JP2016113895A - Ｅｇｒシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲポンプ兼ジェネレータを備えたＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減する。【解決手段】流路切換バルブ３が第１流路１２にＥＧＲガスを流通させるときは、モータ７によりインペラ８が所定回転方向Ａ１に回転駆動されることでＥＧＲガスが加圧され、また、流路切換バルブ３が第２流路１３にＥＧＲガスを流通させるときは、ＥＧＲガスによりインペラ８が同一の所定回転方向Ａ１に回転駆動されることでモータ７にて発電する。すなわち、インペラ８及びモータ７の回転を止めることなく同一の所定回転方向Ａ１に回転させたまま、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とをスムーズに切り換えることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、ＥＧＲシステムに関する。

従来、エンジンの排気側から吸気側へ排気ガスをＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたＥＧＲシステムでは、エンジンの排気圧が低い場合でも、ＥＧＲ流路上に配置されたＥＧＲポンプによってＥＧＲガスを加圧することで、ＥＧＲガスを還流させることが図られている。

特開２００１−７３８８４号公報

上記ＥＧＲシステムでは、エンジンの運転条件等によっては排気圧が十分に高くなることから、ＥＧＲガスのエネルギを利用して発電を行うことも考えられる。そこで、近年のＥＧＲシステムにおいては、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータをＥＧＲ流路上に配置し、インペラに連結されたモータでインペラを回転駆動させることによりＥＧＲガスを加圧する加圧機能（ＥＧＲポンプとしての機能）だけでなく、ＥＧＲガスでインペラを回転駆動させてモータにて発電させる発電機能（ＥＧＲジェネレータとしての機能）を実現することが望まれる場合がある。

しかし、通常、ＥＧＲガスを加圧するときのインペラ及びモータの回転方向は、ＥＧＲガスでインペラを回転駆動させて発電させるときのインペラ及びモータの回転方向に対して逆となる。そのため、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際においては、インペラ及びモータの回転を一度止める必要があり、タイムラグが生じる虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータを備えたＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減できるＥＧＲシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るＥＧＲシステムは、ＥＧＲガスが流通するＥＧＲ流路と、ＥＧＲ流路に配されたインペラ、及びインペラに連結されたモータを有するＥＧＲポンプ兼ジェネレータと、ＥＧＲ流路に含まれ、ＥＧＲガスをインペラへ導く第１流路と、ＥＧＲ流路に第１流路とは別で含まれ、ＥＧＲガスをインペラへ導く第２流路と、第１流路又は第２流路の何れかにＥＧＲガスを選択的に流通させる流路切換部と、を備え、流路切換部によりＥＧＲガスが第１流路に流通されてインペラへ導かれた場合、モータによりインペラが所定回転方向に回転駆動されることで、当該ＥＧＲガスが加圧され、流路切換部によりＥＧＲガスが第２流路に流通されてインペラへ導かれた場合、当該ＥＧＲガスによりインペラが所定回転方向に回転駆動されることで、モータにて発電される。

このＥＧＲシステムでは、第１流路にＥＧＲガスを流通させ、モータによりインペラを所定回転方向に回転駆動させることでＥＧＲガスが加圧される。また、第２流路にＥＧＲガスを流通させ、ＥＧＲガスによりインペラを同一の所定回転方向に回転駆動させることでモータにて発電する。すなわち、インペラ及びモータの回転を止めることなく同一の所定回転方向に回転させたまま、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とをスムーズに切り換えることができる。したがって、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータを備えたＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減することができる。

本発明に係るＥＧＲシステムにおいて、第１流路又は第２流路の何れか一方は、ＥＧＲガスをインペラへインペラの軸線方向に沿って導入させ、第１流路又は第２流路の何れか他方は、ＥＧＲガスをインペラへインペラの回転方向に沿って導入させてもよい。このような構成により、上記作用効果を好適に実現することができる。

本発明に係るＥＧＲシステムは、流路切換部及びモータを制御する制御部を更に備え、制御部は、モータを回転駆動させるポンプ運転制御又はモータにて発電させる発電運転制御の何れかを、ＥＧＲ流路におけるインペラの上流側と下流側との差圧に基づいて選択的に実行し、ポンプ運転制御においては、第１流路にＥＧＲガスが流通するように流路切換部を制御すると共に、インペラが所定回転方向に回転駆動するようにモータを制御することにより、当該ＥＧＲガスを加圧させ、発電運転制御においては、第２流路にＥＧＲガスが流通するように流路切換部を制御することにより、当該ＥＧＲガスでインペラを所定回転方向に回転駆動させてモータにて発電させてもよい。この場合、インペラの上流側と下流側との差圧に基づいて、加圧機能と発電機能とを切り換えることが可能となる。

また、第２流路上に設けられた遮断弁を更に備え、遮断弁は、第１流路に流通されてインペラへ導かれたＥＧＲガスが第２流路を介してＥＧＲ流路を逆流しないように、第２流路を遮断してもよい。これにより、ＥＧＲガスが第１流路からインペラに導入されて加圧された場合に、当該ＥＧＲガスが第２流路を介して逆流してしまうことを抑制できる。

本発明によれば、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータを備えたＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減することができる。

実施形態に係るＥＧＲシステムを備えるエンジンを示す図である。 （ａ）ポンプ運転制御時におけるＥＧＲシステムを示す概略構成図である。（ｂ）発電運転制御時におけるＥＧＲシステムを示す概略構成図である。 （ａ）ポンプ運転制御時におけるインペラの動作を説明するための概略平断面図である。（ｂ）発電運転制御時におけるインペラの動作を説明するための概略平断面図である。 （ａ）ポンプ運転制御時におけるインペラの動作を説明するための概略斜視図である。（ｂ）発電運転制御時におけるインペラの動作を説明するための概略斜視図である。 運転条件マップの一例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係るＥＧＲシステムを備えるエンジンを示す図である。図２は、ＥＧＲシステムを示す概略構成図である。図３は、インペラの動作を説明するための概略平断面図である。図４は、インペラの動作を説明するための概略斜視図である。図１〜図４に示すように、本実施形態に係るＥＧＲシステム１は、例えば車両におけるディーゼルエンジン等のエンジン２０に搭載されるものであり、エンジン２０の排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させる。

エンジン２０は、１又は複数の気筒（図示する例では、６気筒）を備えている。エンジン２０としては、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジンであってもよい。また、適用される車両は限定されるものではなく、例えばトラック、バス、若しくは重機等の大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両、又は軽車両等であってもよい。

エンジン２０は、二段過給システムを備えており、具体的には、低圧段コンプレッサ２２及び低圧段タービン２３を有する低圧段ターボチャージャ２１と、高圧段コンプレッサ２５及び高圧段タービン２６を有する高圧段ターボチャージャ２４と、を備えている。エンジン２０の吸気側において、低圧段コンプレッサ２２で圧縮された空気は、インタークーラ２７で冷却された後、高圧段コンプレッサ２５で更に圧縮される。高圧段コンプレッサ２５で圧縮された空気は、アフタークーラ２８で冷却され、吸気管２９を介してエンジン２０の各気筒に吸気される。

ＥＧＲシステム１は、高圧段ターボチャージャ２４の高圧段タービン２６通過前の高圧の排気ガスを吸気側に還流するＨＰＬ（High Pressure Loop）方式のものであり、ＥＧＲ流路２、流路切換バルブ（流路切換部）３、ＥＧＲクーラ４、ＥＧＲバルブ５、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６、遮断弁９、及び制御部１０を有している。

ＥＧＲ流路２は、その一端側が排気管３０に接続されていると共に、その他端側が吸気管２９におけるアフタークーラ２８の下流側に接続されている。このような構成により、ＥＧＲ流路２は、ＥＧＲガスを排気管３０から吸気管２９へ還流させる。また、ＥＧＲ流路２は、その途中に、分岐部１１を介して分岐する第１流路１２及び第２流路１３を含んでいる。第１流路１２及び第２流路１３は、その下流側で後述のハウジング１４にそれぞれ接続されている。

流路切換バルブ３は、分岐部１１に配置され、ＥＧＲ流路２を流通するＥＧＲガスを第１流路１２又は第２流路１３の何れかに選択的に流通させる。流路切換バルブ３が第１流路１２を選択している場合、ＥＧＲガスは第１流路１２を流通し、流路切換バルブ３が第２流路１３を選択している場合、ＥＧＲガスは第２流路１３を流通する。流路切換バルブ３としては、例えば三方弁等の切換弁が用いられている。

ＥＧＲクーラ４は、ＥＧＲガスを冷却するものであり、ＥＧＲ流路２上に設けられている。図示する例では、ＥＧＲ流路２におけるハウジング１４の上流側に設けられているが、下流側に設けられていてもよい。ＥＧＲクーラ４としては、特に限定されず、様々なＥＧＲクーラを用いることができる。

ＥＧＲバルブ５は、その開閉によってＥＧＲガスの吸気管２９への還流を許容又は停止する。ＥＧＲバルブ５としては、特に限定されないが、例えばバタフライ弁等を適用することができる。図示する例では、ＥＧＲバルブ５は、ＥＧＲ流路２におけるハウジング１４の下流側に設けられているが、ハウジング１４の上流側に設けられていてもよい。

ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６は、モータ７及びインペラ８を含んで構成されている。ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６は、モータ７によりインペラ８が回転駆動されてＥＧＲガスを加圧するＥＧＲポンプとしての加圧機能と、ＥＧＲガスによりインペラ８が回転駆動されてモータ７にて発電するＥＧＲジェネレータとしての発電機能と、の両方の機能を有する。

モータ７は、蓄電池（不図示）等から給電されてインペラ８を回転駆動する。また、モータ７は、インペラ８によって回転駆動されることで発電する。モータ７としては、特に限定されず、様々なモータを用いることができる。モータ７は、その回転軸７ａが、ハウジング１４の壁を貫通してハウジング１４内まで延びてインペラ８に連結している。

インペラ８は、その軸線Ｌがモータ７の回転軸７ａと同軸となるように、当該回転軸７ａの端部に固定されている。インペラ８は、軸線Ｌ視において、頂部８ａ側から側部８ｂ側に放射状に延びる複数のブレード１８を含んでいる。インペラ８は、例えばラジアルインペラであり、その軸線Ｌを含む断面が略台形となる傘型外形に形成されている。なお、ラジアルインペラとして、混流形インペラ等を適用してもよい。インペラ８は、ＥＧＲ流路２に配されており、具体的には、ＥＧＲ流路２上に設けられたハウジング１４内に、ハウジング１４の内壁面１４ａとの間に微小な隙間Ｇを有して収納されている。

ハウジング１４は、ＥＧＲ流路２に配されたインペラ８を収納する。ハウジング１４は、第１流路１２が接続される第１流入口１５と、第２流路１３が接続される第２流入口１６と、ＥＧＲ流路２における吸気管２９側が接続される流出口１７と、を含んでいる。

第１流入口１５は、第１流路１２を流通するＥＧＲガスを、ハウジング１４内におけるインペラ８の頂部８ａ側へ流入させる。第２流入口１６は、第２流路１３を流通するＥＧＲガスを、インペラ８の側部８ｂ側に対して回転方向Ａ１に沿って当たるようにハウジング１４内へ流入させる。流出口１７は、インペラ８の側部８ｂ側から流出するＥＧＲガスをハウジング１４外へ流出させる。

図示する例では、第１流入口１５は、インペラ８の頂部８ａに向けて開口されている。第２流入口１６は、インペラ８外周の接線方向に沿う方向に開口されている。流出口１７は、インペラ８外周の接線方向に沿う方向に開口されている。また、流出口１７は、第２流入口１６に対して、回転方向Ａ１に沿って離れて且つ対向しない位置に設けられている。

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、インペラ８は、モータ７により回転駆動されている場合、第１流入口１５を介してハウジング１４内に導入されたＥＧＲガスを、頂部８ａから吸い込むと共に加圧して側部８ｂから吐出する。一方、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、インペラ８は、モータ７により回転駆動されていない場合において、第２流入口１６を介してハウジング１４内に導かれたＥＧＲガスによって回転方向Ａ１に回転駆動される。このとき、当該ＥＧＲガスは、インペラ８の側部８ｂの外周付近を、ブレード１８に当たりながらインペラ８の回転方向Ａ１に沿って周回するように進行した後、流出口１７を介してハウジング１４外へ流出する。

なお、インペラ８は、モータ７により回転駆動されていない場合において、インペラ８の頂部８ａに第１流入口１５を介してＥＧＲガスを導いても、回転方向Ａ１及びその逆の回転方向の何れの方向にも回転しない。

遮断弁９は、第２流路１３に設けられている。遮断弁９は、ＥＧＲガスがＥＧＲ流路２を逆流することを抑制する。具体的には、遮断弁９は、ＥＧＲガスが第１流路１２を流通する場合に制御部１０により閉弁され、ＥＧＲガスがハウジング１４から第２流路１３を介してＥＧＲ流路２を逆流することを抑制する。遮断弁９としては、特に限定されず、様々な遮断弁９を用いることができる。なお、遮断弁９として、例えば逆止弁を用いる場合もあり、この場合には、遮断弁９の開閉を制御する必要がないため、制御及び構造が簡易となると共に、遮断弁９の開閉の遅れによるＥＧＲガスの逆流を抑制できる。

制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。制御部１０は、流路切換バルブ３、モータ７、及び遮断弁９に電気的に接続されており、流路切換バルブ３の切り換え、モータ７の回転駆動、及び遮断弁９の開閉を制御する。

制御部１０は、モータ７を回転駆動させるポンプ運転制御又はモータ７で発電させる発電運転制御の何れかの制御を、ＥＧＲ流路２におけるインペラ８の上流側と下流側との差圧に基づいて選択的に実行する。当該差圧はエンジン回転数及びエンジン負荷に対して相関関係を有することから、本実施形態の制御部１０は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、ポンプ運転制御又は発電運転制御の何れかを選択する。具体的には、制御部１０は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づく後述の運転条件マップを用いて、ポンプ運転制御又は発電運転制御の何れかを選択する。

制御部１０は、ポンプ運転制御において、第１流路１２にＥＧＲガスが流通するように流路切換バルブ３を制御すると共に、インペラ８が所定の回転方向Ａ１に回転駆動するようにモータ７を制御し、当該ＥＧＲガスを加圧させる。一方、制御部１０は、発電運転制御において、第２流路１３にＥＧＲガスが流通するように流路切換バルブ３を制御し、当該ＥＧＲガスによりインペラ８を上記の回転方向Ａ１と同一の回転方向Ａ１に回転駆動させてモータ７にて発電させる。

図５は、運転条件マップの一例を示す図である。図５に示す運転条件マップは、横軸がエンジン回転数、縦軸がエンジン負荷を示している。この運転条件マップは、境界線Ｂ１，Ｂ２で仕切られるように設定された領域Ｒ１，Ｒ２を備えている。領域Ｒ１におけるエンジン回転数及びエンジン負荷の状態は、インペラ８の下流側のＥＧＲガス圧力（吸気圧）が上流側のＥＧＲガス圧力（排気圧）よりも高い状態に対応する。エンジン２０のエンジン回転数及びエンジン負荷が領域Ｒ１の範囲に該当する場合に、制御部１０によりポンプ運転制御が選択されて実行される。領域Ｒ２におけるエンジン回転数及びエンジン負荷の状態は、インペラ８の下流側のＥＧＲガス圧力（吸気圧）が上流側のＥＧＲガス圧力（排気圧）よりも低い状態に対応する。エンジン２０のエンジン回転数及びエンジン負荷が領域Ｒ２の範囲に該当する場合に、制御部１０により発電運転制御が選択されて実行される。

ここでの運転条件マップでは、領域Ｒ１は、エンジン負荷の高負荷側に広がる傾向があり、領域Ｒ２は、エンジン負荷の低負荷側に広がる傾向がある。また、領域Ｒ２は、エンジン回転数の高回転側（図５中の右側）においては、低回転側と比較して、エンジン負荷の高負荷側（図５中の上側）まで広がる傾向がある。境界線Ｂ１は、例えばエンジン２０のアイドリング回転数に基づき画定される。境界線Ｂ２は、エンジン２０の吸気圧及び排気圧の差圧に加えて、エンジンの過渡性能、及び排気ガスの脈動等に基づき画定される。運転条件マップは、例えば実測値に基づき設定してもよく、或いは計算値に基づき設定してもよい。

続いて、ＥＧＲシステム１の動作について説明する。

まず、制御部１０は、図示しない各種センサからエンジン回転数及びエンジン負荷のデータを取得する。当該データに基づき、上述の運転条件マップを用いてエンジン２０が領域Ｒ１又は領域Ｒ２の何れの状態であるかを判定し、ポンプ運転制御又は発電運転制御の何れを実行するかを選択する。

ポンプ運転制御を実行する場合、制御部１０は、第１流路１２にＥＧＲガスが流通するように流路切換バルブ３を制御する（図２（ａ）参照）。これにより、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、ＥＧＲ流路２を流通するＥＧＲガスは、分岐部１１で第１流路１２側に流れ、インペラ８の軸線方向Ａ２に沿って導かれて、第１流入口１５からハウジング１４内へ流入する。これにより、ＥＧＲガスは、インペラ８の頂部８ａ付近へ流入する。

これと共に、制御部１０は、モータ７を回転駆動し、インペラ８を回転駆動させる。また、制御部１０は、遮断弁９を閉弁させる。これにより、ＥＧＲガスは、インペラ８における頂部８ａ側から側部８ｂ側へ流れて加圧され、流出口１７を介してハウジング１４外へ流出する。以上により、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６は、ＥＧＲポンプとしての加圧機能を発揮する。このように、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６をＥＧＲポンプとして機能させることにより、排気圧が吸気圧と比較して低い場合であってもＥＧＲを行うことが可能となり、ポンピングロスの増大による燃費の増加を抑制することができる。

他方、発電運転制御を実行する場合、制御部１０は、第２流路１３にＥＧＲガスが流通するように流路切換バルブ３を制御する（図２（ｂ）参照）。これにより、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、ＥＧＲ流路２を流通するＥＧＲガスは、分岐部１１において第１流路１２側への流れが停止すると共に、第２流路１３側へ流れ、ハウジング１４の第２流入口１６からハウジング１４内へ流入する。これにより、ＥＧＲガスは、インペラ８の側部８ｂ付近へ流入する。

また、制御部１０は、モータ７への給電を停止状態とする。これにより、モータ７はインペラ８に対して回転駆動力を付与しなくなるが、ＥＧＲガスは、インペラ８の側部８ｂ側に対して、インペラ８の回転方向Ａ１に沿ってブレード１８に当たりながら回転方向Ａ１に周回するように進行し、流出口１７を介してハウジング１４外へ流出する。これにより、ＥＧＲガスによってインペラ８を回転方向Ａ１に回転駆動させて、モータ７を回転駆動させ、その結果、モータ７にて発電される。以上により、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６は、ＥＧＲジェネレータとしての発電機能を発揮する。このように、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６をＥＧＲジェネレータとして機能させることにより、エンジン２０は、燃費低減効果を得ることができる。

ここで、図３及び図４に示すように、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６がＥＧＲポンプとして機能する場合と、ＥＧＲジェネレータとして機能する場合とで、ＥＧＲガスがインペラ８へ流入する流路、及びＥＧＲガスがインペラ８の頂部８ａ又は側部８ｂに沿って流れる経路が異なる。このような構成により、インペラ８によってＥＧＲガスを加圧する場合と、ＥＧＲガスによってインペラ８が回転駆動される場合とで、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６は同一の所定回転方向Ａ１に回転することができる。

従って、制御部１０においてポンプ運転制御から発電運転制御に切り換える場合、モータ７がインペラ８を所定回転方向Ａ１に回転駆動させている状態から、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６の回転を止めることなく、ＥＧＲガスによってインペラが同一の所定回転方向Ａ１に回転駆動される状態に切り換えることができる。これにより、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを、細かく、且つ、スムーズに切り換えることが可能となる。また、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減することができる。

同様に、制御部１０において発電運転制御からポンプ運転制御に切り換える場合、ＥＧＲガスによってインペラ８が所定回転方向Ａ１に回転駆動される状態から、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６の回転を止めることなく、モータ７がインペラ８を同一の所定回転方向Ａ１に回転駆動させる状態に切り換えることができる。これにより、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを、細かく、且つ、スムーズに切り換えることが可能となる。また、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減することができる。

以上、本実施形態に係るＥＧＲシステム１によれば、インペラ８及びモータ７の回転を止めることなく同一の所定回転方向Ａ１に回転させたまま、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とをスムーズに切り換えることができる。したがって、ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ６を備えたＥＧＲシステム１において、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換える際のタイムラグを低減することができ、当該切換えに係る応答性を高めることが可能となる。

本実施形態では、第１流路１２又は第２流路１３の何れか一方は、ＥＧＲガスをインペラ８へインペラ８の軸線方向Ａ２に沿って導入させ、第１流路１２又は第２流路１３の何れか他方は、ＥＧＲガスをインペラ８へインペラ８の回転方向Ａ１に沿って導入させる。このような構成により、上記作用効果を好適に実現することができる。

本実施形態では、運転条件マップを参照し、吸気圧が排気圧より高い状態に対応する領域Ｒ１、又は、吸気圧が排気圧より低い状態に対応する領域Ｒ２の何れにエンジンの運転条件が該当するかによって、ポンプ運転制御又は発電運転制御の何れを実行するかが選択される。すなわち、ＥＧＲ流路２におけるインペラ８の上流側と下流側との差圧に基づいて、ＥＧＲガスの加圧機能とＥＧＲガスによる発電機能とを切り換えることができる。また、上述したように、運転条件マップはエンジンの過渡性能及び排気ガスの脈動等に更に基づき設定されることから、ポンプ運転制御と発電運転制御とを、当該差圧だけでなくエンジンの過渡性能及び排気ガスの脈動等も考慮した好適なタイミングで切り換えることが可能となる。

また、第２流路１３上に設けられた遮断弁９を更に備え、遮断弁９は、第１流路１２にＥＧＲガスが流通される際に第２流路１３を遮断する。これにより、ＥＧＲガスが第１流路１２からインペラ８に導入されて加圧された場合に、当該ＥＧＲガスが第２流路１３を介して逆流してしまうことを抑制できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態において、ＥＧＲシステム１はＨＰＬ方式のものとしたが、低圧段ターボチャージャ２１の低圧段タービン２３通過後の低圧の排気ガスを吸気側に還流するＬＰＬ（Low Pressure Loop）方式のものであってもよい。

上記実施形態では、第１流路１２がＥＧＲガスをインペラ８へ軸線方向Ａ２に沿って導入させ、第２流路１３がＥＧＲガスをインペラ８へ回転方向Ａ１に沿って導入させたが、ＥＧＲガスをインペラ８へ導入させる流路構成は特に限定されるものではない。例えば、第２流路がインペラの軸線方向に沿って導入させ、第１流路がインペラの回転方向に沿って導入させてもよい。要は、第１流路は、ＥＧＲガスの加圧機能を発揮させる際にＥＧＲガスをインペラへ導入するものであればよく、第２流路は、ＥＧＲガスによる発電機能を発揮させる際にＥＧＲガスをインペラへ導入するものであればよい。

上記実施形態では、ＥＧＲ流路におけるインペラの上流側と下流側との差圧に基づいてポンプ運転制御又は発電運転制御を選択的に実行する一態様として、図５に示す運転条件マップを用いてポンプ運転制御又は発電運転制御の何れかを選択したが、これとは異なる運転条件マップを用いてもよい。例えば、エンジン回転数及びエンジン負荷に加えて、エンジン２０の排気圧、吸気圧等にも基づいた運転条件マップを用いてもよい。この場合、例えば車種等に応じて、より好適なタイミングでポンプ運転制御と発電運転制御とを切り換えることができる。

１…ＥＧＲシステム、２…ＥＧＲ流路、３…流路切換バルブ（流路切換部）、６…ＥＧＲポンプ兼ジェネレータ、７…モータ、８…インペラ、１２…第１流路、１３…第２流路。

Claims (4)

1. ＥＧＲガスが流通するＥＧＲ流路と、
   前記ＥＧＲ流路に配されたインペラ、及び前記インペラに連結されたモータを有するＥＧＲポンプ兼ジェネレータと、
   前記ＥＧＲ流路に含まれ、前記ＥＧＲガスを前記インペラへ導く第１流路と、
   前記ＥＧＲ流路に前記第１流路とは別で含まれ、前記ＥＧＲガスを前記インペラへ導く第２流路と、
   前記第１流路又は前記第２流路の何れかに前記ＥＧＲガスを選択的に流通させる流路切換部と、を備え、
   前記流路切換部により前記ＥＧＲガスが前記第１流路に流通されて前記インペラへ導かれた場合、前記モータにより前記インペラが所定回転方向に回転駆動されることで、当該ＥＧＲガスが加圧され、
   前記流路切換部により前記ＥＧＲガスが前記第２流路に流通されて前記インペラへ導かれた場合、当該ＥＧＲガスにより前記インペラが前記所定回転方向に回転駆動されることで、前記モータにて発電される、ＥＧＲシステム。
2. 前記第１流路又は前記第２流路の何れか一方は、前記ＥＧＲガスを前記インペラへ前記インペラの軸線方向に沿って導入させ、
   前記第１流路又は前記第２流路の何れか他方は、前記ＥＧＲガスを前記インペラへ前記インペラの回転方向に沿って導入させる、請求項１に記載のＥＧＲシステム。
3. 前記流路切換部及び前記モータを制御する制御部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記モータを回転駆動させるポンプ運転制御又は前記モータにて発電させる発電運転制御の何れかを、前記ＥＧＲ流路における前記インペラの上流側と下流側との差圧に基づいて選択的に実行し、
   前記ポンプ運転制御においては、前記第１流路に前記ＥＧＲガスが流通するように前記流路切換部を制御すると共に、前記インペラが前記所定回転方向に回転駆動するように前記モータを制御することにより、当該ＥＧＲガスを加圧させ、
   前記発電運転制御においては、前記第２流路に前記ＥＧＲガスが流通するように前記流路切換部を制御することにより、当該ＥＧＲガスで前記インペラを前記所定回転方向に回転駆動させて前記モータにて発電させる、請求項１又は２に記載のＥＧＲシステム。
4. 前記第２流路上に設けられた遮断弁を更に備え、
   前記遮断弁は、前記第１流路に流通されて前記インペラへ導かれた前記ＥＧＲガスが前記第２流路を介して前記ＥＧＲ流路を逆流しないように、前記第２流路を遮断する、請求項１〜３の何れか一項に記載のＥＧＲシステム。

Images