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JPH08170540A - 排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関 - Google Patents

排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関

Info

Publication number
JPH08170540A
JPH08170540A JP6313853A JP31385394A JPH08170540A JP H08170540 A JPH08170540 A JP H08170540A JP 6313853 A JP6313853 A JP 6313853A JP 31385394 A JP31385394 A JP 31385394A JP H08170540 A JPH08170540 A JP H08170540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
passage
internal combustion
combustion engine
gas recirculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6313853A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Kishida
明彦 岸田
Keiji Inoue
恵次 井上
Masayuki Yamashita
正行 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP6313853A priority Critical patent/JPH08170540A/ja
Publication of JPH08170540A publication Critical patent/JPH08170540A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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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
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    • F02M26/42Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ディーゼルエンジンに用いて好適の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関に関し、排気ガス還流に
よるNOx低減,過給機による内燃機関の出力確保,排
気ガス還流による過給機への熱影響の回避を共に実現す
る。 【構成】排気通路3に設けたタービン5及び給気通路2
に設けたコンプレッサ6とからなる過給機4と、排気通
路のタービン下流側と吸気通路のコンプレッサ上流側と
を接続する接続通路8を有する排気ガス還流通路と、接
続通路を開閉する開閉弁9と、運転状態検出手段の回転
数センサ21、アクセル開度センサ22、水温センサ2
3の検出情報によりエンジンが所定の運転領域にある時
に接続通路で排気ガスを還流し、接続通路の開放時にコ
ンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断できると
開閉弁を閉鎖する制御手段13とをそなえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス還流通路によ
る排気ガスの還流を制御するとともに過給機による過給
を行なえる内燃機関に関し、特に、過給ディーゼルエン
ジンに用いて好適の、排気ガス還流制御装置付き過給式
内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】図30は従来の自動車に用いられる排気
ガス還流通路付き過給ディーゼルエンジンの吸排気ルー
トを示す模式図であり、この図30において、1はディ
ーゼルエンジン本体(以下、エンジンと省略する)、2
は吸気通路、3は排気通路である。4は過給機(以下、
ターボチャージャという)であり、排気通路3に介装さ
れたタービン5を通じて吸気通路2に介装されたコンプ
レッサ6を回動させて、エンジン1に圧縮空気を送給す
るようになっている。
【0003】また、7は排気ガス還流装置(EGR)で
あり、排気ガス還流通路28と開閉弁29とからなって
いる。排気ガス還流通路28は、ここでは、排気通路3
におけるタービン5よりも上流側と、吸気通路2のコン
プレッサ6よりも下流側との間を連通しうるように配置
されている。また、開閉弁29は排気ガス還流通路28
の途中に介装されている。
【0004】ところで、排気ガス還流通路28は、排気
ガス中のNOX を発生を抑制しようとするものである。
つまり、NOX の発生はエンジンの燃焼温度が低ければ
少ないので、排気ガスを吸気側へ還流することで吸気中
の排気ガス濃度を低下させ、これにより燃焼温度を低め
ることにより、排気ガス中のNOX を発生を抑制しよう
とするものである。
【0005】したがって、排気ガスの還流は燃焼温度が
低ければ不要である。また、排気ガスの還流はエンジン
出力を増大させる上では却って妨げになるので、例え燃
焼温度が高くても大きなエンジン出力が要求される場合
には、排気ガスの還流を停止するようにしたい。特に、
自動車用エンジンでは、定置用エンジンのように、エン
ジンの運転時に常に排気ガス中のNOX の低減を行なわ
なければならないものではなく、エンジンの運転状態に
応じて適宜NOX 低減を行なえばよい。
【0006】そこで、このような各要求に応じて、排気
ガスの還流が適宜行なわれるように、電子制御ユニット
(ECU)13の制御により、排気ガス還流通路28に
介装された開閉弁29は、エンジン1の運転状態に応じ
て開度調整される。このエンジン1の運転状態として
は、一般に、エンジン回転数やアクセル開度やエンジン
の冷却水温が用いられる。これらの検出データに基づい
て、開閉弁29は以下のように制御される。
【0007】例えばエンジンの冷却水温が低ければ、燃
焼温度がまだ低いものと判断でき、排気ガス中のNOX
の発生は少なく、排気ガスの還流は必要ないか或いは僅
かでも十分である。そこで、エンジンの冷却水温が所定
値以下なら開閉弁29を閉鎖し、所定値以上なら冷却水
温に応じた開度で開閉弁29を開放していく。一方、大
きなエンジン出力が要求される場合、即ち、高速運転時
又は高負荷運転時には、冷却水温とは関係なく開閉弁2
9を閉鎖して排気ガスの還流を停止する。高速運転であ
るか高負荷運転であるかは、エンジン回転数やアクセル
開度に基づいて判定できるので、具体的には、エンジン
回転数やアクセル開度が所定領域を越えると、これらが
高いほど開閉弁29を絞って、エンジン回転数やアクセ
ル開度が十分に高い領域では、開閉弁29を閉鎖する。
【0008】このように構成された排気ガス還流通路付
き過給ディーゼルエンジンでは、ターボチャージャ4に
おいて、排気エネルギの一部をタービン5で回転エネル
ギとして回収しながらコンプレッサ6を通じた過給が行
なわれる。一方、排気ガス還流通路28では、排気ガス
を吸気側へ還流することで吸気中の排気ガス濃度を低下
させ、これにより燃焼温度を低めて排気ガス温度を低下
させ、この排気ガス温度の低下により、排気ガス中のN
X を発生を抑制する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ターボチャ
ージャ4は、排気ガスの圧力に応じて過給を行なうが、
エンジン1が高速や高負荷で運転している場合には排気
エネルギが大きいため十分な過給を行なえるが、低速や
低負荷で運転している場合には排気エネルギが少ないた
め過給効果は少ない。特に、このような低速や低負荷運
転からの加速時には所謂ターボ・ラグが生じて過給効果
がなかなか現れない。
【0010】一方、排気ガス還流通路28が開通する
と、タービン5へ流入すべき排気エネルギの一部がター
ビン5へ流入する前に排気ガス還流通路28を通じて還
流されることになり、その分だけ、過給圧が減少してし
まう。また、燃焼温度が低いと、パティキュレートマタ
ー(ディーゼルパティキュレート)も増加し易い。高速
運転時又は高負荷運転時には排気ガス還流通路28が閉
鎖されるので問題ないが、これ以外の場合、即ち、高速
運転時・高負荷運転時以外の場合には、本来ターボチャ
ージャ4による過給圧が少ないうえにこの排気ガス還流
によりさらに過給圧が減少するため、エンジンの出力が
低下する。特に、低速運転時や低負荷運転時から加速運
転をしようとした時においてこの排気ガス還流の影響が
大きく、過給圧がなかなか高まらずエンジンの出力増加
に時間がかかる。また、パティキュレートマターも増加
してしまう。
【0011】特開平4−47156号公報や特開平4−
103867号公報には、排気ガス還流のための導入通
路を、排気通路におけるターボチャージャのタービンよ
りも後流側の部分に設けた構造が開示されている。この
ようにして、タービンよりも後流側から排気ガスを還流
させると、還流される前のエネルギのある排気ガスがタ
ービンに流入するため、過給圧の減少を抑制できる。
【0012】ところで、このように排気ガス還流入口を
タービンの後流側に設ける場合には、排気ガス還流出口
(即ち排気ガス還流通路の給気通路への接続部分)はタ
ーボチャージャのコンプレッサよりも上流側へ設けるの
が一般的である。勿論、特開平4−47156号公報に
開示されているように、排気ガス還流通路の給気通路へ
の接続部分をターボチャージャのコンプレッサよりも下
流側へ設ける構造も考えられるが、排気ガス還流入口を
タービンの後流側に設けながら排気ガス還流出口をター
ビンの後流側に設けると、排気ガス還流通路が複雑にな
り易い。そこで、排気ガス還流入口をタービンの後流側
に設ける場合には排気ガス還流出口はターボチャージャ
のコンプレッサよりも上流側へ設けるのが一般的なので
ある。
【0013】ところが、このような構成では高温な排気
ガスがコンプレッサの上流に還流することになりコンプ
レッサへは排気ガスの熱影響を受けてしまう。つまり、
排気ガスは一般に高温であるため、吸気内に排気ガスを
還流すると吸気温度も大きく上昇する。一般的なターボ
チャージャ4では、タービン5に関しては十分な耐熱性
を有する材料が用いられているがコンプレッサ6に関し
てはこのような耐熱性を有する材料は用いられてはいな
い。したがって、排気ガスを還流すると吸気温度が大き
く上昇してコンプレッサ6に熱損傷を与えるおそれがあ
る。勿論、コンプレッサ6についても高耐熱性の材料を
用いればこれを回避できるが、この場合、大きなコスト
増を招いてしまうため、コンプレッサ6は従来から用い
られている一般的な材料で構成したい。
【0014】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、過給機と排気ガス還流通路とをそなえた内燃
機関において、排気ガス還流によるNOx低減効果を得
られ且つ加速要求時には過給機による内燃機関の出力増
加を確実に得られるとともに排気ガス還流による過給機
への熱影響を回避できるようにした、排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関
は、内燃機関の排気通路に設けられ排気ガスの流れによ
り駆動されるタービンと、該内燃機関の吸気通路に設け
られ該タービンにより駆動されるコンプレッサとからな
る過給機と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、該排気通路における該タービンよりも下流
側と該吸気通路における該コンプレッサよりも上流側と
を接続する接続通路を有する排気ガス還流通路と、該接
続通路を開閉する開閉弁と、該運転状態検出手段からの
検出情報に基づいて該内燃機関が所定の運転領域にある
と判断できると該接続通路により排気ガスを還流すべく
該開閉弁の開閉を制御し、且つ、該開閉弁の開放時に該
コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断できる
と該開閉弁を閉鎖する制御手段とをそなえていることを
特徴としている。
【0016】請求項2記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1記載の構成におい
て、該排気ガス還流通路が、該排気通路における該ター
ビンよりも下流側と該吸気通路における該コンプレッサ
よりも上流側とを接続する第1接続通路と、該排気通路
における該タービンよりも上流側と該吸気通路における
該コンプレッサよりも下流側とを接続する第2接続通路
とを有し、該第1接続通路を開閉する第1開閉弁ととも
に、該第2接続通路を開閉する第2開閉弁が設けられて
いることを特徴としている。
【0017】請求項3記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関のアクセ
ル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃機関
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該内燃機関
の冷却水温を検出する水温検出手段とのいずれかを有
し、該制御手段が、該アクセル開度が予め設定された設
定開度以上であるか、又は該内燃機関の回転速度が予め
設定された設定回転速度以上であるか、又は該内燃機関
の冷却水温が予め設定された設定水温以上であるとき
に、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断
することを特徴としている。
【0018】請求項4記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関のアクセ
ル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃機関
の回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、該制
御手段が、該アクセル開度検出手段で検出されたアクセ
ル開度と該回転速度検出手段で検出された回転速度と
が、予め設定された基準アクセル開度以内で且つ予め設
定された基準回転速度以内の領域から外れている場合
に、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断
することを特徴としている。
【0019】請求項5記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該吸気通路の排気ガ
ス還流通路の接続部よりも下流部分で且つコンプレッサ
の上流部分に設けられて該吸気通路内の温度を検出する
温度検出手段を有し、該制御手段が、該温度検出手段で
検出された該吸気通路内の温度が予め設定された設定温
度以上であるときに、該コンプレッサの上流部分の温度
が上昇したと判断することを特徴としている。
【0020】請求項6記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項2〜5のいずれかに
記載の構成において、該吸気通路における該コンプレッ
サと該第2接続通路の接続部との間に設けられ該コンプ
レッサにより過給された給気を冷却する給気用冷却器
と、一端を該吸気通路における該冷却器よりも上流側の
部分に接続され他端を該吸気通路における該冷却器より
下流側の部分に接続されて該冷却器を迂回するバイパス
通路と、該バイパス通路と該吸気通路との分岐部に設け
られて、吸気を該冷却器側と該バイパス通路側とのうち
の何れか一方に導くように切り換える切換弁とをそな
え、該制御手段が、該開閉弁の開放時に該切換弁を該バ
イパス通路側が開通する状態に制御することを特徴とし
ている。
【0021】請求項7記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項6記載の構成におい
て、該制御手段が、該運転状態検出手段からの検出情報
に基づいて該内燃機関が上記の所定の運転領域において
加速中である時には、該第1開閉弁を開放するとともに
該第2開閉弁を閉鎖し、且つ、該切換弁を該バイパス通
路側が開通する状態に制御し、該運転状態検出手段から
の検出情報に基づいて該内燃機関が上記の所定の運転領
域における加速が終了した時には、該第1開閉弁を閉鎖
するとともに該第2開閉弁を開放し、且つ、所定期間経
過後に該切換弁を該冷却器側が開通する状態に制御する
ことを特徴としている。
【0022】請求項8記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項7記載の構成におい
て、該運転状態検出手段が、該内燃機関を人為的に操作
するためのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手
段を有し、該制御手段が、該アクセル開度検出手段から
の検出情報に基づいて、該アクセル開度の増加速度が予
め設定された開度増加速度設定値以上になったら該内燃
機関が加速を開始したと判断するとともに、この後、該
アクセル開度が予め設定された開度設定値以下になった
ら該内燃機関が加速を終了したと判断することを特徴と
している。
【0023】請求項9記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項7記載の構成におい
て、該内燃機関が車両に搭載され、該運転状態検出手段
が、該車両の速度を検出する速度検出手段を有し、該制
御手段が、該速度検出手段からの検出情報に基づいて、
該車両の速度の増加速度が予め設定された第1増加速度
設定値以上のときに該内燃機関が加速中であると判断す
るとともに、この後、該車両の速度の増加速度が、該第
1増加速度設定値よりも小さい値として予め設定された
第2増加速度設定値以下になったら該内燃機関が加速を
終了したと判断することを特徴としている。
【0024】請求項10記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項7記載の構成にお
いて、該運転状態検出手段が、過給圧を検出する過給圧
検出手段を有し、該制御手段が、該過給圧検出手段から
の検出情報に基づいて、該過給圧の増加速度が予め設定
された第1設定値以上のときに該内燃機関の加速中であ
ると判断するとともに、この後、該過給圧が、該第1設
定値よりも小さい値として予め設定された第2設定値以
下になったら該内燃機関が加速を終了したと判断するこ
とを特徴としている。
【0025】請求項11記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項7記載の構成にお
いて、該運転状態検出手段が、該内燃機関の回転速度を
検出する回転速度検出手段を有し、該制御手段が、該内
燃機関の加速判定の後に、該回転速度検出手段からの検
出情報に基づいて該内燃機関の回転速度の増加速度が予
め設定された設定値以下になったときに該内燃機関が加
速を終了したと判断することを特徴としている。
【0026】請求項12記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項1〜11のいずれ
かに記載の構成において、該吸気通路及び該排気通路の
うちの一方に、通路面積を絞る通路絞り手段が設けら
れ、該制御手段が、該排気ガス還流量を制御すべく、該
通路絞り手段を開閉制御することを特徴としている。請
求項13記載の本発明の排気ガス還流制御装置付き過給
式内燃機関は、請求項12記載の構成において、該通路
絞り手段が、該吸気通路の該接続通路との接続部よりも
上流側に設けられた吸気絞り弁をそなえていることを特
徴としている。
【0027】請求項14記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項13記載の構成に
おいて、該吸気通路における該コンプレッサよりも上流
側部分に設けられ該吸気通路の内部の圧力を検出する圧
力検出手段を有し、該制御手段が、該圧力検出手段の検
出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべく該吸気絞
り弁を開閉制御することを特徴としている。
【0028】請求項15記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項12記載の構成に
おいて、該通路絞り手段が、該吸気通路の該接続通路と
の接続部よりも下流側に設けられた排気絞り弁をそなえ
ていることを特徴としている。請求項16記載の本発明
の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関は、請求項
15記載の構成において、該排気通路の該排気タービン
よりも下流側部分に設けられ該排気通路の内部の圧力を
検出する圧力検出手段を有し、該制御手段が、該圧力検
出手段の検出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべ
く該吸気絞り弁を開閉制御することを特徴としている。
【0029】請求項17記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関は、請求項1〜16のいずれ
かに記載の構成において、該排気ガス還流通路の該接続
通路に、排気ガスを冷却する排気ガス冷却手段が介装さ
れていることを特徴としている。請求項18記載の本発
明の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関は、請求
項1〜17のいずれかに記載の構成において、該排気ガ
ス還流通路の該接続通路に、排気ガス内のパティキュレ
ートマターを捕集するフィルタが介装されていることを
特徴としている。
【0030】
【作用】上述の請求項1記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関では、内燃機関の運転時に
は、排気通路に設けられたタービンが排気ガスの流れに
より駆動され、吸気通路に設けられコンプレッサを駆動
することで、吸気通路内の吸気流に過給圧が加わり、過
給機による過給が行なわれる。
【0031】また、この時、運転状態検出手段により内
燃機関の運転状態が検出され、制御手段が、開閉弁を制
御して、排気ガス還流通路による排気ガスの還流を制御
する。つまり、制御手段では、運転状態検出手段からの
検出情報に基づいて、該内燃機関が所定の運転領域にあ
る時には、排気ガス還流通路を構成する接続通路が排気
ガスを還流するように該開閉弁を開放側へ制御する。
【0032】これにより、内燃機関が所定の運転領域に
ある時には、排気ガスが吸気通路側へ還流して、排気ガ
ス中のNOxが低減される。特に、排気ガス還流通路
は、排気ガスを該排気通路における該タービンよりも下
流側から該吸気通路における該コンプレッサよりも上流
側へ導く接続通路により構成されるため、該タービンを
駆動した後の排気ガスが該吸気通路に還流されるように
なる。このため、排気ガスのエネルギを十分に利用して
タービンを確実に駆動しながら排気ガスの還流を行なえ
るようになる。したがって、過給圧を確保でき過給機の
利点を十分に生かせる。
【0033】さらに、該タービンを駆動し後の排気ガス
は温度が低下するのでより温度の低下した排気ガスが該
吸気通路に還流されるようになる。このような温度の低
い排気ガスの還流及び過給圧の確保により、該吸気通路
内で新気と還流排気ガスの当量比が増大して、十分な空
気量が機関内に供給されやすくなって、機関の燃焼がよ
り完全燃焼状態で行なわれやすくなり、機関の出力が確
保されるうえに燃焼によるパティキュレートマターの発
生も抑制される。
【0034】また、該制御手段は、該開閉弁の開放時に
該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断でき
ると該開閉弁を閉鎖する。該コンプレッサの上流部分の
温度は、還流する排気ガスの熱影響を受けて高まるの
で、該開閉弁を閉鎖して排気ガスの還流を停止すると該
コンプレッサの上流部分の温度も低下して、該コンプレ
ッサへの熱影響が回避される。
【0035】上述の請求項2記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、排気ガス還流通路
として、第1接続通路と第2接続通路とを選択的に用い
ることができ、第1接続通路は第1開閉弁によって開閉
され、第2接続通路は第2開閉弁によって開閉される。
第1接続通路は該排気通路における該タービンよりも下
流側と該吸気通路における該コンプレッサよりも上流側
とを接続するので、この第1接続通路を使用して排気ガ
スの還流を行なうと、排気通路において該タービンを駆
動したあとの排気ガスが吸気側へ還流されることにな
る。このため、排気ガスを還流しながらも排気ガスによ
る該タービンの駆動が確実に行なわれ、過給機による過
給圧を低下させることなく排気ガスの還流を行なうこと
かできる。
【0036】一方、第2接続通路は該排気通路における
該タービンよりも上流側と該吸気通路における該コンプ
レッサよりも下流側とを接続するので、この第2接続通
路を使用して排気ガスの還流を行なうと、高温な排気ガ
スは該コンプレッサよりも下流の第2接続通路の接続部
から該コンプレッサを流通することなく該吸気通路に還
流するので、排気ガスを還流しても、該コンプレッサへ
は排気ガスの熱影響が生じない。
【0037】上述の請求項3記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、該
アクセル開度が予め設定された設定開度以上であるか、
又は該内燃機関の回転速度が予め設定された設定回転速
度以上であるか、又は該内燃機関の冷却水温が予め設定
された設定水温以上であるときに、該コンプレッサの上
流部分の温度が上昇したと判断する。この判断は、アク
セル開度や内燃機関の回転速度が大きくなると、機関の
燃焼が激しくなり還流排気ガスの温度が上昇するため、
該コンプレッサの上流部分の温度も上昇するとの推定、
及び、内燃機関の冷却水温が上昇する場合も機関の燃焼
が激しくなった時であり、この場合も還流排気ガスの温
度が上昇するため、該コンプレッサの上流部分の温度も
上昇するとの推定に基づいている。
【0038】上述の請求項4記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、該
アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度と該回
転速度検出手段で検出された回転速度とが、予め設定さ
れた基準アクセル開度以内で且つ予め設定された基準回
転速度以内の領域から外れている場合に、該コンプレッ
サの上流部分の温度が上昇したと判断する。この判断
は、アクセル開度及び内燃機関の回転速度の状態と機関
の燃焼状態との間には相関があり、アクセル開度及び内
燃機関の回転速度が予め設定された基準アクセル開度以
内で且つ予め設定された基準回転速度以内の領域内にあ
れば、機関の燃焼状態もあまり激しくはなく、還流排気
ガスの温度も高くはないが、アクセル開度及び内燃機関
の回転速度がかかる領域を外れると、機関の燃焼状態が
激しくなり、還流排気ガスの温度が高くなる。このた
め、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと推定
できるためである。
【0039】上述の請求項5記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、該
温度検出手段で検出された該吸気通路内の温度が予め設
定された設定温度以上であるときに、該コンプレッサの
上流部分の温度が上昇したと判断する。これにより、該
コンプレッサへの流入空気の温度を的確に把握すること
ができる。
【0040】上述の請求項6記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、運転状態検出手段
により内燃機関の運転状態が検出され、制御手段が、切
換弁及び開閉弁を制御して、給気用冷却器による給気の
冷却と排気ガス還流通路による排気ガスの還流とを制御
する。つまり、制御手段では、運転状態検出手段からの
検出情報に基づいて、該内燃機関が所定の運転領域にあ
る時には、排気ガス還流通路を構成する接続通路が排気
ガスを還流するように該開閉弁の開閉を制御し、該接続
通路の開放時には該切換弁を該バイパス通路側が開通す
る状態に制御する。
【0041】これにより、内燃機関が所定の運転領域に
ある時には、排気ガスが吸気通路側へ還流して、排気ガ
ス中のNOxが低減され、これとともに、吸気が該冷却
器を迂回するバイパス通路側を通るようになり、このよ
うに吸気が該冷却器を迂回することにより、排気ガスが
該冷却器を流通しなくなり該冷却器の目詰まりや損傷が
防止される。
【0042】即ち、排気ガス還流通路は、排気ガスを該
排気通路における該タービンよりも下流側から該吸気通
路における該コンプレッサよりも上流側へ導く接続通路
により構成されるため、排気ガスの還流時には、吸気中
に排気ガスに含まれたパティキュレートマターが混入す
る。該冷却器は、冷却性能を確保するために通常流路が
狭くなっており排気ガス中のパティキュレートマターに
より目詰まりを生じやすいが、排気ガスの還流時には、
パティキュレートマターを含んだ吸気が該冷却器を迂回
してバイパス通路側を通るため、該冷却器の目詰まりは
回避される。
【0043】上述の請求項7記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、制御手段が運転状
態検出手段からの検出情報に基づいて該第1開閉弁,該
第2開閉弁及び該切換弁を制御する。つまり、該内燃機
関が上記の所定の運転領域において加速中である時に
は、該第1開閉弁を開放するとともに該第2開閉弁を閉
鎖し、且つ、該切換弁を該バイパス通路側が開通する状
態に制御する。これにより、排気ガスを還流しながらも
過給圧が確保されて、排気ガスの還流によるNOxの低
減と、過給による機関出力の確保及び排気ガス中のパテ
ィキュレートマターの低減とを両立させることができ
る。また、該バイパス通路側が開通するため、吸気通路
側へ還流した排気ガス中にパティキュレートマターが含
まれていても、このパティキュレートマターが冷却機内
に進入しなくなり、パティキュレートマターによる冷却
機の汚れや目詰まりを回避することができる。
【0044】一方、該内燃機関が上記の所定の運転領域
における加速が終了した時には、該第1開閉弁を閉鎖す
るとともに該第2開閉弁を開放し、且つ、所定期間経過
後に該切換弁を該冷却器側が開通する状態に制御する。
これにより、高温な排気ガスが該コンプレッサを流通す
ることなく該吸気通路に還流して、該コンプレッサへの
排気ガスの熱影響を与えることなく排気ガスの還流を行
なえ、コンプレッサの保護を図りながら排気ガス中のN
Oxの低減を実現できる。
【0045】上述の請求項8記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、ア
クセル開度検出手段からの検出情報に基づいて、該アク
セル開度の増加速度が予め設定された増加速度設定値以
上になったら該内燃機関が加速を開始したと判断し、こ
の後、該アクセル開度が予め設定された開度設定値以下
になったら該内燃機関が加速を終了したと判断する。
【0046】アクセル開度検出手段で検出されるアクセ
ル開度は、該内燃機関を人為的に操作するためのものな
ので、このアクセル開度に基づいて該内燃機関の加速開
始や加速終了を判定すると、該内燃機関がこれから実際
に加速を開始しようとするときに加速の開始が判定さ
れ、また、該内燃機関がこれから実際に加速を終了しよ
うとするときに加速の終了が判定されることになる。特
に、該内燃機関の加速開始を該アクセル開度の増加速度
から判定することで、加速開始指令の初期の段階に該内
燃機関の加速開始を判定できる。このため、加速開始時
には該第1開閉弁,該第2開閉弁及び該切換弁の制御を
加速制御の状態へ速やかに移行でき、加速終了時にはか
かる加速制御の状態から通常制御の状態へ速やかに復帰
させることができる。
【0047】上述の請求項9記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関では、速度検出手段が車
両の速度を検出して、該制御手段が、この速度検出手段
からの検出情報に基づいて該車両の速度の増加速度が予
め設定された第1増加速度設定値以上のときに該内燃機
関が加速中であると判断し、この後、該車両の速度の増
加速度が、該第1増加速度設定値よりも小さい値として
予め設定された第2増加速度設定値以下になったとき
に、該内燃機関が加速を終了したと判断する。
【0048】車両の速度の増加速度アクセル開度検出手
段で検出されるアクセル開度は、該内燃機関を人為的に
操作するためのものなので、このアクセル開度に基づい
て該内燃機関の加速開始や加速終了を判定すると、該内
燃機関がこれから実際に加速を開始しようとするときに
加速の開始が判定され、また、該内燃機関がこれから実
際に加速を終了しようとするときに加速の終了が判定さ
れることになる。このため、加速開始時には該第1開閉
弁,該第2開閉弁及び該切換弁の制御を加速制御の状態
へ速やかに移行でき、加速終了時にはかかる加速制御の
状態から通常制御の状態へ速やかに復帰させることがで
きる。
【0049】上述の請求項10記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、
過給圧検出手段からの検出情報に基づいて、該過給圧の
増加速度が予め設定された第1設定値以上のときに該内
燃機関の加速中であると判断し、この後、該過給圧が、
該第1設定値よりも小さい値として予め設定された第2
設定値以下になったら該内燃機関が加速を終了したと判
断する。内燃機関の加速は吸気の増加及び排気の増加を
もたらして、過給圧を増加させる。このため、機関の加
速中には吸気や排気も一定以上の速度で増加し、過給圧
も同様に一定以上の速度で増加する。したがって、過給
圧の増加速度に基づいて、内燃機関が加速中であること
を確実に判断することができる。
【0050】上述の請求項11記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、
該内燃機関の加速判定の後に、回転速度検出手段からの
検出情報に基づいて該内燃機関の回転速度の増加速度が
予め設定された設定値以下になったときに該内燃機関が
加速を終了したと判断する。このように、該内燃機関の
回転速度を直接用いることで、該内燃機関の加速終了を
確実に判断することができる。
【0051】上述の請求項12記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、該制御手段が、
該排気ガス還流量を制御すべく通路絞り手段を開閉制御
する。こうして、該通路絞り手段を通じて、該吸気通路
及び該排気通路のうちの一方の通路面積が絞られると、
排気ガスの吸気側への還流量を増加させることができ、
排気ガス中のNOxの低減が促進される。
【0052】上述の請求項13記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、吸気絞り弁が該
吸気通路の該接続通路との接続部よりも上流側に設けら
れているので、この吸気絞り弁を絞ると、吸気側への新
気導入が抑制されるため、排気ガスの吸気側への還流量
を増加させることができ、排気ガス中のNOxの低減が
促進される。特に、排気ガス還流通路が、該排気通路に
おける該タービンよりも下流側と該吸気通路における該
コンプレッサよりも上流側とを接続する接続通路で構成
される場合、該タービンの下流の圧力(背圧)と該コン
プレッサの上流の圧力(大気圧)との差圧が少なくなっ
て、排気ガス還流量が低下しやすいが、該吸気絞り弁を
絞ることで十分な排気ガス還流量を得られるようにな
る。
【0053】上述の請求項14記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、圧力検出手段
が、該吸気通路における該コンプレッサよりも上流側部
分の内部の圧力を検出し、該制御手段が、この圧力検出
手段の検出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべく
該吸気絞り弁を開閉制御するので、圧力状態に応じて適
切な排気ガス還流を行なえるようになる。
【0054】上述の請求項15記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、排気絞り弁が該
吸気通路の該接続通路との接続部よりも下流側に設けら
れているので、この排気絞り弁を絞ると、該接続通路の
排気取り入れ部分の排気圧力が増大するため、該接続通
路の上流側(排気通路側)と下流側(吸気通路側)との
差圧が増大して、排気ガスの吸気側への還流量を増加さ
せることができ、排気ガス中のNOxの低減が促進され
る。特に、排気ガス還流通路が、該排気通路における該
タービンよりも下流側と該吸気通路における該コンプレ
ッサよりも上流側とを接続する接続通路で構成される場
合、該タービンの下流の圧力(背圧)と該コンプレッサ
の上流の圧力(大気圧)との差圧が少なくなって、排気
ガス還流量が低下しやすいが、該排気絞り弁を絞ること
で該差圧を増大できて十分な排気ガス還流量を得られる
ようになる。
【0055】上述の請求項16記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、圧力検出手段
が、該排気通路の該排気タービンよりも下流側部分の内
部の圧力を検出し、該制御手段が、この圧力検出手段の
検出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべく該排気
絞り弁を開閉制御するので、圧力状態に応じて適切な排
気ガス還流を行なえるようになる。
【0056】上述の請求項17記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、該排気ガス還流
通路の該接続通路に介装された排気ガス冷却手段が、該
排気ガス還流通路を通過する排気ガスを冷却するので、
吸気通路へ還流する排気ガスの温度が低下する。これに
より、排気ガス還流通路が吸気通路における該コンプレ
ッサの上流に接続され該コンプレッサに還流排気ガスが
流入する構成でも、排気ガスの還流を行ないながら、排
気ガスによる該コンプレッサの加熱を回避できる。
【0057】上述の請求項18記載の本発明の排気ガス
還流制御装置付き過給式内燃機関では、該排気ガス還流
通路の該接続通路に介装されたフィルタが、排気ガス内
のパティキュレートマターを捕集する。このため、還流
される排気ガス中のパティキュレートマターが除去さ
れ、該接続通路の吸気通路への接続部分が給気用冷却器
の上流側に配設されて還流された排気ガスが該給気用冷
却器内を流通するような場合にも、該給気用冷却器内が
パティキュレートマターで汚染されないようになる。
【0058】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。まず、第1実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関について説明すると、図1は、本機関
の吸排気ルートを示す模式図である。なお、本実施例に
かかる過給式内燃機関は過給ディーゼルエンジンであ
り、自動車に装備されるものである。
【0059】図1において、図30と同符号は同様なも
のを示している。つまり、1はディーゼルエンジン本体
(以下、エンジンと省略する)、2は吸気通路、3は排
気通路である。4は過給機(以下、ターボチャージャと
いう)であり、排気通路3に介装されたタービン5を通
じて吸気通路2に介装されたコンプレッサ6を回動させ
て、エンジン1に圧縮空気を送給するようになってい
る。
【0060】また、7は排気ガス還流装置(EGRシス
テム)であり、排気ガス還流通路(接続通路)8と開閉
弁(EGRバルブ)9とからなっている。排気ガス還流
通路8は、ここでは、排気通路3におけるタービン5よ
りも下流側と吸気通路2におけるコンプレッサ6よりも
上流側との間を連通しうるように配置されている。この
ように排気ガス還流通路8を配設するのは、タービン5
を駆動した後の排気ガスを吸気通路2に還流すること
で、排気ガスのエネルギを十分に利用してタービンを確
実に駆動しながら排気ガスの還流を行なえるようにし
て、排気ガス還流時にも過給圧を確保しようとするもの
である。また、タービン5を駆動した後の排気ガスは温
度が低下するのでより温度の低下した排気ガスが吸気通
路2に還流されるようになるため、この温度の低い排気
ガスの還流と過給圧の確保とにより、吸気通路2内で新
気と還流排気ガスの当量比を増大でき、十分な空気量を
機関内に供給できるようになる。これによって、排気ガ
ス還流時にも、機関の燃焼をより完全燃焼状態で行なえ
るようにして、NOx低減とともに機関の出力の確保や
燃焼によるパティキュレートマターの発生の抑制も期待
できる。
【0061】なお、開閉弁9は排気ガス還流通路8の途
中に介装されており、開度(バルブリフト量)を調整で
きるようになっている。さらに、10は給気用冷却器
(以下、インタクーラという)であり、このインタクー
ラ10は、吸気通路2におけるコンプレッサ6よりも下
流側に設けられており、ターボチャージャ4により過給
された給気を冷却する。
【0062】そして、本装置では、インタクーラ10を
迂回してエンジン1に吸気を供給するバイパス通路11
が設けられており、吸気通路2からこのバイパス通路1
1に分岐する部分には、インタクーラ10を装備する吸
気通路2側のみを開通するモードと、バイパス通路11
側のみを開通するモードとを選択的に切り換えうる切換
弁12が設けられている。
【0063】ところで、排気ガス還流通路8に介装され
た開閉弁9及び切換弁11は、エンジン1の運転状態に
応じて制御手段としての電子制御ユニット(以下、EC
Uという)13により制御される。エンジン1の運転状
態としては、一般に、エンジン回転数Neやアクセル開
度APSやエンジンの冷却水温WTが用いられる。EC
U13では、いずれも図示しないがエンジン1の運転状
態検出手段としてのエンジン回転数センサ21やアクセ
ル開度センサ(アクセル開度検出手段)22や水温セン
サ23からの検出信号を所定の周期で取り込んでは、こ
れらの検出データに基づいて、開閉弁9及び切換弁12
を以下のようにして制御するようになっている。
【0064】つまり、排気ガス還流を行なう目的は、排
気ガス還流によりエンジンの燃焼温度を低下させて排気
ガス中のNOX の発生を抑制しようとするもので、エン
ジンの燃焼温度が低い場合にははじめからNOX の発生
量が少ないので、排気ガス還流は必要ないが、エンジン
の燃焼温度が高くなるとNOX の発生量が増加するの
で、排気ガス還流が必要になる。排気ガス還流量は、エ
ンジンの燃焼温度が高くなるほど増加させてNOX の発
生を抑えたい。
【0065】一方、排気ガス還流を行なうと、NOX
発生を抑制できる反面、エンジンを高速運転したり高負
荷運転したりするとエンジンの出力不足や排気ガス中の
パティキュレートマターの増加を招く。そこで、エンジ
ンの回転速度やエンジンの負荷状態が大きいほど排気ガ
スの還流量を減少させて、エンジンの出力確保や排気ガ
ス中のパティキュレートマターの発生を抑制したい。
【0066】ECU13では、このような観点から、エ
ンジンの燃焼温度に対応する冷却水温WTと、エンジン
の回転速度である単位時間(通常は1分)当たりのエン
ジンの回転数Neと、エンジンの負荷に対応するアクセ
ル開度APSとに基づいて、を開閉弁9を制御する。即
ち、冷却水温WTが高いほど開閉弁9のバルブリフト量
(EGRバルブ9のバルブリフト量であるため、以下、
EGRリフト量という)を大きくして排気ガス還流量を
増加させ、エンジン回転数Neが大きいほど開閉弁9の
開度を小さくして排気ガス還流量を減少させ、アクセル
開度APSが大きいほど開閉弁9の開度を小さくして排
気ガス還流量を減少させるように、開閉弁9を制御する
のである。
【0067】そして、冷却水温WTが予め設定された設
定値WT0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エ
ンジン回転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例え
ばNe0 =3000rpm )以上、又は、アクセル開度A
PSが予め設定された設定値APS0 (例えばAPS0
=60%)以上の場合には、開閉弁9を閉じて排気ガス
還流通路8を閉鎖し、排気ガス還流を行なわないように
設定されている。
【0068】これら以外の場合(つまり、冷却水温WT
が設定値WT0 以上、且つ、エンジン回転数Neが設定
値Ne0 以下、且つ、アクセル開度APSが設定値AP
0以下の場合)には、上述のように、冷却水温WT,
エンジン回転数Ne,アクセル開度APSに応じて、開
閉弁9の開度(目標EGRリフト量)の目標値を設定
し、この目標EGRリフト量に応じて、開閉弁9の開度
を制御するようになっている。
【0069】このような目標EGRリフト量は、例えば
予め冷却水温WT,エンジン回転数Ne,アクセル開度
APSに対応して目標EGRリフト量を求めることがで
きる3次元マップ等を用意してこのマップに基づいて求
めるようにしてもよい。本装置では、ECU13によ
り、求められた目標EGRリフト量に対して、エンジン
の運転状態に応じて補正を施すようになっている。つま
り、エンジンの加速時には、目標EGRリフト量を減少
させて、排気ガス還流量を減少させ、エンジン出力を速
やかに増加させやすくして、EGR領域での加速性能を
向上させるようになっている。
【0070】また、エンジンの減速時には、目標EGR
リフト量を減少させて、排気ガス還流量を減少させ、空
気過剰率の低下を抑制して、減速から再加速したり、減
速から定常運転に移行したりした場合においても、空気
過剰率を十分に確保するようになっている。これは、減
速から再加速や定常運転に移行した際に空気過剰率の大
きな低下により排気ガス中のパティキュレートマターが
増加するので、これを回避しようとするものである。
【0071】予め設定された目標EGRリフト量が小さ
ければ、このような各補正の結果、目標EGRリフト量
が0、即ち排気ガス還流(EGR)を行なわないような
目標EGRリフト量に補正される場合もある。上記のエ
ンジンの加速や減速の判定は、本実施例では、アクセル
開度APSに基づいて行なっている。つまり、例えば各
制御サイクルで検出されたアクセル開度APSからアク
セル開度偏差ΔAPSを求め、このアクセル開度偏差Δ
APSが予め設定された閾値ΔAPS1 (ΔAPS1
0)よりも大きければ加速中であると判断し、アクセル
開度偏差ΔAPSが予め設定された閾値ΔAPS2 (Δ
APS2 <0)よりも小さければ減速中であると判断す
ることができる。
【0072】ところで、切換弁12については、基本的
には、排気ガスの還流を行なっている時(即ち、開閉弁
9の開放時)にバイパス通路11側を開通させ、排気ガ
スの還流を停止している時(即ち、開閉弁9の閉鎖時)
にインタクーラ10側を開通させるように、ECU13
の制御が行われるようになっている。このように、吸気
をインタクーラ10側ではなくバイパス通路11側を流
通させるのは、以下の理由による。つまり、排気ガス還
流通路8が吸気通路2におけるインタクーラ10よりも
上流側に接続されており、還流した排気ガスが新気とと
もにインタクーラ10内を流通すると、排気ガス中に含
有するパティキュレートマターマターがインタクーラ1
0内に付着してインタクーラ10内を汚染したり目詰ま
りを生じさせたりする。そこで、この不具合を回避する
ために、排気ガス還流時には、吸気がインタクーラ10
内を流通することのないように、バイパス通路11側を
開通させているのである。
【0073】また、開閉弁9を閉じて排気ガス還流通路
8を閉鎖しても、暫くは吸気内にパティキュレートマタ
ーマターが残存するので、ECU13は、排気ガスの還
流を停止する場合には、還流停止後所定期間経過してか
ら切換弁12をバイパス通路11側からインタクーラ1
0側へと切り換えるように設定されている。なお、この
所定期間とは、一般には還流停止後の一定時間が相当す
るので、以後、この切換弁12の切換タイミングについ
ては還流停止後一定時間と表現する。
【0074】ただし、この所定期間は必ずしも時間に限
定されるものでなく、所定期間を、還流停止後に機関が
予め定められた回転数だけ回転する間と設定してもよ
い。つまり、還流停止後、機関が一定の回転数だけ回転
してから切換弁12をバイパス通路11側からインタク
ーラ10側へと切り換えるように設定してもよい。とこ
ろで、ECU13では、エンジン1の運転状態に基づい
て、開閉弁9を開放して排気ガス還流を行なうような判
定がなされても、この時の吸気通路2におけるコンプレ
ッサ6の上流部分の温度が上昇したと判断できると開閉
弁9を閉鎖するようになっている。
【0075】つまり、排気ガスは一般に高温であるた
め、吸気内に排気ガスを還流すると吸気温度も大きく上
昇する。一般的なターボチャージャ4では、タービン5
に関しては十分な耐熱性を有する材料が用いられている
がコンプレッサ6に関してはこのような耐熱性を有する
材料は用いられてはいない。したがって、排気ガスを還
流すると吸気温度が大きく上昇してコンプレッサ6に熱
損傷を与えるおそれがある。勿論、コンプレッサ6につ
いても高耐熱性の材料を用いればこれを回避できるが、
この場合、大きなコスト増を招いてしまう。
【0076】そこで、本装置では、コンプレッサ6の上
流部分の温度を監視しながら、この温度が一定レベルま
で上昇したと判断できると、開閉弁9を閉鎖して排気ガ
ス還流を停止して、コンプレッサ6へ流入する空気温度
を低下させて、コンプレッサ6が高温に晒されないよう
にしているのである。なお、コンプレッサ6の上流部分
の温度が上昇したか否かの判断は、ここでは、吸気温度
自体ではなく、エンジンの運転状態に基づいて行なって
いる。つまり、コンプレッサ6の上流部分の温度を上昇
せしめるのは、還流排気ガスの温度が高いからであり、
この還流排気ガスの温度はエンジンの運転状態に対応す
る。即ち、例えばエンジンの運転状態が、高負荷状態で
あったり、高速回転状態であったりすると、燃焼が活発
になって還流排気ガスの温度が上昇する。
【0077】そこで、エンジンの負荷に対応するアクセ
ル開度APSやエンジン回転速度Neに関する基準値を
予め設定しておき、例えばアクセル開度APSが判定基
準値(設定アクセル開度)APST1を越えるか、又は、
エンジン回転数Neが判定基準値(設定エンジン回転
数)NeT1を越えるかした場合には、還流排気ガスの温
度が上昇した、したがって、コンプレッサ6の上流部分
の温度が上昇したという判断が可能となる。
【0078】また、このようにエンジンの運転状態が高
負荷状態になったり高速回転状態になったりして燃焼が
活発になると、エンジンの冷却水の温度も上昇するの
で、この冷却水温度WTに関する基準値を予め設定して
おき、例えば冷却水温度WTが判定基準値(設定冷却水
温度)WTT1を越えた場合には、還流排気ガスの温度が
上昇して、コンプレッサ6の上流部分の温度が上昇した
という判断が可能となる。
【0079】本実施例では、これらのアクセル開度AP
S,エンジン回転速度Ne,エンジンの冷却水温度WT
の各パラメータがいずれも判定基準値APST1,N
T1,WTT1を越えた場合に、還流排気ガスの温度が上
昇して、コンプレッサ6の上流部分の温度が上昇したと
判断するようになっている。ただし、ここでの判定基準
値APST1,NeT1,WTT1は、その目的が異なるた
め、前述の排気ガス還流を禁止する条件、即ち、アクセ
ル開度APS0 及び設定エンジン回転数Ne0 とは異な
った値が設定されている。
【0080】また、このような判断は、エンジンの冷却
水温度WTが判定基準値WTT1を越えた場合に、図2に
示すようなマップに基づいて、アクセル開度APS及び
エンジン回転速度Neが、判定基準値である設定アクセ
ル開度APST1及び設定エンジン回転数NeT1をそれぞ
れ上限として規定された領域ARから外れたら、コンプ
レッサ6の上流部分の温度が上昇したと判断するように
してもよい。
【0081】さらに、これらのアクセル開度APS,エ
ンジン回転速度Ne,エンジンの冷却水温度WTの各パ
ラメータのいずれかが各判定基準値APST2,NeT2
WT T2を越えた場合に、コンプレッサ6の上流部分の温
度が上昇したと判断するように構成してもよい。この場
合には、各パラメータがいずれも判定基準値を越えたと
きに温度が上昇したと判断する場合よりも、各判定基準
値APST2,NeT2,WTT2は高めに設定するのが好ま
しい。
【0082】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、例えば図3のフローチャートに示すようにして、排
気ガスの還流制御やバイパス通路切換制御が行われる。
つまり、図3に示すように、アクセル開度APS,エン
ジン回転数Ne,冷却水温WTの各情報を所定の周期で
各センサから取り込む(ステップA10)。そして、エ
ンジンの運転状態がEGR禁止領域にあるか否かを判断
する(ステップA20)。つまり、冷却水温WTが予め
設定された設定値WT0 (例えばWT0=70°C)以
下、又は、エンジン回転数Neが予め設定された設定値
Ne0 (例えばNe0 =3000rpm )以上、又は、ア
クセル開度APSが予め設定された設定値APS0 (例
えばAPS0 =60%)以上の場合に、EGR禁止領域
となり、これ以外の場合には、EGR領域となる。
【0083】EGR禁止領域でなければ、即ち、EGR
領域ならば、ステップA21へ進んで、コンプレッサ6
の上流部分の温度が高い状態へ上昇したか否か判断す
る。コンプレッサ6の上流部分の温度が高ければEGR
を行なわず、コンプレッサ6の上流部分の温度が高くな
ければステップA30へ進んで、切換弁12をバイパ
ス通路11側開通状態とする。さらに、ステップA40
へ進んで、目標EGRリフト量を算出する。この算出に
より、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却
水温WTの各情報に基づいて、アクセル開度APSやエ
ンジン回転数Neが大きいほど目標EGRリフト量が小
さくなり、また、冷却水温WTか高いほど目標EGRリ
フト量が大きくなるように、目標EGRリフト量が与え
られる。
【0084】次に、ステップA50へ進んで、アクセル
開度偏差ΔAPSを算出する。このアクセル開度偏差Δ
APSは、今回検出されたアクセル開度から前回のサン
プリング周期又は何周期か前のサンプリング周期で検出
されたアクセル開度を減算して得られる。次いで、ステ
ップA60へ進んで、エンジンが加速中であるか否かを
判定する。つまり、このアクセル開度偏差ΔAPSを加
速閾値ΔAPS1 (ΔAPS1 は予め設定された正の
値)と比較して、アクセル開度偏差ΔAPSが加速閾値
ΔAPS1 以上なら(即ち、ΔAPS≧ΔAPS1 )、
エンジンの加速中であると判定する。加速中であれば、
ステップA70へ進んで目標EGRリフト量を補正す
る。即ち、目標EGRリフト量を減少させて、排気ガス
還流量を減少させる。この排気ガス還流量の減少によ
り、エンジン出力を速やかに増加させやすくなり、EG
R領域での加速性能を向上させることができるようにな
る。
【0085】エンジンが加速中でなければ、ステップA
60からステップA80へ進んで、エンジンが減速中で
あるか否かを判定する。つまり、このアクセル開度偏差
ΔAPSを加速閾値ΔAPS2 (ΔAPS2 は予め設定
された負の値)と比較して、アクセル開度偏差ΔAPS
が加速閾値ΔAPS2 以下なら(即ち、ΔAPS≦ΔA
PS2 )、エンジンの減速中であると判定する。減速中
であれば、ステップA90へ進んで目標EGRリフト量
を補正する。即ち、目標EGRリフト量を減少させて、
排気ガス還流量を減少させる。このように、減速中に排
気ガス還流量を減少させることで、空気過剰率の低下が
抑制され、減速から再加速したり、減速から定常運転に
移行したりした場合においても、空気過剰率は十分に確
保され、排気ガス中のパティキュレートマターの増加が
抑制される。
【0086】ステップA40で算出された目標EGRリ
フト量が小さければ、このようなステップA70,A9
0の各補正の結果、目標EGRリフト量が0、即ち排気
ガス還流(EGR)を行なわないような目標EGRリフ
ト量に補正される場合もある。加速時や減速時には、こ
れらのような加速時補正や減速時補正は行なわれるが、
定速走行時には、これらのような加速時補正や減速時補
正は行なわずステップA80から直接に、それぞれステ
ップA100へ進んで、適宜補正された目標EGRリフ
ト量に基づいて、開閉弁(EGRバルブ)9に駆動指令
を行なう。
【0087】そして、ステップA110へ進んで、フラ
グFを1として次回の制御周期まで待機する。このフラ
グFは排気ガス還流(EGR)を行なっている場合に1
とされ、排気ガス還流(EGR)を行なっていない場合
に0とされ、また、制御開始時には0に初期設定され
る。このようにして、エンジンの運転状態がEGR領域
にある場合には、開閉弁9を目標EGRリフト量に応じ
た開度だけ開放して排気ガス還流を行ない、エンジンの
燃焼温度を低下させることで排気ガス中のNOxを低減
させる。
【0088】また、一般に、このようなNOxの低減に
は、これに相反するように排気ガス中のパティキュレー
トマターの増加を招き、このようなパティキュレートマ
ターの増加は、狭隘な吸気流路を有するインタクーラ1
0の汚染を招き目詰まりを誘発しやすい。ところが、本
装置では、このような排気ガス還流時には、ステップA
30で、切換弁12がバイパス通路11側開通状態とな
って吸気はインタクーラ10を迂回するようになるの
で、インタクーラ10の汚染や目詰まりが防止されるの
である。
【0089】また、このような排気ガスの還流は、排気
通路3におけるタービン5よりも下流側から吸気通路2
におけるコンプレッサ6よりも上流側へ導く接続通路8
を通じて行なわれるため、タービン5を駆動した後の排
気ガスが吸気通路2に還流されるようになる。このた
め、排気ガスのエネルギを十分に利用してタービンを確
実に駆動しながら排気ガスの還流を行なえるようにな
り、排気ガス還流時にも、過給圧が確保される。
【0090】さらに、タービン5を駆動した後の排気ガ
スは温度が低下するのでより低温の排気ガスが吸気通路
2に還流されるようになる。したがって、コンプレッサ
6に流入する吸気温度の上昇も抑制され、コンプレッサ
6の加熱を抑制できる。コンプレッサ6の熱損傷を回避
し易くなる。勿論、排気ガス還流の禁止条件でなくて
も、還流排気ガスが高温になると、これを判断して排気
ガス還流を停止するで、コンプレッサ6の熱損傷の回避
は確実なものとなり、コンプレッサ6の耐久性を確実に
向上させることができる。
【0091】また、このような低温の排気ガスの還流及
び過給圧の確保により、吸気通路2内で新気と還流排気
ガスの当量比が増大して、十分な空気量が機関内に供給
されやすくなり、機関の燃焼がより完全燃焼状態で行な
われやすくなるのである。これによって、機関の出力が
確保されるうえに燃焼によるパティキュレートマターの
発生も抑制される効果がある。
【0092】一方、ステップA10で取り込まれたアク
セル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却水温WTの
各情報に基づいて、冷却水温WTが予め設定された設定
値WT0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エン
ジン回転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例えば
Ne0 =3000rpm )以上、又は、アクセル開度AP
Sが予め設定された設定値APS0 (例えばAPS0
60%)以上となった場合には、ステップA20の判断
で、エンジンの運転状態がEGR禁止領域にあると判断
される。
【0093】この場合には、ステップA120へ進ん
で、EGR禁止指令を行なう。つまり、開閉弁(EGR
バルブ)9に閉鎖指令を行なう。さらに、ステップA1
30へ進んで、フラグFが1であるか否かを判断する。
前回の制御周期で、排気ガス還流(EGR)を行なって
いる場合には、フラグFは1とされているので、ステッ
プA130からステップA140へ進んで、図示しない
タイマにおいてタイマ値Tのカウントを開始する。この
タイマはこのステップA140でカウントの開始指令が
行なわれてはじめて起動する。
【0094】ついで、ステップA150へ進んで、フラ
グFを0とし、ステップA160へ進む。ステップA1
60では、タイマ値Tが予め設定された値T1 に達した
か否かを判断する。EGR領域からEGR禁止領域に切
り換わったばかりの制御周期ではタイマは起動したばか
りなので、タイマ値Tは設定値T1 に達していないの
で、切換弁11の状態を変更することなく、即ち、バイ
パス通路11側開通状態のままで、今回の制御周期を終
了する。
【0095】EGR禁止領域の状態が継続すると、次回
の制御周期から、ステップA10,A20,A120を
経て、ステップA130の判断により、ステップA17
0へ進んで、タイマ値Tを制御周期に応じた値tだけイ
ンクリメントして、ステップA160へ進んで、タイマ
値Tが設定値T1 に達したか否かを判断する。タイマ値
Tが設定値T1 に達しなければ切換弁11の状態をバイ
パス通路11側開通状態のままで今回の制御周期を終了
するが、EGR禁止領域に入ってからこのEGR禁止領
域の状態が設定値T1 に応じた時間だけ継続すると、ス
テップA160でタイマ値Tが設定値T1 に達したと判
断され、ステップA180へ進む。
【0096】このステップA180では、切換弁11の
状態をインタクーラ10側開通状態として、インタクー
ラ10側に給気を流通させる。このようにして、EGR
領域からEGR禁止領域に切り換わってもすぐには切換
弁11の状態をインタクーラ10側に切り換えず、一定
時間が経過してからインタクーラ10側を開通させるこ
とで、パティキュレートマターによるインタクーラ10
内の汚染や目詰まりが回避される。つまり、排気ガス還
流通路8を閉鎖しても吸気通路内や排気ガス還流通路8
の開閉弁9よりも下流側の部分に既に還流した排気ガス
中のパティキュレートマターが残存しており、この残存
するパティキュレートマターが一掃されるまでには一定
の時間がかかる。本装置では、このように残存するパテ
ィキュレートマターが一掃されるまで時間が経過してか
らインタクーラ10側を開通させている。したがって、
インタクーラ10側を開通させたときには、吸気通路側
のパティキュレートマターは既に吐き出されており、パ
ティキュレートマターによるインタクーラ10の汚染や
目詰まりが防止されるのである。
【0097】なお、エンジンの加速や減速の判定は、エ
ンジンの加速や減速の判定は、エンジン回転数Neに基
づいて行なってもよい。つまり、例えば各制御サイクル
で検出されたエンジン回転数Neからエンジン回転数偏
差ΔNeを求め、このエンジン回転数偏差ΔNeが予め
設定された閾値ΔNe1 (ΔNe1 >0)よりも大きけ
れば加速中であると判断し、エンジン回転数偏差ΔNe
が予め設定された閾値ΔNe2 (ΔNe2 <0)よりも
小さければ減速中であると判断することができる。
【0098】また、このように、アクセル開度APSや
エンジン回転数Neそのものに基づく他に、車速値Vや
過給圧PEGR 等に基づいて行なうことができる。つま
り、例えば各制御サイクルで検出された車速値Vから車
速偏差ΔVを求め、この車速偏差ΔVが予め設定された
閾値ΔV1 (ΔV1 >0)よりも大きければ加速中であ
ると判断し、エンジン回転数偏差ΔVが予め設定された
閾値ΔV2(ΔV2 <0)よりも小さければ減速中であ
ると判断することができる。
【0099】また、例えば各制御サイクルで検出された
過給圧PTCから過給圧偏差ΔPTCを求め、この過給圧偏
差ΔPTCが予め設定された閾値ΔPTC1 (ΔPTC1
0)よりも大きければ加速中であると判断し、エンジン
回転数偏差ΔPTCが予め設定された閾値ΔPTC2 (ΔP
TC2 <0)よりも小さければ減速中であると判断するこ
とができる。
【0100】次に、第2実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、図4は本機関
の吸排気ルートを示す模式図であり、図1(第1実施
例)と同符号は同様のものを示す。この実施例では、吸
気通路2にエンジンの運転情報検出手段としての吸気温
度センサ14が設けられている。この吸気温度センサ1
4は、排気ガス還流通路(接続通路)8の開口部の下流
のコンプレッサ6の直ぐ上流部分に設けられており、コ
ンプレッサ6に流入する吸気温度を検出できるようにな
っている。また、この吸気温度センサ14はECU13
に接続されており、エンジンの運転情報の一つとしてコ
ンプレッサ6に流入する吸気温度の情報がECU13に
取り込まれるようになっている。
【0101】ECU13では、排気ガス還流を行なわな
い条件として(EGR禁止領域)として、このコンプレ
ッサ6に流入する吸気温度Tt が予め設定されたTt0
上になった場合が加えられている。つまり、本実施例で
は、EGR禁止領域が、冷却水温WTが予め設定された
設定値WT0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、
エンジン回転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例
えばNe0 =3000rpm )以上、又は、アクセル開度
APSが予め設定された設定値APS0 (例えばAPS
0 =60%)以上、又は、コンプレッサ6に流入する吸
気温度Tt が予め設定された温度Tt0以上の場合に設定
されている。
【0102】このようにEGR禁止領域として吸気温度
Tt を対象としているのは、コンプレッサ6の熱による
損傷を確実に回避するためである。つまり、前述のよう
に、排気ガスは一般に高温であるため、吸気内に排気ガ
スを還流すると吸気温度も大きく上昇する。一般的なタ
ーボチャージャ4では、タービン5に関しては十分な耐
熱性を有する材料が用いられているがコンプレッサ6に
関してはこのような耐熱性を有する材料は用いられては
いない。したがって、排気ガスを還流すると吸気温度が
大きく上昇してコンプレッサ6に熱損傷を与えるおそれ
がある。勿論、コンプレッサ6についても高耐熱性の材
料を用いればこれを回避できるが、この場合、大きなコ
スト増を招いてしまう。
【0103】そこで、本装置では、コンプレッサ6が高
温に晒されないように吸気温度Ttを監視しながら、吸
気温度Tt が設定温度Tt0以上になったら排気ガスの還
流を停止して吸気温度Tt を低下させるようにしている
のである。なお、設定温度Tt0は吸気がコンプレッサ6
に熱損を与えない上限温度値又はこの上限温度値に安全
係数を乗算する等により得られる設定温度値として与え
られる。
【0104】本実施例では、このほかの構成は第1実施
例と同様であり、ECU13によるこの他の制御も第1
実施例と同様に行なわれるようになっている。つまり、
EGR禁止領域でなければ、EGRを行なうが、この場
合には、第1実施例と同様に、アクセル開度APS,エ
ンジン回転数Ne,冷却水温WTの各情報に基づいて目
標EGRリフト量を算出し、エンジンの加速時や減速時
にはこの目標EGRリフト量をさらに補正した上で、目
標EGRリフト量基づいて、開閉弁(EGRバルブ)9
に駆動指令を行なうようになっている。
【0105】本発明の第2実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、その排気ガスの還流制御やバイパス通路切換制御
は、図5に示すように、EGR禁止判定を除いて、第1
実施例と同様に行なわれる。そこで、第1実施例と異な
る点について説明すると、まず、ステップA12におい
て、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却水
温WTに加えてコンプレッサ6に流入する吸気温度Tt
を取り込む。そして、ステップA22におけるEGR禁
止判定で、このコンプレッサ6に流入する吸気温度Tt
も加味してEGR禁止判定を行なう。
【0106】つまり、冷却水温WTが予め設定された設
定値WT0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エ
ンジン回転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例え
ばNe0 =3000rpm )以上、又は、アクセル開度A
PSが予め設定された設定値APS0 (例えばAPS0
=60%)以上の場合の他に、コンプレッサ6に流入す
る吸気温度Tt が予め設定されたTt0以上の場合にも、
EGRを禁止すると判定するのである。この他の制御手
順は、第1実施例と同様に行なわれるので説明を省略す
る。
【0107】このようにして、本実施例では、コンプレ
ッサ6に流入する吸気温度Tt が設定温度Tt0以上にな
った場合にも排気ガス還流が禁止されて高温の排気ガス
が吸気内に流入しなくなるため、コンプレッサ6が高温
下に晒されないようになる。これにより、特に高い耐熱
性を有しない材料でコンプレッサ6を形成しても、コン
プレッサ6が熱による損傷を受けないようになるのであ
る。
【0108】また、本実施例でも、第1実施例と同様の
種々の効果が得られる。つまり、タービン5下流側から
コンプレッサ6上流側へ排気ガスが還流されることによ
る過給圧を確保でき又低温の排気ガスを還流できて、機
関の出力確保とパティキュレートマター低減の効果が得
られる。また、加速時の排気ガス還流量の減少制御によ
るEGR領域での加速性能向上の効果や、減速時の排気
ガス還流量の減少制御による減速からの再加速や定常運
転への移行時のパティキュレートマターの増加抑制の効
果が得られる。さらに、排気ガス還流中及び排気ガス還
流の停止後の所定時間内はインタークーラ10を迂回す
るように吸気を流通させることにより、排気ガス還流に
伴うインタークーラ10の汚染や目詰まりが防止される
効果も得られる。
【0109】次に、第3実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、図6は本機関
の吸排気ルートを示す模式図であり、図1,4(第1,
2実施例)と同符号は同様のものを示す。この実施例で
は、吸気通路2における排気ガス還流通路(接続通路)
8の開口部の上流部分に吸気絞り弁15Aが設けられて
おり、この吸気絞り弁15Aを絞ることで吸気通路2か
らの新気導入を抑制して、排気ガス還流通路8の上下流
の圧力差を増大させるように構成されている。これは、
一般に排気タービン5の下流側の圧力(背圧)と給気コ
ンプレッサ6の上流側の圧力(大気圧)との差圧が少な
く、排気ガス還流通路8では排気ガス還流量(EGRガ
ス量)を大きくできないため、これを解決しようとする
ものである。つまり、吸気絞り弁15Aを絞って吸気通
路2からの新気導入を抑制することで排気ガス還流通路
8の下流側の圧力を低下させ、排気ガス還流通路8の上
下流の圧力差を増大させることで、排気ガス還流量を大
きくしようとするものである。
【0110】この吸気絞り弁15Aは、開度(即ち、絞
り度合)を調整できるようになっており、この開度調整
は開閉弁9の開度調整とともに行われる。ここでは、大
きな排気ガス還流量が要求されない場合には、吸気絞り
弁15Aを絞らないで、開閉弁9のみを開度調整しなが
ら排気ガス還流量を調整し、所定値以上の大きな排気ガ
ス還流量が要求される場合には、吸気絞り弁15Aを絞
りながら開閉弁9を開度調整して排気ガス還流量を調整
するように構成されている。
【0111】つまり、ECU13では、要求される排気
ガス還流量が所定値未満ならば吸気絞り弁15Aを全開
とし、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却
水温WTの各情報に基づいて要求される排気ガス還流量
が実現するように目標EGRリフト量を算出し、この目
標EGRリフト量に応じて開閉弁9を開度調整するよう
になっている。
【0112】ECU13では、要求される排気ガス還流
量が所定値以上ならば、アクセル開度APS,エンジン
回転数Ne,冷却水温WTの各情報に基づいて要求され
る排気ガス還流量が実現するように吸気絞り弁15Aの
目標絞り量と開閉弁9の目標EGRリフト量とを設定
し、これらの目標絞り量及び目標EGRリフト量に応じ
て吸気絞り弁15A及び開閉弁9を開度調整する。
【0113】また、ECU13では、これらの目標絞り
量及び目標EGRリフト量について、第1実施例と同様
に、エンジンの加速時や減速時にはこの目標EGRリフ
ト量を補正して、この補正した目標EGRリフト量に基
づいて、開閉弁(EGRバルブ)9に駆動指令を行なう
ようになっている。本実施例では、このほかの構成は第
1実施例と同様であり、ECU13によるこの他の制御
も第1実施例と同様に行なわれるようになっている。
【0114】本発明の第3実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、その排気ガスの還流制御やバイパス通路切換制御
は、図7に示すように行なわれる。つまり、図7に示す
ように、第1実施例と同様に、アクセル開度APS,エ
ンジン回転数Ne,冷却水温WTの各情報を所定の周期
で各センサから取り込む(ステップA10)。そして、
エンジンの運転状態がEGR禁止領域にあるか否かを冷
却水温WT,エンジン回転数Ne,アクセル開度APS
に基づいて判断する(ステップA20)。
【0115】そして、EGR禁止領域でなければ、即
ち、EGR領域ならば、ステップA21へ進んで、コン
プレッサ6の上流部分の温度が高い状態へ上昇したか否
か判断する。ここで、コンプレッサ6の上流部分の温度
が高ければEGRを行なわない。このように排気ガス還
流の禁止条件でなくても、還流排気ガスが高温になると
排気ガス還流を停止するで、コンプレッサ6の熱損傷の
回避は確実なものとなり、コンプレッサ6の耐久性を確
実に向上させることができる。
【0116】一方、コンプレッサ6の上流部分の温度が
高くなければ、ステップA30へ進んで、切換弁12を
バイパス通路11側を開通状態とする。さらに、ステッ
プA42へ進んで、目標EGRリフト量と吸気絞り弁1
5Aの目標絞り量とを算出する。この算出は、アクセル
開度APS,エンジン回転数Ne,冷却水温WTの各情
報に基づいて行なうが、アクセル開度APSやエンジン
回転数Neが大きいほど目標EGRリフト量が小さくな
り、また、冷却水温WTか高いほど目標EGRリフト量
が大きくなるように、目標EGRリフト量が与えられ
る。また、要求される排気ガス還流量が所定値未満で目
標EGRリフト量が所定値よりも小さい場合には、吸気
絞り弁15Aを全開として絞り制御は行なわず、要求さ
れる排気ガス還流量が所定値以上で目標EGRリフト量
が所定値以上の場合には、吸気絞り弁15Aの目標絞り
量を設定して後述するステップA102で絞り制御を行
なう。
【0117】次に、第1実施例と同様に、ステップA5
0でアクセル開度偏差ΔAPSを算出して、ステップA
60へ進んでアクセル開度偏差ΔAPSを加速閾値ΔA
PS 1 と比較してエンジンが加速中であるか否かを判定
する。エンジンが加速中であると、ステップA72へ進
んで目標EGRリフト量を補正し、また、必要に応じて
吸気絞り弁15Aの目標絞り量を補正する。即ち、目標
EGRリフト量を減少させ、吸気絞り弁15Aの目標絞
り量を減少(開度増大)させて、排気ガス還流量を減少
させる。この排気ガス還流量の減少により、エンジン出
力を速やかに増加させやすくなり、EGR領域での加速
性能を向上させることができるようになる。
【0118】エンジンが加速中でなければ、ステップA
60からステップA80へ進んで、アクセル開度偏差Δ
APSを加速閾値APS2 と比較してエンジンが減速中
であるか否かを判定する。エンジンが減速中であれば、
ステップA92へ進んで目標EGRリフト量(目標EG
R)を補正し、また、必要に応じて吸気絞り弁15Aの
目標絞り量を補正する。即ち、目標EGRリフト量を減
少させ、吸気絞り弁15Aの目標絞り量を減少(開度増
大)させて、排気ガス還流量を減少させる。このよう
に、減速中に排気ガス還流量を減少させることで、空気
過剰率の低下が抑制され、減速から再加速したり、減速
から定常運転に移行したりした場合においても、空気過
剰率は十分に確保され、排気ガス中のパティキュレート
マターの増加が抑制される。
【0119】ステップA42で算出された目標EGRリ
フト量が小さければ、このようなステップA72,A9
2の各補正の結果、目標EGRリフト量が0、即ち排気
ガス還流(EGR)を行なわないような目標EGRリフ
ト量に補正される場合もある。また、ステップA42で
算出された吸気絞り弁15Aの目標絞り量が小さけれ
ば、このようなステップA72,A92の各補正の結
果、目標絞り量が0の全開状態となるように、即ち給気
絞り制御を行なわないように補正される場合もある。
【0120】加速時や減速時には、これらのような加速
時補正や減速時補正は行なわれるが、定速走行時には、
これらのような加速時補正や減速時補正は行なわずステ
ップA80から直接に、それぞれステップA102へ進
んで、適宜補正された目標EGRリフト量及び目標絞り
量に基づいて、開閉弁(EGRバルブ)9及び吸気絞り
弁15Aに駆動指令を行なう。
【0121】そして、ステップA110へ進んで、フラ
グFを1として次回の制御周期まで待機する。このよう
にして、エンジンの運転状態がEGR領域にある場合に
は、開閉弁9を目標EGRリフト量に応じた開度だけ開
放して排気ガス還流を行ない、エンジンの燃焼温度を低
下させることで排気ガス中のNOxを低減させる。
【0122】特に、一般に排気タービン5の下流側の圧
力(背圧)と給気コンプレッサ6の上流側の圧力(大気
圧)との差圧が少なく排気ガス還流通路8では排気ガス
還流量(EGRガス量)を大きくできないため排気ガス
還流量が制限されるが、ここでは、吸気絞り弁15Aを
絞って吸気通路2からの新気導入を抑制することで排気
ガス還流通路8の下流側の圧力を低下させ、排気ガス還
流通路8の上下流の圧力差を増大させることができるの
で、排気ガス還流量を十分に増大できる効果もある。
【0123】勿論、このような排気ガス還流時に問題と
なるパティキュレートマターの増加に対しては、ステッ
プA30で、切換弁12がバイパス通路11側開通状態
となって吸気はインタクーラ10を迂回するようになる
ので、第1実施例と同様に、インタクーラ10の汚染や
目詰まりが防止される。また、排気通路3のタービン5
よりも下流側から吸気通路2のコンプレッサ6よりも上
流側へ導く接続通路8を通じて排気ガス還流を行なうこ
とにより、第1実施例と同様に、排気ガス還流時にも過
給圧が確保される利点や、より低温の排気ガスが吸気通
路2に還流されて、機関の燃焼がより完全燃焼状態で行
なわれやすくなり、機関の出力が確保されパティキュレ
ートマターの発生が抑制される効果がある。
【0124】一方、ステップA20の判断で、エンジン
の運転状態がEGR禁止領域にあると判断されると、こ
れ以後は、第1実施例と同様に、ステップA120〜ス
テップA180の制御が行なわれ、第1実施例と同様の
作用及び効果が得られる。特に、EGR領域からEGR
禁止領域に切り換わってから一定時間が経過したところ
でインタクーラ10側を開通させるので、パティキュレ
ートマターによるインタクーラ10内の汚染や目詰まり
が回避される効果がある。
【0125】なお、図8に示すように、第3実施例にお
ける吸気絞り弁15Aに代わる排気絞り弁15Bを設け
てこの排気絞り弁15Bを制御するようにしてもよい。
つまり、図8に示すものでは、排気通路3における排気
ガス還流通路(接続通路)8の開口部の下流部分に排気
絞り弁15Bが設けられており、この排気絞り弁15B
を絞ることで排気通路3の排気ガス還流通路8の開口部
付近の圧力を上昇させて、排気ガス還流通路8の上下流
の圧力差を増大させるように構成されている。この排気
絞り弁15Bは、第3実施例の吸気絞り弁15Aに代わ
るもので、排気絞り弁15Bを絞って排気通路3の圧力
を上昇させ、排気ガス還流通路8の上下流の圧力差を増
大させることで、排気ガス還流量を大きくしようとする
ものである。
【0126】この排気絞り弁15Bも、開度(即ち、絞
り度合)を調整できるようになっており、この開度調整
は開閉弁9の開度調整とともに行われる。特に、大きな
排気ガス還流量が要求されない場合には、排気絞り弁1
5Bを絞らないで、開閉弁9のみを開度調整しながら排
気ガス還流量を調整し、所定値以上の大きな排気ガス還
流量が要求される場合には、排気絞り弁15Bを絞りな
がら開閉弁9を開度調整して排気ガス還流量を調整する
ように構成されている。
【0127】つまり、ECU13では、要求される排気
ガス還流量が所定値未満ならば排気絞り弁15Bを全開
とし、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却
水温WTの各情報に基づいて要求される排気ガス還流量
が実現するように目標EGRリフト量を算出し、開閉弁
9の目標開度(目標EGRリフト量)を設定し、この目
標EGRリフト量に応じて開閉弁9を開度調整するよう
になっている。
【0128】ECU13では、要求される排気ガス還流
量が所定値以上ならば、アクセル開度APS,エンジン
回転数Ne,冷却水温WTの各情報に基づいて要求され
る排気ガス還流量が実現するように排気絞り弁15Bの
目標絞り量と開閉弁9の目標EGRリフト量とを設定
し、これらの目標絞り量及び目標EGRリフト量に応じ
て排気絞り弁15B及び開閉弁9を開度調整する。
【0129】また、ECU13では、これらの目標絞り
量及び目標EGRリフト量について、第1〜3実施例と
同様に、エンジンの加速時や減速時にはこの目標EGR
リフト量をさらに補正した上で、目標EGRリフト量基
づいて、開閉弁(EGRバルブ)9に駆動指令を行なう
ようになっている。本実施例では、このほかの構成は第
3実施例と同様であり、ECU13によるこの他の制御
も第3実施例と同様に行なわれるようになっている。
【0130】このような第3実施例の変形例としての排
気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関は、上述のよう
に構成されるので、その排気ガスの還流制御やバイパス
通路切換制御は、第3実施例とほぼ同様に行なわれる。
つまり、第3実施例における図7のステップA42で、
必要に応じて、排気絞り弁15Bの目標絞り量を設定し
てステップA102で排気絞り弁15Bによる絞り制御
を行なうのである。この他の各制御は第3実施例と同様
に行なわれる。
【0131】このようにして、排気絞り制御を利用しな
がら第1,3実施例と同様の作用及び効果を得ることが
できる。特に、第1実施例と同様に、一般に排気タービ
ン5の下流側の圧力(背圧)と給気コンプレッサ6の上
流側の圧力(大気圧)との差圧が少なく排気ガス還流通
路8では排気ガス還流量(EGRガス量)を大きくでき
ないため排気ガス還流量が制限されるところが、排気絞
り弁15Bを絞って吸気通路2からの新気導入を抑制す
ることで排気ガス還流通路8の下流側の圧力を低下さ
せ、排気ガス還流通路8の上下流の圧力差を増大させる
ことができるので、排気ガス還流量を十分に増大できる
効果もある。
【0132】なお、図9に示すように、排気ガス還流通
路8の途中にフィルタ16を介装して、還流される排気
ガス中のパティキュレートマターをトラップして、清浄
な排気ガスが吸気通路2に戻るように還流するように構
成してもよい。この場合、排気ガス還流によるインタク
ーラ10の汚染や目詰まりのおそれが解消されて、イン
タクーラ10をバイパスするバイパス通路11が不要と
なり、これに伴い切換弁12や切換弁12の制御が不要
になる。
【0133】また、図10に示すように、排気ガス還流
通路8の途中に冷却器(熱交換器)17を介装して、還
流される排気ガスを予め冷却するようにしてもよい。こ
の場合、コンプレッサ6に流入する吸気温度が低下する
ため、コンプレッサ6が高温下に晒されないようにな
り、特に高い耐熱性を有しない材料でコンプレッサ6を
形成しても、コンプレッサ6が熱による損傷を受けない
ようになる利点がある。
【0134】次に、第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、図11は本機
関の吸排気ルートを示す模式図であり、図1,4,6,
8,9,10と同符号は同様のものを示す。図11に示
すように、この実施例では、排気ガス還流通路が、2つ
の接続通路8,18と各接続通路8,18に介装された
開閉弁(EGRバルブ)9,19とからなっている。接
続通路(第1接続通路)8は、第1〜3実施例のものと
同様に、排気通路3のタービン5よりも下流側と吸気通
路2のコンプレッサ6よりも上流側との間を連通しうる
ように配置されているが、もう一つの接続通路(第2接
続通路)18は、排気通路3のタービン5よりも上流側
と吸気通路2のコンプレッサ6よりも下流側との間を連
通しうるように配置されている。
【0135】第1接続通路8では、タービン5を駆動し
た後の温度の低下した排気ガスが吸気通路2に還流され
るようになり、ターボチャージャ4による過給圧を確保
するとともに、より低温の排気ガスを還流することで吸
気通路2内で新気と還流排気ガスの当量比を増大させ
て、十分な空気量がエンジン1内に供給されやすくな
り、NOx低減とパティキュレートマター低減とを両立
させ且つエンジン出力を確保できる。一方、第2接続通
路18では、第1接続通路8に比べて排気ガスの還流量
を増大しやすく、NOx低減効果が著しくなる。
【0136】このように排気ガス還流通路及び開閉弁
(EGRバルブ)が2つずつ設けられているので、本実
施例の装置では、排気ガス還流の制御が第1実施例の装
置とは異なっている。つまり、本装置では、第1接続通
路8による排気ガス還流を禁止する領域を設けており、
この第1接続通路8による排気ガス還流を禁止した場合
には、開閉弁(第1EGRバルブ)9を閉鎖し開閉弁
(第2EGRバルブ)19を開放して、第2接続通路1
8により排気ガス還流を行なう。勿論、各検出値に基づ
いてエンジンの運転状態が第1接続通路8によるEGR
禁止領域になければ、開閉弁(第2EGRバルブ)19
を閉鎖し開閉弁(第1EGRバルブ)9を開放して、第
1接続通路8により排気ガス還流を行なう。なお、第1
接続通路8による排気ガス還流を第1EGRといい、第
2接続通路19による排気ガス還流を第2EGRとい
う。
【0137】第1EGR(第1接続通路8による排気ガ
ス還流)の禁止は第1実施例における排気ガス還流自体
の禁止に相当しており、アクセル開度APS,エンジン
回転数Ne,冷却水温WTに基づいて、第1接続通路8
によるEGRの禁止領域を設定している。すなわち、本
装置では、ECU13が、エンジンの出力要求や排気ガ
ス中のパティキュレートマターの増加要因が大きい状況
下では、第1接続通路8を開通させて第2接続通路18
を閉鎖するように制御し、エンジンの出力要求や排気ガ
ス中のパティキュレートマターの増加要因の少ない状況
下では、第2接続通路18を開通させて第1接続通路8
を閉鎖するように制御する。
【0138】本装置のこの他の各部構成については第1
実施例と同様であるので説明を省略する。本発明の第4
実施例の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関は、
上述のように構成されるので、その排気ガスの還流制御
やバイパス通路切換制御は、例えば図12に示すように
行なわれる。
【0139】つまり、図12に示すように、アクセル開
度APS,エンジン回転数Ne,冷却水温WTの各情報
を所定の周期で各センサから取り込む(ステップB1
0)。そして、エンジンの運転状態が第1接続通路8に
よるEGRを禁止する領域(即ち、第1EGR禁止領
域)にあるか否かを判断する(ステップB12)。具体
的には、冷却水温WTが予め設定された設定値WT
0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エンジン回
転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例えばNe0
=3000rpm )以上、又は、アクセル開度APSが予
め設定された設定値APS0 (例えばAPS0 =60
%)以上の場合には、第1EGR禁止領域であって第2
接続通路19によりEGRを行なう第2EGR領域であ
り、これ以外の場合には、第1接続通路8によりEGR
を行なう第1EGR領域となる。
【0140】第1EGR禁止領域でなければ、即ち、第
1EGR領域(第1接続通路8によるEGRを行なえる
領域)ならば、ステップB16へ進んで、コンプレッサ
6の上流部分の温度が高い状態へ上昇したか否か判断す
る。ここで、コンプレッサ6の上流部分の温度が高けれ
ば第1接続通路8によるEGRは行なわない。このよう
に第1EGRの禁止条件でなくても、還流排気ガスが高
温になると第1EGRの還流を停止するで、コンプレッ
サ6の熱損傷の回避は確実なものとなり、コンプレッサ
6の耐久性を確実に向上させることができる。
【0141】一方、コンプレッサ6の上流部分の温度が
高くなければ、第1EGR領域を実現すべく、ステップ
B20へ進んで、加速判定を行なう。この加速判定ステ
ップの詳細は後述するが、ここで、加速中であると判定
されると、ステップB60からステップB70へ進ん
で、第1EGRバルブ9の目標EGRリフト量を算出す
る。即ち、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,
冷却水温WT等の各情報に基づいて、第1EGRバルブ
9のための目標EGRリフト量を算出する。この算出で
は、前述のように、アクセル開度APSやエンジン回転
数Neが大きいほど目標EGRリフト量が小さくなり、
また、冷却水温WTか高いほど目標EGRリフト量が大
きくなる。
【0142】なお、目標EGRリフト量の算出は、例え
ば冷却水温WT,エンジン回転数Ne,アクセル開度A
PSに関する3次元マップから求めるようにしてもよ
い。また、この算出結果を加速補正してもよい。この加
速補正は、目標EGRリフト量を減少させて、排気ガス
還流量を減少させる。この排気ガス還流量の減少によ
り、エンジン出力を速やかに増加させやすくなり、EG
R領域での加速性能を向上させることができるようにな
る。
【0143】こうして、目標EGRリフト量を算出した
ら、ステップB80へ進んで第1EGRバルブ9のリフ
ト量が目標EGRリフト量となるように駆動して、第1
EGR、即ち、第1接続通路8による排気ガス還流を行
なう。このときは、第2EGRバルブ19は閉鎖され
る。そして、ステップB90へ進んで、切換弁12をバ
イパス通路11側開通状態として、さらに、ステップB
100へ進んで、フラグFを1として次回の制御周期ま
で待機する。
【0144】一方、第1EGR禁止領域にないが加速中
でない場合、ステップB60からステップB110へ進
んで、また、第1EGR禁止領域の場合にはステップB
12からステップB110へ進む。ステップB110で
は、第2EGRバルブ19の目標EGRリフト量を算出
する。即ち、アクセル開度APS,エンジン回転数N
e,冷却水温WT等の各情報に基づいて、第2EGRバ
ルブ19のための目標EGRリフト量を算出する。この
算出では、前述のように、アクセル開度APSやエンジ
ン回転数Neが大きいほど目標EGRリフト量が小さく
なり、また、冷却水温WTか高いほど目標EGRリフト
量が大きくなる。
【0145】なお、この目標EGRリフト量の算出も、
例えば冷却水温WT,エンジン回転数Ne,アクセル開
度APSに関する3次元マップから求めるようにしても
よい。また、この算出結果を減速補正してもよい。この
減速補正では、目標EGRリフト量を減少させて、排気
ガス還流量を減少させる。このように、減速中に排気ガ
ス還流量を減少させることで、空気過剰率の低下が抑制
され、減速から再加速したり、減速から定常運転に移行
したりした場合においても、空気過剰率は十分に確保さ
れ、排気ガス中のパティキュレートマターの増加が抑制
される。
【0146】こうして、目標EGRリフト量を算出した
ら、ステップB120へ進んで第2EGRバルブ19の
リフト量が目標EGRリフト量となるように駆動して、
第2EGR、即ち、第2接続通路18による排気ガス還
流を行なう。このように、第2接続通路18を通じて高
温な排気ガスがインタクーラ10及びこのインタクーラ
10の上流側のコンプレッサ6を流通することなく吸気
通路2に還流するので、排気ガスを還流して排気ガス中
のNOX を発生を抑制しながらも、コンプレッサ6が排
気ガスにより熱影響を受けることが防止される。
【0147】さらに、ステップB130へ進んで、フラ
グFが1であるか否かを判断する。前回の制御周期で、
排気ガス還流(EGR)を行なっている場合には、フラ
グFは1とされているので、ステップB130からステ
ップB140へ進んで、図示しないタイマにおいてタイ
マ値Tのカウントを開始する。このタイマはこのステッ
プB140でカウントの開始指令が行なわれてはじめて
起動する。
【0148】ついで、ステップB150へ進んで、フラ
グFを0とし、ステップB160へ進む。ステップB1
60では、タイマ値Tが予め設定された値T1 に達した
か否かを判断する。EGR領域からEGR禁止領域に切
り換わったばかりの制御周期ではタイマは起動したばか
りなので、タイマ値Tは設定値T1 に達していないの
で、切換弁11の状態を変更することなく、即ち、バイ
パス通路11側開通状態のままで、今回の制御周期を終
了する。
【0149】第1EGR禁止領域又は加速していない状
態が継続すると、次回の制御周期から、ステップB1
0,B12〜ステップB110,B120、又は、ステ
ップB10,B12,B20,B60〜ステップB11
0,B120を経て、ステップB130の判断により、
ステップB170へ進んで、タイマ値Tを制御周期に応
じた値tだけインクリメントして、ステップB160へ
進んで、タイマ値Tが設定値T1 に達したか否かを判断
する。
【0150】タイマ値Tが設定値T1 に達しなければ切
換弁11の状態をバイパス通路11側開通状態のままで
今回の制御周期を終了するが、EGR禁止領域又は加速
中の状態が設定値T1 に応じた時間だけ継続すると、こ
のステップB160でタイマ値Tが設定値T1 に達した
と判断され、ステップB180へ進む。このステップB
180では、切換弁11の状態をインタクーラ10側開
通状態として、インタクーラ10に給気を流通させる。
【0151】第2接続通路18によるEGRでは、還流
排気ガスがインタクーラ10の下流側に流入してインタ
クーラ10には流れ込まないので、還流排気ガスにより
インタクーラ10内が汚染されることはないが、第1接
続通路8によるEGRから第2接続通路18によるEG
Rに切り換わった直後は、第1接続通路8を閉鎖しても
吸気通路内や第1接続通路8の開閉弁9よりも下流側の
部分に既に還流した排気ガス中のパティキュレートマタ
ーが残存しており、この残存するパティキュレートマタ
ーが一掃されるまでには一定の時間がかかる。
【0152】ここでは、この残存するパティキュレート
マターが一掃されるのを待つように、一定時間が経過し
てからインタクーラ10側を開通させているので、パテ
ィキュレートマターによるインタクーラ10内の汚染や
目詰まりが回避されるのである。ところで、エンジンの
加速判定ルーチンには、例えば図13〜19に示すよう
に種々のものがある。
【0153】例えば図13に示す加速判定ルーチンで
は、まず、ステップB22でアクセル開度偏差ΔAPS
を算出する。このアクセル開度偏差ΔAPSは、今回検
出されたアクセル開度から前回のサンプリング周期又は
何周期か前のサンプリング周期で検出されたアクセル開
度を減算して得られる。次いで、ステップB24へ進ん
で、アクセル開度偏差ΔAPSに基づいてエンジンが加
速中であるか否かを判定する。つまり、このアクセル開
度偏差ΔAPSを加速閾値APS1(APS1は予め設
定された正の値)と比較して、アクセル開度偏差ΔAP
Sが加速閾値APS1以上なら(即ち、ΔAPS≧AP
S1)、エンジンが加速中であると判定する(ステップ
B56)。
【0154】ステップB24でエンジンが加速中でない
とされたら、ステップB26へ進んで、エンジン回転数
偏差ΔNeを算出する。このエンジン回転数偏差ΔNe
は、今回検出されたエンジン回転数から前回のサンプリ
ング周期又は何周期か前のサンプリング周期で検出され
たエンジン回転数を減算して得られる。次いで、ステッ
プB28へ進んで、エンジン回転数偏差ΔNeに基づい
てエンジンが加速中であるか否かを判定する。つまり、
このエンジン回転数偏差ΔNeを加速閾値ΔNe1(Δ
Ne1は予め設定された正の値)と比較して、エンジン
回転数偏差ΔNeが加速閾値ΔNe1以上なら(即ち、
ΔNe≧ΔNe1)、エンジンが加速中であると判定す
る(ステップB56)。
【0155】そして、ステップB24,B28のいずれ
もNoであれば、エンジンが加速中でないと判定する
(ステップB58)。また、図14に示す加速判定ルー
チンでは、まず、ステップB30で、フラグF1が0か
否かが判断される。このフラグF1は加速中には1に、
加速していない時には0にセットされ、また、初期値は
0にセットされている。
【0156】フラグF1が0のとき、つまり、加速中で
ない場合には、ステップB32へ進んで、アクセル開度
偏差ΔAPSを算出する。このアクセル開度偏差ΔAP
Sは、今回検出されたアクセル開度から前回のサンプリ
ング周期又は何周期か前のサンプリング周期で検出され
たアクセル開度を減算して得られる。次いで、ステップ
B34へ進んで、アクセル開度偏差ΔAPSに基づいて
エンジンが加速を開始したか否かを判定する。つまり、
このアクセル開度偏差ΔCCSを加速開始判定閾値ΔA
PS1(ΔAPS1≫0)と比較して、アクセル開度偏
差ΔAPSが閾値ΔAPS1以上(即ち、ΔAPS≧Δ
APS1)なら、エンジンが加速を開始したと判定して
(ステップB36)、フラグF1を1として、この旨、
つまり、エンジンが加速中である旨の信号を出力する
(ステップB38)。
【0157】逆に、アクセル開度偏差ΔCCSが閾値Δ
APS1未満(即ち、ΔAPS<ΔAPS1)なら、ス
テップB54へ進んでフラグF1を0に保持して、この
旨、つまり、エンジンが加速していない旨の信号を出力
する。ステップB36の判定で、加速を開始したことが
判定されると、次の制御周期では、ステップB30から
ステップB40へ進んで、再びアクセル開度偏差ΔAP
Sを算出する。このアクセル開度偏差ΔAPSは、ステ
ップB32の場合と同様に、今回検出されたアクセル開
度から前回のサンプリング周期又は何周期か前のサンプ
リング周期で検出されたアクセル開度を減算して得られ
る。
【0158】次いで、ステップB42へ進んで、アクセ
ル開度偏差ΔAPSに基づいてエンジンが加速を終了し
たか否かを判定する。つまり、このアクセル開度偏差Δ
APSを加速終了判定閾値ΔAPS2(ΔAPS2≦0
又はΔAPS2≒0)と比較して、アクセル開度偏差Δ
APSが閾値ΔAPS2以下(即ち、ΔAPS≦ΔAP
S2)なら、エンジンが加速を終了したと判定して(ス
テップB52)、フラグF1を0として、この旨、つま
り、エンジンが加速していない旨の信号を出力する(ス
テップB54)。
【0159】勿論、加速開始後、アクセル開度偏差ΔA
PSが閾値ΔAPS2以下にならなければ(即ち、ΔA
PS>ΔAPS2)、ステップB42からステップB3
8へ進んでフラグF1を1に保持して、この旨、つま
り、エンジンが加速している旨の信号を出力する。この
ようにしても、加速終了を判定することができる。
【0160】また、図15に示すような加速判定ルーチ
ンも考えられる。この加速判定は、図14に示すものの
ように、ステップB32でアクセル開度偏差ΔAPSを
算出して、ステップB34でこのアクセル開度偏差ΔA
PSを加速開始判定閾値ΔAPS1と比較して加速の開
始を判定するが、加速の終了判定は、ステップB45に
示すように、アクセル開度APS自体に基づいて行なう
ようになっている。
【0161】つまり、ステップB45で、アクセル開度
APSをアクセル開度に関する加速終了判定閾値APS
1(APS≪100%又はAPS≒0)と比較して、ア
クセル開度APSが閾値APS1以下(即ち、APS≦
APS1)なら、エンジンが加速を終了したと判定して
(ステップB52)、フラグF1を0として、この旨、
即ち、エンジンが加速していない旨の信号を出力する
(ステップB54)。
【0162】これは、一般に、加速を終了するとアクセ
ル開度APSを小さい状態に戻すため、これに着目した
ものである。勿論、加速開始後、アクセル開度APSが
閾値APS1以下(即ち、APS≦APS1)にならな
ければ、ステップB46からステップB38へ進んでフ
ラグF1を1に保持して、この旨、つまり、エンジンが
加速している旨の信号を出力する。
【0163】このようにしても、加速終了を判定するこ
とができる。また、図16に示すような加速判定ルーチ
ンも考えられる。この加速判定は、図14に示すものの
ように、ステップB32でアクセル開度偏差ΔAPSを
算出して、ステップB34でこのアクセル開度偏差ΔA
PSを加速開始判定閾値ΔAPS1と比較して加速の開
始を判定するが、加速の終了判定は、ステップB44,
S46に示すように、エンジン回転数偏差ΔNeを算出
して、このエンジン回転数偏差ΔNeに基づいて行なう
ようになっている。
【0164】つまり、ステップB44で、アクセル開度
偏差ΔAPSと同様に、今回検出されたエンジン回転数
から前回のサンプリング周期又は何周期か前のサンプリ
ング周期で検出されたエンジン回転数を減算することで
エンジン回転数偏差ΔNeを得る。次いで、ステップB
46へ進んで、エンジン回転数偏差ΔNeを加速終了判
定閾値ΔNe1(ΔNe1≒0)と比較して、エンジン
回転数偏差ΔNeが閾値ΔNe1以下(即ち、ΔNe≦
ΔNe1)なら、エンジンが加速を終了したと判定して
(ステップB52)、フラグF1を0として、この旨、
つまり、エンジンが加速していない旨の信号を出力する
(ステップB54)。
【0165】勿論、加速開始後、エンジン回転数偏差Δ
Neが閾値ΔNe1以下にならなければ(即ち、ΔNe
>ΔNe1)、ステップB46からステップB38へ進
んでフラグF1を1に保持して、この旨、つまり、エン
ジンが加速している旨の信号を出力する。このようにし
ても、加速終了を判定することができる。
【0166】次に、第5実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、第5実施例
は、第4実施例と同様に第1接続通路8と第2接続通路
18との2つのEGRルートをそなえているが、第4実
施例が第1EGRと第2EGRとのいずれかによって常
に排気ガスの還流を行なっているのに対して、本実施例
では、EGR禁止領域では第1EGRと第2EGRとの
いずれも作動させずに排気ガスの還流は停止させ、EG
R禁止領域でない場合には、第1EGRと第2EGRと
のいずれかを作動させて排気ガスの還流を行なうように
なっている。つまり、EGR禁止領域ではない場合に、
エンジンの加速時には第1接続通路8による第1EGR
ルートを選択し、エンジンの加速時以外には、第2接続
通路18による第2EGRルートを選択するようになっ
ている。
【0167】このため、第5実施例の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関では、図17に示すように排気
ガス還流制御やバイパス通路切換制御が行なわれる。つ
まり、図17に示すように、アクセル開度APS,エン
ジン回転数Ne,冷却水温WTの各情報を所定の周期で
各センサから取り込み(ステップB10)、エンジンの
運転状態がEGRを禁止する領域にあるか否かを判断す
る(ステップB14)。具体的には、冷却水温WTが予
め設定された設定値WT0 (例えばWT0 =70°C)
以下、又は、エンジン回転数Neが予め設定された設定
値Ne 0 (例えばNe0 =3000rpm )以上、又は、
アクセル開度APSが予め設定された設定値APS
0 (例えばAPS0 =60%)以上の場合には、EGR
禁止領域であり、これ以外の場合には、第1接続通路8
又は第2接続通路18によりEGRを行なうEGR領域
となる。
【0168】EGR禁止領域でなければ、ステップB1
6へ進んで、コンプレッサ6の上流部分の温度が高い状
態へ上昇したか否か判断する。ここで、コンプレッサ6
の上流部分の温度が高ければEGRは行なわない。この
ようにEGRの禁止条件でなくても、還流排気ガスが高
温になるとEGRを停止するで、コンプレッサ6の熱損
傷の回避は確実なものとなり、コンプレッサ6の耐久性
を確実に向上させることができる。
【0169】一方、コンプレッサ6の上流部分の温度が
高くなければ、EGRを行なうべく、ステップB20へ
進んで、加速判定を行なう。この加速判定ステップの詳
細は前述のように種々の形態があるが、ここで、加速中
であると判定されると、ステップB60からステップB
70側へ進んで、第1接続通路8を用いて排気ガス還流
を行なう。ステップB70〜ステップB100は第4実
施例と同様なので説明を省略する。
【0170】一方、加速中でない場合、ステップB60
からステップB110側へ進んで、第2EGRバルブ1
9を用いて排気ガス還流を行なう。ステップB110〜
ステップB180は第4実施例と同様なので説明を省略
する。一方、ステップB14でEGR禁止領域とされる
と、ステップB16に進んでEGR禁止指令を行なっ
て、さらに、ステップB130へ進んで、フラグFが1
であるか否かを判断し、フラグFは1ならば、ステップ
B130からステップB140へ進んで、図示しないタ
イマにおいてタイマ値Tのカウントを開始し、ついで、
ステップB150へ進んで、フラグFを0とする。
【0171】そして、ステップB160へ進み、タイマ
値Tが予め設定された値T1 に達したか否かを判断す
る。EGR領域からEGR禁止領域に切り換わったばか
りの制御周期ではタイマは起動したばかりでタイマ値T
は設定値T1 に達していないので、切換弁11の状態を
変更することなく、即ち、バイパス通路11側開通状態
のままで、今回の制御周期を終了する。
【0172】EGR禁止領域の状態又はEGR禁止領域
でないが加速していない状態が継続すると、次回の制御
周期から、ステップB10,B14,B16を経て、又
は、ステップB10,B14,B20,B60,B11
0,B120を経て、ステップB130〜ステップB1
80の各ステップを行なう。つまり、ステップB170
で、タイマ値Tを制御周期に応じた値tだけインクリメ
ントして、タイマ値Tが設定値T1 に達しなければ切換
弁11の状態をバイパス通路11側開通状態のままで今
回の制御周期を終了するが、EGR禁止領域又は加速中
の状態が設定値T1 に応じた時間だけ継続すると、この
ステップB160でタイマ値Tが設定値T1 に達したと
判断され、ステップB180へ進む。
【0173】そして、ステップB180で、切換弁11
の状態をインタクーラ10側開通状態として、インタク
ーラ10に給気を流通させる。次に、第6実施例の排気
ガス還流制御装置付き過給式内燃機関について説明する
と、本実施例では、図18に示すように、第4,5実施
例と同様に第1接続通路8と第2接続通路18との2つ
のEGRルートをそなえている上に、第2実施例と同様
に、吸気通路2における排気ガス還流通路(接続通路)
8の開口部の下流のコンプレッサ6の直ぐ上流部分に、
エンジンの運転状態検出手段としての吸気温度センサ1
4が設けられており、コンプレッサ6に流入する吸気温
度を検出できるようになっている。この吸気温度センサ
14はECU13に接続されており、コンプレッサ6に
流入する吸気温度の情報がECU13に取り込まれるよ
うになっている。
【0174】これにより、ECU13では、第1接続通
路8による排気ガス還流を行なわない条件として(第1
EGR禁止領域)として、このコンプレッサ6に流入す
る吸気温度Tt が予め設定されたTt0以上になった場合
が加えられている。つまり、本実施例では、第1EGR
禁止領域が、冷却水温WTが予め設定された設定値WT
0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エンジン回
転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例えばNe0
=3000rpm )以上、又は、アクセル開度APSが予
め設定された設定値APS0 (例えばAPS0 =60
%)以上、又は、コンプレッサ6に流入する吸気温度T
t が予め設定された温度Tt0以上の場合に設定されてい
る。
【0175】このように第1EGR禁止領域として吸気
温度Tt を対象としているのは、第2実施例と同様に、
コンプレッサ6の熱による損傷を確実に回避するためで
ある。また、本実施例の装置では、加速終了の判定をア
クセル開度APSと車速偏差ΔVとに基づいて行なうよ
うになっている。つまり、車速検出センサ24からの検
出車速Vに基づいて車速偏差ΔVを算出して、加速中に
アクセル開度APSがほぼ0%に戻る(APS≦APS
1:APS1≒0)か、又は、車速偏差ΔVが所定値Δ
V1(ΔV1≒0)以下となる(ΔV<ΔV1)と、加
速終了が判定したと判定するようになっている。又は、
これに代えて、加速中にアクセル開度APSがほぼ0%
に戻る(APS≦APS1:APS1≒0)か、又は、
車速偏差ΔVが負の値になる(ΔV<0)と、加速終了
が判定したと判定するようにしてもよい。
【0176】このため、第6実施例の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関では、図19に示すように排気
ガス還流制御やバイパス通路切換制御が行なわれ、図2
0に示すように加速判定が行なわれる。つまり、排気ガ
ス還流制御やバイパス通路切換制御は、図19に示すよ
うに、第1EGR禁止の判定が第4実施例とは異なり、
まず、ステップB11において、アクセル開度APS,
エンジン回転数Ne,冷却水温WTに加えてコンプレッ
サ6に流入する吸気温度Tt を取り込む。そして、ステ
ップB13における第1EGR禁止判定で、このコンプ
レッサ6に流入する吸気温度Tt も加味して判定を行な
う。
【0177】つまり、冷却水温WTが予め設定された設
定値WT0 (例えばWT0 =70°C)以下、又は、エ
ンジン回転数Neが予め設定された設定値Ne0 (例え
ばNe0 =3000rpm )以上、又は、アクセル開度A
PSが予め設定された設定値APS0 (例えばAPS0
=60%)以上の場合の他に、コンプレッサ6に流入す
る吸気温度Tt が予め設定されたTt0以上の場合にも、
第1EGRを禁止すると判定するのである。この他の制
御手順は、第4実施例と同様に行なわれるので説明を省
略する。
【0178】このようにして、本実施例では、コンプレ
ッサ6に流入する吸気温度Tt が設定温度Tt0以上にな
った場合にも排気ガス還流が禁止されて高温の排気ガス
が吸気内に流入しなくなるため、コンプレッサ6が高温
下に晒されないようになる。これにより、特に高い耐熱
性を有しない材料でコンプレッサ6を形成しても、コン
プレッサ6が熱による損傷を受けないようになるのであ
る。
【0179】また、本実施例でも、第4実施例と同様の
種々の効果が得られる。そして、加速判定は、図20に
示すように、ステップB30でフラグF1が0か否かを
判断し、フラグF1が0でならば、ステップB32へ進
んでアクセル開度偏差ΔAPSを算出し、次いで、ステ
ップB34へ進んで、アクセル開度偏差ΔAPSを加速
開始判定閾値ΔAPS1と比較して、エンジンが加速を
開始したか否かを判定する。アクセル開度偏差ΔAPS
が閾値ΔAPS1以上(即ち、ΔAPS≧ΔAPS1)
なら、エンジンが加速を開始したと判定して(ステップ
B36)、フラグF1を1とする(ステップB38)。
アクセル開度偏差ΔCCSが閾値ΔAPS1未満(即
ち、ΔAPS<ΔAPS1)なら、ステップB54へ進
んでフラグF1を0に保持する。
【0180】加速開始が判定されると、次の制御周期で
は、ステップB30からステップB39へ進んで、アク
セル開度APSを加速終了判定閾値APS1(APS1
≒0)と比較してエンジンが加速を終了したか否かを判
定する。アクセル開度APSがほぼ0(即ち、APS≦
APS1)ならば、エンジンが加速を終了したと判定す
る(ステップB52)。
【0181】一方、アクセル開度APSがほぼ0(即
ち、APS≦APS1)でなければ、ステップB41へ
進んで車速偏差ΔVを算出し、次いで、ステップB43
へ進んで、車速偏差ΔVを加速終了判定閾値ΔV1(Δ
V1≒0)と比較してエンジンが加速を終了したか否か
を判定する。車速偏差ΔVが閾値ΔV1以下(即ち、Δ
V≦ΔV1)になれば、エンジンが加速を終了したと判
定する(ステップB52)。
【0182】そして、エンジンの加速終了を判定した
ら、フラグF1を0として、この旨、つまり、エンジン
が加速していない旨の信号を出力する(ステップB5
4)。勿論、加速開始後、アクセル開度APSがほぼ0
に戻らず且つ車速偏差ΔVが閾値ΔV1以下にならなけ
れば、ステップB43からステップB38へ進んでフラ
グF1を1に保持して、この旨、つまり、エンジンが加
速している旨の信号を出力する。
【0183】なお、加速終了の判定は、アクセル開度A
PSそのものではなくアクセル開度偏差ΔAPSを用い
るようにして、アクセル開度偏差ΔAPSと車速偏差Δ
Vとに基づいて行なうようにしてもよい。つまり、アク
セル開度偏差ΔAPSが閾値ΔAPS2以下(即ち、Δ
APS≦ΔAPS2)になるか、又は、車速偏差ΔVが
閾値ΔV1以下(即ち、ΔV1≦ΔV1)になれば、エ
ンジンが加速を終了したと判定するのである。或いは、
加速終了の判定を、アクセル開度APSとアクセル開度
偏差ΔAPSと車速偏差ΔVとに基づいて行なってもよ
い。
【0184】また、加速判定には、加速開始の判定にも
加速終了の判定にも車速偏差ΔVを用いるようにしても
よい。例えば図21に示すように、ステップB30でフ
ラグF1が0か否かを判断し、フラグF1が0でなら
ば、ステップB33へ進んで車速偏差ΔVを算出し、次
いで、ステップB35へ進んで、車速偏差ΔVを加速開
始判定閾値ΔV2(ΔV2≫0)と比較して、エンジン
が加速を開始したか否かを判定する。車速偏差ΔVが閾
値ΔV2以上(即ち、ΔV≧ΔV2)なら、エンジンが
加速を開始したと判定して(ステップB36)、フラグ
F1を1とする(ステップB38)。車速偏差ΔVが閾
値ΔV2未満(即ち、ΔV<ΔV2)なら、ステップB
54へ進んでフラグF1を0に保持する。
【0185】加速開始が判定されると、次の制御周期で
は、ステップB30からステップB41へ進んで車速偏
差ΔVを算出し、次いで、ステップB43へ進んで、車
速偏差ΔVを加速終了判定閾値ΔV1(ΔV1≒0)と
比較してエンジンが加速を終了したか否かを判定する。
車速偏差ΔVが閾値ΔV1以下(即ち、ΔV≦ΔV1)
になれば、エンジンが加速を終了したと判定する(ステ
ップB52)。
【0186】そして、エンジンの加速終了を判定した
ら、フラグF1を0として、この旨、つまり、エンジン
が加速していない旨の信号を出力する(ステップB5
4)。勿論、加速開始後、車速偏差ΔVが閾値ΔV1以
下にならなければ、ステップB43からステップB38
へ進んでフラグF1を1に保持して、この旨、つまり、
エンジンが加速している旨の信号を出力する。
【0187】エンジンが加速するとこれを受けて車両が
加速するので、このように、エンジンの加速の開始及び
終了の判定をいずれも車速偏差を用いるようにしても、
確実に判定することができる。また、第6実施例におい
ても、第5実施例のように、エンジンの運転状態に基づ
いてEGR禁止領域を設けていて、EGR禁止領域では
第1EGRと第2EGRとのいずれも作動させずに排気
ガスの還流は停止させ、EGR禁止領域でない場合に
は、第1EGRと第2EGRとのいずれかを作動させて
排気ガスの還流を行なうようになっているものにおい
て、コンプレッサ6に流入する吸気温度Ttも加味して
EGR禁止判定を行なうようにしたり、上述のような加
速終了判定を利用したりすることも考えられる。
【0188】次に、第7実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、本実施例で
は、図22に示すように、第6実施例と同様に吸気温度
センサ14が設けられ、第1EGR禁止領域又はEGR
禁止領域の判定に、このコンプレッサ6に流入する吸気
温度Tt も加味されるようになっている。また、本実施
例では、エンジンの加速終了の判定を、過給圧偏差ΔP
AIで判定するようになっている。
【0189】このため、本装置には、吸気通路2のコン
プレッサ6よりも下流側に圧力センサ20が設けられて
おり、過給圧を検出できるようになっている。また、E
CU13には、圧力センサ20で検出された過給圧の偏
差ΔPAIを算出する機能と、算出した過給圧偏差ΔPAI
を加速終了判定閾値ΔPAI1と比較して、過給圧偏差Δ
AIが加速終了判定閾値ΔPAI1よりも小さくなれば加
速終了と判定する機能とがそなえられている。なお、加
速終了判定閾値ΔPAI1は、0又は0に近い値とする。
【0190】このため、第7実施例の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関では、図23に示すように加速
判定が行なわれる。つまり、図23に示すように、ステ
ップB30でフラグF1が0か否かを判断し、フラグF
1が0でならば、ステップB32へ進んでアクセル開度
偏差ΔAPSを算出し、次いで、ステップB34へ進ん
で、アクセル開度偏差ΔAPSを加速開始判定閾値ΔA
PS1と比較して、エンジンが加速を開始したか否かを
判定する。アクセル開度偏差ΔAPSが閾値ΔAPS1
以上なら、エンジンが加速を開始したと判定して(ステ
ップB36)、フラグF1を1とし(ステップB3
8)。アクセル開度偏差ΔCCSが閾値ΔAPS1未満
(即ち、ΔAPS<ΔAPS1)なら、ステップB54
へ進んでフラグF1を0に保持する。
【0191】加速開始が判定されると、次の制御周期で
は、ステップB30からステップB46へ進んで、過給
圧偏差ΔPAIを算出して、続くステップB48で、この
過給圧偏差ΔPAIを加速終了判定閾値ΔPAI1(ΔPAI
1≒0)と比較してエンジンが加速を終了したか否かを
判定する。過給圧偏差ΔPAIがほぼ0(即ち、ΔPAI
ΔPAI1)ならば、エンジンが加速を終了したと判定す
る(ステップB52)。 そして、フラグF1を0とし
て、この旨、つまり、エンジンが加速していない旨の信
号を出力する(ステップB54)。
【0192】一方、過給圧偏差ΔPAIがほぼ0(即ち、
ΔPAI<ΔPAI1)でなければ、ステップB48からス
テップB38へ進んでフラグF1を1に保持して、この
旨、つまり、エンジンが加速している旨の信号を出力す
る(ステップB38)。このように、本装置では、過給
圧偏差によりエンジンの加速終了を検出しているが、エ
ンジンの加速の終了は過給圧の増加の終了と一致するの
で、加速終了を精度よく判定できる利点がある。
【0193】また、加速判定には、加速開始の判定にも
加速終了の判定にも過給圧偏差ΔP AIを用いるようにし
てもよい。例えば図24に示すように、ステップB30
でフラグF1が0か否かを判断し、フラグF1が0でな
らば、ステップB37へ進んで過給圧偏差ΔPAIを算出
し、次いで、ステップB39へ進んで、過給圧偏差ΔP
AIを加速開始判定閾値ΔPAI2(ΔPAI2≫0)と比較
して、エンジンが加速を開始したか否かを判定する。車
速偏差ΔVが閾値ΔV2以上(即ち、ΔV≧ΔV2)な
ら、エンジンが加速を開始したと判定して、フラグF1
を1とする(ステップB38)。車速偏差ΔVが閾値Δ
V2未満(即ち、ΔV<ΔV2)なら、ステップB54
へ進んでフラグF1を0に保持する。
【0194】加速開始が判定されると、次の制御周期で
は、ステップB30からステップB46へ進んで、過給
圧偏差ΔPAIを算出して、続くステップB48で、この
過給圧偏差ΔPAIを加速終了判定閾値ΔPAI1(ΔPAI
1≒0)と比較してエンジンが加速を終了したか否かを
判定する。過給圧偏差ΔPAIがほぼ0(即ち、ΔPAI
ΔPAI1)ならば、エンジンが加速を終了したと判定す
る(ステップB52)。 そして、フラグF1を0とし
て、この旨、つまり、エンジンが加速していない旨の信
号を出力する(ステップB54)。
【0195】一方、過給圧偏差ΔPAIがほぼ0(即ち、
ΔPAI<ΔPAI1)でなければ、ステップB48からス
テップB38へ進んでフラグF1を1に保持して、この
旨、つまり、エンジンが加速している旨の信号を出力す
る(ステップB38)。エンジンの加速の開始及び終了
は過給圧の増加の開始及び終了と一致するので、このよ
うに判定しても加速終了を精度よく判定できる利点があ
る。
【0196】また、第7実施例においても、第5実施例
のように、エンジンの運転状態に基づいてEGR禁止領
域を設けていて、EGR禁止領域では第1EGRと第2
EGRとのいずれも作動させずに排気ガスの還流は停止
させ、EGR禁止領域でない場合には、第1EGRと第
2EGRとのいずれかを作動させて排気ガスの還流を行
なうようになっているものにおいて、コンプレッサ6に
流入する吸気温度Ttも加味してEGR禁止判定を行な
うようにしたり、上述のような加速終了判定を利用した
りすることも考えられる。
【0197】次に、第8実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関について説明すると、図25は本機
関の吸排気ルートを示す模式図であり、図11(第4実
施例)と同符号は同様のものを示す。この実施例は、第
4実施例と同様に第1接続通路8と第2接続通路18と
の2つのEGRルートをそなえたものにおいて、第3実
施例と同様に吸気通路2における排気ガス還流通路(接
続通路)8の開口部の上流部分に吸気絞り弁15Aが設
けられている。そして、この吸気絞り弁15Aを絞るこ
とで吸気通路2からの新気導入を抑制して、排気ガス還
流通路8の上下流の圧力差を増大させるように構成され
ている。これは、第3実施例と同様に、排気ガス還流通
路8では排気ガス還流量(EGRガス量)を大きくでき
にくいのでこれを解決しようとするものである。
【0198】この吸気絞り弁15Aは、開度(即ち、絞
り度合)を調整できるようになっており、この開度調整
は開閉弁9の開度調整とともに行われる。ここでは、大
きな排気ガス還流量が要求されない場合には、吸気絞り
弁15Aを絞らないで、開閉弁9のみを開度調整しなが
ら排気ガス還流量を調整し、所定値以上の大きな排気ガ
ス還流量が要求される場合には、吸気絞り弁15Aを絞
りながら開閉弁9を開度調整して排気ガス還流量を調整
するように構成されている。
【0199】つまり、ECU13では、要求される排気
ガス還流量が所定値未満ならば吸気絞り弁15Aを全開
とし、アクセル開度APS,エンジン回転数Ne,冷却
水温WTの各情報に基づいて要求される排気ガス還流量
が実現するように目標EGRリフト量を算出し、開閉弁
9の目標開度(目標EGRリフト量)を設定し、この目
標EGRリフト量に応じて開閉弁9を開度調整するよう
になっている。
【0200】ECU13では、要求される排気ガス還流
量が所定値以上ならば、アクセル開度APS,エンジン
回転数Ne,冷却水温WTの各情報に基づいて要求され
る排気ガス還流量が実現するように吸気絞り弁15Aの
目標絞り量と開閉弁9の目標EGRリフト量とを設定
し、これらの目標絞り量及び目標EGRリフト量に応じ
て吸気絞り弁15A及び開閉弁9を開度調整する。
【0201】また、ECU13では、これらの目標絞り
量及び目標EGRリフト量について、第1実施例と同様
に、エンジンの加速時や減速時にはこの目標EGRリフ
ト量をさらに補正した上で、目標EGRリフト量基づい
て、開閉弁(EGRバルブ)9に駆動指令を行なうよう
になっている。本実施例では、このほかの構成は第4実
施例と同様であり、ECU13によるこの他の制御も第
5実施例と同様に行なわれるようになっている。
【0202】本発明の第8実施例の排気ガス還流制御装
置付き過給式内燃機関は、上述のように構成されるの
で、その排気ガスの還流制御やバイパス通路切換制御
は、図26に示すように行なわれる。図26において、
第4実施例(図12)と同様のステップは同様の制御内
容を示すので説明は省略し、第4実施例との相違点のみ
を説明する。この実施例では、排気ガス還流通路8によ
る第1EGRを行なう際に、第4実施例におけるステッ
プB70に相当するステップB72において、アクセル
開度APS,エンジン回転数Ne,冷却水温WTの各情
報に基づいて、EGRバルブ9のための目標EGRリフ
ト量と、吸気絞り弁15Aの目標絞り量を設定する。こ
の場合、要求される排気ガス還流量が所定値未満で目標
EGRリフト量が所定値よりも小さい場合には、吸気絞
り弁15Aを全開として絞り制御は行なわず、要求され
る排気ガス還流量が所定値以上で目標EGRリフト量が
所定値以上の場合には、吸気絞り弁15Aの目標絞り量
を設定する。
【0203】そして、続くステップB82で、目標EG
Rリフト量に基づいてEGRバルブ9を駆動し、目標絞
り量に基づいて吸気絞り弁15Aを駆動する。このよう
にして吸気絞り弁15Aを制御することで、吸気通路2
からの新気導入を抑制して排気ガス還流通路8の下流側
の圧力を低下させながら、排気ガス還流通路8の上下流
の圧力差を増大させることができるので、排気ガス還流
量を十分に増大できる効果がある。
【0204】なお、図27に示すように、吸気絞り弁1
5Aに代えて排気絞り弁15Bを設けて、この排気絞り
弁15Bをと同様に制御するようにしてもよい。また、
第5実施例のように、エンジンの運転状態に基づいてE
GR禁止領域を設けていて、EGR禁止領域では第1E
GRと第2EGRとのいずれも作動させずに排気ガスの
還流は停止させ、EGR禁止領域でない場合には、第1
EGRと第2EGRとのいずれかを作動させて排気ガス
の還流を行なうようになっているものにおいて、吸気絞
り弁15A又は排気絞り弁15Bを設けて、EGRリフ
ト量の制御とともに、これらの吸気絞り弁15A又は排
気絞り弁15Bの絞り制御を行なうようにしてもよい。
【0205】なお、第4実施例と同様に第1接続通路8
と第2接続通路18との2つのEGRルートをそなえた
ものにおいて、図28に示すように、排気ガス還流通路
8の途中にフィルタ16を介装して、還流される排気ガ
ス中のパティキュレートマターをトラップして、清浄な
排気ガスが吸気通路2に戻るように還流するように構成
してもよい。この場合、排気ガス還流によるインタクー
ラ10の汚染や目詰まりのおそれが解消されて、インタ
クーラ10をバイパスするバイパス通路11が不要とな
り、これに伴い切換弁12や切換弁12の制御が不要に
なる。
【0206】また、第4実施例と同様に第1接続通路8
と第2接続通路18との2つのEGRルートをそなえた
ものにおいて、図29に示すように、排気ガス還流通路
8の途中に冷却器(熱交換器)17を介装して、還流さ
れる排気ガスを予め冷却するようにしてもよい。この場
合、コンプレッサ6に流入する吸気温度が低下するた
め、コンプレッサ6が高温下に晒されないようになり、
特に高い耐熱性を有しない材料でコンプレッサ6を形成
しても、コンプレッサ6が熱による損傷を受けないよう
になる利点がある。
【0207】また、上述の第1,3,4,5,8の各実
施例においても、第2,6,7の各実施例と同様に、排
気ガス還流の禁止条件内に、コンプレッサ6の熱損傷を
招くおそれのあるエンジン運転状態を回避するような条
件を予め盛り込むようにしてもよい。即ち、排気ガス還
流の禁止条件となるアクセル開度APS,エンジン回転
数Ne,冷却水温WTの各設定値APS0 ,Ne0 ,W
0 をコンプレッサ6の熱損傷を回避しうるものに設定
するのである。
【0208】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関によれ
ば、内燃機関の排気通路に設けられ排気ガスの流れによ
り駆動されるタービンと該内燃機関の吸気通路に設けら
れ該タービンにより駆動されるコンプレッサとからなる
過給機と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
出手段と、該排気通路における該タービンよりも下流側
と該吸気通路における該コンプレッサよりも上流側とを
接続する接続通路を有する排気ガス還流通路と、該接続
通路を開閉する開閉弁と、該運転状態検出手段からの検
出情報に基づいて該内燃機関が所定の運転領域にあると
判断できると該接続通路により排気ガスを還流すべく該
開閉弁の開閉を制御し、且つ、該開閉弁の開放時に該コ
ンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断できると
該開閉弁を閉鎖する制御手段とをそなえるという構成に
より、内燃機関が所定の運転領域にある時には、排気ガ
スが吸気通路側へ還流して、排気ガス中のNOxが低減
され、特に、該タービンを駆動した後の排気ガスが該吸
気通路に還流されるようになるため、排気ガスのエネル
ギを十分に利用してタービンを確実に駆動しながら排気
ガスの還流を行なえるようになって、過給圧を確保でき
過給機の利点を十分に生かせるようになり、機関の性能
向上に寄与する。
【0209】さらに、該タービンを駆動し後の排気ガス
は温度が低下するのでより温度の低下した排気ガスが該
吸気通路に還流されるようになり、このような温度の低
い排気ガスの還流及び過給圧の確保により、該吸気通路
内で新気と還流排気ガスの当量比が増大して、十分な空
気量が機関内に供給されやすくなって、機関の燃焼がよ
り完全燃焼状態で行なわれやすくなり、機関の出力が確
保されるうえに燃焼によるパティキュレートマターの発
生も抑制されて排気ガス浄化を促進できて、この点で
も、機関の性能向上に寄与する。
【0210】そして、特に、該コンプレッサの上流部分
の温度が過度に高まらなくなり、該コンプレッサへの熱
影響が回避されるため、過給機の耐久性が向上するとい
う効果が得られる。請求項2記載の本発明の排気ガス還
流制御装置付き過給式内燃機関によれば、該排気ガス還
流通路が、該排気通路における該タービンよりも下流側
と該吸気通路における該コンプレッサよりも上流側とを
接続する第1接続通路と、該排気通路における該タービ
ンよりも上流側と該吸気通路における該コンプレッサよ
りも下流側とを接続する第2接続通路とを有し、該第1
接続通路を開閉する第1開閉弁とともに、該第2接続通
路を開閉する第2開閉弁が設けられるという構成によ
り、排気ガスを還流しながらも排気ガスによる該タービ
ンの駆動が確実に行なわれ、過給機による過給圧を低下
させることなく排気ガスの還流を行なうことかでき、機
関の出力確保とNOx低減による排気ガスの浄化とを両
立させることができる。また、第1接続通路を使用して
排気ガスの還流を行なうと、排気ガスを還流しても該コ
ンプレッサへは排気ガスの熱影響が生じないため、加給
機を保護しながら排気ガスの還流による排気ガスの浄化
を実現できる。
【0211】請求項3記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関のアクセ
ル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃機関
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該内燃機関
の冷却水温を検出する水温検出手段とのいずれかを有
し、該制御手段が、該アクセル開度が予め設定された設
定開度以上であるか、又は該内燃機関の回転速度が予め
設定された設定回転速度以上であるか、又は該内燃機関
の冷却水温が予め設定された設定水温以上であるとき
に、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断
するという構成により、検出しやすい情報からコンプレ
ッサの上流部分の温度上昇を判定でき、コンプレッサの
熱に対する保護をより容易に行なうことができる。
【0212】請求項4記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関のアクセ
ル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃機関
の回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、該制
御手段が、該アクセル開度検出手段で検出されたアクセ
ル開度と該回転速度検出手段で検出された回転速度と
が、予め設定された基準アクセル開度以内で且つ予め設
定された基準回転速度以内の領域から外れている場合
に、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断
するという構成により、検出しやすい情報からコンプレ
ッサの上流部分の温度上昇を判定でき、コンプレッサの
熱に対する保護をより容易で且つ適切に行なうことがで
きる。
【0213】請求項5記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項1又は2記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該吸気通路の排気ガ
ス還流通路の接続部よりも下流部分で且つコンプレッサ
の上流部分に設けられて該吸気通路内の温度を検出する
温度検出手段を有し、該制御手段が、該温度検出手段で
検出された該吸気通路内の温度が予め設定された設定温
度以上であるときに、該コンプレッサの上流部分の温度
が上昇したと判断するという構成により、コンプレッサ
の上流部分の温度上昇を確実に判定でき、コンプレッサ
の熱に対する保護をより適切に行なうことができる。
【0214】請求項6記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関は、請求項2〜5のいずれかに
記載の構成において、該吸気通路における該コンプレッ
サと該第2接続通路の接続部との間に設けられ該コンプ
レッサにより過給された給気を冷却する給気用冷却器
と、一端を該吸気通路における該冷却器よりも上流側の
部分に接続され他端を該吸気通路における該冷却器より
下流側の部分に接続されて該冷却器を迂回するバイパス
通路と、該バイパス通路と該吸気通路との分岐部に設け
られて、吸気を該冷却器側と該バイパス通路側とのうち
の何れか一方に導くように切り換える切換弁とをそな
え、該制御手段が、該開閉弁の開放時に該切換弁を該バ
イパス通路側が開通する状態に制御するという構成によ
り、排気ガスが該冷却器を流通しなくて済むようにな
り、該冷却器の目詰まりや損傷が防止され、該冷却器の
信頼性が向上し、該冷却器による機関の出力向上効果を
確実に得られるようになる。
【0215】請求項7記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項6記載の構成
において、該制御手段が、該運転状態検出手段からの検
出情報に基づいて該内燃機関が上記の所定の運転領域に
おいて加速中である時には、該第1開閉弁を開放すると
ともに該第2開閉弁を閉鎖し、且つ、該切換弁を該バイ
パス通路側が開通する状態に制御し、該運転状態検出手
段からの検出情報に基づいて該内燃機関が上記の所定の
運転領域における加速が終了した時には、該第1開閉弁
を閉鎖するとともに該第2開閉弁を開放し、且つ、所定
期間経過後に該切換弁を該冷却器側が開通する状態に制
御するという構成により、排気ガス還流によるNOx低
減と、過給による機関出力の確保及び排気ガス中のパテ
ィキュレートマターの低減とを両立させることができ機
関の性能を向上できる上に、冷却器内への排気ガスの流
通を極力防止しなが、冷却器の使用を開始するので、パ
ティキュレートマターによる冷却機の汚れや目詰まりを
確実に回避することができる。このため、該冷却器の信
頼性を向上でき、該冷却器による機関の出力向上効果を
確実に得られるようになる。勿論、排気ガスの還流はコ
ンプレッサの保護を図りながら行なえる。
【0216】請求項8記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項7記載の構成
において、該運転状態検出手段が、該内燃機関を人為的
に操作するためのアクセル開度を検出するアクセル開度
検出手段を有し、該制御手段が、該アクセル開度検出手
段からの検出情報に基づいて、該アクセル開度の増加速
度が予め設定された開度増加速度設定値以上になったら
該内燃機関が加速を開始したと判断するとともに、この
後、該アクセル開度が予め設定された開度設定値以下に
なったら該内燃機関が加速を終了したと判断するという
構成により、加速開始時及び加速終了時に、該第1開閉
弁,該第2開閉弁及び該切換弁を速やかに切り換えるこ
とができ、加速時に必要とされる機関出力の向上と排気
ガス還流によるNOx低減とを効率的に両立させること
ができる。
【0217】請求項9記載の本発明の排気ガス還流制御
装置付き過給式内燃機関によれば、請求項7記載の構成
において、該内燃機関が車両に搭載され、該運転状態検
出手段が、該車両の速度を検出する速度検出手段を有
し、該制御手段が、該速度検出手段からの検出情報に基
づいて、該車両の速度の増加速度が予め設定された第1
増加速度設定値以上のときに該内燃機関が加速中である
と判断するとともに、この後、該車両の速度の増加速度
が、該第1増加速度設定値よりも小さい値として予め設
定された第2増加速度設定値以下になったら該内燃機関
が加速を終了したと判断するという構成により、加速開
始時及び加速終了時に、該第1開閉弁,該第2開閉弁及
び該切換弁を速やかに切り換えることができ、加速時に
必要とされる機関出力の向上と排気ガス還流によるNO
x低減とを効率的に両立させることができる。
【0218】請求項10記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項7記載の構
成において、該運転状態検出手段が、過給圧を検出する
過給圧検出手段を有し、該制御手段が、該過給圧検出手
段からの検出情報に基づいて、該過給圧の増加速度が予
め設定された第1設定値以上のときに該内燃機関の加速
中であると判断するとともに、この後、該過給圧が、該
第1設定値よりも小さい値として予め設定された第2設
定値以下になったら該内燃機関が加速を終了したと判断
するという構成により、機関が加速中であることを確実
に判断することができ、加速時に必要とされる機関出力
の向上と排気ガス還流によるNOx低減とを効率的に両
立させることができる。
【0219】請求項11記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項7記載の構
成において、該運転状態検出手段が、該内燃機関の回転
速度を検出する回転速度検出手段を有し、該制御手段
が、該内燃機関の加速判定の後に、該回転速度検出手段
からの検出情報に基づいて該内燃機関の回転速度の増加
速度が予め設定された設定値以下になったときに該内燃
機関が加速を終了したと判断するという構成により、機
関が加速中であることを確実に判断することができ、加
速時に必要とされる機関出力の向上と排気ガス還流によ
るNOx低減とを効率的に両立させることができる。
【0220】請求項12記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項1〜11の
いずれかに記載の構成において、該吸気通路及び該排気
通路のうちの一方に、通路面積を絞る通路絞り手段が設
けられ、該制御手段が、該排気ガス還流量を制御すべ
く、該通路絞り手段を開閉制御するという構成により、
排気ガス還流通路の上流側と下流側との差圧を増大で
き、排気ガス還流を促進できるようになり、排気ガス中
のNOxの低減による排気ガス浄化を促進することがで
きる。
【0221】請求項13記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項12記載の
構成において、該通路絞り手段が、該吸気通路の該接続
通路との接続部よりも上流側に設けられた吸気絞り弁を
そなえるという構成により、排気ガス還流通路の上流側
と下流側との差圧を確実に増大でき、排気ガス還流を促
進できるようになり、排気ガス中のNOxの低減による
排気ガス浄化を促進することができる。
【0222】請求項14記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項13記載の
構成において、該吸気通路における該コンプレッサより
も上流側部分に設けられ該吸気通路の内部の圧力を検出
する圧力検出手段を有し、該制御手段が、該圧力検出手
段の検出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべく該
吸気絞り弁を開閉制御するという構成により、排気ガス
還流通路の上流側と下流側との差圧を必要に応じて増大
でき、排気ガス還流を促進できるようになり、排気ガス
中のNOxの低減による排気ガス浄化を促進することが
できる。
【0223】請求項15記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項12記載の
構成において、該通路絞り手段が、該吸気通路の該接続
通路との接続部よりも下流側に設けられた排気絞り弁を
そなえるという構成により、排気ガス還流通路の上流側
と下流側との差圧を確実に増大でき、排気ガス還流を促
進できるようになり、排気ガス中のNOxの低減による
排気ガス浄化を促進することができる。
【0224】請求項16記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項15記載の
構成において、該排気通路の該排気タービンよりも下流
側部分に設けられ該排気通路の内部の圧力を検出する圧
力検出手段を有し、該制御手段が、該圧力検出手段の検
出情報に応じて該排気ガス還流量を制御すべく該吸気絞
り弁を開閉制御するという構成により、排気ガス還流通
路の上流側と下流側との差圧を必要に応じて増大でき、
排気ガス還流を促進できるようになり、排気ガス中のN
Oxの低減による排気ガス浄化を促進することができ
る。
【0225】請求項17記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項1〜16の
いずれかに記載の構成において、該排気ガス還流通路の
該接続通路に、排気ガスを冷却する排気ガス冷却手段が
介装されるという構成により、該コンプレッサに還流排
気ガスが流入する構成でも、排気ガスの還流を行なって
も排気ガスによる該コンプレッサは加熱しなくなり、排
気熱による加給機の損傷を防止しつつ排気ガスの還流に
よるNOx低減効果を得ることができる。
【0226】請求項18記載の本発明の排気ガス還流制
御装置付き過給式内燃機関によれば、請求項1〜17の
いずれかに記載の構成において、該排気ガス還流通路の
該接続通路に、排気ガス内のパティキュレートを捕集す
るフィルタが介装されるという構成により、還流排気ガ
ス中のパティキュレートマターが除去され、排気ガスを
該給気用冷却器内に流通させても、該給気用冷却器内が
パティキュレートマターで汚染されないようになり、該
給気用冷却器を保護しながら、排気ガスの還流によるN
Ox低減効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の
模式的な構成図である。
【図2】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関におけるコンプレッサ上流部分の温度
判定のためのマップを示す図である。
【図3】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフロ
ーチャートである。
【図4】本発明の第2実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の
模式的な構成図である。
【図5】本発明の第2実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフロ
ーチャートである。
【図6】本発明の第3実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系の
模式的な構成図である。
【図7】本発明の第3実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフロ
ーチャートである。
【図8】本発明の第3実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関の変形例を示す内燃機関の吸気系及び
排気系の模式的な構成図である。
【図9】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装置付
き過給式内燃機関の変形例を示す内燃機関の吸気系及び
排気系の模式的な構成図である。
【図10】本発明の第1実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関の他の変形例を示す内燃機関の吸気
系及び排気系の模式的な構成図である。
【図11】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系
の模式的な構成図である。
【図12】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフ
ローチャートである。
【図13】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第1実施例にかかるフローチャートである。
【図14】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第2実施例にかかるフローチャートである。
【図15】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第3実施例にかかるフローチャートである。
【図16】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第4実施例にかかるフローチャートである。
【図17】本発明の第5実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフ
ローチャートである。
【図18】本発明の第6実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系
の模式的な構成図である。
【図19】本発明の第6実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフ
ローチャートである。
【図20】本発明の第6実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第1実施例にかかるフローチャートである。
【図21】本発明の第6実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第2実施例にかかるフローチャートである。
【図22】本発明の第7実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関を示す内燃機関の吸気系及び排気系
の模式的な構成図である。
【図23】本発明の第7実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第1実施例にかかるフローチャートである。
【図24】本発明の第7実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御の加速判
定の第2実施例にかかるフローチャートである。
【図25】本発明の第8実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関の変形例を示す内燃機関の吸気系及
び排気系の模式的な構成図である。
【図26】本発明の第8実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関における排気ガス還流制御を示すフ
ローチャートである。
【図27】本発明の第8実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関の変形例を示す内燃機関の吸気系及
び排気系の模式的な構成図である。
【図28】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関の他の変形例を示す内燃機関の吸気
系及び排気系の模式的な構成図である。
【図29】本発明の第4実施例の排気ガス還流制御装置
付き過給式内燃機関の他の変形例を示す内燃機関の吸気
系及び排気系の模式的な構成図である。
【図30】従来の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃
機関の例を示す内燃機関の吸気系及び排気系の模式的な
構成図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン本体(エンジン) 2 吸気通路 3 排気通路 4 過給機(ターボチャージャ) 5 タービン 6 コンプレッサ 7 排気ガス還流装置(EGR) 8 排気ガス還流通路(接続通路) 9 開閉弁(EGRバルブ) 10 給気用冷却器(インタクーラ) 11 バイパス通路 12 切換弁 13 制御手段としての電子制御ユニット(ECU) 14 エンジンの運転状態検出手段としての給気温度セ
ンサ 15A 吸気絞り弁 15B 排気絞り弁 16 フィルタ 17 冷却器(熱交換器) 18 第2接続通路(排気ガス還流通路) 19 開閉弁(EGRバルブ) 20 圧力センサ 21 運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ 22 運転状態検出手段としてのアクセル開度センサ
(アクセル開度検出手段) 23 運転状態検出手段としての水温センサ 24 車速検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 25/07 P 580 F

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられ排気ガス
    の流れにより駆動されるタービンと、該内燃機関の吸気
    通路に設けられ該タービンにより駆動されるコンプレッ
    サとからなる過給機と、 該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該排気通路における該タービンよりも下流側と該吸気通
    路における該コンプレッサよりも上流側とを接続する接
    続通路を有する排気ガス還流通路と、 該接続通路を開閉する開閉弁と、 該運転状態検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機
    関が所定の運転領域にあると判断できると該接続通路に
    より排気ガスを還流すべく該開閉弁の開閉を制御し、且
    つ、該開閉弁の開放時に該コンプレッサの上流部分の温
    度が上昇したと判断できると該開閉弁を閉鎖する制御手
    段とをそなえていることを特徴とする、排気ガス還流制
    御装置付き過給式内燃機関。
  2. 【請求項2】 該排気ガス還流通路が、 該排気通路における該タービンよりも下流側と該吸気通
    路における該コンプレッサよりも上流側とを接続する第
    1接続通路と、 該排気通路における該タービンよりも上流側と該吸気通
    路における該コンプレッサよりも下流側とを接続する第
    2接続通路とを有し、 該第1接続通路を開閉する第1開閉弁とともに、 該第2接続通路を開閉する第2開閉弁が設けられている
    ことを特徴とする、請求項1記載の排気ガス還流制御装
    置付き過給式内燃機関。
  3. 【請求項3】 該運転状態検出手段が、該内燃機関のア
    クセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃
    機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該内燃
    機関の冷却水温を検出する水温検出手段とのいずれかを
    有し、 該制御手段が、該アクセル開度が予め設定された設定開
    度以上であるか、又は該内燃機関の回転速度が予め設定
    された設定回転速度以上であるか、又は該内燃機関の冷
    却水温が予め設定された設定水温以上であるときに、該
    コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断するこ
    とを特徴とする、請求項1又は2記載の排気ガス還流制
    御装置。
  4. 【請求項4】 該運転状態検出手段が、該内燃機関のア
    クセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、該内燃
    機関の回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、 該制御手段が、該アクセル開度検出手段で検出されたア
    クセル開度と該回転速度検出手段で検出された回転速度
    とが、予め設定された基準アクセル開度以内で且つ予め
    設定された基準回転速度以内の領域から外れている場合
    に、該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断
    することを特徴とする、請求項1又は2記載の排気ガス
    還流制御装置。
  5. 【請求項5】 該運転状態検出手段が、該吸気通路の排
    気ガス還流通路の接続部よりも下流部分で且つコンプレ
    ッサの上流部分に設けられて該吸気通路内の温度を検出
    する温度検出手段を有し、 該制御手段が、該温度検出手段で検出された該吸気通路
    内の温度が予め設定された設定温度以上であるときに、
    該コンプレッサの上流部分の温度が上昇したと判断する
    ことを特徴とする、請求項1又は2記載の排気ガス還流
    制御装置。
  6. 【請求項6】 該吸気通路における該コンプレッサと該
    第2接続通路の接続部との間に設けられ該コンプレッサ
    により過給された給気を冷却する給気用冷却器と、 一端を該吸気通路における該冷却器よりも上流側の部分
    に接続され他端を該吸気通路における該冷却器より下流
    側の部分に接続されて該冷却器を迂回するバイパス通路
    と、 該バイパス通路と該吸気通路との分岐部に設けられて、
    吸気を該冷却器側と該バイパス通路側とのうちの何れか
    一方に導くように切り換える切換弁とをそなえ、 該制御手段が、該開閉弁の開放時に該切換弁を該バイパ
    ス通路側が開通する状態に制御することを特徴とする、
    請求項2〜5のいずれかに記載の排気ガス還流制御装
    置。
  7. 【請求項7】 該制御手段が、該運転状態検出手段から
    の検出情報に基づいて該内燃機関が上記の所定の運転領
    域において加速中である時には、該第1開閉弁を開放す
    るとともに該第2開閉弁を閉鎖し、且つ、該切換弁を該
    バイパス通路側が開通する状態に制御し、 該運転状態検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機
    関が上記の所定の運転領域における加速が終了した時に
    は、該第1開閉弁を閉鎖するとともに該第2開閉弁を開
    放し、且つ、所定期間経過後に該切換弁を該冷却器側が
    開通する状態に制御することを特徴とする、請求項6記
    載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  8. 【請求項8】 該運転状態検出手段が、該内燃機関を人
    為的に操作するためのアクセル開度を検出するアクセル
    開度検出手段を有し、 該制御手段が、該アクセル開度検出手段からの検出情報
    に基づいて、該アクセル開度の増加速度が予め設定され
    た開度増加速度設定値以上になったら該内燃機関が加速
    を開始したと判断するとともに、この後、該アクセル開
    度が予め設定された開度設定値以下になったら該内燃機
    関が加速を終了したと判断することを特徴とする、請求
    項7記載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  9. 【請求項9】 該内燃機関が車両に搭載され、 該運転状態検出手段が、該車両の速度を検出する速度検
    出手段を有し、 該制御手段が、該速度検出手段からの検出情報に基づい
    て、該車両の速度の増加速度が予め設定された第1増加
    速度設定値以上のときに該内燃機関が加速中であると判
    断するとともに、この後、該車両の速度の増加速度が、
    該第1増加速度設定値よりも小さい値として予め設定さ
    れた第2増加速度設定値以下になったら該内燃機関が加
    速を終了したと判断することを特徴とする、請求項7記
    載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  10. 【請求項10】 該運転状態検出手段が、過給圧を検出
    する過給圧検出手段を有し、 該制御手段が、該過給圧検出手段からの検出情報に基づ
    いて、該過給圧の増加速度が予め設定された第1設定値
    以上のときに該内燃機関の加速中であると判断するとと
    もに、この後、該過給圧が、該第1設定値よりも小さい
    値として予め設定された第2設定値以下になったら該内
    燃機関が加速を終了したと判断することを特徴とする、
    請求項7記載の排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機
    関。
  11. 【請求項11】 該運転状態検出手段が、該内燃機関の
    回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、 該制御手段が、該内燃機関の加速判定の後に、該回転速
    度検出手段からの検出情報に基づいて該内燃機関の回転
    速度の増加速度が予め設定された設定値以下になったと
    きに該内燃機関が加速を終了したと判断することを特徴
    とする、請求項7記載の排気ガス還流制御装置付き過給
    式内燃機関。
  12. 【請求項12】 該吸気通路及び該排気通路のうちの一
    方に、通路面積を絞る通路絞り手段が設けられ、 該制御手段が、該排気ガス還流量を制御すべく、該通路
    絞り手段を開閉制御することを特徴とする、請求項1〜
    11のいずれかに記載の排気ガス還流制御装置付き過給
    式内燃機関。
  13. 【請求項13】 該通路絞り手段が、該吸気通路の該接
    続通路との接続部よりも上流側に設けられた吸気絞り弁
    をそなえていることを特徴とする、請求項12記載の排
    気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  14. 【請求項14】 該吸気通路における該コンプレッサよ
    りも上流側部分に設けられ該吸気通路の内部の圧力を検
    出する圧力検出手段を有し、 該制御手段が、該圧力検出手段の検出情報に応じて該排
    気ガス還流量を制御すべく該吸気絞り弁を開閉制御する
    ことを特徴とする、請求項13記載の排気ガス還流制御
    装置付き過給式内燃機関。
  15. 【請求項15】 該通路絞り手段が、該吸気通路の該接
    続通路との接続部よりも下流側に設けられた排気絞り弁
    をそなえていることを特徴とする、請求項12記載の排
    気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  16. 【請求項16】 該排気通路の該排気タービンよりも下
    流側部分に設けられ該排気通路の内部の圧力を検出する
    圧力検出手段を有し、 該制御手段が、該圧力検出手段の検出情報に応じて該排
    気ガス還流量を制御すべく該排気絞り弁を開閉制御する
    ことを特徴とする、請求項15記載の排気ガス還流制御
    装置付き過給式内燃機関。
  17. 【請求項17】 該排気ガス還流通路の該接続通路に、
    排気ガスを冷却する排気ガス冷却手段が介装されている
    ことを特徴とする、請求項1〜16のいずれかに記載の
    排気ガス還流制御装置付き過給式内燃機関。
  18. 【請求項18】 該排気ガス還流通路の該接続通路に、
    排気ガス内のパティキュレートマターを捕集するフィル
    タが介装されていることを特徴とする、請求項1〜17
    のいずれかに記載の排気ガス還流制御装置付き過給式内
    燃機関。
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