JP6160412B2

JP6160412B2 - エンジンの排気ガス還流制御装置

Info

Publication number: JP6160412B2
Application number: JP2013204095A
Authority: JP
Inventors: 雅信菅野; 兼次谷村; 健太郎 ▲高▼木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015068274A

Description

本発明は、エンジンの排気ガス還流制御装置に関する技術分野に属する。

従来より、エンジンの排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流するために、高圧ＥＧＲ通路と低圧ＥＧＲ通路とを設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記高圧ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給機のタービンの上流側における排気通路と、該排気ターボ過給機のコンプレッサの下流側（より詳しくはコンプレッサの下流側に配設された吸気シャッター弁（スロットル弁）の下流側）における吸気通路とを接続する。また、上記低圧ＥＧＲ通路は、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する。上記低圧ＥＧＲ通路には、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁が配設され、上記高圧ＥＧＲ通路には、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁が配設されている。

また、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁を配設することも知られている（例えば、特許文献２参照）。

上記特許文献１では、エンジンの燃料カット時に、吸気シャッター弁の開度を、燃料カットしていない場合に比べて小さくし、低圧ＥＧＲ弁の開度を、燃料カットしていない場合に比べて小さくし、高圧ＥＧＲ弁の開度を、燃料カットしていない場合に比べて大きくするようにしている。

特開２０１０−２２９９２３号公報特開２００７−２９２０２８号公報

ところで、エンジンの減速燃料カット運転時には、出来る限り多くの排気ガスを、吸気通路、排気通路、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路に閉じ込めておき、燃料復帰時にその排気ガスを即座にエンジンに供給できるようにすることが好ましい。そのために、上記特許文献１では、燃料カット時に、吸気シャッター弁の開度を小さくすることで新気の導入を抑制しているが、比較的多くの排気ガスが大気に排出されるため、より多くの排気ガスを閉じ込めておくには、改善の余地がある。

また、上記特許文献１では、燃料カット時に、低圧ＥＧＲ弁の開度を小さくし、高圧ＥＧＲ弁の開度を大きくするため、例えば、燃料カット直前のエンジン負荷が非常に高い場合には、排気ガスの温度が非常に高くなり、高圧ＥＧＲ通路に配設された高圧ＥＧＲ弁等が熱害によって故障する可能性がある。また、逆に、排気ガスの温度が低い場合には、低圧ＥＧＲ通路が、通常、触媒の下流側に接続されるので、触媒の活性化温度を維持できない可能性がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの減速燃料カット運転時に、出来る限り多くの排気ガスを、吸気通路、排気通路、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路に閉じ込めるようにするとともに、高温の排気ガスによる高圧ＥＧＲ弁等の熱害や、低温の排気ガスによる触媒の温度低下を防止しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置を対象として、上記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を更に備え、上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、という構成とした。

上記の構成により、エンジンの減速燃料カット運転時に、吸気シャッター弁及び排気シャッター弁を調整可能範囲の最小開度に制御するので、新気の導入及び排気ガスの大気への排出を抑制することができ、出来る限り多くの排気ガスを、吸気通路、排気通路、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路に閉じ込めておくことができる。また、燃料カット直前又は燃料カット中のエンジン運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路の少なくとも一方による排気ガスの還流を行うので、例えば、燃料カット直前又は燃料カット中の排気ガスの温度が高い場合には、低圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流を行うことで、高温の排気ガスによる高圧ＥＧＲ弁等の熱害を防止することができ、上記排気ガスの温度が低い場合には、高圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流を行うことで、触媒の温度低下を防止することができる。

また、上記の構成により、高温の排気ガスによる高圧ＥＧＲ弁等の熱害を防止することができるとともに、低温の排気ガスによる触媒の温度低下（特に触媒の活性化温度よりも低い温度への低下）を防止することができる。尚、上記所定温度は、例えば、これよりも高い温度では高圧ＥＧＲ弁等が熱害によって故障するような温度でかつ触媒の活性化温度よりも高い温度である。

この場合、上記高圧ＥＧＲ通路は、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラが配設されたクーラ側通路と、該高圧ＥＧＲクーラをバイパスするクーラバイパス側通路とを有し、上記高圧ＥＧＲ弁は、上記クーラ側通路に配設された、該クーラ側通路の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁と、上記クーラバイパス側通路に配設された、該クーラバイパス側通路の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁とで構成され、上記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を更に備え、上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時に上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行う際において、上記冷却水温検出手段により検出された冷却水の温度が、予め設定された設定温度よりも低いときには、上記クーラバイパス側通路のみにより上記排気ガスの還流を行うべく、上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御する一方、上記冷却水の温度が上記設定温度以上であるときには、上記クーラ側通路及び上記クーラバイパス側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、ことが好ましい。

すなわち、冷却水の温度（冷却水温）が設定温度（例えば５０℃〜６０℃）よりも低いとき（つまり、暖気完了前の冷間時）には、クーラ側通路における高圧ＥＧＲクーラの箇所で凝縮水が発生し、これが煤と混じり合ってデポジットが生じることになる。特に高圧ＥＧＲ通路に流れる排気ガスは、排気浄化装置を通る前のものであるため、多量の煤が含まれており、このため、デポジットが発生し易く、そのデポジットによりクーラ側通路が詰まってしまう。そこで、冷却水温が設定温度よりも低いとき（冷間時）には、クーラ側通路による排気ガスの還流を行わないようにすることで、デポジットによるクーラ側通路の詰まりを防止することができる。

また、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分と上記タービンとの間に、排気ガスを浄化するための触媒が配設されており、上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度以下であっても、該排気ガス温度が上記触媒の活性化温度を維持可能な温度であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、ことが好ましい。

このことで、触媒の温度が活性化温度を下回るのを防止しつつ、排気ガスの還流量を増大させることができる。

また、本発明の別のエンジンの排気ガス還流制御装置では、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置を対象として、上記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を更に備え、上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前若しくは燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、ものとした。

また、上記別のエンジンの排気ガス還流制御装置において、上記高圧ＥＧＲ通路は、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラが配設されたクーラ側通路と、該高圧ＥＧＲクーラをバイパスするクーラバイパス側通路とを有し、上記高圧ＥＧＲ弁は、上記クーラ側通路に配設された、該クーラ側通路の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁と、上記クーラバイパス側通路に配設された、該クーラバイパス側通路の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁とで構成され、上記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を更に備え、上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が第１所定温度以下であるときには、上記クーラ側通路及び上記クーラバイパス側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御し、上記排気ガス温度が上記第１所定温度よりも高くかつ該第１所定温度よりも高い第２所定温度以下であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記クーラ側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御し、上記排気ガス温度が上記第２所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、という構成であってもよい。

この構成により、高温の排気ガスによる高圧ＥＧＲ弁等の熱害を防止することができるとともに、低温の排気ガスによる触媒の温度低下（特に触媒の活性化温度よりも低い温度への低下）を防止することができる。また、排気ガス温度が第１所定温度よりも高くかつ第２所定温度以下であるときに、低圧ＥＧＲ通路及びクーラ側通路により排気ガスの還流を行うことで、高圧ＥＧＲクーラにより排気ガスを冷却して、クーラ側ＥＧＲ弁の熱害を防止しながら、排気ガスの還流量を増大させることができる。尚、上記第１所定温度は、上記所定温度と同様に、これよりも高い温度では高圧ＥＧＲ弁等が熱害によって故障するような温度でかつ触媒の活性化温度よりも高い温度とし、上記第２所定温度は、これよりも高い温度では、高圧ＥＧＲクーラでは、排気ガス温度を上記第１所定温度よりも低い温度に冷却することができない温度、又は、高圧ＥＧＲクーラ自体が熱害によって故障するような温度とすればよい。

さらに、本発明の更に別のエンジンの排気ガス還流制御装置では、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置を対象として、上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷よりも高負荷であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されている、ものとした。

以上説明したように、本発明のエンジンの排気ガス還流制御装置によると、エンジンの減速燃料カット運転時に、吸気シャッター弁及び排気シャッター弁を調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、燃料カット直前又は燃料カット中のエンジン運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路の少なくとも一方によるエンジンの排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁を制御するようにしたので、エンジンの減速燃料カット運転時に、出来る限り多くの排気ガスを、吸気通路、排気通路、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路に閉じ込めることができるとともに、燃料カット直前又は燃料カット中のエンジン運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁を適切に制御して、高温の排気ガスによる高圧ＥＧＲ弁等の熱害や、低温の排気ガスによる触媒の温度低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係る排気ガス還流制御装置により制御されるエンジンの概略構成を示す図である。排気ガス還流制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷ＰＥとに基づいて、低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量を決定するためのマップを示す図である。コントロールユニットによる、エンジンの減速燃料カット運転時における低圧ＥＧＲ弁、排気シャッター弁、クーラ側ＥＧＲ弁及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁の制御動作の一部を示すフローチャートである。コントロールユニットによる、エンジンの減速燃料カット運転時における低圧ＥＧＲ弁、排気シャッター弁、クーラ側ＥＧＲ弁及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁の制御動作の残部を示すフローチャートである。エンジンの減速燃料カット運転時における制御マップを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る排気ガス還流制御装置により制御されるエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンであって、複数の気筒２（図１では、１つのみ示す）が設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、ピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン５の頂面には深皿形燃焼室６が形成されている。このピストン５は、コンロッド７を介してクランク軸８と連結されている。エンジン１には、クランク軸８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が設けられている。

上記シリンダヘッド４には、各気筒２毎に吸気ポート１２及び排気ポート１３が形成されているとともに、これら吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室６側の開口を開閉する吸気弁１４及び排気弁１５がそれぞれ配設されている。

また、シリンダヘッド４には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。このインジェクタ１７は、その燃料噴射口が燃焼室６の天井面から該燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６に燃料を直接噴射供給するようになっている。

上記エンジン１は、吸気弁１４及び排気弁１５のリフト量を調整する可変バルブリフト機構（以下、ＶＶＬという）１６を装備している。このＶＶＬ１６は、吸気弁１４及び排気弁１５を、全閉状態又は略全閉状態になるように、それぞれのリフト量を調整することができる。

上記エンジン１の一側の面には、各気筒２の吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸入空気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に供給される。

上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ３２と、該吸入空気の温度（吸気温度）を検出する吸気温度センサ３３とが配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。

さらに、上記吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２又は吸気温度センサ３３とサージタンク３４との間には、排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配設されている。このコンプレッサ２０ａの作動により吸入空気の過給を行う。

さらにまた、上記吸気通路３０における排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、上記コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、吸気シャッター弁３７とが配設されている。この吸気シャッター弁３７は、該吸気シャッター弁３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸入空気量を調節する。吸気シャッター弁３７の開度調整可能範囲は、所定の最小開度から１００％までの範囲である。上記所定の最小開度は、本実施形態では、０％ではなく、空気が僅かに通過可能な開度（例えば５％〜１０％）である。

上記エンジン１の他側の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して排気ポート１３の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂが配設されている。このタービン２０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン２０ｂの回転により、該タービン２０ｂと連結された上記コンプレッサ２０ａが作動する。

上記排気通路４０におけるタービン２０ｂの上流側近傍には、ＶＧＴ絞り弁２１が設けられており、このＶＧＴ絞り弁２１の開度（絞り量）を制御することにより、タービン２０ｂへの排気ガスの流速を調整することができ、これにより、排気ガス流により回転するタービン２０ｂの回転速度、つまり排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａの圧力比（コンプレッサ２０ａへの流入直前のガス圧力に対する、コンプレッサ２０ａからの流出直後のガス圧力の比）を調整することができる。

上記排気通路４０における上記排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４３が配設されている。この排気浄化装置４３は、排気ガス中の煤等の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタ４４と、パティキュレートフィルタ４４の上流側に配設され、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持して排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化する酸化触媒４５と、パティキュレートフィルタ４４の下流側に配設され、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘが大気に排出されるのを抑制するリーンＮＯｘ触媒４６とを有している。パティキュレートフィルタ４４及び酸化触媒４５は第１ケース８１内に収容され、リーンＮＯｘ触媒４６は、該第１ケース８１とは別の第２ケース８２内に収容されている。第２ケース８２は、第１ケース８１に対して下流側に離れて配設されている。

上記エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるようになされている。この排気ガスの還流のために、高圧ＥＧＲ通路５０と、低圧ＥＧＲ通路６０とが設けられている。

上記高圧ＥＧＲ通路５０は、排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂの上流側における排気通路４０と、吸気シャッター弁３７の下流側における吸気通路３０とを接続する。より詳細には、高圧ＥＧＲ通路５０は、排気通路４０における上記排気マニホールドと排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂとの間の部分と、吸気通路３０における吸気シャッター弁３７とサージタンク３４との間の部分とを接続する。

上記高圧ＥＧＲ通路５０は、排気ガスを冷却して還流するためのクーラ側通路５１と、排気ガスをそのままの温度で還流するためのクーラバイパス側通路５２とを有している。クーラ側通路５１には、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラ５３が配設されている。クーラバイパス側通路５２は、その高圧ＥＧＲクーラ５３をバイパスする通路とされている。また、クーラ側通路５１における高圧ＥＧＲクーラ５３の下流側には、クーラ側通路５１の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁５４が配設され、クーラバイパス側通路５２には、クーラバイパス側通路５２の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５が配設されている。これらクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５により、高圧ＥＧＲ弁が構成されて、高圧ＥＧＲ通路５０（クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２）による排気ガスの還流量が調節される。

上記低圧ＥＧＲ通路６０は、タービン２０ｂの下流側における排気通路４０とコンプレッサ２０ａの上流側における吸気通路３０とを接続する。より詳細には、低圧ＥＧＲ通路６０は、排気通路４０におけるパティキュレートフィルタ４４とリーンＮＯｘ触媒４６との間の部分（第１ケース８１と第２ケース８２との間の部分）と、吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２又は吸気温度センサ３３とコンプレッサ２０ａとの間の部分とを接続する。低圧ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ６１が配設されている。また、低圧ＥＧＲ通路６０における低圧ＥＧＲクーラ６１の下流側には、低圧ＥＧＲ通路６０の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁６２が配設されている。

排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路６０の接続部分よりも下流側（かつリーンＮＯｘ触媒４６の上流側）には、排気シャッター弁４８が配設されている。この排気シャッター弁４８は、該排気シャッター弁４８の配設部分における排気通路４０の断面積を変更するものであって、該断面積が小さくなる（排気シャッター弁４８の開度が小さくなる）と、排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路６０の接続部分の圧力が高くなって、低圧ＥＧＲ通路６０における低圧ＥＧＲ弁６２の排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧が大きくなる。したがって、低圧ＥＧＲ弁６２及び排気シャッター弁４８の開度を制御することで、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量が調節される。排気シャッター弁４８の開度調整可能範囲は、吸気シャッター弁３７と同様の所定の最小開度から１００％までの範囲である。

また、排気通路４０における高圧ＥＧＲ５０の接続部分の近傍には、エンジン１より排気された排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ４２（排気ガス温度検出手段）が配設されている。

図２に示すように、上記エンジン回転数センサ９、上記エアフローセンサ３２、上記吸気温度センサ３３、上記排気ガス温度センサ４２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温）を検出する冷却水温センサ７２（冷却水温検出手段）等のセンサ値の信号が、エンジン１を制御するコントロールユニット１００に入力される。

コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。

そして、コントロールユニット１００は、上記入力信号に基づいて、ＶＶＬ１６、インジェクタ１７、ＶＧＴ絞り弁２１、吸気シャッター弁３７、排気シャッター弁４８、クーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５及び低圧ＥＧＲ弁６２を制御する。

コントロールユニット１００は、エンジン１の運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量の目標値である低圧ＥＧＲ目標還流量と、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流量の目標値である高圧ＥＧＲ目標還流量とを決定する。本実施形態では、コントロールユニット１００は、エンジン回転数センサ９及びアクセル開度センサ７１からの信号に基づいて、すなわちエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷ＰＥとに基づいて、図３に示すマップに従って、上記低圧ＥＧＲ目標還流量及び上記高圧ＥＧＲ目標還流量を決定する。

上記マップの高負荷ないし高回転の領域である「ＬＰ」領域は、低圧ＥＧＲ通路６０のみにより排気ガスの還流が行われる領域である。上記マップには、「ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量が予め設定されているとともに、高圧ＥＧＲ目標還流量が０に予め設定されている。これにより、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５は全閉状態とされる。これは、トルクが必要な高負荷領域においては全ての排気ガスを排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂに導き過給させるためである。

上記マップの中負荷ないし中回転の領域である「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲ通路５０のクーラ側通路５１による排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、クーラバイパス側通路５２による排気ガスの還流は行われない（クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５は全閉状態とされる）。上記マップには、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量が予めそれぞれ設定されている。

上記マップの低負荷ないし低回転の領域である「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲ通路５０のクーラバイパス側通路５２による排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、クーラ側通路５１による排気ガスの還流は行われない（クーラ側ＥＧＲ弁５４は全閉状態とされる）。上記マップには、「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量が予めそれぞれ設定されている。

コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲ弁６２、排気シャッター弁４８、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の開度を、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流量が、上記マップで予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量にそれぞれなるように制御する。このことで、コントロールユニット１００は、弁制御装置を構成することになる。

コントロールユニット１００は、エンジン１の減速燃料カット運転時には、吸気シャッター弁３７、排気シャッター弁４８、低圧ＥＧＲ弁６２及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）を以下のように制御する。

すなわち、コントロールユニット１００は、エンジン１の減速燃料カット運転時に、吸気シャッター弁３７及び排気シャッター弁４８を、開度調整可能範囲の最小開度（上記所定の最小開度）に設定し、これにより、新気の導入及び排気ガスの大気への排出を抑制し、エンジン１の排気ガスを、吸気通路３０、排気通路４０、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０に閉じ込めるようにする。

また、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時に、燃料カット直前又は燃料カット中のエンジン運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０の少なくとも一方によるエンジン１の排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）を制御する。

具体的に、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する。すなわち、低圧ＥＧＲ弁６２を全閉とし、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の少なくとも一方を全開とする。

本実施形態では、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時に高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行う際において、上記冷却水温センサ７２により検出された冷却水温が、予め設定された設定温度（例えば５０℃〜６０℃）よりも低いとき（つまり、暖気完了前の冷間時）には、クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２のうちクーラバイパス側通路５２のみにより排気ガスの還流を行うべく、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する。すなわち、クーラ側ＥＧＲ弁５４を全閉とし、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全開とする。これは、上記冷却水温が上記設定温度よりも低いときには、クーラ側通路５１における高圧ＥＧＲクーラ５３の箇所で凝縮水が発生し、それが煤と混じり合ってデポジットが生じるからである。特に高圧ＥＧＲ通路５０に流れる排気ガスは、排気浄化装置４３を通る前のものであるため、多量の煤が含まれており、このため、デポジットが発生し易く、そのデポジットによりクーラ側通路５１が詰まるため、これを防止するべく、クーラ側ＥＧＲ弁５４の開度を０％にする。

一方、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時に高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行う際において、上記冷却水温が上記設定温度以上であるときには、クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２により排気ガスの還流を行うべく、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する。すなわち、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を共に全開とする。

また、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中に排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する。すなわち、低圧ＥＧＲ弁６２を全開とし、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を共に全閉とする。但し、本実施形態では、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中の排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときであっても、吸気温度センサ３３により検出された吸気温度が、予め決められた基準温度（例えば０℃〜５℃）よりも低いときには、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の全てを全閉にし、上記吸気温度が上記基準温度以上であるときに、上記の如く、低圧ＥＧＲ弁６２を全開とし、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を共に全閉とする。これは、上記吸気温度が上記基準温度よりも低いときに低圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流を行うと、インタークーラ３５に凝縮水が溜まり易くなり、凝縮水が溜まったままエンジン１が停止すると、その凝縮水が氷結する可能性があるからである。

上記所定温度は、本実施形態では、これよりも高い温度ではクーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５等が熱害によって故障するような温度でありかつ上記酸化触媒４５の活性化温度よりも高い温度である。

上記のように、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中の排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流を行うことで、高温の排気ガスによるクーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５等の熱害を防止することができる。一方、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中の排気ガス温度が上記所定温度以下であるときには、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行うことで、低温の排気ガスによる酸化触媒４５の温度が活性化温度よりも低い温度に低下するのを防止することができる。

尚、コントロールユニット１００は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が上記所定温度以下であっても、該排気ガス温度が上記酸化触媒４５の活性化温度を維持可能な温度であるときには、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する（低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の全てを全開にする）ようにしてもよい。

ここで、上記コントロールユニット１００による、エンジン１の減速燃料カット運転時における低圧ＥＧＲ弁６２、排気シャッター弁４８、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の制御動作について、図４及び図５のフローチャートに基づいて説明する。

最初のステップＳ１で、アクセル開度センサ７１よりアクセル開度を、エアフローセンサ３２よりそのセンサ値Ｑａを、冷却水温センサ７２より冷却水温Ｔｗを、吸気温度センサ３３より吸気温度Ｔａを、排気ガス温度センサより排気ガス温度Ｔｅｘをそれぞれ読み込む。

次のステップＳ２で、上記アクセル開度が０で減速燃料カット運転が行われているか否かを判定する。このステップＳ２の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ１に戻る一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進む。

上記ステップＳ３では、上記冷却水温Ｔｗ及び上記吸気温度Ｔａが、図６の制御マップの領域Ｃにあるか否かを判定する。このステップＳ３の判定がＹＥＳであるときには、上記ステップＳ１に戻る。すなわち、上記冷却水温Ｔｗ及び上記吸気温度Ｔａが共に低いときには、以下のような、減速燃料カット運転時の制御は行われない。

一方、上記ステップＳ３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ４に進んで、吸気シャッター弁３７を全閉にし、次のステップＳ５で、排気シャッター弁４８を全閉にする。

次のステップＳ６では、燃料カット（Ｆ／Ｃ）直前のエンジン負荷が所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中の排気ガス温度Ｔｅｘが上記所定温度Ｔｅｘ０よりも高いか否かを判定する。

上記ステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ７に進む一方、ステップＳ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１０に進む。

上記ステップＳ７では、上記吸気温度Ｔａが上記基準温度Ｔａ０よりも低いか否かを判定する。このステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の全てを全閉にし、しかる後に上記ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ９に進んで、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全閉にしかつ低圧ＥＧＲ弁６２を全開にする。すなわち、低圧ＥＧＲ通路６０により排気ガスの還流を行う。

上記ステップＳ６の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０では、エンジン１の暖気が完了したか否か、つまり上記冷却水温Ｔｗが上記設定温度Ｔｗ０（上記制御マップの領域Ａと領域Ｂとの境界温度）以上であるか否かを判定する。

上記ステップＳ１０の判定がＹＥＳであるとき（つまり、上記冷却水温Ｔｗ及び上記吸気温度Ｔａが、上記制御マップの領域Ａにあるとき）には、ステップＳ１１に進んで、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全開にしかつ低圧ＥＧＲ弁６２を全閉にする。すなわち、高圧ＥＧＲ通路５０（クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２の両方）により排気ガスの還流を行う。一方、上記ステップＳ１０の判定がＮＯであるとき（つまり、上記冷却水温Ｔｗ及び上記吸気温度Ｔａが、上記制御マップの領域Ｂにあるとき）には、ステップＳ１２に進んで、クーラ側ＥＧＲ弁５４及び低圧ＥＧＲ弁６２を全閉にしかつクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全開にする。すなわち、高圧ＥＧＲ通路５０により排気ガスの還流を行うが、クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２のうちクーラバイパス側通路５２のみにより排気ガスの還流を行う。

上記ステップＳ９、Ｓ１１及びＳ１２の後は、ステップＳ１３に進んで、燃料カット直前の運転状態から、既存の還流量（吸気通路３０、排気通路４０、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０に閉じ込められている排気ガス量）を計算する。

次のステップＳ１４では、上記計算した既存の還流量に応じて、新気量積算値の閾値Ｓｑ０を決定する。この閾値Ｓｑ０は、上記既存の還流量が多いほど大きい値に設定する。

次のステップＳ１５では、燃料カット開始後のエアフローセンサ値Ｑａ（新気量）を積算し、その積算値Ｓｑを演算する。すなわち、吸気シャッター弁３７及び排気シャッター弁４８の開度は０％ではないので、エンジン１の気筒には吸入空気（新気）が少しずつ入り（この新気量がエアフローセンサ３２により検出される）、その分だけ、排気ガスが少しずつ大気に排出される。このため、上記積算値Ｓｑが多くなるということは、上記閉じ込められている排気ガス量が少なくなるということを意味する。

次のステップＳ１６では、上記積算値Ｓｑが上記閾値Ｓｑ０よりも多くなったか否か、つまり、上記閉じ込められている排気ガスが基本的に無くなったと見做すことができるか否かを判定する。

上記ステップＳ１６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２０に進む一方、ステップＳ１６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１７に進んで、吸気シャッター弁３７を全開にするとともに、排気シャッター弁４８を全開にする。次のステップＳ１８では、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全閉にし、次のステップＳ１９では、低圧ＥＧＲ弁６２を全閉にし、しかる後にステップＳ２０に進む。すなわち、上記閉じ込められている排気ガスがなくなれば、吸気シャッター弁３７及び排気シャッター弁４８を全開にして閉じ込め動作を止め、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流も行わない。

上記ステップＳ２０では、減速燃料カット運転が継続中であるか否かを判定し、このステップＳ２０の判定がＹＥＳであるときには、上記ステップＳ１５に戻る一方、ステップＳ２０の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする。

したがって、本実施形態では、エンジン１の減速燃料カット運転時に、吸気シャッター弁３７及び排気シャッター弁４８を調整可能範囲の最小開度に制御するようにしたので、新気の導入及び排気ガスの大気への排出を抑制することができ、出来る限り多くの排気ガスを、吸気通路３０、排気通路４０、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０に閉じ込めておくことができ、これにより、燃料復帰時にその排気ガスを即座にエンジン１に供給することができる。

また、本実施形態では、燃料カット直前又は燃料カット中のエンジン運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路６２及び高圧ＥＧＲ通路５０の少なくとも一方による排気ガスの還流を行うようにした。具体的には、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行い、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中に上記排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流を行うようにした。これにより、高温の排気ガスによるクーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５等の熱害を防止することができるとともに、低温の排気ガスによる酸化触媒４５の温度低下（特に酸化触媒４５の活性化温度よりも低い温度への低下）を防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジン１の減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流を行う一方、上記冷却水温が上記設定温度以上であるときには、クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２により排気ガスの還流を行うようにしたが、これに代えて、コントロールユニット１００は、エンジン１の減速燃料カット運転時において、燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度センサ４２により検出された排気ガス温度が第１所定温度以下であるときには、クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２により排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御し（低圧ＥＧＲ弁６２を全閉にし、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全開にする（但し、上記冷却水温が上記設定温度よりも低いときには、上記のように、クーラ側ＥＧＲ弁５４を全閉とする））、上記排気ガス温度が上記第１所定温度よりも高くかつ該第１所定温度よりも高い第２所定温度以下であるときには、低圧ＥＧＲ通路６２及びクーラ側通路５１により排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御し（低圧ＥＧＲ弁６２及びクーラ側ＥＧＲ弁５４を全開にし、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全閉にする）、上記排気ガス温度が上記第２所定温度よりも高いときには、低圧ＥＧＲ通路６０により排気ガスの還流を行うべく、低圧ＥＧＲ弁６２並びにクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を制御する（低圧ＥＧＲ弁６２を全開にし、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全閉にする）ようにしてもよい。

上記第１所定温度は、上記実施形態における上記所定温度と同様に、これよりも高い温度ではクーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５等が熱害によって故障するような温度でかつ酸化触媒４５の活性化温度よりも高い温度であり、上記第２所定温度は、これよりも高い温度では、高圧ＥＧＲクーラ５３では、上記排気ガス温度を上記第１所定温度よりも低い温度に冷却することができない温度、又は、高圧ＥＧＲクーラ５３自体が熱害によって故障するような温度である。

これにより、上記排気ガス温度が上記第１所定温度よりも高くても、第２所定温度以下であれば、クーラ側通路５１により排気ガスの還流を行っても、高圧ＥＧＲクーラ５３により排気ガスを冷却して、クーラ側ＥＧＲ弁５４の熱害を防止することができる。したがって、上記排気ガス温度が上記第１所定温度よりも高くかつ上記第２所定温度以下であるときに、低圧ＥＧＲ通路６０及びクーラ側通路５１により排気ガスの還流を行うことで、排気ガスの還流量を増大させることができる。

また、上記実施形態では、エンジン１には、１つの排気ターボ過給機２０しか設けられていないが、２つ以上の排気ターボ過給機が設けられていてもよい。この場合、低圧ＥＧＲ通路６０は、排気通路４０において最下流側に位置するタービンの下流側の部分と、吸気通路３０において最上流側に位置するコンプレッサの上流側の部分とを接続することになる。また、高圧ＥＧＲ通路５０は、排気通路４０において最上流側に位置するタービンの上流側の部分と、吸気通路３０において最下流側に位置するコンプレッサの下流側の部分とを接続することになる。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置に有用である。

１エンジン
２０排気ターボ過給機
２０ａコンプレッサ
２０ｂタービン
３０吸気通路
４０排気通路
４２排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出手段）
４８排気シャッター弁
５０高圧ＥＧＲ通路
５１クーラ側通路
５２クーラバイパス側通路
５３高圧ＥＧＲクーラ
５４クーラ側ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
５５クーラバイパス側ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
６０低圧ＥＧＲ通路
６２低圧ＥＧＲ弁
７２冷却水温センサ（冷却水温検出手段）
１００コントロールユニット（弁制御装置）

Claims

エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置であって、
上記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を更に備え、
上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前のエンジン負荷が上記所定負荷よりも高負荷であるか、又は、燃料カット直前若しくは燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
上記高圧ＥＧＲ通路は、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラが配設されたクーラ側通路と、該高圧ＥＧＲクーラをバイパスするクーラバイパス側通路とを有し、
上記高圧ＥＧＲ弁は、上記クーラ側通路に配設された、該クーラ側通路の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁と、上記クーラバイパス側通路に配設された、該クーラバイパス側通路の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁とで構成され、
上記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を更に備え、
上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時に上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行う際において、上記冷却水温検出手段により検出された冷却水の温度が、予め設定された設定温度よりも低いときには、上記クーラバイパス側通路のみにより上記排気ガスの還流を行うべく、上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御する一方、上記冷却水の温度が上記設定温度以上であるときには、上記クーラ側通路及び上記クーラバイパス側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
請求項１又は２記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分と上記タービンとの間に、排気ガスを浄化するための触媒が配設されており、
上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下でありかつ燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度以下であっても、該排気ガス温度が上記触媒の活性化温度を維持可能な温度であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置であって、
上記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段を更に備え、
上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が所定温度以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前若しくは燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が上記所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
請求項４記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
上記高圧ＥＧＲ通路は、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラが配設されたクーラ側通路と、該高圧ＥＧＲクーラをバイパスするクーラバイパス側通路とを有し、
上記高圧ＥＧＲ弁は、上記クーラ側通路に配設された、該クーラ側通路の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁と、上記クーラバイパス側通路に配設された、該クーラバイパス側通路の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁とで構成され、
上記弁制御装置は、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前又は燃料カット中に上記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が第１所定温度以下であるときには、上記クーラ側通路及び上記クーラバイパス側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御し、上記排気ガス温度が上記第１所定温度よりも高くかつ該第１所定温度よりも高い第２所定温度以下であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記クーラ側通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御し、上記排気ガス温度が上記第２所定温度よりも高いときには、上記低圧ＥＧＲ通路により上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁並びに上記クーラ側ＥＧＲ弁及び上記クーラバイパス側ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路に配設され、該吸気通路の断面積を変更する吸気シャッター弁と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記排気通路における上記低圧ＥＧＲ通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記吸気シャッター弁の下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、上記高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記吸気シャッター弁、上記排気シャッター弁、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁の開度を制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置であって、
上記弁制御装置は、上記エンジンの減速燃料カット運転時に、上記吸気シャッター弁及び上記排気シャッター弁を開度調整可能範囲の最小開度に制御するとともに、上記減速燃料カット運転時において、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷以下であるときには、上記高圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御する一方、燃料カット直前のエンジン負荷が所定負荷よりも高負荷であるときには、上記低圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流を行うべく、上記低圧ＥＧＲ弁及び上記高圧ＥＧＲ弁を制御するよう構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。