(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）車両に搭載され、（ｉｉ）吸気通路に配置されたコンプレッサ及び排気通路に配置されたタービンを有する過給機と、（ｉｉｉ）前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側に配置され、前記吸気通路を流れる気体を冷却するインタークーラと、を備えるエンジンに搭載され、
前記排気通路における前記タービンの上流側と、前記吸気通路における前記インタークーラの下流側とを連通する第１流路と、
前記排気通路における前記タービンの上流側と、前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側且つ前記インタークーラの上流側とを連通する第２流路と、
前記第１流路及び前記第２流路を相互に切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、前記車両に対する加速要求があり、且つ、前記吸気通路に係る圧力が前記排気通路に係る圧力よりも大きいときに、前記吸気通路を流れる気体が、前記インタークーラを介することなく前記排気通路へ供給されるように、前記第２流路に切り替える
ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された過給機付きエンジンのＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、過給機付きエンジンのＥＧＲ装置であって、ＥＧＲ通路に、排気通路から分岐されたＥＧＲ排気通路を経た排気ガスにより駆動されるタービンと該タービンに同軸駆動されるコンプレッサとを備え、該コンプレッサによりＥＧＲ通路内のＥＧＲガスを加圧しＥＧＲ弁を経て給気通路に送給するＥＧＲ過給機が設置されたＥＧＲ装置が提案されている。ここでは特に、ＥＧＲガス圧力が給気圧力検出値よりも大きいときのみ（即ち、給気管内の給気がＥＧＲ管側に流入しないときのみ）ＥＧＲ弁を解放することが記載されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、例えば、過給機付きエンジンンのＥＧＲ装置であって、該エンジンの負荷が所定負荷よりも低い場合、排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの下流から、吸気通路に配置された給気冷却器の下流へ排気を還流させ、エンジンの負荷が所定負荷よりも高い場合、パティキュレートフィルタの下流から、給気冷却器の上流へ排気を還流させるＥＧＲ装置が提案されています（特許文献２参照）。
【０００４】
或いは、例えば、過給機付きエンジンのＥＧＲ装置であって、ＥＧＲ通路に、ＥＧＲガスと、エンジンの冷却システムの冷却水と、の間で熱交換を行うＥＧＲクーラを配置することによって、エンジンの冷間運転の際に該エンジンの暖機を促進するＥＧＲ装置が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１００５０８号公報
【特許文献２】特開２００６−０２２７７０号公報
【特許文献３】特開２０１１−０１７３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の背景技術によれば、ＥＧＲ通路を通過する気体の温度調整が十分ではない可能性があるという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲ通路を通過する気体の温度調整を好適に行うことができるＥＧＲ装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＥＧＲ装置は、上記課題を解決するために、（ｉ）車両に搭載され、（ｉｉ）吸気通路に配置されたコンプレッサ及び排気通路に配置されたタービンを有する過給機と、（ｉｉｉ）前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側に配置され、前記吸気通路を流れる気体を冷却するインタークーラと、を備えるエンジンに搭載され、前記排気通路における前記タービンの上流側と、前記吸気通路における前記インタークーラの下流側とを連通する第１流路と、前記排気通路における前記タービンの上流側と、前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側且つ前記インタークーラの上流側とを連通する第２流路と、前記第１流路及び前記第２流路を相互に切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記車両に対する加速要求があり、且つ、前記吸気通路に係る圧力が前記排気通路に係る圧力よりも大きいときに、前記吸気通路を流れる気体が、前記インタークーラを介することなく前記排気通路へ供給されるように、前記第２流路に切り替える。
【０００９】
本発明のＥＧＲ装置によれば、当該ＥＧＲ装置が搭載されるエンジンは、例えば自動車等の車両に搭載されている。該エンジンは、吸気通路に配置されたコンプレッサ、及び排気通路に配置されたタービンを有する過給機と、吸気通路における過給機のコンプレッサの下流側に配置され、該吸気通路を流れる気体（例えば、吸気等）を冷却するインタークーラと、を備えている。
【００１０】
ＥＧＲ装置は、排気通路における過給機のタービンの上流側と、吸気通路におけるインタークーラの下流側とを連通する第１流路と、排気通路における過給機のタービンの上流側と、吸気通路における過給機のコンプレッサの下流側且つインタークーラの上流側とを連通する第２流路と、前記第１流路及び前記第２流路を相互に切り替える切替手段と、を備える。尚、第１流路及び第２流路の各々における気体の流れる方向は、排気通路から吸気通路へ向かう方向に限らず、吸気通路から排気通路へ向かう方向であってよい。
【００１１】
上述の如く構成された当該ＥＧＲ装置において、例えばエンジンの負荷に応じて、第１
流路及び第２流路を相互に切り替えれば、第１流路又は第２流路を介して、排気通路から
吸気通路へ還流される排気ガスの温度を適切に調整することができる。本発明では特に、切替手段は、車両に対する加速要求があり、且つ、吸気通路に係る圧力が排気通路に係る圧力よりも大きいときに、第２流路に切り替える。ここで、「第２流路に切り替える」とは、気体が第１流路を流れている場合に、第１流路から第２流路へ切り替えることに限らず、（ｉ）気体が第２流路を流れている場合に、その状態を維持すること、及び（ｉｉ）第１流路及び第２流路のいずれにも気体が流れていない場合に、第２流路に気体が流れるようにすること、も含む。
【００１２】
具体的には例えば、エンジンが比較的軽負荷で運転している際には、吸気通路におけるインタークーラの下流側へ排気ガスを還流するように、切替手段が第１流路に切り替えれば、比較的高温の排気ガスがエンジン内へ供給されるので、例えばエンジンの失火等を抑制することができる。他方、エンジンが比較的高負荷で運転している際には、吸気通路におけるインタークーラの上流側へ排気ガスを還流するように、切替手段が第２流路に切り替えれば、インタークーラにより冷却された排気ガスがエンジン内へ供給されるので、例えばノッキングの発生等を抑制することができる。
【００１３】
更に、吸気通路に係る圧力（即ち、吸気圧）が、排気通路に係る圧力（即ち、背圧）よりも高い場合に、吸気通路におけるインタークーラの上流側から、排気通路におけるタービンの上流側へ吸気を供給するように、切替手段が第２流路に切り替えれば、インタークーラにより冷却されていない比較的高温の吸気を、過給機のタービンに供給することができるので、効率的にタービンの回転数を上昇させることができる。
【００１４】
以上の結果、本発明のＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲ通路を通過する気体の温度調整を好適に行うことができる。
【００１８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＧＲ装置が搭載される車両の要部を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラ及びＥＧＲ弁の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のＥＧＲ装置に係る実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
先ず、本実施形態に係る車両について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るＥＧＲ装置が搭載される車両の要部を示す概略構成図である。尚、図１における実線矢印は、気体の流れを表わしており、点線は、冷却媒体（例えば、冷却水）の流路を表わしている。
【００２２】
図１において、車両１は、エンジン１１と、該エンジン１１に接続された吸気通路（インテークマニホールド：インマニ）１２と、該エンジン１１に接続された排気通路１３と、吸気通路１２に配置されたコンプレッサ１４ｃ及び排気通路１３に配置されたタービン１４ｔを有する過給機１４と、吸気通路１２に配置されたインマニインタークーラ１５と、ＥＧＲ装置１６と、インタークーラ１７と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２０と、を備えて構成されている。
【００２３】
ＥＧＲ装置１６は、ＥＧＲ通路１６１、１６２及び１６３、ＥＧＲ弁１６４、ＥＧＲクーラ１６５、並びに流路切替弁１６６を備えて構成されている。
【００２４】
ここで、ＥＧＲ通路１６１は、排気通路１３における過給機１４のタービン１４ｔの上流側と、流路切替弁１６６との間を結ぶ通路である。ＥＧＲ通路１６２は、吸気通路１２におけるインマニインタークーラ１５の下流側と、流路切替弁１６６とを結ぶ通路である。ＥＧＲ通路１６３は、吸気通路１２における過給機１４のコンプレッサ１４ｃの下流側且つインマニインタークーラ１５の上流側と、流路切替弁１６６とを結ぶ通路である。
【００２５】
尚、ＥＧＲ通路１６１及び１６２により、本発明に係る「第１流路」の一例が構成されており、ＥＧＲ通路１６１及び１６３により、本発明に係る「第２流路」の一例が構成されている。
【００２６】
ＥＧＲクーラ１６５には、エンジン１１との間で熱交換を行う冷却媒体が流れる冷却媒体通路３１と、インマニインタークーラ１５及びインタークーラ１７各々において外気との間で熱交換を行う冷却媒体が流れる冷却媒体流路３３と、が接続されている。ここで、冷却媒体通路３１に流れる冷却媒体の温度は、冷却媒体通路３３に流れる冷却媒体の温度に比べて高いので、説明の便宜上、冷却媒体通路３１に流れる冷却媒体を、「高温冷却媒体」と、冷却媒体通路３３に流れる冷却媒体を「低温冷却媒体」と、適宜称する。
【００２７】
図１に示すように、高温冷却媒体が流れる冷却媒体通路には、ＥＧＲクーラ１６５をバイパスする冷却媒体通路３２も存在する。冷却媒体通路３１と冷却媒体通路３２とは、バルブｖ２及びｖ３がＥＣＵ２０に制御されることにより、相互に切り替えられる。また、低温冷却媒体が流れる冷却媒体通路にも、ＥＧＲクーラ１６５をバイパスする冷却媒体通路３４が存在する。冷却媒体通路３３と冷却媒体通路３４とは、バルブｖ１がＥＣＵ２０に制御されることにより、相互に切り替えられる。
【００２８】
次に、以上のように構成された車両１において、ＥＣＵ２０が実行するＥＧＲクーラ１６５及びＥＧＲ弁１６４の制御処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
図２において、ＥＣＵ２０は、先ず、エンジン１１の暖機中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。尚、エンジン１１の暖機中であるか否かは、例えばエンジン１１に係る温度等を検出することにより判定すればよい。いずれにせよ、エンジン１１が暖機中であるか否かの判定方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、ここでは割愛する。
【００３０】
エンジン１１の暖機中であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ通路１６１及び１６２を介して、排気ガスの一部が、吸気通路１２におけるインマニインタークーラ１５の下流側に還流されるように、ＥＧＲ弁１６４及び流路切替弁１６６を夫々制御する。ＥＣＵ２０は、更に、ＥＧＲクーラ１６５に高温冷却媒体のみが供給されるように、バルブｖ１、ｖ２及びｖ３を夫々制御する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
すると、比較的高温な排気ガスがエンジン１１に還流されることに起因して、該エンジン１１に供給される燃料の霧化が促進される。更に、ＥＧＲクーラ１６５において温められた高温冷却媒体とエンジン１１との間の熱交換により該エンジン１１の温度が上昇する（エンジン１１の暖機時には、ＥＧＲクーラ１６５において温められた高温冷却媒体の温度が、エンジン１１の温度よりも高いため）。この結果、エンジン１１の暖機が促進される。
【００３２】
上記ステップＳ１０１の処理において、エンジン１１の暖機中ではないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の負荷状態が軽負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の実際の負荷を検出し、該検出された負荷と所定閾値とを比較して、エンジン１１の負荷状態が軽負荷状態であるか否かを判定する。尚、所定閾値は、エンジン１１の仕様毎に適切に設定すればよい。
【００３３】
エンジン１１の負荷状態が軽負荷状態であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ通路１６１及び１６２を介して、排気ガスの一部が、吸気通路１２におけるインマニインタークーラ１５の下流側に還流されるように、ＥＧＲ弁１６４及び流路切替弁１６６を夫々制御する。ＥＣＵ２０は、更に、ＥＧＲクーラ１６５に高温冷却媒体のみが供給されるように、バルブｖ１、ｖ２及びｖ３を夫々制御する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
すると、比較的高温な排気ガスがエンジン１１に還流されることに起因して、該エンジン１１に供給される燃料の霧化が促進される。更に、ＥＧＲクーラ１６５において、還流される排気ガスが冷却されるので、該還流される排気ガスの容積が減少し、ＥＧＲの制御性を向上させることができる。この結果、排気ガスが還流されることに起因するエンジン１１の失火を防止することができる。
【００３５】
上記ステップＳ１０３の処理において、エンジン１１の負荷状態が軽負荷状態でないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の負荷状態が中高負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の実際の負荷を検出し、該検出された負荷と所定閾値とを比較して、エンジン１１の負荷状態が中高負荷状態であるか否かを判定する。尚、所定閾値は、エンジン１１の仕様毎に適切に設定すればよい。
【００３６】
エンジン１１の負荷状態が中高負荷状態であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ通路１６１及び１６３を介して、排気ガスの一部が、吸気通路１２における過給機１４のコンプレッサ１４ｃの下流側且つインマニインタークーラ１５の上流側に還流されるように、ＥＧＲ弁１６４及び流路切替弁１６６を夫々制御する。ＥＣＵ２０は、更に、ＥＧＲクーラ１６５に高温冷却媒体及び低温冷却媒体が供給されるように、バルブｖ１、ｖ２及びｖ３を夫々制御する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
この結果、還流される排気ガスが、ＥＧＲクーラ１６５及びインマニインタークーラ１５の両方において冷却されるので、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。加えて、インマニインタークーラ１５を利用することにより、ＥＧＲクーラ１６５の容量を削減することができるので、実用上非常に有利である。
【００３８】
上記ステップＳ１０５の処理において、エンジン１１の負荷状態が中高負荷状態でないと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ＥＧＲ２０は、ＥＧＲ通路１６３及び１６１を介して、吸気の一部が排気通路１３における過給機１４のタービン１４ｔの上流側に供給されるように、ＥＧＲ弁１６４及び流路切替弁１６６を夫々制御する。ＥＣＵ２０は、更に、ＥＧＲクーラ１６５において、上記吸気の一部が冷却されないように（即ち、高温冷却媒体が冷却媒体通路３２を流れ、低温冷却媒体が冷却媒体通路３４を流れるように）、バルブｖ１、ｖ２及びｖ３を夫々制御する（ステップＳ１０７）。
【００３９】
この場合は、典型的には、車両１の加速時であり、且つ、吸気圧が背圧より高いので、ＥＧＲ通路１６３及び１６１を介して、吸気が排気通路１３に流入する。この際、ＥＧＲクーラ１６５により吸気が冷却されないので、比較的高温の吸気が排気通路１３に配置された過給機１４のタービン１４ｔに流入することとなる。この結果、吹き抜けを利用してタービン１４ｔの回転数を上昇させる場合に、吹き抜ける吸気の温度低下が抑制され、もって、タービン１４ｔの回転数の低下を抑制することができる。
【００４０】
尚、本実施形態に係る「インマニインタークーラ１５」及び「流路切替弁１６６」は、夫々、本発明に係る「インタークーラ」及び「切替手段」の一例である。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うＥＧＲ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１…車両、１１…エンジン、１２…吸気通路、１３…排気通路、１４…過給機、１５…インマニインタークーラ、１６…ＥＧＲ装置、１７…インタークーラ、２０…ＥＵＣ、１６１、１６２、１６３…ＥＧＲ通路、１６４…ＥＧＲ弁、１６５…ＥＧＲクーラ、１６６…流路切替弁
【図１】
0005589953.tif 000002
【図２】
0005589953.tif 000003