(57)【要約】【課題】内燃機関の排気還流装置において、気筒内における不活性ガスの比率を適正な値に保つことができる技術を提供する。【解決手段】排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、排気を浄化する排気浄化装置と、タービンおよび排気浄化装置よりも下流からコンプレッサよりも上流へ排気の一部を還流する低圧ＥＧＲ通路と、排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度よりも高い場合には、温度の高さに応じて、低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段（Ｓ１０８）と、を備える。【選択図】図２
2007303433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも酸化能力を有する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度よりも高い場合には、温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも酸化能力を有する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度よりも低い場合には、温度の低さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも粒子状物質を捕集する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が前記排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度よりも高い場合には、温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり酸化能力を有し且つ粒子状物質を捕集する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度以上で且つ前記排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度よりも低い場合には、該排気浄化装置の温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる第１の低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度以上の場合には、該排気浄化装置の温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を、前記第１の低圧ＥＧＲ量制御手段よりもさらに低減させる第２の低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする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】
タービンおよびパティキュレートフィルタよりも下流の排気通路と、エアフローメータよりも下流且つコンプレッサよりも上流の吸気通路と、を接続し、排気の一部を吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路を備え、パティキュレートフィルタよりも下流の排気中の酸素濃度に基づいて低圧ＥＧＲ通路を流れる排気（以下、低圧ＥＧＲガスという。）の量を調節することにより、吸気中の酸素濃度を調節する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、低圧ＥＧＲガスの量が少ない場合にはフィルタの再生を行うことにより、排気中の不活性ガスの量を増加させて、ＮＯxおよびスモークの発生を抑制して
いる。
【特許文献１】特開２００５−６９２０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２６７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５６５７２号公報
【特許文献４】特開２００４−１５０３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、排気中の酸素濃度が低かったり、またはパティキュレートフィルタの温度が低かったりした場合、未燃燃料が触媒で酸化されずに該触媒をすり抜けることがある。このようにして触媒をすり抜けた未燃燃料は、低圧ＥＧＲ通路に流入し、その一部が該低圧ＥＧＲ通路内に付着する。また、低圧ＥＧＲガスと共に吸気通路に未燃燃料が流れ込むと、吸気通路内（例えばインタークーラやコンプレッサ等）に付着する。
【０００４】
このように、未燃燃料が低圧ＥＧＲ通路や吸気通路、さらにはそれらに備わる部材に付着すると、これらの機能が低下するおそれがある。これにより、適正な量のＥＧＲガスを供給することが困難となる。
【０００５】
一方、排気中の不活性ガスの比率は、触媒の温度により変化する。すなわち、触媒の温度が変わることにより、排気中の未燃燃料が酸化される割合が変化する。したがって、気筒内に供給されるＥＧＲガス量が同じであっても、触媒の温度が異なると気筒内における不活性ガスの比率は異なる。これにより、気筒内での不活性ガスの比率を適正な値に維持することが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気還流装置において、気筒内における不活性ガスの比率を適正な値に保つことができる技術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】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも酸化能力を有する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度よりも高い場合には、温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
低圧ＥＧＲ通路には、タービンおよび排気浄化装置を通過した後の排気が流入する。すなわち、排気浄化装置で未燃燃料が浄化されない場合には、該未燃燃料が低圧ＥＧＲ通路に流入する。
【０００９】
排気浄化装置は、少なくとも未燃燃料を酸化させる機能を有し、例えば酸化触媒、三元触媒、または吸蔵還元型ＮＯx触媒を挙げることができる。また、排気中の粒子状物質を
捕集するパティキュレートフィルタに前述の触媒を担持させたものであってもよい。
【００１０】
活性温度は、少なくとも未燃燃料を酸化できる温度とし、例えば排気浄化装置をすり抜ける未燃燃料の量が許容範囲内となる温度としてもよい。
【００１１】
そして、排気浄化装置温度検出手段は、排気浄化装置の温度を直接的または間接的に検出する。また、排気浄化装置の温度に関する値を検出してもよい。さらに、排気浄化装置の温度を直接検出せずに推定してもよい。例えば、排気の温度を検出し、この値に基づいて排気浄化装置の温度を推定してもよく、排気の温度を排気浄化装置の温度としてもよい。
【００１２】
ここで、排気浄化装置の温度が活性温度よりも高くなるほど、排気浄化装置で酸化される未燃燃料が増加する。これにより、排気浄化装置よりも下流ではＣＯ2等の不活性ガス
が増加する。そして、低圧ＥＧＲガス量制御手段は、排気浄化装置の温度の高さに応じて、ＥＧＲガス量を低減させる。これは、例えば排気浄化装置の温度が高くなるほどＥＧＲガス量を徐々に低減させたり、所定温度高くなる毎に所定量低減させたりすることを含む。
【００１３】
このように、低圧ＥＧＲガス中の不活性成分の比率が高くなっても、低圧ＥＧＲガスの量をその分減少させることにより、吸気通路に還流される不活性成分の量を一定に維持することができる。すなわち、気筒内の不活性成分の比率を所望の値に調節することができる。
【００１４】
また、上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも酸化能力を有する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度よりも低い場合には、温度の低さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴としてもよい。
【００１５】
ここで、排気浄化装置の温度が活性温度よりも低くなるほど、排気浄化装置で酸化されずにすり抜ける未燃燃料が増加する。これにより、低圧ＥＧＲガス中に含まれる未燃燃料
が増加する。そして、低圧ＥＧＲガス量制御手段は、排気浄化装置の温度の低さに応じて、ＥＧＲガス量を低減させる。これは、例えば排気浄化装置の温度が低くなるほどＥＧＲガス量を徐々に低減させたり、所定温度低くなる毎に所定量低減させたりすることを含む。
【００１６】
このように、排気中の未燃燃料の量が多くなっても、低圧ＥＧＲガスの量をその分減少させることにより、低圧ＥＧＲ通路に未燃燃料が流入することを抑制できる。
【００１７】
また、上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり少なくとも粒子状物質を捕集する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が前記排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度よりも高い場合には、温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴としてもよい。
【００１８】
前記排気浄化装置は、粒子状物質を捕集することができ、且つ捕集した粒子状物質を酸化させることができる。
【００１９】
「排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度」は、少なくとも粒子状物質を酸化できる温度としてもよい。
【００２０】
ここで、排気浄化装置の温度が粒子状物質を酸化させる温度よりも高くなるほど、排気浄化装置で酸化される粒子状物質の量が増加する。これにより、排気浄化装置よりも下流ではＣＯ2等の不活性ガスが増加する。そして、低圧ＥＧＲガス量制御手段は、排気浄化
装置の温度の高さに応じて、ＥＧＲガス量を低減させる。これは、例えば排気浄化装置の温度が高くなるほどＥＧＲガス量を徐々に低減させたり、所定温度高くなる毎に所定量低減させたりすることを含む。
【００２１】
このように、低圧ＥＧＲガス中の不活性成分の比率が高くなっても、低圧ＥＧＲガスの量をその分減少させることにより、吸気通路に還流される不活性成分の量を一定に維持することができる。すなわち、気筒内の不活性成分の比率を所望の値に調節することができる。
【００２２】
そして、上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記排気通路に備わり酸化能力を有し且つ粒子状物質を捕集する排気浄化装置と、
前記タービンおよび前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が活性温度以上で且つ前記排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度よりも低い場合には、該排気浄化装置の温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を低減させる第１の
低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
前記排気浄化装置温度検出手段により検出される温度が排気浄化装置に捕集される粒子状物質を酸化させる温度以上の場合には、該排気浄化装置の温度の高さに応じて、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの量を、前記第１の低圧ＥＧＲ量制御手段よりもさらに低減させる第２の低圧ＥＧＲガス量制御手段と、
を備えることを特徴としてもよい。
【００２３】
一般に、粒子状物質を酸化させる温度は、未燃燃料を酸化させる温度（すなわち活性温度）よりも高い。そのため、排気浄化装置の温度が高くなる過程で、先ず活性温度に達し、その後粒子状物質を酸化させる温度に達する。つまり、排気浄化装置の温度が粒子状物質を酸化させる温度よりも高くなると、粒子状物質を酸化させ、さらに未燃燃料も酸化させる。そのため、粒子状物質を酸化させる温度よりも高くなると、不活性ガスの量がより増加する。
【００２４】
ここで、第１の低圧ＥＧＲガス量制御手段は、主に未燃燃料の酸化による不活性ガスの増加分を補正するために、低圧ＥＧＲガス量を調節する。
【００２５】
また、第２の低圧ＥＧＲガス量制御手段は、未燃燃料および粒子状物質の酸化による不活性ガスの増加分を補正するために、低圧ＥＧＲガス量を調節する。すなわち、第２の低圧ＥＧＲガス量制御手段は、第１の低圧ＥＧＲガス量制御手段と比較して、排気浄化装置の温度上昇に対して低圧ＥＧＲガスを低減させる量が多い。
【００２６】
このように、低圧ＥＧＲガス中の不活性成分の比率が高くなっても、それに応じて低圧ＥＧＲガスの量を減少させることができるので、吸気通路に還流される不活性成分の量を一定に維持することができる。すなわち、気筒内の不活性成分の比率を所望の値に調節することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、気筒内における不活性ガスの比率を適正な値に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る内燃機関の排気還流装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
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。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００３０】
内燃機関１には、吸気管３および排気管４が接続されている。この吸気管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が設けられている。また、コンプレッサハウジング５ａよりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調節する第１スロットル６が設けられている。この第１スロットル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６よりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が設けられている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量が測定される。
【００３１】
コンプレッサハウジング５ａよりも下流の吸気管３には、吸気と外気とで熱交換を行う
インタークーラ８が設けられている。そして、インタークーラ８よりも下流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調整する第２スロットル９が設けられている。この第２スロットル９は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００３２】
一方、排気管４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービンハウジング５ｂが設けられている。また、タービンハウジング５ｂよりも下流の排気管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。）１０が設けられている。このフィルタ１０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。このパティキュレートフィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する。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窒素酸化物（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。その際、排気中に炭化水素（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１０に担持させてもよい。また、本実施例においてはフィルタ１０が、本発明における排気浄化装置に相当する。
【００３３】
そして、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を低圧で吸気管３へ再循環させる低圧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、およびＥＧＲクーラ３３を備えて構成されている。
【００３４】
低圧ＥＧＲ通路３１は、フィルタ１０よりも下流側の排気管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６よりも下流の吸気管３と、を接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で再循環される。そして、本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を通って再循環される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【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ガスの量を調整する。さらに、ＥＧＲクーラ３３は、該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】
さらに、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を高圧で吸気管３へ再循環させる高圧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、および高圧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管４と、第２スロットル９よりも下流の吸気管３と、を接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧で再循環される。そして、本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を通って再循環される排気を高圧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ガスの量を調整する。
【００３９】
フィルタ１０よりも下流の排気管４には、該排気管４を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ１１が取り付けられている。この排気温度センサ１１は、排気の温度を測定すると共に、フィルタ１０の温度を検出する。なお、本実施例においては排気温度センサ１１が、本発明における排気浄化装置温度検出手段に相当する。
【００４０】
また、フィルタ１０よりも下流の排気管４には、該排気管４を流通する排気の空燃比を検出する空燃比センサ１２が取り付けられている。この空燃比センサ１２は、排気の空燃比および低圧ＥＧＲガスの空燃比を検出する。
【００４１】
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ＥＣＵ１３が併設されている。このＥＣＵ１３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。また、ＥＣＵ１３には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４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１５、機関回転数を検出するクランクポジションセンサ１６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ＥＣＵ１３に入力されるようになっている。
【００４２】
一方、ＥＣＵ１３には、第１スロットル６、第２スロットル９、低圧ＥＧＲ弁３２、及び高圧ＥＧＲ弁４２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１３によりこれらの機器が制御される。
【００４３】
そして、本実施例では、先ずフィルタ１０の温度を検出し、この温度に基づいて低圧ＥＧＲガス量を調節する。低圧ＥＧＲガス量は、低圧ＥＧＲ弁３２または第１スロットル６の少なくとも一方により調節される。
【００４４】
ここで、内燃機関１からの排気中に含まれる未燃燃料（ＨＣ）等の成分は、フィルタ１０の温度（すなわち、ＮＯx触媒の温度）により、該フィルタ１０で酸化されるか、また
は該フィルタ１０をすり抜けるか決まる。そして、ＨＣがフィルタ１０で酸化された場合、該フィルタ１０よりも下流では排気中の不活性成分であるＣＯ2が増加する。
【００４５】
また、フィルタ１０に捕集された粒子状物質（以下、ＰＭという。）は、フィルタ１０の温度が高くなると排気中の酸素と反応して酸化される。そして、ＰＭが酸化されるときには、不活性成分であるＣＯ2が排出される。
【００４６】
すなわち、フィルタ１０の温度に応じて排気中の不活性成分の比率が変わる。そうすると、低圧ＥＧＲガス中の不活性成分の比率も変わるので、同じ量の低圧ＥＧＲガスを気筒２内に供給しても気筒２内の不活性成分の量が変わる。
【００４７】
そこで、本実施例では、気筒２内の不活性成分の比率が最適な値となるように、低圧ＥＧＲガス量を調節する。
【００４８】
一方、フィルタ１０の温度が低いと、排気中に含まれるＨＣが酸化されずに該フィルタ１０をすり抜ける。これにより、低圧ＥＧＲ通路３１や吸気管３の内にＨＣが付着するおそれがある。このような場合には、低圧ＥＧＲガスの量を低減させて、低圧ＥＧＲ通路３１にＨＣが流入することを抑制する。
【００４９】
具体的には、フィルタ１０の温度がＮＯx触媒の活性温度よりも高くなるほど、低圧Ｅ
ＧＲガス量をより減少させるために、低圧ＥＧＲ弁３１を閉じ側へ動かす、または第１スロットル６を開き側へ動かす。
【００５０】
また、フィルタ１０の温度がＮＯx触媒の活性温度よりも低くなるほど、低圧ＥＧＲガ
ス量をより減少させるために、低圧ＥＧＲ弁３１を閉じ側へ動かす、または第１スロットル６を開き側へ動かす。
【００５１】
さらに、フィルタ１０の温度が、該フィルタ１０に堆積しているＰＭを酸化させる温度よりも高くなるほど、低圧ＥＧＲガス量を減少させるために、低圧ＥＧＲ弁３１を閉じ側へ動かす、または第１スロットル６を開き側へ動かす。ここで、温度の上昇に対する低圧ＥＧＲガス量の低減度合いは、「フィルタ１０の温度がＮＯx触媒の活性温度以上で且つ
ＰＭを酸化させる温度よりも低い場合」よりも、「ＰＭを酸化させる温度以上の場合」のほうが大きくなる。
【００５２】
次に、本実施例によるＥＧＲガスの供給制御のフローについて説明する。図２は、本実施例によるＥＧＲガスの供給制御のフロー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。
【００５３】
ステップＳ１０１では、低圧ＥＧＲ弁３１の開度の基準値Ｐｂｓｅが算出される。低圧ＥＧＲガス量は、機関回転数と機関負荷とに応じて流されるため、低圧ＥＧＲ弁３１の開度の基準値Ｐｂｓｅは、機関回転数と機関負荷とに基づいて設定される。低圧ＥＧＲ弁３１の開度の基準値Ｐｂｓｅと、機関回転数と、機関負荷と、の関係は予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１３に記憶させておく。そして、このマップに機関回転数と機関負荷とを代入して低圧ＥＧＲ弁３１の開度の基準値Ｐｂｓｅを得る。
【００５４】
ステップＳ１０２では、内燃機関１から排出されるＨＣの量Ｇｈｃが推定される。このＨＣの量Ｇｈｃは、機関回転数と機関負荷とにより変化する。そのため、このＨＣの量Ｇｈｃは、機関回転数と機関負荷とに基づいて推定される。内燃機関１から排出されるＨＣの量Ｇｈｃと、機関回転数と、機関負荷と、の関係は予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１３に記憶させておく。そして、このマップに機関回転数と機関負荷とを代入して、内燃機関１から排出されるＨＣの量Ｇｈｃを得る。
【００５５】
ステップＳ１０３では、フィルタ１０に堆積しているＰＭの量Ｇｐｍが推定される。フィルタ１０に捕集されているＰＭの量Ｇｐｍは、例えばフィルタ１０の上流側と下流側との圧力差を検出する差圧センサの検出値に応じたＰＭの堆積量を予め実験等により求めておき、これに差圧センサの検出値を代入することにより得ることができる。また、内燃機関１の運転状態（排気温度、燃料噴射量、機関回転数）に応じたＰＭ捕集量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより得られるＰＭ捕集量を積算して求めることもできる。さらに、車両走行距離若しくは走行時間に応じてフィルタ１０に堆積しているＰＭの量Ｇｐｍを推定しても良い。
【００５６】
ステップＳ１０４では、フィルタ１０の床温Ｔｃａｔが推定される。フィルタ１０の床温Ｔｃａｔは、排気温度センサ１１により得ることができる。例えば、排気温度センサ１１の出力値とフィルタ１０の床温Ｔｃａｔとの関係を予め実験等により求めてＥＣＵ１３に記憶させておく。このように推定されるフィルタ１０の床温を以下、推定床温Ｔｃａｔという。
【００５７】
ステップＳ１０５では、推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１以上であるか否か判定される。第１所定温度Ｔ１は、ＮＯx触媒の活性温度であり、ＮＯx触媒で未燃燃料（ＨＣ）を酸化可能な温度である。ＮＯx触媒の温度が第１所定温度Ｔ１よりも低くなるほど、Ｎ
Ｏx触媒において未燃燃料が酸化される率が低下する。また、ＮＯx触媒の温度が第１所定温度よりも高くなるほど、未燃燃料の酸化により発生する不活性ガスの量が多くなる。
【００５８】
すなわち、本ステップでは、フィルタ１０に担持されたＮＯx触媒において未燃燃料が
酸化されて不活性ガスの発生量が増加しているか否か判定される。
【００５９】
ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。
【００６０】
ステップＳ１０６では、推定床温Ｔｃａｔが第２所定温度Ｔ２以上であるか否か判定される。第２所定温度Ｔ２は、第１所定温度よりも高い温度であり、ＰＭを酸化可能な温度
である。フィルタ１０の温度が第２所定温度Ｔ２よりも高くなると、該フィルタ１０に堆積しているＰＭが酸化されるため、不活性ガスの発生量がさらに増加する。すなわち、フィルタ１０の温度が第１所定温度から第２所定温度までの間であれば、未燃燃料の酸化により不活性ガスが発生するが、第２所定温度よりも高くなると、それに加えてＰＭの酸化により不活性ガスがさらに発生する。
【００６１】
つまり、本ステップでは、ＰＭの酸化により不活性ガスの発生量が増加しているか否か判定される。
【００６２】
ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００６３】
ステップＳ１０７からステップＳ１０９では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を補正するための補正量Ｐｃｒｔが求められる。この補正量Ｐｃｒｔは、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を実際にどれだけ変更するのかを示す値である。
【００６４】
ここで、図３は、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１よりも低い場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。すなわち、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１よりも低くなるほど、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされて、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がより小さくされる。ステップＳ１０７では、図３に示したマップをマップ１と称している。なお、ステップＳ１０２で推定されるＨＣの量Ｇｈｃが変わると、図３に示した関係も変わるため、ＨＣの量Ｇｈｃに応じて複数のマップを持っている。例えば、ＨＣの量Ｇｈｃが多くなるほど、フィルタ１０をすり抜けるＨＣの量が多くなるため、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされる。
【００６５】
また、図４は、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１以上の場合で且つ第２所定温度Ｔ２よりも低い場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。すなわち、この温度範囲では、フィルタ１０の床温が高くなるほど、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされて、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がより小さくされる。ステップＳ１０８では、図４に示したマップをマップ２と称している。なお、ステップＳ１０２で推定されるＨＣの量Ｇｈｃが変わると、図４に示した関係も変わるため、ＨＣの量Ｇｈｃに応じて複数のマップを持っている。例えば、ＨＣの量Ｇｈｃが多くなるほど、不活性ガスの量が増加するため、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされる。
【００６６】
さらに、図５は、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔが第２所定温度Ｔ２以上の場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。すなわち、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔが第２所定温度Ｔ２よりも高くなるほど、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされ、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がより小さくされる。そして、フィルタ１０の推定床温Ｔｃａｔの上昇に対する補正量Ｐｃｒｔの上昇度合いは、図４で示される補正値Ｇｈｃの上昇度合いよりも大きい。ステップＳ１０９では、図５に示したマップをマップ３と称している。なお、ステップＳ１０３で推定されるＰＭの量Ｇｐｍが変わると、図５に示した関係も変わるため、ＰＭの量Ｇｐｍに応じて複数のマップを持っている。例えば、ＰＭの量Ｇｐｍが多くなるほど、不活性ガスの量が増加するため、補正量Ｐｃｒｔがより大きくされる。
【００６７】
図３から図５の関係は、予め実験等により求めてマップ化しておき、ＥＣＵ１３に記憶させておく。
【００６８】
ステップＳ１１０では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の最終目標値Ｐｆｉｎが算出される。この最終目標値Ｐｆｉｎは、ステップＳ１０１で算出される低圧ＥＧＲ弁３１の開度の基
準値Ｐｂｓｅから、ステップＳ１１０で算出される補正量Ｐｃｒｔを減じた値である。そして、ＥＣＵ１３は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が最終目標値Ｐｆｉｎとなるように、該低圧ＥＧＲ弁３２の開度を調節する。
【００６９】
このようにして、フィルタ１０（すなわちＮＯx触媒）の温度に応じて低圧ＥＧＲ弁３
２の開度を制御することにより、排気中の不活性ガスまたは未燃燃料量に応じた低圧ＥＧＲガス量とすることができる。これにより、低圧ＥＧＲ通路３１や吸気管３内、さらにはこれらに備わる部材に未燃燃料が付着することを抑制できる。これらにより、気筒２内における不活性ガスの比率を適正に保つことができる。また、低圧ＥＧＲガス量が低減されることにより、気筒２内の不活性ガスの比率が低下する場合には、その分を高圧ＥＧＲガスで補ってもよい。
【００７０】
なお、本実施例においてはステップＳ１０５からステップＳ１１０までの処理を実行するＥＣＵ１３が、本発明における低圧ＥＧＲガス量制御手段に相当する。また、本実施例においてはステップＳ１０５、１０６、１０８、１１０の処理を実行するＥＣＵ１３が、本発明における第１の低圧ＥＧＲガス量制御手段に相当する。さらに、本実施例においてはステップＳ１０５、１０６、１０９、１１０の処理を実行するＥＣＵ１３が、本発明における第２の低圧ＥＧＲガス量制御手段に相当する。
【００７１】
また、図２に示したフローチャートでは、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を補正しているが、これに代えて、またはこれと共に、第１スロットル６の開度を補正してもよい。この場合、第１スロットル６を開き側へ動かすことにより、低圧ＥＧＲ通路３１の排気管４側と吸気管３側との差圧が小さくなるので、低圧ＥＧＲガス量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】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。
【図２】実施例によるＥＧＲガスの供給制御のフローを示したフローチャートである。
【図３】フィルタの推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１よりも低い場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。
【図４】フィルタの推定床温Ｔｃａｔが第１所定温度Ｔ１以上の場合で且つ第２所定温度Ｔ２よりも低い場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。
【図５】フィルタの推定床温Ｔｃａｔが第２所定温度Ｔ２以上の場合における推定床温Ｔｃａｔと補正量Ｐｃｒｔとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【００７３】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気管
４     排気管
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
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     第２スロットル
１０   パティキュレートフィルタ
１１   排気温度センサ
１２   空燃比センサ
１３   ＥＣＵ
１４   アクセルペダル
１５   アクセル開度センサ
１６   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   ＥＧＲクーラ
４０   高圧ＥＧＲ装置
４１   高圧ＥＧＲ通路
４２   高圧ＥＧＲ弁
【図１】
2007303433.tif 000003
【図２】
2007303433.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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