(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、低速域や減速後の立ち上がりにおける排気エネルギーを増大させることができ、大容量タービンの使用を可能とするとともに、エミッションの悪化を確実に回避することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、タービン２６ｂとコンプレッサ２６ａとを有するターボ過給機２６と、タービン２６ｂの上流側と、コンプレッサ２６ａの下流側とを接続するＥＧＲ通路４６と、ＥＧＲ弁５０と、コンプレッサ２６ａの下流側の圧力がタービン２６ｂの上流側の圧力より大きいときにＥＧＲ弁５０を開くことにより、吸気通路２２内の空気をＥＧＲ通路４６を通してタービン２６ｂの上流側の排気通路２４に流入させる空気供給手段と、空気がタービン２６ｂの上流側の排気通路２４に供給されるときに、その量に応じて、タービン２６ｂの上流側の排気通路２４に燃料を供給する燃料供給手段と、を備える。【選択図】図１
2010096080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有する過給機と、
前記タービンの上流側の排気通路と、前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを接続する流路と、
前記流路の流量を調整する弁と、
前記コンプレッサの下流側の圧力が前記タービンの上流側の圧力より大きいときに前記弁を開くことにより、前記吸気通路内の空気を前記流路を通して前記タービンの上流側の排気通路に流入させる空気供給手段と、
前記空気供給手段により空気が前記タービンの上流側の排気通路に供給されるときに、その空気量に応じて、前記タービンの上流側の排気通路に燃料を供給する燃料供給手段と、
を備え、
前記燃料供給手段により供給される燃料を前記空気供給手段により供給される空気によって前記タービンの上流側の排気通路で燃焼させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
気筒内に直接に燃料を噴射する直接噴射インジェクタを備え、
前記燃料供給手段は、排気行程において前記直接噴射インジェクタから燃料を噴射することにより前記タービンの上流側の排気通路に燃料を供給することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料供給手段は、前記コンプレッサの下流側の圧力と前記タービンの上流側の圧力との差圧と、前記弁の開度とに基づいて、前記タービンの上流側に供給される空気量を推定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記タービンは、第１の気筒群からの排気ガスが流入する第１の入口と、第２の気筒群からの排気ガスが流入する第２の入口とを有するツインスクロール型のものであり、
前記流路は、前記第１の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の排気通路と、前記第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の排気通路とにそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料供給手段は、前記空気供給手段により前記タービンの上流側の排気通路に供給される空気量に対しほぼ理論空燃比となる量の燃料を供給することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられたインタークーラを更に備え、
前記流路は、前記コンプレッサと前記インタークーラとの間の吸気通路に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関のエミッション性能や燃費性能の更なる改善を図るために、理論空燃比運転の領域を拡大することが求められている。理論空燃比運転の領域を拡大するためには、排気ガス温度を低減することにより、触媒保護のための燃料増量をなるべく実施せずに済むようにすることが必要である。排気ガス温度を低減するためには、点火時期を進角することが重要である。しかしながら、ノッキングが生ずると、ノッキング回避のために、点火時期を遅角しなければならない。よって、点火時期を進角するには、ノッキングが起こりにくいようにする必要がある。ノッキングが起こりにくくするには、燃焼室内の残留ガスを低減することが有効である。
【０００３】
ターボ過給機付き内燃機関における中高速回転域の残留ガスを低減するためには、その領域で排気弁が受ける背圧を低下させることが必要である。そのためには、タービンを大容量化することが望ましい。しかしながら、大容量のタービンを十分に回転させるためには、高い排気エネルギーが必要である。このため、大容量のタービンを搭載した場合には、排気エネルギーの低い低速域や、減速からの立ち上がりにおいて、タービンを十分に回転させることができず、過給が不十分となる。
【０００４】
特開２００７−８５１９８号公報には、吸気圧力が排気圧力より高くなったときにＥＧＲ弁を開き、ＥＧＲ通路を通して空気を排気通路に流入させる過給圧制御システムが開示されている。同公報の段落０００９には、これにより、排気中の未燃ＨＣの燃焼が促進され、排気エネルギーが増加するので、速やかに過給圧を上昇させることができる、と記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５１９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５１０４号公報
【特許文献３】特開２００５−３２０９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特開２００７−８５１９８号公報に記載された発明では、排気通路に空気を流入させることにより、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンになってしまう。このため、触媒でのＮＯｘ浄化率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低速域や減速後の立ち上がりにおける排気エネルギーを増大させることができ、大容量タービンの使用を可能とするとともに、エミッションの悪化を確実に回避することのできる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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有する過給機と、
前記タービンの上流側の排気通路と、前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを接続する流路と、
前記流路の流量を調整する弁と、
前記コンプレッサの下流側の圧力が前記タービンの上流側の圧力より大きいときに前記弁を開くことにより、前記吸気通路内の空気を前記流路を通して前記タービンの上流側の排気通路に流入させる空気供給手段と、
前記空気供給手段により空気が前記タービンの上流側の排気通路に供給されるときに、その空気量に応じて、前記タービンの上流側の排気通路に燃料を供給する燃料供給手段と、
を備え、
前記燃料供給手段により供給される燃料を前記空気供給手段により供給される空気によって前記タービンの上流側の排気通路で燃焼させることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
気筒内に直接に燃料を噴射する直接噴射インジェクタを備え、
前記燃料供給手段は、排気行程において前記直接噴射インジェクタから燃料を噴射することにより前記タービンの上流側の排気通路に燃料を供給することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記燃料供給手段は、前記コンプレッサの下流側の圧力と前記タービンの上流側の圧力との差圧と、前記弁の開度とに基づいて、前記タービンの上流側に供給される空気量を推定する手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記タービンは、第１の気筒群からの排気ガスが流入する第１の入口と、第２の気筒群からの排気ガスが流入する第２の入口とを有するツインスクロール型のものであり、
前記流路は、前記第１の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の排気通路と、前記第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の排気通路とにそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記燃料供給手段は、前記空気供給手段により前記タービンの上流側の排気通路に供給される空気量に対しほぼ理論空燃比となる量の燃料を供給することを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられたインタークーラを更に備え、
前記流路は、前記コンプレッサと前記インタークーラとの間の吸気通路に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、コンプレッサの下流側の圧力がタービンの上流側の圧力より大きいときに、吸気通路内の空気を流路を通してタービンの上流側の排気通路に流入させるとともに、その空気量に応じて、タービンの上流側の排気通路に燃料を供給することができる。これにより、低速域や減速後の立ち上がりにおいて、排気通路で後燃えを生じさせ、タービンに流入する排気エネルギーを増大させることができる。このため、大容量のタービンを用いた場合であっても、低速域や減速後の立ち上がりにおいてターボ回転数を迅速に上昇させることができ、十分な過給を行うことができる。また、排気通路に空気を供給したときに同時に燃料も供給するので、触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンに偏ることを防止することができる。このため、エミッションの悪化が防止され、良好なＮＯｘ浄化率を維持することができる。また、後燃えする燃料の量を十分に確保することができるので、タービンに流入する排気エネルギーを十分に増大させることができる。
【００１５】
第２の発明によれば、排気通路に空気が供給されたとき、排気行程において直接噴射インジェクタから燃料を噴射することによりタービンの上流側の排気通路に燃料を供給することができる。これにより、排気通路に供給される燃料の量を高精度に制御することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、コンプレッサの下流側の圧力とタービンの上流側の圧力との差圧と、タービンの上流側の排気通路とコンプレッサの下流側の吸気通路とを接続する流路に設けられた弁の開度とに基づいて、タービンの上流側に供給される空気量を高精度に推定することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、ツインスクロール型ターボ過給機を備えたシステムにおいて、両スクロール間に排気エネルギーの差が生ずることを確実に防止することができる。このため、ターボ過給機の作動特性を良好とすることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、タービンの上流側の排気通路に供給される空気量に対しほぼ理論空燃比となる量の燃料を排気通路に供給することができる。これにより、排気通路に空気と燃料とが供給されたときに、触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比の近傍に精度良く保持することができる。このため、触媒における各有害成分の浄化率の低下を確実に防止することができ、より優れた浄化性能が得られる。
【００１９】
第６の発明によれば、インタークーラにより冷却される前の高温の空気を取り出して排気通路に供給することができる。このため、空気が排気通路内の排気ガスに合流したときの温度低下幅を小さくすることができるので、タービンに流入する排気エネルギーを更に増大させることができる。また、低速域では、車速が低いので、走行風が弱く、インタークーラの冷却性能が低下する。この場合に、排気通路に供給される分の空気が取り出されることにより、インタークーラを通過する空気量は減少する。このため、インタークーラの負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２１】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１のシステムは、内燃機関１０を備えている。本実施形態の内燃機関１０は、火花点火式のものである。内燃機関１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。図１には、一つの気筒のみが代表して描かれている。
【００２２】
内燃機関１０の各気筒には、ピストン１２と、吸気弁１４と、排気弁１６と、点火プラグ１８と、気筒内（燃焼室内）に直接に燃料を噴射する直接噴射インジェクタ２０とが設けられている。また、各気筒の吸気弁１４には吸気通路２２が連通し、排気弁１６には排気通路２４が連通している。
【００２３】
また、内燃機関１０は、ターボ過給機２６を有している。ターボ過給機２６は、コンプレッサ２６ａとタービン２６ｂとを有している。コンプレッサ２６ａは、吸気通路２２の途中に配置されており、タービン２６ｂは、排気通路２４の途中に配置されている。
【００２４】
コンプレッサ２６ａより上流側の吸気通路２２には、エアクリーナ２８と、吸入空気量を検出するエアフローメータ３０とが設置されている。コンプレッサ２６ａより下流側の吸気通路２２には、インタークーラ３２と、スロットル弁３４と、サージタンク３６とが設けられている。
【００２５】
タービン２６ｂの近傍には、タービン２６ｂの上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路３８が設けられている。バイパス通路３８には、ウェイストゲート弁４０が設置されている。ウェイストゲート弁４０が開くと、排気ガスの一部は、タービン２６ｂを通らずにバイパス通路３８を通って流れる。
【００２６】
また、タービン２６ｂより下流側の排気通路２４には、排気ガスを浄化する触媒４２が設置されている。触媒４２は、例えば、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを同時に低減可能な三元触媒としての機能を有している。
【００２７】
本実施形態の内燃機関は、外部ＥＧＲ装置４４を備えている。外部ＥＧＲ装置４４は、タービン２６ｂの上流側の排気通路２４とコンプレッサ２６ａの下流側の吸気通路２２とを接続するＥＧＲ通路４６と、ＥＧＲ通路４６の途中に設けられたＥＧＲクーラ４８と、ＥＧＲ通路４６の流量を調整するＥＧＲ弁５０とを有している。外部ＥＧＲ装置４４によれば、排気通路２４の排気ガスの一部を吸気通路２２に還流させる外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。
【００２８】
本実施形態では、ＥＧＲ通路４６の一端は、ＥＧＲ弁５０を介してサージタンク３６に接続されており、ＥＧＲ通路４６の他端は、排気ポート５８に接続されている。
【００２９】
本実施形態のシステムは、更に、コンプレッサ２６ａの下流側の吸気通路２２内の圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ５２と、タービン２６ｂの上流側の排気通路２４内の圧力（背圧）を検出する背圧センサ５４と、触媒４２に流入する排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ５６と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。ＥＣＵ６０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
【００３０】
ＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、各アクチュエータの作動を制御することにより、内燃機関１０の各種のパラメータを制御することができる。例えば、ＥＣＵ６０は、空燃比センサ５６の信号に基づいて燃料噴射量を制御することにより、触媒４２に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比に一致させる空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００３１】
［実施の形態１の特徴］
前述したように、本実施形態の内燃機関１０においては、外部ＥＧＲ装置４４により、外部ＥＧＲを行うことができる。すなわち、背圧がサージタンク３６内の圧力より高いときにＥＧＲ弁５０を開くことにより、排気通路２４内の排気ガスの一部をＥＧＲ通路４６を通して吸気通路２２に還流させることができる。部分負荷領域においては、外部ＥＧＲを行うことにより、ポンプ損失が小さくなり、燃費を改善することができる。
【００３２】
一般に、ターボ過給機付き内燃機関においては、低速域や、減速からの立ち上がりにおいて、ターボ過給機２６の回転数が十分に上昇せず、過給が不足する場合がある。特に、大容量のタービン２６ｂを採用した場合には、ターボ過給機２６の回転数の上昇が遅れ易い。本実施形態では、この問題を外部ＥＧＲ装置４４を流用して解決するべく、次のような制御を実行することとした。
【００３３】
内燃機関１０の低速域においては、過給圧が背圧より高くなる場合がある。この場合に、本実施形態では、ＥＧＲ弁５０を開くとともに、通常の燃料噴射に加えて排気行程で燃料噴射を行う。過給圧が背圧より大きい場合にＥＧＲ弁５０を開くと、サージタンク３６内の新気の一部がＥＧＲ通路４６を逆流し、排気ポート５８に流入する。また、排気ポート５８には、排気行程で噴射された燃料が排気弁１６を通って流入する。排気ポート５８にある排気弁１６は、排気ガスに常に晒され、高温になっている。このため、上記のようにして、燃料と空気とが排気ポート５８に供給されると、排気ポート５８内で燃焼（後燃え）が生ずる。この後燃えにより、タービン２６ｂに流入する排気エネルギーを増大させることができる。このため、大容量のタービン２６ｂを採用した場合であっても、ターボ過給機２６の回転数を迅速に上昇させることができる。よって、低速域や、減速からの立ち上がりにおいて、過給不足が生ずることを確実に防止することができる。
【００３４】
［実施の形態１における具体的処理］
図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に、あるいはクランク角に同期してサイクル毎に、繰り返し実行されるものとする。
【００３５】
図２に示すルーチンによれば、まず、過給圧が背圧より高いか否かが判別される（ステップ１００）。ここでの過給圧としては、過給圧センサ５２で検出される過給圧をそのまま用いるか、あるいはその平均値を用いることができる。また、ここでの背圧としては、背圧センサ５４で検出される背圧をそのまま用いるか、あるいはその平均値を用いることができる。また、このステップ１００では、過給圧と背圧との差圧ΔＰが所定の判定値より大きい場合に、過給圧が背圧より高いと判定してもよい。
【００３６】
上記ステップ１００で、過給圧が背圧より高いと判定されていない場合には、以下の処理を実行する必要はないので、このルーチンの処理がそのまま終了される。一方、上記ステップ１００で、過給圧が背圧より高いと判定された場合には、ＥＧＲ弁５０が開かれる（ステップ１０２）。これにより、吸気通路２２内の空気が、ＥＧＲ通路４６を通って、排気ポート５８に流入する。このステップ１０２において、ＥＧＲ弁５０の開度は、内燃機関１０の運転状態（エンジン回転数、吸入空気量等）に基づいて、所定のマップにより算出される。
【００３７】
上記ステップ１０２の処理に続いて、ＥＧＲ通路４６を通って排気ポート５８に流入する空気量が算出される（ステップ１０４）。図３は、排気ポート５８に流入する空気量を算出するためのマップである。このマップに示すように、過給圧と背圧との差圧ΔＰが大きいほど排気ポート５８に流入する空気量は多くなり、また、ＥＧＲ弁５０の開度が大きいほど排気ポート５８に流入する空気量は多くなる。上記ステップ１０４においては、図３に示すマップに従い、過給圧と背圧との差圧ΔＰと、ＥＧＲ弁５０の開度とに基づいて、排気ポート５８に流入する空気量が算出される。
【００３８】
上記ステップ１０４の処理に続いて、排気行程において直接噴射インジェクタ２０から燃料を噴射する処理が実行される（ステップ１０６）。内燃機関１０では、燃焼室内で燃焼させるための正規の燃料噴射は、吸気行程あるいは圧縮行程において実行される。この正規の燃料噴射とは別に、上記排気行程の燃料噴射が実行される。この排気行程での燃料噴射量は、上記ステップ１０４で算出された排気ポート５８への空気流入量に対し、ほぼ理論空燃比となるように算出される。
【００３９】
排気行程で噴射された燃料は、燃焼せずに排気弁１６を通り、排気ポート５８へ排出される。この未燃燃料が、ＥＧＲ通路４６を通って排気ポート５８に供給された空気と反応することにより、後燃えが生ずる。この後燃えにより、タービン２６ｂに流入する排気エネルギーを増大させることができる。このため、大容量のタービン２６ｂを採用した場合であっても、ターボ過給機２６の回転数を迅速に上昇させることができるので、低速域や、減速からの立ち上がりにおいて、過給不足が生ずることを確実に防止することができる。
【００４０】
本発明によれば、上述したように、大容量のタービン２６ｂを採用することが可能となるので、排気ガス量が多くなる中高速域においても、背圧の増大が抑制され、筒内の残留ガスを低減することができる。このため、出力性能を向上することができる。また、残留ガスが少ないことにより、ノッキングが起こりにくくなり、点火時期を十分に進角することができる。このため、燃費性能を改善することができる。また、ノッキング回避のための点火時期遅角を抑制することができるので、排気ガス温度を低減することができる。その結果、触媒保護のための燃料増量をなるべく実施せずに済むので、理論空燃比運転の領域を拡大することができる。よって、エミッション性能を十分に改善することができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、ＥＧＲ通路４６を通して排気ポート５８に空気を供給した際、この空気と反応させるための燃料を正規の燃料噴射とは別に排気行程で噴射することができる。これにより、後燃えに供するための燃料量を十分に確保することができるので、タービン２６ｂに流入する排気エネルギーを十分に増大させることができる。このため、ターボ過給機２６の回転数を更に迅速に上昇させることができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、排気行程での燃料噴射量が、排気ポート５８への空気流入量に対し、ほぼ理論空燃比となるように制御することができる。このため、ＥＧＲ通路４６を通して排気ポート５８に空気が供給された場合であっても、触媒４２に流入する排気ガスの空燃比がリーン側に大きくずれることを確実に防止し、理論空燃比の近傍に精度良く保持することができる。このため、触媒４２における各有害成分の浄化率の低下を確実に防止することができ、より優れた浄化性能が得られる。
【００４３】
なお、触媒４２に流入する排気ガスの空燃比の最終的な制御は、前述した空燃比フィードバック制御により、吸気行程あるいは圧縮行程で行われる正規の燃料噴射量が調整されることによって行われる。このため、排気行程での燃料噴射量は、排気ポート５８への空気流入量に対し、必ずしも厳密に理論空燃比になっていなくてもよく、概ね理論空燃比になっていればよい。
【００４４】
上述した実施の形態１においては、ＥＧＲ通路４６が前記第１の発明における「流路」に、ＥＧＲ弁５０が前記第１の発明における「弁」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「空気供給手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１、第２、第３および第５の発明における「燃料供給手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「空気量を推定する手段」が、それぞれ実現されている。
【００４５】
また、上述した実施の形態１では、外部ＥＧＲ装置４４を流用することによってタービン２６ｂの上流側の排気通路２４に空気を供給するシステムを例に説明したが、本発明は、外部ＥＧＲ装置４４を備えないシステムにも適用可能である。すなわち、本発明は、タービン２６ｂの上流側の排気通路２４と、コンプレッサ２６ａの下流側の吸気通路２２とを接続するように設けられた流路を、吸気側から排気側に空気を供給することにのみ用い、ＥＧＲには用いないようなシステムであってもよい。図４は、ＥＧＲを用いない場合のシステム構成を示す図である。以下、この図４のシステムと、図１のシステムとの相違点のみを説明し、同様の事項の説明は省略する。
【００４６】
図４に示すシステムにおいては、過給圧が背圧より高い場合、新気の一部を流路６２を通して排気ポート５８に供給することができる。流路６２は、弁６４を介して、コンプレッサ２６ａとインタークーラ３２との間の吸気通路２２に接続されている。すなわち、図４に示すシステムでは、流路６２を通って排気ポート５８に供給される新気は、コンプレッサ２６ａとインタークーラ３２との間の吸気通路２２から取り出される。インタークーラ３２は、コンプレッサ２６ａで圧縮されて高温となった吸入空気を、車両の走行風により冷却するように構成されている。
【００４７】
図４に示すシステムによれば、インタークーラ３２により冷却される前の高温の空気を流路６２に取り出して排気ポート５８に供給することができる。このため、空気が排気ポート５８内の排気ガスに合流したときの温度低下幅を小さくすることができるので、タービン２６ｂに流入する排気エネルギーを更に増大させることができる。また、前述したように、流路６２により空気が取り出されるのは、低速域である。低速域では、車速が低いので、走行風が弱く、インタークーラ３２の冷却性能が低下する。この場合に、流路６２により空気が取り出された分、インタークーラ３２を通過する空気量は減少する。このため、インタークーラ３２の負荷を軽減することができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。図５は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。なお、図５において、図１に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態における内燃機関１０は、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒型エンジンである。また、本実施形態におけるターボ過給機２６は、ツインスクロール型ターボ過給機である。このターボ過給機２６のタービン２６ｂは、第１の入口２６１と、第２の入口２６２とを備えている。
【００５０】
＃１〜＃４気筒には、排気通路２４１〜２４４がそれぞれ接続されている。そして、＃１気筒に接続された排気通路２４１と、＃４気筒には接続された排気通路２４４とが合流して、排気通路２４５を構成している。この排気通路２４５は、タービン２６ｂの第１の入口２６１に接続されている。また、＃２気筒に接続された排気通路２４２と、＃３気筒には接続された排気通路２４３とが合流して、排気通路２４６を構成している。この排気通路２４６は、タービン２６ｂの第２の入口２６２に接続されている。
【００５１】
以上のように、本実施形態では、内燃機関１０を第１の気筒群（＃１気筒および＃４気筒）と第２の気筒群（＃２気筒および＃３気筒）とに分け、第１の気筒群からの排気ガスをタービン２６ｂの第１の入口２６１に流入させ、第２の気筒群からの排気ガスをタービン２６ｂの第２の入口２６２に流入させるように構成されている。このような構成によれば、気筒間の排気脈動干渉を抑制することができ、優れた過給特性が得られる。
【００５２】
また、本実施形態におけるＥＧＲ通路４６は、排気通路に接続される側が、第１ＥＧＲ通路４６１と第２ＥＧＲ通路４６２とに分岐している。そして、第１ＥＧＲ通路４６１は、＃１気筒の排気通路２４１に接続され、第２ＥＧＲ通路４６２は、＃２気筒の排気通路２４２に接続されている。
【００５３】
本実施形態の内燃機関１０においては、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、過給圧が背圧より高くなったときにＥＧＲ弁５０を開くことにより、吸気通路２２内の空気をＥＧＲ通路４６を逆流させて排気通路に流入させることができる。そして、その空気により、排気行程で噴射された燃料を後燃えさせることにより、ターボ過給機２６の回転数を迅速に上昇させることができる。この際、ＥＧＲ通路４６からの空気は、＃１気筒の排気通路２４１と、＃２気筒の排気通路２４２とに流入する。これらのうち、＃１気筒の排気ガスは、タービン２６ｂの第１の入口２６１に流入し、＃２気筒の排気ガスは、タービン２６ｂの第２の入口２６２に流入する。従って、第１の入口２６１側のスクロールの排気エネルギーと、第２の入口２６２側のスクロールの排気エネルギーとをそれぞれ高めることができるので、両スクロール間に排気エネルギーの差が生ずることを確実に防止することができる。このため、ターボ過給機２６の作動特性を良好とすることができる。
【００５４】
図５に示す例では、第１ＥＧＲ通路４６１および第２ＥＧＲ通路４６２を＃１気筒および＃２気筒にそれぞれ接続しているが、第１ＥＧＲ通路４６１および第２ＥＧＲ通路４６２は、第１の気筒群のうちの何れかの気筒と、第２の気筒群のうちの何れかの気筒とに接続されていればよい。すなわち、第１ＥＧＲ通路４６１および第２ＥＧＲ通路４６２の接続相手は、次の（１）〜（３）の何れかであっても、本実施形態と同様の効果が得られる。（１）＃１気筒と＃３気筒、（２）＃２気筒と＃４気筒、（３）＃３気筒と＃４気筒。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】排気ポートに流入する空気量を算出するためのマップである。
【図４】ＥＧＲを用いない場合のシステム構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  吸気弁
１６  排気弁
１８  点火プラグ
２０  直接噴射インジェクタ
２２  吸気通路
２４  排気通路
２６  ターボ過給機
２６ａ  吸気圧縮機
２６ｂ  排気タービン
３０  エアフローメータ
３２  インタークーラ
３４  スロットル弁
３６  サージタンク
４４  外部ＥＧＲ装置
４６  ＥＧＲ通路
４８  ＥＧＲクーラ
５０  ＥＧＲ弁
５２  過給圧センサ
５４  背圧センサ
５６  空燃比センサ
５８  排気ポート
６０  ＥＣＵ
６２  流路
６４  弁
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６  排気通路
２６１  第１の入口
２６２  第２の入口
４６１  第１ＥＧＲ通路
４６２  第２ＥＧＲ通路
【図１】
2010096080.tif 000003
【図２】
2010096080.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010096080.tif 000007