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JP3531201B2 - 過給機付エンジンの排気還流装置 - Google Patents

過給機付エンジンの排気還流装置

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JP3531201B2
JP3531201B2 JP04053594A JP4053594A JP3531201B2 JP 3531201 B2 JP3531201 B2 JP 3531201B2 JP 04053594 A JP04053594 A JP 04053594A JP 4053594 A JP4053594 A JP 4053594A JP 3531201 B2 JP3531201 B2 JP 3531201B2
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egr
air
fuel ratio
shutter valve
engine
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哲史 丸谷
啓二 荒木
一彦 橋本
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば少なくとも吸
気2弁構造のエンジンにおいて吸気の筒内流動(スワー
ル等)により層状化を図ってリーンバーンを達成するよ
うな過給機付エンジンの排気還流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンの吸気装置としては例え
ば実開平4−47165号公報および特開平3−237
126号公報に記載の装置がある。
【0003】すなわち、前者の実開平4−47165号
公報に記載の装置は、単一の気筒に対してプライマリ吸
気ポートおよびセカンダリ吸気ポートを有し、一方の吸
気ポートをストレートポートに、他方の吸気ポートをス
ワールポートに構成すると共に、上記ストレートポート
には吸気制御弁を介設したものである。
【0004】また後者の特開平3−237216号公報
に記載の装置は、単一の気筒に対してストレートポート
とスワールポートとを有し、上述のストレートポートに
スワールコントロールバルブ所謂SCVを介設すると共
に、低負荷側において理論空燃比(A/F=14.7、
λ=1)よりも希薄な空燃比でリーンバーン運転する
際、上述のスワールコントロールバルブを閉成してスワ
ールを生成すべく構成した装置である。
【0005】このように少なくとも吸気2弁構造のエン
ジンにおいて、一方の吸気ポートを休止させる手段(上
述の吸気制御弁およびスワールコントロールバルブ)に
より筒内流動(スワール)を得、この筒内流動により成
層燃焼を可能とすることで、リーンバーンを達成し、燃
費の向上を図るエンジンが知られているが、このような
従来のエンジンにおいてはHC排出量およNOx排出
量が悪化する問題点があった。
【0006】以下に斯る問題点が生ずる理由について詳
述する。 まずHC排出量の悪化について述べると、希
薄燃焼限界(リーンリミット)をより一層リーン側にす
る目的で比較的強力な筒内空気流動を与えると、この筒
内空気流動により燃焼を向上させることができる反面、
空気流動により冷却損失(いわゆる冷損)が増加し、か
つ混合気が希薄であるために燃焼速度の低下等を招き、
図19に特性aで示すように空燃比のリーン側において
HC(ハイドロカーボン、炭化水素)が増加する問題点
があった。
【0007】次にNOx排出量の悪化について述べる
と、図19に特性bで示すように空燃比に対するNOx
排出量は、空燃比がリッチな領域からA/F=14.7
の理論空燃比にかけて順次増加し、A/F=16近傍に
おいてその排出量が最大となり、リーン側においてはN
Ox排出量は減少するが、排気系に介設される触媒コン
バータ内の三元触媒によるNOx浄化率は理論空燃比前
後の僅少領域に設定されている関係上、リーン側におい
てNOx排出量が減少しても、空燃比がリーンな時には
三元触媒においてNOxが浄化されないので、結果的に
NOx排出量が増加する問題点があった。またリーン空
燃比においてもNOx浄化を図る目的でNOx還元触媒
が開発されつつあるが、未だ充分なNOx浄化率を得る
に至っていない。
【0008】さらに特開平5−86949号公報に記載
のように単一の気筒に対してプライマリ吸気ポートおよ
びセカンダリ吸気ポートを有し、セカンダリ吸気ポート
に筒内流動強化用のシャッタ弁を備え、これら各吸気ポ
ートの上流側にサージタンクおよび過給機をこの順に配
設する一方、エンジンの負荷の低負荷領域では相対的に
高温のEGRガスを吸気系に還流(ホットEGR)し、
高負荷領域では相対的に低温のEGRガスを吸気系に還
流(コールドEGR)すべく構成した過給機付エンジン
の排気還流装置がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来装置
は単にエンジン負荷の高低に応じてコールドEGRとホ
ットEGRとを切換えるものであり、エンジンの運転状
態下においてHC排出量が大となる領域とノッキングが
発生しやすくなる領域とを考慮したEGR切換え手段で
はないため、次のような問題点があった。
【0010】すなわち、上述のシャッタ弁を閉成して、
筒内流動を強化すると、成層化によりリーンバーンを達
成することができるが、既述したように冷却損失に起因
してHC排出量が増大する一方、シャッタ弁を開成して
高充填効率、高トルク化を図る場合、上述の過給機によ
り筒内温度が上昇して、熱負荷が大となって、全負荷域
でノッキングが発生しやすくなる。ここで上述の従来装
置においては負荷の大小に応じてコールドEGRとホッ
トEGRとを切換えるのでリーン領域の設定と、コール
ドEGRとホットEGRとの切換え時期のアンマッチか
ら例えばリーン領域でコールドEGRを行なうとNOx
は低減するがHCが増大する問題点が生じ、充分ではな
かった。
【0011】この発明の請求項1記載の発明は、エンジ
ンの運転状態下においてHC排出量が大となる領域とノ
ッキングが発生しやすくなる領域とを考慮して、シャッ
タ弁の閉成により筒内流動(スワール)を強化して、成
層化(リーンバーン)を図る時、冷却損失に起因してH
C排出割合が増加する領域においてはホットEGRによ
りHC排出割合の増加を抑制すると共に、NOx排出量
を低減することができ、かつシャッタ弁の開成により高
充填量、高トルク化を図る時、過給機による筒内温度上
昇、熱負荷の増大に起因してノッキングが発生しやすく
なるのをコールドEGRによりNOxと共に抑制するこ
とができ、しかも、λ=1の設定空燃比ラインを設け
て、このライン未満のリーン域でON、OFFタイプの
シャッタ弁閉、ホットEGRとし、ライン以上の領域で
シャッタ弁開、コールドEGRとすることで、ホットE
GRによりHC排出量を抑制しつつ、RawNOx(エ
ンジンから排出されるNOx)を低減し、かつ高温の既
然ガスを還流することにより、リーンリミットの悪化を
も抑制し、一方、コールドEGRにより過給で熱負荷が
大となる理論空燃比以上の領域においてノッキングを抑
制すると共に、排気ガス温度の低減を図って、触媒の熱
劣化をを防止することができる過給機付エンジンの排気
還流装置の提供を目的とする。
【0012】この発明の請求項記載の発明は、λ>1
のリーン空燃比域の設定空燃比ラインを設けて、このラ
インより低負荷側でシャタ弁閉、ホットEGRとし、
このラインより高負荷側でシャッタ弁開、コールドEG
Rとすることで、上述のλ=1のラインとこのλ>1
の設定空燃比ラインとの間で、低中回転高負荷等の比較
的低速ノッキングが発生しやすい領域においてはコール
ドEGRを行なうことで、該低速ノッキングを抑制する
ことができる過給機付エンジンの排気還流装置の提供を
目的とする。
【0013】
【0014】の発明の請求項記載の発明は、リニア
タイプのシャッタ弁の全開と全閉との間の中間の所定開
度でホットEGRとコールドEGRとを切換える設定ラ
インを設けて、このラインより高負荷側でコールドEG
Rを、低負荷側でホットEGRを行なうことにより、ホ
ットEGRによりHC排出量の増加をを抑制しつつ、R
awNOxを低減し、かつ高温の既燃ガス還流により、
リーンリミットの悪化をも抑制し、一方、コールドEG
Rにより過給で熱負荷が大となる領域においてノッキン
グを抑制すると共に、排気ガス温度の低減を図って、触
媒の熱劣化を防止することができ、加えて、シャッタ弁
がリニアタイプであるため吸気充填量および体積効率を
考慮したEGRを行なう時の自由度の拡大を図ることが
できる過給機付エンジンの排気還流装置の提供を目的と
する。
【0015】この発明の請求項記載の発明は、リニア
タイプのシャッタ弁の全開と全閉との間において高開度
側の第1所定開度ラインと低開度側の第2所定開度ライ
ンとを設けて、第2所定開度ラインより高負荷側でコー
ルドEGRを行ない、第1所定開度ラインより低負荷側
でホットEGRを行ない、かつ両ライン間のラップ部分
ではコールドEGRとホットEGRを併用することによ
り、特にこのラップ部分においてEGR量の不足を補
いつつ、HC排出量の増加の抑制、リーンリミットの悪
化抑制とRawNOxの低減とを達成することができる
過給機付エンジンの排気還流装置の提供を目的とする。
【0016】この発明の請求項記載の発明は、エンジ
ンの運転状態下においてHC排出量が大となる領域とノ
ッキングが発生しやすくなる領域とを考慮して、λ≧1
の設定空燃比ラインよりリッチ空燃比側で相対的に低温
のEGRガスを還流(コールドEGR)し、λ≧1の設
定空燃比ラインよりリーン空燃比側で相対的に高温のE
GRガスを還流(ホットEGR)して、空燃比がリーン
のHC排出量が増大傾向となる領域においてはホットE
GRにより既然ガス温度が高く、再燃性が良好でかつ燃
料の気化、霧化もよいEGRを行なって、HC排出量の
増加を抑制しつつNOx排出量を低減し、ノッキングが
発生しやすい領域においてはコールドEGRにより既然
ガス温度が低く、燃焼速度緩慢化に有効なEGRを行な
って、筒内温度を下げてノッキングを防止すると共に、
排気ガス温度の低減を図って、触媒の熱劣化を防止する
ことができる過給機付エンジンの排気還流装置の提供を
目的とする。
【0017】この発明の請求項記載の発明は、λ>1
の所定リーン側空燃比ラインを設け、このラインよりリ
ッチ空燃比側でコールドEGRを行なう一方、このライ
ンよりリーン空燃比側でホットEGRを行なうことで、
上述のλ=1のラインとこのλ>1の所定リーン側空燃
比ラインとの間の比較的低速ノッキングが発生しやすい
領域においてコールドEGRを行なうことで、該低速ノ
ッキングを抑制することができる過給機付エンジンの排
気還流装置の提供を目的とする。
【0018】この発明の請求項記載の発明は、理論空
燃比以下の領域にリッチ側の第1所定空燃比ラインと、
リーン側の第2所定空燃比ラインとを設け、第2所定空
燃比ラインよりリッチ空燃比側でコールドEGRを行な
う一方、第1所定空燃比ラインよりリーン空燃比側でホ
ットEGRを行ない、かつ両ライン間のラップ部分では
コールドEGRとホットEGRとを併用することによ
り、特にこのラップ部分においてEGR量の不足を補い
つつ、HC排出量の増加の抑制、リーンリミットの悪化
抑制とRawNOx増大防止とを達成することができる
過給機付エンジンの排気還流装置の提供を目的とする。
【0019】この発明の請求項記載の発明は、コール
ドEGRは触媒コンバータ下流の比較的低温のEGRガ
スを還流する外部EGR手段に設定し、ホットEGRは
排気ポート近傍の比較的高温のEGRガスを還流する外
部EGR手段に設定することで、EGR系の構成の簡略
化を図ることができる過給機付エンジンの排気還流装置
の提供を目的とする。
【0020】この発明の請求項記載の発明は、ホット
EGRは吸排気弁オーバラップにより内部残留ガスを吸
気側へ還流する内部EGRに設定し、コールドEGRは
排気系の比較的低温のEGRガスを還流する外部EGR
に設定することで、ホットEGRを外部配管から導く構
成に対してホットEGRガスの温度をより一層高温とし
て、HC排出量の増加を抑制することができる過給機付
エンジンの排気還流装置の提供を目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1記載
の発明は、単一の気筒に対して設けられたプライマリ吸
気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、上記セカンダ
リ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用のシャッタ弁
と、吸気を過給する過給機と、エンジンの運転状態を検
出する運転状態検出手段と、上記運転状態検出手段の出
力に基づいて低負荷側では少なくともエンジンに供給さ
れる空燃比がリーン空燃比となるように空燃比を制御す
る空燃比制御手段と、上記運転状態検出手段の出力に基
づいて低負荷側では上記シャッタ弁を閉成する一方、高
負荷側では上記シャッタ弁を開成する第1の制御手段と
を備えた過給機付エンジンの排気還流装置であって、上
記シャッタ弁の開閉に対応して、シャッタ弁閉領域では
相対的に高温のEGRガスを還流するホットEGR手段
と、シャッタ弁開領域では相対的に低温のEGRガスを
還流するコールドEGR手段とを備え、上記シャッタ弁
をON、OFFタイプの開閉弁で構成する一方、上記シ
ャッタ弁開閉切換用のλ=1の設定空燃比ラインをもっ
た第1設定手段を設け、上記第1の制御手段は上記設定
空燃比未満のλ>1域で上記シャッタ弁を全閉にしてホ
ットEGRを行なう一方、上記設定空燃比以上のλ≦1
領域で上記シャッタ弁を全開にしてコールドEGRを行
なう過給機付エンジンの排気還流装置であることを特徴
とする。
【0022】この発明の請求項2記載の発明は、単一の
気筒に対して設けられたプライマリ吸気ポートおよびセ
カンダリ吸気ポートと、上記セカンダリ吸気ポートに設
けられた筒内流動強化用のシャッタ弁と、吸気を過給す
る過給機と、エンジンの運転状態を検出する転状態検出
手段と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷
側では少なくともエンジンに供給される空燃比がリーン
空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御手段
と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側で
は上記シャッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シ
ャッタ弁を開成する第1の制御手段とを備えた過給機付
エンジンの排気還流装置であって、上記シャッタ弁の開
閉に対応して、シャッタ弁閉領域では相対的に高温のE
GRガスを還流するホットEGR手段と、シャッタ弁閉
領域では相対的に低温のEGRガス を還流するコールド
EGR手段とを備え、上記シャッタ弁をON、OFFタ
イプの開閉弁で構成する一方、上記シャッタ弁開閉切換
用のリーン空燃比域の設定空燃比ラインをもった第2設
定手段を設け、上記第1の制御手段は上記設定空燃比ラ
インより低負荷側で上記シャッタ弁を全閉にして、ホッ
トGERを行なう一方、上記設定空燃比ラインより高負
荷側で上記シャッタ弁を全開にして、コールドEGRを
行なう過給機付エンジンの排気還流装置であることを特
徴とする。
【0023】この発明の請求項3記載の発明は、単一の
気筒に対して設けられたプライマリ吸気ポートおよびセ
カンダリ吸気ポートと、上記セカンダリ吸気ポートに設
けられた筒内流動強化用のシャッタ弁と、吸気を過給す
る過給機と、エンジンの運転状態を検出する転状態検出
手段と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷
側では少なくともエンジンに供給される空燃比がリーン
空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御手段
と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側で
は上記シャッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シ
ャッタ弁を開成する第1の制御手段とを備えた過給機付
エンジンの排気還流装置であって、上記シャッタ弁の開
閉に対応して、シャッタ弁閉領域では相対的に高温のE
GRガスを還流するホットEGR手段と、シャッタ弁閉
領域では相対的に低温のEGRガスを還流するコールド
EGR手段とを備え、上記シャッタ弁を全閉から全開に
わたって開度設定が任意調整可能なリニアタイプの開閉
弁で構成する一方、上記シャッタ弁の全開と全閉との間
の中間の所定開度でホットEGRとコールドEGRとを
切換える設定ラインをもった第3設定手段を設け、上記
設定ラインより高負荷側でコールドEGRを行ない、上
記設定ラインより低負荷側でホットEGRを行なう過給
機付エンジンの排気還流装置であることを特徴とする。
【0024】この発明の請求項4記載の発明は、単一の
気筒に対して設けられたプライマリ吸気ポートおよびセ
カンダリ吸気ポートと、上記セカンダリ吸気ポートに設
けられた筒内流動強化用のシャッタ弁と、吸気を過給す
る過給機と、エンジンの運転状態を検出する転状態検出
手段と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷
側では少なくともエンジンに供給される空燃比がリーン
空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御手段
と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側で
は上記シャッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シ
ャッタ弁を開成する第1の制御手段とを備えた過給機付
エンジンの排気還流装置であって、上記シャッタ弁の開
閉に対応して、シャッタ弁閉領域では相対的に高温のE
GRガスを還流するホットEGR手段と、シャッタ弁閉
領域では相対的に低温のEGRガスを還流するコールド
EGR手段とを備え、上記シャッタ弁を全閉から全開に
わたって開度設定が任意調整可能なリニアタイプの開閉
弁で構成する一方、上記シャッタ弁の全開と全閉との間
において高開度側の第1所定開度ラインと低開度側の第
2所定開度ラインをもち、両ライン間にラップを有する
第4設定手段を設け、上記第2所定開度ラインより高負
荷側でコールドEGRを行ない、上記第1所定開度ライ
ンより低負荷側でホットEGRを行なう過給機付エンジ
ンの排気還流装置であることを特徴とする。
【0025】この発明の請求項記載の発明は、単一の
気筒に対して設けられたプライマリ吸気ポートおよびセ
カンダリ吸気ポートと、上記セカンダリ吸気ポートに設
けられた筒内流動強化用のシャッタ弁と、吸気を過給す
る過給機と、エンジンの運転状態を検出する転状態検出
手段と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷
側では少なくともエンジンに供給される空燃比がリーン
空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御手段
と、上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側で
は上記シャッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シ
ャッタ弁を開成する第1の制御手段とを備えた過給機付
エンジンの排気還流装置であって、コールドEGRとホ
ットEGRとの切換用のλ≧1の設定空燃比ラインをも
った第5設定手段を設け、上記設定空燃比ラインよりリ
ッチ空燃比側で低温のEGRガスが還流されるコールド
EGRを行なう一方、上記設定空燃比ラインよりリーン
空燃比側でコールドEGRに対して高温のEGRガスが
還流されるホットEGRを行なう第2の制御手段を備え
た過給機付エンジンの排気還流装置であることを特徴と
する。
【0026】この発明の請求項記載の発明は、コール
ドEGRとホットEGRとの切換用のλ>1の所定リー
ン側空燃比ラインをもった第6設定手段を設け、上記所
定リーン側空燃比ラインよりリッチ空燃比側でコールド
EGRを行なう一方、上記設定リーン側空燃比ラインよ
りリーン空燃比側でホットEGRを行なう過給機付エン
ジンの排気還流装置であることを特徴とする。
【0027】この発明の請求項記載の発明は、理論空
燃比以下の領域にコールドEGRとホットEGRとの切
換用のリッチ側の第1所定空燃比ラインとリーン側の第
2所定空燃比ラインをもち、両ライン間にラップ部を有
する第7設定手段を設け、上記第2所定空燃比ラインよ
りリッチ空燃比側でコールドEGRを行なう一方、上記
第1所定空燃比ラインよりリーン空燃比側でホットEG
Rを行なう過給機付エンジンの排気還流装置であること
を特徴とする。
【0028】この発明の請求項記載の発明は、上記コ
ールドEGRは触媒コンバータ下流の比較的低温のEG
Rガスを還流する外部EGR手段に設定し、上記ホット
EGRは排気ポート近傍の比較的高温のEGRガスを還
流する外部EGR手段に設定した過給機付エンジンの排
気還流装置であることを特徴とする。
【0029】この発明の請求項記載の発明は、上記ホ
ットEGRは吸排気弁オーバーラップにより内部残留ガ
スを吸気側へ還流する内部EGRに設定し、上記コール
ドEGRは排気系の比較的低温のEGRガスを還流する
外部EGRに設定した過給機付エンジンの排気還流装置
であることを特徴とする。
【0030】
【発明の作用及び効果】この発明の請求項1記載の発
よれば、図18にクレーム対応図で示すように、単一
の気筒P1に対して、設けられたプライマリ吸気ポート
P2およびセカンダリ吸気ポートP3と、上述のセカン
ダリ吸気ポートP3に設けられた筒内流動強化用の
N、OFFタイプのシャッタ弁P4と、吸気を過給する
過給機P5と、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段P6と、上述の運転状態検出手段P6の出力に
基づいて低負荷側では少なくともエンジンに供給される
混合気がリーン空燃比となるように空燃比を制御する空
燃比制御手段P7と、上述の運転状態検出手段P6の出
力に基づいて低負荷側では上述のシャッタ弁P4を閉成
する一方、高負荷側では上述のシャッタ弁P4を開成す
る第1の制御手段P8とを備えた過給機付エンジンの排
気還流装置において、上述のシャッタ弁P4の開閉に対
応して、シャッタ弁P4の閉領域ではホットEGR手段
P9が相対的に高温のEGRガスを還流し、シャッタ弁
P4の開領域では、コールドEGR手段P10がホット
EGRに対して低温のEGRガスを還流する。
【0031】すなわち、シャッタ弁P4の閉成により筒
内流動(スワール)を強化して、成層化(リーンバー
ン)を図る時、冷却損失に起因してHC排出割合が増加
するのをホットEGRにより抑制することができる。こ
のホットEGRはコールドEGRと比較して既然ガス温
度が高く、再燃性が良好で、かつ燃料の気化、霧化もよ
いため、HC排出量の増加を抑制しつつ、リーンリミッ
トの悪化を抑制することができると同時に、EGR効果
によりNOxの低減を図ることもできる。
【0032】一方、シャッタ弁P4の開成により、高充
填量、高トルク化を図る時、過給機P5による過給で筒
内温度が上昇して、熱負荷の増大に起因してノッキング
が発生しやすくなるのをコールドEGRにより抑制する
ことができる。このコールドEGRは既然ガス温度が低
いので、燃焼速度を緩慢にすることができ、筒内温度を
下げて、ノッキングを抑制することができる。
【0033】併せて、EGR効果によりNOxの低減を
図ることができると共に、コールドEGRにより排気ガ
ス温度の低減を図るので、触媒の熱劣化を防止すること
ができる効果がある。
【0034】また上述のシャッタ弁をON、OFFタイ
プの開閉弁で構成したので、該シャタ弁それ自体の構造
の簡略化を図ることができ、またON、OFFの2位置
制御であるからシャッタ弁の開閉制御の簡略化を達成す
ることができる効果がある。
【0035】しかも、上述の第1設定手段にλ=1の設
定空燃比ラインを設け、このライン未満のリーン域では
第1の制御手段がON、OFFタイプのシャッタ弁を全
閉にし、ホットEGR手段がホットEGRを行ない、ラ
イン以上の領域では第1の制御手段がON、OFFタイ
プのシャッタ弁を全開にし、コールドEGR手段がコー
ルドEGRを行なう。
【0036】このようにHC排出量が増大傾向となるシ
ャッタ弁の全閉時にはホットEGRによりHC排出量を
抑制しつつ、RawNOxを低減し、かつ高温の既然ガ
スを還流(ホットEGR)することにより、リーンリミ
ットの悪化をも抑制することできる効果がある。
【0037】一方、過給機による過給で熱負荷が大とな
る理論空燃比以上の領域においてはノッキングが発生し
やすくなるが、ON、OFFタイプのシャッタ弁の全開
時にはコールドEGRにより既然ガス温度が低いEGR
ガスを還流して、燃焼速度を緩慢にし、筒内温度を下げ
ることで、ノッキングを抑制することができる効果があ
る。
【0038】この発明の請求項記載の発明によれば、
述の第2設定手段にリーン空燃比域の設定空燃比ライ
ンを設け、このラインより低負荷側では第1の制御手段
、ON、OFFタイプのシャッタ弁を全閉にし、ホッ
トEGR手段がホットEGRを行ない、このラインより
高負荷側では第1の制御手段が、ON、OFFタイプの
シャッタ弁を全開にし、コールドEGR手段がコールド
EGRを行なう。
【0039】このためλ=1のラインと、このλ>1の
設定空燃比ラインとの間で低中回転高負荷等の比較的低
速ノッキングが発生しやすい領域においては上述の如く
コールドEGRが行なわれるので、該低速ノッキングを
抑制することができる効果がある。
【0040】の発明の請求項記載の発明によれば、
上述のシャッタ弁を全閉から全開にわたって開度設定が
任意調整可能なリニアタイプの開閉弁で構成したので、
ホットEGRとコールドEGRとを切換えるラインの設
定が容易となる効果がある。うえ、上記請求項5記載の
発明の効果と併せて、上述の第3設定手段にリニアタイ
プのシャッタ弁の全開と全閉との間の中間の所定開度で
ホットEGRとコールドEGRとを切換える設定ライン
を設けて、このラインより高負荷側でコールドEGR手
段がコールドEGRを行ない、低負荷側でホットEGR
手段がホットEGRを行なうので、ホットEGRにより
HC排出量の増加を抑制しつつ、RawNOxを低減
し、かつ高温の既然ガス還流により、リーンリミットの
悪化をも抑制し、一方、コールドEGRにより過給で熱
負荷が大となる領域においてノッキングを抑制すること
ができると共に、排気ガス温度の低減を図って、触媒の
熱劣化を防止することができる効果がある。
【0041】加えて、シャッタ弁がリニアタイプである
ため吸気充填量および体積効率を考慮したEGRを行な
う時の自由度が拡大する効果がある。
【0042】この発明の請求項記載の発明によれば、
述の第4設定手段にリニアタイプのシャッタ弁の全開
と全閉との間において高開度側の第1所定開度ラインと
低開度側の第2所定開度ラインとを設けて、第2所定開
度ラインより高負荷側で上述のコールドEGR手段がコ
ールドEGRを行ない、第1所定開度ラインより低負荷
側で上述のホットEGR手段がホットEGRを行ない、
かつ両ライン間のラップ部分においては両EGR手段が
共に作動して、コールドEGRとホットEGRを併用す
るので、特にこのラップ部分においてEGR量の不足
を補いつつ、HC排出量の増加の抑制、リーンリミット
の悪化抑制とRawNOxの増大防止とを達成すること
ができる効果がある。
【0043】つまり上述のラップ部分(例えばA/F=
16〜20に相当する部分)の最もRawNOx排出量
が多い領域においてホットEGRのみを行なうとEGR
量が不足し、コールドEGRのみを行なうと既然ガス温
度が低いため、リーンリミットの悪化およびRawHC
の増大を招くので、ホットEGRガスおよびコールドE
GRガスを併用することで、斯る問題点を回避する。
【0044】この発明の請求項記載の発明によれば、
上述の第5設定手段にコールドEGRとホットEGRと
の切換用のλ≧1の設定空燃比ラインを設け、上述の第
2制御手段はλ≧1の設定空燃比ラインよりリッチ空燃
比側で相対的に低温のEGRガスを還流(コールドEG
R)し、λ≧1の設定空燃比ラインよりリーン空燃比側
で相対的に高温のEGRガスを還流(ホットEGR)す
る。
【0045】例えば、シャッタ弁を用いることなく、可
変バルブタイミング装置(VVT)などにより筒内流動
制御を行なって、成層化(リーンバーン)を達成するよ
うな場合、空燃比ラインによりホットEGRを選択する
ことによって、このような領域においてはホットEGR
により既然ガス温度が高く、再燃性が良好で、かつ燃料
の気化、霧化もよいEGRを行なうことにより、NOx
排出量を低減すると共に、HC排出量の増加を抑制する
ことができる効果がある。
【0046】また空燃比がλ≧1よりもリッチで過給に
より筒内温度が上昇して、熱負荷が大となって、ノッキ
ングが発生しやすい領域においてはコールドEGRによ
り既然ガス温度が低く、燃焼速度緩慢化に有効なEGR
を行なって、筒内温度を下げてノッキングを防止するこ
とができると共に、排気ガス温度の低減を図って、触媒
の熱劣化を防止することができる効果がある。
【0047】この発明の請求項記載の発明によれば、
述の第6設定手段にコールドEGRとホットEGRと
の切換用のλ>1の所定リーン側空燃比ラインを設け、
上記第2の制御手段は所定リーン側空燃比ラインよりリ
ッチ空燃比側でコールドEGRを行なう一方、所定リー
ン側空燃比ラインよりリーン空燃比側でホットEGRを
行なう。
【0048】つまり上述のλ=1のラインとこのλ>
1の所定リーン側空燃比ラインとの間で低中回転高負荷
等の比較的低速ノッキングが発生しやすい領域において
はコールドEGRが行なわれるので、斯る低速ノッキン
グを抑制することができる効果がある。
【0049】この発明の請求項記載の発明によれば、
述の第7設定手段に理論空燃比以下の領域においてコ
ールドEGRとホットEGRとの切換用のリッチ側の第
1所定空燃比ラインとリーン側の第2所定空燃比ライン
とを設け、上記第2制御手段は上述の第2所定空燃比ラ
インよりリッチ空燃比側でコールドEGRを行なう一
方、上述の第1所定空燃比ラインよりリーン空燃比側で
ホットEGRを行なう。
【0050】つまり上述の第1および第2の各所定空燃
比ライン間のラップ部分ではコールドEGRとホットE
GRとが併用されるため、特にこのラップ部分におい
てEGR量の不足を補いつつ、HC排出量の増加の抑
制、リーンリミットの悪化抑制とRawNOxの低減と
を達成することができる効果がある。
【0051】因に上述のラップ部分(例えばA/F=1
6〜20に相当する部分)においてホットEGRのみを
行なうとEGR量が不足し、コールドEGRのみを行な
うと既然ガス温度が低いため、リーンリミットの悪化お
よびRawHCの増大を招くので、ホットEGRガスお
よびコールドEGRガスを併用することで、斯る問題点
を回避する。
【0052】この発明の請求項記載の発明によれば、
ールドEGRは触媒コンバータ下流の比較的低温のE
GRガスを還流する外部EGR手段に設定し、ホットE
GRは排気ポート近傍の比較的高温のEGRガスを還流
する外部EGR手段に設定したので、EGR系の構成の
簡略化を図ることができる効果がある。
【0053】この発明の請求項記載の発明によれば、
ットEGRは吸排気弁オーバーラップ、詳しくは排気
弁の閉弁タイミングと吸気弁の開弁タイミングとのオー
バーラップ量により内部残留ガスを吸気側へ還流する内
部EGRに設定し、コールドEGRは排気系の比較的低
温のEGRガスを吸気系に還流する外部EGRに設定し
たので、ホットEGRを外部配管から導びく構成に対し
てホットEGRガスの温度をより一層高温にして、HC
排出量の増加を抑制することができる効果がある。
【0054】
【実施例】この発明の実施例を以下に基づいて詳述す
る。 (第1実施例) 図面は過給機付V型6気筒エンジンの排気還流装置を示
し、図1において内部にエレメント1を配置したエアク
リーナ2の浄化空気出口に、エアフロセンサ3を介し
て、スロットルボディ4を取付け、このスロットルボデ
ィ4内のスロットルチャンバにはスロットル弁5を配設
する一方、上述のスロットルボディ4にはスロットルセ
ンサ6を取付けている。
【0055】また上述のスロットル弁をバイパスする
バイパス通路7を設け、このバイパス通路7にISC
(アイドル・スピード・コントロール)弁8を介設して
いる。
【0056】上述のスロットルチャンバのスロットル弁
5下流にはエンジンにより機械的に駆動される高密度過
給機としてのリショルムコンプレッサ9を介してインタ
クーラ10を配設すると共に、上述のリショルムコンプ
レッサ9およびインタクーラ10をバイパスするバイパ
ス通路11を設けて、このバイパス通路11にはABV
(エア・バイパス・バルブ)12を介設している。
【0057】上述のインタクーラ10の出口部において
該出口部とバイパス通路11とが合流する合流部13に
は上流側吸気通路14を接続し、この上流側吸気通路1
4の下流端を分岐部15にて一方側バンク用の吸気通路
16と他方側バンク用の吸気通路17とに分岐連通させ
ている。
【0058】上述の各吸気通路16,17は対応するバ
ンク側のサージタンク18,19に接続し、これら両バ
ンクのサージタンク18,19における気筒列端部側を
連通路20で互に連通させると共に、この連通路20内
には可変吸気コントロール弁21(以下単にVRIS弁
と略記する)を取付け、このVRIS弁21例えば低速
で閉じ、高速で開くように構成し、低速時には各要素1
6,17を、高速時には各要素16〜20を吸気共鳴に
使用すべく構成している。
【0059】ところで、合計6気筒分のシリンダボア2
2…には1気筒当りそれぞれ2つの吸気ポート23,2
4が設けられ、これらの各吸気ポート23,24を対応
する側のサージタンク18,19に連通させると共に、
一方の各吸気ポート23,23つまりセカンダリ吸気ポ
ート(以下単にSポートと略記する)には筒内流動強化
用のシャッタ弁25…をそれぞれ取付けている。そし
て、気筒列方向に並ぶ各3個のシャッタ弁25…をバル
ブシャフト26,26で一体的に連結し、アクチュエー
タ(図示せず)により上述の各バルブシャフト26,2
6を介してそれぞれのシャッタ弁25…を3個一体的に
開閉制御すべく構成している。なお、上述の各シャッタ
弁25…の取付け位置はSポート23および他方の吸気
ポート24つまりプライマリ吸気ポート(以下単にPポ
ートと略記する)に設けられる下流側インジェクタ27
の上流位置であることは勿論、図1においては動弁系の
図示を省略している。また上流側インジェクタ28は上
述のリショルムコンプレッサ9の上端側に配置してい
る。
【0060】一方、1気筒当り2つの排気ポート29,
29を設けて吸気2弁排気2弁の合計4弁構造に構成す
る一方、これらの各排気ポート29,29と連通するよ
うにシリンダヘッドには排気マニホルド30を取付けて
いる。また、この排気マニホルド30の下流には排気通
路31を連通接続して、この排気通路31に排気ガス浄
化用の触媒コンバータ32を介設している。
【0061】ところで、排気ポート29近傍の比較的高
温のEGRガスを吸気系に還流させる目的で、上述の排
気マニホルド30には外部ホットEGR通路33、集合
チャンバ34、EGR分岐管35,35を介して上述の
各Pポート24…に至る外部ホットEGR系路36を構
成し、上述の外部ホットEGR通路33には第1EGR
弁37を介設している。
【0062】また触媒コンバータ32下流の比較的低温
のEGRガスを吸気系に還流させる目的で、上述の触媒
コンバータ32下流における排気通路31とリショルム
コンプレッサ9の上流側の吸気通路との間を外部コール
ドEGR通路38で連通すると共に、この外部コールド
EGR通路38にはカーボントラップ39、EGRクー
ラ40、第2EGR弁41を介設して、外部コールドE
GR系路42を構成している。なお、図1において43
は実空燃比を検出するために上述の排気マニホルド30
に取り付けられたリニアOセンサである。
【0063】さらに、この実施例では、有効圧縮比が有
効膨脹比に対して小となるバルブタイミングに設定さ
れ、吸気遅閉じを行ない(具体的には一般的なエンジン
の遅閉じタイミングABDC50〜55度に対して、A
BDC70度の吸気閉じを行なう)、気筒から逆流をリ
ショルムコンプレッサ9により押込むことで、吸入空気
量が少ない場合においても、気筒への流入空気量を増加
させて、ポンピングロスの低減を図るように構成してい
る。
【0064】図2は過給機付エンジンの排気還流装置の
制御回路を示し、CPU50は、エアフロセンサ3から
の吸入空気量Q、ディストリビュータ44からのエンジ
ン回転数Ne、リニアO2 センサ43からの空燃比A
/F、水温センサ45からのエンジン冷却水の水温t、
スロットルセンサ6からのスロットル開度TVOなどの
必要な各種信号入力に基づいて、ROM46に格納され
たプログラムに従って、ISCバルブ8、ABV12、
上流側インジェクタ28、下流側インジェクタ27、シ
ャッタ弁25、VRIS弁21、吸気弁のバルブタイミ
ング(バルブリフト量も含む)を可変して吸排気弁のオ
ーバラップ量をコントロールする可変バルブタイミング
装置(いわゆるVVT)47、第1EGR弁37、第2
EGR弁41、を駆動制御し、またRAM48は図3に
示す第1マップM1などの必要なデータやマップを記憶
する。
【0065】この第1実施例では上述のシャッタ弁25
をON、OFFタイプの開閉弁で構成する。また上述の
第1マップM1(図3参照)は横軸にエンジン回転数N
eをとり、縦軸に負荷(CE=Q/Ne)をとって、上
記シャッタ弁25の開閉切換用のλ=1(理論空燃比)
の設定空燃比ラインL1を設けると共に、このラインL
1より低負荷側においてシャッタ弁25を全閉にし、か
つホットEGR(相対的に高温のEGRガスを還流)を
行なう領域と、上述の設定空燃比ラインL1より高負荷
側においてシャッタ弁25を全開にし、かつコールドE
GR(相対的に低温のEGRガスを還流)を行なう領域
と、EGR禁止領域とを区画設定した第1設定手段であ
る。
【0066】さらに上述のCPU50は、エンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段(図4に示すフロー
チャートの各ステップS1,S2参照)と、運転状態検
出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエンジ
ンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1とな
るように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述の運
転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上述のシ
ャッタ弁25を閉成(クローズ)する一方、高負荷側で
は上述のシャッタ弁25を開成(オープン)する第1の
制御手段(図4に示すフローチャートの各ステップS
6,S7参照)と、上述のシャッタ弁25の開閉に対応
して、シャッタ弁閉領域では相対的に高温のEGRガス
を還流するホットEGR手段(図4に示すフローチャー
トの第6ステップS6参照)と、シャッタ弁開領域では
相対的に低温のEGRガスを還流するコールドEGR手
段(図4に示すフローチャートの第7ステップS7参
照)とを兼ねる。
【0067】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項1に相当する実施例)の作用を、図
4に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0068】第1ステップS1で、CPU50は吸入空
気量Q、エンジン回転数Neなどの必要な各種信号入力
の読込みを実行し、次の第2ステップS2で、CPU5
0はCE=Q/Neの演算式により負荷CEを演算す
る。
【0069】次に第3ステップS3で、CPU50は現
行のエンジン運転状態が図3に示す第1マップM1の設
定空燃比ラインL1未満か否かを判定し、L1未満のY
ES判定時には次の第4ステップS4に移行する一方、
L1以上のNO判定時には別の第7ステップS7に移行
する。
【0070】上述の第4ステップS4で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図3に示す第1マップM1の
EGR禁止領域か否かを判定し、領域内のYES判定時
には次の第5ステップに移行し、領域外のNO判定時に
は別の第6ステップS6に移行する。
【0071】上述の第5ステップS5で、CPU50は
第1および第2の各EGR弁37,41を閉成して、E
GRガスの還流を禁止し、上述の第6ステップS6で、
CPU50はシャッタ弁25を全閉にすると共に、第1
EGR弁37を開成して外部ホットEGR系路36から
の比較的高温のEGRガスを吸気系に還流する一方、上
述の第7ステップS7では、CPU50はシャッタ弁2
5を全開にすると共に、第2EGR弁38を開成して外
部コールドEGR系路42からの比較的低温のEGRガ
スを吸気系に還流する。
【0072】すなわち、低負荷側で上述のシャッタ弁2
5を閉成し、筒内流動を強化して、成層化(リーンバー
ン)を達成した時、三元触媒等で処理できないNOx排
出量をホットEGRにより低減する。このホットEGR
は既然ガス温度が高く、再燃性がよいうえ、燃料の気
化、霧化も良好となるのでコールドEGRと比較してH
C排出量の増加を抑制することができ、加えてEGRガ
スを還流するEGR効果により、NOxの低減およびポ
ンピングロスの低減を図ることができる効果がある。
【0073】一方、高負荷側で上述のシャッタ弁25を
開成し、高充填効率および高トルク化を達成した時、ミ
ラーサイクルエンジンの上述のリショルムコンプレッサ
9の高過給により筒内温度が上昇し、熱負荷が大となっ
て、全負荷領域でノッキングが発生しやすくなるのを、
コールドEGRにより抑制する。つまり、このコールド
EGRは既然ガス温度が低いため、燃焼速度を緩慢にす
ることができ、筒内温度を下げて、ノッキングを防止す
ることができる効果がある。加えて、EGR効果により
NOxの低減を図りつつ、コールドEGRガスの還流に
より排気ガス温度を低減することができるので、触媒の
熱劣化を抑制するとができる効果がある。
【0074】さらに上述のシャッタ弁25をON,OF
Fタイプの開閉弁で構成したので、シャッタ弁25それ
自体の構造およびシャッタ弁25の開閉制御が容易とな
る効果がある。
【0075】しかも、上述の第1設定手段(図3のマッ
プM1参照)にλ=1の設定空燃比ラインL1を設け、
このラインL1未満のリーン域では第1の制御手段(ス
テップS6、S7参照)がON、OFFタイプのシャッ
タ弁25を全閉にし、ホットEGR手段(ステップS6
参照)がホットEGRを行ない、ラインL1以上の領域
では第1の制御手段(ステップS6、S7参照)がO
N、OFFタイプのシャッタ弁25を全開にし、コール
ドEGR手段(ステップS7参照)がコールドEGRを
行なう。
【0076】このようにHC排出量が増大傾向となるシ
ャッタ弁25の全閉時にはホットEGRによりHC排出
量を抑制しつつ、RawNOxを低減し、かつ高温の既
然ガスを還流(ホットEGR)することにより、リーン
リミットの悪化をも抑制することできる効果がある。
【0077】一方、過給機(リショルムコンプレッサ9
参照)による過給で熱負荷が大となる理論空燃比以上の
領域においてはノッキングが発生しやすくなるが、O
N、OFFタイプのシャッタ弁25の全開時にはコール
ドEGRにより既然ガス温度が低いEGRガスを還流し
て、燃焼速度を緩慢にし、筒内温度を下げることで、ノ
ッキングを抑制することができる効果がある。
【0078】なお図5にホットEGRおよびコールド
EGRを行なった場合のNOxおよびHCの各排出量の
変化状態を示す。
【0079】(第2実施例) 次に図6,図7を参照して本発明の第2実施例について
説明する。但し、この実施例においても図1,図2の回
路装置を用いる。また図6に示す第2マップM2は横軸
にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE=Q/N
eをとって、上述のシャッタ弁25の開閉切換用のリー
ン空燃比域の設定空燃比ラインL2(以下単にラインL
2と略記する)を設けると共に、このラインL2より低
負荷側においてはシャッタ弁25を全閉にし、かつホッ
トEGRを行なう領域と、上述のラインL2より高負荷
側においてシャッタ弁25を全開にし、かつコールドE
GRを行なう領域と、EGR禁止領域とを区画設定した
第2設定手段である。
【0080】さらにCPU50はエンジンの運転状態を
検出する運転状態検出手段(図7に示すフローチャート
の各ステップS11,S12参照)と、運転状態検出手
段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエンジンに
供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1となるよ
うに空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述の運転状
態検出手段(各ステップS11,S12参照)の出力に
基づいて低負荷側では上述のシャッタ弁25を閉成する
一方、高負荷側では上述のシャッタ弁25を開成する第
1の制御手段(図7に示すフローチャートの各ステップ
S16,S17参照)と、上述のシャッタ弁25の開閉
と対応して、シャッタ弁25の閉領域では相対的に高温
のEGRガスを還流するホットEGR手段(図7に示す
フローチャートの第6ステップS16参照)と、シャッ
タ弁25の開領域では相対的に低温のEGRガスを還流
するコールドEGR手段(図7に示すフローチャートの
第7ステップS17参照)とを兼ねる。
【0081】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項に相当する実施例)の作用を、図
7に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0082】第1ステップS11で、CPU50は吸入
空気量Q、エンジン回転数Neなどの必要な各種信号入
力の読込みを実行し、次のステップS12で、CPU5
0はCE=Q/Neの演算式により負荷CEを演算す
る。
【0083】次に第3ステップS13で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図6に示す第2マップM2の
ラインL2未満か否かを判定し、L2未満のYES判定
時には次の第4ステップS14に移行する一方、L2以
上のNO判定時には別の第7ステップS17に移行す
る。
【0084】上述の第4ステップS14で、CPU50
は現行のエンジン運転状態が図6に示す第2マップM2
のEGR禁止領域か否かを判定し、領域内のYES判定
時には次の第5ステップS15に移行し、領域外のNO
判定時には別の第6ステップS16に移行する。
【0085】上述の第5ステップS15で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成して、
EGRガスの還流を禁止し、上述の第6ステップS16
で、CPU50はシャッタ弁25を全閉にすると共に、
第1EGR弁37を開成して外部ホットEGR系路36
からの比較的高温のEGRガスを吸気系に還流する一
方、上述の第7ステップS17では、CPU50はシャ
ッタ弁25を全開にすると共に、第2EGR弁38を開
成して外部コールドEGR系路42からの比較的低温の
EGRガスを吸気系に還流する。
【0086】すなわち、ラインL2より低負荷側で上述
のシャッタ弁25を閉成し、筒内流動を強化して、成層
化(リーンバーン)を達成した時、ホットEGRによっ
てNOx排出量を低減する。このホットEGRは既然ガ
ス温度が高く、再燃性がよいうえ、燃料の気化、霧化も
良好となるのでHC排出量の増加を抑制することがで
き、加えてEGRガスを還流するEGR効果により、ポ
ンピングロスの低減を図ることができる効果がある。
【0087】一方、ラインL2より高負荷側で上述のシ
ャッタ弁25を開成し、高充填効率および高トルク化を
達成した時、ミラーサイクルエンジンの上述のリショル
ムコンプレッサ9の高過給により筒内温度が上昇し、熱
負荷が大となって、全負荷領域でノッキングが発生しや
すくなるのを、コールドEGRにより抑制する。つま
り、このコールドEGRは既然ガス温度が低いため、燃
焼速度を緩慢にすることができ、筒内温度を下げて、ノ
ッキングを防止することができる効果がある。加えて、
EGR効果によりNOxの低減を図りつつ、コールドE
GRガスの還流により排気ガス温度を低減することがで
きるので、触媒の熱劣化を抑制するとができる効果があ
る。 しかも、図6に示すラインL1とラインL2との
間で低中回転高負荷等の比較的低速ノッキングが発生し
やすい領域においては上述の如くコールドEGRが行な
われるので、該低速ノッキングを抑制することができる
効果がある。
【0088】(第3実施例) 次に図8、図9を参照して本発明の第3実施例について
説明する。但し、この実施例においても図1、図2の回
路装置を用いる。また図8に示す第3マップM3は横軸
にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE=Q/N
eをとって、シャッタ弁25の全開ラインL3と全閉ラ
インL4との間の所定開度でホットEGRとコールドE
GRとを切換える設定ラインL5を設けると共に、上述
のラインL3,L4間をリニアタイプのシャッタ弁25
の開度リニア制御領域に設定し、かつ上述のラインL5
より高負荷側をコールドEGR領域、ラインL5より低
負荷側をホットEGR領域とし、さらに低回転低負荷域
をEGR禁止領域に区画設定した第3設定手段である。
【0089】ここで、上述のCPU50はエンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段(図9に示すフロー
チャートの各ステップS21,S22参照)と、運転状
態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエ
ンジンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1
となるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述
の運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上述
のシャッタ弁25を閉成する一方、高負荷側では上述の
シャッタ弁25を開成する第1の制御手段(図9に示す
フローチャートの各ステップS31,S33参照)と、
上述のシャッタ弁25の開度と対応して、ラインL5未
満の領域では相対的に高温のEGRガスを還流するホッ
トEGR手段(図9に示すフローチャートの各ステップ
S26,S32参照)と、ラインL5以上の領域では相
対的に低温のEGRガスを還流するコールドEGR手段
(図9に示すフローチャートの各ステップS27,S3
4参照)とを兼ねる。
【0090】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項に相当する実施例)の作用を、図
9に示すフローチャートを参照にして以下に詳述する。
【0091】第1ステップS21で、CPU50は吸入
空気量Q、エンジン回転数Neなどの必要な各種信号入
力の読込みを実行し、次のステップS22で、CPU5
0はCE=Q/Neの演算式により負荷CEを演算す
る。
【0092】次に第3ステップS23で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図8の第3マップM3におけ
るリニア領域か否かを判定し、YES判定時には次の第
4ステップS24に移行する一方、NO判定時には別の
第8ステップS28に移行する。
【0093】上述の第4ステップS24で、CPU50
はシャッタ弁25を負荷に応じてリニア制御した後に、
次の第5ステップS25で、CPU50は現行のエンジ
ン運転状態が図8に示す第3マップM3のラインL5未
満か否かを判定し、L5未満のYES判定時には次の第
6ステップS26に移行し、L5以上のNO判定時には
別の第7ステップS27に移行する。
【0094】上述の第6ステップS26では、CPU5
0は第1EGR弁37を開成して外部ホットEGR系路
36からの比較的高温のEGRガスを吸気系に還流する
一方、上述の第7ステップS27で、CPU50は第2
EGR弁38を開成して外部コールドEGR系路42か
らの比較的低温のEGRガスを吸気系に還流する。
【0095】また上述の第8ステップS28で、CPU
50は負荷判定を実行し、低負荷時には次の第9ステッ
プS29に移行する一方、高負荷時には別の第13ステ
ップS33に移行する。
【0096】上述の第9ステップS29で、CPU50
は現行のエンジン運転状態がEGR禁止領域内か否かを
判定し、YES判定時には次の第10ステップS30に
移行する一方、NO判定時には別の第11ステップS3
1に移行する。
【0097】上述の第10ステップS30で、CPU5
0は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成し
て、EGRガスの還流を禁止する。
【0098】上述の第11ステップS31で、CPU5
0はリニアタイプのシャッタ弁25を全閉にし、次の第
12ステップS32で、CPU50は第1EGR弁37
を開成して外部ホットEGR系路36からの比較的高温
のEGRガスを吸気系に還流する一方、上述の第13ス
テップS33で、CPU50はシャッタ弁25を全開に
し、次の第14ステップS34で、CPU50は第2E
GR弁38を開成して外部コールドEGR系路42から
比較的低温のEGRガスを吸気系に還流する。
【0099】このように上述のシャッタ弁25を全閉か
ら全開にわたって開度設定が任意調整可能なリニアタイ
プの開閉弁で構成したので、ホットEGRとコールドE
GRとを切換えるラインL5の設定が容易となる効果が
ある。
【0100】上述の第3設定手段(図8のマップM3参
照)にリニアタイプのシャッタ弁25の全開と全閉との
間の中間の所定開度でホットEGRとコールドEGRと
を切換える設定ラインL5を設けて、このラインL5よ
り高負荷側でコールドEGR手段(ステップS27、S
34参照)がコールドEGRを行ない、低負荷側でホッ
トEGR手段(ステップS26、S32参照)がホット
EGRを行なうので、ホットEGRによりHC排出量の
増加を抑制しつつ、RawNOxを低減し、かつ高温の
既然ガス還流により、リーンリミットの悪化をも抑制
し、一方、コールドEGRにより過給で熱負荷が大とな
る領域においてノッキングを抑制することができると共
に、排気ガス温度の低減を図って、触媒の熱劣化を防止
することができる効果がある。
【0101】また、シャッタ弁25がリニアタイプであ
るので、吸気充填量および体積効率を考慮したEGRを
行なう時の自由度の拡大を図ることができる効果があ
る。なお、その他の点については先の実施例とほぼ同様
の作用、効果を奏する。
【0102】(第4実施例) 次に図10、図11を参照にして本発明の第4実施例に
ついて説明する。但し、この実施例においても図1、図
2の回路装置を用いる。また図10に示す第4マップM
4は横軸にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE
=Q/Neをとって、シャッタ弁25の全開ラインL3
と全閉ラインL4との間において高開度側の第1所定開
度ラインL6と低開度側の第2所定開度ラインL7とを
設けると共に、上述のラインL7より高負荷側をコール
ドEGR領域に、ラインL6より低負荷側をホットEG
R領域にそれぞれ設定し、かつ両ラインL6,L7間の
ラップ部をホットEGRおよびコールドEGRを併用す
るラップ領域に設定し、さらに低回転低負荷域をEGR
禁止領域に区画設した第4設定手段である。
【0103】ここで上述のCPU50はエンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段(図11に示すフロー
チャートの各ステップS41,S42参照)と、運転状
態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエ
ンジンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1
となるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述
の運転状態検出手段(ステップS41、S42参照)
出力に基づいて低負荷側では上述のシャッタ弁25を閉
成する一方、高負荷側では上述のシャッタ弁25を開成
する第1の制御手段(図11に示すフローチャートの各
ステップS53,S55参照)と、上述のシャッタ弁2
5の開度と対応して、ラインL6未満の領域では相対的
に高温のEGRガスを還流するホットEGR手段(図1
1に示すフローチャートの第9ステップS49参照)
と、ラインL7以上の領域では相対的に低温のEGRガ
スを還流するコールドEGR手段(図11に示すフロー
チャートの第8ステップS48参照)とを兼ねる。
【0104】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項に相当する実施例)の作用を、図
11に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0105】第1ステップS41で、CPU50は吸入
空気量Q、エンジン回転数Neなどの必要な各種信号入
力の読込みを実行し、次の第2ステップS42で、CP
U50はCE=Q/Neの演算式により負荷CEを演算
する。
【0106】次に第3ステップS43で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図10に示す第4マップM4
におけるリニア領域か否かを判定し、YES判定時には
次の第4ステップS44に移行する一方、NO判定時に
は別のステップS50に移行する。
【0107】上述の第4ステップS44で、CPU50
はシャッタ弁25を負荷に応じてリニア制御した後に、
次の第5ステッブS45で、CPU50は現行のエンジ
ン運転状態が図10に示す第4マップM4のラップ領域
(L6〜L7間参照)か否かを判定し、YES判定時に
は次の第6ステップS46に移行する一方、NO判定時
には別の第7ステップに移行する。
【0108】上述の第6ステップS46で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,38を共に開成し
て、外部ホットEGR系路36からの比較的高温のEG
Rガスと、外部コールドEGR系路42からの比較的低
温EGRガスとの双方を吸気系に還流する。
【0109】一方、上述の第7ステップS47で、CP
U50はリニア領域のラップ領域外において現行のエン
ジン運転状態がラインL6以上か否かを判定し、YES
判定時には次の第8ステップS48に移行し、NO判定
時には別の第9ステップS49に移行する。
【0110】上述の第8ステップS48で、CPU50
は第2EGR弁38を開成して外部コールドEGR系路
42から比較的低温のEGRガスを吸気系に還流(コー
ルドEGR)する一方、上述の第9ステップS49で
は、CPU50は第1EGR弁37を開成して外部EG
R系路36からの比較的高温のEGRガスを吸気系に還
(ホットEGR)する。
【0111】また上述の第10ステップS50で、CP
U50はリニア領域以外に対応して負荷判定を実行し、
低負荷時には次の第11ステップS51に移行する一
方、高負荷時には別の第15ステップS55に移行す
る。
【0112】上述の第11ステップS51で、CPU5
0はEGR禁止流域内か否かを判定し、YES判定時に
は次の第12ステップS52に移行し、NO判定時には
別の第13ステップS53に移行する。
【0113】上述の第12ステップS52で、CPU5
0は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成し
て、EGRガスの還流を禁止し、上述の第13ステップ
S53で、CPU50はシャッタ弁25を全閉にし、次
の第14ステップS54で、CPU50は第1EGR弁
37を開成して外部EGR系路36からの比較的高温の
EGRガスを吸気系に還流(ホットEGR)する。
【0114】一方、上述の第15ステップS55では、
CPU50はシャッタ弁25を全開にし、次の第16ス
テップS56で、CPU50は第2EGR弁38を開成
して、外部コールドEGR系路42から比較的低温のE
GRガスを吸気系に還流(コールドEGR)する。
【0115】要するに上述の第4設定手段(第4マッ
プM4参照)にリニアタイプのシャッタ弁25の全開と
全閉との間において高開度側の第1所定開度ラインL6
と低開度側の第2所定開度ラインL7とを設けて、ライ
ンL7より高負荷側でコールドEGRを行ない、ライン
L6より低負荷側でホットEGRを行ない、かつ両ライ
ンL6,L7間のラップ部分においてはコールドEGR
とホットEGRとを併用するので、特にこのラップ部
分においてEGR量の不足を補いつつ、HC排出量の増
加の抑制、リーンリミットの悪化抑制とRawNOxの
低減とを達成することができる効果がある。
【0116】つまり上述のラップ部分(例えばA/F=
16〜20に相当する部分)においてホットEGRのみ
を行なうとEGR量が不足し、コールドEGRのみを行
なうと既然ガス温度が低いため、リーンリミットの悪化
およびRawHCの増大を招くので、ホットEGRガス
およびコールドEGRガスを併用することで、斯る問題
点を回避する。なお、その他の点については先の実施例
とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【0117】(第5実施例) 次に図12、図13を参照して本発明の第5実施例につ
いて説明する。但し、この実施例においても図1、図2
の回路装置を用いる。また図12に示す第5マップM5
は横軸にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE=
Q/Neをとって、コールドEGRとホットEGRとの
切換用のλ≧1(この実施例ではλ=1)の設定空燃比
ラインL8を設けると共に、このラインL8よりもリー
ン側をホットEGR領域に、リッチ側をコールドEGR
領域し、かつ低負荷低回転域を上述同様にEGR禁止領
域に設定し、また図12に示す如くエンジン回転数Ne
と負荷とに対応してそれぞれの領域における空燃比をA
/F=16、A/F=18、A/F=20、A/F=2
2、A/F=24、A/F=26にそれぞれ設定してい
る。
【0118】ここで上述のCPU50はエンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段(図13に示すフロー
チャートの各ステップS61,S62参照)と、運転状
態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエ
ンジンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1
となるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述
の運転状態検出手段(ステップS61、S62参照)
出力に基づいて低負荷側では上述のシャッタ弁25を閉
成する一方、高負荷側では上述のシャッタ弁25を開成
する第1の制御手段(この実施例ではCPU50それ自
体)と、上述の設定空燃比ラインL8よりリッチ空燃比
側で相対的に低温のEGRガスが還流されるコールドE
GRを行なう一方、上述の設定空燃比ラインL8よりリ
ーン空燃比側で相対的に高温のEGRガスが還流される
ホットEGRを行なう第2の制御手段(図13に示すフ
ローチャートの各ステップS66,S67参照)とを兼
ねる。
【0119】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項に相当する実施例)の作用を、図
13に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0120】第1ステップS61で、CPU50は吸入
空気量Q、エンジン回転数Ne、空燃比A/Fなどの必
要な各種信号入力の読込みを実行し、次の第2ステップ
S62で、CPU50はCE=Q/Neの演算式により
負荷CEを演算する。
【0121】次に第3ステップS63で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図12に示す第5マップM5
の設定空燃比ラインL8以下か否かを判定し、L8以下
のYES判定時には次の第4ステップS64に移行する
一方、L8以上のNO判定時には別の第7ステップS6
7に移行する。
【0122】上述の第4ステップS64で、CPU50
は現行のエンジン運転状態が図12に示す第5マップM
8のEGR禁止領域か否かを判定し、領域内のYES判
定時には次の第5ステップS65に移行し、領域外のN
O判定時には別の第6ステップS66に移行する。
【0123】上述の第5ステップS65で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成して、
EGRガスの還流を禁止し、上述の第6ステップS66
で、CPU50は第1EGR弁37を開成して外部ホッ
トEGR系路36からの比較的高温のEGRガスを吸気
系に還流する一方、上述の第7ステップS67では、C
PU50は第2EGR弁38を開成して外部コールドE
GR系路42からの比較的低温のEGRガスを吸気系に
還流する。
【0124】すなわち、シャッタ弁25を用いることな
く、VVT47などにより筒内流動制御を行なって、成
層化(リーンバーン)を達成した時、NOx排出量をホ
ットEGRにより低減する。このホットEGRは既然ガ
ス温度が高く、再燃性がよいうえ、燃料の気化、霧化も
良好となるのでHC排出量の増加を抑制することがで
き、加えてEGRガスを還流するEGR効果により、ポ
ンピングロスの低減を図ることができる効果がある。
【0125】一方、空燃比がλ≧1よりもリッチでリシ
ョルムコンプレッサ9による過給にて高充填効率および
高トルク化を達成した時、ミラーサイクルエンジンの上
述のリショルムコンプレッサ9の高過給により筒内温度
が上昇し、熱負荷が大となって、ノッキングが発生しや
すくなるのを、コールドEGRにより抑制する。つま
り、このコールドEGRは既然ガス温度が低いため、燃
焼速度を緩慢にすることができ、筒内温度を下げて、ノ
ッキングを防止することができる効果がある。加えて、
EGR効果によりNOxの低減を図りつつ、コールドE
GRガスの還流により排気ガス温度を低減することがで
きるので、触媒の熱劣化を抑制するとができる効果があ
る。
【0126】(第6実施例) 次に図14、図15を参照して本発明の第6実施例につ
いて説明する。但し、この実施例においても図1、図2
の回路装置を用いる。また図14に示す第6マップM6
は横軸にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE=
Q/Neをとって、コールドEGRとホットEGRとの
切換用のλ>1の所定リーン側空燃比ラインL9を設け
ると共に、このラインL9よりもリーン側をホットEG
R領域に、リッチ側をコールドEGR領域し、かつ低負
荷低回転域を上述同様にEGR禁止領域に設定し、また
図14に示す如くエンジン回転数Neと負荷とに対応し
てそれぞれの領域における空燃比をA/F=16、A/
F=18、A/F=20、A/F=22、A/F=2
4、A/F=26にそれぞれ設定している。
【0127】ここで上述のCPU50はエンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段(図15に示すフロー
チャートの各ステップS71,S72参照)と、運転状
態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくともエ
ンジンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>1
となるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上述
の運転状態検出手段(ステップS7、S72参照)の出
力に基づいて低負荷側では上述のシャッタ弁25を閉成
する一方、高負荷側では上述のシャッタ弁25を開成す
る第1の制御手段(この実施例ではCPU50それ自
体)と、上述の所定リーン側空燃比ラインL9よりリッ
チ空燃比側で相対的に低温のEGRガスが還流されるコ
ールドEGRを行なう一方、上述の設定リーン側空燃比
ラインL9よりリーン空燃比側で相対的に高温のEGR
ガスが還流されるホットEGRを行なう第2の制御手段
(図15に示すフローチャートの各ステップS76,S
77参照)とを兼ねる。
【0128】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項に相当する実施例)の作用を、図
15に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0129】第1ステップS71で、CPU50は吸入
空気量Q、エンジン回転数Ne、空燃比A/Fなどの必
要な各種信号入力の読込みを実行し、次の第2ステップ
S72で、CPU50はCE=Q/Neの演算式により
負荷CEを演算する。
【0130】次に第3ステップS73で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図14に示す第6マップM6
の設定リーン側空燃比ラインL9以上か否かを判定し、
L9以下のYES判定時には次の第4ステップS74に
移行する一方、L9以のNO判定時には別の第7ステ
ップS77に移行する。
【0131】上述の第4ステップS74で、CPU50
は現行のエンジン運転状態が図14に示す第6マップM
6のEGR禁止領域か否かを判定し、領域内のYES判
定時には次の第5ステップに移行し、領域外のNO判定
時には別の第6ステップS76に移行する。
【0132】上述の第5ステップS75で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成して、
EGRガスの還流を禁止し、上述の第6ステップS76
で、CPU50は第1EGR弁37を開成して外部ホッ
トEGR系路36からの比較的高温のEGRガスを吸気
系に還流する一方、上述の第7ステップS77では、C
PU50は第2EGR弁38を開成して外部コールドE
GR系路42からの比較的低温のEGRガスを吸気系に
還流する。
【0133】すなわち、上述の第6設定手段(第6マッ
プM6参照)にコールドEGRとホットEGRとの切換
用のλ>1の所定リーン側空燃比ラインL9を設け、第
2の制御手段(各ステップS76,S77参照)は上述
の所定リーン側空燃比ラインL9よりもリッチ空燃比側
でコールドEGRを行なう一方、所定リーン側空燃比ラ
インL9よりもリーン空燃比側でホットEGRを行な
う。
【0134】要するに、上述のλ=1のラインL8とこ
のλ>1の所定リーン側空燃比ラインL9との間で低中
回転高負荷等の比較的低速ノッキングが発生しやすい領
域においてはコールドEGRが行なわれているので、斯
る低速ノッキングを抑制することができる効果がある。
なお、その他の点については先の第5実施例とほぼ同様
の作用、効果を奏する。
【0135】(第7実施例) 次に図16、図17を参照して本発明の第7実施例につ
いて説明する。但し、この実施例おいても図1、図2の
回路装置を用いる。また図16に示す第7マップM7は
横軸にエンジン回転数Neをとり、縦軸に負荷CE=Q
/Neをとって、理論空燃比λ=1以下の領域にコール
ドEGRとホットEGRとの切換用のリッチ側の第1所
定空燃比ラインL10とリーン側の第2所定空燃比ライ
ンL11とを設定し、上述のラインL10よりリーン空
燃比側をホットEGR領域に、上述のラインL11より
もリッチ空燃比側をコールドEGR領域にそれぞれ設定
し、かつ上記各ラインL10,L11間のラップ領域を
ホットEGR領域とコールドEGRとを併用する領域に
設定し、さらに低回転低負荷側をEGR禁止領域に設定
した第7設定手段である。
【0136】なお、エンジン回転数Neと負荷とに対応
してそれぞれの領域における空燃比をA/F=16、A
/F18、A/F=20、A/F=22、A/F=2
4、A/F=26にそれぞれ設定した点については先の
各マップM5,M6と同様である。
【0137】ここで、上述のCPU50はエンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段(図17に示すフロ
ーチャートの各ステップS81,S82参照)と、運転
状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少なくとも
エンジンに供給される空燃比A/Fがリーン空燃比λ>
1となるように空燃比を制御をする空燃比制御手段と、
上述の運転状態検出手段(ステップS81、S82参
照)のシャッタ弁25を閉成する一方、高負荷側では上
述のシャッタ弁25を開成する第1の制御手段(この実
施例ではCPU50それ自体)と、上述の第2所定空燃
比ラインL11よりもリッチ空燃比側でコールドEGR
を行なう一方、上述の第1所定空燃比ラインL10より
もリーン空燃比側でホットEGRを行なう第2の制御手
段(図17に示す各ステップS86,S88,S89参
照)とを兼ねる。
【0138】このように構成した過給機付エンジンの排
気還流装置(請求項相当する実施例)の作用を、図1
7に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【0139】第1ステップS81で、CPU50は吸入
空気Qエンジン回転数Ne、空燃比A/Fなどの必要
な各種信号入力の読込みを実行し、次の第2ステップS
82で、CPU50はCE=Q/Neの演算式により負
荷CEを演算する。
【0140】次に第3ステップS83で、CPU50は
現行のエンジン運転状態が図16に示す第7マップM7
のラインL11以上か否かを判定し、NO判定時には次
の第4ステップS84に移行する一方、YES判定時に
は別の第7ステップS87に移行する。
【0141】上述の第4ステップS84で、CPU50
はEFR禁止領域内か否かを判定し、YES判定時には
次の第5ステップS85に移行する一方、NO判定時に
は別の第6ステップS86に移行する。
【0142】上述の第5ステップS85で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,41を閉成して、
EGRガスの還流を禁止し、一方、上述の第6ステップ
S86で、CPU50は第1EGR弁37を開成して外
部ホットEGR系路36からの比較的高温のEGRガス
を吸気系に還流する。
【0143】ところで、上述の第7ステップS87で、
CPU50は図16の第7マップM7におけるラップ領
域内か否かを判定し、YES判定時には次の第8ステッ
プS88に移行する一方、NO判定時には別の第9ステ
ップS89に移行する。
【0144】上述の第8ステップS88で、CPU50
は第1および第2の各EGR弁37,38を共に開成し
て外部ホットEGR系路36からの比較的高温のEGR
ガスと、外部コールドEGR系路42からの比較的低温
のEGRガスとの双方を吸気系に還流する。
【0145】また上述の第9ステップS89で、CPU
50は第2EGR弁38を開成して外部コールドEGR
系路42からの比較的低温のEGRガスを吸気系に還流
する。すなわち、上述の第7設定手段(第7マップM7
参照)に理論空燃比λ=1以下の領域においてコールド
EGRとホットEGRとの切換用のリッチ側の第1所定
空燃比ラインL10とリーン側の第2所定空燃比ライン
L11とを設け、上記第2の制御手段(各ステップS8
6,S88,S89参照)は上述の第2所定空燃比ライ
ンL11よりリッチ空燃比側でコールドEGRを行なう
一方、上述の第1所定空燃比ラインL10よりリーン空
燃比側でホットEGRを行なう。
【0146】要するに上述の第1および第2の各所定空
燃比ラインL10,L11間のラップ部分ではコールド
EGRとホットEGRとが併用されるため、特にこの
ラップ部分においてEGR量の不足を補いつつ、HC排
出量の増加の抑制、リーンリミットの悪化抑制とRaw
NOxの低減とを達成することができる効果がある。
【0147】因に上述のラップ部分(例えばA/F=1
6〜20に相当する部分)においてホットEGRのみを
行なうとEGR量が不足し、コールドEGRのみを行
なうと既燃ガス温度が低いため、リーンリミットの悪
化およびRawHCの増大を招くが、ホットEGRガス
およびコールドEGRガスを併用することで、斯る問題
点を回避することができる。
【0148】この発明の構成と、上述実施例との対応に
おいて、この発明の過給機は、実施例のリショルムコン
プレッサ9に対応し、以下同様に、エンジンはV型6気
筒エンジンに対応し、プライマリ吸気ポートは、Pポー
ト24に対応し、セカンダリ吸気ポートは、Sポート2
3に対応し、外部EGR手段は、外部ホットEGR系路
36および外部コールドEGR系路42に対応し、運転
状態検出手段は、各ステップS1,S2,S11,S1
2,S21,S22,S41,S42,S61,S6
2,S71,S72,S81,S82に対応し、第1の
制御手段は、各ステップS6,S7,S16,S17,
S31,S33,S53,S55に対応し、ホットEG
R手段は、各ステップS6,S16,S26,S32,
S49,S54に対応し、コールドEGR手段は、各ス
テップS7,S17,S27,S34,S48,S56
に対応し、第2の制御手段は、各ステップS66,S6
7,S76,S77,S86,S88,S89に対応
し、第1設定手段は、第1マップM1に対応し、第2設
定手段は、第2マップM2に対応し、第3設定手段は、
第3マップM3に対応し、第4設定手段は、第4マップ
M4に対応し、第5設定手段は、第5マップM5に対応
し、第6設定手段は、第6マップM6に対応し、第7設
定手段は、第7マップM7に対応も、この発明は、上述
の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の過給機付エンジンの排気還流装置を
示す系統図。
【図2】 制御回路ブロック図。
【図3】 第1マップの説明図。
【図4】 EGR切換制御の第1実施例を示すフローチ
ャート。
【図5】 EGR平に対するNOx、HC排出量の変化
を示す特性図。
【図6】 第2マップの説明図。
【図7】 EGR切換制御の第2実施例を示すフローチ
ャート。
【図8】 第3マップの説明図。
【図9】 EGR切換制御の第3実施例を示すフローチ
ャート。
【図10】 第4マップの説明図。
【図11】 EGR切換制御の第4実施例を示すフロー
チャート。
【図12】 第5マップの説明図。
【図13】 EGR切換制御の第5実施例を示すフロー
チャート。
【図14】 第6マップの説明図。
【図15】 EGR切換制御の第6実施例を示すフロー
チャート。
【図16】 第7マップの説明図。
【図17】 EGR切換制御の第7実施例を示すフロー
チャート。
【図18】 クレーム対応図。
【図19】 空燃比に対するNOxおよびHC排出量の
関係を示す特性図。
【符号の説明】
9…リショルムコンプレッサ 23…Sポート 24…Pポート 25…シャッタ弁 36…外部ホットEGR系路 42…外部コールドEGR系路 S1,S2,S11,S12,S21,S22,S4
1,S42…運転状態検出手段 S61,S62,S71,S72,S81,S82…運
転状態検出手段 S6,S7,S16,S17,S31,S33,S5
3,S55…第1の制御手段 S6,S16,S26,S32,S49,S54…ホッ
トEGR手段 S7,S17,S27,S34,S34,S56…コー
ルドEGR手段 S66,S67,S76,S77,S86,S88,S
89…第2の制御手段 M1…第1設定手段 M2…第2設定手段 M3…第3設定手段 M4…第4設定手段 M5…第5設定手段 M6…第6設定手段 M7…第7設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 25/07 F02M 25/07 580E F02B 17/00 F02B 17/00 L 31/00 331 31/00 331A 31/02 31/02 J F02D 43/00 301 F02D 43/00 301E 301N 301R F02M 69/00 360 F02M 69/00 360C (56)参考文献 特開 平5−86949(JP,A) 特開 平3−237216(JP,A) 特開 平5−86945(JP,A) 特開 昭61−169616(JP,A) 実開 平5−57319(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 550 F02M 25/07 570 F02M 25/07 580 F02B 17/00 F02B 31/00 331 F02B 31/02 F02D 43/00 301 F02M 69/00 360

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単一の気筒に対して設けられたプライマリ
    吸気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、 上記セカンダリ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用
    のシャッタ弁と、 吸気を過給する過給機と、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少
    なくともエンジンに供給される空燃比がリーン空燃比と
    なるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上記運
    転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上記シャ
    ッタ弁を閉成する一方、 高負荷側では上記シャッタ弁を開成する第1の制御手段
    とを備えた過給機付エンジンの排気還流装置であって、 上記シャッタ弁の開閉に対応して、シャッタ弁閉領域で
    は相対的に高温のEGRガスを還流するホットEGR手
    段と、 シャッタ弁開領域では相対的に低温のEGRガスを還流
    するコールドEGR手段とを備え 上記シャッタ弁をON、OFFタイプの開閉弁で構成す
    る一方、 上記シャッタ弁開閉切換用のλ=1の設定空燃比ライン
    をもった第1設定手段を設け、 上記第1の制御手段は上記設定空燃比未満のλ>1域で
    上記シャッタ弁を全閉にしてホットEGRを行なう一
    方、上記設定空燃比以上のλ≦1域で上記シャッタ弁を
    全開にしてコールドEGRを行なう過給機付エンジンの
    排気還流装置。
  2. 【請求項2】単一の気筒に対して設けられたプライマリ
    吸気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、 上記セカンダリ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用
    のシャッタ弁と、 吸気を過給する過給機と、 エンジンの運転状態を検出する転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少
    なくともエンジンに供給される空燃比がリーン空燃比と
    なるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上記運
    転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上記シャ
    ッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シャッタ弁を
    開成する第1の制御手段とを備えた過給機付エンジンの
    排気還流装置であって、 上記シャッタ弁の開閉に対応して、シャッタ弁閉領域で
    は相対的に高温のEGRガスを還流するホットEGR手
    段と、 シャッタ弁閉領域では相対的に低温のEGRガスを還流
    するコールドEGR手段とを備え、 上記シャッタ弁をON、OFFタイプの開閉弁で構成す
    る一方、 上記シャッタ弁開閉切換用のリーン空燃比域の設定空燃
    比ラインをもった第2設定手段を設け、 上記第1の制御手段は上記設定空燃比ラインより低負荷
    側で上記シャッタ弁を全閉にして、ホットGERを行な
    う一方、上記設定空燃比ラインより高負荷側で上記シャ
    ッタ弁を全開にして、コールドEGRを行なう過給機付
    エンジンの排気還流装置。
  3. 【請求項3】単一の気筒に対して設けられたプライマリ
    吸気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、 上記セカンダリ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用
    のシャッタ弁と、 吸気を過給する過給機と、 エンジンの運転状態を検出する転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少
    なくともエンジンに供給される空 燃比がリーン空燃比と
    なるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上記運
    転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上記シャ
    ッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シャッタ弁を
    開成する第1の制御手段とを備えた過給機付エンジンの
    排気還流装置であって、 上記シャッタ弁の開閉に対応して、シャッタ弁閉領域で
    は相対的に高温のEGRガスを還流するホットEGR手
    段と、 シャッタ弁閉領域では相対的に低温のEGRガスを還流
    するコールドEGR手段とを備え、 上記シャッタ弁を全閉から全開にわたって開度設定が任
    意調整可能なリニアタイプの開閉弁で構成する一方、 上記シャッタ弁の全開と全閉との間の中間の所定開度で
    ホットEGRとコールドEGRとを切換える設定ライン
    をもった第3設定手段を設け、上記設定ラインより高負
    荷側でコールドEGRを行ない、上記設定ラインより低
    負荷側でホットEGRを行なう過給機付エンジンの排気
    還流装置。
  4. 【請求項4】単一の気筒に対して設けられたプライマリ
    吸気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、 上記セカンダリ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用
    のシャッタ弁と、 吸気を過給する過給機と、 エンジンの運転状態を検出する転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少
    なくともエンジンに供給される空燃比がリーン空燃比と
    なるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上記運
    転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上記シャ
    ッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シャッタ弁を
    開成する第1の制御手段とを備えた過給機付エンジンの
    排気還流装置であって、 上記シャッタ弁の開閉に対応して、シャッタ弁閉領域で
    は相対的に高温のEGRガスを還流するホットEGR手
    段と、 シャッタ弁閉領域では相対的に低温のEGRガスを還流
    するコールドEGR手段とを備え、 上記シャッタ弁を全閉から全開にわたって開度設定が任
    意調整可能なリニアタイプの開閉弁で構成する一方、 上記シャッタ弁の全開と全閉との間において高開度側の
    第1所定開度ラインと低開度側の第2所定開度ラインを
    もち、両ライン間にラップを有する第4設定手段を設
    け、上記第2所定開度ラインより高負荷側でコールドE
    GRを行ない、上記第1所定開度ラインより低負荷側で
    ホットEGRを行なう過給機付エンジンの排気還流装
    置。
  5. 【請求項5】単一の気筒に対して設けられたプライマリ
    吸気ポートおよびセカンダリ吸気ポートと、 上記セカンダリ吸気ポートに設けられた筒内流動強化用
    のシャッタ弁と、 吸気を過給する過給機と、 エンジンの運転状態を検出する転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では少
    なくともエンジンに供給される空燃比がリーン空燃比と
    なるように空燃比を制御する空燃比制御手段と、上記運
    転状態検出手段の出力に基づいて低負荷側では上記シャ
    ッタ弁を閉成する一方、高負荷側では上記シャッタ弁を
    開成する第1の制御手段とを備えた過給機付エンジンの
    排気還流装置であって、 コールドEGRとホットEGRとの切換用のλ≧1の設
    定空燃比ラインをもった第5設定手段を設け、 上記設定空燃比ラインよりリッチ空燃比側で相対的に低
    温のEGRガスが還流されるコールドEGRを行なう一
    方、上記設定空燃比ラインよりリーン空燃比側で相対的
    に高温のEGRガスが還流されるホットEGRを行なう
    第2の制御手段を備えた 過給機付エンジンの排気還流装
    置。
  6. 【請求項6】コールドEGRとホットEGRとの切換用
    のλ>1の所定リーン側空燃比ラインをもった第6設定
    手段を設け、 上記所定リーン側空燃比ラインよりリッチ空燃比側でコ
    ールドEGRを行なう一方、 上記設定リーン側空燃比ラインよりリーン空燃比側でホ
    ットEGRを行なう請求項5記載の過給機付エンジンの
    排気還流装置。
  7. 【請求項7】理論空燃比以下の領域にコールドEGRと
    ホットEGRとの切換用のリッチ側の第1所定空燃比ラ
    インとリーン側の第2所定空燃比ラインをもち、両ライ
    ン間にラップ部を有する第7設定手段を設け、上記第2
    所定空燃比ラインよりリッチ空燃比側でコールドEGR
    を行なう一方、上記第1所定空燃比ラインよりリーン空
    燃比側でホットEGRを行なう請求項5記載の過給機付
    エンジンの排気還流装置。
  8. 【請求項8】上記コールドEGRは触媒コンバータ下流
    の比較的低温のEGRガスを還流する外部EGR手段に
    設定し、上記ホットEGRは排気ポート近傍の比較的高
    温のEGRガスを還流する外部EGR手段に設定した請
    求項1〜5の何れかに記載の過給機付エンジンの排気還
    流装置。
  9. 【請求項9】上記ホットEGRは吸排気弁オーバーラッ
    プにより内部残留ガスを吸気側へ還流する内部EGRに
    設定し、上記コールドEGRは排気系の比較的低温のE
    GRガスを還流する外部EGRに設定した請求項1〜5
    の何れかに記載の過給機付エンジンの排気還流装置。
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