(57)【要約】【課題】燃費悪化を防止しつつ排気浄化触媒の過熱を抑制することが可能な過給機付内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ターボ過給機５と、ターボ過給機５のタービン５ｂよりも下流に設けられる排気浄化触媒７と、タービン５ｂよりも上流側の排気通路４と吸気通路３とを接続し、ＥＧＲクーラ１１が設けられたＥＧＲ通路１０と、排気通路４のタービン５ｂよりも上流側の区間とタービン５ｂと排気浄化触媒７との間の区間とを接続し、ウェイストゲートバルブ９にて開閉される第１バイパス通路８とを備えた内燃機関１に適用される制御手段において、ＥＧＲクーラ１１よりも吸気通路３側のＥＧＲ通路１０とタービン５ｂと排気浄化触媒７との間の排気通路４とを接続する第２バイパス通路１４と、第２バイパス通路１４を開閉する排気制御弁１６とを備え、排気制御弁１６は、内燃機関１の回転数が所定の判定回転数Ｎよりも高い場合に開弁される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路のタービンにて排気エネルギを回収して吸気通路のコンプレッサを駆動するターボ過給機と、前記排気通路の前記タービンよりも下流側の区間に設けられて排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記タービンを迂回して、前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と前記排気通路の前記タービンと前記排気浄化触媒との間の区間とを接続する第１バイパス通路と、前記第１バイパス通路を開閉する第１バイパス弁と、を備えた内燃機関に適用され、
前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の区間と前記排気通路の前記タービンと前記排気浄化触媒との間の区間とを接続する第２バイパス通路と、前記第２バイパス通路を開閉する第２バイパス弁と、前記内燃機関の回転数が所定の判定回転数よりも高い場合には前記第２バイパス弁が開弁されるように前記第２バイパス弁を制御する制御手段と、を備えている過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記所定の判定回転数よりも高い場合には前記第１バイパス弁が閉弁されるように前記第１バイパス弁を制御する請求項１に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲクーラは、前記内燃機関の冷却水と排気とを熱交換させて排気を冷却する水冷式のクーラであり、
前記ＥＧＲクーラから排出された冷却水が前記内燃機関の機関本体に供給されるように前記ＥＧＲクーラと前記内燃機関とを接続する冷却水通路が設けられ、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下であるとともに前記内燃機関の冷却水の温度が所定の判定温度以下の場合には前記第２バイパス弁を開弁する請求項１又は２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下であるとともに前記内燃機関の冷却水の温度が前記所定の判定温度より高い場合には前記第２バイパス弁を閉弁する請求項３に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下である場合には前記第１バイパス弁を閉弁する請求項１〜４のいずれか一項に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域内であり、かつ前記内燃機関が冷間始動後の暖機運転中の場合には前記第１バイパス弁を開弁し、かつ前記第２バイパス弁を閉弁する請求項１〜５のいずれか一項に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記第２バイパス通路には、前記ＥＧＲ通路から前記排気通路への排気の流れを許容し、前記排気通路から前記ＥＧＲ通路への排気の流れは阻止する逆止弁が設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ過給機のタービンと、そのタービンの下流に配置される排気浄化触媒と、タービンを迂回して排気を排気浄化触媒に導くバイパス通路とが排気通路に設けられている過給機付内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機のタービンを迂回して、そのタービンの下流に配置された排気浄化用の触媒に排気を導くバイパス通路が排気通路に設けられた内燃機関が知られている。このような内燃機関において、タービンの排気入口と触媒とを最短で結ぶようにバイパス通路が設けられるとともにバイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、タービンの排気出口を開閉するバルブとを備え、内燃機関のコールドスタート時には排気にて触媒を加熱すべくバルブを閉じるとともにウェイストゲートバルブを開け、過給圧力調整時にはウェイストゲートバルブを中間開度に制御するものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５４０５１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関では、過給圧力調整時などにウェイストゲートバルブが開けられると高温の排気が触媒に流入するので、この高温の排気で触媒が過度に加熱されるおそれがある。そして、このような触媒の過熱は、触媒の劣化を進行させる。特に、内燃機関への負荷が大きく内燃機関が高回転で運転されている場合は排気の温度が高くなるので、このようなときにウェイストゲートバルブが開弁されるとさらに触媒の劣化が進行する。このように触媒が過度に加熱されるおそれがある場合は、排気の温度を低下させるべく内燃機関への燃料の供給量を増加させる制御を行うことがある。このような制御を行うと内燃機関で消費される燃料量が増加するので、燃費が悪化する。
【０００５】
そこで、本発明は、燃費悪化を防止しつつ排気浄化触媒の過熱を抑制することが可能な過給機付内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置は、排気通路のタービンにて排気エネルギを回収して吸気通路のコンプレッサを駆動するターボ過給機と、前記排気通路の前記タービンよりも下流側の区間に設けられて排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記タービンを迂回して、前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と前記排気通路の前記タービンと前記排気浄化触媒との間の区間とを接続する第１バイパス通路と、前記第１バイパス通路を開閉する第１バイパス弁と、を備えた内燃機関に適用され、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の区間と前記排気通路の前記タービンと前記排気浄化触媒との間の区間とを接続する第２バイパス通路と、前記第２バイパス通路を開閉する第２バイパス弁と、前記内燃機関の回転数が所定の判定回転数よりも高い場合には前記第２バイパス弁が開弁されるように前記第２バイパス弁を制御する制御手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、内燃機関が高回転で運転されている場合に第２バイパス弁が開弁されるので、ＥＧＲクーラで冷却した排気を排気浄化触媒に導入することができる。言い換えると、排気浄化触媒に流入する排気の一部をＥＧＲクーラで冷却することができる。これにより排気浄化触媒の温度が上昇することを抑制できるので、排気浄化触媒が過熱されることを抑制できる。そのため、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。また、本発明の制御装置では、内燃機関に供給する燃料量を増加させることなく排気浄化触媒に流入する排気を冷却できるので、燃費悪化を防止することができる。
【０００８】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記所定の判定回転数よりも高い場合には前記第１バイパス弁が閉弁されるように前記第１バイパス弁を制御してもよい（請求項２）。この場合、排気浄化触媒に導かれる排気の温度をタービン又はＥＧＲクーラのいずれか一方で確実に低下させることができる。そのため、排気浄化触媒の過熱をさらに抑制することができる。従って、排気浄化触媒の劣化をさらに抑制することができる。
【０００９】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置の一形態において、前記ＥＧＲクーラは、前記内燃機関の冷却水と排気とを熱交換させて排気を冷却する水冷式のクーラであり、前記ＥＧＲクーラから排出された冷却水が前記内燃機関の機関本体に供給されるように前記ＥＧＲクーラと前記内燃機関とを接続する冷却水通路が設けられ、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下であるとともに前記内燃機関の冷却水の温度が所定の判定温度以下の場合には前記第２バイパス弁を開弁してもよい（請求項３）。このように第２バイパス弁を制御することにより、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、内燃機関を速やかに暖機することができる。
【００１０】
この形態において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下であるとともに前記内燃機関の冷却水の温度が前記所定の判定温度より高い場合には前記第２バイパス弁を閉弁してもよい（請求項４）。この場合、冷却水の無駄な加熱を防止できる。
【００１１】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域の上限値以上、かつ前記所定の判定回転数以下である場合には前記第１バイパス弁を閉弁してもよい（請求項５）。このように第１バイパス弁を制御することにより、タービンに流入する排気の流量を増加させることができるので、タービン及びコンプレッサの回転数を速やかに上昇させることができる。そのため、内燃機関の過給を速やかに行うことができる。
【００１２】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関のアイドリング回転数域内であり、かつ前記内燃機関が冷間始動後の暖機運転中の場合には前記第１バイパス弁を開弁し、かつ前記第２バイパス弁を閉弁してもよい（請求項６）。このように第１バイパス弁及び第２バイパス弁を制御することにより排気浄化触媒に高温の排気を供給することができるので、排気浄化触媒の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、排気浄化触媒を速やかに活性化させ、暖機運転時における排気エミッションを改善することができる。
【００１３】
本発明の過給機付内燃機関の制御装置の一形態において、前記第２バイパス通路には、前記ＥＧＲ通路から前記排気通路への排気の流れを許容し、前記排気通路から前記ＥＧＲ通路への排気の流れは阻止する逆止弁が設けられていてもよい（請求項７）。この場合、排気通路からＥＧＲ通路への排気の逆流を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように、本発明の過給機付内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が高回転で運転されている場合には、排気浄化触媒に流入する排気の一部をＥＧＲクーラで冷却できるので、排気浄化触媒の温度上昇を抑制できる。そのため、排気浄化触媒が過熱されることを抑制できる。従って、排気浄化触媒の劣化を抑制できる。また、本発明の制御装置では、内燃機関に供給する燃料量を増加させることなく排気浄化触媒に流入する排気を冷却できるので、燃費悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが実行する排気制御ルーチンを示すフローチャート。
【図３】回転数と過給圧との関係の一例を示す図。
【図４】エンジンの運転状態とウェイストゲートバルブ及び排気制御弁の状態との関係を示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係る制御装置の排気制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】回転数と過給圧との関係の一例を示す図。
【図７】第２の形態に係る制御装置におけるエンジンの運転状態とウェイストゲートバルブ及び排気制御弁の状態との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の概略を示している。この内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数の気筒（不図示）が設けられた機関本体２と、各気筒にそれぞれ接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３は、その一部を形成するインテークマニホールド（以下、インマニと略称することがある。）３ａを備えている。また、排気通路４は、その一部を形成するエキゾーストマニホールド（以下、エキマニと略称することがある。）４ａを備えている。吸気通路３には、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ６とが設けられている。排気通路４には、ターボ過給機５のタービン５ｂと、排気を浄化するための排気浄化触媒７とが設けられている。また、排気通路４には、排気通路４のタービン５ｂより上流側の区間とタービン５ｂと排気浄化触媒７との間の区間とを接続する第１バイパス通路８が設けられている。第１バイパス通路８には、この第１バイパス通路８を開閉する第１バイパス弁としてのウェイストゲートバルブ９が設けられている。
【００１７】
排気通路４と吸気通路３とは、ＥＧＲ通路１０にて接続されている。ＥＧＲ通路１１は、エキマニ４ａの出口とインマニ３ａとを接続している。ＥＧＲ通路１０には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１１と、排気通路４から吸気通路３に還流される排気の流量を調整するためのＥＧＲ弁１２とが設けられている。ＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲクーラ１１よりも吸気通路３側に設けられている。ＥＧＲクーラ１１は、機関本体２を冷却するための冷却水と排気とを熱交換させて排気を冷却する水冷式のクーラである。ＥＧＲクーラ１１と機関本体２とは冷却水通路１３で接続されており、ＥＧＲクーラ１１にて排気と熱交換された冷却水はこの冷却水通路１３を介して機関本体２に送られる。
【００１８】
エンジン１には、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１１とＥＧＲ弁１２との間の区間と排気通路４のタービン５ｂと排気浄化触媒７との間の区間とを接続する第２バイパス通路１４が設けられている。なお、図１に示したように第２バイパス通路１４と第１バイパス通路８とは、それらの一部を共有している。第２バイパス通路１４には、ＥＧＲ通路１０から排気通路４への排気の流れを許容し、排気通路４からＥＧＲ通路１０への排気の流れは阻止する逆止弁１５と、第２バイパス通路１４を開閉する第２バイパス弁としての排気制御弁１６とが設けられている。
【００１９】
ウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の動作は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだ周知のコンピュータユニットとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のものである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の運転状態に基づいて吸気通路３に還流すべき排気の量を算出し、その算出した量の排気が吸気通路３に還流されるようにＥＧＲ弁１２の開度を制御する。ＥＣＵ２０には、エンジン１の運転状態を検出するためのセンサとしてエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ２１、及びエンジン１の冷却水の温度に対応する信号を出力する水温センサ２２、コンプレッサ５ａよりも下流側の吸気通路３の圧力、すなわち過給圧に対応する信号を出力する過給圧センサ２３等が接続されている。この他にもＥＣＵ２０に各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２０】
図２は、ＥＣＵ２０がウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の動作を制御するためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する排気制御ルーチンを示している。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、エンジン１の冷却水の温度（以下、冷却水温と略称することがある。）、及び過給圧等が取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、エンジン１が機関温度が低い状態での始動である冷間始動後の暖機運転中、すなわちファーストアイドル運転中か否か判断する。この判断は、例えば冷却水温及びエンジン１の回転数に基づいて行えばよい。例えば、冷却水温が予め設定した判定温度以下であり、かつエンジン１の回転数が所定のアイドリング回転数域内の場合にエンジン１がファーストアイドル運転中と判断する。エンジン１がファーストアイドル運転中であると判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０はウェイストゲートバルブ９を開け、排気制御弁１６を閉じる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２１】
一方、ファーストアイドル運転中ではないと判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ２０はエンジン１が低速運転中か否か判断する。この判断は、エンジン１の回転数に基づいて行えばよい。例えば、エンジン１の回転数が予め設定した所定の判定回転数以下の場合にエンジン１が低速運転中と判断する。なお、この判定値には、エンジン１が低速運転中か否かの判断基準となる回転数が設定され、エンジン１のアイドリング回転数域の上限値よりも高い値が設定される。図３は、エンジン１における回転数と過給圧との関係の一例を示している。この図に示したように過給圧は、回転数がインターセプトポイント回転数Ｎに達するまでは上昇し、回転数がインターセプトポイント回転数Ｎに達した後は一定圧に維持される。そのため、図３の点Ｐがエンジン１のインターセプトポイントである。インターセプトポイントＰとは、過給圧のコントロールを開始する時期のことであり、全負荷すなわちアクセル全開の条件でエンジン１の回転数を上げていった際に、これ以上過給圧が上がらなくなるよう設定されるポイントである。また、インターセプトポイント回転数Ｎは、このインターセプトポイントＰにおけるエンジン１の回転数である。そして、図３に示したようにこのインターセプトポイント回転数Ｎは、エンジン１が低回転で運転されるか否かの基準となる。そこで、判定値には、インターセプトポイント回転数Ｎを設定してもよい。この場合、図３の領域Ａ２が低速運転領域となり、領域Ａ３が中・高速運転領域となる。そして、図３の領域Ａ１がファーストアイドル運転領域となる。そのため、図３の回転数範囲ＮＩが、所定のアイドリング回転数域に相当する。エンジン１が低速運転中と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ２０はウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の両方を閉じる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２２】
一方、エンジン１が中・高速運転中であると判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２０はウェイストゲートバルブ９を閉じ、排気制御弁１６を開ける。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
図４は、このように制御が行われたときのエンジン１の運転状態とウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の状態との関係を示している。また、図４には各運転状態において排気を排気浄化触媒７に導くために使用される経路についても示した。なお、図１に示したように経路Ｒ１は、ＥＧＲ通路１０及び第２バイパス通路１４を経由してエキマニ４ａから排気浄化触媒７に排気が導かれる経路、すなわち排気がＥＧＲクーラ１１、逆止弁１５、及び排気制御弁１６を通過する経路である。経路Ｒ２は、第１バイパス通路８を経由してエキマニ４ａから排気浄化触媒７に排気が導かれる経路、すなわち排気がウェイストゲートバルブ９を通過する経路である。経路Ｒ３は、排気通路４のみを経由してエキマニ４ａから排気浄化触媒７に排気が導かれる経路、すなわち排気がタービン５ｂを通過する経路である。
【００２４】
図４に示したように、ファーストアイドル運転中はウェイストゲートバルブ９が開けられ、排気制御弁１６が閉じられる。そのため、エキマニ４ａから排気浄化触媒７への排気の経路としては、経路Ｒ２及び経路Ｒ３が使用される。低速運転中には、ウェイストゲートバルブ９および排気制御弁１６の両方が閉じられる。そのため、エキマニ４ａから排気浄化触媒７への排気の経路としては、経路Ｒ３のみが使用される。そして、中・高速運転中には、ウェイストゲートバルブ９が閉じられ、排気制御弁１６が開けられる。そのため、エキマニ４ａから排気浄化触媒７への排気の経路としては、経路Ｒ１及び経路Ｒ３が使用される。
【００２５】
この形態によれば、エンジン１に第２バイパス通路１４が設けられ、中・高速運転中はウェイストゲートバルブ９が閉じられるとともに排気制御弁１６が開けられるので、ＥＧＲクーラ１１で冷却した排気を排気浄化触媒７に導入することができる。そのため、排気浄化触媒７の温度上昇を抑制し、これにより排気浄化触媒７の過熱を抑制することができる。従って、排気浄化触媒７の劣化を抑制することができる。また、エンジン１に供給する燃料量を増加させることなく排気の温度を低下させることができるので、エンジン１の燃費悪化を防止することができる。そして、第２バイパス通路１４には逆止弁１５が設けられているので、排気通路４からＥＧＲ通路１０への排気の逆流を確実に防止することができる。
【００２６】
この形態では、ファーストアイドル運転中はウェイストゲートバルブ９が開けられ、排気制御弁１６が閉じられるので、経路Ｒ２を介して高温の排気を排気浄化触媒７に導入することができる。そのため、排気浄化触媒７の温度を速やかに上昇させ、これにより排気浄化触媒７を速やかに活性化させることができる。従って、ファーストアイドル運転中における排気エミッションを改善することができる。
【００２７】
また、この形態では、低速運転中はウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の両方が閉じられるので、排気の全量をタービン５ｂに導くことができる。そのため、タービン５ｂ及びコンプレッサ５ａの回転数を速やかに上昇させることができる。従って、エンジン１の過給を速やかに行うことができる。
【００２８】
（第２の形態）
図５〜図７を参照して本発明の第２の形態に係る制御装置について説明する。なお、この形態でもエンジン１については図１が参照される。図５はこの形態においてＥＣＵ２０が実行する排気制御ルーチンを示している。また、図６はこの形態におけるエンジン１の回転数と過給圧との関係の一例を示し、図７は図５に示した排気制御ルーチンが実行されたときのエンジン１の運転状態とウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の状態との関係を示している。図５に示したようにこの形態では、ステップＳ１４とステップＳ１６との間にステップＳ２１が設けられている点が第１の形態と異なる。なお、それ以外は第１の形態と同じであるため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図５を参照して第２の形態の排気制御ルーチンについて説明する。図５の排気制御ルーチンにおいてステップＳ１４までは第１の形態の図２の排気制御ルーチンと同様に処理が進められる。ステップＳ１４で低速運転中であると判断した場合はステップＳ２１に進み、ＥＣＵ２０はエンジン１に供給される冷却水の温度を高める必要がある冷却水昇温条件が成立しているか否か判断する。冷却水昇温条件が成立しているか否かは、冷却水温及び過給圧に基づいて判断される。例えば、冷却水温が所定の判定温度以下であり、かつ過給圧が所定の判定圧以下の場合に冷却水昇温条件が成立していると判断される。なお、所定の判定温度は、エンジン１がファーストアイドル運転中か否か判断するために使用したものと同じでよい。所定の判定圧は、気筒から排出された排気の全量をタービン５ｂに供給すべきか否かの判断基準として設定されるものである。例えば、図６の領域Ａ４に対応するエンジン１の運転状態においては、エンジン１が低速運転中であっても過給圧が低いので、気筒から排出された排気の全量をタービン５ｂに供給しなくてもエンジン１の過給を行うことができる。一方、この図の領域Ａ２に対応するエンジン１の運転状態においては、高い過給圧が要求されるので、気筒から排出された排気の全量をタービン５ｂに供給する必要がある。そこで、例えば所定の判定圧には、図６の過給圧Ｐｒが設定される。
【００３０】
冷却水昇温条件が不成立と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ２０はウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の両方を閉じる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、冷却水昇温条件が成立していると判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２０はウェイストゲートバルブ９を閉じ、排気制御弁１６を開ける。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
この排気制御ルーチンによれば、図７に示したように低速運転中において冷却水温が低く、かつ過給圧が低い場合にはウェイストゲートバルブ９が閉じられ、排気制御弁１６が開けられる。そのため、エキマニ４ａから排気浄化触媒７への排気の経路としては、経路Ｒ１及び経路Ｒ３が使用される。一方、低速運転中において冷却水温が高い、又は過給圧が高い場合にはウェイストゲートバルブ９及び排気制御弁１６の両方が閉じられる。そのため、エキマニ４ａから排気浄化触媒７への排気の経路としては、経路Ｒ３のみが使用される。
【００３２】
この形態によれば、エンジン１が低速運転中のときに冷却水温が低く、かつ過給圧が低い場合にはウェイストゲートバルブ９が閉じられ、排気制御弁１６が開けられるので、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、エンジン１の温度を速やかに上昇させ、これによりエンジン１を速やかに暖機することができる。また、気筒から排出された直後の高温の排気と冷却水とを熱交換させるので、排熱の回収効率を高めることができる。
【００３３】
なお、この形態における冷却水昇温条件は、冷却水温のみに基づいて成立しているか否か判断してもよい。すなわち、冷却水昇温条件は、過給圧に拘わりなく冷却水温が所定の判定温度以下の場合に成立していると判断してもよい。この場合、機関本体２の温度が高くなるまでエンジン１の過給を制限できる。
【００３４】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関であってもよい。内燃機関がファーストアイドル運転中か否かは、冷却水の温度の代わりにオイルの温度を参照して判断してもよい。
【００３５】
ウェイストゲートバルブ及び排気制御弁には、開度を調整可能なバルブが設けられてもよい。この場合、エンジンの運転状態に応じてこれらウェイストゲートバルブ及び排気制御弁の開度を適宜に調整してもよい。例えば、エンジン１の運転状態が中・高速運転から低速運転に切り替わったときは、排気制御弁が徐々に閉弁されるようにこの排気制御弁の開度を調整する。このように各バルブの制御を行うことにより、排気通路の流路抵抗が急に変化することを防止できるので、内燃機関の回転数変動や振動などを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  内燃機関
２  機関本体
３  吸気通路
４  排気通路
５  ターボ過給機
５ａ  コンプレッサ
５ｂ  タービン
７  排気浄化触媒
８  第１バイパス通路
９  ウェイストゲートバルブ（第１バイパス弁）
１０  ＥＧＲ通路
１１  ＥＧＲクーラ
１３  冷却水通路
１４  第２バイパス通路
１５  逆止弁
１６  排気制御弁（第２バイパス弁）
２０  エンジンコントロールユニット（制御手段）
Ｎ  判定回転数
ＮＩ  アイドリング回転数域
【図１】
2010185374.tif 000003
【図２】
2010185374.tif 000004
【図３】
2010185374.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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