(57)【要約】【課題】排気ガス再循環装置による吸気への排気還流ガスの導入量を増減させる制御の応答遅れを抑制する。【解決手段】吸気通路４に配置されるスロットルバルブ５と、コンプレッサ１１及びタービン１２とを備えた過給機１０と、排気通路１４と吸気通路４とを接続する第一排気還流通路２１及び排気還流バルブ２２を備えた第一排気ガス再循環装置２０と、排気還流通路２１と吸気通路４とを接続する第二排気還流通路３１及びその第二排気還流通路３１に設けられ第二排気還流通路３１内の気体を過給する排気還流ガス過給機３５を備えた第二排気ガス再循環装置３０と、第二排気還流通路３１に設けられ排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を排気還流通路２１側から吸気通路４側へと向かう一方向と吸気通路４側から排気還流通路２１側へ向かう他方向とに切り替える流れ方向切替装置３９とを備えるエンジンの制御装置Ｅとした。【選択図】図１
2018184873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室へ通じる吸気通路及び排気通路と、
前記吸気通路に配置されるスロットルバルブと、
前記吸気通路に配置され前記燃焼室への吸気を過給するコンプレッサ及び前記排気通路に配置され排気ガスによって回転して前記コンプレッサに回転を伝達するタービンを備えた過給機と、
前記排気通路と前記吸気通路とを接続する第一排気還流通路及びその第一排気環流通路を開閉する排気還流バルブを備えた第一排気ガス再循環装置と、
前記排気通路又は前記第一排気還流通路と前記吸気通路とを接続する第二排気還流通路及びその第二排気還流通路に設けられ前記第二排気還流通路内の気体を過給する排気還流ガス過給機を備えた第二排気ガス再循環装置と、
前記第二排気還流通路に設けられ前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を前記排気通路又は前記第一排気還流通路側から前記吸気通路側へと向かう一方向と前記吸気通路側から前記排気通路又は前記第一排気還流通路側へ向かう他方向とに切り替える流れ方向切替装置と、
を備えるエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続位置は、前記第一排気還流通路と前記吸気通路との接続位置よりも吸気流れ方向において下流側である
請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記第二排気還流通路は前記第一排気還流通路に接続されて前記第二排気還流通路と前記第一排気還流通路との接続部に第一切替弁を備え、
前記第一切替弁は、
前記第一排気還流通路の前記第一切替弁よりも前記排気通路側の上流側第一排気還流通路と前記第一切替弁よりも前記吸気通路側の下流側第一排気還流通路とを連通する第一の連通状態と、
前記上流側第一排気還流通路と前記第二排気還流通路とを連通する第二の連通状態と、
前記下流側第一排気還流通路と前記第二排気還流通路とを連通する第三の連通状態と、
に切替可能な三方弁である
請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記第一の連通状態において、
前記排気還流バルブを開放することで排気還流ガスを吸気通路側へ導入する
請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記第二の連通状態において、前記排気還流バルブを開放するとともに、
前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を一方向とすることで排気還流ガスを過給状態で吸気通路側へ導入し、
前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を他方向とすることで吸気通路側の残留ガスを排気通路側へ排出する
請求項３又は４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記第三の連通状態において、
前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を一方向とすることで新気を過給状態で吸気通路側へ導入する
請求項３から５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記流れ方向切替装置は、
前記第二排気還流通路に設けられた環状の導入通路と、
前記導入通路の途中の２箇所間を結びその途中に前記排気還流ガス過給機が配置される接続通路と、
前記導入通路と前記接続通路との一方の接続部に配置され前記接続通路と前記導入通路の吸気通路側又は排気通路側のいずれかを連通する第二切替弁と、
前記導入通路と前記接続通路との他方の接続部に配置され前記接続通路と前記導入通路の吸気通路側又は排気通路側のいずれかを連通する第三切替弁と、
を備える請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記第二排気還流通路は、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側に接続される下流切替通路と、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの上流側に接続される上流切替通路と、
を備え、
前記下流切替通路を介した前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続状態と、前記上流切替通路を介した前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続状態とを切替可能な第四切替弁を備える
請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンの
制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンが広く採用され
ている。排気ガス再循環装置は、燃焼室から引き出された排気通路と燃焼室へ通じる吸気
通路とを結ぶ排気還流通路を介して、燃焼室から排出される排気ガスの一部を、排気還流
ガスとして吸気通路に還流している。
【０００３】
排気還流ガスを吸気に導入することにより、吸気中の酸素濃度が低下する。酸素濃度が低い状態での燃焼は、燃焼室内での燃焼温度を低下させるので、その結果、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができる。また、排気還流ガスの導入により、吸気管負圧を小さくできるので、スロットル損失の減少により燃費を向上させる効果も期待できる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、過給機として、排気通路にターボチャージャのタービンを、吸気通路にターボチャージャのコンプレッサを備え、排気通路のうち比較的高圧下にあるタービンの上流側（例えば、エギゾーストマニホールド付近）から、吸気通路のコンプレッサの下流側（例えば、インテークマニホールド付近）へと排気還流ガスを導入する高圧排気ガス再循環装置の技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、排気通路のうち比較的低圧下にあるタービンの下流側から、吸気通路のコンプレッサの上流側へと排気還流ガスを導入する低圧排気ガス再循環装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１００５０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ターボチャージャを備えた過給機付きエンジンでは、一部の運転領域では、インテークマニホールド付近の吸気圧力が、エギゾーストマニホールド付近の排気圧力よりも高くなる場合がある。このように、吸気側圧力が排気側圧力よりも高い場合、その運転領域では、高圧排気ガス再循環装置による排気還流ガスの導入を行いにくいという問題がある。
【０００８】
それに対して、低圧排気ガス再循環装置であれば、排気還流ガスを、排気通路のタービンの下流側から吸気通路のコンプレッサの上流側へと還流するので、高圧排気ガス再循環装置を使用できない運転領域においても、低圧排気ガス再循環装置による排気還流ガスの導入が可能な場合がある。
【０００９】
しかし、低圧排気ガス再循環装置を使用する場合であっても、吸気側圧力と排気側圧力の差圧が小さい場合、吸気に導入できる排気還流ガスの量には制限がある。また、低圧排気ガス再循環装置を使用する場合、吸気通路に対する排気還流ガスの導入口が燃焼室から遠いため、排気還流ガスの導入量を増減させる場合の応答遅れ（タイムラグ）が生じやすい。
【００１０】
例えば、低圧排気ガス再循環装置において、減速から加速へと移行する過渡運転時においては、排気還流ガスの導入量を増大させる制御に応答遅れが生じ、排気還流ガスの不足による燃焼悪化とともにノッキング発生の原因となる場合がある。また、加速から減速へと移行する過渡運転時においては、排気還流ガスの導入量を減少させる制御に応答遅れが生じ、排気還流ガスの過多により失火の原因となる場合がある。このような応答遅れは、低圧排気ガス再循環装置だけでなく、運転領域によっては、高圧排気ガス再循環装置においても生じ得る。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、排気ガス再循環装置による吸気への排気還流ガスの導入量を増減させる制御の応答遅れを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明は、燃焼室へ通じる吸気通路及び排気通路と、前記吸気通路に配置されるスロットルバルブと、前記吸気通路に配置され前記燃焼室への吸気を過給するコンプレッサ及び前記排気通路に配置され排気ガスによって回転して前記コンプレッサに回転を伝達するタービンを備えた過給機と、前記排気通路と前記吸気通路とを接続する第一排気還流通路及びその第一排気環流通路を開閉する排気還流バルブを備えた第一排気ガス再循環装置と、前記排気通路又は前記第一排気還流通路と前記吸気通路とを接続する第二排気還流通路及びその第二排気還流通路に設けられ前記第二排気還流通路内の気体を過給する排気還流ガス過給機を備えた第二排気ガス再循環装置と、前記第二排気還流通路に設けられ前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を前記排気通路又は前記第一排気還流通路側から前記吸気通路側へと向かう一方向と前記吸気通路側から前記排気通路又は前記第一排気還流通路側へ向かう他方向とに切り替える流れ方向切替装置と、を備えるエンジンの制御装置を採用した。
【００１３】
このとき、前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続位置は、前記第一排気還流通路と前記吸気通路との接続位置よりも吸気流れ方向において下流側である構成を採用することができる。
【００１４】
これらの各態様において、前記第二排気還流通路は前記第一排気還流通路に接続されて前記第二排気還流通路と前記第一排気還流通路との接続部に第一切替弁を備え、前記第一切替弁は、前記第一排気還流通路の前記第一切替弁よりも前記排気通路側の上流側第一排気還流通路と前記第一切替弁よりも前記吸気通路側の下流側第一排気還流通路とを連通する第一の連通状態と、前記上流側第一排気還流通路と前記第二排気還流通路とを連通する第二の連通状態と、前記下流側第一排気還流通路と前記第二排気還流通路とを連通する第三の連通状態と、に切替可能な三方弁である構成を採用することができる。
【００１５】
このとき、前記第一の連通状態において、前記排気還流バルブを開放することで排気還流ガスを吸気通路側へ導入する構成を採用することができる。
【００１６】
また、前記第二の連通状態において、前記排気還流バルブを開放するとともに、前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を一方向とすることで排気還流ガスを過給状態で吸気通路側へ導入し、前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を他方向とすることで吸気通路側の残留ガスを排気通路側へ排出する構成を採用することができる。
【００１７】
さらに、前記第三の連通状態において、前記排気還流ガス過給機による気体の過給方向を一方向とすることで新気を過給状態で吸気通路側へ導入する構成を採用することができる。
【００１８】
これらの各態様において、前記流れ方向切替装置は、前記第二排気還流通路に設けられた環状の導入通路と、前記導入通路の途中の２箇所間を結びその途中に前記排気還流ガス過給機が配置される接続通路と、前記導入通路と前記接続通路との一方の接続部に配置され前記接続通路と前記導入通路の吸気通路側又は排気通路側のいずれかを連通する第二切替弁と、前記導入通路と前記接続通路との他方の接続部に配置され前記接続通路と前記導入通路の吸気通路側又は排気通路側のいずれかを連通する第三切替弁と、を備える構成を採用することができる。
【００１９】
これらの各態様において、前記第二排気還流通路は、前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側に接続される下流切替通路と、前記吸気通路における前記スロットルバルブの上流側に接続される上流切替通路と、を備え、前記下流切替通路を介した前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続状態と、前記上流切替通路を介した前記第二排気還流通路と前記吸気通路との接続状態とを切替可能な第四切替弁を備える構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、排気通路と吸気通路とを接続する第一排気還流通路を備えた第一排気ガス再循環装置と、排気通路又は第一排気還流通路と吸気通路とを接続する第二排気還流通路及びその第二排気還流通路に設けられる排気還流ガス過給機を備えた第二排気ガス再循環装置と、第二排気還流通路に設けられ排気還流ガス過給機による気体の過給方向を、排気通路又は第一排気還流通路側から吸気通路側へと向かう一方向と、吸気通路側から排気通路又は第一排気還流通路側へ向かう他方向とに切り替える流れ方向切替装置とを備えたので、排気還流ガス過給機による排気還流ガスの過給及び吸気側の残留ガスの排出を行うことで、排気還流ガスの導入量を増減させる制御の応答遅れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態を示すエンジンの制御装置の模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の作用を示す模式図である。
【図３】この発明の作用を示す模式図である。
【図４】他の実施形態を示すエンジンの制御装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この実施形態のエンジンの制御装置Ｅを概念的に示す模式図である。
【００２３】
この実施形態のエンジン１は自動車用４サイクルガソリンエンジンである。エンジン１の構成は、図１に示すように、内部の燃焼室２内に吸気を送り込む吸気通路４、燃焼室２から引き出された排気通路１４、吸気ポート又は燃焼室２内に燃料を噴射する燃料噴射装置等を備えている。吸気通路４及び排気通路１４の燃焼室２への開口は、それぞれバルブによって開閉される。
【００２４】
この実施形態では４つの気筒を備えた４気筒エンジンを想定しているが、気筒の数に関わらずこの発明を適用可能である。
【００２５】
吸気通路４には、燃焼室２への接続部である吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路４を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置（インタークーラ）６、吸気通路４に配置され吸気通路４の流路面積を調節するスロットルバルブ５、過給機（ターボチャージャ）１０のコンプレッサ１１、さらに、その上流側には、エアクリーナ等が設けられる。
【００２６】
排気通路１４には、燃焼室２への接続部である排気ポートから下流側に向かって、過給機１０のタービン１２、排気中の有害物質を除去する触媒等を備えた排気浄化部１５、さらに、その下流側には、消音器等が設けられる。この実施形態は、エンジン１としてガソリンエンジンを採用しているので、排気浄化部１５として三元触媒等が用いられるが、エンジン１がディーゼルエンジンの場合は、排気浄化部１５として酸化触媒やディーゼル微粒子フィルター等が用いられる。
【００２７】
過給機１０は、図１に示すように、吸気通路４に配置され燃焼室へ導入される吸気を過給するコンプレッサ１１と、排気通路１４に配置され排気エネルギによって回転するタービン１２とで構成される。排気通路１４を流れる排気ガスによってタービン１２が回転すると、その回転が吸気通路４のコンプレッサ１１に伝達される。コンプレッサ１１の回転によって、吸気通路４内を流れる吸気に過給が行われる。
【００２８】
なお、タービン１２を経由せずに、排気通路１４におけるタービン１２の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路と、その排気バイパス通路の流路を開閉する排気バイパスバルブとを備えたウェイストゲートバルブ装置を備えていてもよい。
【００２９】
排気通路１４と吸気通路４との間には、第一排気ガス再循環装置２０が備えられている。この実施形態では、第一排気ガス再循環装置２０を構成する第一排気還流通路２１によって、排気通路１４のタービン１２及び排気浄化部１５の下流側と、吸気通路４のコンプレッサ１１の上流側とが連通している。第一排気還流通路２１には、その第一排気環流通路２１の流路を開閉する排気還流バルブ２２と、排気還流ガスを冷却する排気還流ガスクーラ２３を備えている。
【００３０】
排気還流バルブ２２を開放すれば、第一排気還流通路２１を介して燃焼室２から排出される排気ガスの一部が、排気還流ガスとして吸気通路４に還流する。
【００３１】
このエンジン１を搭載する車両は、エンジン１を制御するための電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０を備える。電子制御ユニット４０は、吸気通路４又は燃焼室２内に設けた燃料噴射装置による燃料噴射や、過給圧の制御、スロットルバルブ５の開度の制御、その他、エンジンの制御に必要な指令を行う。
【００３２】
吸気通路４には、エンジン１の制御に必要な情報を取得するセンサ装置として、吸気通路４内の圧力を検出する圧力センサや、吸気通路４内を流れる空気の量を検出するエアーフローセンサ等が設けられている。また、排気通路１４には、エンジン１の制御に必要な情報を取得するセンサ装置として、排気ガスの温度を検出する排気温度センサ等が設けられている。また、エンジン１には、シリンダブロック等を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ、エンジン１のクランクシャフトの回転速度を検出する回転速度センサ等が設けられている。また、このエンジン１を搭載する車両には、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ、車両の速度を検出する車速センサ等が設けられている。これらの各種センサ類の情報は、ケーブルを通じて電子制御ユニット４０が取得できるようになっている。図１等において、ケーブルの一部は図示を省略している。
【００３３】
排気通路１４と吸気通路４との間、又は、第一排気還流通路２１と吸気通路４との間には、第二排気ガス再循環装置３０が備えられている。この実施形態では、第二排気ガス再循環装置３０を構成する第二排気還流通路３１によって、第一排気還流通路２１の途中、具体的には、第一排気還流通路２１の排気還流バルブ２２の下流側（吸気通路４側）と、吸気通路４のコンプレッサ１１の下流側とが連通している。また、第二排気還流通路３１の途中には、第二排気還流通路３１内の気体を過給する排気還流ガス過給機３５を備えている。
【００３４】
排気還流ガス過給機３５としては、電力の供給によって圧縮機を駆動して過給を行う電動式過給機や、エンジン１のクランクシャフトの回転によって圧縮機を駆動して過給を行うスーパーチャージャ等を採用することができる。
【００３５】
第二排気還流通路３１には、排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を、第一排気還流通路２１側から吸気通路４側へと向かう一方向と、吸気通路４側から第一排気還流通路２１側へ向かう他方向とに切り替えることができる流れ方向切替装置３９を備えている。
【００３６】
第二排気還流通路３１と第一排気還流通路２１との接続部には、第一切替弁３２を備えている。
【００３７】
第一切替弁３２は、第一排気還流通路２１における第一切替弁３２よりも排気通路１４側の上流側第一排気還流通路２１ａと、第一切替弁３２よりも吸気通路４側の下流側第一排気還流通路２１ｂとを連通する第一の連通状態と、上流側第一排気還流通路２１ａと第二排気還流通路３１とを連通する第二の連通状態と、下流側第一排気還流通路２１ｂと第二排気還流通路３１とを連通する第三の連通状態とに切替可能な三方弁である。
【００３８】
また、流れ方向切替装置３９は、図１に示すように、第二排気還流通路３１の途中に設けられた環状の導入通路３３と、導入通路３３の途中の２箇所間を結びその途中に排気還流ガス過給機３５が配置される接続通路３４とを備えている。
【００３９】
導入通路３３と接続通路３４との２箇所の接続部のうち、図１中の右側に示す一方の接続部には、接続通路３４と導入通路３３の吸気通路４側（符号３３ｃ参照）、又は、接続通路３４と導入通路３３の排気通路１４側（符号３３ａ参照）のいずれかを連通するように切替可能な第二切替弁３６を備えている。また、図１中の左側に示す他方の接続部には、接続通路３４と導入通路３３の吸気通路４側（符号３３ｄ参照）、又は、接続通路３４と導入通路３３の排気通路１４側（符号３３ｂ参照）のいずれかを連通するように切替可能な第三切替弁３７を備えている。
【００４０】
排気還流ガス過給機３５は、過給した気体の送り出し方向が、排気還流ガス過給機３５が備える吸入口から排出口へと一定方向に決まっているので、このような流れ方向切替装置３９によって、吸入口に接続される流路を排気側、排出口に接続される流路を吸気側としたり、逆に、吸入口に接続される流路を吸気側、排出口に接続される流路を排気側として切り替えることで、第二排気還流通路３１における一方向、他方向への両方向への気体の過給を実現できる。
【００４１】
これらの第一排気ガス再循環装置２０や第二排気ガス再循環装置３０の制御は、電子制御ユニット４０が行う。電子制御ユニット４０は、アクセル開度センサからの信号に基づく要求トルクや、エンジン１の回転数、車速、吸気通路４内の圧力状態等に基づいて、排気還流バルブ２２や、第一切替弁３２、第二切替弁３６、第三切替弁３７、排気還流ガス過給機３５等を制御することによって、吸気通路４内の圧力状態に応じた排気還流ガスの吸気通路４内への導入量を制御し、また、吸気通路４側の残留ガスを排気通路１４側へ排出する制御を行う。
【００４２】
例えば、図２（ａ）に示す第一の連通状態において、第一切替弁３２は、上流側第一排気還流通路２１ａと下流側第一排気還流通路２１ｂとを連通する状態である。このとき、第二排気還流通路３１と第一排気還流通路２１とは連通していない状態である。
【００４３】
この第一の連通状態で、排気還流バルブ２２を開放することで排気還流ガスは吸気通路４側へ導入される。運転領域が、大きな加減速を伴わない定常状態時や、加減速を伴う運転領域であってもそれが緩やかな過渡運転時である場合には、このような通常の低圧の排気ガス再循環装置によって、排気還流ガスを吸気に導入できる。
【００４４】
つぎに、図２（ｂ）に示す第二の連通状態において、第一切替弁３２は、上流側第一排気還流通路２１ａと第二排気還流通路３１とを連通する状態である。このとき、第二排気還流通路３１と下流側第一排気還流通路２１ｂとは連通していない状態である。
【００４５】
この第二の連通状態で、排気還流バルブ２２を開放するとともに、排気還流ガス過給機３５を駆動するとともに、流れ方向切替装置３９によって、排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を一方向、すなわち、第一排気還流通路２１側から吸気通路４側に設定する。これにより、排気還流ガスを過給状態で吸気通路４側へ導入することができる。
【００４６】
このような制御により、例えば、急激な加速時等、排気還流ガスの必要量が急激に増大する過渡運転時において、その加速に対応して設定された排気還流ガスの導入量の目標値に対して、実際の排気還流ガスの導入量の増大が追随していない応答遅れの状態（導入量の目標値に対して実際の導入量が少ない状態）が発生することを防止することができる。
【００４７】
さらに、この第二の連通状態で、図２（ｃ）に示すように、同じく、排気還流バルブ２２を開放し、排気還流ガス過給機３５を駆動するとともに、流れ方向切替装置３９によって、排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を他方向、すなわち、吸気通路４側から第一排気還流通路２１側に設定する。これにより、吸気通路４側の残留ガス、すなわち、排気ガスを多く含む吸気を、第二排気還流通路３１、上流側第一排気還流通路２１ａを通じて、早期に排気通路１４側へ排出することができる。
【００４８】
このような制御により、例えば、急激な減速時等、排気還流ガスの必要量が急激に減少する過渡運転時において、その減速に対応して設定された排気還流ガスの導入量の目標値に対して、実際の排気還流ガスの導入量の減少が追随していない応答遅れの状態（導入量の目標値に対して実際の導入量が多い状態）が発生することを防止することができる。
【００４９】
なお、吸気通路４側の残留ガスの排出が、予め設定された程度に完了しているかどうかは、例えば、吸気通路４内の圧力や、排気ガス中の酸素濃度等により、判定することができる。このような情報に基づいて、残留ガスの排出に要する排気還流ガス過給機３５の駆動時間を設定できる。また、電子制御ユニット４０に予め記憶されている排気還流ガス過給機３５の駆動時間と残留ガスの排出量との関係を示す情報（マップ等）に基づいて、排気還流ガス過給機３５の駆動時間を設定してもよい。
【００５０】
さらに、図３に示す第三の連通状態において、第一切替弁３２は、下流側第一排気還流通路２１ｂと第二排気還流通路３１とを連通する状態である。このとき、上流側第一排気還流通路２１ａと下流側第一排気還流通路２１ｂとは連通していない状態である。
【００５１】
この第三の連通状態で、排気還流ガス過給機３５を駆動するとともに、流れ方向切替装置３９によって、排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を一方向、すなわち、第一排気還流通路２１側から、第一排気還流通路２１側とは反対側である吸気通路４側に設定する。これにより、エアクリーナを通じて導入された新気を、下流側第一排気還流通路２１ｂ、第二排気還流通路３１を通じて、過給状態で吸気通路４側へ導入することができる。
【００５２】
このような制御により、例えば、全開加速時のような排気還流ガスの導入が必要ない運転領域で、ターボチャージャからなる過給機１０による吸気の過給と、排気還流ガス過給機３５による吸気の過給を同時に行うことができる。これにより、急激な加速要求に対応して、吸気の過給圧を早期に上昇させることができる。
【００５３】
他の実施形態を図４に示す。この実施形態では、第一排気還流通路２１によって、排気通路１４のタービン１２の上流側と、吸気通路４のコンプレッサ１１の上流側とを連通している。また、第一排気還流通路２１と吸気通路４との接続部は、吸気通路４のコンプレッサ１１の下流側とすることもできる。
【００５４】
このように、いずれの実施形態においても、第一排気還流通路２１の排気通路１４への接続部は、タービン１２の下流側であってもよいし、タービン１２の上流側であってもよい。また、いずれの実施形態においても、第一排気還流通路２１と吸気通路４との接続部は、コンプレッサ１１の上流側であってもよいし、コンプレッサ１１の下流側であってもよい。ただし、第二排気還流通路３１の吸気通路４への接続部は、より高圧であるコンプレッサ１１の下流側であることが望ましい。
【００５５】
なお、第三の連通状態による制御を必要としない場合は、第二排気還流通路３１は、第一切替弁３２及び第一排気還流通路２１を介さずに、排気通路１４に直接接続してもよい。この場合、第二排気還流通路３１の排気通路１４への接続部は、排気通路１４のいずれの箇所としてもよく、その接続部は、第一排気還流通路２１と排気通路１４との接続部よりも排気通路１４の下流側としてもよいし上流側としてもよい。
【００５６】
また、図４の実施形態において、第二排気還流通路３１は、吸気通路４のスロットルバルブ５を挟んで下流側と上流側にそれぞれ接続されている。
【００５７】
すなわち、第二排気還流通路３１は、排気還流ガス過給機３５を挟んで排気通路１４側の上流側第二排気還流通路３１ａと、吸気通路４側の下流側第二排気還流通路３１ｂを備えており、その下流側第二排気還流通路３１ｂは、吸気通路４に対して、下流切替通路３１ｃと上流切替通路３１ｄのどちらか又は両方を介して選択的に接続できるようになっている。
【００５８】
ここで、吸気通路４におけるスロットルバルブ５の下流側に接続される下流側第二排気還流通路３１ｂが、下流切替通路３１ｃである。吸気通路４におけるスロットルバルブ５の上流側に接続される下流側第二排気還流通路３１ｂが、上流切替通路３１ｄである。下流切替通路３１ｃを介した第二排気還流通路３１と吸気通路４との接続状態と、上流切替通路３１ｄを介した第二排気還流通路３１と吸気通路４との接続状態とは、第四切替弁３８によって切替可能である。また、第四切替弁３８を中間開度とすることで、下流切替通路３１ｃと上流切替通路３１ｄの両方を通じて、第二排気還流通路３１と吸気通路４とを接続できる。
【００５９】
スロットルバルブ５の下流側は吸気負圧状態となる場合があるので、このような場合は、第二排気還流通路３１がスロットルバルブ５の下流側に接続されていると、第二の連通状態における吸気の残留ガスの排出が行いにくい場合がある。そこで、第二排気還流通路３１をスロットルバルブ５の上流側に接続することにより、このような吸気負圧状態においても、残留ガスの排出を行うことができる。
【００６０】
また、この実施形態では、第二排気還流通路３１を、スロットルバルブ５の下流側と上流側の両方に接続したので、吸気通路４内の圧力状態によって、排気還流ガスの吸気への導入が難しい場合であっても、その導入先を、圧力状態の異なるスロットルバルブ５の下流側と上流側とで、相対的に導入が容易な圧力状態の側を選択することもできる。
【００６１】
さらに、この実施形態では、第二排気還流通路３１を、スロットルバルブ５の下流側と上流側の両方に接続して、そのいずれか又は両方を選択的に使用できるようにしたが、この形態は、前述の図１の実施形態等、いずれの実施形態においても採用できる。また、いずれの実施形態においても、運転上問題がない場合は、第二排気還流通路３１をスロットルバルブ５の下流側のみに接続する形態、あるいは、上流側のみに接続する形態を採用することができる。
【００６２】
この実施形態では、流れ方向切替装置３９は、環状の導入通路３３と、導入通路３３の途中の２箇所間を結びその途中に排気還流ガス過給機３５が配置される接続通路３４とを備え、それらを、第二切替弁３６、第三切替弁３７によって制御する構成としたが、流れ方向切替装置３９としては、排気還流ガス過給機３５による気体の過給方向を、排気通路１４側又は第一排気還流通路２１側から吸気通路４側へと向かう一方向と、吸気通路４側から排気通路１４側又は第一排気還流通路２１側へ向かう他方向とに切り替える機能を備えていれば、種々の構成を採用することができる。
【００６３】
この実施形態のエンジン１は４サイクルガソリンエンジンとしたが、この実施形態には限定されず、他の形式のガソリンエンジンの他、ディーゼルエンジンでもこの発明を適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  エンジン
２  燃焼室
４  吸気通路
５  スロットルバルブ
６  吸気冷却装置（インタークーラ）
１０  過給機（ターボチャージャ）
１１  コンプレッサ
１２  タービン
１４  排気通路
１５  排気浄化部
２０  第一排気ガス再循環装置
２１  第一排気還流通路
２１ａ  上流側第一排気還流通路
２１ｂ  下流側第一排気還流通路
２２  排気還流バルブ
２３  排気還流ガスクーラ
３０  第二排気ガス再循環装置
３１  第二排気還流通路
３１ａ  上流側第二排気還流通路
３１ｂ  下流側第二排気還流通路
３１ｃ  下流切替通路
３１ｄ  上流切替通路
３２  第一切替弁
３３  導入通路
３４  接続通路
３５  排気還流ガス過給機
３６  第二切替弁
３７  第三切替弁
３８  第四切替弁
３９  流れ方向切替装置
４０  電子制御ユニット
【図１】
2018184873.tif 000003
【図２】
2018184873.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018184873.tif 000006