(57)【要約】【課題】内燃機関の排気還流装置において、アイドル運転継続時間が長時間継続する場合においても、燃焼室の温度の低下を抑制し、燃焼室の温度の低下に起因する不具合を抑制する技術を提供する。【解決手段】タービン及びコンプレッサを有するターボチャージャと、低圧ＥＧＲ通路と、高圧ＥＧＲ通路と、低圧ＥＧＲ通路に配置され低圧ＥＧＲガス量を制御する低圧ＥＧＲ弁と、高圧ＥＧＲ通路に配置され高圧ＥＧＲガス量を制御する高圧ＥＧＲ弁と、内燃機関のアイドル運転継続時間を計数するアイドル運転継続時間計数手段と、アイドル運転継続時間計数手段により算出されるアイドル運転継続時間が時間Ｔ１以上継続する場合に、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御すると共に高圧ＥＧＲ弁を開き側に制御する制御手段と、を備えた。【選択図】図２
2008106658.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排気通路から排気の一部を取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ還流させる高圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、該低圧ＥＧＲ通路を流通する排気の量を制御する低圧ＥＧＲ弁と、
前記高圧ＥＧＲ通路に配置され、該高圧ＥＧＲ通路を流通する排気の量を制御する高圧ＥＧＲ弁と、
前記内燃機関のアイドル運転継続時間を計数するアイドル運転継続時間計数手段と、
前記アイドル運転継続時間計数手段により算出されるアイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合に、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御すると共に前記高圧ＥＧＲ弁を開き側に制御する制御手段と、
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、前記アイドル運転継続時間が前記所定時間よりも長い第２所定時間以上継続する場合に、前記高圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御す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。
【請求項３】
低圧ＥＧＲガス温度を検出する低圧ＥＧＲガス温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲガス温度検出手段が検出する低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
大気温度を検出する大気温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記大気温度検出手段が検出する大気温度が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記タービンよりも下流かつ前記低圧ＥＧＲ通路との接続部位よりも上流の排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記触媒床温検出手段が検出する前記排気浄化触媒の触媒床温が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御することを特徴とする請求項１又は２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】
ターボチャージャのタービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込みターボチャージャのコンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路と、タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧ＥＧＲガスとして取り込みコンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧ＥＧＲガスを還流させる高圧ＥＧＲ通路と、を備える内燃機関の排気還流装置が知られている。
【０００３】
そして、機関回転速度が低中速度、機関負荷が低中負荷となっている内燃機関の運転状態である場合には、高圧ＥＧＲ通路から高圧ＥＧＲガスを主に還流させ、低圧ＥＧＲ通路から低圧ＥＧＲガスを補助的に還流させる技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５０３１９号公報
【特許文献２】特開２００２−０３０９６３号公報
【特許文献３】特開平１０−０４７１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において低圧ＥＧＲガスを還流させてアイドル運転が継続する場合には、低圧ＥＧＲ通路から吸気通路へ還流される低圧ＥＧＲガスの温度が低下し、低圧ＥＧＲガスが含まれる吸気の温度が低下し、燃焼室の温度が低下する。
【０００５】
燃焼室の温度が低下すると、内燃機関の気筒内に噴射された燃料が完全に燃焼せず、内燃機関から未燃燃焼成分である炭化水素（ＨＣ）を排出させてしまう場合がある。また、内燃機関から排出される排気の温度も低下するので、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒の触媒床温を低下させてしまう場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の排気還流装置において、アイドル運転継続時間が長時間継続する場合においても、燃焼室の温度の低下を抑制し、燃焼室の温度の低下に起因する不具合を抑制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】
【０００７】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
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排気通路から排気の一部を取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ還流させる高圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、該低圧ＥＧＲ通路を流通する排気の量を制御する低圧ＥＧＲ弁と、
前記高圧ＥＧＲ通路に配置され、該高圧ＥＧＲ通路を流通する排気の量を制御する高圧ＥＧＲ弁と、
前記内燃機関のアイドル運転継続時間を計数するアイドル運転継続時間計数手段と、
前記アイドル運転継続時間計数手段により算出されるアイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合に、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御すると共に前記高圧ＥＧＲ弁を開
き側に制御する制御手段と、
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。
【０００８】
すなわち、本発明では、低圧ＥＧＲ通路を流通する低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲ通路を流通する高圧ＥＧＲガスを還流させている状態のアイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合に、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御すると共に高圧ＥＧＲ弁を開き側に制御する。
【０００９】
ここで、所定時間とは、それ以上アイドル運転が継続すると、還流する低圧ＥＧＲガスが、内燃機関からＨＣを排出させてしまったり、排気浄化触媒の触媒床温を低下させてしまったりする不具合が発生する程に、燃焼室の温度を低下させてしまうアイドル運転継続時間である。
【００１０】
低圧ＥＧＲガスを還流させつつアイドル運転が継続していくと、低圧ＥＧＲガスが含まれる吸気の温度が低下し、内燃機関の燃焼室の温度が低下する。これに対し、本発明の構成によれば、アイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合には、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するため、所定時間以後のアイドル運転においては低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００１１】
このため、燃焼室の温度の低下に起因して燃料が内燃機関で不完全燃焼することを抑制でき、内燃機関から未燃燃焼成分であるＨＣを排出させてしまうことを抑制できる。また、燃焼室の温度の低下に起因した内燃機関から排出される排気の温度の低下も抑制でき、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒の触媒床温を低下させてしまうことを抑制できる。
【００１２】
一方、本発明の構成によれば、アイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合に低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御すると同時に、高圧ＥＧＲ弁を開き側に制御するため、低圧ＥＧＲガス量が低減した分、高圧ＥＧＲガス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、アイドル運転継続時間が所定時間以上継続する場合であっても、ＥＧＲ運転を継続でき、ＥＧＲ運転を行うことによる窒素酸化物（ＮＯｘ）低減効果を引き続き得ることができる。またここで、高圧ＥＧＲガスは、低圧ＥＧＲガスに比べて高温のガスであるので、上記課題のような燃焼室の温度を低下させてしまうことはない。
【００１３】
前記制御手段は、前記アイドル運転継続時間が前記所定時間よりも長い第２所定時間以上継続する場合に、前記高圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するとよい。
【００１４】
ここで、第２所定時間とは、前記所定時間よりも長いアイドル運転継続時間が経過し、それ以上アイドル運転が継続すると、還流する高圧ＥＧＲガスが、内燃機関からＨＣを排出させてしまったり、排気浄化触媒の触媒床温を低下させてしまったりする不具合が発生する程に、燃焼室の温度を低下させてしまうアイドル運転継続時間である。
【００１５】
アイドル運転継続時間が前記所定時間よりも長期間継続した場合には、低圧ＥＧＲガスを要因としなくても高圧ＥＧＲガスを要因として燃焼室の温度が低下し、内燃機関から排出される排気の温度も低下する。そこで、本発明の構成によれば、アイドル運転継続時間が前記所定時間よりも長い第２所定時間以上継続する場合に、高圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するため、第２所定時間以後のアイドル運転においては高圧ＥＧＲガス量が低減され、温度が低下した排気を高圧ＥＧＲガスとしても還流させなくすることにより、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００１６】
このため、燃焼室の温度の低下に起因して燃料が内燃機関で不完全燃焼することを抑制
でき、内燃機関から未燃燃焼成分であるＨＣを排出させてしまうことを抑制できる。また、燃焼室の温度の低下に起因した内燃機関から排出される排気の温度の低下も抑制でき、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒の触媒床温を低下させてしまうことを抑制できる。
【００１７】
低圧ＥＧＲガス温度を検出する低圧ＥＧＲガス温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲガス温度検出手段が検出する低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するとよい。
【００１８】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関に吸入される吸気のうち低圧ＥＧＲガスの温度が低下するためである。そこで、本発明の構成によれば、低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するため、低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００１９】
大気温度を検出する大気温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記大気温度検出手段が検出する大気温度が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するとよい。
【００２０】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関に吸入される吸気のうち低温の低圧ＥＧＲガスである。そこで、本発明の構成によれば、大気温度が低下する程、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するため、吸入する大気の温度が低下すれば低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００２１】
前記タービンよりも下流かつ前記低圧ＥＧＲ通路との接続部位よりも上流の排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記触媒床温検出手段が検出する前記排気浄化触媒の触媒床温が低下する程、前記低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するとよい。
【００２２】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関に吸入される吸気のうち低温の低圧ＥＧＲガスである。そこで、本発明の構成によれば、排気浄化触媒の触媒床温が低下する程、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御するため、触媒床温が低下すれば低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、内燃機関の排気還流装置において、アイドル運転継続時間が長時間継続する場合においても、燃焼室の温度の低下を抑制でき、燃焼室の温度の低下に起因する不具合を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【００２６】
図１に示す内燃機関１は、燃焼室を形成する気筒２を４つ有する水冷式の４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。内燃機関１には、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。
【００２７】
内燃機関１に接続された吸気通路３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のコンプレッサハウジング５ａが配置されている。また、コンプレ
ッサハウジング５ａよりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節する第１スロットル弁６が配置されている。この第１スロットル弁６は、電動アクチュエータにより開閉される。第１スロットル弁６よりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気（新気）の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が配置されている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量（新気量）が測定される。エアフローメータ７よりも上流の新気となる大気を取り込む吸気通路３の新気取り込み口付近には、大気の温度を検出する大気温度センサ８が配置されている。本実施例における大気温度センサ８が、本発明における大気温度検出手段に相当する。
【００２８】
コンプレッサハウジング５ａよりも下流の吸気通路３には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ９が配置されている。そして、インタークーラ９よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調整する第２スロットル弁１０が設けられている。この第２スロットル弁１０は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００２９】
一方、内燃機関１に接続された排気通路４の途中には、ターボチャージャ５のタービンハウジング５ｂが配置されている。また、タービンハウジング５ｂよりも下流の排気通路４には、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）１１が配置されている。このフィルタ１１には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒という。）が担持されている。フィルタ１１は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。また、ＮＯｘ触媒は、該ＮＯｘ触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、一方、該ＮＯｘ触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたＮＯｘを放出する。その放出の際、排気中にＨＣや一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、該ＮＯｘ触媒から放出されたＮＯｘが還元される。なお、ＮＯｘ触媒の代わりに、酸化触媒または三元触媒をフィルタ１１に担持させてもよい。本実施例におけるフィルタ１１が、本発明における排気浄化触媒に相当する。
【００３０】
フィルタ１１の直上流側及び直下流側の排気通路４には、それぞれ排気の温度を検出する第１、第２排気温度センサ１２，１３が配置されている。
【００３１】
フィルタ１１よりも下流の排気通路４には、該排気通路４内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１４が設けられている。この排気絞り弁１４は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００３２】
そして、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路３へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。この低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１、低圧ＥＧＲ弁３２、及び低圧ＥＧＲクーラ３３を備えて構成されている。
【００３３】
低圧ＥＧＲ通路３１は、フィルタ１１よりも下流且つ排気絞り弁１４よりも上流側の排気通路４と、コンプレッサハウジング５ａよりも上流且つ第１スロットル弁６よりも下流側の吸気通路３と、を接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で内燃機関１へ送り込まれる。そして、本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を流通して還流される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【００３４】
低圧ＥＧＲ通路３１には、低圧ＥＧＲガスの温度を検出する低圧ＥＧＲガス温度センサ３４が配置されている。本実施例における低圧ＥＧＲガス温度センサ３４が、本発明における低圧ＥＧＲガス温度検出手段に相当する。
【００３５】
また、低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの量を制御する。さらに、低圧ＥＧＲクー
ラ３３は、該低圧ＥＧＲクーラ３３を通過する低圧ＥＧＲガスと、内燃機関１の冷却水とで熱交換をして、該低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００３６】
また、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路３へ還流させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。この高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ通路４１、及び高圧ＥＧＲ弁４２を備えて構成されている。
【００３７】
高圧ＥＧＲ通路４１は、タービンハウジング５ｂよりも上流側の排気通路４と、コンプレッサハウジング５ａよりも下流側の吸気通路３と、を接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧で内燃機関１へ送り込まれる。そして、本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を流通して還流される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。
【００３８】
また、高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該高圧ＥＧＲ通路４１を流れる高圧ＥＧＲガスの量を制御する。
【００３９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１５が併設されている。このＥＣＵ１５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。
【００４０】
ＥＣＵ１５には、大気温度センサ８、低圧ＥＧＲガス温度センサ３４、第１、第２排気温度センサ１２，１３、運転者がアクセルペダル１６を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１７、及び機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ１８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ＥＣＵ１５に入力されるようになっている。
【００４１】
一方、ＥＣＵ１５には、第１スロットル弁６、第２スロットル弁１０、排気絞り弁１４、低圧ＥＧＲ弁３２、及び高圧ＥＧＲ弁４２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、該ＥＣＵ１５によりこれらの機器が制御される。
【００４２】
そして、本実施例では、運転状態に応じて低圧ＥＧＲ弁３２を用い低圧ＥＧＲガス量を制御しつつ高圧ＥＧＲ弁４２を用い高圧ＥＧＲガス量を制御する。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。
【００４３】
ところで、アイドル運転が開始された場合にも、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスを還流させている。ここで、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスを還流させる状態でのアイドル運転が継続する場合には、低圧ＥＧＲ通路３１から吸気通路３へ還流される低圧ＥＧＲガスの温度が低下し、低圧ＥＧＲガスが含まれる吸気の温度が低下し、気筒２に形成される燃焼室の温度が低下する。
【００４４】
このように燃焼室の温度が低下すると、内燃機関１の気筒２内に噴射された燃料が完全に燃焼せず、内燃機関１から未燃燃焼成分であるＨＣを排出させてしまう場合がある。また、内燃機関１から排出される排気の温度も低下するので、内燃機関１の排気通路４に配置されたフィルタ１１の触媒床温を低下させてしまう場合がある。
【００４５】
そこで、本実施例では、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスを還流させている状態のアイドル運転継続時間が時間Ｔ１以上継続する場合に、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御すると共に高圧ＥＧＲ弁４２を開き側に制御する。
【００４６】
したがって、本実施例によると、アイドル運転継続時間が時間Ｔ１以上継続する場合には、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御するため、時間Ｔ１以後のアイドル運転においては低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００４７】
このため、燃焼室の温度の低下に起因して燃料が内燃機関１で不完全燃焼することを抑制でき、内燃機関１から未燃燃焼成分であるＨＣを排出させてしまうことを抑制できる。また、燃焼室の温度の低下に起因した内燃機関１から排出される排気の温度の低下も抑制でき、内燃機関１の排気通路４に配置されたフィルタ１１の触媒床温を低下させてしまうことを抑制できる。
【００４８】
一方、本実施例によると、アイドル運転継続時間が時間Ｔ１以上継続する場合に低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御すると同時に、高圧ＥＧＲ弁４２を開き側に制御するため、低圧ＥＧＲガス量が低減した分、高圧ＥＧＲガス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、アイドル運転継続時間が時間Ｔ１以上継続する場合であっても、ＥＧＲ運転を継続でき、ＥＧＲ運転を行うことによるＮＯｘ低減効果を引き続き得ることができる。またここで、高圧ＥＧＲガスは、低圧ＥＧＲガスに比べて高温のガスであるので、上記課題のような燃焼室の温度を低下させてしまうことはない。
【００４９】
一方、アイドル運転継続時間が時間Ｔ１よりも長時間継続した場合には、低圧ＥＧＲガスを要因としなくても高圧ＥＧＲガスを要因として燃焼室の温度が低下し、内燃機関１から排出される排気の温度も低下する。
【００５０】
そこで、本実施例では、アイドル運転継続時間が時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２以上継続する場合に、高圧ＥＧＲ弁４２を閉じ側に制御する。
【００５１】
したがって、本実施例によると、アイドル運転継続時間が時間Ｔ２以上継続する場合に、高圧ＥＧＲ弁４２を閉じ側に制御するため、時間Ｔ２以後のアイドル運転においては高圧ＥＧＲガス量が低減され、温度が低下した排気を高圧ＥＧＲガスとしても還流させなくすることにより、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００５２】
次に、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御のフローについて説明する。図２は、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御の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、本ルーチンが、本発明の制御手段に相当する。
【００５３】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１５は、アイドル運転継続時間ｔを０に設定する（ｔ→０）。
【００５４】
ステップＳ１０１から移行するステップＳ１０２では、ＥＣＵ１５は、アイドル運転状態か否かを判定する。アイドル運転状態であるか否かは、アクセル開度センサ１７で検出する機関負荷、クランクポジションセンサ１８で検出する機関回転速度などに基づいて判断される。
【００５５】
ステップＳ１０２において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、本ルーチンを一旦終了する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ１０３へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１５は、アイドル運転継続時間ｔを計数する。本ステップが本発明のアイドル運転継続時間計数手段に相当する。
【００５７】
ステップＳ１０３から移行するステップＳ１０４では、ＥＣＵ１５は、アイドル運転継続時間ｔが時間Ｔ１以上に継続したか否かを判定する（ｔ≧Ｔ１？）。
【００５８】
ここで、時間Ｔ１は、それ以上アイドル運転が継続すると、還流する低圧ＥＧＲガスが、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温を低下させてしまったりする不具合が発生する程に、燃焼室の温度を低下させてしまうアイドル運転継続時間であり、実験等により予め定められた時間である。つまり、時間Ｔ１が本発明の所定時間である。
【００５９】
ステップＳ１０４において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、ステップＳ１０２へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
【００６０】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１５は、低圧ＥＧＲ弁３２を全閉に制御すると共に高圧ＥＧＲ弁４２を開き側に制御する。
【００６１】
ここで、高圧ＥＧＲ弁４２の開き側への開度増加量は、低圧ＥＧＲ弁３２が全閉して減少する低圧ＥＧＲガス量を補う分の高圧ＥＧＲガス量を増量できるような開度増加量である。
【００６２】
低圧ＥＧＲ弁３２を全閉に制御することにより、時間Ｔ１以後のアイドル運転においては低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。また、高圧ＥＧＲ弁４２を開き側に制御することにより、低圧ＥＧＲ弁３２が全閉して低圧ＥＧＲガス量が低減した分、高圧ＥＧＲガス量を増加させてトータルのＥＧＲガス量を確保できる。
【００６３】
ステップＳ１０５から移行するステップＳ１０６では、ＥＣＵ１５は、アイドル運転継続時間ｔが時間Ｔ２以上に継続したか否かを判定する（ｔ≧Ｔ２？）。
【００６４】
ここで、時間Ｔ２は、時間Ｔ１よりも長いアイドル運転継続時間が経過し、それ以上アイドル運転が継続すると、還流する高圧ＥＧＲガスが、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温を低下させてしまったりする不具合が発生する程に、燃焼室の温度を低下させてしまうアイドル運転継続時間であり、実験等により予め定められた時間である。つまり、時間Ｔ２が本発明の第２所定時間である。
【００６５】
ステップＳ１０６において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、ステップＳ１０２へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
【００６６】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１５は、高圧ＥＧＲ弁４２を全閉に制御する。
【００６７】
高圧ＥＧＲ弁４２を全閉に制御することにより、時間Ｔ２以後のアイドル運転においては高圧ＥＧＲガス量が低減され、アイドル運転継続時間が長時間継続して温度が低下した排気を高圧ＥＧＲガスとしても還流させなくすることにより、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００６８】
以上のようにアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を制御することにより、アイドル運転継続時間が長時間継続する場合においても、燃焼室の温度の低下を抑制でき、燃焼室の温度の低下に起因する、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温を低下させてしまったりするといった不具合を抑制できる。
【００６９】
＜実施例２＞
以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
【００７０】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関１に吸入される吸気のうち低圧ＥＧＲガスの温度が低下するためである。そこで、本実施例では、図１に示す低圧ＥＧＲガス温度センサ３４から検出される低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅが低下する程、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。
【００７１】
したがって、本実施例によると、低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御するため、低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００７２】
次に、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御のフローについて説明する。図３は、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御の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、本ルーチンが、本発明の制御手段に相当する。
【００７３】
ここで、図３に示すフローのステップＳ１０１〜Ｓ１０７については、実施例１と同様なものである。
【００７４】
ステップＳ１０２において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、本ルーチンを一旦終了する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ２０１へ移行する。
【００７５】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１５は、低圧ＥＧＲガス温度センサ３４の出力値である低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅを読み取る。
【００７６】
ステップＳ２０１から移行するステップＳ２０２では、ＥＣＵ１５は、低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅの低下度合いに応じて低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。
【００７７】
ここで、低圧ＥＧＲ弁の閉じ側へ設定する開度は、図４に示すような実験等で予め定められた低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅと低圧ＥＧＲ弁３２の開度とのマップに、ステップＳ２０１で読み取った低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅを代入することで算出する。
【００７８】
低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御することにより、低圧ＥＧＲガス温度が低下する程、低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００７９】
ステップＳ２０２からはステップＳ１０３へ移行する。
【００８０】
以上のようにアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を制御することにより、低圧ＥＧＲガス温度Ｔｅの低下を考慮して燃焼室の温度の低下を抑制でき、燃焼室の温度の低下に起因する、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温を低下させてしまったりするといった不具合を抑制できる。
【００８１】
＜実施例３＞
以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
【００８２】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関１に吸入される吸気のうち低圧ＥＧＲガスの温度が低下するためである。そこで、本実施例では、図１に示す大気温度センサ８から検出される大気温度Ｔａが低下する程、低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御する。
【００８３】
したがって、本実施例によると、大気温度Ｔａが低下する程、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御するため、吸入する大気の温度が低下すれば低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００８４】
次に、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御のフローについて説明する。図５は、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御の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、本ルーチンが、本発明の制御手段に相当する。
【００８５】
ここで、図５に示すフローのステップＳ１０１〜Ｓ１０７については、実施例１と同様なものである。
【００８６】
ステップＳ１０２において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、本ルーチンを一旦終了する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ３０１へ移行する。
【００８７】
ステップＳ３０１では、ＥＣＵ１５は、大気温度センサ８の出力値である大気温度Ｔａを読み取る。
【００８８】
ステップＳ３０１から移行するステップＳ３０２では、ＥＣＵ１５は、大気温度Ｔａの低下度合いに応じて低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。
【００８９】
ここで、低圧ＥＧＲ弁３２の閉じ側へ設定する開度は、図６に示すような実験等で予め定められた大気温度Ｔａと低圧ＥＧＲ弁３２の開度とのマップに、ステップＳ３０１で読み取った大気温度Ｔａを代入することで算出する。
【００９０】
低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御することにより、大気温度Ｔａが低下する程、低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００９１】
ステップＳ３０２からはステップＳ１０３へ移行する。
【００９２】
以上のようにアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を制御することにより、大気温度Ｔａの低下を考慮して燃焼室の温度の低下を抑制でき、燃焼室の温度の低下に起因する、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温を低下させてしまったりするといった不具合を抑制できる。
【００９３】
＜実施例４＞
以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
【００９４】
燃焼室の温度を低下させてしまう原因は、内燃機関１に吸入される吸気のうち低圧ＥＧＲガスの温度が低下するためである。そこで、本実施例では、図１に示す第１、第２排気温度センサ１２，１３から検出される温度差から求められるフィルタ１１の触媒床温Ｔｃが低下する程、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。
【００９５】
したがって、本実施例によると、フィルタ１１の触媒床温Ｔｃが低下する程、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御するため、触媒床温Ｔｃが低下すれば低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【００９６】
次に、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御のフローについて説明する。図７は、本実施例によるアイドル運転継続時の低圧ＥＧ
Ｒ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の制御の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、本ルーチンが、本発明の制御手段に相当する。
【００９７】
ここで、図７に示すフローのステップＳ１０１〜Ｓ１０７については、実施例１と同様なものである。
【００９８】
ステップＳ１０２において否定判定された場合には、ＥＣＵ１５は、本ルーチンを一旦終了する。また、肯定判定された場合には、ステップＳ４０１へ移行する。
【００９９】
ステップＳ４０１では、ＥＣＵ１５は、第１、第２排気温度センサ１２，１３の出力値から求められるフィルタ１１の触媒床温Ｔｃを読み取る。
【０１００】
ステップＳ４０１から移行するステップＳ４０２では、ＥＣＵ１５は、フィルタ１１の触媒床温Ｔｃに応じて低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。
【０１０１】
ここで、低圧ＥＧＲ弁３２の閉じ側へ設定する開度は、図８に示すような実験等で予め定められたフィルタ１１の触媒床温Ｔｃと低圧ＥＧＲ弁３２の開度とのマップに、ステップＳ４０１で読み取ったフィルタ１１の触媒床温Ｔｃを代入することで算出する。
【０１０２】
低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御することにより、フィルタ１１の触媒床温Ｔｃが低下する程、低温の低圧ＥＧＲガス量が低減され、燃焼室の温度の低下を抑制できる。
【０１０３】
ステップＳ４０２からはステップＳ１０３へ移行する。
【０１０４】
以上のようにアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を制御することにより、フィルタ１１の触媒床温Ｔｃの低下を考慮して燃焼室の温度の低下を抑制でき、燃焼室の温度の低下に起因する、内燃機関１からＨＣを排出させてしまったり、フィルタ１１の触媒床温Ｔｃを低下させてしまったりするといった不具合を抑制できる。
【０１０５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施例に係る内燃機関とその吸・排気系を示す図である。
【図２】実施例１に係るアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図３】実施例２に係るアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る低圧ＥＧＲガス温度と低圧ＥＧＲ弁の開度とのマップを示す図である。
【図５】実施例３に係るアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例３に係る大気温度と低圧ＥＧＲ弁の開度とのマップを示す図である。
【図７】実施例４に係るアイドル運転継続時の低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施例４に係るフィルタの触媒床温と低圧ＥＧＲ弁の開度とのマップを示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気通路
４     排気通路
５     ターボチャージャ
５ａ   コンプレッサハウジング
５ｂ   タービンハウジング
６     第１スロットル弁
７     エアフローメータ
８     大気温度センサ
９     インタークーラ
１０   第２スロットル弁
１１   フィルタ
１２   第１排気温度センサ
１３   第２排気温度センサ
１４   排気絞り弁
１５   ＥＣＵ
１６   アクセルペダル
１７   アクセル開度センサ
１８   クランクポジションセンサ
３０   低圧ＥＧＲ装置
３１   低圧ＥＧＲ通路
３２   低圧ＥＧＲ弁
３３   低圧ＥＧＲクーラ
３４   低圧ＥＧＲガス温度センサ
４０   高圧ＥＧＲ装置
４１   高圧ＥＧＲ通路
４２   高圧ＥＧＲ弁
Ｔｅ   低圧ＥＧＲガス温度
Ｔａ   大気温度
Ｔｃ   触媒床温
【図１】
2008106658.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008106658.tif 000007
【図６】
2008106658.tif 000008
【図７】
2008106658.tif 000009
【図８】
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