(57)【要約】【課題】ＥＧＲ弁から漏洩した排気ガスによってＥＧＲ通路内に結露が生じることを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸入空気を過給するコンプレッサと、コンプレッサよりも吸気上流側の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、を備える。ＥＧＲ弁の全閉時において、ＥＧＲ通路のうちＥＧＲ弁と吸気通路との間を接続する下流側ＥＧＲ通路に漏洩した排気ガスの排気ガス蓄積量が所定のしきい値を超えている場合に、下流側ＥＧＲ通路に新気を導入する新気導入制御を行う。新気導入制御では、燃料カットが実行されている期間にＥＧＲ弁を開く制御を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を過給するコンプレッサと、
前記コンプレッサよりも吸気上流側の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁の全閉時において、前記ＥＧＲ通路のうち前記ＥＧＲ弁よりも下流側であり前記ＥＧＲ弁と前記吸気通路との間を接続する下流側ＥＧＲ通路に漏洩した排気ガスの排気ガス蓄積量が所定のしきい値を超えている場合に、前記下流側ＥＧＲ通路に新気を導入する新気導入制御を行うように構成された制御装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁の上流側のガス圧と下流側のガス圧との差圧に基づいて、前記排気ガス蓄積量を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記新気導入制御は、燃料カットが実行されている期間に前記ＥＧＲ弁を開く制御であ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制御装置。
【請求項４】
前記新気導入制御は、前記ＥＧＲ通路内のガスが前記排気通路の側へ逆流する運転条件が成立している期間に前記ＥＧＲ弁を開く制御であ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制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、外気温度が所定の極低温となる条件が成立した場合に前記新気導入制御を許可するように構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気下流側とを接続する連通路をさらに備え、
前記新気導入制御は、過給圧を上昇させる制御を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気下流側とを接続するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路を開閉するエアバイパス弁と、をさらに備え、
前記新気導入制御は、前記エアバイパス弁を開弁する制御を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気入口部とを接続する連通路をさらに備え、
前記新気導入制御は、前記コンプレッサの回転速度を上昇させる制御を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記吸気通路における前記コンプレッサよりも吸気下流側に配置されたスロットルと、
前記下流側ＥＧＲ通路と前記スロットルよりも吸気下流側とを接続する連通路と、を更に備え、
前記新気導入制御は、前記スロットルを閉側に操作する制御を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関は第１排気通路に連通する第１気筒群と第２排気通路に連通する第２気筒群と、を含み、
前記コンプレッサは、第１吸気通路の吸入空気を過給する第１コンプレッサと、第２吸気通路の吸入空気を過給する第２コンプレッサと、を含み、
前記ＥＧＲ通路は、前記第１吸気通路における前記第１コンプレッサよりも吸気上流側と前記第１排気通路とを接続する第１ＥＧＲ通路と、前記第２吸気通路における前記第２コンプレッサよりも吸気上流側と前記第２排気通路とを接続する第２ＥＧＲ通路と、を含み、
前記第１ＥＧＲ通路と前記第２ＥＧＲ通路とは途中の一部区間において合流し、前記一部区間の下流側端部に設けられ、
前記新気導入制御は、前記第１ＥＧＲ通路の前記第１吸気通路との接続部と、前記第２ＥＧＲ通路の前記第２吸気通路との接続部と、の圧力差を増大させる圧力差増大制御を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記第１吸気通路における前記第１コンプレッサの吸気下流側に配置された第１スロットルと、
前記第２吸気通路における前記第２コンプレッサの吸気下流側に配置された第２スロットルと、を備え、
前記圧力差増大制御は、前記第１スロットルの開度と前記第２スロットルの開度に差を設ける制御を含むことを特徴とする請求項１０に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し、詳しくは、排気ガスの一部を吸気系へ還流させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２０１４−２４０６３１号公報には、ＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、ＥＧＲ弁のＥＧＲガス漏れ量を減少させるための技術が開示されている。この技術では、より詳しくは、ＥＧＲ弁が全閉位置に制御されるアイドル運転中に、ＥＧＲ弁のＥＧＲガス漏れ量を推定し、このＥＧＲガス漏れ量に応じてＥＧＲ弁の全閉位置への押し付け力を増加させる制御が行われる。これにより、ＥＧＲ弁の摩耗や異物噛み込み等によってＥＧＲ弁の全閉時の隙間が拡大した場合に当該隙間を減少させてＥＧＲガス漏れ量を減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２４０６３１号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１１５１号公報
【特許文献３】特開平１０−２１３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した制御装置では、ＥＧＲ弁からのＥＧＲガス漏れ量を減らす点において一定の効果がある。しかしながら、ＥＧＲ弁の全閉時においてＥＧＲ弁の下流側へ漏れた排気ガスが蓄積されると高濃度にもなり得る。排気ガス濃度が高くなると露点が上昇する。このため、冷間時にＥＧＲ通路の壁温が露点を下回ると、ＥＧＲ弁から吸気通路までのＥＧＲ通路に結露が発生してしまう。特に極低温環境下においては、発生した結露が凍結して氷塊に成長することがある。このようにして発生した水滴や氷塊が吸気通路へ吸入されると、コンプレッサの損傷や腐食が発生するおそれがある。上記の技術では、ＥＧＲ弁から漏洩した排気ガスによる結露に対する対策については何ら考察されていない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ＥＧＲ弁から漏洩した排気ガスによってＥＧＲ通路内に結露が生じることを抑制することの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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置において、
吸入空気を過給するコンプレッサと、
前記コンプレッサよりも吸気上流側の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁の全閉時において、前記ＥＧＲ通路のうち前記ＥＧＲ弁よりも下流側であり前記ＥＧＲ弁と前記吸気通路との間を接続する下流側ＥＧＲ通路に漏洩した排気ガスの排気ガス蓄積量が所定のしきい値を超えている場合に、前記下流側ＥＧＲ通路に新気を導入する新気導入制御を行うように構成された制御装置と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記制御装置は、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁の上流側のガス圧と下流側のガス圧との差圧に基づいて、前記排気ガス蓄積量を推定するように構成されていてもよい。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記新気導入制御は、燃料カットが実行されている期間に前記ＥＧＲ弁を開く制御であってもよい。
【０００９】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、
前記新気導入制御は、前記ＥＧＲ通路内のガスが前記排気通路の側へ逆流する運転条件が成立している期間に前記ＥＧＲ弁を開く制御であってもよい。
【００１０】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、
前記制御装置は、外気温度が所定の極低温となる条件が成立した場合に前記新気導入制御を許可するように構成されていてもよい。
【００１１】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気下流側とを接続する連通路をさらに備え、
前記新気導入制御は、過給圧を上昇させる制御を含んでいてもよい。
【００１２】
第７の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気下流側とを接続するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路を開閉するエアバイパス弁と、をさらに備え、
前記新気導入制御は、前記エアバイパス弁を開弁する制御を含んでいてもよい。
【００１３】
第８の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記下流側ＥＧＲ通路と前記吸気通路における前記コンプレッサの吸気入口部とを接続する連通路をさらに備え、
前記新気導入制御は、前記コンプレッサの回転速度を上昇させる制御を含んでいてもよい。
【００１４】
第９の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記吸気通路における前記コンプレッサよりも吸気下流側に配置されたスロットルと、
前記下流側ＥＧＲ通路と前記スロットルよりも吸気下流側とを接続する連通路と、を更に備え、
前記新気導入制御は、前記スロットルを閉側に操作する制御を含んでいてもよい。
【００１５】
第１０の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記内燃機関は第１排気通路に連通する第１気筒群と第２排気通路に連通する第２気筒群と、を含み、
前記コンプレッサは、第１吸気通路の吸入空気を過給する第１コンプレッサと、第２吸気通路の吸入空気を過給する第２コンプレッサと、を含み、
前記ＥＧＲ通路は、前記第１吸気通路における前記第１コンプレッサよりも吸気上流側と前記第１排気通路とを接続する第１ＥＧＲ通路と、前記第２吸気通路における前記第２コンプレッサよりも吸気上流側と前記第２排気通路とを接続する第２ＥＧＲ通路と、を含み、
前記第１ＥＧＲ通路と前記第２ＥＧＲ通路とは途中の一部区間において合流し、前記一部区間の下流側端部に設けられ、
前記新気導入制御は、前記第１ＥＧＲ通路の前記第１吸気通路との接続部と、前記第２ＥＧＲ通路の前記第２吸気通路との接続部と、の圧力差を増大させる圧力差増大制御を含んでいてもよい。
【００１６】
第１１の発明は、第１０の発明において、
前記第１吸気通路における前記第１コンプレッサの吸気下流側に配置された第１スロットルと、
前記第２吸気通路における前記第２コンプレッサの吸気下流側に配置された第２スロットルと、を備え、
前記圧力差増大制御は、前記第１スロットルの開度と前記第２スロットルの開度に差を設ける制御を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、ＥＧＲ弁の全閉時において、ＥＧＲ弁から吸気通路までの下流側ＥＧＲ通路に漏洩した排気ガスの蓄積量が所定のしきい値を超えている場合に、当該下流側ＥＧＲ通路に新気が導入される。下流側ＥＧＲ通路に蓄積されていた排気ガスが新気によって希釈されると露点が低下する。このため、本発明によれば、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００１８】
第２の発明によれば、ＥＧＲ弁の上流側のガス圧と下流側のガス圧との圧力差に応じてＥＧＲ弁から漏洩する排気ガスの蓄積量が推定される。このため、本発明によれば、ＥＧＲ弁からの漏洩量と相関のあるＥＧＲ弁の前後の圧力差を用いて、ＥＧＲ弁から漏洩する排気ガスの蓄積量を精度よく推定することが可能となる。
【００１９】
第３の発明によれば、新気導入制御として、燃料カットが実行されている期間にＥＧＲ弁を開弁することが行われる。燃料カット中は新気が排気通路へ排出される。このため、本発明によれば、下流側ＥＧＲ通路へ新気を効率よく導入することができる。
【００２０】
第４の発明によれば、新気導入制御として、ＥＧＲ通路内のガスが逆流する運転条件が成立している期間にＥＧＲ弁を開弁することが行われる。このため、本発明によれば、吸気通路内の新気を下流側ＥＧＲ通路へ効率よく導入することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、外気温度が極低温となる条件が成立した場合に、下流側ＥＧＲ通路に新気を導入する新気導入制御が許可される。外気温度が極低温となる条件が成立していないときには下流側ＥＧＲ通路内に結露が発生するおそれが小さい。このため、本発明によれば、結露の可能性が低いＥＧＲ弁の全閉時に当該ＥＧＲ弁が開弁させることを抑制することができるので、ＥＧＲ弁の作動回数を減らして耐久性を向上させることができる。
【００２２】
第６の発明によれば、連通路はコンプレッサの下流側の吸気通路と下流側ＥＧＲ通路とを接続する通路として構成されている。過給圧が上昇されると、コンプレッサの下流側の吸気通路から連通路を介して下流側ＥＧＲ通路に新気が導入される。このため、本発明によれば、ＥＧＲ弁を開弁することなく下流側ＥＧＲ通路内に蓄積された排気ガスを効率よく希釈することができる。
【００２３】
第７の発明によれば、連通路はコンプレッサの下流側の吸気通路と下流側ＥＧＲ通路とを接続するエアバイパス通路として構成され、当該エアバイパス通路にはエアバイパス弁が設けられている。エアバイパス弁が開弁されると、コンプレッサの下流側の吸気通路からエアバイパス通路を介して下流側ＥＧＲ通路に新気が導入される。このため、本発明によれば、ＥＧＲ弁を開弁することなく下流側ＥＧＲ通路内に蓄積された排気ガスを効率よく希釈することができる。
【００２４】
第８の発明によれば、連通路はコンプレッサの吸気入口部と下流側ＥＧＲ通路とを接続する通路として構成されている。コンプレッサの回転速度が上昇されると、コンプレッサの吸気入口部に負圧が発生するため、下流側ＥＧＲ通路のガスが当該連通路を介して吸気通路へ吸引される。これにより、吸気通路から下流側ＥＧＲ通路へ新気が導入されるので、ＥＧＲ弁を開弁することなく下流側ＥＧＲ通路内に蓄積された排気ガスを効率よく希釈することができる。
【００２５】
第９の発明によれば、連通路はスロットルよりも下流側の吸気通路と下流側ＥＧＲ通路とを接続する通路として構成されている。スロットルが閉側に操作されると、スロットルの下流側に負圧が発生するため、下流側ＥＧＲ通路のガスが当該連通路を介して吸気通路へ吸引される。これにより、吸気通路から下流側ＥＧＲ通路へ新気が導入されるので、ＥＧＲ弁を開弁することなく下流側ＥＧＲ通路内に蓄積された排気ガスを効率よく希釈することができる。
【００２６】
第１０の発明によれば、第１ＥＧＲ通路の第１吸気通路との接続部と、第２ＥＧＲ通路の第２吸気通路との接続部と、の圧力差が増大される。これにより、第１吸気通路と第２吸気通路との間に、第１ＥＧＲ通路及び第２ＥＧＲ通路を介したガス流れを発生させることができるので、下流側ＥＧＲ通路に効率よく新気を導入することが可能となる。
【００２７】
第１１の発明によれば、第１吸気通路に配置された第１スロットルの開度と第２吸気通路に配置された第２スロットルの開度に差を設けることが行われる。これにより、第１ＥＧＲ通路の第１吸気通路との接続部と、第２ＥＧＲ通路の第２吸気通路との接続部と、の圧力差を有効に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。
【図２】ＥＧＲ弁から漏出したＥＧＲガスの蓄積量を推定するルーチンを示すフローチャートである。
【図３】吸入空気量の変化に対する背圧の変化の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図５】エンジン回転速度とエンジン負荷率から定められる運転条件のうち、ＥＧＲガスが逆流する運転条件の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態５の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態６の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態６のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態７の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態７のＥＣＵにより実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００３１】
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施の形態に係る内燃機関は、ターボ過給機を備えた過給エンジン（以下、「エンジン」とも称する）であり、より詳しくは、スロットルによる空気量の調整によってトルクを制御することのできる４サイクルレシプロエンジンである。本実施の形態に係る過給エンジンは、吸気通路１０に設けられたコンプレッサ３２と排気通路２０に設けられたタービン３４とからなるターボ過給機３０を備えている。
【００３２】
吸気通路１０はエンジン本体２に取り付けられたサージタンク１８に接続されている。吸気通路１０の入口にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流であってコンプレッサ３２よりも上流には空気流量を計測するためのエアフローメータ５２が配置されている。また、排気通路２０はエンジン本体２に取り付けられた排気マニホールド２２に接続されている。排気通路２０のタービン３４の下流にはスタート触媒２４が設けられている。
【００３３】
また、本実施の形態に係る過給エンジンは、排気通路２０内の排気ガスの一部を吸気通路１０に還流させる、いわゆるＥＧＲを実行するためのＥＧＲ通路４０を備えている。ＥＧＲ通路４０は、一端が排気通路２０におけるスタート触媒２４の排気下流側に接続され、他端が吸気通路１０におけるコンプレッサ３２の吸気上流側の位置に接続されている。また、ＥＧＲ通路４０の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２とＥＧＲガス量を調整するためのＥＧＲ弁４４とが設けられている。以下、ＥＧＲ通路４０のうち、ＥＧＲ弁４４の下流側に位置し、当該ＥＧＲ弁４４と吸気通路１０との間を接続する通路の部分を下流側ＥＧＲ通路４０ａと称することとする。
【００３４】
本実施の形態に係る制御装置は、過給エンジンを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０の機能の一部として実現される。ＥＣＵ５０には、エアフローメータ５２等の各種のセンサから、エンジンの運転状態や運転条件に関する様々な情報や信号が入力される。ＥＣＵ５０は、それらの情報や信号に基づいてＥＧＲ弁４４等の各種のアクチュエータを操作する。
【００３５】
［実施の形態１の動作］
次に、本実施の形態１の制御装置の動作について説明する。本実施の形態のエンジンでは、排気通路２０を流れる排気ガス（既燃ガス）の一部を、ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路４０を介して吸気通路１０へ還流させるＥＧＲ装置を備えている。これにより、冷損を低減させることができるため、燃料消費率（燃費）を効果的に向上させることができる。また、ＥＧＲガスが還流されると筒内での燃焼が緩慢になる。このため、ノッキングが発生する運転領域においてＥＧＲガスを還流させることで、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００３６】
ＥＧＲの制御では、目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁４４の開度を制御することが行われる。具体的には、目標ＥＧＲ率は、エンジン回転速度やエンジン負荷率等の運転状態に基づいて設定される。そして、目標ＥＧＲ率を実現するためのＥＧＲ弁４４の目標開度が算出される。ＥＧＲ弁４４の開度が当該目標開度に調整されることで、実際のＥＧＲ率である実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に追従するよう制御される。
【００３７】
ここで、冷間時においては、目標ＥＧＲ率が０％に設定されてＥＧＲ弁４４が全閉に操作されることがある。しかしながら、ポペット式又はバタフライ式のバルブによって構成された一般的なＥＧＲ弁は、全閉状態であってもその構造上少量のＥＧＲガスが下流に漏洩することがある。ＥＧＲ弁４４の全閉時は下流側ＥＧＲ通路４０ａにガス流れが生じないため、漏洩したＥＧＲガスは下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積される。その結果、下流側ＥＧＲ通路４０ａの排気ガス濃度は次第に上昇し、これに応じて露点も上昇することとなる。そして、例えば冷間時において、下流側ＥＧＲ通路４０ａのガスの露点が壁温よりも高くなると、通路内に結露が発生してしまう。結露によって発生した凝縮水が吸気通路１０に流入すると、コンプレッサ３２の損傷や腐食を招くおそれがある。このような問題は、特に外気温度が極低温（例えば−３０℃）である状況において起きやすい。
【００３８】
そこで、本実施の形態の制御装置では、結露が発生する前に下流側ＥＧＲ通路４０ａに強制的に新気を導入し、蓄積されたＥＧＲガスを希釈することとしている。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁４４の全閉時に下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスの蓄積量を推定するＥＧＲガス蓄積量推定制御を実行する。そして、ＥＣＵ５０は、推定されたＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きい場合に、下流側ＥＧＲ通路４０ａに強制的に新気を導入する新気導入制御を実行する。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を下げることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。以下、ＥＧＲガス蓄積量推定制御及び新気導入制御についてフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
【００３９】
（ＥＧＲガス蓄積量推定制御）
ＥＧＲ弁４４から漏洩したＥＧＲガスの蓄積量は、図２のフローチャートに示すルーチンに従い推定される。図２は、ＥＧＲ弁から漏出したＥＧＲガスの蓄積量を推定するルーチンを示すフローチャートである。なお、図２に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００４０】
図２に示すルーチンでは、先ず、エアフローメータ５２によって検出された吸入空気量が読み込まれる（ステップＳ１０）。次に、ＥＧＲ弁４４の上流側のガス圧であるターボ過給機３０の背圧が推定される（ステップＳ１２）。図３は、吸入空気量の変化に対する背圧の変化の関係を示す図である。この図に示すように、背圧は、吸入空気量の増大に応じて線形に増大する傾向を有している。ＥＣＵ５０は、図３に示す吸入空気量と背圧の関係を記憶している。ここでは、具体的には、図３に示す関係を用いて、上記ステップＳ１０において読み込まれた吸入空気量に対応する背圧が特定される。
【００４１】
次に、次式（１）を用いて漏洩ガス量が推定される（ステップＳ１４）。なお、次式（１）において、Ｓは流路断面積、Ｋは比例定数を表している。また、ＥＧＲ弁４４の下流側のガス圧である吸気圧は大気圧（＝１）としている。
漏洩ガス量＝（背圧−１）×Ｓ×Ｋ  ・・・（１）
【００４２】
次に、ＥＧＲガスの蓄積量が算出される（ステップＳ１６）。ここでは、具体的には、前回のルーチンにおけるＥＧＲガスの蓄積量に上記ステップＳ１４において算出された漏洩ガス量を加算した値が今回のルーチンにおけるＥＧＲガスの蓄積量として算出される。
【００４３】
次に、下流側ＥＧＲ通路４０ａに新気を導入してＥＧＲガスを希釈する操作が実施されたか否かが判定される（ステップＳ１８）。ここでは、具体的には、後述する新気導入制御が実行されたか否かが判定される。その結果、新気導入制御が実施されていない場合には、ＥＧＲガスが下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積された状態であると判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ１８において、新気導入制御が実施された場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに新気が導入されたと判断されて、次のステップに移行してＥＧＲガス蓄積量がゼロにリセットされる（ステップＳ２０）。
【００４４】
このように、図２に示すフローチャートによれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されているＥＧＲガス量を精度よく推定することができる。
【００４５】
（新気導入制御）
次に、本実施の形態の制御装置において実行される新気導入制御について説明する。上述したように、ＥＧＲガス蓄積量が大きくなると露点が上昇する。そして、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁温が下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積された排気ガスの露点よりも低下すると、当該壁面に結露が発生してしまう。つまり、ＥＧＲガス蓄積量は、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するか否かを判定するための状態量として用いることができる。
【００４６】
そこで、本実施の形態の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きい場合に、下流側ＥＧＲ通路４０ａの排気ガスを希釈すべく新気を導入することとしている。新気の導入は、燃料カット（Ｆ／Ｃ）の実施中にＥＧＲ弁４４を開くことにより行われる。Ｆ／Ｃの実施中は未燃の新気が排気通路２０内を流通する。このため、係る期間にＥＧＲ弁４４を開くこととすれば、ＥＧＲ通路４０へと新気を導入することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態１の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きい条件が成立している場合に限定して新気導入制御を行うこととしている。この理由の１つは、Ｆ／Ｃからの復帰時には燃焼悪化のおそれがあり、このリスクを減らすためである。すなわち、Ｆ／Ｃの実施中にはＥＧＲ通路４０内の排気ガスが完全に掃気されるとは限らない。このため、Ｆ／Ｃからの復帰のタイミングで還流されたＥＧＲガスが燃焼室に到達すると、燃焼悪化や失火のおそれがある。本実施の形態１の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量を判定して結露の可能性が高い場合に限定して新気導入制御を行う構成のため、燃焼悪化や失火のリスクを有効に減らすことができる。また、ＥＧＲ弁４４の作動回数を減らすこともできるため、ＥＧＲ弁４４への異物の噛み込みのリスクを減らすとともに、弁の耐久性の向上を図ることができる。
【００４８】
［実施の形態１の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。図４に示すルーチンでは、先ず、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３０）。ここでは、具体的には、図２に示すフローチャートのステップＳ１６において算出されたＥＧＲガス蓄積量が読み込まれて所定のしきい値と比較される。所定のしきい値は、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生し始めるＥＧＲガス蓄積量として、予め設定された値が用いられる。また、外気温度が低いほど下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁温が低くなる傾向にあるため、しきい値は外気温度に応じた変数としてもよい。
【００４９】
上記ステップＳ３０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ３０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、Ｆ／Ｃの実施中か否かが判定される（ステップＳ３２）。その結果、Ｆ／Ｃの実施中でないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップＳ３２においてＦ／Ｃの実施中であると判定された場合には、次のステップに移行して、ＥＧＲ弁４４を開く操作が行われる（ステップＳ３４）。これにより、排気通路２０内を流通していた新気の一部が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入される。
【００５０】
以上説明したとおり、本実施の形態の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態の制御装置では、漏洩ガス量を推定する際に、ＥＧＲ弁４４の上流側の圧力（つまり背圧）を吸入空気量から推定することとしたが、センサによって背圧を直接検出することとしてもよい。また、上式（１）ではＥＧＲ弁４４の下流側の圧力（つまり吸気圧）を１に近似したが、センサによって検出された吸気圧を用いる構成でもよい。なお、このことは、図２に示すＥＧＲ蓄積量の算出を行う後述の実施の形態においても同様である。
【００５２】
また、上述した実施の形態の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えている場合に新気導入制御を行うこととしたが、新気導入制御を行う条件としてさらに外気温度の条件を加えてもよい。具体的には、例えば下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積された排気ガスのＥＧＲ率が１００％である場合、その露点は約６０℃となる。この場合、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁温が６０℃以下となれば壁面に結露が発生することとなる。そこで、例えば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁温が６０℃以下となるための外気温度の条件（例えば−０℃以下）をさらに判定し、当該外気温度条件が成立した場合に新気導入制御を許可する構成としてもよい。このような構成によれば、結露が発生しない条件であるにも係わらず新気導入制御が行なわれることを有効に抑制することができる。これにより、ＥＧＲ弁４４が閉弁されることによる燃焼悪化や弁への異物の噛み込み等のリスクを回避することが可能となる。なお、このことは、後述の実施の形態の制御装置においても同様である。
【００５３】
なお、上述した実施の形態１では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第３の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００５６】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明に係る実施の形態２は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図６及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５７】
［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１の制御装置では、新気導入制御としてＦ／Ｃ中にＥＧＲ弁４４を開く制御を行うこととしている。これに対して、実施の形態２の制御装置は、新気導入制御としてＥＧＲガスが逆流する運転条件である場合にＥＧＲ弁４４を開く制御を行う点に特徴を有している。
【００５８】
図５は、エンジン回転速度とエンジン負荷率から定められる運転条件のうち、ＥＧＲガスが逆流する運転条件の一例を示す図である。図１に示すように、吸気通路１０におけるコンプレッサ３２の上流側にＥＧＲ通路４０が接続されているＥＧＲ装置においては、排気脈動波形とＥＧＲ通路の管路抵抗等の影響によってＥＧＲ通路４０を新気が逆流することがある。このような現象は、例えば図５に示すように、エンジン回転速度とエンジン負荷率から定められる運転条件のうち、特定の運転条件の場合に発生する。
【００５９】
そこで、本実施の形態２の制御装置では、新気が逆流する運転条件として、例えば図５に示す運転条件マップを予めＥＣＵ５０に記憶しておき、新気が逆流する運転条件に属している期間にＥＧＲ弁４４を開弁することとする。これにより、吸気通路１０を流れる新気が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入されて蓄積していたＥＧＲガスが希釈されるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００６０】
［実施の形態２の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態２のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図６に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００６１】
図６に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ４０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ４０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、ＥＧＲ通路４０における逆流条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ４２）。ここでは、具体的には、エンジン回転速度とエンジン負荷率から定められる現在の運転条件が、図５に示す逆流運転条件の領域に属しているか否かが判定される。その結果、逆流運転条件に属していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップＳ４２において逆流運転条件の領域に属していると判定された場合には、次のステップに移行して、ＥＧＲ弁４４を開く操作が行われる（ステップＳ４４）。これにより、排気通路２０内を流通していた新気の一部が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入される。
【００６２】
以上説明したとおり、本実施の形態の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００６３】
なお、上述した実施の形態２では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００６４】
また、上述した実施の形態２では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【００６５】
また、上述した実施の形態２では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ４０、Ｓ４２及びＳ４４の処理を実行することにより上記第４の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００６６】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本発明に係る実施の形態３は、図７に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図８及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６７】
［実施の形態３の構成］
図７は、本発明の実施の形態３の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。図７に示す制御装置は、下流側ＥＧＲ通路４０ａの上流側（つまりＥＧＲ弁４４の出口部）と吸気通路１０におけるコンプレッサ３２の吸気下流側とを接続する連通路６０を備える点を除き、図１に示す制御装置と同様の構成を備えている。なお、連通路６０の配管径が大径であるとコンプレッサ３２によって過給された吸気が当該連通路６０を介して抜けてしまう。このため、連通路６０の配管径は、過給圧の確保に支障が生じない範囲の小径になるように構成されている。
【００６８】
［実施の形態３の特徴］
上述した実施の形態１の制御装置では、新気導入制御としてＦ／Ｃ中にＥＧＲ弁４４を開く制御を行うこととしている。これに対して、実施の形態３の制御装置は、新気導入制御として連通路６０を介して下流側ＥＧＲ通路４０ａに新気を導入する点に特徴を有している。
【００６９】
但し、上述したように、連通路６０の配管径は小径であるため、例えば軽負荷運転時等、連通路６０の両端の差圧が小さい場合には、当該連通路６０にガス流れが発生せず、下流側ＥＧＲ通路４０ａに新気を導入することができないおそれがある。
【００７０】
そこで、本実施の形態３の制御装置では、新気導入制御として過給圧を上昇させる制御を行うこととしている。過給圧を上昇させる制御としては、例えば、ウエストゲートバルブを閉じる制御、可変動弁機構を操作して吸入効率を低下させる制御、又は点火時期を遅角することによって出力維持のための要求過給圧の上昇を図る制御等を行うことができる。このような制御によれば、連通路６０の両端の差圧を大きくすることができるので、連通路６０を介して下流側ＥＧＲ通路４０ａへ新気を導入することができる。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積していたＥＧＲガスが希釈されるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００７１】
なお、過給圧を上昇させる制御は燃費の悪化を招くため極力避けることが好ましい。そこで、本実施の形態３の制御装置では、下流側ＥＧＲ通路４０ａへのＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に、新気導入制御として過給圧を上昇させる操作が行われる。このような制御によれば、過給圧の上昇動作を必要最低限に留めることができるので、燃費の悪化防止を図りつつ結露の発生を有効に抑制することができる。
【００７２】
［実施の形態３の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図８は、本発明の実施の形態３のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００７３】
図８に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ５０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ５０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、過給圧を上昇させるための制御が実行される（ステップＳ５２）。これにより、吸気通路１０内を流通していた新気の一部が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入される。
【００７４】
以上説明したとおり、本実施の形態３の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００７５】
なお、上述した実施の形態３では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００７６】
また、上述した実施の形態３では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【００７７】
また、上述した実施の形態３では、連通路６０が上記第６の発明の「連通路」に相当している。また、上述した実施の形態３では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ５０及びＳ５２の処理を実行することにより上記第６の発明における「過給圧を増大させる制御」が実現されている。
【００７８】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本発明に係る実施の形態４は、図９に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図１０及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００７９】
［実施の形態４の構成］
図９は、本発明の実施の形態４の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。図９に示す制御装置は、エアバイパス通路６２と、当該エアバイパス通路６２を開閉するエアバイパス弁６４とを備える点を除き、図１に示す制御装置と同様の構成を備えている。但し、図９に示す制御装置は、エアバイパス通路６２の一端が吸気通路１０におけるコンプレッサ３２の吸気下流側に接続され、他端が下流側ＥＧＲ通路４０ａの上流側（つまりＥＧＲ弁４４の出口部）に接続されている。
【００８０】
［実施の形態４の特徴］
上述した実施の形態１の制御装置では、新気導入制御としてＦ／Ｃ中にＥＧＲ弁４４を開く制御を行うこととしている。これに対して、実施の形態４の制御装置は、新気導入制御としてエアバイパス弁６４を開く制御を行う点に特徴を有している。
【００８１】
エアバイパス弁６４を開くと、コンプレッサ３２の下流の新気がエアバイパス通路６２を介して下流側ＥＧＲ通路４０ａへ導入される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されていたＥＧＲガスが希釈されるので、結露の発生を有効に抑制することができる。但し、通常運転時は、燃費の悪化防止や過給圧確保の観点からエアバイパス弁６４を極力閉じておくことが好ましい。そこで、本実施の形態４の制御装置では、下流側ＥＧＲ通路４０ａへのＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に、新気導入制御としてエアバイパス弁６４を開く操作が行なわれる。このような制御によれば、エアバイパス弁６４の開動作を必要最低限に留めることができるので、燃費の悪化防止や過給圧確保を図りつつ結露の発生を有効に抑制することができる。
【００８２】
［実施の形態４の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図１０は、本発明の実施の形態４のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図１０に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００８３】
図１０に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ６０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ６０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、エアバイパス弁６４を開く制御が実行される（ステップＳ６２）。これにより、吸気通路１０内を流通していた新気の一部が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入される。
【００８４】
以上説明したとおり、本実施の形態４の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００８５】
なお、上述した実施の形態４では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００８６】
また、上述した実施の形態４では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【００８７】
また、上述した実施の形態４では、エアバイパス通路６２が上記第７の発明の「エアバイパス通路」に相当し、エアバイパス弁６４が上記第７の発明の「エアバイパス弁」に相当している。また、上述した実施の形態４では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ６０及びＳ６２の処理を実行することにより上記第７の発明における「エアバイパス弁を開弁する制御」が実現されている。
【００８８】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。本発明に係る実施の形態５は、図１１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図１２及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８９】
［実施の形態５の構成］
図１１は、本発明の実施の形態５の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を拡大して示す図である。図１１に示す制御装置は、下流側ＥＧＲ通路４０ａの上流側（つまりＥＧＲ弁４４の出口部）と吸気通路１０におけるコンプレッサ３２への吸気入口部とを接続する連通路６６を備える点を除き、図１に示す制御装置と同様の構成を備えている。
【００９０】
［実施の形態５の特徴］
上述した実施の形態１の制御装置では、新気導入制御としてＦ／Ｃ中にＥＧＲ弁４４を開く制御を行うこととしている。これに対して、実施の形態５の制御装置は、新気導入制御としてコンプレッサ３２の回転速度を上昇させる制御を行う点に特徴を有している。
【００９１】
コンプレッサ３２の回転速度を上昇させると、コンプレッサ３２の入口部に負圧が発生する。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されていたＥＧＲガスが連通路６６を介して吸引されるとともに、吸気通路１０から下流側ＥＧＲ通路４０ａへと新気が導入される。このような制御によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されていたＥＧＲガスが希釈されるので、結露の発生を有効に抑制することができる。
【００９２】
コンプレッサ３２の回転速度を上昇させる制御は、上述した過給圧を上昇させる制御と同様の制御によって実現することができる。但し、上述したとおり、過給圧を上昇させる制御は燃費の悪化を招くため極力避けることが好ましい。そこで、本実施の形態５の制御装置では、下流側ＥＧＲ通路４０ａへのＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に限定して、新気導入制御としてコンプレッサ３２の回転速度を上昇させる操作が行われる。このような制御によれば、過給圧の上昇動作を必要最低限に留めることができるので、燃費の悪化防止を図りつつ結露の発生を有効に抑制することができる。
【００９３】
［実施の形態５の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図１２は、本発明の実施の形態５のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図１２に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００９４】
図１２に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ７０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ７０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、コンプレッサ３２の回転速度を上昇させる制御が実行される（ステップＳ７２）。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積していたＥＧＲガスが連通路６６を介して吸引され、吸気通路１０内を流通していた新気の一部が下流側ＥＧＲ通路４０ａに導入される。
【００９５】
以上説明したとおり、本実施の形態５の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００９６】
なお、上述した実施の形態５では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態５では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【００９７】
また、上述した実施の形態５では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【００９８】
また、上述した実施の形態５では、連通路６６が上記第８の発明の「連通路」に相当している。また、上述した実施の形態５では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ７０及びＳ７２の処理を実行することにより上記第８の発明における「コンプレッサの回転速度を上昇させる制御」が実現されている。
【００９９】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本発明に係る実施の形態６は、図１３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図１４及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１００】
［実施の形態６の構成］
図１３は、本発明の実施の形態６の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成のうち、下流側ＥＧＲ通路の周囲の構成を示す図である。図１３に示す制御装置は、吸気通路１０におけるコンプレッサ３２とサージタンク１８との間にスロットル１６を備える点、及び下流側ＥＧＲ通路４０ａの上流側（つまりＥＧＲ弁４４の出口部）とサージタンク１８とを接続する連通路７０を備える点を除き、図１に示す制御装置と同様の構成を備えている。
【０１０１】
なお、連通路７０の配管径が大径であるとコンプレッサ３２によって過給されたサージタンク１８内の吸気が当該連通路７０を介して抜けてしまう。このため、連通路７０の配管径は、過給圧の確保に支障が生じない範囲の小径になるように構成されている。
【０１０２】
［実施の形態６の特徴］
実施の形態６の制御装置は、新気導入制御として吸気通路１０におけるコンプレッサ３２の上流側とサージタンク１８との間に差圧を生じさせる点に特徴を有している。
【０１０３】
スロットル１６を閉じ側に操作されると、サージタンク１８内に負圧が発生する。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されていたＥＧＲガスが連通路７０を介して吸引されるとともに、吸気通路１０から下流側ＥＧＲ通路４０ａへと新気が導入される。その結果、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されていたＥＧＲガスが希釈されるので、結露の発生を有効に抑制することができる。
【０１０４】
但し、サージタンク１８内の圧力が大気圧付近となる中負荷運転が長時間継続されている場合等においては、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されたＥＧＲガスを吸引する機会が得られないおそれがある。この場合、ＥＧＲガスが所定のしきい値を超えて蓄積されてしまい、結露が発生してしまうおそれがある。
【０１０５】
そこで、本実施の形態６の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に限定して、サージタンク１８とコンプレッサ３２の吸気上流側との間（つまり連通路７０の両端）に強制的に差圧を発生させる差圧増大操作を行うこととしている。このような制御としては、例えば、上述した過給圧を上昇させる操作を行いサージタンク１８内の圧力を上昇させる制御を行うことができる。また、可変動弁機構によって吸入効率を向上させる操作を行うことにより出力維持のためのサージタンク圧要求の低下を図る制御や、スロットル１６を強制的に閉じ側に操作する制御等を行うことができる。このような制御によれば、サージタンク１８とコンプレッサ３２の吸気上流側との間に有効に差圧を発生させることができるので、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積したＥＧＲガスを連通路７０を介して有効に希釈することができる。
【０１０６】
［実施の形態６の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図１４は、本発明の実施の形態６のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図１４に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【０１０７】
図１４に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ８０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ８０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、サージタンク圧を上昇或いは低下させてコンプレッサ３２の吸気上流側との差圧を増大させる差圧増大操作が行われる（ステップＳ８２）。ここでは、具体的には、上述した過給圧を上昇させる制御、又はサージタンク圧要求を低下させる制御が行われる。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積していたＥＧＲガスが希釈される。
【０１０８】
以上説明したとおり、本実施の形態５の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態６では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態６では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【０１１０】
また、上述した実施の形態６では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【０１１１】
また、上述した実施の形態６では、連通路７０が上記第６の発明の「連通路」に相当している。また、上述した実施の形態６では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ８０及びＳ８２の処理を実行することにより上記第６の発明における「過給圧を増大させる制御」が実現されている。
【０１１２】
また、上述した実施の形態６では、スロットル１６が上記第９の発明の「スロットル」に相当し、連通路７０が上記第９の発明の「連通路」に相当している。また、上述した実施の形態６では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ８０及びＳ８２の処理を実行することにより上記第９の発明における「スロットルを閉側に操作する制御」が実現されている。
【０１１３】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について説明する。本発明に係る実施の形態７は、図１５に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図１６及び上述した図２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１１４】
［実施の形態７の構成］
図１５は、本発明の実施の形態７の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施の形態に係る内燃機関は、第１気筒群及び第２気筒群のそれぞれにターボ過給機を備えたＶ型の過給エンジンである。なお、図１５のエンジンシステムにおいて、図１と共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１５】
本実施の形態に係る過給エンジンは、吸気通路１０Ｒ，１０Ｌにそれぞれ設けられたコンプレッサ３２Ｒ，３２Ｌと排気通路２０Ｒ，２０Ｌにそれぞれ設けられたタービン３４Ｒ，３４Ｌとからなるターボ過給機３０Ｒ，３０Ｌを備えている。吸気通路１０Ｒ，１０Ｌはエンジン本体２に取り付けられたサージタンク１８に接続されている。吸気通路１０Ｒ，１０Ｌの入口にはそれぞれエアクリーナ１２Ｒ，１２Ｌが設けられている。
【０１１６】
排気通路２０Ｒ，２０Ｌはエンジン本体２の第１気筒群，第２気筒群にそれぞれ取り付けられた排気マニホールド２２Ｒ，２２Ｌにそれぞれ接続されている。排気通路２０Ｒ，２０Ｌのタービン３４Ｒ，３４Ｌの下流にはスタート触媒２４Ｒ，２４Ｌが設けられている。また、吸気通路１０Ｒ，１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｒ，３２Ｌの吸気下流側には、それぞれスロットル１６Ｒ，６８ｂが設けられている。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る過給エンジンは、排気通路２０Ｒ，２０Ｌ内の排気ガスの一部を吸気通路１０Ｒ，１０Ｌに還流させる、いわゆるＥＧＲを実行するためのＥＧＲ通路４０Ｒ，４０Ｌを備えている。ＥＧＲ通路４０Ｒ，４０Ｌは、一端が排気通路２０Ｒ，２０Ｌにおけるスタート触媒２４Ｒ，２４Ｌの排気下流側に接続され、他端が吸気通路１０Ｒ，１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｒ，３２Ｌの吸気上流側の位置に接続されている。また、ＥＧＲ通路４０Ｒ，４０Ｌは、途中の一部区間において合流し、その後再び分岐してそれぞれの吸気通路１０Ｒ，１０Ｌに接続されている。ＥＧＲ通路４０Ｒ，４０Ｌが合流している一部区間の下流側端部にはＥＧＲ弁４４が設けられている。このような構成によれば、ＥＧＲ弁４４の下流側には、吸気通路１０Ｒと吸気通路１０Ｌとを接続するように下流側ＥＧＲ通路４０ａが構成される。
【０１１８】
［実施の形態７の特徴］
実施の形態７の制御装置は、新気導入制御として吸気通路１０Ｒにおけるコンプレッサ３２Ｒの上流側と吸気通路１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｌの上流側との間に差圧を生じさせる点に特徴を有している。
【０１１９】
下流側ＥＧＲ通路４０ａは吸気通路１０Ｒと吸気通路１０Ｌとを接続する通路として構成されている。このため、吸気通路１０Ｒにおけるコンプレッサ３２Ｒの上流側と吸気通路１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｌの上流側との間に差圧を生じさせることとすれば、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａにガス流れを有効に発生させることができる。
【０１２０】
吸気通路１０Ｒにおけるコンプレッサ３２Ｒの上流側と吸気通路１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｌの上流側との間に差圧を生じさせる制御としては、例えば、スロットル１６Ｒ，６８Ｌの開度を異なる開度にする制御や、それぞれのウエストゲートバルブの開度を異なる開度にすることによりタービン３４Ｒ，３４Ｌに回転速度差を発生させる制御等を行うことができる。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに新気が導入されるので、蓄積されていたＥＧＲガスが有効に希釈される。
【０１２１】
なお、上述した新気導入制御は、少なからず燃焼状態に影響を与えるため、不必要な実行は避けるべきである。そこで、本実施の形態７の制御装置では、ＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に限り、吸気通路１０Ｒにおけるコンプレッサ３２Ｒの上流側と吸気通路１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｌの上流側との間に強制的に差圧を発生させることとしている。このような制御によれば、燃焼悪化や燃費の悪化を抑制しつつ、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積したＥＧＲガスによる結露の発生を有効に抑制することができる。
【０１２２】
［実施の形態７の具体的処理］
次に、上述した新気導入制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図１６は、本発明の実施の形態７のＥＣＵ５０により実行される新気導入制御のためのルーチンを示すフローチャートである。なお、図１６に示すルーチンは、ＥＧＲ弁４４が全閉に操作されている期間（例えば、外気温度が極低温である期間）にＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【０１２３】
図１６に示すルーチンでは、まずＥＧＲガス蓄積量が所定のしきい値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ９０）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ３０と同様の処理が実行される。その結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められない場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがないと判断されて、本ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ９０の処理の結果、ＥＧＲガス蓄積量＞しきい値の成立が認められた場合には、下流側ＥＧＲ通路４０ａに結露が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、吸気通路１０Ｒにおけるコンプレッサ３２Ｒの上流側と吸気通路１０Ｌにおけるコンプレッサ３２Ｌの上流側との間に強制的に差圧を発生させる制御が行われる（ステップＳ９２）。ここでは、具体的には、上述したスロットル１６Ｒ，６８Ｌの開度を異なる開度とする制御、又はそれぞれのウエストゲートバルブの開度を異なる開度とする制御が行われる。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積していたＥＧＲガスが希釈される。
【０１２４】
以上説明したとおり、本実施の形態５の制御装置によれば、下流側ＥＧＲ通路４０ａの壁面に結露が発生する前に、当該下流側ＥＧＲ通路４０ａに漏洩したＥＧＲガスが希釈される。これにより、下流側ＥＧＲ通路４０ａ内のガスの露点を低下させることができるので、結露の発生を有効に抑制することが可能となる。
【０１２５】
なお、上述した実施の形態７では、ＥＧＲ弁４４が上記第１の発明の「ＥＧＲ弁」に相当し、下流側ＥＧＲ通路４０ａが上記第１の発明の「下流側ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲガス蓄積量が上記第１の発明の「排気ガス蓄積量」に相当し、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当している。また、上述した実施の形態７では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３４の処理を実行することにより上記第１の発明における「新気導入制御」が実現されている。
【０１２６】
また、上述した実施の形態７では、ＥＣＵ５０が図２に示すルーチンの処理を実行することにより上記第２の発明における排気ガス蓄積量を推定する構成が実現されている。
【０１２７】
また、上述した実施の形態７では、排気通路２０Ｒが上記第１０の発明の「第１排気通路」に相当し、排気通路２０Ｌが上記第１０の発明の「第２排気通路」に相当し、吸気通路１０Ｒが上記第１０の発明の「第１吸気通路」に相当し、吸気通路１０Ｌが上記第１０の発明の「第２吸気通路」に相当し、コンプレッサ３２Ｒが上記第１０の発明の「第１コンプレッサ」に相当し、コンプレッサ３２Ｌが上記第１０の発明の「第２コンプレッサ」に相当し、ＥＧＲ通路４０Ｒが上記第１０の発明の「第１ＥＧＲ通路」に相当し、ＥＧＲ通路４０Ｌが上記第１０の発明の「第２ＥＧＲ通路」に相当している。また、上述した実施の形態７では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ９０及びＳ９２の処理を実行することにより上記第１０の発明における「圧力差増大制御」が実現されている。
【０１２８】
また、上述した実施の形態７では、スロットル１６Ｒが上記第１１の発明の「第１スロットル」に相当し、スロットル１６Ｌが上記第１１の発明の「第２スロットル」に相当している。また、上述した実施の形態７では、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ９０及びＳ９２の処理を実行することにより上記第１１の発明における「第１スロットルの開度と第２スロットル開度に差を設ける制御」が実現されている。
【０１２９】
［その他］
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【０１３０】
負圧式のウエストゲートバルブを備えるエンジンシステムにおいて、ウエストゲートバルブのダイヤフラム部への正圧供給用の配管の接続位置を下流側ＥＧＲ通路４０ａにおけるＥＧＲ弁４４の出口部とする構成でもよい。このような構成によれば、ウエストゲートバルブを開くための操作時に下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されたＥＧＲガスがダイヤフラム部へと吸引されるので、下流側ＥＧＲ通路４０ａにおける結露の発生を有効に抑制することができる。
【０１３１】
触媒暖機のために２次エアを触媒に供給する装置を備えるエンジンシステムにおいて、新気取り入れ口を下流側ＥＧＲ通路４０ａにおけるＥＧＲ弁４４の出口部とする構成でもよい。このような構成によれば、２次エアポンプを駆動して新気を取り入れる際に下流側ＥＧＲ通路４０ａに蓄積されたＥＧＲガスが吸引されるので、下流側ＥＧＲ通路４０ａにおける結露の発生を有効に抑制することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
２  エンジン本体
１０，１０Ｒ，１０Ｌ  吸気通路
１２，１２Ｒ，１２Ｌ  エアクリーナ
１６，１６Ｒ，１６Ｌ  スロットル
１８  サージタンク
２０，２０Ｒ，２０Ｌ  排気通路
２２，２２Ｒ，２２Ｌ  排気マニホールド
２４，２４Ｒ，２４Ｌ  スタート触媒
３０，３０Ｒ，３０Ｌ  ターボ過給機
３２，３２Ｒ，３２Ｌ  コンプレッサ
３４，３４Ｒ，３４Ｌ  タービン
４０，４０Ｒ，４０Ｌ  ＥＧＲ通路
４０ａ  下流側ＥＧＲ通路
４２  ＥＧＲクーラ
４４  ＥＧＲ弁
５０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
５２  エアフローメータ
６０  連通路
６２  エアバイパス通路
６４  エアバイパス弁
６６  連通路
【図１】
2016211456.tif 000003
【図２】
2016211456.tif 000004
【図３】
2016211456.tif 000005
【図４】
2016211456.tif 000006
【図５】
2016211456.tif 000007
【図６】
2016211456.tif 000008
【図７】
2016211456.tif 000009
【図８】
2016211456.tif 000010
【図９】
2016211456.tif 000011
【図１０】
2016211456.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2016211456.tif 000014
【図１３】
2016211456.tif 000015
【図１４】
2016211456.tif 000016
【図１５】
2016211456.tif 000017
【図１６】
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