JPH08218949A

JPH08218949A - 内燃機関の排気還流装置

Info

Publication number: JPH08218949A
Application number: JP7020680A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Teramura; 光功寺村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】吸気脈動に起因するスロットル弁へのデポジッ
トの発生を抑制し、デポジットによる不具合の発生を防
止しうる排気還流装置を提供する。【構成】吸気通路５の第１のサージタンク１４の下流に
第２のサージタンク２８を設けるとともに、排気還流
（ＥＧＲ）通路２３の排気ガス供給口２３ａを第２のサ
ージタンク２８内に開口するようにして配設する。この
ため、排気還流ガスは、吸気通路５のうちスロットル弁
１５から比較的遠い部位に導入され、吸気の吹き返しが
起こったとしても、吸気脈動によって排気還流ガスの劣
化成分等がスロットル弁１５に付着する事態が起こりに
くい。また、電子制御装置（ＥＣＵ）は、エンジン回転
数が所定回転数よりも小さい場合であって、ＥＧＲバル
ブ２４の開放制御が行われている場合には、それにほぼ
同期させてＩＡＣＶ２９を小開制御する。すると、排気
還流ガスが各吸気通路５に対し、均等に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用内燃機関の排気
ガスの一部を吸気通路に還流させる排気還流装置に係
り、詳しくは、第１のサージタンクよりも下流側に設け
られた第２のサージタンク内又はその近傍に設けられ、
自身の開閉により吸気通路の内容積を可変とするための
可変吸気調整弁を備えた排気還流装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用内燃機関においては、排気
ガスに含まれるＮＯｘを低減するための排気還流装置
（ＥＧＲ装置）を備えたものが知られている。このＥＧ
Ｒ装置は、排気ガスの一部を排気通路から吸気通路へ再
循環させるものである。より詳しくは、内燃機関の吸気
通路と排気通路とを連結する排気還流通路（ＥＧＲ通
路）内にＥＧＲバルブが設けられる。そして、内燃機関
の運転状態に応じてＥＧＲバルブが開閉され、排気ガス
の還流量（ＥＧＲ流量）が制御される。

【０００３】ところで、上記技術とは別に、実開昭６１
−１２２３３２号公報等に開示された技術が知られてい
る。この技術では、吸気通路のスロットル弁下流には、
第１のサージタンクが設けられているとともに、さらに
その下流には第２のサージタンクが設けられている。ま
た、第２のサージタンクの開口部には、開閉弁が設けら
れている。そして、内燃機関の回転数に応じて上記開閉
弁を開閉制御することにより、吸気通路の内容積を減少
又は増大せしめ、出力特性を変動させる。すなわち、内
燃機関の低回転時には開閉弁を閉じ、高回転時には開閉
弁を開くのである。かかる制御により、比較的広範な回
転数領域において、高い出力を得ることができる（出力
可変制御）。

【０００４】そして、この技術においては、上述したＥ
ＧＲ制御の技術が組み合わせている。つまり、ＥＧＲ通
路の吸気通路側の排気ガス供給口は、スロットル弁の直
下流の第１のサージタンク側に設けられ、これにより、
ＥＧＲ制御及び出力可変制御が図られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術においては、以下に示すような不具合の起こるおそれ
があった。すなわち、上記従来技術の公報では、ＥＧＲ
通路の吸気通路側の排気ガス供給口は、スロットル弁の
直下流の第１のサージタンク側に設けられていた。この
ため、吸気の吹き返しに起因する吸気脈動が起こり、吸
気脈動によってスロットル弁にＥＧＲガスの劣化成分等
が付着してしまうことがあった。そのため、スロットル
弁にはバルブデポジット（堆積）が形成されてしまうお
それがあった。その結果、吸気通路のうちスロットル弁
部分の開口面積が変動してしまい、ひいてはスロットル
弁の作動不良や、アイドル時の吸気安定性の悪化を招く
おそれがあった。

【０００６】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、内燃機関の排気ガスの一部を
吸気通路に還流させる排気還流通路を備えたものにおい
て、吸気脈動に起因するスロットル弁へのデポジットの
発生を抑制して、もってデポジットによる不具合の発生
を防止することのできる排気還流装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、複数気筒を有する内燃機関Ｍ１の吸気通路Ｍ２に設
けられ、前記内燃機関Ｍ１に導入される吸入空気の量を
調整するために開閉されるスロットル弁Ｍ３と、前記吸
気通路Ｍ２における前記スロットル弁Ｍ３よりも下流側
に設けられた第１のサージタンクＭ４と、前記内燃機関
Ｍ１から排出される排気ガスの一部を前記吸気通路Ｍ２
に還流させるべく、前記内燃機関Ｍ１の排気通路Ｍ５と
前記吸気通路Ｍ２とを連結する排気還流通路Ｍ６と、前
記排気還流通路Ｍ６内に設けられ、前記排気ガスの流量
を調整するための排気還流量調整弁Ｍ７と、前記内燃機
関Ｍ７の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ８と、
前記運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、前記排
気還流量調整弁Ｍ７を制御して排気還流量を制御する排
気還流量制御手段Ｍ９と、前記吸気通路Ｍ２における前
記第１のサージタンクＭ４よりも下流側に設けられ、前
記内燃機関Ｍ１の各気筒に連通されてなる１つの第２の
サージタンクＭ１０と、前記第２のサージタンクＭ１０
内又はその近傍に設けられ、開閉により前記吸気通路Ｍ
２の内容積を可変とするための可変吸気調整弁Ｍ１１
と、前記運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、前
記可変吸気調整弁Ｍ１１を制御して前記吸気通路Ｍ２の
内容積を制御する吸気通路内容積制御手段Ｍ１２とを備
えた内燃機関の排気還流制御装置であって、前記排気還
流通路Ｍ６の前記吸気通路Ｍ２側への排気ガス供給口Ｍ
６Ａを、前記第２のサージタンクＭ１０内に開口するよ
うにして配設したことをその要旨としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明においては、
請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置において、前
記運転状態検出手段Ｍ８により、前記内燃機関Ｍ１の回
転数が予め定められた所定回転数よりも小さいと検出さ
れた場合であって、かつ、少なくとも前記排気還流量制
御手段Ｍ９による前記排気還流量調整弁Ｍ７の開放制御
が行われている場合には、前記吸気通路内容積制御手段
Ｍ１２は、前記開放制御にほぼ同期させて前記可変吸気
調整弁Ｍ１１を部分的に開放制御するようにしたことを
その要旨としている。

【０００９】

【作用】上記の請求項１に記載の発明によれば、複数気
筒を有する内燃機関Ｍ１の吸気通路Ｍ２に設けられたス
ロットル弁Ｍ３が開閉されることにより、内燃機関Ｍ１
に導入される吸入空気の量が調整される。吸気通路Ｍ２
におけるスロットル弁Ｍ３よりも下流側に設けられた第
１のサージタンクＭ４により、基本的な吸気脈動が防止
される。

【００１０】また、内燃機関Ｍ１の排気通路Ｍ５からの
排気ガスの一部は、排気還流通路Ｍ６を通って吸気通路
Ｍ２に導入され、内燃機関Ｍ１には、少なくとも排気還
流ガスと吸入空気との混合気が導かれる。この導入によ
り、ＮＯｘの低減、燃費の向上が図られうる。さらに、
排気還流通路Ｍ６内に設けられた排気還流量調整弁Ｍ７
により排気ガスの流量が調整される。すなわち、運転状
態検出手段Ｍ８による内燃機関Ｍ１の運転状態の検出結
果に基づき、排気還流量制御手段Ｍ９によって排気還流
量調整弁Ｍ７が制御され、排気ガスの還流量が制御され
る。

【００１１】一方、吸気通路Ｍ２における第１のサージ
タンクＭ４よりも下流側において、各気筒に連通される
よう１つの第２のサージタンクＭ１０が設けられ、その
内部又はその近傍に設けられた可変吸気調整弁Ｍ１１が
開閉されることにより、吸気通路Ｍ２の内容積が可変と
される。すなわち、吸気通路内容積制御手段Ｍ１２によ
って、運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、可変
吸気調整弁Ｍ１１が制御されて吸気通路Ｍ２の内容積が
制御される。これにより、内燃機関Ｍ１の出力特性が変
更されうる。

【００１２】さて、本発明では、前記排気還流通路Ｍ６
の吸気通路Ｍ２側への排気ガス供給口Ｍ６Ａが、第２の
サージタンクＭ１０内に開口するようにして配設されて
いる。このため、排気還流ガスは、吸気通路Ｍ２のう
ち、スロットル弁Ｍ３から比較的遠い部位に導入される
こととなる。従って、吸気の吹き返しが起こったとして
も、吸気脈動によって排気還流ガスの劣化成分等がスロ
ットル弁Ｍ３に付着する事態が起こりにくいものとな
る。また、第２のサージタンクＭ１０は、各気筒毎の吸
気通路Ｍ２を共有しうるので、該第２のサージタンクＭ
１０内に導入される排気還流ガスは、各気筒へとほぼ均
等に導入されることとなる。

【００１３】さらに、請求項２に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の作用に加えて、運転状態検出手
段Ｍ８により、内燃機関Ｍ１の回転数が予め定められた
所定回転数よりも小さいと検出された場合であって、か
つ、少なくとも排気還流量制御手段Ｍ９による排気還流
量調整弁Ｍ７の開放制御が行われている場合には、吸気
通路内容積制御手段Ｍ１２は、前記開放制御にほぼ同期
させて前記可変吸気調整弁Ｍ１１を部分的に開放制御す
る。このため、比較的低回転領域の排気還流量制御の行
われなた場合において、はじめて可変吸気調整弁Ｍ１１
が部分開放されることとなり、第２のサージタンクＭ１
０内において、排気還流ガスが均等に分布する。従っ
て、排気還流ガスは各吸気通路Ｍ２に対し、均質に供給
されることとなる。また、可変吸気調整弁Ｍ１１の部分
開放により、各吸気通路Ｍ２に導入される排気還流ガス
の流速が比較的大きいものとなる。このため、吸気通路
Ｍ２を流れてきた吸入空気と排気還流ガスがより均等に
混ざりやすいものとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明における内燃機関の排気還流装
置をガソリンエンジンのそれに具体化した一実施例を図
２〜６に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図２は本実施例において、車両に搭載され
たエンジンの排気還流装置を示す概略構成図である。ま
た、図３は、排気還流装置を示す模式的な概略断面図で
ある。

【００１６】これらの図に示すように、エンジン１はシ
リンダ２内にピストン３を備えており、このピストン３
の上方に形成された燃焼室４には、吸気通路５及び排気
通路６がそれぞれ連通した状態で配設されている。燃焼
室４と吸気通路５との連通部分及び燃焼室４と排気通路
６との連通部分は、吸気バルブ７及び排気バルブ８によ
ってそれぞれ開閉される。

【００１７】前記エンジン１は、基本的には吸気通路５
からの吸入空気と、燃料噴射弁９から噴射される燃料等
とからなる混合気を、吸気バルブ７を介して燃焼室４内
へ導入する。エンジン１には点火プラグ１１が装着され
ており、同点火プラグ１１にはディストリビュータ１２
で分配された点火電圧が印加される。ディストリビュー
タ１２は、イグナイタ１３から出力される高電圧を、エ
ンジン１のクランク角に同期して各点火プラグ１１に分
配するためのものであり、各点火プラグ１１の点火タイ
ミングはイグナイタ１３からの高電圧出力タイミングに
より決定される。そして、エンジン１は点火プラグ１１
により前記混合気を燃焼室４内で爆発させて駆動力を得
た後、その排気ガスを排気バルブ８を介して排気通路６
へ排出する。

【００１８】前記吸気通路５の一部には、吸気の脈動を
押さえるための第１のサージタンク１４が設けられてい
る。この第１のサージタンク１４の上流側には、図示し
ないアクセルペダルの操作に連動して開閉されるスロッ
トル弁１５が設けられており、このスロットル弁１５の
開閉により吸気通路５への吸入空気量が調節される。

【００１９】スロットル弁１５の近傍には、その開度を
検出するためのスロットルセンサ１６が設けられてい
る。また、スロットル弁１５の上流側には、吸入空気量
Ｑを検出するためのエアフロメータ１７が配設され、さ
らにその上流には、エアクリーナ１８が配設されてい
る。

【００２０】一方、排気通路６には、排気ガス中の酸素
濃度を検出する酸素センサ１９や、排気ガスを浄化する
ための三元触媒コンバータ２１が取付けられている。前
記排気通路６と吸気通路５との間には、同排気通路６内
の排気ガスを吸気通路５へ還流して排気再循環を行うた
めのＥＧＲ機構２２が設けられている。すなわち、排気
通路６からは排気還流通路としてのＥＧＲ通路２３が分
岐され、その端部が吸気通路５に接続されている。ま
た、ＥＧＲ通路２３の途中には、排気還流量調整弁とし
てのＥＧＲバルブ２４が配設されている。

【００２１】図３に示すように、本実施例におけるＥＧ
Ｒバルブ２４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２４は、ＥＧＲ通路２３を
開閉するための弁体２４ａと、弁体２４ａに連結された
ダイヤフラム２４ｂと、ダイヤフラム２４ｂで区画され
た負圧室２４ｃと、負圧室２４ｃに配置されてダイヤフ
ラム２４ｂを付勢するスプリング２４ｄとにより構成さ
れている。そして、負圧室２４ｃに負圧が導入されない
状態では、ダイヤフラム２４ｂがスプリング２４ｄによ
って付勢されて、弁体２４ａがＥＧＲ通路２３を閉じる
位置に配置される。つまり、ＥＧＲバルブ２４が閉弁さ
れる。一方、負圧室２４ｃに負圧が導入されることによ
り、ダイヤフラム２４ｂが負圧で引かれて変位し、弁体
２４ａがＥＧＲ通路２３を開く位置に配置される。つま
り、ＥＧＲバルブ２４が開弁される。

【００２２】ＥＧＲバルブ２４の負圧室２４ｃは、ＥＧ
Ｒ制御用のバキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳ
Ｖ）２５の出力ポートに接続されている。ＶＳＶ２５
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、デューティ制御によってその開度
が調整されうる。ＶＳＶ２５の入力ポートは、負圧通路
２６を通じて吸気通路５のスロットル弁１５直下流に接
続されている（図示せず）。そして、ＶＳＶ２５がオン
されることにより（デューティ比＝１００％）、負圧室
２４ｃが負圧通路２６に連通される。このため、吸気負
圧が負圧通路２６を通じて負圧室２４ｃに供給され、Ｅ
ＧＲバルブ２４が開弁される。一方、ＶＳＶ２５がオフ
されることにより（デューティ比＝０％）、負圧室２４
ｃが大気に開放される、ＥＧＲバルブ２４が閉弁され
る。

【００２３】さて、本実施例においては、前記吸気通路
５の第１のサージタンク１４よりも下流側には、各気筒
に連通されうる１つの第２のサージタンク２８が配設さ
れている。すなわち、この第２のサージタンク２８は、
各気筒毎の吸気通路５を共有しうる構成となっている。
また、本実施例では、前記ＥＧＲ通路２３の排気ガス供
給口２３ａは、前記第２のサージタンク２８内に開口す
るようにして設けられており、排気還流ガスは第２のサ
ージタンク２８内に導入されるようになっている。

【００２４】さらに、第２のサージタンク２８と吸気通
路５との境界部分には、可変吸気調整弁（以下、「ＩＡ
ＣＶ」という）２９が開閉可能に設けられている。すな
わち、このＩＡＣＶ２９は上述したＥＧＲバルブ２４と
ほぼ同様、ダイヤフラム式の負圧作動弁であって、弁体
２９ａと、ダイヤフラム２９ｂと、負圧室２９ｃと、ス
プリング２９ｄと、弁体２９ａ及びダイヤフラム２９ｂ
間を連結するロッド２９ｅ及びリンク２９ｆとにより構
成されている。そして、負圧室２９ｃに負圧が導入され
ない状態では、ダイヤフラム２９ｂがスプリング２９ｄ
によって付勢されて、弁体２９ａがＩＡＣＶ２９を閉じ
る。つまり、弁体２９ａが第２のサージタンク２８と吸
気通路５とを隔離する位置に配置される。つまり、ＥＧ
Ｒバルブ２４が閉弁される。一方、負圧室２４ｃに負圧
が導入されることにより、ダイヤフラム２４ｂが負圧で
引かれて変位し、ロッド２９ｅ及びリンク２９ｆが移動
して弁体２９ａがＩＡＣＶ２９を閉じる。つまり、弁体
２９ａが第２のサージタンク２８及び吸気通路５間を開
放し、実質的に吸気通路５の内容積が増大するような位
置に回動される。

【００２５】ＥＧＲバルブ２４の場合と同様、ＩＡＣＶ
２９の負圧室２９ｃは、ＩＡＣＶ制御用のＶＳＶ３１の
出力ポートに接続されている。このＶＳＶ３１も、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、デューティ制御によってその開度が調整さ
れうる。ＶＳＶ３１の入力ポートは、負圧通路３２を通
じて吸気通路５のスロットル弁１５直下流に接続されて
いる。そして、ＶＳＶ３１がオンされることにより（デ
ューティ比＝１００％）、負圧室２９ｃが負圧通路３２
に連通される。このため、吸気負圧が負圧通路３２を通
じて負圧室２９ｃに供給され、ＩＡＣＶ２９が開弁され
る。一方、ＶＳＶ３１がオフされることにより（デュー
ティ比＝０％）、負圧室２９ｃが大気に開放され、ＩＡ
ＣＶ２９が閉弁される。

【００２６】図２に示すように、前記エンジン１には、
その運転状態を検出するために、上述のスロットルセン
サ１６、エアフロメータ１７、酸素センサ１９の外に、
ディストリビュータ１２のロータ１２ａの回転からエン
ジン１の回転数を検出する回転数センサ３３、エンジン
の冷却水温を検出する水温センサ３４が取付けられてい
る。さらに、上記スロットルセンサ１６に隣接して、ア
イドルスイッチ３５が設けられている。このアイドルス
イッチ３５は、スロットル開度が全閉状態のときには
「１」の、それ以外のときには「０」のアイドル信号Ｘ
ＩＤＬを出力する。本実施例では、上述したスロットル
センサ１６、エアフロメータ１７、酸素センサ１９、回
転数センサ３３、水温センサ３４及びアイドルスイッチ
３５等（以下、便宜上これらを総称して各種センサとい
う）により運転状態検出手段が構成されている。

【００２７】前記各種センサ１６，１６，１９，３３，
３４，３５は、電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」と
いう）４１の入力側に電気的に接続されている。また、
各燃料噴射弁９、イグナイタ１３、ＥＧＲバルブ２４用
のＶＳＶ２５及びＩＡＣＶ２９用のＶＳＶ３１は、ＥＣ
Ｕ４１の出力側に電気的に接続されている。本実施例で
は、ＥＣＵ４１により排気還流量制御手段及び吸気通路
内容積制御手段が構成されている。

【００２８】ＥＣＵ４１は、中央処理制御装置（ＣＰ
Ｕ）４２と、読出専用メモリ（ＲＯＭ）４３と、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４と、バックアップＲＡ
Ｍ４５と、入力ポート４６と、出力ポート４７とを備
え、これらは互いにバス４８によって接続されている。
ＣＰＵ４２は予め設定された制御プログラムに従って各
種演算処理を実行し、ＲＯＭ４３はＣＰＵ４２で演算処
理を実行するために必要な制御プログラムや初期データ
を予め記憶している。また、ＲＡＭ４４はＣＰＵ４２の
演算結果を一時記憶する。さらに、バックアップＲＡＭ
４５は電源が切られた後にも、各種データを保持するよ
うバッテリによってバックアップされている。そして、
ＥＣＵ４１は、各種センサ１６，１６，１９，３３，３
４，３５からの検出信号を入力するとともに、その入力
値に基づいて、燃料噴射弁９、イグナイタ１３及び両Ｖ
ＳＶ２５，３１を好適に制御する。

【００２９】次に、上記のように構成されたエンジン１
のＥＧＲ装置において、ＥＣＵ４１により実行されるＥ
ＧＲ制御及びＩＡＣＶ制御の処理動作の内容について説
明する。

【００３０】図４は、ＥＣＵ４１により実行される「Ｅ
ＧＲ制御ルーチン」を説明するフローチャートであり、
所定時間毎の定時割り込みで実行される。処理がまずこ
のルーチンへ移行すると、ＥＣＵ４１は、まずステップ
１０１において、水温センサ３４、アイドルスイッチ３
５、エアフロメータ１７及び回転数センサ３３等からの
検出信号に基づき、冷却水温ＴＨＷ、アイドル信号ＸＩ
ＤＬ、吸入空気量Ｑ及びエンジン回転数ＮＥ等を読み込
む。また、これとともに、エンジン負荷に相当するエン
ジン一回転当たりの吸入空気量（以下、「エンジン負
荷」という）Ｑ／Ｎを算出する。

【００３１】次に、ステップ１０２において、今回読み
込んだ冷却水温ＴＨＷが予め定められた所定温度（例え
ば「５０℃」）αよりも高いか否かを判断する。そし
て、冷却水温ＴＨＷが所定温度αよりも高くない場合に
は、未だエンジン１が暖機されておらず、ＥＧＲ制御を
実行する必要がないものと判断し、ステップ１０３に移
行する。ステップ１０３においては、ＥＧＲ制御実行フ
ラグＸＥＧＲを「０」に設定し、その後の処理を一旦終
了する。

【００３２】また、ステップ１０２において、冷却水温
ＴＨＷが所定温度αよりも高い場合には、エンジン１の
暖機が完了しているものと判断してステップ１０４へ移
行する。ステップ１０４においては、今回読み込んだア
イドル信号ＸＩＤＬが「０」であるか否か、すなわち、
現在スロットル弁１５が全閉でないか否かを判断する。
そして、アイドル信号ＸＩＤＬが「０」でない、つま
り、「１」の場合（スロットル弁１５が全閉の場合）に
は、ＥＧＲ制御を実行する必要がないものと判断する。
そして、ステップ１０３において、ＥＧＲ制御実行フラ
グＸＥＧＲを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了
する。

【００３３】これに対し、アイドル信号ＸＩＤＬが
「０」の場合（スロットル弁１５が全閉でない場合）に
は、ＥＧＲ制御実行の可能性があるものとしてステップ
１０５へ移行する。ステップ１０５においては、今回読
み込んだエンジン回転数ＮＥ及び今回算出したエンジン
負荷Ｑ／Ｎに基づき、図６に示すマップを参照して、現
在ＥＧＲ制御実行領域にあるか否かを判断する。図６に
示すマップは、そのときどきのエンジン回転数ＮＥ及び
エンジン負荷Ｑ／Ｎに対し、ＥＧＲ制御を実行するか否
かを定めたものである。すなわち、図の一点鎖線で囲ま
れた範囲（散点模様）内にある場合には、ＥＧＲ制御実
行領域にあるものと判断される。そして、ステップ１０
５において、現在ＥＧＲ制御実行領域にあると判断した
場合には、ステップ１０６において、公知のＥＧＲ制御
を実行し、その後の処理を一旦終了する。このＥＧＲ制
御は、エンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮＥ及び
エンジン負荷Ｑ／Ｎ等）におけるＥＧＲバルブ２４の開
度を予め定めた図示しないマップに基づいて実行され
る。すなわち、ＥＣＵ４１は、ＶＳＶ２５ひいてはＥＧ
Ｒバルブ２４の開度を所定のマップに基づいてデューテ
ィ制御によりフィードバック制御するのである。また、
ＥＧＲ制御を実行した後は、続くステップ１０７におい
て、ＥＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲを「１」に設定す
る。そして、その後の処理を一旦終了する。

【００３４】一方、ステップ１０５において、現在ＥＧ
Ｒ制御実行領域にないと判断した場合（具体的には低負
荷、高負荷領域にある場合）には、ＥＧＲ制御を実行す
る必要がないものとして、ステップ１０３において、Ｅ
ＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲを「０」に設定し、その後
の処理を一旦終了する。

【００３５】このように、上記「ＥＧＲ制御ルーチン」
においては、そのときどきの運転状態に基づきＥＧＲ制
御が実行されるか否かが判断される。そして、ＥＧＲ制
御が実行される場合にはＥＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲ
が「１」に設定され、公知のＥＧＲ制御が実行される。
これに対し、ＥＧＲ制御が実行されない場合にはＥＧＲ
制御実行フラグＸＥＧＲが「０」に設定される。

【００３６】次に、上記のように構成されたエンジン１
のＥＧＲ装置において、ＥＣＵ４１により実行されるＩ
ＡＣＶ制御の処理動作の内容について説明する。図５
は、ＥＣＵ４１により実行される「ＩＡＣＶ制御ルーチ
ン」を説明するフローチャートであり、所定時間毎の定
時割り込みで実行される。

【００３７】処理がまずこのルーチンへ移行すると、Ｅ
ＣＵ４１は、まずステップ２０１において、回転数セン
サ３３及びアフロメータ１７等からの検出信号に基づ
き、エンジン回転数ＮＥ及び吸入空気量Ｑ等を読み込
む。また、上述したルーチンで設定されたＥＧＲ制御実
行フラグＸＥＧＲを読み込む。さらに、これとともに、
エンジン負荷に相当するエンジン一回転当たりの吸入空
気量たるエンジン負荷Ｑ／Ｎを算出する。

【００３８】次に、ステップ２０２において、今回読み
込んだエンジン回転数ＮＥが予め定められた所定回転数
（例えば「５０００ｒｐｍ」）βよりも小さいか否かを
判断する。そして、エンジン回転数ＮＥが所定回転数β
よりも小さい場合には、ステップ２０３へ移行する。

【００３９】ステップ２０３においては、今回読み込ん
だエンジン回転数ＮＥ及び今回算出したエンジン負荷Ｑ
／Ｎに基づき、図６に示す所定のマップを参照して、現
在ＩＡＣＶ制御実行領域にあるか否かを判断する。すな
わち、図６に示すマップは、そのときどきのエンジン回
転数ＮＥ及びエンジン負荷Ｑ／Ｎに基づき、ＩＡＣＶ制
御を実行するか否かを定めたマップでもある。ここで、
エンジン回転数ＮＥが所定回転数βよりも小さい場合
（低・中回転領域）においては、ＩＡＣＶ制御領域は、
上述したＥＧＲ制御領域よりも狭い、同図斜線を付した
領域となる。そして、ステップ２０３において、現在Ｉ
ＡＣＶ制御実行領域にないと判断した場合には、ステッ
プ２０４へ移行する。ステップ２０４においては、現在
ＥＧＲ制御が実行されておらず、ＩＡＣＶ制御を実行し
てはならないものとして、ＩＡＣＶ２９を全閉させる。
そして、その後の処理を一旦終了する。

【００４０】また、ステップ２０３において、現在ＩＡ
ＣＶ制御実行領域にあると判断した場合には、ステップ
２０５へ移行する。ステップ２０５においては、今回読
み込んだＥＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲが「１」か否か
を判断する。すなわち、ＥＧＲ制御が実行されたか否か
を判断する。そして、ＥＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲが
「０」の場合、つまり、未だＥＧＲ制御が実行されない
場合には、ステップ２０４において、ＩＡＣＶ２９を全
閉させ、その後の処理を一旦終了する。また、ＥＧＲ制
御実行フラグＸＥＧＲが「１」の場合には、ＥＧＲ制御
が実行され、かつ、現在ＩＡＣＶ制御実行領域にあるた
め、ＩＡＣＶ制御を実行する必要があるものとして、ス
テップ２０６へ移行する。ステップ２０６においては、
ＩＡＣＶ２９を小開させるよう制御する。そして、その
後の処理を一旦終了する。

【００４１】一方、上記ステップ２０２において、エン
ジン回転数ＮＥが所定回転数β以上の場合（高回転領
域）には、ステップ２０７へ移行する。ステップ２０７
においては、ＩＡＣＶ２９を全開させ、そして、その後
の制御を一旦終了する。従って、エンジン回転数ＮＥが
所定回転数β以上の場合には、ＥＧＲ制御の実行の有無
に関わりなく、ＩＡＣＶ２９は全開とされ、これによ
り、吸気通路５の内容積が増大し、エンジン１の出力特
性が変更される。つまり、エンジン１の出力特性のピー
クが高回転数側へシフトする。このように、上記「ＩＡ
ＣＶ制御ルーチン」においては、そのときどきの運転状
態及びＥＧＲ制御実行フラグＸＥＧＲによって、ＩＡＣ
Ｖ２９の全閉、小開、全開制御がなされる。

【００４２】以上詳述したように、本実施例のエンジン
１のＥＧＲ装置によれば、第１のサージタンク１４の下
流に第２のサージタンク２８を設けるとともに、ＥＧＲ
通路２３の排気ガス供給口２３ａを第２のサージタンク
２８内に開口するようにして配設するようにした。この
ため、排気還流ガスは、吸気通路５のうち、スロットル
弁１５から比較的遠い部位に導入されることとなる。従
って、吸気の吹き返しが起こったとしても、吸気脈動に
よって排気還流ガスの劣化成分等がスロットル弁１５に
付着する事態が起こりにくいものとなる。その結果、吸
気脈動に起因するスロットル弁１５へのデポジットの発
生を抑制することができ、ひいては、デポジットによる
スロットル弁１５の作動不良や、アイドル時の吸気安定
性の悪化といった不具合の発生を防止することができ
る。

【００４３】また、第２のサージタンク２８は、各気筒
毎の吸気通路５を共有しうるので、該第２のサージタン
ク２８内に導入される排気還流ガスを、各気筒へとほぼ
均等に導入させることができる。

【００４４】さらに、本実施例では、エンジン回転数Ｎ
Ｅが所定回転数βよりも小さい場合であって、かつ、少
なくともＥＧＲバルブ２４の開放制御が行われている場
合には、ＥＣＵ４１は、前記開放制御にほぼ同期させて
ＩＡＣＶ２９を小開制御するするようにした。このた
め、低・中回転数領域においては、ＥＧＲ制御が行われ
た場合に、はじめてＩＡＣＶ２９が開放されることとな
り、第２のサージタンク２８内において、排気還流ガス
を均等に分布せしめることができる。従って、排気還流
ガスは各吸気通路５に対し、より均等に供給させること
ができる。また、上記小開制御により、吸気通路５に導
入される排気還流ガスの流速は比較的大きいものとな
る。このため、エアクリーナ１８から吸気通路５を流れ
てきた吸入空気と排気還流ガスとがより均等に混ざりや
すいものとなる。その結果、燃焼効率の向上を図ること
ができる。

【００４５】併せて、本実施例では、エンジン回転数Ｎ
Ｅが所定回転数β以上の場合には、ＥＧＲ制御の実行の
有無にかかわらず、ＩＡＣＶ２９を全開させるようにし
た。このため、高回転数領域におけるエンジントルク特
性を高めることができ、その結果、所望とするドライバ
ビリティを得ることができる。

【００４６】加えて、本実施例では、アイドル状態に近
い低負荷領域においては、ＩＡＣＶ２９を全閉とするよ
うにした。このため、たとえＥＧＲバルブ２４が故障し
て開き放しになってしまったとしても、排気還流ガスの
吸気通路５内への流入を大幅に抑制することができる。
その結果、排気還流ガスの多量流入に起因してのエンジ
ンストール等の不具合の発生を回避することができる。

【００４７】尚、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、ＥＧＲバルブ２４及びＩＡＣＶ
２９の開度を、共にＶＳＶ２５，３１でもってそれぞれ
デューティ制御するようにしたが、各開度を連続的に制
御できるものであれば、例えばステップモータ等、いか
なるアクチュエータを用いて開度調整するようにしても
よい。

【００４８】（２）前記実施例では、エンジン負荷に相
当するパラメータとして、エンジン一回転当たりの吸入
空気量Ｑ／Ｎを採用するようにしたが、その外にも、吸
気圧センサを設け、吸気通路５内の圧力（吸気圧Ｐｉ
Ｍ）をエンジン負荷として採用するようにしてもよい。

【００４９】（３）前記実施例では、エンジン回転数Ｎ
Ｅ及びエンジン負荷Ｑ／Ｎに対するＥＧＲ、ＩＡＣＶの
各種制御領域を定めたマップは、必ずしも図６に示すよ
うなものに限定されるものではない。

【００５０】（４）前記実施例では、内燃機関としてガ
ソリンエンジン１に具体化したが、ディーゼルエンジン
等その他の内燃機関に具体化することもできる。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。

【００５１】（ａ）請求項１又は２に記載の内燃機関の
排気還流装置において、前記運転状態検出手段により、
前記内燃機関の回転数が予め定められた所定回転数以上
であると検出された場合には、前記吸気通路内容積制御
手段は、前記可変吸気調整弁を全開制御するようにした
ことを特徴とする。かかる構成とすることにより、高回
転数領域におけるトルク特性を高めることができ、その
結果、所望とするドライバビリティを得ることができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
内燃機関の排気ガスの一部を吸気通路に還流させる排気
還流通路を備えたものにおいて、吸気脈動に起因するス
ロットル弁へのデポジットの発生を抑制して、もってデ
ポジットによる不具合の発生を防止することができると
いう優れた効果を奏する。

【００５３】また、特に請求項２に記載の発明によれ
ば、上記効果に加えて、排気還流ガスを吸気通路に対し
より均質に供給させることができる。また、吸入空気と
排気還流ガスとをより均等に混合させることができ、燃
焼効率の向上を図ることができる。

【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】一実施例のエンジンの排気還流装置を示す概略
構成図である。

【図３】エンジンの排気還流装置を示す概略断面図であ
る。

【図４】ＥＣＵにより実行される「ＥＧＲ制御ルーチ
ン」を示すフローチャートである。

【図５】「ＩＡＣＶ制御ルーチン」を示すフローチャー
トである。

【図６】エンジン回転数及びエンジン負荷に対するＥＧ
Ｒ制御領域及びＩＡＣＶ制御領域を示すマップである。

【符号の説明】１…内燃機関としてのエンジン、５…吸気通路、６…排
気通路、１４…第１のサージタンク、１５…スロットル
弁、１６…運転状態検出手段を構成するスロットルセン
サ、１７…運転状態検出手段を構成するエアフロメー
タ、１９…運転状態検出手段を構成する酸素センサ、２
３…排気還流通路としてのＥＧＲ通路、２３ａ…排気ガ
ス供給口、２４…排気還流量調整弁としてのＥＧＲバル
ブ、２８…第２のサージタンク、２９…可変吸気調整弁
（ＩＡＣＶ）、３３…運転状態検出手段を構成する回転
数センサ、３４…運転状態検出手段を構成する水温セン
サ、３５…運転状態検出手段を構成するアイドルスイッ
チ、４１…排気還流制御手段及び吸気通路内容積制御手
段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 35/104 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３１１Ｅ 35/10 １０２Ｍ３１１３０１Ｓ３０１Ｔ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数気筒を有する内燃機関の吸気通路に
設けられ、前記内燃機関に導入される吸入空気の量を調
整するために開閉されるスロットル弁と、前記吸気通路における前記スロットル弁よりも下流側に
設けられた第１のサージタンクと、前記内燃機関から排出される排気ガスの一部を前記吸気
通路に還流させるべく、前記内燃機関の排気通路と前記
吸気通路とを連結する排気還流通路と、前記排気還流通路内に設けられ、前記排気ガスの流量を
調整するための排気還流量調整弁と、前記内燃機関の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の検出結果に基づき、前記排気還
流量調整弁を制御して排気還流量を制御する排気還流量
制御手段と、前記吸気通路における前記第１のサージタンクよりも下
流側に設けられ、前記内燃機関の各気筒に連通されてな
る１つの第２のサージタンクと、前記第２のサージタンク内又はその近傍に設けられ、開
閉により前記吸気通路の内容積を可変とするための可変
吸気調整弁と、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記可変吸
気調整弁を制御して前記吸気通路の内容積を制御する吸
気通路内容積制御手段とを備えた内燃機関の排気還流装
置であって、前記排気還流通路の前記吸気通路側への排気ガス供給口
を、前記第２のサージタンク内に開口するようにして配
設したことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の内燃機関の排気還流装
置において、前記運転状態検出手段により、前記内燃機関の回転数が
予め定められた所定回転数よりも小さいと検出された場
合であって、かつ、少なくとも前記排気還流量制御手段
による前記排気還流量調整弁の開放制御が行われている
場合には、前記吸気通路内容積制御手段は、前記開放制
御にほぼ同期させて前記可変吸気調整弁を部分的に開放
制御するようにしたことを特徴とする内燃機関の排気還
流制御装置。