(57)【要約】【課題】この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関し、再循環排気ガスと新気との合流によって生ずる凝縮水による過給機の性能低下を防止しつつ、運転領域を問わずに低圧排気ガス還流通路を利用した再循環排気ガスの導入を可能とすることを目的とする。【解決手段】ターボ過給機２０と、タービン下流側の排気通路１４とコンプレッサ上流側吸気通路１２ａとを接続するＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６と、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の途中から分岐し、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに接続されるバイパス通路４２と、ＥＧＲガスの流路形態を経路Ａと経路Ｂとの間で選択可能なバイパスバルブ４４とを備える。コンプレッサ下流圧に応じて、経路Ａと経路Ｂとの間で上記流路形態が切り替わるようにバイパスバルブ４４を制御する。【選択図】図１
2014148940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンとを有するターボ過給機と、
前記タービンよりも下流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路であるコンプレッサ上流側吸気通路とを接続する低圧排気ガス還流通路と、
前記低圧排気ガス還流通路の途中から分岐し、前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路であるコンプレッサ下流側吸気通路に接続されるバイパス通路と、
前記排気通路から前記低圧排気ガス還流通路を導入される再循環排気ガスの流路形態を、当該再循環排気ガスが前記低圧排気ガス還流通路を通って前記コンプレッサ上流側吸気通路に導入される第１流路形態と、当該再循環排気ガスが前記低圧排気ガス還流通路および前記バイパス通路を順に通って前記コンプレッサ下流側吸気通路に導入される第２流路形態との間で選択可能な流路切替手段と、
前記コンプレッサの下流側の吸気圧力に応じて、前記第１流路形態と前記第２流路形態との間で前記流路形態が切り替わるように前記流路切替手段を制御する流路制御手段と、
を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記流路制御手段は、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が所定値以下となる場合に、前記第２流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御し、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が前記所定値よりも高い場合に、前記第１流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記吸気通路に再循環排気ガスを導入しない場合であって、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が前記タービンの下流側の排気圧力よりも高い場合に、前記バイパス通路を開放させるバイパス通路開放手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記バイパス通路との分岐位置よりも前記排気通路に近い側において前記低圧排気ガス還流通路に配置され、当該低圧排気ガス還流通路を流れる再循環排気ガスを冷却するクーラーを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ターボ過給機付き内燃機関の排気浄化システムが開示されている。この従来の内燃機関は、ターボ過給機のタービンよりも下流（より具体的には、タービン下流の排気浄化装置の更に下流）側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路（低圧排気ガス還流通路）を備えている。また、上記内燃機関は、コンプレッサによって加圧された吸気の一部を、ＥＧＲクーラーに対してＥＧＲガス（再循環排気ガス）導入時のＥＧＲガス流れの下流側の低圧ＥＧＲ通路に導くためのバイパス通路を備えている。そして、上記内燃機関では、ＥＧＲガスの導入を行わない場合に、バイパス通路を介して加圧された吸気の一部を低圧ＥＧＲ通路の下流から上流へ逆流させることで、ＥＧＲ通路およびＥＧＲクーラー内に滞留している未燃燃料や凝縮水を吹き飛ばし、除去することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８３１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の内燃機関のように、コンプレッサよりも上流側の吸気通路に対してＥＧＲガスを導入可能な構成（低圧ＥＧＲ装置）を備えている場合には、コンプレッサの上流においてＥＧＲガスと新気とが合流することになる。ＥＧＲガスは水分を多く含んでおり、新気は、通常、ＥＧＲガスよりも温度が低い。このため、ＥＧＲガスが新気と合流した際に、ＥＧＲガスが新気によって冷却され、凝縮水が発生し易くなる。発生した凝縮水はコンプレッサに吸入される。特に、軽負荷時には、吸気通路内の吸気の流速が低いため、発生した凝縮水が吸気通路内に長く留まって粒径の大きな水滴となったうえでコンプレッサに吸入される可能性が高くなる。このようなコンプレッサへの凝縮水の流入によって、過給機の性能低下が生ずることが懸念される。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、再循環排気ガスと新気との合流によって生ずる凝縮水による過給機の性能低下を防止しつつ、運転領域を問わずに低圧排気ガス還流通路を利用した再循環排気ガスの導入を可能とする過給機付き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】
第１の発明は、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンとを有するターボ過給機と、
前記タービンよりも下流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路であるコンプレッサ上流側吸気通路とを接続する低圧排気ガス還流通路と、
前記低圧排気ガス還流通路の途中から分岐し、前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路であるコンプレッサ下流側吸気通路に接続されるバイパス通路と、
前記排気通路から前記低圧排気ガス還流通路を導入される再循環排気ガスの流路形態を、当該再循環排気ガスが前記低圧排気ガス還流通路を通って前記コンプレッサ上流側吸気通路に導入される第１流路形態と、当該再循環排気ガスが前記低圧排気ガス還流通路および前記バイパス通路を順に通って前記コンプレッサ下流側吸気通路に導入される第２流路形態との間で選択可能な流路切替手段と、
前記コンプレッサの下流側の吸気圧力に応じて、前記第１流路形態と前記第２流路形態との間で前記流路形態が切り替わるように前記流路切替手段を制御する流路制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記流路制御手段は、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が所定値以下となる場合に、前記第２流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御し、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が前記所定値よりも高い場合に、前記第１流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御するものであることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記吸気通路に再循環排気ガスを導入しない場合であって、前記コンプレッサの下流側の吸気圧力が前記タービンの下流側の排気圧力よりも高い場合に、前記バイパス通路を開放させるバイパス通路開放手段を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記バイパス通路との分岐位置よりも前記排気通路に近い側において前記低圧排気ガス還流通路に配置され、当該低圧排気ガス還流通路を流れる再循環排気ガスを冷却するクーラーを更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１および第２の発明によれば、コンプレッサの下流側の吸気圧力（以下、「コンプレッサ下流圧」と略する）に応じて、上記第１流路形態と上記第２流路形態との間で再循環排気ガスの流路形態が切り替わるように流路切替手段を制御する流路制御手段を備えていることにより、次のような効果が得られる構成を実現することができる。すなわち、軽負荷側の非過給領域のようにコンプレッサ下流圧が低い場合に第２流路形態が選択されるように流路切替手段を制御することで、コンプレッサの下流側において再循環排気ガスと新気との混合が行われるようにすることができる。このため、コンプレッサの上流側での凝縮水の発生を回避することで、凝縮水の流入を原因としてコンプレッサに損傷や腐食が生ずるのを防止することができる。また、高負荷側の過給領域のようにコンプレッサ下流圧が高い場合に第１流路形態が選択されるように流路切替手段を制御することで、過給領域であっても再循環排気ガスの導入を行えるようになる。この場合には、コンプレッサの上流側で再循環排気ガスと新気とが混合するため、凝縮水が発生してコンプレッサに流入する可能性がある。しかしながら、高負荷側の過給領域では、コンプレッサの上流における吸入空気量流量が多いため、凝縮水が発生した場合であっても凝縮水は吸気通路に留まることなく粒径の小さな液滴のままで速やかにコンプレッサに吸入されることとなる。このため、この場合には、コンプレッサは、凝縮水の流入を原因とする損傷等を受けにくいといえる。
以上のように、本発明によれば、再循環排気ガスと新気との合流によって生ずる凝縮水による過給機の性能低下を防止しつつ、運転領域を問わずに低圧排気ガス還流通路を利用した再循環排気ガスの導入を可能とすることができる。
【００１１】
第３の発明によれば、吸気通路に再循環排気ガスを導入しない状況下において、コンプレッサにより過給された吸気（新気）を低圧排気ガス還流通路に導入することができる。その結果、低圧排気ガス還流通路を排気通路側に向かって逆流する高圧の吸気によって、低圧排気ガス還流通路の内壁に付着している未燃燃料および凝縮水を吹き飛ばして除去することができる。このように、本発明によれば、低圧排気ガス還流通路の掃気を行うことができるので、未燃燃料および凝縮水の滞留による低圧排気ガス還流通路の圧力損失の増加等の不具合を防止することが可能となる。
【００１２】
第４の発明によれば、吸気通路に再循環排気ガスを導入しない状況下において、コンプレッサにより過給された吸気（新気）を利用して、再循環排気ガスの冷却のためのクーラーをも掃気することができる。これにより、未燃燃料および凝縮水の滞留による当該クーラーの性能低下をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関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】本発明の実施の形態１の変形例において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。ここでは、内燃機関１０は、一例として火花点火式であり、車両に搭載され、その動力源とされるものである。本実施形態の内燃機関１０は、一例として直列４気筒型のものを表しているが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。内燃機関１０は、空気を筒内に取り込むための吸気通路１２と、筒内から排気ガスを排出するための排気通路１４とを備えている。
【００１５】
吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ１６が設けられている。エアクリーナ１６の下流には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアフローメータ１８の下流には、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配置されている。ターボ過給機２０は、コンプレッサ２０ａと一体的に連結され排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２０ｂを備えている。コンプレッサ２０ａは、タービン２０ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。
【００１６】
更に、コンプレッサ２０ａよりも下流側の吸気通路１２（以下、「コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂ」と称する）には、コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラー２２が配置されている。更に、インタークーラー２２の下流には、吸気通路１２を流れる空気量を調整するためのスロットルバルブ２４が配置されている。スロットルバルブ２４は、図示省略するスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ２４の下流には、サージタンク２６が配置されている。また、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂ（より具体的には、コンプレッサ２０ａとインタークーラー２２との間）には、コンプレッサ２０ａの下流側の吸気圧力（以下、「コンプレッサ下流圧」と略する）を検出するための吸気圧力センサ２８が取り付けられている。
【００１７】
ターボ過給機２０のタービン２０ｂは、排気通路１４の途中に配置されている。タービン２０ｂよりも上流側の排気通路１４には、排気ガスを浄化するための排気浄化装置として、上流側から順に、上流触媒（Ｓ／Ｃ：Start Catalyst）３０および下流触媒（ＵＦ／Ｃ：Underfloor Catalyst）３２がそれぞれ配置されている。上流触媒３０の下流（より具体的には、上流触媒３０と下流触媒３２との間）の排気通路１４には、その部位での排気圧力（タービン下流圧でもあり、以下、「Ｓ／Ｃ下流圧」と称する）を検出するための排気圧力センサ３４が取り付けられている。
【００１８】
また、図１に示すシステムは、低圧排気ガス還流通路（ＬＰＬ（Low Pressure Loop）−ＥＧＲ通路）３６を備えている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６は、タービン２０ｂよりも下流側（本実施形態では、更に上流触媒３０よりも下流側）の排気通路１４とコンプレッサ２０ａよりも上流側の吸気通路１２（以下、「コンプレッサ上流側吸気通路１２ａ」と称する）とを連通するように構成されている。このＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の途中には、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を通って吸気通路１２に再循環排気ガス（ＥＧＲガス）を導入する際のＥＧＲガス流れの上流側（すなわち、排気通路１４に近い側）から順に、ＥＧＲクーラー３８およびＥＧＲバルブ４０がそれぞれ配置されている。ＥＧＲクーラー３８は、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６に導入された排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するために備えられている。ＥＧＲバルブ４０は、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の開閉を担うバルブであり、より具体的には、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の流路断面積を変更することによってＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を介して吸気通路１２に導入されるＥＧＲガスの流量を調整するためのバルブである。
【００１９】
更に、図１に示すシステムは、ＥＧＲバルブ４０よりもＥＧＲガス流れの下流側においてＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の途中から分岐し、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに接続されるバイパス通路４２を備えている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６におけるバイパス通路４２との分岐位置には、バイパスバルブ４４が配置されている。
【００２０】
バイパスバルブ４４は、ＥＧＲバルブ４０を開くことによりＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を用いたＥＧＲガスの導入を行う状況下において、ＥＧＲガスの流路形態を、ＥＧＲガスがＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６をそのまま通ってコンプレッサ上流側吸気通路１２ａに導入される第１流路形態と、ＥＧＲガスがＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６およびバイパス通路４２を順に通ってコンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに導入される第２流路形態との間で選択可能とするためのバルブである。
【００２１】
すなわち、バイパスバルブ４４によって第１流路形態が選択された場合には、上記分岐位置を通過した後のＥＧＲガスは、図１中に「経路Ｂ」と付して示すＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６内の部位を通ってコンプレッサ上流側吸気通路１２ａに導入されることになる。この場合に、ＥＧＲバルブ４０の開度を調整することで、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６（経路Ｂ）を通ってコンプレッサ上流側吸気通路１２ａに還流されるＥＧＲガスの流量を調整することができる。一方、第２流路形態が選択された場合には、上記分岐位置を通過した後のＥＧＲガスは、図１中に「経路Ａ」と付して示すバイパス通路４２を通ってコンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに導入されることになる。この場合においても、ＥＧＲバルブ４０の開度を調整することで、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６およびバイパス通路４２（経路Ａ）を通ってコンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに還流されるＥＧＲガスの流量を調整することができる。
【００２２】
本実施形態のシステムは、更に、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４６を備えている。ＥＣＵ４６の入力部には、上述したエアフローメータ１８、吸気圧力センサ２８、排気圧力センサ３４とともに、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ（図示省略）等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種のセンサが接続されている。また、ＥＣＵ４６の出力部には、上述したスロットルバルブ２４、ＥＧＲバルブ４０およびバイパスバルブ４４とともに、図示省略する燃料噴射弁および点火プラグ等の内燃機関１０の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４６は、上記各種のセンサ出力と所定のプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転を制御するものである。
【００２３】
［コンプレッサの上流へのＥＧＲガス導入に関する課題］
本実施形態の内燃機関１０のように、コンプレッサ上流側吸気通路１２ａに対してＥＧＲガスを導入可能な構成（ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用するＥＧＲ装置）を備えている場合には、コンプレッサ２０ａの上流においてＥＧＲガスと新気とが合流することになる。ＥＧＲガスは水分を多く含んでいるため、新気と合流した際のガス温度が露点（含有水蒸気量が飽和水蒸気量と等しくなる時の温度）以下となると、凝縮水が発生する。新気は、通常、ＥＧＲガスよりも温度が低い。このため、ＥＧＲガスが新気と合流してＥＧＲガスが新気によって冷やされた際に、ガス温度が露点以下となり、凝縮水が発生してしまう。
【００２４】
発生した凝縮水はコンプレッサ２０ａに吸入される。コンプレッサ２０ａは高速で回転しているため、水滴との衝突によってコンプレッサホイールに損傷が生ずる可能性がある。コンプレッサホイールの損傷は、タービン効率の低下などのターボ過給機２０の性能低下を招く可能性がある。コンプレッサホイールに衝突する水滴の粒径が大きい方が、コンプレッサホイールの損傷が生じ易くなる。特に、軽負荷時には、吸気通路１２内の吸気の流速が低いため、発生した凝縮水が吸気通路１２内に長く留まって粒径の大きな水滴に成長し易い。このため、粒径の大きな水滴がコンプレッサ２０ａに吸入される可能性が高くなり、ターボ過給機２０の性能低下が生じ易くなることが懸念される。
【００２５】
［実施の形態１における特徴的な制御］
そこで、本実施形態では、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入要求が出された場合には、コンプレッサ下流圧に応じて、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用してＥＧＲガスを導入する際のＥＧＲガスの流路形態を、上記の第１流路形態と第２流路形態との間で切り替えるようにした。より具体的には、コンプレッサ下流圧が大気圧以下である場合（すなわち、内燃機関１０の運転領域が非過給領域である場合）には、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂにＥＧＲガスを導入する経路Ａ（第２流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４を制御し、一方、コンプレッサ下流圧が大気圧よりも高い場合（すなわち、内燃機関１０の運転領域が過給領域である場合）には、コンプレッサ上流側吸気通路１２ａにＥＧＲガスを導入する経路Ｂ（第１流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４を制御するようにした。
【００２６】
更に、本実施形態では、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入を行わない場合（例えば、ＥＧＲガスの導入中にＥＧＲ停止要求が出された場合）において、コンプレッサ下流圧がＳ／Ｃ下流圧よりも高い場合には、経路Ａ（第２流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４を制御することでバイパス通路４２を開放しつつ、かつ、所定時間Ｃが経過するまでＥＧＲバルブ４０を開くようにした。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ４６が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入を行う所定のＥＧＲ実行条件が成立した場合に開始されるものとする。
【００２８】
図２に示すルーチンでは、先ず、吸気圧力センサ２８の出力を利用して、コンプレッサ下流圧が大気圧以下であるか否かが判定される（ステップ１００）。
【００２９】
その結果、上記ステップ１００においてコンプレッサ下流圧が大気圧以下であると判定された場合、つまり、内燃機関１０の運転領域が非過給領域であると判断できる場合には、経路Ａが開かれる（第２流路形態が選択される）ようにバイパスバルブ４４が制御されるとともに、要求ＥＧＲガス量を確保できる開度となるようにＥＧＲバルブ４０が制御される（ステップ１０２）。
【００３０】
一方、上記ステップ１００においてコンプレッサ下流圧が大気圧よりも高いと判定された場合、つまり、内燃機関１０の運転領域が過給領域であると判断できる場合には、経路Ｂが開かれる（第１流路形態が選択される）ようにバイパスバルブ４４が制御されるとともに、要求ＥＧＲガス量を確保できる開度となるようにＥＧＲバルブ４０が制御される（ステップ１０４）。
【００３１】
次に、ＥＧＲガスの導入を停止するＥＧＲ停止要求が出されたか否かが判定される（ステップ１０６）。その結果、ＥＧＲ停止要求が出されていない場合、つまり、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を用いたＥＧＲガスの導入を継続する場合には、上記ステップ１００以降の処理が繰り返し実行される。
【００３２】
一方、上記ステップ１０６においてＥＧＲ停止要求が出されたと判定された場合には、次いで、吸気圧力センサ２８および排気圧力センサ３４の出力を利用して、コンプレッサ下流圧がＳ／Ｃ下流圧よりも高いか否かが判定される（ステップ１０８）。その結果、コンプレッサ下流圧がＳ／Ｃ下流圧以下であると判定された場合には、ＥＧＲバルブ４０が全閉に制御される（ステップ１１０）。これにより、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を介したガスの流通が遮断される。
【００３３】
一方、上記ステップ１０８においてコンプレッサ下流圧がＳ／Ｃ下流圧よりも高いと判定された場合には、ＥＧＲバルブ４０が開かれるとともに、経路Ａが開放されるようにバイパスバルブ４４が制御される（ステップ１１２）。これにより、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂを流れる高圧の吸気（新気）の一部を、経路Ａ（すなわち、バイパス通路４２）を介して通常のＥＧＲガス導入時のＥＧＲガス流れとは逆方向でＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６に導入することができる。
【００３４】
次に、上記ステップ１１２の処理に伴うＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６への新気の導入を開始してから所定時間Ｃが経過した場合には、ＥＧＲバルブ４０が閉じられる（ステップ１１４）。これにより、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６への新気の導入が終了される。本ステップ１１４における所定時間Ｃは、上記ステップ１１２の処理によるＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６への新気の導入の開始時点から、当該新気の導入に伴って吸気側のコンプレッサ下流圧よりも排気側のＳ／Ｃ下流圧が高くなることで当該新気の導入ができなくなる時点までの時間に相当する値として予め設定されたものである。
【００３５】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入要求が出された際に、コンプレッサ下流圧が大気圧以下である場合（すなわち、内燃機関１０の運転領域が軽負荷領域などの非過給領域である場合）には、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂにＥＧＲガスを導入する経路Ａ（第２流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４が制御される。これにより、コンプレッサ２０ａの下流側においてＥＧＲガスと新気との混合が行われるようにすることができる。このため、コンプレッサ２０ａの上流側での凝縮水の発生を回避することで、凝縮水の流入を原因としてコンプレッサ２０ａに損傷や腐食が生ずるのを防止することができる。
【００３６】
また、上記ルーチンによれば、ＥＧＲガスの導入要求が出された際に、コンプレッサ下流圧が大気圧よりも高い場合（すなわち、内燃機関１０の運転領域が過給領域である場合）には、コンプレッサ上流側吸気通路１２ａにＥＧＲガスを導入する経路Ｂ（第１流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４が制御される。これにより、過給領域であっても、ＥＧＲガスの導入を行えるようになる。この場合には、コンプレッサ２０ａの上流側でＥＧＲガスと新気とが混合するため、凝縮水が発生してコンプレッサ２０ａに流入する可能性がある。しかしながら、高負荷側の過給領域では、コンプレッサ２０ａの上流における吸入空気量流量が多いため、凝縮水が発生した場合であっても凝縮水は吸気通路１２に留まることなく粒径の小さな液滴のままで速やかにコンプレッサ２０ａに吸入されることとなる。このため、この場合には、コンプレッサ２０ａは、凝縮水の流入を原因とする損傷等を受けにくいといえる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のシステムによれば、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６に導入されるＥＧＲガスの吸気通路１２への流出先を、コンプレッサ下流圧に応じてコンプレッサ２０ａの上流と下流とに切り替えたことにより、ＥＧＲガスと新気との合流によって生ずる凝縮水によるターボ過給機２０の性能低下を防止しつつ、運転領域を問わずにＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入を可能とすることができる。
【００３８】
また、上記ルーチンによれば、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を利用したＥＧＲガスの導入を行わない場合（ＥＧＲ停止要求が出された場合）において、コンプレッサ下流圧がＳ／Ｃ下流圧よりも高い場合には、経路Ａ（第２流路形態）が選択されるようにバイパスバルブ４４を制御することでバイパス通路４２を開放しつつ、かつ、所定時間Ｃが経過するまでＥＧＲバルブ４０が開かれる。これにより、ＥＧＲガスを導入しない状況下において、コンプレッサ２０ａにより過給された吸気（新気）をＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６、更にはＥＧＲクーラー３８に導入することができる。その結果、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を排気通路１４側に向かって逆流する高圧の吸気によって、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６およびＥＧＲクーラー３８の内壁に付着している未燃燃料および凝縮水を吹き飛ばして除去することができる。吹き飛ばされた未燃燃料および凝縮水は、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６から排気通路１４に排出され、下流触媒３２を通過する際に浄化されたうえで大気中に放出される。このように、上記制御によれば、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６、更にはＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６に設けられたＥＧＲクーラー３８の掃気を行うことができるので、未燃燃料および凝縮水の滞留によるＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６の圧力損失の増加およびＥＧＲクーラー３８の性能低下等の不具合を防止することが可能となる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１においては、コンプレッサ下流圧が大気圧以下であるか否か（非過給領域であるか過給領域であるか）の判断結果に応じて、経路Ａ（第２流路形態）と経路Ｂ（第１流路形態）との間でＥＧＲガスの流路形態を切り替える例について説明を行った。しかしながら、本発明においてコンプレッサの下流側の吸気圧力に応じて再循環排気ガスの流路形態を切り替える際に用いる所定値は、大気圧に限らず、例えば、以下のように設定される過給圧Ａであってもよい。
【００４０】
すなわち、過給領域であっても、コンプレッサ下流圧があまり高くなっていない状況下であれば、コンプレッサ下流側吸気通路１２ｂに対してＥＧＲガスを導入可能な領域が存在する。そこで、過給領域であってもＥＧＲガスを導入可能な限界となる領域に対してまではコンプレッサ２０ａの下流側に向けてのＥＧＲガスの導入を行うようにするために、このような思想に基づいて設定する過給圧Ａを上記所定値として用いるようにしてもよい。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１の変形例においてＥＣＵ４６が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００４２】
図３に示すルーチンでは、先ず、コンプレッサ下流圧が上記過給圧Ａ以下であるか否かが判定される（ステップ２００）。この過給圧Ａは、上記の思想に基づいて設定される値であり、過給領域においてコンプレッサ下流側吸気通路１２ｂにＬＰＬ−ＥＧＲ通路３６を介してＥＧＲガスを供給可能な過給圧の上限値に相当するものである。より具体的には、過給圧Ａは、コンプレッサ下流圧とＳ／Ｃ下流圧との差圧と、要求ＥＧＲガス量とに基づいて決定される閾値であり、ＥＣＵ４６は、エンジン回転数とエンジン負荷との関係で過給圧Ａを予めマップ化して記憶しておくことで、現在の運転状態に応じた過給圧Ａを収録することができる。
【００４３】
上記ステップ２００においてコンプレッサ下流圧が過給圧Ａ以下であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、一方、コンプレッサ下流圧が過給圧Ａよりも高いと判定された場合には、ステップ１０４に進む。尚、図３において、ステップ１０２もしくは１０４以降の処理については、実施の形態１における図２に示すルーチンの処理と同様であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
また、上述した実施の形態１においては、低圧排気ガス還流通路（ＬＰＬ−ＥＧＲ通路）３６における排気側の接続口を、タービン２０ｂの下流側であって、かつ上流触媒（Ｓ／Ｃ）３０の下流側の排気通路１４とした例について説明を行った。このような構成によれば、上流触媒３０によって浄化された後の排気ガスをＥＧＲガスとして導入できるようになる。しかしながら、本発明の低圧排気ガス還流通路における排気側の接続口は、タービンよりも下流側の排気通路であれば、上記構成に限定されるものではなく、例えば、排気通路に配置される排気浄化装置（例えば、上流触媒３０）よりも上流側の排気通路であってもよい。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１およびその変形例においては、バイパスバルブ４４が前記第１の発明における「流路切替手段」に相当している。また、ＥＣＵ４６が上記ステップ１００もしくは２００の判定結果に応じて上記ステップ１０２もしくは１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「流路制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１およびその変形例においては、大気圧および過給圧Ａが前記第２の発明における「所定値」にそれぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１およびその変形例においては、Ｓ／Ｃ下流圧が前記第３の発明における「タービンの下流側の排気圧力」に相当している。また、ＥＣＵ４６が上記ステップ１０６の判定が成立する場合に上記ステップ１０８の判定成立を条件として上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「バイパス通路開放手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１およびその変形例においては、ＥＧＲクーラー３８が前記第４の発明における「クーラー」に相当している。
【符号の説明】
【００４６】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１２ａ  コンプレッサ上流側吸気通路
１２ｂ  コンプレッサ下流側吸気通路
１４  排気通路
１６  エアクリーナ
１８  エアフローメータ
２０  ターボ過給機
２０ａ  コンプレッサ
２０ｂ  タービン
２２  インタークーラー
２４  スロットルバルブ
２６  サージタンク
２８  吸気圧力センサ
３０  上流触媒
３２  下流触媒
３４  排気圧力センサ
３６  低圧排気ガス還流通路（ＬＰＬ−ＥＧＲ通路）
３８  ＥＧＲクーラー
４０  ＥＧＲバルブ
４２  バイパス通路
４４  バイパスバルブ
４６  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
【図１】
2014148940.tif 000003
【図２】
2014148940.tif 000004
【図３】
2014148940.tif 000005