(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない部品点数で多数のＥＧＲ流路を実現できると共に、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量を再循環させることができるエンジンのＥＧＲシステムを提供する。【解決手段】過給機のタービン５Ｔの下流側における排気通路４２とコンプレッサ５Ｃの上流側における給気通路を接続する共有ＥＧＲ通路６と、共有ＥＧＲ通路に第１分岐部６１および第１分岐部よりも排気通路側にある第２分岐部６２と、コンプレッサの下流側における給気通路３２から分岐される共に、第１分岐部において共有ＥＧＲ通路と接続されるコンプレッサ迂回通路３６と、タービンの上流側における排気通路４１から分岐されると共に、第２分岐部において共有ＥＧＲ通路と接続されるタービン迂回通路４６と、第１分岐部を通過する流体を制御する給気側バルブ装置と、第２分岐部を通過する流体を制御する排気側バルブ装置を備える。【選択図】図１
2016109072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが流れる排気通路に設けられるタービンと給気が流れる給気通路に設けられるコンプレッサからなる過給機を備えるエンジンのＥＧＲシステムであって、
前記タービンの下流側における前記排気通路と前記コンプレッサの上流側における前記給気通路を接続する共有ＥＧＲ通路と、
前記共有ＥＧＲ通路における分岐路となる第１分岐部および前記第１分岐部よりも前記排気通路側にある第２分岐部と、
前記第１分岐部と前記第２分岐部の間において前記共有ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラと、
前記コンプレッサの下流側における前記給気通路から分岐される共に、前記第１分岐部において前記共有ＥＧＲ通路と接続されるコンプレッサ迂回通路と、
前記タービンの上流側における前記排気通路から分岐されると共に、前記第２分岐部において前記共有ＥＧＲ通路と接続されるタービン迂回通路と、
前記第１分岐部を通過する流体の流れ方向を制御するよう構成される給気側バルブ装置と、
前記第２分岐部を通過する流体の流れ方向を制御するよう構成される排気側バルブ装置と、
前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御する制御実行部を含むよう構成されるバルブ制御装置を備えることを特徴とするエンジンのＥＧＲシステム。
【請求項２】
前記バルブ制御装置は、
前記コンプレッサの作動状態を確認するコンプレッサ作動状態確認部を、さらに含み、
前記コンプレッサ作動状態確認部によって前記コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、前記制御実行部は、前記コンプレッサの下流側における前記給気通路を流れる前記給気の少なくとも一部が前記コンプレッサ迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記コンプレッサの上流側おける前記給気通路に流れることが可能となるように前記給気側バルブ装置を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲシステム。
【請求項３】
前記バルブ制御装置は、
前記過給機の回転数であるターボ回転数を確認するターボ回転数確認部を、さらに含み、
前記ターボ回転数確認部によって前記ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、前記制御実行部は、前記タービンの上流側における前記排気通路を流れる前記排気ガスの少なくとも一部が前記タービン迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記タービンの下流側における前記排気通路に流れることが可能となるように前記排気側バルブ装置を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲシステム。
【請求項４】
前記バルブ制御装置は、
前記排気通路から前記給気通路への前記排気ガスの再循環の要否を判定するＥＧＲ判定部と、
前記排気ガスを再循環するための前記排気通路から前記給気通路に至る流路であるＥＧＲ流路をエンジン回転数とエンジントルクからなる作動マップに基づいて決定するＥＧＲ流路決定部と、をさらに含み、
前記ＥＧＲ判定部によって前記排気ガスの再循環が必要と判定される場合には、前記制御実行部は、前記ＥＧＲ流路決定部によって決定される前記ＥＧＲ流路を形成するように前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲシステム。
【請求項５】
前記バルブ制御装置は、
前記コンプレッサの作動状態を確認するコンプレッサ作動状態確認部と、
前記過給機の回転数であるターボ回転数を確認するターボ回転数確認部と、
前記排気通路から前記給気通路への前記排気ガスの再循環の要否を判定するＥＧＲ判定部と、
前記排気ガスを再循環するための前記排気通路から前記給気通路を至る流路であるＥＧＲ流路をエンジン回転数とエンジントルクからなる作動マップに基づいて決定するＥＧＲ流路決定部と、をさらに含み、
前記制御実行部は、
前記コンプレッサ作動状態確認部によって前記コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、前記コンプレッサの下流側における前記給気通路を流れる前記給気の少なくとも一部が前記コンプレッサ迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記コンプレッサの上流側おける前記給気通路に流れることが可能となるように前記給気側バルブ装置を制御するよう構成され、且つ、
前記ターボ回転数確認部によって前記ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、前記タービンの上流側における前記排気通路を流れる前記排気ガスの少なくとも一部が前記タービン迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記タービンの下流側における前記排気通路に流れることが可能となるように前記排気側バルブ装置を制御するよう構成され、且つ、
前記ＥＧＲ判定部によって前記排気ガスの再循環が必要と判定される場合には、前記ＥＧＲ流路決定部によって決定される前記ＥＧＲ流路を形成するように前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲシステム。
【請求項６】
前記排気側バルブ装置は、
前記タービン迂回通路に設けられる第１排気側バルブと、
前記共有ＥＧＲ通路において前記第２分岐部と前記排気通路の間に設けられる第２排気側バルブとからなり、
前記給気側バルブ装置は、
前記コンプレッサ迂回通路に設けられる第１給気側バルブと、
前記共有ＥＧＲ通路において前記第１分岐部と前記給気通路の間に設けられる第２給気側バルブとからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジンのＥＧＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンのＥＧＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンのＥＧＲシステムが知られており、例えば、ディーゼルエンジンにおいては、厳しさが増す排ガス規制の中、エンジンアウトでＮＯｘを削減する手段として用いられている。また、ガソリン・ガスエンジンにおいてはＮＯｘ削減とともにノッキング抑制の手段としてＥＧＲシステムが用いられている。
【０００３】
このＥＧＲシステムにおいては、エンジンからの排気ガスの一部がエンジンに接続される排気通路から給気通路に再循環されるように、排気通路と給気通路はＥＧＲ通路によって接続されるが、ＥＧＲ通路の接続態様に応じてＥＧＲシステムを分類することができる。すなわち、過給機のタービン入口からコンプレッサ出口に再循環されるＨＰＬ−ＥＧＲと、タービン出口からコンプレッサ入口に入れるＬＰＬ−ＥＧＲと、タービン入口からコンプレッサ入口に入れるＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲなどである。また、ＨＰＬ−ＥＧＲとＬＰＬ−ＥＧＲを併用したＤｕａｌ−ＥＧＲシステムもある。
【０００４】
そして、特許文献１では、各ＥＧＲシステムが有する長所と短所に鑑み、エンジンの運転条件において高いＥＧＲ率を確保するために、ＥＧＲガスが再循環される流路を運転条件に応じて切替えるシステムが提案されている。具体的には、特許文献１では、エンジンの運転条件に応じて、ＬＰＬ−ＥＧＲとＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲの切替えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６９２２６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、特許文献１が開示するＥＧＲシステムでは、低負荷、低回転で有利なＨＰＬ−ＥＧＲを実現することができない。また、ＥＧＲシステムとして行うコンプレッサのサージングへの対応やタービンの回転数制御についての開示は一切ない。
【０００７】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、少ない部品点数で多数のＥＧＲ流路を実現できると共に、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量を再循環させることができ、ＮＯｘ排出量や燃費低減を実現することができるエンジンのＥＧＲシステム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】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジンのＥＧＲシステムは、
排気ガスが流れる排気通路に設けられるタービンと給気が流れる給気通路に設けられるコンプレッサからなる過給機を備えるエンジンのＥＧＲシステムであって、
前記タービンの下流側における前記排気通路と前記コンプレッサの上流側における前記給気通路を接続する共有ＥＧＲ通路と、
前記共有ＥＧＲ通路における分岐路となる第１分岐部および前記第１分岐部よりも前記排気通路側にある第２分岐部と、
前記第１分岐部と前記第２分岐部の間において前記共有ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラと、
前記コンプレッサの下流側における前記給気通路から分岐される共に、前記第１分岐部において前記共有ＥＧＲ通路と接続されるコンプレッサ迂回通路と、
前記タービンの上流側における前記排気通路から分岐されると共に、前記第２分岐部において前記共有ＥＧＲ通路と接続されるタービン迂回通路と、
前記第１分岐部を通過する流体の流れ方向を制御するよう構成される給気側バルブ装置と、
前記第２分岐部を通過する流体の流れ方向を制御するよう構成される排気側バルブ装置と、
前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御する制御実行部を含むよう構成されるバルブ制御装置を備える。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、共有ＥＧＲ通路のみを経由する流路、または、共有ＥＧＲ通路と、コンプレッサ迂回通路またはタービン迂回通路の少なくとも一方とを経由する流路を含む排気ガスのための複数通りの流路が、排気側バルブ装置と給気側バルブ装置の制御によって形成される。また、ＥＧＲクーラは、排気通路から給気通路へ排気ガス（ＥＧＲガス）が再循環する際に必ず通過する部分である共有ＥＧＲ通路の第１分岐部と第２分岐部の間に配設される。このため、少ない部品点数で多数のＥＧＲ流路を実現できると共に、エンジンの運転条件や負荷変動に応じた排気ガスのための流路を適切に設定することができる。したがって、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができ、ＮＯｘ排出量の削減や燃費低減を実現することができる。なお、共有ＥＧＲ通路、コンプレッサ迂回通路およびタービン迂回通路の全てを通過しないような流路（給気通路および排気通路のみからなる流路）を含めると、この１通りの流路を含めた複数の流路のうちから１つの流路が選択されることになる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記バルブ制御装置は、
前記コンプレッサの作動状態を確認するコンプレッサ作動状態確認部を、さらに含み、
前記コンプレッサ作動状態確認部によって前記コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、前記制御実行部は、前記コンプレッサの下流側における前記給気通路を流れる給気の少なくとも一部が前記コンプレッサ迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記コンプレッサの上流側おける前記給気通路に流れることが可能となるように前記給気側バルブ装置を制御するよう構成される。
上記（２）の構成によれば、コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入する場合には、給気通路におけるコンプレッサの下流側から上流側に向けてコンプレッサをバイパスしながら給気が流通可能となるコンプレッサバイパス流路が、給気側バルブ装置が制御されることによって形成される。このため、コンプレッサがサージ領域で作動されることを防止しながら、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記バルブ制御装置は、
前記過給機の回転数であるターボ回転数を確認するターボ回転数確認部を、さらに含み、
前記ターボ回転数確認部によって前記ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、前記制御実行部は、前記タービンの上流側における前記排気通路を流れる前記排気ガスの少なくとも一部が前記タービン迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記タービンの下流側における前記排気通路に流れることが可能となるように前記排気側バルブ装置を制御するよう構成される。
上記（３）の構成によれば、ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、排気通路におけるタービンの上流側から下流側に向けてタービンをバイパスしながら排気ガスが流通可能となるタービンバイパス流路が、排気側バルブ装置が制御されることによって形成される。このように、排気側バルブ装置がウェストゲートバルブと同様の機能を果たすので、ウェストゲートバルブや可変ノズル機構などの過給機の回転を制御するための手段を別個に設けることなく、ターボ回転数を制御しながら、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記バルブ制御装置は、
前記排気通路から前記給気通路への前記排気ガスの再循環の要否を判定するＥＧＲ判定部と、
前記排気ガスを再循環するための前記排気通路から前記給気通路に至る流路であるＥＧＲ流路をエンジン回転数とエンジントルクからなる作動マップに基づいて決定するＥＧＲ流路決定部と、をさらに含み、
前記ＥＧＲ判定部によって前記排気ガスの再循環が必要と判定される場合には、前記制御実行部は、前記ＥＧＲ流路決定部によって決定される前記ＥＧＲ流路を形成するように前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御するよう構成される。
上記（１）に記載のエンジンのＥＧＲシステムにあっては、排気側バルブ装置および給気側バルブ装置を夫々制御することにより、排気ガスを再循環するための排気通路から給気通路に至る流路であるＥＧＲ流路が複数パターン形成される。
上記（４）の構成によれば、排気通路から給気通路への排気ガス再循環が必要な場合には、複数パターンのＥＧＲ流路のうちからエンジンの運転条件に適したＥＧＲ流路が決定される。これによって、エンジンの運転条件やその変動に応じて適切なＥＧＲ流路が形成されるので、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００１３】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記バルブ制御装置は、
前記コンプレッサの作動状態を確認するコンプレッサ作動状態確認部と、
前記過給機の回転数であるターボ回転数を確認するターボ回転数確認部と、
前記排気通路から前記給気通路への前記排気ガスの再循環の要否を判定するＥＧＲ判定部と、
前記排気ガスを再循環するための前記排気通路から前記給気通路を至る流路であるＥＧＲ流路をエンジン回転数とエンジントルクからなる作動マップに基づいて決定するＥＧＲ流路決定部と、をさらに含み、
前記制御実行部は、
前記コンプレッサ作動状態確認部によって前記コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、前記コンプレッサの下流側における前記給気通路を流れる前記給気の少なくとも一部が前記コンプレッサ迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記コンプレッサの上流側おける前記給気通路に流れることが可能となるように前記給気側バルブ装置を制御するよう構成され、且つ、
前記ターボ回転数確認部によって前記ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、前記タービンの上流側における前記排気通路を流れる前記排気ガスの少なくとも一部が前記タービン迂回通路から前記共有ＥＧＲ通路を通過して前記タービンの下流側における前記排気通路に流れることが可能となるように前記排気側バルブ装置を制御するよう構成され、且つ、前記ＥＧＲ判定部によって前記排気ガスの再循環が必要と判定される場合には、前記ＥＧＲ流路決定部によって決定される前記ＥＧＲ流路を形成するように前記排気側バルブ装置および前記給気側バルブ装置を制御するよう構成される。
上記（５）の構成によれば、コンプレッサの作動状態の確認、ターボ回転数の確認、ＥＧＲ流路の決定が行われた後に、排気側バルブ装置と給気側バルブ装置は制御される。すなわち、コンプレッサの作動状態がサージ領域に侵入するか否か、ターボ回転数が目標回転数よりも大きいか否か、ＥＧＲの要否及びエンジンの運転状態に適したＥＧＲ流路を考慮した上で、複数の流路の中から１つの流路が選択される。このため、エンジンの運転条件や負荷変動に応じた適切な流路が形成されることにより、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００１４】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、
前記排気側バルブ装置は、
前記タービン迂回通路に設けられる第１排気側バルブと、
前記共有ＥＧＲ通路において前記第２分岐部と前記排気通路の間に設けられる第２排気側バルブとからなり、
前記給気側バルブ装置は、
前記コンプレッサ迂回通路に設けられる第１給気側バルブと、
前記共有ＥＧＲ通路において前記第１分岐部と前記給気通路の間に設けられる第２給気側バルブとからなる。
上記（６）の構成によれば、排気側および給気側に夫々設けられる各２つのバルブを制御することにより、排気ガスの流れ方向と共に流量を制御できるので、エンジンの運転条件やその変動に応じて適切な流路が設定されると共に排気ガスの流量が制御されるので、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、少ない部品点数で多数のＥＧＲ流路を実現できると共に、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量を再循環させることができ、ＮＯｘ排出量削減や燃費低減を実現することができるエンジンのＥＧＲシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンのＥＧＲシステムの構成を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な１つ目の流路（ＨＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図２Ｂ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な２つ目の流路（ＬＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図２Ｃ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な３つ目の流路（ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図３Ａ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な４つ目の流路（コンプレッサバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図３Ｂ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な５つ目の流路（コンプレッサバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図３Ｃ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な６つ目の流路（コンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図４Ａ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な７つ目の流路（タービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図４Ｂ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な８つ目の流路（タービンバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図４Ｃ】図１に示されるエンジンのＥＧＲシステムによって実現可能な９つ目の流路（タービンバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ）を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバルブ制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るエンジンの作動マップの一例を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るコンプレッサの作動状態マップの一例を説明する図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係るバルブ制御装置による排気ガスが通過される流路の流路決定フローを説明する図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係るバルブ制御装置による排気ガスが通過される流路のうちコンプレッサバイパスを含む流路の流路決定フローを説明する図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態に係るバルブ制御装置による排気ガスが通過される流路のうちタービンバイパスを含む流路の流路決定フローを説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るエンジンのＥＧＲシステムのエンジンの運転条件に応じた流路設定を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
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。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンのＥＧＲシステム１（以下、ＥＧＲシステム１）の構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、ＥＧＲシステム１は、エンジン２と、給気通路３と、排気通路４と、コンプレッサ５Ｃとタービン５Ｔからなる過給機５（排気タービン過給機）と、第１分岐部６１と第２分岐部６２を有する共有ＥＧＲ通路６と、給気側バルブ装置３４と、排気側バルブ装置４４と、バルブ制御装置８とを備える。
【００１９】
エンジン２は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリン・ガスエンジンなどである。そして、エンジン２には給気通路３と排気通路４が接続されており、ＥＧＲシステム１の外部からの新気Ｆｓを含む吸入空気（給気Ｆｉ）をこの給気通路３を介してエンジン２内部の各気筒に吸入する。また、エンジン２の燃焼室で給気Ｆｉ（酸素）と共に燃料を燃焼し、燃焼によって発生する燃焼ガスを上記の排気通路４によりＥＧＲシステム１の外部に排出する。なお、図１の例示では、６気筒の多気筒エンジン２が例示されているが、これには限定されず、気筒数は任意である。
【００２０】
給気通路３は給気Ｆｉが流れる通路であり、エンジン２の各気筒へ給気Ｆｉを分配するための給気マニホールドや給気管などにより構成される。そして、図１の例示のように、給気通路３には、その上流側からの給気Ｆｉを圧縮するための過給機５のコンプレッサ５Ｃが接続される。また、給気通路３におけるコンプレッサ５Ｃの下流にはインタークーラ３７が設けられており、コンプレッサ５Ｃにより圧縮される給気Ｆｉが膨張しようとするために生じる空気密度の低下を回避するために給気Ｆｉの冷却を行うように構成されている。なお、給気通路３には、後述する共有ＥＧＲ通路６とコンプレッサ迂回通路３６が接続されるが、スロットルバルブ（不図示）は、共有ＥＧＲ通路６が接続される給気通路３の位置よりも上流側に設けられても良い。
【００２１】
排気通路４は排気ガスＦｅが流れる通路であり、エンジン２の各気筒からの排気を束ねる排気マニホールドや排気管などにより構成される。そして、排気通路４には、過給機５のタービン５Ｔが接続される。なお、排気通路４には、後述する共有ＥＧＲ通路６とタービン迂回通路４６が接続されるが、排気ガスＦｅの浄化のための触媒は、共有ＥＧＲ通路６が接続される排気通路４の位置よりも下流側に設けられても良い。
【００２２】
過給機５は、上述のように、排気通路４に設けられるタービン５Ｔと給気通路３に設けられるコンプレッサ５Ｃからなる。コンプレッサ５Ｃとタービン５Ｔとは、それぞれ一本の回転軸５２の両端に連結されている。そして、タービン５Ｔには、エンジン２からの排気ガスＦｅが排気通路４における上流側（タービン入口通路４１）から流入し、排気ガスＦｅの流れによるエネルギーによって回転駆動される。タービン５Ｔが回転駆動されると、回転軸５２の他端に接続されたコンプレッサ５Ｃも回転駆動される。コンプレッサ５Ｃが回転駆動されることで、コンプレッサ５Ｃの上流側（コンプレッサ入口通路３１）からコンプレッサ５Ｃに流入する給気Ｆｉは圧縮され、コンプレッサ５Ｃの下流側（コンプレッサ出口通路３２）に送出される。なお、排気ガスＦｅは、タービン５Ｔを回転駆動させた後に排気通路４におけるタービン５Ｔの下流側（タービン出口通路４２）に流出する。
【００２３】
共有ＥＧＲ通路６は、過給機５よりもエンジン２から離れたところで、排気ガスＦｅや給気Ｆｉなどの流体が通過可能となるように給気通路３と排気通路４を接続する。すなわち、共有ＥＧＲ通路６は、タービン５Ｔの下流側における排気通路４とコンプレッサ５Ｃの上流側における給気通路３を接続する。
また、共有ＥＧＲ通路６は、共有ＥＧＲ通路６における分岐路となる第１分岐部６１と、この第１分岐部よりも排気通路４に近い側である排気通路４側にある第２分岐部６２を有している。そして、第１分岐部６１と第２分岐部６２の間において共有ＥＧＲ通路６にはＥＧＲクーラ６４が設けられる。このＥＧＲクーラ６４は、高温の排気ガスＦｅの温度を下げるためのもので、排気ガスＦｅを冷却することで排気ガスＦｅの密度を高めるために用いられる。なお、共有ＥＧＲ通路６の第１分岐部６１と第２分岐部６２の間に設けられていれば、物理的に１つであっても良いし、複数のＥＧＲクーラ６４から構成されても良い。
そして、この第１分岐部６１および第２分岐部６２には、それぞれ、コンプレッサ迂回通路３６と、タービン迂回通路４６が接続されている。
【００２４】
コンプレッサ迂回通路３６は、コンプレッサ５Ｃによって圧縮された給気Ｆｉがコンプレッサ５Ｃを迂回しながら上流側に再度戻されたり、排気ガスＦｅが、コンプレッサ５Ｃを迂回しながら共有ＥＧＲ通路６からコンプレッサ５Ｃの下流に流れるための通路であり、コンプレッサ５Ｃの下流側における給気通路３から分岐されると共に、上記の第１分岐部６１において共有ＥＧＲ通路６と接続される。言い換えると、コンプレッサ迂回通路３６は、コンプレッサ出口通路３２と第１分岐部６１とを接続する。また、コンプレッサ出口通路３２におけるコンプレッサ迂回通路３６の接続位置は、図１の例示では、インタークーラ３７の上流側となっている。このように、インタークーラ３７の上流からライン（コンプレッサ迂回通路３６）を取ることで、コンプレッサ５Ｃ直後の圧力を逃がすことが可能としており、サージ領域に侵入した際の圧力比を下げる応答性を高めている。
【００２５】
また、タービン迂回通路４６は、エンジン２からの排気ガスＦｅがタービン５Ｔを迂回して流れるための通路であり、タービン５Ｔの上流側における排気通路４から分岐されると共に、第２分岐部６２において共有ＥＧＲ通路６と接続される。言い換えると、タービン迂回通路４６は、タービン入口通路４１と共有ＥＧＲ通路６の第２分岐部６２とを接続する。
【００２６】
そして、給気側バルブ装置３４および排気側バルブ装置４４は、コンプレッサ迂回通路３６、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６の各通路における流体（排気ガスＦｅや給気Ｆｉなど）の流れ方向を制御する。また、給気側バルブ装置３４と排気側バルブ装置４４はバルブ制御装置８（制御実行部８１）からの命令に従って制御される。
【００２７】
このバルブ制御装置８は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）であっても良い。さらに、エンジン２を制御するエンジン制御ＥＣＵなどの周知のＥＣＵに設けられても良く、新たなＥＣＵとして別個に設けられても良い。
【００２８】
図１の例示では、給気側バルブ装置３４は、コンプレッサ迂回通路３６に設けられる第１給気側バルブ３４ａと、共有ＥＧＲ通路６において第１分岐部６１と給気通路３の間に設けられる第２給気側バルブ３４ｂとからなる。また、排気側バルブ装置４４は、タービン迂回通路４６に設けられる第１排気側バルブ４４ａと共有ＥＧＲ通路６において第２分岐部６２と排気通路４の間に設けられる第２排気側バルブ４４ｂとからなる。なお、他の幾つかの実施形態では、給気側バルブ装置３４と排気側バルブ装置４４はそれぞれ第１分岐部６１と第２分岐部６２に設けられる三方弁でも良い。また、給気側バルブ装置３４（第１給気側バルブ３４ａ、第２給気側バルブ３４ｂ）と排気側バルブ装置４４（第１排気側バルブ４４ａ、第２排気側バルブ４４ｂ）は、通路を全閉または全開するように構成された仕切弁であっても良い。また、中間開度で使用されることで通路を流れる排気ガスの流量を制御することが可能な流量制御弁であっても良い。このような構成によれば、排気側および給気側に夫々設けられる各２つのバルブを制御することにより、排気ガスＦｅの流れ方向と共に流量を制御できる。
【００２９】
上記の構成によれば、給気側バルブ装置３４と排気側バルブ装置４４を制御することによって、コンプレッサ迂回通路３６、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６うちの少なくとも１つを排気ガスＦｅが通過可能となる。すなわち、ＥＧＲシステム１は、給気側バルブ装置３４と排気側バルブ装置４４とを夫々制御することで、複数通りの排気ガスＦｅの流路を実現することができる。例えば、ＥＧＲシステム１には、図２Ａ〜図４Ｃに例示されるような９通りの流路が形成される。
【００３０】
図２Ａ〜図４Ｃは、幾つかの実施形態における、ＥＧＲシステム１によって形成される複数通り（９通り）の排気ガスＦｅの流路を説明するための図である。
【００３１】
図２Ａの例示では、ＥＧＲシステム１にはＨＰＬ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは開かれている。このため、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６に分流可能であり、タービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能になっている。また、第２排気側バルブ４４ｂは閉じられており、共有ＥＧＲ通路６を経由した第２分岐部６２とタービン出口通路４２との間の排気ガスＦｅの流れは禁止されている。
一方、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは開かれており、排気ガスＦｅは共有ＥＧＲ通路６からタービン迂回通路４６を経由してコンプレッサ出口通路３２に流れることが可能になっている。また、第２給気側バルブ３４ｂは閉じられており、共有ＥＧＲ通路６を経由した第１分岐部６１とコンプレッサ入口通路３１との間の排気ガスＦｅの流れは禁止されている。
【００３２】
このＨＰＬ−ＥＧＲ方式によれば、タービン５Ｔを通過する前の高圧の排気ガスＦｅがタービン入口通路４１からコンプレッサ出口通路３２に還流される。すなわち、排気通路４からの高圧の排気ガスＦｅは、コンプレッサ５Ｃの下流にある高圧側の給気通路３に還流された後に、コンプレッサ５Ｃによって圧縮された給気Ｆｉと合流されて、給気Ｆｉとしてエンジン２に流入される。このため、比較的低負荷なエンジン２の運転条件でもＨＰＬ−ＥＧＲ方式によるＥＧＲライン（この場合は、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６、コンプレッサ迂回通路３６を通過する流路からなる流路）前後の差圧を確保することができるので、ＥＧＲガス量を多く還流できる。このため、幾つかの実施形態では、低速低負荷領域のエンジン２の運転条件で使用される。
【００３３】
図２Ｂの例示では、エンジン２のＥＧＲシステム１にはＬＰＬ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは閉じられており、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６への排気ガスＦｅの流れは禁止されている。また、第２排気側バルブ４４ｂは開かれており、共有ＥＧＲ通路６を経由した第２分岐部６２とタービン出口通路４２との間の排気ガスＦｅの流れは許可されている。
一方、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは閉じられており、コンプレッサ迂回通路３６を経由した共有ＥＧＲ通路６とコンプレッサ出口通路３２との間の流れは禁止されている。また、第２給気側バルブ３４ｂは開かれており、排気ガスＦｅは、共有ＥＧＲ通路６を経由して第１分岐部６１から給気通路３のコンプレッサ入口通路３１に流れるこが可能に設定されている。
【００３４】
このＬＰＬ−ＥＧＲ方式によれば、タービン５Ｔを通過した後の低圧の排気ガスＦｅがタービン出口通路４２からコンプレッサ入口通路３１に還流される。すなわち、排気通路４からの低圧の排気ガスＦｅは、コンプレッサ５Ｃ上流にある低圧側の給気通路３に還流された後に、新気Ｆｓと合流されて給気Ｆｉとしてコンプレッサ５Ｃに流入される。このため、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式や後述するＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲと比較してＥＧＲガスの温度を低く抑えることができ、燃焼温度をより低くすることができる。また、タービン５Ｔでエネルギーを回収した後の排気ガスＦｅを還流させるため、タービン５Ｔの仕事量を減少させることがない。ただし、ＥＧＲライン（この場合は、共有ＥＧＲ通路６の全長を通過する流路からなる流路）前後の差圧を大きくとることができないため、ＬＰＬ−ＥＧＲ方式によるＥＧＲラインへ流路を切替える時から流量が安定するまでの遅れ時間がＨＰＬ−ＥＧＲ方式やＨＰｔｏＬＰ−ＥＧよりも長くなる。このため、幾つかの実施形態では、ＥＧＲライン前後の差圧を大きくとることができる、中負荷領域から高負荷領域のエンジン２の運転条件で使用される。
【００３５】
図２Ｃの例示では、ＥＧＲシステム１にはＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは開かれている。このため、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６に分流可能であり、タービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能になっている。また、第２排気側バルブ４４ｂは閉じられており、共有ＥＧＲ通路６を経由した第２分岐部６２とタービン出口通路４２との間の排気ガスＦｅの流れは禁止されている。
一方、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは閉じられており、排気ガスＦｅが、共有ＥＧＲ通路６からコンプレッサ迂回通路３６を経由してコンプレッサ出口通路３２に流れることは禁止されている。また、第２給気側バルブ３４ｂは開かれており、排気ガスＦｅは、共有ＥＧＲ通路６を経由して第１分岐部６１からコンプレッサ入口通路３１に流れることが可能となっている。
【００３６】
ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式によれば、タービン５Ｔを通過する前の高圧の排気ガスＦｅがタービン入口通路４１からコンプレッサ入口通路３１に還流される。すなわち、排気通路４からの高圧の排気ガスＦｅは、コンプレッサ５Ｃ上流にある低圧側の給気通路３に還流された後に、新気Ｆｓと合流されて給気Ｆｉとしてコンプレッサ５Ｃに流入される。このため、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式やＬＰＬ−ＥＧＲ方式よりもＥＧＲライン（この場合は、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６を通過する流路からなる流路）前後の差圧を大きく取ることができ、ＥＧＲガスを大量に還流することができる。ただし、排気ガスＦｅの少なくとも一部がタービン５Ｔをパイパスして流れることにより過給機５の仕事量が減少するため、高い過給圧が必要な高負荷時には適さない。このため、幾つかの実施形態では、必要とされる給気量が比較的少なく、高いＥＧＲ率が必要となるエンジン２の運転条件である中低速・中低負荷の領域で使用される。
【００３７】
次の図３Ａ〜図３Ｃの例示では、ＥＧＲシステム１には、コンプレッサバイパスを含むＥＧＲ流路が設定される。このコンプレッサバイパスとは、図３Ａに例示されるように、排気ガスＦｅが、コンプレッサ５Ｃを通過することなく、コンプレッサ出口通路３２からコンプレッサ迂回通路３６を通過し、共有ＥＧＲ通路６を経てコンプレッサ入口通路３１に戻ることが可能な流路である。
【００３８】
図３Ａの例示では、上述の、ＥＧＲシステム１には、コンプレッサバイパスのみからなる流路であるコンプレッサバイパス方式が形成されている。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは閉じられており、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６に分流する排気ガスＦｅの流れは禁止されている。また、第２排気側バルブ４４ｂも閉じられており、共有ＥＧＲ通路６の第２分岐部６２と排気通路４（タービン出口通路４２）の間の排気ガスＦｅの流れも禁止されている。すなわち、排気ガスＦｅは、途中で分流することなく、タービン入口通路４１からタービン５Ｔを通過してタービン出口通路４２に流れるようになっている。
一方、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは開かれている。すなわち、給気Ｆｉは、コンプレッサ出口通路３２からコンプレッサ迂回通路３６に分流可能であり、コンプレッサ迂回通路３６を経由して第１分岐部６１に流れることが可能になっている。また、第２給気側バルブ３４ｂも開かれており、共有ＥＧＲ通路６を経由して第１分岐部６１からコンプレッサ入口通路３１に給気Ｆｉが流れることが可能になっている。
【００３９】
このタービンバイパス方式によれば、コンプレッサ５Ｃを通過する給気Ｆｉの通過流量とタービン５Ｔの回転数を維持したまま、コンプレッサ５Ｃの圧力比を下げることができるため、コンプレッサ５Ｃのサージングを防止することができる。このため、幾つかの実施形態では、アイドル運転からエンジン２の負荷を上げた場合に、過給機５による過給圧が上がりすぎることによって、コンプレッサ５Ｃがサージ領域に侵入することを防止することに使用される。
【００４０】
図３Ｂの例示では、ＥＧＲシステム１には、コンプレッサバイパス方式と共にＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている（コンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式）。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは開かれた状態にあり、逆に、第２排気側バルブ４４ｂは閉じられた状態にある。また、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａと第２給気側バルブ３４ｂとは共には開かれた状態にある。これによって、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能となっている。また、給気通路３に環流済みのＥＧＲガスを含む給気Ｆｉは、コンプレッサ出口通路３２からコンプレッサ迂回通路３６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能となっている。そして、上記の２方向からのＥＧＲガスと給気Ｆｉは、さらに第１分岐部６１を通過してコンプレッサ入口通路３１に流れることが可能となっている。
【００４１】
このコンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式によれば、コンプレッサバイパス方式と同様に、給気Ｆｉの流量とタービン５Ｔの回転数を維持したまま、コンプレッサ５Ｃの圧力比を下げることができる。このため、コンプレッサ５Ｃのサージングを防止することができると共に、ＥＧＲガスの還流もできる。このコンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式は、幾つかの実施形態では、アイドル運転からエンジン２の負荷を上げた場合に、過給機５による過給圧が上がりすぎることによってコンプレッサ５Ｃがサージ領域に侵入することを防止しながらＥＧＲガスを再循環したい場合に使用される。
【００４２】
図３Ｃの例示では、ＥＧＲシステム１には、コンプレッサバイパス方式と共にＬＰＬ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている（コンプレッサバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ方式）。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは閉じられた状態にあり、逆に、第２排気側バルブ４４ｂは開かれた状態にある。また、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａと第２給気側バルブ３４ｂとは共には開かれた状態にある。これによって、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６への分流が禁止される一方で、タービン出口通路４２から共有ＥＧＲ通路６の第２分岐部６２を経由して第１分岐部６１に流れることが可能になっている。また、給気Ｆｉは、コンプレッサ出口通路３２からコンプレッサ迂回通路３６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能となっている。そして、上記の２方向からのＥＧＲガスと給気Ｆｉは、さらに第１分岐部６１を経由してコンプレッサ入口通路３１に流れることが可能となっている。
【００４３】
このコンプレッサバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ方式によれば、コンプレッサバイパス方式と同様に、給気Ｆｉの流量とタービン５Ｔの回転数を維持したまま、コンプレッサ５Ｃの圧力比を下げることができ、コンプレッサ５Ｃのサージングを防止すると共に、ＥＧＲガスを環流することができる。また、コンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式とは異なり、タービン５Ｔでエネルギーを回収した後の排気ガスＦｅを還流させるため、タービン５Ｔの仕事量を減少させることがない。このため、幾つかの実施形態では、アイドル運転からエンジン２の負荷を上げた場合に、過給機５による過給圧が上がりすぎることによってコンプレッサ５Ｃがサージ領域で運転されるのを防止しながらＥＧＲガスを導入したい場合に使用される。
【００４４】
次の図４Ａ〜図４Ｃの例示では、ＥＧＲシステム１には、タービンバイパスを含むＥＧＲ流路が設定される。タービンバイパスとは、図４Ａに例示されるように、排気ガスＦｅが、タービン５Ｔを通過することなく、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６を通過し、共有ＥＧＲ通路６を経てタービン出口通路４２に戻ることが可能な流路である。
【００４５】
図４Ａの例示では、上述の、ＥＧＲシステム１には、タービンバイパスのみからなる流路であるタービンバイパス方式が形成されている。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａは開かれている。このため、排気ガスＦｅは、排気通路４（タービン入口通路４１）からタービン迂回通路４６に分流可能であり、タービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能になっている。また、第２排気側バルブ４４ｂも開かれており、排気ガスＦｅは、共有ＥＧＲ通路６を経由して第２分岐部６２からタービン出口通路４２へ流れることが可能になっている。
一方、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは閉じられており、排気ガスＦｅが、共有ＥＧＲ通路６からコンプレッサ迂回通路３６を経由してコンプレッサ出口通路３２に流れることは禁止されている。また、第２給気側バルブ３４ｂも閉じられており、共有ＥＧＲ通路６を経由した第１分岐部６１とコンプレッサ入口通路３１との間の排気ガスＦｅの流れも禁止されている。
【００４６】
タービンバイパス方式によれば、排気ガスＦｅの少なくとも一部がタービン迂回通路４６に分流されることにより、タービン５Ｔに流入するエネルギーを減らすことができ、ウェストゲート（ＷＧ）バルブと同等の効果を実現することができる。このため、幾つかの実施形態では、エンジン２の負荷を下げた場合において、目標回転数を超える不必要なタービン５Ｔの回転を回避するためや、低温時に給気量の増大によるタービン５Ｔの過回転を防ぐために使用される。また、ＷＧバルブを不要とすることができる。
【００４７】
図４Ｂの例示では、ＥＧＲシステム１には、タービンバイパス方式と共にＨＰＬ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている（タービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式）。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａと第２排気側バルブ４４ｂは共に開かれた状態にある。また、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは開かれており、逆に、第２給気側バルブ３４ｂは閉じられている。これによって、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能となっている。また、第２分岐部６２からは、共有ＥＧＲ通路６を通過してタービン出口通路４２へ向かう流路と、共有ＥＧＲ通路６の第１分岐部６１からコンプレッサ迂回通路３６を経由してコンプレッサ出口通路３２へ向かう流路の２つの方向に向けて排気ガスＦｅは流れることが可能となっている。
【００４８】
このタービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式によれば、タービンバイパス方式と同様にタービン５Ｔに流入するエネルギーを減らすことができると共に、タービン入口通路４１における高圧の排気ガスＦｅをコンプレッサ出口通路３２に還流できる。このため、幾つかの実施形態では、エンジン２の負荷を下げた場合に不必要なタービン仕事を防ぎつつ、ＥＧＲガスを導入する必要がある場合に使用される。
【００４９】
図４Ｃの例示では、ＥＧＲシステム１には、タービンバイパス方式と共にＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式の流路が形成されている（タービンバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式）。すなわち、排気側においては、第１排気側バルブ４４ａと第２排気側バルブ４４ｂは共に開かれた状態にある。また、給気側においては、第１給気側バルブ３４ａは閉じられており、逆に、第２給気側バルブ３４ｂは開かれている。これによって、排気ガスＦｅは、タービン入口通路４１からタービン迂回通路４６を経由して第２分岐部６２に流れることが可能となっている。また、第２分岐部６２からは、共有ＥＧＲ通路６を通過してタービン出口通路４２へ向かう流路と、共有ＥＧＲ通路６の第２分岐部６２から第１分岐部６１を経由してコンプレッサ入口通路３１へ向かう流路の２つの方向に向けて排気ガスＦｅは流れることが可能となっている。
【００５０】
このタービンバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式によれば、タービンバイパス方式と同様にタービン５Ｔに流入するエネルギーを減らすことができると共に、コンプレッサ入口通路３１にＥＧＲガスを還流できる。しかも、タービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式に比べて、ＥＧＲライン（この場合は、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６を通過する流路）前後の差圧が立ちやすいためＥＧＲガスを大量に還流できる。このため、幾つかの実施形態では、エンジン２の負荷を急激に下げた場合に使用される。
【００５１】
なお、ＥＧＲシステム１には、第１排気側バルブ４４ａ、第２排気側バルブ４４ｂ、第１給気側バルブ３４ａと第２給気側バルブ３４ｂの全てが閉じられた状態にある場合の流路も設定可能である。すなわち、この場合には、コンプレッサ迂回通路３６、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６の全ての通路への排気ガスＦｅの流れは禁止されることで、給気Ｆｉは、途中で分流することなく給気通路３を通過してエンジン２へ全て流れ、エンジン２からの排気ガスＦｅは、途中で分流することなく排気通路４を経由してＥＧＲシステム１の外部へ全て排出される。
【００５２】
上記の構成によれば、共有ＥＧＲ通路６、コンプレッサ迂回通路３６またはタービン迂回通路４６の少なくとも１つを経由する排気ガスＦｅのための複数通りの流路が、排気側バルブ装置４４と給気側バルブ装置３４の制御によって形成される。また、ＥＧＲクーラ６４は、排気通路４から給気通路３へ排気ガスＦｅ（ＥＧＲガス）が再循環する際に必ず通過する部分である共有ＥＧＲ通路６の第１分岐部６１と第２分岐部６２の間に配設される。このため、エンジンの運転条件や負荷変動に応じた排気ガスＦｅのための流路を適切に設定することができる。したがって、エンジン２の運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジン２に再循環させることができ、ＮＯｘ排出量の削減や燃費低減を実現することができる。なお、共有ＥＧＲ通路６、コンプレッサ迂回通路３６およびタービン迂回通路４６の全てを通過しないような流路（給気通路３および排気通路４のみからなる流路）を含めると、この１通りの流路を含めた複数の流路のうちから１つの流路が選択されることになる。
【００５３】
図１に示される実施形態では、バルブ制御装置８は、排気側バルブ装置４４および給気側バルブ装置３４を制御する制御実行部８１を備える。
他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、バルブ制御装置８は、コンプレッサ５Ｃの作動状態を確認するコンプレッサ作動状態確認部８２を、さらに含む。そして、バルブ制御装置８は、コンプレッサ作動状態確認部８２によってコンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、コンプレッサ５Ｃの下流側における給気通路３を流れる給気Ｆｉの少なくとも一部がコンプレッサ迂回通路３６から共有ＥＧＲ通路６を通過してコンプレッサ５Ｃの上流側おける給気通路３に流れることが可能となるように給気側バルブ装置３４を制御するよう構成される。
【００５４】
コンプレッサ作動状態確認部８２は、上記の通り、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入するか否かを判定することで、コンプレッサバイパス方式の要否を判定するよう構成されている。これと共に、コンプレッサ作動状態確認部８２はこの判定結果を制御実行部８１に入力するよう構成されている。このため、図５に例示されるように、コンプレッサ作動状態確認部８２にはコンプレッサ５Ｃの作動状態が入力される。
【００５５】
このコンプレッサ５Ｃの作動状態は、例えば、新気Ｆｓの流量である新気量と、大気圧とコンプレッサ５Ｃの出口の圧力との比である圧力比であっても良い。この場合には、上記の新気量は、空気量センサなどの流量検出手段３８により検出するよう構成されも良く、上記の圧力比は、圧力センサなどの圧力比検出手段３９によって検出するよう構成されても良い。つまり、流量検出手段３８と圧力比検出手段３９からの検出値が、コンプレッサ５Ｃの作動状態に関する情報としてコンプレッサ作動状態確認部８２に入力されても良い。
【００５６】
コンプレッサ作動状態確認部８２によるコンプレッサ５Ｃの作動状態の確認は、幾つかの実施形態では、入力されるコンプレッサ５Ｃの作動状態と作動状態マップ８７を比較することで行っても良い。作動状態マップ８７は周知なマップを用いることができ、例えば、新気量および上記の圧力比が入力される場合には、作動状態マップ８７は、新気量および上記の圧力比と作動状態マップを比較することでサージ領域への侵入判定が可能となっている。このサージ領域への侵入判定にあたっては、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域にある場合はもちろん、サージ領域に侵入する可能性が高いと予測される場合にサージ領域への侵入判定は肯定され、侵入すると判定されても良い。
【００５７】
図６は作動状態マップ８７の一例であり、新気量は横軸で示され、圧力比は縦軸で示されており、サージ領域は、サージラインＳＬの左側の領域となる。コンプレッサバイパス流路によって、コンプレッサ５Ｃによって圧縮された給気Ｆｉがコンプレッサ出口通路３２からコンプレッサ入口通路３１へ還流されることで、コンプレッサ入口通路３１を通過する給気量を増加したり、上記の圧力比を低下することで、コンプレッサ５Ｃの作動状態をサージ領域から離れるように変えることができる。なお、図６中の破線は、等回転数曲線ＥＬを示す。また、他の幾つかの実施形態では、例えば、低負荷状態からの負荷上昇や、高負荷状態から低負荷状態への変動など、エンジン２の負荷状態の変動状況などに応じてサージ領域への侵入判定を行っても良い。また、新気量は給気量（給気Ｆｉの流量）でも良い。
【００５８】
また、制御実行部８１は、コンプレッサ作動状態確認部８２によるサージ領域への侵入判定の判定結果の入力を受けて、この判定結果に応じた流路設定を行う。すなわち、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、ＥＧＲシステム１に形成される流路にはコンプレッサバイパス流路が含まれ、サージ領域に侵入しないと判定される場合には、コンプレッサバイパス流路は含まれないことになる。より具体的には、ＥＧＲシステム１には、サージ領域に侵入すると判定される場合には、コンプレッサバイパス方式コンプレッサバイパス方式を含む流路（例えば、図３Ａ〜図３Ｃ参照）のいずれかが形成され、逆に、サージ領域に侵入しないと判定される場合にはコンプレッサバイパス方式を含まない流路（例えば、図２Ａ〜図２Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ参照）のいずれかが形成される。
【００５９】
上記の構成によれば、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入する場合には、給気通路３におけるコンプレッサ５Ｃの下流側から上流側に向けてコンプレッサ５Ｃをバイパスしながら排気ガスＦｅが流通可能となるコンプレッサバイパス流路が、給気側バルブ装置３４が制御されることによって形成される。このため、コンプレッサ５Ｃがサージ領域で作動されることを防止しながら、エンジン２の運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００６０】
また、他の幾つかの形態では、図５に示されるように、バルブ制御装置８は、過給機５の回転数であるターボ回転数を確認するターボ回転数確認部８３を、さらに含む。そして、ターボ回転数確認部８３によってターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、制御実行部８１は、タービン５Ｔの上流側における排気通路４を流れる排気ガスＦｅの少なくとも一部がタービン迂回通路４６から共有ＥＧＲ通路６を通過してタービン５Ｔの下流側における排気通路４に流れることが可能となるように排気側バルブ装置４４を制御するよう構成される。
【００６１】
ターボ回転数確認部８３は、上記の通り、ターボ回転数と目標回転数を比較し、この比較による判定結果に応じてタービンバイパス方式の要否を判定するよう構成されている。すなわち、ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、過給圧の上昇を回避するために、タービンバイパス方式が必要と判断し、逆に、ターボ回転数が目標回転数以下の場合にはタービンバイパス方式は不要と判断する。これと共に、ターボ回転数確認部８３はこの判定結果を制御実行部８１に入力するよう構成されている。このため、ターボ回転数確認部８３は、図５に示されるように、ターボ回転数確認部８３にはターボ回転数に関する情報であるターボ回転数情報と、目標回転数に関する情報である目標回転数情報が入力される。
【００６２】
このターボ回転数情報は、ターボ回転数またはターボ回転数を推測（算出）するために必要な情報である。そして、幾つかの実施形態では、ターボ回転数確認部８３にはターボ回転数情報としてターボ回転数が入力される。この場合には、ターボ回転数は、過給機５の回転数を検出可能な回転数検出手段により直接検出し、ターボ回転数情報として入力されても良い。
また、他の幾つかの実施形態では、ターボ回転数確認部８３にはターボ回転数情報としてターボ回転数を算出するための情報が入力され、ターボ回転数確認部８３はこの入力情報からターボ回転数を算出する。
【００６３】
ターボ回転数の算出は、例えば、新気量と、大気圧（コンプレッサ５Ｃの入口の圧力）とコンプレッサ５Ｃの出口の圧力との比である圧力比から算出可能である。このため、ターボ回転数確認部８３によるターボ回転数の算出は、図１の例示のように、流量検出手段３８と圧力比検出手段３９（３９ａ、３９ｂ）からの検出値がターボ回転数情報として入力され、これに基づいてターボ回転数を算出しても良い。一般的には、外部ＥＧＲと過給機５を備えるエンジン２では、エンジンＥＣＵの燃料噴射量指示値、大気圧センサ、エンジン回転数Ｎｅ、新気Ｆｓの流量、および、給気マニホールドの圧力と温度を計測し、制御に用いている場合が多い。このため、このようにターボ回転数を算出するよう構成すれば、ＥＧＲシステム１のために新たなセンサを設けることなく、ターボ回転数の算出を行うことができる。
【００６４】
一方、目標回転数情報は、目標回転数または目標回転数を算出するのに必要な情報となる。また、目標回転数は、エンジン２に要求される出力に見合った過給圧を得るために必要とされる回転数であり、例えば、スロットルバルブの開度を決めるアクセルペダルの操作量に応じて目標回転数が決められても良い。これに加えて、目標回転数は、タービン５Ｔの破損につながるようなタービン５Ｔの過回転を回避するような回転数の範囲で決定されても良い。そして、幾つかの実施形態では、ターボ回転数確認部８３には目標回転数が入力される。他の幾つかの実施形態では、ターボ回転数確認部８３には目標回転数を算出するための情報が入力され、ターボ回転数確認部８３は、この入力情報から目標回転数を算出する。
【００６５】
また、制御実行部８１は、ターボ回転数確認部８３によるターボ回転数の判定結果の入力を受けて、この判定結果に応じて流路設定を設定する。すなわち、タービン５Ｔ（過給機５）の回転数が目標回転数よりも大きいと判定される場合には、ＥＧＲシステム１に形成される流路にはタービンバイパス流路が含まれ、タービン５Ｔ回転数が目標回転数以下と判定される場合には、タービンバイパス流路は含まれないことになる。より具体的には、ＥＧＲシステム１には、タービン５Ｔの回転数が目標回転数よりも大きいと判定される場合には、過給機５の回転数のさらなる上昇を回避するために、タービンバイパス方式を含む流路（例えば、図４Ａ〜図４Ｃ参照）のいずれかが形成され、逆に、ターボ回転数が目標回転数以下の場合にはタービンバイパス方式を含まない流路（例えば、図２Ａ〜図３Ｃ参照）のいずれかが形成される。
【００６６】
上記の構成によれば、ターボ回転数が目標回転数より大きいと判定される場合には、排気通路４におけるタービン５Ｔの上流側から下流側に向けてタービン５Ｔをバイパスしながら排気ガスＦｅが流通可能となるタービンバイパス流路が、排気側バルブ装置４４が制御されることによって形成される。このように、排気側バルブ装置４４がウェストゲートバルブと同様の機能を果たすので、ウェストゲートバルブやや可変ノズル機構などの過給機５の回転を制御するための手段を別個に設けることなく、ターボ回転数を制御しながら、エンジン２の運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００６７】
なお、上記の新気量を検出するための流量検出手段３８やコンプレッサの入口と出口の圧力比を検出するための圧力比検出手段３９のそれぞれの数や設置位置は任意である。
例えば、流量検出手段３８は、図１の例示では、共有ＥＧＲ通路６と給気通路３の接続箇所より上流側において給気通路３に設けられている。
一方、圧力比検出手段３９は、図１の例示では、共有ＥＧＲ通路６と給気通路３との接続箇所の上流側におけるコンプレッサ入口通路に設けられる大気圧を検出するための圧力検出手段３９ａと、コンプレッサ出口通路３２に設けられるコンプレッサ５Ｃの出口の圧力を検出するため圧力検出手段３９ｂによって構成される。さらに、図１に例示されるように、コンプレッサ５Ｃの出口の圧力を検出するための圧力検出手段３９ｂは、インタークーラ３７の下流側におけるコンプレッサ出口通路３２に設けられても良く、インタークーラ３７の下流側の圧力と新気量から算出される圧損を用いて算出しても良い。
【００６８】
また、他の幾つかの実施形態では、バルブ制御装置８は、排気通路４から給気通路３への排気ガスＦｅの再循環の要否を判定するＥＧＲ判定部８４と、排気ガスＦｅを再循環するための排気通路４から給気通路３を至る流路であるＥＧＲ流路をエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴからなる作動マップ８６に基づいて決定するＥＧＲ流路決定部８５と、をさらに含む。そして、ＥＧＲ判定部８４によって排気ガスＦｅの再循環が必要と判定される場合には、制御実行部８１は、ＥＧＲ流路決定部８５によって決定されるＥＧＲ流路を形成するように排気側バルブ装置４４および給気側バルブ装置３４を制御するよう構成される。
【００６９】
すなわち、ＥＧＲ判定部８４には、排気通路４から給気通路３への排気ガスＦｅの再循環の要否を判定するための再循環要否判定情報が入力される。再循環要否判定情報は、例えば、排気ガスＦｅの温度、ノックセンサー、ＮＯｘセンサなどの検出値であっても良い。また、ＥＧＲ流路決定部８５にはエンジン２の運転条件が入力されると共に、作動マップ８６が参照可能となっている。そして、エンジン２の運転条件を用いて作動マップ８６を参照すると、複数のＥＧＲ流路から１つの流路が選択可能となっている。
【００７０】
この作動マップ８６は、エンジン２の運転条件に応じて選択すべきＥＧＲ流路が得られるように構成されている。例えば、エンジン２の運転条件は、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴであっても良く、この場合の作動マップ８６は図７に例示されるようなものとなる。すなわち、図７に例示される作動マップ８６においては、横軸はエンジン回転数Ｎｅを示し、縦軸はエンジントルクＴを示す。そして、低負荷領域（ＮｅとＴの両方とも小さい領域）ではＨＰＬ−ＥＧＲ流路が選択され、高負荷領域（ＮｅとＴの両方が大きい領域）にはＬＰＬ−ＥＧＲ流路、中負荷領域（ＮｅとＴは、低負荷領域よりも大きく、高負荷領域より小さい）ではＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ流路が選択されるように構成されている。つまり、ＥＧＲ流路決定部８５に入力される運転条件（エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴ）を図７にプロットした際の交点が、上記の３つの方式で分割される領域のどの領域に該当するかで選択すべきＥＧＲ流路が得られる。なお、エンジン回転数Ｎｅは、エンジンの回転数を検出可能な回転数検出手段２２によって検出されても良い。また、エンジントルクＴは、トルクセンサにより検出しても良いし、燃料噴射量に基づいて算出しても良い。
【００７１】
上記の構成によれば、排気通路４から給気通路３への排気ガスＦｅの再循環が必要な場合には、排気ガスＦｅを再循環するための排気通路４から給気通路３に至る流路であるＥＧＲ流路の複数のうちからエンジン２の運転条件に適したＥＧＲ流路が決定される。これによって、エンジン２の運転条件やその変動に応じて適切な流路が形成されるので、エンジン２の運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００７２】
また、他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、制御実行部８１には、コンプレッサ作動状態確認部８２、ターボ回転数確認部８３、ＥＧＲ流路決定部８５からの出力が入力されるように構成されても良い。これによって、制御実行部８１には、ＥＧＲ流路、コンプレッサバイパス流路の要否、タービンバイパス流路の要否の３つの情報が入力されることになり、図８Ａ〜図８Ｃに例示されるように、これらの入力情報に基づいて排気ガスＦｅのための複数の流路からエンジン２の運転条件に最も適した流路を１つ選択することができる。そして、制御実行部８１は、給気側バルブ装置３４と排気側バルブ装置４４を制御することで、選択された流路をＥＧＲシステム１に形成する。
【００７３】
図８Ａ〜図８Ｃは、幾つかの実施形態における、ＥＧＲシステム１によって実現すべき流路の流路決定フローを説明する図である。図８Ａは、全体の流路決定フローを説明する図である。また、図８Ｂは、図８Ａにおけるコンプレッサバイパスを含む流路決定（ステップＳ８２０）の詳細を説明し、図８Ｃは、図８Ａにおけるタービンバイパスを含む流路決定（ステップＳ８３０）の詳細を説明する図である。なお、図８Ａ〜図８Ｃは、図７に例示の作動マップ８６を用いて説明される。
【００７４】
図８ＡのステップＳ８１において、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入するか判定される。ステップＳ８１においてサージ領域に侵入しないと判定される場合には、続くステップＳ８２においてターボ回転数は目標回転数より大きいか否か判定される。ステップＳ８２においてターボ回転数が目標回転数以下の場合には、ステップＳ８３においてＥＧＲの要否（排気ガスＦｅの再循環の要否）が判定される。ステップＳ８３においてＥＧＲが必要と判断されると、ステップＳ８４においてエンジン２の運転条件が確認される。
【００７５】
そして、ステップＳ８５〜ステップＳ８９において、設定すべきＥＧＲ流路を判断するために、検出されるエンジン２の運転条件（エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴ）が作動マップ８６のどの領域にあるか判断される。すなわち、最初に、ステップＳ８５において、エンジン２の運転条件がＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域であるか判断される。そして、ＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域であると判断される場合には、ステップＳ８９においてＬＰＬ−ＥＧＲ方式（図２Ｂ参照）が選択される。
逆に、上記のステップＳ８５において、エンジン２の運転条件がＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域にないと判断される場合には、ステップＳ８６において、エンジン２の運転条件がＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にあるか判断される。そして、ステップＳ８６において、ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にないと判断される場合には、ステップＳ８７においてＨＰＬ−ＥＧＲ方式（図２Ａ参照）が選択される。逆に、上記のステップＳ８６において、ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にあると判断される場合には、ステップＳ８８においてＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ流路（図２Ｃ参照）が選択される。
【００７６】
一方、上記のステップＳ８１の判断において、コンプレッサ５Ｃの作動状態はサージ領域に侵入すると判断される場合には、コンプレッサバイパス方式を含む流路を設定することになる。具体的には、ステップＳ８２０において、図８Ｂに例示されるように、コンプレッサバイパスを含む流路（例えば、図３Ａ〜図３Ｃ参照）のうちから１つの流路を選択する。
また、上記のステップＳ８２の判断において、ターボ回転数が目標回転数より大きいと判断される場合には、タービンバイパス方式を含む流路を設定することになる。具体的には、ステップＳ８３０において、図８Ｃに例示されるように、タービンバイパスを含む流路（例えば、図４Ａ〜図４Ｃ参照）のうちから１つの流路を選択する。
【００７７】
なお、上記のステップＳ８３においてＥＧＲは不要と判断される場合には、既にコンプレッサバイパス方式とタービンバイパス方式も不要と判断されていることになる。このため、コンプレッサ迂回通路３６、タービン迂回通路４６、共有ＥＧＲ通路６のいずれの通路へも排気ガスＦｅ画の通過がないように、給気側バルブ装置３４、排気側バルブ装置４４を制御された通路（デフォルト通路）が選択される。
【００７８】
図８Ｂは、幾つかの実施形態における図８ＡのステップＳ８２０の詳細を説明する図である。すなわち、図８ＡのステップＳ８１においてコンプレッサ５Ｃに作動状態がサージ領域に侵入すると判定される場合には、図８ＢのステップＳ８２１において、ＥＧＲの要否が判定される。そして、ステップＳ８２１においてＥＧＲが不要と判断される場合には、ステップＳ８２６においてコンプレッサバイパス方式が選択される。
【００７９】
逆に、ステップＳ８２１においてＥＧＲが必要と判断される場合には、ステップＳ８２２において、上述のステップＳ８４と同様に、エンジン２の運転条件を確認する。そして、ステップＳ８２３において、エンジン２の運転条件がＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域にあるかが判定され、ＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域にあると判断される場合には、コンプレッサバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ方式（図３Ｃ参照）が選択される。
一方、ステップＳ８２３において、ＬＰＬ−ＥＧＲを用いる領域にないと判断される場合には、ステップＳ８２５においてコンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式（図３Ｂ参照）が選択される。
【００８０】
図８Ｃは、幾つかの実施形態における図８ＡのステップＳ８３０の詳細を説明する図で  
ある。すなわち、図８ＡのステップＳ８２においてターボ回転数が目標回転数より大きいと判断される場合には、図８ＣのステップＳ８３１において、ＥＧＲの要否が判定される。そして、ステップＳ８３１においてＥＧＲが不要と判断される場合には、ステップＳ８３６においてタービンバイパス方式（図４Ａ参照）が選択される。
【００８１】
逆に、ステップＳ８３１においてＥＧＲが必要と判断される場合には、ステップＳ８３２において、上述のステップＳ８４と同様に、エンジン２の運転条件を確認する。そして、ステップＳ８３３において、エンジン２の運転条件がＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にあるか判定され、ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にあると判断される場合には、タービンバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式（図４Ｃ参照）が選択される。
一方、ステップＳ８３３において、ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲを用いる領域にないと判断される場合には、ステップＳ８３５においてタービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式（図４Ｂ参照）が選択される。
【００８２】
上記のような流路決定フローを行う構成によれば、コンプレッサ５Ｃの作動状態の確認、ターボ回転数の確認、ＥＧＲ流路の決定が行われた後に、排気側バルブ装置４４と給気側バルブ装置３４は制御される。すなわち、コンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に侵入するか否か、ターボ回転数が目標回転数よりも大きいか否か、ＥＧＲの要否及びエンジン２の運転状態に適したＥＧＲ流路を考慮した上で、複数の流路の中から１つの流路が選択される。このため、エンジンの運転条件やその変動に応じた適切な流路が設定されることにより、エンジン２の運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができる。
【００８３】
図９は、幾つかの実施形態における、ＥＧＲシステム１の負荷状態（領域）に応じた排気ガスＦｅのための流路の切り替えを説明する図である。図９においては、横軸は時間ｔを示し、縦軸はエンジン負荷Ｐを示しており、時間ｔの経過に従ってエンジン負荷Ｐが変化する様子が示されている。
【００８４】
図９において、時刻ｔ０においてエンジン２はアイドル運転となっている。アイドル運転時においてエンジン２は低回転（低速）・低負荷状態にあり、この場合にＥＧＲガスを多く再循環可能なＨＰＬ−ＥＧＲ方式が用いるのが好ましい。
そして、時刻ｔ０からｔ１の間では、アイドル運転から負荷が徐々に上昇している。このように、アイドル運転から負荷を上げる場合、燃料噴射量が増えることで過給機５による過給圧は高くなるが、新気Ｆｓの流量が足りずにコンプレッサ５Ｃの作動状態がサージ領域に突入しやすい。そこで、負荷上昇中に限っては、コンプレッサバイパスを含む流路が好ましい。また、コンプレッサバイパス＋ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式では、タービン入口通路４１から排気ガスＦｅが再循環されるため、タービン５Ｔによる排気ガスＦｅのエネルギーを回収が十分になされない。このため、コンプレッサバイパス方式（図３Ａ参照）もしくはコンプレッサバイパス＋ＬＰＬ−ＥＧＲ方式（図３Ｃ参照）とすることが好ましく、ターボ回転数を維持したまま、コンプレッサ５Ｃの作動状態のサージ領域への侵入を防ぐことができる。
【００８５】
時刻ｔ１からｔ２の間では、エンジン２は中負荷状態で運転している。このような中負荷運転時は、ＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式が好ましい。すなわち、このような運転条件では、新気Ｆｓの新気量は十分となるが、目標のＥＧＲガス量が多いため、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式、ＬＰＬ−ＥＧＲ方式の両方式とも、ＥＧＲガス量が不足しやすい。そこで、最も配管前後の差圧が立ちやすいＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式とすることで、大量のＥＧＲガスを導入することができる。
【００８６】
時刻ｔ２からｔ３の間では、エンジン２は、中負荷状態から高負荷状態に上昇している。このような中負荷状態から高負荷状態に上がる場合は、給気通路３と排気通路４の間において差圧が立つまでは、ＥＧＲライン前後の差圧を大きくとることが可能なＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式が継続されることが好ましい。その後、ＥＧＲガスの流量が増加したら、中負荷状態から高負荷状態においてＥＧＲライン前後の差圧を大きくとることが可能なＬＰＬ−ＥＧＲ方式に切り替えることが好ましい。
【００８７】
時刻ｔ３からｔ４の間では、エンジン２は高負荷状態となっている。このような高負荷状態では、中負荷状態から高負荷状態においてＥＧＲライン前後の差圧を大きくとることが可能なＬＰＬ−ＥＧＲ方式が好ましい。また、ＬＰＬ−ＥＧＲ方式では、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式を使用する場合よりもＥＧＲガスの温度を下げることができるため、燃焼温度低下によりＮＯｘ排出量の削減が見込める。また、火花点火エンジンの場合、エンジン２の圧縮工程の開始前における燃焼室内の温度が低下することにより、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式に比べてノッキングが抑制されると共に、点火時期をより進角できることで燃費改善が見込める。
【００８８】
時刻ｔ４からｔ５の間では、エンジン２は、高負荷状態から中負荷状態に徐々に下降している。このようなエンジン２が高負荷状態から中負荷状態に下げられる場合には、タービンパイバスを含む流路が好ましい。また、エンジン２の負荷は徐々に下げられているため、ＬＰＬ−ＥＧＲ方式からタービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式に切り替えることが好ましい。これにより、タービンバイパス流路の形成によって排気ガスＦｅの少なくとも一部がタービン５Ｔを迂回するため、目標回転数を超える不必要なタービン５Ｔの回転を回避することができる。また、タービン入口の排気ガスＦｅの温度や流量が低下したら、ＥＧＲライン前後の差圧を大きくとることが可能なＨＰｔｏＬＰ−ＥＧＲ方式に切り替えることが好ましい。
【００８９】
時刻ｔ５からｔ６の間では、エンジン２は中負荷状態で運転しているため、上述のｔ１からｔ２と同様となる。
また、時刻ｔ６からｔ７の間ではエンジン２の負荷が下がり、時刻ｔ７においてアイドル運転となっている。このように負荷を下げた場合は、時刻ｔ４から時刻ｔ５と同様にタービンバイパス＋ＨＰＬ−ＥＧＲ方式に切り替えることが好ましい。また、タービン５Ｔの入口のガス温度・流量が低下したら、ＨＰＬ−ＥＧＲ方式に切り替えることが好ましい。
【００９０】
このように、エンジンの運転条件やその変動に応じて流路を適切に切り替えることにより、エンジンの運転条件の幅広い範囲のそれぞれで要求される目標ＥＧＲガス量をエンジンに再循環させることができ、ＮＯｘ排出量の削減や燃費低減が実現される。
【００９１】
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。
また、本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関全般に適用できると共に、例えば、車両、船舶、発電用エンジンなどに適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１      エンジンのＥＧＲシステム
２      エンジン
２２    回転数検出手段
３      給気通路
３１    コンプレッサ入口通路
３２    コンプレッサ出口通路
３３    温度検出手段
３４    給気側バルブ装置
３４ａ  第１給気側バルブ
３４ｂ  第２給気側バルブ
３６    コンプレッサ迂回通路
３７    インタークーラ
３８    流量検出手段
３９    圧力比検出手段
３９ａ  圧力検出手段
３９ｂ  圧力検出手段
４      排気通路
４１    タービン入口通路
４２    タービン出口通路
４４    排気側バルブ装置
４４ａ  第１排気側バルブ装置
４４ｂ  第２排気側バルブ装置
４６    タービン迂回通路
５      ターボチャージャ
５２    軸
５Ｃ    コンプレッサ
５Ｔ    タービン
６      共有ＥＧＲ通路
６１    第１分岐部
６２    第２分岐部
６４    ＥＧＲクーラ
８      バルブ制御装置
８１    制御実行部
８２    コンプレッサ作動状態確認部
８３    ターボ回転数確認部
８４    ＥＧＲ判定部
８５    ＥＧＲ流路決定部
８６    作動マップ
Ｆｅ    排気ガス
Ｆｉ    給気
Ｆｓ    新気
Ｎｅ    エンジン回転数
Ｔ      エンジントルク
ＳＬ    サージライン
ＥＬ    等回転数曲線
Ｐ      エンジン負荷
ｔ      時間（時刻）
Ｓ      ステップ
【図１】
2016109072.tif 000003
【図２Ａ】
2016109072.tif 000004
【図２Ｂ】
2016109072.tif 000005
【図２Ｃ】
2016109072.tif 000006
【図３Ａ】
2016109072.tif 000007
【図３Ｂ】
2016109072.tif 000008
【図３Ｃ】
2016109072.tif 000009
【図４Ａ】
2016109072.tif 000010
【図４Ｂ】
2016109072.tif 000011
【図４Ｃ】
2016109072.tif 000012
【図５】
2016109072.tif 000013
【図６】
2016109072.tif 000014
【図７】
2016109072.tif 000015
【図８Ａ】
2016109072.tif 000016
【図８Ｂ】
2016109072.tif 000017
【図８Ｃ】
2016109072.tif 000018
【図９】
2016109072.tif 000019