(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと排気通路に設けられたタービンとを有する排気駆動式のターボチャージャと、
前記排気通路における前記タービンより排気下流側の部分の排気を、前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気上流側の部分に再循環させる排気再循環装置と、
前記タービンの内部に形成されたタービン水路に冷却水を循環させて同タービンを冷却する冷却部と、
前記コンプレッサの出口部分のガス温度が所定温度より高く前記排気再循環装置による排気の再循環が実行されている場合は、そうではない場合と比較して、前記冷却部による前記タービンの冷却の度合いを高くする制御部と
を備える機関システムの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の機関システムの制御装置において、
前記制御部は、前記タービンの冷却の度合いを高くするときに、同冷却の度合いを一律に揃えて予測した前記ガス温度が高いときほど、前記冷却部による冷却の度合いを高くする
ことを特徴とする機関システムの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の機関システムの制御装置において、
前記制御部は、前記吸気通路に再循環される排気の量が多いときほど、前記冷却部による冷却の度合いを高くする
ことを特徴とする機関システムの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の機関システムの制御装置において、
前記制御部は、単位時間あたりに前記タービン水路を通過する冷却水の量を増加させることにより、前記冷却部による冷却の度合いを高くする
ことを特徴とする機関システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関への過給を行うターボチャージャと同内燃機関の排気の一部を吸気通路に再循環させる排気再循環装置とを備える機関システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載等の内燃機関として、ターボチャージャと排気再循環（ＥＧＲ）装置とを備えるものがある。ターボチャージャは、吸気通路に設けられたコンプレッサと排気通路に設けられたタービンとを備え、排気のエネルギーを利用して過給を行う。一方、ＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備え、排気の一部を吸気中に再循環させる。そして、そうした内燃機関として、特許文献１に見られるように、ＥＧＲ通路の吸気通路側が、同吸気通路におけるコンプレッサの吸気上流側の部分に接続されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０２６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、高温の排気（ＥＧＲガス）が吸気通路におけるコンプレッサの吸気上流側の部分に戻される。そのため、吸気通路におけるコンプレッサの吸気下流側の部分にＥＧＲガスを戻す装置と比較して、コンプレッサ内部のガス温度が高くなり易く、ＥＧＲガスに含まれるオイル成分などが高温に晒されることによって生じるデポジットのコンプレッサへの堆積を招き易い。そして、そうしたデポジットの堆積は、コンプレッサによる吸入空気の圧縮性能、ひいてはターボチャージャの過給効率の低下を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンプレッサ内におけるデポジットの堆積を抑えることのできる機関システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するための機関システムの制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと排気通路に設けられたタービンとを有する排気駆動式のターボチャージャを備える。また、前記排気通路における前記タービンより排気下流側の部分の排気を、前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気上流側の部分に再循環させる排気再循環装置と、前記タービンの内部に形成されたタービン水路に冷却水を循環させて同タービンを冷却する冷却部と、を備える。そして、制御部は、前記コンプレッサの出口部分のガス温度が所定温度より高く前記排気再循環装置による排気の再循環が実行されている場合に、そうではない場合と比較して、前記冷却部による前記タービンの冷却の度合いを高くする。
【０００７】
上記制御装置では、吸気通路におけるコンプレッサの出口部分のガス温度が高い状況で、同吸気通路におけるコンプレッサより吸気上流側の部分に排気（ＥＧＲガス）が導入されると、コンプレッサ内部におけるデポジットの堆積を招き易い状況になる。
【０００８】
上記制御装置によれば、そうした状況になったときに冷却部によるタービンの冷却の度合いを高くすることができる。これによりタービンの温度を低下させて、同タービンを通過した排気の温度を低下させることができるため、排気通路における上記タービンより排気下流側の部分から吸気通路における上記コンプレッサより吸気上流側に戻されるＥＧＲガスの温度を低下させることができる。そのため、コンプレッサ内部のガス温度の上昇を抑えることができ、コンプレッサ内におけるデポジットの堆積を抑えることができる。
【０００９】
上記制御装置において、前記制御部は、前記タービンの冷却の度合いを高くするときに、同冷却の度合いを一律に揃えて予測した前記ガス温度が高いときほど、前記冷却部による冷却の度合いを高くすることが好ましい。
【００１０】
上記制御装置では、タービンの冷却の度合いを一律に揃えて予測した上記出口部分のガス温度が高いときほど、上記出口部分の実際のガス温度を限界温度（デポジットの堆積が適正に抑えられる温度）以下に抑えるためには、冷却部によるタービンの冷却度合いを高くすることが要求される。上記制御装置によれば、そうした要求に応じたかたちで冷却部によるタービン冷却の度合いを高くすることができるため、同タービンを効率よく冷却してコンプレッサ内部のガス温度の上昇を適正に抑えることができる。
【００１１】
上記制御装置において、前記制御部は、前記吸気通路に再循環される排気の量が多いときほど、前記冷却部による冷却の度合いを高くすることが好ましい。
上記制御装置によれば、吸気通路におけるコンプレッサより吸気上流側の部分に導入されるＥＧＲガスの量が多いために、コンプレッサ内部のガス温度が高くなり易いときほど、タービンの冷却の度合いを高くすることができる。そのため、タービンを効率良く冷却して、コンプレッサ内部のガス温度の上昇を適正に抑えることができる。
【００１２】
上記制御装置において、前記制御部は、単位時間あたりに前記タービン水路を通過する冷却水の量を増加させることにより、前記冷却部による冷却の度合いを高くすることができる。なお上記制御装置をウォータポンプを備えた機関システムに適用する場合には、タービンの冷却度合いの変更やデポジットの堆積の抑制を、既存のウォータポンプを用いて簡便に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】機関システムの制御装置の一実施形態の概略構成を示す略図。
【図２】機関システムの冷却系の回路構成を示す略図。
【図３】作動制御処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】他の実施形態の冷却系の回路構成を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、機関システムの制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、吸気上流側から順に、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１と、吸気を冷却するインタークーラ１２と、吸気通路１１の通路断面積を変更する吸気絞り弁１３とが取り付けられている。内燃機関１０の排気通路１４には、排気上流側から順に、ターボチャージャ２０のタービン２２と、排気を浄化する排気浄化装置１５が取り付けられている。上記ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１の内部に設けられたコンプレッサホイール２１Ａとタービン２２の内部に設けられたタービンホイール２２Ａとが連結されている。
【００１５】
また内燃機関１０には、排気通路１４内の排気の一部をＥＧＲ（排気再循環）ガスとして吸気通路１１に戻すためのＥＧＲ装置３０が取り付けられている。このＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲガスを再循環させるための通路として、排気通路１４と吸気通路１１とを連通するＥＧＲ通路３１を備えている。ＥＧＲ通路３１の排気通路１４側は、同排気通路１４におけるタービン２２より排気下流側の部分であり、且つ排気浄化装置１５より排気上流側の部分に接続されている。一方、ＥＧＲ通路３１の吸気通路１１側は、同吸気通路１１におけるコンプレッサ２１より上流側の部分に接続されている。ＥＧＲ通路３１には、その内部を通過するＥＧＲガスの量を調節するためのＥＧＲ弁３２と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ３３とが取り付けられている。そして、このＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて、ＥＧＲ通路３１を通過するＥＧＲガスの量、すなわちＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量が調節される。
【００１６】
さらに内燃機関１０には、クランクケース１７内に漏れ出した燃焼ガス、すなわちブローバイガスを吸入空気中に排出して処理するためのブローバイガス処理装置４０が設けられている。このブローバイガス処理装置４０は、クランクケース１７の内部から吸気通路１１にブローバイガスを排出するためのブリーザ通路４１を備えている。このブリーザ通路４１は、駆動ガス通路４２や、エゼクタ４３、並びにガス吸入通路４４等によって構成されている。駆動ガス通路４２は、上記コンプレッサ２１を迂回するように、吸気通路１１におけるコンプレッサ２１の吸気上流側の部分と吸気下流側（詳しくは、インタークーラ１２と吸気絞り弁１３との間）の部分とを連通する形状で延設されている。エゼクタ４３は、上記駆動ガス通路４２の途中に設けられており、同駆動ガス通路４２を通じて供給される吸入空気が内部を通過する構造になっている。ガス吸入通路４４は、上記エゼクタ４３の内部とクランクケース１７の内部とを連通する形状で延設されている。
【００１７】
ブローバイガス処理装置４０では、内燃機関１０の運転に際して、駆動ガス通路４２を通じて供給される空気がエゼクタ４３の内部を通過する。このとき、エゼクタ４３の内部を流れる空気の力を利用することにより、クランクケース１７内のブローバイガスを含むガスがガス吸入通路４４を介してエゼクタ４３の内部に吸引される。そして、その吸引したガスが空気ともども駆動ガス通路４２を通じて吸気通路１１に送られる。
【００１８】
またブローバイガス処理装置４０は、吸気通路１１におけるコンプレッサ２１より吸気上流側の部分とクランクケース１７の内部とを接続する形状で延びるガス通路４５を備えている。クランクケース１７内の圧力が低いときには、ガス通路４５を通じて吸気通路１１からクランクケース１７の内部に空気が導入される。一方、クランクケース１７内の圧力が高いときには、上記ガス通路４５を通じて同クランクケース１７内部のガスが吸気通路１１に排出される。
【００１９】
図２に示すように、機関システムには、内燃機関１０やターボチャージャ２０のタービン２２を冷却するための冷却系５０が設けられている。この冷却系５０は、内燃機関１０の内部に形成されたウォータジャケット１８と熱交換器であるラジエータ５１とを備えている。また冷却系５０は、ウォータジャケット１８から流出する冷却水をラジエータ５１に案内する機関冷却水路５２や、ラジエータ５１から流出する冷却水をウォータジャケット１８に戻す機関冷却水路５３を備えている。さらに冷却系５０には、内部の冷却水を圧送するウォータポンプ５４が設けられている。
【００２０】
また、ターボチャージャ２０のタービン２２の内部には、タービン水路２３が形成されている。このタービン水路２３には、上記ウォータジャケット１８から分岐して延びるターボ供給水路５５が接続されている。このターボ供給水路５５を通じてウォータジャケット１８内の冷却水がタービン水路２３に供給される。ターボ供給水路５５には、同水路５５を通過する冷却水の量を調節する水路制御弁５６が設けられている。また、タービン水路２３には、機関冷却水路５２に合流するターボ排出水路５７が接続されている。このターボ排出水路５７を通じて、タービン水路２３を通過した冷却水が機関冷却水路５２に戻される。
【００２１】
この冷却系５０では、ウォータポンプ５４の作動を通じて、内部を冷却水が循環するようになっている。これにより、ラジエータ５１を通過して低温になった冷却水がウォータジャケット１８およびタービン水路２３を通過するようになるため、その通過する冷却水との熱交換を通じて内燃機関１０やタービン２２が冷却される。なお冷却系５０では、水路制御弁５６の作動制御を通じて、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを変更可能な構造になっている。具体的には、水路制御弁５６の開度が大きいときほど、ターボ供給水路５５を通じてウォータジャケット１８からタービン水路２３に単位時間あたりに流入する冷却水の量が多くなるため、タービン２２の冷却の度合いが大きくなる。
【００２２】
図１に示すように、機関システムには、同システムの運転状態を検出するための各種センサが設けられている。各種センサとしては、例えば内燃機関１０の出力軸（図示略）の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための速度センサ６１や、吸気絞り弁１３の開度（絞り弁開度ＴＡ）を検出するための開度センサ６２、ＥＧＲ弁３２の開度（ＥＧＲ開度ＴＥ）を検出するための開度センサ６３などがある。
【００２３】
また内燃機関１０には、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置６０が設けられている。この電子制御装置６０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁（図示略）や、吸気絞り弁１３、ＥＧＲ弁３２、ならびに水路制御弁５６の作動制御など、内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。
【００２４】
本実施形態では、ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量を調節するためのＥＧＲ制御として、ＥＧＲ弁３２の作動制御と吸気絞り弁１３の作動制御とが実行される。
ＥＧＲ制御では先ず、電子制御装置６０により、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて、吸気絞り弁１３の開度についての制御目標値（目標絞り弁開度Ｔｔａ）と、ＥＧＲ弁３２の開度についての制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｔｅ）とが算出される。なお本実施形態では、内燃機関１０の燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる機関運転状態と各制御目標値との関係がそれぞれ実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置６０に記憶されている。そして各制御目標値は、それら関係から機関運転状態に基づきそれぞれ算出される。そして、目標ＥＧＲ開度Ｔｔｅと実際のＥＧＲ開度ＴＥとが一致するようにＥＧＲ弁３２の作動が制御されるとともに、目標絞り弁開度Ｔｔａと実際の絞り弁開度ＴＡとが一致するように吸気絞り弁１３の作動が制御される。本実施形態では、基本的に、ターボチャージャ２０による過給が行われる機関運転領域（具体的には、燃料噴射量が多く、且つ機関回転速度ＮＥが高い運転領域）において、ＥＧＲ弁３２が開弁されて、ＥＧＲ装置３０による吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環が実行される。
【００２５】
本実施形態では、ＥＧＲ装置３０により、内燃機関１０の排気（ＥＧＲガス）が吸気通路１１におけるコンプレッサ２１よりも上流側の部分に戻される。このＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ３３によって冷却されるとはいえ、吸入空気より高温である。そのため本実施形態の機関システムは、ＥＧＲ装置３０が設けられないものと比較して、コンプレッサ２１内部のガス温度が高くなり易く、ＥＧＲガスに含まれるオイル成分などが高温に晒されることによって生じるデポジットのコンプレッサ２１への堆積を招き易い。具体的には、コンプレッサ２１内部のガス温度が上昇して高温状態（例えば、１５０〜２００℃程度）になると、ガス中のオイル成分が蒸発するようになるため、その蒸発したオイル成分がコンプレッサ２１の内面に付着してデポジットになってしまう。
【００２６】
また本実施形態では、ブローバイガス処理装置４０により、ブローバイガスが吸気通路１１におけるコンプレッサ２１よりも吸気上流側の部分に導入される。ブローバイガスにはオイル成分が含まれており、このオイル成分がデポジットの元になるため、本実施形態の機関システムは、コンプレッサ２１の内部におけるデポジットの堆積が生じやすい。
【００２７】
そして、そうしたデポジットの堆積は、コンプレッサ２１（例えばコンプレッサホイール２１Ａを通過した直後に高温高圧の空気が流入する部分［ディフューザ部］）の内面の状態を変化させるため、同コンプレッサ２１による吸入空気の圧縮性能、ひいてはターボチャージャ２０の過給効率の低下を招いてしまう。
【００２８】
そこで本実施形態では、吸気通路１１における上記コンプレッサ２１の出口部分のガス温度が所定温度より高くＥＧＲ装置３０によるＥＧＲガスの再循環が実行されている場合に、そうでない場合と比較して、水路制御弁５６の開度を大きくするようにしている。
【００２９】
以下、このように水路制御弁５６の開度を変更することによる作用について説明する。
コンプレッサ２１の出口部分のガス温度が高い状況で、吸気通路１１におけるコンプレッサ２１より吸気上流側の部分にＥＧＲガスが導入されると、コンプレッサ２１内部におけるデポジットの堆積を招き易い状況になる。
【００３０】
本実施形態では、そうした状況になったときに、水路制御弁５６の開度が大きくなるため、単位時間あたりにタービン水路２３を通過する冷却水の量が増加して、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いが高くなる。これにより、タービン２２の温度が低くなり、同タービン２２を通過した排気の温度も低くなるため、排気通路１４における上記タービン２２より排気下流側の部分から吸気通路１１における上記コンプレッサ２１より吸気上流側に戻されるＥＧＲガスの温度を低下させることができる。そのため、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を抑えることができ、コンプレッサ２１内におけるデポジットの堆積を抑えることができる。
【００３１】
また、このときＥＧＲガスの温度が低くなるため、ＥＧＲ通路３１を通過するＥＧＲガスの質量流量を増加させることができ、これによる内燃機関１０のポンピングロスの低減やノック改善を図ることができる。
【００３２】
なお、コンプレッサ２１内部でのデポジットの堆積が生じる可能性が高い機関運転領域（特定領域）がある場合に、デポジットの堆積による機関システムの耐久性能の低下を抑えるためには、機関運転状態が上記特定領域にならないように機関制御の制御構造を予め構築することが考えられる。この場合、上記特定領域が狭くなると、内燃機関１０を運転可能な領域が広くなるため、同内燃機関１０の出力性能が高くなる。本実施形態では、そうした機関システムにおいて、冷却系５０によるタービンの冷却度合いを高くすることによって上記特定領域を狭めることができるため、内燃機関１０の運転が可能な領域を拡大して同内燃機関１０の出力性能の向上を図ることができる。
【００３３】
また、コンプレッサ２１内部のガス温度を低下させるための手法として、次のような手法も考えられる。すなわち、吸気通路１１におけるコンプレッサ２１より吸気上流側の部分と吸気下流側の部分とを連通するエアバイパス通路を設けるとともに、同通路に開閉弁を設ける。そして、上記ガス温度が高いときに開閉弁を開弁して、エアバイパス通路を通じて、吸気通路１１におけるコンプレッサ２１より吸気下流側の部分から吸気上流側の部分に高圧の吸気を戻す。こうした手法を採用することにより、コンプレッサ２１内部のガス温度を低下させることが可能になるとはいえ、その一方でターボチャージャ２０の過給性能の低下を招いてしまうために、内燃機関１０の出力性能が低下してしまう。本実施形態では、そうした内燃機関１０の出力性能の低下を招くことなく、コンプレッサ２１内部のガス温度を低下させることができる。
【００３４】
ここで、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを一律に揃えて予測したコンプレッサ２１の出口部分のガス温度を「仮想ガス温度」とする。本実施形態では、この仮想ガス温度は、コンプレッサ２１内部のガス温度を低下させるべく水路制御弁５６の開度を大きくする制御（強冷却制御）を実行せずに、同水路制御弁５６の開度を予め定めた一定開度に設定する制御（通常制御）を実行した場合におけるコンプレッサ２１の出口部分のガス温度である。この仮想ガス温度が高いときほど、コンプレッサ２１の出口部分のガス温度を限界温度（詳しくは、デポジットの堆積が適正に抑えられる温度範囲の上限）以下に抑えるためには、水路制御弁５６の開度を大きくして冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いを高くすることが要求される。
【００３５】
また、コンプレッサ２１を通過するガス（空気、ＥＧＲガス、およびブローバイガス等からなるガス）の量が同一の条件下では、ＥＧＲ量が多いときほど、単位時間あたりに吸気通路１１に導入されるＥＧＲガスが有する熱の総量も多いため、コンプレッサ２１内部のガス温度が高くなり易い。そのため、ＥＧＲ量が多いときほど水路制御弁５６の開度を大きくして冷却系５０によるタービンの冷却度合いを高くすることにより、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適度に抑えることが可能になる。
【００３６】
この点をふまえて本実施形態では、強冷却制御の実行を通じて冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いを高くするべく水路制御弁５６の開度を大きくするときに、単に水路制御弁５６の開度を拡大するのではなく、仮想ガス温度やＥＧＲ弁３２の開度に応じて水路制御弁５６の開度を設定するようにしている。
【００３７】
具体的には、仮想ガス温度が高いときほど水路制御弁５６の開度が大きくされる。これにより、上述した要求に応じたかたちで冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを高くすることができるため、同タービン２２を効率よく冷却してコンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適正に抑えることができる。
【００３８】
また、ＥＧＲ開度ＴＥが大きいときほど、水路制御弁５６の開度が大きくされる。これにより、ＥＧＲ量が多く、コンプレッサ２１内部のガス温度が高くなり易いときほど、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを高くすることができるため、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適度に抑えることができる。
【００３９】
以下、こうした水路制御弁５６の作動制御にかかる処理（作動制御処理）の実行手順について詳細に説明する。
図３は、上記作動制御処理の具体的な実行手順を示している。なお、同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置６０により実行される。
【００４０】
図３に示すように、この処理では先ず、コンプレッサ２１の出口部分のガス温度（出口ガス温度）が所定温度より高いか否かが判断される（ステップＳ１１）。なお本実施形態では、出口ガス温度は、吸気通路１１における上記コンプレッサ２１より吸気下流側の部分と同コンプレッサ２１との接続部分付近のガス温度であり、電子制御装置６０により周期的に実行される別途の処理を通じて、そのときどきの内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づき算出されている。また所定温度は、コンプレッサ２１内部のガス温度が前記限界温度（例えば１５０℃）より高くなる可能性があることを的確に判断することの可能な温度であり、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置６０に記憶されている。
【００４１】
そして、出口ガス温度が所定温度より高い場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＥＧＲ弁３２が開弁されているか否かが判断される（ステップＳ１２）。ＥＧＲ弁３２が開弁されている場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＥＧＲ装置３０による吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環が行われているとして、前記強冷却制御が実行される（ステップＳ１３）。
【００４２】
この強冷却制御は次のように実行される。すなわち先ず、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて前記仮想ガス温度が算出される。本実施形態では、燃料噴射量および機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転領域と仮想ガス温度との関係が、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置６０に記憶されている。強冷却制御では、この関係に基づき仮想ガス温度が算出される。
【００４３】
そして、この仮想ガス温度とＥＧＲ開度ＴＥとに基づいて水路制御弁５６の開度の制御目標値（目標水路開度）が算出される。本実施形態では、コンプレッサ２１内でのデポジットの堆積を抑えるためにタービン２２を過不足なく冷却することの可能な水路制御弁５６の開度（目標水路開度）と仮想ガス温度とＥＧＲ開度ＴＥとの関係が、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置６０に記憶されている。強冷却制御では、この関係に基づき目標水路開度が算出される。具体的には、仮想ガス温度が高いときほど、またＥＧＲ開度ＴＥが大きいときほど、目標水路開度として大きい開度が算出される。その後、目標水路開度と水路制御弁５６の実際の開度とが一致するように、水路制御弁５６の作動が制御される。
【００４４】
一方、出口ガス温度が所定温度以下であるときや（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＥＧＲ弁３２が閉弁されているときには（ステップＳ１２：ＮＯ）、水路制御弁５６の作動制御として、強冷却制御が実行されることなく、通常制御が実行される（ステップＳ１４）。
【００４５】
この通常制御では、水路制御弁５６の開度が予め定められた所定開度になるように同水路制御弁５６の作動が制御される。なお所定開度は、タービン２２の温度の過上昇を抑えることの可能なだけの冷却水の流量が得られる水路制御弁５６の開度であり、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置６０に記憶されている。本実施形態では、所定開度として、強冷却制御の実行時において設定される水路制御弁５６の開度範囲における最小開度より小さい一定の開度が設定される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）出口ガス温度が所定温度より高くＥＧＲ弁３２が開弁している場合に、そうでない場合と比較して、水路制御弁５６の開度を大きくするようにした。そのため、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を抑えることができ、コンプレッサ２１内におけるデポジットの堆積を抑えることができる。
【００４７】
（２）冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いを高くするべく水路制御弁５６の開度を大きくするときに、仮想ガス温度が高いときほど、水路制御弁５６の開度を大きくするようにした。そのため、タービン２２を効率よく冷却してコンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適正に抑えることができる。
【００４８】
（３）冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いを高くするべく水路制御弁５６の開度を大きくするときに、ＥＧＲ開度ＴＥが大きいときほど、水路制御弁５６の開度を大きくするようにした。そのため、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適度に抑えることができる。
【００４９】
（４）水路制御弁５６の開度を大きくして、単位時間あたりにタービン水路２３を通過する冷却水の量を増加させることによって、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを高くするようにした。そのため、ウォータポンプを備えた機関システムに適用される場合に、冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いの変更やコンプレッサ２１内部におけるデポジットの堆積の抑制を、既存のウォータポンプを用いて簡便に実現することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・出口ガス温度として、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づき算出した温度を用いることに代えて、コンプレッサ２１の出口部分に温度センサを設けるとともに同温度センサにより検出した温度を用いてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、出口ガス温度として、吸気通路１１における上記コンプレッサ２１より吸気下流側の部分と同コンプレッサ２１との接続部分付近のガス温度を採用した。出口ガス温度としては、コンプレッサ２１のディフューザ部内のガス温度を採用する等、コンプレッサホイール２１Ａより吸気下流側における任意の部分のガス温度を採用することができる。要は、コンプレッサ２１内においてデポジットの堆積が懸念される部分のガス温度の指標となる温度であれば、同温度を出口ガス温度として採用することができる。
【００５２】
・作動制御処理（図３）のステップＳ１２の処理において、ＥＧＲ弁３２が開弁されているか否かを判断することに代えて、燃料噴射量および機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転領域がＥＧＲ装置３０による吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環が行われる運転領域であるか否かを判断するようにしてもよい。要は、ステップＳ１２の処理において、ＥＧＲ装置３０による吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環が行われているか否かを判断することができればよい。
【００５３】
・上記実施形態では、水路制御弁５６の開度を所定開度（通常制御の実行時に設定される開度）にした場合に予測されるコンプレッサ２１の出口部分のガス温度を、仮想ガス温度とした。これに限らず、水路制御弁５６の開度を任意の一定開度に設定した場合に予測されるコンプレッサ２１の出口部分のガス温度を仮想ガス温度とすることができる。要は、冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを一律に揃えて予測したコンプレッサ２１の出口部分のガス温度であれば、仮想ガス温度として採用することができる。
【００５４】
・目標水路開度の算出パラメータとして、仮想ガス温度を用いることに代えて、あるいは併せて、出口ガス温度を用いるようにしてもよい。こうした制御装置では、出口ガス温度が高いときほど、水路制御弁５６の開度を大きくして、冷却系５０によるタービン２２の冷却度合いを高くすればよい。同制御装置によれば、そのときどきのコンプレッサ２１の出口部分のガス温度に応じて水路制御弁５６の開度を調節することができ、タービン２２を効率よく冷却してコンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適正に抑えることができる。
【００５５】
・強冷却制御（図３のステップＳ１３の処理）において、仮想ガス温度を用いることなくＥＧＲ開度ＴＥに基づいて目標水路開度を算出したり、ＥＧＲ開度ＴＥを用いることなく仮想ガス温度に基づいて目標水路開度を算出したりしてもよい。
【００５６】
・強冷却制御における目標水路開度の算出パラメータとして、ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量やＥＧＲガスの温度を用いるようにしてもよい。ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量が多いときほど、またＥＧＲガスの温度が高いときほど、単位時間あたりに吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスが有する熱の総量が多くなるため、コンプレッサ２１内部のガス温度が高くなり易い。そのため、ＥＧＲ量が多いときほど水路制御弁５６の開度を大きくしたり、ＥＧＲガスの温度が高いときほど水路制御弁５６の開度を大きくしたりすることにより、コンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を適度に抑えることが可能になる。なおＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量は内燃機関１０の運転状態に基づいて精度良く推定することができる。またＥＧＲガスの温度は、内燃機関１０の運転状態に基づき推定したり、排気通路１４内の排気温度を検出して代用したり、ＥＧＲ通路３１に温度センサを設けて検出したりすることができる。
【００５７】
・強冷却制御における目標水路開度の算出パラメータとして、ＥＧＲガスの成分（オイル成分の量や、煤の量）を用いることもできる。この場合、例えばＥＧＲガスに含まれるオイル成分の量や煤の量が多いときほど水路制御弁５６の開度を大きくすればよい。上記機関システムでは、ＥＧＲガスに含まれるオイル成分や煤がデポジットの元になる。そのため、ＥＧＲガス中のオイル成分の量や煤の量が多いときほど、デポジットの堆積を招き易くなると云える。この点、強冷却制御において、ＥＧＲガスに含まれるオイル成分の量や煤の量が多いときほど目標水路開度を大きくすることにより、デポジットの堆積、あるいは堆積量の増加を招く可能性が高いときにコンプレッサ２１内部のガス温度の上昇を抑えることができる。これにより、コンプレッサ２１内部におけるデポジットの堆積を好適に抑えることができる。なお、ＥＧＲガスの成分は、内燃機関１０の運転状態（燃料噴射量や機関回転速度ＮＥなど）に基づいて推定することができる。
【００５８】
・強冷却制御において、水路制御弁５６の開度を、通常制御時における水路制御弁５６の開度より大きい一定の開度に変更するようにしてもよい。こうした装置によっても、コンプレッサ２１の出口部分のガス温度が所定温度より高いときであり且つＥＧＲ装置３０によるＥＧＲガスの再循環が実行されているときに、そうでないときと比較して、水路制御弁５６の開度を大きくして冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを大きくすることができる。
【００５９】
・ウォータポンプ５４として、斜板式のポンプや電動式のポンプなどといった冷却水圧送量を変更可能なポンプを採用するとともに、強冷却制御において、同ポンプによる冷却水圧送量を、通常制御時における冷却水圧送量より多くするようにしてもよい。こうした装置によれば、コンプレッサ２１の出口部分のガス温度が所定温度より高くＥＧＲ装置３０によるＥＧＲガスの再循環が実行されている場合に、そうでない場合と比較して、タービン水路２３を通過する冷却水の量を増加させて冷却系５０によるタービン２２の冷却の度合いを大きくすることができる。なお、この装置では水路制御弁５６を省略することができる。
【００６０】
・通常制御時にタービン水路２３に流入する冷却水の温度と比較して、強冷却制御時にタービン水路２３に流入する冷却水の温度が低くなるように、機関システムの冷却系の冷却水回路を切り替えるようにしてもよい。こうした装置によれば、コンプレッサ２１の出口部分のガス温度が所定温度より高いときであり且つＥＧＲ装置３０によるＥＧＲガスの再循環が実行されているときに、そうでないときと比較して、タービン水路２３を通過する冷却水の温度を低くして冷却系によるタービン２２の冷却の度合いを大きくすることができる。
【００６１】
図４に、こうした構成を実現可能な冷却系７０の一例を示す。図４に示すように、冷却系７０は、ウォータジャケット１８を迂回するように、機関冷却水路５３から分岐されるとともにターボ供給水路５５に合流するバイパス水路７８を備えている。また、このバイパス水路７８には開閉弁７９が設けられている。なお、この冷却系７０には前記水路制御弁５６（図２参照）が設けられていない。
【００６２】
そして、この冷却系７０の冷却水回路を次のように切り替えればよい。すなわち通常制御では開閉弁７９を閉弁させる。これにより、冷却系７０の冷却水回路が、ラジエータ５１から流出した低温の冷却水がウォータジャケット１８を通過した後にタービン水路２３に流入する状態になる。一方、強冷却制御では開閉弁７９を開弁させる。これにより、ラジエータ５１から流出した低温の冷却水が、ウォータジャケット１８を迂回して、タービン水路２３に流入する状態になる。
【００６３】
なお、図４中に一点鎖線で示すように、バイパス水路７８にクーラ８０を設けることもできる。こうした冷却系７０によれば、強冷却制御の実行時にバイパス水路７８を介してタービン水路２３に冷却水を流入させる際に、同冷却水をクーラ８０によって冷却して低温にすることができ、冷却系７０によるタービン２２の冷却の度合いを好適に高くすることができる。
【００６４】
・上記実施形態の制御装置は、ＥＧＲクーラ３３が設けられない機関システムにも適用することができる。
・上記実施形態の制御装置は、ＥＧＲガスに含まれるオイル成分によるコンプレッサ２１内部でのデポジットの堆積が懸念される機関システムであれば、ブローバイガス処理装置４０が設けられない機関システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…内燃機関１０…吸気通路、１２…インタークーラ、１３…吸気絞り弁、１４…排気通路、１５…排気浄化装置、１７…クランクケース、１８…ウォータジャケット、２０…ターボチャージャ、２１…コンプレッサ、２１Ａ…コンプレッサホイール、２２…タービン、２２Ａ…タービンホイール、２３…タービン水路、３０…ＥＧＲ装置、３１…ＥＧＲ通路、３２…ＥＧＲ弁、３３…ＥＧＲクーラ、４０…ブローバイガス処理装置、４１…ブリーザ通路、４２…駆動ガス通路、４３…エゼクタ、４４…ガス吸入通路、４５…ガス通路、５０，７０…冷却系（冷却部）、５１…ラジエータ、５２，５３…機関冷却水路、５４…ウォータポンプ、５５…ターボ供給水路、５６…水路制御弁、５７…ターボ排出水路、６０…電子制御装置（制御部）、６１…速度センサ、６２，６３…開度センサ、７８…バイパス水路、７９…開閉弁、８０…クーラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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