(57)【要約】【課題】内燃機関が停止した状態において、より効率的に排気浄化装置の触媒の暖機を行うことができる技術を提供する。【解決手段】触媒を有する排気浄化装置を排気通路に備えており、内燃機関が停止中であり且つ触媒の温度が活性温度より低い場合には（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、第２スロットル弁及び排気絞り弁を閉弁して、排気管及び吸気管の一部と低圧ＥＧＲ通路とによってＥＧＲループを形成可能とする（Ｓ１０３）。また、過給機のコンプレッサをモータで駆動させてＥＧＲループ内のガスに該ＥＧＲループ内を強制的に再循環させる（Ｓ１０５）。一方、内燃機関が停止中であり且つ触媒の温度が活性温度以上の場合には、第２スロットル弁及び排気絞り弁を全閉して（Ｓ１０６）、モータによるコンプレッサの駆動は行わないことで、触媒の保温のみを行う。【選択図】図２
2008255940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路を通過する排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より下流の前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
前記排気通路における前記ＥＧＲ通路と該排気通路との接続部より下流側に設けられ、該排気通路を通過する排気の量を制御する排気絞り弁と、
前記吸気通路及び前記排気通路の一部と前記ＥＧＲ通路とを含んで形成されるＥＧＲ経路に設けられ、前記内燃機関の停止中においても前記ＥＧＲ経路内のガスに、該ＥＧＲ経路を再循環する流れを生成可能な循環流生成手段と、
を備え、
前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が所定温度より低い場合には、前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段によって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させて、該ガスに前記ＥＧＲ経路中を強制的に再循環させることを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項２】
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路と該吸気通路との接続部より上流側に設けられ、該吸気通路を通過する吸気の量を制御する吸気絞り弁をさらに備え、
前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が前記所定温度より低い場合には、前記吸気絞り弁及び前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段によって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させて、該ガスに前記ＥＧＲ経路中を強制的に再循環させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項３】
前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が前記所定温度以上の場合には、前記吸気絞り弁及び前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段による前記ガスの流れの生成を停止させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項４】
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路と該吸気通路との接続部より下流側にコンプレッサが設けられると共に前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側にタービンが設けられた過給機をさらに備え、
前記循環流生成手段は、電動機によって前記過給機のコンプレッサを作動させることによって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させることが可能な電動過給機であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項５】
前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側と、前記排気通路における前記タービンと前記排気浄化装置の間の部分とを連通し、前記吸気通路を通過するガスに前記タービンをバイパスさせるタービンバイパス通路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項６】
前記タービンバイパス通路と前記排気通路における前記タービンより上流側の部分とを連通するタービン前連通路と、
前記タービンバイパス通路を通過するガスのうち、前記タービン前連通路に流入する吸気の量を制御するタービンバイパス量制御弁と、
をさらに備え、
前記電動過給機の電力原としてのバッテリの残留電力量が所定量より少ない場合には、前記タービンバイパス量制御弁によって前記タービン前連通路に流入するガスの量を増加させることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項７】
前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側には、該コンプレッサで過給されたガ
スを冷却するインタークーラが設けられ、
前記タービンバイパス通路は、前記吸気通路における前記コンプレッサと前記インタークーラの間の部分に接続されていることを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項８】
前記ＥＧＲ通路に設けられ該ＥＧＲ通路を通過するガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲクーラの上流側と下流側を連通し、前記ＥＧＲ通路を通過するガスに前記ＥＧＲクーラをバイパスさせるＥＧＲクーラバイパス通路と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項９】
前記排気浄化装置は前記排気通路に直列に配置された複数の触媒を有し、
前記ＥＧＲ通路から分岐され、前記排気通路における前記複数の触媒の少なくとも一部の下流側に接続される一または複数のＥＧＲ分岐通路と、
前記ＥＧＲ分岐通路と前記ＥＧＲ通路との接続部に設けられ、前記ＥＧＲ通路を通過して吸気通路に再循環するガスのうち、前記ＥＧＲ分岐通路の各々から前記ＥＧＲ通路に流入するガスの量を制御可能なＥＧＲ切換弁と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環装置。
【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を通過する排気の一部を吸気通路に再循環させる内燃機関の排気再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から大気中に排出される窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という。）の量を低減する技術として、内燃機関の排気系における排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環装置を備える技術や、ＮＯｘ触媒などの排気浄化触媒（以下、「触媒」と略す。）或いは触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という。）などの排気浄化装置を備える技術が知られている。
【０００３】
上記の排気浄化装置においては、内燃機関の始動前やエコラン停止時、ハイブリッド車輌における内燃機関停止期間中など、内燃機関が停止した状態において、触媒の暖機を促進することが重要な課題となっている。すなわち、内燃機関の停止時において触媒の温度を充分に上昇させておかないと、内燃機関の始動直後に触媒を活性化させることができず、内燃機関始動後におけるエミッションの悪化を招来するおそれがあるからである。
【０００４】
これに関連して、触媒を含めたシステムの早期暖機を促進する技術として、例えば、内燃機関の過給機を電動で駆動可能としておき、内燃機関の始動以前に過給機のコンプレッサを駆動して過給し、過給によって温度の上昇した吸入空気によって特定の部位を暖機する技術（特許文献１）や、内燃機関の過給機を電動で駆動可能としておき、内燃機関の冷間始動時においては、内燃機関に供給される吸気を循環させることにより過給機で複数回過給して吸気温を上昇させる技術（特許文献２参照。）や、内燃機関の冷間始動時に過給機を電動駆動する際に、吸気量を制限してより確実に吸気温を上昇させる技術（特許文献３参照。）などが公知である。
【０００５】
しかし、上記の技術では、温度上昇させた吸気は内燃機関や排気通路を通過してそのまま外部に放散されてしまうこととなり、過給機による過給によって与えられたエネルギを触媒や内燃機関の暖機のために必ずしも有効に利用できていなかった。
【特許文献１】特開２００３−３０７１３４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２７１５号公報
【特許文献３】特開２００４−３４０１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的とするところは、内燃機関が停止した状態において、より効率的に排気浄化装置の触媒の暖機を行うことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、触媒を有する排気浄化装置が備えられた内燃機関の排気系において、排気系のガスの一部を吸気系に再循環する内燃機関の排気再循環装置であって、以下の点を最大の特徴とする。すなわち、内燃機関の停止時において、排気絞り弁の作動によって、前記内燃機関の排気通路及び吸気通路の一部とＥＧＲ通路とによってＥＧＲ経路を形成可能とする。また、ＥＧＲ経路内のガスに該ＥＧＲ経路内を強制的に再循環させる循環流生成手段を備える。そして、内燃機関が停止した際に前記触媒の温度が所定温度より低い場合には、排気絞り弁を絞ることによりＥＧＲ経路を形成するとともに循環流生成手段でＥＧＲ経路中のガスを再循環させ、高温のガスを外部に逃がさずに触
媒を通過させて暖機を促進する。
【０００８】
より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路を通過する排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より下流の前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
前記排気通路における前記ＥＧＲ通路と該排気通路との接続部より下流側に設けられ、該排気通路を通過する排気の量を制御する排気絞り弁と、
前記吸気通路及び前記排気通路の一部と前記ＥＧＲ通路とを含んで形成されるＥＧＲ経路に設けられ、前記内燃機関の停止中においても前記ＥＧＲ経路内のガスに、該ＥＧＲ経路を再循環する流れを生成可能な循環流生成手段と、
を備え、
前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が所定温度より低い場合には、前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段によって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させて、該ガスに前記ＥＧＲ経路中を強制的に再循環させることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、内燃機関の停止中において、ＥＧＲ経路中に存在するガスにＥＧＲ経路中を再循環させて触媒を通過させることができるので、内燃機関や排気浄化装置に蓄積された熱を１回で外部に逃がしてしまわずに、触媒の暖機のために有効利用することができる。その結果、より効率的に触媒の暖機を行うことができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路と該吸気通路との接続部より上流側に設けられ、該吸気通路を通過する吸気の量を制御する吸気絞り弁をさらに備え、前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が前記所定温度より低い場合には、前記吸気絞り弁及び前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段によって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させて、該ガスに前記ＥＧＲ経路中を強制的に再循環させるようにしてもよい。
【００１１】
すなわち、ＥＧＲ通路と吸気通路の接続部の上流側に設けられた吸気絞り弁を、排気絞り弁とともに絞ることによって、よりＥＧＲ経路の密閉性を高めることができる。その結果、低温の新気がＥＧＲ経路に流入することを抑制でき、より効率的に排気浄化装置の触媒を暖機することができる。
【００１２】
なお、上記において閉弁とは必ずしも全閉を意味しない。吸気絞り弁または排気絞り弁を絞って開度が閉じ側に変化するように作動させること全般を含んでいる。
【００１３】
また、本発明においては、前記内燃機関の停止中において、前記触媒の温度が前記所定温度以上の場合には、前記吸気絞り弁及び前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記循環流生成手段による前記ガスの流れの生成を停止させるようにしてもよい。
【００１４】
すなわち、内燃機関の停止中において排気絞り弁と吸気絞り弁とを絞って、ＥＧＲ経路中に高温のガスを再循環させることによって、触媒の温度が所定温度以上になった場合または、内燃機関を停止した際に、既に排気浄化装置の触媒が所定温度以上である場合について考える。この場合には、循環流生成手段によってＥＧＲ経路中のガスに強制的に流れを生成すると、触媒の温度が逆に低下してしまう場合がある。
【００１５】
そこで、本発明においては、このような場合には、吸気絞り弁及び排気絞り弁を閉弁してＥＧＲ経路を密閉するとともに循環流生成手段の作動を停止し、触媒を保温することとした。そうすれば、低温の新気がＥＧＲ経路中に流入することを抑制できるとともに、不
要なガスの流れが触媒の熱を奪ってしまうことを抑制でき、触媒の温度をより確実に所定温度以上に維持することができる。
【００１６】
なお、ここにおいても閉弁は、吸気絞り弁または排気絞り弁を絞って開度が閉じ側に変化するように作動させること全般を含んでいる。しかし、吸気絞り弁または排気絞り弁を全閉としてＥＧＲ経路をより確実に密閉すれば、触媒の保温効果はより高まると言える。
【００１７】
また、本発明においては、前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路と該吸気通路との接続部より下流側にコンプレッサが設けられると共に前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側にタービンが設けられた過給機をさらに備え、前記循環流生成手段は、電動機によって前記過給機のコンプレッサを作動させることによって前記ＥＧＲ経路におけるガスに流れを生成させることが可能な電動過給機であってもよい。
【００１８】
これによれば、新たにＥＧＲ経路中に循環流生成手段を備える必要がなく、既存のコンプレッサを利用してガスの再循環を行うことができる。従って、コスト及びスペースの点で有利となる。
【００１９】
また、ＥＧＲ経路中のガスがコンプレッサを通過する度に、コンプレッサの圧縮仕事によってガス温度を高めることができるので、より確実に前記触媒の暖機を促進することができる。例えば、内燃機関の始動前など、ＥＧＲ経路中のガスの温度が低温の場合にも、当該ガスの温度を上昇させて、触媒の暖機を促進することが可能となる。
【００２０】
また、本発明においては、前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側と、前記排気通路における前記タービンと前記排気浄化装置の間の部分とを連通し、前記吸気通路を通過するガスに前記タービンをバイパスさせるタービンバイパス通路をさらに備えるようにしてもよい。
【００２１】
この場合は、ＥＧＲ経路内のガスに、経路の一部としてタービンバイパス通路を通過させるようにする。そうすれば、ＥＧＲ経路中のガスがタービンを通過する際の膨張仕事によるエネルギの損失を抑制することができ、ＥＧＲ経路中のガス温度が低下してしまうことを抑制できる。その結果、より効率的にＥＧＲ経路中のガスの熱量を前記触媒に供給でき、前記触媒をより効率的に暖機することができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記タービンバイパス通路と前記排気通路における前記タービンより上流側の部分とを連通するタービン前連通路と、
前記タービンバイパス通路を通過するガスのうち、前記タービン前連通路に流入する吸気の量を制御するタービンバイパス量制御弁と、
をさらに備え、
前記電動過給機の電力原としてのバッテリの残留電力量が所定量より少ない場合には、前記タービンバイパス量制御弁によって前記タービン前連通路に流入するガスの量を増加させるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、電動過給機のコンプレッサでＥＧＲ経路中のガスに流れを生成し、ＥＧＲ経路中のガスにタービンバイパス通路を通過させている場合について考える。この場合には、コンプレッサの回転によって過給機のタービンも回転するので、タービンの上流が負圧の状態となる。そうすると、電動機の駆動電力が増大してしまう場合があった。
【００２４】
そこで、本発明においては、タービンバイパス通路と排気通路におけるタービンより上流側の部分とを連通するタービン前連通路を備えることとした。そして、電動過給機の電力源としてのバッテリの残留電力量が所定量より少ない場合には、タービンバイパス量制
御弁によってタービンバイパス通路を通過するガスのうちタービン前連通路に流入するガスの量を増加させることで、タービン上流側の負圧の増大を抑制し、電動機の駆動電力の増大を抑制することとした。
【００２５】
そうすれば、電動過給機のバッテリの残留電力量が低い状態で、さらに電動機の駆動電力が大きくなることを抑制できるので、バッテリ上がりや、電動過給機の動作不良が生じることを抑制できる。
【００２６】
なお、ここで所定量の残留電力量とは、電動過給機のバッテリの残留電力量がこれ以下の場合には、ＥＧＲ経路中のガスにタービンをバイパスさせ続けると、バッテリ上がりや、電動過給機の動作不良が生じるおそれがある残留電力量であり、予め実験によって求めておいてもよい。
【００２７】
また、本発明においては、前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側には、該コンプレッサで過給されたガスを冷却するインタークーラが設けられ、前記タービンバイパス通路は、前記吸気通路における前記コンプレッサと前記インタークーラの間の部分に接続されるようにしてもよい。
【００２８】
そうすれば、ＥＧＲ経路中のガスにタービンバイパス通路を通過させることにより、該ガスがインタークーラで冷却されてしまい触媒の暖機効率が低下することを抑制できる。
【００２９】
また、本発明においては、前記ＥＧＲ通路に設けられ該ＥＧＲ通路を通過するガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲクーラの上流側と下流側を連通し、前記ＥＧＲ通路を通過するガスに前記ＥＧＲクーラをバイパスさせるＥＧＲクーラバイパス通路と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００３０】
すなわち、ＥＧＲ経路中のガスがＥＧＲクーラを通過すると、触媒暖機のためのガス温度が不用意に低下してしまう場合がある。従って、ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラが備えられている場合には、ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路をさらに備えるようにし、ＥＧＲ経路中を再循環するガスには、ＥＧＲクーラバイパス通路を通過させることとする。そうすれば、ＥＧＲ経路中のガスの温度が不用意に低下してしまうことを抑制できる。これによれば、ＥＧＲクーラによって触媒の暖機効率が低下することを抑制できる。
【００３１】
また、本発明においては、前記排気浄化装置は前記排気通路に直列に配置された複数の触媒を有し、前記ＥＧＲ通路から分岐され、前記排気通路における前記複数の触媒の少なくとも一部の下流側に接続される一または複数のＥＧＲ分岐通路と、前記ＥＧＲ分岐通路と前記ＥＧＲ通路との接続部に設けられ、前記ＥＧＲ通路を通過して吸気通路に再循環するガスのうち、前記ＥＧＲ分岐通路の各々から前記ＥＧＲ通路に流入するガスの量を制御可能なＥＧＲ切換弁と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００３２】
そうすれば、各ＥＧＲ分岐通路を通過するガスの量を制御することによって、排気浄化装置における複数の触媒のそれぞれを通過するガス量を制御することができる。そうすれば、排気浄化装置における複数の触媒の暖機をより高い自由度を持って促進することができる。
【００３３】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にあっては、内燃機関が停止した状態において、より効率的に排気浄化装置の触媒の暖機を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２と各気筒２に燃料を噴射する４つの燃料噴射弁３を有するディーゼル機関である。
【００３７】
内燃機関１には、吸気マニホールド８が接続されており、吸気マニホールド８の各枝管は吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド８と吸気管９との接続部近傍には、吸気管９の流路断面積を変更可能なスロットル弁１２が設けられている。スロットル弁１２は吸気絞り弁の一例であり電気配線を介して後述するＥＣＵ２２に接続されている。そしてスロットル弁１２は、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される事で、吸気管９を流れる吸気の流量を調節する事ができる。スロットル弁１２より上流には、吸気管９を流れるガスを冷却するインタークーラ１３が設けられている。
【００３８】
インタークーラ１３より上流には、過給機１０のコンプレッサが格納されたコンプレッサハウジング６が設けられている。本実施例におけるコンプレッサの回転軸は、モータ６ａの出力軸と連結されている。このモータ６ａは、バッテリ４０から電力を供給されるとともに、ＥＣＵ２２からの指令信号に基づいて回転数が制御されている。即ち、モータ６ａの回転数を制御することでコンプレッサをモータ駆動させ、吸気の過給圧を制御することが可能となっている。モータ６ａは本実施例における電動機に相当し、本実施例における過給機１０は電動過給機の一例である。また、過給機１０は、本実施例において循環流生成手段の一例である。
【００３９】
また、コンプレッサハウジング６のさらに上流側には吸気管９の流路断面積を変更可能な第２スロットル弁１７が設けられている。第２スロットル弁１７もＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいて吸気管９を流れる吸気の流量を調節する。吸気管９における第２スロットル弁１７のさらに上流側には、吸気管９を通過する吸気の量を検出するエアフローメータ２４と、新気に浮遊するゴミを除去するエアクリーナ２５が備えられている。ここで、吸気管９及び吸気マニホールド８は、本実施例において吸気通路を構成する。
【００４０】
一方、内燃機関１には、排気マニホールド１８が接続されており、排気マニホールド１８の各枝管は排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。排気マニホールド１８には集合管１６を介して過給機１０のタービンが格納されたタービンハウジング７が接続されている。タービンハウジング７の排気が流出する開口部には排気管１９が接続されている。排気管１９には排気中のＮＯxを浄化する排気浄化装置としてのＮＳＲ２０が
設けられている。
【００４１】
このＮＳＲ２０は、その温度が活性温度以上に上昇した状態において、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸収（吸蔵、吸着）し、流入する排気の酸素濃度
が低下し且つ還元剤が存在するときには吸収していたＮＯxを放出しつつＮ２に還元する
。また、ＮＳＲ２０の直上流には、ＮＳＲ２０に吸収されたＮＯxを還元放出させる際に
、還元剤としての燃料を排気に添加する燃料添加弁２６が備えられている。
【００４２】
ＮＳＲ２０より下流には排気管１９の流路断面積を変更可能な排気絞り弁１１が設けられている。排気絞り弁１１より下流において排気管１９は大気に開放されている。排気絞り弁１１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される事で、排気管１９を流れる排気の流量を調節する事ができる。ここで排気マニホールド１８、集合管１６及び排気管１９は、本実施例における排気通路を構成する。
【００４３】
排気管１９のＮＳＲ２０より下流かつ排気絞り弁１１より上流の箇所と、吸気管９のコンプレッサハウジング６より上流の箇所とは、低圧ＥＧＲ通路２３によって連通されている。低圧ＥＧＲ通路２３には、低圧ＥＧＲ通路２３を流れるガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ１４、低圧ＥＧＲ通路２３の流路断面積を変更可能な低圧ＥＧＲ弁５が設けられている。低圧ＥＧＲ弁５は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されている。そして、低圧ＥＧＲ弁５は、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、低圧ＥＧＲ通路２３を流れるガスの量を調節する事ができる（以下、低圧ＥＧＲ通路２３を流れるガスを「低圧ＥＧＲガス」といい、その量を「低圧ＥＧＲガス量」という場合がある。）。なお、低圧ＥＧＲ通路２３は本実施例におけるＥＧＲ通路として機能する。
【００４４】
一方、排気マニホールド１８と吸気マニホールド８とは高圧ＥＧＲ通路１５によって連通されている。高圧ＥＧＲ通路１５には、高圧ＥＧＲ通路１５の流路断面積を変更可能な高圧ＥＧＲ弁２１が設けられている。高圧ＥＧＲ弁２１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、高圧ＥＧＲ通路１５を流れるガスの量を調節する事ができる（以下、高圧ＥＧＲ通路１５を流れるガスを「高圧ＥＧＲガス」といい、その量を「高圧ＥＧＲガス量」という場合がある。）。
【００４５】
また、内燃機関１には、内燃機関１を制御する電子制御コンピュータであるＥＣＵ２２が併設されている。ＥＣＵ２２は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、前記各種センサによって検出される内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて、燃料噴射等の既知の制御を行うとともに、高圧ＥＧＲ弁２１、低圧ＥＧＲ弁５、スロットル弁１２、第２スロットル弁１７、排気絞り弁１１等に対して開度指令信号を出力する。
【００４６】
上記の構成において、吸気管９に導入された空気は、エアクリーナ２５でゴミが除去された後エアフローメータ２４を通過し、コンプレッサハウジング６内のコンプレッサによって過給されるとともに、インタークーラ１３、吸気マニホールド８を経由して内燃機関１の各気筒２に導入される。
【００４７】
各気筒２から排出されたガスは排気マニホールド１８、集合管１６を経由し、タービンハウジング７に流入してタービンを駆動する。その後排気管１９を通過し、ＮＳＲ２０において排気中のＮＯxが浄化され、最終的に大気中に排出される。
【００４８】
ここで、低圧ＥＧＲ弁５が開弁されると、低圧ＥＧＲ通路２３が導通状態となり、排気管１９を通過するガスの一部が低圧ＥＧＲ通路２３を経由して吸気管９に流入する。吸気管９に流入した低圧ＥＧＲガスはコンプレッサハウジング６内のコンプレッサによって過給され、吸気マニホールド８を経由して内燃機関１の気筒２に導入される（低圧ＥＧＲ通路２３を経由して行われるＥＧＲを、以下、「低圧ＥＧＲ」という場合がある。）。
【００４９】
また、高圧ＥＧＲ弁２１が開弁されると、高圧ＥＧＲ通路１５が導通状態となり、排気マニホールド１８を流れるガスの一部が高圧ＥＧＲ通路１５を経由して吸気マニホールド
８に流入し、内燃機関１の気筒２に再循環する。ここで、スロットル弁１２の開度を調節して吸気マニホールド８における高圧ＥＧＲ通路１５の分岐箇所の圧力を増減することでも、高圧ＥＧＲガス量を調節することができる（高圧ＥＧＲ通路１５を経由して行われるＥＧＲを、以下、「高圧ＥＧＲ」という場合がある。）。
【００５０】
このように、低圧ＥＧＲと高圧ＥＧＲとによって排気の一部を内燃機関１の気筒２に再循環させることによって、燃焼室内における燃焼温度が低下し、燃焼過程で発生するＮＯｘの量を低下させることができる。
【００５１】
なお、本実施例においては、低圧ＥＧＲ通路２３、吸気管９、吸気マニホールド８、内燃機関１、排気マニホールド１８、集合管１６及び排気管１９によって、ＥＧＲループが形成される。このＥＧＲループはＥＧＲ経路に相当する。
【００５２】
そして、内燃機関１においては、運転状態が低負荷及び低回転数の場合には、応答性に優れる高圧ＥＧＲを優先して用いることによりＥＧＲ全体の応答性を確保している。また、内燃機関の運転状態が高負荷または高回転数の場合には、低圧ＥＧＲによる低圧ＥＧＲガスの再循環を促進するとともに高圧ＥＧＲによる高圧ＥＧＲガスの再循環を抑制し、ＥＧＲガスの温度が過剰に高温になることを抑制している。その結果、より広い運転状態の範囲において排気の再循環を可能としている。
【００５３】
次に、この内燃機関１及び、その吸排気系、制御系の運転時における実際の作動について説明する。ここで、燃料資源の節約と大気環境保全の要請に対処して、内燃機関１が搭載された車輌の運行中にも、車輌が例えば交差点内で一時停車したとき、ＥＣＵ２２の指令によって内燃機関１を一時停止させるエコラン運転が行われている。このエコラン運転による内燃機関１の停止中には、内燃機関１から高温の排気が排出されなくなるため、排気系の構成要素である例えばＮＳＲ２０の温度が低下してしまう場合があった。
【００５４】
そうすると、ＮＳＲ２０の暖機終了後の状態においては、折角活性化したＮＳＲ２０が失活してしまうおそれがあった。また、冷間始動時においてはＮＳＲ２０の活性化を遅らせてしまう場合があった。その結果、ＮＳＲ２０におけるＮＯxの浄化能力を確保できず
、エミッションの悪化を招くおそれがあった。
【００５５】
それに対し、本実施例においては、内燃機関１の停止中であって、ＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合には、排気絞り弁１１と第２スロットル弁１７とを閉弁し、モータ６ａによってコンプレッサハウジング６内のコンプレッサを電気的に作動させることとした。
【００５６】
これによれば、ＥＧＲループの密閉性を高くするとともに、ＥＧＲループを再循環する高温のガス流を形成することができる。その結果、高温のガスにＮＳＲ２０を通過させるとともに、高温のガスがＮＳＲ２０を通過した後にそのまま外部に放出されてエネルギを放散してしまうことを抑制できる。また、ＥＧＲループ中のガスがコンプレッサハウジング６を通過する度に、コンプレッサの圧縮仕事によってガスの温度を上昇させることができ、ＥＧＲループ中を再循環するガスの温度を高温に維持することができる。その結果、内燃機関１の停止中であってもＮＳＲ２０の暖機を促進することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００５７】
次に、内燃機関１の停止中におけるＮＳＲ２０の温度が活性温度以上である場合について説明する。内燃機関１の停止中におけるＮＳＲ２０の温度が活性温度以上の状態で、ＥＧＲループ中のガスの再循環を継続した場合には、ガスの温度が相対的に低いために、ＮＳＲ２０をガスが通過することによって逆に冷却してしまうおそれがある。そこで、本実
施例においては、内燃機関１の停止中であって、ＮＳＲ２０の温度が活性温度以上の場合には、第２スロットル弁１７と排気絞り弁１１とを全閉とした上で、コンプレッサを停止することとした。これによれば、ＥＧＲループの密閉性をさらに向上させるとともに、ＥＧＲループにおけるガスの流れを停止することができる。そうすると、ＥＧＲループ中のＮＳＲ２０を好適に保温することが可能となる。なお、上記においてＮＳＲ２０の活性温度は、本実施例における所定温度に相当する。
【００５８】
図２には、本実施例における機関停止時触媒暖機ルーチンについてのフローチャートを示す。本ルーチンはＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであって、内燃機関１の搭載された車輌における電源投入時には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【００５９】
本ルーチンが実行されると、まずＳ１０１において内燃機関１の停止中かどうかが判定される。具体的には、内燃機関１が停止している間はＯＮしているフラグの値を読み込んで判定してもよいし、燃料噴射弁３の駆動信号から判定してもよい。ここで内燃機関１の停止中でないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、内燃機関１の停止中であると判定された場合にはＳ１０２に進む。
【００６０】
Ｓ１０２においては、ＮＳＲ２０の温度が活性温度より低いかどうかが判定される。これはＮＳＲ２０の下流側に設けられた図示しない排気温度センサによって、ＮＳＲ２０から排出された排気の温度を検出し、検出された温度と、予め設定された活性温度の値とを比較することで判定してもよい。
【００６１】
Ｓ１０２においてＮＳＲ２０の温度が活性温度以上であると判定された場合にはＳ１０６に進む。一方、ＮＳＲ２０の温度が活性温度より低いと判定された場合には、Ｓ１０３に進む。
【００６２】
Ｓ１０３においては、第２スロットル弁１７及び排気絞り弁１１を閉弁側に作動させる。これによって、ＥＧＲループにおける外部との密閉性が向上する。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。
【００６３】
Ｓ１０４においては、スロットル弁１２及び低圧ＥＧＲ５を開弁方向に作動させる。これにより、ＥＧＲ通路２３を導通状態とすることができ、また、吸気管９におけるコンプレッサの下流側を導通状態とすることができ、ＥＧＲループにおけるガスの循環性を向上させることができる。Ｓ１０４が終了するとＳ１０５に進む。
【００６４】
Ｓ１０５においては、モータ６ａに通電され、コンプレッサが作動される。Ｓ１０５の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
また、本ルーチンのＳ１０２においてＮＳＲ２０の温度が活性温度以上であると判定された場合には、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６においては、第２スロットル弁１７及び、排気絞り弁１１が全閉とされる。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
以上、説明したように、本実施例においては、内燃機関１の停止中においてＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合には、第２スロットル弁１７と排気絞り弁１１を閉弁してＥＧＲループを閉じさせるとともにコンプレッサをモータ６ａによって駆動することとした。これによれば、ＥＧＲループ内においてガスを再循環させることができ、ＮＳＲ２０から排出された排気がそのまま外部へ放散されることを抑制できる。従って、エネルギが外部に無駄に放出されることを抑制できる。また、ＥＧＲループ中のガスがコンプレッサを通過する度にコンプレッサの圧縮仕事でガス温度を上昇させることができる。これにより、より効率的にＮＳＲ２０の暖機を促進することができ、より早期に活性化させること
ができる。
【００６７】
また、本実施例においては、内燃機関１の停止中においてＮＳＲ２０の温度が活性温度以上である場合には、第２スロットル弁１７と排気絞り弁１１を全閉してＥＧＲループを閉じさせるとともにコンプレッサのモータ６ａによる駆動を停止することとした。これによれば、ＥＧＲループの密閉性をさらに向上させるとともにＥＧＲループ内におけるガスの再循環を停止することができるので、一旦上昇したＮＳＲ２０をより効率的に保温することができる。
【００６８】
なお、本実施例においては、内燃機関の停止時においてＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合に、Ｓ１０４の処理においては、ＥＧＲループの密閉性を高くするために第２スロットル弁１７と排気絞り弁１１の両方を閉弁することとした。しかし、必ずしも第２スロットル弁１７と排気絞り弁１１の両方ともを閉弁する必要はない。例えば排気絞り弁１１のみを閉弁するようにしても、ＮＳＲ２０を通過した後の高温の排気がそのまま外部に放出されることを抑制できＥＧＲループが形成されるので、本発明の効果を相当程度奏することができる。
【実施例２】
【００６９】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例においては、吸気管におけるコンプレッサの下流側と、排気管におけるタービンの下流側とを連通してタービンをバイパスするタービンバイパス管と、タービンバイパス管と排気マニホールドとを連通するタービン前連通管とを備え、これらを含めてＥＧＲループを形成する。そして、コンプレッサを駆動するモータのバッテリの状態に応じて、ＥＧＲループ中を再循環するガスを、タービンバイパス管からタービンの下流側に導入させるのか、タービン前連通管を介してタービンの上流側に導入させるのかを切換える。
【００７０】
図３には、本実施例における内燃機関１及び吸排気系、制御系の全体についての概略図を示す。本実施例の、図１に示した実施例１の全体図との相違点は、上述のように、コンプレッサハウジング６の下流側の吸気管９と、排気管１９のタービンハウジング７と燃料添加弁２６の間の部分とを連通するタービンバイパス管３０を備え、さらに、タービンバイパス管３０と、排気マニホールド１８とを連通するタービン前連通管３１とを備えることである。なお、本実施例においてタービンバイパス管３０はタービンバイパス通路に相当し、タービン前連通管３１はタービン前連通路に相当する。
【００７１】
そして、タービンバイパス管３０には、タービンバイパス管３０を通過するガスの量を調整する第１バイパス弁３３が設けられている。また、タービンバイパス管３０とタービン前連通管３１との接続部には、三方弁であって、タービンバイパス管３０に流入したガスのうち、タービン前連通管３１を介して排気マニホールド１８に導入されるガスの量と、そのままタービンバイパス管３０を通過して排気管１９に導入されるガスの量とを調整する第２バイパス弁３４が設けられている。なお、本実施例において第２バイパス弁３４はタービンバイパス量制御弁に相当する。
【００７２】
また、本実施例においては、低圧ＥＧＲ通路２３におけるＥＧＲクーラ１４の上流側と下流側を連通するＥＧＲバイパス管２８と、低圧ＥＧＲ通路２３を通過するガスのうち、ＥＧＲクーラ１４を通過するガスの量とＥＧＲバイパス管２８を通過する量とを制御可能な第２ＥＧＲ弁２９を備えている。なお、本実施例においてＥＧＲバイパス管２８はＥＧＲクーラバイパス通路に相当する。
【００７３】
本実施例においては、内燃機関１の停止中にＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合であって、且つバッテリ４０の残量が充分に多い場合には、第２スロットル弁１７及び排
気絞り弁１１を閉弁する。またその際には、ＥＧＲ弁６は開弁し、スロットル弁１２は閉弁する。さらに、第１バイパス弁３３を開弁し、三方弁である第２バイパス弁３４には、タービンバイパス弁３０を通過するＥＧＲガスにそのまま排気管１９に導入させる。
【００７４】
そうすれば、ＥＧＲループを再循環するガスがタービンにおける膨張仕事で冷却されてしまうことを抑制でき、より効率よくＮＳＲ２０の暖機を行うことができる。
【００７５】
ここで、上記のように、ＥＧＲループを再循環するガスにタービンバイパス管３０を通過させて排気管１９におけるタービンハウジング７の下流側に直接導入する場合について考える。この場合には、排気マニホールド１８及び集合管１６など、タービンハウジング７の上流側の排気通路が負圧となるので、コンプレッサ及び、該コンプレッサに連結されたタービンをモータ６ａで駆動する際の駆動電力が増加する。従って、バッテリ４０の充電量の残量が例えば３０％未満の場合に、この状態を継続すると、バッテリ４０の充電量の不足（バッテリ上がりを含む）や、モータ６ａの作動不良が生じるおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施例においては、バッテリ４０の充電量の残量が３０％未満の場合には、第２バイパス弁３４に、タービンバイパス管３０を通過するガスをタービン前連通管３１に流入させるようにした。
【００７７】
そうすれば、タービンの上流側の排気マニホールド１８及び集合管１６における負圧の増大を抑制でき、バッテリ４０の充電量の不足や、モータ６ａの作動不良の発生を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施例においては、ＮＳＲ２０の温度が活性温度以下の場合には、低圧ＥＧＲ通路２３を再循環するガスにＥＧＲバイパス管２８を通過させ、ガスの温度がＥＧＲクーラ１４で低下することを抑制することとした。
【００７９】
図４には、本実施例における機関停止時触媒暖機ルーチン２についてのフローチャートを示す。本ルーチンはＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであって、内燃機関１の搭載された車輌における電源投入中には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【００８０】
本ルーチンと、図１で示した機関停止時触媒暖機ルーチンとの相違点は、Ｓ１０４の処理の代わりにＳ２０１及びＳ２０２の処理が実行される点と、Ｓ１０５の処理の後にＳ２０３〜Ｓ２０７の処理が実行される点である。以下、本ルーチンと機関停止時触媒暖機ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００８１】
本ルーチンにおいては、Ｓ１０３の処理が終了した後、Ｓ１０４でスロットル弁１２及び低圧ＥＧＲ弁５が開弁される代わりに、まずＳ２０１において、スロットル弁１２は閉弁されて低圧ＥＧＲ弁５は開弁される。そして、Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２に進む。
【００８２】
Ｓ２０２においては、第１バイパス弁３３が開弁され、ＥＧＲバイパス弁２９が閉弁される。これにより、タービンバイパス管３０が導通状態となるとともに、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４を通過せずＥＧＲバイパス管２８を通過することが可能な状態となる。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ１０５に進む。
【００８３】
Ｓ１０５においては、モータ６ａに通電されコンプレッサが作動を開始するので、ＥＧＲバイパス管２８とタービンバイパス管３０をガスが再循環するＥＧＲループが形成される。Ｓ１０５の処理が終了するとＳ２０３に進む。
【００８４】
Ｓ２０３においては、バッテリ４０の残量が検出され、これが最大充電時の１０％以上かどうかが判定される。バッテリ４０の充電量の残量は、具体的にはバッテリ４０に備えられた図示しない充電残量センサの出力をＥＣＵ２２に読み込むことによって検出してもよい。ここで、バッテリ４０の充電残量が最大充電時の１０％より少ないと判定された場合には、モータ６ａの駆動を行っても正常に作動しないか、バッテリ上がりの原因となると判断されるので、Ｓ２０５に進んでモータ６ａを停止し、あるいはモータ６ａの駆動を行なわずに本ルーチンを一旦終了する。一方、バッテリ４０の充電量が１０％以上残量していると判定された場合には、Ｓ２０４に進む。
【００８５】
Ｓ２０４においては、バッテリ４０の残量が検出され、これが最大充電時の３０％以上かどうかが判定される。判定の方法の詳細は、Ｓ２０３に示したものと同等である。ここで、バッテリ４０の残量が３０％以上あると判定された場合には、ＥＧＲループを再循環するガスがタービンバイパス通路３０を通過して直接排気管１９に導入されることにより、タービン上流側の負圧が増大したとしても、問題なくモータ６ａ及びコンプレッサの駆動を継続できると判断されるので、Ｓ２０６に進む。一方、バッテリ４０の残量が３０％より低いと判定された場合には、ＥＧＲループを再循環するガスがタービンバイパス通路３０を通過して排気管１９に直接導入されることにより、タービン上流側の負圧が増大すると、モータ６ａ及びコンプレッサが正常に作動しないか、バッテリ上がりが発生するおそれがあると判定されるので、Ｓ２０７に進む。
【００８６】
Ｓ２０６においては、第２バイパス弁３４が作動され、タービンバイパス管３０に流入したＥＧＲガスはそのままタービンをバイパスして排気管１９に流入するようになる。これにより、ＥＧＲループを再循環するガスがタービンを通過することを抑制でき、ガスがタービンを通過する際に温度が低下することを抑制できる。なお、この際、タービンの上流側の負圧が増大するが、バッテリ４０の残量が充分にあることから、モータ６ａ及びコンプレッサの正常な作動が確保されるとともに、バッテリ上がりの心配もない。Ｓ２０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
Ｓ２０７においては、第２バイパス弁３４が作動され、タービンバイパス管３０に流入したＥＧＲガスは、タービン前連通管３１を通過して排気マニホールド１８に流入するようになる。これにより、タービンの上流側の負圧が増大することが抑制され、モータ６ａ及びコンプレッサの正常な作動が確保されるとともに、バッテリ上がりが抑制される。Ｓ２０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００８８】
以上、説明したように、本実施例においては、まず、吸気管９におけるコンプレッサハウジング６の下流側と、排気管１９におけるタービンハウジング７と燃料添加弁２６の間の部分とを連通し、ＥＧＲループを再循環するガスにインタークーラ１３及びタービンをバイパスさせるタービンバイパス管３０を設けることとした。
【００８９】
これにより、ＮＳＲ２０の温度が活性化温度より低い場合に、ＥＧＲループを再循環するガスがインタークーラ１３及びタービンハウジング７内のタービンを通過することによって冷却されてしまうことを抑制できる。
【００９０】
また、本実施例では、同様にＥＧＲクーラ１４をバイパスするＥＧＲバイパス管２８を有しているので、低圧ＥＧＲ通路２３を通過するガスがＥＧＲクーラ１４で冷却されることを抑制できる。
【００９１】
さらに、本実施例においては、タービンバイパス管３０と排気マニホールド１８とを連通するタービン前連通管３１を備えており、バッテリ４０の残量が３０％より少ない場合には、タービンバイパス管３０を通過するガスを排気マニホールド１８に流入させてター
ビンをバイパスさせないこととした。従って、バッテリ４０の残量が少ない場合にはタービンの上流側における負圧の増大を抑制し、モータ６ａの正常動作を確保することができるとともに、バッテリ上がりの発生を抑制することができる。
【００９２】
なお、本実施例においては、第２バイパス弁３４の作動を切換え、タービンバイパス管３０に導入されたガスを、直接タービン下流の排気管１９に導入するか、タービン前連通管３１を介して排気マニホールド１８に導入するかを切換えることとしたが、第２バイパス弁３４による切換は、中間的な切換であってもよい。すなわち、バッテリ４０の残量によって、タービンバイパス管３０に導入されたガスのうち、直接タービン下流の排気管１９に導入するガスの量と、タービン前連通管３１を介して排気マニホールド１８に導入するガスの量とを連続的に変更するような制御を行ってもよい。また、バッテリ４０の残量が３０％より少ない場合には、第２バイパス弁３４によって前記タービン前連通管３１に流入するガスの量を増加させるようにしてもよい。
【００９３】
なお、本実施例においては、バッテリ４０の最大充電時の３０％という残量が所定量の残留電力量に相当する。この所定量の値は３０％に限るのもではなく、バッテリ性能やモータ６ａの定格、内燃機関１の特性によって適宜定めてよい。
【実施例３】
【００９４】
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例においては、排気管におけるＮＳＲの上流側に、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと排気中の未燃成分であるＨＣを吸収するＨＣ触媒とを組み合わせたフィルタユニットを備え、さらに、排気管におけるフィルタユニットとＮＳＲとの間の部分と低圧ＥＧＲ通路とを連通させた例について説明する。本実施例における内燃機関及び吸排気系、制御系のその他の部分は実施例１で説明したものと同等である。
【００９５】
図５には、本実施例における内燃機関と吸排気系及び制御系についての概略図を示す。本実施例においては、図に示すように、排気管１９におけるＮＳＲ２０の上流側に、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、排気中の未燃成分であるＨＣを吸収するＨＣ触媒とを組み合わせたフィルタユニット３５が設けられている。また、排気管１９におけるフィルタユニット３５とＮＳＲ２０との間の部分と低圧ＥＧＲ通路２３とは、ＥＧＲ連通管３７によって連通されている。ここで、低圧ＥＧＲ通路２３におけるＥＧＲ連通管３７との接続部より（ＥＧＲループにおける）上流側を上流低圧ＥＧＲ通路２３ａ、低圧ＥＧＲ通路２３におけるＥＧＲ連通管３７との接続部より（ＥＧＲループにおける）下流側を下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとする。また、排気管１９における、ＥＧＲ連通管３７との接続部とＮＳＲ２０との間には、第２排気絞り弁３６が設けられ、ＥＧＲ連通管３７と低圧ＥＧＲ通路２３との接続部には三方弁である第２低圧ＥＧＲ弁３８が備えられている。なお、本実施例の排気浄化装置はフィルタユニット３５とＮＳＲ２０とを含んでおり、ＨＣ触媒及び、ＮＳＲ２０は複数の触媒に相当する。
【００９６】
本実施例においては、内燃機関１の停止時においてＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合には、第２スロットル弁１７及び排気絞り弁１１を絞る。また、第２排気絞り弁３６を開弁する。さらに、第２低圧ＥＧＲ弁３８に、ＥＧＲ連通管３７と下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとの間を遮断し、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとの間を開通させる。このことにより、排気管１９を通過するガスに、フィルタユニット３５及びＮＳＲ２０の両方を通過させた後に、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａ及び下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂを介して再循環させるようにする。
【００９７】
一方、内燃機関１の停止時においてＮＳＲ２０の温度が活性温度以上で、且つ、フィルタユニット３５のＨＣ触媒の温度がその活性温度より低い場合には、第２排気絞り弁３６
を閉弁させる。また、それとともに第２低圧ＥＧＲ弁３８に、ＥＧＲ連通管３７と下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとの間を開通させ、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとの間を遮断させる。このことにより、排気管１９を通過するガスに、フィルタユニット３５を通過させた後にＮＳＲ２０は通過させず、ＥＧＲ連通管３７及び下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂを介して再循環させるようにする。なお、この場合は、排気絞り弁１１を閉弁することで、ＮＳＲ２０を好適に保温することもできる。
【００９８】
さらに、内燃機関１の停止時においてＮＳＲ２０の温度が活性温度以上で、フィルタユニット３５のＨＣ触媒の温度もその活性温度以上である場合には、排気絞り弁１１を全閉させるとともに第２スロットル弁１７を全閉させて、モータ６ａを停止することとする。
【００９９】
これによれば、フィルタユニット３５のＨＣ触媒及びＮＳＲ２０の温度がそれぞれの活性温度以上かどうかにより、ＥＧＲループを変更し、暖機すべき触媒に選択的に高温のガスを通過させることができ、より効率的にフィルタユニット３５のＨＣ触媒及びＮＳＲ２０の暖機を促進することができる。なお、本実施例において上流低圧ＥＧＲ通路２３ａ及びＥＧＲ連通管３７はＥＧＲ分岐通路に相当する。また、第２低圧ＥＧＲ弁３８はＥＧＲ切換弁に相当する。
【０１００】
図６には、本実施例における機関停止時触媒暖機ルーチン３についてのフローチャートを示す。本ルーチンはＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであって、内燃機関１の搭載された車輌における電源投入中には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【０１０１】
本ルーチンと、図１で示した機関停止時触媒暖機ルーチンとの相違点は、Ｓ１０４とＳ１０５の処理の間にＳ３０１の処理が挿入される点と、Ｓ１０６の処理の終了後に、Ｓ３０２からＳ３０５の処理が追加されている点である。以下、本ルーチンと機関停止時触媒暖機ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【０１０２】
本ルーチンにおいては、Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ３０１の処理が実行される。Ｓ３０１においては、第２排気絞り弁３６が開弁されるとともに第２低圧ＥＧＲ弁３８によって上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間が開通される。また、ＥＧＲ連通管３７と下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間は遮断される。
【０１０３】
また、本ルーチンにおいては、Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ３０２に進み、フィルタユニット３５のＨＣ触媒の温度がその活性温度より低いかどうかが判定される。ここでＨＣ触媒の温度がその活性温度以上と判定された場合には、ＨＣ触媒及びＮＳＲ２０の両方が活性温度以上であると判断されるので、そのまま本ルーチンを終了する。一方、Ｓ３０２においてＨＣ触媒の温度がその活性温度より低いと判定された場合には、ＮＳＲ２０の保温をするとともにＨＣ触媒の暖機を促進する必要があるのでＳ３０３に進む。
【０１０４】
Ｓ３０３においては、スロットル弁１２及び低圧ＥＧＲ弁５が開弁される。Ｓ３０３の処理が終了するとＳ３０４に進む。
【０１０５】
Ｓ３０４においては、第２排気絞り弁３６が閉弁されるとともに、第２低圧ＥＧＲ弁３８によって、ＥＧＲ連通管３７と下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間が開通され、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間は遮断される。Ｓ３０４の処理が終了するとＳ３０５に進む。
【０１０６】
Ｓ３０５においては、モータ６ａに通電され、コンプレッサの電動による作動が開始される。Ｓ３０５の処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０７】
以上、説明したとおり、本実施例においては、フィルタユニット３５のＨＣ触媒とＮＳＲ２０の活性化の状態に応じて、内燃機関１の停止中における排気系の制御を変更した。具体的には、まず、ＮＳＲ２０の温度が活性温度より低い場合には、排気絞り弁１１、第２スロットル弁１７を閉弁し、スロットル弁１２、第２排気絞り弁３６、低圧ＥＧＲ弁５を開弁し、第２低圧ＥＧＲ弁３８には、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間を開通させた。
【０１０８】
これにより、フィルタユニット３５、ＮＳＲ２０を含めてＥＧＲループを形成することができ、モータ６ａに通電することで、ＥＧＲループを再循環するガスにフィルタユニット３５、ＮＳＲ２０の両方を通過させて両方の暖機を促進することができる。
【０１０９】
一方、フィルタユニット３５のＨＣ触媒の温度はその活性温度より低く、ＮＳＲ２０の温度はその活性温度以上である場合には、排気絞り弁１１、第２スロットル弁１７を全閉とし、スロットル弁１２及び低圧ＥＧＲ弁５を開弁し、第２排気絞り弁３６を閉弁し、第２低圧ＥＧＲ弁３８には、ＥＧＲ連通管３７と下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂの間を開通させた。
【０１１０】
これにより、排気絞り弁１１、第２排気絞り弁３６が閉弁するとともに、上流低圧ＥＧＲ通路２３ａと下流低圧ＥＧＲ通路２３ｂとが遮断されることで、活性化したＮＳＲ２０については、高温のガスを近傍の領域に閉じ込めるとともに流動を停止させて保温することができる。また、フィルタユニット３５のＨＣ触媒を含めてＥＧＲ経路を形成することができ、モータ６ａに通電することで、高温のガスにフィルタユニット３５を通過させてＨＣ触媒の暖機を促進することができる。
【０１１１】
さらに、フィルタユニット３５のＨＣ触媒とＮＳＲ２０の両方が活性温度以上である場合には、排気絞り弁１１及び第２スロットル弁１７を全閉し、モータ６ａの通電を停止した。
【０１１２】
これにより、フィルタユニット３５及びＮＳＲ２０の両方について、高温のガスを近傍の領域に閉じ込めるとともに流動を停止させて保温することができる。
【０１１３】
ここで、本実施例においては、フィルタユニット３５のＨＣ触媒とＮＳＲ２０のそれぞれの温度が、それぞれの活性温度以上かどうかによって、第２排気絞り弁３６と第２低圧ＥＧＲ弁３７の開閉を切換えることとしたが、この２つの弁の作動は全開と全閉を切換える作動に限られない。例えば、この２つの弁について、比較的開度の大きい状態と比較的開度の小さい状態との間で作動を切換えることによって、複数のループにより再循環するガスを維持させつつ、その量を変更するなど、制御の詳細は変更可能である。
【０１１４】
なお、本発明における内燃機関の排気再循環装置は、上記の実施例２において説明した図３に係る構成と、実施例３において説明した図５に係る構成の両方を組み合わせた構成にすることもできる。そうすれば、排気再循環装置に、それぞれの実施例において説明した効果を兼ね備えさせることができる。その場合の内燃機関１及び吸排気系、制御系の構成について図７に示す。
【０１１５】
また、上記の実施例においては、内燃機関１のエコラン運転時において内燃機関１が停止した場合を例にとって説明したが、内燃機関１の停止は他の原因によるものでもよい。例えば、内燃機関１の始動前の触媒暖機について本発明を適用してもよい。この場合には、ＥＧＲループをガスが通過してコンプレッサで圧縮仕事をされることによってその温度を上昇させることができ、温度が上昇したガスを触媒に導入することで暖機を促進することができる。また、本発明は、ハイブリッド車において内燃機関１が停止する期間に対し
て適用してもよい。
【０１１６】
また、上記の実施例においては、モータ６ａによる駆動が可能なコンプレッサを有する過給機が、循環流生成手段として機能していたが、循環流生成手段はこれに限られるものではない。例えば、ＥＧＲループ中に循環流生成手段としての電動ポンプを別途設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関及びその吸排気系、制御系の概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係る機関停止時触媒暖機ルーチンについてのフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る内燃機関及びその吸排気系、制御系の概略図である。
【図４】本発明の実施例２に係る機関停止時触媒暖機ルーチン２についてのフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３に係る内燃機関及びその吸排気系、制御系の概略図である。
【図６】本発明の実施例３に係る機関停止時触媒暖機ルーチン３についてのフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２及び実施例３に係る内燃機関及びその吸排気系、制御系の組み合わせた例についての概略図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
５・・・低圧ＥＧＲ弁
６・・・コンプレッサハウジング
６ａ・・・モータ
７・・・タービンハウジング
８・・・吸気マニホールド
９・・・吸気管
１０・・・過給機
１１・・・排気絞り弁
１２・・・スロットル弁
１３・・・インタークーラ
１４・・・ＥＧＲクーラ
１５・・・高圧ＥＧＲ通路
１６・・・集合管
１７・・・第２スロットル弁
１８・・・排気マニホールド
１９・・・排気管
２０・・・フィルタ
２１・・・高圧ＥＧＲ弁
２２・・・ＥＣＵ
２３・・・低圧ＥＧＲ通路
２３ａ・・・上流低圧ＥＧＲ通路
２３ｂ・・・下流低圧ＥＧＲ通路
２４・・・エアフローメータ
２５・・・エアクリーナ
２６・・・燃料添加弁
３０・・・タービンバイパス管
３１・・・タービン前連通管
３３・・・第１バイパス弁
３４・・・第２バイパス弁
３５・・・フィルタユニット
３６・・・第２排気絞り弁
３７・・・ＥＧＲ連通管
３８・・・第２低圧ＥＧＲ弁
４０・・・バッテリ
【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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