JPH08177645A

JPH08177645A - 内燃機関のｅｇｒ制御装置

Info

Publication number: JPH08177645A
Application number: JP6317113A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tominaga; 浩之冨永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】コストの増大を招くことなく最大ＥＧＲ量の増
大を図り、ＥＧＲバルブの作動遅れに起因する黒煙の発
生を抑制する。【構成】吸気通路６と排気通路７との間を接続する２つ
のＥＧＲ（排気ガス再循環）通路１１，１２が設けら
れ、途中にはＥＧＲバルブ１３，１４が設けられる。両
ＥＧＲバルブ１３，１４の負圧室１３ｃ，１４ｃはＶＳ
Ｖ（バキューム・スイッチング・バルブ）２１，２２を
介してバキュームポンプ２０に接続されたＥＶＲＶ（エ
レクトリック・バキューム・レギュレーティング・バル
ブ）１７に接続される。ＥＣＵ（電子制御装置）４７は
アクセルレバー開度等に応じてＥＶＲＶ１７及びＶＳＶ
２１，２２の調整及び切換制御を行う。但し、エンジン
負荷が変動する方向へは第１のＥＧＲバルブ１３のＥＶ
ＲＶ１７による調整は行わない。従って、急激な負荷増
大があっても、ＥＧＲ量は速やかに追従する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関から排出され
る排気の一部を吸気へ再循環させるべく排気通路と吸気
通路とを連通する複数の排気ガス再循環通路に設けられ
たＥＧＲバルブを制御するためのＥＧＲ制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
平６−１０１５２５号公報に開示されたものが知られて
いる。この技術では、ディーゼルエンジンの吸気通路及
び排気通路は、排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通路
によって連通され、その途中には、ＥＧＲバルブが設け
られている。ＥＧＲバルブはダイヤフラム式の負圧作動
弁であり、その負圧室に導入される圧力に応じて以下の
ように作動する。すなわち、負圧室への圧力が大気圧で
ある場合、ダイヤフラムがスプリングによって付勢され
て、弁体がＥＧＲ通路を閉じる。これとは逆に、負圧発
生源たるバキュームポンプにより、負圧室に負圧が導入
された場合、ダイヤフラムが吸引されて変位し、弁体が
ＥＧＲ通路を開く。この際の弁体の変位量は負圧の大き
さに比例する。また、バキュームポンプ及びＥＧＲバル
ブの間には、圧力制御弁たるエレクトリック・バキュー
ム・レギュレーティング・バルブ（以下、ＥＶＲＶとい
う）が設けられている。ＥＶＲＶは、デューティ制御に
よって連続的に開度調節される電磁弁であり、この開度
調整により、ＥＧＲバルブの負圧室に導入される圧力が
調整される。そして、ＥＶＲＶ等が適宜に調整され、Ｅ
ＧＲ通路が開かれると、エンジン本体からの排気ガス
が、排気通路内及び吸気通路内の圧力差により、ＥＧＲ
通路を通って吸気通路へ流れる。

【０００３】ところで、近年、主としてディーゼルエン
ジンを搭載した車両の分野においては、昨今の排気ガス
規制強化に伴い窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる目的
で、前記排気ガスの再循環量、すなわち、ＥＧＲ量の増
量が要求されるようになってきている。ここで、ＥＧＲ
バルブを大型化することなくＥＧＲ量を増やすために
は、ＥＧＲ通路及びＥＧＲバルブを複数に増やすことが
考えられる。そして、１つのＥＶＲＶの出力負圧によ
り、複数のＥＧＲバルブを同時に駆動制御することが考
えられる。このようにすれば、ＥＧＲ通路を多く設けた
分だけ、通路開口面積が増大し、ＥＧＲ量の増大を図る
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、１つのＥＶＲＶの出力負圧でもって、複数のＥ
ＧＲバルブを同時に駆動する必要があるため、各ＥＧＲ
バルブの負圧室内の圧力が目標の圧力となるのに時間を
要し、ＥＧＲバルブの作動応答性が低下してしまうおそ
れがあった。特に、ＥＧＲ量を減量する際には、ＥＧＲ
バルブの閉じ遅れが起こることにより、不具合が発生す
るおそれがあった。

【０００５】すなわち、図８は、エンジン負荷に応じた
機関吸気系へのＥＧＲ量（ＥＧＲ通路の総合開口面積）
を表した図である。同図に示すように、従来では、１つ
のＥＶＲＶの出力負圧でもって、複数のＥＧＲバルブが
同時に駆動されるため、ＥＧＲバルブの負圧室等の総合
容積が大きいものとなる。このため、図中Ｂ点の状態
（エンジン負荷が比較的小さく弁体の変位量が最大の状
態）から、アクセルペダルが踏み込まれることによりエ
ンジン負荷が増大して、図中Ａ点の状態になったとき
（弁体の変位量が最小の状態）には、１つのＥＶＲＶの
調整でもって上記の大きな総合容積分だけ負圧室内の圧
力を連続的に増大せしめる必要があった。そのため、Ｅ
ＧＲバルブの閉じ遅れが起こり、結果として黒煙が発生
するおそれがあった。

【０００６】一方、上記の問題点を解消すべく、ＥＧＲ
バルブの個数に対応させて、ＥＶＲＶを複数設け、個々
のＥＶＲＶを制御することも考えられる。しかしなが
ら、かかる方法においては、著しくコストのかかるＥＶ
ＲＶを複数設ける必要があるため、全体として、コスト
の飛躍的な増大を招くおそれがあった。

【０００７】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、コストの増大を招くことなく
最大ＥＧＲ量の増大を図るとともに、ＥＧＲバルブの作
動遅れに起因する黒煙の発生を抑制することのできる内
燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、図１に示すように、内燃機関Ｍ１
から排出される排気の一部を当該内燃機関Ｍ１に取り込
まれる吸気へ再循環させるために、排気通路Ｍ２と吸気
通路Ｍ３とを連通する複数の排気ガス再循環通路Ｍ４
と、前記複数の排気ガス再循環通路Ｍ４にそれぞれ設け
られ、当該排気ガス再循環通路Ｍ４を開閉するために、
自身の負圧室に導入される負圧発生源Ｍ５に基づく負圧
に応じて作動し、負圧室に負圧が導入されることにより
開かれ、負圧室に大気が導入されることにより閉じられ
る第１のＥＧＲバルブＭ６Ａ及び残りのＥＧＲバルブＭ
６Ｂよりなる複数のＥＧＲバルブＭ６と、前記ＥＧＲバ
ルブＭ６の各負圧室と前記負圧発生源Ｍ５との間を連通
する通路に設けられ、前記負圧発生源Ｍ５から前記負圧
室に導入される負圧を連続的に制御するために調整され
る１つの負圧制御弁Ｍ７と、前記ＥＧＲバルブＭ６のう
ちの少なくとも第１のＥＧＲバルブＭ６Ａの負圧室と前
記負圧制御弁Ｍ７との間を連通する通路に設けられ、前
記負圧室に対する前記負圧発生源Ｍ５から前記負圧制御
弁Ｍ７を介しての負圧の導入及び大気圧の導入を切換え
るための負圧切換弁Ｍ８と、前記内燃機関Ｍ１の負荷及
び回転数を含む運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ
９と、前記運転状態検出手段Ｍ９により検出された前記
内燃機関Ｍ１の負荷及び回転数に基づいて目標排気ガス
再循環量を算出する目標ＥＧＲ量算出手段Ｍ１０と、前
記目標ＥＧＲ量算出手段Ｍ１０の算出結果に応じて、前
記負圧切換弁Ｍ８及び前記負圧制御弁Ｍ７を制御する弁
制御手段Ｍ１１とを備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置で
あって、前記複数のＥＧＲバルブＭ６が同時に駆動され
るときには、前記内燃機関Ｍ１の負荷が変動したとして
も、当該負荷の変動によっては少なくとも前記負圧制御
弁Ｍ７による前記第１のＥＧＲバルブＭ６Ａの連続的な
制御が行われないよう、前記負圧制御弁Ｍ７の作動量を
所定値に保持する保持制御手段Ｍ１２を設けたことをそ
の要旨としている。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、排気
通路Ｍ２と吸気通路Ｍ３とを連通する複数の排気ガス再
循環通路Ｍ４を通って、内燃機関Ｍ１から排出される排
気の一部が当該内燃機関Ｍ１に取り込まれる吸気へ再循
環される。複数の排気ガス再循環通路Ｍ４にそれぞれ設
けられた第１のＥＧＲバルブＭ６Ａ及び残りのＥＧＲバ
ルブＭ６Ｂよりなる複数のＥＧＲバルブＭ６は、その負
圧室に導入される負圧発生源Ｍ５に基づく負圧に応じて
作動する。すなわち、ＥＧＲバルブＭ６は、負圧室に負
圧が導入されることにより開かれ、負圧室に大気が導入
されることにより閉じられる。そして、ＥＧＲバルブＭ
６の作動により、排気ガス再循環通路Ｍ４が開閉され、
排気ガス再循環量（ＥＧＲ量）が調整される。

【００１０】ＥＧＲバルブＭ６の各負圧室と負圧発生源
Ｍ５との間を連通する通路に設けられた１つの負圧制御
弁Ｍ７が調整されることにより、負圧発生源Ｍ５から負
圧室に導入される負圧が連続的に制御される。また、Ｅ
ＧＲバルブＭ６のうちの少なくとも第１のＥＧＲバルブ
Ｍ６Ａの負圧室と負圧制御弁Ｍ７との間を連通する通路
に設けられた負圧切換弁Ｍ８により、負圧室に対する負
圧発生源Ｍ５から負圧制御弁Ｍ７を介しての負圧の導入
及び大気圧の導入が切換えられる。さらに、運転状態検
出手段Ｍ９により、内燃機関Ｍ１の負荷及び回転数を含
む運転状態が検出される。その運転状態検出手段Ｍ９に
より検出された内燃機関Ｍ１の負荷及び回転数に基づい
て、目標ＥＧＲ量算出手段Ｍ１０では、目標排気再循環
量（目標ＥＧＲ量）が算出される。そして、目標ＥＧＲ
量算出手段Ｍ１０の算出結果に応じて、負圧切換弁Ｍ８
及び負圧制御弁Ｍ７が弁制御手段Ｍ１１により制御され
る。

【００１１】このため、排気ガス再循環通路Ｍ４が複数
設けられた分だけ、通路開口面積が増大し、最大ＥＧＲ
量の増大が図られる。また、負圧発生源Ｍ５から負圧室
に導入される負圧を連続的に制御するための負圧制御弁
Ｍ７は非常にコストのかかるものであるが、この負圧制
御弁Ｍ７は１つしか設けられていないので、全体として
コストの上昇が抑制されうる。

【００１２】さて、本発明では、複数のＥＧＲバルブＭ
６が同時に駆動されるときには、内燃機関Ｍ１の負荷が
変動したとしても、保持制御手段Ｍ１２により、負圧制
御弁Ｍ７の作動量が所定値に保持される。すなわち、内
燃機関Ｍ１の負荷が変動したとしても、当該負荷の変動
によっては少なくとも負圧制御弁Ｍ７による第１のＥＧ
ＲバルブＭ６Ａの連続的な制御が行われない。このた
め、例えばアクセルペダルが急激に踏み込まれたりして
内燃機関Ｍ１の負荷が比較的低い状態から高い状態に急
激に移行し、目標ＥＧＲ量が急激に低下したような場合
には、少なくとも第１のＥＧＲバルブＭ６Ａの負圧室に
は、負圧切換弁Ｍ８の切換に基づき大気が導入され、第
１のＥＧＲバルブＭ６Ａは比較的速やかに閉じられる。
従って、残りのＥＧＲバルブＭ６Ｂの開度のみを連続的
に減らしていけばよい。

【００１３】

【実施例】以下には、この発明における内燃機関のＥＧ
Ｒ制御装置をディーゼルエンジンのＥＧＲ制御装置に具
体化した一実施例を図２〜図７に基づいて詳細に説明す
る。

【００１４】図２は本実施例において、車両に搭載され
たディーゼルエンジンシステムの構成図たるＥＧＲの制
御装置を示す概略構成図である。このシステムは、内燃
機関としてのディーゼルエンジン１と、同ディーゼルエ
ンジン１へ燃料を圧送する燃料噴射ポンプ２とを備えて
いる。

【００１５】ディーゼルエンジン１を構成するエンジン
本体３は複数気筒よりなり、各気筒毎の燃焼室に対応し
て、図示しない燃料噴射ノズルがそれぞれ設けられてい
る。エンジン本体３には吸気マニホルド４と、排気マニ
ホルド５とがそれぞれ接続されている。吸気マニホルド
４には吸気通路６が、排気マニホルド５には排気通路７
がそれぞれ接続されている。吸気通路６の上流側にはコ
ンプレッサ８が設けられ、排気通路７の下流側にはター
ビン９が設けられている。そして、コンプレッサ８及び
タービン９によりターボチャージャ１０が構成されてい
る。周知のように、このターボチャージャ１０は、排気
通路７を流れる排気ガスによりタービン９を回転させ、
その回転力によりコンプレッサ８を回転させて、吸気通
路６及び吸気マニホルド４を通じてエンジン本体３の各
燃焼室に取り込まれる吸気を昇圧させるものである。つ
まり、エンジン本体３に対して過給を行うものである。

【００１６】エンジン本体３から排出される排気ガスの
一部を、そのエンジン本体３に取り込まれる吸気へ再循
環させるために、つまり排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行
うために、吸気通路６と排気通路７との間には、両者
６，７の間を接続する排気ガス再循環通路としての２つ
のＥＧＲ通路、すなわち、第１のＥＧＲ通路１１及び第
２のＥＧＲ通路１２が設けられている。これらＥＧＲ通
路１１，１２の途中には、同通路１１，１２を開閉する
第１のＥＧＲバルブ１３及び残りのＥＧＲバルブとして
の第２のＥＧＲバルブ１４がそれぞれ設けられている。
そして、これらＥＧＲ通路１１，１２及びＥＧＲバルブ
１３，１４により、ＥＧＲ装置が構成されている。

【００１７】ＥＧＲバルブ１３，１４はダイヤフラム式
の負圧作動弁である。周知のように、ＥＧＲバルブ１
３，１４は、ＥＧＲ通路１１，１２を開閉する弁体１３
ａ，１４ａと、弁体１３ａ，１４ａに連結されたダイヤ
フラム１３ｂ，１４ｂと、ダイヤフラム１３ｂ，１４ｂ
で区画された負圧室１３ｃ，１４ｃと、負圧室１３ｃ，
１４ｃに配置されてダイヤフラム１３ｂ，１４ｂを付勢
するスプリング１３ｄ，１４ｄ等とにより構成されてい
る。そして、負圧室１３ｃ，１４ｃに負圧が導入されな
い状態では、ダイヤラム１３ｂ，１４ｂがスプリング１
３ｄ，１４ｄにより付勢されて、弁体１３ａ，１４ａが
ＥＧＲ通路１１，１２を閉じる位置に配置される。つま
り、ＥＧＲバルブ１３，１４が閉弁される。一方、負圧
室１３ｃ，１４ｃに負圧が導入されることにより、ダイ
ヤフラム１３ｂ，１４ｂが負圧で引かれて変位し、弁体
１３ａ，１４ａがＥＧＲ通路１１，１２を開く位置に配
置される。つまり、ＥＧＲバルブ１３，１４が開弁され
る。

【００１８】第１のＥＧＲバルブ１３の負圧室１３ｃは
分岐負圧通路１５Ａ及び負圧通路１６を通じて、また、
第２のＥＧＲバルブ１４の負圧室１４ｃは分岐負圧通路
１５Ｂ及び負圧通路１６を通じて、負圧制御弁としての
エレクトリック・バキューム・レギュレーティング・バ
ルブ（ＥＶＲＶ）１７の出力ポートに接続されている。
前記負圧通路１６の途中には、周知のバキュームダンパ
１８が設けられている。また、ＥＶＲＶ１７は、デュー
ティ制御によって開度調節される電磁弁であり、その入
力ポートは、負圧通路１９を通じて、負圧発生源として
のバキュームポンプ２０に接続されている。バキューム
ポンプ２０はエンジン本体３のクランクシャフトに駆動
連結されており、エンジン本体３の運転に連動して駆動
される。そして、バキュームポンプ２０は、ＥＶＲＶ１
７等へ負圧を供給する。

【００１９】ここで、バキュームポンプ２０からＥＶＲ
Ｖ１７へ供給された負圧は、ＥＶＲＶ１７が開かれるこ
とにより、負圧通路１６等を通じて第１のＥＧＲバルブ
１３の負圧室１３ｃ及び第２のＥＧＲバルブ１４の負圧
室１４ｃへと供給される。すなわち、基本的にはＥＶＲ
Ｖ１７の開度に応じて、第１のＥＧＲバルブ１３の負圧
室１３ｃ及び第２のＥＧＲバルブ１４の負圧室１４ｃに
供給される負圧が調整制御される。また、このときに当
該負圧室１３ｃ，１４ｃへ供給される負圧の振動は、バ
キュームダンパ１８の作用によって平滑化される。

【００２０】さて、前記分岐負圧通路１５Ａの途中に
は、負圧切換弁を構成する第１のバキューム・スイッチ
ング・バルブ（第１のＶＳＶ）２１が設けられている。
また、分岐負圧通路１５Ｂの途中にも、負圧切換弁を構
成する第２のバキューム・スイッチング・バルブ（第２
のＶＳＶ）２２が設けられている。両ＶＳＶ２１，２２
は、入力ポート、出力ポート及び大気ポートを備えた三
方式の電磁弁であり、各出力ポートには、前記負圧室１
３ｃ，１４ｃに連通する分岐負圧通路１５Ａ，１５Ｂの
一端が接続されている。また、ＶＳＶ２１，２２の入力
ポートは、分岐負圧通路１５Ａ，１５Ｂ及び負圧通路１
６を通じて、前記バキュームポンプ２０に接続されてい
る。

【００２１】そして、ＶＳＶ２１，２２がオンされるこ
とにより、負圧室１３ｃ，１４ｃが負圧通路１６等を通
じて、バキュームポンプ２０に連通される。このため、
バキュームポンプ２０にて発生した負圧が負圧室１３
ｃ，１４ｃ内に供給される。一方、ＶＳＶ２１，２２が
オフされることにより、負圧室１３ｃ，１４ｃが大気へ
と開放される。

【００２２】なお、エンジン本体３には、その冷却水の
温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための水温センサ４
１が設けられている。さて、燃料噴射ポンプ２は分配型
のものであり、エンジン本体３のクランクシャフトに駆
動連結されている。周知のように、燃料噴射ポンプ２の
内部にはドライブシャフトが設けられ、そのドライブシ
ャフトがカム機構を介してプランジャに連結されてい
る。そして、燃料噴射ポンプ２のドライブシャフトがク
ランクシャフトに連動して回転されることにより、その
ドライブシャフトの１回転中に、プランジャがエンジン
本体３の気筒数と同数だけ往復動されて燃料が吐出さ
れ、各気筒毎の燃料噴射ノズルへと燃料が圧送される。

【００２３】燃料噴射ポンプ２には、図示しないアクセ
ルペダルの操作に連動して回動されるアクセルレバー３
１が設けられている。このアクセルレバー３１はプラン
ジャ上の図示しないスピルリングに連結されている。そ
して、アクセルレバー３１の回動位置、すなわち、ディ
ーゼルエンジン１の負荷に相当するアクセルレバー開度
ＡＣＣＰが適宜に変えられることにより、スピルリング
の位置が変更され、プランジャの有効ストロークが変更
され、もって燃料噴射ポンプ２からの最大燃料噴射量が
制御される。

【００２４】アクセルレバー３１の近傍には、そのアク
セルレバー開度ＡＣＣＰを検出するためのロータリーポ
ジションセンサよりなるレバーセンサ４２が設けられて
いる。また、燃料噴射ポンプ２には、そのドライブシャ
フトの回転から、エンジン本体３のクランクシャフトの
回転数、すなわち、エンジン回転数ＮＥを検出するため
の回転数センサ４３が設けられている。

【００２５】さらに、前述した負圧通路１６における制
御負圧ＣＮＰを検出するために、負圧センサ４４が設け
られている。併せて、本実施例では、自動車の走行速度
（車速）を検出する車速センサ４５が設けられている。
車速センサ４５は図示しない自動変速機に設けられたも
のであり、その自動変速機のギアの回転から車速を検出
するようになっている。また、自動変速機には、そのシ
フト位置を指示する信号を出力するシフト位置センサ４
６が設けられている。そして、本実施例では、上記の水
温センサ４１、レバーセンサ４２、回転数センサ４３、
負圧センサ４４、車速センサ４５、シフト位置センサ４
６等により、ディーゼルエンジン１の運転状態検出手段
が構成されている。

【００２６】さて、本実施例では、前述したＥＶＲＶ１
７及びＶＳＶ２１，２２のそれぞれが、電子制御装置
（以下単に「ＥＣＵ」と言う）４７により駆動制御され
るようになっている。本実施例では、このＥＣＵ４７に
より目標ＥＧＲ量算出手段、弁制御手段及び保持制御手
段が構成されている。ＥＣＵ４７は、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、
ＣＰＵの演算結果等を一次記憶したりする各種メモリ
と、これら各部と外部入力回路及び外部出力回路等とを
バスによって接続した論理演算回路として構成されてい
る。そして、ＥＣＵ４７の外部入力回路には、前述した
水温センサ４１、レバーセンサ４２、回転数センサ４
３、負圧センサ４４、車速センサ４５及びシフト位置セ
ンサ４６等がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ４
７の外部出力回路には、前述したＥＶＲＶ１７及びＶＳ
Ｖ２１，２２等がそれぞれ接続されている。このＥＣＵ
４７の詳しい電気的構成については周知であるものとし
て、ここではその説明を省略する。

【００２７】次に、上記のように構成されたＥＧＲ制御
装置において、ＥＣＵ４７により実行されるＥＧＲバル
ブ制御の処理動作の内容について説明する。図３はＥＣ
Ｕ４７により実行される「ＥＧＲバルブ制御ルーチン」
を説明するフローチャートであり、所定時間毎に実行さ
れる。

【００２８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、水温センサ４１、レバーセンサ
４２、回転数センサ４３及び負圧センサ４４等からの各
信号に基づき、冷却水温ＴＨＷ、アクセルレバー開度Ａ
ＣＣＰ、エンジン回転数ＮＥ及び制御負圧ＣＮＰ等をそ
れぞれ読み込む。

【００２９】続いて、ステップ１０２において、今回読
み込んだエンジン回転数ＮＥに基づいて、所定の２次元
マップ及び第１〜第４のしきい値ａ，ｂ，ｃ，ｄ（ａ＜
ｂ＜ｃ＜ｄ）を選択する。ここで、２次元マップという
のは、図５，６に示すように、アクセルレバー開度ＡＣ
ＣＰに対する目標ＥＧＲ量が予め定められてなるもので
ある。これらの図に示すように、選択される２次元マッ
プは、そのときどきのエンジン回転数ＮＥに応じて変更
採択される。より詳しくは、図７に示すように、エンジ
ン回転数ＮＥが低速及び高速領域にあるときの最大目標
ＥＧＲ量は、エンジン回転数ＮＥが中速領域にあるとき
のそれに比べて基本的に大きいものとなっている。これ
は、中速領域走行時での黒煙、失火を防止するためであ
る。すなわち、上記の事項を別の開度から鑑みると、Ｅ
ＣＵ４７は、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥ及
びアクセルレバー開度ＡＣＣＰに対する目標ＥＧＲ量を
定めた３次元マップを有しているといえる。また、しき
い値ａ〜ｄというのは、上記２次元マップにおいて、ア
クセルレバー開度ＡＣＣＰに対する目標ＥＧＲ量の特性
を変更せしめるための特性変更点に相当するアクセルレ
バー開度ＡＣＣＰの値である。

【００３０】従って、上記ステップ１０２において、例
えばエンジン回転数ＮＥが比較的低い領域にあるときに
は、図５に示すような２次元マップ（図４のＸ−Ｘ断
面）が選択され、当該マップに基づき、しきい値ａ〜ｄ
が決定される。また、エンジン回転数ＮＥが中間領域に
あるときには、図６に示すような２次元マップ（図４の
Ｙ−Ｙ断面）が選択され、当該マップに基づき、しきい
値ａ〜ｄが決定される。なお、以降においては、説明の
便宜上、図５に示すマップが選択されたものとして説明
を継続してゆくこととする。

【００３１】次に、ステップ１０３においては、今回読
み込んだアクセルレバー開度ＡＣＣＰが今回決定された
第１のしきい値ａよりも小さいか否かを判断する。そし
て、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第１のしきい値ａよ
りも小さい場合には、ＥＧＲ制御を行う必要がないもの
としてステップ１０４へ移行する。ステップ１０４にお
いては、目標ＥＧＲ量を「０」に設定するとともに（図
５のα部分）、ＥＶＲＶ１７の開度指令値ＡＥＶＲＶを
「０」に設定し、ＥＶＲＶ１７が全閉となるよう制御す
る。また、ステップ１０５へ移行し、ＶＳＶ２１，２２
が共にオフとなるよう制御する。そして、その後の処理
を一旦終了する。ここで、ＥＶＲＶ１７が全閉となるよ
う、また、ＶＳＶ２１，２２が共にオフとなるようそれ
ぞれ制御されることから、第１及び第２のＥＧＲバルブ
１３，１４の負圧室１３ｃ，１４ｃには、それぞれ負圧
は供給されず、大気圧が導入される。このため、第１及
び第２のＥＧＲバルブ１３，１４は作動せず、第１及び
第２のＥＧＲ通路１１，１２を通って再循環ガスが流れ
ることはない。従って、例えば減速時等において運転者
がアクセルペダルの踏込みを解除したような場合には、
ＥＧＲ制御が行われることがない。

【００３２】また、ステップ１０３においてアクセルレ
バー開度ＡＣＣＰが第１のしきい値ａ以上の場合には、
ステップ１０６へ移行する。ステップ１０６において
は、今回読み込んだアクセルレバー開度ＡＣＣＰが第２
のしきい値ｂよりも小さいか否かを判断する。そして、
アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第２のしきい値ｂよりも
小さい場合には、第１のしきい値ａ以上で、第２のしき
い値ｂ未満の間にあるものとして、要求されているＥＧ
Ｒ量がほぼ最大限に大きいものと判断する（図５のβ部
分）。つまり、当該選択されたマップ上、ほぼ最大限の
ＥＧＲ制御を行う必要があるものとして、ステップ１０
７へ移行する。ステップ１０７においては、目標ＥＧＲ
量をマップ上の最大値（又は所定値）に設定するととも
に、ＥＶＲＶ１７の開度指令値ＡＥＶＲＶをＡＥＶＲＶ
_max（最大開度指令値又はそれに準ずる値）に設定し、
当該ＥＶＲＶ１７を制御する。また、続くステップ１０
８においては、ＶＳＶ２１，２２が共にオンとなるよう
制御する。そして、その後の処理を一旦終了する。ここ
で、ＥＶＲＶ１７の開度指令値ＡＥＶＲＶがＡＥＶＲＶ
_maxとなるよう、また、ＶＳＶ２１，２２がオンとなる
ようそれぞれ制御されることから、第１及び第２のＥＧ
Ｒバルブ１３，１４の負圧室１３ｃ，１４ｃには、それ
ぞれマップの上でのほぼ最大限の負圧が供給される。こ
のため、第１及び第２のＥＧＲバルブ１３，１４のダイ
ヤフラム１３ｂ，１４ｂが負圧で引かれて変位し、両Ｅ
ＧＲ通路１１，１２は共にほぼ最大限に開放される。従
って、両ＥＧＲ通路１１，１２には、マップ上最大限の
再循環ガスが流れ、該再循環ガスが吸気通路６、吸気マ
ニホルド５へと導入され、再度燃焼に供される。

【００３３】一方、前記ステップ１０６において、アク
セルレバー開度ＡＣＣＰが第２のしきい値ｂ以上の場合
には、ステップ１０９へ移行する。このステップ１０９
においては、今回読み込まれたアクセルレバー開度ＡＣ
ＣＰが第３のしきい値ｃよりも小さいか否かを判断す
る。そして、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第３のしき
い値ｃよりも小さい場合には、アクセルレバー開度ＡＣ
ＣＰが第２のしきい値ｂ以上で、第３のしきい値ｃ未満
の間にあるものとして、ステップ１１０へ移行する。

【００３４】ステップ１１０においては、目標ＥＧＲ量
をマップ上の中間値に設定するとともに（図５のγ部
分）、ＥＶＲＶ１７の開度指令値ＡＥＶＲＶをＡＥＶＲ
Ｖ_maxに設定し、当該ＥＶＲＶ１７を制御する。また、
続くステップ１１１においては、第１のＶＳＶ２１がオ
フ、第２のＶＳＶがオンとなるよう制御する。そして、
その後の処理を一旦終了する。ここで、第１のＶＳＶ２
１がオフとなるよう制御されることから、第１のＥＧＲ
バルブ１３の負圧室１３ｃには、負圧が供給されず、大
気圧が導入される。このため、第１のＥＧＲバルブ１３
は作動せず、第１のＥＧＲ通路１１を通って再循環ガス
が流れることはない。一方、ＥＶＲＶ１７の開度指令値
ＡＥＶＲＶがＡＥＶＲＶ_maxとなるよう、また、第２の
ＶＳＶ２２がオンとなるよう制御されることから、第２
のＥＧＲバルブ１４の負圧室１４ｃには、マップの上で
の中間量の負圧が供給される。このため、第２のＥＧＲ
バルブのダイヤフラム１４ｂが負圧で引かれて変位し、
第２のＥＧＲ通路１２のみがマップ上最大源に開放され
る。従って、第２のＥＧＲ通路１２の再循環ガス、つま
りマップ上中間量の再循環ガスが吸気通路６、吸気マニ
ホルド５へと導入され、再度燃焼に供される。

【００３５】さらに、前記ステップ１０９において、ア
クセルレバー開度ＡＣＣＰが第３のしきい値ｃ以上の場
合には、ステップ１１２へ移行する。このステップ１１
２においては、今回読み込まれたアクセルレバー開度Ａ
ＣＣＰが第４のしきい値ｄよりも小さいか否かを判断す
る。そして、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第４のしき
い値ｄよりも小さい場合には、アクセルレバー開度ＡＣ
ＣＰが第３のしきい値ｃ以上で、第４のしきい値ｄ未満
の間にあるものとして、ステップ１１３へ移行する。

【００３６】ステップ１１３においては、目標ＥＧＲ量
をアクセルレバー開度ＡＣＣＰに応じた中程度以下の値
に設定するとともに（図５のδ部分）、ＥＶＲＶ１７の
開度指令値ＡＥＶＲＶをアクセルレバー開度ＡＣＣＰに
応じた所定の開度となるよう設定し、ＥＶＲＶ１７を制
御する［ＡＥＶＲＶ＝ｆ（ＡＣＣＰ］。このとき、ＥＶ
ＲＶ１７の開度はアクセルレバー開度ＡＣＣＰの増大に
伴って小さくなるよう制御される。また、次にはステッ
プ１１１へ移行し、上記同様第１のＶＳＶ２１がオフ、
第２のＶＳＶがオンとなるよう制御する。そして、その
後の処理を一旦終了する。

【００３７】ここで、第１のＶＳＶ２１がオフとなるよ
う制御されることから、第１のＥＧＲバルブ１３の負圧
室１３ｃには、負圧が供給されず、大気圧が導入され
る。このため、第１のＥＧＲバルブ１３は作動せず、第
１のＥＧＲ通路１１を通って再循環ガスが流れることは
ない。一方、ＥＶＲＶ１７の開度指令値ＡＥＶＲＶがア
クセルレバー開度ＡＣＣＰに応じた所定の開度となるよ
う、また、第２のＶＳＶ２２がオンとなるようそれぞれ
制御されることから、第２のＥＧＲバルブ１４の負圧室
１４ｃには、マップの上での中間量以下のアクセルレバ
ー開度ＡＣＣＰに応じた負圧が供給される。このため、
第２のＥＧＲバルブのダイヤフラム１４ｂが負圧で引か
れて変位し、第２のＥＧＲ通路１２のみが中程度に開放
される。従って、第２のＥＧＲ通路１２の再循環ガス、
つまりマップ上、中間量以下のアクセルレバー開度ＡＣ
ＣＰに応じた再循環ガスが吸気通路６、吸気マニホルド
５へと導入され、再度燃焼に供される。

【００３８】また、前記ステップ１１２において、アク
セルレバー開度ＡＣＣＰが第４のしきい値ｄ以上の場合
（図５のε部分）には、前記ステップ１０４へ移行す
る。そして、ステップ１０４においては、エンジン負荷
があまりにも高く、ＥＧＲ制御を行う必要がないものと
判断して上記と同様の処理（ステップ１０４及びステッ
プ１０５の処理）を行い、その後の処理を一旦終了す
る。

【００３９】このように、本実施例の「ＥＧＲバルブ制
御ルーチン」においては、そのときどきのエンジン回転
数ＮＥ及びエンジン負荷（アクセルレバー開度ＡＣＣ
Ｐ）に応じたＥＧＲバルブ１３，１４の制御が実行され
る。

【００４０】以上説明したように、本実施例のＥＧＲバ
ルブ１３，１４の制御装置によれば、図５に示すよう
に、現在の運転状態が「ＥＧＲ制御領域」にない場合、
すなわちアクセルレバー開度ＡＣＣＰが第１のしきい値
ａよりも小さい場合及びアクセルレバー開度ＡＣＣＰが
第５のしきい値ｅよりも大きい場合には、両ＥＧＲバル
ブ１３，１４は閉ざされる。すなわち、ＥＧＲ制御を行
う必要のない場合には、ＥＧＲ制御は行われない。

【００４１】また、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第１
のしきい値ａ以上で、第２のしきい値ｂ未満の間にある
場合には、ＥＶＲＶ１７がマップ上ほぼ全開となるよ
う、また、ＶＳＶ２１，２２が共にオンとなるようそれ
ぞれ制御される。従って、両ＥＧＲ通路１１，１２の総
合開口面積はマップ上ほぼ最大となり、両ＥＧＲ通路１
１，１２には、ほぼ最大限の再循環ガスを流すことがで
きる。また、本実施例では、ＥＧＲ通路１１，１２を複
数設けているので、ＥＧＲ通路が１つの場合に比べて最
大ＥＧＲ量の増大が図られうる。

【００４２】さらに、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第
２のしきい値ｂ以上で、第３のしきい値ｃ未満の間にあ
る場合には、ＥＶＲＶ１７がマップ上ほぼ全開となるよ
う、また、第１のＶＳＶ２１がオフ、第２のＶＳＶ２２
がオンとなるようそれぞれ制御される。従って、第２の
ＥＧＲ通路１２の総合開口面積のみがマップ上最大とな
り、中間量の再循環ガスを流すことができる。

【００４３】併せて、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第
３のしきい値ｃ以上で、第４のしきい値ｄ未満の間にあ
る場合には、ＥＶＲＶ１７がアクセルレバー開度ＡＣＣ
Ｐに応じた所定の開度となるよう、また、第１のＶＳＶ
２１がオフ、第２のＶＳＶ２２がオンとなるようそれぞ
れ制御される。従って、第２のＥＧＲ通路１２のみがア
クセルレバー開度ＡＣＣＰに応じて開かれ、中間量以下
の再循環ガスを流すことができる。

【００４４】ここで、図５に示すように、当初アクセル
レバー開度ＡＣＣＰが第１のしきい値ａと第２のしきい
値ｂとの間にある場合、すなわち比較的低負荷の状態
（図のＰ点）においては、目標ＥＧＲ量はマップ上最大
であるため、第１のＥＧＲバルブ１３及び第２のＥＧＲ
バルブ１４ともに、マップ上最大源に開かれた状態とな
っている。この状態から、運転者がアクセルペダルを急
激に踏込み、アクセルレバー開度ＡＣＣＰが第３のしき
い値ｃと第４のしきい値ｄとの間になった場合、すなわ
ち比較的高負荷の状態（図のＱ点）になった場合を想定
する。

【００４５】かかる場合、目標ＥＧＲ量は「０」ではな
いので、第１及び第２のＶＳＶ２１，２２を共にオフす
るわけにはいかず、若干の再循環ガスを流す必要があ
る。アクセルペダルが急激に踏込まれた場合、負荷は瞬
時にして増大するが、エンジン回転数ＮＥは瞬時には上
昇しない。このため、図５に示す当初のマップとほぼ同
等のマップが採用されうる。この場合の制御内容が、１
つのＥＶＲＶの調整でもって大きな総合容積分だけ負圧
室内の圧力を連続的に増大せしめて２つのＥＧＲバルブ
の開度を同時に徐々に低下させざるを得なかった従来技
術とは異なっている。すなわち、本実施例では、アクセ
ルレバー開度ＡＣＣＰが第１のしきい値ａと第２のしき
い値ｂとの間にある場合には、当該アクセルレバー開度
ＡＣＣＰが変動する方向（負荷変動方向）には第１のＥ
ＧＲバルブ１３及び第２のＥＧＲバルブ１４ともに動か
さないようにした。

【００４６】従って、上記の事例の場合には、アクセル
ペダルを急激に踏込まれた時点で、まず、第１のＶＳＶ
２１がオフされる。この切換は速やかに行われうる。ま
た、第２のＶＳＶ２２はオンされたままの状態で、ＥＶ
ＲＶ１７の開度が連続的に低減される。すなわち、ＥＶ
ＲＶ１７の開度調節は、第２のＶＳＶ２２のみのための
ものでよいため、当該第２のＶＳＶ２２の負圧室２２ｃ
内の圧力を連続的に増大させればよい。従って、図のＱ
点に相当するＥＧＲ量が速やかに確保されうる。その結
果、ＥＧＲバルブ１３，１４の作動遅れに起因する黒煙
の発生を確実に抑制することができるのである。

【００４７】なお、エンジン回転数ＮＥの変化方向にお
いては、負荷変化方向に比して急激な変化がないため、
ＥＧＲバルブ１３，１４の作動遅れというにはさほど問
題とならない。従って、本実施例では、ＥＧＲバルブ１
３，１４は、同時に連続的に制御される。

【００４８】さて、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば次の如く構成してもよい。（１）前記実施例では、２つのＥＧＲ通路１１，１２を
設ける構成を採用したが、３つのＥＧＲ通路を設け、そ
れぞれの通路にＥＧＲバルブを設ける構成としてもよ
い。

【００４９】かかる場合には、より精密な制御を行うこ
とが可能となり、ＥＧＲの制御性をより一層高めること
ができる。また、より一層高負荷でのＥＧＲ制御が可能
となる。

【００５０】また、勿論のことであるが、設けられるＥ
ＧＲ通路及びＥＧＲバルブは２つ或いは３つだけでな
く、４つ以上であってもよい。（２）前記実施例では、負圧通路１６にバキュームダン
パ１８を設ける構成としたが、該バキュームダンパ１８
を省略する構成としてもよい。

【００５１】（３）前記実施例では、過給機としてター
ボチャージャ１０を備えたディーゼルエンジン１に具体
化したが、過給機を備えていないディーゼルエンジンに
具体化してもよい。また、ディーゼルエンジンでなくと
も、ガソリンエンジンシステムにも適用することもでき
る。

【００５２】（４）前記実施例では、第１のＥＧＲバル
ブ１３については、第２のＥＧＲバルブ１４と同様のタ
イプのものを使用する場合に具体化した。しかし、該第
１のＥＧＲバルブ１３を、オン・オフ切換のみが行われ
るものでよいとした場合、半開領域のない（いわゆるオ
ン・オフ専用設計の）バルブを用いることもできる。か
かる場合、より一層のコストの低減を図ることができ
る。

【００５３】（５）前記実施例では説明しなかったが、
第２のＥＧＲバルブ１４を第１のＥＧＲバルブ１３より
もエンジン本体３、排気マニホルド５等から離間した位
置、あるいは冷却風が当たりやすい位置に積極的に設け
るようにしてもよい。すなわち、第２のＥＧＲバルブ１
４を、第１のＥＧＲバルブ１３よりも冷却されやすい位
置に設けるようにしてもよい。かかる場合、制御全体を
通して作動時間、つまり開放時間の長い第２のＥＧＲバ
ルブ１４の方が、冷却されやすいものとなる。従って、
各バルブ１３，１４にかかる熱負荷の均等化が図られる
とともに、第２のＥＧＲバルブ１４の熱による損傷を未
然に抑制することができる。また、より高い精度を要求
される第２のＥＧＲバルブ１４の制御性をより一層向上
させることができる。

【００５４】（６）前記実施例では説明しなかったが、
前記第２のＥＧＲ通路１２の吸気通路６側の開口部とエ
ンジン本体３との距離は、第１のＥＧＲ通路１１の吸気
通路６側の開口部とエンジン本体３との距離に比べて長
いものとするようにしてもよい。かかる構成とすること
により、第２のＥＧＲ通路１２を通過する再循環ガス
は、吸気通路６内を通過する流路が長く、より吸気と混
ざりやすいものとなる。従って、かかる主たる再循環ガ
スが、吸気とより一層均等に混合され、ＥＧＲ制御を行
うに際して、より一層の精度の向上を図ることができ
る。

【００５５】（７）前記実施例における第２のＶＳＶ２
２を省略する構成としてもよい。特許請求の範囲の請求
項に記載されないものであって、上記実施例から把握で
きる技術的思想について以下にその効果とともに記載す
る。

【００５６】（ａ）請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ
制御装置において、前記残りのＥＧＲバルブを第１のＥ
ＧＲバルブよりも冷却されやすい位置に設けることを特
徴とする。かかる構成とすることにより、各バルブにか
かる熱負荷の均等化を図り、バルブの熱による損傷を未
然に抑制することができる。また、より高い精度を要求
される残りのＥＧＲバルブの制御性をより一層向上させ
ることができる。

【００５７】（ｂ）請求項１又は上記付記（ａ）に記載
の内燃機関のＥＧＲ制御装置において、残りのＥＧＲ通
路の吸気通路側の開口部と内燃機関との距離は、第１の
ＥＧＲ通路の吸気通路側の開口部と内燃機関との距離に
比べて長いものとしたことを特徴とする。かかる構成と
することにより、主たる再循環ガスを、吸気とより一層
均等に混合させることができ、より一層の精度の向上を
図ることができる。

【００５８】（ｃ）請求項１又は上記付記（ａ），
（ｂ）に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置において、負
圧制御弁とＥＧＲバルブとの間に負圧の振動を平滑化す
るためのバキュームダンパを設けたことを特徴とする。
このように構成すれば、負圧の振動が平滑化され、より
精度の高いＥＧＲ制御が可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
のＥＧＲ制御装置によれば、コストの増大を招くことな
く最大ＥＧＲ量の増大を図るとともに、ＥＧＲバルブの
作動遅れに起因する黒煙の発生を抑制することができる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な概念構成を説明する概念構成
図である。

【図２】ディーゼルエンジンのＥＧＲ制御装置を示す概
略構成図である。

【図３】「ＥＧＲバルブ制御ルーチン」を示すフローチ
ャートである。

【図４】エンジン回転数、アクセルレバー開度に対する
目標ＥＧＲ量の関係を示す３次元マップである。

【図５】所定回転数におけるアクセルレバー開度に対す
る目標ＥＧＲ量の関係を示す２次元マップであって図４
のＸ−Ｘ線断面図である。

【図６】所定回転数におけるアクセルレバー開度に対す
る目標ＥＧＲ量の関係を示す２次元マップであって図４
のＹ−Ｙ線断面図である。

【図７】所定アクセルレバー開度におけるエンジン回転
数に対する目標ＥＧＲ量の関係を示す２次元マップであ
って図４のＺ−Ｚ線断面図である。

【図８】従来技術のエンジン負荷とＥＧＲ量の関係を示
すマップである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのディーゼルエンジン、６…吸気通
路、７…排気通路、１１…第１のＥＧＲ（排気ガス再循
環）通路、１２…第２のＥＧＲ通路、１３…第１のＥＧ
Ｒバルブ、１４…残りのＥＧＲバルブとしての第２のＥ
ＧＲバルブ、１７…負圧制御弁としてのＥＶＲＶ、２０
…負圧発生源としてのバキュームポンプ、２１…負圧切
換弁としての第１のＶＳＶ、２２…負圧切換弁としての
第２のＶＳＶ、４１…運転状態検出手段を構成する水温
センサ、４２…運転状態検出手段を構成するレバーセン
サ、４３…運転状態検出手段を構成する回転数センサ、
４４…運転状態検出手段を構成する負圧センサ、４５…
運転状態検出手段を構成する車速センサ、４６…運転状
態検出手段を構成するシフト位置センサ、４７…目標Ｅ
ＧＲ量算出手段、弁制御手段及び保持制御手段を構成す
るＥＣＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関から排出される排気の一部を
当該内燃機関に取り込まれる吸気へ再循環させるため
に、排気通路と吸気通路とを連通する複数の排気ガス再
循環通路と、前記複数の排気ガス再循環通路にそれぞれ設けられ、当
該排気ガス再循環通路を開閉するために、自身の負圧室
に導入される負圧発生源に基づく負圧に応じて作動し、
負圧室に負圧が導入されることにより開かれ、負圧室に
大気が導入されることにより閉じられる第１のＥＧＲバ
ルブ及び残りのＥＧＲバルブよりなる複数のＥＧＲバル
ブと、前記ＥＧＲバルブの各負圧室と前記負圧発生源との間を
連通する通路に設けられ、前記負圧発生源から前記負圧
室に導入される負圧を連続的に制御するために調整され
る１つの負圧制御弁と、前記ＥＧＲバルブのうちの少なくとも第１のＥＧＲバル
ブの負圧室と前記負圧制御弁との間を連通する通路に設
けられ、前記負圧室に対する前記負圧発生源から前記負
圧制御弁を介しての負圧の導入及び大気圧の導入を切換
えるための負圧切換弁と、前記内燃機関の負荷及び回転数を含む運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記内燃機関の
負荷及び回転数に基づいて目標排気ガス再循環量を算出
する目標ＥＧＲ量算出手段と、前記目標ＥＧＲ量算出手段の算出結果に応じて、前記負
圧切換弁及び前記負圧制御弁を制御する弁制御手段とを
備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置であって、前記複数のＥＧＲバルブが同時に駆動されるときには、
前記内燃機関の負荷が変動したとしても、当該負荷の変
動によっては少なくとも前記負圧制御弁による前記第１
のＥＧＲバルブの連続的な制御が行われないよう、前記
負圧制御弁の作動量を所定値に保持する保持制御手段を
設けたことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。