JPH08246963A - 排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関 - Google Patents

排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関

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JPH08246963A
JPH08246963A JP7045936A JP4593695A JPH08246963A JP H08246963 A JPH08246963 A JP H08246963A JP 7045936 A JP7045936 A JP 7045936A JP 4593695 A JP4593695 A JP 4593695A JP H08246963 A JPH08246963 A JP H08246963A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、過給ディーゼルエンジンに用いて
好適の、排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関に関
し、エンジンの負荷状態に応じて燃焼性能や燃焼効率を
悪化させることなく過給機の損傷や性能低下を招かない
ようにして排気ガス還流による確実なＮＯｘ低減効果を
得られるようにすることを目的とする。 【構成】 過給機付き内燃機関において、排気通路３の
過給用タービン５の上流側と吸気通路２の過給用コンプ
レッサ６の下流側とを接続する第１還流通路８Ａと、排
気通路３のタービン５の下流側と吸気通路２のコンプレ
ッサ６の下流側とを接続する第２還流通路８Ｂと、吸気
通路２のコンプレッサ下流側で第２還流通路開口の上流
側に介装された吸気用絞り弁１１と、還流通路８Ａ，８
Ｂを開閉しうる開閉弁機構９Ａ，９Ｂとを設け、開閉弁
機構９Ａ，９Ｂにより、機関が排気ガス還流運転領域で
あるときに両還流通路８Ａ，８Ｂのうちの一方を開放さ
せ、第２還流通路８Ｂの開放時に絞り弁１１を閉じ側に
制御するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス還流通路によ
る排気ガスの還流を制御するとともに過給機による過給
を行なえる内燃機関に関し、特に、過給ディーゼルエン
ジンに用いて好適の、排気ガス還流制御装置付き過給式
内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関（以下、単にエンジンと
いう）の排気ガスの浄化が強く要望されている。特に、
ディーゼルエンジン等では排気ガス中にＮＯX が発生し
やすいので、このＮＯX の削減についても強く要望され
ており、このようなＮＯX の削減手段として排気ガス還
流装置（ＥＧＲ）が開発されている。
【０００３】このＥＧＲは、排気ガス中のＮＯX の発生
はエンジンの燃焼温度が低い場合は少なく燃焼温度が高
くなると多量に発生するという特性に注目したもので、
排気ガスを吸気側へ還流することにより、吸気中の新気
濃度を低下させ、これにより燃焼温度を低めるようにし
て排気ガス中のＮＯX の発生を抑制しようとするもので
ある。このため、ＥＧＲには、排気通路から吸気通路に
排気ガスを導く排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）が必要
になる。
【０００４】ところで、ディーゼルエンジン等のＮＯX
の問題になるエンジンにおいても過給機（ターボチャー
ジャ）をそなえたものが増加しており、このような過給
機付きエンジンにＥＧＲを設ける必要もある。そこで、
このような過給機付きエンジンにＥＧＲを設ける構成と
して、例えば特開平４−１７５４５３号公報（図面第６
図参照）にも開示されているが、図８に示すような構成
が考えられている。
【０００５】この図８は従来の自動車に用いられる排気
ガス還流通路付き過給ディーゼルエンジンの吸排気ルー
トを示す模式図であり、この図８において、１はディー
ゼルエンジン本体（以下、エンジンと省略する）、２は
吸気通路、３は排気通路である。４は過給機（以下、タ
ーボチャージャという）であり、排気通路３に介装され
たタービン５を通じて吸気通路２に介装されたコンプレ
ッサ６を回動させて、エンジン１に圧縮空気を送給する
ようになっている。
【０００６】また、７は排気ガス還流装置（ＥＧＲ）で
あり、第１排気ガス還流通路（第１ルート）１８Ａと第
２排気ガス還流通路（第２ルート）１８Ｂと各排気ガス
還流通路１８Ａ，１８Ｂに設けられた第１開閉弁１９
Ａ，第２開閉弁１９Ｂとから構成されている。これらの
開閉弁１９Ａ，１９Ｂは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０によって運転状態に応じて開閉を制御されるように
なっている。
【０００７】なお、第１ルート１８Ａは、排気通路３の
タービン５よりも上流側から給気通路２のコンプレッサ
６よりも下流側にわたって設けられ、第２ルート１８Ｂ
は、排気通路３のタービン５よりも下流側から給気通路
２のコンプレッサ６よりも上流側にわたって設けられて
いる。そして、ＥＣＵ１０では、排気ガス還流時に、車
両の加速時をはじめとしたエンジン負荷の高い場合（高
負荷時）には第２ルート１８Ｂを利用して排気ガスを還
流し、車両の加速時等ではないエンジン負荷の高くない
場合（低負荷時）には第１ルート１８Ａを利用して排気
ガスを還流するように、各開閉弁１９Ａ，１９Ｂを制御
するよう構成されている。
【０００８】このような構成は、以下の理由による。高
負荷域では、ＥＧＲガスの温度が低いほど体積効率が向
上し、ノッキング発生の防止やＮＯX 低減の上で有利で
あるため、第２ルート１８Ｂを利用して排気ガスを還流
するのが適している。また、低負荷域では、ＥＧＲガス
の温度が低いと燃焼速度が遅くなって燃焼が不安定にな
りやすく、また、ＥＧＲ率でもＥＧＲガスの温度が高温
の場合よりもポンピングロスが増大するため、ＥＧＲガ
スの温度が高いほうが有利であるため、第１ルート１８
Ａを利用して排気ガスを還流するのが適している。
【０００９】さらに、第１ルート１８Ａが開通すると、
タービン５へ流入すべき排気エネルギの一部がタービン
５へ流入する前に第１ルート１８Ａを通じて還流される
ことになり、その分だけ、過給圧が減少してしまい、十
分なエンジン出力が得られなくなる。したがって、エン
ジン負荷が高い場合には、第２ルート１８Ｂを利用して
排気ガスを還流するのが適しているのである。
【００１０】これにより、低負荷時には排気通路上流の
高温の排気ガスが還流されて、低負荷時に排気ガス還流
に伴って発生しやすい燃焼の不安定化やポンピングロス
の増大が抑制される効果があり、高負荷時には排気通路
下流の低温の排気ガスが還流されて、高負荷時に排気ガ
ス還流に伴って発生しやすいノッキングが防止されＮＯ
X 低減効果も向上する利点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な排気ガス還流通路付き過給ディーゼルエンジンでは、
高負荷時に、第２ルート１８Ｂを通じてコンプレッサ６
の上流側の吸気通路２に排気ガスが還流するので、排気
ガスのコンプレッサ６への流入に伴い、排気ガスの熱に
よりコンプレッサ６が加熱されるため、コンプレッサ６
が熱損されてコンプレッサ６の耐久性が低下してしまう
という課題がある。
【００１２】特に、現在、過給用コンプレッサ６として
広く用いられる材料は、耐熱性のあまり高くないアルミ
系材料なので排気ガスにより熱損傷を受けやすい。勿
論、耐熱性の十分に高い材料でコンプレッサ６を構成す
れば熱損傷を回避できるが、これでは大きなコスト増を
招いてしまうので、現在広く用いられている耐熱性のあ
まり高くない材質のコンプレッサ６でも、熱損を受けな
いようにしたい。
【００１３】また、排気ガスのコンプレッサ６への流入
に伴い、排気ガスに含まれたディーゼルパティキュレー
トがコンプレッサ６に付着するので、コンプレッサ６が
汚損されて、この点でもコンプレッサ６の耐久性の低下
を招き、また、コンプレッサ６の入口等へのカーボンの
付着により、コンプレッサ６の給気流通面積が縮小し
て、コンプレッサ効率が低下してしまうという課題もあ
る。
【００１４】そこで、例えば第２ルート１８Ｂを排気通
路３のタービン５よりも下流側から給気通路２のコンプ
レッサ６よりも下流側へと給気を還流するように配置す
ることが考えられる。このような構成の排気ガス還流通
路を有する過給ディーゼルエンジンとしては、例えば特
公昭５７−５１５３９号の技術がある。この技術では、
排気通路の過給タービンよりも下流側から給気通路の過
給コンプレッサよりも下流側へと排気ガスを還流する下
流側排気ガス還流通路と、排気通路の排気通路の過給タ
ービンよりも上流側から給気通路の過給コンプレッサよ
りも下流側へと排気ガスを還流する上流側排気ガス還流
通路とが設けられている。これらの下流側排気ガス還流
通路及び上流側排気ガス還流通路は各下流部で合流して
おり、その合流起点にバルブが設けられている。
【００１５】ただし、この技術では、バルブを通じて、
エンジン負荷の低いときには下流側排気ガス還流通路を
開通させて排気通路の過給タービンよりも下流側から給
気通路の過給コンプレッサよりも下流側へと排気ガスを
還流し、エンジン負荷の高いときには上流側排気ガス還
流通路を開通させて、排気通路の過給タービンよりも上
流側から給気通路の過給コンプレッサよりも下流側へと
排気ガスを還流するようになっており、下流側排気ガス
還流通路及び上流側排気ガス還流通路の使用条件は異な
っている。
【００１６】このような排気通路の過給タービンよりも
下流側から給気通路の過給コンプレッサよりも下流側へ
と排気ガスを還流する排気ガス還流通路を設けて、この
排気ガス還流通路をエンジンの高負荷時に用いるように
して、高負荷時に発生しやすいノッキングの防止やＮＯ
X 低減効果の向上を図ることが考えられる。しかしなが
ら、排気通路の過給タービンよりも下流側から給気通路
の過給コンプレッサよりも下流側へと排気ガスを還流す
る場合、過給コンプレッサによって給気通路側の還流入
口の給気圧が高められているので、ＥＧＲガス（還流排
気ガス）が給気通路何に進入しにくく過給圧が低くなり
ＮＯｘ低減効果が低下するという課題が生じる。
【００１７】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、過給機と排気ガス還流通路とをそなえた内燃
機関において、エンジンの負荷状態に応じて燃焼性能や
燃焼効率を悪化させることなく且つ過給機の損傷や性能
低下を招かないようにして排気ガス還流による確実なＮ
Ｏｘ低減効果を得られるようにした、排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関
は、内燃機関の排気通路に設けられ排気ガスの流れによ
り駆動されるタービンと該内燃機関の吸気通路に設けら
れ該タービンにより駆動されるコンプレッサとからなる
過給機と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
出手段と、該排気通路における該タービンよりも上流側
と該吸気通路における該コンプレッサよりも下流側とを
接続する第１還流通路、及び、該排気通路における該タ
ービンよりも下流側と該吸気通路における該コンプレッ
サよりも下流側とを接続する第２還流通路を有する排気
ガス還流通路と、該吸気通路における該コンプレッサよ
りも下流側で、且つ、該第２還流通路の開口の上流側に
介装された吸気用絞り弁と、該第１還流通路及び該第２
還流通路をそれぞれ開閉しうる開閉弁機構と、該運転状
態検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関が排気
ガス還流運転領域であるときに該第１還流通路及び該第
２還流通路のうちの一方を開放するように該開閉弁機構
を開閉制御するとともに、該第２還流通路の開放時に該
絞り弁を閉じ側に制御する制御手段とをそなえているこ
とを特徴としている。
【００１９】請求項２記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項１記載の構成におい
て、該運転状態検出手段が、該内燃機関の加速を検出す
る加速検出手段を有し、該制御手段が、該加速検出手段
からの検出情報に基づいて該内燃機関の加速時に、該第
１通路を閉鎖するとともに該第２通路を開放するよう該
開閉弁機構を開閉制御するように構成されていることを
特徴としている。
【００２０】請求項３記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項１又は２記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関の負荷を
検出する負荷検出手段とを有し、該制御手段が、該負荷
検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関の高負荷
時に、該第１通路を閉鎖するとともに該第２通路を開放
するよう該開閉弁機構を開閉制御するように構成されて
いることを特徴としている。
【００２１】請求項４記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項３記載の構成におい
て、該負荷検出手段が、アクセルペダルの開度を検出す
るアクセル開度センサから構成され、該制御手段が、該
アクセル開度センサから得られる該アクセルペダルの開
度又は開度偏差に基づいて該内燃機関の負荷状態を判定
するように構成されていることを特徴としている。
【００２２】請求項５記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項１記載の構成におい
て、該運転状態検出手段が、該排気ガスの温度を検出す
る排気ガス温度検出手段を有し、該制御手段が、該排気
ガス温度検出手段により検出された該排気ガスの温度が
設定温度以上のとき、該第１通路を閉鎖するとともに該
第２通路を開放するよう該開閉弁機構を開閉制御するよ
うに構成されていることを特徴としている。
【００２３】請求項６記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項１〜５のいずれかに
記載の構成において、該開閉弁機構が、該第１還流通路
に設けられた第１開閉弁と、該第２還流通路に設けられ
た第２開閉弁とをそなえていることを特徴としている。
請求項７記載の本発明の排気ガス還流制御装置付き過給
式内燃機関は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成に
おいて、該開閉弁機構が、該第１還流通路及び該第２還
流通路のいずれか一方を開通させ他方を閉鎖する切替弁
をそなえていることを特徴としている。
【００２４】
【作用】上述の請求項１記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関では、内燃機関の運転時に
は、過給機において、内燃機関の排気通路内で排気ガス
の流れによりタービンが回動して吸気通路に設けられた
コンプレッサを駆動する。このコンプレッサの作動によ
り、吸気通路内の給気が加圧されて、給気供給が促進さ
れる。
【００２５】この内燃機関の運転時には、この機関の運
転状態を運転状態検出手段が検出して、この検出情報に
基づいて、制御手段が、該内燃機関が排気ガス還流運転
領域であるときには、第１還流通路及び第２還流通路の
うちの一方を開放するように開閉弁機構を開閉制御し、
該第２還流通路の開放時には吸気用絞り弁を閉じ側に制
御する。
【００２６】該第１還流通路が開放されると、該排気通
路における該タービンよりも上流側から該吸気通路にお
ける該コンプレッサよりも下流側へと排気ガスが還流す
る。該第２還流通路が開放されると、該排気通路におけ
る該タービンよりも下流側から該吸気通路における該コ
ンプレッサよりも下流側へと排気ガスが還流し、特に、
該吸気通路における該第２還流通路の開口の上流側に介
装された該吸気用絞り弁が閉じ側へ制御されるため、該
開口の周囲の圧力が低下して該第２還流通路を通じた排
気ガスの還流が促進される。
【００２７】上述の請求項２記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該運転状態検出手
段としてそなえられた加速検出手段が該内燃機関の加速
を検出すると、該制御手段が、該開閉弁機構を開閉制御
して該第１通路を閉鎖するとともに該第２通路を開放す
る。したがって、内燃機関の加速時には、該第２通路を
通じて、該排気通路における該タービンよりも下流側か
ら該吸気通路における該コンプレッサよりも下流側へと
排気ガスが還流する。
【００２８】このように、内燃機関の加速時には、該タ
ービンよりも下流側のタービンを駆動した後の排気ガス
を還流するため、排気ガスによる該タービンの駆動が弱
められることがなく、過給機によって十分な過給を行な
え、加速時に要求される該内燃機関の出力を増加させな
がら、排気ガス還流による排気ガス浄化（ＮＯｘ低減）
を実現できる。
【００２９】しかも、この時には、該タービンよりも下
流側の圧力の低下した排気ガスを還流するため還流が弱
まりやすいが、この第２還流通路を使用するときには、
第２還流通路の開口の上流側に介装された該吸気用絞り
弁が閉じ側へ制御されるため、該開口の周囲の圧力が低
下して該第２還流通路を通じた排気ガスの還流が促進さ
れ、十分な排気ガス還流を行なうことができる。
【００３０】上述の請求項３記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該運転状態検出手
段としてそなえられた負荷検出手段が該内燃機関が高負
荷状態であることを検出すると、該制御手段が、該開閉
弁機構を開閉制御して該第１通路を閉鎖するとともに該
第２通路を開放する。したがって、内燃機関の高負荷時
には、該第２通路を通じて、該排気通路における該ター
ビンよりも下流側から該吸気通路における該コンプレッ
サよりも下流側へと排気ガスが還流する。
【００３１】このように、内燃機関の高負荷時には、該
タービンよりも下流側のタービンを駆動した後の排気ガ
スを還流するため、排気ガスによる該タービンの駆動が
弱められることがなく、過給機によって十分な過給を行
なえ、高負荷時に要求される該内燃機関の出力を増加さ
せながら、排気ガス還流による排気ガス浄化（ＮＯｘ低
減）を実現できる。
【００３２】しかも、この時にも、該タービンよりも下
流側の圧力の低下した排気ガスを還流するため還流が弱
まりやすいが、この第２還流通路を使用するときには、
第２還流通路の開口の上流側に介装された該吸気用絞り
弁が閉じ側へ制御されるため、該開口の周囲の圧力が低
下して該第２還流通路を通じた排気ガスの還流が促進さ
れ、十分な排気ガス還流を行なうことができる。
【００３３】上述の請求項４記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、該
アクセル開度センサから得られる該アクセルペダルの開
度又は開度偏差に基づいて該内燃機関の負荷状態を判定
する。上述の請求項５記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関では、該運転状態検出手段とし
てそなえられた排気ガス温度検出手段が排気ガスの温度
を検出し、この排気ガス温度検出手段により検出された
該排気ガスの温度が設定温度以上のとき、該制御手段
が、該開閉弁機構を開閉制御して該第１通路を閉鎖する
とともに該第２通路を開放する。したがって、内燃機関
の排気ガス温度が設定温度よりも高い場合には、該第２
通路を通じて、該排気通路における該タービンよりも下
流側から該吸気通路における該コンプレッサよりも下流
側へと排気ガスが還流する。
【００３４】排気ガスは、排気通路の下流にいくほど温
度が低下するので、排気ガス温度が高い場合であって
も、タービンよりも下流側の排気ガスは比較的温度が低
く、このように該第２通路を通じてタービンよりも下流
側から排気ガスを還流することで、比較的低温の排気ガ
スが還流されることになる。排気ガス中のＮＯｘを低減
するには、燃焼温度を下げる必要があり、還流排気ガス
の温度が高過ぎると燃焼温度が下がらずＮＯｘ低減効果
が得られないが、比較的低温の排気ガスを還流すること
で、燃焼温度を下げ排気ガス中のＮＯｘを低減すること
ができる。
【００３５】上述の請求項６記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、内燃機関が排気ガ
ス還流運転領域であるときには、第１開閉弁を開放し該
第１還流通路を通じて排気ガス還流を行なうか、又は、
第２開閉弁を開放し該第２還流通路を通じて排気ガス還
流を行なうことができる。上述の請求項７記載の本発明
の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関では、内燃
機関が排気ガス還流運転領域であるときには、切替弁を
切り替えることで、該第１還流通路を開放し該第２還流
通路を閉鎖して該第１還流通路を通じて排気ガス還流を
行なったり、該第１還流通路を閉鎖し該第２還流通路を
開放して該第２還流通路を通じて排気ガス還流を行なっ
たりすることができる。
【００３６】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。まず、第１実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関について説明すると、図１は、第１実
施例の機関の吸排気ルートを示す模式図である。なお、
本実施例にかかる過給式内燃機関は過給ディーゼルエン
ジンであり、自動車に装備されるものである。
【００３７】図１において、図８と同符号は同様なもの
を示している。つまり、１はディーゼルエンジン本体
（以下、エンジンと省略する）、２は吸気通路、３は排
気通路である。４は過給機（以下、ターボチャージャと
いう）であり、排気通路３に介装された過給用タービン
５を通じて吸気通路２に介装された過給用コンプレッサ
６を回動させて、エンジン１に圧縮空気を送給するよう
になっている。
【００３８】また、７は排気ガス還流装置（ＥＧＲシス
テム）であり、第１排気ガス還流通路（第１ルート）８
Ａと第２排気ガス還流通路（第２ルート）８Ｂと各排気
ガス還流通路８Ａ，８Ｂに設けられた開閉弁機構として
の第１開閉弁９Ａ，第２開閉弁９Ｂとから構成されてい
る。このうち、第１ルート８Ａは、排気通路３のタービ
ン５よりも上流側から給気通路２のコンプレッサ６より
も下流側にわたって設けられているが、第２ルート８Ｂ
は、排気通路３のタービン５よりも下流側から給気通路
２のコンプレッサ６よりも下流側にわたって設けられて
いる。
【００３９】なお、第１開閉弁９Ａは、例えば図２に示
すような給気負圧を利用したダイヤフラム式弁であっ
て、第１開閉弁９Ａを開閉する弁体１２Ａと、この弁体
１２Ａを結合されたダイヤフラム１２Ｂと、ダイヤフラ
ム１２Ｂを収納するダイヤフラム室１２Ｃと、このダイ
ヤフラム室１２Ｃ内をダイヤフラム１２Ｂで区画された
負圧室１２Ｄと、この負圧室１２Ｄと給気通路２とを連
通する負圧供給路１２Ｅと、負圧供給路１２Ｅに介装さ
れ吸気通路２と大気開放との何れか一方を開放する電磁
弁１２Ｆと、負圧室１２Ｄ内に設けられ弁体１２Ａを開
弁方向に付勢するスプリング１２Ｇとをそなえて構成さ
れる。
【００４０】電磁弁１２Ｆが開放されると、負圧供給路
１２Ｅを通じて負圧室１２Ｄ内に給気負圧が作用し、ス
プリング１２Ｇに抗しながら負圧室１２Ｄ内の容積を縮
小させるため、弁体１２Ａが開放側（図２中の上方）へ
駆動されて第１開閉弁９Ａが開放する。この時には、負
圧室１２Ｄの容積の縮小は吸気通路の負圧状態に応じる
ため、弁体１２Ａの開放度合、即ち第１開閉弁９Ａ（ダ
イヤフラム式弁１２）の開度は、吸気通路の負圧状態に
応じたものになる。一方、電磁弁１２Ｆが閉鎖される
と、負圧室１２Ｄ内に給気負圧が作用しなくなって、ス
プリング１２Ｇの付勢力により負圧室１２Ｄ内の容積が
縮小され、弁体１２Ａが閉鎖状態に保持される。
【００４１】一方、第２開放弁９Ｂも第１開放弁９Ａと
同様に図２に示すように構成されている。また、これら
の第１開放弁９Ａ及び第２開放弁９Ｂを、いずれもダイ
ヤフラム弁に代えて電磁弁として、デューティ制御によ
り開度調整を行なうように構成してもよい。さらに、吸
気通路２のコンプレッサ６よりも下流側で第２ルート８
Ｂよりも上流側には絞り弁１１が設けられている。この
絞り弁１１は、単純に流路断面積を変更するタイプの弁
であってもよく、また、第１開閉弁９Ａのようにデュー
ティ制御によって開度調整を行なえる電磁弁であっても
よい。
【００４２】そして、これらの開閉弁９Ａ，９Ｂ及び絞
り弁１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０によって
運転状態に応じて開閉を制御されるようになっている。
エンジン１の運転状態としては、エンジン回転数Ｎｅ，
アクセル開度ＡＰＳ，エンジンの冷却水温Ｔｗ，排気ガ
ス温度Ｔｇが用いられる。ＥＣＵ１０では、エンジン回
転数センサ２１，アクセル開度センサ２２，水温センサ
２３，排温センサ２４からの検出信号を所定の周期で取
り込んでは、これらの検出データに基づいて、開閉弁９
Ａ，９Ｂ及び絞り弁１１を以下のようにして制御するよ
うになっている。
【００４３】つまり、排気ガス還流を行なう目的は、排
気ガス還流によりエンジンの燃焼温度を低下させて排気
ガス中のＮＯX の発生を抑制しようとするもので、エン
ジンの燃焼温度が低い場合には、はじめからＮＯX の発
生量が少ないので排気ガス還流は必要ないが、エンジン
の燃焼温度が高くなるとＮＯX の発生量が増加するの
で、排気ガス還流が必要になる。排気ガス還流量は、エ
ンジンの燃焼温度が高くなるほど増加させてＮＯX の発
生を抑えたい。
【００４４】一方、排気ガス還流を行なうと、ＮＯX の
発生を抑制できる反面、エンジンを高速運転したり高負
荷運転したりするとエンジンの出力不足や排気ガス中の
パティキュレートマターの増加を招く。そこで、エンジ
ンの燃焼温度が一定の温度よりも高い条件下で、エンジ
ンの回転速度が一定限度内であり且つエンジンの負荷状
態が一定限度内である場合を、エンジンの排気ガス還流
運転領域として、この排気ガス還流運転領域の運転状態
でのみ排気ガスの還流を行ない、この排気ガス還流運転
領域以外の運転状態のときには排気ガスの還流を行なわ
ないようにしたい。
【００４５】エンジンの燃焼温度は、エンジンの冷却水
温度Ｔｗを指標とすることができ、冷却水温度Ｔｗは既
存の水温センサで検出することができる。また、エンジ
ンの回転速度である単位時間（通常は１分）当たりのエ
ンジン回転数Ｎｅは、既存のエンジン回転数センサで検
出することができ、エンジンの負荷状態は、アクセル開
度ＡＰＳを指標とすることができ、アクセル開度ＡＰＳ
は既存のアクセル開度センサで検出することができる。
【００４６】そこで、冷却水温度Ｔｗ，エンジン回転速
度Ｎｅ，アクセル開度ＡＰＳに関してそれぞれ閾値Ｔｗ
Ｌ，ＮｅＨ，ＡＰＳＨを設定し、冷却水温度Ｔｗが閾値
以上でエンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度ＡＰＳが
それぞれ閾値以下の条件（即ち、Ｔｗ＞ＴｗＬ且つＮｅ
＜ＮｅＨ且つＡＰＳ＜ＡＰＳＨ）が成立する領域をエン
ジンの排気ガス還流運転領域と設定している。
【００４７】なお、この排気ガス還流運転領域をエンジ
ン回転速度Ｎｅ，アクセル開度ＡＰＳに関して示すと、
図３のようになる。そして、ＥＣＵ１０では、エンジン
がこの排気ガス還流運転領域にあるときにのみ排気ガス
の還流を行なうように、開閉弁９Ａ，９Ｂ及び絞り弁１
１を制御するようになっている。つまり、ＥＣＵ１０で
は、排気ガス還流時には、開閉弁９Ａ，９Ｂのいずれか
一方を開放して他方を閉鎖し、絞り弁１１は適宜開度調
整する。また、排気ガス還流を行なわない時には、開閉
弁９Ａ，９Ｂをいずれも閉鎖し、絞り弁１１は全開とす
る。
【００４８】ここで、排気ガス還流時のＥＣＵ１０によ
る開閉弁９Ａ，９Ｂ，絞り弁１１の制御について説明す
ると、ＥＣＵ１０では、エンジンが排気ガス還流運転領
域にある時に、車両（又はエンジン）が加速しているか
否か（又は、高負荷状態か否か）、及び、排気温度（排
気ガス温度）Ｔｇが所定温度よりも高いか否かを判定し
て、車両（エンジン）が加速している時（エンジン負荷
が大きい時）又は排気温度Ｔｇが所定温度よりも高い時
には、第２開閉弁９Ｂを開放して第２ルート８Ｂを開通
させ、第１開閉弁９Ａを閉じて第１ルート８Ａは閉鎖さ
せ、絞り弁１１は半開とする。
【００４９】つまり、加速時等のエンジンの高負荷域で
は、ＥＧＲガスの温度が低いほど体積効率が向上し、ノ
ッキング発生の防止やＮＯX 低減の上で有利であるた
め、比較的低温のＥＧＲガスを還流できる第２ルート８
Ｂを利用して排気ガスを還流するのが適している。ま
た、エンジンの高負荷域でなくても、排気温度Ｔｇがあ
まりに高いと、体積効率が低下し、ノッキング発生の防
止やＮＯX 低減の上で不利であるため、高温過ぎるＥＧ
Ｒガスの還流は回避させるようにしたい。
【００５０】また、第１ルート８Ａが開通すると、ター
ビン５へ流入すべき排気エネルギの一部がタービン５へ
流入する前に第１ルート８Ａを通じて還流されることに
なり、その分だけ、過給圧が減少してしまい、十分なエ
ンジン出力が得られなくなる。したがって、加速時等の
エンジン負荷が高い場合には、第２ルート８Ｂを利用し
て排気ガスを還流するのが適している。
【００５１】そこで、加速時等のエンジン負荷が大きい
時や排気温度Ｔｇが高いときには、第２開閉弁９Ｂを開
放して第２ルート８Ｂを開通させるようにして、より低
温のＥＧＲガスを還流させるようにしているのである。
そして、このように第２ルート８Ｂを用いてＥＧＲガス
を還流させる場合、タービン５への仕事をした後の排気
ガスを還流することになるので、ＥＧＲガスの圧力が低
下して十分な排気ガス還流率を確保しにくい。特に、加
速時には、過給機４による過給が強力に行なわれて吸気
通路２内を流通する給気（新気）の圧力が高くなってい
るので、給気（新気）の圧力がＥＧＲガスの導入の妨げ
となって、十分な排気ガス還流率を確保しにくい。
【００５２】そこで、第２ルート８Ｂを用いてＥＧＲガ
スを還流させる場合には、吸気通路２におけるＥＧＲガ
ス導入部（第２ルート８Ｂの接続部）の上流側に設けら
れた絞り弁１１を半開状態として、給気（新気）の圧力
を抑制させるようにすることで、排気ガスの還流を促進
し十分な排気ガス還流率を確保できるようにしているの
である。
【００５３】なお、本実施例では、車両（又はエンジ
ン）の加速判定はアクセル開度ＡＰＳの変化率（増加
率）ΔＡＰＳを利用しており、アクセル開度ＡＰＳの変
化率ΔＡＰＳが閾値α（＞０）よりも大きいと加速中で
あると判定し、排気温度Ｔｇの判定は、閾値温度Ｔｇｒ
を設け、排気温度Ｔｇがこの閾値温度Ｔｇｒよりも大き
い時（Ｔｇ＞Ｔｇｒ）に排気温度Ｔｇが高いものと判定
するようになっている。
【００５４】また、排気ガス還流時には、車両又はエン
ジンが加速しているか否かを判定するので、この排気ガ
ス還流運転領域を加速判定領域ともいう。一方、排気ガ
ス還流時に、車両が加速していないなどエンジン負荷が
大きくなければ、第１開閉弁９Ａを開放して第１ルート
８Ａを開通させ、第２開閉弁９Ｂを閉じて第２ルート８
Ｂは閉鎖させ、絞り弁１１は全開とする。
【００５５】つまり、エンジンの低負荷域では、ＥＧＲ
ガスの温度が低いと燃焼速度が遅くなって燃焼が不安定
になりやすく、また、ＥＧＲ率でもＥＧＲガスの温度が
高温の場合よりもポンピングロスが増大するため、ＥＧ
Ｒガスの温度が高いほうが有利であるため、比較的高温
のＥＧＲガスを還流できる第１ルート８Ａを利用して排
気ガスを還流するのである。
【００５６】また、この時には、過給機４による過給は
それほど強くなく、一方、還流排気ガスはタービン５へ
の仕事をする前のものなので圧力が高い。このため、排
気ガス還流率は十分に得られるので、絞り弁１１を全開
状態とするのである。なお、第１開閉弁９Ａの開度制御
については、例えば冷却水温Ｔｗが高いほど開度を大き
くして排気ガス還流量を増加させ、エンジン回転数Ｎｅ
が大きいほど開度を小さくして排気ガス還流量を減少さ
せ、アクセル開度ＡＰＳが大きいほど開度を小さくして
排気ガス還流量を減少させるように設定することができ
る。
【００５７】本発明の第１実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、例えば図４のフローチャートに示すようにして、排
気ガスの還流制御やバイパス通路切換制御が行われる。
つまり、まず、エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度ＡＰ
Ｓ，エンジン冷却水の水温Ｔｗ，排気温度Ｔｇを読み込
んで（ステップＳ１０）、エンジンの運転状態が排気ガ
ス還流運転領域内か否かを判定する。つまり、冷却水温
度Ｔｗが閾値ＴｗＬ以上か否かを判定する（ステップＳ
２０）。冷却水温度Ｔｗが閾値ＴｗＬ以上なら、エンジ
ン回転速度Ｎｅが閾値ＮｅＨ以下か否かを判定する（ス
テップＳ３０）。ここで、エンジン回転速度Ｎｅが閾値
ＮｅＨ以下なら、アクセル開度ＡＰＳが閾値ＡＰＳＨ以
下か否かを判定する（ステップＳ４０）。
【００５８】そして、ここで、アクセル開度ＡＰＳが閾
値ＡＰＳＨ以下であれば、エンジンの運転状態は排気ガ
ス還流運転領域内にあることになり、ステップＳ５０へ
進むが、ステップＳ２０〜Ｓ４０のいずれかで否定判定
されると、排気ガス還流運転領域ではないので、ステッ
プＳ９０へ進み、第１ルート８Ａ，第２ルート８Ｂをい
ずれも閉鎖し、絞り弁１１は全開として、排気ガス還流
（ＥＧＲ）は行なわない。
【００５９】一方、ステップＳ５０では、加速判定を行
なう。つまり、アクセル開度ＡＰＳの変化率（増加率）
ΔＡＰＳが閾値α（＞０）よりも大きいか否かにより、
変化率ΔＡＰＳが閾値αよりも大きい（ΔＡＰＳ＞α）
と加速中であると判定し、ステップＳ６０へ進む。ま
た、変化率ΔＡＰＳが閾値αよりも大きくなければ加速
中でないと判定し、ステップＳ７０へ進んで、排気温度
Ｔｇの判定を行なう。
【００６０】つまり、排気温度Ｔｇを閾値温度Ｔｇｒと
比較して、排気温度Ｔｇがこの閾値温度Ｔｇｒよりも大
きい時（Ｔｇ＞Ｔｇｒ）に排気温度Ｔｇが高いものと判
定し、ステップＳ６０へ進む。また、排気温度Ｔｇがこ
の閾値温度Ｔｇｒよりも大きくなければ排気温度Ｔｇが
高くないと判定して、ステップＳ８０へ進む。このよう
にして、排気ガス還流運転領域の場合に、加速中である
か又は排気温度が高ければ、ステップＳ６０へ進み、第
１ルート８Ａを閉鎖し、第２ルート８Ｂを開放して、絞
り弁１１は半開として、第２ルート８Ｂを通じて排気ガ
ス還流（ＥＧＲ）を行なう。
【００６１】これにより、比較的低温の排気ガスが還流
するようになるため、給気の体積効率が向上し、ノッキ
ングの発生が防止される。また、燃焼温度の低下にも寄
与し、ＮＯX 低減が促進される。また、第２ルート８Ｂ
を通じて、タービン５を駆動した後の排気ガスが還流さ
れるので、排気ガス流によりタービンが十分に駆動され
高い過給圧を確保することができるため、加速時に要求
される大きなエンジン出力を得られる利点もある。
【００６２】また、このように第２ルート８Ｂを用いて
ＥＧＲガスを還流させる場合、タービン５への仕事をし
た後の排気ガスを還流することになるので、ＥＧＲガス
の圧力が低下して十分な排気ガス還流率を確保しにくい
が、この第２ルート８Ｂを用いてＥＧＲガスを還流させ
る場合には、絞り弁１１を半開状態とするので、給気
（新気）の圧力が抑制されて排気ガスの還流が促進され
十分な排気ガス還流率を確保できる。
【００６３】なお、この場合の絞り弁１１の開度（絞り
度合い）を、例えばアクセル開度ＡＰＳ変化率ΔＡＰＳ
や排気温度Ｔｇに応じて調整するようにして、過給効率
と排気ガス還流とをバランスさせるように制御すること
も考えられる。一方、排気ガス還流運転領域の場合に、
加速中でなく且つ排気温度が高くなければ、ステップＳ
８０へ進み、第１ルート８Ａを開放し、第２ルート８Ｂ
を閉鎖して、絞り弁１１は全開として、第１ルート８Ａ
を通じて排気ガス還流（ＥＧＲ）を行なう。この時の第
１開閉弁９Ａの開度は、 なお、第１開閉弁９Ａの開度
制御については、例えば冷却水温Ｔｗ，エンジン回転数
Ｎｅ，アクセル開度ＡＰＳ等に基づいて行なう。
【００６４】これにより、比較的高温のＥＧＲガスが還
流されるようになり、エンジンの低負荷域でＥＧＲガス
の温度が低いと生じやすい、燃焼速度の遅延による燃焼
の不安定化やポンピングロスによるＥＧＲ率の低下が抑
制されて、安定した燃焼が得られるとともに、十分なＥ
ＧＲ率による燃焼温度の低下によって、ＮＯX 低減が促
進される利点がある。
【００６５】また、この時には、還流排気ガスはタービ
ン５への仕事をする前のものなので圧力が高く、排気ガ
ス還流率は十分に得られるので、絞り弁１１を全開状態
とすることで、過給機を効率よく利用しながらエンジン
出力を得ることができる。ところで、この実施例では、
第２ルート８Ｂの吸気通路２への接続部が、第１ルート
８Ａの吸気通路２への接続部よりも上流側に配置されて
いるが、例えば図５に示すように、第２ルート８Ｂの吸
気通路２への接続部を第１ルート８Ａの吸気通路２への
接続部よりも下流側に配置してもよい。この場合には、
絞り弁１１は第２ルート８Ｂの吸気通路２への接続部の
直ぐ上流部分（したがって、第１ルート８Ａの吸気通路
２への接続部よりも下流側）に配置することができる。
【００６６】また、吸気通路２に冷却器（インタクー
ラ）１３を設ける場合には、例えは図６に示すように、
過給コンプレッサ６の下流側の第１ルート８Ａや第２ル
ート８Ｂの吸気通路２への接続部及び絞り弁１１の上流
側へ配置すればよい。この配置により、インタクーラ１
３内を還流排気ガスが流通しないので、インタクーラ１
３の汚染や損傷を回避できる利点がある。
【００６７】次に、本発明の第２実施例について説明す
ると、第２実施例では、図７に示すように、第１排気ガ
ス還流通路（第１ルート）８Ａと第２排気ガス還流通路
（第２ルート）８Ｂとが各下流部（給気通路２側部分）
において合流しており、この合流部に開閉弁機構として
の切替弁１５がそなえられた構成になっている。つま
り、一端を排気通路３のタービン５よりも上流側に連通
する第１の排気ガス導入路１４Ａと、一端を排気通路３
のタービン５よりも下流側に連通する第２の排気ガス導
入路１４Ｂと、一端を給気通路２のコンプレッサ６より
も下流側に連通する排気ガス供給路１４Ｃとが設けら
れ、２つの排気ガス導入路１４Ａ，１４Ｂの各他端は互
いに合流するようにして排気ガス供給路１４Ｃの他端へ
接続されている。
【００６８】第１ルート８Ａは、第１の排気ガス導入路
１４Ａと排気ガス供給路１４Ｃとから構成され、第２ル
ート８Ｂは、第２の排気ガス導入路１４Ｂと排気ガス供
給路１４Ｃとから構成されている。そして、両排気ガス
導入路１４Ａ，１４Ｂと排気ガス供給路１４Ｃとの接続
部に、第１排気ガス導入路１４Ａと排気ガス供給路１４
Ｃとを連通させるモードと第２排気ガス導入路１４Ｂと
排気ガス供給路１４Ｃとを連通させるモードとを切り替
えうる切替弁１５が設けられている。
【００６９】また、切替弁１５の下流側の排気ガス供給
路１４Ｃには、開閉弁機構としての開度調整弁１６が介
装されている。さらに、吸気通路２の排気ガス供給路１
４Ｃ導入部よりも上流側に、絞り弁１１が設けられてい
る。これらの切替弁１５，開度調整弁１６は、例えば電
磁弁で構成でき、開度調整弁１６については、デューテ
ィ制御によって開度調整を行なえるようになっている。
【００７０】そして、これらの切替弁１５，開度調整弁
１６，絞り弁１１の制御は、第１実施例と同様に、エン
ジン１の運転状態に基づいてＥＣＵ１０を通じて制御さ
れるようになっている。つまり、ＥＣＵ１０では、エン
ジン回転数Ｎｅ，アクセル開度ＡＰＳ，エンジンの冷却
水温Ｔｗに基づいて、エンジンの運転状態が排気ガス還
流運転領域にあれば、第１ルート８Ａ又は第２ルート８
Ｂを開通させて排気ガス還流を行ないように切替弁１
５，開度調整弁１６，絞り弁１１を制御する。
【００７１】また、エンジンの運転状態が排気ガス還流
運転領域になければ、ＥＣＵ１０では、開度調整弁１６
を全閉して第１ルート８Ａも第２ルート８Ｂも閉鎖して
排気ガス還流を行なわないように制御し、絞り弁１１は
全開とする。エンジンが排気ガス還流運転領域にある場
合には、ＥＣＵ１０では、第１実施例と同様に、加速時
又は排気ガスの高温時に第２ルート８Ｂを開通させて絞
り弁１１を半開とＬて、加速時でもなく排気ガスが高温
でもなけれは第１ルート８Ａを開通させて絞り弁１１を
全開とするように制御を行なう。この時、第１ルート８
Ａと第２ルート８Ｂとの切替は切替弁１５により行な
い、また、排気ガス還流率の調整は開度調整弁１６を通
じて行なう。
【００７２】本発明の第２実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、切替弁１５，開度調整弁１６，絞り弁１１を制御し
ながら第１実施例とほぼ同様の作用および効果を得るこ
とができる。また、この構成では、第１ルート８Ａと第
２ルート８Ｂとの一部が兼用されるので、ＥＧＲ通路の
構成が簡素化されて、スペース面でもコスト面でも有利
になる。
【００７３】なお、切替弁１５に第１ルート８Ａ及び第
２ルート８Ｂのいずれも全閉する閉鎖モードを追加し
て、開度調整弁１６を省略することも考えられる。この
場合、排気ガス還流率（還流量）を微調整するには、切
替弁１５についてデューティ制御によって開度調整を行
なえるように構成すればよい。また、上記の実施例で
は、加速判定（又は負荷判定）をアクセル開度の変化率
ΔＡＰＳで行なっているが、加速判定は、アクセル開度
ＡＰＳ自体によって行なってもよい。つまり、アクセル
開度ＡＰＳが閾値ＡＰＳ1 よりも大きければ加速状態と
判定するのである。
【００７４】また、加速判定は、エンジン回転数Ｎｅに
基づいて行なってもよい。つまり、例えば各制御サイク
ルで検出されたエンジン回転数Ｎｅからエンジン回転数
偏差ΔＮｅを求め、このエンジン回転数偏差ΔＮｅが予
め設定された閾値ΔＮｅ1 （ΔＮｅ1 ＞０）よりも大き
ければ加速中であると判断し、エンジン回転数偏差ΔＮ
ｅが予め設定された閾値ΔＮｅ2 （ΔＮｅ2 ＜０）より
も小さければ減速中であると判断することができる。
【００７５】また、このように、アクセル開度ＡＰＳや
エンジン回転数Ｎｅそのものに基づく他に、車速値Ｖや
過給圧ＰEGR 等に基づいて行なうことができる。つま
り、例えば各制御サイクルで検出された車速値Ｖから車
速偏差ΔＶを求め、この車速偏差ΔＶが予め設定された
閾値ΔＶ1 （ΔＶ1 ＞０）よりも大きければ加速中であ
ると判断し、エンジン回転数偏差ΔＶが予め設定された
閾値ΔＶ2（ΔＶ2 ＜０）よりも小さければ減速中であ
ると判断することができる。
【００７６】また、例えば各制御サイクルで検出された
過給圧ＰTCから過給圧偏差ΔＰTCを求め、この過給圧偏
差ΔＰTCが予め設定された閾値ΔＰTC1 （ΔＰTC1 ＞
０）よりも大きければ加速中であると判断し、過給圧偏
差ΔＰTCが予め設定された閾値ΔＰTC2 （ΔＰTC2 ＜
０）よりも小さければ減速中であると判断することがで
きる。
【００７７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関によれ
ば、内燃機関の排気通路に設けられ排気ガスの流れによ
り駆動されるタービンと該内燃機関の吸気通路に設けら
れ該タービンにより駆動されるコンプレッサとからなる
過給機と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
出手段と、該排気通路における該タービンよりも上流側
と該吸気通路における該コンプレッサよりも下流側とを
接続する第１還流通路、及び、該排気通路における該タ
ービンよりも下流側と該吸気通路における該コンプレッ
サよりも下流側とを接続する第２還流通路を有する排気
ガス還流通路と、該吸気通路における該コンプレッサよ
りも下流側で、且つ、該第２還流通路の開口の上流側に
介装された吸気用絞り弁と、該第１還流通路及び該第２
還流通路をそれぞれ開閉しうる開閉弁機構と、該運転状
態検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関が排気
ガス還流運転領域であるときに該第１還流通路及び該第
２還流通路のうちの一方を開放するように該開閉弁機構
を開閉制御するとともに、該第２還流通路の開放時に該
絞り弁を閉じ側に制御する制御手段とをそなえるという
構成により、該第１還流通路により排気ガスを還流させ
ることで、該排気通路における該タービンよりも上流側
から該吸気通路における該コンプレッサよりも下流側へ
と排気ガスが還流し、比較的高温で圧力の高い排気ガス
を吸気側へ還流させることができ、機関の低負荷時等に
機関の安定した燃焼と効率よいＮＯｘ低減を実現でき
る。
【００７８】また、該第２還流通路により排気ガスを還
流させることで、該排気通路における該タービンよりも
下流側から該吸気通路における該コンプレッサよりも下
流側へと排気ガスが還流するので、比較的低温の排気ガ
スを吸気側へ還流させることができ、機関の高負荷時等
に、給気の体積効率を向上させ、ノッキングの発生を防
止することや、燃焼温度を低下させてＮＯX 低減を促進
しうる効果もある。
【００７９】また、タービンを駆動した後の排気ガスが
還流されるので、排気ガス流によりタービンが十分に駆
動され高い過給圧を確保することができ、大きなエンジ
ン出力を得られる利点もある。そして、いずれの２還流
通路を用いて排気ガスの還流を行なっても、過給機のコ
ンプレッサよりも下流側へ排気ガスが還流するため、排
気ガスの熱によるコンプレッサの損傷や、排気ガス中の
パティキュレートに含まれたカーボン等がコンプレッサ
に付着することによる過給性能の低下が防止される効果
がある。
【００８０】さらに、該第２接続通路を用いると比較的
圧力の低い排気ガスを吸気側へ還流させることになり排
気ガスの還流率が低下しやすいが、該吸気通路における
該第２接続通路の開口の上流側に介装された該吸気用絞
り弁が閉じ側へ制御されるため、該開口の周囲の圧力が
低下して排気ガスの還流が促進され、排気ガスの還流率
を十分に確保でき、所望のＮＯX 低減を実現しうる効果
もある。
【００８１】請求項２記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項１記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関の加速を
検出する加速検出手段を有し、該制御手段が、該加速検
出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関の加速時
に、該第１通路を閉鎖するとともに該第２通路を開放す
るよう該開閉弁機構を開閉制御するように構成されるこ
とにより、給気の体積効率を向上させることでノッキン
グの発生を防止し、燃焼温度を低下させることでＮＯX
低減を促進しうる効果がある。
【００８２】また、タービンを駆動した後の排気ガスが
還流されるので、排気ガス流によりタービンが十分に駆
動され高い過給圧を確保することができ、加速時に要求
される大きなエンジン出力を得られる利点もある。さら
に、該吸気用絞り弁が閉じ側へ制御されるため、該開口
の周囲の圧力が低下して排気ガスの還流が促進され、排
気ガスの還流率を十分に確保でき、所望のＮＯX 低減を
実現しうる効果もある。
【００８３】請求項３記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項１又は２記載
の構成において、該運転状態検出手段が、該内燃機関の
負荷を検出する負荷検出手段とを有し、該制御手段が、
該負荷検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関の
高負荷時に、該第１通路を閉鎖するとともに該第２通路
を開放するよう該開閉弁機構を開閉制御するように構成
されることにより、給気の体積効率を向上させることで
機関の高負荷時に生じやすいノッキングの発生を防止
し、燃焼温度を低下させることでＮＯX 低減を促進しう
る効果がある。
【００８４】また、タービンを駆動した後の排気ガスが
還流されるので、排気ガス流によりタービンが十分に駆
動され高い過給圧を確保することができ、機関の高負荷
時に要求される大きなエンジン出力を得られる利点もあ
る。さらに、該吸気用絞り弁が閉じ側へ制御されるた
め、該開口の周囲の圧力が低下して排気ガスの還流が促
進され、排気ガスの還流率を十分に確保でき、所望のＮ
ＯX 低減を実現しうる効果もある。
【００８５】請求項４記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項３記載の構成
において、該負荷検出手段が、アクセルペダルの開度を
検出するアクセル開度センサから構成され、該制御手段
が、該アクセル開度センサから得られる該アクセルペダ
ルの開度又は開度偏差に基づいて該内燃機関の負荷状態
を判定するように構成されることにより、内燃機関の負
荷状態を容易で且つ確実に判定することができ、排気ガ
ス還流の制御を適切に行なうことができる利点がある。
【００８６】請求項５記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項１記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該排気ガスの温度を
検出する排気ガス温度検出手段を有し、該制御手段が、
該排気ガス温度検出手段により検出された該排気ガスの
温度が設定温度以上のとき、該第１通路を閉鎖するとと
もに該第２通路を開放するよう該開閉弁機構を開閉制御
するように構成されることにより、温度が過剰に高い排
気ガスが還流されなくなり、排気ガス還流により燃焼温
度を確実に低下させて、十分なＮＯX 低減効果を得るこ
とができる。
【００８７】請求項６記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項１〜５のいず
れかに記載の構成において、該開閉弁機構が、該第１接
続通路に設けられた第１開閉弁と、該第２接続通路に設
けられた第２開閉弁とをそなえるという構成により、開
閉弁機構の制御を確実に行なうことができ、排気ガス還
流の制御を確実且つ適切に行なうことができる利点があ
る。
【００８８】請求項７記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項１〜５のいず
れかに記載の構成において、該開閉弁機構が、該第１接
続通路及び該第２接続通路のいずれか一方を開通させ他
方を閉鎖する切替弁をそなえるという構成により、開閉
弁機構の制御を確実に行なうことができ、排気ガス還流
の制御を確実且つ適切に行なうことができるとともに、
排気ガス還流通路の構成を簡素化でき、設置スペースの
上でもコストの上でも利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の
模式的な構成図である。
【図２】本発明の第１実施例としての排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関の開閉弁の構成例を示す模式的
な断面図である。
【図３】本発明の第１実施例としての排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関の排気ガス還流制御の特性を示
す図である。
【図４】本発明の第１実施例としての排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関の動作を示すフローチャートで
ある。
【図５】本発明の第１実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関の変形例を示す内燃機関の吸気系及び
排気系の模式的な構成図である。
【図６】本発明の第１実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関の他の変形例を示す内燃機関の吸気系
及び排気系の模式的な構成図である。
【図７】本発明の第２実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の
模式的な構成図である。
【図８】従来の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機
関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の模式的な構成図
である。
【符号の説明】 １ ディーゼルエンジン本体（エンジン） ２ 吸気通路 ３ 排気通路 ４ 過給機（ターボチャージャ） ５ 過給用タービン ６ 過給用コンプレッサ ７は排気ガス還流装置（ＥＧＲシステム） ８Ａ 第１排気ガス還流通路（第１ルート） ８Ｂ 第２排気ガス還流通路（第２ルート） ９Ａ 開閉弁機構としての第１開閉弁 ９Ｂ 開閉弁機構としての第２開閉弁 １０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １１ 絞り弁 １２Ａ 弁体 １２Ｂ ダイヤフラム １２Ｃ ダイヤフラム室 １２Ｄ 負圧室 １２Ｅ 負圧供給路 １２Ｆ 電磁弁 １２Ｇ スプリング １３ 冷却器（インタクーラ） １４Ａ 第１の排気ガス導入路 １４Ｂ 第２の排気ガス導入路 １４Ｃ 排気ガス供給路 １５ 開閉弁機構としての切替弁 １６ 開閉弁機構としての開度調整弁 ２１ エンジン回転数センサ ２２ アクセル開度センサ ２３ 水温センサ ２４ 排温センサ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ排気ガス
    の流れにより駆動されるタービンと該内燃機関の吸気通
    路に設けられ該タービンにより駆動されるコンプレッサ
    とからなる過給機と、 該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該排気通路における該タービンよりも上流側と該吸気通
    路における該コンプレッサよりも下流側とを接続する第
    １還流通路、及び、該排気通路における該タービンより
    も下流側と該吸気通路における該コンプレッサよりも下
    流側とを接続する第２還流通路を有する排気ガス還流通
    路と、 該吸気通路における該コンプレッサよりも下流側で、且
    つ、該第２還流通路の開口の上流側に介装された吸気用
    絞り弁と、 該第１還流通路及び該第２還流通路をそれぞれ開閉しう
    る開閉弁機構と、 該運転状態検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機
    関が排気ガス還流運転領域であるときに該第１還流通路
    及び該第２還流通路のうちの一方を開放するように該開
    閉弁機構を開閉制御するとともに、該第２還流通路の開
    放時に該絞り弁を閉じ側に制御する制御手段とをそなえ
    ていることを特徴とする、排気ガス還流制御装置付き過
    給式内燃機関。
  2. 【請求項２】 該運転状態検出手段が、該内燃機関の加
    速を検出する加速検出手段を有し、 該制御手段が、該加速検出手段からの検出情報に基づい
    て該内燃機関の加速時に、該第１通路を閉鎖するととも
    に該第２通路を開放するよう該開閉弁機構を開閉制御す
    るように構成されていることを特徴とする、請求項１記
    載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  3. 【請求項３】 該運転状態検出手段が、該内燃機関の負
    荷を検出する負荷検出手段とを有し、 該制御手段が、該負荷検出手段からの検出情報に基づい
    て該内燃機関の高負荷時に、該第１通路を閉鎖するとと
    もに該第２通路を開放するよう該開閉弁機構を開閉制御
    するように構成されていることを特徴とする、請求項１
    又は２記載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機
    関。
  4. 【請求項４】 該負荷検出手段が、アクセルペダルの開
    度を検出するアクセル開度センサから構成され、 該制御手段が、該アクセル開度センサから得られる該ア
    クセルペダルの開度又は開度偏差に基づいて該内燃機関
    の負荷状態を判定するように構成されていることを特徴
    とする、請求項３記載の排気ガス還流制御装置付き過給
    式内燃機関。
  5. 【請求項５】 該運転状態検出手段が、該排気ガスの温
    度を検出する排気ガス温度検出手段を有し、 該制御手段が、該排気ガス温度検出手段により検出され
    た該排気ガスの温度が設定温度以上のとき、該第１通路
    を閉鎖するとともに該第２通路を開放するよう該開閉弁
    機構を開閉制御するように構成されていることを特徴と
    する、請求項１記載の排気ガス還流制御装置付き過給式
    内燃機関。
  6. 【請求項６】 該開閉弁機構が、該第１還流通路に設け
    られた第１開閉弁と、該第２還流通路に設けられた第２
    開閉弁とをそなえていることを特徴とする、請求項１〜
    ５のいずれかに記載の排気ガス還流制御装置付き過給式
    内燃機関。
  7. 【請求項７】 該開閉弁機構が、該第１還流通路及び該
    第２還流通路のいずれか一方を開通させ他方を閉鎖する
    切替弁をそなえていることを特徴とする、請求項１〜５
    のいずれかに記載の排気ガス還流制御装置付き過給式内
    燃機関。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000034955A (ja) * 1998-07-21 2000-02-02 Nissan Diesel Motor Co Ltd 排気循環装置
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