JPH09504848A - ２サイクル内燃エンジンの排気ガス再循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 排気ガスをエンジンの排気ポート（５）の下流の所定位置（６）からエンジンの少なくとも一つのシリンダ（１）と関連したクランクケース（７）まで、及びクランクケースへの入口（４）の上流にあるエンジンの吸気システム内に選択的に送出する工程を有する、クランクケース掃気式２サイクル内燃エンジンの作動方法。

Description

【発明の詳細な説明】 ２サイクル内燃エンジンの排気ガス再循環装置 本発明は、２サイクルで作動する内燃エンジン、及び排気エミッション中の汚 染物質のレベルを制御するための燃焼プロセスの管理に関する。 従来技術の２サイクルエンジンは、これまで、燃費及びエンジンの排気中の有 害なエミッションのレベルに関して性能が劣るものであると考えられてきた。し かしながら、２サイクルで作動するエンジンを広範に使用することによって幾つ かの大きな利点が得られる。これは、第１に、構造が比較的簡単であるためであ り、第２に、物理的な大きさが比較的小さいため、重量のわりに出力が大きいた めである。従って、ここ数年において、排気中のエミッションのレベルを低下さ せ、及び／又は燃費を向上させる方向で燃焼プロセスを制御する大きな開発が２ サイクルエンジンになされた。 混合気の点火前に排気ガスを混合気に戻すことにより、燃焼プロセス中のＮＯ ｘ（酸化窒素）の生成の減少に貢献できると考えられてきた。これは、混合気中 の排気ガスの存在により、エンジンのシリンダ内に燃焼により生じる温度及び圧 力の条件が結果的に低下するためである。これは、ＮＯｘの生成を促す高温高圧 条件とは逆である。排気ガスを混合気と混合するこのプロセスは、一般に、排気 ガス再循環（ＥＧＲ）と呼ばれ、代表的には、制御された量の排気ガスを排気シ ステムからエンジンの空気誘導マニホールドに流入させることによって行われる 。 この方法を４サイクルエンジンで使用し、成功を収めたが、２サイクルエンジ ンに適用した場合程効果的でなかった。これは、原理的には、吸気システムの従 来のスロットルの下流に存在する負圧のレベルが低いためである。これは、代表 的には、排気ガスの吸入量を下げ、多気筒エンジンの場合には、排気ガスが吸入 空気中にうまく分配されないこととなる。特にクランクケース掃気式エンジンの 場合には、排気ガスが燃焼室に進入する前に移動しなければならない距離のため 、吸気システムへの排気ガスの導入に対するエンジンの応答における時間的遅延 が大きい。更に、排気ガスをクランクケース掃気式２サイクルエンジンの吸気シ ステムに導入する場合には、クランクケースの空気容量がシリンダよりも大きい ため、エンジンのシリンダにおいて、クランクケースへの排気ガスの供給量にお ける変化の時間的遅延が更に大きいということがわかる。 排気ガス中に存在する未燃焼燃料を燃焼室に戻す目的で排気ガスを燃焼室にリ サイクルすることは、Ｊ．Ｐ．ソービスによる国際特許公開第ＷＯ７９／００７ ５７号、及びガウによる米国特許第３，５８１，７１９号のような文献で、以前 に提案されている。キャブレータ式２サイクルエンジンには、燃焼室に進入する 混合気の一部が燃焼開始前に排気ポートを通って外に出るという問題点があると 長いこと考えられてきた。上掲の従来の特許の各々は、排気ガスの燃料分の大き い部分を燃焼室内にリサイクルするため、これを吸気中に又はクランクケース中 に再び戻すように差し向けることによってこの問題点を解決することに関する。 排気ガスのリサイクルされた部分は、主に燃料及び新鮮な空気であり、本発明が 解決しようとする問題点であるＮＯｘの発生を制御には効果的でない。 燃焼プロセス中のＮＯｘの発生を制御するため、２サイクルエンジンの吸気シ ステムに排気ガスをリサイクルすることがオーニシに賦与された米国特許第４， ２１３，４３１号で提案されている。この提案では、排気ガスをキャブレータの 上流で吸気通路に直接導入する。排気ガスを吸気通路に搬送するダクトには、温 度によって賦勢される弁が設けられている。 本出願人の現在継続中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ９４／００００９号には 、２サイクルエンジンの混合気に排気ガスを導入し、これによって、排気ガスの 量及び分配を効果的に制御し、排気エミッションの管理において有利な結果をも た らすことができる方法が開示されている。この従来の出願では、開示のクランク ケース掃気式２サイクル内燃エンジンの作動方法は、排気ガスをエンジンの排気 ポートの下流の所定位置からエンジンのクランクケース内に直接送出し、これを クランクケース内の空気とともにエンジンの燃焼室に送出する工程、及びクラン クケースに送出された排気ガスの量をエンジンの作動条件に従ってエンジンのサ イクル毎に制御する工程を有する。 クランクケースへの排気ガスの導入が、原理的に、排気エミッションを制御す るために行われる場合には、排気ガスをクランクケースに全ての作動状態で導入 する必要はなく、場合によっては、望ましくない。従って、この従来の出願の発 明では、クランクケースへの排気ガスの導入及び排気ガスの供給量の制御を選択 的に行うのが望ましい。エンジンへの排気ガス供給のこの制御は、クランクケー スへのガス流を制御するためにエンジンの排気システムとエンジンのクランクケ ースとの間に設けられたＥＣＵ管理式制御弁によって行うことができる。制御弁 を管理するＥＣＵは、好ましくは、エンジンの作動状態、特にエンジンの負荷、 回転数、及び温度条件に関する入力を受け取り、排気ガスをクランクケースにい つ導入する必要があるのか及び必要な排気ガスの量をこれらの入力から決定する 。 好ましくは、制御弁には、弁の実際の位置をＥＣＵに表示し、これによって弁 の実際の位置を必要な位置と比較し、これによってクランクケースへの排気ガス の供給量の制御の正確さを高める、位置フィードバック手段が設けられている。 変形例では、各サイクルでクランクケースに送出された排気ガスの質量を決定し 、この質量をエンジンの現在の作動状態に必要とされる排気ガスの質量と比較す るようにＥＣＵをプログラムできる。即ち、クランクケース内の空間の容積が周 知の、エンジンのサイクルでの予め設定された時点で、クランクケース内の温度 及び圧力を計測することによってクランクケース内の空気及び排気ガスの質量を 決定できる。この計算されたガスの質量と、例えば吸気マニホールドの空気流セ ン サによって決定された、クランクケースに進入する空気の質量との間の差が、ク ランクケース内の再循環排気ガスの質量となる。次いで、ＥＣＵによって制御さ れる弁によってクランクケースへの排気ガスの供給量を調節することによって、 必要な補正を行うことができる。更に、クランクケース内に排気ガスが存在しな い場合、クランクケース内の計算された空気の質量と空気流センサによって決定 された空気の質量とを比較することによって、この計測プロセスの正確さをチェ ックすることができる。 それにも関わらず、中程度乃至高程度の負荷での作動中、上文中に言及した従 来の出願の発明を特定の作動状態で使用すると、シリンダのサイクル毎に利用で きる時間間隔内で多気筒エンジンの夫々のシリンダの個々のクランクケースに送 出される排気ガスが不十分になる。これは、一部には、夫々のシリンダのクラン クケース内への排気ガスの流れを生ぜしめる圧力差のためである。この圧力差は 、エンジンの負荷が増大するに従って減少する傾向がある。更に、対応する時間 的限度のため、エンジンが高速で作動している場合には、排気ガスをクランクケ ース内の装入空気に亘って効果的に分配することは困難である。 本発明の目的は、上述の問題点の一つ又はそれ以上を緩和するか或いはなくす ことである。 この目的に関し、本発明は、クランクケース掃気式２サイクル内燃エンジンの 作動方法において、排気ガスをエンジンの排気ポートの下流の所定位置からエン ジンの少なくとも一つのシリンダと関連したクランクケースまで及びエンジンの 少なくとも一つのシリンダと関連したクランクケースへの入口の上流にあるエン ジンの吸気システム内に選択的に送出する工程を有する、方法を提供する。 更に、本発明によれば、クランクケース掃気式２サイクルエンジンにおいて、 排気ガスを排気ポートの下流の所定位置から、エンジンの少なくとも一つのシリ ンダと関連したクランクケース内に、及びクランクケースへの入口の上流でエン ジンの吸気システム内に選択的に送出する手段を提供することが提案される。 好ましくは、排気ガスを送出するための手段は、排気ガスを吸気システム内に 従来のスロットル弁の近くで、好ましくはスロットル弁の上流側で又は上流側の 近くで、及び吸気システム内に配置された空気流センサの下流で送出するように 構成されている。 好ましくは、排気ガスを吸気システムに搬送するラインに制御弁が設けられて いる。この制御弁は、負荷、回転数、クランクケース圧力、及び温度といったエ ンジンの作動状態に関する入力に応じて、所望であれば、吸気システムへの排気 ガスの供給を停止できるように、及び／又は排気ガスの供給量を変化させること ができるようにＥＣＵにより制御される。 便利には、空気流センサを吸気システムへのＥＣＵに組み込むことによって、 及びエンジンのサイクルの選択された時点でのクランクケース内の空気及び排気 ガスの全質量を計算することによって、再循環される排気ガスの量を計算できる 。クランクケースのガスの質量は、エンジンのサイクルの特定の時点でのクラン クケース内の温度及び圧力の値を計測することによって決定できる。 排気ガスをスロットル弁の近くで吸気システムに導入すると、吸気システムに 進入した空気と排気ガスが効果的に混合されるということがわかっている。これ は、エンジンの回転数が中程度乃至高程度であり、サイクル時間が比較的短く、 エンジンの各シリンダのクランクケースに排気ガスを直接送出することの有効性 を低下させる場合に特に有利である。これに関し、このようにサイクル時間が短 いと、排気ガスを圧送する圧力差が低いこと、及び夫々のクランクケースへの排 気ガス及び空気の供給における流れ方向が迅速に変化することと相まって、クラ ンクケース内の空気と混合される不十分な排気ガスが燃焼室に供給されることに なると考えられている。 エンジンの回転数が中程度乃至高程度である場合に排気ガスをスロットル弁の 近くで吸気システムに導入すると、空気流中に大きな乱流が発生し、吸気中での 排気ガスの分配が改善され、及び従って排気ガスがエンジンの各シリンダの夫々 のクランクケース間で、及び従ってエンジンのシリンダの燃焼室間で、更に均等 に分配される。その結果、燃焼プロセスの制御が改善され、排気ガスエミッショ ンの制御が結果的に改善される。 各シリンダが、代表的には、クランクケース隔室を個々に有するクランクケー ス掃気式多気筒２サイクルエンジンでは、各シリンダのクランクケースと個々に 連通したプレナムチャンバが設けられ、エンジンの一つ又はそれ以上のシリンダ からの排気ガスがプレナムチャンバに提供される。通常の状態では、排気ガスを 一つ又は幾つかのシリンダからプレナムチャンバに供給するだけでよい。これは 、排気ガスをプレナムチャンバからこれよりも多数のシリンダに供給する場合で もそうである。吸気システムに導入される排気ガスもまた、同じプレナムチャン バから供給される。 排気ガスは空気よりも比熱が高く、及び従って燃焼室内のガスの温度を全サイ クルに亘って下げるため、排気ガスは、燃焼中のエンジンのシリンダ内の温度及 び圧力を全サイクルに亘って減少させることによって、エミッション制御機能を 果たす。ＮＯｘの生成のための一つの条件が高温であるため、全サイクルに亘っ て温度を下げることは、ＮＯｘの生成を少なくするのに貢献する。更に、成層燃 焼エンジンでは、２サイクルエンジンの排気ガスは、代表的には、４サイクルエ ンジンよりも酸素含有量が高く、従って、２サイクルエンジンでは、ＮＯｘを同 等のレベルに制御するのに更に多くの排気ガスをリサイクルする必要があるとい うことに着目されたい。更に、エンジンの燃焼室に進入する前の排気ガスの温度 が低ければ低い程、装入可能な量が多くなる。従って、燃焼室に送出される排気 ガスの温度を下げるのに多気筒エンジンのプレナムチャンバを使用できる。更に 、温度を更に下げるため、プレナムチャンバからの放熱を高めるための設備を設 け ることができる。更に、クランクケース及び／又は吸気システムへの導入前に排 気ガスの温度を下げるのに更に大きな作用を及ぼすため、エンジンのクランクケ ース及び／又は吸気システムへの排気ガスの通路に熱交換器を組み込むことがで きる。便利には、排気ガスをシリンダ又はプレナムチャンバに搬送するダクトを 外部フィン又はエンジンの冷却システムからの冷却液又は冷却水により冷却する こともできる。 夫々の弁は、エンジンのクランクケース又は個々のクランクケース隔室への排 気ガスの供給及びエンジンの吸気システムへの排気ガスの供給を制御するために 設けられている。制御弁は、クランクケース又はクランクケース隔室への排気ガ スの供給と吸気システムへの排気ガスの供給とを独立して制御するため並列に配 置でき、或いは、代表的にはクランクケース制御弁の下流に配置された吸気シス テム制御弁と直列に配置でき、後者の構成では、排気ガスは、クランクケース又 はクランクケース隔室に供給されている場合にのみ、吸気システムに供給される 。 一実施例では、ピストン制御式のポートを、特定のシリンダのクランクケース と連通し、プレナムチャンバ等を介して排気ガスの供給と連通するようにエンジ ンのシリンダ壁の下部分に設けることができる。好ましくは、ポートは、上述の ように、ＥＣＵによって制御される弁を介してエンジンの排気システムと連通し ている。ポートは、クランクケースの最小圧力（部分真空）期間を表すピストン の上死点位置の両側の所定の移動限度内にピストンがある場合に露呈されるよう に配置されている。便利には、ポートは、ピストンのストロークの上死点位置の 各側にクランクシャフトの回転の約４０°乃至６０°に亘って開放されるように 配置できる。 エンジンの形体によっては、クランクケース内への排気ガスの流れ面積を比較 的大きくするため、このようなピストン制御式の弁を二つ又はそれ以上設けるの が便利である。好ましくは、ポートは、ポートの所定の開放期間中にポートの開 放面積を最大にするため、その主寸法をシリンダの周方向に有する。排気ガスの 導入タイミングの制御にピストン制御式の弁を使用すると、シリンダ毎の排気ガ スの分配が改善される。 好ましくは、弁の開放の程度を上文中に言及したように管理するＥＣＵは、回 転数／負荷をベースにした検索マップを参照することによって弁を制御するよう にプログラムできる。負荷は、ＦＰＣ（サイクル毎燃料）をベースとしてプロッ トできる。更に、ＥＣＵは、好ましくは、エンジンの温度にも応答する。これは 、例えば、寒冷始動状態で排気ガスを加えることが、エンジンを安定的に作動さ せる上で有害である場合があるためである。 通常は、最大燃料供給速度の約四分の一以下の低負荷状態では、排気ガスはエ ンジンの燃焼室に加えられない。これは、ＮＯｘが燃焼ガス中に通常は存在せず 、存在したとしても問題にならない量であるためである。更に、エンジンが低負 荷範囲で作動している場合に排気ガスを装入空気中に入れると、エンジンの作動 を不安定にし、及びかくして炭化水素制御が重要なエンジンの作動期間で炭化水 素を増大する。 更に、排気ガスは、代表的には、エンジンの作動温度の関数として装入空気に 加えられる。即ち、排気ガスは、一般的には、始動時のようにエンジンが冷えて いる場合には再循環されないが、ひとたびエンジンが暖機されると再循環される 。 しかしながら、エミッションを制御するため、高負荷時には、低温であっても 排気ガスを装入空気に加えるのがよい。 排気システムに触媒ユニットが設けられたエンジンでは、排気ガスを排気シス テムから触媒ユニットの上流又は下流のいずれかで取り出すことができる。 本明細書中に開示した方法及び装置は、エミッション制御の目的のため、燃焼 済みガスをエンジンの燃焼室にリサイクルするのにのみ使用でき、或いは、例え ば本出願人の現在継続中の特許出願第ＰＬ９１６３号に開示されているような他 の形態の排気ガス再循環システムと関連して使用できる。 本発明は、クランクケース掃気式２サイクルエミッションの二つの変形例の以 下の説明から更によく理解されるであろう。 第１図は、排気ガス再循環システムの一実施例の概略図であり、 第２図は、排気ガス再循環システムの変形例の詳細図であり、 第３図は、第１図及び第２図に示す排気ガス再循環システムを組み込んだ三気 筒エンジンの一部の長手方向断面図である。 次に、第１図を参照すると、この図には、シリンダ１、及びクランクケース３ 内に配置されたクランクシャフト（図示せず）に従来の方法で連結されたピスト ン２を持つクランクケース掃気式２サイクルエンジンが概略に示してある。吸気 通路４は、リード弁アッセンブリ１１を介してクランクケース３と従来の方法で 連通しており、クランクケース３からピストン２の上側の燃焼室１２に空気又は 混合気を移送するため、従来の移送ポート及び通路がピストン２及びシリンダ１ に設けられている。シリンダ１の壁には排気ポート５が設けられ、このポートは 、ピストン２がシリンダ１内で排気ポート５を露呈するのに十分な距離だけ下方 に移動したとき、燃焼室１２を排気管１４と連通する。排気管１４は、排気ガス を適当な排出位置まで搬送する。 バイパス通路１５は、接合部６のところで排気管１４と連通しており、排気ガ スを排気管１４から排気ガス再循環（ＥＧＲ）プレナムチャンバ７及び／又はエ ンジンの吸気システム２０まで搬送する。バイパス通路１５の弁８は、排気管１ ４からリード弁アッセンブリ９を介してクランクケース３と連通できるＥＧＲチ ャンバ７までの排気ガスの送出を制御するように作動できる。かくして、制御弁 ８の開放時には、排気ガスがＥＧＲチャンバ７に供給され、チャンバ７内のガス の圧力がクランクケース３内のガスの圧力よりも高い場合には、排気ガスはチャ ンバ７からクランクケース３に流入する。バイパス通路１５は、好ましくは、排 気管１４の主触媒（図示せず）の上流のような高圧領域で排気管１４と連通する ように配置されている。更に、弁８をエンジンに応じて調節する上での時間的遅 れを小さくするため、弁８は、好ましくは、クランクケース３の近くに配置され ている。 吸気システム２０は、エンジンへの、即ちエンジンの全てのシリンダ１への空 気供給量を制御するための従来のスロットル弁２１を有する。通路２２は、弁８ の上流でバイパス通路１５と連通し、スロットル弁２１の直ぐ上流で吸気システ ム２０と連通している。弁２３は、吸気システム２０への排気ガスの供給を制御 する。 クランクケース３及び吸気システム２０に進入する排気ガスの量は、弁８及び ２３の夫々によって制御でき、これらの制御弁８及び２３は、エンジンの作動状 態に応じて開放し、閉鎖し、又は開放と閉鎖との間の任意の中間位置をとること ができる。好ましくは、制御弁８及び２３の作動は、ＥＣＵ１７によって管理さ れる。ＥＣＵは、エンジンの種々の作動状態を示す入力信号を受け入れ、予め設 定された戦略に従って、シリンダのサイクル毎にクランクケース３及び／又は吸 気システム２０の夫々に入れる排気ガスの量を制御する。この制御は、従来は、 ＥＣＵ内に記憶された検索マップによって行われていた。 次に、添付図面のうち第２図を参照すると、この図には、クランクケース掃気 式２サイクルエンジンの部分断面図が示してあり、この図では、クランクケース 及びシリンダブロックが断面で示してあり、シリンダヘッド及び噴射器が実線で 示してある。明瞭化を図る目的で、第２図には、ピストン、クランクシャフト、 及び連結ロッドは示してない。更に、第２図に示すシリンダ３０は単気筒エンジ ン又は多気筒エンジンの一つのシリンダを示すものと考えることができる。この エンジンは、基本的には、参照番号３１で概略に示すクランクシャフトに連結ロ ッド（図示せず）で連結されたピストン（図示せず）がシリンダ３０内で往復動 する、従来の構造のエンジンである。シリンダ３０は、排気ポート３２及び複数 の移送ポートを有する。これらの移送ポートのうちの二つに参照番号３３及び３ ４が附してある。これらの移送ポートは、シリンダ３０内のピストンの位置に応 じて従来の２サイクルの原理に従ってクランクケース３５とシリンダ３０との間 を連通する。 排気ポート３２は排気通路３６と連通しており、この排気通路は、従来の排気 触媒エレメント３８が口部に配置された排気管３７と連通している。排気管３７ は、シリンダブロック内のキャビティ４０に繋がる枝通路３９と触媒エレメント ３８の下流で連通している。第２図では、枝通路３９は排気触媒エレメント３８ の下流で排気管３７と連通している。しかしながら、枝通路３９は、変形例では 、触媒エレメント３８で上流の排気管３７と連通していてもよい。ここでは、代 表的には、排気ガスの圧力が比較的高く、温度が比較的低く、酸素含有量が低い 。 通路３９とキャビティ４０との間の連通は、ソレノイド弁機構４２の部分であ る弁要素４１によって制御される。キャビティ４０は、シリンダブロック内に設 けられた内部ダクト４３が構成するプレナムチャンバと連通している。内部ダク トは、多気筒エンジンでは、第３図に示すように、個々の排気ガス再循環ポート ４５を通してエンジンの各シリンダ３０と個々に連通している。ポート４５は、 シリンダ３０の壁に配置されており、そのため、各シリンダのサイクルの選択さ れた部分中、ポート４５はピストンによって覆われておらず、排気ガスをキャビ ティ４０からエンジンの各シリンダの夫々のクランクケース３５に流入させるこ とができる。 上述のように、ＥＧＲポート４５の好ましい開閉タイミングは、夫々のシリン ダ３０内のピストンの上死点位置の４０°乃至６０°前方及び４０°乃至６０° 後方である。クランクケース３５とＥＧＲポート４５との間の連通は、ピストン のスカートの適当な孔の位置によって決定できるということは理解されよう。こ れは、第２図に示す移送ポート３３及び３４のような２サイクルエンジンの移送 ポートを通るガス流の制御に関する一般的な技術である。更に、ポート４５は、 必要な場合にポート４５を効果的にシールするようにピストンが押し付けられる シリンダ３０の側部に配置されている。 キャビティ４０は、更に、通路４６を介して吸気通路４７と連通しており、空 気は、この通路４７を通って各シリンダ３０の夫々のクランクケース３５に引き 込まれる。通路４６は、エンジンの吸気量を制御するスロットル弁４９の直ぐ上 流で排気ガスを吸気通路４７に送出する。通路４６には弁要素５０が設けられ、 この弁要素は、以下に作動を説明する弁要素４１と関連して、吸気通路４７に供 給される排気ガスの量を制御する。弁要素５０は、弁要素４１と同様の方法で制 御できる。 吸気通路４７は、キャビティ４０とは別に排気管３７又は枝通路３９に直接連 結できるということは理解されよう。このような独立した構造の吸気通路４７に は別個の制御弁を設けるのがよい。この構造では、排気ガスをクランクケース３ ５及び吸気システム４７に、個々に又は組み合わせて、制御された方法で供給で きる。 本明細書の冒頭で言及したように、ＥＧＲポート４５を通る排気ガスの送出及 び吸気通路４７に至る排気ガスの送出をエンジンの作動状態の変化に従って制御 するのが望ましく、この目的のため、弁要素４１の作動を制御するソレノイドユ ニット４２は、適当な検索マップを組み込んだプログラムされたＥＣＵの制御下 にある。通常は、マップは、燃料供給量が、ひとたび、選択されたレベルを越え ると、クランクケース３５及び吸気通路４７への排気ガスの流れを制御する弁要 素４１を閉鎖状態から開放状態まで迅速に移動させるように構成されている。ソ レノイドユニット４２には、代表的には、弁要素位置センサが設けられており、 このセンサは、必要とされる量の排気ガスをエンジンに供給するため、弁要素４ １の位置を正確に制御するＥＣＵにフィードバック情報を提供する。カーボン又 は他の粒状物が弁要素４１に堆積し、これによって弁要素４１の動きに影響が及 ぼされる場合には、このような影響を考慮に入れるため、周知の補正方法をＥＣ Ｕプログラムに組み込むのがよい。 排気ガスの供給量の制御に検索マップを使用することの変形例として、エンジ ンのシリンダ３０のサイクルの所定の時点で、各クランクケース３５に進入する 空気の質量を決定し、クランクケース３５内の排気ガス及び空気の組み合わせ質 量を決定するようにＥＣＵをプログラムすることもできる。クランクケース３５ に進入する空気の質量は、吸気通路４７の従来の熱線風量計によって決定でき、 空気及び排気ガスの質量は、クランクケース３５内の空間の容積がわかっている エンジンのサイクルの所定の時点でのクランクケース３５内の温度及び圧力を計 測することによって決定できる。これらの二つの質量を決定することによって排 気ガスの実際の質量を決定し、必要とされる排気ガスの量とこれを比較し、かく して、排気ガスの供給量を調節する必要があるかどうかを決定することができる 。クランクケース３５内の排気ガス量を決定するこの方法は、本明細書中に説明 した方法以外のＥＧＲの他の形態の制御と関連して使用できる。 クランクケース３５及び吸気システム４７への排気ガスの供給と関連して制御 できるエンジンの他の作動パラメータには、点火時期を進めて安定性を改善する こと、燃焼室への供給に利用できる排気ガスの量を制御するため、排気ガス排出 箇所の下流で排気システムに背圧弁を使用することが含まれる。排気システムで の背圧が大きければ大きい程、圧力及び従ってクランクケース３５に入る排気ガ スの供給量が大きくなる。 更に、エンジンのシリンダ３０に送出されるべき排気ガスを、クランクケース ３５に入れる前に、熱交換器又は他の冷却手段に通すことができる。これは、排 気ガス密度を高めることによって、更に大きな質量の排気ガスをクランクケース ３５への送出に利用できるようにするためである。 第２図では、枝通路３９は、触媒エレメント３８の下流で排気管３７と連通し ている。しかしながら、変形例では、排気ガスの圧力が比較的高く温度が低い触 媒エレメントの上流で排気管３７と連通してもよい。 実際には、排気ガスを共通のプレナムチャンバから各シリンダ３０の夫々のク ランクケース３５内に実質的に均等に分配するのを助けるため、排気ガスをプレ ナムチャンバに入れるための多数の送出位置を設けるのが便利であることがわか っている。 更に、比較的高い作動速度範囲では、ピストンが上死点位置を通過した後のク ランクケース圧力の上昇速度は、夫々のクランクケース３５の各々からポート４ ５を通る空気の逆流が起こるような速度である。これによりプレナムチャンバ内 の排気ガスが希釈され、排気ガスが夫々のエンジンシリンダ３０に不均等に分配 されることとなる。この問題点は、内部ダクト４３が構成するプレナムチャンバ とクランクケースチャンバとの間のポート４５の長さを、クランクケース３５か らのガスの逆流がクランクケースチャンバ３５と関連したポート４５内に実質的 に保持され、プレナムチャンバ４３内に通過しないように適当に選択することに よって、少なくとも、小さくすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． クランクケース掃気式２サイクル内燃エンジンの作動方法において、排 気ガスをエンジンの排気ポートの下流の所定位置からエンジンの少なくとも一つ のシリンダと関連したクランクケースまで及び前記クランクケースへの入口の上 流にある前記エンジンの吸気システム内に選択的に送出する工程を有する、方法 。 ２． 前記排気ガスをスロットル弁の近くで前記エンジンの前記吸気システム 内に送出する、請求項１に記載の方法。 ３． 前記排気ガスを前記エンジンの前記排気ポートの下流で排気システムか ら送出する、請求項１又は２に記載の方法。 ４． 前記排気ガスを前記スロットル弁の上流側で又は上流側と隣接したとこ ろで吸気システムに送出する、請求項２又は３に記載の方法。 ５． 前記吸気システム及び前記クランクケースのうちの少なくとも一方に前 記排気ガスを搬送するラインに配置された制御弁によって、前記吸気システム及 び前記クランクケースのうちの少なくとも一方への前記排気ガスの供給量を制御 する、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の方法。 ６． 前記制御弁は、前記エンジンの作動状態を参照して制御される、請求項 ５に記載の方法。 ７． 前記エンジンの作動状態は、エンジンの負荷、エンジンの回転数、クラ ンクケース圧力、及びクランクケース温度からなる群から選択される、請求項６ に記載の方法。 ８． 前記排気ガスを前記エンジンの前記少なくとも一つのシリンダの前記排 気ポートの下流の前記位置からプレナムチャンバに送出し、ここから前記排気ガ スを前記吸気システム及び前記クランクケースのうちの少なくとも一方に供給す る、請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の方法。 ９． 前記排気ガスを前記クランクケース及び前記吸気システムのうちの少な くとも一方に導入する前に冷却する、請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記 載の方法。 １０． 前記排気ガスを前記プレナムチャンバ内に滞留しているときに冷却す る、請求項８又は９に記載の方法。 １１． 前記排気ガスを、前記排気ガスを前記排気システムから前記吸気シス テム及び前記クランクケースのうちの少なくとも一方まで搬送するラインに滞留 しているときに冷却する、請求項３乃至１０のうちのいずれか一項に記載の方法 。 １２． 前記エンジンの前記少なくとも一つのシリンダ内でのピストンの移動 に応じて開閉するポートの位置によって、前記クランクケースへの前記排気ガス の送出のタイミングを制御する、請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載 の方法。 １３． 前記クランクケースへの前記排気ガスの送出を、燃焼室のサイクルの 上死点の６０°乃至４０°前に開始する、請求項１乃至１２のうちのいずれか一 項に記載の方法。 １４． 前記エンジンが中程度乃至高程度の負荷で作動しているときに前記排 気ガスを前記吸気システム及び前記クランクケースに送出する、請求項１乃至１ ３のうちのいずれか一項に記載の方法。 １５． 前記プレナムチャンバ圧力が前記クランクケース内の圧力よりも高い 場合に前記排気ガスを前記プレナムチャンバから前記クランクケースに供給する 、請求項８乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法。 １６． 前記排気システム内の背圧を制御し、前記吸気システム及び前記クラ ンクケースのうちの少なくとも一方への前記排気ガスの供給量を変化させる、請 求項３乃至１５のうちのいずれか一項に記載の方法。 １７． 前記排気ガスを前記吸気システム内に配置された空気流センサの下流 で前記吸気システムに送出する、請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載 の方法。 １８． クランクケース掃気式２サイクルエンジンにおいて、排気ガスをエン ジンの排気ポートの下流の所定位置から、エンジンの少なくとも一つのシリンダ と関連したクランクケース内に、及び前記クランクケースへの入口の上流でエン ジンの吸気システム内に選択的に送出するための手段を有する、組み合わせ。 １９． 前記排気ガスを送出するための前記手段は、前記排気ガスをスロット ル弁の近くで前記吸気システム内に送出するように構成されている、請求項１８ に記載の組み合わせ。 ２０． 前記排気ガスを送出するための前記手段は、前記排気ガスを前記エン ジンの前記排気ポートの下流で排気システムから送出するように構成されている 、請求項１８又は１９に記載の組み合わせ。 ２１． 前記排気ガスを送出するための前記手段は、スロットル弁の上流側で 又は上流側の近くで前記排気ガスを前記吸気システム内に送出するように構成さ れている、請求項１９又は２０に記載の組み合わせ。 ２２． 前記排気ガスを送出するための前記手段は、前記吸気システム内に配 置された空気流センサの下流で前記排気ガスを前記吸気システム内に送出する、 請求項１８乃至２１のうちのいずれか一項に記載の組み合わせ。 ２３． 前記排気ガスを前記吸気システム及び前記クランクケースのうちの少 なくとも一方に搬送するラインに前記排気ガスの供給量を制御するための制御弁 が設けられている、請求項１８乃至２２のうちのいずれか一項に記載の組み合わ せ。 ２４． 前記制御弁は、前記エンジンの作動状態を参照して制御される、請求 項２３に記載の組み合わせ。 ２５． 前記エンジンの作動状態を、エンジンの負荷、エンジンの回転数、ク ランクケース圧力、及びクランクケース温度からなる群から選択する、請求項２ ４に記載の組み合わせ。 ２６． 前記クランクケースにはセンサ手段が配置されており、このセンサ手 段は、前記シリンダのストロークの選択された時点での前記クランクケース内の 空気及び前記排気ガスの全質量を制御ユニットと関連して計算する、請求項１８ 乃至２５のうちのいずれか一項に記載の組み合わせ。 ２７． 前記排気ガスを前記吸気システム及び前記クランクケースのうちの少 なくとも一方に直接供給するため、プレナムチャンバが設けられている、請求項 １８乃至２６のうちのいずれか一項に記載の組み合わせ。 ２８． 前記プレナムチャンバには、前記プレナムチャンバ内に滞留している 前記排気ガスを冷却するための冷却手段が設けられている、請求項２７に記載の 組み合わせ。 ２９． 前記排気ガスを前記排気システムから前記クランクケース及び前記吸 気システムのうちの少なくとも一方に搬送するラインに、該ライン内に滞留して いる前記排気ガスを冷却するための冷却手段が設けられている、請求項２０乃至 ２８のうちのいずれか一項に記載の組み合わせ。 ３０． 前記エンジンの各シリンダには、前記排気ガスを前記クランクケース に入れるためのポートが設けられ、このポートは、前記シリンダ内のピストンの 往復動に応じて周期的に開閉する、請求項１８乃至２９のうちのいずれか一項に 記載の組み合わせ。 ３１． 前記ピストン及び前記ポートは、互いに対し、前記シリンダ内の前記 ピストンの上死点位置の前方６０°乃至４０°でポートの開放を開始するように 構成されている、請求項３０に記載の組み合わせ。 ３２． 前記排気ガスを前記クランクケースに入れるための別のポートが前記 エンジンの前記シリンダに設けられている、請求項３０又は３１に記載の組み合 わせ。 ３３． 前記各ポートは、前記エンジンの前記シリンダの周方向にその主寸法 を有する、請求項３０、３１、又は３２に記載の組み合わせ。 ３４． 前記クランクケースへの前記排気ガスの供給量を制御するため、制御 弁が各ポートと関連している、請求項３０乃至３３のうちのいずれか一項に記載 の組み合わせ。 ３５． 前記クランクケース及び前記吸気システムと関連した前記制御弁は、 並列に配置されている、請求項２３乃至３４のうちのいずれか一項に記載の組み 合わせ。 ３６． 前記クランクケース及び前記吸気システムと関連した前記制御弁は、 直列に配置されている、請求項２３乃至３４のうちのいずれか一項に記載の組み 合わせ。 ３７． 前記排気システム内の背圧を制御し、これによって、前記吸気システ ム及び前記クランクケースのうちの少なくとも一方への前記排気ガスの供給量を 制御するための背圧制御手段を更に有する、請求項２０乃至３６のうちのいずれ か一項に記載の組み合わせ。