JPH0719125A

JPH0719125A - エンジンの排気ガス還流装置

Info

Publication number: JPH0719125A
Application number: JP5163570A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tajima; 誠司田島; Kazuhiro Shiomi; 和広塩見; Hirotaka Tamazato; 裕孝玉里
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3550694B2

Abstract

(57)【要約】【目的】特別な冷却手段を用いることなく、負荷に応
じたＥＧＲ温度制御を高い応答性でもって行う。【構成】低速・高速用ターボチャージャー３１，３２
と、第１ＥＧＲ通路４４及び第２ＥＧＲ通路４６とを備
える。第１ＥＧＲ通路４４を排気通路１６において排気
シャッタ弁３４の上流側に接続し、第２ＥＧＲ通路４６
を排気通路１６において排気シャッタ弁３４と高速用タ
ーボチャージャー３２との間の位置に接続する。エンジ
ン負荷が高くなるほど、上記第１ＥＧＲ通路４４を通じ
てのＥＧＲ流量に対する上記第２ＥＧＲ通路４６を通じ
てのＥＧＲ流量の比率を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにおいて排気
ガスを吸気側に還流させるための装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンの中には、排気ガス中の
ＮＯｘ低減を図るべく、排気ガスを吸気側に還流させる
ための排気ガス還流装置を備えたものがある（例えば特
公昭５７−５１５３９号公報参照）。このような装置に
より排気ガス還流を行えば、混合気の不活性化で燃焼温
度を低下させることにより、ＮＯｘを低減させることが
できるとともに、吸気側への排気ガスの導入で吸気負圧
を下げることにより、ポンピングロスを低減させ、燃費
節減の効果を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上記排気ガス
は高温であるため、たとえ吸気通路中にインタクーラー
を設けても、特に高負荷時、排気ガス還流を行うと吸気
温度が上昇して充填効率が著しく下がる傾向がある。こ
れを回避するには、冷媒、クーラー等の特別な冷却手段
を用いて還流排気ガスを冷却した後に吸気側に導入すれ
ばよいが、これでは装置が大掛かりとなり、コストの増
大も免れ得ない。また、還流排気ガス温度の制御を要す
る場合、排気ガスは熱容量が大きいので、上記冷却手段
による温度制御では良好な応答性が期待できない。

【０００４】一方、低負荷時では、上記ポンピングロス
低減を図るべく排気ガス還流を多量に行うと燃料が気化
・霧化しにくくなって燃焼安定性が低下し、この現象は
特に排気ガス還流温度が下がると顕著となる。従って、
この低負荷時では上記高負荷時と逆に、比較的高温の還
流排気ガスを吸気側に導入することが望ましい。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、特別な
冷却手段を用いることなく、低負荷時等に比較的低温の
排気ガスを還流することができる装置を提供し、さらに
好ましくは、負荷状態に応じて還流排気ガス温度を高い
応答性でもって制御することができる装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、排気ガスを吸気側に還流する
第１排気ガス還流通路と、上記第１排気ガス還流通路に
より還流される排気ガスよりも低温の排気ガスを吸気側
に還流する第２排気ガス還流通路と、エンジン負荷を検
出する負荷検出手段と、この負荷検出手段で検出された
エンジン負荷が高いほど上記第１排気ガス還流通路を通
じての排気ガス還流量に対する上記第２排気ガス還流通
路を通じての排気ガス還流量の比率を増大させる排気ガ
ス還流制御手段とを備えたものである（請求項１）。

【０００７】具体的には、エンジンにターボチャージャ
ーを設けるとともに、上記第１排気ガス還流通路を排気
通路において上記ターボチャージャーよりも上流側の部
分に接続し、第２排気ガス還流通路を排気通路において
上記ターボチャージャーよりも下流側の部分に接続した
ものや（請求項２）、エンジンに、低速用ターボチャー
ジャーと、高速用ターボチャージャーと、予め設定され
た運転領域で上記高速用ターボチャージャーに排気ガス
を導く通路を遮蔽する排気シャッタ弁とを設けるととも
に、上記第２排気ガス還流通路を上記排気シャッタ弁と
上記高速用ターボチャージャーとの間の位置に接続した
もの（請求項３）が好適である。請求項３の装置では、
予め設定された予回転領域で上記排気シャッタ弁を迂回
して上記高速用ターボチャージャー入口に予回転用の排
気ガスを供給する予回転手段を備えるとともに、上記予
回転領域で少なくとも上記第２排気ガス還流通路を通じ
ての排気ガス還流を行わせるように上記排気ガス還流制
御手段を構成することが、より好ましい（請求項４）。

【０００８】さらに、燃焼安定性を検出する燃焼安定性
検出手段を備えるとともに、この燃焼安定性検出手段に
より燃焼不安定状態が検出された場合に上記第２排気ガ
ス還流通路を通じての排気ガス還流量に対する上記第１
排気ガス還流通路を通じての排気ガス還流量の比率を通
常値よりも増大させるように上記排気ガス還流制御手段
を構成したり（請求項５）、上記第２排気ガス還流通路
と吸気通路との接続位置を上記第１排気ガス還流通路と
吸気通路との接続位置よりも吸気方向上流側に設定した
りすることにより（請求項６）、後述のようなより優れ
た効果が得られる。

【０００９】また本発明は、低速用ターボチャージャー
と、高速用ターボチャージャーと、予め設定された運転
領域で上記高速用ターボチャージャーに排気ガスを導く
通路を遮蔽する排気シャッタ弁とを備えたエンジンにお
いて、排気ガスを吸気側に還流する排気ガス還流通路を
備えるとともに、この排気ガス還流通路を排気通路にお
いて上記排気シャッタ弁と上記高速用ターボチャージャ
ーとの間の位置に接続したものである（請求項７）。

【００１０】この装置では、上記排気ガス還流通路と独
立して別の排気ガス還流通路を備えるとともに、後者の
排気ガス還流通路を排気通路において上記排気シャッタ
弁と上記高速用ターボチャージャーとの間の位置以外の
位置に接続することが、より好ましい（請求項８）。

【００１１】

【作用】請求項１記載の装置によれば、比較的高温の排
気ガスを還流する第１排気ガス還流通路による還流量
と、比較的低温の排気ガスを還流する第２排気ガス還流
通路による還流量との比率を変えることにより、特別な
冷却手段を用いることなく、エンジン負荷に応じた還流
排気ガス温度制御が応答性良く行われる。具体的には、
エンジン負荷が高いほど上記第１排気ガス還流通路を通
じての排気ガス還流量に対する上記第２排気ガス還流通
路を通じての排気ガス還流量の比率が高められることに
より、吸気側に導入される還流排気ガス温度が下げら
れ、その分充填効率が高められる。逆に、エンジン負荷
が低いほど還流排気ガス温度が高められることにより、
燃料の気化、霧化が促進され、燃焼安定性が良好に保た
れる。

【００１２】具体的に、請求項２記載の装置では、排気
通路においてターボチャージャーよりも上流側の部分か
ら第１排気ガス還流通路を通じて高温の排気ガスが還流
され、上記ターボチャージャーよりも下流側の部分から
第２排気ガス還流通路を通じて上記排気ガスよりも低温
の排気ガスが還流される。

【００１３】また、請求項３記載の装置では、排気シャ
ッタ弁と上記高速用ターボチャージャーとの間の位置で
滞留する低温の排気ガスが第２排気ガス還流通路を通じ
て吸気側に還流される。

【００１４】さらに、請求項４記載の装置では、予回転
領域で上記排気シャッタ弁を迂回して上記高速用ターボ
チャージャー入口に予回転用の排気ガスが供給されてい
る際に、第２排気ガス還流通路を通じての排気ガス還流
が行われることにより、この排気ガス還流の流量が上記
予回転用の排気ガスの流れを利用して十分に保持される
こととなる。

【００１５】また、請求項５記載の装置では、燃焼安定
性が損なわれた場合に第１排気ガス還流通路を通じての
排気ガス還流量の比率が通常値よりも高められる、すな
わち還流排気ガス温度が昇温されることにより、燃料の
気化霧化が促進され、燃焼安定性が高められる。

【００１６】また、請求項６記載の装置では、吸気通路
に対し、第２排気ガス還流通路を通じての還流排気ガス
が、第１排気ガス還流通路を通じての還流排気ガスより
も上流側の位置に導入されるので、前者の還流排気ガス
は後者の還流排気ガスよりも長い時間吸気通路内で放熱
した後にエンジン燃焼室内に導入されることになる。従
って、第１排気ガス還流通路を通じての還流排気ガス温
度と第２排気ガス還流通路を通じての還流排気ガス温度
との差はより大きくなり、その分、制御可能な温度幅が
拡大される。

【００１７】請求項７記載の装置では、前記請求項３記
載の装置と同様、排気シャッタ弁と上記高速用ターボチ
ャージャーとの間の位置で滞留する排気ガスを還流する
ことにより、特別な冷却手段を用いることなく低温の排
気ガスを吸気側に導入することができる。

【００１８】また、請求項８記載の装置では、上記排気
ガス還流通路による排気ガス還流が不可能もしくは困難
な運転状態にあっても、これとは別の排気ガス還流通路
を通じて上記排気シャッタ弁と上記高速用ターボチャー
ジャーとの間の位置以外の位置から排気ガスを還流する
ことができる。

【００１９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図６に基づいて
説明する。

【００２０】図１は、ターボチャージャー及び排気ガス
還流（Exhaust Gas Recirculation；以下、ＥＧＲと称
する。）装置を備えたエンジンの全体構成を示したもの
である。なお、ここではロータリエンジンを示すが、本
発明ではエンジンの種類を特に問わず、ＥＧＲ装置が付
設可能な種々のエンジンに適用することができる。

【００２１】図において、ロータハウジング１０内には
ロータ１２が回転可能に収容され、上記ロータハウジン
グ１０に形成された吸気ポートに吸気通路１４が接続さ
れるとともに、排気ポートに排気通路１６が接続されて
いる。

【００２２】上記吸気通路１４には、その上流側から順
に、ガスクリーナ１７、インタクーラー１８、スロット
ル弁２０等が設けられている。この吸気通路１４は、上
記ガスクリーナ１７の下流側で第１吸気通路２１と第２
吸気通路２２とに分岐しており、両通路２１，２２はイ
ンタクーラー１８の手前で合流している。排気通路１６
も、第１排気通路２４と第２排気通路２５とに分かれて
おり、両通路２４，２５は共通排気通路２６に合流し、
この共通排気通路２６に排気ガス浄化用触媒２８等が設
けられている。

【００２３】そして、上記第１吸気通路２１の途中及び
第１排気通路２４の途中に、低速用ターボチャージャー
３１のブロア及びタービンがそれぞれ設けられており、
上記第２吸気通路２２の途中及び第２排気通路２５の途
中に、高速用ターボチャージャー３２のブロア及びター
ビンがそれぞれ設けられている。

【００２４】第１排気通路２４と第２排気通路２５と
は、各ターボチャージャー３１，３２の上流側で通路２
８を介して連通されており、第２排気通路２５において
上記通路２８よりも下流側で高速用ターボチャージャー
３２よりも上流側の部分に、この第２排気通路２５を開
閉する排気シャッタ弁３４が設けられている。

【００２５】さらに、この排気シャッタ弁３４の横には
同排気弁３４を迂回して上記通路２８と高速用ターボチ
ャージャー３２入口とを連通する漏らし通路（予回転手
段を構成）３６が設けられるとともに、この漏らし通路
３６を開閉する漏らし弁（予回転手段を構成）３８が設
けられている。一方、第２吸気通路２２には、高速用タ
ーボチャージャー３２のブロアの上流側と下流側とを直
接連通するバイパス通路４０が設けられ、このバイパス
通路４０の途中に通路開閉用のバイパス弁４２が設けら
れている。また、第２吸気通路２２の下流側部分に、上
記高速用ターボチャージャー３２の非稼働時に閉弁する
図略の吸気シャッタ弁が設けられている。

【００２６】上記第２排気通路２５において上記排気シ
ャッタ弁３４よりも上流側の位置には、第１ＥＧＲ通路
４４の一端が接続され、同じく第２排気通路２５におい
て上記排気シャッタ弁３４と高速用ターボチャージャー
３２との間の位置には第２ＥＧＲ通路４６の一端が接続
されており、両ＥＧＲ通路４４，４６の他端がバルブシ
ステム５０を介して吸気通路１４に接続されている。

【００２７】図２に示すように、上記バルブシステム５
０は、高温側弁通路５１及び低温側弁通路５２を有して
おり、高温側弁通路５１は上記第１ＥＧＲ通路４４と吸
気通路１４とを接続し、低温側弁通路５２は、上記第２
ＥＧＲ通路４４と吸気通路１４において上記高温側弁通
路５１の接続部分よりも上流側（図２では上側）の位置
とを接続している。

【００２８】高温側弁通路５１及び低温側弁通路５２に
は、高温側ＥＧＲ弁５３及び低温側ＥＧＲ弁５４がそれ
ぞれ設けられている。そして、これら高温側弁ＥＧＲ弁
５３及び低温側ＥＧＲ弁５４が高温側ＥＧＲ弁アクチュ
エータ５５及び低温側ＥＧＲ弁アクチュエータ５６でそ
れぞれ駆動されることにより、高温側弁通路５１及び低
温側弁通路５２を流れる還流排気ガスの流量が調節され
るようになっている。

【００２９】このエンジンには、図３に示すようなＥＣ
Ｕ（排気ガス還流制御手段）６０が装備されている。こ
のＥＣＵ６０は、クランク角を検出するクランク角セン
サ（燃焼安定性検出手段）６２、及びエンジン負荷に相
当する値を検出するエンジン負荷センサ（負荷検出手
段）６４の検出信号を取込み、これに基づいて上記高温
側ＥＧＲ弁アクチュエータ５５、上記低温側ＥＧＲ弁ア
クチュエータ５６、排気シャッタ弁アクチュエータ６
６、漏らし弁アクチュエータ６７、バイパス弁アクチュ
エータ６８に適宜駆動信号を出力するように構成されて
いる。具体的に、このＥＣＵ６０は、次のような制御を
行う。

【００３０】(a) エンジン回転数が一定以下の低回転領
域では、排気シャッタ弁３４、漏らし弁３８、及びバイ
パス弁４２を閉じさせ、エンジン回転数が一定以上の高
回転領域では、排気シャッタ弁３４を開かせる。このた
め、図４に示すように、上記低回転領域では低速用ター
ボチャージャー３１のみが駆動され、上記高回転領域で
は低速用ターボチャージャー３１及び高速用ターボチャ
ージャー３２の双方が同時に駆動されることになる。

【００３１】(b) 同じく図４に示すように、上記低回転
領域から高回転領域への過渡期である予回転領域では、
排気シャッタ弁３４を閉じたまま、漏らし弁３８及びバ
イパス弁４２を開かせる。このため、この予回転領域で
は、漏らし通路３６を通じて高速用ターボチャージャー
３２に供給される排気ガスにより高速用ターボチャージ
ャー３２が予回転駆動され、高回転領域への切換の応答
性が高められる。ただし、吸気シャッタ弁が閉じられる
とともにバイパス通路４０が開通されているため、高速
用ターボチャージャー３２による実質的な過給は行われ
ない。

【００３２】(c) 上記低回転領域及び予回転領域（図４
の斜線領域）でのみ、高温側ＥＧＲ弁５３、低温側ＥＧ
Ｒ弁５４の少なくとも一方を開かせ、ＥＧＲを行わせ
る。

【００３３】さらに、両通路４４，４６を通じて還流さ
れる排気ガスの平均温度がエンジン負荷の増大に従って
低下するように、上記ＥＧＲ弁５３，５４の開度をそれ
ぞれ制御する。すなわち、第１ＥＧＲ通路４４及び高温
側弁通路５１を通じて還流される排気ガスは排気シャッ
タ弁３４上流側のガスであって高温であるのに対し、第
２ＥＧＲ通路４６及び低温側弁通路５２を通じて還流さ
れる排気ガスは上記排気シャッタ弁３４の下流側で滞留
することにより低温となったガスであるので、エンジン
負荷が高まるほど高温側弁通路５１におけるＥＧＲ流量
に対する低温側弁通路５２におけるＥＧＲ流量の比率を
増大させる。具体的には、高温側弁通路５１におけるＥ
ＧＲ流量が図６（ａ）の破線７１、低温側弁通路５２に
おけるＥＧＲ流量が同図実線７２となるようにＥＧＲ弁
５３，５４の開度を制御し、これによって総ＥＧＲ量及
び平均ＥＧＲ温度が同図（ｂ）（ｃ）となるようにす
る。

【００３４】次に、このＥＣＵ６０が実際に行う制御動
作を図５のフローチャートに基づいて説明する。

【００３５】まずＥＣＵ６０は、現在の運転領域が図４
斜線領域（ＥＧＲ領域）内にあるか否かを判定する（ス
テップＳ１）。領域外である場合には（ステップＳ１で
ＮＯ）両ＥＧＲ弁５３，５４を全閉にしてＥＧＲを行わ
せない（ステップＳ２）のに対し、ＥＧＲ領域内にある
場合（ステップＳ１でＹＥＳ）には、少なくとも一方の
ＥＧＲ弁５３，５４を開かせてＥＧＲを行わせる。

【００３６】ここで、ＥＧＲ開始当初（ステップＳ３で
ＮＯ）は、図６（ａ）に示すように、エンジン負荷に応
じてＥＧＲの制御を予め設定された通り行うが、ＥＧＲ
を開始してから所定時間経過後は（ステップＳ３でＹＥ
Ｓ）、クランク角センサ６２の出力に基づいて手検出さ
れるエンジン回転数のばらつきから燃焼安定性の判定を
行う（ステップＳ５）。ここで、燃焼安定性が良好であ
る場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、ＥＧＲ開始当初
と同様に通常の制御を行うが（ステップＳ４）、燃焼安
定性が悪い場合には（ステップＳ５でＮＯ）、通常の制
御とは異なる非常制御を行う。

【００３７】具体的に、燃焼安定性が悪化した時点で未
だＥＧＲ温度を通常時よりも上げていない場合には（ス
テップＳ６でＮＯ）、ＥＧＲ温度目標値を高める（ステ
ップＳ９）。これにより、高温側弁通路５１側のＥＧＲ
流量比率が増加され、実際にＥＧＲ温度が高まることに
より、燃料の気化霧化が促進される。既にＥＧＲを昇温
している場合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、最終手段
としてＥＧＲを停止し（ステップＳ２）、混合気の不活
性化を止める。

【００３８】以上のように、この実施例に示した装置に
よれば、次のような効果を得ることができる。

【００３９】(a) 排気シャッタ弁３４上流側の高温排気
ガスを還流する第１ＥＧＲ通路４４と、排気シャッタ弁
３４と高速用ターボチャージャー３２との間の低温排気
ガスを還流する第２ＥＧＲ通路４６とを併設し、両通路
４４，４６によるＥＧＲの流量割合を変えることによ
り、ＥＧＲ温度の制御を行っているので、特別な冷却手
段を用いることなく、高い応答性でもってエンジン負荷
に適したＥＧＲ温度の制御を行うことができる。具体的
に、低負荷領域では、ＥＧＲ温度を高めることにより燃
料の気化霧化を促進して良好な燃焼安定性を確保する一
方、高負荷領域では、ＥＧＲ温度を下げることにより高
い充填効率を維持することができる。

【００４０】特に、上記排気シャッタ弁３４と高速用タ
ーボチャージャー３２との間では、排気シャッタ弁３４
が閉じている状態でガスが滞留して放熱されているの
で、ここから低温の排気ガスを確実に吸気側へ還流する
ことができる。また、第２ＥＧＲ通路４６を通じてのＥ
ＧＲが困難であるような運転状態では、補助的に第１Ｅ
ＧＲ通路４４を通してのＥＧＲを行うことも可能であ
る。

【００４１】(b) 低速領域だけでなく、漏らし弁３８が
開かれる予回転領域でもＥＧＲを行っているので、この
領域では、排気シャッタ弁３４が閉じていても、上記漏
らし弁３８から高速用ターボチャージャー３２へ供給さ
れる排気ガスの流れを利用してより確実に第２ＥＧＲ通
路４６を通じての十分なＥＧＲ量を確保することができ
る。

【００４２】(c) 燃焼安定性を損なった場合、ＥＧＲ温
度の目標値を通常値よりも上げるようにしているので、
これによって燃料の気化霧化を促進し、良好な燃焼安定
性を自動的に維持することができる。

【００４３】(d) 低温用の第２ＥＧＲ通路４６を吸気通
路１４において高温用の第１ＥＧＲ通路４４の接続部分
よりも吸気方向上流側の位置に接続しているので、その
分、第２ＥＧＲ通路４６からの還流排気ガスが吸気通路
１４内で放熱する時間を長くし、両通路４４，４６から
の還流排気ガスの温度差を広げることができる。このた
め、両還流排気ガスの導入比率の調節によって可能な温
度制御幅を、より拡大することができる。

【００４４】次に、第２実施例を図７に基づいて説明す
る。

【００４５】ここでは、上記第２ＥＧＲ通路４６の排気
側端が、排気シャッタ弁３４と高速用ターボチャージャ
ー３２との間の位置ではなく、排気通路１６において上
記高速用ターボチャージャー３２よりも下流側の共通排
気通路３０に接続されている。

【００４６】このような構成においても、上記高速用タ
ーボチャージャー３２下流側の排気ガスは上流側の排気
ガスよりも温度が下がっているので、両ＥＧＲ通路４
４，４６を用いてＥＧＲ温度制御を行うことができる。

【００４７】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものでなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００４８】(1) 図２では、ＥＧＲ弁５３，５４を用い
て高温ＥＧＲ流量と低温ＥＧＲ流量とを各々個別に制御
するものを示したが、これに代え、図８に示すように、
単一のＥＧＲ流量比率調節弁５８の回動によって高温側
弁通路５１からのＥＧＲ流量と低温側弁通路５２からの
ＥＧＲ流量との割合のみを変え、両通路５１，５２下流
側の共通弁通路５７で流量調節弁５９の作動により総Ｅ
ＧＲ流量の制御を行うようにしても、前記第１実施例と
同様のＥＧＲ温度制御を行うことが可能である。

【００４９】ただし、前記第１実施例のように高温側の
第１ＥＧＲ通路と低温側の第２ＥＧＲ通路とを独立させ
れば、上述のように、第２ＥＧＲ通路の吸気側接続位置
を第１ＥＧＲ通路の吸気側接続位置よりも上流側に設定
することにより、制御可能なＥＧＲ温度幅を拡大できる
利点がある。

【００５０】(2) 前記第１実施例では、図６（ｃ）に示
すように、低中負荷領域までエンジン負荷の増大ととも
にＥＧＲ温度を低下させ、中高負荷領域ではＥＧＲ温度
を一定に保つようにしたものを示したが、本発明はこれ
に限らず、負荷とＥＧＲ温度との具体的な関係は適宜設
定すれば良い。例えば、図９（ｃ）に示すように高負荷
領域でも負荷の増大に伴ってＥＧＲ温度を下げるべく、
同図（ａ）（ｂ）に示すように各通路の個別のＥＧＲ流
量及び総ＥＧＲ量を設定するようにしてもよい。

【００５１】なお、図９（ａ）において破線８１は第１
ＥＧＲ通路４４を通じてのＥＧＲ流量、実線８２は第２
ＥＧＲ通路４６を通じてのＥＧＲ流量を示す。

【００５２】(3) 本発明では、第１ＥＧＲ通路４４によ
るＥＧＲ温度が第２ＥＧＲ通路４６によるＥＧＲ温度よ
りも高ければ良く、例えば、ターボチャージャーがない
場合にも、排気通路において第１ＥＧＲ通路４４を第２
ＥＧＲ通路４６よりも排気方向上流側の位置に接続する
ことにより、上述の温度制御を行うことが可能である。
ただし、前記第１実施例や第２実施例に示した装置によ
れば、両通路４４，４６によるＥＧＲの温度差をさらに
拡大して制御可能な温度幅を広げることができる利点が
ある。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。

【００５４】請求項１記載の装置では、高温排気ガスを
還流する第１排気ガス還流通路と、低温排気ガスを還流
する第２排気ガス還流通路とを併設し、エンジン負荷が
高いほど上記第１排気ガス還流通路を通じての排気ガス
還流量に対する上記第２排気ガス還流通路を通じての排
気ガス還流量の比率を増大させるようにしたものである
ので、特別な冷却手段を用いることなく、エンジン負荷
に対応した適正な還流排気ガス温度制御を高い応答性で
もって行うことができる。具体的に、エンジン負荷が高
い領域では、上記第２排気ガス還流通路を通しての還流
量の比率を増やして全体の還流排気ガス温度を下げるこ
とにより、高い充填効率を確保する一方、エンジン負荷
が低い領域では、上記第１排気ガス還流通路を通じての
還流量の比率を増やして全体の還流排気ガス温度を上げ
ることにより、燃料の気化霧化を促進して良好な燃焼安
定性を確保することができる効果がある。

【００５５】より具体的に、請求項２記載の装置では、
上記第１排気ガス還流通路を排気通路において上記ター
ボチャージャーよりも上流側の部分に接続し、第２排気
ガス還流通路を排気通路において上記ターボチャージャ
ーよりも下流側の部分に接続することにより、両排気ガ
ス還流通路を通じての還流排気ガスの温度差を十分に確
保することができる効果がある。

【００５６】また、請求項３記載の装置では、排気シャ
ッタ弁と上記高速用ターボチャージャー入口との間の位
置に第２排気ガス還流通路を接続しているので、上記位
置で滞留することにより十分放熱された低温の排気ガス
を吸気側に還流することができる効果がある。

【００５７】さらに、請求項４記載の装置では、予回転
領域で上記排気シャッタ弁を迂回して上記高速用ターボ
チャージャー入口に予回転用の排気ガスを供給する際に
上記第２排気ガス還流通路を通じての排気ガス還流を行
うようにしたものであるので、排気シャッタ弁が閉じて
いても、上記予回転用に供給された排気ガスの流れを利
用して、十分な排気ガス還流流量を確実に確保すること
ができる効果がある。

【００５８】また、請求項５記載の装置では、燃焼安定
性が損なわれた場合に第１排気ガス還流通路を通じての
排気ガス還流量の比率を通常値よりも高める、すなわち
還流排気ガス温度を高めるようにしたものであるので、
これにより燃料の気化霧化を促進して良好な燃焼安定性
を自動的に維持することができる効果がある。

【００５９】また、請求項６記載の装置では、上記第２
排気ガス還流通路と吸気通路との接続位置を上記第１排
気ガス還流通路と吸気通路との接続位置よりも吸気方向
上流側に設定したものであるので、吸気通路において、
第２排気ガス還流通路を通じての還流排気ガスを第１排
気ガス還流通路を通じての還流排気ガスよりも長い時間
放熱させることができ、これによって、両排気ガス還流
通路を通じての還流排気ガス温度の差を広げて制御可能
な温度幅を拡大することができる効果がある。

【００６０】請求項７記載の装置では、前記請求項３記
載の装置と同様、排気シャッタ弁と上記高速用ターボチ
ャージャー入口との間の位置で滞留する排気ガスを還流
することにより、特別な冷却手段を用いることなく低温
の排気ガスを吸気側に導入することができる効果があ
る。

【００６１】また、請求項８記載の装置では、上記排気
ガス還流通路による排気ガス還流が不可能もしくは困難
な運転状態にあっても、これとは別の排気ガス還流通路
を通じて上記排気シャッタ弁と上記高速用ターボチャー
ジャー入口との間の位置以外の別の位置から排気ガス還
流を維持することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるエンジンの全体構
成図である。

【図２】上記エンジンにおけるバルブシステムの構造を
示す模式断面図である。

【図３】上記エンジンに装備されたＥＣＵの入出力信号
を示すブロック図である。

【図４】上記エンジンにおけるターボチャージャーの各
駆動制御領域及びＥＧＲ領域を示すグラフである。

【図５】上記ＥＣＵが実際に行う制御動作を示すフロー
チャートである。

【図６】（ａ）は上記ＥＣＵにより制御される各ＥＧＲ
流量と負荷との関係を示すグラフ、（ｂ）は上記制御に
より得られる総ＥＧＲ量と負荷との関係を示すグラフ、
（ｃ）は上記制御により得られるＥＧＲ温度と負荷との
関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第２実施例におけるエンジンの全体構
成図である。

【図８】上記バルブシステムの構造の変形例を示す模式
断面図である。

【図９】（ａ）は他の実施例において制御される各ＥＧ
Ｒ流量と負荷との関係を示すグラフ、（ｂ）は上記制御
により得られる総ＥＧＲ量と負荷との関係を示すグラ
フ、（ｃ）は上記制御により得られるＥＧＲ温度と負荷
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ロータハウジング１４吸気通路１６排気通路３１低速用ターボチャージャー３２高速用ターボチャージャー３４排気シャッタ弁３６漏らし通路（予回転手段を構成）３８漏らし弁（予回転手段を構成）４４第１ＥＧＲ通路４６第２ＥＧＲ通路６０ＥＣＵ（排気ガス還流制御手段）６２クランク角センサ（燃焼安定性検出手段）６４エンジン負荷センサ（負荷検出手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２Ｆ 9332−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガスを吸気側に還流する第１排気ガ
ス還流通路と、上記第１排気ガス還流通路により還流さ
れる排気ガスよりも低温の排気ガスを吸気側に還流する
第２排気ガス還流通路と、エンジン負荷を検出する負荷
検出手段と、この負荷検出手段で検出されたエンジン負
荷が高いほど上記第１排気ガス還流通路を通じての排気
ガス還流量に対する上記第２排気ガス還流通路を通じて
の排気ガス還流量の比率を増大させる排気ガス還流制御
手段とを備えたことを特徴とするエンジンの排気ガス還
流装置。
【請求項２】請求項１記載のエンジンの排気ガス還流
装置において、エンジンにターボチャージャーを設ける
とともに、上記第１排気ガス還流通路を排気通路におい
て上記ターボチャージャーよりも上流側の部分に接続
し、第２排気ガス還流通路を排気通路において上記ター
ボチャージャーよりも下流側の部分に接続したことを特
徴とするエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項３】請求項１記載のエンジンの排気ガス還流
装置において、エンジンに、低速用ターボチャージャー
と、高速用ターボチャージャーと、予め設定された運転
領域で上記高速用ターボチャージャーに排気ガスを導く
通路を遮蔽する排気シャッタ弁とを設けるとともに、上
記第２排気ガス還流通路を上記排気シャッタ弁と上記高
速用ターボチャージャーとの間の位置に接続したことを
特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項４】請求項３記載のエンジンの排気ガス還流
装置において、予め設定された予回転領域で上記排気シ
ャッタ弁を迂回して上記高速用ターボチャージャー入口
に予回転用の排気ガスを供給する予回転手段を備えると
ともに、上記予回転領域で少なくとも上記第２排気ガス
還流通路を通じての排気ガス還流を行わせるように上記
排気ガス還流制御手段を構成したことを特徴とするエン
ジンの排気ガス還流装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のエンジ
ンの排気ガス還流装置において、燃焼安定性を検出する
燃焼安定性検出手段を備えるとともに、この燃焼安定性
検出手段により燃焼不安定状態が検出された場合に上記
第２排気ガス還流通路を通じての排気ガス還流量に対す
る上記第１排気ガス還流通路を通じての排気ガス還流量
の比率を通常値よりも増大させるように上記排気ガス還
流制御手段を構成したことを特徴とするエンジンの排気
ガス還流装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のエンジ
ンの排気ガス還流装置において、上記第２排気ガス還流
通路と吸気通路との接続位置を上記第１排気ガス還流通
路と吸気通路との接続位置よりも吸気方向上流側に設定
したことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項７】低速用ターボチャージャーと、高速用タ
ーボチャージャーと、予め設定された運転領域で上記高
速用ターボチャージャーに排気ガスを導く通路を予め設
定された運転領域で遮蔽する排気シャッタ弁とを備えた
エンジンにおいて、排気ガスを吸気側に還流する排気ガ
ス還流通路を備えるとともに、この排気ガス還流通路を
排気通路において上記排気シャッタ弁と上記高速用ター
ボチャージャーとの間の位置に接続したことを特徴とす
るエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項８】請求項７記載のエンジンの排気ガス還流
装置において、上記排気ガス還流通路と独立して別の排
気ガス還流通路を備えるとともに、後者の排気ガス還流
通路を排気通路において上記排気シャッタ弁と上記高速
用ターボチャージャーとの間の位置以外の位置に接続し
たことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。