JP2015042848A - エンジンの排気還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気還流弁につき弁体と弁座との間の衝突による摩耗を抑制すること。【解決手段】ＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させＥＧＲ通路１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁１８と、各種センサ５１，５２と、エンジンの回転速度と負荷とに基づいてＥＧＲ弁１８を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）５０とを備える。ＥＧＲ弁１８は、弁座３３と、弁座３３に着座可能に設けられた弁体３２と、弁体３２を弁座３３に対して移動させるＤＣモータ３１とを含む。ＥＣＵ５０は、各種センサ５１，５２により検出されるエンジンの回転速度と負荷とに基づいてＥＧＲ弁１８に係る目標開度を求め、その目標開度が所定の微小開度以下となるときは、ＥＧＲ弁１８の開弁を禁止して排気還流弁１８を全閉に制御する。【選択図】 図１

Description

この発明は、エンジンの排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるエンジンの排気還流装置に関する。

従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンに採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。

エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットル弁をある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。

ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を大きくしたり、ＥＧＲ弁の弁体の外径や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。

例えば、下記の特許文献１には、ＥＧＲ弁の弁座や弁体に付着した堆積物（デポジット）を早期に除去するように構成したＥＧＲ装置が記載されている。このＥＧＲ装置では、ＥＧＲ弁の弁体等に付着するデポジットの量を推定し、その推定量が除去の必要な量に達したと判断したときに、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガス流量が所定の上限値よりも少流量域にあることを条件として、弁体を全閉位置からデポジットの除去に必要な範囲（例えば、微小開度域）で開閉動作するようになっている。ここで、このＥＧＲ装置についても、大量ＥＧＲ化を想定することができる。

特開２００７−２３９６８０号公報

ところが、大量ＥＧＲ化に伴いＥＧＲ弁の弁体が大径化すると、必然的に弁体の重量が増大するので、エンジン運転時に弁体の振動に対する信頼性の低下が懸念される。すなわち、ＥＧＲ弁の微小開度域では、弁体と弁座とのクリアランスが小さいことから、エンジン振動の影響を受けて弁体が振動すると、弁体が弁座に繰り返し衝突して両者の間で摩耗が生じるおそれがある。摩耗が生じると、全閉時に弁体と弁座との間に不要な隙間が生じたり、微小開弁時に弁体と弁座との間のＥＧＲガス流量に誤差が生じたりする懸念がある。特に、大量ＥＧＲ化に伴い弁体が重量化すると、振動や振幅が増して、弁体と弁座との間の摩耗が増大するおそれがある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流弁につき弁体と弁座との間の衝突による摩耗を抑制することを可能としたエンジンの排気還流装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節する排気還流弁と、排気還流弁は、弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座に対して移動させる駆動手段とを含むことと、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて排気還流弁を制御するための制御手段とを備えたエンジンの排気還流装置において、制御手段は、検出される運転状態に基づいて排気還流弁に係る目標開度を求め、目標開度が所定の微小開度以下となるときは、排気還流弁の開弁を禁止して排気還流弁を全閉に制御することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて排気還流弁に係る目標開度が制御手段により求められる。また、その目標開度が所定の微小開度以下となるときは、制御手段により、排気還流弁の開弁が禁止されて排気還流弁が全閉に制御される。従って、目標開度が所定の微小開度以下となる開度域では、排気還流弁の開弁が禁止されて排気還流弁が全閉となるので、弁体と弁座との間にクリアランスができず、エンジンの振動の影響を受けて弁体が弁座に衝突することがない。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、検出される運転状態は、エンジンの回転速度と負荷を含み、制御手段は、微小開度を、エンジンの回転速度と負荷に応じて設定することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、排気還流弁の弁体の振動は、エンジンの回転速度と負荷が高くなるほど大きくなる。ここで、排気還流弁の開弁が禁止される微小開度の上限が、エンジンの回転速度と負荷、すなわち弁体の振動の大きさに応じて制御手段により設定される。従って、弁体の振動が小さくなるときには、微小開度の上限を必要以上に大きくする必要がない。

請求項１に記載の発明によれば、排気還流弁につき弁体と弁座との間の衝突による摩耗を抑制することができ、排気還流弁の信頼性を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、排気還流弁に分解能が要求されるエンジンの運転領域では、排気還流ガス流量を精度良く制御することができ、排気還流弁の分解能確保と信頼性確保の両立を図ることができる。

第１実施形態に係り、過給機付きエンジンのＥＧＲ装置を含むガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。 第１実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であってＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。 第１実施形態に係り、ＥＧＲ制御の処理内容の一例を示すフローチャート。 第１実施形態に係り、エンジン回転速度ＮＥを一定とした場合の（ａ）エンジン負荷と（ｂ）目標開度の挙動を示すタイムチャート。 第２実施形態に係り、ＥＧＲ制御の処理内容の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係り、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じた微小開度を求めるために参照されるマップ。 第２実施形態に係り、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じた微小開度を求めるために参照されるマップ。

＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態における過給機付きエンジンのＥＧＲ装置を含むガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。

過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。

過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。

吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。また、インタークーラ１３より下流であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がＤＣモータ２２により開閉駆動されることにより、スロットル弁２１の開度が調節されるように構成される。電子スロットル装置１４の構成として、例えば、特開２０１１−２５２４８２号公報の図１及び図２に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。また、タービン９より下流の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。

エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられる。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。

この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するためのＥＧＲ装置は、低圧ループ式であって、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流れを調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａは、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続される。

ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。

図２に、ＥＧＲ通路１７の一部であってＥＧＲ弁１８が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図１、図２に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、本発明の駆動手段の一例に相当するＤＣモータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。ＤＣモータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、ＤＣモータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間で所定のストロークＬ１だけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大径化されている。このＥＧＲ弁１８の構成として、例えば、特開２０１０−２７５９４１号公報の図１に記載された「ＥＧＲバルブ」の基本構成を採用することができる。

この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御及びＥＧＲ制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、イグナイタ３０、電子スロットル装置１４のＤＣモータ２２及びＥＧＲ弁１８のＤＣモータ３１がそれぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ＥＣＵ５０は、本発明の制御手段の一例に相当する。外部出力回路には、イグナイタ３０、インジェクタ２５、ＤＣモータ２２，３１が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段の一例に相当する各種センサ等２７，５１〜５５が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。

ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。すなわち、吸気圧センサ５１は、スロットル弁２１より下流のサージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出するようになっている。回転速度センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。エアフローメータ５４は、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３を流れる吸気量Ｇａを検出する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比Ａ/Ｆを検出する。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ制御を実行するためにＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、通常は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時に検出される運転状態に基づきＥＧＲ弁１８を開弁制御し、エンジン１の停止時、アイドル運転時又は減速運転時にＥＧＲ弁１８を閉弁制御するようになっている。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、運転者の要求に応じてエンジン１を運転するために、アクセル開度ＡＣＣに基づいて電子スロットル装置１４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時にアクセル開度ＡＣＣに基づき電子スロットル装置１４を開弁制御し、エンジン１の停止時又は減速運転時に電子スロットル装置１４を閉弁制御するようになっている。これにより、スロットル弁２１は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時には開弁され、エンジン１の停止時又は減速運転時には閉弁されるようになっている。

ここで、この実施形態における低圧ループ式のＥＧＲ装置では、大量ＥＧＲ化に伴いＥＧＲ弁１８の弁体３２が大径化、重量化するので、エンジン１の運転時に弁体３２の振動に対する信頼性の低下が懸念される。特に、微小開度域で弁体３２が振動により弁座３３に衝突することで両者３２，３３の間に生じる摩耗が懸念される。そこで、この実施形態では、弁体３２と弁座３３との間の衝突による摩耗を対策するために、ＥＣＵ５０が以下のようなＥＧＲ制御を実行するようになっている。

図３に、ＥＧＲ制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、水温センサ５３の検出値から冷却水温ＴＨＷを取り込む。

次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、吸気圧センサ５１及び回転速度センサ５２の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬを、吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥの関係から求めることができる。

次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、冷却水温ＴＨＷが所定値Ｔｈ１より高いか否かを判断する。ここで、所定値Ｔｈ１として、例えば「７０℃」を適用することができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ２１０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１３０へ移行する。

ステップ２１０では、ＥＣＵ５０は、強制ＥＧＲカット制御を実行し、処理をステップ１００へ戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲを強制的にカット（遮断）するために、ＥＧＲ弁１８を強制的に全閉に制御する。

一方、ステップ１３０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに基づきＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔegrを求める。ＥＣＵ５０は、所定のマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに対応した目標開度Ｔegrを求めることができる。

次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、開弁フラグＸＥＧＲＯＮが「１」であるか否かを判断する。この開弁フラグＸＥＧＲＯＮは、ＥＧＲ弁１８が開弁しているときに「１」に設定され、閉弁しているときに「０」に設定される。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理を１５０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１６０へ移行する。

ステップ１５０では、ＥＣＵ５０は、目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ｂ１以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１７０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ２００へ移行する。

一方、ステップ１４０から移行してステップ１６０では、ＥＣＵ５０は目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ａ１（＞Ｂ１）以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１７０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ２００へ移行する。

そして、ステップ１５０又はステップ１６０から移行してステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、目標開度Ｔegrを「０」に設定する。

次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ５０は、開弁フラグＸＥＧＲＯＮを「０」にリセットする。

一方、ステップ１５０又はステップ１６０から移行してステップ２００では、ＥＣＵ５０は、開弁フラグＸＥＧＲＯＮを「１」に設定する。

そして、ステップ１８０又はステップ２００から移行してステップ１９０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔegrに制御し、処理をステップ１００へ戻す。ここで、目標開度Ｔegrが「０」となる場合は、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を全閉に制御することになる。目標開度Ｔegrが「０」以外の所定値となる場合は、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を開弁制御することになる。

上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、検出される運転状態、すなわちエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいてＥＧＲ弁１８に係る目標開度Ｔegrを求める。そして、ＥＣＵ５０は、その目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ａ１，Ｂ１以下となるときは、ＥＧＲ弁１８の開弁を禁止してＥＧＲ弁１８を全閉に制御するようになっている。

図４に、エンジン回転速度ＮＥを一定とした場合の（ａ）エンジン負荷ＫＬと、（ｂ）目標開度Ｔegrの挙動をタイムチャートにより示す。図４において、エンジン負荷ＫＬは、時刻ｔ１〜時刻ｔ６の間で増加し、時刻ｔ６〜時刻ｔ７の間で一定となり、時刻ｔ７〜時刻ｔ１２の間で減少する。これに伴い、時刻ｔ２，ｔ１１で、エンジン負荷ＫＬが第１のマップ値map1になると、目標開度Ｔegrとして、第１の目標値tegr1（０）が求められ、時刻ｔ４，ｔ９で、エンジン負荷ＫＬが第２のマップ値map2にとなると、目標開度Ｔegrとして、第２の目標値tegr2が求められ、時刻ｔ５，ｔ８で、エンジン負荷ＫＬが第３のマップ値map3になると、目標開度Ｔegrとして、第３の目標値tegr3が求められる。ここで、第１の目標値tegr１と第２の目標値tegr2との間の目標値、第２の目標値tegr2と第３の目標値tegr3との間の目標値は、それぞれ補完計算により求めることができる。

図４において、（ａ）に示すように、エンジン負荷ＫＬが増加する時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間では、従来の目標開度Ｔegrは、（ｂ）に２点鎖線で示すようにエンジン負荷ＫＬの増加に伴い増加する。これに対し、本実施形態では、（ｂ）に太線で示すように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間で、目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ａ１以下となるときに、目標開度Ｔegrが「０」に設定される。すなわち、マップから求められる目標開度Ｔegrが微小開度Ａ１以下となる開度域では、目標開度Ｔegrが「０」に設定される。

一方、図４において、（ａ）に示すように、エンジン負荷ＫＬが減少する時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１の間では、従来の目標開度Ｔegrは、（ｂ）に２点鎖線で示すようにエンジン負荷ＫＬの減少に伴い減少する。これに対し、本実施形態では、（ｂ）に太線で示すように、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１の間で、目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ｂ１以下となるときに、目標開度Ｔegrが「０」に設定される。すなわち、マップから求められる目標開度Ｔegrが微小開度Ｂ１以下となる開度域では、目標開度Ｔegrが「０」に設定される。

以上説明したこの実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置によれば、吸気圧センサ５１及び回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいてＥＧＲ弁８１に係る目標開度ＴegrがＥＣＵ５０により求められる。また、その目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ａ１，Ｂ１以下となるときは、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８の開弁が禁止されてＥＧＲ弁１８が全閉に制御される。従って、目標開度Ｔegrが所定の微小開度Ａ１，Ｂ１以下となる開度域では、ＥＧＲ弁１８の開弁が禁止されてＥＧＲ弁１８が全閉となるので、弁体３２と弁座３３との間にクリアランスができず、エンジン１の振動の影響を受けて弁体３２が弁座３３に衝突することがない。このため、ＥＧＲ弁１８につき、弁体３２と弁座３３との間の衝突による摩耗を抑制することができる。この結果、ＥＧＲ弁１８につき、流量特性の信頼性を確保することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下に説明する各実施形態において前記第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。

この実施形態では、ＥＧＲ制御の処理内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図５に、この実施形態におけるＥＧＲ制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。図５のフローチャートでは、ステップ１３０とステップ１４０との間にステップ１３５の処理が設けられた点で図３のフローチャートと異なる。

すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップ１３０の処理を実行した後、ステップ１３５で、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに基づきＥＧＲ弁１８の微小開度（Ａ１，Ｂ１）を求める。ここで、ＥＣＵ５０は、例えば、図６及び図７に示すようなマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じた微小開度Ａ１，Ｂ１（Ａ１＞Ｂ１）を求めることができる。図６及び図７に示すように、微小開度Ａ１，Ｂ１は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬがそれぞれ高くなるほど、大きくなるように設定されている。これは、ＥＧＲ弁１８の弁体３２の振動が、エンジン１が高回転・高負荷ほど大きくなることに対応させたものである。その後、ＥＣＵ５０は処理をステップ１４０へ移行する。

上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、第１実施形態の制御に加えて、所定の微小開度Ａ１，Ｂ１を、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じて設定するようにしている。

以上説明したこの実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置によれば、第１実施形態のＥＧＲ装置の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、一般に、ＥＧＲ弁１８の弁体３２の振動は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬが高くなるほど大きくなる。これは、エンジン１が高回転高負荷ほど、エンジン１の振動が大きくなることによるものである。ここで、ＥＧＲ弁１８の開弁が禁止される微小開度Ａ１，Ｂ１の上限が、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬ、すなわち弁体３２の振動の大きさに応じてＥＣＵ５０により設定される。すなわち、弁体３２の振動が大きくなるときは、ＥＧＲ弁１８の開弁が禁止される微小開度Ａ１，Ｂ１の上限が、比較的大きい開度域に設定され、弁体３２の振動が小さくなるときは、ＥＧＲ弁１８の開弁が禁止される微小開度Ａ１，Ｂ１の上限が、比較的小さい開度域に設定される。このため、ＥＧＲ弁１８に分解能が要求されるエンジン１の低回転低負荷の運転領域では、ＥＧＲガス流量を精度良く制御することができ、ＥＧＲ弁１８の分解能確保と、弁体３２と弁座３３との摩耗に対する信頼性確保との両立を図ることができる。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

（１）前記各実施形態では、本発明におけるエンジンの排気還流装置をガソリンエンジンシステムに具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。

（２）前記各実施形態では、本発明を低圧ループ式のＥＧＲ装置に具体化したが、高圧ループ式のＥＧＲ装置に具体化することもできる。

この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず自動車用エンジンに利用することができる。

１ エンジン
３ 吸気通路
５ 排気通路
１６ 燃焼室
１７ ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１８ ＥＧＲ弁（排気還流弁）
３１ ＤＣモータ（駆動手段）
３２ 弁体
３３ 弁座
５０ ＥＣＵ（制御手段）
５１ 吸気圧センサ（運転状態検出手段）
５２ 回転速度センサ（運転状態検出手段）
５３ 水温センサ（運転状態検出手段）
ＮＥ エンジン回転速度
ＫＬ エンジン負荷
Ａ１ 微小開度
Ｂ１ 微小開度

Claims (2)

1. エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させ排気還流通路と、
   前記排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節する排気還流弁と、
   前記排気還流弁は、弁座と、前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、前記弁体を前記弁座に対して移動させる駆動手段とを含むことと、
   前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
   前記運転状態検出手段により検出される運転状態に基づいて前記排気還流弁を制御するための制御手段と
   を備えたエンジンの排気還流装置において、
   前記制御手段は、前記検出される運転状態に基づいて前記排気還流弁に係る目標開度を求め、前記目標開度が所定の微小開度以下となるときは、前記排気還流弁の開弁を禁止して前記排気還流弁を全閉に制御することを特徴とするエンジンの排気還流装置。
2. 前記検出される運転状態は、前記エンジンの回転速度と負荷を含み、
   前記制御手段は、前記微小開度を、前記エンジンの回転速度と負荷に応じて設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流装置。

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