(57)【要約】【課題】冷間時に、吸気通路に加え、ＥＧＲ弁より下流のＥＧＲ通路でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えること。【解決手段】エンジンシステムは、排気通路５で加熱された高温空気を吸気通路４に導入する高温空気通路６３と、高温空気通路６３からの高温空気と吸気入口４ａからの低温空気を吸気通路４へ選択的に流すために切り替えられる流路切替弁６４と、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４へ流してエンジン１へ還流させるＥＧＲ通路５２と、ＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁５３と、高温空気通路６３から吸気通路４へ導入された高温空気の一部をＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流する分流通路７１と、分流通路７１の高温空気流量を調整するために開閉される開閉弁７２と、流路切替弁６４、ＥＧＲ弁５３及び開閉弁７２を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）５０とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、
前記吸気通路は、吸気入口を含み、前記吸気入口から外気を低温空気として導入することと、
前記吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記エンジンから排気を導出するための排気通路と、
加熱手段により加熱された高温空気を前記吸気通路に導入するために前記吸気通路に接続された高温空気通路と、
前記吸気通路と前記高温空気通路との接続部に設けられ、前記高温空気通路からの高温空気と前記吸気入口からの前記低温空気を前記吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と、
前記エンジンから前記排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路は、排気還流入口と排気還流出口を含み、前記排気還流入口が前記排気通路に連通し、前記排気還流出口が前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路に連通することと、
前記排気還流通路における前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、
少なくとも前記流路切替弁と前記排気還流弁を制御するための制御手段と
を備えたエンジンシステムにおいて、
前記高温空気通路から前記吸気通路へ導入された前記高温空気の一部を前記排気還流通路へ分流するための分流通路と、
前記分流通路は、分流入口と分流出口を含み、前記分流入口が前記流路切替弁より下流であって前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に連通し、前記分流出口が前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路に連通することと、
前記分流通路における前記高温空気の流量を調整するための分流調整手段と
を備えたことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
前記エンジンは複数の気筒を有するレシプロエンジンであり、
前記吸気通路は、前記各気筒へ前記吸気を分配するために前記エンジンの直前にて複数の分岐通路に分岐しており、
前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路は、同通路を流れる前記排気還流ガスを前記各分岐通路へ分配するための排気還流分配管を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記分流通路の前記分流出口は、前記排気還流弁の近傍にて前記排気還流通路に連通することを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記分流調整手段は、前記高温空気の流量を絞るオリフィスであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記吸気量調節弁の近傍の前記吸気通路と前記オリフィスより下流の前記分流通路との間をバイパスするバイパス通路を設けたことを特徴とする請求項４に記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記吸気量調節弁は、バタフライ式のスロットル弁を含み、
前記バイパス通路は、バイパス入口とバイパス出口を含み、前記バイパス入口は、前記スロットル弁が閉じたときに前記スロットル弁より下流に位置し、前記スロットル弁が開いたときに前記スロットル弁より上流に位置するように前記吸気通路に配置された
ことを特徴とする請求項５に記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記バイパス出口は、前記分流通路に配置され、前記バイパス出口より下流の前記分流通路に逆止弁が設けられ、前記逆止弁は、その前後差圧が所定値以上となるときに開いて下流側へ前記高温空気を流すことを特徴とする請求項６に記載のエンジンシステム。
【請求項８】
前記分流調整手段は、前記分流通路を選択的に開閉する開閉弁であり、
前記制御手段は、前記高温空気通路からの前記高温空気を前記吸気通路の下流側へ流すために前記流路切替弁を切り替え制御するときに、前記開閉弁を開弁制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記エンジンに加速を要求するために運転者により操作されるアクセル操作手段と、
前記アクセル操作手段の操作量を検出するためのアクセル検出手段と
を更に備え、
前記分流調整手段は、前記分流通路を開度可変に開閉する制御弁であり、
前記制御手段は、前記高温空気通路からの前記高温空気を前記吸気通路の下流側へ流すために前記流路切替弁を切り替え制御したときに、前記アクセル検出手段の検出値に応じて前記制御弁の開度を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記高温空気を前記分流通路を介して前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路へ分流するときであって、前記排気還流弁の開弁を許可するときは、前記排気還流弁の目標開度を増量補正することを特徴とする請求項８又は９に記載のエンジンシステム。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記高温空気を前記分流通路を介して前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路へ分流するときは、前記アクセル検出手段の検出値に応じて前記吸気量調節弁の目標開度を減量補正することを特徴とする請求項９に記載のエンジンシステム。
【請求項１２】
前記吸気入口からの前記低温空気を前記吸気通路の下流側へ流す状態のまま前記流路切替弁が故障したことを診断するための流路切替弁故障診断手段と、
前記吸気通路の暖機状態を検出するための暖気状態検出手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記流路切替弁が前記故障であると前記流路切替弁故障診断手段が診断し、かつ、前記暖気状態検出手段による検出結果に基づき前記吸気通路の暖機が未完了であると判断したときに、前記排気還流弁の目標開度を減量補正する
ことを特徴とする請求項８に記載のエンジンシステム。
【請求項１３】
前記流路切替弁より下流の前記吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段を更に備え、
前記流路切替弁故障診断手段は、前記流路切替弁が切り替え制御される前後で前記吸気温度検出手段により検出される吸気温度に基づいて前記流路切替弁の前記故障を診断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のエンジンシステム。
【請求項１４】
前記開閉弁が閉じた状態のまま故障したことを診断するための開閉弁故障診断手段を更に備え、
前記制御手段は、前記開閉弁が前記故障であると前記開閉弁故障診断手段が診断したとき、前記排気還流弁の目標開度を減量補正する
ことを特徴とする請求項８に記載のエンジンシステム。
【請求項１５】
前記吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、
前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段と
を更に備え、
前記開閉弁故障診断手段は、前記吸気量調節弁の開度が所定の条件となるときに、前記開閉弁が開閉制御される前後で前記吸気量検出手段により検出される前記吸気量及び前記吸気圧力検出手段により検出される前記吸気圧力に基づいて前記開閉弁の故障を診断する
ことを特徴とする請求項１４に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路を介してエンジンへ還流させると共に、加熱手段により加熱された空気を吸気通路へ導入するように構成したエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される制御装置が知られている。この装置は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路を介してエンジンへ還流させるＥＧＲ通路と、加熱手段により加熱された空気を吸気通路へ導入する加熱空気通路と、吸気通路に対する加熱空気通路の連通と遮断を切り換える切換弁とを備える。そして、吸気通路に導入される外気が所定温度未満の低温となる冷間時には、加熱空気通路が吸気通路へ連通するように切換弁を制御するようになっている。これにより、冷間時に吸気通路へ加熱空気を導入して吸気を温め、吸気通路でのＥＧＲガス導入による凝縮水の発生を抑えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の制御装置では、冷間時に加熱空気を吸気通路へ導入することで吸気通路は暖機されるものの、ＥＧＲ通路には加熱空気が流れないことから、ＥＧＲ通路を暖機することが難しかった。すなわち、吸気通路が暖機されても、ＥＧＲ通路の暖機が遅れ、その内壁の低温状態が長引くことがあった。このため、低温のＥＧＲ通路にＥＧＲガスが流れると、ＥＧＲ通路で凝縮水が発生するおそれがあり、その凝縮水がエンジンに取り込まれるおそれがあった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷間時に吸気通路に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることを可能としたエンジンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、吸気通路は、吸気入口を含み、吸気入口から外気を低温空気として導入することと、吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、エンジンから排気を導出するための排気通路と、加熱手段により加熱された高温空気を吸気通路へ導入するために吸気通路に接続された高温空気通路と、吸気通路と高温空気通路との接続部に設けられ、高温空気通路からの高温空気と吸気入口からの低温空気を吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と、エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流通路と、排気還流通路は、排気還流入口と排気還流出口を含み、排気還流入口が排気通路に連通し、排気還流出口が吸気量調節弁より下流の吸気通路に連通することと、排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、少なくとも流路切替弁と排気還流弁を制御するための制御手段とを備えたエンジンシステムにおいて、高温空気通路から吸気通路へ導入された高温空気の一部を排気還流通路へ分流するための分流通路と、分流通路は、分流入口と分流出口を含み、分流入口が流路切替弁より下流であって吸気量調節弁より上流の吸気通路に連通し、分流出口が排気還流弁より下流の排気還流通路に連通することと、分流通路における高温空気の流量を調整するための分流調整手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、制御手段が、必要に応じて流路切替弁を制御し、流路が切り替えられることにより、吸気通路の下流側へ流れる吸気が、高温空気通路からの高温空気と吸気入口からの低温空気との間で切り替えられる。従って、吸気が高温空気に切り替えられることにより、吸気通路が高温空気により暖機される。また、吸気通路を流れる高温空気の一部は分流通路へ流れ、分流調整手段により調整されて排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流され、その部分の排気還流通路が高温空気により暖機される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンは複数の気筒を有するレシプロエンジンであり、吸気通路は、各気筒へ吸気を分配するためにエンジンの直前にて複数の分岐通路に分岐しており、排気還流弁より下流の排気還流通路は、同通路を流れる排気還流ガスを各分岐通路へ分配するための排気還流分配管を含むことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、排気還流弁を通過した排気還流ガスは、その下流にて排気還流分配管を介して吸気通路の各分岐通路へ分配される。また、分流通路から排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流された高温空気は、この排気還流分配管を流れることで、同分配管が暖機される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、分流通路の分流出口は、排気還流弁の近傍にて排気還流通路に連通することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、分流通路の分流出口が排気還流弁の近傍にて排気還流通路に連通するので、排気還流通路へ分流される高温空気の熱が排気還流弁にも伝わり易い。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、分流調整手段は、高温空気の流量を絞るオリフィスであることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、比較的簡易な構成のオリフィスにより、少量ではあるが、高温空気が分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ常時分流される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、吸気量調節弁の近傍の吸気通路とオリフィスより下流の分流通路との間をバイパスするバイパス通路を設けたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、吸気量調節弁の近傍の吸気通路を流れる高温空気の一部がバイパス通路を介してオリフィスより下流の分流通路へと流れる。従って、バイパス通路を流れる高温空気の分だけ排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流される高温空気の量が増える。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、吸気量調節弁は、バタフライ式のスロットル弁を含み、バイパス通路は、バイパス入口とバイパス出口を含み、バイパス入口は、スロットル弁が閉じたときにスロットル弁より下流に位置し、スロットル弁が開いたときにスロットル弁より上流に位置するように吸気通路に配置されたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、スロットル弁が閉じたときは、バイパス入口への高温空気の流入が遮断される。一方、スロットル弁が開いたときは、バイパス入口に高温空気が流入し、その高温空気がバイパス通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ流れる。また、その高温空気の流量がスロットル弁の開度に応じて調節される。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、バイパス出口は、分流通路に配置され、バイパス出口より下流の分流通路に逆止弁が設けられ、逆止弁は、その前後差圧が所定値以上となるときに開いて下流側へ高温空気を流すことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、エンジンの高負荷運転時には、排気還流出口から排気還流通路に作用する吸気負圧が小さくなり、逆止弁が閉じて分流通路が遮断される。一方、エンジンの低負荷運転時には、排気還流出口から排気還流通路に作用する吸気負圧が大きくなり、逆止弁の前後差圧が所定値以上となって逆止弁が開き、分流通路が開放される。これにより、分流通路から排気還流弁より下流の排気還流通路への空気の流れが許容される。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、分流調整手段は、分流通路を選択的に開閉する開閉弁であり、制御手段は、高温空気通路からの高温空気を吸気通路の下流側へ流すために流路切替弁を切り替え制御するときに、開閉弁を開弁制御することを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、流路切替弁が切り替えられて吸気通路の下流側へ高温空気が流れるとき、開閉弁が必要に応じ開弁制御される。これにより、高温空気の一部が分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ同時に分流される。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンに加速を要求するために運転者により操作されるアクセル操作手段と、アクセル操作手段の操作量を検出するためのアクセル検出手段とを更に備え、分流調整手段は、分流通路を開度可変に開閉する制御弁であり、制御手段は、高温空気通路からの高温空気を吸気通路の下流側へ流すために流路切替弁を切り替え制御したときに、アクセル検出手段の検出値に応じて制御弁の開度を制御することを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、吸気通路の下流側へ高温空気が流れるときは、制御弁の開度が制御されて高温空気の一部が分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流される。また、制御弁が、エンジンへの加速要求の程度に応じた開度で制御されるので、排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流される高温空気の量が加速要求に応じて調整される。従って、吸気通路に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路が必要に応じ、加速要求の程度に応じて精度よく暖機される。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、制御手段は、高温空気を分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流するときであって、排気還流弁の開弁を許可するときは、排気還流弁の目標開度を増量補正することを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項８又は９に記載の発明の作用に加え、高温空気が分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流されるときは、その部分の排気還流通路の圧力が増大し、排気還流弁の前後差圧が小さくなる。そのため、排気還流弁の開弁を許可したときは、高温空気により排気還流弁の前後差圧が小さくなった分だけ排気還流弁を流れる排気還流ガスの流量が減少することになる。この構成では、排気還流弁の開弁を許可するときに、その目標開度が増量補正されるので、排気還流ガス流量の減少分が補われる。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記制御手段は、高温空気を分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流するときは、前記アクセル検出手段の検出値に応じて前記吸気量調節弁の目標開度を減量補正することを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、請求項９に記載の発明の作用に加え、高温空気が分流通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ分流されるときは、その高温空気の分だけ吸気量調節弁を迂回してエンジンへ流れる空気量が増えることになる。この構成では、吸気量調節弁が開くときは、アクセル検出手段の検出値に応じて吸気量調節弁の目標開度が減量補正されるので、分流された高温空気の分だけ吸気量調節弁で調節される吸気量が低減される。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、吸気入口からの低温空気を吸気通路の下流側へ流す状態のまま流路切替弁が故障したことを診断するための流路切替弁故障診断手段と、吸気通路の暖機状態を検出するための暖気状態検出手段とを更に備え、制御手段は、流路切替弁が故障であると流路切替弁故障診断手段が診断し、かつ、暖気状態検出手段による検出結果に基づき吸気通路の暖機が未完了であると判断したときに、排気還流弁の目標開度を減量補正することを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、請求項８に記載の発明の作用に加え、制御手段は、流路切替弁が故障であると流路切替弁故障診断手段が診断し、かつ、暖気状態検出手段による検出結果に基づき吸気通路の暖機が未完了であると判断したときに、排気還流弁の目標開度を減量補正する。従って、冷間時に吸気通路の下流側へ低温空気が流れても、その吸気通路への排気還流ガスの流量が少なく抑えられる。
【００３０】
上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、流路切替弁より下流の吸気通路における吸気温度を検出するための吸気温度検出手段を更に備え、流路切替弁故障診断手段は、流路切替弁が切り替え制御される前後で吸気温度検出手段により検出される吸気温度に基づいて流路切替弁の故障を診断することを趣旨とする。
【００３１】
上記発明の構成によれば、請求項１２に記載の発明の作用に加え、流路切替弁が切り替えられる前後で検出される吸気温度に変化が有る場合は、流路切替弁が正常に動作して高温空気と低温空気の切り替えが正常に行われたことになる。また、検出される吸気温度に変化が無い場合は、流路切替弁が正常に動作せず、高温空気と低温空気の切り替えが正常に行われなかったことになる。流路切替弁故障診断手段は、流路切替弁が切り替え制御される前後で吸気温度検出手段により検出される吸気温度の変化の有無に基づいて流路切替弁の故障を診断する。
【００３２】
上記目的を達成するために、請求項１４に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、開閉弁が閉じた状態のまま故障したことを診断するための開閉弁故障診断手段を更に備え、制御手段は、開閉弁が故障であると開閉弁故障診断手段が診断したとき、排気還流弁の目標開度を減量補正することを趣旨とする。
【００３３】
上記発明の構成によれば、請求項８に記載の発明の作用に加え、開閉弁が閉じた状態のまま故障したと開閉弁故障診断手段が診断したときは、制御手段は、排気還流弁の目標開度を減量補正する。従って、冷間時に排気還流弁より下流の排気還流通路へ高温空気が分流されないときは、その部分への排気還流ガスの流量が少なく抑えられる。
【００３４】
上記目的を達成するために、請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段とを更に備え、開閉弁故障診断手段は、吸気量調節弁の開度が所定の条件となるときに、開閉弁が開閉制御される前後で吸気量検出手段により検出される吸気量及び吸気圧力検出手段により検出される吸気圧力に基づいて開閉弁の故障を診断することを趣旨とする。
【００３５】
上記発明の構成によれば、請求項１４に記載の発明の作用に加え、開閉弁が開閉される前後で検出される吸気量及び吸気圧力に変化が有る場合は、開閉弁が正常に動作したことになる。一方、開閉弁が開閉される前後で検出される吸気量及び吸気圧力に変化が無い場合は、開閉弁が正常に動作しなかったことになる。開閉弁故障診断手段は、吸気量調節弁の開度が所定の条件となるときに、開閉弁が開閉制御される前後で吸気量検出手段により検出される吸気量の変化及び吸気圧力検出手段により検出される吸気圧力の変化に基づき開閉弁の故障を診断する。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１に記載の発明によれば、冷間時に吸気通路に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができ、冷間時に早期に排気還流を実行することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、エンジンの各気筒へ排気還流ガスを均等に供給することができ、併せて排気還流分配管を暖機することで同分配管での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、高温空気により排気還流弁を暖機することで排気還流弁での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路を比較的低コストで暖機することができ、その部位での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００４０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、バイパス通路がない構成と比べ、排気還流弁より下流の排気還流通路をより短時間で暖機することができる。
【００４１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、スロットル弁が開くときは、バイパス通路を介して排気還流弁より下流の排気還流通路へ高温空気を分流することができ、その分だけ排気還流通路へ分流される高温空気量を増やすことができる。また。専用の調整手段を別途設けることなくバイパス通路への高温空気の流入を調整することができる。
【００４２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、排気還流弁の前後差圧の低下を抑えることができ、排気還流の実行時には、排気還流通路を流れる排気還流ガス流量の低減を抑えることができる。
【００４３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、冷間時に吸気通路に加え、必要に応じて排気還流弁より下流の排気還流通路での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００４４】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、冷間時に吸気通路に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路での排気還流ガスによる凝縮水の発生を精度良く抑えることができる。
【００４５】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８又は９に記載の発明の効果に加え、排気還流弁より下流の排気還流通路へ高温空気が分流されても、排気還流弁を流れる排気還流ガス流量を適量確保することができる。
【００４６】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果に加え、高温空気が分流通路を介してエンジンへ流れても、エンジンに取り込まれる空気を過不足なく適正量に制御することができる。
【００４７】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の効果に加え、冷間時に流路切替弁が吸気通路へ低温空気を流す状態のまま故障しても、吸気通路での排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００４８】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明の効果に加え、吸気温度検出手段を利用することで流路切替弁の故障を比較的簡易に検出することができる。
【００４９】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の効果に加え、冷間時に開閉弁が閉じた状態のまま故障しても、排気還流弁より下流の排気還流通路で排気還流ガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００５０】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４に記載の発明の効果に加え、吸気量検出手段及び吸気圧力検出手段を利用することで開閉弁の故障を比較的簡易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、ＥＧＲ分配管と吸気マニホルドの各分岐通路との関係を示す概略図。
【図３】第１実施形態に係り、ＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態に係り、ＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態に係り、アクセル開度に対する目標制御開度を算出するために参照される特性マップ。
【図６】第２実施形態に係り、アクセル開度に対する目標スロットル開度を算出するために参照される特性マップ。
【図７】第３実施形態に係り、吸気温度制御の内容を示すフローチャート。
【図８】第３実施形態に係り、分流制御の内容を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態に係り、ＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図１０】第４実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１１】第５実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１２】第５実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１３】第５実施形態に係り、図１１のスロットル弁近傍を拡大して示す断面図。
【図１４】第５実施形態に係り、図１２のスロットル弁近傍を拡大して示す断面図。
【図１５】第５実施形態に係り、吸気通路における分流入口とバイパス入口の形状を示す断面図。
【図１６】第６実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１７】第６実施形態に係り、図１６の逆止弁近傍を拡大して示す断面図。
【図１８】別の実施形態に係り、ＥＧＲ分配管と吸気マニホルドの各分岐通路との関係を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
＜第１実施形態＞
以下、この発明のエンジンシステムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
図１に、この実施形態のエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態で、自動車に搭載されるエンジン１は、４サイクルのレシプロエンジンであり、４つの気筒２と、クランクシャフト３とを含む。エンジン１には、エンジン１へ吸気を導入するための吸気通路４と、エンジン１から排気を導出するための排気通路５とが設けられる。吸気通路４には、上流側からエアクリーナ６、電子スロットル装置７及び吸気マニホルド８が設けられる。電子スロットル装置７は、モータ３１により開閉駆動されるバタフライ式のスロットル弁９と、スロットル弁９の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ４１とを含む。電子スロットル装置７は、吸気通路４における吸気量を調節するための本発明の吸気量調節弁の一例に相当する。吸気マニホルド８は、サージタンク８ａと、サージタンク８ａからエンジン１の各気筒２へ分岐する４つの分岐通路８ｂとを含む。排気通路５には、同通路５を流れる排気を浄化するための触媒コンバータ１０が設けられる。触媒コンバータ１０は、貴金属よりなる三元触媒１０ａを内蔵する。
【００５４】
エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを含む。シリンダブロック１１は各気筒２を含み、各気筒２にはピストン１３が設けられる。各ピストン１３は、コンロッド１４を介してクランクシャフト３に連結される。各気筒２は、燃焼室１５を含む。燃焼室１５は、各気筒２にて、ピストン１３とシリンダヘッド１２との間に形成される。シリンダヘッド１２には、各気筒２の燃焼室１５に連通する吸気ポート１６と排気ポート１７が形成される。各吸気ポート１６は、それぞれ吸気通路４（吸気マニホルド８）に通じる。各排気ポート１７は、それぞれ排気通路５に通じる。各吸気ポート１６には、吸気弁１８が、各排気ポート１７には、排気弁１９がそれぞれ設けられる。各吸気弁１８及び各排気弁１９は、クランクシャフト３の回転に連動して、つまりは、各ピストン１３の上下動に連動して、ひいてはエンジン１の一連の作動行程（吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程）に連動して、カムシャフト２０，２１を含む動弁機構により開閉駆動される。吸気弁１８は、吸気側のカムシャフト２０により開閉駆動され、排気弁１９は、排気側のカムシャフト２１により開閉駆動される。
【００５５】
シリンダヘッド１２には、各気筒２のそれぞれに対応して、各吸気ポート１６へ燃料を噴射するためのインジェクタ３２が設けられる。各インジェクタ３２は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料を噴射するように構成される。各燃焼室１５には、吸気行程等に、インジェクタ３２から噴射される燃料と吸気マニホルド８から吸入される空気とにより可燃混合気が形成される。この実施形態では、各気筒２が排気行程となるときにインジェクタ３２から燃料が噴射されるようになっている。
【００５６】
シリンダヘッド１２には、各気筒２のそれぞれに対応して点火プラグ３６が設けられる。各点火プラグ３６は、イグニションコイル３７から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品３６，３７は、各燃焼室１５にて可燃混合気に点火する点火装置を構成する。各燃焼室１５の中の可燃混合気は、圧縮行程で各点火プラグ３６のスパーク動作により爆発・燃焼し、爆発行程が経過する。燃焼後の排気は、排気行程で各燃焼室１５から排気ポート１７、排気通路５及び触媒コンバータ１０を経て外部へ排出される。このように各燃焼室１５における可燃混合気の燃焼等に伴い、各ピストン１３が上下運動し、一連の作動行程が進行してクランクシャフト３が回転することで、エンジン１に動力が得られる。このエンジン１では、各気筒２で一連の作動行程が１回完了する毎に、クランクシャフト３が２回転（７２０℃Ａ回転）するようになっている。
【００５７】
このエンジン１には、燃焼室１５から排気通路５へ導出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路４へ流して各気筒２の燃焼室１５へ還流させる排気還流装置（ＥＧＲ装置）５１が設けられる。このＥＧＲ装置５１は、ＥＧＲガスを流す排気還流通路（ＥＧＲ通路）５２と、そのＥＧＲ通路５２に設けられ、ＥＧＲ通路５２におけるＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）５３と、ＥＧＲ通路５２に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）５４とを備える。ＥＧＲ弁５３は、開度可変に電気的に制御される電動弁であり、本発明の排気還流弁の一例に相当する。ＥＧＲ通路５２には、ＥＧＲクーラ５４を迂回するバイパス通路５５が設けられ、そのバイパス通路５５にはＥＧＲガスの流れを制御するためのバイパス弁５６が設けられる。バイパス弁５６は、その開度が電気的に制御される電動弁である。
【００５８】
ＥＧＲ通路５２は、排気還流入口（ＥＧＲ入口）５２ａ及び排気還流出口（ＥＧＲ出口）５２ｂを含む。ＥＧＲ入口５２ａは、触媒コンバータ１０より下流の排気通路５に接続され、排気通路５に連通する。ＥＧＲ出口５２ｂは、電子スロットル装置７及びサージタンク８ａより下流にて吸気マニホルド８（分岐通路８ｂ）に接続される。この実施形態で、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２は、吸気マニホルド８に取り付けられたＥＧＲ分配管５７を含む。ＥＧＲ出口５２ｂは、ＥＧＲ分配管５７の出口でもある。図２に、ＥＧＲ分配管５７と吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂとの関係を概略図により示す。ＥＧＲ分配管５７は、トーナメント表型に分岐して形成され、その下流端（ＥＧＲ出口５２ｂ）が各分岐通路８ｂに接続される。このように、ＥＧＲ通路５２の下流端を分岐させて吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂに接続するのは、ＥＧＲガスを各分岐通路８ｂへ均等に導入できるようにするためである。
【００５９】
この実施形態では、エンジン１の付属装置として、吸気通路４を流れる吸気を高温空気と低温空気に選択的に切り替える吸気温度制御装置６１を備える。この装置６１は、シリンダヘッド１２の近傍であって排気通路５（排気マニホルド）の周辺の高温空気を回収するための漏斗形状をなすシュラウド６２と、そのシュラウド６２にて回収された高温空気をエアクリーナ６より上流の吸気通路４へ導入するための高温空気通路６３と、エアクリーナ６の上流側にて吸気通路４に設けられた流路切替弁６４とを備える。流路切替弁６４には、高温空気通路６３の先端が接続される。この実施形態では、シリンダヘッド１２の近傍における排気通路５を本発明の加熱手段とし、その排気通路５で加熱された高温空気が高温空気通路６３へ流れるようになっている。流路切替弁６４は、電動弁であり、弁体６５と、弁体６５を駆動するモータ６６とを備える。弁体６５は、図１に実線で示す低温空気位置と、図１に２点鎖線で示す高温空気位置との間で切り替え配置される。弁体６５が低温空気位置に配置されることで、高温空気通路６３からの高温空気を遮断し、吸気入口４ａからの外気を低温空気としてエアクリーナ６へ導入するようになっている（低温空気導入）。一方、弁体６５が高温空気位置に配置されることで、吸気入口４ａからの低温空気を遮断し、高温空気通路６３からの高温空気をエアクリーナ６へ導入するようになっている（高温空気導入）。
【００６０】
この吸気温度制御装置６１によれば、高温空気導入時には、吸気マニホルド８を含む吸気通路４の暖機を促進し、吸気通路４でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。一方、低温空気導入時には、最適な吸気温度（４０〜５０℃）を維持し、吸気中の酸素密度を安定化させ、吸気効率を向上させることができる。これにより、エンジン１の燃焼効率を向上させることができ、エンジン１のノック抑制を図ることができる。
【００６１】
この実施形態で、吸気通路４とＥＧＲ通路５２との間には、高温空気通路６３から吸気通路４へ導入された高温空気の一部をＥＧＲ通路５２へ分流するための分流通路７１が設けられる。分流通路７１は、その一端に分流入口７１ａを、その他端に分流出口７１ｂを含む。分流入口７１ａは流路切替弁６４及びエアクリーナ６より下流であって電子スロットル装置７より上流の吸気通路４に連通し、分流出口７１ｂはＥＧＲ弁５３の近傍かつＥＧＲ弁５３より下流であってＥＧＲ分配管５７より上流のＥＧＲ通路５２に連通する。分流通路７１には、同通路７１における高温空気の流量を調整するための開閉弁７２が設けられる。この開閉弁７２は、電動弁であり、分流通路７１を選択的に開閉するようになっている。この開閉弁７２は、本発明の分流調整手段の一例に相当する。
【００６２】
図１に示すように、エンジン１に設けられる各種センサ４１〜４８は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。運転席に設けられたアクセルペダル２７には、アクセルセンサ４２が設けられる。アクセルペダル２７は、エンジン１に加速を要求するために運転者により操作される本発明のアクセル操作手段の一例に相当する。アクセルセンサ４２は、アクセルペダル２７の操作量である踏み込み角度をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。アクセルセンサ４２は、本発明のアクセル検出手段の一例に相当する。エンジン１に設けられた水温センサ４３は、シリンダブロック１１に形成された水ジャケット１１ａ等を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた回転速度センサ４４は、クランクシャフト３の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このセンサ４４は、クランクシャフト３の一端に固定されたタイミングロータ２８の回転を所定の角度ごとに検出するように構成される。電子スロットル装置７より上流の吸気通路４に設けられたエアフローメータ４５は、吸気通路４を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアフローメータ４５は、本発明の吸気量検出手段に相当する。排気通路５に設けられた酸素センサ４６は、排気通路５へ導出される排気中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ６に設けられた吸気温センサ４７は、流路切替弁６４より下流の吸気通路４における吸気温度ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。吸気温センサ４７は、本発明の吸気温度検出手段の一例に相当する。サージタンク８ａに設けられた吸気圧センサ４８は、電子スロットル装置７より下流の吸気通路４における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ４８は、本発明の吸気圧力検出手段の一例に相当する。
【００６３】
このエンジンシステムは、エンジン１の運転を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）５０を備える。ＥＣＵ５０には、各種センサ４１〜４８がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ５０には、電子スロットル装置７のモータ３１、各インジェクタ３２、各イグニションコイル３７、ＥＧＲ弁５３、バイパス弁５６及び流路切替弁６４のモータ６６がそれぞれ接続される。ＥＣＵ５０は、本発明の制御手段の一例に相当する。
【００６４】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、各種センサ４１〜４８からの出力信号に基づき燃料噴射制御、点火時期制御及びＥＧＲ制御等を実行するために、モータ３１、各インジェクタ３２、各イグニションコイル３７、ＥＧＲ弁５３、バイパス弁５６及びモータ６６をそれぞれ制御するようになっている。
【００６５】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じて各インジェクタ３２による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１の運転状態に応じて各イグニションコイル３７を制御することにより、各点火プラグ３３による点火時期を制御することである。ＥＧＲ制御とは、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁５３及びバイパス弁５６を制御することにより、各燃焼室１５へ還流されるＥＧＲ流量を制御することである。
【００６６】
周知のようにＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、エンジン１の各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ４１〜４８の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいて前述した各種制御を実行する。
【００６７】
次に、この実施形態におけるＥＧＲ制御の内容について詳しく説明する。図３に、そのＥＧＲ制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動と同時にこのルーチンの処理を開始するようになっている。
【００６８】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、水温センサ４３及び吸気温センサ４７の検出値に基づき、エンジン１の始動時における始動時冷却水温度ＳＴＨＷと始動時吸気温度ＳＴＨＡをそれぞれ取り込む。
【００６９】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、回転速度センサ４４及び吸気圧センサ４８の検出値に基づき、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬをそれぞれ取り込む。
【００７０】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、水温センサ４３及び吸気温センサ４７の検出値に基づき、冷却水温度ＴＨＷと吸気温度ＴＨＡをそれぞれ取り込む。
【００７１】
次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた冷却水温度ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬより目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、予め設定された特性マップを参照することにより、この目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを算出することができる。
【００７２】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、高温空気導入判定を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、取り込まれた始動時冷却水温度ＳＴＨＷ及び始動時吸気温度ＳＴＨＡに基づき、高温空気導入を実行すべきか否かを判定する。例えば、始動時冷却水温度ＳＴＨＷ及び始動時吸気温度ＳＴＨＡがそれぞれ低い冷間時である場合は、高温空気導入を実行すべきと判定する。「高温空気導入の実行」とは、後述するように流路切替弁６４の弁体６５を高温空気位置に切り換えることで吸気通路４に対する高温空気導入を実行することである。ＥＣＵ５０は、この判定結果が肯定の場合に処理をステップ１５０へ移行し、この判断結果が否定の場合に処理をステップ２４０へ移行する。
【００７３】
ステップ１５０では、ＥＣＵ５０は、高温空気導入の実行後における積算吸気量ＩＧａを読み込む。ＥＣＵ５０は、この積算吸気量ＩＧａを別途算出するようになっている。
【００７４】
次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ５０は、積算吸気量ＩＧａが所定値Ａ１より少ないか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判定結果が肯定の場合に処理をステップ１７０へ移行し、この判断結果が否定の場合に処理をステップ２４０へ移行する。
【００７５】
ステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、高温空気導入を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４の弁体６５を高温空気位置に切り換えることで、吸気通路４に高温空気を導入する。これにより、ＥＧＲ弁５３が開くのに先立って吸気通路４が高温空気により暖機される。
【００７６】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を開弁制御する。これにより吸気通路４に導入された高温空気が、分流通路７１を介し、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２（ＥＧＲ分配管５７を含む。以下において同じ。）に分流される。これにより、ＥＧＲ弁５３が開くのに先立って、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２が高温空気により暖機される。また、ＥＧＲ分配管５７の中に高温空気（新気）を導入することで、同分配管５７の中のＥＧＲガスが希釈され、ＥＧＲガス中の水分の露点温度が低下する。
【００７７】
次に、ステップ１９０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７を一旦、所定のアイドル開度に制御する。
【００７８】
次に、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７の開度を高温空気導入分だけ閉じ側へ補正する。すなわち、分流通路７１及びＥＧＲ通路５２を介して高温空気が吸気通路４（吸気マニホルド８を含む。）へ導入されることから、その導入される空気量分を見込んで電子スロットル装置７のスロットル弁９の開度を閉じ側へ補正するのである。
【００７９】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ５０は、今回算出された目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒに高温空気補正値Ｋｈｔを乗算することで補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒを算出する。ここで、高温空気補正値Ｋｈｔは「１.０」より大きい値であり、補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒが目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒより大きくなるように補正するように設定される。これは、分流通路７１からＥＧＲ通路５２へ高温空気が導入されることで、ＥＧＲ弁５３の前後差圧が低下してＥＧＲ弁５３を流れるＥＧＲガス量が減少する。そこで、この減少分を補うためにＥＧＲ弁５３の開度を増量補正するようになっている。
【００８０】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒを、最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲとして設定する。
【００８１】
そして、ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁５３を最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００８２】
一方、ステップ１４０又はステップ１６０から移行してステップ２４０では、ＥＣＵ５０は、低温空気導入を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４の弁体６５を低温空気位置に切り換えることで、吸気通路４に低温空気（外気温度の空気）を導入する。
【００８３】
次に、ステップ２５０で、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を閉弁制御する。これにより吸気通路４に導入された低温空気の、分流通路７１への分流が遮断される。
【００８４】
次に、ステップ２６０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７を所定のアイドル開度に制御する。
【００８５】
次に、ステップ２７０で、ＥＣＵ５０は、目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを、最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲとして設定する。
【００８６】
そして、ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁５３を最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００８７】
上記の制御によれば、ＥＣＵ５０は、高温空気通路６３からの高温空気を吸気通路４の下流側（電子スロットル装置７及び吸気マニホルド８を含む。以下において同じ。）へ流すために流路切替弁６４の弁体６５を高温空気位置に切り替え制御するときに、開閉弁７２を開弁制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、高温空気を分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流するときであって、ＥＧＲ弁５３の開弁を許可するときは、目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを増量補正するようになっている。
【００８８】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、排気通路５により加熱された高温空気は、シュラウド６２及び高温空気通路６３を介して吸気通路４へ導かれる。ここで、ＥＣＵ５０が、必要に応じて流路切替弁６４を制御し、流路切替弁６４により流路が切り替えられることにより、吸気通路４の下流側へ流れる吸気が高温空気通路６３からの高温空気と吸気入口４ａからの低温空気との間で切り替えられる。従って、吸気が高温空気に切り替えられることにより、吸気通路４が高温空気により暖機される。また、吸気通路４を流れる高温空気の一部は、開閉弁７２が開かれることで分流通路７１へ流れ、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流され、その部分のＥＧＲ通路５２が高温空気により暖機される。このため、冷間時に、吸気通路４に加え、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。この結果、冷間時に早期にＥＧＲの実行することができる。
【００８９】
この実施形態では、流路切替弁６４が切り替えられて吸気通路４の下流側へ高温空気が流れるとき、開閉弁７２が必要に応じ開弁制御される。これにより、高温空気の一部が分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ同時に分流される。これにより、吸気通路４に加え、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２が必要に応じて暖機される。このため、冷間時に吸気通路４に加え、必要に応じてＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００９０】
この実施形態で、ＥＧＲ弁５３を通過したＥＧＲガスは、その下流にてＥＧＲ分配管５７を介して吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂへ分配される。また、分流通路７１からＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２に分流された高温空気は、このＥＧＲ分配管５７を流れることで、同分配管５７が暖機される。このため、エンジン１の各気筒２へＥＧＲガスを均等に供給することができ、併せてＥＧＲ分配管５７を暖機することで同分配管５７でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００９１】
この実施形態では、分流通路７１の分流出口７１ｂがＥＧＲ弁５３の近傍にてＥＧＲ通路５２に連通するので、ＥＧＲ通路５２へ分流される高温空気の熱がＥＧＲ弁５３にも伝わり易い。このため、高温空気によりＥＧＲ弁５３を暖機することができ、ＥＧＲ弁５３でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００９２】
この実施形態では、高温空気を分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流するときは、その部分のＥＧＲ通路５２の圧力が高温空気により増大し、ＥＧＲ弁５３の前後差圧が小さくなる。そのため、ＥＧＲ弁５３の開弁を許可したときは、高温空気によりＥＧＲ弁５３の前後差圧が小さくなった分だけＥＧＲ弁５３を通るＥＧＲガス流量が減少することになる。上記構成では、ＥＧＲ弁５３の開弁を許可するときに、その目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒが高温空気補正値Ｋｈｔにより増量補正されるので、ＥＧＲガス流量の減少分が補われる。このため、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気が分流されても、ＥＧＲ弁５３を通るＥＧＲガス流量を適量確保することができる。
【００９３】
＜第２実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９４】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００９５】
この実施形態では、本発明の分流調整手段の構成とＥＧＲ制御の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、図１において、分流通路７１には、第１実施形態で設けられた開閉弁７２の代わりに、分流通路７１を開度可変に開閉する制御弁７４が設けられる。
【００９６】
次に、この実施形態におけるＥＧＲ制御の内容について詳しく説明する。図４に、そのＥＧＲ制御の内容をフローチャートにより示す。図４のフローチャートでは、ステップ１２０とステップ１３０との間にステップ３００が設けられ、ステップ１８０〜２００の代わりにステップ３１０〜３４０が、ステップ２５０，２６０の代わりにステップ３５０〜３７０が設けられる点で、図３のフローチャートと構成が異なる。
【００９７】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップ１００〜１２０の処理を実行した後、ステップ３００で、アクセルセンサ４２の検出値に基づきアクセル開度ＡＣＣを取り込む。
【００９８】
その後、ＥＣＵ５０は、ステップ１３０〜１７０の処理を実行した後、ステップ３１０で、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標制御開度ＴＣＶを算出する。目標制御開度ＴＣＶは、制御弁７４に関する目標開度である。ＥＣＵ５０は、例えば、図５に示すような特性マップを参照することにより、アクセル開度ＡＣＣに対する目標制御開度ＴＣＶを算出することができる。図５において、太破線は高温空気導入時の特性を示し、太線は低温空気導入時の特性を示す。この特性マップでは、高温空気導入時には、アクセル開度ＡＣＣが全閉から所定値Ｐ１になるまで目標制御開度ＴＣＶが全開まで増加し、所定値Ｐ１より大きい開度では、目標制御開度ＴＣＶが全開で一定となる。
【００９９】
次に、３２０で、ＥＣＵ５０は、制御弁７４を目標制御開度ＴＣＶに制御する。これにより、電子スロットル装置７が開くのに優先して制御弁７４をアクセル開度ＡＣＣに応じた開度で開くようになっている。
【０１００】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標スロットル開度ＴＳＶを算出する。目標スロットル開度ＴＳＶは、電子スロットル装置７のスロットル弁９に関する目標開度である。ＥＣＵ５０は、例えば、図６に示すような特性マップを参照することにより、アクセル開度ＡＣＣに対する目標スロットル開度ＴＳＶを算出することができる。図６において、太破線は高温空気導入時の特性を示し、太線は低温空気導入時の特性を示す。この特性マップでは、高温空気導入時には、アクセル開度ＡＣＣが全閉から所定値Ｐ１になるまで目標スロットル開度ＴＳＶの増加が緩やかとなり、所定値Ｐ１より大きい開度では、目標スロットル開度ＴＳＶが一旦急激に増加した後、やや増加率を下げて増加する。従って、この実施形態では、図５、図６に示すように、アクセル開度ＡＣＣが全閉から所定値Ｐ１まで増加する間では、電子スロットル装置７が開くのに優先して制御弁７４が先に全開へ開く。換言すれば、分流通路７１から吸気マニホルド８へ高温空気（新気）が供給される分だけ、電子スロットル装置７から吸気マニホルド８へ供給される高温空気（新気）の供給が抑えられる。すなわち、ＥＣＵ５０は、高温空気を吸気通路４の下流側（吸気マニホルド８）へ流すために流路切替弁６４を切り替え制御したときは、アクセル開度ＡＣＣに応じて電子スロットル装置７の目標スロットル開度ＴＳＶを一旦減量補正するようになっている。
【０１０１】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７を目標スロットル開度ＴＳＶに制御する。これにより、制御弁７４が開くのに遅れて電子スロットル装置７がアクセル開度ＡＣＣに応じた開度で開く。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ２１０〜２３０の処理を実行した後、処理をステップ１００へ戻す。
【０１０２】
一方、ＥＣＵ５０は、ステップ２４０の処理を実行した後、ステップ３５０で、制御弁７４を全閉に制御する。これにより、吸気通路４に導入された低温空気の、分流通路７１への分流が遮断される。
【０１０３】
次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標スロットル開度ＴＳＶを算出する。
【０１０４】
次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７を、算出された目標スロットル開度ＴＳＶに制御する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ２７０，２３０の処理を実行した後、処理をステップ１００へ戻す。
【０１０５】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、第１実施形態と異なり、流路切替弁６４の弁体６５を高温空気位置へ切り替え制御したときに、アクセル開度ＡＣＣに応じて制御弁７４の開度を制御するようになっている。このとき、ＥＣＵ５０は、高温空気のＥＧＲ分配管５７に対する暖機効果を最大限引き出すために、電子スロットル装置７の開弁制御に優先して制御弁７４を開弁制御するようになっている。
【０１０６】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、基本的には第１実施形態と同等の作用効果が得られるが、構成の違いによって以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態では、流路切替弁６４が切り替えられて吸気通路４の下流側へ高温空気が流れるときは、制御弁７４の開度が制御され高温空気の一部が分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流される。また、制御弁７４が、エンジン１に対する運転者の加速要求（アクセル開度ＡＣＣ）の程度に応じた開度で制御されるので、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流される高温空気量が、アクセル開度ＡＣＣに応じて調整される。従って、吸気通路４に加え、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２が必要に応じ、エンジン１への加速要求の程度に応じて精度よく暖機される。このため、冷間時に吸気通路４に加え、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を精度良く抑えることができる。
【０１０７】
この実施形態では、高温空気が分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流されるときは、その分流される高温空気の分だけ、電子スロットル装置７を迂回してエンジン１へ流れる空気量が増えることになる。上記構成によれば、電子スロットル装置７が開くときは、アクセル開度ＡＣＣに応じて電子スロットル装置７の目標スロットル開度ＴＳＶが減量補正されるので、分流により高温空気が増加した分だけ電子スロットル装置７で調節される吸気量が低減される。このため、高温空気が分流通路７１を介してエンジン１へ流れても、エンジン１に取り込まれる空気を過不足なく適正量に制御することができる。
【０１０８】
この実施形態では、エンジン１へ流れる高温空気が、電子スロットル装置７や吸気マニホルド８で熱を奪われることなく、分流通路７１を介してＥＧＲ分配管５７へ優先的に分流される。このため、ＥＧＲ分配管５７の内壁を早期に暖機することができると共に、同分配管５７の中のＥＧＲガスを高温空気で多く希釈することができる。この結果、ＥＧＲ分配管５７の中でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を更に抑えることができる。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１０】
前記各実施形態では、冷間時にＥＧＲ分配管５７に対し高温空気を分流することで、ＥＧＲ分配管５７を早期に暖機することができ、これによって早期にＥＧＲを実行できるようにした。しかしながら、流路切替弁６４が故障して吸気通路４の下流側へ高温空気を流せなくなる場合がある。或いは、開閉弁７２又は制御弁７４が故障してＥＧＲ分配管５７へ高温空気を分流できなくなる場合がある。これらの場合に、吸気通路４の下流側やＥＧＲ分配管５７の暖機が早期に完了したものとしてＥＧＲを早期に実行すると、吸気マニホルド８やＥＧＲ分配管５７の内部でＥＧＲガスにより凝縮水が発生するおそれがある。そこで、この実施形態では、上記故障に対処するために、ＥＣＵ５０が次のような制御を実行するようになっている。
【０１１１】
図７に、吸気通路４への高温空気導入と低温空気導入の切り替え制御（吸気温度制御）の内容をフローチャートにより示す。
【０１１２】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ４００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が始動されたか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断を、回転速度センサ４４の検出値に基づき行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ４１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ５２０へ移行する。
【０１１３】
ステップ４１０では、ＥＣＵ５０は、吸気温センサ４７の検出値に基づき、エンジン１の始動時における始動時吸気温度ＳＴＨＡを取り込む。
【０１１４】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた始動時吸気温度ＳＴＨＡが所定値ＴＨ１より低いか否かを判断する。この所定値ＴＨ１として、例えば「５０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ４３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ５４０へ移行する。
【０１１５】
ステップ４３０で、ＥＣＵ５０は、流路切替故障検出フラグＸＨＡＯが「０」であるか否かを判断する。このフラグＸＨＡＯは、後述するように流路切替弁６４の故障検出が未完了のときに「０」に、故障検出が完了したときに「１」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ４４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ４００へ戻す。
【０１１６】
ステップ４４０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４を高温空気位置へ切り替える。
【０１１７】
次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４を高温空気位置へ切り替えてから所定時間Ｔ１が経過するのを待って処理をステップ４６０へ移行する。この所定時間Ｔ１として、例えば「３０秒」を当てはめることができる。
【０１１８】
ステップ４６０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５の検出値に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【０１１９】
次に、ステップ４７０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少ないか否かを判断する。この所定値Ｇ１として、エンジン１の低負荷運転時相当の吸気量を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ４８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ４００へ戻す。
【０１２０】
ステップ４８０では、ＥＣＵ５０は、吸気温センサ４７の検出値に基づき現在の吸気温度ＴＨＡを取り込む。
【０１２１】
次に、ステップ４９０で、ＥＣＵ５０は、始動時吸気温度ＳＴＨＡが、現在の吸気温度ＴＨＡに所定値αを加えた温度より低いか否かを判断す。ここで、所定値αとして、例えば「３０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ５００へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ５５０へ移行する。
【０１２２】
ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が正常に動作していると判定する。この場合、流路切替弁６４は、正常に高温空気位置へ切り替えられていることになる。ＥＣＵ５０は、この判定結果を内蔵メモリに記憶することができる。
【０１２３】
次に、ステップ５１０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４の故障検出が完了していることから、流路切替故障検出フラグＸＨＡＯを「１」に設定し、処理をステップ４００へ戻す。
【０１２４】
一方、ステップ４００から移行してステップ５２０では、ＥＣＵ５０は、流路切替故障検出フラグＸＨＡＯを「０」に設定する。あるいは、ステップ４２０から移行してステップ５４０で、ＥＣＵ５０は、流路切替故障検出フラグＸＨＡＯを「１」に設定する。
【０１２５】
ステップ５２０又はステップ５４０から移行してステップ５３０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４を低温空気位置へ切り替えた後、処理をステップ４００へ戻す。
【０１２６】
一方、ステップ４９０から移行してステップ５５０では、始動時吸気温度ＳＴＨＡが、現在の吸気温度ＴＨＡに所定値βを加えた温度より低いか否かを判断す。ここで、所定値βとして、例えば「１０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ５６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ４００へ戻す。
【０１２７】
ステップ５６０では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が異常であると判定する。この場合、流路切替弁６４は、正常に高温空気位置へ切り替えられていないことになる。ＥＣＵ５０は、この判定結果を内蔵メモリに記憶することができる。
【０１２８】
次に、ステップ５７０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が異常であることを報知する。例えば、ＥＣＵ５０は、警報ランプ（図示略）を点滅させることでこの異常を報知することができる。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ５１０へ移行する。
【０１２９】
上記構成において、ＥＣＵ５０は、吸気入口４ａからの低温空気を吸気通路４の下流側へ流す状態のまま、すなわち弁体６５が低温空気位置に配置された状態のまま流路切替弁６４が故障したことを診断するための本発明の流路切替弁故障診断手段の一例に相当する。そして、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が切り替え制御される前後で、すなわち流路切替弁６４の弁体６５が高温空気位置と低温空気位置との間で切り替えられる前後で、吸気温センサ４７により検出される吸気温度ＴＨＡに基づいて流路切替弁６４の故障を診断するようになっている。
【０１３０】
図８に、高温空気の分流通路７１への分流に関する（分流制御）の内容をフローチャートにより示す。
【０１３１】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ６００で、ＥＣＵ５０は、スロットルセンサ４１、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４８の検出値に基づきスロットル開度ＴＡ、スロットル開度変化ΔＴＡ、吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭをそれぞれ取り込む。
【０１３２】
次に、ステップ６１０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ｂ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｂ１は、アイドル開度の上限値を想定したものであり、このステップ６１０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１がアイドル運転以外の運転状態であるか否かを判断することになる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ６２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ７６０へ移行する。
【０１３３】
次に、ステップ６２０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ｄ１（Ｄ１＞Ｂ１）より大きいか否かを判断する。この所定値Ｄ１は、エンジン１の通常運転を想定したものであり、このステップ６２０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が通常運転状態であるか否かを判断することになる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ６３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ６００へ戻す。
【０１３４】
次に、ステップ６３０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度変化ΔＴＡが所定値Ｅ１より小さいか否かを判断する。この所定値Ｅ１は、エンジン１の加速運転を想定したものであり、このステップ６３０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が定常運転状態であるか否かを判断することになる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ６４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ６００へ戻す。
【０１３５】
ステップ６４０では、ＥＣＵ５０は、閉弁フラグＸＳＶＣが「０」か否かを判断する。このフラグＸＳＶＣは、後述するように分流通路７１の開閉弁７２が閉じた場合に「１」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ６５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ６８０へ移行する。
【０１３６】
ステップ６５０では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を閉弁制御する。これにより、分流通路７１への高温空気の分流が遮断される。
【０１３７】
次に、ステップ６６０で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５の検出値に基づき、開閉弁７２が閉じているときの吸気量Ｇａを閉弁吸気量Ｇａｃとして取り込む。また、エンジン５０は、吸気圧センサ４８の検出値に基づき、開閉弁７２が閉じているときの吸気圧力ＰＭを閉弁吸気圧力ＰＭｃとして取り込む。
【０１３８】
次に、ステップ６７０で、ＥＣＵ５０は、閉弁フラグＸＳＶＣを「１」に設定した後、処理をステップ６４０へ戻す。
【０１３９】
一方、ステップ６４０から移行してステップ６８０では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を開弁制御する。これにより、分流通路７１への高温空気の分流が許可される。
【０１４０】
次に、ステップ６９０で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５の検出値に基づき、開閉弁７２が開いているときの吸気量Ｇａを開弁吸気量Ｇａｏとして取り込む。また、エンジン５０は、吸気圧センサ４８の検出値に基づき、開閉弁７２が開いているときの吸気圧力ＰＭを開弁吸気圧力ＰＭｏとして取り込む。
【０１４１】
次に、ステップ７００で、ＥＣＵ５０は、開弁吸気量Ｇａｏと閉弁吸気量Ｇａｃとの差が所定値Ｆ１以上であり、かつ、開弁吸気圧力ＰＭｏと閉弁吸気圧力ＰＭｃとの差が所定値Ｇ１以上であるか否かを判断する。すなわち、このステップ７００で、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２の開閉が切り替えられたときに吸気量Ｇａと吸気圧力ＰＭにそれぞれ変化があったか否かを判断することになる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ７１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ７２０へ移行する。
【０１４２】
ステップ７１０では、吸気量Ｇａと吸気圧力ＰＭのそれぞれに変化があり、開閉弁７２が正常に動作したと考えられることから、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を正常と判定し、その後、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この正常判定結果を内蔵メモリに記憶しておくことができる。
【０１４３】
一方、ステップ７２０では、吸気量Ｇａと吸気圧力ＰＭの少なくも一方に変化がなく、開閉弁７２が正常に動作しなかったと考えられることから、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を異常と判定し、その後、処理をステップ６００へ戻す。
【０１４４】
次に、ステップ７３０で、ＥＣＵ５０は、閉弁正常フラグＸＮＣが「１」か否かを判断する。このフラグＸＮＣは、後述するように、エンジン１がアイドル運転状態のとき開閉弁７２が閉じた状態であると判定されると「１」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ７４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ７５０へ移行する。
【０１４５】
ステップ７４０では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を閉弁異状（閉じた状態のまま異常）であると判定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この異常判定結果を内蔵メモリに記憶したり、所定の報知動作したりすることができる。
【０１４６】
ステップ７５０では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２が開弁異常（開いた状態のまま異常）であると判定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この異常判定結果を内蔵メモリに記憶したり、所定の報知動作したりすることができる。
【０１４７】
一方、ステップ６１０から移行してステップ７６０では、エンジン１がアイドル運転状態にあるときに、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２を閉弁制御する。
【０１４８】
次に、ステップ７７０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｈ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｈ１は、アイドル運転時に流れる通常の吸気量より大きい値を想定したものである。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ７８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ７９０へ移行する。
【０１４９】
ステップ７８０では、ＥＣＵ５０は、アイドル運転状態にもかかわらず想定以上の吸気量Ｇａが吸気通路４を流れていることから、開閉弁７２が開弁異常（開いた状態のまま異常）であると判定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この異常判定結果を内蔵メモリに記憶したり、所定の報知動作したりすることができる。
【０１５０】
一方、ステップ７９０では、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｊ１より小さいか否かを判断する。この所定値Ｊ１は、アイドル運転時に流れる通常の吸気量を想定したものである。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ８００へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ６００へ戻す。
【０１５１】
ステップ８００では、ＥＣＵ５０は、アイドル運転状態において想定した吸気量Ｇａが吸気通路４を流れていることから、開閉弁７２が閉弁正常（閉じた状態で正常）であると判定すると共に、前述した閉弁正常フラグＸＮＣを「１」に設定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この正常判定結果を内蔵メモリに記憶することができる。
【０１５２】
上記構成によれば、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２が閉じた状態のまま故障したことを診断するための本発明の開閉弁故障診断手段の一例に相当する。そして、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７のスロットル開度ＴＡが所定の条件となるときに、開閉弁７２が開閉制御される前後で検出される吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭの変化に基づいて開閉弁７２の故障を診断するようになっている。
【０１５３】
次に、ＥＧＲ制御について説明する。図９に、この実施形態におけるＥＧＲ制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ９００で、ＥＣＵ５０は、水温センサ４３、回転速度センサ４４及び吸気圧センサ４８の検出値に基づき、冷却水温度ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬをそれぞれ取り込む。
【０１５４】
次に、ステップ９１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれたエンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬより目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、所定の特性マップを参照することにより目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを算出することができる。
【０１５５】
次に、ステップ９２０で、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が低温空気位置で異常、すなわち弁体６５が低温空気位置で固着故障しているか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、図７に示すルーチンでの異常判定を参照することでこの判断を行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ９３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ９６０へ移行する。
【０１５６】
ステップ９３０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨ１より低いか否かを判断する。ここで、所定値ＴＨ１は、吸気通路４が暖機状態であること示す値であり、例えば「７０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ９４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ９８０へ移行する。
【０１５７】
ステップ９４０で、ＥＣＵ５０は、上記求められた目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲに設定する。
【０１５８】
そして、ステップ９５０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁５３を最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲに制御し、処理をステップ９００へ戻す。
【０１５９】
一方、ステップ９２０から移行してステップ９６０では、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）より高いか否かを判断する。ここで、所定値ＴＨ２として、例えば「５０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ９７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ１０００へ移行する。
【０１６０】
ステップ９７０では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２が閉弁異常であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、図８に示すルーチンでの異常判定を参照することにより、この判断を行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ９８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ９４０へ移行する。
【０１６１】
ステップ９７０又はステップ９３０から移行してステップ９８０では、ＥＣＵ５０は、補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒを求める。すなわち、ＥＣＵ５０は、目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒに低温空気補正値Ｋｃｏｌ（＜１.０）を乗算することにより補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒを求めることができる。この計算によれば、補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒは、目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを減量補正することになる。
【０１６２】
次に、ステップ９９０で、ＥＣＵ５０は、補正後目標ＥＧＲ開度ＫＴｅｇｒを最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲとして設定し、処理をステップ９５０へ移行する。
【０１６３】
一方、ステップ１０００では、ＥＣＵ５０は、最終目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲを「０」に設定し、処理をステップ９５０へ移行する。
【０１６４】
上記構成において、水温センサ４３は、吸気通路４の暖機状態を検出するための本発明の暖気状態検出手段の一例に相当する。そして、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が、低温空気を吸気通路４の下流側へ流す状態のまま、すなわち弁体６５が低温空気位置に配置された状態のまま流路切替弁６４が固着故障したと診断し、かつ、検出される冷却水温度ＴＨＷに基づき吸気通路４の暖機が未完了であると判断したときに、ＥＧＲ弁５３の目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを減量補正するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２が閉じた状態のままの故障であると診断したとき、ＥＧＲ弁５３の目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを減量補正するようになっている。
【０１６５】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第２実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、流路切替弁６４が切り替えられる前後で検出される吸気温度ＴＨＡに変化が有る場合は、流路切替弁６４が正常に動作して高温空気と低温空気の切り替えが正常に行われたことになる。また、検出される吸気温度ＴＨＡに変化が無い場合は、流路切替弁６４が正常に動作せず、高温空気と低温空気の切り替えが正常に行われなかったことになる。ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４が切り替え制御される前後で吸気温センサ４７により検出される吸気温度ＴＨＡの変化に基づいて流路切替弁６４の故障を診断する。このように、吸気温センサ４７を利用することで流路切替弁６４の故障を比較的簡易に検出することができる。
【０１６６】
この実施形態によれば、上記した流路切替弁６４に係る故障の検出結果から、運転者は、流路切替弁６４に故障が起きたことを早期に知ることが可能となる。このため、運転者は、流路切替弁６４の故障に早期に対処することができ、エンジン１での２次故障の発生を防止することができる。例えば、流路切替弁６４の弁体６５が高温空気位置に配置された状態のまま固着故障した場合を想定する。この場合は、吸気通路４の暖機が完了した後も高温空気がエンジン１に流れ続けるので、燃焼室１５では、空気密度が低下して燃料の燃焼性が悪化し、ノッキング悪化やトルク低下及び燃費悪化という２次故障を招くおそれがある。一方、流路切替弁６４の弁体６５が低温空気位置に配置された状態のまま固着故障した場合を想定する。この場合は、吸気通路４で凝縮水が発生したり、その凝縮水の凍結によりスロットル弁９が固着するなどの２次故障を招くおそれがある。この実施形態では、上記のような流路切替弁６４の故障に早期に対処することが可能となり、上記のような２次故障の発生を防止することができる。
【０１６７】
この実施形態では、開閉弁７２が開閉される前後で検出される吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭに変化が有る場合は、開閉弁７２が正常に動作したことになる。一方、開閉弁７２が開閉される前後で検出される吸気量Ｇａ又は吸気圧力ＰＭに変化が無い場合は、開閉弁７２が正常に動作しなかったことになる。ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７の開度が所定の条件となるときに、開閉弁７２が開閉制御される前後でエアフローメータ４５により検出される吸気量Ｇａの変化及び吸気圧センサ４８により検出される吸気圧力ＰＭの変化に基づき開閉弁７２の故障を診断する。このように、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４８を利用することで開閉弁７２の故障を比較的簡易に検出することができる。
【０１６８】
この実施形態によれば、上記した開閉弁７２に係る故障の検出結果から、運転者は、開閉弁７２に故障が起きたことを早期に知ることが可能となる。このため、運転者は、開閉弁７２の故障に早期に対処することができ、エンジン１での２次故障の発生を防止することができる。例えば、開閉弁７２が開いた状態のまま故障した場合を想定する。この場合は、ＥＧＲ分配管５７の暖機が完了した後も分流通路７１及びＥＧＲ分配管５７等を介して高温空気がエンジン１へ流れ続ける。そのため、その高温空気の分だけエンジン１に供給される空気量が増加し、燃焼室１５では、空燃比が悪化したり、燃料の燃焼性が悪化したりするなどの２次故障を招くおそれがある。一方、開閉弁７２が閉じた状態のまま固着故障した場合を想定する。この場合は、分流通路７１を介してＥＧＲ分配管５７へ高温空気を分流できず、ＥＧＲ分配管５７を高温空気で暖機できなくなり、早期ＥＧＲを実行しようとしてもＥＧＲ分配管５７で凝縮水が発生するなどの２次故障を招くおそれがある。この実施形態では、上記のような開閉弁７２の故障に早期に対処することが可能となり、上記のような２次故障の発生を防止することができる。
【０１６９】
この実施形態では、ＥＣＵ５０は、流路切替弁６４の弁体６５が低温空気位置に配置された状態のまま流路切替弁６４が故障したと診断し、かつ、検出される冷却水温度ＴＨＷに基づき吸気通路４の暖機が未完了であると判断したときに、ＥＧＲ弁５３の目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを減量補正する。従って、冷間時に吸気通路４の下流側へ低温空気が流れても、その吸気通路４へのＥＧＲガスの流量が少なく抑えられ、ＥＧＲの早期実行が抑えられる。このため、冷間時に流路切替弁６４が吸気通路４へ低温空気を流す状態のまま故障しても、吸気通路４でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【０１７０】
この実施形態では、ＥＣＵ５０は、開閉弁７２が閉じた状態のままの故障したと診断したとき、ＥＧＲ弁５３の目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを減量補正する。従って、冷間時にＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気が分流されないときは、その部分のＥＧＲ通路５２へのＥＧＲガスの流量が少なく抑えられる。このため、冷間時に開閉弁７２が閉じた状態のまま故障しても、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２でＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【０１７１】
＜第４実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１７２】
この実施形態では、本発明の分流調整手段の構成とＥＧＲ制御の内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図１０に、この実施形態のエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、図１における開閉弁７２又は制御弁７４の代わりに、分流通路７１に、分流通路７１における高温空気の流量を絞るオリフィス７６が設けられる。このオリフィス７６は、分流通路７１を常時開いた状態にするが、その流路面積は微少に絞られている。
【０１７３】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、前記各実施形態との構成の違いから次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態では、比較的簡易な構成のオリフィス７６により、少量ではあるが、高温空気が分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ常時分流される。このため、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２を比較的低コストで暖機することができ、その部分でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【０１７４】
＜第５実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１７５】
この実施形態では、本発明の分流通路７１の付加的構成の点で前記第４実施形態と構成が異なる。前記第４実施形態では、分流通路７１に比較的簡易なオリフィス７６を設けてＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２を暖機できるようにした。しかし、オリフィス７６を介して分流通路７１に流すことのできる高温空気量は、一般に、エンジン１をアイドル運転するときの空気量（アイドル空気量）よりも少ない。この高温空気量では、実際には、ＥＧＲ分配管５７を暖機するために時間がかかる。一方、オリフィス７６の通路径を拡大して通過できる空気量を増やしたとしても、エンジン１のアイドル回転数が不用意に上昇してしまう。そこで、この実施形態では、エンジン１のアイドル運転時には、オリフィス７６を介して流すことのできる高温空気量が少なくても、エンジン１のアイドル運転時以外の通常運転時（定常運転時及び加速運転時）には、ＥＧＲ分配管５７への高温空気の供給量を増やせるように構成している。
【０１７６】
図１１、図１２に、この実施形態のエンジンシステムを概略構成図により示す。図１１は、スロットル弁９が閉じた状態を示し、図１２はスロットル弁９がある程度開いた状態を示す。この実施形態では、図１０の構成に加え、電子スロットル装置７のスロットル弁９の近傍の吸気通路４とオリフィス７６より下流の分流通路７１との間をバイパスするバイパス通路７８が設けられる。図１３に、図１１のスロットル弁９の近傍を拡大して断面図により示す。図１４に、図１２のスロットル弁９の近傍を拡大して断面図により示す。図１１〜図１４に示すように、バイパス通路７８は、バイパス入口７８ａとバイパス出口７８ｂを含む。図１１、図１３に示すように、バイパス入口７８ａは、スロットル弁９が閉じたときにスロットル弁９より下流に位置し、図１２、図１４に示すように、スロットル弁９が所定の開度に開いたときにスロットル弁９より上流に位置するように吸気通路４（電子スロットル装置７のケーシング）に配置される。図１５に、吸気通路４（電子スロットル装置７のケーシング）における分流入口７１ａとバイパス入口７８ａの形状を断面図により示す。この実施形態で、分流入口７１ａは円孔をなし、バイパス入口７８ａはスロットル弁９の外周に沿った長孔をなしている。また、図１１、図１２に示すように、バイパス出口７８ｂは、オリフィス７６より下流の分流通路７１に配置される。
【０１７７】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第４実施形態と異なり次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態では、スロットル弁９が閉じたときは、バイパス入口７８ａへの高温空気の流入が遮断され、バイパス通路７８を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気が流れない。一方、スロットル弁９が開いたときは、バイパス入口７８ａへ高温空気が流入し、バイパス通路７８を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気が流れる。また、その高温空気の流量がスロットル弁９の開度に応じて調節される。このため、スロットル弁９が閉じるエンジン１のアイドル運転時又は減速運転時には、分流通路７１を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ、少量ではあるが、高温空気を分流することができる。また、スロットル弁９が開くエンジン１の通常運転時には、更にバイパス通路７８を介してＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気を分流することができ、その分だけＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流できる高温空気量を増やすことができる。加えて、スロットル弁９を利用するので、専用の調整手段を別途設けることなくバイパス通路７８への高温空気の流入を調整することができる。
【０１７８】
この実施形態では、電子スロットル装置７（スロットル弁９）の近傍の吸気通路４を流れる高温空気の一部がバイパス通路７８を介してオリフィス７６より下流の分流通路７１へ分流される。従って、バイパス通路７８を流れる高温空気の分だけＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ分流される高温空気量が増える。このため、バイパス通路７８を持たない第４実施形態の構成と比べ、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２をより短時間で暖機することができる。
【０１７９】
この実施形態では、バイパス通路７８のバイパス入口７８ａが、スロットル弁９の外周に沿った長孔をなしている。このため、スロットル弁９が開くときに、バイパス入口７８ａからバイパス通路７８へ高温空気を流入し易くすることができる。
【０１８０】
＜第６実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１８１】
この実施形態では、本発明の分流通路７１の付加的構成の点で前記第５実施形態と構成が異なる。前記第５実施形態では、エンジン１の通常運転時に、バイパス通路７８を介してＥＧＲ分配管５７へ空気が流入するので、ＥＧＲ分配管５７の内圧が増大する。その結果、エンジン１の高負荷運転時には、ＥＧＲ弁５３の前後差圧が小さくなる方向へ作用し、ＥＧＲ弁５３を通過するＥＧＲガス流量が減少するおそれがある。そこで、この実施形態では、第５実施形態の構成において、分流通路７１を適宜遮断し、ＥＧＲ分配管５７に空気が流入しないように構成している。
【０１８２】
図１６に、この実施形態のエンジンシステムを概略構成図により示す。図１７に、図１６の逆止弁８０の近傍を拡大して断面図により示す。この実施形態では、図１６、図１７に示すように、バイパス出口７８ｂより下流の分流通路７１に逆止弁８０が設けられる。この逆止弁８０は、その前後の差圧が所定値以上となるときに開いて下流側へ高温空気を流し、その逆の流れを阻止するように構成される。すなわち、図１７に示すように、逆止弁８０は、ケーシング８０ａと、ケーシング８０ａの上流側に形成された弁座８０ｂと、弁座８０ｂに着座可能に設けられた球状の弁体８０ｃと、弁体８０ｃを弁座８０ｂへ着座する閉弁方向へ付勢するスプリング８０ｄとを備える。逆止弁８０は、この構成において、その上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が所定値以上となるときにスプリング８０ｄの付勢力に抗して弁体８０ｃが下流方向へ移動して開くようになっている。
【０１８３】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第５実施形態の作用効果に加え次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態では、エンジン１の高負荷運転時には、ＥＧＲ出口５２ｂからＥＧＲ通路５２に作用する吸気負圧が小さくなり、逆止弁８０が閉じて分流通路７１が遮断される。一方、エンジン１の低負荷運転時には、ＥＧＲ出口５２ｂからＥＧＲ通路５２に作用する吸気負圧が大きくなり、逆止弁８０の前後差圧が所定値以上となって逆止弁８０が開き、分流通路７１が開放される。これにより、流路切替弁６４の弁体６５が高温空気位置に切り替えられる場合は、分流通路７１からＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ高温空気の分流が許容される。ここで、分流通路７１に逆止弁８０がなければ、オリフィス７６が設けられた分流通路７１では、エンジン１の運転時に、電子スロットル装置７を迂回した空気が、少量ではあるが常時流れる。その空気は、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２へ常時流れることになる。このため、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２では内圧が増大することになる。そして、スロットル弁９が大きく開くとき、すなわちエンジン１の高負荷運転時には、バイパス通路７８にも空気が流れ、ＥＧＲ弁５３の前後差圧が小さくなり、ＥＧＲ弁５３を通るＥＧＲガス流量が少なくなる。上記構成では、逆止弁８０の前後差圧が所定値以上となるまでは逆止弁８０が閉じ、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２への高温空気の分流が遮断される。このため、ＥＧＲ弁５３の前後差圧の低下を抑えることができ、ＥＧＲ実行時には、ＥＧＲ通路５２におけるＥＧＲガス流量の低減を抑えることができる。
【０１８４】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもができる。
【０１８５】
（１）前記各実施形態では、ＥＧＲ分配管５７をトーナメント表型に形成したが、図１８に示すように、一本の主管５９ａから４本の分岐管５９ｂを並列に分岐させてなるＥＧＲ分配管５９をＥＧＲ通路５２の下流端に設けることもできる。図１８は、図２に準ずるＥＧＲ分配管５９を示す概略図である。
【０１８６】
（２）前記各実施形態では、ＥＧＲ弁５３より下流のＥＧＲ通路５２にＥＧＲ分配管５７を設けたが、このＥＧＲ分配管を省略することもできる。ＥＧＲ分配管を省略した場合は、ＥＧＲ通路のＥＧＲ出口を吸気マニホルドのサージタンクに連通させることになる。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
この発明は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路を介してエンジンへ還流させると共に、加熱された空気を吸気通路へ導入するように構成したエンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１  エンジン
２  気筒
４  吸気通路
５  排気通路
６  エアクリーナ
７  電子スロットル装置（吸気量調節弁）
８  吸気マニホルド
８ａ  サージタンク
８ｂ  分岐通路
９  スロットル弁
１５  燃焼室
２７  アクセルペダル（アクセル操作手段）
４２  アクセルセンサ（アクセル検出手段）
４３  水温センサ（暖機状態検出手段）
４７  吸気温センサ（吸気温度検出段）
４８  吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
５０  ＥＣＵ（制御手段、流路切替弁故障診断手段、開閉弁故障診断手段）
５２  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
５２ａ  ＥＧＲ入口（排気還流入口）
５２ｂ  ＥＧＲ出口（排気還流出口）
５３  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
５７  ＥＧＲ分配管（排気還流分配管）
５９  ＥＧＲ分配管（排気還流分配管）
６２  シュラウド
６３  高温空気通路
６４  流路切替弁
７１  分流通路
７１ａ  分流入口
７１ｂ  分流出口
７２  開閉弁（分流調整手段）
７４  制御弁（分流調整手段）
７６  オリフィス（分流調整手段）
７８  バイパス通路
７８ａ  バイパス入口
７８ｂ  バイパス出口
８０  逆止弁
ＡＣＣ  アクセル開度
ＴＨＷ  冷却水温度
Ｇａ  吸気量
ＴＨＡ  吸気温度
ＰＭ  吸気圧力
Ｔｅｇｒ  目標ＥＧＲ開度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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