JPH07233761A - エンジンの排気還流装置 - Google Patents

エンジンの排気還流装置

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JPH07233761A
JPH07233761A JP6024322A JP2432294A JPH07233761A JP H07233761 A JPH07233761 A JP H07233761A JP 6024322 A JP6024322 A JP 6024322A JP 2432294 A JP2432294 A JP 2432294A JP H07233761 A JPH07233761 A JP H07233761A
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JP
Japan
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passage
turbine
exhaust
egr
exhaust gas
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Application number
JP6024322A
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English (en)
Inventor
Masao Koike
正生 小池
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH07233761A publication Critical patent/JPH07233761A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターボチャージャ付きエンジンの排気還流装
置において、排気エミッションを改善する。 【構成】 排気通路４のタービン１１より上流側のター
ビン入口側通路４ａと吸気通路３を連通するＥＧＲ通路
２１と、排気通路４のタービン１１より下流側のタービ
ン出口側通路４ｂと吸気通路３を連通するＥＧＲ通路２
２と、各ＥＧＲ通路２１と２２を運転状態に応じて開通
させるＥＧＲ弁２３と２４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気還流装
置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジン等にあっては、排気ガ
ス中の有害成分であるＮＯｘの発生を抑制するために、
吸気管に不活性の排気ガスを再循環させる、いわゆる排
気還流制御装置が設けられている(特開昭６３−９４０
６２号公報、参照)。
【０００３】この排気還流制御装置として例えば図１１
に示すようなものがある（参考資料…「Ｍｅｒｃｅｄｅ
ｓ−Ｂｅｎｚ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒｓ ｗｉｔ
ｈＤｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ」 Ｍｅｒｃｅｄｅｓ−
Ｂｅｎｚ社発行）。
【０００４】図において、３０はディーゼルエンジン、
３１は吸気通路、３２は排気通路、３９はターボチャー
ジャ、３３は吸気通路３１に介装された吸気絞り弁であ
る。ターボチャージャ３９のタービンより上流側の排気
通路３１と吸気絞り弁３３より下流側の吸気通路３１を
連通するＥＧＲ通路３４が配設される。ＥＧＲ通路３４
の途中には排気還流量をコントロールするＥＧＲ弁３５
が介装されている。
【０００５】ＥＧＲ弁３５が開弁することにより、各気
筒から排出される排気ガスの一部がＥＧＲ通路３４を通
って吸気通路３１に導入され、吸気通路３１を通って各
気筒に還流される。吸気に不活性である排気ガス（ＥＧ
Ｒガス）が混入することにより、燃焼時の最高温度を下
げて、ＮＯｘの生成を少なくするようになっている。
【０００６】吸気絞り弁３３とＥＧＲ弁３５はそれぞれ
ダイヤフラムアクチュエータと連動しており、バキュー
ムポンプ４２からバキュームモジュレータ３６，３７を
介して供給される負圧に応じて作動し、このバキューム
モジュレータ３６，３７はコントロールユニット３８か
らの信号に基づいて制御負圧を調整する。
【０００７】コントロールユニット３８は、エアフロメ
ータ４０からの吸入空気量信号と、エンジン運転状態を
代表する信号として、例えばエンジン回転数、アクセル
開度（燃料噴射ポンプ４３のコントロールスリーブまた
はコントロールラック位置）、エンジン冷却水温等を表
す信号を入力し、これらのエンジン運転状態に対応して
吸気絞り弁３３とＥＧＲ弁３５の開度を制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、ターボチャージャ３９を通過
する前の高温排気ガスがＥＧＲ通路３４を通って吸気通
路３１に導入されるため、排気ガス温度が上昇する高負
荷時等に、吸気通路３１を通って各気筒に吸入される吸
気温度が上昇する。このため、燃焼行程における着火遅
れ期間が短縮され、パーティキュレート（粒子状物質）
の生成量が増加したり、出力の低下を招く。
【０００９】本発明は上記の問題点に着目し、ターボチ
ャージャ付きエンジンの排気還流装置において、排気エ
ミッションを改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
排気通路の途中に排気ガスの圧力エネルギーにより回転
するタービンを備え、吸気通路の途中にタービンによっ
て回転し吸気を圧送するコンプレッサを備えるエンジン
の排気還流装置において、排気通路と吸気通路を連通す
るＥＧＲ通路を備え、排気通路に対してＥＧＲ通路が連
通する排気ガス取出口を、タービンより上流側のタービ
ン入口側通路と、タービンより下流側のタービン出口側
通路に運転状態に応じて切換える弁手段を備える。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、排気通路のタービンより上流側のタービン
入口側通路と、吸気通路を連通する第一ＥＧＲ通路と、
排気通路のタービンより下流側のタービン出口側通路
と、吸気通路のコンプレッサより上流側のコンプレッサ
入口側通路を連通する第二ＥＧＲ通路と、第一ＥＧＲ通
路と第二ＥＧＲ通路をそれぞれ開閉するＥＧＲ弁と、運
転状態に応じてＥＧＲ弁を介して第一ＥＧＲ通路と第二
ＥＧＲ通路を選択的に開通させる制御手段とを備える。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、エンジン回転数を検出する手段と、エンジ
ン負荷を検出する手段と、エンジン回転数およびエンジ
ン負荷の検出値に基づいて、排気ガス温度が低い低排温
時と、排気ガス温度が高い高排温時を判定する手段と、
低排温時と判定された場合に第一ＥＧＲ通路を開通さ
せ、高排温時と判定された場合に第二ＥＧＲ通路を開通
させる制御手段とを備える。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、排気通路の途中に排気
ガスの圧力エネルギーにより回転する第一タービンと第
二タービンが直列に介装され、排気通路と吸気通路を連
通するＥＧＲ通路を備え、排気通路に対してＥＧＲ通路
が連通する排気ガス取出口を、第一タービンより上流側
の第一タービン入口側通路と、第一タービンと第二ター
ビンの間に位置するタービン間通路と、第二タービンよ
り下流側の第二タービン出口側通路に運転状態に応じて
切換える弁手段を備える。
【００１４】
【作用】請求項１記載の発明において、各ＥＧＲ通路か
ら吸気通路に不活性である排気ガスを再循環させること
により、燃焼最高温度を下げて、ＮＯｘの発生を抑制す
る。
【００１５】排気通路を流れる排気ガスの熱エネルギー
はタービンの運動エネルギーに変換されるため、タービ
ンからタービン出口側通路に排出される排気ガスの温度
は、タービン入口側通路を通ってタービンに導かれる排
気ガスの温度より低下している。
【００１６】気筒から排出される排気ガス温度が上昇す
る高排温時に、ＥＧＲ通路がタービン出口側通路に連通
することにより、タービンから排出された低温排気ガス
が吸気通路を経て還流され、気筒に吸入される吸気温度
を低下させられる。このようにして高排温時に吸気温度
を低下させることにより、燃焼行程における着火遅れ期
間が十分に得られ、パーティキュレートの生成量を低減
するとともに、出力の向上がはかれる。
【００１７】気筒から排出される排気ガス温度が低下す
る低速低負荷時に、ＥＧＲ通路がタービン入口側通路に
連通することにより、タービンに導かれる低温排気ガス
が吸気通路を経て還流され、気筒に吸入される吸気温度
を高められる。このようにして低排温時に吸気温度が上
昇することにより、燃焼温度を高められ、気筒から排出
されるパーティキュレート中の未燃焼ＨＣ（ＳＯＦ）分
を減らすことができる。
【００１８】請求項記載２の発明において、気筒から排
出される排気ガス温度が上昇する高排温時に、ＥＧＲ弁
を介して第二ＥＧＲ通路が開通することにより、タービ
ンから排出された低温排気ガスが吸気通路を経て還流さ
れ、気筒に吸入される吸気温度を低下させられる。この
ようにして高排温時に吸気温度を低下させることによ
り、燃焼行程における着火遅れ期間が十分に得られ、パ
ーティキュレートの生成量を低減するとともに、出力の
向上がはかれる。
【００１９】排気通路においてタービンより下流側のタ
ービン出口側通路の圧力は、タービンより上流側のター
ビン入口側通路の排気圧力より低いものの、コンプレッ
サより上流側のコンプレッサ入口側通路にはコンプレッ
サの吸入作用により負圧が生じるため、ＥＧＲ弁を介し
て第二ＥＧＲ通路が開通することにより、タービン出口
側通路を流れる排気ガスの一部が第二ＥＧＲ通路を通っ
てコンプレッサ入口側通路に流入する。
【００２０】気筒から排出される排気ガス温度が低下す
る低速低負荷時に、ＥＧＲ弁を介して第一ＥＧＲ通路が
開通することにより、タービンに導かれる低温排気ガス
が吸気通路を経て還流され、気筒に吸入される吸気温度
を高められる。このようにして低排温時に吸気温度が上
昇することにより、燃焼温度が高められ、気筒から排出
されるパーティキュレート中の未燃焼ＨＣ分を減らすこ
とができる。
【００２１】請求項３記載の発明において、エンジン回
転数およびエンジン負荷の検出値に基づいて、排気ガス
温度が低い低排温時と、排気ガス温度が高い高排温時を
適確に判定することができる。
【００２２】請求項４記載の発明において、排気ガスの
熱エネルギーは第一、第二各タービンの運動エネルギー
に変換されるため、排気ガスの温度は、第一タービン入
口側通路、タービン間通路、第二タービン出口側通路と
順に流れるのにしたがって段階的に低下する。
【００２３】気筒から排出される排気ガス温度が上昇す
る高排温時に、ＥＧＲ通路が第二タービン出口側通路に
連通することにより、タービンから排出された低温排気
ガスが吸気通路を経て還流され、気筒に吸入される吸気
温度を低下させられる。このようにして高排温時に吸気
温度を低下させることにより、燃焼行程における着火遅
れ期間が十分に得られ、パーティキュレートの生成量を
低減するとともに、出力の向上がはかれる。
【００２４】気筒から排出される排気ガス温度がある程
度上昇する中間排温時に、ＥＧＲ通路がタービン間通路
に連通することにより、第一タービンから第二タービン
に導かれる中間温度の排気ガスが還流され、気筒に吸入
される吸気温度をある程度大幅に低下させられる。この
ようにして中間排温時に吸気温度を低下させるため、燃
焼行程における着火遅れ期間が十分に得られ、パーティ
キュレートの生成量を低減するとともに、出力の向上が
はかれる。
【００２５】気筒から排出される排気ガス温度が低下す
る低速低負荷時に、ＥＧＲ通路が第一タービン入口側通
路に連通することにより、タービンに導かれる低温排気
ガスが吸気通路を経て還流され、気筒に吸入される吸気
温度を高められる。このようにして低排温時に吸気温度
が上昇することにより、燃焼温度が高められ、気筒から
排出されるパーティキュレート中の未燃焼ＨＣ分を減ら
すことができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【００２７】図１において、１はディーゼルエンジン、
２はエアクリーナ、３は吸気通路、４は排気通路、５は
吸気弁、６は排気弁である。
【００２８】７は燃焼室９に臨む燃料噴射弁、８は燃料
噴射弁７に燃料を圧送する燃料噴射ポンプである。
【００２９】ターボチャージャ１０は、排気ガスの圧力
エネルギーにより回転するタービン１１と、タービン１
１と同軸上に連結されて吸気を圧送するコンプレッサ１
２を備える。
【００３０】排気還流装置として、排気通路４と吸気通
路３の間には、両者を結ぶ２つのＥＧＲ通路２１とＥＧ
Ｒ通路２２が、ターボチャージャ１０を挟んで並列に配
設される。
【００３１】ＥＧＲ通路２１は、排気通路４のタービン
１１より上流側のタービン入口側通路４ａと、吸気通路
３のコンプレッサ１２より下流側のコンプレッサ出口側
通路３ｂを連通する。
【００３２】ＥＧＲ通路２２は、排気通路４のタービン
１１より下流側のタービン出口側通路４ｂと、吸気通路
３のコンプレッサ１２より上流側のコンプレッサ入口側
通路３ａを連通する。
【００３３】図２にも示すように、排気還流路をＥＧＲ
通路２１とＥＧＲ通路２２の間で切換える弁手段とし
て、ＥＧＲ通路２１とＥＧＲ通路２２の途中にバタフラ
イ式のＥＧＲ弁２３とＥＧＲ弁２４がそれぞれ介装され
る。
【００３４】各ＥＧＲ弁２３，２４は各ダイヤフラム室
２５，２６に導かれる負圧が強くなるのに伴ってリター
ンスプリング２７，２８に抗して開弁するようになって
いる。各ＥＧＲ弁２３または２４の開度が大きくなるほ
ど、ＥＧＲ通路２１または２２を介して吸気通路３に還
流される排気還流量は増大する。
【００３５】各ＥＧＲ弁２３，２４を開弁する駆動圧を
導入するため、各ダイヤフラム室２５，２６と負圧ポン
プ２９を連通する負圧通路１８，１９が配設され、各負
圧通路１８，１９の途中に負圧制御用電磁弁１６，１７
が介装される。負圧ポンプ９はエンジン１によって駆動
される。
【００３６】図示しない制御装置は、各負圧制御用電磁
弁１６，１７の開弁時間割合を制御して、負圧ポンプ９
から各ダイヤフラム室２５，２６に負圧を導くことによ
って、各ＥＧＲ弁２３，２４の開度を調節する。
【００３７】制御装置は、エンジン回転数Ｎｅｅを検出
するエンジン回転数センサ１３、燃料噴射ポンプ８のア
クセル開度Ａｃｃを検出する負荷センサ１４、燃焼室９
に流入する吸気温度を検出する温度センサ１５、吸入空
気量Ｑを検出するエフロメータ等からの各検出信号を入
力し、これら運転状態に応じてＥＧＲ率を制御するとと
もに、排気還流路をＥＧＲ通路２１とＥＧＲ通路２２の
間で切換える制御を行う。
【００３８】図５のマップに示すように、エンジン回転
数Ｎｅｅとアクセル開度Ａｃｃに応じてＥＧＲ率が設定
される。ＥＧＲ率はエンジン回転数Ｎｅｅまたはアクセ
ル開度Ａｃｃが小さい程高くなるように設定されてい
る。制御装置は、このマップの内容にしたがってＥＧＲ
弁２３または２４の開度を負圧制御用電磁弁１６または
１７を介して調節する。
【００３９】図４のマップに示すように、エンジン回転
数Ｎｅｅとアクセル開度Ａｃｃに応じて排気還流路がＥ
ＧＲ通路２１とＥＧＲ通路２２の間で切換えられる。制
御装置は、このマップは、エンジン回転数Ｎｅｅまたは
アクセル開度Ａｃｃが小さい低速低負荷時にＥＧＲ通路
２１が開通し、エンジン回転数Ｎｅｅまたはアクセル開
度Ａｃｃが大きい高排温時にＥＧＲ通路２２が開通する
設定となっている。
【００４０】図３のフローチャートは制御装置において
実行される排気還流路を切換える制御プログラムを示し
ており、これは一定周期毎に実行される。
【００４１】これについて説明すると、ステップ１でエ
ンジン回転数Ｎｅｅ、アクセル開度Ａｃｃ、吸入空気量
Ｑの各検出信号を入力する。ステップ２に進んで、これ
ら運転状態に応じて図４に示すマップにしたがって排気
還流路の切換時を判定する。排気還流路の切換時と判定
された場合、ステップ３に進んで、各負圧制御電磁弁１
６，１７の開閉制御を行い、排気還流路をＥＧＲ通路２
１とＥＧＲ通路２２の間で切換える。
【００４２】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【００４３】排気通路４のタービン１１より上流側のタ
ービン入口側通路４ａの排気圧力は、吸気通路３のコン
プレッサ１２より下流側のコンプレッサ出口側通路３ｂ
の吸気圧力より高いため、ＥＧＲ弁２１が開弁すること
により、タービン入口側通路４ａを流れる排気ガスの一
部がＥＧＲ通路２１を通ってコンプレッサ出口側通路３
ｂに流入する。
【００４４】排気通路４のタービン１１より下流側のタ
ービン出口側通路４ｂの圧力は、タービン１１より上流
側のタービン入口側通路４ａの排気圧力より低いもの
の、コンプレッサ１２より上流側のコンプレッサ入口側
通路３ａの圧力より高いため、ＥＧＲ弁２３が開弁する
ことにより、タービン出口側通路４ｂを流れる排気ガス
の一部がＥＧＲ通路２２を通ってコンプレッサ入口側通
路３ａに流入する。
【００４５】このようにして、各ＥＧＲ通路２１，２２
から吸気通路３に不活性である排気ガスを再循環させる
ことにより、燃焼最高温度を下げて、ＮＯｘの発生を抑
制することができる。
【００４６】ターボチャージャ１０において、排気ガス
の熱エネルギーはタービン１１の運動エネルギーに変換
されるため、タービン１１からタービン出口側通路４ｂ
に排出される排気ガスの温度は、タービン入口側通路４
ａを通ってタービン１１に導かれる排気ガスの温度より
低下している。
【００４７】気筒から排出される排気ガス温度が上昇す
る高排温時に、ＥＧＲ弁２４が開弁してＥＧＲ通路２２
が開通することにより、タービン１１から排出された低
温排気ガスが還流され、気筒に吸入される吸気温度を低
下させられる。高負荷時に吸気温度を低下させることに
より、燃焼行程における着火遅れ期間が十分に得られ、
パーティキュレートの生成量を低減するとともに、出力
の向上がはかれる。図６は吸気管内の温度とパーティキ
ュレート（ＰＭ）の排出量の関係を示しており、吸気管
内の温度が上昇するのにしたがってパーティキュレート
の排出量が増加する。
【００４８】気筒から排出される排気ガス温度が低下す
る低速低負荷時に、ＥＧＲ弁２３が開弁してＥＧＲ通路
２１が開通することにより、タービン１１に導かれる排
気ガスが還流され、気筒に吸入される吸気温度を高めら
れる。低速低負荷時に吸気温度が上昇することにより、
燃焼温度を高められ、気筒から排出されるパーティキュ
レート中の未燃焼ＨＣ分を減らすことができる。
【００４９】次に、図７に示す他の実施例について説明
する。なお、図１との対応部分には同一符号を用いて説
明する。
【００５０】排気通路４と吸気通路３の間には、２つの
ターボチャージャ５０と６０が設けられる。排気通路４
には、ターボチャージャ５０のタービン５１の下流側に
ターボチャージャ６０のタービン６１が配設される。吸
気通路３には、ターボチャージャ５０のコンプレッサ５
２の下流側にターボチャージャ６０のコンプレッサ５２
が配設され、吸気をコンプレッサ５２と６２により二段
階に過給するようになっている。
【００５１】排気還流装置として、排気通路４と吸気通
路３の間には、両者を結ぶ３つのＥＧＲ通路７１，７
２，７３が並列に配設される。
【００５２】ＥＧＲ通路７１は、排気通路４のタービン
５１より上流側の第一タービン入口側通路４ｃと、吸気
通路３のコンプレッサ５２より下流側のコンプレッサ出
口側通路３ｄを連通する。
【００５３】ＥＧＲ通路７２は、排気通路４のタービン
５１より下流側のタービン間通路４ｄと、吸気通路３の
コンプレッサ５２より上流側のコンプレッサ入口側通路
３ｃを連通する。
【００５４】ＥＧＲ通路７３は、排気通路４のタービン
６１より下流側の第二タービン出口側通路４ｅと、吸気
通路３のコンプレッサ５２より上流側のコンプレッサ入
口側通路３ｃを連通する。
【００５５】すなわち、各ＥＧＲ通路７１，７２，７３
は、排気通路４に対して２つのタービン５１と６１を挟
むようにして３カ所に連通している。
【００５６】図８にも示すように、各ＥＧＲ通路７１，
７２，７３の途中にバタフライ式のＥＧＲ弁７４，７
５，７６がそれぞれ介装される。
【００５７】各ＥＧＲ弁７４，７５，７６は各ダイヤフ
ラム室８１，８２，８３に導かれる負圧が強くなるのに
伴ってリターンスプリング７７，７８，７９に抗して開
弁するようになっている。各ＥＧＲ弁７４，７５，７６
の開度が大きくなるほど、ＥＧＲ通路７１，７２，７３
を介して吸気通路３に還流される排気還流量は増大す
る。
【００５８】各ＥＧＲ弁７４，７５，７６を開弁する駆
動圧を導入するため、各ダイヤフラム室８１，８２，８
３と負圧ポンプ２９を連通する負圧通路８４，８５，８
６が配設され、各負圧通路８４，８５，８６の途中に負
圧制御用電磁弁８７，８８，８９が介装される。
【００５９】図示しない制御装置は、各負圧制御用電磁
弁８７，８８，８９の開弁時間割合を制御して、負圧ポ
ンプ９から各ダイヤフラム室７４，７５，７６に負圧を
導くことによって、各ＥＧＲ弁７４，７５，７６の開度
が調節される。
【００６０】図９のマップに示すように、エンジン回転
数Ｎｅｅとアクセル開度Ａｃｃに応じて排気還流路がＥ
ＧＲ通路７１，７２，７３の間で切換えられる。このマ
ップは、エンジン回転数Ｎｅｅまたはアクセル開度Ａｃ
ｃが小さい低速低負荷時にＥＧＲ通路７１が開通し、エ
ンジン回転数Ｎｅｅまたはアクセル開度Ａｃｃが中間域
にあるときＥＧＲ通路７２が開通する、エンジン回転数
Ｎｅｅまたはアクセル開度Ａｃｃが大きい高排温時にＥ
ＧＲ通路７３が開通する設定となっている。
【００６１】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【００６２】排気通路４のタービン５１より上流側の第
一タービン入口側通路４ｃの排気圧力は、吸気通路３の
コンプレッサ５２より下流側のコンプレッサ出口側通路
３ｄの吸気圧力より高いため、ＥＧＲ弁７４が開弁する
ことにより、第一タービン入口側通路４ｃを流れる排気
ガスの一部がＥＧＲ通路７１を通ってコンプレッサ出口
側通路３ｄに流入する。
【００６３】排気通路４のタービン５１より下流側のタ
ービン間通路４ｄまたはタービン６１より下流側の第二
タービン出口側通路４ｅの排気圧力は、タービン５１よ
り上流側の第一タービン入口側通路４ｃの排気圧力より
低いものの、コンプレッサ５２より上流側のコンプレッ
サ入口側通路３ｃの圧力より高いため、ＥＧＲ弁７５ま
たは７６が開弁することにより、タービン間通路４ｄま
たは第二タービン出口側通路４ｅを流れる排気ガスの一
部がＥＧＲ通路７２または７３を通ってコンプレッサ入
口側通路３ｃに流入する。
【００６４】このようにして、各ＥＧＲ通路７１，７
２，７３から吸気通路３に不活性である排気ガスを再循
環させることにより、燃焼最高温度を下げて、ＮＯｘの
発生を抑制することができる。
【００６５】ターボチャージャ５０において、排気ガス
の熱エネルギーはタービン５１の運動エネルギーに変換
されるため、タービン５１からタービン間通路４ｄに排
出される排気ガスの温度は、第一タービン入口側通路４
ｃを通ってタービン５１に導かれる排気ガスの温度より
低下している。さらに、ターボチャージャ６０におい
て、排気ガスの熱エネルギーはタービン６１の運動エネ
ルギーに変換されるため、タービン６１から第二タービ
ン出口側通路４ｅに排出される排気ガスの温度は、ター
ビン間通路４ｄを通ってタービン６１に導かれる排気ガ
スの温度より低下している。すなわち、各ＥＧＲ通路７
１，７２，７３を通って還流される排気ガス温度は、各
ＥＧＲ通路７１，７２，７３の順に段階的に低下してい
る。図１０は、各ＥＧＲ通路７１，７２，７３を独立し
て開通させた状態で、ＥＧＲ率を変化させて吸気管内の
空気温度が変化する様子を示している。
【００６６】気筒から排出される排気ガス温度がかなり
上昇する高排温時に、ＥＧＲ弁７４が開弁してＥＧＲ通
路７１が開通することにより、タービン５１，６１を通
過した低温排気ガスが還流され、気筒に吸入される吸気
温度を大幅に低下させられる。これにより、高負荷時に
吸気温度を低下させられるため、燃焼行程における着火
遅れ期間が十分に得られ、パーティキュレートの生成量
を低減するとともに、出力の向上がはかれる。
【００６７】気筒から排出される排気ガス温度がある程
度上昇する中間排温時に、ＥＧＲ弁７５が開弁してＥＧ
Ｒ通路７２が開通することにより、タービン５１を通過
してタービン６１に導かれる中間温度の排気ガスが還流
され、気筒に吸入される吸気温度をある程度に低下させ
られる。これにより、中負荷時に吸気温度を低下させら
れるため、燃焼行程における着火遅れ期間が十分に得ら
れ、パーティキュレートの生成量を低減するとともに、
出力の向上がはかれる。
【００６８】気筒から排出される排気ガス温度が低下す
る低速低負荷時に、ＥＧＲ弁７４が開弁してＥＧＲ通路
７１が開通することにより、タービン５１に導かれる排
気ガスが還流され、気筒に吸入される吸気温度を高めら
れる。低速低負荷時に吸気温度が上昇することにより、
燃焼温度が高められ、気筒から排出されるパーティキュ
レート中の未燃焼ＨＣ分を減らすことができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、排気通路の途中に排気ガスの圧力エネルギーにより
回転するタービンを備え、吸気通路の途中にタービンに
よって回転し吸気を圧送するコンプレッサを備えるエン
ジンの排気還流装置において、排気通路と吸気通路を連
通するＥＧＲ通路を備え、排気通路に対してＥＧＲ通路
が連通する排気ガス取出口を、タービンより上流側のタ
ービン入口側通路と、タービンより下流側のタービン出
口側通路に運転状態に応じて切換える弁手段を備えたた
め、高排温時に吸気温度を低下させることにより、燃焼
行程における着火遅れ期間が十分に得られ、パーティキ
ュレートの生成量を低減するとともに、出力の向上がは
かれる。
【００７０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、排気通路のタービンより上流側のタービン
入口側通路と、吸気通路を連通する第一ＥＧＲ通路と、
排気通路のタービンより下流側のタービン出口側通路
と、吸気通路のコンプレッサより上流側のコンプレッサ
入口側通路を連通する第二ＥＧＲ通路と、第一ＥＧＲ通
路と第二ＥＧＲ通路をそれぞれ開閉するＥＧＲ弁と、運
転状態に応じてＥＧＲ弁を介して第一ＥＧＲ通路と第二
ＥＧＲ通路を選択的に開通させる制御手段とを備えたた
め、コンプレッサの吸入作用により第二ＥＧＲ通路から
も十分な排気還流量が得られる。
【００７１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、エンジン回転数を検出する手段と、エンジ
ン負荷を検出する手段と、エンジン回転数およびエンジ
ン負荷の検出値に基づいて、排気ガス温度が低い低排温
時と、排気ガス温度が高い高排温時を判定する手段と、
低排温時と判定された場合に第一ＥＧＲ通路を開通さ
せ、高排温時と判定された場合に第二ＥＧＲ通路を開通
させる制御手段とを備えたため、排気ガス温度が低い低
排温時と、排気ガス温度が高い高排温時を適確に判定す
ることができる。
【００７２】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、排気通路の途中に排気
ガスの圧力エネルギーにより回転する第一タービンと第
二タービンが直列に介装され、排気通路と吸気通路を連
通するＥＧＲ通路を備え、排気通路に対してＥＧＲ通路
が連通する排気ガス取出口を、第一タービンより上流側
の第一タービン入口側通路と、第一タービンと第二ター
ビンの間に位置するタービン間通路と、第二タービンよ
り下流側の第二タービン出口側通路に運転状態に応じて
切換える弁手段を備えたため、吸気通路に再循環させる
排気ガス温度をきめ細かに調節することが可能となり、
排気エミションを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す排気還流装置のシステム
図。
【図２】同じくＥＧＲ弁等の構成図。
【図３】同じく制御例を示すフローチャート。
【図４】同じくＥＧＲ通路を切換える運転域を設定した
マップ。
【図５】同じくＥＧＲ率を設定したマップ。
【図６】吸気管内温度とパーティキュレート排出量の関
係を示すグラフ。
【図７】他の実施例を示す排気還流装置のシステム図。
【図８】同じくＥＧＲ弁等の構成図。
【図９】同じくＥＧＲ通路を切換える運転域を設定した
マップ。
【図１０】吸気管内温度とＥＧＲ率の関係を示すグラ
フ。
【図１１】従来例を示す排気還流装置のシステム図。
【符号の説明】
１ エンジン ３ 吸気通路 ３ａ コンプレッサ入口側通路 ３ｂ コンプレッサ出口側通路 ４ 排気通路 ４ａ タービン入口側通路 ４ｂ タービン出口側通路 １０ ターボチャージャ １１ タービン １２ コンプレッサ １３ 回転数センサ １４ 負荷センサ ２１ ＥＧＲ通路 ２２ ＥＧＲ通路 ２３ ＥＧＲ弁 ２４ ＥＧＲ弁
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｍ 25/07 Ｆ Ｆ０１Ｎ 3/00 ＺＡＢ Ａ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２ Ｆ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気通路の途中に排気ガスの圧力エネルギ
    ーにより回転するタービンを備え、 吸気通路の途中にタービンによって回転し吸気を圧送す
    るコンプレッサを備えるエンジンにおいて、 排気通路と吸気通路を連通するＥＧＲ通路を備え、 排気通路に対してＥＧＲ通路が連通する排気ガス取出口
    を、タービンより上流側のタービン入口側通路と、ター
    ビンより下流側のタービン出口側通路に、運転状態に応
    じて切換える弁手段を備えたことを特徴とするエンジン
    の排気還流装置。
  2. 【請求項２】排気通路のタービンより上流側のタービン
    入口側通路と吸気通路を連通する第一ＥＧＲ通路と、 排気通路のタービンより下流側のタービン出口側通路と
    吸気通路のコンプレッサより上流側のコンプレッサ入口
    側通路を連通する第二ＥＧＲ通路と、 第一ＥＧＲ通路と第二ＥＧＲ通路をそれぞれ開閉するＥ
    ＧＲ弁と、 運転状態に応じてＥＧＲ弁を介して第一ＥＧＲ通路と第
    二ＥＧＲ通路を選択的に開通させる制御手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気還流装
    置。
  3. 【請求項３】エンジン回転数を検出する手段と、 エンジン負荷を検出する手段と、 エンジン回転数およびエンジン負荷の検出値に基づい
    て、排気ガス温度が低い低排温時と、排気ガス温度が高
    い高排温時を判定する手段と、 低排温時と判定された場合に第一ＥＧＲ通路を開通さ
    せ、高排温時と判定された場合に第二ＥＧＲ通路を開通
    させる制御手段とを備えたことを特徴とする請求項２記
    載のエンジンの排気還流装置。
  4. 【請求項４】排気通路の途中に排気ガスの圧力エネルギ
    ーにより回転する第一タービンと第二タービンが直列に
    介装されるエンジンにおいて、 排気通路と吸気通路を連通するＥＧＲ通路を備え、 排気通路に対してＥＧＲ通路が連通する排気ガス取出口
    を、第一タービンより上流側の第一タービン入口側通路
    と、第一タービンと第二タービンの間に位置するタービ
    ン間通路と、第二タービンより下流側の第二タービン出
    口側通路に運転状態に応じて切換える弁手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエ
    ンジンの排気還流装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006125354A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
WO2007040071A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited ２段過給式エンジンのｅｇｒシステム
WO2007040070A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 内燃機関のｅｇｒシステム
JP2008150978A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006125354A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
WO2007040071A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited ２段過給式エンジンのｅｇｒシステム
WO2007040070A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 内燃機関のｅｇｒシステム
JP2007100628A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Isuzu Motors Ltd ２段過給式エンジンのｅｇｒシステム
JP2007100627A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Isuzu Motors Ltd 内燃機関のｅｇｒシステム
JP4692201B2 (ja) * 2005-10-06 2011-06-01 いすゞ自動車株式会社 内燃機関のｅｇｒシステム
JP2008150978A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置

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