(57)【要約】【課題】エミッションの悪化を抑制しつつＥＧＲクーラの再生を行うことができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置（１００）は、ＥＧＲ通路（２０）に配置されてＥＧＲ通路を通過する排気を冷却するＥＧＲクーラ（４０）と、ＥＧＲクーラを昇温させる昇温手段（４５,６０）と、ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ通路の排気をＥＧＲクーラをバイパスさせてＥＧＲクーラより下流側のＥＧＲ通路に導入するバイパス手段（７０,８０）と、を有する内燃機関（１０）の昇温手段およびバイパス手段を制御する制御部を備え、制御部は、ＥＧＲクーラが昇温するように昇温手段を制御する昇温制御を実行するとともに、ＥＧＲクーラをバイパスする排気の流量である排気バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するようにバイパス手段を制御する排気バイパス制御を実行する。【選択図】図２
2013160102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関本体から排出された排気の一部を前記内燃機関本体へ再循環させるＥＧＲ通路に配置されて前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラを昇温させる昇温手段と、前記ＥＧＲクーラより上流側の前記ＥＧＲ通路の前記排気を前記ＥＧＲクーラをバイパスさせて前記ＥＧＲクーラより下流側の前記ＥＧＲ通路に導入するバイパス手段と、を有する内燃機関の前記昇温手段および前記バイパス手段を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記ＥＧＲクーラが昇温するように前記昇温手段を制御する昇温制御を実行するとともに、前記ＥＧＲクーラをバイパスする前記排気の流量である排気バイパス流量が前記昇温制御の実行前に比較して増加するように前記バイパス手段を制御する排気バイパス制御を実行する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記排気バイパス制御を、前記昇温制御の実行後において前記ＥＧＲクーラの温度が所定温度以上になったとの条件が満たされた場合に実行する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定温度は、前記ＥＧＲクーラより上流側の前記ＥＧＲ通路の前記排気の温度である請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記排気バイパス制御において、前記ＥＧＲクーラを通過する前記排気の流量がゼロにならない範囲内で前記排気バイパス流量を増加させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解に要する酸素量を算出し、前記排気バイパス制御において、前記ＥＧＲクーラを通過する前記排気に含まれる酸素量が、算出された前記酸化分解に要する前記酸素量となるように前記バイパス手段を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲクーラは、冷媒と前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気との間で熱交換させる媒体である熱交換体を備え、
前記熱交換体は、電気が供給されることで昇温する材質によって構成されていることで、電気が供給された場合に前記昇温手段としての機能を発揮し、
前記制御部は、前記昇温制御において、前記熱交換体に電気を供給することで、前記熱交換体に前記昇温手段としての機能を発揮させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記熱交換体の前記材質の主成分は炭化珪素である請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関本体における燃焼温度の上昇を抑制してエミッション悪化を抑制するために、内燃機関本体から排出された排気の一部を内燃機関本体へ再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムが知られている。また従来、このようなＥＧＲシステムにおいて、内燃機関本体から排出後に内燃機関本体へ再循環する排気が通過するＥＧＲ通路にＥＧＲクーラを配置する技術が知られている（例えば特許文献１）。このＥＧＲクーラは、ＥＧＲ通路を通過する排気の熱を冷媒によって奪うことで、ＥＧＲ通路を通過する排気を冷却している。ＥＧＲクーラがＥＧＲ通路を通過する排気を冷却することで、内燃機関本体に再循環する排気の温度を低下させることができ、その結果、内燃機関本体における燃焼温度の上昇をより抑制することができる。
【０００３】
このようなＥＧＲクーラを備えるＥＧＲシステムにおいて、排気に含まれるＨＣ（ハイドロカーボン）、煤等の粒子状物質がＥＧＲクーラを通過する際にＥＧＲクーラに堆積する場合がある。この場合、ＥＧＲクーラに堆積した物質（以下、堆積物と称する場合がある）によってＥＧＲクーラの冷却性能が低下して、排気の冷却が不十分となり、エミッション悪化の抑制が困難になるおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１に係る技術では、ＥＧＲクーラの再生処理を実行している。具体的には特許文献１に係る技術では、ＥＧＲクーラの再生処理において、ＥＧＲクーラの冷媒流量を減少させることでＥＧＲクーラを昇温させている。それにより、特許文献１に係る技術は、ＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解を促進させ、以ってＥＧＲクーラの再生を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０２５５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に係る技術では、ＥＧＲクーラの再生中に内燃機関本体に再循環する排気の温度が過度に上昇するおそれがある。この場合、内燃機関本体における燃焼温度の上昇抑制が困難となり、その結果、エミッション悪化の抑制が困難になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、エミッションの悪化を抑制しつつＥＧＲクーラの再生を行うことができる内燃機関の制御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】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関本体から排出された排気の一部を前記内燃機関本体へ再循環させるＥＧＲ通路に配置されて前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラを昇温させる昇温手段と、前記ＥＧＲクーラより上流側の前記ＥＧＲ通路の前記排気を前記ＥＧＲクーラをバイパスさせて前記ＥＧＲクーラより下流側の前記ＥＧＲ通路に導入するバイパス手段と、を有する内燃機関の前記昇温手段および前記バイパス手段を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ＥＧＲクーラが昇温するように前記昇温手段を制御する昇温制御を実行するとともに、前記ＥＧＲクーラをバイパスする前記排気の流量である排気バイパス流量が前記昇温制御の実行前に比較して増加するように前記バイパス手段を制御する排気バイパス制御を実行する。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、昇温制御が実行されることで、ＥＧＲクーラを昇温させてＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解を促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラを再生することができる。また、排気バイパス制御が実行されることで、昇温したＥＧＲクーラを通過する排気の流量を減少させることができる。それにより、内燃機関本体に再循環する排気の温度が過度に上昇することを抑制することができる。その結果、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１０】
上記構成において、前記制御部は、前記排気バイパス制御を、前記昇温制御の実行後において前記ＥＧＲクーラの温度が所定温度以上になったとの条件が満たされた場合に実行してもよい。
【００１１】
この構成によれば、昇温制御の実行後においてＥＧＲクーラの温度が上昇して所定温度以上になった場合に排気バイパス制御を実行してＥＧＲクーラを通過する排気の流量を減少させることができる。その結果、ＥＧＲクーラの温度が所定温度以上になるまでの間は、ＥＧＲクーラによる排気の冷却効果を優先的に発揮させてエミッションの悪化を抑制し、ＥＧＲクーラの温度が所定温度以上になった場合にＥＧＲクーラを通過する排気の流量減少による排気の温度上昇抑制効果を優先的に発揮させて、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１２】
上記構成において、前記所定温度は、前記ＥＧＲクーラより上流側の前記ＥＧＲ通路の前記排気の温度であってもよい。
【００１３】
昇温制御が実行された場合であっても、仮にＥＧＲクーラの温度がＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ通路の排気の温度よりも低い場合には、ＥＧＲクーラを通過する排気の流量を減少させなくてもＥＧＲクーラによって排気を冷却してエミッションの悪化を抑制することができる。したがって、この構成によれば、排気の流量の減少が必要なときに排気の流量を減少させてエミッションの悪化を抑制できるため、排気の流量の減少が必要でないときであっても排気の流量を減少させる場合に比較して、エミッションの悪化をより適切に抑制することができる。
【００１４】
上記構成において、前記制御部は、前記排気バイパス制御において、前記ＥＧＲクーラを通過する前記排気の流量がゼロにならない範囲内で前記排気バイパス流量を増加させてもよい。
【００１５】
ＥＧＲクーラを通過する排気の流量がゼロの場合よりもＥＧＲクーラを通過する排気の流量がゼロでない場合の方が、排気に含まれる酸素によってＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解をより促進させることができる。したがって、この構成によれば、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラを通過する排気の流量がゼロになるまで排気バイパス流量を増加させる場合に比較して、ＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解をより促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラの再生速度を早めることができる。
【００１６】
上記構成において、前記制御部は、前記ＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解に要する酸素量を算出し、前記排気バイパス制御において、前記ＥＧＲクーラを通過する前記排気に含まれる酸素量が、算出された前記酸化分解に要する前記酸素量となるように前記バイパス手段を制御してもよい。
【００１７】
この構成によれば、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラの堆積物の酸化分解に要する酸素量を確保しつつ、昇温されたＥＧＲクーラを通過する排気の流量を抑制してエミッションの悪化を効果的に抑制することができる。
【００１８】
上記構成において、前記ＥＧＲクーラは、冷媒と前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気との間で熱交換させる媒体である熱交換体を備え、前記熱交換体は、電気が供給されることで昇温する材質によって構成されていることで、電気が供給された場合に前記昇温手段としての機能を発揮し、前記制御部は、前記昇温制御において、前記熱交換体に電気を供給することで、前記熱交換体に前記昇温手段としての機能を発揮させてもよい。
【００１９】
この構成によれば、昇温制御における制御部による電気供給によって熱交換体が昇温手段としての機能を発揮することで、ＥＧＲクーラを昇温させることができる。それにより、熱交換体とは別に、電気が供給されることで昇温するヒータをさらに備えることなく、ＥＧＲクーラを昇温させることができる。
【００２０】
上記構成において、前記熱交換体の前記材質の主成分は炭化珪素であってもよい。この構成によれば、熱交換体が排気によって腐食することを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、エミッションの悪化を抑制しつつＥＧＲクーラの再生を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）は実施例１に係る内燃機関システムを示す模式図である。図１（ｂ）は、ＥＧＲクーラの内部の状態を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係る制御装置が再生処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施例１の変形例１に係る制御装置が再生処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置１００（以下、制御装置１００と称する）について説明する。まず、制御装置１００が用いられる内燃機関システム５の全体構成について説明し、次いで制御装置１００の詳細について説明する。図１（ａ）は内燃機関システム５を示す模式図である。内燃機関システム５の使用用途は特に限定されるものではないが、本実施例に係る内燃機関システム５は、車両に搭載されて用いられるものとする。
【００２５】
内燃機関システム５は、内燃機関１０と、制御装置１００とを備えている。内燃機関１０は、内燃機関本体１１と、内燃機関本体１１から排出された排気の一部を内燃機関本体１１へ再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムと、各種センサとを備えている。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲバルブ３０と、ＥＧＲクーラ４０と、冷媒通路５０と、電気供給装置６０および電極６５と、第１バイパス通路７０と、第２バイパス通路７５と、流量調整弁８０と、三方弁８５とを備えている。
【００２６】
本実施例に係る内燃機関１０はディーゼルエンジンである。但し内燃機関１０の種類は、これに限定されるものではない。例えば内燃機関１０は、ガソリンエンジンその他のエンジンであってもよい。内燃機関本体１１は、気筒１２を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、気筒１２に配置されたピストンとを備えている。また内燃機関本体１１は、各気筒１２に吸気を供給するための通路である吸気通路１３と、各気筒１２から排気を排出するための通路である排気通路１４とを備えている。なお本実施例に係る気筒１２の数は、一例として４である。また気筒１２は、列状に配置されている。但し、気筒１２の数はこれに限定されるものではなく、例えば４つより多くてもよく、少なくてもよい。また気筒１２の配列状態も、図１（ａ）の構成に限定されるものではない。
【００２７】
ＥＧＲ通路２０は、内燃機関本体１１から排出された排気の一部を内燃機関本体１１へ再循環させる通路である。本実施例に係るＥＧＲ通路２０は、吸気通路１３と排気通路１４とを連通している。それにより本実施例に係るＥＧＲ通路２０は、排気通路１４の排気の一部を吸気通路１３へ再循環させることで、内燃機関本体１１から排出された排気の一部を内燃機関本体１１へ再循環させている。具体的にはＥＧＲ通路２０は、ＥＧＲ通路２０の一端が内燃機関本体１１の内部において排気通路１４に接続し、ＥＧＲ通路２０の他端が内燃機関本体１１の外部において吸気通路１３に接続し、ＥＧＲ通路２０の通路途中の一部は内燃機関本体１１の内部を通過している。但しＥＧＲ通路２０の構成は、内燃機関本体１１から排出された排気の一部を内燃機関本体１１へ再循環させることができるものであれば、これに限定されるものではない。
【００２８】
ＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０を開閉するバルブである。本実施例に係るＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０の吸気通路１３への接続点に配置されている。但しＥＧＲバルブ３０のＥＧＲ通路２０への配置箇所は、これに限定されるものではない。例えばＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０の通路途中に配置されていてもよい。ＥＧＲバルブ３０の動作は制御装置１００が制御する。制御装置１００がＥＧＲバルブ３０を開にした場合、内燃機関本体１１からの排気がＥＧＲ通路２０を通過して内燃機関本体１１へ再循環することが開始される。制御装置１００がＥＧＲバルブ３０を閉にした場合、内燃機関本体１１からの排気がＥＧＲ通路２０を通過して内燃機関本体１１へ再循環することは停止される。ＥＧＲバルブ３０の開度が大きくなるほど、内燃機関本体１１へ再循環する排気の流量は多くなる。
【００２９】
ＥＧＲクーラ４０は、ＥＧＲ通路２０に配置されている。ＥＧＲクーラ４０はＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷却する装置である。本実施例に係るＥＧＲクーラ４０は、冷媒とＥＧＲ通路２０を通過する排気との間で熱交換させることで、排気を冷媒によって冷却している。なお本実施例においては、ＥＧＲクーラ４０に用いられる冷媒として、内燃機関本体１１を冷却する冷媒を用いている。但し、ＥＧＲクーラ４０に用いられる冷媒はこれに限定されるものではない。例えばＥＧＲシステムは、内燃機関本体１１を冷却する冷媒とは別の冷媒をＥＧＲクーラ４０用の冷媒として用いてもよい。また冷媒の種類は、特に限定されるものではない。例えば冷媒として、水、不凍液等を用いることができる。本実施例においては、冷媒として水を用いる。
【００３０】
図１（ｂ）は、ＥＧＲクーラ４０の内部の状態を模式的に示す図である。なお、図１（ｂ）において、後述する電極６５の図示は省略されている。ＥＧＲクーラ４０の内部には、排気が通過する通路である内部ガス通路４１と、冷媒が通過する通路である内部冷媒通路４２とが設けられている。内部ガス通路４１は、ＥＧＲ通路２０に連通している。それによりＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０を通過する排気は、ＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１に流入し、内部ガス通路４１を通過後にＥＧＲクーラ４０より下流側のＥＧＲ通路２０に再び流入し、その後吸気通路１３に流入する。
【００３１】
内部冷媒通路４２は、内部ガス通路４１の周囲に設けられている。内部冷媒通路４２には、冷媒が供給される穴である冷媒供給口４３と、冷媒が排出される穴である冷媒排出口４４とが設けられている。また内部ガス通路４１には、熱交換体４５が配置されている。熱交換体４５は、排気が通過可能な構造を有している。排気が通過可能な構造の詳細は、特に限定されるものではないが、本実施例に係る熱交換体４５は、排気が通過可能な構造の一例として、多孔質構造を有している。熱交換体４５が多孔質構造を有することによって、熱交換体４５は熱交換体４５を通過する排気に含まれるＨＣ、煤等の粒子状物質を捕集するフィルタとしての機能も有することができる。
【００３２】
熱交換体４５は、内部ガス通路４１を通過する排気と、内部冷媒通路４２を通過する冷媒と、の間で熱交換させる媒体としての機能を有している。具体的には内部ガス通路４１を通過する排気の熱は熱交換体４５によって奪われ、熱交換体４５の熱は内部冷媒通路４２の冷媒によって奪われる。それにより、内部ガス通路４１を通過する排気の熱は、熱交換体４５を熱交換の媒体として、内部冷媒通路４２の冷媒に奪われる。このようにしてＥＧＲクーラ４０は、ＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷媒によって効果的に冷却している。
【００３３】
熱交換体４５の材質は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、熱交換体４５の材質として、電気が供給されることで昇温する材質を用いる。この場合、熱交換体４５は、電気が供給されることで昇温するヒータとしての機能も有していることになる。その結果、本実施例に係る熱交換体４５は、電気が供給された場合に、ＥＧＲクーラ４０を昇温させる昇温手段としての機能を発揮することができる。
【００３４】
このような材質の一例として、本実施例においてはセラミックスを主成分とする材質を用いる。すなわち、本実施例に係る熱交換体４５の材質の主成分はセラミックスである。セラミックスの種類は特に限定されるものではなく、炭化珪素（ＳｉＣ）、コージェライト等を用いることができる。特に炭化珪素は、排気に対する耐腐食性が高い点において好ましい。そこで本実施例においては、熱交換体４５の材質の主成分として炭化珪素を用いる。なお、熱交換体４５の材質の主成分が炭化珪素であるとは、熱交換体４５の材質が１００％炭化珪素であってもよく、炭化珪素以外に他の不純物を含んでいてもよいことを意味している。
【００３５】
また熱交換体４５には、排気を浄化する触媒である排気浄化触媒が担持されている。排気浄化触媒の種類は特に限定されるものではなく、例えば貴金属等の酸化触媒を用いることができる。貴金属の例として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｒｄ）等を用いることができる。本実施例においては排気浄化触媒の一例として、白金を用いる。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、冷媒通路５０は、ＥＧＲクーラ４０と内燃機関本体１１とを連通している。冷媒通路５０は、内燃機関本体１１を経由後の冷媒をＥＧＲクーラ４０に導くとともに、ＥＧＲクーラ４０を経由後の冷媒を内燃機関本体１１へ導く通路である。具体的には冷媒通路５０は、内燃機関本体１１に形成された冷媒通路であるウォータジャケットの冷媒排出口とＥＧＲクーラ４０の冷媒供給口４３とを連通するとともに、ＥＧＲクーラ４０の冷媒排出口４４とウォータジャケットの冷媒供給口とを連通している。冷媒は、ウォータジャケットを通過することで内燃機関本体１１を冷却した後に冷媒通路５０を通過してＥＧＲクーラ４０の内部冷媒通路４２に流入し、ＥＧＲクーラ４０において排気の熱を奪うことでＥＧＲ通路２０の排気を冷却し、次いで冷媒通路５０を通過して内燃機関本体１１のウォータジャケットに流入する。
【００３７】
電気供給装置６０は、ＥＧＲクーラ４０の熱交換体４５に電気を供給する装置である。電極６５は、熱交換体４５に接続されている。電気供給装置６０は、電線によって電極６５に電気的に接続されている。この構成により、電気供給装置６０は、電線および電極６５を介して熱交換体４５に電気を供給している。電気供給装置６０の動作は、制御装置１００が制御する。電気供給装置６０の具体的な構成は特に限定されるものではなく、制御装置１００によって制御可能な公知の電気供給装置を用いることができる。本実施例においては、電気供給装置６０の一例として、バッテリと、制御装置１００からの指示を受けてバッテリからの電気供給の開始、電気供給の停止および電気供給量の調整を行う回路（ドライバ）と、を備えたものを用いる。
【００３８】
前述したように本実施例に係る熱交換体４５は、電気が供給された場合に昇温する材質によって構成されていることから、制御装置１００からの指示を受けて電気供給装置６０が熱交換体４５に電気を供給した場合、熱交換体４５は昇温する。その結果、ＥＧＲクーラ４０も昇温する。制御装置１００からの指示を受けて電気供給装置６０が熱交換体４５への電気供給を停止した場合、熱交換体４５の昇温は停止する。その結果、ＥＧＲクーラ４０の昇温も停止する。
【００３９】
すなわち本実施例に係る熱交換体４５および電気供給装置６０は、ＥＧＲクーラ４０を昇温させる昇温手段としての機能を有している。但し、昇温手段の構成はこれに限定されるものではない。例えば、仮に熱交換体４５の材質として、電気が供給されることで昇温可能な材質を用いない場合（例えばステンレス等）、ＥＧＲクーラ４０は、熱交換体４５とは別に、電気が供給されることで昇温するヒータを備えていてもよい。この場合、電気供給装置６０はヒータに電気を供給することになる。この構成の場合、電気供給装置６０およびヒータが昇温手段としての機能を有することになる。
【００４０】
第１バイパス通路７０は、ＥＧＲクーラ４０よりも上流側のＥＧＲ通路２０の排気をＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０よりも下流側のＥＧＲ通路２０に導入する通路である。本実施例に係る第１バイパス通路７０は、一例として、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０よりも上流側の部分と、ＥＧＲクーラ４０よりも下流側であって内燃機関本体１１の内部に挿通している部分よりも上流側の部分と、を連通している。
【００４１】
流量調整弁８０は、第１バイパス通路７０に配置されている。流量調整弁８０は、第１バイパス通路７０を通過する排気の流量（以下、排気バイパス流量と称する場合がある）を調整する弁である。流量調整弁８０は、第１バイパス通路７０の開度を０％から所定のパーセントの範囲で調整することで、ＥＧＲクーラ４０をバイパスする排気の流量である排気バイパス流量を、ゼロから所定量の範囲で調整する。流量調整弁８０が第１バイパス通路７０の開度を０％にした場合、第１バイパス通路７０を通過する排気バイパス流量はゼロになる。また流量調整弁８０が第１バイパス通路７０の開度を上昇させるほど、第１バイパス通路７０を通過する排気バイパス流量は多くなる。流量調整弁８０の動作は、制御装置１００が制御する。
【００４２】
すなわち、本実施例に係る第１バイパス通路７０および流量調整弁８０は、ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気をＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０より下流側のＥＧＲ通路２０へ導入するバイパス手段としての機能を有している。なお、第１バイパス通路７０における排気バイパス流量が多くなるほど、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量は少なくなる。よって、第１バイパス通路７０における排気バイパス流量を調整することで、ＥＧＲクーラ４０への排気の流入量を調整することができる。したがって、第１バイパス通路７０および流量調整弁８０は、ＥＧＲクーラ４０への排気の流入量を調整する排気流入量調整手段としての機能も有していることになる。
【００４３】
第２バイパス通路７５は、ＥＧＲクーラ４０より上流側の冷媒通路５０の冷媒を、ＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０より下流側の冷媒通路５０に導入する通路である。三方弁８５は、第２バイパス通路７５の冷媒通路５０への接続点に配置されている。三方弁８５は、内燃機関本体１１を経由後の冷媒の流動先を、第２バイパス通路７５とＥＧＲクーラ４０との間で切り替える弁である。すなわち、第２バイパス通路７５および三方弁８５は、ＥＧＲクーラ４０より上流側の冷媒通路５０の冷媒をＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０より下流側の冷媒通路５０へ導入するバイパス手段としての機能を有している。三方弁８５の動作は、制御装置１００が制御する。
【００４４】
第２バイパス通路７５を通過する冷媒の流量（以下、冷媒バイパス流量と称する場合がある）が多くなるほど、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量は少なくなり、冷媒バイパス流量が少なくなるほど、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量は多くなる。よって、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量を調整することで、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整することができる。したがって、第２バイパス通路７５および三方弁８５は、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整する冷媒流入量調整手段としての機能も有していることになる。
【００４５】
なおＥＧＲシステムは、三方弁８５を備える構成に代えて、流量調整弁が第２バイパス通路７５に配置された構成を備えていてもよい。この構成によっても、流量調整弁によって第２バイパス通路７５における冷媒バイパス流量を調整することができる。その結果、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整することができる。
【００４６】
各種センサは、制御装置１００の制御に必要な情報を検出するセンサである。図１においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ９０が図示されている。クランクポジションセンサ９０は、内燃機関本体１１のクランク角を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。また内燃機関１０は、各種センサとして、内燃機関システム５が搭載された車両のアクセルの開度を検出するアクセルポジションセンサ（図示せず）も備えている。アクセルポジションセンサは、アクセル開度を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。なお内燃機関１０は、各種センサとして、上述したセンサ以外のセンサも備えているが、これらの詳細は制御装置１００の説明の中で説明する。
【００４７】
制御装置１００は、内燃機関本体１１、ＥＧＲバルブ３０、電気供給装置６０、流量調整弁８０および三方弁８５を制御する制御部と、制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部とを有している。制御装置１００として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置１００の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能は、ＣＰＵ１０１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ１０２およびＲＡＭ１０３によって実現される。
【００４８】
制御部は、クランクポジションセンサ９０およびアクセルポジションセンサの検出結果に基づいて内燃機関本体１１の動作を制御する。具体的には制御部は、クランクポジションセンサ９０の検出結果に基づいて取得したクランク角に基づいて、所定のタイミングで内燃機関本体１１に燃料が噴射されるように燃料噴射手段（例えば燃料噴射弁）を制御することで、内燃機関本体１１の運転状態を制御する。また制御部は、アクセルポジションセンサの検出結果に基づいて取得したアクセル開度に基づいて、内燃機関本体１１に要求される負荷を取得し、取得した要求負荷に応じて内燃機関本体１１の燃料噴射量、内燃機関本体１１に吸入される吸気流量等を制御することで内燃機関本体１１の運転状態を制御する。
【００４９】
また制御部は、所定のＥＧＲバルブ開条件が満たされた場合、ＥＧＲバルブ３０を開に制御する。それにより、内燃機関本体１１の排気は、ＥＧＲ通路２０および吸気通路１３を経由して内燃機関本体１１に再循環される。排気が内燃機関本体１１に再循環されることで、内燃機関本体１１における燃焼温度を低下させて、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００５０】
ＥＧＲバルブ開条件としては特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、内燃機関本体１１の負荷が所定負荷より高いとの条件を用いる。この場合、記憶部は所定負荷を記憶しておき、制御部は内燃機関本体１１の負荷が記憶部の所定負荷以上であると判定した場合に、ＥＧＲバルブ開条件が満たされたとして、ＥＧＲバルブ３０を開に制御する。
【００５１】
続いて制御装置１００の電気供給装置６０、流量調整弁８０および三方弁８５の制御の詳細について説明する。まず、制御装置１００がこれらの制御を行う背景について説明し、次いでこれらの制御内容について説明する。まず、排気には、ＨＣ（ハイドロカーボン）、煤等の粒子状物質が含まれている。この排気に含まれる粒子状物質がＥＧＲクーラ４０を通過する際にＥＧＲクーラ４０に堆積する場合がある。具体的には、粒子状物質がＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１および熱交換体４５に堆積する場合がある。この場合、ＥＧＲクーラ４０に堆積した物質（以下、堆積物と称する場合がある）によってＥＧＲクーラ４０の冷却性能が低下するおそれがある。この場合、排気の冷却が不十分となり、その結果、エミッション悪化の抑制が困難になるおそれがある。そこで、制御部はＥＧＲクーラ４０の堆積物を酸化分解させる再生処理を実行する。この再生処理において制御部は、電気供給装置６０、流量調整弁８０および三方弁８５の制御を行う。
【００５２】
具体的には制御部は、所定の再生開始条件が満たされた場合、ＥＧＲクーラ４０の再生処理を実行する。所定の再生開始条件の詳細は、後述する図２において説明する。本実施例に係る制御部は、再生処理において、ＥＧＲクーラ４０が昇温するようにＥＧＲクーラ４０に電気を供給する昇温制御を実行する。具体的には制御部は、再生開始条件が満たされる前において、電気供給装置６０による熱交換体４５への電気供給を停止させておく。制御部は、再生開始条件が満たされた場合、熱交換体４５に電気が供給されるように電気供給装置６０を制御する。
【００５３】
熱交換体４５への電気供給が行われることによって、熱交換体４５は昇温する。その結果、ＥＧＲクーラ４０も昇温する。すなわち本実施例に係る制御部は、昇温制御において、熱交換体４５に電気を供給することで、熱交換体４５にＥＧＲクーラ４０を昇温させる昇温手段としての機能を発揮させている。ＥＧＲクーラ４０が昇温することで、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解を促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０を再生することができる。
【００５４】
さらに本実施例に係る制御部は、昇温制御において、熱交換体４５への電気供給に加えて、ＥＧＲクーラ４０へ流入する冷媒流量が、昇温制御の実行前（すなわち再生開始条件が満たされる前）に比較して減少するように、三方弁８５を制御する。具体的には、制御部は、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するように三方弁８５を制御する。より具体的には制御部は、第２バイパス通路７５の開度が昇温制御の実行前に比較して増加するように三方弁８５を制御する。この制御が行われることにより、ＥＧＲクーラ４０の冷却能力を減少させることができる。その結果、ＥＧＲクーラ４０の温度をより上昇させることができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。
【００５５】
また本実施例に係る制御部は、再生処理において、昇温制御が実行された場合に、ＥＧＲクーラ４０をバイパスする排気バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するように流量調整弁８０を制御する排気バイパス制御をさらに実行する。ここで、仮に再生処理において昇温制御のみが実行された場合、ＥＧＲクーラ４０によってＥＧＲ通路２０の排気が加熱される結果、内燃機関本体１１に再循環する排気の温度が過度に上昇するおそれがある。この場合、排気の再循環による燃焼温度上昇の抑制が困難となり、その結果、エミッション悪化の抑制が困難になるおそれがある。これに対して本実施例に係る制御装置１００によれば、排気バイパス制御の実行によって、昇温したＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を減少させることができる。それにより、内燃機関本体１１に再循環する排気の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００５６】
また制御部は、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させる。ここで、仮に制御部が流量調整弁８０の開度を全開（開度１００％）に制御することで第１バイパス通路７０の開度を１００％にした場合、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロになるおそれがある。そこで、本実施例に係る制御部は、排気バイパス制御において第１バイパス通路７０の開度がゼロから１００％より小さい値の範囲内になるように流量調整弁８０の開度をゼロから１００％より小さい値の範囲内で制御することで、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させている。
【００５７】
さらに制御部は、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解に要する酸素量（以下、必要酸素量と称する場合がある）を算出し、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が算出された必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御する。
【００５８】
制御部による必要酸素量の具体的な算出手法は、特に限定されるものではないが、本実施例に係る制御部は、一例として以下の手法によって、必要酸素量を算出する。まず、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の量は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差と相関関係を有している。具体的にはＥＧＲクーラ４０の堆積物の量が多いほど、ＥＧＲクーラ４０を排気が通過し難くなることから、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差は大きくなる傾向がある。そこで本実施例に係る制御部は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差に基づいて、必要酸素量を算出する。
【００５９】
この場合、制御装置１００の記憶部は、必要酸素量を、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差に関連付けて規定したマップを記憶しておく。このマップにおいて、必要酸素量は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差が大きくなるほど、大きな値となるように規定されている。制御部は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差を取得し、取得された圧力差に対応する必要酸素量を記憶部のマップから抽出することで、必要酸素量を算出する。なお、必要酸素量の具体的な物理量は、特に限定されるものではなく、単位時間当たりの体積（ｍ３／ｓ）、単位時間当たりの質量（ｇ／ｓ）等を用いることができる。本実施例においては、必要酸素量の物理量の一例として、単位時間当たりの体積を用いる。
【００６０】
また、制御部によるＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差の具体的な取得手法は、特に限定されるものではない。本実施例に係る制御部は、一例として、センサの検出結果に基づいてこの圧力差を取得する。この場合、内燃機関１０は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側の圧力を検出する第１圧力センサと、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より下流側の圧力を検出する第２圧力センサとを備えている。第１圧力センサおよび第２圧力センサは、検出結果を制御部に伝える。制御部は、第１圧力センサの検出結果と第２圧力センサの検出結果との差を算出することで、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差を取得する。
【００６１】
また、制御部によるＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御する具体的手法は、特に限定されるものではない。本実施例に係る制御部は、一例として以下の手法を用いる。まず制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気中の酸素濃度に基づいてＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量を取得する。この場合、内燃機関１０は、内燃機関本体１１から排出される排気中の酸素濃度を検出するためのセンサを備えている。本実施例においては、このセンサの一例として酸素センサを用いる。酸素センサは、内燃機関本体１１から排出される排気中の酸素濃度を検出し、検出結果を制御部に伝える。酸素センサの配置箇所は、特に限定されるものではなく、例えば排気通路１４、ＥＧＲ通路２０等を用いることができる。本実施例に係る酸素センサは、一例として排気通路１４に配置されているものとする。
【００６２】
また制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量（単位時間当たりの体積：ｍ３／ｓ）を、内燃機関本体１１に吸入される吸気流量、ＥＧＲバルブ３０の開度および流量調整弁８０の開度に基づいて取得する。なお制御部は、内燃機関本体１１に吸入される吸気流量を、吸気通路１３に配置されたエアフロメータの検出結果に基づいて取得する。制御部は、取得されたＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量と、酸素センサの検出結果に基づいて取得したＥＧＲ通路２０を通過する排気中の酸素濃度と、に基づいて、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量を取得する。具体手的には制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量とＥＧＲ通路２０を通過する排気中の酸素濃度との積を算出することによって、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量を取得する。
【００６３】
そして制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が、前述した手法によって算出された必要酸素量となるように、流量調整弁８０を制御する。具体的には制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量よりも少ない場合には、流量調整弁８０の開度を減少させることで第１バイパス通路７０の排気バイパス流量を減少させてＥＧＲクーラ４０を通過する排気流量を増大させる。一方、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量より多い場合には、制御部は流量調整弁８０の開度を増大させることで第１バイパス通路７０の排気バイパス流量を増大させてＥＧＲクーラ４０を通過する排気流量を減少させる。以上の手法によって、本実施例に係る制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御している。
【００６４】
図２は、制御装置１００が再生処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００は、図２のフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。なお図２のフローチャートのスタート時点において、ＥＧＲバルブ３０は開になっているものとする。まず制御装置１００の制御部は、再生開始条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。再生開始条件は、特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、内燃機関本体１１の負荷が所定負荷よりも低いとの条件を用いる。この所定負荷は、記憶部が記憶しておく。
【００６５】
制御部による内燃機関本体１１の負荷の取得手法は、特に限定されるものではない。例えば制御部は、内燃機関本体１１の回転数、内燃機関本体１１に吸入される吸気流量、内燃機関本体１１の燃料噴射量等に基づいて内燃機関本体１１の負荷を取得することができる。なお内燃機関本体１１の回転数は、クランクポジションセンサ９０の検出結果に基づいて取得することができる。内燃機関本体１１の吸気流量は、吸気通路１３に配置されたエアフロメータの検出結果に基づいて取得することができる。
【００６６】
本実施例に係る制御部は、一例として、内燃機関本体１１の回転数に基づいて内燃機関本体１１の負荷を取得する。この場合、所定負荷として、所定回転数を用いる。すなわち本実施例に係る制御部は、ステップＳ１０において、内燃機関本体１１の回転数が所定回転数よりも低いか否かを判定することで、再生開始条件が満たされたか否かを判定している。この場合、記憶部は所定回転数を記憶しておく。制御部は、クランクポジションセンサ９０の検出結果に基づいて内燃機関本体１１の回転数を取得し、取得した回転数が記憶部の所定回転数より低いか否かを判定し、低いと判定された場合に再生開始条件が満たされたと判定する。
【００６７】
但し再生開始条件は、これに限定されるものではない。例えば再生開始条件として、ＥＧＲ通路２０を通過する排気の温度が所定温度より低いとの条件を用いてもよい。この場合、記憶部はこの所定温度を記憶しておく。また、この場合、内燃機関１０は、ＥＧＲ通路２０を通過する排気の温度を検出する温度センサ（排気温度センサと称する）を備えている。制御部は、排気温度センサの検出結果に基づいて排気の温度を取得し、取得された排気の温度が記憶部の所定温度より低いと判定した場合に、再生開始条件が満たされたと判定する。
【００６８】
あるいは、再生開始条件として、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差が所定の圧力基準値以上となったとの条件を用いてもよい。この場合、記憶部は圧力基準値を記憶しておく。また、この場合、内燃機関１０は、前述したＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側の圧力を検出する第１圧力センサと、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より下流側の圧力を検出する第２圧力センサとを備えている。制御部は第１圧力センサの検出結果と第２圧力センサの検出結果との差を算出することでＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側と下流側との圧力差を取得し、取得した圧力差が記憶部の圧力基準値以上となったと判定した場合に、再生開始条件が満たされたと判定する。
【００６９】
ステップＳ１０において再生開始条件が満たされたと判定された場合、制御部は、昇温制御を実行するとともに排気バイパス制御を実行する（ステップＳ２０）。具体的には制御部は、昇温制御において、熱交換体４５へ電気が供給されるように電気供給装置６０を制御するとともに、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するように三方弁８５を制御する。また制御部は、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０をバイパスする排気バイパス流量が、昇温制御の実行前に比較して増加するように流量調整弁８０を制御する。さらに制御部は、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させる。さらに制御部は、排気バイパス制御において、必要酸素量を算出し、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御する。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００７０】
ステップＳ１０において再生開始条件が満たされたと判定されなかった場合、制御部は、昇温制御の実行を停止させるともに、排気バイパス制御の実行も停止させる（ステップＳ３０）。具体的には、制御部は、熱交換体４５への電気供給が停止するように電気供給装置６０を制御するともに、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量がステップＳ２０の実行前の状態に戻るように三方弁８５を制御することで、昇温制御の実行を停止させる。また制御部は、第１バイパス通路７０の排気バイパス流量がステップＳ２０の実行前の状態に戻るように流量調整弁８０を制御することで、排気バイパス制御の実行を停止させる。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００７１】
以上説明したように、本実施例に係る制御装置１００によれば、昇温制御の実行によって、ＥＧＲクーラ４０を昇温させてＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解を促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０を再生することができる。また、排気バイパス制御の実行によって、昇温したＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を減少させることができる。それにより、内燃機関本体１１に再循環する排気の温度が過度に上昇することを抑制することができる。その結果、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００７２】
また本実施例によれば、熱交換体４５は電気が供給されることで昇温する材質によって構成されていることで電気が供給された場合に昇温手段としての機能を発揮することができ、また制御部は、昇温制御において熱交換体４５に電気を供給することで（具体的には熱交換体４５に電気が供給されるように電気供給装置６０を制御することで）、熱交換体４５に昇温手段としての機能を発揮させている。
【００７３】
この構成によれば、熱交換体４５に電気が供給されていない場合には、熱交換体４５を熱交換の媒体として、ＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷媒によって効果的に冷却することができる。具体的には、ＥＧＲ通路２０を通過する排気の熱を熱交換体４５が奪い、熱交換体４５の熱を冷媒が奪うことによって、ＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷媒によって効果的に冷却することができる。また、熱交換体４５が昇温手段としての機能を発揮した場合、ＥＧＲクーラ４０を昇温させることができる。それにより、熱交換体４５とは別に、電気が供給されることで昇温するヒータをさらに備えることなく、ＥＧＲクーラ４０を昇温させることができる。その結果、内燃機関１０の部品点数を少なくすることができる。
【００７４】
また熱交換体４５の材質の主成分は炭化珪素であることから、熱交換体４５が排気によって腐食することを効果的に抑制することができる。
【００７５】
また制御部は、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させている。ここで、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロの場合よりもＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロでない場合の方が、排気に含まれる酸素によってＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。したがって、この構成によれば、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロになるまで排気バイパス流量を増加させる場合に比較して、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０の再生速度を早めることができる。
【００７６】
また制御部は、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解に要する必要酸素量を算出し、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が算出された必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御していることから、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解に要する酸素量を確保しつつ、昇温されたＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を抑制してエミッションの悪化を効果的に抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施例において制御部は、昇温制御において、熱交換体４５に電気を供給する制御に加えて、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するように三方弁８５も制御しているが、これに限定されるものではない。制御部は、昇温制御において第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量を昇温制御の実行前に比較して増加させなくてもよい。しかしながら本実施例のように、昇温制御において第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量を昇温制御の実行前に比較して増加させた方が、そうでない場合に比較して、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。
【００７８】
（変形例１）
本変形例に係る制御装置（以下、制御装置１００ａと称する）は、実施例１に係る再生処理において、さらに所定の条件が満たされた場合に排気バイパス制御を実行する点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本変形例においては、排気バイパス制御を実行する所定の条件として、昇温制御の実行後においてＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上になったとの条件を用いる。本変形例に係る制御装置１００ａの他の構成は、実施例１に係る制御装置１００と同様であり、制御装置１００ａが適用される内燃機関１０および内燃機関システム５の構成も実施例１と同様である。
【００７９】
図３は、制御装置１００ａが再生処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００ａは、図３のフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。図３のフローチャートは、ステップＳ２０に代えて、ステップＳ２１、ステップＳ２２およびステップＳ２３を備えている点において図２に係るフローチャートと異なっている。
【００８０】
まず制御装置１００ａの制御部は、再生開始条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の内容は、図２のステップＳ１０と同様のため、説明を省略する。ステップＳ１０において再生開始条件が満たされたと判定されなかった場合、制御部は昇温制御を停止させ、排気バイパス制御を停止させる（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の内容は、図２のステップＳ３０と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ１０において再生開始条件が満たされたと判定された場合、制御部は昇温制御を実行する（ステップＳ２１）。昇温制御の内容は、実施例１において説明した内容と同様である。具体的には本変形例に係る制御部は、昇温制御において、熱交換体４５へ電気が供給されるように電気供給装置６０を制御し、且つ第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量が昇温制御の実行前に比較して増加するように三方弁８５を制御する。
【００８２】
次いで制御部は、ＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の具体的な実行手法は特に限定されるものではないが、本変形例においては以下の手法を用いる。まず、本変形例に係る制御部は、ＥＧＲクーラ４０の温度を温度センサの検出結果に基づいて算出する。この場合、本変形例に係る内燃機関１０は、ＥＧＲクーラ４０の温度を検出する温度センサとして、第１の温度センサを備えている。第１の温度センサは、検出結果を制御部に伝える。ＥＧＲクーラ４０の温度として、ＥＧＲクーラ４０の具体的にどの部位の温度を用いるかは、特に限定されるものではない。ＥＧＲクーラ４０の温度として、ＥＧＲクーラ４０の熱交換体４５の温度、ＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１の温度、ＥＧＲクーラ４０の内部冷媒通路４２の外壁部の温度（ＥＧＲクーラ４０の外枠部材の温度）等、ＥＧＲクーラ４０の各部位の温度を用いることができる。本変形例においては、ＥＧＲクーラ４０の温度の一例として、ＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１の温度を用いる。この場合、第１の温度センサは、ＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１の温度を検出し、検出結果を制御部に伝える。
【００８３】
また本変形例においては、ステップＳ２２における所定温度の一例として、ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気の温度を用いる。この場合、本変形例に係る内燃機関１０は、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側の部分に、この部分の排気温度を検出する第２の温度センサを備えている。第２の温度センサは、ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ４０より上流側の部分の排気温度を検出し、検出結果を制御部に伝える。制御部は、第２の温度センサの検出結果に基づいて取得した排気温度を、所定温度とする。制御部は、第１の温度センサの検出結果に基づいて取得されたＥＧＲクーラ４０の温度が第２の温度センサの検出結果に基づいて取得された排気温度以上となったか否かを判定することで、ステップＳ２２を実行する。
【００８４】
なおステップＳ２２における所定温度は、ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気の温度に限定されるものではない。所定温度として、予め所定の値（定数）を記憶部に記憶させておいてもよい。この場合、制御部はステップＳ２２において、第１の温度センサの検出結果に基づいてＥＧＲクーラ４０の温度を取得するとともに、取得されたＥＧＲクーラ４０の温度が記憶部に予め記憶された所定温度以上となったか否かを判定する。
【００８５】
また制御部によるＥＧＲクーラ４０の温度の取得手法は、温度センサを用いてＥＧＲクーラ４０の温度を取得する手法に限定されるものではない。例えば制御部は、ＥＧＲクーラ４０の温度をＥＧＲクーラ４０の温度と相関関係を有する指標（例えば、内燃機関本体１１の負荷、ＥＧＲ通路２０の排気流量、熱交換体４５への電気供給量、ＥＧＲクーラ４０への冷媒供給量等）に基づいて推定することで取得してもよい。また制御部によるＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度の取得手法も、温度センサによって取得する手法に限定されるものではない。例えば制御部は、ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度を、この排気温度と相関関係を有する指標（例えば、内燃機関本体１１の負荷、ＥＧＲ通路２０の排気流量等）に基づいて推定することで取得してもよい。
【００８６】
ステップＳ２２においてＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度（ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度）以上であると判定されなかった場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ２２においてＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上であると判定された場合、制御部は排気バイパス制御を実行する（ステップＳ２３）。
【００８７】
排気バイパス制御の内容は、実施例１において説明した排気バイパス制御と同様である。すなわち、排気バイパス制御において本変形例に係る制御部は、ＥＧＲクーラ４０をバイパスする排気バイパス流量が、昇温制御の実行前に比較して増加するように流量調整弁８０を制御する。さらに制御部は、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させる。さらに制御部は、必要酸素量を算出し、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御する。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００８８】
本変形例に係る制御装置１００ａにおいても、昇温制御の実行によって、ＥＧＲクーラ４０を昇温させてＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解を促進させることができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０を再生することができる。また、排気バイパス制御の実行によって、昇温したＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を減少させることができる。それにより、内燃機関本体１１に再循環する排気の温度が過度に上昇することを抑制することができる。その結果、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００８９】
また制御装置１００ａによれば、制御部は、排気バイパス制御を昇温制御の実行後においてＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上になったとの条件が満たされた場合に実行している（ステップＳ２２、ステップＳ２３）。それにより、昇温制御の実行後においてＥＧＲクーラ４０の温度が上昇して所定温度以上になるまでの間は排気バイパス制御を実行せず、ＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上になった場合に排気バイパス制御を実行してＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を減少させることができる。その結果、ＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上になるまでの間は、ＥＧＲクーラ４０による排気の冷却効果を優先的に発揮させてエミッションの悪化を抑制し、ＥＧＲクーラ４０の温度が所定温度以上になった場合にＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量減少による排気の温度上昇抑制効果を優先的に発揮させて、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００９０】
ここで、昇温制御が実行された場合であっても、仮にＥＧＲクーラ４０の温度がＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度よりも低い場合には、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を減少させなくてもＥＧＲクーラ４０によって排気を冷却してエミッションの悪化を抑制することができる。この点、制御装置１００ａによれば、ステップＳ２２における所定温度として、ＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度を用いており、その結果、排気バイパス制御を、昇温制御の実行後においてＥＧＲクーラ４０の温度がＥＧＲクーラ４０より上流側のＥＧＲ通路２０の排気温度以上となったとの条件が満たされた場合に実行している。それにより、排気の流量の減少が必要なときに排気の流量を減少させてエミッションの悪化を抑制できる。その結果、排気の流量の減少が必要でないときであっても排気の流量を減少させる場合に比較して、エミッションの悪化をより適切に抑制することができる。
【００９１】
なお本変形例においても、熱交換体４５は電気が供給されることで昇温する材質によって構成されていることで電気が供給された場合に昇温手段としての機能を発揮し、制御部は昇温制御において熱交換体４５に電気を供給することで熱交換体４５に昇温手段としての機能を発揮させている。それにより、熱交換体４５に電気が供給されていない場合には、熱交換体４５を熱交換の媒体として、ＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷媒によって効果的に冷却することができる。また、熱交換体４５が昇温手段としての機能を発揮した場合、ＥＧＲクーラ４０を昇温させることができる。それにより、熱交換体４５とは別に、電気が供給されることで昇温するヒータをさらに備えることなく、ＥＧＲクーラ４０を昇温させることができる。その結果、内燃機関１０の部品点数を少なくすることができる。
【００９２】
また本変形例においても、熱交換体４５の材質の主成分は炭化珪素であることから、熱交換体４５が排気によって腐食することを効果的に抑制することができる。また制御装置１００ａは昇温制御において、熱交換体４５に電気を供給する制御に加えて、第２バイパス通路７５の冷媒バイパス流量を昇温制御の実行前に比較して増加させていることから、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。
【００９３】
また本変形例においても、制御装置１００ａは、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロにならない範囲内で排気バイパス流量を増加させていることから、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量がゼロになるまで排気バイパス流量を増加させる場合に比較して、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解をより促進させることができる。また制御装置１００ａは、ＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解に要する必要酸素量を算出し、排気バイパス制御において、ＥＧＲクーラ４０を通過する排気に含まれる酸素量が算出された必要酸素量となるように流量調整弁８０を制御していることから、排気バイパス制御においてＥＧＲクーラ４０の堆積物の酸化分解に要する酸素量を確保しつつ、昇温されたＥＧＲクーラ４０を通過する排気の流量を抑制してエミッションの悪化を効果的に抑制することができる。
【００９４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
５  内燃機関システム
１０  内燃機関
１１  内燃機関本体
２０  ＥＧＲ通路
３０  ＥＧＲバルブ
４０  ＥＧＲクーラ
４５  熱交換体
５０  冷媒通路
７０  第１バイパス通路
７５  第２バイパス通路
８０  流量調整弁
８５  三方弁
１００  制御装置
【図１】
2013160102.tif 000003
【図２】
2013160102.tif 000004
【図３】
2013160102.tif 000005