(57)【要約】      （修正有）【課題】所定のＥＧＲ量を確保しつつ、排気脈動を伴う排気圧のピーク値の大きさを適切な範囲内に出来るだけ留めることが可能なＥＧＲ制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関は、コンプレッサ３４ａ及びタービン３４ｂを有する過給機３４と、排気還流管５１、上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３を有するＥＧＲ装置５０と、を備える。電子制御ユニット６０は、排気圧のピーク値が過大になる場合、上流側ＥＧＲ弁５２を全開に設定し、下流側ＥＧＲ弁５３によりＥＧＲ量を制御する。これにより、排気容積が大きくなるので、排気圧のピーク値が低下し、排気系部品の破損が回避される。排気圧のピーク値が過小になる場合、下流側ＥＧＲ弁５３を全開に設定し、上流側ＥＧＲ弁５２によりＥＧＲ量を制御する。これにより、排気容積が小さくなるので、排気圧のピーク値が上昇し、ＥＧＲガスを導入しながらも過給を継続することができる。【選択図】図１
2019090374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設されたタービンと当該内燃機関の吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する過給機を備える内燃機関、に適用されるＥＧＲ制御装置であって、
前記排気通路の前記タービンの上流部と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路構成部と、
前記ＥＧＲ通路構成部の第１の位置に配設され且つ前記ＥＧＲ通路構成部の当該第１の位置における流路の断面積である上流側通路断面積を、その開度の変更に応じて変更可能な上流側ＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路構成部の前記第１の位置よりも前記ＥＧＲ通路構成部を流れる排気であるＥＧＲガスの流れにおける下流側の第２の位置に配設され且つ前記ＥＧＲ通路構成部の当該第２の位置における流路の断面積である下流側通路断面積を、その開度の変更に応じて変更可能な下流側ＥＧＲ弁と、
前記上流側ＥＧＲ弁及び前記下流側ＥＧＲ弁のそれぞれの開度を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
ＥＧＲ制御モードを、前記上流側通路断面積が前記下流側通路断面積よりも小さく且つ前記ＥＧＲガスの流量であるＥＧＲ量が前記上流側ＥＧＲ弁の開度により増減されるように前記上流側ＥＧＲ弁及び前記下流側ＥＧＲ弁のそれぞれの開度を制御する第１モードと、前記下流側通路断面積が前記上流側通路断面積よりも小さく且つ前記ＥＧＲ量が前記下流側ＥＧＲ弁の開度により増減されるように前記上流側ＥＧＲ弁及び前記下流側ＥＧＲ弁のそれぞれの開度を制御する第２モードとで切り替え可能であり、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合に、前記内燃機関の運転状態が、前記タービン上流における排気脈動を伴う排気圧のピーク値が第１閾値以上となる第１運転状態となったとき前記ＥＧＲ制御モードを第２モードに切り替え、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合に、前記内燃機関の運転状態が、前記排気圧のピーク値が前記第１閾値以下である第２閾値未満となる第２運転状態となったとき前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替える
ように構成された、ＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＥＧＲ制御装置であって、
前記タービン上流における排気圧を検出する排気圧センサを備え、
前記制御部は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合に前記排気圧センサにより検出される排気圧の当該排気圧の変動の１周期中のピーク値が前記第１閾値以上となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第１運転状態となったと判定して前記ＥＧＲ制御モードを前記第２モードに切り替え、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合に前記排気圧センサにより検出される排気圧の当該排気圧の変動の１周期中のピーク値が前記第２閾値未満となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第２運転状態となったと判定して前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替える、
ように構成された、
ＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＥＧＲ制御装置であって、
前記内燃機関の負荷及び回転速度のそれぞれに相関を有する運転状態パラメータを取得するパラメータ取得部を備え、
前記制御部は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合に、前記取得された運転状態パラメータにより特定される運転状態が、負荷及び回転速度に基いて予め定められた第１運転領域内の運転状態となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第１運転状態となったと判定して、前記ＥＧＲ制御モードを前記第２モードに切り替え、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合に、前記取得された運転状態パラメータにより特定される運転状態が負荷及び回転速度に基いて予め定められた第２運転領域内の運転状態となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第２運転状態となったと判定して、前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替える、
ように構成された、
ＥＧＲ制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のＥＧＲ制御装置において、
前記制御部は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合、前記下流側ＥＧＲ弁を全開とし、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合は、前記上流側ＥＧＲ弁を全開とする、
ように構成された、ＥＧＲ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のＥＧＲ制御装置であって、
前記ＥＧＲ通路構成部であって前記上流側ＥＧＲ弁と前記下流側ＥＧＲ弁との間に配設されたＥＧＲクーラを更に備えるＥＧＲ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えた内燃機関、に適用されるＥＧＲ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られる過給機を備えた内燃機関では、各気筒の排気弁が順次開き、排気弁が開いた気筒から高圧の排気が排気通路に放出される。これにより、排気脈動（排気圧の周期的な変動）が生じる。ところが、例えば排気流量が小さい場合、排気脈動を伴う排気圧のピーク値（最大値）が小さくなる。排気圧のピーク値が小さいとタービンを充分に駆動させることができず、過給機による過給が充分にできなくなる。
【０００３】
そのため、従来のＥＧＲ制御装置の一つは、排気脈動の振幅（排気脈動の１周期における排気圧の最大値と最小値との差）が小さい場合、ＥＧＲ弁を閉じるようになっている。この結果、「燃焼室から排出された排気の圧力が直ちに伝播する部分の容積（以下、「排気容積」と称呼する。）」が小さくなるので、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が過度に低下することを回避することができる。従って、このような場合にも過給を行うことができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４６８８９号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、上記従来のＥＧＲ制御装置は、排気脈動の振幅が小さい場合、ＥＧＲ弁を閉じているから、排気脈動を伴う排気圧のピーク値の低下を抑制することはできるが、所定のＥＧＲ量を確保することができない。その結果、エミッションをＥＧＲにより改善できない運転状態が頻発する。
【０００６】
更に、上記従来のＥＧＲ制御装置が使用するＥＧＲ弁は、タービンに近い位置に配置されている。このため、内燃機関の運転状態が「排気脈動の振幅が大きく且つ目標ＥＧＲ量が小さい運転状態」になると、ＥＧＲ弁の開度が小さくなり、排気容積が実質的に小さくなる。その結果、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が高くなりすぎるので、排気系部品が破損してしまう虞及び排気弁が排気圧によって強制的に開いてしまう虞等が生じる。
【０００７】
本発明は係る問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、所定のＥＧＲ量を確保しつつ、排気脈動を伴う排気圧のピーク値の大きさを適切な範囲内に出来るだけ留めることが可能なＥＧＲ制御装置を提供することにある。
【０００８】
本発明のＥＧＲ制御装置は、過給機（３４）を備える内燃機関１０、に適用される。
過給機（３４）は、内燃機関（１０）の排気通路（４１、４２）に配設されたタービン（３４ｂ）と、内燃機関（１０）の吸気通路（３１、３２）に配設されたコンプレッサ（３４ａ）とを有する。
【０００９】
本発明のＥＧＲ制御装置は、
前記排気通路の前記タービンの上流部と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路構成部（５１）と、
前記ＥＧＲ通路構成部の第１の位置（５１ａ）に配設され且つ前記ＥＧＲ通路構成部の当該第１の位置（５１ａ）における流路の断面積である上流側通路断面積を、その開度の変更に応じて変更可能な上流側ＥＧＲ弁（５２）と、
前記ＥＧＲ通路構成部の前記第１の位置（５１ａ）よりも前記ＥＧＲ通路構成部を流れる排気であるＥＧＲガスの流れにおける下流側の第２の位置（５１ｂ）に配設され且つ前記ＥＧＲ通路構成部の当該第２の位置（５１ｂ）における流路の断面積である下流側通路断面積を、その開度の変更に応じて変更可能な下流側ＥＧＲ弁（５３）と、
前記上流側ＥＧＲ弁（５２）及び前記下流側ＥＧＲ弁（５３）のそれぞれの開度を制御する制御部（６０）と、
を備える。
【００１０】
前記制御部（６０）は、ＥＧＲ制御モード（ＥＧＲガス流量を制御する際の制御モード）を、第１モードと第２モードとの間で切り替え可能に構成されている。
【００１１】
前記第１モードは、
前記上流側通路断面積が前記下流側通路断面積よりも小さく且つ前記ＥＧＲガスの流量であるＥＧＲ量が前記上流側ＥＧＲ弁（５２）の開度により増減されるように、前記上流側ＥＧＲ弁（５２）及び前記下流側ＥＧＲ弁（５３）のそれぞれの開度を制御するモードである。
前記第２モードは、
前記下流側通路断面積が前記上流側通路断面積よりも小さく且つ前記ＥＧＲ量が前記下流側ＥＧＲ弁（５３）の開度により増減されるように、前記上流側ＥＧＲ弁（５２）及び前記下流側ＥＧＲ弁（５３）のそれぞれの開度を制御するモードである。
【００１２】
このように、本発明のＥＧＲ制御装置は、ＥＧＲ制御モードを、第１モードと第２モードとの間で切り替えることができる。ＥＧＲ制御モードが第１モードである場合、上流側通路断面積が下流側通路断面積よりも小さく且つＥＧＲガス量が上流側ＥＧＲ弁の開度により増減される。従って、ＥＧＲ制御モードが第１モードである場合、ＥＧＲ通路構成部のうち上流側ＥＧＲ弁が配設されている第１の位置までの部分の容積が上記排気容積に含まれる。これに対し、ＥＧＲ制御モードが第２モードである場合、下流側通路断面積が上流側通路断面積よりも小さく且つＥＧＲガス量が下流側ＥＧＲ弁の開度により増減される。従って、ＥＧＲ制御モードが第２モードである場合、ＥＧＲ通路構成部のうち下流側ＥＧＲ弁が配設されている第２の位置までの部分の容積が上記排気容積に含まれる。従って、ＥＧＲ制御モードが第１モードである場合の排気容積は、ＥＧＲ制御モードが第２モードである場合の排気容積よりも小さくなる。
【００１３】
更に、前記制御部（６０）は、前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合に、前記内燃機関の運転状態が、前記タービン上流（３４ｂ）における排気脈動を伴う排気圧のピーク値が第１閾値以上となる第１運転状態となったとき前記ＥＧＲ制御モードを第２モードに切り替えるように構成されている。
【００１４】
従って、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が第１閾値以上となるような状況になると排気容積が増大されるので、そのピーク値が過大になることが回避され得る。その結果、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁を回避することができる。その一方、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が第１閾値以上とならないような状況においてはＥＧＲ量が上流側ＥＧＲ弁の開度により調整されるので、ＥＧＲガスを用いてエミッションを改善でき、且つ、排気圧のピーク値が過小にならないから過給を行うこともできる。
【００１５】
更に、前記制御部（６０）は、前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合に、前記内燃機関の運転状態が、前記排気圧のピーク値が「前記第１閾値以下である第２閾値」未満となる第２運転状態となったとき前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替えるように構成されている。
【００１６】
従って、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が第２閾値未満となるような状況になると排気容積が減少されるので、そのピーク値が過小になることが回避され得る。その結果、タービンを充分に駆動させることができるので、過給を行うことができる。
【００１７】
本発明の一態様に係るＥＧＲ制御装置は、前記タービン上流における排気圧を検出する排気圧センサ（８３）を備える。
この態様において、前記制御部（６０）は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合（Ｆ＝０）に前記排気圧センサにより検出される排気圧の「当該排気圧の変動の１周期中のピーク値」が前記第１閾値（高閾値ＴＨｈｉｇｈ）以上となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第１運転状態となったと判定して（ステップ２１０、ステップ２３０：Ｎｏ）前記ＥＧＲ制御モードを前記第２モードに切り替え（ステップ２４５）、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合（Ｆ＝１）に前記排気圧センサにより検出される排気圧の「当該排気圧の変動の１周期中のピーク値」が前記第２閾値（低閾値ＴＨｌｏｗ）未満となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第２運転状態となったと判定して（ステップ２５５：ステップ２３０：Ｙｅｓ）前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替える（ステップ２３５）、
ように構成されている。
【００１８】
この態様によれば、実際に検出される「排気脈動を伴う排気圧のピーク値」に基づいてＥＧＲ制御モードが切り換えられる。従って、そのピーク値が過大になることをより確実に回避できるので、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁をより確実に回避することができる。更に、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が過小になることをより確実に回避できるので、過給をより確実に行うことができる。
【００１９】
本発明の一の態様に係るＥＧＲ制御装置は、前記内燃機関の負荷及び回転速度に相関を有する運転状態パラメータを取得するパラメータ取得部（６０、８４、８５、ステップ４１５）を備える。
この態様において、前記制御部（６０）は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合に（Ｆ＝０）、前記取得された運転状態パラメータにより特定される運転状態が、負荷及び回転速度に基いて予め定められた第１運転領域（運転領域Ｂ）内の運転状態となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第１運転状態となったと判定して（ステップ４２５：Ｙｅｓ）、前記ＥＧＲ制御モードを前記第２モードに切り替え（ステップ４４０、ステップ４３０：Ｎｏ、ステップ４５５）、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合に（Ｆ＝１）、前記取得された運転状態パラメータにより特定される運転状態が負荷及び回転速度に基いて予め定められた第２運転領域（運転領域Ａ）内の運転状態となったとき前記内燃機関の運転状態が前記第２運転状態となったと判定して（ステップ４５０：Ｙｅｓ）、前記ＥＧＲ制御モードを前記第１モードに切り替える（ステップ４５５、ステップ４３０：Ｙｅｓ、ステップ４３５）、
ように構成されている。
【００２０】
この態様によれば、内燃機関の「負荷及び回転速度」のそれぞれに相関を有する運転状態パラメータに基いてＥＧＲ制御モードが切り換えられる。従って、排気脈動を伴う排気圧のピーク値を取得するための高速演算処理及び／又は高い応答性を有する排気圧センサを必要とすることなく、そのピーク値が過大及び過小になることを回避できる。
【００２１】
本発明の一の態様において、
前記制御部（６０）は、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第１モードに設定されている場合は、前記下流側ＥＧＲ弁５３を全開とし（ステップ２３５、ステップ４３５）、
前記ＥＧＲ制御モードが前記第２モードに設定されている場合は、前記上流側ＥＧＲ弁５２を全開とする（ステップ２４５、ステップ４４５）、
ように構成されている。
【００２２】
この態様によれば、第１モードでは、下流側ＥＧＲ弁が全開となるので下流側通路断面積が最大の面積となり、且つ、上流側ＥＧＲ弁によりＥＧＲ量が調整されるので、排気容積がより確実に小さい容積になる。よって、排気脈動を伴う排気圧のピーク値がより確実に上昇させられる。更に、第２モードでは、上流側ＥＧＲ弁が全開となるので上流側通路断面積が最大の面積となり、且つ、下流側ＥＧＲ弁によりＥＧＲ量が調整されるので、排気容積がより確実に大きい容積になる。よって、排気脈動を伴う排気圧のピーク値がより確実に低下させられる。
【００２３】
本発明の一の態様に係るＥＧＲ制御装置は、
前記ＥＧＲ通路構成部であって前記上流側ＥＧＲ弁（５２）と前記下流側ＥＧＲ弁（５３）との間（の位置）に配設されたＥＧＲクーラ（５４）を更に備える。
【００２４】
排気脈動を伴う排気圧のピーク値が高くなる内燃機関の運転状態は、主として高回転及び／又は高負荷の状態であり、そのような運転状態における排気温度は相対的に高い。本発明のＥＧＲ制御装置は、そのような状況においてＥＧＲ制御モードを第２モードに設定する。第２モードにおいては、上流側通路断面積が相対的に大きいので、燃焼室から排出された高温の排気がＥＧＲ通路構成部を通って下流側ＥＧＲ弁にまで到達し、その一部が吸気通路へと流れ、残りが再びＥＧＲ通路構成部を通って排気通路へと戻る。よって、上記態様のように、上流側ＥＧＲ弁と下流側ＥＧＲ弁との間にＥＧＲクーラを設けることにより、第２モードにおいてタービンに流入する排気の温度をＥＧＲクーラによって効果的に低下させることができる。その結果、タービンの過熱が回避できるので、タービンが損傷又は熱劣化する可能性を低減することができる。
【００２５】
なお、上記説明においては、発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ制御装置及び当該ＥＧＲ制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ制御装置が適用された内燃機関の排気圧の波形を示したグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るＥＧＲ制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るＥＧＲ制御装置のＣＰＵが参照する内燃機関の運転領域に関するマップある。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。
【００２８】
＜第１実施形態＞
（構成）
本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ制御装置（以下、「第１装置」と称呼する場合がある。）は、図１に示した内燃機関１０に適用される。内燃機関１０は、多気筒（本例において、３気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル機関である。なお、図１は、内燃機関１０の特定の気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も図１に示した気筒と同様の構成を備える。内燃機関１０は、機関本体部２０、吸気系統３０及び排気系統４０を備えている。第１装置は、ＥＧＲ装置５０、電子制御ユニット６０、及び、各種センサ８１乃至８５を備えている。
【００２９】
機関本体部２０は、シリンダブロック、シリンダヘッドおよびクランクケース等を含む本体２１を備える。本体２１にはピストン２２を収容する気筒（燃焼室）ＣＣが形成されている。各気筒ＣＣの上部には燃料噴射弁２３が設けられている。本体２１は、更に、図示しない吸気カムにより駆動される吸気弁２４と、図示しない排気カムにより駆動される排気弁２５とを備えている。
【００３０】
吸気系統３０は、インテークマニホールド部（吸気ポートを含む。）３１、吸気管３２、エアクリーナ３３、過給機３４のコンプレッサ３４ａ、インタークーラ３５及びスロットル弁３６を含んでいる。インテークマニホールド部３１は燃焼室ＣＣに接続されている。インテークマニホールド部３１と燃焼室ＣＣとの連通部は、吸気弁２４によって開閉される。吸気管３２はインテークマニホールド部３１に接続されている。インテークマニホールド部３１及び吸気管３２は吸気通路を構成している。エアクリーナ３３、コンプレッサ３４ａ、インタークーラ３５及びスロットル弁３６は、吸気通路に吸気の上流から下流に向けて順に配設されている。
【００３１】
排気系統４０は、エキゾーストマニホールド部（排気ポート部を含む。）４１、排気管４２、過給機３４のタービン３４ｂ及び排気浄化装置４３を含んでいる。エキゾーストマニホールド部４１は燃焼室ＣＣに接続されている。エキゾーストマニホールド（排気ポート部）４１と燃焼室ＣＣとの連通部は、排気弁２５によって開閉される。排気管４２はエキゾーストマニホールド部４１に接続されている。エキゾーストマニホールド部４１及び排気管４２は排気通路を構成している。タービン３４ｂ及び排気浄化装置４３は、排気通路に排気の上流から下流に向けて順に配設されている。
【００３２】
ＥＧＲ装置５０は、排気還流管５１、上流側ＥＧＲ弁５２、下流側ＥＧＲ弁５３及びＥＧＲクーラ５４、を含んでいる。
【００３３】
排気還流管５１は、ＥＧＲガスが通過する通路（即ち、ＥＧＲ通路）を構成するＥＧＲ通路構成部である。排気還流管５１は、排気通路を構成するエキゾーストマニホールド部４１の「タービン３４ｂの上流側（燃焼室ＣＣ側）の部位」と、吸気通路を構成するインテークマニホールド部３１の「スロットル弁３６の下流側（燃焼室ＣＣ側）の部位」と、を連通している。
【００３４】
上流側ＥＧＲ弁５２は、排気還流管５１の「排気還流管５１とエキゾーストマニホールド部４１との連通部の近傍の位置５１ａ」に配設されている。以下、上流側ＥＧＲ弁５２が配設された位置を「第１位置５１ａ」とも称呼する。第１位置５１ａは、排気還流管５１を流れるＥＧＲガスの流れにおいて排気還流管５１の最も上流側の位置である。上流側ＥＧＲ弁５２は、電子制御ユニット６０から送られてくる指示（駆動）信号に応答して、その開度を変更する。従って、上流側ＥＧＲ弁５２は、排気還流管５１の第１位置５１ａにおける流路の断面積である上流側通路断面積を変更することができる。上流側ＥＧＲ弁５２が全閉となった場合、上流側通路断面積は「０」となり、ＥＧＲが停止される。
【００３５】
下流側ＥＧＲ弁５３は、排気還流管５１の「排気還流管５１とインテークマニホールド部３１との連通部の近傍の位置５１ｂ」に配設されている。以下、下流側ＥＧＲ弁５３が配設された位置を「第２位置５１ｂ」とも称呼する。第２位置５１ｂは、排気還流管５１を流れるＥＧＲガスの流れにおいて排気還流管５１の最も下流側の位置である。下流側ＥＧＲ弁５３は、電子制御ユニット６０から送られてくる指示（駆動）信号に応答して、その開度を変更する。従って、下流側ＥＧＲ弁５３は、排気還流管５１の第２位置５１ｂにおける流路の断面積である下流側通路断面積を変更することができる。下流側ＥＧＲ弁５３が全閉となった場合、下流側通路断面積は「０」となり、ＥＧＲが停止される。
【００３６】
ＥＧＲクーラ５４は、ＥＧＲガスを冷却する水冷式クーラである。ＥＧＲクーラ５４は、排気還流管５１の「上流側ＥＧＲ弁５２と下流側ＥＧＲ弁５３との間」に配設されている。
【００３７】
ところで、上流側ＥＧＲ弁５２を全開とし、下流側ＥＧＲ弁５３を全開未満の所定の開度に設定することによりＥＧＲ量を調整する場合、「燃焼室ＣＣから排出された排気の圧力が直ちに伝播する部分の容積（即ち、排気容積）」は、「燃焼室ＣＣとエキゾーストマニホールド部４１との連通部からタービン３４ｂの排気の入口部までの排気通路の容積Ｖ０」と「エキゾーストマニホールド部４１と排気還流管５１との連通部から下流側ＥＧＲ弁５３までのＥＧＲ通路の容積ＶＬ」との和（Ｖ０＋ＶＬ）になる。なお、容積Ｖ０と容積ＶＬの和（Ｖ０＋ＶＬ）は、便宜上「大容積」又は「第１容積」と称呼される場合がある。
【００３８】
これに対し、下流側ＥＧＲ弁５３を全開とし、上流側ＥＧＲ弁５２を全開未満の所定の開度に設定することによりＥＧＲ量を調整する場合、排気容積は、「排気通路の容積Ｖ０」と「エキゾーストマニホールド部４１と排気還流管５１との連通部から上流側ＥＧＲ弁５２までのＥＧＲ通路の容積ＶＳ」との和（Ｖ０＋ＶＳ）になる。なお、「上流側ＥＧＲ弁５２までのＥＧＲ通路の容積ＶＳ」は非常に小さい。従って、下流側ＥＧＲ弁５３を全開とし、上流側ＥＧＲ弁５２を全開未満の所定の開度に設定することによりＥＧＲ量を調整する場合、排気容積は「排気通路の容積Ｖ０」と実質的に等しくなる。なお、容積Ｖ０と容積ＶＳの和（Ｖ０＋ＶＳ）は、便宜上「小容積」又は「第２容積」と称呼される場合がある。
【００３９】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称呼する。）６０はマイクロコンピュータを含む電子制御回路である。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。ＥＣＵは、以下に述べる各種センサ８１乃至８５と接続されており、それらセンサからの信号を受信（入力）する。ＥＣＵは、ＣＰＵからの指示に応じて各アクチュエータ（燃料噴射弁２３、上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３等）に指示（駆動）信号を送出する。
【００４０】
エアフローメータ８１は、吸気管３２のインタークーラ３５とスロットル弁３６との間の部位に配設されている。エアフローメータ８１は、燃焼室ＣＣに流入する大気（新気）の質量流量Ｇａを測定し、その流量（新気流量）Ｇａを表す信号を出力する。
【００４１】
吸気管圧力センサ８２は、吸気管３２のスロットル弁３６と燃焼室ＣＣとの間の部位に配設されている。吸気管圧力センサ８２は、配設された部位における圧力（吸気圧）Ｐｉｎを測定し、吸気圧Ｐｉｎを表す信号を出力する。
【００４２】
排気管圧力センサ８３は、エキゾーストマニホールド部４１の燃焼室ＣＣとタービン３４ｂとの間の部位に配設されている。排気管圧力センサ８３は、配設された部位における圧力（排気圧）Ｐｅｘを測定し、排気圧Ｐｅｘを表す信号を出力する。
【００４３】
アクセルペダル操作量センサ８４は、内燃機関１０が搭載された車両の図示しないアクセルペダルの操作量を検出し、アクセルペダル操作量ＡＰを表す信号を出力する。アクセルペダル操作量ＡＰは内燃機関１０の負荷を示すパラメータである。
機関回転速度センサ８５は、内燃機関１０の回転速度ＮＥを検出し、機関回転速度ＮＥを表す信号を出力する。
【００４４】
なお、ＥＣＵ６０は、アクセルペダル操作量ＡＰ及び機関回転速度ＮＥ等に基いて燃料噴射量を周知の方法に則って決定し、決定した燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁２３から噴射されるように燃料噴射弁２３を制御するようになっている。
【００４５】
（作動の概要）
次に、第１装置の作動の概要について説明する。
第１装置はＥＧＲ制御モードを、以下に述べる第１モードと第２モードとの間で切り替える。ＥＧＲ制御モードは、ＥＧＲガスを燃焼室ＣＣへと供給する際の「上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３」の制御態様である。
第１モード：下流側ＥＧＲ弁５３が全開とされ、実際のＥＧＲガスの量（実ＥＧＲ量）が所定のＥＧＲ量となるように上流側ＥＧＲ弁５２の開度が調整（制御）される。
第２モード：上流側ＥＧＲ弁５２が全開とされ、実ＥＧＲ量が所定のＥＧＲ量となるように下流側ＥＧＲ弁５３の開度が調整（制御）される。
【００４６】
第１装置は、各気筒からの排気の排出に起因して脈動する排気圧Ｐｅｘの「脈動１周期におけるピーク値（排気脈動を伴う排気圧のピーク値）」を検出（取得）する。以下、検出されるこのピーク値を「実排気脈動ピーク値」と称呼する場合がある。
【００４７】
第１装置は、ＥＧＲ制御モードを第１モードに設定している場合、機関回転速度及び／又は機関の負荷の上昇に伴って実排気脈動ピーク値が高閾値（第１閾値）ＴＨｈｉｇｈ以上となった場合、ＥＧＲ制御モードを第２モードに切り替える。この結果、排気容積が小容積から大容積へと増大するので、第１装置は排気脈動を伴う排気圧のピーク値を低下させることができる。高閾値ＴＨｈｉｇｈは、実排気脈動ピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ以上になると、例えば、排気系部品が破損する事態、及び／又は、排気弁２５が排気圧によって押し下げられて開弁する事態（排気弁の強制的開弁）が発生する可能性が高い値に設定されている。
【００４８】
第１装置は、ＥＧＲ制御モードを第２モードに設定している場合、機関回転速度及び／又は機関の負荷の低下に伴って実排気脈動ピーク値が低閾値（第２閾値）ＴＨｌｏｗ未満となった場合、ＥＧＲ制御モードを第１モードに切り替える。この結果、排気容積が大容積から小容積へと減少するので、第１装置は排気脈動を伴う排気圧のピーク値を上昇させることができる。従って、この場合においても過給機３４による過給を実質的に行うことができる。低閾値ＴＨｌｏｗは、高閾値ＴＨｈｉｇｈ以下の値に設定されている。低閾値ＴＨｌｏｗは、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満になると、例えば、過給機３４のタービン３４ｂが充分に駆動されなくなる値に設定されている。なお、低閾値ＴＨｌｏｗは、実排気脈動ピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満になった場合にＥＧＲ制御モードが第２モードから第１モードへと切り替えられたときその切り替え直後に、排気脈動のピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ以上にならないような値に設定されることが好ましい。即ち、低閾値ＴＨｌｏｗは、高閾値ＴＨｈｉｇｈよりも正の所定値だけ小さい値に設定されることが望ましい。
【００４９】
（具体的作動）
ＥＣＵ６０のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図２のフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ２００から処理を開始してステップ２０５に進み、モードフラグＦの値が０であるかを判定する。モードフラグＦは、その値が「０」である場合、ＥＧＲ制御モードが上述の第１モードであることを示す。モードフラグＦは、その値が「１」である場合、ＥＧＲ制御モードが上述の第２モードであることを示す。モードフラグＦは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変化したとき（以下、「ＩＧオン時」と称呼する。）にＣＰＵにより実行される初期化ルーチンによって「０」に設定される。更に、ＣＰＵは、ＩＧオン時にＥＧＲ制御モードを第１モードに設定するようになっている。
【００５０】
現時点においてモードフラグＦの値が０であると、ＣＰＵはステップ２０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２１０に進み、閾値ＴＨを高閾値ＴＨｈｉｇｈに設定する。
【００５１】
次に、ＣＰＵは、以下に述べるステップ２１５乃至ステップ２２５の処理を順に行い、ステップ２３０に進む。
【００５２】
ステップ２１５：ＣＰＵは、アクセルペダル操作量ＡＰと機関回転速度ＮＥとをＲＯＭに格納されているルックアップテーブルに適用することにより、目標ＥＧＲ率Ｒtgtを求める。目標ＥＧＲ率Ｒtgtは、新気流量Ｇａ及び燃料噴射量等を含む他の機関運転状態パラメータに基いて決定されても良い。
【００５３】
ステップ２２０：ＣＰＵは、下記の（１）式乃至（３）式に従って実ＥＧＲ率Ｒactを算出する。Ｇegrは、ＥＧＲガス流量である。Ｇcylは、燃焼室ＣＣに流入する全ガスの流量である。ａ及びｂは、所定の定数である。Ｇａはエアフローメータ８１により検出される新気流量Ｇａである。Ｐｉｎは吸気管圧力センサ８２により検出される吸気圧Ｐｉｎである。
Ｒact＝Ｇegr／（Ｇａ＋Ｇegr）      …（１）
Ｇegr＝Ｇcyl−Ｇａ                …（２）
Ｇcyl＝ａ・Ｐｉｎ＋ｂ              …（３）
【００５４】
ステップ２２５：ＣＰＵは、排気管圧力センサ８３により検出される排気圧Ｐｅｘに基いて排気脈動ピーク値（即ち、実排気脈動ピーク値）を取得する。実排気脈動ピーク値は、内燃機関１０の１サイクルに要するクランク角を気筒数により除したクランク角（即ち、排気脈動の１周期）における排気圧Ｐｅｘの最大値である。
【００５５】
次に、ＣＰＵはステップ２３０に進み、ステップ２２５にて取得した実排気脈動ピーク値が閾値ＴＨ未満であるかを判定する。この時点において、閾値ＴＨは、ステップ２１０において高閾値ＴＨｈｉｇｈに設定されている。
【００５６】
いま、機関の負荷が比較的低く且つ機関回転速度も比較的低いために、排気流量が少なく、それ故に、実排気脈動ピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ未満であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ２３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３５に進み、ＥＧＲの制御モードを第１モードに設定する。
【００５７】
より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２３５にて、下流側ＥＧＲ弁５３の開度を全開（最大開度）に設定する。このため、下流側ＥＧＲ弁５３によって実ＥＧＲ量は制御されない。更に、ＣＰＵはステップ２３５にて、上流側ＥＧＲ弁５２の開度を「全開未満の相対的に小さい開度」であって、実ＥＧＲ率Ｒactが目標ＥＧＲ率Ｒtgtに一致するように（即ち、実ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量と一致するように）調整（制御）する。換言すると、ＣＰＵは、上流側通路断面積が下流側通路断面積よりも小さく且つＥＧＲガス量が上流側ＥＧＲ弁５２の開度により増減されるように上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３のそれぞれの開度を制御する。この場合、排気容積は小容積（実質的に容積Ｖ０）になるので、排気流量が小さい場合であっても排気脈動を伴う排気圧のピーク値は比較的大きくなる。その結果、タービン３４ｂが効率良く駆動されるので、過給機３４による過給を行うことができる。
【００５８】
次に、ＣＰＵはステップ２４０に進み、モードフラグＦの値を０に設定する。その後、ＣＰＵは、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、実排気脈動ピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ未満である限り、ＣＰＵは上述した処理を繰り返し行うことにより、第１モードに従ってＥＧＲ量を制御する。
【００５９】
内燃機関１０の負荷が増大したり機関回転速度ＮＥが高くなったりすることによって排気流量が大きくなると、実排気脈動ピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ以上になる。この場合、ＣＰＵはステップ２３０に進んだとき、そのステップ２３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２４５に進み、ＥＧＲの制御モードを第２モードに設定する。
【００６０】
より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ２４５にて、上流側ＥＧＲ弁５２の開度を全開（最大開度）に設定する。このため、上流側ＥＧＲ弁５２によって実ＥＧＲ量は制御されない。更に、ＣＰＵはステップ２４５にて、下流側ＥＧＲ弁５３の開度を「全開未満の相対的に小さい開度」であって、実ＥＧＲ率Ｒactが目標ＥＧＲ率Ｒtgtに一致するように（即ち、実ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量と一致するように）調整（制御）する。換言すると、ＣＰＵは、下流側通路断面積が上流側通路断面積よりも小さく且つＥＧＲガス量が下流側ＥＧＲ弁５３の開度により増減されるように、上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３のそれぞれの開度を制御する。この場合、排気容積は大容積（Ｖ０＋ＶＬ）になるので、排気流量が大きい場合であっても排気脈動を伴う排気圧のピーク値は比較的小さくなる。その結果、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁を回避することができる。
【００６１】
その後、ＣＰＵはステップ２５０に進んでモードフラグＦの値を「１」に設定し、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６２】
この状態において、ＣＰＵが再びステップ２００から処理を開始してステップ２０５に進んだとき、モードフラグＦの値が「１」であるから、ＣＰＵはそのステップ２０５にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ２５５に進み、閾値ＴＨを「高閾値ＴＨｈｉｇｈよりも小さい低閾値ＴＨｌｏｗ」に設定する。なお、低閾値ＴＨｌｏｗは高閾値ＴＨｈｉｇｈと等しくてもよい。
【００６３】
その後、ＣＰＵは上述したステップ２１５乃至ステップ２２５の処理を実行してステップ２３０に進み、ステップ２２５にて取得した実排気脈動ピーク値が閾値ＴＨ未満であるかを判定する。この時点において、閾値ＴＨは、低閾値ＴＨｌｏｗに設定されている。従って、ＣＰＵはステップ２３０にて、実排気脈動ピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満であるか否かを判定する。
【００６４】
実排気脈動ピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ以上である場合、ＣＰＵはステップ２３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２４５及びステップ２５０の処理を実行する。この場合、ＥＧＲ制御モードは第２モードに維持される。その後、ＣＰＵはステップ２９５に進み本ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
その後、機関の負荷が低下したり機関回転速度ＮＥが低くなったりすることによって排気流量が小さくなると、実排気脈動ピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満になる。この場合、ＣＰＵはステップ２３０に進んだとき、そのステップ２３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３５及びステップ２４０の処理を行なう。これにより、ＥＧＲの制御モードが第１モードに戻される。この結果、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が比較的大きくなるので、過給機３４による過給を行うことができる。以上が、第１装置の具体的作動である。
【００６６】
図３は排気管圧力センサ８３から取得した排気圧Ｐｅｘを示すグラフである。内燃機関１０の運転開始直後においては、モードフラグＦの値が「０」に設定されている。そのため、ＥＧＲ制御モードは第１モードに設定される。この場合、排気圧Ｐｅｘは実線Ｃ１に示したように排気脈動を伴って変化し、実排気脈動ピーク値Ｐ１は低閾値ＴＨｌｏｗと高閾値ＴＨｈｉｇｈとの間の値になる。
【００６７】
ＥＧＲ制御モードが第１モードに設定されている場合に内燃機関１０の負荷が増大したり機関回転速度ＮＥが高くなったりすることによって排気流量が大きくなると、排気圧Ｐｅｘは増大して一点鎖線Ｃ２に示したように変化する。このとき、実排気脈動ピーク値Ｐ２が高閾値ＴＨｈｉｇｈよりも大きくなる。そこで、ＣＰＵは実排気脈動ピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈ以上となったとき、ＥＧＲ制御モードを第２モードに切り替える。この結果、排気圧Ｐｅｘは破線Ｃ３に示したように低下せしめられ、実排気脈動ピーク値Ｐ３は低閾値ＴＨｌｏｗと高閾値ＴＨｈｉｇｈとの間の値になる。よって、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁を回避することができる。
【００６８】
一方、ＥＧＲ制御モードが第２モードに設定されている場合に内燃機関１０の負荷が低下したり機関回転速度ＮＥが低くなったりすることによって排気流量が小さくなると、排気圧Ｐｅｘは減少して二点鎖線Ｃ４に示したように変化する。このとき、実排気脈動ピーク値Ｐ４が低閾値ＴＨｌｏｗよりも小さくなる。そこで、ＣＰＵは実排気脈動ピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満となったとき、ＥＧＲ制御モードを第１モードに切り替える。この結果、排気圧Ｐｅｘは実線Ｃ１に示したように増大せしめられ、実排気脈動ピーク値Ｐ１は低閾値ＴＨｌｏｗと高閾値ＴＨｈｉｇｈとの間の値になる。よって、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が比較的大きくなるので、過給機３４による過給を充分に行うことができる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るＥＧＲ制御装置（以下、「第２装置」と称呼する場合がある。）について説明する。第２装置は、実排気脈動ピーク値を取得することなく、内燃機関１０の負荷及び回転速度のそれぞれに相関を有する運転状態パラメータを取得し、その運転状態パラメータにより特定される内燃機関１０の運転状態に基づいてＥＧＲ制御モードを第１モードと第２モードとの間で切り替える点のみにおいて、第１装置と相違している。以下、この相違点について主として説明する。
【００７０】
（具体的作動）
第２装置のＥＣＵ６０のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に「図２に代わる図４のフローチャートにより示したルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ４００から処理を開始して以下に述べるステップ４０５乃至ステップ４１５の処理を順に行い、ステップ４２０に進む。
【００７１】
ステップ４０５：ＣＰＵは、ステップ２１５と同様の処理を行なって目標ＥＧＲ率Ｒtgtを取得する。
ステップ４１０；ＣＰＵは、ステップ２２０と同様の処理を行なって実ＥＧＲ率Ｒact
を取得する。
ステップ４１５；ＣＰＵは、内燃機関１０の運転状態パラメータとして、内燃機関１０の負荷（ここでは、アクセルペダル操作量ＡＰであるが、燃料噴射量であってもよい。）及び機関回転速度ＮＥを取得する。
【００７２】
ＣＰＵは、ステップ４２０にてモードフラグＦの値が０であるかを判定する。このモードフラグＦの値は上述した初期化ルーチンによって「０」に設定される。モードフラグＦの値が「０」である場合、ＣＰＵはステップ４２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４２５に進み、「ステップ４１５にて取得した運転状態パラメータにより特定される内燃機関１０の現在の運転状態」が図５に示す運転領域Ｂ（第１運転領域）内の状態であるか否かを判定する。
【００７３】
図５は、横軸に機関回転速度ＮＥをとり、縦軸に負荷（アクセルペダル操作量ＡＰ）をとった「内燃機関１０の運転領域」を示すグラフである。第２装置は、このグラフに示された情報をマップ形式にてＲＯＭに記憶している。図５に示した運転領域Ｂは、ＥＧＲ制御モードが第１モードに設定されている場合に排気脈動を伴う排気圧のピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈを越える運転領域である。図５に示した運転領域Ａ（第２運転領域）は、ＥＧＲ制御モードが第２モードに設定されている場合に排気脈動を伴う排気圧のピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満となる運転領域である。
【００７４】
現時点が内燃機関１０の運転開始直後であると、内燃機関１０の現在の運転状態は運転領域Ｂ内の状態ではない。この場合、ＣＰＵはステップ４２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４３０に直接進む。
【００７５】
ＣＰＵはステップ４３０にて、モードフラグＦの値が０であるかを判定する。現時点ではモードフラグＦの値は「０」である。よって、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４３５に進み、ステップ２３５と同様にＥＧＲの制御モードを第１モードに設定する。この結果、排気容積は小容積（実質的に容積Ｖ０）になるので、排気流量が小さい場合であっても排気脈動を伴う排気圧のピーク値は比較的大きくなる。その結果、タービン３４ｂが効率良く駆動されるので、過給機３４による過給を行うことができる。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
その後、内燃機関１０の負荷及び／又は機関回転速度ＮＥが高くなると、内燃機関１０の運転状態は運転領域Ｂ内の状態になる。即ち、内燃機関１０の運転状態が、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が高閾値ＴＨｈｉｇｈを超えるような状態（第１運転状態）となる。この場合、ＣＰＵはステップ４２５に進んだとき、そのステップ４２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４４０に進み、モードフラグＦの値を「１」に設定する。
【００７７】
これにより、ＣＰＵは次のステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４５に進み、ステップ２４５と同様にＥＧＲの制御モードを第２モードに設定する。この結果、排気容積は大容積（Ｖ０＋ＶＬ）になるので、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が低下せしめられて低閾値ＴＨｌｏｗと高閾値ＴＨｈｉｇｈとの間の値になる。よって、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁を回避することができる。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７８】
この状態において、ＣＰＵが再びステップ４００から処理を開始し、ステップ４０５乃至ステップ４１５を経由してステップ４２０に進んだとき、モードフラグＦの値は「１」であるから、ＣＰＵはそのステップ４２０にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ４５０に進み、運転状態パラメータにより特定される内燃機関１０の現在の運転状態が図５に示した運転領域Ａ内の状態であるか否かを判定する。
【００７９】
内燃機関１０の現在の運転状態が運転領域Ａ内の状態でない場合、ＣＰＵはステップ４５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４３０に直接進む。このとき、モードフラグＦの値は「１」であるから、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４５に進み、ＥＧＲ制御モードを第２モードに維持する。
【００８０】
その後、内燃機関１０の負荷及び／又は機関回転速度ＮＥが低くなると、内燃機関１０の運転状態は運転領域Ａ内の状態になる。即ち、内燃機関１０の運転状態が、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が低閾値ＴＨｌｏｗ未満となるような状態（第２運転状態）となる。この場合、ＣＰＵはステップ４５０に進んだとき、そのステップ４５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４５５に進み、モードフラグＦの値を「０」に設定する。
【００８１】
これにより、ＣＰＵは次のステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４３５に進み、ＥＧＲ制御モードを第１モードに設定する。この結果、排気脈動を伴う排気圧のピーク値は比較的大きくなるから、過給機３４による過給を行うことができる。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００８２】
以上、説明したように、本発明の各実施形態は、ＥＧＲ制御モードを第１モードと第２モードとの間で切り替えることにより、排気脈動を伴う排気圧のピーク値が過大な値及び過小な値の何れにもならないようにすることができる。この結果、過給機３４の過給とＥＧＲガスの導入を広い運転領域において実現しながら、排気系部品の破損及び／又は排気弁の排気圧による開弁を回避することができる。
【００８３】
更に、本発明の各実施形態は、上流側ＥＧＲ弁５２と下流側ＥＧＲ弁５３との間にＥＧＲクーラ５４を備えている。排気脈動を伴う排気圧のピーク値が高くなる内燃機関の運転状態は、主として高回転且つ高負荷の状態であり、そのような運転状態における排気温度は相対的に高いが、このような場合、本発明の各実施形態はＥＧＲ制御モードを第２モードに設定する。ＥＧＲ制御モードが第２モードに設定されると、燃焼室ＣＣから排出された高温の排気は排気還流管５１及びＥＧＲクーラ５４に到達し、その一部が吸気通路へと流れ、残りが排気通路へと戻る。よって、本発明の各実施形態は、タービン３４ｂに流入する排気の温度をＥＧＲクーラ５４によって効果的に低下させることができる。その結果、タービン３４ｂ及びその構成部品が過熱することを回避できるので、それらが損傷又は熱劣化する可能性を低減することができる。
【００８４】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、内燃機関１０はガソリンエンジンであってもよい。更に、ＥＧＲクーラ５４は備えられていなくてもよい。加えて、排気還流管５１の下流側部位は、吸気通路のスロットル弁３６とインタークーラ３５との間の位置、又は、吸気通路のインタークーラ３５とコンプレッサ３４ａとの間の位置に接続されてもよい。
【００８５】
更に、上記各実施形態は、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に一致するように、上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３を制御しているが、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量に一致するように上流側ＥＧＲ弁５２及び下流側ＥＧＲ弁５３を制御してもよい。
【００８６】
加えて、ＥＧＲ制御モードが第１モードに設定される場合、下流側ＥＧＲ弁５３の開度は全開である必要はなく、下流側ＥＧＲ弁５３は、下流側通路断面積が上流側通路断面積よりも大きくなるように制御されればよい。換言すると、ＥＧＲ制御モードが第１モードに設定される場合、下流側ＥＧＲ弁５３はＥＧＲガスの通流を実質的に阻害しないような開度に設定されればよい。
【００８７】
同様に、ＥＧＲ制御モードが第２モードに設定される場合、上流側ＥＧＲ弁５２の開度は全開である必要はなく、上流側ＥＧＲ弁５２は、上流側通路断面積が下流側通路断面積よりも大きくなるように制御されればよい。換言すると、ＥＧＲ制御モードが第２モードに設定される場合、上流側ＥＧＲ弁５２はＥＧＲガスの通流を実質的に阻害しないような開度に設定されればよい。更に、第１実施形態のステップ２２５及びステップ２３０において、実排気脈動のピーク値を取得し且つそのピーク値を使用する代わりに、例えば、ＥＧＲ制御モードと燃料噴射量と機関回転速度と等から排気脈動のピーク値を演算により推定し且つその推定値を使用してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…内燃機関、３１…インテークマニホールド、３２…吸気管、３４…過給機、３４ａ…コンプレッサ、３４ｂ…タービン、３５…インタークーラ、４０…排気系統、４１…エキゾーストマニホールド、４２…排気管、５０…ＥＧＲ装置、５１…排気還流管、５１ａ…第１位置、５１ｂ…第２位置、５２…上流側ＥＧＲ弁、５３…下流側ＥＧＲ弁、５４…ＥＧＲクーラ、６０…電子制御ユニット、８１…エアフローメータ、８２…吸気管圧力センサ、８３…排気管圧力センサ、８４…アクセルペダル操作量センサ、８５…機関回転速度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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