JPH09250404A - Intake controller for engine - Google Patents

Intake controller for engine

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Publication number
JPH09250404A
JPH09250404A JP8062799A JP6279996A JPH09250404A JP H09250404 A JPH09250404 A JP H09250404A JP 8062799 A JP8062799 A JP 8062799A JP 6279996 A JP6279996 A JP 6279996A JP H09250404 A JPH09250404 A JP H09250404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
intake
egr
opening
exhaust gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP8062799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Yonemura
幸夫 米村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP8062799A priority Critical patent/JPH09250404A/en
Publication of JPH09250404A publication Critical patent/JPH09250404A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve optimum EGR over a wide range of engine operating conditions by controlling EGR in a small quantity with high accuracy in a low load region and supplying the EGR in a large quantity in a high load region with ease at a low cost, and actuating an intake control valve and an additional opening/closing valve in coordination with each other. SOLUTION: A second (additional) EGR passage 54b bypassing an EGR valve 56 is provided independently of a first EGR passage 54a. An additional opening/ closing valve 80 is disposed in the second EGR passage 56b. Based on throttle opening degrees, engine operating conditions are classified into four steps: a low load region, an intermediate load region, a high load region and a fully opened run neighboarhood region. The operations of the additional opening/ closing valve 80 and a TCV 86 are coordinated with each other at each step, thereby achieving optimum EGR.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシリンダ内に流入す
る吸気を制御するエンジンの吸気制御装置に関し、特
に、排気ガスの一部を吸気通路に還流させる排気還流制
御手段とシリンダ内にタンブル、スワール等のガス流動
を発生させる吸気制御手段とを備えたエンジンの吸気制
御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine intake control device for controlling intake air flowing into a cylinder, and more particularly to exhaust gas recirculation control means for recirculating a part of exhaust gas to an intake passage and tumble and swirl in the cylinder. The present invention relates to an intake control device for an engine including an intake control means for generating a gas flow such as

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、排気通路内の排気ガスの一部
を吸気通路に還流させる排気還流(以下、単にEGRと
いう)システムと吸入通路の一部を閉塞することにより
シリンダ内にタンブル(縦旋回流)、スワール(横旋回
流)等の所望のガス流動を生じさせる吸気制御弁とを備
えたエンジンの吸気制御装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas recirculation (hereinafter simply referred to as EGR) system for recirculating a part of exhaust gas in an exhaust passage to an intake passage and a part of an intake passage to tumble (longitudinal) 2. Description of the Related Art An intake control device for an engine including an intake control valve that produces a desired gas flow such as swirl flow) or swirl (lateral swirl flow) is known.

【0003】一般的なEGRシステムでは、排気通路と
吸気通路とを連通するEGR通路の途中に設けられたE
GRバルブの開度を制御して、排気通路内から吸気通路
内に還流させる排気ガスの量を調整し、これにより、燃
焼温度を下げてNOx発生量を低減させるとともに、ポ
ンピングロス低減による燃費の向上を図っている。ここ
で、EGRバルブとしては、吸気管内の負圧を利用して
ダイヤフラムを変位させる負圧式のものや、電動モータ
を利用して弁体を開閉させる電子制御式のものがあり、
更に、電子制御式のものには、ステッピングモータ等の
パルスモータを利用してバルブのリフト量を制御するも
のや、電磁ソレノイドへの通電を時間比例制御するもの
等が知られている。
In a general EGR system, an E provided in the middle of an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage.
The opening of the GR valve is controlled to adjust the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage, thereby lowering the combustion temperature to reduce the NOx generation amount and reducing fuel consumption by reducing pumping loss. We are trying to improve. Here, as the EGR valve, there are a negative pressure type that uses a negative pressure in the intake pipe to displace the diaphragm, and an electronically controlled type that opens and closes the valve body using an electric motor.
Further, as the electronically controlled type, there are known ones that use a pulse motor such as a stepping motor to control the valve lift amount, and one that controls the power supply to the electromagnetic solenoid in a time proportional manner.

【0004】上記負圧式のEGRバルブは、スロットル
開度に応じてEGR率が制御されるものであるため、そ
の制御範囲は自ずと限られたものとなっている。そこ
で、近年は、よりエンジンの運転状態に最適なEGR率
を実現するために、電子制御式のEGRバルブが比較的
多く提案されている。このような従来のEGRシステム
では、EGRバルブ駆動用のステッピングモータへ出力
するパルス信号を、エンジンの吸入空気量、回転数、吸
気管圧力等の各運転状態パラメータに応じて設定された
値によって調整し、これにより、運転状態に最適なEG
R率を実現するようにEGRバルブのリフト量を制御し
ている。従って、エンジンの各運転状態毎に最適なEG
R率が予めマップ化されて設定されており、エンジンの
運転状態が変化した場合には、その変化後の運転状態に
応じたEGR率を実現すべく、ステッピングモータに必
要なパルス信号が出力される。
Since the EGR valve of the negative pressure type EGR valve is controlled in accordance with the throttle opening, its control range is naturally limited. Therefore, in recent years, a relatively large number of electronically controlled EGR valves have been proposed in order to realize an EGR rate most suitable for the operating state of the engine. In such a conventional EGR system, the pulse signal output to the stepping motor for driving the EGR valve is adjusted by a value set according to each operating state parameter such as the intake air amount of the engine, the number of revolutions, the intake pipe pressure, and the like. This makes it possible to optimize the EG
The lift amount of the EGR valve is controlled so as to realize the R ratio. Therefore, the optimum EG for each operating state of the engine
The R ratio is set in advance in a map, and when the operating condition of the engine changes, a pulse signal necessary for the stepping motor is output to realize the EGR ratio according to the changed operating condition. It

【0005】一方、吸気通路に設けられる吸気制御弁
は、シリンダ内にタンブル、スワール等のガス流動を発
生させ、これにより、火炎伝播速度を早めて低負荷走行
時の燃焼状態を改善し、燃費の向上等を達成するもので
ある。ここで、この吸気制御弁には、主として、シリン
ダの略縦断面方向に沿ったタンブルを生成するタンブル
制御弁と、シリンダの略横断面方向に沿ったスワールを
生成するスワール制御弁とがあり、これらタンブル、ス
ワールの別に応じて、吸気ポートの形状も適宜選定され
る。
On the other hand, the intake control valve provided in the intake passage generates a gas flow such as tumble or swirl in the cylinder, which accelerates the flame propagation speed to improve the combustion state during low load running, thereby improving fuel economy. To achieve the improvement of Here, the intake control valve mainly includes a tumble control valve that generates a tumble along a substantially longitudinal section of the cylinder and a swirl control valve that generates a swirl along a substantially transverse section of the cylinder. The shape of the intake port is appropriately selected depending on whether the tumble or swirl is used.

【0006】また、特開平5−99081号公報の技術
では、EGR通路の途中にステッピングモータを用いた
電子制御式のEGRバルブを小流量制御用バルブとして
設けると共に、この電子制御式EGRバルブと並列に負
圧式のEGRバルブを大流量制御用バルブとして設けて
いる。そして、負圧式EGRバルブのバルブ開度に基づ
いて電子制御式EGRバルブの開度を調整することによ
り、負圧式EGRバルブで調整されるEGR量と電子制
御式EGRバルブで調整されるEGR量との合計流量が
エンジンの運転条件に応じた最適流量となるように、電
子制御式EGRバルブの開度を制御している。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99081, an electronically controlled EGR valve using a stepping motor is provided as a small flow rate control valve in the middle of the EGR passage, and in parallel with this electronically controlled EGR valve. Further, a negative pressure type EGR valve is provided as a large flow rate control valve. Then, by adjusting the opening degree of the electronic control type EGR valve based on the valve opening degree of the negative pressure type EGR valve, the EGR amount adjusted by the negative pressure type EGR valve and the EGR amount adjusted by the electronic control type EGR valve are adjusted. The opening degree of the electronically controlled EGR valve is controlled so that the total flow rate of the above is the optimum flow rate according to the operating conditions of the engine.

【0007】更に、特開昭59−49359号公報に
は、スワールを発生させる吸気制御弁が閉弁している
間、すなわちスワールを生じさせている間のみEGRを
許可するようにした技術が開示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 59-49359 discloses a technique for permitting EGR only while the intake control valve for generating the swirl is closed, that is, while the swirl is being generated. Has been done.

【0008】また、特開平5−113154号公報の技
術では、スワールを停止する前にEGRを先行して開始
し、これにより、スワール停止によるトルク増大とEG
R開始によるトルク減少とを相殺してトルクショックの
低減を図っている。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-113154, EGR is started before the swirl is stopped, whereby the torque increase due to the swirl stop and the EG.
Torque shock is reduced by offsetting the torque decrease due to the start of R.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のような電子制御
式のEGRバルブを用いたEGR装置においては、エン
ジン運転条件に基づいてバルブ開度を微調整することが
できる。従って、例えば要求されるEGR量の少ない低
負荷域等の運転条件でのEGR制御精度を高めることが
可能である。しかし、この反面、低負荷側での制御精度
に合わせてEGRバルブの仕様を決定すると、高負荷域
では、要求されるEGR量を確保できない可能性があ
る。
In the EGR device using the electronically controlled EGR valve as described above, the valve opening can be finely adjusted based on the engine operating conditions. Therefore, for example, it is possible to improve the EGR control accuracy under operating conditions such as a low load region where the required EGR amount is small. However, on the other hand, if the specifications of the EGR valve are determined in accordance with the control accuracy on the low load side, the required EGR amount may not be secured in the high load range.

【0010】即ち、EGRバルブを通過するEGR量
は、圧力(例えば、排気側の圧力と吸気側の圧力との差
圧)とEGRバルブの開度によって定まるため、高負荷
域で要求される大量のEGR流量を確保するためには、
EGRバルブの弁体が開閉する部分の開口面積(絞り面
積)を十分大きくしておく必要がある。しかし、その開
口面積を高負荷側に合わせて広げておくと、僅かなバル
ブリフトの変化でその部分の開口面積が急変するため、
EGR量も急激に変化する。
That is, the EGR amount passing through the EGR valve is determined by the pressure (for example, the pressure difference between the exhaust side pressure and the intake side pressure) and the opening degree of the EGR valve, and therefore the large amount required in the high load range. To secure the EGR flow rate of
The opening area (throttle area) of the portion where the valve body of the EGR valve opens and closes must be sufficiently large. However, if the opening area is widened to match the high load side, a slight change in valve lift causes the opening area at that portion to change suddenly.
The EGR amount also changes rapidly.

【0011】従って、高負荷側に設定されたEGRバル
ブによって低負荷域におけるEGR量を制御しようとす
れば、実質的にEGRオンかEGRオフの2段階的制御
状態に近いものとなり、このラフなEGR制御が失火の
原因となったり運転性を低下させるおそれがある。すな
わち、低負荷域では吸入空気量が少なくEGRが燃焼に
与える影響が大きいため、微小なEGRを高精度で制御
する必要があり、一方、高負荷域では吸入空気量が多く
大量のEGRをかけても燃焼にはほとんど影響が出ない
ため、高負荷域では、EGRによる燃費改善などの効果
を得るためにも大量のEGRを確保することが求めら
れ、このように両者は相反する関係にある。
Therefore, if the EGR valve set on the high load side is used to control the EGR amount in the low load region, it will be substantially close to a two-step control state of EGR ON or EGR OFF, which is a rough condition. The EGR control may cause a misfire or reduce drivability. That is, since the intake air amount is small in the low load region and the influence of the EGR on combustion is large, it is necessary to control the minute EGR with high accuracy. On the other hand, in the high load region, the intake air amount is large and a large amount of EGR is applied. However, since it has almost no effect on combustion, it is required to secure a large amount of EGR in order to obtain the effect of improving fuel efficiency by EGR in the high load range, and thus the two have a conflicting relationship. .

【0012】一方、吸気制御弁によって生成されるタン
ブル、スワールあるいはタンブルとスワールとが混合し
た筒内ガス流動により、燃焼状態が安定化し、リ−ン燃
焼運転等が可能となる。従って、EGR制御と吸気制御
弁の制御とは、共に燃焼性に関与しており、両者は密接
な関係を有する。しかし、従来技術では、両制御を別個
のものとして制御しているので、エンジン運転状態に応
じた最適なEGRを実現することができず、排気エミッ
ションおよび燃費に改善の余地がある。
On the other hand, the tumble, the swirl, or the in-cylinder gas flow in which the tumble and the swirl are mixed by the intake control valve stabilizes the combustion state and enables the lean combustion operation and the like. Therefore, both the EGR control and the control of the intake control valve are involved in the combustibility, and the two have a close relationship. However, in the conventional technology, since both controls are controlled separately, it is not possible to realize the optimum EGR according to the engine operating state, and there is room for improvement in exhaust emission and fuel efficiency.

【0013】このような欠点を解消するために、前記特
開平5−99081号公報に記載の技術では、ステッピ
ングモータを用いた電子制御式EGRバルブと並列に高
負荷域用の負圧式EGRバルブを設け、高負荷域での大
量のEGR流量と低負荷域での小量のEGR流量との両
立を図っている。しかし、高負荷域での大流量の確保の
ために、負圧式EGRバルブを設けることは、製造コス
トの増大につながる。しかも、この従来技術では、EG
R制御と吸気制御弁の制御との関連付けがされていない
ため、エンジン運転状態に応じた最適なEGRを得るこ
とができない。
In order to solve such a drawback, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99081, a negative pressure type EGR valve for a high load range is provided in parallel with an electronically controlled EGR valve using a stepping motor. The large EGR flow rate in the high load range and the small EGR flow rate in the low load range are compatible with each other. However, providing a negative pressure type EGR valve in order to secure a large flow rate in the high load region leads to an increase in manufacturing cost. Moreover, in this conventional technique, EG
Since the R control and the control of the intake control valve are not associated with each other, the optimum EGR according to the engine operating state cannot be obtained.

【0014】また、特開昭59−49359号公報に記
載の技術では、スワールを生じさせている間のみEGR
を実行することにより、NOx発生量の低減を図ってい
る。しかし、この従来技術によるものでは、低負荷域で
の高精度EGRと高負荷域での大量EGRとを両立させ
るという課題は考慮されておらず、また、低負荷域での
みEGRとスワールとを部分的に関連付けて作動させる
に過ぎないから、広いエンジン運転状態における最適な
EGRを得ることができない。
Further, according to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-49359, the EGR is performed only while the swirl is generated.
By executing the above, the NOx generation amount is reduced. However, this conventional technique does not take into consideration the problem of achieving both high-precision EGR in the low load range and large-volume EGR in the high load range, and that EGR and swirl are achieved only in the low load range. It is not possible to obtain the optimum EGR in a wide engine operating condition because the operations are only partially related.

【0015】更に、特開平5−113154号公報に記
載の技術では、スワール停止に先だってEGRを開始す
ることにより、トルクショックの低減を図っている。し
かし、この従来技術でも、上記特開昭59−49359
号公報の技術と同様に、高精度EGR制御と大量EGR
とを無理なく両立させる点は考慮されておらず、また、
エンジン運転状態に応じてEGR制御と吸気制御弁の制
御とを協調させるものではないので、燃焼性改善の余地
が残されている。
Further, in the technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-113154, EGR is started before the swirl is stopped to reduce the torque shock. However, even with this conventional technique, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 59-49359.
High-precision EGR control and large-volume EGR, similar to the technique disclosed in the publication.
It is not taken into consideration that both and are compatible with each other, and
Since the EGR control and the control of the intake control valve are not coordinated according to the engine operating state, there is room for improving the combustibility.

【0016】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、低負荷域での高精度
の排気還流と高負荷域での大量の排気還流とを簡易な構
造で両立できるとともに、広い運転状態にわたって最適
なEGR制御と燃焼性改善が同時に実現できるようにし
た吸気制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and an object thereof is to easily perform highly accurate exhaust gas recirculation in a low load region and large amount exhaust gas recirculation in a high load region. An object of the present invention is to provide an intake control device that is compatible with the structure and that is capable of simultaneously achieving optimum EGR control and combustibility improvement over a wide operating state.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る吸気制御装置は、通常のEGR通路とは別に
設けられた新たなEGR通路を連通または遮断するオン
オフ動作の付加開閉バルブを用いて、低負荷域での高精
度制御と高負荷域での大量のEGRとの両立を達成する
とともに、EGR制御とガス流動を発生させる吸気制御
弁の制御とを協調させている。
In order to achieve the above object, an intake control device according to the present invention is provided with an additional on-off operation opening / closing valve for communicating or blocking a new EGR passage provided separately from a normal EGR passage. By using this, both high precision control in the low load range and a large amount of EGR in the high load range are achieved, and the EGR control and the control of the intake control valve that generates gas flow are coordinated.

【0018】即ち、通常の排気還流制御手段とは別に付
加排気還流制御手段を設け、エンジン運転条件に応じて
付加排気還流制御手段と吸気制御手段とを所定の制御パ
ターンに基づき協調させて制御することにより、低負荷
域での高精度なEGR制御と高負荷域での大量のEGR
とを両立させるとともに、広い運転条件にわたって最適
なEGRを実現することができる。
That is, an additional exhaust gas recirculation control means is provided separately from the normal exhaust gas recirculation control means, and the additional exhaust gas recirculation control means and the intake air control means are controlled in a coordinated manner based on a predetermined control pattern in accordance with engine operating conditions. This enables highly accurate EGR control in the low load range and a large amount of EGR in the high load range.
It is possible to achieve both of the above, and to realize the optimum EGR over a wide range of operating conditions.

【0019】また、低負荷域、中負荷域、高負荷域およ
び全開走行近傍域の4段階のそれぞれについて、付加排
気還流通路を開閉する付加開閉バルブの開閉動作と前記
吸気制御弁の開閉動作とをパターン化し制御することに
より、各運転条件に応じた最適なEGRを容易に得るこ
とができる。
Further, in each of four stages of a low load region, a medium load region, a high load region and a region near full-open running, an opening / closing operation of an additional opening / closing valve for opening / closing the additional exhaust gas recirculation passage and an opening / closing operation of the intake control valve are performed. It is possible to easily obtain the optimum EGR according to each operating condition by patterning and controlling.

【0020】具体的には、制御パターンを以下の4パタ
ーンで形成することにより、エンジン運転条件に応じた
最適なEGRを得ることができる。第1に、低負荷域で
は、付加開閉バルブおよび吸気制御弁を共に閉弁させる
ことにより、吸気制御弁のガス流動によって燃焼状態が
安定化され、かつシリンダ内には少量のEGRが精度よ
く供給されることとなる。
Specifically, by forming the control pattern with the following four patterns, it is possible to obtain the optimum EGR according to the engine operating conditions. First, in the low load region, by closing both the additional opening / closing valve and the intake control valve, the combustion state is stabilized by the gas flow of the intake control valve, and a small amount of EGR is accurately supplied into the cylinder. Will be done.

【0021】第2に、中負荷域では、付加開閉バルブを
開弁させる一方吸気制御弁を閉弁させることにより、吸
気制御弁のガス流動によって燃焼状態が安定化され、シ
リンダ内には大量のEGRをかけることができる。第3
に、高負荷域では、付加開閉バルブおよび吸気制御弁を
共に開弁させることにより、吸入抵抗を減らして大量の
空気を供給しつつ、大量のEGRをかけることができ
る。第4に、全開走行近傍域では、付加開閉バルブを閉
弁させる一方、吸気制御弁を開弁させることにより、吸
入抵抗を減らして大量の空気を供給しつつ、EGRをカ
ットしてエンジンの出力を高めることができる。
Secondly, in the medium load range, by opening the additional opening / closing valve and closing the intake control valve, the combustion state is stabilized by the gas flow of the intake control valve, and a large amount of air is stored in the cylinder. EGR can be applied. Third
In addition, in the high load region, by opening both the additional opening / closing valve and the intake control valve, it is possible to reduce the intake resistance and supply a large amount of air, while applying a large amount of EGR. Fourth, in the vicinity of full-open running, by closing the additional opening / closing valve and opening the intake control valve, intake resistance is reduced and a large amount of air is supplied, while EGR is cut to reduce engine output. Can be increased.

【0022】更に、EGRの排気還流バルブを、電気的
駆動手段によってバルブ開度を調整可能な電子式排気還
流バルブから構成することにより、エンジン運転条件に
応じてEGR量を微調整することができ、低負荷域での
高精度なEGR制御を実現することができ、本発明の作
用をより効果的なものとすることができる。
Further, the EGR exhaust gas recirculation valve is composed of an electronic exhaust gas recirculation valve whose valve opening can be adjusted by an electric drive means, so that the EGR amount can be finely adjusted according to the engine operating conditions. Therefore, highly accurate EGR control in the low load region can be realized, and the operation of the present invention can be made more effective.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0024】まず、図1には、本発明の実施の形態に係
る吸気制御装置が適用される自動車用エンジン装置の基
本的な全体構成が示されている。水平対向型のエンジン
本体10には吸気通路12及び排気通路14が連通して
設けられている。吸気通路12の上流側には吸気チャン
バ16が図示せぬ車体前方に開口し、吸気通路12の下
流側には各シリンダ18に対応するようにサージタンク
20から分岐した吸気管22が連通し、これら各吸気管
22の下流端は吸気ポート24を介して各燃焼室26に
連通している。一方、排気通路14の下流側は車体後部
に取り付けられたマフラ28に接続され、排気通路14
の上流側は各排気ポート30を介して各燃焼室26に排
気管32が連通されている。
First, FIG. 1 shows a basic overall configuration of an automobile engine device to which an intake control device according to an embodiment of the present invention is applied. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 are provided in communication with the horizontally opposed engine body 10. An intake chamber 16 is opened upstream of the intake passage 12 toward the front of the vehicle body (not shown), and an intake pipe 22 branched from a surge tank 20 is connected to the downstream side of the intake passage 12 so as to correspond to each cylinder 18. The downstream ends of the intake pipes 22 communicate with the combustion chambers 26 via the intake ports 24. On the other hand, the downstream side of the exhaust passage 14 is connected to a muffler 28 attached to the rear part of the vehicle body.
An exhaust pipe 32 communicates with each combustion chamber 26 via each exhaust port 30 on the upstream side.

【0025】そして、上記吸気通路12には、その上流
側から順に、空気中の塵埃を除去するエアクリーナ3
4、吸入空気量Qを検出するエアフローメータ36、図
示していないアクセルペダルの踏込量に応じて吸入空気
量を制御するスロットルバルブ38が設けられている。
このスロットルバルブ38をバイパスして吸気通路12
に設けられたアイドルスピードコントロール(以下、単
に「ISC」という)通路40の途中には、アイドリン
グ時の吸入空気量を調整するためのISCバルブ42が
取り付けられており、このISCバルブ42はデューテ
ィ比によって開閉調整されている。
An air cleaner 3 for removing dust in the air is sequentially provided in the intake passage 12 from the upstream side thereof.
4. An air flow meter 36 for detecting the intake air amount Q and a throttle valve 38 for controlling the intake air amount according to the depression amount of an accelerator pedal (not shown) are provided.
The intake valve 12 bypasses the throttle valve 38.
An idle speed control (hereinafter, simply referred to as “ISC”) passage 40 provided in the vehicle is provided with an ISC valve 42 for adjusting the intake air amount during idling. The ISC valve 42 has a duty ratio of 40%. The opening and closing is adjusted by.

【0026】また、各吸気管22の下流側にはインジェ
クタ44が吸気ポート24を指向して設けられており、
これら各インジェクタ44は、燃料ポンプ46から燃料
配管48を介して圧送供給された燃料を微粒化して噴射
するものである。更に、吸気管22には図3において詳
述する「吸気制御弁」としてのタンブル制御弁(以下、
「TCV」という)86が設けられている。
An injector 44 is provided downstream of each intake pipe 22 so as to face the intake port 24,
These injectors 44 atomize and inject the fuel pumped and supplied from the fuel pump 46 via the fuel pipe 48. Further, in the intake pipe 22, a tumble control valve (hereinafter, referred to as “intake control valve”, which will be described in detail in FIG.
"TCV") 86 is provided.

【0027】一方、排気通路14のエンジン本体10側
寄りには例えば三元触媒等の触媒50が介装され、この
触媒50の上流側には排気ガス中の空燃比を検出する空
燃比センサとしてのO2 センサ52が設けられている。
On the other hand, a catalyst 50 such as a three-way catalyst is provided near the engine body 10 side of the exhaust passage 14, and an upstream side of the catalyst 50 serves as an air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas. O2 sensor 52 is provided.

【0028】そして、吸気管22及び排気管32よりも
小径の流路面積をもって形成されたEGR通路54は、
排気管32と吸気管22の集合部とを連通して設けられ
ており、このEGR通路54の途中には例えばステッピ
ングモータを駆動源とするEGRバルブ56が取り付け
られている。このEGR通路54及びEGRバルブ56
の詳細については、さらに図3と共に後述する。
The EGR passage 54 formed with a flow passage area having a diameter smaller than that of the intake pipe 22 and the exhaust pipe 32 is
The exhaust pipe 32 and the collecting portion of the intake pipe 22 are provided so as to communicate with each other, and an EGR valve 56 having a stepping motor as a drive source is attached in the middle of the EGR passage 54. The EGR passage 54 and the EGR valve 56
Will be described later in detail with reference to FIG.

【0029】また、シリンダヘッド58には燃焼室26
内に臨んで点火プラグ60が設けられており、この点火
プラグ60は、イグナイタ62及びイグニッションコイ
ル64を介して給電された高電圧によって、燃焼室26
内の混合気を所定の点火時期で強制着火するようになっ
ている。
Further, the combustion chamber 26 is provided in the cylinder head 58.
A spark plug 60 is provided facing the inside of the combustion chamber 26. The spark plug 60 is powered by a high voltage supplied through an igniter 62 and an ignition coil 64.
Forcibly ignite the air-fuel mixture inside at a predetermined ignition timing.

【0030】なお、図において、66はクランク角度と
エンジン回転数Nとを検出するクランク角センサ、68
はエンジン本体10のノッキングを検出するノックセン
サ、70は冷却水の温度を検出する水温センサ、72は
カムシャフト74に設けられたカムの回転角度を検出す
るカム角センサ、76はスロットルバルブ38の開度T
hを検出する「エンジン運転状態検出手段」としてのス
ロットル開度センサである。
In the figure, 66 is a crank angle sensor for detecting the crank angle and engine speed N, and 68 is a crank angle sensor.
Is a knock sensor that detects knocking of the engine body 10, 70 is a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water, 72 is a cam angle sensor that detects the rotation angle of a cam provided on the cam shaft 74, and 76 is the throttle valve 38. Opening T
It is a throttle opening sensor as "engine operating state detecting means" for detecting h.

【0031】そして、上記各部材の駆動制御並びに各セ
ンサからの検出信号を入力するエンジンコントロールユ
ニット(以下、単に「ECU」という)78は、EGR
バルブ56、後述の付加開閉バルブ80、TCV86等
とともに「排気還流制御手段」、「付加排気還流制御手
段」、「吸気制御手段」及び「バルブ動作制御手段」を
実現するものである。
The engine control unit (hereinafter simply referred to as "ECU") 78 for inputting the detection signals from the above-mentioned drive control of each member and each sensor is an EGR.
Together with the valve 56, an additional opening / closing valve 80 to be described later, the TCV 86, etc., "exhaust gas recirculation control means", "additional exhaust gas recirculation control means", "intake control means" and "valve operation control means" are realized.

【0032】このECU78は、図2に示したように、
各センサからの信号を入力する入力インターフェース7
8a、各部材への駆動制御信号を出力する出力インター
フェース78b、主演算装置としてのCPU78c、制
御プログラムや予め設定された固定データを記憶するR
OM78d、各センサからの検出信号等を格納するRA
M78e、タイマ78f等をバスライン78gで相互に
接続してなるマイクロコンピュータシステムとして構成
されている。
This ECU 78, as shown in FIG.
Input interface 7 for inputting signals from each sensor
8a, an output interface 78b for outputting a drive control signal to each member, a CPU 78c as a main arithmetic unit, an R for storing a control program and preset fixed data.
RA for storing detection signals from the OM 78d and each sensor
It is configured as a microcomputer system in which an M78e, a timer 78f and the like are connected to each other by a bus line 78g.

【0033】また、このECU78は、図3中に示した
ように、上記CPU78c(図2)等のハードウエア資
源の利用によって以下の各機能を実現している。即ち、
エンジン運転状態が所定の負荷域にあるか否かを判定す
る負荷判定手段79aと、この判定された負荷域に応じ
て付加開閉バルブ80及びTCV86の動作を協調制御
するバルブ動作制御手段79bと、各運転条件毎に最適
な協調制御パターンをマップ化して記憶した制御マップ
79cとであり、前記負荷判定手段79aと制御マップ
79cとで「制御パターン設定手段」を構成している。
なお、負荷判定手段79bの負荷判定に基づいて、バル
ブ制御手段79aが直接制御マップ79cを読み出す構
成でも良い。
Further, as shown in FIG. 3, the ECU 78 realizes the following functions by utilizing the hardware resources such as the CPU 78c (FIG. 2). That is,
A load determination means 79a for determining whether or not the engine operating state is in a predetermined load range, and a valve operation control means 79b for cooperatively controlling the operations of the additional opening / closing valve 80 and the TCV 86 according to the determined load range. It is a control map 79c in which an optimal cooperative control pattern is mapped and stored for each operating condition, and the load determining means 79a and the control map 79c constitute "control pattern setting means".
The valve control means 79a may directly read the control map 79c based on the load determination by the load determination means 79b.

【0034】次に、本実施の形態に係る吸気制御装置の
構成を図3に基づき説明する。
Next, the configuration of the intake control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0035】図1中に単一の通路として図示されたEG
R通路54は、第1のEGR通路54aと付加EGR通
路である第2のEGR通路54bとから構成されてい
る。より具体的には、第1のEGR通路54aの途中に
介装されたEGRバルブ56をバイパスするようにして
第2のEGR通路54bが設けられており、第2のEG
R通路54bの流入口はEGRバルブ56の上流側で第
1のEGR通路54aの途中に接続され、第2のEGR
通路54bの流出口は第1のEGR通路54aの流出口
とは別個独立に吸気管22の集合部に接続されている。
なお、図3では、各EGR通路54a,54bを別体に
形成した例を示しているが、管壁を共有して形成すれば
構造を簡素化して取付作業を低減することができる。
EG illustrated as a single passage in FIG.
The R passage 54 is composed of a first EGR passage 54a and a second EGR passage 54b which is an additional EGR passage. More specifically, the second EGR passage 54b is provided so as to bypass the EGR valve 56 provided in the middle of the first EGR passage 54a, and the second EGR passage 54b is provided.
The inlet of the R passage 54b is connected on the upstream side of the EGR valve 56 in the middle of the first EGR passage 54a, and
The outlet of the passage 54b is connected to the collecting portion of the intake pipe 22 independently of the outlet of the first EGR passage 54a.
Although FIG. 3 shows an example in which the EGR passages 54a and 54b are formed separately, if the pipe walls are formed in common, the structure can be simplified and the mounting work can be reduced.

【0036】EGRバルブ56は、図3中に示す如く、
弁体56aと、弁体56aを常時閉弁方向に付勢するリ
ターンスプリング56bと、リターンスプリング56b
のばね力に抗して弁体56aを開弁方向に変位させる
「電気的駆動手段」としてのステッピングモータ56c
とを含んで構成されている。そして、このEGRバルブ
56は、ECU78からの制御パルス信号に応じてバル
ブ開度を可変に制御するようになっている。
The EGR valve 56, as shown in FIG.
A valve body 56a, a return spring 56b for constantly urging the valve body 56a in the valve closing direction, and a return spring 56b.
Stepping motor 56c as "electric drive means" for displacing the valve body 56a in the valve opening direction against the spring force of the
It is comprised including. The EGR valve 56 variably controls the valve opening according to a control pulse signal from the ECU 78.

【0037】また、このEGRバルブ56は、低負荷域
での少量のEGRを微小調整できるように、その弁体5
6aの形状や1ステップあたりのバルブリフト量等が予
め設定されている。なお、電気的駆動手段としてはステ
ッピングモータ56cに限らず、サーボモータ等の他の
手段を用いることもできる。
The EGR valve 56 has its valve body 5 so that a small amount of EGR in the low load range can be finely adjusted.
The shape of 6a, the valve lift amount per step, etc. are preset. The electric driving means is not limited to the stepping motor 56c, and other means such as a servo motor can be used.

【0038】第2のEGR通路54bの途中には、付加
開閉バルブ80が設けられている。この付加開閉バルブ
80は、バタフライバルブとして構成されるもので、そ
の弁軸に連結された負圧アクチュエータ81により開閉
されるようになっている。なお、図3では、説明の便宜
のためEGR通路54bの付加開閉バルブ80設置部分
を拡径して示した。
An additional opening / closing valve 80 is provided in the middle of the second EGR passage 54b. The additional opening / closing valve 80 is configured as a butterfly valve, and is opened / closed by a negative pressure actuator 81 connected to its valve shaft. In FIG. 3, the diameter of the additional opening / closing valve 80 installation portion of the EGR passage 54b is shown for convenience of explanation.

【0039】負圧アクチュエータ81は、その制御負圧
室81aが3方向電磁弁82に接続されており、この電
磁弁82によって大気圧またはスロットルバルブ38下
流側の吸入負圧が選択的に導入されることにより、付加
開閉バルブ80を開弁または閉弁させるものである。な
お、比較的高出力の電磁アクチュエータを利用すること
により、その電磁アクチュエータによって直接付加開閉
バルブ80をオンオフ的に開閉することもできる。ま
た、3方向電磁弁82に替えて2個の2方向電磁弁を用
い、大気圧と吸入負圧とを選択的に供給する構成として
もよい。
The negative pressure actuator 81 has a control negative pressure chamber 81a connected to a three-way solenoid valve 82, and the solenoid valve 82 selectively introduces atmospheric pressure or suction negative pressure on the downstream side of the throttle valve 38. By doing so, the additional opening / closing valve 80 is opened or closed. By using a relatively high output electromagnetic actuator, the additional opening / closing valve 80 can be directly opened / closed by the electromagnetic actuator. Further, instead of the three-way solenoid valve 82, two two-way solenoid valves may be used and the atmospheric pressure and the suction negative pressure may be selectively supplied.

【0040】一方、吸気ポート24内を図中上側に位置
する主通路24aと図中下側に位置する副通路24bと
に画成する隔壁84の流入側端部(吸気の流入側)に
は、図中下側の副通路24bを開閉するためのTCV8
6が回動可能に設けられている。このTCV86は、例
えば負圧アクチュエータよりなるTCVアクチュエータ
88によって開閉されるものであり、図中実線で示す閉
弁時には、副通路24bを閉じて吸気を上側の主通路2
4aに導くことにより、シリンダ18内にタンブルを生
成させるものである。一方、図中点線で示す如く、TC
V86が開弁すると、吸気は主通路24a及び副通路2
4bの両方を介してシリンダ18内に流入するため、吸
入抵抗が減少するとともに、タンブルも消滅する。
On the other hand, at the inflow side end (intake side of intake air) of the partition wall 84 which defines the inside of the intake port 24 into the main passage 24a located on the upper side in the figure and the auxiliary passage 24b located on the lower side in the figure. , TCV8 for opening and closing the sub passage 24b on the lower side in the drawing
6 is rotatably provided. The TCV 86 is opened / closed by a TCV actuator 88 composed of, for example, a negative pressure actuator, and when the valve is closed as shown by the solid line in the figure, the auxiliary passage 24b is closed to close the intake air to the upper main passage 2
A tumble is generated in the cylinder 18 by being guided to 4a. On the other hand, as indicated by the dotted line in the figure, TC
When V86 opens, the intake air flows into the main passage 24a and the sub passage 2
Since it flows into the cylinder 18 through both 4b, the suction resistance is reduced and the tumble is also eliminated.

【0041】次に、図4を参照しつつ制御マップ79c
の具体的内容を説明する。この制御マップ79cは、横
軸にエンジン回転数N、縦軸にスロットル開度Thがと
られ、予め設定された各スロットル開度A,B,C,D
によってエンジン運転状態が低負荷域、中負荷域、高負
荷域及び全開走行近傍域の4段階のうちいずれであるか
判別している。即ち、スロットル開度Aまでが低負荷
域、スロットル開度AからBまでが中負荷域、スロット
ル開度BからCまでが高負荷域、スロットル開度Cから
Dまでが全開走行近傍域である。そして、制御マップ7
9cには、これらの各運転状態毎に付加開閉バルブ80
(図中では「FCV」と表示)及びTCV86の開閉動
作が記憶されている。
Next, referring to FIG. 4, the control map 79c
The specific contents of will be explained. In this control map 79c, the horizontal axis represents the engine speed N and the vertical axis represents the throttle opening Th, and the preset throttle openings A, B, C, D are set.
It is determined whether the engine operating state is one of the four stages of the low load region, the medium load region, the high load region, and the fully open traveling vicinity region. That is, the throttle opening A is in the low load range, the throttle openings A to B are in the middle load range, the throttle openings B to C are in the high load range, and the throttle openings C to D are in the vicinity of full-open running. . And the control map 7
9c includes an additional opening / closing valve 80 for each of these operating states.
(Displayed as "FCV" in the figure) and the opening / closing operation of the TCV 86 are stored.

【0042】次に、図5のフローチャートに基づいて本
実施の形態の動作について説明する。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.

【0043】まず、最初のステップ(以下、単に「S」
という)200ではスロットル開度センサ76が検出し
たスロットル開度Thを読み込み、S201では、この
読込んだスロットル開度Thが「0からAまで」の低負
荷域に対応した範囲内にあるか否かを判定する。スロッ
トル開度Thが「0からAまで」の範囲内にあるとき
は、このS201では「YES」と判定されてS202
に移る。
First, the first step (hereinafter, simply "S")
In step 200, the throttle opening Th detected by the throttle opening sensor 76 is read, and in step S201, it is determined whether or not the read throttle opening Th is within the range corresponding to the low load range of "0 to A". To determine. When the throttle opening Th is within the range of "0 to A", it is determined as "YES" in S201 and S202.
Move on to

【0044】そして、このS202では、図4に示す制
御マップ79cから各バルブの協調動作を読み出し、T
CV86及び付加開閉バルブ80の両方を閉弁させる。
TCV86の閉弁によりシリンダ18内にはタンブルが
生成されて燃焼性が改善され、付加開閉バルブ80の閉
弁により、EGR量はEGRバルブ56のみによってエ
ンジン運転状態に応じて少量で高精度に制御される。
In step S202, the coordinated operation of each valve is read from the control map 79c shown in FIG.
Both the CV 86 and the additional opening / closing valve 80 are closed.
By closing the TCV 86, tumble is generated in the cylinder 18 to improve the combustibility, and by closing the additional opening / closing valve 80, the EGR amount is controlled by the EGR valve 56 only in a small amount with high accuracy according to the engine operating state. To be done.

【0045】一方、前記S201で「NO」と判定され
たときは、S203において、スロットル開度Thが
「AからBまで」の中負荷域に対応した範囲内に入って
いるか否かが判定される。中負荷域である場合は、S2
03では「YES」と判定されてS204に移る。この
S204では、前記制御マップ79cに基づいて、TC
V86を閉弁させるとともに、付加開閉バルブ80を開
弁させる。従って、TCV86の閉弁によるタンブル生
成によって燃焼性が改善され、更にシリンダ18内には
大量のEGRが導入され、これにより、燃焼温度の上昇
を抑制する。
On the other hand, when it is determined to be "NO" in S201, it is determined in S203 whether the throttle opening Th is within the range corresponding to the medium load range of "A to B". It If it is in the middle load range, S2
In 03, it is determined to be "YES" and the process proceeds to S204. In step S204, TC is set based on the control map 79c.
The V86 is closed and the additional opening / closing valve 80 is opened. Therefore, the combustibility is improved by the generation of tumble due to the closing of the TCV 86, and a large amount of EGR is introduced into the cylinder 18, which suppresses the rise of the combustion temperature.

【0046】前記S203で「NO」と判定された場合
は、更にS205に移って、スロットル開度Thが「B
からCまで」の高負荷域に対応した範囲内にあるか否か
が判定される。そして、高負荷域の場合は、「YES」
と判定されS206に移り、このS206では、制御マ
ップ79cに基づいてTCV86及び付加開閉バルブ8
0の両方を開弁させる。このTCV86の開弁によって
吸入抵抗が低下し、大量の吸入空気がシリンダ18内に
流入して出力低下が抑制される。また、高負荷域では吸
入空気量が多く大量のEGRをかけても燃焼にはほとん
ど影響がでないためシリンダ18内に、付加開閉バルブ
80の開弁による多量のEGRが導入され、燃焼温度の
上昇が防止される。
If it is determined "NO" in S203, the process proceeds to S205, in which the throttle opening Th is "B".
It is determined whether or not it is within the range corresponding to the high load range "from C to C". And in the high load range, "YES"
Then, in S206, the TCV 86 and the additional opening / closing valve 8 are determined based on the control map 79c.
Both 0 are opened. The opening resistance of the TCV 86 reduces the intake resistance, and a large amount of intake air flows into the cylinder 18 to suppress the output reduction. Further, in the high load region, the intake air amount is large and even if a large amount of EGR is applied, there is almost no effect on combustion, so a large amount of EGR is introduced into the cylinder 18 by opening the additional opening / closing valve 80, and the combustion temperature rises. Is prevented.

【0047】一方、S205で「NO」と判定した場合
は、スロットル開度Thが「CからDまで」の全開走行
近傍域に相当する範囲内に入っているときであるから、
S207に移る。このS207では、制御マップ79c
に基づいてTCV86を開弁させるとともに、付加開閉
バルブ80を閉弁させる。このTCV86の開弁によっ
て吸入抵抗が減少し、また、付加開閉バルブ80の閉弁
によってEGRが確実にカットされる。ここで、EGR
バルブ56は、図示せぬ通常のEGR制御プログラムに
従い、エンジン運転条件に応じてバルブ開度を調整する
ため、全開走行近傍域では閉弁している。従って、付加
開閉バルブ80の閉弁により、EGRは確実に停止さ
れ、これによって高いエンジン出力が引き出される。
On the other hand, when it is determined to be "NO" in S205, it means that the throttle opening Th is within the range corresponding to the fully open traveling vicinity from "C to D".
Move to S207. In this S207, the control map 79c
Based on the above, the TCV 86 is opened and the additional opening / closing valve 80 is closed. The intake resistance is reduced by opening the TCV 86, and the EGR is reliably cut off by closing the additional opening / closing valve 80. Where EGR
The valve 56 is closed in the vicinity of full-open running in order to adjust the valve opening according to the engine operating conditions according to a normal EGR control program (not shown). Therefore, by closing the additional opening / closing valve 80, the EGR is surely stopped, whereby a high engine output is drawn out.

【0048】以上のように、電子制御式のEGRバルブ
56によって流路面積が制御される第1のEGR通路5
4aとは別個独立に、付加開閉バルブ80によってオン
オフ的に流路面積が調整される付加通路たる第2のEG
R通路54bを設ける基本的構成を備えているので、要
求EGR量の少ない低負荷域ではEGRバルブ56によ
ってEGR量を高精度で制御できる一方、高負荷域では
大量のEGRを確保できる。
As described above, the first EGR passage 5 whose flow passage area is controlled by the electronically controlled EGR valve 56.
Independently of 4a, a second EG which is an additional passage whose flow passage area is adjusted on / off by an additional opening / closing valve 80.
Since the basic configuration of providing the R passage 54b is provided, the EGR amount can be controlled with high accuracy by the EGR valve 56 in the low load region where the required EGR amount is small, while a large amount of EGR can be secured in the high load region.

【0049】従って、低負荷域での高精度制御と高負荷
域での大量EGRとの両立を複雑な構成を伴わず簡易に
実現することができ、低負荷域から高負荷域にわたる広
い範囲で最適なEGRを実現し、排気ガスの悪化防止、
燃費の向上を図ることができる。即ち、低負荷域では、
第1のEGR通路54aのみを介してEGRが行われる
ため、この少量のEGRをEGRバルブ56のバルブ開
度によって高精度に制御することができる。
Therefore, it is possible to easily realize both high precision control in the low load range and large amount of EGR in the high load range without a complicated structure, and in a wide range from the low load range to the high load range. Achieves optimum EGR and prevents deterioration of exhaust gas,
It is possible to improve fuel efficiency. That is, in the low load range,
Since EGR is performed only through the first EGR passage 54a, this small amount of EGR can be controlled with high accuracy by the valve opening degree of the EGR valve 56.

【0050】そして、高負荷域では第2のEGR通路5
4bによるEGR流路面積の加算によって大量のEGR
を確保できる。高負荷域の場合、全EGR流路面積の略
半分である第1のEGR通路54aのみしか流路面積を
制御できないため、制御精度は低負荷域よりも低下する
が、もともと高負荷域では吸入空気量が多く、大量のE
GRをかけても燃焼悪化はほとんど見られないため、運
転性能上何ら問題はない。
In the high load range, the second EGR passage 5
A large amount of EGR is obtained by adding the EGR channel area by 4b.
Can be secured. In the high load range, the flow path area can be controlled only by the first EGR passage 54a, which is approximately half the total EGR flow path area, so the control accuracy is lower than in the low load range, but in the high load range, the suction is originally performed. Large amount of air, large amount of E
There is almost no deterioration in combustion even after applying GR, so there is no problem in operating performance.

【0051】特に、バタフライバルブにより構成される
付加開閉バルブ80は、第2のEGR通路54bを連通
または遮断するだけのオンオフ動作を行うバルブである
から、負圧式EGRバルブを用いる従来技術とは異な
り、全体構造を簡素化して製造コストを低減することが
できる。
In particular, the additional opening / closing valve 80, which is a butterfly valve, is an on / off valve that simply opens or closes the second EGR passage 54b, and therefore is different from the prior art using a negative pressure type EGR valve. The overall structure can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0052】また、エンジン運転条件が低負荷域から高
負荷域へ、あるいは高負荷域から低負荷域へ急激に変化
した場合には、付加開閉バルブ80を速やかに開・閉さ
せることにより、この急激な変化に追従して最適なEG
Rを行うことができる。
When the engine operating condition changes rapidly from the low load range to the high load range, or from the high load range to the low load range, the additional opening / closing valve 80 is opened and closed quickly. Optimal EG following sudden changes
R can be performed.

【0053】更に、エンジン運転条件に応じて付加開閉
バルブ80とTCV86とを協調させて動作させる構成
のため、より一層、エンジン運転条件に最適なEGRを
実現することができ、広いエンジン運転条件にわたっ
て、NOx発生量及び燃費の低減を達成することができ
る。
Further, since the additional opening / closing valve 80 and the TCV 86 are operated in cooperation with each other in accordance with the engine operating condition, the EGR most suitable for the engine operating condition can be realized and the engine operating condition can be widened. , NOx generation amount and fuel consumption can be reduced.

【0054】また、エンジン運転条件として、低負荷
域、中負荷域、高負荷域及び全開走行近傍域の4段階に
分け、図4に示す如く、これら各段階毎に最適なバルブ
動作を予めマップ化して制御する構成のため、各運転条
件毎に最適なEGRを実現することができる。特に、低
負荷域では付加開閉バルブ80及びTCV86の両方を
閉弁するため、タンブルによって燃焼状態が安定化した
シリンダ18内に少量のEGRを精度良く供給すること
ができ、燃焼安定性を損なうことなくNOx発生量及び
燃費の改善を実現できる。
Further, the engine operating conditions are divided into four stages of a low load region, a medium load region, a high load region and a region near full-open running, and as shown in FIG. 4, the optimum valve operation is previously mapped for each stage. Since it is configured to be controlled, the optimum EGR can be realized for each operating condition. Particularly, in the low load region, both the additional opening / closing valve 80 and the TCV 86 are closed, so that a small amount of EGR can be accurately supplied into the cylinder 18 in which the combustion state is stabilized by the tumble, and the combustion stability is impaired. It is possible to improve the amount of NOx generated and the fuel consumption.

【0055】また、中負荷域では、TCV86を閉弁す
る一方で付加開閉バルブ80を開弁するため、タンブル
によって燃焼状態が安定化したシリンダ18内に大量の
EGRを供給して燃焼温度の上昇を抑制することができ
る。更に、高負荷域では、TCV86及び付加開閉バル
ブ80の両方を開弁するため、吸入抵抗を減らして多量
の空気を供給しつつ燃焼温度の上昇を防止できる。ま
た、全開走行近傍域では、TCV86を開弁すると共に
付加開閉バルブ80を閉弁するため、吸入抵抗を減らし
つつEGRをカットして、高いエンジン出力を得ること
ができる。
Further, in the medium load range, since the TCV 86 is closed and the additional opening / closing valve 80 is opened, a large amount of EGR is supplied into the cylinder 18 whose combustion state has been stabilized by tumble to raise the combustion temperature. Can be suppressed. Further, in the high load region, both the TCV 86 and the additional opening / closing valve 80 are opened, so that the suction resistance can be reduced and a large amount of air can be supplied while preventing the combustion temperature from rising. Further, in the vicinity of the fully open traveling, the TCV 86 is opened and the additional opening / closing valve 80 is closed. Therefore, it is possible to cut the EGR while reducing the intake resistance and obtain a high engine output.

【0056】なお、本発明は上記実施の形態に記載され
た構成に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内で種々の変更等が可能である。例えば、前記実施の形
態では、水平対向型エンジンに適用する場合を例示した
が、これに限らず、V型エンジン、直列型エンジン等の
他の形式のエンジンにも適用することができる。また、
前記実施の形態では、スロットル開度Thによってエン
ジン運転条件を判別する場合を例示したが、これに限ら
ず、例えば燃料噴射量、エンジン回転数、吸入負圧等の
他のエンジン運転状態を反映するパラメータを用いても
良い。
The present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the invention is applied to the horizontally opposed engine is illustrated, but the invention is not limited to this, and the invention can be applied to other types of engines such as a V-type engine and an in-line engine. Also,
In the above embodiment, the case where the engine operating condition is determined by the throttle opening Th is illustrated, but the present invention is not limited to this, and other engine operating conditions such as the fuel injection amount, the engine speed, and the suction negative pressure are reflected. Parameters may be used.

【0057】更に、前記実施の形態は、吸気制御弁の一
例としてタンブルを生成するTCV86を例示したが、
これに限らず、スワールを生成するスワール制御弁等の
他の型式の吸気制御弁を用いても良い。
Further, in the above embodiment, the TCV 86 for generating tumble was illustrated as an example of the intake control valve.
Not limited to this, other types of intake control valves such as swirl control valves that generate swirl may be used.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエン
ジンの吸気制御装置によれば、吸気制御手段と付加排気
還流制御手段とを協調するという動作条件の下で、付加
開閉バルブを閉じることにより、排気還流バルブによる
高精度なEGRを行うことができ、一方、付加開閉バル
ブを開けることにより大量のEGRを容易に確保するこ
とができる。これにより、吸気制御弁の開閉動作と相俟
って広いエンジン運転条件にわたって最適なEGRを実
現しつつ吸気制御弁の開閉制御が可能となり、燃焼性の
向上、NOX発生量の低減、燃費の向上等を達成するこ
とができる。
As described above, according to the engine intake control device of the present invention, the additional opening / closing valve is closed under the operating condition that the intake control means and the additional exhaust gas recirculation control means cooperate with each other. As a result, highly accurate EGR can be performed by the exhaust gas recirculation valve, while a large amount of EGR can be easily secured by opening the additional opening / closing valve. As a result, it is possible to control the opening and closing of the intake control valve while achieving optimum EGR over a wide range of engine operating conditions in combination with the opening and closing operation of the intake control valve, improving combustibility, reducing NOX emissions, and improving fuel efficiency. Etc. can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態が適用されるエンジン装置
の全体構成説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an overall configuration of an engine device to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1中のECUの内部構成を示す構成説明図で
ある。
FIG. 2 is a configuration explanatory view showing an internal configuration of an ECU in FIG.

【図3】実施の形態による吸気制御装置の構成説明図で
ある。
FIG. 3 is a configuration explanatory view of an intake air control device according to the embodiment.

【図4】制御マップの具体的内容を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing specific contents of a control map.

【図5】実施の形態による吸気制御方法を示すフローチ
ャート図である。
FIG. 5 is a flowchart showing an intake control method according to an embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エンジン本体 12 吸気通路 54 EGR通路 54a 第1のEGR通路 54b 第2のEGR通路 56 EGRバルブ 80 付加開閉バルブ 76 スロットルセンサ(運転状態検出手段) 78 ECU(排気還流制御手段、吸気制御手段) 79a 負荷判定手段(制御パターン設定手段) 79b バルブ動作制御手段 79c 制御マップ(制御パターン設定手段) 10 engine body 12 intake passage 54 EGR passage 54a first EGR passage 54b second EGR passage 56 EGR valve 80 additional opening / closing valve 76 throttle sensor (operating state detection means) 78 ECU (exhaust gas recirculation control means, intake control means) 79a Load determination means (control pattern setting means) 79b Valve operation control means 79c Control map (control pattern setting means)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気通路の排気ガスをエンジン運転状態
に応じて吸気通路に還流させる排気還流制御手段と、シ
リンダ内に所定のガス流動を発生させる吸気制御手段と
を備えたエンジンの吸気制御装置において、 前記排気還流制御手段とは別に排気通路の排気ガスを吸
気通路に還流させる付加排気還流制御手段と、 エンジン運転条件に応じて前記付加排気還流制御手段と
前記吸気制御手段とを所定の制御パターンに基づき協調
させて制御するバルブ動作制御手段とを設けたことを特
徴とするエンジンの吸気制御装置。
1. An intake control apparatus for an engine, comprising: an exhaust gas recirculation control means for recirculating exhaust gas in an exhaust passage to an intake passage according to an engine operating state; and an intake control means for generating a predetermined gas flow in a cylinder. In addition, in addition to the exhaust gas recirculation control device, an additional exhaust gas recirculation control device that recirculates exhaust gas in the exhaust gas passage to the intake air passage, and a predetermined control of the additional exhaust gas recirculation control device and the intake air control device according to engine operating conditions. An intake control device for an engine, comprising: a valve operation control means for controlling in a coordinated manner based on a pattern.
【請求項2】 吸気通路と排気通路とを連通する排気還
流通路の途中に設けられた排気還流バルブのバルブ開度
をエンジン運転条件に応じて制御する排気還流制御手段
と、吸気制御弁の開閉動作を制御することによりシリン
ダ内に所定のガス流動を発生させる吸気制御手段とを備
えたエンジンの吸気制御装置において、 前記排気還流バルブをバイパスして吸気通路と排気通路
とを連通する付加排気還流通路と該付加排気還流通路を
開閉する付加開閉バルブとを有する付加排気還流制御手
段と、 エンジン運転状態を検出する運転状態検出手段と、 この検出されたエンジン運転状態に応じて所定の制御パ
ターンを設定する制御パターン設定手段と、 この設定された制御パターンに基づいて前記付加開閉バ
ルブの開閉動作と前記吸気制御弁の開閉動作を協調させ
て制御するバルブ動作制御手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの吸気制御装置。
2. Exhaust gas recirculation control means for controlling the valve opening degree of an exhaust gas recirculation valve provided in the middle of an exhaust gas recirculation passage that connects the intake passage and the exhaust passage, and opening / closing of the intake control valve. An intake air control device for an engine, comprising: an intake air control means for generating a predetermined gas flow in a cylinder by controlling an operation; and an additional exhaust gas recirculation that bypasses the exhaust gas recirculation valve and connects the intake air passage and the exhaust gas passage. An additional exhaust gas recirculation control means having a passage and an additional opening / closing valve for opening and closing the additional exhaust gas recirculation passage, an operating state detecting means for detecting an engine operating state, and a predetermined control pattern according to the detected engine operating state. Control pattern setting means for setting, and opening / closing operation of the additional opening / closing valve and opening / closing of the intake control valve based on the set control pattern. Intake control device for an engine is characterized by providing a valve operation control means for controlling by coordinating work.
【請求項3】 前記制御パターンは、低負荷域、中負荷
域、高負荷域および全開走行近傍域の4段階のそれぞれ
について、前記付加開閉バルブの開閉動作と前記吸気制
御弁の開閉動作とをパターン化してなることを特徴とす
る請求項1または請求項2のいずれかに記載のエンジン
の吸気制御装置。
3. The control pattern includes an opening / closing operation of the additional opening / closing valve and an opening / closing operation of the intake control valve for each of four stages of a low load region, a medium load region, a high load region and a region near full-open running. The intake control device for an engine according to claim 1, wherein the intake control device is patterned.
【請求項4】 前記制御パターンは、低負荷域では前記
付加開閉バルブおよび前記吸気制御弁を共に閉弁させ、
中負荷域では前記付加開閉バルブを開弁させる一方前記
吸気制御弁を閉弁させ、高負荷域では前記付加開閉バル
ブおよび前記吸気制御弁を共に開弁させ、全開走行近傍
域では前記付加開閉バルブを閉弁させる一方前記吸気制
御弁を開弁させる動作パターンを有してなることを特徴
とする請求項3に記載のエンジンの吸気制御装置。
4. The control pattern is configured such that both the additional opening / closing valve and the intake control valve are closed in a low load range,
In the medium load range, the additional opening / closing valve is opened while the intake control valve is closed, in the high load range both the additional opening / closing valve and the intake control valve are opened, and in the vicinity of full open travel, the additional opening / closing valve is opened. 4. The engine intake control device according to claim 3, further comprising an operation pattern of closing the intake valve while opening the intake control valve.
【請求項5】 前記排気還流バルブは、電気的駆動手段
によってバルブ開度を調整可能な電子式排気還流バルブ
であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか
に記載の吸気制御装置。
5. The intake control according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation valve is an electronic exhaust gas recirculation valve whose valve opening can be adjusted by an electric drive means. apparatus.
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