JP2016037874A - ブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高過給域でも可能な限りＥＧＲガス流量を確保しながらコンプレッサの出口側でのデポジット付着量を低減すること。【解決手段】ブローバイガス還元装置と過給機7を備えたエンジン1に低圧ループ式ＥＧＲ装置が設けられる。ＥＧＲ通路17は入口17bがタービン9より下流の排気通路5に、出口17aがコンプレッサ8より上流の吸気通路3にそれぞれ接続され、ＥＧＲ通路17にＥＧＲ弁18が設けられる。ガス還元通路61の出口は、コンプレッサ8より上流の吸気通路3に接続される。電子制御装置（ＥＣＵ）50は、エンジン1の運転状態に基づきＥＧＲ弁18の目標開度を算出し、コンプレッサ8の出口側の温度が１６０℃以下となるように、コンプレッサ8に流入するＥＧＲガス温度と相関のある冷却水温と外気温に応じた補正値を算出し、その補正値により補正された目標開度に基づきＥＧＲ弁18を制御する。【選択図】 図１

Description

この発明は、エンジンの吸気を昇圧させる過給機と、エンジンのブローバイガスを過給機のコンプレッサより上流の吸気通路へ流してエンジンへ還元させるブローバイガス還元装置を備えたエンジンに係り、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をコンプレッサより上流の吸気通路へ流してエンジンへ還流させるように構成したブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置に関する。

従来、例えば、自動車用エンジンに採用される排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）が知られている。ＥＧＲ装置は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させる。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節される。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。

ブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンのＥＧＲ装置として、例えば、下記の特許文献１に記載されるの装置が知られている。過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ、タービンにより回転駆動されるコンプレッサとを備える。ここで、ＥＧＲ装置は、低圧ループ式であって、ＥＧＲ通路の入口が、タービンより下流の排気通路に接続され、ＥＧＲ通路の出口が、コンプレッサより上流の吸気通路に接続される。また、ブローバイガス還元装置（ＰＣＶ装置）は、オイルミストを含んだブローバイガスを、エンジンのシリンダヘッドから吸気通路へ流すＰＣＶ流路を備え、そのＰＣＶ通路の出口が、コンプレッサより上流であってＥＧＲ通路の出口より下流の吸気通路に接続される。

この過給機付きエンジンでは、コンプレッサより上流の吸気通路にＰＣＶ通路の出口が接続されるので、その出口から吸気通路へ導入されるブローバイガスが、コンプレッサを通過することになる。その結果、ブローバイガス中のデポジットがコンプレッサに付着して堆積するおそれがあった。そこで、この装置は、ＥＧＲ通路の出口より上流の吸気通路に吸気絞り弁を設け、コンプレッサへのデポジットの堆積程度を表す指標値を算出する。そして、その指標値が予め定められた値より大きくなったときに吸気絞り弁の開度を閉じ側に調整するようになっている。これにより、吸気絞り弁からコンプレッサまでの間の吸気通路に生じる負圧を増大させ、ＰＣＶ通路の出口から吸気通路へ導入されるブローバイガスとオイルミストの流量を増大させる。そして、オイルミストを含んだ空気をコンプレッサへ流すことで、コンプレッサに付着したデポジットをオイルミストで洗って流動性を増大させ、デポジットを空気流により吹き飛び易くする。この結果、コンプレッサへのデポジットの堆積を抑制するようになっている。

特開２０１４−１５８７６号公報

ところが、特許文献１に記載の装置では、オイルミストを含んだブローバイガスがコンプレッサの入口側に流入する。そして、コンプレッサにより吸気等が加圧されてコンプレッサの出口側の温度が上昇すると、コンプレッサに付着していたオイルミストが焼けてコンプレッサの出口側にデポジットが付着することがあった。その結果、コンプレッサによる吸気の加圧効率が低下したり、コンプレッサが破損したりするおそれがあった。

ここで、コンプレッサによる過給圧が上昇するほどコンプレッサの出口側の温度は高くなる傾向がある。また、低圧ループ式のＥＧＲ装置では、ＥＧＲガス温度が吸気温度より高いので、ＥＧＲガス流量やＥＧＲ率が多いほどコンプレッサに流入する気体（吸気、ブローバイガス及びＥＧＲガスの混合気）の温度が高くなり、オイルミストが焼けてコンプレッサの出口側に付着するデポジットが増える傾向がある。これに対し、エンジンへの燃費要求から、高過給域でもできる限りＥＧＲガス流量を確保することが望まれる。

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、高過給域でもできる限り排気還流ガス流量を確保しながらコンプレッサの出口側におけるデポジット付着量を低減できるブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、過給機は、吸気通路に配置されるコンプレッサと、排気通路に配置されるタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、エンジンのブローバイガスをガス還元通路を介してコンプレッサより上流の吸気通路へ流してエンジンへ還元させるためのブローバイガス還元装置と、エンジンの燃焼室から排気通路へ排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燃焼室へ還流させるための排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁と、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることと、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、検出される運転状態に基づき排気還流弁を制御するための制御手段とを備えたブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置において、コンプレッサに流入する排気還流ガスの温度と相関のある相関温度を検出するための相関温度検出手段を含み、制御手段は、検出される運転状態に基づき排気還流弁の目標開度を算出すると共に、コンプレッサの出口側の温度が１６０℃以下となるように、検出される相関温度に応じた補正値を算出し、算出される目標開度を算出される補正値に応じて補正し、補正された目標開度に基づき排気還流弁を制御することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、検出される運転状態に基づき排気還流弁の目標開度が制御手段により算出される。また、コンプレッサの出口側の温度が１６０℃以下となるように、コンプレッサに流入する排気還流ガスの温度と相関のある相関温度に応じて補正値が制御手段により算出される。そして、制御手段により、目標開度が補正値に応じて補正され、その補正された目標開度に基づき排気還流弁が制御される。従って、コンプレッサに流入する排気還流ガスの流量が適度に低減され、コンプレッサの出口側の温度が１６０℃以下に抑えられるので、コンプレッサに付着していたオイルミストが焼けることがない。また、高過給域でも排気還流が停止することがなく、排気還流ガス流量の低減が必要最小限に抑えられる。

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、相関温度検出手段は、エンジンの冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段を含み、制御手段は、補正値を、検出される冷却水の温度に応じて算出することを趣旨とする。

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、相関温度としての冷却水温が冷却水温検出手段により検出され、その冷却水温に応じた補正値が制御手段により算出される。従って、冷却水温に応じた好適な補正値が得られる。

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、相関温度検出手段は、吸気通路に吸入される外気の温度を検出するための外気温検出手段を含み、制御手段は、補正値を、検出される吸気の温度に応じて算出することを趣旨とする。

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、相関温度としての外気温が外気温検出手段により検出され、その外気温に応じた補正値が制御手段により算出される。従って、外気温に応じた好適な補正値が得られる。

請求項１に記載の発明によれば、高過給域でもできる限り排気還流ガス流量を確保しながらコンプレッサの出口側におけるデポジット付着量を低減することができる。

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、高過給域でも冷却水温に合わせて最大限の排気還流ガス流量を確保することができる。

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、高過給域でも外気温に合わせて最大限の排気還流ガス流量を確保することができる。

一実施形態に係り、ブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置を含むガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。 一実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であってＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。 一実施形態に係り、ＥＧＲ制御の処理内容の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係り、外気温に応じたＥＧＲ許可水温を求めるために参照されるマップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度とエンジン負荷に応じた目標開度を求めるために参照される目標開度マップ 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び外気温に応じた外気温補正値を求めるために参照される外気温補正マップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び外気温に応じた外気温補正値を求めるために参照される外気温補正マップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び外気温に応じた外気温補正値を求めるために参照される外気温補正マップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び冷却水温に応じた冷却水温補正値を求めるために参照される冷却水温補正マップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び冷却水温に応じた冷却水温補正値を求めるために参照される冷却水温補正マップ。 一実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び冷却水温に応じた冷却水温補正値を求めるために参照される冷却水温補正マップ。

以下、本発明におけるブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態におけるブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンのＥＧＲ装置を含むガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、自動車に搭載され、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。

過給機７は、吸気通路３に配置されるコンプレッサ８と、排気通路５に配置されるタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。

過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。

吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。また、インタークーラ１３より下流であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１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２３とを備える。電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がＤＣモータ２２により開閉駆動されることにより、スロットル弁２１の開度が調節されるように構成される。また、タービン９より下流の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。

エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられる。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。

この実施形態において、ＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流れを調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ装置は、低圧ループ式であって、ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。すなわち、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａは、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続される。ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。また、この実施形態では、ＥＧＲ弁１８とＥＧＲクーラ２０は、それぞれハウジングを備え、それらハウジングには、ハウジングを冷却するためにエンジン１の冷却水が循環して流れるように構成される。これにより、ＥＧＲ弁１８及びＥＧＲクーラ２０を流れるＥＧＲガスの温度が、冷却水温ＴＨＷの影響を受けるようになっている。

図２に、ＥＧＲ通路１７の一部であってＥＧＲ弁１８が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図１、図２に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ＤＣモータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。ＤＣモータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、ＤＣモータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間で所定のストロークＬ１だけストローク運動可能に設けられる。この実施形態のＥＧＲ装置は、大量ＥＧＲを実現するために、ＥＧＲ弁１８につき、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大型化されている。

図１に示すように、この実施形態では、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが入口１７ｂよりも垂直方向において高い位置に配置される。また、ＥＧＲ弁１８の下流側から上流側へ凝縮水が流下可能に設けられると共に、その凝縮水がＥＧＲ通路１７を排気通路５へ向けて流下するように設けられる。より詳細には、図１及び図２に示すように、ＥＧＲ通路１７において、ＥＧＲ弁１８は、弁体３２及び出力軸３４が垂直方向にストローク運動するように配置される。また、ＥＧＲ弁１８より上流のＥＧＲ通路１７は、ＥＧＲ弁１８の直近部分では垂直に伸び、更に上流の部分では排気通路５へ向けて下方へ傾斜するように配置される。その傾斜するＥＧＲ通路１７の部分にＥＧＲクーラ２０が配置される。一方、ＥＧＲ弁１８より下流のＥＧＲ通路１７は、ＥＧＲ弁１８の直近部分では下流側へ向けて上方へ傾斜しており、更に下流の部分は吸気通路３へ向けて垂直に配置される。そして、ＥＧＲ弁１８より下流のＥＧＲ通路１７の傾斜部分が、凝縮水を捕集するためのトラップ４５となっている。これにより、ＥＧＲ弁１８が全閉に閉弁されたときに、ＥＧＲ弁１８の上流側から下流側へ漏れたＥＧＲガスにより発生した凝縮水は、このトラップ４５に捕集されるようになっている。そして、トラップ４５に捕集された凝縮水は、ＥＧＲ弁１８が開弁したときに、ＥＧＲ弁１８の下流側から上流側へ流下するように、ＥＧＲ弁１８の弁座３３の形状と配置が設定される。

従って、ＥＧＲ弁１８の下流側に生じた凝縮水は、ＥＧＲ弁１８とＥＧＲ通路１７の出口１７ａとの間の高低差により、吸気通路３へ流れない。また、ＥＧＲ弁１８の下流側から上流側へ流下した凝縮水は、ＥＧＲ弁１８とＥＧＲ通路１７の入口１７ｂとの間の高低差により、ＥＧＲ通路１７から排気通路５へ向けて流下する。排気通路５へ流下した凝縮水は、排気と共に外部へ排出される。

この実施形態において、吸気通路３には、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａの周囲に凹部３ｂが形成される。ここで、凹部３ｂの底壁は、凹部３ｂの外周から凹部３ｂの中心へ向けて下方へ傾斜するテーパ形状をなす。そして、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａは、この凹部３ｂの最も低い位置に配置される。従って、コンプレッサ８より上流の吸気通路３の中で生じた凝縮水は、この凹部３ｂに捕集され、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａからＥＧＲ通路１７のトラップ４５へ向けて流下する。

この実施形態のエンジン１には、燃焼室１６からクランクケース１ｂやシリンダヘッド（ヘッドカバーを含む）１ｃの内部へ漏れ出たブローバイガスを吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還元するためのブローバイガス還元装置が設けられる。図１に示すように、ブローバイガス還元装置は、ガス還元通路６１と、ＰＣＶ弁６２と、掃気通路６３とを備える。ガス還元通路６１は、エンジン１で発生するブローバイガスを、負圧を利用して吸気通路３へ流すように構成される。ガス還元通路６１は、その入口側がＰＣＶ弁６２を介してシリンダヘッド１ｃに接続され、その出口側がコンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。ＰＣＶ弁６２は、ガス還元通路６１へ流れるブローバイガス流量を調整するために負圧を受けて動作するように構成される。ここで、エンジン１の運転時に、吸気通路３に吸気が流れてコンプレッサ８より上流の吸気通路３が負圧になると、その負圧がガス還元通路６１とＰＣＶ弁６２を介してシリンダヘッド１ｃの内部に作用する。この負圧を受けてＰＣＶ弁６２が開弁し、ブローバイガスがシリンダヘッド１ｃからＰＣＶ弁６２及びガス還元通路６１を介してコンプレッサ８より上流の吸気通路３へ流れる。この吸気通路３へ流れたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室１６へ取り込まれる。掃気通路６３は、シリンダヘッド１ｃから吸気通路３へブローバイガスが流れるときにシリンダヘッド１ｃの内部を掃気するために、シリンダヘッド１ｃの内部へ新気を導入するように構成される。ここで、ブローバイガスに含まれる水分も、吸気通路３の凹部３ｂにて捕集され、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａからＥＧＲ通路１７のトラップ４５へ向けて流下するようになっている。

この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御及びＥＧＲ制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、イグナイタ３０、電子スロットル装置１４のＤＣモータ２２及びＥＧＲ弁１８のＤＣモータ３１がそれぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ＥＣＵ５０は、本発明の制御手段の一例に相当する。外部出力回路には、イグナイタ３０、インジェクタ２５、ＤＣモータ２２及びＤＣモータ３１が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段の一例に相当する各種センサ等２７，５１〜５６が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。

ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４、空燃比センサ５５及び外気温センサ５６が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。すなわち、吸気圧センサ５１は、スロットル弁２１より下流のサージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。回転速度センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出し、本発明の冷却水温検出手段の一例に相当する。エアフローメータ５４は、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３を流れる吸気量Ｇａを検出する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比Ａ/Ｆを検出する。外気温センサ５６は、エアクリーナ６に設けられ、吸気通路３に吸入される外気の温度（外気温）ＴＨＡを検出する。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域においてエンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ制御を実行するために、ＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、通常は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時に検出される運転状態に基づきＥＧＲ弁１８を開弁制御し、エンジン１の停止時、アイドル運転時又は減速運転時にはＥＧＲ弁１８を全閉に閉弁制御するようになっている。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、運転者の要求に応じてエンジン１を運転するために、アクセル開度ＡＣＣに基づき電子スロットル装置１４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時にアクセル開度ＡＣＣに基づき電子スロットル装置１４を開弁制御し、エンジン１の停止時又は減速運転時に電子スロットル装置１４を閉弁制御するようになっている。これにより、スロットル弁２１は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時には開弁され、エンジン１の停止時又は減速運転時には全閉に閉弁されるようになっている。

ここで、このエンジンシステムにおいて、コンプレッサ８より上流の吸気通路３から、吸気、ＥＧＲガス及びオイルミストを含んだブローバイガスがコンプレッサ８の入口側に流入する。そして、その吸気等が加圧されてコンプレッサ８の出口側の温度が上昇すると、コンプレッサ８に付着していたオイルミストが焼けてコンプレッサの出口側にデポジットが付着する。その結果、コンプレッサによる吸気等の加圧効率が低下したり、コンプレッサが破損したりするおそれがある。そこで、この実施形態では、高過給域でもできる限りＥＧＲガス流量を確保しながらコンプレッサ８の出口側におけるデポジット付着量を低減するために、ＥＣＵ５０が以下のようなＥＧＲ制御を実行するようになっている。

図３に、そのＥＧＲ制御の処理内容の一例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、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、各種センサ５１〜５３，５６の検出値に基づき外気温ＴＨＡ、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬをそれぞれ読み込む。ＥＣＵ５０は、吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥに基づきエンジン負荷ＫＬを求めることができる。

次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、外気温ＴＨＡに応じたＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥを求める。ＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥは、ＥＧＲ実行を許可するために基準となる冷却水温を意味する。ＥＣＵ５０は、例えば、図４に示すようなマップを参照することにより、外気温ＴＨＡに応じたＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥを求めることができる。このマップでは、外気温ＴＨＡが、氷点下以下の低温から「２０℃」に近付くに連れてＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥが「６０℃」より高い高温から「６０℃」へ減少し、外気温ＴＨＡが「２０℃」より高温側ではＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥが「６０℃」で一定となるように設定される。

次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可水温ＴＨＷＥより高いか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１８０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１３０へ移行する。

ステップ１８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を全閉とするためにＥＧＲ弁１８の最終的な目標開度ＴＥＲＦを「０（％）」に設定し、処理をステップ１７０へ移行する。

一方、ステップ１３０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じたＥＧＲ弁１８の目標開度ＴＥＲを求める。ＥＣＵ５０は、例えば、図５に示すような目標開度マップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた目標開度ＴＥＲを求めることができる。このマップにおいて、エンジン回転速度ＮＥの各値（８〜６０）とエンジン負荷ＫＬの各値（２０〜２００）との組合せに応じた各升目の中の値が目標開度ＴＥＲの値を意味する。各升目の中の値の間の値は、補間計算により求めることができる。ここで、ハッチングの付された升目は、エンジン１を取り巻く環境条件の影響からコンプレッサ８の出口側の温度が「１６０℃」を超える領域を意味する。ここで、上記した環境条件は、外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷの変化と相関性があることがわかっている。

次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び外気温ＴＨＡに応じた補正値（外気温補正値）ＴＥＴＡを求める。ＥＣＵ５０は、例えば、図６〜図８に示すような外気温補正マップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び外気温ＴＨＡに応じた外気温補正値ＴＥＴＡを求めることができる。ここで、図６に示すマップは、外気温ＴＨＡが「２０℃」より低い場合に参照され、図７に示すマップは、外気温ＴＨＡが「３０℃」となるときに参照され、図８に示すマップは、外気温ＴＨＡが「４０℃」以上となるときに参照される。これらマップにおいて、エンジン回転速度ＮＥの各値（８〜６０）とエンジン負荷ＫＬの各値（２０〜２００）との組合せに応じた各升目の中の値が外気温補正値ＴＥＴＡを意味する。ここで、ハッチングの付された升目の意味は、図５の場合と同様である。

次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び冷却水温ＴＨＷに応じた補正値（冷却水温補正値）ＴＥＴＷを求める。ＥＣＵ５０は、例えば、図９〜図１１に示すような冷却水温補正マップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び冷却水温ＴＨＷに応じた冷却水温補正値ＴＥＴＷを求めることができる。ここで、図９に示すマップは、冷却水温ＴＨＷが「９０℃」より低い場合に参照され、図１０に示すマップは、冷却水温ＴＨＷが「１００℃」となるときに参照され、図１１に示すマップは、冷却水温ＴＨＷが「１１０℃」以上となるときに参照される。これらマップにおいて、エンジン回転速度ＮＥの各値（８〜６０）とエンジン負荷ＫＬの各値（２０〜２００）との組合せに応じた各升目の中の値が冷却水温補正値ＴＥＴＷを意味する。ここで、ハッチングの付された升目の意味は、図５の場合と同様である。

次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ５０は、最終的な目標開度ＴＥＲＦを求める。ＥＣＵ５０は、以下の（式１）を参照することにより、最終的な目標開度ＴＥＲＦを求めることができる。すなわち、ＥＣＵ５０は、目標開度ＴＥＲから外気温補正値ＴＥＴＡと冷却水温補正値ＴＥＴＷを減算することで目標開度ＴＥＲを補正することで最終的な目標開度ＴＥＲＦを求める。
ＴＥＲＦ＝ＴＥＲ−（ＴＥＴＡ＋ＴＥＴＷ） ・・・（式１）

そして、ステップ１６０又はステップ１８０から移行してステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を最終的な目標開度ＴＥＲＦに制御し、処理をステップ１００へ戻す。

以上説明したこの実施形態におけるブローバイガス還元装置を備えた過給機付きエンジンのＥＧＲ装置によれば、各種センサ５１，５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づきＥＧＲ弁１８の目標開度ＴＥＲがＥＣＵ５０により算出される。また、コンプレッサ８の出口側の温度が１６０℃以下となるように、コンプレッサ８に流入するＥＧＲガスの温度と相関のある相関温度に応じて補正値ＴＥＴＡ，ＴＥＴＷがＥＣＵ５０により算出される。そして、ＥＣＵ５０により、目標開度ＴＥＲが補正値ＴＥＴＡ，ＴＥＴＷに応じて補正され、その補正された最終的な目標開度ＴＥＲＦに基づきＥＧＲ弁１８が制御される。従って、コンプレッサ８に流入するＥＧＲガスの流量が適度に低減され、コンプレッサ８の出口側の温度が１６０℃以下と抑えられるので、コンプレッサ８に付着していたオイルミストが焼けることがない。また、高過給域でもＥＧＲが停止することがなく、ＥＧＲガス流量の低減が必要最小限に抑えられる。このため、高過給域でもできる限りＥＧＲガス流量を確保しながらコンプレッサ８の出口側におけるデポジット付着量を低減することができる。その結果、コンプレッサ８による加圧効率の低下を抑えることができ、デポジット付着によるコンプレッサ８の破損を防止することができる。

この実施形態では、相関温度としての冷却水温ＴＨＷが水温センサ５３により検出され、その冷却水温ＴＨＷに応じた冷却水温補正値ＴＥＴＷがＥＣＵ５０により算出される。すなわち、冷却水温ＴＨＷが低いときは冷却水温補正値ＴＥＴＷが少なく算出され、冷却水温ＴＨＷが高いときは冷却水温補正値ＴＥＴＷが多く算出される。従って、冷却水温ＴＨＷに応じて好適な冷却水温補正値ＴＥＴＷが得られる。この結果、高過給域でも冷却水温ＴＨＷに合わせて最大限のＥＧＲガス流量を確保することができる。

この実施形態では、相関温度としての外気温ＴＨＡが外気温センサ５６により検出され、その外気温ＴＨＡに応じた外気温補正値ＴＥＴＡがＥＣＵ５０により算出される。すなわち、外気温ＴＨＡが低いときは外気温補正値ＴＥＴＡを少なく算出され、外気温ＴＨＡが高いときは外気温補正値ＴＥＴＡが多く算出される。従って、外気温ＴＨＡの変化に応じて好適な外気温補正値ＴＥＴＡが得られる。この結果、高過給域でも、外気温ＴＨＡに合わせて最大限のＥＧＲガス流量を確保することができる。

なお、この発明は前記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に変更して実施することもできる。

（１）前記実施形態では、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａを入口１７ｂよりも垂直方向において高い位置に配置し、ＥＧＲ弁１８の下流側から上流側へ凝縮水を流下可能に設けると共に、その凝縮水がＥＧＲ通路１７を排気通路５へ向けて流下するように構成した。これに対し、これらの配置の構成を省略することもできる。

（２）前記実施形態では、コンプレッサ８より上流の吸気通路３において、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａの周囲に凹部３ｂを形成した。これに対し、この凹部３ｂを省略することもできる。

この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず自動車用エンジンに利用することができる。

１ エンジン
３ 吸気通路
３ａ サージタンク
５ 排気通路
７ 過給機
８ コンプレッサ
９ タービン
１０ 回転軸
１６ 燃焼室
１７ ＥＧＲ通路
１７ａ 出口
１７ｂ 入口
１８ ＥＧＲ弁
５０ ＥＣＵ（制御手段）
５１ 吸気圧センサ（運転状態検出手段）
５２ 回転速度センサ（運転状態検出手段）
５３ 水温センサ（運転状態検出手段、相関温度検出手段、冷却水温検出手段）
５４ エアフローメータ（運転状態検出手段）
５５ 空燃比センサ（運転状態検出手段）
５６ 外気温センサ（運転状態検出手段、相関温度検出手段、外気温検出手段）
６１ ガス還元通路
６２ ＰＣＶ弁
６３ 掃気通路
ＴＨＷ 冷却水温（相関温度）
ＴＨＡ 外気温（相関温度）
ＴＥＲＦ 最終的な目標開度（補正された目標開度）
ＴＥＲ 目標開度
ＴＥＴＡ 外気温補正値（補正値）
ＴＥＴＷ 冷却水温補正値（補正値）

Claims (3)

1. エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、前記吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、
   前記過給機は、前記吸気通路に配置されるコンプレッサと、前記排気通路に配置されるタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、
   前記エンジンのブローバイガスをガス還元通路を介して前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還元させるためのブローバイガス還元装置と、
   前記エンジンの燃焼室から前記排気通路へ排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燃焼室へ還流させるための排気還流通路と、
   前記排気還流通路における前記排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁と、
   前記排気還流通路は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続されることと、
   前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
   前記検出される運転状態に基づき前記排気還流弁を制御するための制御手段と
   を備えたブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置において、
   前記コンプレッサに流入する前記排気還流ガスの温度と相関のある相関温度を検出するための相関温度検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記検出される運転状態に基づき前記排気還流弁の目標開度を算出すると共に、前記コンプレッサの出口側の温度が１６０℃以下となるように、前記検出される相関温度に応じた補正値を算出し、前記算出される目標開度を前記算出される補正値に応じて補正し、前記補正された目標開度に基づき前記排気還流弁を制御する
   ことを特徴とするブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置。
2. 前記相関温度検出手段は、前記エンジンの冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段を含み、前記制御手段は、前記補正値を、前記検出される冷却水の温度に応じて算出することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置。
3. 前記相関温度検出手段は、前記吸気通路に吸入される外気の温度を検出するための外気温検出手段を含み、前記制御手段は、前記補正値を、前記検出される外気の温度に応じて算出することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還元装置と過給機を備えたエンジンの排気還流装置。

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