車両用内燃機関
【課題】空気の導入を行うことなく、燃料カット減速域でのポンピング損失を低減できる車両用内燃機関を提供する。
【解決手段】燃料供給の停止が検知されたとき、ＥＧＲ装置４０により燃焼室１ａに外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部（ＥＣＵ）１０を備える。
【解決手段】燃料供給の停止が検知されたとき、ＥＧＲ装置４０により燃焼室１ａに外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部（ＥＣＵ）１０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ装置と、燃料カット減速域が検知されたとき燃料噴射弁からの燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部とを備えた車両用内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関では、排気通路を流れる排気ガスの一部を燃焼室に導入するＥＧＲ装置を備える場合がある（例えば、特許文献１参照）。このＥＧＲ装置では、アイドリング運転時や極低負荷運転時には、外部ＥＧＲガスの導入を停止し、低・中負荷運転時には導入し、高負荷運転時には再び外部ＥＧＲガスの導入を停止するようにしている。
【０００３】
また前記内燃機関では、燃料消費量を抑制する観点から、スロットル弁が閉じられる減速運転域では燃料噴射弁からの燃料供給を停止する場合がある。
【特許文献１】特開２００５−１２０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記燃料がカットされる減速域では、スロットル弁を全閉するとともに燃料供給を停止するので、吸気行程でのポンピング損失が大きくなるという問題がある。
【０００５】
ここで、燃料カット減速時に、スロットル弁を所定量開いて空気を導入することでポンピング損失の低減を図ることが可能である。しかしながら、空気を導入すると、空気がそのまま排気通路に流れて触媒に吸蔵され、燃料カット運転から燃料供給を再開する稼動運転に復帰したときの触媒の浄化機能が十分に得られないという問題が懸念される。
【０００６】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、空気を導入することなく、燃料カット減速域でのポンピング損失を低減できる車両用内燃機関を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、吸気通路に配設され、吸気量を可変制御するスロットル弁と、前記吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路を介して外部ＥＧＲガスを燃焼室に導入するＥＧＲ装置と、エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部と、燃料カット減速域が検知されたとき前記燃料噴射弁による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部とを備えた車両用内燃機関であって、燃料カット減速域が検知されたとき前記ＥＧＲ装置により前記吸気通路に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、前記吸気通路の途中にサージタンクが配設され、前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記サージタンクより下流側部分に接続されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の車両用内燃機関において、前記ＥＧＲ制御部は、所定車速以上での走行中に燃料カット減速域が検知されたときには、前記外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は導入を停止することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、複数気筒を有し、前記吸気通路は、各気筒共通の吸気合流管と、該吸気合流管から分岐されて各気筒に接続された吸気枝管とを有し、前記スロットル弁は、前記吸気合流管に配設され、前記各吸気枝管には、通路面積を可変制御する吸気制御弁が配設され、前記ＥＧＲ通路は、前記吸気枝管の前記吸気制御弁より下流側に接続され、該ＥＧＲ通路には吸気枝管側への流れのみを許容する逆止弁が介設されており、前記ＥＧＲ制御部は、燃料カット減速域では前記外部ＥＧＲガスを前記吸気枝管に導入することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の車両用内燃機関において、前記各吸気制御弁をバイパスするとともに、各気筒に渦状の吸気流を流入させるバイパス通路が設けられ、該パイパス通路には、気筒側への流れのみを許容する逆止弁が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を変化させるオーバーラップ量可変機構と、燃料カット減速域が検知されたとき前記オーバーラップ可変機構によるオーバーラップ量を拡大するオーバーラップ量制御部とをさらに備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明に係る内燃機関によれば、燃料カット減速域が検知されたとき、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入したので、外部ＥＧＲガスにより燃焼室の負圧状態が解消されることとなり、吸気行程でのポンピング損失を低減できる。これにより、空気の導入を行うことなくポンピング損失を低減でき、燃料カット運転から燃料供給が再開される稼動運転に復帰した直後の触媒の浄化機能を十分に発揮することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、外部ＥＧＲガスを、吸気通路のサージタンクより下流側に導入したので、燃料カット運転から稼動運転に復帰するときの応答性を高めることができる。即ち、燃料カット減速域において、例えばサージタンクに外部ＥＧＲガスを導入すると、該サージタンク内のＥＧＲガスが、稼働運転に切り替えた後にも燃焼室に供給され続けることとなり、この間は安定燃焼を行うことができず、それだけ応答性が低下する。本発明では、外部ＥＧＲガスを吸気通路の燃焼室に近い位置に導入しているので、稼動運転への復帰時に直ちに安定燃焼を行うことが可能となる。
【００１５】
高速走行中の車両が減速する場合には、車両のブレーキ装置に過大な負荷がかかる。請求項３の発明では、高速走行中の減速時には、外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は停止するので、内燃機関自体によるブレーキ力が作用し、車両のブレーキ装置に過大な負荷が加わるのを抑制できる。
【００１６】
請求項４の発明では、各吸気通路に吸気制御弁を配置し、燃料カット減速域において吸気通路の吸気制御弁より下流側に外部ＥＧＲガスを導入するようにしたので、吸気行程以外でも吸気通路の吸気制御弁より下流に十分な時間を利用して外部ＥＧＲガスを導入でき、吸気通路の負圧を低減でき、ポンピング損失を低減することができる。
【００１７】
請求項５の発明では、吸気通路に吸気制御弁をバイパスするバイパス通路を、燃焼室に渦状の吸気流が生成するように設けたので、燃料カット運転から稼動運転に復帰する場合の、耐ＥＧＲ性を向上でき、安定燃焼を行うことができる。即ち、燃料カット運転からアイドリング運転，もしくは極低負荷運転に復帰する場合には、燃料供給を再開するとともに、外部ＥＧＲガスの導入を短時間で減じる必要がある。しかしながら、このような動作には応答に遅れが生じ易く、燃焼が良好に行えない場合がある。本発明では、燃焼室に強い渦状の吸気流を生成させるので、燃料カット運転から稼動運転に復帰する場合の燃焼を安定させることができる。
【００１８】
請求項６の発明では、燃料供給の停止が検知されたとき、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入するとともに、吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を拡大したので、外部ＥＧＲガスによりポンピング損失を低減できるとともに、オーバーラップ量の拡大による内部ＥＧＲガスによりポンピング損失を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１ないし図４は、本発明の第１実施形態による車両用内燃機関を説明するための図であり、図１は内燃機関の概略構成図、図２は内燃機関の断面図、図３は内燃機関のブロック構成図、図４は内燃機関の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
図において、１は車両用４サイクル４気筒火花点火式内燃機関を示している。この内燃機関１は、各燃焼室１ａに燃焼用空気を供給する吸気装置２と、吸気弁５と排気弁６とのオーバーラップ量を可変制御するオーバーラップ可変機構（バルブタイミング可変機構）と、エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部として機能するとともに、燃料カット減速域が検知されたとき燃料噴射弁４による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部として機能するＥＣＵ１０とを備えており、詳細には以下の構成を有する。
【００２２】
前記内燃機関１は、４つのシリンダボア（気筒）１２ａが並列に形成されたシリンダブロック１２と、該シリンダブロック１２に結合され、前記シリンダボア１２ａに対向するよう燃焼凹部１３ａが形成されたシリンダヘッド１３とを備えている。前記各シリンダボア１２ａ内にピストン１５が摺動自在に挿入され、該ピストン１５はコンロッド１６ａを介してクランク軸１６に連結されている。
【００２３】
前記シリンダボア１２ａ，燃焼凹部１３ａ及びピストン１５の頂面で囲まれた空間により燃焼室１ａが形成されている。
【００２４】
前記シリンダヘッド１３の各燃焼凹部１３ａには、燃焼室１ａに連通する１つの吸気開口１３ｂと１つの排気開口１３ｃが形成されている。前記クランク軸１６と平行な直線Ｃを挟んだ一側に前記吸気開口１３ｂが、他側に前記排気開口１３ｃがそれぞれ配置されている。
【００２５】
また各燃焼凹部１３ａには、２本の点火プラグ１９，１９が、前記吸気開口１３ｂと排気開口１３ｃとの間に、かつ前記直線Ｃより僅かに排気開口１３ｃ側に位置するように配設されている。
【００２６】
前記吸気開口１３ｂ，排気開口１３ｃには、前記吸気弁５，排気弁６が配設されている。該各吸気弁５は吸気カム軸１７により開閉駆動され、各排気弁６は排気カム軸１８により開閉駆動される。
【００２７】
前記各吸気開口１３ｂは、吸気ポート１３ｄによりシリンダヘッド１３の一側壁に導出され、各排気開口１３ｃは、排気ポート１３ｅによりシリンダヘッド３の他側壁に導出されている。
【００２８】
前記各排気ポートに１３ｅには、排気枝管２３が接続されている。該各排気枝管２３の下流端には１本の排気合流管２４が接続されており、該排気合流管２４の途中部分には排ガスの浄化を行う触媒２５が介設され、下流端にはマフラ（不図示）が接続されている。
【００２９】
前記各吸気ポート１３ｄに前記吸気装置２が接続されている。この吸気装置２は、各気筒共通の吸気合流管２８と、前記各気筒の吸気ポート１３ｄに接続された吸気枝管２ａと、該各吸気枝管２ａと前記吸気合流管２８との間に介在されたサージタンク２７とを有する。
【００３０】
前記吸気合流管２８に各気筒共通の前記スロットル弁３が配置されている。ここで、本実施形態でいう吸気通路とは、吸気開口１３ｂから吸気ポート１３ｄ，吸気枝管２ａ，サージタンク２７，吸気合流管２８及びエアクリーナ２９を含む。
【００３１】
前記各吸気枝管２ａの下流端部には、燃料噴射弁４が装着され、吸気ポート１３ｄを通して吸気弁５の弁裏に向けて燃料を噴射供給するよう配置されている。
【００３２】
本実施形態の内燃機関１は、前記排気合流管２４を流れる排気ガスの一部を燃焼室１ａに還流させるＥＧＲ装置４０を備えている。このＥＧＲ装置４０は、前記排気合流管２４に接続されたＥＧＲ導入管４１と、該ＥＧＲ導入管４１の途中に介設され、外部ＥＧＲガスを所定温度に冷却するＥＧＲ冷却器４２と、ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の下流側に介設されたＥＧＲ制御弁４３とを備えている。また前記ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の上流側には、ＥＧＲガスに混入したカーボン等の微粒子を除去する微粒子トラップ４４が介設されている。
【００３３】
前記ＥＧＲ導入管４１は、ヘッダ管４５に接続されている。このヘッダ管４５は前記各吸気枝管２ａを連結している。
【００３４】
前記オーバーラップ可変機構７は、吸気行程における吸気弁５の開タイミングと、排気行程における排気弁６の閉タイミングとの両方又は何れか一方を変化させることにより、吸気弁５及び排気弁６が同時に開くオーバーラップ量を変化させる。
【００３５】
前記オーバーラップ可変機構７は、前記吸気カム軸１７，排気カム軸１８を介して吸気弁５，排気弁６の開，閉時期を連続的に変化させる油圧コントロールバルブ等からなるアクチュエータ７ａ，７ｂと、該各アクチュエータ７ａ，７ｂｂを駆動制御するオーバーラップ可変機構制御部として機能する前記ＥＣＵ１０とを有する。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン運転状態に応じてオーバーラップ量をクランク角度で例えば２０度〜９０度の範囲で変化させる。
【００３６】
本実施形態内燃機関１は、運転状態検知センサ８を備えている。この運転状態検知センサ８は、吸気カム角センサ８ａ，排気カム角センサ８ｂ，エンジン回転数センサ（クランク角センサ）８ｃ，アクセルペダルセンサ（スロットル開度センサ）８ｄ，車速センサ８ｅ，水温センサ８ｆ，吸気温センサ８ｄ等により構成されている。
【００３７】
前記ＥＣＵ１０は、各種の運転状態検知センサ８からの検出値に基づいて、燃料カット減速域を検知するとともに、各燃料噴射弁４の燃料噴射量，噴射時期、各点火プラグ１９の点火時期を制御し、さらにＥＧＲ制御弁４３を開閉制御する。
【００３８】
例えば、前記運転状態検知センサ８からの信号により燃料カット減速域を検知すると、各燃料噴射弁４からの燃料供給を停止し、各吸気制御弁２０を全閉とするとともに、オーバーラップ量を最大値（例えばクランク角度で９０度）まで拡大する。
【００３９】
またＥＣＵ１０は、前記検出値によるエンジン運転状態に基づいてＥＧＲ制御弁４３による開閉動作を制御する。例えば、アイドリング運転，極低負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を閉じ、低・中負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を半開〜全開とし、さらに高負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を閉じる。
【００４０】
前記ＥＣＵ１０は、通常のエンジン運転状態に応じた外部ＥＧＲガス導入量が記載された稼動運転マップ及び燃料カット減速域に応じた外部ＥＧＲガス導入量が記載された減速運転マップとを内蔵している。
【００４１】
そして、前記ＥＣＵ１０は、図４に示すように、ＥＧＲガス導入量の制御において、エンジン回転数センサ８ｃやアクセルペダルセンサ８ｄ 等の検出値を読み込み（ステップＳ１）、エンジン回転数やスロットル弁開度等からエンジン運転状態が燃料カット減速域にあるか否かを判断し（ステップＳ２）、燃料カット減速域にない場合には、稼働運転マップから通常運転状態ではＥＧＲ導入量を決定し（ステップＳ６）、ＥＧＲガス導入量制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。これによりＥＧＲガス導入量は稼働運転状態におけるＥＧＲガス導入量となる。
【００４２】
一方、ステップＳ２において燃料カット減速域にあると判断された場合には、前記ＥＣＵ１０は、車両速度が所定値以上か、つまり高速走行中か否かを判断し（ステップＳ３）、高速走行中でない場合は、減速運転マップから燃料カット減速域におけるＥＧＲ導入量を決定し（ステップエス７）、ＥＧＲガス導入量制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。するとＥＧＲ制御弁４３が全開となり、ＥＧＲガスが各吸気枝管２ａから燃焼室１ａ内に導入される。
【００４３】
前記ステップＳ３において、前記ＥＣＵ１０が高速走行中であると判断した場合は、前記減速運転マップにおけるＥＧＲガス導入量を小側に補正し（ステップＳ４）、該補正されたＥＧＲガス導入量に応じた制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。すると、例えばＥＧＲ制御弁４３は半開となる。なお、前記高速走行中である場合は、ＥＧＲガス導入を停止するようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、燃料噴射弁４からの燃料供給が停止される燃料カット減速域が検知されたときには、ＥＧＲ装置４０により外部ＥＧＲガスを燃焼室１ａに導入するので、該燃焼室１ａ内の負圧状態が解消されることとなり、それだけポンピング損失を低減できる。これにより、空気の導入を行うことなくポンピング損失を低減でき、また燃料カット運転から燃料供給が開始される稼動運転に復帰したときの触媒２５の浄化機能を発揮することができる。
【００４５】
また燃料カット減速域では、燃焼は行われないのであるから、多量の外部ＥＧＲガスを導入しても安定燃焼への影響が生じることはない。また、車速の必要以上の減速が行われないので、エネルギーのロスを低減でき、例えばハイブリッド車に搭載した場合には、回生エネルギーの増加を図ることができる。
【００４６】
本実施形態では、外部ＥＧＲガスを、サージタンク２７より下流側の各吸気枝管２ａに導入したので、燃料カット運転から稼動運転に復帰するときの応答性を高めることができる。即ち、燃料カット運転から稼動運転に切り換わる過渡条件のときに、例えばサージタンク２７に外部ＥＧＲガスを導入すると、該サージタンク２７からＥＧＲガスの排出が完了するまでは安定燃焼を行うことができず、それだけ応答性が低下する。本実施形態では、外部ＥＧＲガスを吸気枝管２ａという燃焼室１ａに近い位置に導入するので、短時間で稼動運転に復帰させることができる。
【００４７】
高速走行中の車両が減速する場合には、車両のブレーキ装置に過大な負荷がかかる。本実施形態では、高速走行中の減速時には、外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は停止するので、内燃機関自体によるブレーキ力が作用し、車両のブレーキ装置に過大な負荷が加わるのを抑制できる。
【００４８】
なお、前記実施形態では、燃料カット運転域が検知されると、外部ＥＧＲガスのみを導入した場合を説明したが、本発明では、外部ＥＧＲガスの導入とともに、吸気弁５と排気弁６とのオーバーラップ量を拡大するよう制御してもよい。このようにした場合には、外部ＥＧＲガスによってポンピング損失を低減できるとともに、オーバーラップ量の拡大による内部ＥＧＲガスによってもポンピング損失を低減できる。
【００４９】
図５〜図１０は、それぞれ本発明の第２，第３，第４実施形態による車両用内燃機関を説明するための図である。図中、図１〜図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５０】
第２〜第４実施形態の内燃機関１の基本的な構造は第１実施形態と同様である。以下、実施形態ごとに異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
第２実施形態を示す図５及び図６において、内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を配置し、ＥＧＲガスを供給するヘッダ管４５の各吸気枝管２ａへのＥＧＲ導入口２ｂに逆止弁４６を配置した構造を有する。この記逆止弁４６は、外部ＥＧＲガスの燃焼室１ａ側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００５２】
前記各吸気制御弁２０は、吸気枝管２ａのＥＧＲガス導入口２ｂより上流側で、かつサージタンク２７の接続部近傍に配置されている。
【００５３】
前記各吸気制御弁２０は、共通の弁軸２０ａにより連結されており、該弁軸２０ａの端部に接続された駆動モータ２１により開閉駆動される。
【００５４】
前記各吸気制御弁２０は、前述のＥＧＲ制御弁４３とともに、ＥＣＵ１０により開閉制御される。例えば、アイドリング運転，極低負荷運転域では、吸気制御弁２０を閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を閉じ、低・中負荷運転域では、吸気制御弁２０をアクセル操作量に応じて開くとともに、ＥＧＲ制御弁４３を半開〜全開とする。高負荷運転域では、吸気制御弁２０を全開とするとともに、ＥＧＲ制御弁４３を閉じる。
【００５５】
そしてＥＣＵ１０は、燃料カット減速域では、吸気制御弁２０を閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を開く。
【００５６】
本第２実施形態では、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を配置し、燃料カット減速域では、吸気制御弁２０閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を開くようにしたので、外部ＥＧＲガスは各吸気枝管２ａの吸気制御弁２０より下流側に導入され、該吸気制御弁２０により上流側へ流れが阻止されることとなり、ポンピング損失をより一層低減することができる。
【００５７】
即ち、吸気行程以外でも吸気枝管２ａの吸気制御弁２０より下流に十分な時間を利用して外部ＥＧＲガスを導入でき、吸気枝管２ａの負圧が低減され、ポンピング損失の低減を図ることができる。
【００５８】
図７及び図８は、第３実施形態の車両用内燃機関であり、図中、図５，図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５９】
本第３実施形態に係る内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を有するとともに、該吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を有する。
【００６０】
該各バイパス通路３６は、燃焼室１ａ内で横渦又は縦渦を有する吸気流Ａを生成させるよう配設されている。
【００６１】
前記各バイパス通路３６の下流部は２つに分岐されており、該分岐部の下流端開口３６ａは、吸気ポート１３ｄの、前記吸気弁６の弁軸を避ける位置に、かつ吸気開口１３ｂに近接するように配置されている。またバイパス通路３６の上流端開口３６ｂは、前記サージタンク２７に接続されている。
【００６２】
前記各バイパス通路３６の上流端開口３６ｂには、吸気逆止弁３５が配設されている。該吸気逆止弁３５は、吸気のサージタンク２７から気筒側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００６３】
本第３実施形態では、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を形成し、該バイパス通路３６を燃焼室１ａに渦状の吸気流Ａが生成するよう形成したので、燃料カット減速域から稼動運転に復帰する場合の、耐ＥＧＲ性を向上でき、安定燃焼を行うことができる。
【００６４】
即ち、燃料カット減速域からアイドリング運転，もしくは極低負荷運転に復帰する場合には、燃料供給を再開するとともに、外部ＥＧＲガスの導入量を短時間で減じる必要がある。しかしながら、このような動作には応答遅れが生じ易く、燃焼が良好に行えない場合がある。
【００６５】
本実施形態では、燃焼室１ａに強い渦状の吸気流Ａを生成させるので、燃料カット運転域から稼動運転に復帰する場合の燃焼を安定させることができる。また吸気制御弁２０を閉じることにより、他気筒の吸気負圧の影響を抑制でき、ポンピング損失を低減できる。
【００６６】
図９及び図１０は、第４実施形態による車両用内燃機関であり、図中、図７，図８と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６７】
本第４実施形態に係る内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を有するとともに、該吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を有し、さらに該バイパス通路３６に外部ＥＧＲガスを導入する構造を有する。
【００６８】
前記バイパス通路３６の吸気逆止弁３５の下流側には、ＥＧＲ導入口３６ｃが形成され、該ＥＧＲ導入口３６ｃには、逆止弁４６を介在させてヘッダ管４５が接続されている。前記逆止弁４６は、外部ＥＧＲガスの燃焼室１ａ側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００６９】
本第４実施形態では、バイパス通路３６に外部ＥＧＲガスを導入したので、燃料カット減速域が検知されたときには、流速の高い外部ＥＧＲガスが燃焼室１ａに流入することとなり、ポンピング損失をより一層低減できる。
【００７０】
また低・中負荷運転域では、バイパス通路３６からの外部ＥＧＲガスと、吸気枝管２ａからの新気とが燃焼室１ａで層状をなすよう流入することとなり、安定燃焼が得られるとともに、燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図２】前記内燃機関の断面図である。
【図３】前記内燃機関の制御ブロック図である。
【図４】前記内燃機関の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】本発明の第２実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図６】前記内燃機関の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図８】前記内燃機関の断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図１０】前記内燃機関の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 内燃機関
１ａ 燃焼室
２ａ 吸気枝管（吸気通路）
３ スロットル弁
４ 燃料噴射弁
５ 吸気弁
６ 排気弁
１０ ＥＣＵ（燃料噴射弁制御部，燃料カット減速域検知部，ＥＧＲ制御部）
１２ａ シリンダボア（気筒）
２０ 吸気制御弁
２３ 排気枝管（排気通路）
２４ 合排気管（排気通路）
２７ サージタンク
２８ 合流吸気管（合流部）
３５ 逆止弁
３６ バイパス通路
４０ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ導入管（ＥＧＲ通路）
４５ ＥＧＲ分岐管（ＥＧＲ通路）
４６ 逆止弁
Ａ 吸気流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ装置と、燃料カット減速域が検知されたとき燃料噴射弁からの燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部とを備えた車両用内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関では、排気通路を流れる排気ガスの一部を燃焼室に導入するＥＧＲ装置を備える場合がある（例えば、特許文献１参照）。このＥＧＲ装置では、アイドリング運転時や極低負荷運転時には、外部ＥＧＲガスの導入を停止し、低・中負荷運転時には導入し、高負荷運転時には再び外部ＥＧＲガスの導入を停止するようにしている。
【０００３】
また前記内燃機関では、燃料消費量を抑制する観点から、スロットル弁が閉じられる減速運転域では燃料噴射弁からの燃料供給を停止する場合がある。
【特許文献１】特開２００５−１２０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記燃料がカットされる減速域では、スロットル弁を全閉するとともに燃料供給を停止するので、吸気行程でのポンピング損失が大きくなるという問題がある。
【０００５】
ここで、燃料カット減速時に、スロットル弁を所定量開いて空気を導入することでポンピング損失の低減を図ることが可能である。しかしながら、空気を導入すると、空気がそのまま排気通路に流れて触媒に吸蔵され、燃料カット運転から燃料供給を再開する稼動運転に復帰したときの触媒の浄化機能が十分に得られないという問題が懸念される。
【０００６】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、空気を導入することなく、燃料カット減速域でのポンピング損失を低減できる車両用内燃機関を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、吸気通路に配設され、吸気量を可変制御するスロットル弁と、前記吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路を介して外部ＥＧＲガスを燃焼室に導入するＥＧＲ装置と、エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部と、燃料カット減速域が検知されたとき前記燃料噴射弁による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部とを備えた車両用内燃機関であって、燃料カット減速域が検知されたとき前記ＥＧＲ装置により前記吸気通路に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、前記吸気通路の途中にサージタンクが配設され、前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記サージタンクより下流側部分に接続されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の車両用内燃機関において、前記ＥＧＲ制御部は、所定車速以上での走行中に燃料カット減速域が検知されたときには、前記外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は導入を停止することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、複数気筒を有し、前記吸気通路は、各気筒共通の吸気合流管と、該吸気合流管から分岐されて各気筒に接続された吸気枝管とを有し、前記スロットル弁は、前記吸気合流管に配設され、前記各吸気枝管には、通路面積を可変制御する吸気制御弁が配設され、前記ＥＧＲ通路は、前記吸気枝管の前記吸気制御弁より下流側に接続され、該ＥＧＲ通路には吸気枝管側への流れのみを許容する逆止弁が介設されており、前記ＥＧＲ制御部は、燃料カット減速域では前記外部ＥＧＲガスを前記吸気枝管に導入することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の車両用内燃機関において、前記各吸気制御弁をバイパスするとともに、各気筒に渦状の吸気流を流入させるバイパス通路が設けられ、該パイパス通路には、気筒側への流れのみを許容する逆止弁が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１に記載の車両用内燃機関において、吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を変化させるオーバーラップ量可変機構と、燃料カット減速域が検知されたとき前記オーバーラップ可変機構によるオーバーラップ量を拡大するオーバーラップ量制御部とをさらに備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明に係る内燃機関によれば、燃料カット減速域が検知されたとき、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入したので、外部ＥＧＲガスにより燃焼室の負圧状態が解消されることとなり、吸気行程でのポンピング損失を低減できる。これにより、空気の導入を行うことなくポンピング損失を低減でき、燃料カット運転から燃料供給が再開される稼動運転に復帰した直後の触媒の浄化機能を十分に発揮することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、外部ＥＧＲガスを、吸気通路のサージタンクより下流側に導入したので、燃料カット運転から稼動運転に復帰するときの応答性を高めることができる。即ち、燃料カット減速域において、例えばサージタンクに外部ＥＧＲガスを導入すると、該サージタンク内のＥＧＲガスが、稼働運転に切り替えた後にも燃焼室に供給され続けることとなり、この間は安定燃焼を行うことができず、それだけ応答性が低下する。本発明では、外部ＥＧＲガスを吸気通路の燃焼室に近い位置に導入しているので、稼動運転への復帰時に直ちに安定燃焼を行うことが可能となる。
【００１５】
高速走行中の車両が減速する場合には、車両のブレーキ装置に過大な負荷がかかる。請求項３の発明では、高速走行中の減速時には、外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は停止するので、内燃機関自体によるブレーキ力が作用し、車両のブレーキ装置に過大な負荷が加わるのを抑制できる。
【００１６】
請求項４の発明では、各吸気通路に吸気制御弁を配置し、燃料カット減速域において吸気通路の吸気制御弁より下流側に外部ＥＧＲガスを導入するようにしたので、吸気行程以外でも吸気通路の吸気制御弁より下流に十分な時間を利用して外部ＥＧＲガスを導入でき、吸気通路の負圧を低減でき、ポンピング損失を低減することができる。
【００１７】
請求項５の発明では、吸気通路に吸気制御弁をバイパスするバイパス通路を、燃焼室に渦状の吸気流が生成するように設けたので、燃料カット運転から稼動運転に復帰する場合の、耐ＥＧＲ性を向上でき、安定燃焼を行うことができる。即ち、燃料カット運転からアイドリング運転，もしくは極低負荷運転に復帰する場合には、燃料供給を再開するとともに、外部ＥＧＲガスの導入を短時間で減じる必要がある。しかしながら、このような動作には応答に遅れが生じ易く、燃焼が良好に行えない場合がある。本発明では、燃焼室に強い渦状の吸気流を生成させるので、燃料カット運転から稼動運転に復帰する場合の燃焼を安定させることができる。
【００１８】
請求項６の発明では、燃料供給の停止が検知されたとき、燃焼室に外部ＥＧＲガスを導入するとともに、吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を拡大したので、外部ＥＧＲガスによりポンピング損失を低減できるとともに、オーバーラップ量の拡大による内部ＥＧＲガスによりポンピング損失を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１ないし図４は、本発明の第１実施形態による車両用内燃機関を説明するための図であり、図１は内燃機関の概略構成図、図２は内燃機関の断面図、図３は内燃機関のブロック構成図、図４は内燃機関の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
図において、１は車両用４サイクル４気筒火花点火式内燃機関を示している。この内燃機関１は、各燃焼室１ａに燃焼用空気を供給する吸気装置２と、吸気弁５と排気弁６とのオーバーラップ量を可変制御するオーバーラップ可変機構（バルブタイミング可変機構）と、エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部として機能するとともに、燃料カット減速域が検知されたとき燃料噴射弁４による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部として機能するＥＣＵ１０とを備えており、詳細には以下の構成を有する。
【００２２】
前記内燃機関１は、４つのシリンダボア（気筒）１２ａが並列に形成されたシリンダブロック１２と、該シリンダブロック１２に結合され、前記シリンダボア１２ａに対向するよう燃焼凹部１３ａが形成されたシリンダヘッド１３とを備えている。前記各シリンダボア１２ａ内にピストン１５が摺動自在に挿入され、該ピストン１５はコンロッド１６ａを介してクランク軸１６に連結されている。
【００２３】
前記シリンダボア１２ａ，燃焼凹部１３ａ及びピストン１５の頂面で囲まれた空間により燃焼室１ａが形成されている。
【００２４】
前記シリンダヘッド１３の各燃焼凹部１３ａには、燃焼室１ａに連通する１つの吸気開口１３ｂと１つの排気開口１３ｃが形成されている。前記クランク軸１６と平行な直線Ｃを挟んだ一側に前記吸気開口１３ｂが、他側に前記排気開口１３ｃがそれぞれ配置されている。
【００２５】
また各燃焼凹部１３ａには、２本の点火プラグ１９，１９が、前記吸気開口１３ｂと排気開口１３ｃとの間に、かつ前記直線Ｃより僅かに排気開口１３ｃ側に位置するように配設されている。
【００２６】
前記吸気開口１３ｂ，排気開口１３ｃには、前記吸気弁５，排気弁６が配設されている。該各吸気弁５は吸気カム軸１７により開閉駆動され、各排気弁６は排気カム軸１８により開閉駆動される。
【００２７】
前記各吸気開口１３ｂは、吸気ポート１３ｄによりシリンダヘッド１３の一側壁に導出され、各排気開口１３ｃは、排気ポート１３ｅによりシリンダヘッド３の他側壁に導出されている。
【００２８】
前記各排気ポートに１３ｅには、排気枝管２３が接続されている。該各排気枝管２３の下流端には１本の排気合流管２４が接続されており、該排気合流管２４の途中部分には排ガスの浄化を行う触媒２５が介設され、下流端にはマフラ（不図示）が接続されている。
【００２９】
前記各吸気ポート１３ｄに前記吸気装置２が接続されている。この吸気装置２は、各気筒共通の吸気合流管２８と、前記各気筒の吸気ポート１３ｄに接続された吸気枝管２ａと、該各吸気枝管２ａと前記吸気合流管２８との間に介在されたサージタンク２７とを有する。
【００３０】
前記吸気合流管２８に各気筒共通の前記スロットル弁３が配置されている。ここで、本実施形態でいう吸気通路とは、吸気開口１３ｂから吸気ポート１３ｄ，吸気枝管２ａ，サージタンク２７，吸気合流管２８及びエアクリーナ２９を含む。
【００３１】
前記各吸気枝管２ａの下流端部には、燃料噴射弁４が装着され、吸気ポート１３ｄを通して吸気弁５の弁裏に向けて燃料を噴射供給するよう配置されている。
【００３２】
本実施形態の内燃機関１は、前記排気合流管２４を流れる排気ガスの一部を燃焼室１ａに還流させるＥＧＲ装置４０を備えている。このＥＧＲ装置４０は、前記排気合流管２４に接続されたＥＧＲ導入管４１と、該ＥＧＲ導入管４１の途中に介設され、外部ＥＧＲガスを所定温度に冷却するＥＧＲ冷却器４２と、ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の下流側に介設されたＥＧＲ制御弁４３とを備えている。また前記ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の上流側には、ＥＧＲガスに混入したカーボン等の微粒子を除去する微粒子トラップ４４が介設されている。
【００３３】
前記ＥＧＲ導入管４１は、ヘッダ管４５に接続されている。このヘッダ管４５は前記各吸気枝管２ａを連結している。
【００３４】
前記オーバーラップ可変機構７は、吸気行程における吸気弁５の開タイミングと、排気行程における排気弁６の閉タイミングとの両方又は何れか一方を変化させることにより、吸気弁５及び排気弁６が同時に開くオーバーラップ量を変化させる。
【００３５】
前記オーバーラップ可変機構７は、前記吸気カム軸１７，排気カム軸１８を介して吸気弁５，排気弁６の開，閉時期を連続的に変化させる油圧コントロールバルブ等からなるアクチュエータ７ａ，７ｂと、該各アクチュエータ７ａ，７ｂｂを駆動制御するオーバーラップ可変機構制御部として機能する前記ＥＣＵ１０とを有する。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン運転状態に応じてオーバーラップ量をクランク角度で例えば２０度〜９０度の範囲で変化させる。
【００３６】
本実施形態内燃機関１は、運転状態検知センサ８を備えている。この運転状態検知センサ８は、吸気カム角センサ８ａ，排気カム角センサ８ｂ，エンジン回転数センサ（クランク角センサ）８ｃ，アクセルペダルセンサ（スロットル開度センサ）８ｄ，車速センサ８ｅ，水温センサ８ｆ，吸気温センサ８ｄ等により構成されている。
【００３７】
前記ＥＣＵ１０は、各種の運転状態検知センサ８からの検出値に基づいて、燃料カット減速域を検知するとともに、各燃料噴射弁４の燃料噴射量，噴射時期、各点火プラグ１９の点火時期を制御し、さらにＥＧＲ制御弁４３を開閉制御する。
【００３８】
例えば、前記運転状態検知センサ８からの信号により燃料カット減速域を検知すると、各燃料噴射弁４からの燃料供給を停止し、各吸気制御弁２０を全閉とするとともに、オーバーラップ量を最大値（例えばクランク角度で９０度）まで拡大する。
【００３９】
またＥＣＵ１０は、前記検出値によるエンジン運転状態に基づいてＥＧＲ制御弁４３による開閉動作を制御する。例えば、アイドリング運転，極低負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を閉じ、低・中負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を半開〜全開とし、さらに高負荷運転域では、ＥＧＲ制御弁４３を閉じる。
【００４０】
前記ＥＣＵ１０は、通常のエンジン運転状態に応じた外部ＥＧＲガス導入量が記載された稼動運転マップ及び燃料カット減速域に応じた外部ＥＧＲガス導入量が記載された減速運転マップとを内蔵している。
【００４１】
そして、前記ＥＣＵ１０は、図４に示すように、ＥＧＲガス導入量の制御において、エンジン回転数センサ８ｃやアクセルペダルセンサ８ｄ 等の検出値を読み込み（ステップＳ１）、エンジン回転数やスロットル弁開度等からエンジン運転状態が燃料カット減速域にあるか否かを判断し（ステップＳ２）、燃料カット減速域にない場合には、稼働運転マップから通常運転状態ではＥＧＲ導入量を決定し（ステップＳ６）、ＥＧＲガス導入量制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。これによりＥＧＲガス導入量は稼働運転状態におけるＥＧＲガス導入量となる。
【００４２】
一方、ステップＳ２において燃料カット減速域にあると判断された場合には、前記ＥＣＵ１０は、車両速度が所定値以上か、つまり高速走行中か否かを判断し（ステップＳ３）、高速走行中でない場合は、減速運転マップから燃料カット減速域におけるＥＧＲ導入量を決定し（ステップエス７）、ＥＧＲガス導入量制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。するとＥＧＲ制御弁４３が全開となり、ＥＧＲガスが各吸気枝管２ａから燃焼室１ａ内に導入される。
【００４３】
前記ステップＳ３において、前記ＥＣＵ１０が高速走行中であると判断した場合は、前記減速運転マップにおけるＥＧＲガス導入量を小側に補正し（ステップＳ４）、該補正されたＥＧＲガス導入量に応じた制御信号をＥＧＲ制御弁４３に出力する（ステップＳ５）。すると、例えばＥＧＲ制御弁４３は半開となる。なお、前記高速走行中である場合は、ＥＧＲガス導入を停止するようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、燃料噴射弁４からの燃料供給が停止される燃料カット減速域が検知されたときには、ＥＧＲ装置４０により外部ＥＧＲガスを燃焼室１ａに導入するので、該燃焼室１ａ内の負圧状態が解消されることとなり、それだけポンピング損失を低減できる。これにより、空気の導入を行うことなくポンピング損失を低減でき、また燃料カット運転から燃料供給が開始される稼動運転に復帰したときの触媒２５の浄化機能を発揮することができる。
【００４５】
また燃料カット減速域では、燃焼は行われないのであるから、多量の外部ＥＧＲガスを導入しても安定燃焼への影響が生じることはない。また、車速の必要以上の減速が行われないので、エネルギーのロスを低減でき、例えばハイブリッド車に搭載した場合には、回生エネルギーの増加を図ることができる。
【００４６】
本実施形態では、外部ＥＧＲガスを、サージタンク２７より下流側の各吸気枝管２ａに導入したので、燃料カット運転から稼動運転に復帰するときの応答性を高めることができる。即ち、燃料カット運転から稼動運転に切り換わる過渡条件のときに、例えばサージタンク２７に外部ＥＧＲガスを導入すると、該サージタンク２７からＥＧＲガスの排出が完了するまでは安定燃焼を行うことができず、それだけ応答性が低下する。本実施形態では、外部ＥＧＲガスを吸気枝管２ａという燃焼室１ａに近い位置に導入するので、短時間で稼動運転に復帰させることができる。
【００４７】
高速走行中の車両が減速する場合には、車両のブレーキ装置に過大な負荷がかかる。本実施形態では、高速走行中の減速時には、外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は停止するので、内燃機関自体によるブレーキ力が作用し、車両のブレーキ装置に過大な負荷が加わるのを抑制できる。
【００４８】
なお、前記実施形態では、燃料カット運転域が検知されると、外部ＥＧＲガスのみを導入した場合を説明したが、本発明では、外部ＥＧＲガスの導入とともに、吸気弁５と排気弁６とのオーバーラップ量を拡大するよう制御してもよい。このようにした場合には、外部ＥＧＲガスによってポンピング損失を低減できるとともに、オーバーラップ量の拡大による内部ＥＧＲガスによってもポンピング損失を低減できる。
【００４９】
図５〜図１０は、それぞれ本発明の第２，第３，第４実施形態による車両用内燃機関を説明するための図である。図中、図１〜図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５０】
第２〜第４実施形態の内燃機関１の基本的な構造は第１実施形態と同様である。以下、実施形態ごとに異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
第２実施形態を示す図５及び図６において、内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を配置し、ＥＧＲガスを供給するヘッダ管４５の各吸気枝管２ａへのＥＧＲ導入口２ｂに逆止弁４６を配置した構造を有する。この記逆止弁４６は、外部ＥＧＲガスの燃焼室１ａ側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００５２】
前記各吸気制御弁２０は、吸気枝管２ａのＥＧＲガス導入口２ｂより上流側で、かつサージタンク２７の接続部近傍に配置されている。
【００５３】
前記各吸気制御弁２０は、共通の弁軸２０ａにより連結されており、該弁軸２０ａの端部に接続された駆動モータ２１により開閉駆動される。
【００５４】
前記各吸気制御弁２０は、前述のＥＧＲ制御弁４３とともに、ＥＣＵ１０により開閉制御される。例えば、アイドリング運転，極低負荷運転域では、吸気制御弁２０を閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を閉じ、低・中負荷運転域では、吸気制御弁２０をアクセル操作量に応じて開くとともに、ＥＧＲ制御弁４３を半開〜全開とする。高負荷運転域では、吸気制御弁２０を全開とするとともに、ＥＧＲ制御弁４３を閉じる。
【００５５】
そしてＥＣＵ１０は、燃料カット減速域では、吸気制御弁２０を閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を開く。
【００５６】
本第２実施形態では、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を配置し、燃料カット減速域では、吸気制御弁２０閉じるとともに、ＥＧＲ制御弁４３を開くようにしたので、外部ＥＧＲガスは各吸気枝管２ａの吸気制御弁２０より下流側に導入され、該吸気制御弁２０により上流側へ流れが阻止されることとなり、ポンピング損失をより一層低減することができる。
【００５７】
即ち、吸気行程以外でも吸気枝管２ａの吸気制御弁２０より下流に十分な時間を利用して外部ＥＧＲガスを導入でき、吸気枝管２ａの負圧が低減され、ポンピング損失の低減を図ることができる。
【００５８】
図７及び図８は、第３実施形態の車両用内燃機関であり、図中、図５，図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５９】
本第３実施形態に係る内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を有するとともに、該吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を有する。
【００６０】
該各バイパス通路３６は、燃焼室１ａ内で横渦又は縦渦を有する吸気流Ａを生成させるよう配設されている。
【００６１】
前記各バイパス通路３６の下流部は２つに分岐されており、該分岐部の下流端開口３６ａは、吸気ポート１３ｄの、前記吸気弁６の弁軸を避ける位置に、かつ吸気開口１３ｂに近接するように配置されている。またバイパス通路３６の上流端開口３６ｂは、前記サージタンク２７に接続されている。
【００６２】
前記各バイパス通路３６の上流端開口３６ｂには、吸気逆止弁３５が配設されている。該吸気逆止弁３５は、吸気のサージタンク２７から気筒側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００６３】
本第３実施形態では、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を形成し、該バイパス通路３６を燃焼室１ａに渦状の吸気流Ａが生成するよう形成したので、燃料カット減速域から稼動運転に復帰する場合の、耐ＥＧＲ性を向上でき、安定燃焼を行うことができる。
【００６４】
即ち、燃料カット減速域からアイドリング運転，もしくは極低負荷運転に復帰する場合には、燃料供給を再開するとともに、外部ＥＧＲガスの導入量を短時間で減じる必要がある。しかしながら、このような動作には応答遅れが生じ易く、燃焼が良好に行えない場合がある。
【００６５】
本実施形態では、燃焼室１ａに強い渦状の吸気流Ａを生成させるので、燃料カット運転域から稼動運転に復帰する場合の燃焼を安定させることができる。また吸気制御弁２０を閉じることにより、他気筒の吸気負圧の影響を抑制でき、ポンピング損失を低減できる。
【００６６】
図９及び図１０は、第４実施形態による車両用内燃機関であり、図中、図７，図８と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６７】
本第４実施形態に係る内燃機関１は、各吸気枝管２ａに吸気制御弁２０を有するとともに、該吸気制御弁２０をバイパスするバイパス通路３６を有し、さらに該バイパス通路３６に外部ＥＧＲガスを導入する構造を有する。
【００６８】
前記バイパス通路３６の吸気逆止弁３５の下流側には、ＥＧＲ導入口３６ｃが形成され、該ＥＧＲ導入口３６ｃには、逆止弁４６を介在させてヘッダ管４５が接続されている。前記逆止弁４６は、外部ＥＧＲガスの燃焼室１ａ側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。
【００６９】
本第４実施形態では、バイパス通路３６に外部ＥＧＲガスを導入したので、燃料カット減速域が検知されたときには、流速の高い外部ＥＧＲガスが燃焼室１ａに流入することとなり、ポンピング損失をより一層低減できる。
【００７０】
また低・中負荷運転域では、バイパス通路３６からの外部ＥＧＲガスと、吸気枝管２ａからの新気とが燃焼室１ａで層状をなすよう流入することとなり、安定燃焼が得られるとともに、燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図２】前記内燃機関の断面図である。
【図３】前記内燃機関の制御ブロック図である。
【図４】前記内燃機関の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】本発明の第２実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図６】前記内燃機関の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図８】前記内燃機関の断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による車両用内燃機関の概略構成図である。
【図１０】前記内燃機関の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 内燃機関
１ａ 燃焼室
２ａ 吸気枝管（吸気通路）
３ スロットル弁
４ 燃料噴射弁
５ 吸気弁
６ 排気弁
１０ ＥＣＵ（燃料噴射弁制御部，燃料カット減速域検知部，ＥＧＲ制御部）
１２ａ シリンダボア（気筒）
２０ 吸気制御弁
２３ 排気枝管（排気通路）
２４ 合排気管（排気通路）
２７ サージタンク
２８ 合流吸気管（合流部）
３５ 逆止弁
３６ バイパス通路
４０ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ導入管（ＥＧＲ通路）
４５ ＥＧＲ分岐管（ＥＧＲ通路）
４６ 逆止弁
Ａ 吸気流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に配設され、吸気量を可変制御するスロットル弁と、
前記吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路を介して外部ＥＧＲガスを燃焼室に導入するＥＧＲ装置と、
エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部と、
燃料カット減速域が検知されたとき前記燃料噴射弁による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部と
を備えた車両用内燃機関であって、
燃料カット減速域が検知されたとき前記ＥＧＲ装置により前記吸気通路に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部を備えた
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
前記吸気通路の途中にサージタンクが配設され、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記サージタンクより下流側部分に接続されている
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用内燃機関において、
前記ＥＧＲ制御部は、所定車速以上での走行中に燃料カット減速域が検知されたときには、前記外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は導入を停止する
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
複数気筒を有し、
前記吸気通路は、各気筒共通の吸気合流管と、該吸気合流管から分岐されて各気筒に接続された吸気枝管とを有し、
前記スロットル弁は、前記吸気合流管に配設され、
前記各吸気枝管には、通路面積を可変制御する吸気制御弁が配設され、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気枝管の前記吸気制御弁より下流側に接続され、
該ＥＧＲ通路には吸気枝管側への流れのみを許容する逆止弁が介設されており、前記ＥＧＲ制御部は、燃料カット減速域では前記外部ＥＧＲガスを前記吸気枝管に導入する
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用内燃機関において、
前記各吸気制御弁をバイパスするとともに、各気筒に渦状の吸気流を流入させるバイパス通路が設けられ、
該パイパス通路には、気筒側への流れのみを許容する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を変化させるオーバーラップ量可変機構と、燃料カット減速域が検知されたとき前記オーバーラップ可変機構によるオーバーラップ量を拡大するオーバーラップ量制御部と
をさらに備えたことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項１】
吸気通路に配設され、吸気量を可変制御するスロットル弁と、
前記吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路を介して外部ＥＧＲガスを燃焼室に導入するＥＧＲ装置と、
エンジン運転状態から燃料カット減速域を検知する燃料カット減速域検知部と、
燃料カット減速域が検知されたとき前記燃料噴射弁による燃料供給を停止する燃料噴射弁制御部と
を備えた車両用内燃機関であって、
燃料カット減速域が検知されたとき前記ＥＧＲ装置により前記吸気通路に外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ制御部を備えた
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
前記吸気通路の途中にサージタンクが配設され、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気通路の前記サージタンクより下流側部分に接続されている
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用内燃機関において、
前記ＥＧＲ制御部は、所定車速以上での走行中に燃料カット減速域が検知されたときには、前記外部ＥＧＲガスの導入量を減じるか又は導入を停止する
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
複数気筒を有し、
前記吸気通路は、各気筒共通の吸気合流管と、該吸気合流管から分岐されて各気筒に接続された吸気枝管とを有し、
前記スロットル弁は、前記吸気合流管に配設され、
前記各吸気枝管には、通路面積を可変制御する吸気制御弁が配設され、
前記ＥＧＲ通路は、前記吸気枝管の前記吸気制御弁より下流側に接続され、
該ＥＧＲ通路には吸気枝管側への流れのみを許容する逆止弁が介設されており、前記ＥＧＲ制御部は、燃料カット減速域では前記外部ＥＧＲガスを前記吸気枝管に導入する
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用内燃機関において、
前記各吸気制御弁をバイパスするとともに、各気筒に渦状の吸気流を流入させるバイパス通路が設けられ、
該パイパス通路には、気筒側への流れのみを許容する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする車両用内燃機関。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用内燃機関において、
吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量を変化させるオーバーラップ量可変機構と、燃料カット減速域が検知されたとき前記オーバーラップ可変機構によるオーバーラップ量を拡大するオーバーラップ量制御部と
をさらに備えたことを特徴とする車両用内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１１６８７０（Ｐ２０１０−１１６８７０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１３８４（Ｐ２００８−２９１３８４）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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