(57)【要約】【課題】内燃機関の排気還流装置において、新たな遮断弁を設けることなく、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときの、排気が排気連通路から流入し低圧ＥＧＲクーラを迂回して吸気通路へ還流してしまうことを回避する技術を提供する。【解決手段】機関冷却水を用いた低圧ＥＧＲクーラ２０と、排気連通路２２と、排気連通路２２を開閉可能であり、排気連通路２２を閉じた状態で排気通路１０を流通する排気の量を調節可能であり、排気連通路２２を開いた状態では排気通路１０を閉じた状態となる排気絞り弁１３と、機関冷却水の温度ＴＷＨが、内燃機関１の早期暖機が必要か否かの閾値となる所定温度Ｔ１よりも低い場合には、排気絞り弁１３で排気通路１０を閉じるＥＣＵ２３と、を備えた。【選択図】図１
2011220237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、低圧ＥＧＲガスの量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ弁よりも上流の前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラと、
前記低圧ＥＧＲクーラと前記低圧ＥＧＲ弁との間の前記低圧ＥＧＲ通路に一端が接続され、前記低圧ＥＧＲ通路と前記排気通路との接続部位よりも下流の前記排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記排気連通路の他端と前記排気通路との接続部位に配置され、前記排気連通路を開閉可能であり、前記排気連通路を閉じた状態で前記排気通路を流通する排気の量を調節可能であり、前記排気連通路を開いた状態では前記排気通路を閉じた状態となる排気絞り弁と、
機関冷却水の温度が、内燃機関の早期暖機が必要か否かの閾値となる所定温度よりも低い場合には、前記排気絞り弁で前記排気通路を閉じる制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記制御手段は、機関冷却水の温度が、内燃機関の早期暖機が必要か否かの閾値となる所定温度よりも低い場合には、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じると共に、前記排気絞り弁で前記排気通路を閉じることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンよりも下流の排気通路の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサよりも上流の吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ装置を備えた内燃機関が知られている。この内燃機関において、低圧ＥＧＲ通路に、機関冷却水を用いて低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラと、低圧ＥＧＲクーラを流通した排気を排気通路へ戻す排気連通路と、を設け、低圧ＥＧＲ弁を閉じているときに排気通路の排気を、低圧ＥＧＲ通路に流入させて低圧ＥＧＲクーラを流通させ再び排気通路へ戻す技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。これにより、低圧ＥＧＲクーラで排気の熱を用いて機関冷却水を暖めることで、機関始動時の早期暖機を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときに、排気が排気連通路から流入し低圧ＥＧＲクーラを迂回して吸気通路へ還流してしまう場合がある。またこのような場合を回避しようとすると、新たに排気連通路を開閉する遮断弁が必要となってしまい部品点数の増加及びコストアップとなってしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、内燃機関の排気還流装置において、新たな遮断弁を設けることなく、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときの、排気が排気連通路から流入し低圧ＥＧＲクーラを迂回して吸気通路へ還流してしまうことを回避する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、低圧ＥＧＲガスの量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ弁よりも上流の前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラと、
前記低圧ＥＧＲクーラと前記低圧ＥＧＲ弁との間の前記低圧ＥＧＲ通路に一端が接続され、前記低圧ＥＧＲ通路と前記排気通路との接続部位よりも下流の前記排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記排気連通路の他端と前記排気通路との接続部位に配置され、前記排気連通路を開閉可能であり、前記排気連通路を閉じた状態で前記排気通路を流通する排気の量を調節可能であり、前記排気連通路を開いた状態では前記排気通路を閉じた状態となる排気絞り弁と、
機関冷却水の温度が、内燃機関の早期暖機が必要か否かの閾値となる所定温度よりも低
い場合には、前記排気絞り弁で前記排気通路を閉じる制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
【０００７】
ここで、所定温度とは、機関冷却水の温度がそれよりも低温であると、内燃機関の早期暖機が必要となる温度であり、内燃機関の早期暖機が必要か否かの閾値となる温度である。
【０００８】
本発明によると、機関冷却水の温度が所定温度よりも低い場合に、排気絞り弁で排気通路を閉じる。これにより、排気絞り弁は排気連通路を開き、排気絞り弁よりも上流の排気通路の排気が、低圧ＥＧＲ通路から排気連通路を流通し排気絞り弁よりも下流の排気通路に戻る経路を形成できる。したがって、この経路で排気を流通させると、排気が低圧ＥＧＲクーラを流通するので、低圧ＥＧＲクーラで排気の熱を用いて機関冷却水を暖めることができる。よって、内燃機関の早期暖機ができ、早期に排気エミッションを改善できる。また、排気の熱を用いるだけであるので、内燃機関の早期暖機に燃費悪化を伴うこともない。
【０００９】
そして本発明によると、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときには、排気が排気通路を流通するように排気絞り弁が排気通路を開いているので、排気絞り弁が排気連通路を閉じている。またこのとき排気絞り弁は、排気の量を絞ることもできる。したがって、本発明の排気絞り弁を用いることで、新たな遮断弁を設けることなく、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときの、排気が排気連通路から流入し低圧ＥＧＲクーラを迂回して吸気通路へ還流してしまうことを回避することができる。よって、新たな遮断弁が必要なく、部品点数の増加やコストアップを抑制することができる。
【００１０】
前記制御手段は、機関冷却水の温度が、内燃機関の早期暖機が必要か否かの閾値となる所定温度よりも低い場合には、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じると共に、前記排気絞り弁で前記排気通路を閉じるとよい。
【００１１】
これによると、機関冷却水の温度が所定温度よりも低い場合に、低圧ＥＧＲ弁を閉じると共に排気絞り弁で排気通路を閉じる。これにより、排気絞り弁は排気連通路を開き、低圧ＥＧＲ弁が閉じているので、排気絞り弁よりも上流の排気通路の排気が、低圧ＥＧＲ通路から排気連通路を流通し排気絞り弁よりも下流の排気通路に戻る経路を形成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、内燃機関の排気還流装置において、新たな遮断弁を設けることなく、低圧ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させるときの、排気が排気連通路から流入し低圧ＥＧＲクーラを迂回して吸気通路へ還流してしまうことを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る排気絞り弁を示す図である。
【図３】実施例１の他の例に係る排気絞り弁を示す図である。
【図４】実施例１に係る早期暖機制御ルーチン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】
【００１４】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
（内燃機関）
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関の概略構
成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ピストンと共に燃焼室を形成する気筒２を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。各気筒２には、燃料噴射弁３が設けられている。燃料噴射弁３は、燃料タンクからサプライポンプで汲み上げられコモンレールで燃料噴射圧が定められた軽油等の燃料が供給され、燃料を気筒２内へ適宜の量且つ適宜のタイミングで噴射する。
【００１６】
内燃機関１には、吸気通路４が接続されている。内燃機関１に接続された吸気通路４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサ５ａが配置されている。コンプレッサ５ａよりも上流の吸気通路４には、エアフローメータ６が配置されている。エアフローメータ６は、吸気通路４内を流通する新気の量を検出する。エアフローメータ６よりも上流の吸気通路４には、エアクリーナ７が配置されている。エアクリーナ７により内燃機関１に吸入される新気中の塵や埃等が除去される。コンプレッサ５ａよりも下流の吸気通路４には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が配置されている。インタークーラ８よりも下流の吸気通路４には、スロットル弁９が配置されている。吸気通路４及びこれに配置された機器が内燃機関１の吸気系を構成している。
【００１７】
一方、内燃機関１には、排気通路１０が接続されている。内燃機関１に接続された排気通路１０の途中には、ターボチャージャ５のタービン５ｂが配置されている。タービン５ｂよりも下流の排気通路１０には、酸化触媒１１が配置されている。酸化触媒１１よりも下流の排気通路１０には、ＤＰＦ１２が配置されている。ＤＰＦ１２は、排気通路１０内を流通する排気中のＰＭを捕集する。ＤＰＦ１２には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されている。ＤＰＦ１２よりも下流の排気通路１０には、排気通路１０内を流通する排気の量を調節する排気絞り弁１３が設けられている。排気通路１０及びこれに配置された機器が内燃機関１の排気系を構成している。
【００１８】
そして内燃機関１には、排気通路１０内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる高圧ＥＧＲ装置１４が備えられている。高圧ＥＧＲ装置１４によって還流される排気を高圧ＥＧＲガスという。高圧ＥＧＲ装置１４は、高圧ＥＧＲガスが流通する高圧ＥＧＲ通路１５と、高圧ＥＧＲ通路１５を流通する高圧ＥＧＲガスの量を調節する高圧ＥＧＲ弁１６と、を有する。高圧ＥＧＲ通路１５は、タービン５ｂよりも上流の排気通路１０と、スロットル弁９よりも下流の吸気通路４とを接続している。この高圧ＥＧＲ通路１５を通って、排気が高圧ＥＧＲガスとして高圧で内燃機関１へ送り込まれる。高圧ＥＧＲ弁１６は、高圧ＥＧＲ通路１５に配置され、高圧ＥＧＲ通路１５の通路断面積を調整することにより、高圧ＥＧＲ通路１５を流れる高圧ＥＧＲガスの量を調節する。
【００１９】
一方、内燃機関１には、排気通路１０内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置１７が備えられている。低圧ＥＧＲ装置１７によって還流される排気を低圧ＥＧＲガスという。低圧ＥＧＲ装置１７は、低圧ＥＧＲガスが流通する低圧ＥＧＲ通路１８と、低圧ＥＧＲ通路１８を流通する低圧ＥＧＲガスの量を調節する低圧ＥＧＲ弁１９と、低圧ＥＧＲ通路１８を流通する低圧ＥＧＲガスの温度を冷却する低圧ＥＧＲクーラ２０と、を有する。低圧ＥＧＲ通路１８は、ＤＰＦ１２よりも下流の排気通路１０と、コンプレッサ５ａよりも上流かつエアフローメータ６よりも下流の吸気通路４とを接続している。この低圧ＥＧＲ通路１８を通って、排気が低圧ＥＧＲガスとして低圧で内燃機関１へ送り込まれる。低圧ＥＧＲ弁１９は、低圧ＥＧＲ通路１８に配置され、低圧ＥＧＲ通路１８の通路断面積を調整することにより、低圧ＥＧＲ通路１８を流れる低圧ＥＧＲガスの量を調節する。低圧ＥＧＲクーラ２０は、低圧ＥＧＲ弁１９よりも上流の低圧ＥＧＲ通路１８に配置され、低圧ＥＧＲクーラ２０を通過する低圧ＥＧＲガスと、内燃機関１の機関冷却水とで熱交換をして、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。また、低圧ＥＧＲクーラ２０は、機関冷却水が低圧ＥＧＲガスよりも低温の場合には、流入する
低圧ＥＧＲガス又は排気によって逆に機関冷却水を暖めることもできる。ここで、機関冷却水の温度は、機関冷却水の流路に配置された冷却水温度センサ２１によって検出可能となっている。
【００２０】
低圧ＥＧＲ装置１７には、低圧ＥＧＲクーラ２０を流通した排気を再び排気通路１０に戻す排気連通路２２が設けられている。排気連通路２２は、低圧ＥＧＲクーラ２０と低圧ＥＧＲ弁１９との間の低圧ＥＧＲ通路１８の途中に一端が接続され、低圧ＥＧＲ通路１８と排気通路１０との接続部位よりも下流の排気通路１０であって排気絞り弁１３の配置された位置に他端が接続されている。
【００２１】
排気連通路２２の他端と排気通路１０との接続部位には、排気絞り弁１３が配置されている。排気絞り弁１３は、図２に示すように、排気連通路２２を開閉可能であり、排気連通路２２を閉じた状態で排気通路１０を流通する排気の量を調節可能であり、排気連通路２２を開いた状態では排気通路１０を閉じた状態となる。これらの状態を実現するため、排気絞り弁１３は、排気連通路２２の他端と排気通路１０との接続部位に回動軸を有し、排気通路１０又は排気連通路２２を閉じる弁体部が断面形状「く」の字型に折れ曲がっている。そして断面形状「く」の字型に折れ曲がった折れ部が、排気通路１０の上流部方向に向いている。
【００２２】
排気絞り弁１３は、図２（ａ）に示すように、弁体部で排気連通路２２を塞ぎ排気連通路２２を閉じる。図２（ａ）の状態では、排気絞り弁１３は排気通路１０を開いている。また排気絞り弁１３は、図２（ｂ）に示すように、弁体部の折れ曲がった折れ部を排気通路１０の折り返された部分に近付けるよう回動した場合でも、弁体部で排気連通路２２を塞ぎ排気連通路２２を閉じている。この図２（ｂ）の状態では、排気絞り弁１３は排気通路１０の通路断面積を狭めて排気通路１０を流通する排気の量を調節することができる。また排気絞り弁１３は、図２（ｃ）に示すように、弁体部で排気通路１０の上流部を塞ぎ排気通路１０を閉じる。図２（ｃ）の状態では、排気絞り弁１３は排気連通路２２を開いている。
【００２３】
なお、排気絞り弁１３は、図３に示すものでもよい。図３に示す排気絞り弁１３は、回動通路１３ａを回動させる回動体に形成され、回動通路１３ａを排気連通路２２につなげるか、排気通路１０の上流部につなげるかで状態が変化する。排気通路１０の下流部は、回動通路１３ａが回動しても回動通路１３ａとつながるようにその領域が大きくなっている。図３に示す排気絞り弁でも、図２に示す排気絞り弁と同様の状態を実現でき、図３（ａ）〜（ｃ）が図２（ａ）〜（ｃ）に夫々対応している。
【００２４】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵという）２３が併設されている。ＥＣ
Ｕ２３は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２３には、エアフローメータ６、冷却水温度センサ２１、クランクポジションセンサ２４、アクセルポジションセンサ２５等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ２３に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２３には、燃料噴射弁３、スロットル弁９、排気絞り弁１３、高圧ＥＧＲ弁１６、及び低圧ＥＧＲ弁１９の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ２３によりこれらの機器が制御される。ＥＣＵ２３は、クランクポジションセンサ２４、アクセルポジションセンサ２５等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された運転状態に基づいて内燃機関１や上記機器を電気的に制御する。
【００２５】
そして本実施例では、運転状態に応じて低圧ＥＧＲ弁１９を用い低圧ＥＧＲガスの量を制御しつつ高圧ＥＧＲ弁１６を用い高圧ＥＧＲガスの量を制御する。これにより、内燃機
関１に吸入される吸気に低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが含まれた状態で内燃機関１を運転させる、いわゆるＥＧＲ運転を行い、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するＮＯｘを低減させる効果を発揮させている。
【００２６】
ところで、内燃機関１の冷間始動時や低負荷運転時には、内燃機関１の燃焼温度が低く未燃ＨＣが発生し易い状態である。よって、低圧ＥＧＲクーラ２０で冷却された大量の低圧ＥＧＲガス（排気）を還流させることができない。このため、内燃機関１の冷間始動時や低負荷運転時に、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じる又は閉じ側に制御して低圧ＥＧＲガスの還流を制限している。一方で、内燃機関１の冷間始動時や低負荷運転時には、機関冷却水を暖めることで内燃機関１を早期暖機することが望まれる。
【００２７】
そこで本実施例では、低圧ＥＧＲガスとして還流しない、タービン５ｂよりも下流の排気通路１０を流れる排気を無駄にしないために、排気の熱を回収し、この熱によって機関冷却水を暖めるようにした。すなわち、通常時においては機関冷却水を用いて熱交換して低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ２０を、内燃機関１の冷間始動時や低負荷運転時には高温の排気と低温の機関冷却水とを熱交換して機関冷却水を暖めるようにした。
【００２８】
ここで、低圧ＥＧＲクーラ２０に排気を流すために、低圧ＥＧＲ通路１８を用いて低圧ＥＧＲガスを内燃機関１へ還流させてしまうと、上記と同様に内燃機関１の燃焼温度が低く未燃ＨＣが発生し易くなってしまう。このため、低圧ＥＧＲクーラ２０を流れた排気を低圧ＥＧＲ通路１８から排気通路１０へ戻すよう排気連通路２２を設けている。そして、排気絞り弁１３で排気通路１０を閉じると共に低圧ＥＧＲ弁１９を閉じることで、排気通路１０を流れる排気が低圧ＥＧＲクーラ２０の配置された低圧ＥＧＲ通路１８に流入し、低圧ＥＧＲクーラ２０を流れた排気が低圧ＥＧＲ通路１８の途中から排気連通路２２を流れ、再び排気通路１０へ排出される、機関冷却水を暖めるための排気の経路を形成するようにした。
【００２９】
具体的に本実施例では、内燃機関１の冷間始動時や低負荷運転時等の、内燃機関１の暖機に時間がかかる機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じると共に、排気絞り弁１３で排気通路１０を閉じる。
【００３０】
所定温度Ｔ１は、機関冷却水の温度がそれよりも低温であると、内燃機関１の早期暖機が必要となる温度であり、内燃機関１の早期暖機が必要か否かの閾値となる温度であり、実験等により予め定められた温度である。
【００３１】
したがって本実施例によると、機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低温の場合には、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じると共に排気絞り弁１３で排気通路１０を閉じることで、排気通路１０を流れる排気が低圧ＥＧＲクーラ２０の配置された低圧ＥＧＲ通路１８に流入し、低圧ＥＧＲクーラ２０を流れた排気が低圧ＥＧＲ通路１８の途中から排気連通路２２を流れ、再び排気通路１０へ排出される。
【００３２】
このような経路を排気が流れる際に、排気が流れる低圧ＥＧＲ通路１８の途中に低圧ＥＧＲクーラ２０が備えられているので、低圧ＥＧＲクーラ２０で排気の熱を用いて機関冷却水を暖めることができる。これにより、機関冷却水を暖めることで内燃機関１を早期暖機することができる。
【００３３】
また、機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低温の場合の上記経路を流れる排気は、タービン５ｂよりも下流の排気通路１０から低圧ＥＧＲ通路１８に流れ込むので、十分な過給を維持可能な量の排気がタービン５ｂを通過する。このため、機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低温の場合に上記制御を行っても、内燃機関１は十分な過給を維持して
燃費を損なわない。
【００３４】
さらに、このように流れる排気はＤＰＦ１２よりも下流の排気通路１０から低圧ＥＧＲ通路１８に流れ込むので、排気は酸化触媒１１やＤＰＦ１２を暖め、加えて排気は酸化触媒１１やＤＰＦ１２における触媒の反応熱を持ちさることになる。このため、低圧ＥＧＲクーラ２０で回収する排気の熱には上記触媒の反応熱も含まれることから、熱量が大きくなり機関冷却水をより一層暖めることで内燃機関１をさらに早期暖機することができる。また、排気は酸化触媒１１及びＤＰＦ１２を通過し、排気に含まれるＨＣは酸化触媒１１及びＤＰＦ１２で除去されるため、低圧ＥＧＲクーラ２０に流入する排気が低圧ＥＧＲクーラ２０を汚染することが抑制できる。
【００３５】
また本実施例では、機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低温であって、ＥＧＲ運転を行う場合には、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じると共に排気絞り弁１３で排気通路を閉じつつ、高圧ＥＧＲ弁１６を開き側に制御して高圧ＥＧＲガスを還流させるとよい。
【００３６】
この構成によると、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じることにより低圧ＥＧＲガスが還流しなくなった分、高圧ＥＧＲ弁１６を開き側に制御することにより高圧ＥＧＲガスの量を増加させてトータルのＥＧＲガス量を確保できる。このため、機関冷却水の温度が所定温度Ｔ１よりも低温の場合であってもＥＧＲ運転を行うことができ、ＥＧＲ運転を行うことによるＮＯｘ低減効果を得ることができる。また、上記のように高圧ＥＧＲガスとしての排気を内燃機関１へより多く還流させることから、内燃機関１に吸入される吸気に含まれる高温の高圧ＥＧＲガスが増加する。これによって、内燃機関１に吸入される吸気の温度が上昇し、さらには排気の温度も上昇し、高温の排気が低圧ＥＧＲクーラ２０に流入することで機関冷却水を暖めることも促進できる。
【００３７】
以上のように内燃機関１の早期暖機ができ、早期に排気エミッションを改善できる。また、排気の熱を用いるだけであるので、内燃機関１の早期暖機に燃費悪化を伴うこともない。
【００３８】
一方で、排気連通路２２を設けただけでは、低圧ＥＧＲガスを吸気通路４へ還流させるときに、排気が排気連通路２２から流入し低圧ＥＧＲクーラ２０を迂回して吸気通路４へ還流してしまうおそれがある。このような場合を回避するために、新たに排気連通路２２を開閉する遮断弁を設けると、部品点数の増加及びコストアップとなってしまう。このため、本実施例では、排気連通路２２の他端と排気通路１０との接続部位に配置され、排気連通路２２を開閉可能であり、排気連通路２２を閉じた状態で排気通路１０を流通する排気の量を調節可能であり、排気連通路２２を開いた状態では排気通路１０を閉じた状態となる排気絞り弁１３を設けた。
【００３９】
これにより本実施例によると、低圧ＥＧＲガスを吸気通路４へ還流させるときには、排気が排気通路１０を流通するように排気絞り弁１３が排気通路１０を開いているので、排気絞り弁１３が排気連通路２２を閉じている。またこのとき排気絞り弁１３は、排気の量を絞ることもできる。したがって、本実施例の排気絞り弁１３を用いることで、新たな遮断弁を設けることなく、低圧ＥＧＲガスを吸気通路４へ還流させるときの、排気が排気連通路２２から流入し低圧ＥＧＲクーラ２０を迂回して吸気通路４へ還流してしまうことを回避することができる。よって、新たな遮断弁が必要なく、部品点数の増加やコストアップを抑制することができる。
【００４０】
次に、本実施例による早期暖機制御のフローについて説明する。図４は、本実施例に係る早期暖機制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ２３が、本発明の制御手段に対
応する。
【００４１】
ステップＳ１０１では、機関冷却水の温度ＴＨＷが所定温度Ｔ１よりも低温か否かを判別する。機関冷却水の温度ＴＨＷは、冷却水温度センサ２１を用いて検出される。
【００４２】
ステップＳ１０１において肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０１において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４３】
ステップＳ１０２では、低圧ＥＧＲ弁１９を閉じる（全閉に制御する）。なお、本ステップでは、ＥＧＲ運転を行う場合には、さらに高圧ＥＧＲ弁１６を開き側に制御してもよい。ここで、高圧ＥＧＲ弁１６の開き側への開度増加量は、低圧ＥＧＲ弁１９が閉じて削減される低圧ＥＧＲガスの量を補う分の高圧ＥＧＲガスの量を増量できるような開度増加量である。
【００４４】
ステップＳ１０３では、図２（ｃ）に示すように、排気絞り弁１３で排気通路１０を閉じる。これにより、排気絞り弁１３よりも上流の排気通路１０を流れる排気が、低圧ＥＧＲ通路１８に流入して低圧ＥＧＲクーラ２０を流通し、低圧ＥＧＲ通路１８の途中から排気連通路２２を流通して排気絞り弁１３よりも下流の排気通路１０に流される。本ステップの処理の後本ルーチンを一旦終了する。
【００４５】
以上の本ルーチンを実行することにより、機関冷却水の温度ＴＷＨが所定温度Ｔ１よりも低温の場合に、低圧ＥＧＲクーラ２０で内燃機関１から排出される排気の熱を利用して機関冷却水を暖めることができる。
【００４６】
（その他）
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。例えば、排気絞り弁は、図２、図３に示した構成以外のものでもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：内燃機関、２：気筒、３：燃料噴射弁、４：吸気通路、５：ターボチャージャ、５ａ：コンプレッサ、５ｂ：タービン、６：エアフローメータ、７：エアクリーナ、８：インタークーラ、９：スロットル弁、１０：排気通路、１１：酸化触媒、１２：ＤＰＦ、１３：排気絞り弁、１３ａ：回動通路、１４：高圧ＥＧＲ装置、１５：高圧ＥＧＲ通路、１６：高圧ＥＧＲ弁、１７：低圧ＥＧＲ装置、１８：低圧ＥＧＲ通路、１９：低圧ＥＧＲ弁、２０：低圧ＥＧＲクーラ、２１：冷却水温度センサ、２２：排気連通路、２３：ＥＣＵ、２４：クランクポジションセンサ、２５：アクセルポジションセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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