特許 6241729 エンジンのＥＧＲ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6241729

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】エンジンのＥＧＲ装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/50 20160101AFI20171127BHJP

   F02M 26/17 20160101ALI20171127BHJP

   F02D 9/02 20060101ALI20171127BHJP

   F02D 21/08 20060101ALI20171127BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20171127BHJP

   F02M 69/00 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/50 301

   F02M26/17

   F02D9/02 S

   F02D21/08 301A

   F02M35/10 301T

   F02M69/00 350F

   F02M69/00 350P

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-243246(P2013-243246)

(22)【出願日】2013年11月25日

(65)【公開番号】特開2015-102027(P2015-102027A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年9月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松田 征二

(72)【発明者】

【氏名】東 博文

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−０８３１７２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ４７／０８−４７／１０

Ｆ０２Ｄ ９／００−２８／００

Ｆ０２Ｍ ２６／００−２６／７４、３５／００−３５／１６、

３９／００−７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの燃焼室内へ吸気を導入する少なくとも２つの吸気ポートと、
前記吸気ポートの上流側にそれぞれ配置されたサージタンクと、
前記吸気ポートのうち片方に配置された吸気ポートインジェクタと、
一端が排気通路に接続されて、他端が前記吸気ポートのうち他方の上流側に設けられたサージタンクに接続されて、排気の一部を前記他方の吸気ポートに戻す排気再循環通路と、
を備え、
前記エンジンは吸気通路にスロットルバルブを備え、
前記サージタンクの上流側の吸気通路にそれぞれのサージタンクを開閉するサージタンク閉塞弁が配置され、
前記サージタンクの上流側の吸気通路は前記サージタンク閉塞弁と前記スロットルバルブの間で前記２つの吸気ポートに向けて分岐する
ことを特徴とするエンジンのＥＧＲ装置。

【請求項2】

前記エンジンのエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記排気再循環通路を開閉するＥＧＲ閉塞弁と、
をさらに備え、
前記それぞれのサージタンク閉塞弁と、前記ＥＧＲ閉塞弁との開度をエンジン負荷に基づいて制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのＥＧＲ装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記エンジンの低負荷運転時には、前記片方のサージタンク閉塞弁の開度を小さくするとともに、前記他方のサージタンク閉塞弁と前記ＥＧＲ閉塞弁の開度を大きくすることを特徴とする請求項２記載のエンジンのＥＧＲ装置。

【請求項4】

前記片方の吸気ポートの上流側に設けられたサージタンクにサージタンクインジェクタをさらに備えたことを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載のエンジンのＥＧＲ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのＥＧＲ装置（排ガス再循環装置）に関し、特に、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポートインジェクタを備えるエンジンのＥＧＲ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンの気筒毎に複数の吸気ポートを設け、各吸気ポートにそれぞれ吸気弁を取り付け、吸気ポートに燃料噴射弁（インジェクタ）を装着して燃料を吸気ポート内に噴射する吸気ポート燃料噴射装置を備えた復吸気弁エンジンが知られている。一方、排ガス中の窒素酸化物の浄化手段としてＥＧＲ装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１（実開平１−８３１７２号公報）には、２つの吸気ポートのそれぞれに別々のサージタンクを接続するとともに、一方の吸気ポートに燃料噴射弁が設けられる複吸気弁エンジンの燃料噴射システムについて開示されている。
さらに、この特許文献の図１には、外部ＥＧＲシステムが示され、ＥＧＲ通路５４を通って、吸気ポートインジェクタ２６が設けられる第２のサージタンク２６側に排ガスを還流する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平１−８３１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されている、ＥＧＲシステムでは、ＥＧＲ通路５４を通って、吸気ポートインジェクタ２６が設けられる第２のサージタンク２６側に排ガスが還流されるため、排ガス中に含まれる不完全燃焼物等の堆積物（デホジット）が、吸気ポートの内壁及び吸気ポートインジェクタ回り、特にインジェクタの噴孔周りに堆積して、燃料噴射の効率の低下や、不整燃焼の発生によって各気筒間での均一燃焼に不具合を生じる。また、ＥＧＲガスの気筒間のバラツキも生じやすい。

【0006】

そこで、本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、複数の吸気ポートと、各吸気ポートの上流側にそれぞれ設けられたサージタンクとを備え、ＥＧＲガスが還流する吸気ポートと吸気ポートインジェクタが設けられる吸気ポートと区別して、ＥＧＲ専用の吸気ポートを設けることによって、吸気ポートインジェクタからの燃料噴射による燃焼性の向上と、ＥＧＲガスの気筒間におけるバラツキを抑えて有害排ガス低減とを達成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、かかる目的を達成するもので、エンジンの燃焼室内へ吸気を導入する少なくとも２つの吸気ポートと、前記吸気ポートの上流側にそれぞれ配置されたサージタンクと、前記吸気ポートのうち片方に配置された吸気ポートインジェクタと、一端が排気通路に接続されて、他端が前記吸気ポートのうち他方の上流側に設けられたサージタンクに接続されて、排気の一部を前記他方の吸気ポートに戻す排気再循環通路とを備えることを特徴とする。

【0008】

かかる発明によれば、吸気ポートインジェクタが設けられる吸気ポートとは別に独立した吸気ポートにＥＧＲガスが導入されるため、ＥＧＲガスと吸気との混合及び燃料と吸気との混合が、それぞれ特化した吸気ポートで行われる。

【0009】

その結果、排ガス中に含まれる不完全燃焼物等の堆積物（デホジット）が、吸気ポートの内壁及び吸気ポートインジェクタ回り、特にインジェクタの噴孔周りに堆積して、燃料噴射の効率の低下や、不整燃焼の発生が抑えられて、各気筒間での燃焼のバラツキが防止される。さらに、ＥＧＲガスにおいても、独自のサージタンクと吸気ポートで吸気と混合するため、気筒間のバラツキも防止されて、ＥＧＲ率が向上する。従って、燃焼効率の改善と排ガス浄化性能を向上できる。

【0010】

また、別々に独立してインジェクタ吸気系統とＥＧＲ吸気系統とに分けて形成するので、ＥＧＲガスと空気との混合及びシリンダへの導入に特化した形状（混合しやすい形状や、燃焼室に導入しやすい形状）にすることが可能であり、ＥＧＲガスの気筒間バラツキを抑制して、ＮＯｘ低減効果の向上及び燃焼速度の向上が可能となる。

【0011】

また、いくつかの実施形態では、前記エンジンは吸気通路にスロットルバルブを備え、前記サージタンクの上流側の吸気通路にそれぞれのサージタンクを開閉するサージタンク閉塞弁が配置され、前記サージタンクの上流側の吸気通路は前記サージタンク閉塞弁と前記スロットルバルブの間で前記２つの吸気ポートに向けて分岐することを特徴とする。

【0012】

このように構成することで、サージタンク閉塞弁によって片側の吸気ポートを閉塞することによって、吸気流速を増大できる。この結果、ポート内の気化性を向上させること及び筒内での混合を促進することで点火プラグの点火栓周囲の空燃比を安定化でき、安定燃焼による低燃費化及び有害排ガス低減化を達成できる。さらに、サージタンク閉塞弁を備えることによって、吸気とＥＧＲガスとの流量を、きめ細かく制御できるようになる。

【0013】

また、いくつかの実施形態では、前記エンジンのエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、前記排気再循環通路を開閉するＥＧＲ閉塞弁とをさらに備え、前記それぞれのサージタンク閉塞弁と、前記ＥＧＲ閉塞弁との開度をエンジン負荷に基づいて制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

【0014】

このように、制御装置は、エンジン負荷に基づいてサージタンク閉塞弁と前記ＥＧＲ閉塞弁との開度を制御するので、吸気とＥＧＲガスとの流量を、きめ細かく制御でき、燃焼効率の改善と排ガス浄化性能を向上できる。

【0015】

また、いくつかの実施形態では、前記制御装置は、前記エンジンの低負荷運転時には、前記片方のサージタンク閉塞弁の開度を小さくするとともに、前記他方のサージタンク閉塞弁と前記ＥＧＲ閉塞弁の開度を大きくすることを特徴とする。

【0016】

このように、制御装置によって、低負荷運転時には、片方のサージタンク、すなわち、吸気ポートインジェクタが配置された側のサージタンクに設けられたサージタンク閉塞弁の開度を小さくするとともに、他方のサージタンク、すなわち、排気再循環装置が接続されたサージタンク閉塞弁と、ＥＧＲ閉塞弁の開度を大きくすることによって、ＥＧＲガスが専用の吸気ポートから燃焼室へ導入されて、ＥＧＲ率が向上する。
また、吸気ポートインジェクタが配置された側のサージタンクに設けられたサージタンク閉塞弁の開度が小さくなるので、全体のマニホールド容積を低減でき、その結果、吸気スロットル弁をさらに絞らなくても低負荷時の流量制御がされることから、ポンピングロスを低減できる。

【0017】

また、いくつかの実施形態では、前記片方の吸気ポートの上流側に設けられたサージタンクにサージタンクインジェクタをさらに備えたことを特徴とする。

【0018】

このように、インジェクタ吸気系統のサージタンクに燃料を噴射するサージタンクインジェクタを設けることによって、運転状態に応じて吸気ポートインジェクタとサージタンクインジェクタによって必要燃料を分担して噴射できるようになる。
従って、吸気ポートインジェクタ及びサージタンクインジェクタの流量を小さくすることができ、噴孔を小さくして微粒化を促進できる。その結果、吸気ポートインジェクタからの噴射燃料の気化が促進されて燃焼促進が図れる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、複数の吸気ポートと、各吸気ポートの上流側にそれぞれ設けられたサージタンクとを備え、ＥＧＲガスが還流する吸気ポートと吸気ポートインジェクタが設けられる吸気ポートと区別して、ＥＧＲ専用の吸気ポートを設けることによって、吸気ポートインジェクタからの燃料噴射による燃焼性の向上と、ＥＧＲガスの気筒間におけるバラツキを抑えて有害排ガス低減とを達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明のＥＧＲ装置の第１実施形態を示す全体構成図である。

【図2】図１のＥＧＲ装置の吸気ポートおよびサージタンク周りを示す概略説明図である。

【図3】制御装置の構成説明図である。

【図4】制御装置の制御フローチャートである。

【図5】図４の制御フローチャートのサブルーチンの説明図である。

【図6】第２実施形態を示し、図２に対応する概略説明図である。

【図7】第３実施形態を示し、図２に対応する概略説明図である。

【図8】第３実施形態の制御装置のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0022】

（第１実施形態）
図１は、本発明のＥＧＲ装置１の全体構成図を示す。車両用のガソリン多気筒エンジンへの適用を示している。
エンジン３は、吸気通路５の上流端部には、エアクリーナ７が設けられて、該エアクリーナ７を通って外気が導入されるようになっている。吸気通路５には、吸気上流側から吸気温度を検出する吸気温度センサ９、吸気流量を検出するエアーフローメータ（吸気量計）１１、吸入空気量を調整する吸気スロットル弁１３が配置されている。

【0023】

吸気スロットル弁１３の下流側には、サージタンク１５が設けられている。このサージタンク１５は、吸気を一時的に溜めておく容積部であり、空気密度を増して吸入効率を向上する働きをし、また、各気筒への空気の分配を均等化し、また、吸気干渉を防ぐものである。

【0024】

サージタンク１５の下流側には吸気マニホールド通路１７が連結し、該吸気マニホールド通路１７下流側には吸気ポート１９が接続されている。サージタンク１５の概略を図２に示し、複数気筒の吸気ポート１９が連通するようにシリンダブロック２１の長手方向に沿って配置され、本発明では略３気筒分の長さを有して形成されている。直列３気筒エンジンまたはＶ型６気筒の片バンク側を示している。

【0025】

また、各気筒に対して吸気ポート１９は、第１吸気ポート（吸気ポートインジェクタ２３が設けられる側）１９ａと、第２吸気ポート（吸気ポートインジェクタ２３が設けられていない側）１９ｂとの２つに分離してそれぞれ独立して形成されている。また、吸気マニホールド通路１７も同様に、第１吸気ポート１９ａに連結する第１吸気マニホールド通路１７ａと、第２吸気ポート１９ｂに連結する第２吸気マニホールド通路１７ｂとの２つに分離してそれぞれ独立して形成されている。
そして、吸気ポート１９ａ、１９ｂは、吸気２弁の各吸気弁２５を介して燃焼室２７内に吸気を導入するようになっている。

【0026】

図２の概略説明図に示すようにサージタンク１５は、略直方体の容器形状を成しており、該直方体の内部は仕切り壁１６によって、第１サージタンク１５ａと第２サージタンク１５ｂとの２室に分割されている。第１吸気マニホールド通路１７ａは第１サージタンク１５ａに接続し、第２吸気マニホールド通路１７ｂは第２サージタンク１５ｂに接続している。

【0027】

第１吸気ポート１９ａと第１吸気マニホールド通路１７ａと第１サージタンク１５ａとによって、インジェクタ吸気系統２０を形成している。また、同様に、第２吸気ポート１９ｂと第２吸気マニホールド通路１７ｂと第２サージタンク１５ｂとによって、ＥＧＲ吸気系統２２を形成している。

【0028】

なお、第１サージタンク１５ａと第２サージタンク１５ｂとは、単一のサージタンク１５のケーシング内を仕切って２分割して形成されているため、装置全体のコンパクト化が図れる。また、第1サージタンク１５ａと第２サージタンク１５ｂとは、別々の独立したサージタンクとして形成してもよい。このような構成によれば、サージタンクの設置レイアウトの自由度が向上するとともに、それぞれ別々に取り付け可能であるため、組付け性も向上する。

【0029】

また、第１吸気ポート１９ａには、吸気弁２５に向かうと共に燃焼室２７内に向って燃料を噴射するように取り付けられた吸気ポートインジェクタ（以下ＭＰＩという）２３が設けられている。

【0030】

このＭＰＩ２３への燃料供給は、燃料タンク３１からの燃料を燃料ポンプ３３で所定の圧力まで加圧し、燃料通路３７を通って供給するようになっている。

【0031】

第１サージタンク１５ａと、第２サージタンク１５ｂとのそれぞれの入り口部には、各サージタンク１５ａ、１５ｂへの空気の流入を遮断する第１サージタンク開閉弁３９ａと、第２サージタンク開閉弁３９ｂとが設けられている。

【0032】

また、図１に示すように、エンジン３は、シリンダ４１内を摺動するピストン４３、ピストン４３の上面とシリンダヘッド４５との間に形成される燃焼室２７、吸気弁２５、排気弁４７、さらに、シリンダブロック内に形成された冷却水室４９を有し、燃焼室２７の中央部には点火プラグ５１が設けられている。さらに、吸気弁２５及び排気弁４７を駆動する図示しない吸排気弁駆動機構が設けられている。また、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ５３が冷却水室４９に設けられている。

【0033】

さらに、排気通路５２にはＥＧＲ通路５６が接続し、該ＥＧＲ通路５６を通ってＥＧＲガスが第２サージタンク１５ｂに導かれる。そのＥＧＲ通路５６には、ＥＧＲ弁５８が設けられて、ＥＧＲ量が調整されるようになっている。

【0034】

以上のように構成されたＥＧＲ装置１を制御する制御装置（ＥＣＵ）６１について説明する。
図１、３に示すように、制御装置６１には、吸気スロットル弁１３の開度信号、クランク角センサ６２の信号等から求められるエンジン回転数信号、吸気温度センサ９からの吸気温信号、エアーフローメータ１１からの吸気流量信号、冷却水温度センサ５３からの冷却水温信号、エンジンが始動されたか判定するための信号として、エンジンのスタータの回転数や、スタータスイッチのエンジンスタート位置信号等が、それぞれ入力されている。ここで、エンジン負荷はスロットルバルブ１３の開度信号、エアーフローメータ１１の吸気流量信号あるいは吸気温度センサ９からの吸気温信号等を考慮して求められる。

【0035】

また、制御装置６１は、第１サージタンク１５ａ及び第２サージタンク１５ｂのそれぞれの入り口部を開閉する第１サージタンク開閉弁３９ａと、第２サージタンク開閉弁３９ｂとの開閉制御を行うサージタンク開閉弁制御部６３と、ＥＧＲ弁５８の開閉制御を行うＥＧＲ弁制御部６５と、吸気スロットル弁１３の開閉制御を行う吸気スロットル弁制御部６７と、運転状態に応じた、すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷に応じた噴射燃料量の算出及び噴射タイミングの制御を行う燃料噴射制御部６９と、さらに、エンジン始動信号から始動を判定するエンジン始動判定部７１と、エンジン回転数、エンジン負荷、冷却水温度等から、エンジンの運転状態が、冷態時か温態時か、低負荷か中高負荷か等を判定するエンジン状態判定部７３と、を有している。

【0036】

そして、制御装置６１は、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａと第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂとの開閉制御、さらに、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８の開閉制御をそれぞれ行う制御信号を出力する。

【0037】

なお、燃料噴射制御部６９では、運転状態に応じた噴射燃料量の算出として、エンジン回転数とエンジン負荷に応じた噴射燃料量及び噴射タイミングを予め設定されたマップを基に算出するように説明したが、エアーフローメータ１１からの信号と、吸気温度センサ９からの信号とを基に、燃焼室２７に流入される空気量を算出して、その吸気流量に応じて噴射燃料量を算出してもよい。
さらに、エアーフローメータ１１からの信号に代えて、吸気スロットル弁１３の下流側の吸気圧力を検出して、該圧力を基に算出してもよい。

【0038】

次に、制御装置６１による制御フローを、図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ１で、エンジン始動時か否かを判定する。前述のように、エンジンのスタータの回転数や、スタータスイッチのエンジンスタート位置信号等を基にエンジンの始動時か否かが判定される。
始動時ではないと判定された場合は、ステップＳ２で、暖機完了水温に達しているか否かが判定される。具体的には、エンジン出口の冷却水温度が約８０℃に達している場合には、暖機が完了したと判定する。
暖機が完了していないと判定した場合には、ステップＳ３に進んで、エンジン負荷を判定する。また、暖機が完了したと判定した場合には、ステップＳ８に進んで、エンジン負荷を判定する。

【0039】

暖機が完了していない場合（冷態状態の場合）には、ステップＳ３で低負荷かどうかを判定して、低負荷状態であると判定した場合には、ステップＳ５に進んでサブルーチンＣ１を実施する。
このサブルーチンＣ１のステップは、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を小開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを小開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを大開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８はゼロで閉じ、外部ＥＧＲはカットされる。なお、大開度、中開度、小開度は、それぞれ全開度を略３等分した開度範囲に相当する。

【0040】

さらに、ステップＳ３で低負荷ではないと判定した場合には、ステップＳ４で中負荷状態であるかを判定して、中負荷の場合には、ステップＳ６に進んでサブルーチンＣ２のステップを実施する。このＣ２は、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を中開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを中開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを中開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８はゼロで閉じ、外部ＥＧＲはカットされる。

【0041】

さらに、ステップＳ４で低負荷でも中負荷ではないと判定した場合には、つまり高負荷状態であり、ステップＳ７に進んでサブルーチンＣ３のステップを実施する。このＣ３は、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を大開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを大開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを大開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８はゼロで閉じ、外部ＥＧＲはカットされる。

【0042】

以上のように冷態時には何れの負荷状態であっても外部ＥＧＲをカットするが、冷態時における暖気促進のために、可変動弁機構等を備えているエンジンの場合には、吸排気弁の開閉タイミングをコントロールして内部ＥＧＲ量を増量させるようにしてもよい。

【0043】

次に、ステップＳ２で暖気完了と判定した場合には、ステップＳ８、Ｓ９で低負荷、中負荷、高負荷の状態を判定して、低負荷の場合には、ステップＳ１０に進んでサブルーチンＨ１のステップを実施する。このＨ１は、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を小開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを小開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを大開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８は大開度として、外部ＥＧＲ量を大きくする。

【0044】

このように、低負荷時には、吸気スロットル弁１３の開度を小とし、インジェクタ吸気系統２０の第１サージタンク開閉弁３９ａの開度を小くし、ＥＧＲ吸気系統２２の第２サージタンク開閉弁３９ｂの開度を大とし、ＥＧＲ弁５８の開度を大とすることによって、ＥＧＲガスは専用の第２吸気ポート１９ｂから燃焼室２７へ導入される。これによって、ＥＧＲ率が向上する。
また、第１サージタンク開閉弁３９ａの開度を小さくするので、全体のマニホールド容積を低減でき、その結果、吸気スロットル弁１３をさらに絞らなくても低負荷時の流量制御がされることから、ポンピングロスを低減できる。

【0045】

また、温態時の中負荷の場合には、ステップＳ１１に進んでサブルーチンＨ２のステップを実施する。このＨ２は、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を中開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを中開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを中開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８は中開度として、外部ＥＧＲ量を中にする。

【0046】

さらに、高負荷の場合には、ステップＳ１２に進んでサブルーチンＨ３のステップを実施する。このＨ３は、図５のテーブルのように、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３を大開度とし、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａを大開度とし、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂを大開度とし、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８はゼロで閉じ、外部ＥＧＲはカットされる。

【0047】

以上のように、第１実施形態によれば、エンジンの温態時及び冷態時において、エンジン負荷に基づいて、吸気スロットル弁（Ｖ１）１３、第１サージタンク開閉弁（Ｖ２）３９ａ、第２サージタンク開閉弁（Ｖ３）３９ｂ、ＥＧＲ弁（Ｖ４）５８の夫々の開度を制御するので、吸気とＥＧＲガスとの流量を、きめ細かく制御でき、燃焼効率の改善と排ガス浄化性能を向上できる。

【0048】

また、ＥＧＲガスが還流する第２吸気ポート１９ｂとＭＰＩ２３が設けられる第１吸気ポート１９ａとを区別して、第２吸気ポート１９ｂをＥＧＲ専用の吸気ポートとしているので、排ガス中に含まれる不完全燃焼物等の堆積物（デホジット）が、吸気ポートインジェクタ２３の噴孔周りに堆積して、燃料噴射の効率の低下や、不整燃焼が発生することが防止される。
さらに、ＥＧＲガスも、ＭＰＩ２３が設けられる第１吸気ポート１９ａとは別の第２吸気ポート１９ｂにおいて吸気とＥＧＲガスが混合するため、気筒間のバラツキが抑制される。

【0049】

（第２実施形態）
次に、図６を参照して第２実施形態を説明する。
第２実施形態は、第１実施形態のサージタンク１５の第１サージタンク１５ａ、第２サージタンク１５ｂをそれぞれ別体構造としたものである。

【0050】

図６のように、第１サージタンク７０と第２サージタンク７２と、それぞれ別体に設けられる。それぞれ別体に設けられることによって、エンジンルーム内のサージタンクの配置の自由度が向上するとともに、それぞれ別々に取り付け可能であるので、組付け性も向上する。また、それぞれのサージタンク容量の変更等への対応が容易である。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様である。

【0051】

（第３実施形態）
次に、図７、８を参照して第３実施形態を説明する。
第３実施形態は、第１実施形態のインジェクタ吸気系統２０を構成する第１サージタンク１５ａに、さらにサージタンクインジェクタ（以下ＳＰＩという）７５が取り付けられる。その他の構成は第１実施形態と同様である。
本実施形態は、第１実施形態のＥＧＲの制御に加えて、ＭＰＩ２３とＳＰＩとによる燃料噴射負担制御が行われるものである。

【0052】

ＳＰＩ７５は、図７のように第１サージタンク１５ａの上面部の角部に、第１サージタンク１５ａの内部に向かって燃料を噴射するようにＳＰＩ７５が設けられている。上面部の角部から第１サージタンク１５ａ内に噴射するため、タンク内での空気との混合空間が確保されるため燃料の霧化及び気化が促進される。

【0053】

次に、このＳＰＩ７５とＭＰＩ２３との燃料噴射分担制御について、図８の制御フローチャートを基に説明する。ステップＳ２１〜Ｓ３２は、第１実施形態のステップＳ１〜Ｓ１２と同様である。

【0054】

（冷態時）
まず、本実施形態では、ステップＳ３３での冷態低負荷時には、ＳＰＩ７５で噴射を行う。
冷態時には、ＭＰＩ２３からの燃料は、気化しきれていない（微粒化していない）状態で燃焼室２７内に導入するため、このようなＭＰＩ２３からの燃料の燃焼室２７内への導入を制限し、ＳＰＩ２９の噴射量を増加する。このとき、ＭＰＩ２３からの燃料の導入を禁止して、ＳＰＩ７５だけにすることが好ましい。これにより、第１サージタンク１５ａ内に噴射される燃料は、第１サージタンク１５ａ内での霧化および、第１サージタンク１５ａから燃焼室２７内に導入される区間がＭＰＩ２３から燃焼室２７までの距離より長いため、気化が促進されて、燃焼が良好に得られる。

【0055】

なお、冷態時かつ図示しないアクセルがオフ状態の際には、触媒昇温要求等があるとして、ＭＰＩ２３の噴射禁止を解除して、ＭＰＩ２３の噴射を許可して実施するようにしてもよい。このとき、ＭＰＩ噴射はバルブオーバーラップ中に行われることが好ましい。これにより、未燃燃料が排気と共に排気管内に導入され、排気の熱によって自着火した未燃燃料が排気管内の触媒近傍で燃料することによって、触媒が早期に昇温する。

【0056】

次に、冷態中高負荷時には、ステップＳ３４、Ｓ３５で、ＳＰＩ７５とＭＰＩ２３との両方からの噴射を行う。ＳＰＩ７５だけでは、中高負荷の要求噴射量に対応できないため、ＭＰＩ２３を併用している。
但し、冷却水温が閾値、例えば６０℃（エンジン出口温度）を超えるまでは、エンジン保護のためエンジンの出力を制限し、全体の燃料噴射量を制限するような制御を加えてもよい。このとき、ＭＰＩ２３の負担割合を優先的に制限することが好ましい。

【0057】

すなわち、冷態時においては、ＭＰＩ２３からの燃料は、気化しきれていない（微粒化していない）状態で燃焼室２７内へ導入するため、冷却水温に閾値を設けてＭＰＩ２３の作動を制限している。これにより、助走区間（気化区間）の短いＭＰＩ２３の噴射量を制限しつつ、噴射燃料の助走区間（気化区間）を長く取れるＳＰＩ７５からの噴射を中心とすることで、燃焼性への影響を抑えつつエンジンの保護を図ることが出来る。

【0058】

更に、この時ＭＰＩ２３による燃料噴射は、シリンダ直入形態とすることが望ましい。具体的には、図示しない吸気バルブが開き動作方向に変位している際に、ＭＰＩ２３による燃料噴射を行うことで、燃料が吸気バルブや吸気ポート内に付着することを防ぐと共に、筒内での燃料気化を促進することができ、燃焼性を更に改善して燃費低減及び有害排ガスの低減効果を得られる。

【0059】

（温態時）
暖機が完了した場合には、ステップＳ３６で温態低負荷時には、ＭＰＩ２３の燃料噴射を制限するとともに、主にＳＰＩ７５の噴射を行う。このときＭＰＩ２３を禁止し、ＳＰＩ２９のみによる運転を行うことが好ましい。ＳＰＩ７５だけにすることによって、第１サージタンク１５ａ内に噴射される燃料は、第１サージタンク１５ａ内での霧化および、第１サージタンク１５ａから燃焼室２７内に導入される区間がＭＰＩ２３から燃焼室２７までの距離より長いため、気化が促進されて、燃焼が良好に得られる。

【0060】

さらに、温態中高負荷時には、ステップＳ３７、Ｓ３８で、ＳＰＩ７５とＭＰＩ２３との両方からの噴射を行う。ＳＰＩ７５だけでは、中高負荷の要求噴射量に対応できないため、ＭＰＩ２３を併用している。
但し、ＳＰＩ７５の流量を上げると、ポート付着が大きくなり燃焼室２７へ供給される燃料量が不安定化するため、高負荷域では予め設定した閾値の流量ラインをＳＰＩ７５の噴射燃料の上限として、それ以上の燃料要求分はＭＰＩ２３によって負担させるように制限するような制御を加えてもよい。
また、ＭＰＩ２３はシリンダ直入形態とすることが可能であり、このように燃焼室２７への直入形態とすることで、図示しない吸気バルブや吸気ポートへの燃料の付着を防ぐと共に、気化潜熱により燃焼室２７内を冷却しノックを抑制することも可能となる。

【0061】

以上のように第３実施形態によれば、インジェクタ吸気系統２０の第１サージタンク１５ａに燃料を噴射するＳＰＩ７５を設けることによって、運転状態に応じてＭＰＩ２３とＳＰＩ７５によって必要燃料を分担して噴射でき、吸気ポートインジェクタ２３及びサージタンクインジェクタ７５の定格容量（静的容量）を小さくすることができ、噴孔を小さくして微粒化を促進でき、燃焼性を向上でき燃費低減に結びつけることができる。
さらに、第１実施形態のＥＧＲ制御と相俟って、有害排ガス低減をも達成できる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明によれば、複数の吸気ポートと、各吸気ポートの上流側にそれぞれ設けられたサージタンクとを備え、ＥＧＲガスが還流する吸気ポートと吸気ポートインジェクタが設けられる吸気ポートと区別して、ＥＧＲ専用の吸気ポートを設けることによって、吸気ポートインジェクタからの燃料噴射による燃焼性の向上と、ＥＧＲガスの気筒間におけるバラツキを抑えて有害排ガス低減とを達成できるので、車両等に搭載のエンジンへの利用に適している。

【符号の説明】

【0063】

１ ＥＧＲ装置
３ エンジン
５ 吸気通路
９ 吸気温度センサ
１１エアーフローメータ
１３ 吸気スロットル弁
１５ サージタンク
１５ａ、７０ 第１サージタンク
１５ｂ、７２ 第２サージタンク
１６ 仕切り壁
１９ 吸気ポート
１９ａ 第１吸気ポート
１９ｂ 第２吸気ポート
２０ インジェクタ吸気系統
２２ ＥＧＲ吸気系統
２３ 吸気ポートインジェクタ（ＭＰＩ）
２７ 燃焼室
７５ サージタンクインジェクタ（ＳＰＩ）
３９ａ 第１サージタンク開閉弁
３９ｂ 第２サージタンク開閉弁
５２ 排気通路
５３ 冷却水温センサ
５６ ＥＧＲ通路
５８ ＥＧＲ弁
６１ 制御装置
６３ サージタンク開閉弁制御部
６５ ＥＧＲ弁制御部
６７ 吸気スロットル弁制御部
６９ 燃料噴射制御部
７１ エンジン始動判定部
７３ エンジン状態判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】