(57)【要約】【課題】従来よりも大量の排気を吸気通路に還流することが可能な内燃機関の排気還流装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の排気通路４と吸気通路３とを接続するＥＧＲ通路９を備えた排気還流装置において、軸線Ａｘ回りに回転可能に設けられ、かつ軸線Ａｘ方向に貫通する複数のセル１４を有するロータ１２と、排気通路４と接続された排気導入ポート１５と、排気通路４のうち排気導入ポート１５が接続されている位置よりも下流側の区間４ｂと接続された排気排出ポート１６と、吸気通路３と接続された排気還流ポート１７とを有し、ロータ１２を回転させ、排気導入ポート１５からセル１４内に導入した排気の圧力波を利用してそのセル１４内の排気の一部を排気還流ポート１７から加圧して排出するとともに残りの排気の少なくとも一部を排気排出ポート１６から排出することが可能な圧力波圧縮機１０が、ＥＧＲ通路９に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を備え、前記排気通路から取り出した排気を前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路に還流する内燃機関の排気還流装置において、
軸線回りに回転可能に設けられ、かつ前記軸線方向に貫通する複数のセルを有する円筒状のロータと、前記排気通路と接続された排気導入ポートと、前記排気通路のうち前記排気導入ポートが接続されている位置よりも下流側の区間と接続された排気排出ポートと、前記吸気通路と接続された排気還流ポートとを有し、前記ロータを回転させ、前記排気導入ポートからセル内に導入した排気の圧力波を利用してそのセル内の排気の一部を前記排気還流ポートから加圧して排出するとともに残りの排気の少なくとも一部を前記排気排出ポートから排出することが可能な圧力波圧縮機が、前記ＥＧＲ通路に設けられている内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記内燃機関には、前記排気通路に設けられたタービン及び前記吸気通路に設けられたコンプレッサを有するターボ過給機が設けられ、
前記排気導入ポートは前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と接続され、前記排気排出ポートは前記排気通路の前記タービンよりも下流側の区間と接続され、前記排気還流ポートは前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側の区間と接続されている請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
排気の一部を前記タービンの上流側から下流側に前記タービンを迂回させて導くべき所定のバイパス条件が成立した場合に、前記ロータが回転するように前記ロータの動作を制御する動作制御手段をさらに備えている請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記バイパス条件は、前記排気通路のうち前記排気排出ポートが接続されている位置よりも下流側の区間に設けられた排気浄化触媒を暖機する場合、又は前記内燃機関の過給圧が所定の目標過給圧以上の場合に成立したと判定される請求項３に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記排気導入ポートは、前記ロータの一方の端面と対向するように設けられ、
前記排気還流ポートは、前記ロータの他方の端面と対向するように設けられ、
前記圧力波圧縮機は、前記排気導入ポートに対する前記排気還流ポートの位置を前記排気導入ポートと前記排気還流ポートとが前記セルを介して連通する連通位置と、その連通が遮断される遮断位置とに切り替え可能な位相変更手段をさらに備え、
前記吸気通路への排気の還流を停止させる所定の還流停止条件が成立した場合に、前記圧力波圧縮機が前記遮断状態に切り替えられるように前記位相変更手段を制御する位相制御手段をさらに備えた請求項１〜４のいずれか一項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、内燃機関の排気通路から排気を取り出して吸気通路に還流させる内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケース内に形成したセル内に排気通路から排気を導入し、その排気の圧力波でセル内のガスを加圧して吸気通路に吐出し、これにより内燃機関の過給を行う圧力波過給機が知られている。圧力波過給機では、ケース内に回転自在に設けたロータで複数のセルを形成し、そのロータを回転させて各セルを吸気通路及び排気通路と交互に接続させている。このような圧力波過給機を備えた内燃機関において、ロータを回転駆動する電動モータを備え、内燃機関の温度が低くかつ内燃機関が軽負荷のときにはロータの回転数と内燃機関の回転数との比を小さくして、排気通路から気体通路（セル）に導入した排気を吸気通路に吐出することにより吸気通路に排気の一部を還流させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１５９３３８号公報
【特許文献２】特開昭６２−０４８９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関に設けられている圧力波過給機は吸気導入口及び吸気吐出口が吸気通路と接続されているので、排気を還流する場合においても吸気導入口からセル内に吸気が導入される。すなわち、セル内には吸気と排気とが導入される。この場合、吸気通路への排気の排出はセル内の吸気が吸気通路に排出された後に行われるので、吸気通路に還流される排気の量は吸気通路からセルに導入された吸気によって制限される。そのため、特許文献１の内燃機関では、吸気通路に大量の排気を還流することが困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、従来よりも大量の排気を吸気通路に還流することが可能な内燃機関の排気還流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】
本発明の内燃機関の排気還流装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を備え、前記排気通路から取り出した排気を前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路に還流する内燃機関の排気還流装置において、軸線回りに回転可能に設けられ、かつ前記軸線方向に貫通する複数のセルを有する円筒状のロータと、前記排気通路と接続された排気導入ポートと、前記排気通路のうち前記排気導入ポートが接続されている位置よりも下流側の区間と接続された排気排出ポートと、前記吸気通路と接続された排気還流ポートとを有し、前記ロータを回転させ、前記排気導入ポートからセル内に導入した排気の圧力波を利用してそのセル内の排気の一部を前記排気還流ポートから加圧して排出するとともに残りの排気の少なくとも一部を前記排気排出ポートから排出することが可能な圧力波圧縮機が、前記ＥＧＲ通路に設けられている（請求項１）。
【０００７】
本発明の排気還流装置によれば、ＥＧＲ通路に圧力波圧縮機に設けたので、その圧力波圧縮機で加圧した排気を吸気通路に還流することができる。これにより排気通路の排気圧よりも高い圧力の排気を吸気通路に還流できる。また、圧力波圧縮機をＥＧＲ通路に設けたので、セル内には排気のみが充填される。そのため、圧力波圧縮機から排気のみを加圧して吸気通路に送ることができる。従って、従来よりも大量の排気を吸気通路に還流することができる。また、本発明の排気還流装置では、加圧した排気が吸気通路に送られるので、内燃機関が高負荷で運転されていても大量の排気を吸気通路に還流できる。そのため、高負荷時の排気エミッションを低減できる。
【０００８】
本発明の排気還流装置の一形態において、前記内燃機関には、前記排気通路に設けられたタービン及び前記吸気通路に設けられたコンプレッサを有するターボ過給機が設けられ、前記排気導入ポートは前記排気通路の前記タービンよりも上流側の区間と接続され、前記排気排出ポートは前記排気通路の前記タービンよりも下流側の区間と接続され、前記排気還流ポートは前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側の区間と接続されていてもよい（請求項２）。この場合、排気導入ポートと排気排出ポートとの間の圧力差を大きくできるので、この圧力差を利用して圧力波圧縮機における排気の圧縮効率を高めることができる。そのため、より多くの排気を吸気通路に還流することができる。
【０００９】
本発明の排気還流装置の一形態においては、排気の一部を前記タービンの上流側から下流側に前記タービンを迂回させて導くべき所定のバイパス条件が成立した場合に、前記ロータが回転するように前記ロータの動作を制御する動作制御手段をさらに備えていてもよい（請求項３）。ロータを回転させることにより排気導入ポートから排気排出ポートにロータを介して排気を送ることができる。そのため、このようにロータを動作させることにより、排気の一部をタービンの上流側から下流側に圧力波圧縮機を介して送ることができる。
【００１０】
この形態において、前記バイパス条件は、前記排気通路のうち前記排気排出ポートが接続されている位置よりも下流側の区間に設けられた排気浄化触媒を暖機する場合、又は前記内燃機関の過給圧が所定の目標過給圧以上の場合に成立したと判定されてもよい（請求項４）。このような場合にロータを回転させることにより排気浄化触媒の暖機を促進させたり、内燃機関の過給圧を低下させたりすることができる。
【００１１】
本発明の排気還流装置の一形態において、前記排気導入ポートは、前記ロータの一方の端面と対向するように設けられ、前記排気還流ポートは、前記ロータの他方の端面と対向するように設けられ、前記圧力波圧縮機は、前記排気導入ポートに対する前記排気還流ポートの位置を前記排気導入ポートと前記排気還流ポートとが前記セルを介して連通する連通位置と、その連通が遮断される遮断位置とに切り替え可能な位相変更手段をさらに備え、前記吸気通路への排気の還流を停止させる所定の還流停止条件が成立した場合に、前記圧力波圧縮機が前記遮断状態に切り替えられるように前記位相変更手段を制御する位相制御手段をさらに備えていてもよい（請求項５）。この形態では、位相変更手段の位置を切り替えることにより排気導入ポートと排気還流ポートとを連通させたりその連通を遮断したりできる。そのため、圧力波圧縮機によってＥＧＲ通路を開閉できる。この場合、ＥＧＲ通路にこの通路を開閉するためのバルブを設ける必要がないので、装置をコンパクトにできる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の排気還流装置によれば、ＥＧＲ通路に圧力波圧縮機に設けたので、セル内に排気のみが充填される。そして、そのセル内の排気を加圧して吸気通路に還流することができる。そのため、従来よりも大量の排気を吸気通路に還流することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図２】図１の圧力波圧縮機を拡大して示す図。
【図３】排気通路から吸気通路に排気を還流しているときの圧力波圧縮機をロータの回転方向に沿って展開して示す図。
【図４】図１のＥＣＵが実行するＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の形態に係る排気還流装置においてＥＣＵが実行するバイパス制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】バイパス制御が実行されているときの圧力波圧縮機をロータの回転方向に沿って展開して示す図。
【図７】本発明の第３の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図８】図７の圧力波圧縮機を拡大して示す図。
【図９】バルブプレートが連通位置にあるときの圧力波圧縮機をロータの回転方向に沿って展開した図。
【図１０】バルブプレートが遮断位置にあるときの圧力波圧縮機をロータの回転方向に沿って展開した図。
【図１１】図７のＥＣＵが実行するバルブプレート制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略を示している。この内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものであり、複数（図１では４つ）の気筒２ａを有する機関本体２を備えている。各気筒２ａには、それぞれ吸気通路３及び排気通路４が接続されている。この図に示すように吸気通路３には、吸気の流れ方向上流側から順にターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ６と、吸気量を調整するためのスロットルバルブ７とが設けられている。排気通路４には、排気の流れ方向上流側から順にターボ過給機５のタービン５ｂと、排気を浄化するための排気浄化触媒８とが設けられている。
【００１５】
エンジン１は、排気通路４と吸気通路３とを接続するＥＧＲ通路９を備えている。ＥＧＲ通路９には、圧力波圧縮機１０が設けられている。図２は、圧力波圧縮機１０を拡大して示している。この図に示すように圧力波圧縮機１０は、ケース１１と、ロータ１２と、ロータ１２を回転駆動するための電動モータ１３とを備えている。ロータ１２は、軸線Ａｘ回りに回転可能なようにケース１１内に収容されている。ロータ１２は、軸線Ａｘ方向に貫通する複数のセル１４を備えている。このロータ１２は、周知の圧力波過給機のものと同じであるため詳細な説明は省略する。ケース１１には、排気導入ポート１５と、排気排出ポート１６と、排気還流ポート１７とが設けられている。この図に示すように排気導入ポート１５及び排気排出ポート１６は、ロータ１２の一方の端面１２ａと対向するケース１１の排気側内面１１ａに開口している。一方、排気還流ポート１７は、ロータ１２の他方の端面１２ｂと対向するケース１１の吸気側内面１１ｂに開口している。図１に示すように排気導入ポート１５は、排気導入通路１８を介して排気通路４のうちタービン５ｂよりも上流側の区間４ａと接続されている。排気排出ポート１６は、排気排出通路１９を介して排気通路４のうちタービン５ｂよりも下流側、かつ排気浄化触媒８より上流側の区間４ｂと接続されている。排気還流ポート１７は、排気還流通路２０を介して吸気通路３のうちコンプレッサ５ａよりも下流側の区間３ａと接続されている。電動モータ１３は、各セル１４が排気導入ポート１５、排気還流ポート１７、排気排出ポート１６の順でこれらのポートと接続されるようにロータ１２を回転駆動する。排気還流通路２０には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ２１と、排気還流通路２０を開閉可能なＥＧＲバルブ２２とが設けられている。
【００１６】
図３を参照して圧力波圧縮機１０にて排気通路４から吸気通路３に排気を還流する方法について説明する。この図は、排気通路４から吸気通路３に排気を還流しているときの圧力波圧縮機１０をロータ１２の回転方向に沿って展開して示している。排気の還流中は、ＥＧＲバルブ２２が開弁され、かつ電動モータ１３によってロータ１２が回転駆動される。ロータ１２の回転時には各セル１４は、矢印Ｆで示したようにこの図の上から下に向かって移動する。なお、図中の破線ＰＷは圧力波の移動状態を示している。図１に示すようにＥＧＲバルブ２２が閉弁されている場合、すなわち排気を還流していない場合には圧力波圧縮機１０は排気通路４のみと接続されるので、各セル１４内には排気が充填されている。そのため、図３において一番上に示したセル１４には排気が充填されているものとする。このような状態からロータ１２を回転させると、セル１４はまず排気導入ポート１５と接続される。これによりセル１４内に排気及び排気の圧力波がそれぞれ導入される。圧力波は、セル１４内の排気を他方の端面１２ｂ側に押してその排気を加圧する。さらにロータ１２が回転してセル１４が排気還流ポート１７と接続すると、加圧された排気の一部が吸気通路３に排出される。この図に示すように電動モータ１３は、圧力波ＰＷがロータ１２の他方の端面１２ｂに到達したときにセル１４と排気還流ポート１７とが接続されるようにロータ１２を回転駆動する。その後、ロータ１２が回転するとセル１４は排気排出ポート１６と接続される。この際にセル１４内に残留している排気の一部が排気通路４に排出される。以降、これらの繰り返しにより吸気通路３への排気の還流が行われる。なお、この際の電動モータ１３の回転数は、周知の圧力波過給機と同様にエンジン１の回転数に応じて設定すればよい。このように圧力波圧縮機１０は、周知の圧力波過給機と同様にセル１４内に導入した排気の圧力波を利用して排気を加圧し、その加圧した排気を吸気通路３に還流する。
【００１７】
電動モータ１３及びＥＧＲバルブ２２の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットであり、所定の制御プログラムに従ってスロットルバルブ７等の動作を制御することによってエンジン１を目標とする運転状態に制御する。ＥＣＵ３０には、エンジン１の運転状態を判別するためにエンジン１のクランク軸の回転速度に対応した信号を出力するクランク角センサ３１、吸気量に対応した信号を出力するエアフローメータ３２、コンプレッサ５ａよりも下流側における吸気の圧力、いわゆる過給圧に対応した信号を出力する過給圧センサ３３、及びエンジン１の冷却水の温度に対応した信号を出力する水温センサ３４等が接続されている。この他にもＥＣＵ３０には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００１８】
図４は、ＥＣＵ３０が電動モータ１３及びＥＧＲバルブ２２の動作を制御するためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するＥＧＲ制御ルーチンを示している。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、エンジン１の回転数、吸気量、過給圧、及び冷却水温等が取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、吸気通路３に排気を還流すべき所定のＥＧＲ条件が成立しているか否か判定する。ＥＧＲ条件は、例えばエンジン１の運転状態が排気の還流を行うべき運転領域として予め設定したＥＧＲ運転領域内の場合に成立したと判定される。なお、ＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定する方法はこの方法に限定されず、周知の種々の方法で判定してよい。
【００１９】
ＥＧＲ条件が成立していると判定した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ３０は排気還流制御を実行する。この排気還流制御では、まず電動モータ１３によってロータ１２が回転駆動される。なお、この際のロータ１２の回転数は、上述したようにエンジン１の回転数に応じて設定される。その後、ＥＧＲバルブ２２が開弁される。このように電動モータ１３及びＥＧＲバルブ２２の動作を制御することにより、加圧された排気が吸気通路３に還流される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２０】
一方、ＥＧＲ条件が不成立と判定した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は排気還流停止制御を実行する。この排気還流停止制御では、まずＥＧＲバルブ２２が閉弁される。その後、電動モータ１３が停止される。これにより吸気通路３への排気の還流が停止される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２１】
この第１の形態に係る排気還流装置では、ＥＧＲ通路９に圧力波圧縮機１０が設けられ、その圧力波圧縮機１０で加圧した排気が吸気通路３に還流される。そのため、排気通路４の排気圧よりも高い圧力の排気を吸気通路３に還流することができる。また、圧力波圧縮機１０は、排気還流ポート１７のみが吸気通路３と接続されている。そのため、上述したようにセル１４内には排気が充填される。このように第１の形態の排気還流装置によれば、セル１４内に排気を充填し、その排気を加圧して吸気通路３に送ることができるので、吸気通路３に大量の排気を還流することができる。また、加圧した排気が吸気通路３に送られるので、エンジン１が高負荷で運転されていても大量の排気を吸気通路３に還流できる。そのため、高負荷時の排気エミッションを低減できる。
【００２２】
また、図１に示すように圧力波圧縮機１０は、排気導入ポート１５が排気通路４のうちタービン５ｂよりも上流側の区間４ａと接続され、排気排出ポート１６が排気通路４のうちタービン５ｂよりも下流側の区間４ｂと接続されている。このように圧力波圧縮機１０と排気通路４とを接続することにより、排気導入ポート１５と排気排出ポート１６との間の圧力差を大きくすることができる。この場合、この圧力差を利用して排気の圧縮効率を高めることができるので、より多くの排気を吸気通路３に還流することができる。
【００２３】
（第２の形態）
次に図５を参照して本発明の第２の形態に係る排気還流装置について説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が参照され、圧力波圧縮機１０については図２が参照される。そのため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図５は、この形態においてＥＣＵ３０が圧力波圧縮機１０の動作を制御するために実行するバイパス制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図４と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の動作制御手段として機能する。
【００２４】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。次のステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、所定のバイパス条件が成立したか否か判定する。バイパス条件は、排気の一部をタービン５ｂの上流側から下流側にタービン５ｂを迂回させて導く必要がある場合に成立したと判定される。例えば、エンジン１の過給圧が目標過給圧以上の場合に成立したと判定される。また、排気浄化触媒８を暖機する必要がある場合に成立したと判定される。
【００２５】
バイパス条件が成立したと判定した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０はバイパス制御を実行する。このバイパス制御では、ＥＧＲバルブ２２が閉弁される。また、ロータ１２が回転するように電動モータ１３の動作が制御される。これにより、圧力波圧縮機１０を介して排気の一部がタービン５ｂの上流側から下流側にタービン５ｂを迂回して流れる。なお、このバイパス制御におけるロータ１２の回転数は、エンジン１の回転数に応じて適宜に設定される。例えば、図６に示すようにロータ１２の他方の端面１２ｂで反射した圧力波ＰＷが一方の端面１２ａに到達するときにセル１４が排気排出ポート１６と接続されるようにロータ１２の回転数が設定される。なお、この図は上述した図３と同様に圧力波圧縮機１０をロータ１２の回転方向に沿って展開したものである。このようにロータ１２を回転させることにより、排気の圧力波ＰＷによってセル１４から排気通路４に排気を押し出すことができる。なお、バイパス制御におけるロータ１２の回転数はこの回転数に限定されない。排気が圧力波圧縮機１０を介してタービン５ｂの上流側から下流側に迂回する適宜の回転数でロータ１２を回転させてよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２６】
図５に戻って、一方、バイパス条件が不成立と判定した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ３０はバイパス中止制御を実行する。このバイパス中止制御では、ＥＧＲバルブ２２が閉弁される。また、ロータ１２が停止される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
この形態では、エンジン１の過給圧が目標過給圧以上の場合にロータ１２を回転させるので、圧力波圧縮機１０を介して排気の一部をタービン５ｂの下流側にタービン５ｂを迂回させて導くことができる。そのため、過給圧を低下させて過給圧を目標過給圧に調整することができる。また、排気浄化触媒８を暖機する場合にもロータ１２を回転させて排気の一部をタービン５ｂの下流側にタービン５ｂを迂回させて導くので、排気浄化触媒８に高温の排気を導入して暖機を促進させることができる。
【００２８】
（第３の形態）
図７〜図１１を参照して本発明の第３の形態に係る排気還流装置について説明する。なお、この形態において上述した各形態と共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７は、第３の形態に係る排気還流装置が組み込まれたエンジン１を示している。図８は、この形態の圧力波圧縮機１０を拡大して示している。図７に示すようにこの形態では、ＥＧＲバルブ２２が省略されている。また、吸気通路３には、コンプレッサ５ｂの上流側にエアクリーナ４０が設けられている。排気通路４には、排気浄化触媒８の下流側にマフラー４１が設けられている。
【００２９】
図８に示すようにこの形態の圧力波圧縮機１０では、ケース１１の吸気側内面１１ｂとロータ１２の他方の端面１２ｂとの間にバルブプレート４３が設けられている。このバルブプレート４３は、軸線Ａｘ回りに回転可能なように設けられている。バルブプレート４３には、排気還流ポート１７の断面積と同じ形状で軸線Ａｘ方向に貫通する貫通孔４３ａが設けられている。また、圧力波圧縮機１０には、バルブプレート４３を軸線Ａｘ回りに回転駆動するためのアクチュエータ４４が設けられている。アクチュエータ４４は、貫通孔４３ａが排気還流ポート１７と軸線Ａｘ方向に重なる連通位置と、排気還流ポート１７がバルブプレート４３によって塞がれる遮断位置との間でバルブプレート４３を駆動する。
【００３０】
図９は、バルブプレート４３が連通位置にあるときの圧力波圧縮機１０をロータ１２の回転方向に沿って展開した図である。この図に示すようにバルブプレート４３が連通位置にある場合は排気導入ポート１５と排気還流ポート１７とがセル１４を介して連通する。この場合、セル１４の排気は排気還流ポート１７に流入するので、排気が吸気通路３に還流される。なお、この図に示すように各セル１４は貫通孔４３ａ及び排気還流ポート１７を介して吸気通路３と接続されるので、この形態では貫通孔４３ａ及び排気還流ポート１７が本発明の排気還流ポートに相当する。そして、バルブプレート４３を動かすことによって排気導入ポート１５に対する排気還流ポートの位置を変更できるので、このバルブプレート４３が本発明の位相変更手段に相当する。
【００３１】
図１０は、バルブプレート４３が遮断位置にあるときの圧力波圧縮機１０をロータ１２の回転方向に沿って展開した図である。この図に示すようにバルブプレート４３が遮断位置にある場合は排気導入ポート１５と排気還流ポート１７との連通が遮断される。この場合、矢印Ｅｘで示したように排気は排気還流ポート１７に流入できないため、排気が吸気通路３に流入することを防止できる。
【００３２】
図１１は、ＥＣＵ３０がアクチュエータ４４の動作を制御するために実行するバルブプレート制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図５の制御ルーチンと同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することによりＥＣＵ３０が本発明の位相制御手段として機能する。
【００３３】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。次のステップＳ３１においてＥＣＵ３０は、所定の還流停止条件が成立したか否か判定する。この還流停止条件は、エンジン１の運転状態が上述したＥＧＲ運転領域以外の領域の場合に成立する。すなわち、還流停止条件は上述したＥＧＲ条件とは逆の関係にある。そのため、ＥＧＲ条件が不成立の場合に還流停止条件が成立し、ＥＧＲ条件が成立する場合に還流停止条件が不成立になる。還流停止条件が不成立と判定した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ３０はバルブプレート４３が連通位置に移動するようにアクチュエータ４４の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、還流停止条件が成立したと判定した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ３０はバルブプレート４３が遮断位置に移動するようにアクチュエータ４４の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
この第３の形態の排気還流装置では、圧力波圧縮機１０に設けたバルブプレート４３を移動させることにより、排気導入ポート１５と排気還流ポート１７とを連通したりその連通を遮断したりできる。そのため、圧力波圧縮機１０をＥＧＲバルブの代わりにすることができる。この場合、ＥＧＲバルブが不要になるので、装置をコンパクトにできる。
【００３５】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態はそれぞれ別々に実施しなくてもよい。例えば、第２の形態は、第１の形態又は第３の形態と組み合わせてもよい。
【００３６】
圧力波圧縮機のロータを回転駆動する駆動源は電動モータに限定されない。例えば、内燃機関のクランク軸の回転を利用してロータを回転駆動してもよい。この場合、クランク軸とロータとの間の動力伝達経路中に変速機を設けることにより、クランク軸の回転数とロータの回転数との間の比を変更できる。また、この動力伝達経路中にクラッチを設けることにより、クランク軸の回転中にロータを止めることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  内燃機関
３  吸気通路
４  排気通路
５  ターボ過給機
５ａ  コンプレッサ
５ｂ  タービン
８  排気浄化触媒
９  ＥＧＲ通路
１０  圧力波圧縮機
１２  ロータ
１２ａ  一方の端面
１２ｂ  他方の端面
１４  セル
１５  排気導入ポート
１６  排気排出ポート
１７  排気還流ポート
３０  エンジンコントロールユニット（動作制御手段、位相制御手段）
４３  バルブプレート（位相変更手段）
４３ａ  貫通孔（排気還流ポート）
Ａｘ  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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