JP2015121106A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まることを抑制可能な内燃機関の制御システムを提供する。
【解決手段】本発明の制御システム２０は、吸気通路３に設けられた電動コンプレッサ７と、電動コンプレッサ７を迂回するバイパス通路１１と、バイパス通路１１に設けられたバイパスバルブ１２と、吸気通路３の電動コンプレッサ７より上流側の区間３ａと排気通路４とを接続する低圧ＥＧＲ通路１４と、低圧ＥＧＲ通路１４に設けられた低圧ＥＧＲバルブ１７とを備えた内燃機関１Ａに適用される。ＥＣＵ２１は、吸気通路３の特定箇所Ｐｓのガス流量が所定量以下になる所定の蓄圧条件が成立した場合に、まずバイパスバルブ１２を閉じて電動コンプレッサ７を作動させる蓄圧制御を実行し、蓄圧制御の実行中に開放条件が成立した場合には、低圧ＥＧＲバルブ１７を開けるとともにバイパスバルブ１２を開ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気通路に電動機で駆動可能なコンプレッサが設けられ、吸気通路のそのコンプレッサより上流側の区間と排気通路とがＥＧＲ通路で接続されている内燃機関に適用される制御システムに関する。
吸気通路にターボチャージャのコンプレッサが設けられ、そのコンプレッサの上流側に電動コンプレッサが設けられた内燃機関が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
特開２００８−０７５４８５号公報 特開２０１０−１８０７１１号公報 特開２００８−２８０９２３号公報
特許文献１の内燃機関において、電動コンプレッサより上流側の吸気通路に排気を還流する場合には、排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路に凝縮水が発生するおそれがある。そして、この凝縮水がＥＧＲ通路に溜まると、ＥＧＲ通路を構成する配管などの腐食の原因となる可能性がある。
そこで、本発明は、ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まることを抑制可能な内燃機関の制御システムを提供することを目的とする。
本発明の制御システムは、吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動可能な電動機と、前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側の区間と前記コンプレッサより下流側の区間とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブと、前記吸気通路の前記コンプレッサより上流側の区間と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関に適用される制御システムにおいて、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間の特定箇所のガス流量が所定量以下になる所定の蓄圧条件が成立した場合に、まず前記バイパスバルブを閉じて前記電動機にて前記コンプレッサを駆動する蓄圧制御を実行し、前記蓄圧制御の実行中に所定の開放条件が成立した場合には前記バイパスバルブを開けるとともに前記ＥＧＲバルブが閉じている場合には前記ＥＧＲバルブを開ける制御手段を備えている（請求項１）。
所定の蓄圧条件が成立した場合には、吸気通路のコンプレッサより下流側の区間の特定箇所のガス流量が所定量以下になっている。そのため、このようなときにバイパスバルブを閉じてコンプレッサを駆動することにより、コンプレッサより下流側の区間にガスを加圧して蓄積することができる。本発明の制御システムでは、このようにガスを蓄積しているときに開放条件が成立した場合には、バイパスバルブを開けるとともにＥＧＲバルブも開けるので、加圧したガスをＥＧＲ通路に導入できる。そのため、加圧したガスによってＥＧＲ通路内の凝縮水を排気通路に飛ばすことができる。したがって、ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まることを抑制できる。
本発明の制御システムの一形態において、前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立して、前記電動機にて前記コンプレッサを駆動する場合に、前記コンプレッサ内を通って前記コンプレッサの下流側から上流側にガスが逆流しない範囲で前記コンプレッサよりも下流側の区間にガスが蓄積されるように前記電動機を制御してもよい（請求項２）。この形態によれば、コンプレッサよりも下流側の区間にガスを蓄積しているときに、コンプレッサでサージングが発生することを抑制できる。
本発明の制御システムの一形態において、前記ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まっているか否か判定する凝縮水判定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立し、かつ前記凝縮水判定手段が前記ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まっていると判定した場合に、まず前記蓄圧制御を実行し、前記蓄圧制御の実行中に前記開放条件が成立した場合には前記バイパスバルブを開けるとともに前記ＥＧＲバルブが閉じていた場合には前記ＥＧＲバルブを開けてもよい（請求項３）。この形態によれば、ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まっていると判定した場合にコンプレッサを電動機にて駆動するので、電動機が作動する回数を低減できる。この場合、電動機で消費されるエネルギを低減できるので、エネルギ効率を改善できる。
本発明の制御システムの一形態においては、前記吸気通路の前記コンプレッサより上流側の区間において前記バイパス通路が接続されている位置よりも上流側であり、かつ前記ＥＧＲ通路が接続されている位置よりも上流側の部分に、スロットルバルブが設けられ、前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立した場合に前記スロットルバルブを開け、前記蓄圧制御の実行中に前記開放条件が成立した場合に前記スロットルバルブを閉じてもよい（請求項４）。この形態によれば、加圧したガスをＥＧＲ通路に導入する際にスロットルバルブを閉じる。そのため、吸気通路を介して加圧したガスが大気を放出されることを抑制できる。したがって、ＥＧＲ通路に導入される加圧したガスの量を増加させることができる。
本発明の制御システムの一形態において、前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立した場合に前記ＥＧＲバルブを閉じてもよい（請求項５）。このようにＥＧＲバルブを閉じることにより、蓄圧制御中にＥＧＲ通路内の凝縮水が吸気通路側に来ることを抑制できる。
本発明の制御システムの一形態において、前記内燃機関は、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間と前記排気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路をさらに備え、前記特定箇所には、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間において前記高圧ＥＧＲ通路が接続されている位置より上流側の箇所が設定されていてもよい（請求項６）。高圧ＥＧＲ通路を介して排気が循環していても、コンプレッサより下流側の区間において高圧ＥＧＲ通路の接続位置より上流側の部分のガス流量が所定量以下であれば、コンプレッサより下流側の区間にコンプレッサにてガスを蓄積できる。そのため、このような箇所が特定箇所に設定される。
本発明の制御システムが適用される内燃機関には、吸気通路のコンプレッサの他に過給装置が設けられていてもよい。例えば、前記内燃機関には、ターボチャージャが設けられ、前記ターボチャージャのコンプレッサが、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間に設けられ、前記ターボチャージャのタービンが、前記排気通路に設けられていてもよい（請求項７）。
以上に説明したように、本発明の制御システムによれば、コンプレッサを電動機で駆動して吸気通路にガスを加圧して蓄積し、その加圧したガスをＥＧＲ通路に導入することができる。これによりＥＧＲ通路の凝縮水を排気通路に飛ばすことができる。そのため、ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まることを抑制できる。
本発明の一形態に係る制御システムが組み込まれた内燃機関の要部を概略的に示す図。 吸気通路にガスを加圧して蓄積しているときの内燃機関の一部を示す図。 加圧したガスを低圧ＥＧＲ通路に導入しているときの内燃機関の一部を示す図。 ＥＣＵが実行する凝縮水除去制御ルーチンを示すフローチャート。 本発明が適用される他の内燃機関の要部を概略的に示す図。
図１は、本発明の一形態に係る制御システムが組み込まれた内燃機関の要部を概略的に示している。内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１Ａは、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン１Ａは、４つの気筒２ａが設けられた機関本体２を備えている。各気筒２ａには、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。
吸気通路３には、上流側から順に、吸気を濾過するためのエアクリーナ５と、第１スロットルバルブ６と、電動コンプレッサ７と、ターボチャージャ８のコンプレッサ８ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ９と、第２スロットルバルブ１０とが設けられている。第１スロットルバルブ６及び第２スロットルバルブ１０は、いずれも吸気通路３を開閉可能な周知のバルブである。電動コンプレッサ７は、吸気通路３に設けられたコンプレッサ７ａと、コンプレッサ７ａを駆動するための電動モータ７ｂとを備えている。電動コンプレッサ７は、電動モータ７ｂでコンプレッサ７ａを駆動することにより作動し、これにより過給を行う周知の装置である。ターボチャージャ８は、排気通路４に設けられたタービン８ｂを排気のエネルギで回転させてコンプレッサ８ａを駆動し、これにより過給を行う周知の過給機である。
また、吸気通路３には、バイパス通路１１が設けられている。バイパス通路１１は、電動コンプレッサ７を迂回して吸気を流すために設けられている。この図に示すようにバイパス通路１１は、吸気通路３における電動コンプレッサ７よりも上流側の区間３ａと電動コンプレッサ７より下流側の区間３ｂとを接続している。バイパス通路１１の一端は、区間３ａにおいて電動コンプレッサ７より上流側、かつ第１スロットルバルブ６より下流側の位置Ｐ１に接続されている。バイパス通路１１の他端は、区間３ｂにおいて電動コンプレッサ７より下流側、かつコンプレッサ８ａより下流側の位置Ｐ２に接続されている。バイパス通路１１には、バイパス通路１１を開閉可能なバイパスバルブ１２が設けられている。
排気通路４には、上流側から順に、ターボチャージャ８のタービン８ｂと、排気を浄化するための排気浄化装置１３とが設けられている。排気浄化装置１３としては、例えば排気中の粒子状物質を捕集する周知のパティキュレートフィルタが設けられる。
吸気通路３と排気通路４とは、低圧ＥＧＲ通路１４及び高圧ＥＧＲ通路１５にて接続されている。低圧ＥＧＲ通路１４は、排気通路４のうちタービン８ｂよりも下流側の区間４ｂと、吸気通路３のうち電動コンプレッサ７よりも上流側の区間３ａとを接続している。この図に示すように、低圧ＥＧＲ通路１４の一端は、排気通路４の区間４ｂにおいて排気浄化装置１３よりも下流側の位置Ｐ３に接続されている。低圧ＥＧＲ通路１４の他端は、吸気通路３の区間３ａにおいて電動コンプレッサ７より上流側、かつ第１スロットルバルブ６より下流側の位置Ｐ１に接続されている。そのため、この図に示すように第１スロットルバルブ６は、吸気通路３の区間３ａにおいてバイパス通路１１の接続位置Ｐ１より上流側であり、かつ低圧ＥＧＲ通路１４の接続位置Ｐ１よりも上流側の部分３ｃに設けられている。
低圧ＥＧＲ通路１４には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１６と、低圧ＥＧＲバルブ１７とが設けられている。低圧ＥＧＲバルブ１７は、低圧ＥＧＲ通路１４を開閉可能な周知のバルブである。高圧ＥＧＲ通路１５は、排気通路４のうちタービン８ｂよりも上流側の区間４ａと、吸気通路３のうち電動コンプレッサ７よりも下流側の区間３ｂとを接続している。この図に示すように、高圧ＥＧＲ通路１５の一端は、排気通路４の一部を構成する排気マニホールド４ｃに接続されている。高圧ＥＧＲ通路１５の他端は、吸気通路３の区間３ｂにおいて第２スロットルバルブ１０よりも下流側の位置Ｐ４に接続されている。高圧ＥＧＲ通路１５には、この高圧ＥＧＲ通路１４を開閉可能な高圧ＥＧＲバルブ１８が設けられている。
エンジン１Ａには、制御システム２０が組み込まれている。制御システム２０は、電子制御装置（ＥＣＵ）２１を含んでいる。ＥＣＵ２１は、エンジン１Ａに設けられている各種センサの出力信号に基づいてエンジン１Ａの運転状態を制御する周知の制御装置である。ＥＣＵ２１は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。ＥＣＵ２１には、凝縮水判定部２１ａが設けられる。この凝縮水判定部２１ａは、ＥＣＵ２１のコンピュータハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現される論理的装置である。ＥＣＵ２１は、例えば第１スロットルバルブ６、第２スロットルバルブ１０、バイパスバルブ１２、低圧ＥＧＲバルブ１７、高圧ＥＧＲバルブ１８、及び電動コンプレッサ７の電動モータ７ｂを制御する。また、ＥＣＵ２１は、気筒２ａに燃料を供給するための燃料噴射弁（不図示）も制御する。この他にもＥＣＵ２１は、エンジン１Ａに設けられている種々の制御対象を制御する。ＥＣＵ２１には、エンジン１Ａの運転状態を検出するための種々のセンサが接続されている。例えば、ＥＣＵ２１には、アクセル開度センサ２２及び回転数センサ２３等が接続されている。アクセル開度センサ２２は、アクセルペダルの位置（アクセル開度）に対応した信号を出力する。回転数センサ２３は、エンジン１Ａの回転数に対応した信号を出力する。この他にもＥＣＵ２１には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
次にＥＣＵ２１が実行する制御について説明する。ＥＣＵ２１は、エンジン１Ａに対して急な出力の増加が要求された場合に、電動コンプレッサ７が作動するように電動モータ７ｂを制御する。また、ＥＣＵ２１は、電動コンプレッサ７が作動中か否かに応じてバイパスバルブ１２を制御する。具体的には、電動コンプレッサ７が作動している場合はバイパスバルブ１２を閉じ、電動コンプレッサ７が停止している場合にはバイパスバルブ１２を開ける。ＥＣＵ２１は、エンジン１Ａの運転状態に基づいて吸気通路３に還流すべき排気の量を算出し、その算出した量の排気が吸気通路３に還流されるように第１スロットルバルブ６、第２スロットルバルブ１０、低圧ＥＧＲバルブ１７、及び高圧ＥＧＲバルブ１８を制御する。ＥＣＵ２１は、エンジン１Ａが搭載されている車両に対して減速が要求された場合には、各気筒２ａへの燃料供給を停止する。以降、この制御をフューエルカットと称することがある。また、ＥＣＵ２１は、フューエルカットの実行時に高圧ＥＧＲバルブ１８を開け、第２スロットルバルブ１０を閉じる。これにより排気浄化装置１３を通過するガス量を低減できるので、排気浄化装置１３を保温することができる。
この他に、ＥＣＵ２１は、低圧ＥＧＲ通路１４から凝縮水を除去するために凝縮水除去制御を実行する。周知のように排気には水分が含まれている。低圧ＥＧＲ通路１４では、その排気中の水分が凝縮して通路内及びＥＧＲクーラ１６の内部に溜まることがある。そこで、ＥＣＵ２１は、電動コンプレッサ７を作動させて吸気通路３内にガスを加圧して蓄積する。そして、この加圧したガスを用いて低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水を排気通路４に除去する。この凝縮水の除去は、吸気通路３のうち電動コンプレッサ７より下流側の区間３ｂの特定箇所Ｐｓのガス流量が所定量以下になる所定の蓄圧条件が成立した場合に、実行される。特定箇所Ｐｓには、区間３ｂのうち位置Ｐ２から位置Ｐ４までの間の適宜の箇所が設定される。この形態では、図１に示すようにコンプレッサ８ａが特定箇所Ｐｓに設定される。この場合、特定箇所Ｐｓのガス流量は、コンプレッサ８ａが持ち去るガスの量に相当する。所定量には、例えば電動コンプレッサ７の定格流量より小さい流量が設定される。
まず、図２及び図３を参照して凝縮水を除去する方法について説明する。図２は、ガスを加圧して蓄積しているときのエンジン１Ａの一部を示している。図３は、加圧したガスを低圧ＥＧＲ通路１４に導入しているときのエンジン１Ａの一部を示している。上述したように凝縮水を除去する際には、まず吸気通路３内にガスを蓄積する。具体的には、吸気通路３のうち電動コンプレッサ７とコンプレッサ８ａとの間の区間Ｓにガスを蓄積する。そこで、ＥＣＵ２１は、まず電動コンプレッサ７を作動させる。また、図２に示すようにバイパスバルブ１２を閉じる。低圧ＥＧＲバルブ１７も閉じる。第１スロットルバルブ６は開ける。これにより図２に矢印Ａ１で示すように区間Ｓにガスが加圧して蓄積される。ただし、矢印Ａ２で示すようにガスの一部はコンプレッサ８ａの下流側に抜ける。しかしながら、上述したように凝縮水の除去は、コンプレッサ８ａが持ち去るガス量が所定量以下の場合に実行される。そのため、コンプレッサ８ａよりも下流側に抜けるガスの量は少ない。したがって、区間Ｓにガスを加圧して蓄積することができる。このガスの蓄積は、予め設定した所定時間、例えば１、２秒行われる。所定時間は、電動コンプレッサ７にて区間Ｓのガスの圧力を目標圧以上にすることが可能な時間が設定される。目標圧には、例えば加圧したガスを低圧ＥＧＲ通路１４に導入した場合に、低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水を排気通路４に飛ばすことが可能な圧力が設定される。ただし、所定時間が長すぎたり目標圧が高すぎたりすると区間Ｓの圧力が高くなり、ガスの蓄圧時にコンプレッサ７ａの内部を通って下流側から上流側にガスが逆流する可能性がある。そこで、所定時間及び目標圧は、ガスの蓄積時に、このようなガスの逆流が発生しないように設定される。そのため、ＥＣＵ２１は、ガスの蓄積時に、このようなガスの逆流が発生しない範囲で区間３ｂにガスが蓄積されるように電動モータ７ｂを制御する。
所定時間が経過した後、ＥＣＵ２１は電動コンプレッサ７を停止させる。また、この際には、図３に示すようにバイパスバルブ１２を開けるとともに、低圧ＥＧＲバルブ１７を開ける。そして、第１スロットルバルブ６を閉じる。これにより図３に矢印Ａ３で示したように区間Ｓに蓄積された加圧ガスが、バイパス通路１１を介して低圧ＥＧＲ通路１４に導入される。そのため、低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水が排気通路４に飛ばされる。したがって、低圧ＥＧＲ通路１４から凝縮水を除去できる。なお、排気通路４に飛ばされた凝縮水は、その後排気とともに大気に放出される。
図４は、ＥＣＵ２１がこのように凝縮水を除去するために実行する凝縮水除去制御ルーチンを示している。上述したようにこの凝縮水除去制御には、ガスを蓄積する蓄圧制御及びそのガスを開放する開放制御が含まれている。この制御ルーチンは、エンジン１Ａの運転中に所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは、ＥＣＵ２１が実行する他のルーチンと並行に実行される。
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ２１は、まずステップＳ１１でエンジン１Ａの運転状態を取得する。エンジン１Ａの運転状態としては、例えばアクセル開度及びエンジン１Ａの回転数等が取得される。この他にも、この処理ではエンジン１Ａの運転状態に関する種々の情報が取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ２１は、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっているか否か判定する。この判定は凝縮水判定部２１ａにて行われる。また、この判定は、例えば凝縮水量を検出可能なセンサを低圧ＥＧＲ通路１４又はＥＧＲクーラ１６に設け、そのセンサの検出値に基づいて行えばよい。具体的には、低圧ＥＧＲ通路１４又はＥＧＲクーラ１６に予め設定した判定量以上の凝縮水が溜まっていた場合に、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっていると判定すればよい。また、湿度センサにて低圧ＥＧＲ通路１４内の湿度を検出し、その湿度に基づいて判定してもよい。具体的には、湿度センサの検出値が予め設定した判定湿度以上の場合に、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっていると判定すればよい。この他、エンジン１Ａの運転時間に基づいて判定してもよい。例えば、前回凝縮水を除去してからエンジン１Ａが運転された時間の累積が予め設定した判定時間以上の場合に、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっていると判定すればよい。低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっていないと判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、凝縮水が溜まっていると判定した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２１は上述した特定箇所Ｐｓ、すなわちコンプレッサ８ａにおけるガス流量が所定量以下になる所定の蓄圧条件が成立しているか否か判定する。この判定は、例えばエンジン１Ａの運転状態に基づいて行われる。上述したようにエンジン１Ａが搭載された車両では、減速時にフューエルカットが実行される。この場合には、上述したように第２スロットルバルブ１０が閉じられる。そのため、コンプレッサ８ａが持ち去るガスの量が所定量以下になる。そこで、ＥＣＵ２１は、フューエルカットが実行されている場合に、蓄圧条件が成立したと判定する。また、第２スロットルバルブ１０が開いていても高圧ＥＧＲ通路１５を介して大量の排気が吸気通路３に還流されている場合にも、コンプレッサ８ａが持ち去るガスの量が所定量以下になる。この他、アイドリング時等のエンジン１Ａが低回転で運転されている場合にも、コンプレッサ８ａが持ち去るガスの量が所定量以下になると考えられる。そこで、このような場合にも蓄圧条件が成立したと判定してよい。さらに、例えばコンプレッサ８ａの入口又は出口に流量センサを設け、その流量センサの検出値に基づいて蓄圧条件が成立したか否か判定してもよい。蓄圧条件が不成立と判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、蓄圧条件が成立していると判定した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ２１は蓄圧制御を実行する。この蓄圧制御では、ＥＣＵ２１は、第１スロットルバルブ６を開け、低圧ＥＧＲバルブ１７を閉じる。また、バイパスバルブ１２を閉じる。そして、電動コンプレッサ７を作動させる。これにより図２に示した状態に切り替わる。次のステップＳ１５においてＥＣＵ２１は、開放条件が成立したか否か判定する。開放条件は、上述したように電動コンプレッサ７を作動させてから所定時間が経過した場合に成立したと判定される。開放条件が不成立と判定した場合は、ＥＣＵ２１は開放条件が成立するまでステップＳ１５を繰り返し実行する。
一方、開放条件が成立したと判定した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２１は開放制御を実行する。この開放制御では、電動コンプレッサ７を停止させる、または、開放制御を阻害しない程度まで弱める。また、第１スロットルバルブ６を閉じる。そして、低圧ＥＧＲバルブ１７を開けるとともにバイパスバルブ１２を開ける。これにより図３に示した状態に切り替わる。そのため、区間Ｓに蓄積された加圧ガスが低圧ＥＧＲ通路１４に導入され、低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水が排気通路４に飛ばされる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
以上に説明したように、本発明の制御システム２０によれば、電動コンプレッサ７及びバイパス通路１１を利用して低圧ＥＧＲ通路１４から凝縮水を除去することができる。そのため、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まることを抑制できる。従って、凝縮水にて低圧ＥＧＲ通路１４を構成する配管及びＥＧＲクーラ１６が腐食することを抑制できる。また、本発明では、電動コンプレッサ７及びバイパス通路１１を利用して凝縮水を除去するので、凝縮水を除去するための装置を別途設ける必要がない。そのため、低コストで凝縮水を除去できる。
また、本発明では、区間Ｓにガスを蓄積しているときに、コンプレッサ７ａの内部を通って下流側から上流側にガスが逆流しない範囲でガスが蓄積されるように電動モータ７ｂを制御する。そのため、ガスの蓄積時に電動コンプレッサ７でサージングが発生することを抑制できる。
図３に示すように、本発明では、低圧ＥＧＲ通路１４に加圧したガスを導入する際には、第１スロットルバルブ６は閉じる。そのため、加圧したガスがエアクリーナ５を介して大気に放出されることを防止できる。また、図２に示したように、区間Ｓにガスを蓄積する際には、低圧ＥＧＲバルブ１７を閉じる。そのため、ガスの蓄積時に低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水が吸気通路３側に来ることを抑制できる。
なお、本発明では、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まっているか否かに拘わらず、所定の蓄圧条件が成立した場合には凝縮水を除去する制御を行ってもよい。このように凝縮水を除去する制御を行うことにより、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まりにくくなる。そのため、低圧ＥＧＲ通路１４に凝縮水が溜まることを抑制できる。
図４のステップＳ１５において開放条件が成立したか否か判定する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、吸気通路３の区間Ｓに圧力センサを設け、その圧力センサの検出値が上述した目標値以上になった場合に開放条件が成立したと判定してもよい。また、特定箇所Ｐｓにおけるガス流量、すなわちコンプレッサ８ａにおけるガス流量が、所定の流量以上になった場合に開放条件が成立したと判定してもよい。図２に示したように、区間Ｓにガスを蓄積するときは矢印Ａ２で示すようにガスの一部がコンプレッサ８ａを介して抜ける。そして、区間Ｓに蓄積されたガスの量が多くなるほどこの抜けるガスの流量が大きくなる。そのため、このガス流量が所定の流量以上の場合には、区間Ｓにガスが十分に蓄積されたと判定できる。
本発明では、区間Ｓにガスを蓄積しているときに、低圧ＥＧＲバルブ１７を開けていてもよい。この場合でも区間Ｓにガスを蓄積できる。なお、この場合には、開放条件の成立時に低圧ＥＧＲバルブ１７を開ける制御を省略してよい。すなわち、本発明では、開放条件の成立時に低圧ＥＧＲバルブ１７が閉じている場合に低圧ＥＧＲバルブ１７を開ければよい。
本発明が適用されるエンジンは、図１に示したエンジン１Ａに限定されない。例えば、図５に示したエンジン１Ｂに本発明を適用してもよい。なお、図５において図１と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示すようにエンジン１Ｂは、ターボチャージャ８を備えていない。それ以外は、図１のエンジン１Ａと同じである。
このエンジン１Ｂでも、上述した形態と同様に第１スロットルバルブ６、バイパスバルブ１２、低圧ＥＧＲバルブ１７、及び電動コンプレッサ７を制御することにより、低圧ＥＧＲ通路１４内の凝縮水を除去することができる。
なお、このエンジン１Ｂでも、特定箇所Ｐｓには区間３ｂのうち位置Ｐ２から位置Ｐ４までの間の適宜の箇所が設定される。具体的には、例えばインタークーラ９が特定箇所Ｐｓに設定される。
なお、上述した形態では、電動コンプレッサ７のコンプレッサ７ａが本発明のコンプレッサに相当する。また、電動コンプレッサ７の電動モータ７ｂが本発明の電動機に相当する。低圧ＥＧＲ通路１４が本発明のＥＧＲ通路に相当する。低圧ＥＧＲバルブ１７が本発明のＥＧＲバルブに相当する。第１スロットルバルブ６が本発明のスロットルバルブに相当する。ＥＣＵ２１が本発明の制御手段に相当する。凝縮水判定部２１ａが本発明の凝縮水判定手段に相当する。
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用されるエンジンは、ディーゼルエンジンに限定されない。本発明は、火花点火型のエンジンに適用してもよい。また、エンジンの気筒配列や気筒数に制限はない。例えば、Ｖ型や水平対向型のエンジンに本発明を適用してもよい。
本発明は、高圧ＥＧＲ通路が省略されて、低圧ＥＧＲ通路のみが設けられたエンジンに適用してもよい。また、本発明は、吸気通路に第１スロットルバルブが設けられていないエンジンに適用してもよい。
本発明は、ターボチャージャのコンプレッサの下流側に電動コンプレッサが設けられているエンジンに適用してもよい。また、本発明は、電動コンプレッサの代わりにモータアシストターボチャージャ（ＭＡＴ）が搭載されたエンジンに適用してもよい。周知のようにＭＡＴでは、電動モータにてコンプレッサを駆動できる。そのため、電動コンプレッサの代わりにＭＡＴを用いて吸気通路にガスを蓄積できる。そして、そのガスでＥＧＲ通路の凝縮水を除去できる。
１Ａ、１Ｂ 内燃機関
３ 吸気通路
３ａ 吸気通路の電動コンプレッサより上流側の区間
３ｂ 吸気通路の電動コンプレッサより下流側の区間
３ｃ 吸気通路においてバイパス通路の接続位置より上流側、かつ低圧ＥＧＲ通路の接続位置よりも上流側の部分
４ 排気通路
６ 第１スロットルバルブ（スロットルバルブ）
７ 電動コンプレッサ
７ａ コンプレッサ
７ｂ 電動モータ（電動機）
８ ターボチャージャ
８ａ ターボチャージャのコンプレッサ
８ｂ ターボチャージャのタービン
１１ バイパス通路
１２ バイパスバルブ
１４ 低圧ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）
１７ 低圧ＥＧＲバルブ（ＥＧＲバルブ）
２０ 制御システム
２１ 電子制御装置（制御手段）
Ｐｓ 特定箇所

Claims (7)

  1. 吸気通路に設けられたコンプレッサと、
    前記コンプレッサを駆動可能な電動機と、
    前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側の区間と前記コンプレッサより下流側の区間とを接続するバイパス通路と、
    前記バイパス通路に設けられたバイパスバルブと、
    前記吸気通路の前記コンプレッサより上流側の区間と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
    前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関に適用される制御システムにおいて、
    前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間の特定箇所のガス流量が所定量以下になる所定の蓄圧条件が成立した場合に、まず前記バイパスバルブを閉じて前記電動機にて前記コンプレッサを駆動する蓄圧制御を実行し、前記蓄圧制御の実行中に所定の開放条件が成立した場合には前記バイパスバルブを開けるとともに前記ＥＧＲバルブが閉じている場合には前記ＥＧＲバルブを開ける制御手段を備えている制御システム。
  2. 前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立して、前記電動機にて前記コンプレッサを駆動する場合に、前記コンプレッサ内を通って前記コンプレッサの下流側から上流側にガスが逆流しない範囲で前記コンプレッサよりも下流側の区間にガスが蓄積されるように前記電動機を制御する請求項１に記載の制御システム。
  3. 前記ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まっているか否か判定する凝縮水判定手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立し、かつ前記凝縮水判定手段が前記ＥＧＲ通路に凝縮水が溜まっていると判定した場合に、まず前記蓄圧制御を実行し、前記蓄圧制御の実行中に前記開放条件が成立した場合には前記バイパスバルブを開けるとともに前記ＥＧＲバルブが閉じていた場合には前記ＥＧＲバルブを開ける請求項１又は２に記載の制御システム。
  4. 前記吸気通路の前記コンプレッサより上流側の区間において前記バイパス通路が接続されている位置よりも上流側であり、かつ前記ＥＧＲ通路が接続されている位置よりも上流側の部分に、スロットルバルブが設けられ、
    前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立した場合に前記スロットルバルブを開け、前記蓄圧制御の実行中に前記開放条件が成立した場合に前記スロットルバルブを閉じる請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御システム。
  5. 前記制御手段は、前記蓄圧条件が成立した場合に前記ＥＧＲバルブを閉じる請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御システム。
  6. 前記内燃機関は、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間と前記排気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路をさらに備え、
    前記特定箇所には、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間において前記高圧ＥＧＲ通路が接続されている位置より上流側の箇所が設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御システム。
  7. 前記内燃機関には、ターボチャージャが設けられ、
    前記ターボチャージャのコンプレッサが、前記吸気通路の前記コンプレッサより下流側の区間に設けられ、
    前記ターボチャージャのタービンが、前記排気通路に設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御システム。
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