ過給特性より優れているからで
ある。1個ターボチャージャとすることにより、過給
圧、トルクの立上りが早くなり、レスポンスが迅速とな
る。
【0036】低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行
するとき、つまり1個ターボチャージャから2個ターボ
チャージャ作動へ切り替えるときには、吸気切替弁18
および排気切替弁17が閉じられているときに排気バイ
パス弁41をデューティ制御により小開制御し、さらに
吸気バイパス弁33を閉じることにより副ターボチャー
ジャ8の助走回転数を高め、ターボチャージャの切替を
より円滑(切替時のショックを小さく)に行うことが可
能になる。
【0037】エンジンの運転時に、管路を構成するホー
スの外れや異物のかみ込み等により、VSV101が全
開状態で故障した場合は、EGR弁モジュレータ91の
負圧ポート91aに過度の負圧が作用するおそれがある
が、EGR弁モジュレータ91の負圧ポート91aは、
絞り部102を介して主、副ターボチャージャ7、8の
コンプレッサ7b、8b下流の吸気通路15と連通して
いるので、EGR弁モジュレータ91の負圧ポート91
aに大気を導くことが可能となる。
【0038】EGR弁モジュレータ91の負圧ポート9
1aに大気が導かれると、EGR弁モジュレータ91に
よるEGR弁84の開弁量が小とされる。したがって、
燃焼室への過剰なEGRガスの流入が抑制され、過剰な
EGRガスによるエンジンストールの発生が確実に防止
される。
【0039】また、EGR弁84とEGR弁モジュレー
タ91との間には、VSV101の故障時のフェールセ
ーフ用のVCV(バキュームコントロールバルブ)は介
装されないので、EGR弁84の応答が素早くなり、E
GRガスのカット性の向上がはかれる。
【0040】なお、本実施例では主ターボチャージャ7
および副ターボチャージャ8の双方を備えた過給機付エ
ンジンについて説明したが、シングルターボエンジンに
ついても適用可能であり、またターボチャージャを有し
ない自然吸気エンジンについても適用可能である。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が得
られる。
【0042】(1)EGR弁のダイヤフラム室に接続さ
れるEGR弁モジュレータの負圧ポートを、デューティ
制御される2方電磁弁からなるバキュームスイッチング
バルブを介してスロットル弁下流の吸気通路に接続し、
バキュームスイッチングバルブとEGR弁モジュレータ
との間の負圧通路を、絞り部を介して大気側と連通させ
るようにしたので、バキュームスイッチングが全開状態
で故障した場合でも、EGR弁を閉弁方向に制御するこ
とが可能となり、過剰なEGRガスの燃焼室への流入を
阻止することができる。したがって、過剰なEGRガス
による燃焼の悪化が解消され、エンジンストールの発生
を確実に防止することができる。
【0043】(2)EGR弁とEGR弁モジュレータと
の間に、フェイルセーフ用のバキュームコントロールバ
ルブを設ける必要がないので、EGR弁の応答が素早く
なり、EGRガスのカット性を向上させることができ
る。その結果、不必要なEGRガスの燃焼室への流入を
阻止することができ、EGRガスによる燃焼の悪化を防
止することができる。
【0044】(3)従来装置における3方電磁弁からな
る高価なバキュームスイッチングバルブや、フェイルセ
ーフ用のバキュームコントロールバルブが不要となるの
で、装置のコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気ガス還
流装置の系統図である。
【図2】図1における排気ガス還流装置の部分拡大系統
図である。
【図3】従来の排気ガス還流装置を有するエンジンの一
例を示す系統図である。
【符号の説明】 1 エンジン 4 スロットル弁 7 主ターボチャージャ 8 副ターボチャージャ 84 EGR弁 91 EGR弁モジュレータ 101 2方電磁弁からなるバキュームスイッチングバ
ルブ(VSV) 102 絞り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井手 俊一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 吉山 茂 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガスの一部をエンジン負荷状態に応
    じてスロットル弁下流の吸気通路に戻すEGR弁と、該
    EGR弁の定圧室の排気圧力を感知してEGR弁のダイ
    ヤフラムに作用する負圧を調整することによりEGR弁
    の開度を可変させるEGR弁モジュレータと、を備えた
    内燃機関の排気ガス還流装置において、前記EGR弁の
    ダイヤフラム室と連通されるEGR弁モジュレータの負
    圧ポートを、デューティ制御される2方電磁弁からなる
    バキュームスイッチングバルブを介してスロットル弁下
    流の吸気通路に連通させ、前記バキュームスイッチング
    バルブと前記EGR弁モジュレータとの間の負圧通路
    を、絞り部を介して大気側と連通させたことを特徴とす
    る内燃機関の排気ガス還流装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012081111A1 (ja) 2010-12-16 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447130A (en) * 1993-09-28 1995-09-05 Isuzu Ceramics Research Institute Co. Ltd. Thermally insulating engine
US8215292B2 (en) * 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7222614B2 (en) * 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
AT413863B (de) * 1999-08-04 2006-06-15 Man Steyr Ag Verfahren zur abgasrückführung an einer mittels abgasturbolader aufgeladenen mehrzylindrigen hubkolbenbrennkraftmaschine
US6431158B1 (en) * 1999-11-30 2002-08-13 Siemens Canada Limited Exhaust gas flow measurment device
US20050247286A1 (en) * 2002-02-04 2005-11-10 Weber James R Combustion engine including fluidically-controlled engine valve actuator
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7178492B2 (en) * 2002-05-14 2007-02-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US7191743B2 (en) * 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US20050241597A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for a combustion engine
US7252054B2 (en) * 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US20050241302A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine with particulate trap
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US20050235951A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating in HCCI mode
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US8079441B2 (en) * 2002-09-08 2011-12-20 Guobiao Zhang Muffler
US20040177837A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Bryant Clyde C. Cold air super-charged internal combustion engine, working cycle & method
DE102005052496A1 (de) * 2005-11-03 2007-05-10 Fev Motorentechnik Gmbh Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
US8353275B2 (en) * 2010-01-08 2013-01-15 Ford Global Technologies, Llc Dual throttle for improved tip-out stability in boosted engine system
US7945377B1 (en) * 2010-04-22 2011-05-17 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for exhaust gas mixing
US11060435B2 (en) * 2018-11-13 2021-07-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022190B2 (ja) * 1978-08-25 1985-05-31 日産自動車株式会社 排気還流制御装置
US4281631A (en) * 1978-12-06 1981-08-04 Nissan Motor Company, Limited Exhaust gas recirculation and idle speed control device
JPS5741455A (en) * 1980-08-25 1982-03-08 Mazda Motor Corp Exhaust gas returning device for engine
JPS57124064A (en) * 1981-01-27 1982-08-02 Mazda Motor Corp Exhaust gas returning device for engine
DE3145527A1 (de) * 1981-11-17 1983-05-26 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur steuerung rueckgefuehrter abgasmengen bei brennkraftmaschinen
JPS5888430A (ja) * 1981-11-20 1983-05-26 Honda Motor Co Ltd 排気還流制御装置を備えた内燃エンジンの電子式燃料噴射制御装置
JPS601368A (ja) * 1983-06-16 1985-01-07 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のegr制御装置
JPS6181567A (ja) * 1984-09-13 1986-04-25 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの排気還流制御方法
JPH0415960Y2 (ja) * 1986-01-17 1992-04-09
JPH01130051A (ja) * 1987-11-16 1989-05-23 Toyota Motor Corp 内燃機関のegr装置
JP2727534B2 (ja) * 1990-08-21 1998-03-11 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの排気還流制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012081111A1 (ja) 2010-12-16 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US8655573B2 (en) 2010-12-16 2014-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine

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US5279273A (en) 1994-01-18

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