(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気経路にタービンが設けられた過給機と、
前記過給機のコンプレッサと前記エンジンの吸気マニホールドとを結ぶ過給経路に設けられたエアクーラと、
前記エンジンの排気マニホールドと前記エアクーラの下流側と結ぶ排気循環経路に設けられた第１流量調整弁と、
前記第１流量調整弁の上流と前記エアクーラの上流とを結ぶバイパス経路に設けられた第２流量調整弁と、
前記エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ量となり、かつ前記エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記エンジンから排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定するための水蒸気濃度推定部と、
前記排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するための硫黄酸化物濃度推定部と、
前記水蒸気濃度推定部で推定された前記水蒸気の濃度及び前記硫黄酸化物濃度推定部で推定された前記硫黄酸化物の濃度、前記エアクーラの圧力及び温度、並びに前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、前記バイパス経路に流れるＥＧＲガスの上限流量を算出する上限ＥＧＲ量算出部と、
を含み、
前記制御部は、
前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された前記上限流量以下に前記第２流量調整弁の開度を制限すること
を特徴とするエンジンの排気再循環装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に基づいて、前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの目標流量を算出する目標ＥＧＲ量算出部を含み、
前記制御部は、
前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が前記目標ＥＧＲ量算出部で算出された前記目標流量となるように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された前記上限流量と、前記目標ＥＧＲ量算出部で算出された前記目標流量とに基づいて、前記排気循環経路及び前記バイパス経路の個別目標流量を算出する個別流量算出部と、
前記個別流量算出部で算出された前記排気循環経路及び前記バイパス経路の前記個別目標流量に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する個別開度算出部と、
前記個別開度算出部で算出された前記個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含むことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項４】
前記個別流量算出部は、
前記バイパス経路の前記個別目標流量を前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された上限流量とすることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に前記排気循環経路及び前記バイパス経路の流量が関連付けられたマップを記憶するための流量記憶部を含み、
前記制御部は、
前記流量記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度が関連づけられたマップを記憶するための弁開度記憶部を含み、
前記制御部は、
前記弁開度記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記流量記憶部に記憶されたマップを参照し、前記排気循環経路及び前記バイパス経路の個別目標流量を決定する個別流量決定部と、
前記個別流量決定部で決定された前記排気循環経路及び前記バイパス経路の前記個別目標流量に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する個別開度算出部と、
前記個別開度算出部で算出された前記個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含むことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記弁開度記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び第２流量調整弁の個別開度指示値を決定する個別開度決定部と、
前記個別開度決定部で決定された個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含むことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項９】
前記目標ＥＧＲ量算出部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に目標流量を関連付けたマップを記憶するための記憶部と、
前記記憶部に記憶されたマップを参照し、前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を決定する決定部と
を有することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項１０】
前記水蒸気濃度推定部は、
前記エンジンの空気過剰率及び燃料中の炭素と水素の比率に基づいて水蒸気の濃度を推定すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項１１】
前記硫黄酸化物濃度推定部は、
前記燃料中の硫黄濃度、前記エンジンの燃料噴射量及び排気ガス流量に基づいて前記硫黄酸化物の濃度を推定すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項１２】
前記エンジンの排気マニホールドの下流であって前記第１流量調整弁及び第２流路調整弁の上流となる位置にＥＧＲクーラを備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンジンの排気再循環装置。
【請求項１３】
エンジンの排気経路にタービンが設けられた過給機と、
前記過給機のコンプレッサとエンジンの吸気マニホールドとを結ぶ過給経路に設けられたエアクーラと、
前記エンジンの排気マニホールドと前記エアクーラの下流側と結ぶ排気循環経路に設けられた第１流量調整弁と、
前記第１流量調整弁の上流と前記エアクーラの上流とを結ぶバイパス経路に設けられた第２流量調整弁と
を備えるエンジンの排気再循環方法であって、
前記エンジンから排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定する水蒸気濃度推定ステップと、
前記排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するための硫黄酸化物濃度推定ステップと、
前記水蒸気濃度推定ステップで推定された前記水蒸気の濃度及び前記硫黄酸化物濃度推定ステップで推定された前記硫黄酸化物の濃度、前記エアクーラの圧力及び温度、並びに前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記エアクーラに供給されるＥＧＲガスにおいて硫酸が結露しないように、前記バイパス経路に流れるＥＧＲガスの上限流量を決定する上限ＥＧＲ量決定ステップと、
前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの目標流量を決定する目標ＥＧＲ量決定ステップと、
前記上限ＥＧＲ量決定ステップで決定された前記上限流量以下に前記第２流量調整弁の開度を制限するとともに、前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が前記目標ＥＧＲ量決定ステップで決定された前記目標流量となるように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する制御ステップと、
を備えることを特徴とするエンジンの排気再循環方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンの排気再循環装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排出された排気ガスに含まれる窒素酸化物の低減を目的としたエンジンの排気再循環装置が広く知られている。かかる装置は、エンジンにおいて燃焼後の排気ガスの一部（以下、「ＥＧＲガス」という）を取り出し、吸気側に導いて再度吸気させるためのものである。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インタークーラ付ディーゼルエンジンの排気再循環装置が開示されている。かかる装置は、インタークーラ付ディーゼルエンジンの排気系にタービンが設けられた過給機と、過給機のコンプレッサとエンジンの吸気マニホールドを結ぶ吸気管路に設けたインタークーラと、インタークーラの入口側と出口側との間を接続するバイパス管路と、ディーゼルエンジンの排気系にタービンを接続した過給機と、過給機のコンプレッサと該エンジンの吸気マニホールドを結ぶ吸気管路に設けたインタークーラと、インタークーラの入口側と出口側との間を接続するバイパス管路と、一端を該エンジンの排気マニホールドに接続し、他端をバイパス管路の上流側の前記吸気管路に接続するＥＧＲ管路と、エンジンの低速・低負荷時に給気がバイパス管路側を通過するように切り換える切換弁と、を備えている。
【０００４】
特許文献１に開示されたインタークーラ付ディーゼルエンジンの排気再循環装置によれば、エンジンの低速・低負荷時に空気とＥＧＲガスの混合気がインタークーラをバイパスし、その他の領域ではインタークーラを通過させることにより、ＥＧＲガス中の硫酸結露による硫酸腐食を防ぐことができ、しかも、窒素酸化物（ＮＯｘ）とスモークの排出量をバランス良く低減できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５６９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示するディーゼルエンジンの排気再循環装置では、エンジンの低速・低負荷時に給気が全量バイパス管路を流れるため、エンジンのシリンダ入口の給気温度が大幅に増大し窒素酸化物やすすが増大する点が問題となる。
【０００７】
また、空気とＥＧＲガスの混合気中に含まれる硫酸の結露は、温度、圧力、水蒸気の濃度、硫黄酸化物の濃度によって決まり、エンジンの低速・低負荷時だけで決まるものではなく、エンジンの運転条件によっては硫酸の発生を防止できない。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減することができるエンジンの排気再循環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】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置は、
エンジンの排気経路にタービンが設けられた過給機と、
前記過給機のコンプレッサと前記エンジンの吸気マニホールドとを結ぶ過給経路に設けられたエアクーラと、
前記エンジンの排気マニホールドと前記エアクーラの下流側と結ぶ排気循環経路に設けられた第１流量調整弁と、
前記第１流量調整弁の上流と前記エアクーラの上流とを結ぶバイパス経路に設けられた第２流量調整弁と、
前記エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ量となり、かつ前記エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する制御部と
を備える。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ量となり、かつエアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減することができる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記制御部は、
前記エンジンから排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定するための水蒸気濃度推定部と、
前記排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するための硫黄酸化物濃度推定部と、
前記水蒸気濃度推定部で推定された前記水蒸気の濃度及び前記硫黄酸化物濃度推定部で推定された前記硫黄酸化物の濃度、前記エアクーラの圧力及び温度、並びに前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、前記バイパス経路に流れるＥＧＲガスの上限流量を算出する上限ＥＧＲ量算出部と、
を含み、
前記制御部は、
前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された前記上限流量以下に前記第２流量調整弁の開度を制限する。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、水蒸気の濃度及び硫黄酸化物の濃度、エアクーラの圧力及び温度、並びにエンジンの吸入空気量に基づいて、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、バイパス経路に流れるＥＧＲガスの上限流量を算出し、算出された上限流量以下に第２流量調整弁の開度を制限する。よって、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露するのを抑制できる。これにより、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に基づいて、前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの目標流量を算出する目標ＥＧＲ量算出部を含み、
前記制御部は、
前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が前記目標ＥＧＲ量算出部で算出された前記目標流量となるように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、排気マニホールドから吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が目標ＥＧＲ量算出部で算出された目標流量となるように、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減できる。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記制御部は、
前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された前記上限流量と、前記目標ＥＧＲ量算出部で算出された前記目標流量とに基づいて、前記排気循環経路及び前記バイパス経路の個別目標流量を算出する個別流量算出部と、
前記個別流量算出部で算出された前記排気循環経路及び前記バイパス経路の前記個別目標流量に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する個別開度算出部と、
前記個別開度算出部で算出された前記個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含む。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、上限ＥＧＲ量算出部で算出された上限流量と、目標ＥＧＲ量算出部で算出された目標流量とに基づいて、排気循環経路及びバイパス経路の個別目標流量を算出し、算出された排気循環経路及びバイパス経路の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する。そして、算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁及び第２流量調整弁を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減するとともに、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記個別流量算出部は、
前記バイパス経路の前記個別目標流量を前記上限ＥＧＲ量算出部で算出された上限流量とする。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、バイパス経路の個別目標流量を上限ＥＧＲ量算出部で算出された上限流量とするので、バイパス経路に上限流量のＥＧＲガスが流れる。これにより、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露するのを抑制できる。これにより、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に前記排気循環経路及び前記バイパス経路の流量が関連付けられたマップを記憶するための流量記憶部を含み、
前記制御部は、
前記流量記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する。
【００２０】
上記（６）の構成によれば、マップを参照し、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を制御するので、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を簡易に制御できる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記制御部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度が関連づけられたマップを記憶するための弁開度記憶部を含み、
前記制御部は、
前記弁開度記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、マップを参照し、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を制御するので、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を簡易に制御できる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記制御部は、
前記流量記憶部に記憶されたマップを参照し、前記排気循環経路及び前記バイパス経路の個別目標流量を決定する個別流量決定部と、
前記個別流量決定部で決定された前記排気循環経路及び前記バイパス経路の前記個別目標流量に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する個別開度算出部と、
前記個別開度算出部で算出された前記個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含む。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、流量記憶部に記憶されたマップを参照し、排気循環経路及びバイパス経路の個別目標流量を決定し、決定された排気循環経路及びバイパス経路の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の個別開度指示値を算出する。そして、算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁及び第２流量調整弁を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減するとともに、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記制御部は、
前記弁開度記憶部に記憶されたマップを参照し、前記第１流量調整弁及び第２流量調整弁の個別開度指示値を決定する個別開度決定部と、
前記個別開度決定部で決定された個別開度指示値に基づいて、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁を制御する弁制御部と
を含む。
【００２６】
上記（９）の構成によれば、弁開度記憶部に記憶されたマップを参照し、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の個別開度指示値を決定し、決定された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁及び第２流量調整弁を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減するとともに、エアクーラに供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（３）から（５）のいずれか一つの構成において、
前記目標ＥＧＲ量算出部は、
前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に目標流量を関連付けたマップを記憶するための記憶部と、
前記記憶部に記憶されたマップを参照し、前記エンジンの回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を決定する決定部と
を有する。
【００２８】
上記（１０）の構成によれば、マップを参照し、エンジンの回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を決定するので、エンジンの回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を簡易に決定できる。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（２）から（５）のいずれか一つの構成において、
前記水蒸気濃度推定部は、
前記エンジンの空気過剰率及び燃料中の炭素と水素の比率に基づいて水蒸気の濃度を推定する。
【００３０】
上記（１１）の構成によれば、エンジンの空気過剰率及び燃料中の炭素と水素の比率に基づいて水蒸気の濃度を推定できる。
【００３１】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（２）から（５）いずれか一つの構成において、
前記硫黄酸化物濃度推定部は、
前記燃料中の硫黄濃度、前記エンジンの燃料噴射量及び排気ガス流量に基づいて前記硫黄酸化物の濃度を推定する。
【００３２】
上記（１２）の構成によれば、燃料中の硫黄濃度、エンジンの燃料噴射量及び排気ガス流量に基づいて硫黄酸化物の濃度を推定できる。
【００３３】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）から（１２）のいずれか一つの構成において、
前記エンジンの排気マニホールドの下流であって前記第１流量調整弁及び第２流路調整弁の上流となる位置にＥＧＲクーラを備える。
【００３４】
上記（１３）の構成によれば、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラを通り第１流量調整弁及び第２流路調整弁に流れるので、ＥＧＲガスを冷却することができる。
【００３５】
（１４）少なくとも一実施形態に係るエンジンの排気再循環方法は、
エンジンの排気経路にタービンが設けられた過給機と、
前記過給機のコンプレッサとエンジンの吸気マニホールドとを結ぶ過給経路に設けられたエアクーラと、
前記エンジンの排気マニホールドと前記エアクーラの下流側と結ぶ排気循環経路に設けられた第１流量調整弁と、
前記第１流量調整弁の上流と前記エアクーラの上流とを結ぶバイパス経路に設けられた第２流量調整弁と
を備えるエンジンの排気再循環方法であって、
前記エンジンから排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定する水蒸気濃度推定ステップと、
前記排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するための硫黄酸化物濃度推定ステップと、
前記水蒸気濃度推定ステップで推定された前記水蒸気の濃度及び前記硫黄酸化物濃度推定ステップで推定された前記硫黄酸化物の濃度、前記エアクーラの圧力及び温度、並びに前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記エアクーラに供給されるＥＧＲガスにおいて硫酸が結露しないように、前記バイパス経路に流れるＥＧＲガスの上限流量を決定する上限ＥＧＲ量決定ステップと、
前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの目標流量を決定する目標ＥＧＲ量決定ステップと、
前記上限ＥＧＲ量決定ステップで決定された前記上限流量以下に前記第２流量調整弁の開度を制限するとともに、前記排気マニホールドから前記吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が前記目標ＥＧＲ量決定ステップで決定された前記目標流量となるように、前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を制御する制御ステップと、
を備える。
【００３６】
上記（１４）の方法によれば、上限流量以下に第２流量調整弁の開度を制限するとともに、排気マニホールドから吸気マニホールドに供給されるＥＧＲガスの流量が目標流量となるように、第１流量調整弁及び第２流量調整弁の開度を制御するので、排気循環経路及びバイパス経路を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減するとともに、空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に低減するとともに、空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラの腐食を抑制できるエンジンの排気再循環装置及びエンジンの排気再循環方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】一実施形態に係るエンジンの排気再循環装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】エアクーラに供給される空気及び排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度と硫酸が結露する温度との関係を水蒸気の濃度ごとに示した図である。
【図７】上限ＥＧＲ量算出部における上限流量算出手順を示すフローチャートである。
【図８】一実施形態に係る目標ＥＧＲ量算出部の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した記憶部に記憶されたマップを示す概念図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るエンジンの排気再循環方法の内容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】
【００３９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン１の排気再循環装置２の機械構成を概略的に示す模式図である。図２から図５は、一実施形態に係るエンジン１の排気再循環装置２の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【００４１】
本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジン１の排気再循環装置２は、ディーゼルエンジン又はガスエンジン等の排気再循環装置である。
【００４２】
図１に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジン１の排気再循環装置２は、過給機２３と、エアクーラ２５と、第１流量調整弁３と、第２流量調整弁４と、制御部５，６，７，８（図２〜図５参照）とを備える。
【００４３】
過給機２３は、エンジン１から排出された排気ガスの内部エネルギーを利用してタービン２３１を高速回転させ、その回転力でコンプレッサ２３２を駆動することにより圧縮した空気をエンジン１に送り込むものである。
【００４４】
過給機２３は、エンジン１の排気経路２１にタービン２３１が設けられ、エンジン１の給気経路２２にコンプレッサ２３２が設けられている。
【００４５】
エアクーラ２５は、過給機２３で圧縮空気を冷却するためのものであり、過給機２３のコンプレッサ２３２とエンジン１の吸気マニホールド１１とを結ぶ過給経路２４に設けられている。
【００４６】
図１に例示する形態では、エアクーラ２５の冷却に大気又は低温水が用いられ、エアクーラ２５の出口において６０°Ｃから４０°Ｃ程度まで冷却される。
【００４７】
第１流量調整弁３は、エンジン１の排気マニホールド１２とエアクーラ２５の下流側とを結ぶ排気循環経路２６に流れるＥＧＲガス（以下「第１ＥＧＲガス」という）の流量を調整するためのものであり、排気循環経路２６に設けられている。
【００４８】
第２流量調整弁４は、第１流量調整弁３の上流とエアクーラ２５の上流とを結ぶバイパス経路２７に流れるＥＧＲガス（以下「第２ＥＧＲガス」という）の流量を調整するためのものであり、バイパス経路２７に設けられている。
【００４９】
図１に例示する形態では、さらに、酸化触媒２８１（以下、「ＤＯＣ２８１（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）」という）と、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２８２（以下、「ＤＰＦ２８２」という）と、選択触媒還元脱硝装置２９（以下「ＳＣＲ２９（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）という」とを備えている。
【００５０】
ＤＯＣ２８１は、排気ガスに含まれる未燃焼ガスを酸化するためのものであり、エンジン１から排出される排気ガスが流れる排気経路２１に設けられている。ＤＯＣ２８１には貴金属触媒がコーティングされており、排気ガスに含まれる未燃焼ガス、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化する。
【００５１】
ＤＰＦ２８２は、ＤＯＣ２８１を通過した排気ガスに含まれる微粒子（以下「ＰＭ」という）を捕集するためのものであり、ＤＯＣ２８１の下流に設けられている。ＤＰＦ２８２は、ＰＭをろ過する構造を有しており、ここにＰＭが堆積する。ＰＭは炭素（Ｃ）等からなるすすや、これに付着した有機物で構成される微小粒子である。
【００５２】
ＳＣＲ２９は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素分子（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）とに転換するものである。ガス状の還元剤、一般的には無水のアンモニア、アンモニア水、又は尿素が排気ガスに加えられ、触媒上に還元する。尚、尿素を還元剤として用いたときは二酸化炭素（ＣＯ２）が発生する。
【００５３】
図２から図５に示すように、制御部５，６，７，８は、エンジン電子制御ユニット（「ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）」）と称されるものであり、エンジン１の運転状態（回転数及び燃料噴射量）に応じたＥＧＲ量となり、かつエアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガス（第２ＥＧＲガス）の混合気中において硫酸が結露しないように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するものである。
【００５４】
具体的には、エアクーラ２５に供給される空気と第２ＥＧＲガスの混合気中に含まれる水蒸気（Ｈ２Ｏ）と硫黄酸化物（ＳＯｘ）が反応して硫酸が結露しないように、バイパス経路２７の流量を制御すべく、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するものである。
【００５５】
図６は、エアクーラ２５に供給される空気及び第２ＥＧＲガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度と硫酸が結露する温度との関係を水蒸気（Ｈ２Ｏ）濃度ごとに示した図である。
【００５６】
図６に示すように、エアクーラ２５に供給される空気及び第２ＥＧＲガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）は、その濃度と水蒸気（Ｈ２Ｏ）濃度によって硫酸が結露する温度（露点）が異なる。したがって、制御部５，６，７，８は、エアクーラ２５に供給される空気及び第２ＥＧＲガス中において硫酸が結露しないように、第２流量調整弁４の開度を制御することで、エアクーラ２５に供給される第２ＥＧＲガスの流量を制限する。
【００５７】
上記の構成によれば、エンジン１の運転状態（回転数及び燃料噴射量）に応じたＥＧＲ量となり、かつエアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガス（第２ＥＧＲガス）の混合気中において硫酸が結露しないように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するので、排気循環経路２６及びバイパス経路２７を流れるＥＧＲガス（第２ＥＧＲガス）の流量が調整される。よって、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率的に低減することができる。
【００５８】
図２に示すように、幾つかの実施形態では、制御部５は、水蒸気濃度推定部５１と、硫黄酸化物濃度推定部５２と、上限ＥＧＲ量算出部５３とを含んでいる。
【００５９】
水蒸気濃度推定部５１は、エンジン１から排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定するためのものである。
【００６０】
図２に例示する形態において、水蒸気濃度推定部５１は、エアクーラ２５に供給される空気及び第２ＥＧＲガスの空気過剰率λ、及び燃料中の炭素と水素の比率（Ｃ／Ｈ比）に基づいて算出するものである。
【００６１】
燃料中の炭素と水素の比率（Ｃ／Ｈ比）がｍ／ｎとなる燃料ＣｍＨｎの完全燃焼を仮定した場合に排気ガス中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）の濃度（ＸＨ２Ｏ＿ｅｘ）は数式１で算出される。
【００６２】
【数１】
0006506997.tif 000002
ｍ，ｎ：燃料組成で決定する定数
λ    ：空気過剰率
【００６３】
硫黄酸化物濃度推定部５２は、第２ＥＧＲガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するためのものである。
【００６４】
図２に例示する形態において、硫黄酸化物濃度推定部５２は、エアクーラ２５に供給される第２ＥＧＲガスの流量、エンジン１の燃料噴射量、及び燃料中の硫黄濃度に基づいて算出するものである。
【００６５】
第２ＥＧＲガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度（ＸＳＯｘ＿ｅｘ）は、数式２で算出される。
【００６６】
【数２】
0006506997.tif 000003
Ｘｓ      ：燃料中のＳ濃度（硫黄濃度）
Ｇｆｕｅｌ  ：燃料流量（燃料噴射量）
ＭＳＯｘ    ：硫黄酸化物（ＳＯｘ）モル質量
ＭＳ      ：硫黄（Ｓ）モル質量
ρＳＯｘ    ：硫黄酸化物（ＳＯｘ）密度
Ｖｅｘ      ：排気ガス流量
【００６７】
上限ＥＧＲ量算出部５３は、水蒸気濃度推定部５１で推定された水蒸気の濃度及び硫黄酸化物濃度推定部５２で推定された硫黄酸化物の濃度、エアクーラ２５の圧力及び温度、並びにエンジン１の吸入空気量に基づいて、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、バイパス経路２７に流れるＥＧＲガスの上限流量を算出するものである。
【００６８】
図７は、上限ＥＧＲ量算出部５３における上限ＥＧＲ量算出方法を示すフローチャートである。
図７に例示する形態において、上限ＥＧＲ量算出方法は、計測値取得工程（ステップＳ１）、ガス量設定工程（ステップＳ２）、濃度算出工程（ステップＳ３）、上限値算出工程（ステップＳ４）、濃度比較工程（ステップＳ５）、ガス量補正工程（ステップＳ６）、及び上限値決定工程（ステップＳ７）を備えている。
【００６９】
計測値取得工程（ステップＳ１）は、エアクーラ通過ガス圧力Ｐｉｎ、エアクーラ通過ガス温度Ｔｉｎ、吸入空気量Ｇａｉｒ＿ｉｎ、バイパス経路２７を流れるＥＧＲガス量Ｇｅｇｒ２の計測値を取得するものである。エアクーラ通過ガス圧力Ｐｉｎ及びエアクーラ通過ガス温度Ｔｉｎは、例えば、エアクーラ２５に設けられた圧力センサ（図示せず）及び温度センサ（図示せず）から取得される。また、吸入空気量Ｇａｉｒ＿ｉｎは、例えば、給気経路２２に設けられたエアフロメータ（図示せず）から取得される。また、バイパス経路２７を流れるＥＧＲガス量Ｇｅｇｒ２は、バイパス経路２７に設けられた流量センサ（図示せず）から取得される。
【００７０】
ガス量設定工程（ステップＳ２）は、第２ＥＧＲガスの計測値Ｇｅｇｒ２を第２ＥＧＲガスの上限値Ｇｅｇｒ２＿ｌｉｍｉｔに設定（仮設定）するものである。
【００７１】
濃度算出工程（ステップＳ３）は、エアクーラ２５を通過するガス（エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気）中の水蒸気の濃度ＸＨ２０＿ｉｎと硫黄酸化物の濃度ＸＳ０ｘ＿ｉｎを算出するものである。エアクーラ通過ガス中の水蒸気の濃度ＸＨ２０＿ｉｎと硫黄酸化物の濃度ＸＳ０ｘ＿ｉｎは、排気ガス中の水蒸気の濃度ＸＨ２０＿ｅｘ及び硫黄酸化物の濃度ＸＳ０ｘ＿ｅｘ、吸入空気量Ｇａｉｒ＿ｉｎ、並びにバイパス経路２７に流れるＥＧＲガスの上限値Ｇｅｇｒ２＿ｌｉｍｉｔ（仮設定値）を用いて算出する。
【００７２】
上限値算出工程（ステップＳ４）は、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２０＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔを算出するものである。エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２０＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔは、エアクーラ通過ガス中の硫黄酸化物の濃度、エアクーラ通過ガスの圧力、及びエアクーラ通過ガス温度に基づいて算出する。具体的には、エアクーラ通過ガス中の硫黄酸化物の濃度ＸＳ０ｘ＿ｉｎ、エアクーラ通過ガスの圧力Ｐｉｎ、及びエアクーラ通過ガス温度Ｔｉｎにエアクーラ通過ガス中の水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔが関連付けられたマップ（図示せず）を用いて、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔを算出する。
【００７３】
濃度比較工程（ステップＳ５）は、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度ＸＨ２Ｏ＿ｉｎとエアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔを比較するものである。
【００７４】
ガス量補正工程（ステップＳ６）は、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度ＸＨ２Ｏ＿ｉｎとエアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔとが同一でない場合（ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ≠ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）に、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔを補正するものである。具体的には、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔに所定値Δαを加算し、新たな上限値（ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）に設定する。
【００７５】
そして、以下、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度ＸＨ２Ｏ＿ｉｎとエアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔとが同一（ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＝ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）となるまで、濃度算出工程（ステップＳ３）、上限値算出工程（ステップＳ４）、濃度比較工程（ステップＳ５）、及びガス量補正工程（ステップＳ６）を繰り返す。
【００７６】
上限値決定工程（ステップＳ７）は、第２ＥＧＲガスの上限値Ｇｅｇｒ２＿ｌｉｍｉｔを決定するものである。上限値設定工程（ステップＳ７）は、濃度比較工程（ステップＳ５）において、エアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度ＸＨ２Ｏ＿ｉｎとエアクーラ２５を通過するガスに含まれる水蒸気の濃度の上限値ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔとが同一となった場合（ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ≠ＸＨ２Ｏ＿ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）に算出（補正）したＥＧＲガスの上限値Ｇｅｇｒ２＿ｌｉｍｉｔを第２ＥＧＲガスの上限値Ｇｅｇｒ２＿ｌｉｍｉｔに決定する。
【００７７】
本実施形態に係る制御部５は、上限ＥＧＲ量算出部５３で算出された上限流量（上限値）以下に第２流量調整弁４の開度を制限する。
【００７８】
上記構成によれば、水蒸気の濃度及び硫黄酸化物の濃度、エアクーラ２５の圧力及び温度、並びにエンジン１の吸入空気量に基づいて、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露しないように、バイパス経路２７に流れるＥＧＲガスの上限流量（上限値）を算出し、算出された上限流量以下に第２流量調整弁４の開度を制限する。よって、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露するのを抑制できる。これにより、排気ガス中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制できる。
【００７９】
図２に示すように、幾つかの実施形態では、制御部５は、目標ＥＧＲ量算出部５４を含む。
【００８０】
目標ＥＧＲ量算出部５４は、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に基づいて、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給されるＥＧＲガスの目標流量を算出するものである。
【００８１】
本実施形態に係る制御部５は、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給されるＥＧＲガスの流量が目標ＥＧＲ量算出部５４で算出された目標流量となるように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御する。
【００８２】
上記の構成によれば、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給される排気ガスの流量が目標ＥＧＲ量算出部５４で算出された目標流量となるように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するので、第１ＥＧＲガス及び第２ＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率的に低減できる。
【００８３】
図２に示すように、幾つかの実施形態では、制御部５は、個別流量算出部５７と、個別開度算出部５８と、弁制御部５９とをさらに含む。
【００８４】
個別流量算出部５７は、上限ＥＧＲ量算出部５３で算出された上限流量と、目標ＥＧＲ量算出部５４で算出された目標流量とに基づいて、排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量を算出するものである。
【００８５】
個別開度算出部５８は、個別流量算出部５７で算出された排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を算出するものである。
【００８６】
弁制御部５９は、個別開度算出部５８で算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するものである。
【００８７】
上記構成によれば、上限ＥＧＲ量算出部５３で算出された上限流量と、目標ＥＧＲ量算出部５４で算出された目標流量とに基づいて、排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量を算出し、算出された排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を算出する。そして、算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するので、第１ＥＧＲガス及び第２ＥＧＲガスの流量が調整される。よって、エアクーラ２５に供給される空気及び第２ＥＧＲガス中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物ＮＯｘを効率的に低減することができる。
【００８８】
図７に示すように、幾つかの実施形態では、個別流量算出部５７は、バイパス経路２７の個別目標流量を上限ＥＧＲ量算出部５３で算出された上限流量とする。
【００８９】
上記構成によれば、バイパス経路２７の個別目標流量を上限ＥＧＲ量算出部５３で算出された上限流量とするので、バイパス経路２７に上限流量のＥＧＲガスが流れる。これにより、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中において硫酸が結露するのを抑制できる。これにより、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制できる。
【００９０】
図３に示すように、幾つかの実施形態では、制御部６は、上限ＥＧＲ量記憶部６６、個別流量決定部６７を含む。
上限ＥＧＲ量記憶部６６は、ＥＧＲガスの目標流量にバイパス経路２７の上限流量を関連付けたマップＭ２を記憶するためのものである。
【００９１】
個別流量決定部６７は、上限ＥＧＲ量記憶部６６に記憶されたマップＭ２を参照し、目標流量に基づいてバイパス経路２７の上限流量を求め、排気循環経路２６及びバイパス経路２７の流量を決定するものである。
【００９２】
本実施形態において、制御部７は、個別流量決定部６７で決定された排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を算出し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御する。
【００９３】
上記構成によれば、上限ＥＧＲ量記憶部６６に記憶されたマップＭ２を参照し、目標流量に基づいてバイパス経路２７の上限流量を求めるので、バイパス経路２７の上限流量を簡易に求めることができる。
【００９４】
図４に示すように、幾つかの実施形態では、制御部７は、流量記憶部７６を含む。
流量記憶部７６は、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に排気循環経路２６及びバイパス経路２７の流量（第１流量及び第２流量）が関連付けられたマップＭ３を記憶するためのものである。
【００９５】
上記構成によれば、マップＭ３を参照し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するので、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を簡易に制御できる。
【００９６】
図５に示すように、幾つかの実施形態では、制御部８は、弁開度記憶部８６を含む。
弁開度記憶部８６は、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度が関連づけられたマップＭ４を記憶するためのものである。
【００９７】
本実施形態において、制御部８は、弁開度記憶部８６に記憶されたマップＭ４を参照し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を決定し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御する。
【００９８】
上記構成によれば、マップＭ４を参照し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するので、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を簡易に制御できる。
【００９９】
図４に示すように、幾つかの実施形態では、制御部７は、個別流量決定部７７と、個別開度算出部７８と、弁制御部７９とを含む。
【０１００】
個別流量決定部７７は、流量記憶部７６に記憶されたマップＭ３を参照し、排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量を決定するものである。
【０１０１】
個別開度算出部７８は、個別流量決定部７７で決定された排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を算出するものである。
【０１０２】
弁制御部７９は、個別開度算出部７８で算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するものである。
【０１０３】
上記構成によれば、流量記憶部７６に記憶されたマップＭ３を参照し、排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量を決定し、決定された排気循環経路２６及びバイパス経路２７の個別目標流量に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を算出する。そして、算出された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するので、排気循環経路２６及びバイパス経路２７を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率的に低減するとともに、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制できる。
【０１０４】
図５に示すように、幾つかの実施形態では、制御部８は、個別開度決定部８８と、弁制御部８９とを含む。
個別開度決定部８８は、弁開度記憶部８６に記憶されたマップＭ４を参照し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を決定するものである。
【０１０５】
弁制御部８９は、個別開度決定部８８で決定された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するものである。
【０１０６】
上記構成によれば、弁開度記憶部８６に記憶されたマップＭ４を参照し、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の個別開度指示値を決定し、決定された個別開度指示値に基づいて、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４を制御するので、第１ＥＧＲガス及び第２ＥＧＲガスの流量が調整される。よって、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中に含まれる水蒸気及び硫黄酸化物の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物ＮＯｘを効率的に低減することができる。
【０１０７】
図８は、一実施形態に係る目標ＥＧＲ量算出部５４の構成を示すブロック図である。図９は、図８に示した記憶部５４１に記憶されたマップＤを示す概念図である。
図８に示すように、幾つかの実施形態では、目標ＥＧＲ量算出部５４は、記憶部５４１と決定部５４２とを有する。
【０１０８】
記憶部５４１は、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に目標流量が関連付けたマップＤを記憶するためのものである。具体的には、図９に示すように、燃料噴射量が多い場合に排気ガス量（ＥＧＲガス量）が大となるように関連付けられている。
【０１０９】
決定部５４２は、記憶部５４１に記憶されたマップＤを参照し、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を決定するものである。
【０１１０】
上記構成によれば、マップＤを参照し、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を決定するので、エンジン１の回転数及び燃料噴射量に対応する目標流量を簡易に決定できる。
【０１１１】
図２に示すように、幾つかの実施形態では、水蒸気濃度推定部５１は、エンジン１の空気過剰率及び燃料中の炭素と水素の比率（Ｃ／Ｈ比）に基づいて水蒸気の濃度を推定するものである。
【０１１２】
上記構成によれば、エンジン１の空気過剰率及び燃料中の炭素と水素の比率（Ｃ／Ｈ比）に基づいて水蒸気の濃度を推定できる。
【０１１３】
図２に示すように、幾つかの実施形態では、硫黄酸化物濃度推定部５２は、燃料中の硫黄濃度（Ｓ分濃度）、燃料噴射量及び排気ガス流量に基づいて硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を推定するものである。
【０１１４】
上記構成によれば、燃料中の硫黄濃度、燃料噴射量及び排気ガス流量に基づいて硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を推定できる。
【０１１５】
図１に示すように、幾つかの実施形態では、さらに、ＥＧＲクーラ９を備えている。
ＥＧＲクーラ９は、排気循環経路２６に流れるＥＧＲガスを冷却するためのものであり、エンジン１の排気マニホールド１２の下流であって第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の上流となる位置に設けられている。
【０１１６】
図１に例示する形態では、ＥＧＲクーラ９の冷却にエンジン１を冷却する冷却水が用いられる。エンジン１を冷却する冷却水は、８０°Ｃから９０°Ｃで循環するため、ＥＧＲクーラ９は、排気ガスの温度を８０°Ｃ以下に低減することができない。
【０１１７】
上記構成によれば、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ９を通り第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４に流れるので、ＥＧＲガスを冷却することができる。
【０１１８】
図１０は、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気再循環方法の内容を示すフローチャートである。
【０１１９】
少なくとも一実施形態に係るエンジン１の排気再循環方法は、エンジン１の排気経路２１にタービン２３１が設けられた過給機２３と、過給機２３のコンプレッサ２３２とエンジン１の吸気マニホールド１１とを結ぶ過給経路２４に設けられたエアクーラ２５と、エンジン１の排気マニホールド１２とエアクーラ２５の下流側と結ぶ排気循環経路２６に設けられた第１流量調整弁３と、第１流量調整弁３の上流とエアクーラ２５の上流とを結ぶバイパス経路２７に設けられた第２流量調整弁４とを備えるエンジン１の排気循環方法である（図１参照）。
【０１２０】
図１０に示すように、本実施形態に係るエンジン１の排気再循環方法は、水蒸気濃度推定工程（ステップＳ１１）と、硫黄酸化物濃度推定工程（ステップＳ１２）と、上限流量決定工程（ステップＳ１３）と、目標流量決定工程（ステップＳ１４）と、制御工程（ステップＳ１５）とを備える。
【０１２１】
水蒸気濃度推定工程（ステップＳ１１）は、エンジンから排出される排気ガスに含まれる水蒸気の濃度を推定するものである。
【０１２２】
硫黄酸化物濃度推定工程（ステップＳ１２）は、排気ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を推定するためのものである。
【０１２３】
上限流量決定工程（ステップＳ１３）は、水蒸気濃度推定ステップ（ステップＳ１１）で推定された水蒸気の濃度及び硫黄酸化物濃度推定ステップ（ステップＳ１２）で推定された硫黄酸化物の濃度、エアクーラ２５の圧力及び温度、並びにエンジン１の吸入空気量に基づいて、エアクーラ２５に供給されるＥＧＲガスに含まれる水蒸気が結露しないように、バイパス経路２７に流れるＥＧＲガスの上限流量を決定するものである。
【０１２４】
目標流量決定工程（ステップＳ１４）は、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給されるＥＧＲガスの目標流量を決定するものである。
【０１２５】
制御工程（ステップＳ１５）は、上限ＥＧＲ量決定ステップ（ステップＳ１３）で決定された上限流量以下に第２流量調整弁４の開度を制限するとともに、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給されるＥＧＲガスの流量が目標ＥＧＲ量決定ステップ（ステップＳ１４）で決定された目標流量となるように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御する。
【０１２６】
上記方法によれば、上限流量以下に第２流量調整弁４の開度を制限するとともに、排気マニホールド１２から吸気マニホールド１１に供給されるＥＧＲガスの流量が目標流量となるように、第１流量調整弁３及び第２流量調整弁４の開度を制御するので、排気循環経路２６及びバイパス経路２７を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。よって、エアクーラ２５に供給される空気とＥＧＲガスの混合気中における硫酸の結露によるエアクーラ２５の腐食を抑制しつつ、排気ガスに含まれる窒素酸化物ＮＯｘを効率的に低減することができる。
【０１２７】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【０１２８】
１    エンジン
１１    吸気マニホールド
１２    排気マニホールド
２    排気再循環装置
２１    排気経路
２２    給気経路
２３    過給機
２３１    タービン
２３２    コンプレッサ
２４    過給経路
２５    エアクーラ
２６    排気循環経路
２７    バイパス経路
２８１    酸化触媒（ＤＯＣ）
２８２    ディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）
２９    選択触媒還元脱硝装置（ＳＣＲ）
３    第１流量調整弁
４    第２流量調整弁
５    制御部
５１    水蒸気濃度推定部
５２    硫黄酸化物濃度推定部
５３    上限ＥＧＲ量算出部
５４    目標ＥＧＲ量算出部
５４１    記憶部
５４２    決定部
５７    個別流量算出部
５８    個別開度算出部
５９    弁制御部
６    制御部
６６    上限ＥＧＲ量記憶部
６７    個別流量決定部
７    制御部
７６    流量記憶部
７７    個別流量決定部
７８    個別開度算出部
７９    弁制御部
８    制御部
８６    弁開度記憶部
８８    個別開度決定部
８９    弁制御部
９    ＥＧＲ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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【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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