内燃機関のＥＧＲシステム
【課題】本発明は、内燃機関において低温燃焼が行われている時にその運転状態が緩加速運転となり低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する際に、ＥＧＲガス量をより好適に制御することでＮＯｘ排出量を低減することを目的とする。
【解決手段】低温燃焼領域Ａでは、高圧ＥＧＲ弁の開度を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させ、低温燃焼領域Ａよりも機関負荷が高い通常燃焼領域Ｂでは、高圧ＥＧＲ弁を全開に制御し且つノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ制御手段を備え、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域Ａから通常燃焼領域Ｂに移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて低温燃焼領域Ａを高負荷側に拡大する。
【解決手段】低温燃焼領域Ａでは、高圧ＥＧＲ弁の開度を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させ、低温燃焼領域Ａよりも機関負荷が高い通常燃焼領域Ｂでは、高圧ＥＧＲ弁を全開に制御し且つノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ制御手段を備え、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域Ａから通常燃焼領域Ｂに移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて低温燃焼領域Ａを高負荷側に拡大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出されるＮＯｘを低減するために、内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入する技術が知られている。また、気筒内のＥＧＲガス率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることでスモークの発生量を抑制する燃焼状態である低温燃焼を所定の運転領域で行う技術も知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＥＧＲガスの導入方法に関する技術が開示されている。該特許文献１では、低負荷時にＥＧＲガスを導入させる際にはターボチャージャのノズルベーンを開制御すると共にスロットル弁を閉制御し、中負荷時にＥＧＲガスを導入させる際にはスロットル弁を開制御すると共にノズルベーンを閉制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６６８６６号公報
【特許文献２】特開２００５−０５５９５２号公報
【特許文献３】特開２００７−２５５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内燃機関において低温燃焼が行われている時にその運転状態が緩加速運転となり低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する際に、ＥＧＲガス量をより好適に制御することでＮＯｘ排出量を低減することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の運転状態が緩加速運転となり低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する場合、低温燃焼領域を高負荷側に拡張するものである。
【０００７】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関のＥＧＲシステムは、
内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンよりも上流側の部分と内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ吸気通路に導入されるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側且つ前記ＥＧＲ通路の接続部分よりも上流側に設けられたスロットル弁と、
前記タービンに設けられた可変ノズルベンーンと、
内燃機関の運転状態が第一の所定領域にあるときは気筒内のＥＧＲ率を上昇させて低温燃焼を行い、内燃機関の運転状態が該第一の所定領域以外の領域にあるときは通常燃焼を行う燃焼状態制御手段と、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁の開度を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくし且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも大きくすることでＥＧＲガスを導入させ、内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域と隣接し且つ前記第一の所定領域よりも機関負荷が高い第二の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度に制御し且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ
制御手段と、を備え、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域から前記第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて前記第一の所定領域を高負荷側に拡大することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、内燃機関の運転状態が第一の所定領域にある場合、即ち低温燃焼を行う場合は、スロットル弁を閉弁側に制御し且つノズルベーンを開弁側に制御することで、吸入空気量を抑制しつつ高ＥＧＲ率を実現する。一方、内燃機関の運転状態が第二の所定領域にある場合は、スロットル弁の開度を基準開度に制御し且つノズルベーンを閉弁側に制御することで高過給・大量ＥＧＲを実現する。
【０００９】
ここで、内燃機関の運転状態が緩加速運転となり第一の所定領域から第二の所定領域に移行した場合、ＥＧＲガスの導入方法を変更する必要がある。しかしながら、過給圧の上昇には応答遅れがある。そのため、第一の所定領域と第二の所定領域との閾値を定常運転時と同一としたままで第二の所定領域に移行後直ちにＥＧＲガスの導入方法を変更すると、ＥＧＲガス量が不足し、ＮＯｘ排出量の増加を招く虞がある。
【００１０】
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一の所定領域から第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて第一の所定領域を高負荷側に拡大する。
【００１１】
これによれば、定常運転時であれば第二の所定領域に属する領域においても低温燃焼が継続され、これによってＥＧＲガス量が確保される。また、過給圧がより高くなった状態で内燃機関の運転状態が第二の所定領域に移行するため、移行後のＥＧＲガス量も確保することが出来る。その結果、ＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する際に、ＥＧＲガス量をより好適に制御することが出来、以って、ＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】第一の実施例に係る内燃機関の運転状態と低温燃焼領域及び中負荷通常燃焼領域との関係を示す図である。
【図３】第一の実施例に係る、加速運転時における内燃機関の運転状態と低温燃焼領域及び中負荷通常燃焼領域との関係を示す図である。
【図４】第一の実施例に係る、加速運転時におけるスロットル弁の開度、ノズルベーンの開度及びＥＧＲ弁の開度の推移を示す図である。
【図５】第二の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図６】第二の実施例に係る、加速運転時における各スロットル弁の開度、ノズルベーンの開度及び各ＥＧＲ弁の開度の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
＜実施例１＞
本発明の第一の実施例について図１〜４に基づいて説明する。
【００１６】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００１７】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。尚、本実施例においては、インテークマニホールド５及び吸気通路４を含んで本発明に係る吸気通路が構成され、エキゾーストマニホールド７及び排気通路６を含んで本発明に係る排気通路が構成される。
【００１８】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。タービン８ｂにはノズルベーン１４が設けられている。つまり、ターボチャージャ８は、ノズルベーン１４の開度を変更することでターボ出力を変更可能な可変容量型ターボチャージャである。
【００１９】
インテークマニホールド５には、吸気管圧を検出する吸気管圧力センサ２３が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、パティキュレートフィルタ等によって構成される排気浄化装置１０が設けられている。
【００２０】
内燃機関１の吸排気系には高圧ＥＧＲ装置１１が設けられている。高圧ＥＧＲ装置１１は、高圧ＥＧＲ通路１２及びＥＧＲ弁１３を備えている。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端が吸気通路４におけるスロットル弁９よりも下流側に接続されている。
【００２１】
ＥＧＲ弁１３は、高圧ＥＧＲ通路１２に設けられており、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御する。尚、本実施例においては、高圧ＥＧＲ１２及びＥＧＲ弁１３が、本発明に係るＥＧＲ通路及びＥＧＲ弁に相当する。
【００２２】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、吸気管圧力センサ２３、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。
【００２３】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、スロットル弁９、ノズルベーン１４及びＥＧＲ弁１３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００２４】
（燃焼状態及びＥＧＲ制御）
次に、本実施例に係る内燃機関の運転状態と燃焼状態及びＥＧＲ制御方法との関係について図２に基づいて説明する。図２において、縦軸は内燃機関１の機関負荷Ｑｅを表しており、横軸は内燃機関１の機関回転数Ｎｅを表している。
【００２５】
本実施例においては、高圧ＥＧＲ装置１１によって、排気がＥＧＲガスとして内燃機関１に導入される、所謂ＥＧＲ制御が実行される。また、本実施例に係る内燃機関１は、通常燃焼と低温燃焼とを運転状態に応じて切り替え可能な内燃機関である。図２においては
、領域Ａ（斜線部）が低温燃焼を行う領域を表している（以下、領域Ａを低温燃焼領域Ａと称する）。
【００２６】
また、従来、スロットル弁９より下流側の吸気管圧（以下、単に吸気管圧と称する）Ｐｉｎとタービン８ｂより上流側の排気管圧（以下、単に排気管圧と称する）とがほぼ等しくなる領域（以下、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域と称する）は破線部で示す領域となっていた。しかしながら、本実施例では、内燃機関１のポンプ損失を低減させためにターボチャージャ８の小容量化が図られており、その結果、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域が一点鎖線で表す領域となっている。
【００２７】
ここで、図２に示すように、本実施例においては、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域と低温燃焼領域Ａとが重なっている。しかしながら、低温燃焼領域Ａでは低温燃焼を実現させるためのＥＧＲガス量を確保するために、エキゾーストマニホールド７におけるＥＧＲ通路１２の接続部分と吸気通路４におけるＥＧＲ通路１２の接続部分とで差圧（以下、吸排気差圧と称する）を生じさせる必要がある。
【００２８】
また、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域における低温燃焼領域Ａを除いた領域である領域Ｂ（以下、中負荷通常燃焼領域Ｂと称する）においても、ＮＯｘ排出量を低減させるためのＥＧＲガス量を確保するために、吸排気差圧を生じさせる必要がある。
【００２９】
そこで、本実施例では、低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域Ｂにおいて、それぞれ次の方法で吸排気差圧を生じさせてＥＧＲ制御を実行する。つまり、低温燃焼領域Ａにおいては、スロットル弁９の開度を基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。このとき、ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つノズルベーン１４の開度を基準開度よりも大きくする。ここで、基準開度とは、通常の場合（ＥＧＲ制御を実行しない場合）の開度であって内燃機関１の運転状態に基づいて定まる開度である。
【００３０】
上記方法によれば、ノズルベーン１４の開度を基準開度よりも大きくすることで過給圧が低下するため、吸気の総量を抑制しつつ気筒２内のＥＧＲ率を上昇させることが出来る。また、ＥＧＲ弁１３が全開となっているため、ポンプ損失の増加を抑制することが出来る。以下、上記方法を第一ＥＧＲ制御と称する。
【００３１】
また、中負荷通常燃焼領域Ｂにおいては、ノズルベーン１４の開度を基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。このとき、ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つスロットル弁９の開度を基準開度に制御する。この方法によれば、吸排気差圧が生じると共に過給圧が上昇する。そのため、高過給・大量ＥＧＲを実現することが出来る。また、第一ＥＧＲ制御と同様、ＥＧＲ弁１３が全開となっているため、ポンプ損失の増加を抑制することが出来る。以下、この方法を第二ＥＧＲ制御と称する。
【００３２】
尚、本実施例においては、低温燃焼領域Ａが本発明に係る第一の所定領域に相当し、中負荷通常燃焼領域Ｂが本発明に係る第二の所定領域に相当する。
【００３３】
（加速運転時の燃焼制御及びＥＧＲ制御）
次に、本実施例に係る加速運転時の燃焼制御及びＥＧＲ制御について図３及び４に基づいて説明する。図３は、図２と同様、内燃機関の運転状態と低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域Ｂとの関係を示す図である。
【００３４】
内燃機関１の運転状態が低負荷状態から緩加速運転となると、該運転状態が低温燃焼領域Ａから中負荷通常燃焼領域Ｂに移行する場合がある。この場合、燃焼状態を低温燃焼から通常燃焼に変更すると共にＥＧＲ制御を第一ＥＧＲ制御から第二ＥＧＲ制御に変更する
必要がある。
【００３５】
このとき、本実施例では、図３に示すように、低温燃焼領域Ａを定常運転時に比べて高負荷側に拡大する。即ち、定常運転時であれば通常燃焼及び第二ＥＧＲ制御を実行している運転状態となっても、暫くの間は低温燃焼及び第一ＥＧＲ制御を継続する。そして、機関負荷がより高くなってから燃焼状態及びＥＧＲ制御方法を切り替える。
【００３６】
図４は、加速運転時におけるスロットル弁９の開度Ｖｓ、ノズルベーン１４の開度Ｖｎ及びＥＧＲ弁１３の開度Ｖｅｇｒの推移を示す図である。図４において横軸は機関負荷Ｑｅを表している。また、図４において、破線はそれぞれの基準開度の推移を表しており、実線は本実施例における加速運転時の開度の推移を表している。また、図４のスロットル弁９の開度Ｖｓ及びノズルベーン１４の開度Ｖｎにおける一点鎖線は各領域Ａ、Ｂを定常運転時と同様とした場合の開度の推移を表している。
【００３７】
図４に示すように、加速運転時は定常運転時に比べて低温燃焼領域Ａが高負荷側に拡張されるため、スロットル弁９の開度Ｖｓは、定常運転時であれば中負荷通常燃焼領域Ｂに属する機関負荷Ｑｅであっても暫くの間は基準開度よりも閉弁側に制御される。また、ノズルベーン１４の開度Ｖｎの開度は、定常運転時であれば中負荷通常燃焼領域Ｂに属する機関負荷Ｑｅであっても基準開度よりも開弁側に制御される。これらのような制御により第一ＥＧＲ制御が継続されることになる。
【００３８】
上記によれば、第二ＥＧＲ制御に切り替えても過給圧の上昇の応答遅れによってＥＧＲガス量が不足する虞がある間は低温燃焼及び第一ＥＧＲ制御が継続されるため、十分なＥＧＲガス量を確保することが可能となる。その結果、緩加速運転時におけるＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【００３９】
（フィードバック制御）
尚、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が領域Ａ又はＢにある場合、ＥＧＲ弁１３は全開となっているため、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をＥＧＲ弁１３の開度制御によって行うことが出来ない。そこで、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａにあるときは、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をスロットル弁９の開度を制御することによって行ってもよい。また、内燃機関１の運転状態が中負荷通常燃焼領域Ｂにあるときは、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をノズルベーン１４の開度を制御することによって行ってもよい。
【００４０】
このように、各領域Ａ、ＢにおけるＥＧＲ率のフィードバック制御を、スロットル弁９及びノズルベーン１４のうち予め定めたいずれか一方のバルブ開度の制御によって行うことで、該フィードバック制御の制御性及び応答性を向上させることが出来る。
【００４１】
（排気管圧検出方法）
本実施例においては、吸入空気量、燃料噴射量、ノズルベーン１４の開度及び吸気管圧力センサ２３によって検出される吸気管圧力Ｐｉｎと排気管圧力Ｐｅｘとの関係がマップとして予めＥＣＵ２０に記憶されている。そして、該マップに基づいて排気管圧力Ｐｅｘが導出され、導出された排気管圧力Ｐｅｘの値を用いてタービン８ｂより上流側の排気温度、ＥＧＲ率及び作動ガス量等が推定される。
【００４２】
ここで、本実施例では、上述したように、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａ又は中負荷通常燃焼領域ＢにあるときであってＥＧＲ制御が実行される前（即ち、吸排気差圧を生じさせる前）は、吸気管圧力Ｐｉｎ≒排気管圧力Ｐｅｘとなっている。そこで、このときに吸気管圧力センサ２３によって検出される吸気管圧力Ｐｉｎの値を排気管圧力Ｐｅ
ｘの値として上記マップを修正してもよい。これにより、排気管圧力Ｐｅｘをより高精度で導出することが可能となる。
【００４３】
また、排気管圧力Ｐｅｘを検出する排気管圧力センサを設ける場合、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａ又は中負荷通常燃焼領域ＢにあるときであってＥＧＲ制御が実行される前の吸気管圧力センサ２３の検出値と排気管圧力センサの検出値とが同一の値となるように排気管圧力センサの誤差補正の学習を行ってもよい。これにより、排気管圧力センサによる排気管圧力Ｐｅｘの検出精度を向上させることが出来る。
【００４４】
上記のように、排気管圧力Ｐｅｘをより高精度で導出又は検出することが可能となることで、例えば、２ターボシステムを採用した場合に１つのターボチャージャを作動させた状態から２つのターボチャージャを作動させる状態への切り替え（または、小型のターボチャージャから大型のターボチャージャへの切り替え）をより好適なタイミングで行うことが可能となる。
【００４５】
＜実施例２＞
本発明の第二の実施例について図５及び６に基づいて説明する。尚、ここでは、第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００４６】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
本実施例では、内燃機関１の吸排気系に、高圧ＥＧＲ装置１１に加え、低圧ＥＧＲ装置１５が設けられている。低圧ＥＧＲ装置１５は、低圧ＥＧＲ通路１６及びＥＧＲ弁１７を備えている。低圧ＥＧＲ通路１６は、その一端が排気通路６における排気浄化装置１０より下流側に接続されており、その他端が吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより上流側に接続されている。ＥＧＲ弁１７は、低圧ＥＧＲ通路１６に設けられており、低圧ＥＧＲ通路１６を通って排気通路６から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御する。
【００４７】
また、吸気通路４における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部分よりも上流側にはスロットル弁１８が設けられている。ＥＧＲ弁１７及びスロットル弁１８は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４８】
以下、スロットル弁９及びスロットル弁１８を第一スロットル弁９及び第二スロットル弁１８と称し、ＥＧＲ弁１３及びＥＧＲ弁１７を高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７と称する。また、高圧ＥＧＲ装置１１を用いたＥＧＲ制御を高圧ＥＧＲ制御と称し、低圧ＥＧＲ装置１５を用いたＥＧＲ制御を低圧ＥＧＲ制御と称する。
【００４９】
（燃焼制御及びＥＧＲ制御）
本実施例においても、内燃機関の運転状態と燃焼状態との関係は図２に示すような関係となっている。ここで、本実施例に係る低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域ＢにおけるＥＧＲ制御方法について図６に基づいて説明する。
【００５０】
図６は、加速運転時における第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２、第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１、ノズルベーン１４の開度Ｖｎ、低圧ＥＧＲ弁１７の開度Ｖｅｇｒ２及び高圧ＥＧＲ弁１３の開度Ｖｅｇｒ１の推移を示す図である。図４において横軸は機関負荷Ｑｅを表している。また、図６において、破線はそれぞれの基準開度の推移を表しており、実線は本実施例における加速運転時の開度の推移を表している。尚、本実施例においては、定常運転時と加速運転時とにおける各領域Ａ、Ｂの閾値は同様である。
【００５１】
図６に示すように、低温燃焼領域Ａにおいては、第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度よりも閉弁側に制御すると共に低圧ＥＧＲ弁１７を開弁する。これにより、低圧
ＥＧＲ制御が実行されることになる。また、高圧ＥＧＲ弁１３を全開に制御すると共に第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１を加速運転終了後の機関負荷に応じた開度に制御する。これにより、吸排気差圧が抑制される。また、第一の実施例における低温燃焼領域Ａの場合と同様、ノズルベーン１４の開度Ｖｎを基準開度よりも大きくする。これにより、吸気の総量が抑制される。
【００５２】
つまり、低温燃焼領域Ａでは、主に低圧ＥＧＲ制御によって低温燃焼に必要なＥＧＲガス量を確保し、吸排気差圧を抑制することでポンプ損失の増加を抑制する。また、第２スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度よりも閉弁側に制御することでコンプレッサ８ａに流入する空気量を減少させることが出来るため、これによってもポンプ損失の増加を抑制することが出来る。
【００５３】
一方、中負荷通常燃焼領域Ｂにおいては、第一の実施例における中負荷通常燃焼領域Ｂの場合と同様、ノズルベーン１４の開度Ｖｎを基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。そして、高圧ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つ第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１を基準開度に制御する。また、第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度に制御し、低圧ＥＧＲ弁１７の開度Ｖｅｇｒ２を基準開度よりも開弁側に制御する。
【００５４】
つまり、中負荷通常燃焼領域Ｂでは、第一の実施例と同様に高圧ＥＧＲ制御を実行すると共に、低圧ＥＧＲ制御を併用する。
【００５５】
本実施例によれば、低温燃焼領域Ａにおいても中負荷通常燃焼領域Ｂにおいても、低圧ＥＧＲ制御を実行することで、高圧ＥＧＲ制御のみの場合に比べてポンプ損失の増加を抑制しつつＥＧＲガス量を確保することが出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
９・・・スロットル弁（第一スロットル弁）
１０・・排気浄化装置
１１・・高圧ＥＧＲ装置
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
１４・・ノズルベーン
１５・・低圧ＥＧＲ装置
１６・・低圧ＥＧＲ通路
１７・・ＥＧＲ弁（低圧ＥＧＲ弁）
１８・・スロットル弁（第二スロットル弁）
２０・・ＥＣＵ２０
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出されるＮＯｘを低減するために、内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入する技術が知られている。また、気筒内のＥＧＲガス率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることでスモークの発生量を抑制する燃焼状態である低温燃焼を所定の運転領域で行う技術も知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＥＧＲガスの導入方法に関する技術が開示されている。該特許文献１では、低負荷時にＥＧＲガスを導入させる際にはターボチャージャのノズルベーンを開制御すると共にスロットル弁を閉制御し、中負荷時にＥＧＲガスを導入させる際にはスロットル弁を開制御すると共にノズルベーンを閉制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６６８６６号公報
【特許文献２】特開２００５−０５５９５２号公報
【特許文献３】特開２００７−２５５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内燃機関において低温燃焼が行われている時にその運転状態が緩加速運転となり低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する際に、ＥＧＲガス量をより好適に制御することでＮＯｘ排出量を低減することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の運転状態が緩加速運転となり低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する場合、低温燃焼領域を高負荷側に拡張するものである。
【０００７】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関のＥＧＲシステムは、
内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンよりも上流側の部分と内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ吸気通路に導入されるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側且つ前記ＥＧＲ通路の接続部分よりも上流側に設けられたスロットル弁と、
前記タービンに設けられた可変ノズルベンーンと、
内燃機関の運転状態が第一の所定領域にあるときは気筒内のＥＧＲ率を上昇させて低温燃焼を行い、内燃機関の運転状態が該第一の所定領域以外の領域にあるときは通常燃焼を行う燃焼状態制御手段と、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁の開度を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくし且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも大きくすることでＥＧＲガスを導入させ、内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域と隣接し且つ前記第一の所定領域よりも機関負荷が高い第二の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度に制御し且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ
制御手段と、を備え、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域から前記第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて前記第一の所定領域を高負荷側に拡大することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、内燃機関の運転状態が第一の所定領域にある場合、即ち低温燃焼を行う場合は、スロットル弁を閉弁側に制御し且つノズルベーンを開弁側に制御することで、吸入空気量を抑制しつつ高ＥＧＲ率を実現する。一方、内燃機関の運転状態が第二の所定領域にある場合は、スロットル弁の開度を基準開度に制御し且つノズルベーンを閉弁側に制御することで高過給・大量ＥＧＲを実現する。
【０００９】
ここで、内燃機関の運転状態が緩加速運転となり第一の所定領域から第二の所定領域に移行した場合、ＥＧＲガスの導入方法を変更する必要がある。しかしながら、過給圧の上昇には応答遅れがある。そのため、第一の所定領域と第二の所定領域との閾値を定常運転時と同一としたままで第二の所定領域に移行後直ちにＥＧＲガスの導入方法を変更すると、ＥＧＲガス量が不足し、ＮＯｘ排出量の増加を招く虞がある。
【００１０】
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一の所定領域から第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて第一の所定領域を高負荷側に拡大する。
【００１１】
これによれば、定常運転時であれば第二の所定領域に属する領域においても低温燃焼が継続され、これによってＥＧＲガス量が確保される。また、過給圧がより高くなった状態で内燃機関の運転状態が第二の所定領域に移行するため、移行後のＥＧＲガス量も確保することが出来る。その結果、ＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域から通常燃焼領域に移行する際に、ＥＧＲガス量をより好適に制御することが出来、以って、ＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】第一の実施例に係る内燃機関の運転状態と低温燃焼領域及び中負荷通常燃焼領域との関係を示す図である。
【図３】第一の実施例に係る、加速運転時における内燃機関の運転状態と低温燃焼領域及び中負荷通常燃焼領域との関係を示す図である。
【図４】第一の実施例に係る、加速運転時におけるスロットル弁の開度、ノズルベーンの開度及びＥＧＲ弁の開度の推移を示す図である。
【図５】第二の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図６】第二の実施例に係る、加速運転時における各スロットル弁の開度、ノズルベーンの開度及び各ＥＧＲ弁の開度の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
＜実施例１＞
本発明の第一の実施例について図１〜４に基づいて説明する。
【００１６】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００１７】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。尚、本実施例においては、インテークマニホールド５及び吸気通路４を含んで本発明に係る吸気通路が構成され、エキゾーストマニホールド７及び排気通路６を含んで本発明に係る排気通路が構成される。
【００１８】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。タービン８ｂにはノズルベーン１４が設けられている。つまり、ターボチャージャ８は、ノズルベーン１４の開度を変更することでターボ出力を変更可能な可変容量型ターボチャージャである。
【００１９】
インテークマニホールド５には、吸気管圧を検出する吸気管圧力センサ２３が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、パティキュレートフィルタ等によって構成される排気浄化装置１０が設けられている。
【００２０】
内燃機関１の吸排気系には高圧ＥＧＲ装置１１が設けられている。高圧ＥＧＲ装置１１は、高圧ＥＧＲ通路１２及びＥＧＲ弁１３を備えている。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端が吸気通路４におけるスロットル弁９よりも下流側に接続されている。
【００２１】
ＥＧＲ弁１３は、高圧ＥＧＲ通路１２に設けられており、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御する。尚、本実施例においては、高圧ＥＧＲ１２及びＥＧＲ弁１３が、本発明に係るＥＧＲ通路及びＥＧＲ弁に相当する。
【００２２】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、吸気管圧力センサ２３、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。
【００２３】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、スロットル弁９、ノズルベーン１４及びＥＧＲ弁１３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００２４】
（燃焼状態及びＥＧＲ制御）
次に、本実施例に係る内燃機関の運転状態と燃焼状態及びＥＧＲ制御方法との関係について図２に基づいて説明する。図２において、縦軸は内燃機関１の機関負荷Ｑｅを表しており、横軸は内燃機関１の機関回転数Ｎｅを表している。
【００２５】
本実施例においては、高圧ＥＧＲ装置１１によって、排気がＥＧＲガスとして内燃機関１に導入される、所謂ＥＧＲ制御が実行される。また、本実施例に係る内燃機関１は、通常燃焼と低温燃焼とを運転状態に応じて切り替え可能な内燃機関である。図２においては
、領域Ａ（斜線部）が低温燃焼を行う領域を表している（以下、領域Ａを低温燃焼領域Ａと称する）。
【００２６】
また、従来、スロットル弁９より下流側の吸気管圧（以下、単に吸気管圧と称する）Ｐｉｎとタービン８ｂより上流側の排気管圧（以下、単に排気管圧と称する）とがほぼ等しくなる領域（以下、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域と称する）は破線部で示す領域となっていた。しかしながら、本実施例では、内燃機関１のポンプ損失を低減させためにターボチャージャ８の小容量化が図られており、その結果、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域が一点鎖線で表す領域となっている。
【００２７】
ここで、図２に示すように、本実施例においては、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域と低温燃焼領域Ａとが重なっている。しかしながら、低温燃焼領域Ａでは低温燃焼を実現させるためのＥＧＲガス量を確保するために、エキゾーストマニホールド７におけるＥＧＲ通路１２の接続部分と吸気通路４におけるＥＧＲ通路１２の接続部分とで差圧（以下、吸排気差圧と称する）を生じさせる必要がある。
【００２８】
また、Ｐｉｎ≒Ｐｅｘ領域における低温燃焼領域Ａを除いた領域である領域Ｂ（以下、中負荷通常燃焼領域Ｂと称する）においても、ＮＯｘ排出量を低減させるためのＥＧＲガス量を確保するために、吸排気差圧を生じさせる必要がある。
【００２９】
そこで、本実施例では、低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域Ｂにおいて、それぞれ次の方法で吸排気差圧を生じさせてＥＧＲ制御を実行する。つまり、低温燃焼領域Ａにおいては、スロットル弁９の開度を基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。このとき、ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つノズルベーン１４の開度を基準開度よりも大きくする。ここで、基準開度とは、通常の場合（ＥＧＲ制御を実行しない場合）の開度であって内燃機関１の運転状態に基づいて定まる開度である。
【００３０】
上記方法によれば、ノズルベーン１４の開度を基準開度よりも大きくすることで過給圧が低下するため、吸気の総量を抑制しつつ気筒２内のＥＧＲ率を上昇させることが出来る。また、ＥＧＲ弁１３が全開となっているため、ポンプ損失の増加を抑制することが出来る。以下、上記方法を第一ＥＧＲ制御と称する。
【００３１】
また、中負荷通常燃焼領域Ｂにおいては、ノズルベーン１４の開度を基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。このとき、ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つスロットル弁９の開度を基準開度に制御する。この方法によれば、吸排気差圧が生じると共に過給圧が上昇する。そのため、高過給・大量ＥＧＲを実現することが出来る。また、第一ＥＧＲ制御と同様、ＥＧＲ弁１３が全開となっているため、ポンプ損失の増加を抑制することが出来る。以下、この方法を第二ＥＧＲ制御と称する。
【００３２】
尚、本実施例においては、低温燃焼領域Ａが本発明に係る第一の所定領域に相当し、中負荷通常燃焼領域Ｂが本発明に係る第二の所定領域に相当する。
【００３３】
（加速運転時の燃焼制御及びＥＧＲ制御）
次に、本実施例に係る加速運転時の燃焼制御及びＥＧＲ制御について図３及び４に基づいて説明する。図３は、図２と同様、内燃機関の運転状態と低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域Ｂとの関係を示す図である。
【００３４】
内燃機関１の運転状態が低負荷状態から緩加速運転となると、該運転状態が低温燃焼領域Ａから中負荷通常燃焼領域Ｂに移行する場合がある。この場合、燃焼状態を低温燃焼から通常燃焼に変更すると共にＥＧＲ制御を第一ＥＧＲ制御から第二ＥＧＲ制御に変更する
必要がある。
【００３５】
このとき、本実施例では、図３に示すように、低温燃焼領域Ａを定常運転時に比べて高負荷側に拡大する。即ち、定常運転時であれば通常燃焼及び第二ＥＧＲ制御を実行している運転状態となっても、暫くの間は低温燃焼及び第一ＥＧＲ制御を継続する。そして、機関負荷がより高くなってから燃焼状態及びＥＧＲ制御方法を切り替える。
【００３６】
図４は、加速運転時におけるスロットル弁９の開度Ｖｓ、ノズルベーン１４の開度Ｖｎ及びＥＧＲ弁１３の開度Ｖｅｇｒの推移を示す図である。図４において横軸は機関負荷Ｑｅを表している。また、図４において、破線はそれぞれの基準開度の推移を表しており、実線は本実施例における加速運転時の開度の推移を表している。また、図４のスロットル弁９の開度Ｖｓ及びノズルベーン１４の開度Ｖｎにおける一点鎖線は各領域Ａ、Ｂを定常運転時と同様とした場合の開度の推移を表している。
【００３７】
図４に示すように、加速運転時は定常運転時に比べて低温燃焼領域Ａが高負荷側に拡張されるため、スロットル弁９の開度Ｖｓは、定常運転時であれば中負荷通常燃焼領域Ｂに属する機関負荷Ｑｅであっても暫くの間は基準開度よりも閉弁側に制御される。また、ノズルベーン１４の開度Ｖｎの開度は、定常運転時であれば中負荷通常燃焼領域Ｂに属する機関負荷Ｑｅであっても基準開度よりも開弁側に制御される。これらのような制御により第一ＥＧＲ制御が継続されることになる。
【００３８】
上記によれば、第二ＥＧＲ制御に切り替えても過給圧の上昇の応答遅れによってＥＧＲガス量が不足する虞がある間は低温燃焼及び第一ＥＧＲ制御が継続されるため、十分なＥＧＲガス量を確保することが可能となる。その結果、緩加速運転時におけるＮＯｘ排出量を低減することが出来る。
【００３９】
（フィードバック制御）
尚、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が領域Ａ又はＢにある場合、ＥＧＲ弁１３は全開となっているため、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をＥＧＲ弁１３の開度制御によって行うことが出来ない。そこで、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａにあるときは、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をスロットル弁９の開度を制御することによって行ってもよい。また、内燃機関１の運転状態が中負荷通常燃焼領域Ｂにあるときは、気筒２内のＥＧＲ率のフィードバック制御をノズルベーン１４の開度を制御することによって行ってもよい。
【００４０】
このように、各領域Ａ、ＢにおけるＥＧＲ率のフィードバック制御を、スロットル弁９及びノズルベーン１４のうち予め定めたいずれか一方のバルブ開度の制御によって行うことで、該フィードバック制御の制御性及び応答性を向上させることが出来る。
【００４１】
（排気管圧検出方法）
本実施例においては、吸入空気量、燃料噴射量、ノズルベーン１４の開度及び吸気管圧力センサ２３によって検出される吸気管圧力Ｐｉｎと排気管圧力Ｐｅｘとの関係がマップとして予めＥＣＵ２０に記憶されている。そして、該マップに基づいて排気管圧力Ｐｅｘが導出され、導出された排気管圧力Ｐｅｘの値を用いてタービン８ｂより上流側の排気温度、ＥＧＲ率及び作動ガス量等が推定される。
【００４２】
ここで、本実施例では、上述したように、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａ又は中負荷通常燃焼領域ＢにあるときであってＥＧＲ制御が実行される前（即ち、吸排気差圧を生じさせる前）は、吸気管圧力Ｐｉｎ≒排気管圧力Ｐｅｘとなっている。そこで、このときに吸気管圧力センサ２３によって検出される吸気管圧力Ｐｉｎの値を排気管圧力Ｐｅ
ｘの値として上記マップを修正してもよい。これにより、排気管圧力Ｐｅｘをより高精度で導出することが可能となる。
【００４３】
また、排気管圧力Ｐｅｘを検出する排気管圧力センサを設ける場合、内燃機関１の運転状態が低温燃焼領域Ａ又は中負荷通常燃焼領域ＢにあるときであってＥＧＲ制御が実行される前の吸気管圧力センサ２３の検出値と排気管圧力センサの検出値とが同一の値となるように排気管圧力センサの誤差補正の学習を行ってもよい。これにより、排気管圧力センサによる排気管圧力Ｐｅｘの検出精度を向上させることが出来る。
【００４４】
上記のように、排気管圧力Ｐｅｘをより高精度で導出又は検出することが可能となることで、例えば、２ターボシステムを採用した場合に１つのターボチャージャを作動させた状態から２つのターボチャージャを作動させる状態への切り替え（または、小型のターボチャージャから大型のターボチャージャへの切り替え）をより好適なタイミングで行うことが可能となる。
【００４５】
＜実施例２＞
本発明の第二の実施例について図５及び６に基づいて説明する。尚、ここでは、第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００４６】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
本実施例では、内燃機関１の吸排気系に、高圧ＥＧＲ装置１１に加え、低圧ＥＧＲ装置１５が設けられている。低圧ＥＧＲ装置１５は、低圧ＥＧＲ通路１６及びＥＧＲ弁１７を備えている。低圧ＥＧＲ通路１６は、その一端が排気通路６における排気浄化装置１０より下流側に接続されており、その他端が吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより上流側に接続されている。ＥＧＲ弁１７は、低圧ＥＧＲ通路１６に設けられており、低圧ＥＧＲ通路１６を通って排気通路６から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御する。
【００４７】
また、吸気通路４における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部分よりも上流側にはスロットル弁１８が設けられている。ＥＧＲ弁１７及びスロットル弁１８は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４８】
以下、スロットル弁９及びスロットル弁１８を第一スロットル弁９及び第二スロットル弁１８と称し、ＥＧＲ弁１３及びＥＧＲ弁１７を高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７と称する。また、高圧ＥＧＲ装置１１を用いたＥＧＲ制御を高圧ＥＧＲ制御と称し、低圧ＥＧＲ装置１５を用いたＥＧＲ制御を低圧ＥＧＲ制御と称する。
【００４９】
（燃焼制御及びＥＧＲ制御）
本実施例においても、内燃機関の運転状態と燃焼状態との関係は図２に示すような関係となっている。ここで、本実施例に係る低温燃焼領域Ａ及び中負荷通常燃焼領域ＢにおけるＥＧＲ制御方法について図６に基づいて説明する。
【００５０】
図６は、加速運転時における第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２、第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１、ノズルベーン１４の開度Ｖｎ、低圧ＥＧＲ弁１７の開度Ｖｅｇｒ２及び高圧ＥＧＲ弁１３の開度Ｖｅｇｒ１の推移を示す図である。図４において横軸は機関負荷Ｑｅを表している。また、図６において、破線はそれぞれの基準開度の推移を表しており、実線は本実施例における加速運転時の開度の推移を表している。尚、本実施例においては、定常運転時と加速運転時とにおける各領域Ａ、Ｂの閾値は同様である。
【００５１】
図６に示すように、低温燃焼領域Ａにおいては、第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度よりも閉弁側に制御すると共に低圧ＥＧＲ弁１７を開弁する。これにより、低圧
ＥＧＲ制御が実行されることになる。また、高圧ＥＧＲ弁１３を全開に制御すると共に第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１を加速運転終了後の機関負荷に応じた開度に制御する。これにより、吸排気差圧が抑制される。また、第一の実施例における低温燃焼領域Ａの場合と同様、ノズルベーン１４の開度Ｖｎを基準開度よりも大きくする。これにより、吸気の総量が抑制される。
【００５２】
つまり、低温燃焼領域Ａでは、主に低圧ＥＧＲ制御によって低温燃焼に必要なＥＧＲガス量を確保し、吸排気差圧を抑制することでポンプ損失の増加を抑制する。また、第２スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度よりも閉弁側に制御することでコンプレッサ８ａに流入する空気量を減少させることが出来るため、これによってもポンプ損失の増加を抑制することが出来る。
【００５３】
一方、中負荷通常燃焼領域Ｂにおいては、第一の実施例における中負荷通常燃焼領域Ｂの場合と同様、ノズルベーン１４の開度Ｖｎを基準開度よりも小さくすることで吸排気差圧を生じさせる。そして、高圧ＥＧＲ弁１３を全開に制御し且つ第一スロットル弁９の開度Ｖｓ１を基準開度に制御する。また、第二スロットル弁１８の開度Ｖｓ２を基準開度に制御し、低圧ＥＧＲ弁１７の開度Ｖｅｇｒ２を基準開度よりも開弁側に制御する。
【００５４】
つまり、中負荷通常燃焼領域Ｂでは、第一の実施例と同様に高圧ＥＧＲ制御を実行すると共に、低圧ＥＧＲ制御を併用する。
【００５５】
本実施例によれば、低温燃焼領域Ａにおいても中負荷通常燃焼領域Ｂにおいても、低圧ＥＧＲ制御を実行することで、高圧ＥＧＲ制御のみの場合に比べてポンプ損失の増加を抑制しつつＥＧＲガス量を確保することが出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
９・・・スロットル弁（第一スロットル弁）
１０・・排気浄化装置
１１・・高圧ＥＧＲ装置
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
１４・・ノズルベーン
１５・・低圧ＥＧＲ装置
１６・・低圧ＥＧＲ通路
１７・・ＥＧＲ弁（低圧ＥＧＲ弁）
１８・・スロットル弁（第二スロットル弁）
２０・・ＥＣＵ２０
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンよりも上流側の部分と内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ吸気通路に導入されるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側且つ前記ＥＧＲ通路の接続部分よりも上流側に設けられたスロットル弁と、
前記タービンに設けられたノズルベンーンと、
内燃機関の運転状態が第一の所定領域にあるときは気筒内のＥＧＲ率を上昇させて低温燃焼を行い、内燃機関の運転状態が該第一の所定領域以外の領域にあるときは通常燃焼を行う燃焼状態制御手段と、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくし且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも大きくすることでＥＧＲガスを導入させ、内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域と隣接し且つ前記第一の所定領域よりも機関負荷が高い第二の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度に制御し且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ制御手段と、を備え、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域から前記第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて前記第一の所定領域を高負荷側に拡大することを特徴とする内燃機関のＥＧＲシステム。
【請求項１】
内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンよりも上流側の部分と内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ吸気通路に導入されるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側且つ前記ＥＧＲ通路の接続部分よりも上流側に設けられたスロットル弁と、
前記タービンに設けられたノズルベンーンと、
内燃機関の運転状態が第一の所定領域にあるときは気筒内のＥＧＲ率を上昇させて低温燃焼を行い、内燃機関の運転状態が該第一の所定領域以外の領域にあるときは通常燃焼を行う燃焼状態制御手段と、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度よりも小さくし且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも大きくすることでＥＧＲガスを導入させ、内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域と隣接し且つ前記第一の所定領域よりも機関負荷が高い第二の所定領域にあるときは、前記ＥＧＲ弁を全開にすると共にスロットル弁の開度を基準開度に制御し且つ前記ノズルベーンの開度を基準開度よりも小さくすることでＥＧＲガスを導入させるＥＧＲ制御手段と、を備え、
内燃機関の運転状態が前記第一の所定領域から前記第二の所定領域に移行する過渡運転時は、定常運転時に比べて前記第一の所定領域を高負荷側に拡大することを特徴とする内燃機関のＥＧＲシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０３３２１（Ｐ２０１０−２０３３２１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９６２７（Ｐ２００９−４９６２７）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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