内燃機関の制御装置
【課題】別部材を設けることなく、コンプレッサの内部に付着しているデポジットを除去することのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】排気ガスの一部をＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流させる低圧ＥＧＲ装置７８と、ブローバイガスをＥＧＲ通路３４を介して第１吸気通路６０に還流させるブローバイガス還流経路７４と、低圧ＥＧＲ装置７８から還流した排気ガスおよびブローバイガス還流経路７４から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して燃焼室７に供給するコンプレッサ６５と、を備えたエンジン１の制御装置であって、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、コンプレッサ６５による圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、コンプレッサ６５の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させる制御部と、を備える。
【解決手段】排気ガスの一部をＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流させる低圧ＥＧＲ装置７８と、ブローバイガスをＥＧＲ通路３４を介して第１吸気通路６０に還流させるブローバイガス還流経路７４と、低圧ＥＧＲ装置７８から還流した排気ガスおよびブローバイガス還流経路７４から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して燃焼室７に供給するコンプレッサ６５と、を備えたエンジン１の制御装置であって、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、コンプレッサ６５による圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、コンプレッサ６５の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させる制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路に排気ガスを還流させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の排気中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を低下させる有効な手段として、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ）装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示されたＥＧＲ装置は、ターボチャージャ付きエンジンに適用され、吸気通路と排気通路との間に、排気の一部を吸気側へ還流させるＥＧＲ通路を備えている。また、ＥＧＲ通路には、排気の還流量を制御するＥＧＲバルブが設けられている。ターボチャージャは、タービンとコンプレッサとを同軸上に備えており、排気ガス流によりタービンが回されると、そのタービンがコンプレッサを駆動することにより、吸入空気を圧縮しながら燃焼室へ送り込むようになっている。さらに、ＥＧＲ通路は、タービン上流の排気通路から分岐され、コンプレッサハウジング内でインペラ下流の低圧領域として、インペラで空気に与える運動エネルギーを圧力に変換するデフューザ部に接続されている。
【０００４】
さらに、ＥＧＲ通路には、コンプレッサハウジングの開口部付近に付着する煤を除去するため、高圧エアの供給源を構成するエアタンクがＥＧＲバルブの下流に接続されている。エアタンクとＥＧＲ通路とを接続する供給通路には、電磁弁が設けられている。さらに、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブよりも下流には、ＥＧＲ通路の圧力を検知する圧力センサが設けられている。また、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲバルブの開閉、電磁弁の開閉を制御する制御信号を出力する一方、圧力センサの検知信号が入力されるコントロールユニットを有している。
【０００５】
この特許文献１に記載されたＥＧＲ装置は、ＥＧＲガスに含まれる煤がＥＧＲ通路に付着して、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブ下流の検出圧力が所定値以上になると、コントロールユニットが、ＥＧＲバルブを閉じ、かつ、電磁弁を開く制御を実行する。これにより、エアタンクの高圧エアが、ＥＧＲ通路のＥＧＲバルブの下流に供給され、コンプレッサハウジング内のデフューザを下流側へ勢いよく吹き抜ける。その結果、コンプレッサハウジングでは、煤が吹き飛ばされ、デフューザの開口部に煤が詰まることを防止するようになっている。
【０００６】
一方、過給機を有する内燃機関において、過給機の一部を構成するタービンのノズルに付着したデポジットを除去する排気循環装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載された排気循環装置は、タービンの上流側からコンプレッサの下流側に排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ装置を備えており、タービンのノズルに付着したデポジット量が所定値以上になったと判断した場合には、高圧ＥＧＲ装置により還流される排気ガスの流量を低下させ、エンジンの燃焼室における燃焼温度を上昇させるようになっている。これにより、排気温度が高温となり、タービンのノズルに付着したデポジットが焼却されるようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１０９８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された排気循環装置は、エアタンクのエアを高圧でコンプレッサのデフューザに吹き付けて、そのデフューザに付着している煤を吹き飛ばすようになっている。このため、特許文献１に記載された排気循環装置は、エアタンクやエアの供給通路を別部材として取り付けなければならず、製造コストが高くなる問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載された排気循環装置は、タービンのノズルに付着したデポジットを除去するようになっているものの、コンプレッサに付着したデポジットの除去に関して考慮するようなものではなかった。さらには、コンプレッサに供給される空気には燃焼室から漏れたブローバイガスが含まれるため、高温の空気でデポジットを焼却しようとすると、ブローバイガスのオイル成分が蒸発し、デポジットが高粘性化するため、かえってコンプレッサから除去されなくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、別部材を設けることなく、吸気通路のコンプレッサに付着しているデポジットを除去することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を第１の還流通路を介して吸入通路に還流させる第１の還流部と、前記内燃機関の燃焼室から漏れたブローバイガスを第２の還流通路を介して前記吸入通路に還流させる第２の還流部と、前記第１の還流部から還流した排気ガスおよび前記第２の還流部から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室に供給する過給機と、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、前記過給機による混合気の圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、前記過給機の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を前記温度制御部に低下させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明における温度制御部は、第１の還流通路を通る排気ガスを冷却して、過給機に吸入される空気の温度を低下させる直接的な温度制御と、第１の還流通路を通る排気ガスの流量を制御して、過給機に吸入される空気の温度を低下させる間接的な温度制御とを含む。
【００１３】
この構成により、過給機にデポジットが付着して過給機の圧縮効率が所定値よりも低下した場合には、過給機に吸入される空気の温度を低下させることができる。これにより、温度が低下した空気に含まれるオイルは蒸発することがなく液体の状態で過給機内を通過する。このため、過給機に付着しているデポジットをオイルにより洗い流すことができ、過給機の圧縮効率が回復する。また、過給機に吸入される空気に含まれているオイルを利用して、過給機に付着しているデポジットを除去することができるので、デポジットを除去するために別部材を設ける必要はない。したがって、本発明に係る制御装置は、部品点数の増加を抑制して、製造コストの上昇を抑制できる。
【００１４】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（２）前記温度制御部は、前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量を減少させることにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、第１の還流通路を介して過給機に吸気される排気ガスの流量を減少させて、過給機により圧縮される空気の温度を低下することができる。
【００１６】
上記（２）に記載の内燃機関の制御装置において、（３）前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を、前記過給機より上流側の排気通路からもう一つの還流通路を介して前記過給機より下流側の前記吸入通路に還流するもう一つの還流部と、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を制御する流量制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度制御部により前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量が減少されたことを条件として、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を増加させるよう前記流量制御部を制御することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、第１の還流通路を介して還流される排気ガスの流量を減少しても、もう一つの還流通路を介して還流される排気ガスの流量を増加できるので、燃焼室に還流される排気ガスの流量を維持し、排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００１８】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（４）前記温度制御部は、前記第１の還流通路を通る排気ガスを、前記内燃機関を冷却する冷却水との熱交換により冷却することにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、第１の還流通路を通る排気ガスを冷却し、過給機に吸入される空気の温度を低下させることができる。
【００２０】
上記（１）から（４）に記載の内燃機関の制御装置において、（５）前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行うとともに、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させた後、前記過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、前記フィードバック制御における学習制御量を減少させることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、過給機に吸入される空気の温度を低下させて、過給機に付着しているデポジットを除去した後、過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、フィードバック制御における学習制御量を減少させることができるので、過給機の目標過給圧に対する実際の過給圧の追従性を向上できる。
【００２２】
上記（１）から（５）に記載の内燃機関の制御装置において、（６）前記圧縮効率判断部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、過給機が空気を圧縮するときの目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することができる。
【００２４】
上記（１）から（５）に記載の内燃機関の制御装置において、（７）前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行い、前記圧縮効率判断部は、前記フィードバック制御における学習制御量が所定値以上であることを条件として、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することを特徴とする。
【００２５】
この構成により、過給機における目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするために行われるノズルの開度に対するフィードバック制御の学習制御量が所定値以上であることを条件として、過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、別部材を設けることなく、吸気通路のコンプレッサに付着しているデポジットを除去することのできる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るコンプレッサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置およびその周辺の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置において、コンプレッサの圧縮効率の変化を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御装置において、学習制御のＩ項の変化を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置を有する車両の制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置において、還流切り換えモードと、必要ＥＧＲ量との関係を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図６を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る制御装置を、筒内直噴４気筒式のディーゼルエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。
【００２９】
まず、車両の構成について説明する。
【００３０】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１は、シリンダヘッド１０と、不図示のシリンダブロックを備えており、シリンダヘッド１０およびシリンダブロックは、４つの気筒５を形成している。これらの気筒５には、ピストンにより燃焼室７がそれぞれ画成されている。また、シリンダヘッド１０には、外気を燃焼室７に導入するための吸気ポート、および排気ガスを燃焼室７から排出するための排気ポートが形成されている。
【００３１】
さらに、エンジン１は、各気筒５に燃料としての軽油を噴射するためのインジェクタ１５を備えている。インジェクタ１５は電磁駆動式の開閉弁により構成されており、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００により所定電圧が印加されると、インジェクタ１５は、各気筒５内に向けて燃料を噴射するようになっている。エンジン１は、インジェクタ１５により各気筒５内に燃料が噴射されるとともに、ピストンが動作して混合気が圧縮されると自然着火により燃焼するようになっている。つまり、本実施の形態におけるエンジン１は、本発明に係る内燃機関を構成する。
【００３２】
また、本実施の形態における車両は、変速機、差動装置などにより構成される図示しない動力伝達装置を備えており、クランクシャフトのトルクが、動力伝達装置を介して車輪に伝達されるようになっている。
【００３３】
また、エンジン１は、シリンダヘッド１０に接続される吸気マニホールド１１ａを有している。吸気マニホールド１１ａの下流側は、気筒５の数に合わせて複数に分岐され、各気筒５の吸気ポートにそれぞれ接続されている。さらに、吸気マニホールド１１ａの上流には、吸気管が接続されており、この吸気管内には、第１吸気通路６０および第２吸気通路６１が形成されている。第２吸気通路６１は、空気の吸入方向で、第１吸気通路６０よりも下流に位置している。ここで、吸気マニホールド１１ａ、第１吸気通路６０および第２吸気通路６１は、本発明に係る吸気通路を構成する。
【００３４】
第１吸気通路６０の上流には、エアクリーナ６２が設けられている。エアクリーナ６２は、第１吸気通路６０に吸入される前の常温の空気を浄化するようになっている。また、エンジン１は、過給機としてのターボチャージャ６３を備えている。
【００３５】
ターボチャージャ６３は、タービン６４およびコンプレッサ６５を有している。タービン６４は、排気マニホールド１２ａと、排気管４５との間に設けられている。コンプレッサ６５は、第１吸気通路６０と第２吸気通路６１との間に設けられている。このターボチャージャ６３は、第１吸気通路６０から吸入した空気を、圧縮して第２吸気通路６１へ吐出するようになっている。
【００３６】
図１および図２に示すように、ターボチャージャ６３の内部には、両端にコンプレッサホイール９０およびタービンホイール８６を有する回転軸７０が配置されている。回転軸７０は、センターハウジング５２に収納されており、フルフロートタイプの一対のベアリング５３を介してセンターハウジング５２に回転可能に保持されている。なお、ベアリングのタイプはこれに限定されない。
【００３７】
コンプレッサホイール９０は、センターハウジング５２の一端に結合されたコンプレッサハウジング６６に収納されている。コンプレッサハウジング６６は、円板形状の壁部６７、円筒形状のスリーブ６８、外壁６９を相互に固定して構成されている。また、タービンホイール８６は、センターハウジング５２の他端に結合されたタービンハウジング５４に収納されている。なお、コンプレッサハウジング６６は、鋳造により一体的に形成されていてもよい。
【００３８】
コンプレッサホイール９０とスリーブ６８との間には、通路７１が形成されている。この通路７１は、上流端が第１吸気通路６０に開口するとともに、上流から下流に進むにしたがい、空気の流通面積が狭められている。
【００３９】
スリーブ６８に形成された壁面６８ａと、壁部６７に形成された壁面６７ａとの間には、回転軸７０の半径方向で外側に向けて延ばされた通路としてのデフューザ７２が形成されている。デフューザ７２は、回転軸７０の軸線に沿った方向の平面断面内で、その開口幅が一定に構成されている。このデフューザ７２の上流端は、通路７１の下流端に接続されている。デフューザ７２の下流端は、外壁６９に形成された通路６９ａに連通しており、通路６９ａは、第２吸気通路６１の上流端に連通している。
【００４０】
ターボチャージャ６３は、排気マニホールド１２ａから排気管４５へ排出される排気ガスの運動エネルギーにより、タービン６４のタービンホイール８６が駆動されるようになっている。タービンホイール８６のトルクは、回転軸７０を介してコンプレッサホイール９０に伝達される。コンプレッサ６５は、コンプレッサホイール９０が回転すると、第１吸気通路６０から第２吸気通路６１へ供給される空気を圧縮するようになっている。つまり、ターボチャージャ６３の過給圧は、コンプレッサホイール９０の回転速度に応じた空気圧となる。
【００４１】
また、本実施の形態におけるターボチャージャ６３は、第２吸気通路６１の過給圧を可変ノズル機構により変更可能な周知の可変容量型の過給機により構成されていてもよい。以下、ターボチャージャ６３が可変容量型の過給機により構成されている場合を例に説明する。
【００４２】
可変ノズル機構は、タービンハウジング５４のセンターハウジング５２寄りに配設されている。可変ノズル機構は、タービンホイール８６への排気流入部に配置された複数のノズル８６ａと、ノズル８６ａを軸５５を介して揺動可能に保持するノズルプレート５６と、各軸５５の端部に固定されたアーム５７を介して軸５５を回転させるユニゾンリング５８と、を有している。ユニゾンリング５８が回転されると、ユニゾンリング５８と係合しているアーム５７が軸５５を中心にして揺動され、軸５５の回動によってノズル８６ａの開度が変わる。ユニゾンリング５８は、リンク５９を介してターボチャージャ６３の外部から回転されるようになっており、リンク５９の回動軸５９ａの端部に固定されたアーム５９ｂを外部のアクチュエータ８７により揺動させることで、アーム５９ｂと係合するユニゾンリング５８を回転させることができる。
【００４３】
ノズル８６ａは、排気マニホールド１２ａから排出された排気ガスをタービンホイール８６に向けて噴射するようになっている。ここで、ノズル８６ａの開度とは、排気ガスが通る通路の断面積を意味する。
【００４４】
ターボチャージャ６３は、アーム５９ｂの動作がアクチュエータ８７により制御されて、ノズル８６ａの開度が変化するようになっている。ターボチャージャ６３は、ノズル８６ａの開度が狭くなるほど、タービンハウジング５４を流れる排気ガスの流速が上昇するようになっている。
【００４５】
アクチュエータ８７は、空気圧、油圧あるいは電磁力などの動力を調整して、アーム５９ｂを動作するようになっている。アクチュエータ８７は、例えば、空気圧室の空気圧または油圧室の油圧により、可動部材であるピストンが動作するようになっている。一方、動力として電磁力を用いる場合には、アクチュエータ８７は、例えばソレノイドにより構成される。このように、ターボチャージャ６３のノズル８６ａの開度が変更されると、タービンハウジング５４を通る排気ガスの流速が変化する。この流速の変化に応じて排気ガスの運動エネルギーが変化するため、タービンホイール８６およびコンプレッサホイール９０の回転速度が変化し、コンプレッサ６５の実際の過給圧が変更されるようになっている。つまり、ノズル８６ａは可変ノズルを構成する。
【００４６】
さらに、第２吸気通路６１には、空気の吸入方向で上流から下流に沿って、インタークーラ７３およびスロットルバルブ１８が設けられている。インタークーラ７３は、エンジン１を冷却する冷却水と、吸入空気との間で熱交換を行うことにより、吸入空気を冷却し、その空気の密度を上げるようになっている。
【００４７】
スロットルバルブ１８は、吸気マニホールド１１ａに吸入される吸入空気量を調整するようになっており、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁により構成されている。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１８の図示しないスロットルモータを制御して吸入空気の流路面積を変更し、吸入空気の供給量を調節するようになっている。
【００４８】
また、エンジン１においては、燃焼室７から、シリンダとピストンの間の隙間を通り、クランクケース内に向けて、未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガス等を含んだブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジン１は、エンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を強制的に換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還流装置４８を備えている。
【００４９】
ブローバイガス還流装置４８は、図１に示すように、一端がシリンダヘッド１０に接続され、他端が第１吸気通路６０に接続されるブローバイガス還流経路７４を有しており、ブローバイガスを第１吸気通路６０に還流するようになっている。ブローバイガス還流経路７４は、第１吸気通路６０において、コンプレッサ６５よりも上流で、かつ、ＥＧＲ通路７９の接続部分よりも下流に接続されている。ここで、本実施の形態に係るブローバイガス還流装置４８およびブローバイガス還流経路７４は、本発明に係る第２の還流部および第２の還流通路をそれぞれ構成する。
【００５０】
エンジン１は、各気筒５の燃焼室７に接続された排気マニホールド１２ａを有しており、燃焼室７で発生した排気ガスは、排気ポートを経由して排気マニホールド１２ａに排出される。排気マニホールド１２ａには、排気管４５がタービン６４を介して接続されている。排気管４５は、内部に排気通路４３が形成されている。また、排気マニホールド１２ａは、排気通路の一部を構成している。
【００５１】
エンジン１は、さらに、高圧ＥＧＲ装置３０を備えている。高圧ＥＧＲ装置３０は、排気マニホールド１２ａ内の排気ガスの一部を、排気管４５を介さずに吸気マニホールド１１ａに還流させるようになっている。高圧ＥＧＲ装置３０は、各気筒５の燃焼室７へ排気ガスを還流することにより、燃焼室７の燃焼温度を低下させ、これによってエンジン１におけるＮＯｘ発生量を低減させるようになっている。
【００５２】
高圧ＥＧＲ装置３０は、吸気マニホールド１１ａと排気マニホールド１２ａとを連通するＥＧＲ通路３４を有している。このＥＧＲ通路３４には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ３２が設けられている。ＥＧＲバルブ３２は、例えば、ＥＧＲバルブ駆動手段や弁体などを有する公知のバルブにより構成されている。ＥＧＲバルブ駆動手段は、例えば、ステップモータやＤＣモータにより構成されている。
【００５３】
ＥＧＲバルブ３２は、ＥＧＲバルブ駆動手段への通電を制御することにより弁体が動作して、流路面積が変更されるようになっている。高圧ＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲバルブ３２の開度を変更することによって、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気（以下、高圧ＥＧＲガスという）の流量を調節することができる。つまり、高圧ＥＧＲ装置３０は、高圧ＥＧＲガスの還流経路（ＨＰＬ：High Pressure Loop）を構成している。ここで、本実施の形態に係る高圧ＥＧＲ装置３０およびＥＧＲ通路３４は、本発明に係るもう一つの還流部およびもう一つの還流通路をそれぞれ構成する。また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００およびＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る流量制御部を構成する。
【００５４】
また、排気管４５におけるタービン６４の下流側には、排気浄化装置としての酸化触媒コンバータ（ＣＣＯ：Catalytic Converter Oxidation）７５が設けられている。酸化触媒コンバータ７５は、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化するようになっている。
【００５５】
また、排気管４５における酸化触媒コンバータ７５よりも下流には、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）７６が設けられている。パティキュレートフィルタ７６は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集し、大気中に放出されるエミッションの量を低減するようになっている。
【００５６】
さらに、排気管４５には、パティキュレートフィルタ７６よりも下流側に排気絞り弁７７が設けられている。排気絞り弁７７は、図示しないスロットルモータにより排気ガスの流通面積が調整されるようになっている。そして、排気絞り弁７７は、排気ガスの流通面積を調整することにより、大気中に排出される排気ガスの流量を制御するようになっている。
【００５７】
さらに、本実施の形態に係るエンジン１は、排気管４５を通る排気ガスの一部を、第１吸気通路６０へ還流させる低圧ＥＧＲ装置７８を備えている。低圧ＥＧＲ装置７８は、排気管４５を流れる排気ガスの一部を第１吸気通路６０に還流させるＥＧＲ通路７９を有している。また、低圧ＥＧＲ装置７８は、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスの流量を制御するＥＧＲバルブ８０を有している。ＥＧＲ通路７９の一端は、排気管４５におけるパティキュレートフィルタ７６と排気絞り弁７７との間に接続されている。ＥＧＲ通路７９の他端は、第１吸気通路６０に接続するブローバイガス還流経路７４の接続部よりも、上流であっても下流であってもよい。つまり、本実施の形態に係る低圧ＥＧＲ装置７８およびＥＧＲ通路７９は、本発明に係る第１の還流部および第１の還流通路をそれぞれ構成する。
【００５８】
また、ＥＧＲバルブ８０は、従来から知られているものと同様に、ＥＧＲバルブ駆動手段や弁体などを有している。ＥＧＲバルブ駆動手段は、ステップモータやＤＣモータなど公知の駆動手段により構成されている。ＥＧＲバルブ８０は、ＥＣＵ１００によってＥＧＲバルブ駆動手段への通電が制御されることにより、弁体が動作し流路面積が変更されるようになっている。低圧ＥＧＲ装置７８は、第１吸気通路６０と排気管４５との圧力差により、排気管４５の排気ガスが第１吸気通路６０に還流されるようになっている。低圧ＥＧＲ装置７８は、ＥＧＲバルブ８０の開度を変更することによって、ＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流される排気（以下、低圧ＥＧＲガスという）の流量を調節することができる。
【００５９】
つまり、低圧ＥＧＲ装置７８は、低圧ＥＧＲガスの還流経路（ＬＰＬ：Low Pressure Loop ）を構成している。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８０の開度を制御することにより、ＥＧＲ通路７９を経由して第１吸気通路６０に還流される排気ガスの流量を調節することにより、コンプレッサ６５に吸入される空気やブローバイガスなどの混合気の温度を変更するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＧＲバルブ８０およびＥＣＵ１００は、本発明に係る温度制御部を構成する。また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る制御部を構成する。
【００６０】
ここで、ＥＧＲ通路７９内の排気ガス圧は、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス圧よりも低圧である。これは、燃焼室７から排出された排気ガスが、タービン６４を回転、エネルギーを回収され、さらに、酸化触媒コンバータ７５やパティキュレートフィルタ７６などを通過することにより低温低圧となった状態でＥＧＲ通路７９を通るからである。
【００６１】
さらに、ＥＧＲ通路７９におけるＥＧＲバルブ８０と排気管４５との間には、ＥＧＲクーラ８１が設けられている。ＥＧＲクーラ８１は、ＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流される排気ガスを冷却するようになっている。具体的には、ＥＧＲクーラ８１は、エンジン１を冷却する冷却水と、排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、排気ガスを冷却するようになっている。
【００６２】
エンジン１の冷却水は、不図示のウォーターポンプから吐出され、エンジン１のウォータージャケットに供給される。また、冷却水の一部は、ラジエータに送られて冷却された後、ウォーターポンプに戻るようになっている。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の流量および水温を調節することにより、冷却対象となる排気ガスの温度を調節するようになっている。例えば、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の温度を低下させるか、または冷却水の流量を増加することにより、排気ガスの温度を低下するようになっている。
【００６３】
図３に示すように、エンジン１が搭載される車両は、本発明に係る制御装置の一部を構成するＥＣＵ１００を備えている。また、車両には、冷却水温センサ２１、吸気温センサ２３、圧力センサ２４、Ａ／Ｆセンサ２５、排気温センサ２６、アクセル開度センサ２９、スロットル開度センサ２７、外気温センサ３８、バルブ開度センサ８２ないし８４、過給圧センサ８５および車速センサ８８が設けられている。
【００６４】
車両には、さらにエンジン１のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数として出力するエンジン回転数センサ３７および吸入空気量に応じた検出信号を出力するエアフロメータ２２が設置されている。
【００６５】
バルブ開度センサ８２は、ＥＧＲバルブ３２の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。バルブ開度センサ８３は、ＥＧＲバルブ８０の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。バルブ開度センサ８４は、排気絞り弁７７の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。冷却水温センサ２１は、エンジン１のシリンダブロックに形成されたウォータージャケットに配置され、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。吸気温センサ２３は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ２４は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸気圧に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。過給圧センサ８５は、ターボチャージャ６３とインタークーラ７３との間における空気圧、つまり、過給圧P3に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００６６】
Ａ／Ｆセンサ２５は、排気管４５における酸化触媒コンバータ７５よりも上流に配置され、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。排気温センサ２６は、排気管４５におけるパティキュレートフィルタ７６よりも下流に配置されており、排気ガスの温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。外気温センサ３８は、外気温を表す信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００６７】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。
【００６８】
ＲＯＭ１０２には、インジェクタ１５による燃料噴射量および燃料噴射時期、スロットルバルブ１８の開度、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の温度や流量などを制御するための各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。また、ＲＯＭ１０２には、低圧ＥＧＲ装置７８、高圧ＥＧＲ装置３０による排気ガスの還流量および還流割合を算出し、算出結果に基づいて、ＥＧＲバルブ３２、８０の開度、排気絞り弁７７の開度を制御するプログラムおよびマップが記憶されている。さらに、ＲＯＭ１０２には、ターボチャージャ６３による過給圧を制御するために、アクチュエータ８７を制御するプログラムおよびマップなどが記憶されている。
【００６９】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１による演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップＲＡＭ１０４は、不揮発性のメモリにより構成されており、例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。
【００７０】
入力インターフェース１０５には、上述した各センサから検出信号が入力される。また、出力インターフェース１０６からは、スロットルバルブ１８、ＥＧＲバルブ３２、８０、インジェクタ１５、ＥＧＲクーラ８１および排気絞り弁７７を制御する信号が出力される。
【００７１】
次に、本実施の形態における車両の動作を説明する。
【００７２】
本実施の形態における車両は、エアクリーナ６２および第１吸気通路６０を介して空気を吸入すると、ターボチャージャ６３により圧縮し、第２吸気通路６１およびインタークーラ７３を介して吸気マニホールド１１ａに供給する。エンジン１においては、インジェクタ１５から燃料が噴射されて、燃焼室７で燃焼する。
【００７３】
また、エンジン１の燃焼室７から排気マニホールド１２ａへ排出された排気ガスの一部は、排気管４５内に排出され、酸化触媒コンバータ７５およびパティキュレートフィルタ７６により浄化された後、排気絞り弁７７およびメインマフラを介して大気中に放出される。
【００７４】
また、排気マニホールド１２ａに排出された排気ガスの一部は、高圧ＥＧＲ装置３０により吸気マニホールド１１ａに還流される。また、酸化触媒コンバータ７５およびパティキュレートフィルタ７６を通過した排気ガスの一部は、低圧ＥＧＲ装置７８により第１吸気通路６０に還流する。また、燃焼室７から漏れたブローバイガスは、ブローバイガス還流経路７４を介して第１吸気通路６０に還流される。したがって、コンプレッサ６５に吸入される空気とは、排気ガスおよびブローバイガスを含んだ混合気を意味する。
【００７５】
一方、ＥＣＵ１００は、各種センサから入力される信号、予め記憶されているプログラムおよびマップを用いて、以下に述べるような各種制御を実行する。
【００７６】
ＥＣＵ１００は、車速およびアクセル開度の検出信号、予め記憶されているマップを用いて、車両における駆動力の目標値を求める。また、ＥＣＵ１００は、駆動力の目標値や動力伝達装置の変速比などに基づいて目標エンジントルクを算出し、インジェクタ１５による燃料噴射量の目標値、インジェクタ１５による燃料噴射時期の目標値、エンジン１の吸気マニホールド１１ａにおける吸入空気量の目標値を求める。出力インターフェース１０６は、インジェクタ１５による燃料噴射量の目標値、インジェクタ１５による燃料噴射時期の目標値に基づいて、インジェクタ１５の開度および開放時期を制御する信号を出力する。
【００７７】
さらに、ＥＣＵ１００は、エンジン１における吸入空気量の目標値に基づいて、新気吸入空気量の目標値および排気ガスの還流量の目標値を求める。ここで、新気吸入空気量の目標値とは、エアクリーナ６２を介して吸気マニホールド１１ａに供給される吸入空気量の目標値を意味し、排気ガスの還流量の目標値とは、ＥＧＲ通路３４および７９を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量の総量の目標値を意味する。
【００７８】
また、ＥＣＵ１００は、吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガスの還流量に対し、高圧ＥＧＲ装置３０と低圧ＥＧＲ装置７８とにおいて分担される排気ガスの還流量の割合を求める。
【００７９】
具体的には、ＥＣＵ１００は、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８による排気ガスの還流量の分担状態を求めるための還流モード切り換えマップをＲＯＭ１０２に記憶している。還流モード切り換えマップは、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上である場合に、排気ガスの還流経路を選択するためのものであり、例えば、エンジン回転数およびエンジン負荷をパラメータとして、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流量の分担状態を定めている。コンプレッサ６５の圧縮効率については後述する。
【００８０】
この還流モード切り換えマップには、高圧ＥＧＲ装置３０、低圧ＥＧＲ装置７８の両方を使用して、排気ガスを還流させる第１モード、低圧ＥＧＲ装置７８を使用せず高圧ＥＧＲ装置３０を使用して排気ガスを還流させる第２モード、高圧ＥＧＲ装置３０を使用せず低圧ＥＧＲ装置７８を使用して排気ガスを還流させる第３モードが設定されている。各モードは、エンジン回転数およびエンジン負荷（スロットル開度）をパラメータとして設定されている。
【００８１】
そして、ＥＣＵ１００は、排気ガスを還流する場合には、還流モード切り換えマップを参照し、第１モード、第２モードおよび第３モードのうちいずれかの制御を実行する。なお、還流モード切り換えマップは周知であるため、図示を省略する。
【００８２】
さらに、ＥＣＵ１００は、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流量の分担割合に基づいて、ＥＧＲバルブ３２、８０の目標開度を算出する。また、ＥＣＵ１００は、低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流の分担状態に基づいて、排気絞り弁７７の開度を制御する。ここで、ＥＣＵ１００は、低圧ＥＧＲ装置７８における還流量の分担割合が大きいほど、排気絞り弁７７の開度を狭くする。
【００８３】
また、ＥＣＵ１００は、目標エンジン回転数および目標エンジントルクに基づいて目標過給圧を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、算出した目標過給圧に基づいてノズル８６ａの開度を変更することにより、ターボチャージャ６３の過給圧を制御する。
【００８４】
この場合、ＥＣＵ１００は、ノズル８６ａの開度を制御するにあたり、目標過給圧と実際の過給圧との偏差を検出し、その偏差をなるべく小さくするように、アクチュエータ８７に対する制御値をフィードバック制御する。アクチュエータ８７の制御値としては、アーム５９ｂを動作させる油圧、空気圧、電磁力などが用いられる。
【００８５】
本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、フィードバック制御として、比例動作（Proportional）、積分動作（Integral）および微分動作（Differential）を含むＰＩＤ制御を実行する。
【００８６】
ところで、エンジン１は、ブローバイガス還流経路７４により、ブローバイガスを第１吸気通路６０に還流するようになっている。そして、排気ガスおよびブローバイガスを含む混合気は、コンプレッサ６５により圧縮すると温度が上昇する。すると、コンプレッサ６５内では、流入するブローバイガス中のオイルが蒸発する。オイルが蒸発すると、不溶成分（スーツ）が高粘度化し、その不溶成分を含むオイルがデフューザ７２に付着して堆積する可能性がある。
【００８７】
具体的には、ブローバイガス中のオイルが壁面６７ａ、６８ａに付着した後に、高温の排気ガスによりオイル成分が蒸発すると、高粘度化したデポジットとなる。壁面６７ａ、６８ａに高粘度化したデポジットが堆積すると、デフューザ７２の流通面積が狭められて、圧縮効率が低下する可能性がある。ここで、コンプレッサ６５の圧縮効率は、コンプレッサホイール９０の回転速度と、コンプレッサホイール９０の回転によって得られる圧縮空気量との関係により表される値である。コンプレッサ６５の圧縮効率が低下すると、コンプレッサホイール９０の回転速度が変化しないにも関わらず、圧縮空気量が減少して過給圧が低下する。
【００８８】
そこで、ＥＣＵ１００は、以下の２つの手法によりコンプレッサ６５の圧縮効率を判断する。第１の判断手法は、目標過給圧P3tgtと、過給圧センサ８５の検出信号から求めた実際の過給圧P3との偏差からコンプレッサ６５の圧縮効率を判断するものである。この場合、ＥＣＵ１００は、目標過給圧P3tgtと、実際の過給圧P3との偏差が、予め定められた所定値（所定偏差）以上であると、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断する。また、所定値（所定偏差）は、コンプレッサ６５の圧縮効率が低下しているか否かを判断するための閾値として、ＲＯＭ１０２に予め記憶されている。
【００８９】
また、第２の判断手法は、実際の過給圧P3を、目標過給圧P3tgtに近づけるフィードバック制御を行うにあたり、アーム５９ｂを動作させる制御値のうち、学習制御量を表すＩ項が所定値以上大きくなったときに、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断するものである。このように、本実施の形態に係るＥＣＵ１００および過給圧センサ８５は、本発明に係る圧縮効率判断部を構成する。
【００９０】
そして、ＥＣＵ１００は、上記第１および第２の判断手法により、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断した場合には、壁面６７ａ、６８ａに付着しているデポジットを掃除して除去するデポジット掃除モードを実行する。このデポジット掃除モードは、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスの還流割合を、所定値以下に減少させる第１掃除モードと、ＥＧＲ通路７９を通りコンプレッサ６５の吸入側に還流する排気ガスの温度を低下させる第２掃除モードと、を含んでいる。
【００９１】
第１掃除モードにおいては、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に還流する排気ガスの量を減少させる制御、またはＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５へ排気ガスが還流することを抑制する制御を実行するようになっている。つまり、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードにおいて、還流モード切り換えマップで設定されているモードに関わりなく、ＥＧＲバルブ８０を制御して、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガス量を減少させるか、または排気ガスの還流経路をＥＧＲ通路７９からＥＧＲ通路３４に切り換える。
【００９２】
ＥＧＲ通路７９を通る排気ガス量の減少量は、エンジン回転数およびエンジン負荷（スロットル開度）をパラメータとして予め設定されている。ここで、この減少量は、アクチュエータ８７に対する制御値に応じて補正されてもよい。あるいは、この減少量は、一定値として予め定められていてもよい。
【００９３】
また、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードの制御を行うにあたり、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に還流される排気ガスの減少分を、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量を増加して補うように、ＥＧＲバルブ３２の開度を制御するようになっている。ＥＧＲ通路３４における排気ガス量の増加量とＥＧＲバルブ３２の開度との対応は、予めマップにより定められている。また、この増加量は、アクチュエータ８７に対する制御値に応じて補正されてもよい。あるいは、この増加量は、一定値として予め定められていてもよい。
【００９４】
第１掃除モードは、コンプレッサ６５の圧縮効率が、所定値よりも低下していると判断された時点から、予め定められた一定時間、または車両が一定距離を走行する間、行われるようになっている。
【００９５】
なお、ＥＣＵ１００は、還流モード切り換えマップに基づく制御から、第１掃除モードに切り換えた後も、吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量の目標値を満たすように、ＥＧＲ通路７９またはＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される実際の排気ガス量を制御するようになっている。つまり、本実施の形態におけるＥＣＵ１００およびＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る流量制御部を構成する。
【００９６】
このように、ＥＣＵ１００が第１掃除モードの制御を実行すると、コンプレッサ６５に吸入される排気ガス量が減少するため、コンプレッサ６５内の混合気の温度上昇が抑制される。これにより、コンプレッサ６５内を通るオイルの蒸発が抑制されて、液体としてデフューザ７２を通過するオイルの量が多くなり、そのオイルによりデポジットが洗い流される。したがって、デフューザ７２に堆積しているデポジットを除去することができ、コンプレッサ６５の圧縮効率が高められる。
【００９７】
第１掃除モードの制御は、図４のタイムチャートに示すように実行される。このタイムチャートにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はコンプレッサ効率を表している。ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以前に低圧ＥＧＲ装置７８を使用する制御を実行している。このとき、排気ガスは、ＥＧＲ通路３４およびＥＧＲ通路７９の両方を介して吸気マニホールド１１ａに還流する。また、時刻ｔ１以前においては、デフューザ７２に堆積するデポジット量が増加しており、コンプレッサの圧縮効率（コンプレッサ効率）が低下する傾向にある。
【００９８】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサの圧縮効率が所定値よりも低下したと判断すると、ＥＧＲ通路３４を介して排気ガスを吸気マニホールド１１ａに還流させるとともにＥＧＲ通路７９を遮断する、低圧ＥＧＲ装置７８を使用しない制御を実行する。これにより、時刻ｔ１以降は、オイルによりデポジットが除去されて、コンプレッサ６５の圧縮効率が上昇している。そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したと判断すると、低圧ＥＧＲ装置７８を使用する制御を実行する。
【００９９】
次に、第２掃除モードについて説明する。ＥＣＵ１００は、第２掃除モードとして、ＥＧＲクーラ８１で排気ガスを冷却する冷却水の流量を多くすること、およびＥＧＲクーラ８１で排気ガスを冷却する冷却水の温度を低下させることのうち、少なくとも一方の制御を実行する。ＥＧＲクーラ８１への冷却水の流量の調整は、例えば、ＥＣＵ１００が、ＥＧＲクーラ８１の上流側あるいは下流側に設置されるバルブの開度を制御することにより行われる。また、冷却水の温度の低下は、例えば、ラジエータに供給される冷却水の割合を増加することにより実現される。
【０１００】
第２掃除モードの制御が行われると、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度が低下し、第１掃除モードを実行したときと同様の作用により、デフューザ７２に付着しているデポジットが洗い流され、コンプレッサ６５の圧縮効率が向上する。なお、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードおよび第２掃除モードの制御を併せて実行してもよい。
【０１０１】
また、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードの制御および第２掃除モードの制御の少なくとも一方を行った後、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したか否かを判断する。そして、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したと判断すると、所定時間が経過したか否かにかかわらず、実行中の第１掃除モードまたは第２掃除モードの制御を全て止める。
【０１０２】
また、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、ＰＩＤ制御の一部を補正するようになっている。以下、図５を参照してこの補正について説明する。図５のタイムチャートにおいて、横軸は時間を、縦軸はデフューザ７２に付着するデポジット量およびＩ項の値を表している。このデポジット量は、ＥＣＵ１００により判断されるコンプレッサ効率から、間接的に求めたものである。ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以前に車両を通常走行させる制御を実行している。通常走行とは、吸気マニホールド１１ａに排気ガスを還流させるために、還流モード切り換えマップに基づく制御を行っていることを意味する。また、時刻ｔ１以前は、デポジット量およびＰＩＤ制御におけるＩ項の値が増加傾向にある。
【０１０３】
そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断すると、掃除モードの実行を開始する。この掃除モードは、デフューザ７２のデポジットを除去するデポジット掃除モードを意味する。また、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以降において学習制御を行っていない。さらに、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２においてコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上に回復したと判断すると、掃除モードから通常走行を行う制御に切り換える。
【０１０４】
そして、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復した時刻ｔ２以降に、学習制御無しから学習制御ありに変更する。また、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２で学習制御を開始する際に、ＰＩＤ制御に用いるＩ項の値として、実線で示すように、時刻ｔ１以前のＩ項の値から所定量減らした値を使用するようになっている。
【０１０５】
また、時刻ｔ２においてＩ項の値を所定値減らさない場合の比較例を破線により示している。この比較例は、制御値のＩ項の変化量と、コンプレッサの過給圧の変化量との間に差が生じると、この制御値のＩ項が、デポジットが付着する以前の正常な状態に戻るのに時間を要することを表している。
【０１０６】
なお、ターボチャージャ６３が可変容量型のターボチャージャでない場合には、ＥＣＵ１００は、上記ＰＩＤ制御およびＰＩＤ制御に対する補正を省略する。
【０１０７】
次に、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。
【０１０８】
図６は、本発明の実施の形態に係る制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。
【０１０９】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン負荷およびエンジン回転数を検出するとともに、還流モード切り換えマップで定めた通常モードに基づく制御を実行する（ステップＳ１）。ここでは、通常モードのうちの第１モードに基づき、排気ガスをＥＧＲ通路３４およびＥＧＲ通路７９を介して還流しているものとする。
【０１１０】
そして、ＥＣＵ１００は、上述した方法でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下しているか否かを判断する（ステップＳ２）。ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下していると判断すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移行し、デポジット掃除モードを実行する。これにより、デフューザ７２に付着しているデポジットがオイルにより洗い流されて、コンプレッサ６５の圧縮効率が向上する。
【０１１１】
一方、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２において、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上であると判断すると（ステップＳ２でＮＯ）、ターボチャージャ６３が可変容量型であるか否かに関わりなく、ＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１２】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３においてデポジット掃除モードを実行すると、ステップＳ４に移行し、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復したか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復していないと判断したときは（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ３に戻る。
【０１１３】
一方、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ効率が所定値まで回復していると判断した場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に移行し、ＰＩＤ制御のＩ項を所定値減らす制御を実行した後に、ＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１４】
なお、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャ６３が可変容量型のターボチャージャでない場合には、ステップＳ４でＹＥＳと判断すると、ステップＳ５の制御を行うことなくＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５にデポジットが付着してコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下した場合には、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させることができる。これにより、温度が低下した混合気に含まれるオイルは蒸発することがなく液体の状態でコンプレッサ６５内を通過する。このため、コンプレッサ６５に付着しているデポジットをオイルにより洗い流すことができ、コンプレッサ６５の圧縮効率が回復する。また、コンプレッサ６５に付着しているデポジットを除去することができるので、デポジットを除去するために別部材を設ける必要はない。したがって、本実施の形態における制御装置は、部品点数の増加を抑制して、製造コストの上昇を抑制できる。
【０１１６】
また、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に吸気される排気ガスの流量を減少させて、コンプレッサ６５により圧縮される混合気の温度を低下することができる。
【０１１７】
また、上述した特許文献２に記載の排気循環装置においては、タービン側のデポジットを焼却するために還流される排気ガスが低減される。そのため、必要な排気ガスの還流量が維持されず、排気エミッションが悪化する可能性があった。これに対し、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を介して還流される排気ガスの流量を減少しても、ＥＧＲ通路３４を介して還流される排気ガスの流量を増加できるので、燃焼室７に還流される排気ガスの流量を維持し、排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【０１１８】
また、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスを、エンジン１を冷却する冷却水との熱交換により冷却するので、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させて、コンプレッサ６５に付着しているデポジットを除去した後、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、フィードバック制御における学習制御量を減少させることができるので、コンプレッサ６５の目標過給圧に対する実際の過給圧の追従性を向上できる。
【０１２０】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５が空気を圧縮するときの目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５における目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするために行われるノズル８６ａの開度に対するフィードバック制御の学習制御量が所定値以上であることを条件として、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することができる。
【０１２２】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１００が、通常モードにおいて第１モードに基づく制御を実行する場合について説明したが、以下に図７を参照して説明するように、通常モードにおいて第３モードに基づく制御を実行してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、図７に示す時刻ｔ１以前に、第３モードに基づき低圧ＥＧＲ装置７８により排気ガスを還流させる制御（ＬＰＬ−ＥＧＲ）を行っている。この第３モードでは、ＥＧＲ通路７９を介して排気ガスをコンプレッサ６５の吸入側に還流する一方、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに排気ガスを還流することはない。
【０１２３】
そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下すると、低圧ＥＧＲ装置７８および高圧ＥＧＲ装置３０により排気ガスを還流させる掃除モード（ＨＰＬ−ＥＧＲ、ＬＰＬ−ＥＧＲ）に切り換える。ここで、ＥＣＵ１００は、第３モードから掃除モードに切り換えた後も、実際の排気ガスの還流量が、必要ＥＧＲ量（還流する排気ガスの目標値）を満たすように、ＥＧＲバルブ３２、８０の開度を制御する。したがって、エンジン１の排気エミッションが悪化（増加）することを回避できる。
【０１２４】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャ６３の過給圧を制御する際にＰＩＤ制御を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ１００は、ＰＩ制御など学習制御量を用いるフィードバック制御を実行すればよい。
【０１２５】
また、以上の説明においては、エンジン１がディーゼルエンジンである例について説明したが、エンジン１は、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジンなどであってもよい。例えば、ガソリンエンジンにＥＧＲ装置を設けると、エンジンの空気の吸入時におけるポンピングロスを低減させ、燃料消費率を低減することができる。
【０１２６】
また、本発明の実施形態における制御装置は、エンジン１として、燃料が燃焼室７に直接噴射される筒内噴射式エンジンを説明しているが、エンジン１は、吸入ポートに燃料が噴射されるように構成されたエンジンであってもよい。
【０１２７】
また、本発明の実施形態における制御装置は、エンジンおよび電動モータが車輪に動力伝達可能に接続されている車両、つまり、ハイブリッド車両に適用されてもよい。
【０１２８】
また、本発明の実施の形態におけるＬＰＬ−ＥＧＲシステムのレイアウトは一例である。例えば、タービン６４を通過した排気ガスに対する触媒として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）、ＮＳＲ（NOx Storage Reduction）などを使用してもよい。また、図２に示した遠心式圧縮器（ターボチャージャ６３）の構成は一例であり、この構成に限定されるものではない。
【０１２９】
以上のように、本発明に係る制御装置は、ターボチャージャおよびブローバイガス還流装置を有する車両において、別部材を設けることなく、ターボチャージャのコンプレッサに付着したデポジットを除去できるという効果を奏するものであり、内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ エンジン（内燃機関）
５ 気筒
７ 燃焼室
１１ａ 吸気マニホールド（吸気通路）
１２ａ 排気マニホールド（排気通路）
１８ スロットルバルブ
２１ 冷却水温センサ
２２ エアフロメータ
２４ 圧力センサ
２９ アクセル開度センサ
３０ 高圧ＥＧＲ装置（もう一つの還流部）
３２ ＥＧＲバルブ（流量制御部）
３４ ＥＧＲ通路（もう一つの還流通路）
３８ 外気温センサ
４３ 排気通路
４５ 排気管
４８ ブローバイガス還流装置（第２の還流部）
６０ 第１吸気通路（吸気通路）
６１ 第２吸気通路（吸気通路）
６３ ターボチャージャ（過給機）
６４ タービン
６５ コンプレッサ
７２ デフューザ
７４ ブローバイガス還流経路（第２の還流通路）
７８ 低圧ＥＧＲ装置（第１の還流部）
７９ ＥＧＲ通路（第１の還流通路）
８０ ＥＧＲバルブ（温度制御部）
８１ ＥＧＲクーラ
８５ 過給圧センサ（圧縮効率判断部）
８６ タービンホイール
８６ａ ノズル
８７ アクチュエータ
９０ コンプレッサホイール
１００ ＥＣＵ（制御装置、制御部、温度制御部、流量制御部、圧縮効率判断部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路に排気ガスを還流させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の排気中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を低下させる有効な手段として、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ）装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示されたＥＧＲ装置は、ターボチャージャ付きエンジンに適用され、吸気通路と排気通路との間に、排気の一部を吸気側へ還流させるＥＧＲ通路を備えている。また、ＥＧＲ通路には、排気の還流量を制御するＥＧＲバルブが設けられている。ターボチャージャは、タービンとコンプレッサとを同軸上に備えており、排気ガス流によりタービンが回されると、そのタービンがコンプレッサを駆動することにより、吸入空気を圧縮しながら燃焼室へ送り込むようになっている。さらに、ＥＧＲ通路は、タービン上流の排気通路から分岐され、コンプレッサハウジング内でインペラ下流の低圧領域として、インペラで空気に与える運動エネルギーを圧力に変換するデフューザ部に接続されている。
【０００４】
さらに、ＥＧＲ通路には、コンプレッサハウジングの開口部付近に付着する煤を除去するため、高圧エアの供給源を構成するエアタンクがＥＧＲバルブの下流に接続されている。エアタンクとＥＧＲ通路とを接続する供給通路には、電磁弁が設けられている。さらに、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブよりも下流には、ＥＧＲ通路の圧力を検知する圧力センサが設けられている。また、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲバルブの開閉、電磁弁の開閉を制御する制御信号を出力する一方、圧力センサの検知信号が入力されるコントロールユニットを有している。
【０００５】
この特許文献１に記載されたＥＧＲ装置は、ＥＧＲガスに含まれる煤がＥＧＲ通路に付着して、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブ下流の検出圧力が所定値以上になると、コントロールユニットが、ＥＧＲバルブを閉じ、かつ、電磁弁を開く制御を実行する。これにより、エアタンクの高圧エアが、ＥＧＲ通路のＥＧＲバルブの下流に供給され、コンプレッサハウジング内のデフューザを下流側へ勢いよく吹き抜ける。その結果、コンプレッサハウジングでは、煤が吹き飛ばされ、デフューザの開口部に煤が詰まることを防止するようになっている。
【０００６】
一方、過給機を有する内燃機関において、過給機の一部を構成するタービンのノズルに付着したデポジットを除去する排気循環装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載された排気循環装置は、タービンの上流側からコンプレッサの下流側に排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ装置を備えており、タービンのノズルに付着したデポジット量が所定値以上になったと判断した場合には、高圧ＥＧＲ装置により還流される排気ガスの流量を低下させ、エンジンの燃焼室における燃焼温度を上昇させるようになっている。これにより、排気温度が高温となり、タービンのノズルに付着したデポジットが焼却されるようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１０９８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された排気循環装置は、エアタンクのエアを高圧でコンプレッサのデフューザに吹き付けて、そのデフューザに付着している煤を吹き飛ばすようになっている。このため、特許文献１に記載された排気循環装置は、エアタンクやエアの供給通路を別部材として取り付けなければならず、製造コストが高くなる問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載された排気循環装置は、タービンのノズルに付着したデポジットを除去するようになっているものの、コンプレッサに付着したデポジットの除去に関して考慮するようなものではなかった。さらには、コンプレッサに供給される空気には燃焼室から漏れたブローバイガスが含まれるため、高温の空気でデポジットを焼却しようとすると、ブローバイガスのオイル成分が蒸発し、デポジットが高粘性化するため、かえってコンプレッサから除去されなくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、別部材を設けることなく、吸気通路のコンプレッサに付着しているデポジットを除去することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を第１の還流通路を介して吸入通路に還流させる第１の還流部と、前記内燃機関の燃焼室から漏れたブローバイガスを第２の還流通路を介して前記吸入通路に還流させる第２の還流部と、前記第１の還流部から還流した排気ガスおよび前記第２の還流部から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室に供給する過給機と、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、前記過給機による混合気の圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、前記過給機の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を前記温度制御部に低下させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明における温度制御部は、第１の還流通路を通る排気ガスを冷却して、過給機に吸入される空気の温度を低下させる直接的な温度制御と、第１の還流通路を通る排気ガスの流量を制御して、過給機に吸入される空気の温度を低下させる間接的な温度制御とを含む。
【００１３】
この構成により、過給機にデポジットが付着して過給機の圧縮効率が所定値よりも低下した場合には、過給機に吸入される空気の温度を低下させることができる。これにより、温度が低下した空気に含まれるオイルは蒸発することがなく液体の状態で過給機内を通過する。このため、過給機に付着しているデポジットをオイルにより洗い流すことができ、過給機の圧縮効率が回復する。また、過給機に吸入される空気に含まれているオイルを利用して、過給機に付着しているデポジットを除去することができるので、デポジットを除去するために別部材を設ける必要はない。したがって、本発明に係る制御装置は、部品点数の増加を抑制して、製造コストの上昇を抑制できる。
【００１４】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（２）前記温度制御部は、前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量を減少させることにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、第１の還流通路を介して過給機に吸気される排気ガスの流量を減少させて、過給機により圧縮される空気の温度を低下することができる。
【００１６】
上記（２）に記載の内燃機関の制御装置において、（３）前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を、前記過給機より上流側の排気通路からもう一つの還流通路を介して前記過給機より下流側の前記吸入通路に還流するもう一つの還流部と、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を制御する流量制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度制御部により前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量が減少されたことを条件として、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を増加させるよう前記流量制御部を制御することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、第１の還流通路を介して還流される排気ガスの流量を減少しても、もう一つの還流通路を介して還流される排気ガスの流量を増加できるので、燃焼室に還流される排気ガスの流量を維持し、排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００１８】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（４）前記温度制御部は、前記第１の還流通路を通る排気ガスを、前記内燃機関を冷却する冷却水との熱交換により冷却することにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、第１の還流通路を通る排気ガスを冷却し、過給機に吸入される空気の温度を低下させることができる。
【００２０】
上記（１）から（４）に記載の内燃機関の制御装置において、（５）前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行うとともに、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させた後、前記過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、前記フィードバック制御における学習制御量を減少させることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、過給機に吸入される空気の温度を低下させて、過給機に付着しているデポジットを除去した後、過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、フィードバック制御における学習制御量を減少させることができるので、過給機の目標過給圧に対する実際の過給圧の追従性を向上できる。
【００２２】
上記（１）から（５）に記載の内燃機関の制御装置において、（６）前記圧縮効率判断部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、過給機が空気を圧縮するときの目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することができる。
【００２４】
上記（１）から（５）に記載の内燃機関の制御装置において、（７）前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行い、前記圧縮効率判断部は、前記フィードバック制御における学習制御量が所定値以上であることを条件として、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することを特徴とする。
【００２５】
この構成により、過給機における目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするために行われるノズルの開度に対するフィードバック制御の学習制御量が所定値以上であることを条件として、過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、別部材を設けることなく、吸気通路のコンプレッサに付着しているデポジットを除去することのできる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るコンプレッサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置およびその周辺の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置において、コンプレッサの圧縮効率の変化を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御装置において、学習制御のＩ項の変化を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置を有する車両の制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置において、還流切り換えモードと、必要ＥＧＲ量との関係を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図６を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る制御装置を、筒内直噴４気筒式のディーゼルエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。
【００２９】
まず、車両の構成について説明する。
【００３０】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１は、シリンダヘッド１０と、不図示のシリンダブロックを備えており、シリンダヘッド１０およびシリンダブロックは、４つの気筒５を形成している。これらの気筒５には、ピストンにより燃焼室７がそれぞれ画成されている。また、シリンダヘッド１０には、外気を燃焼室７に導入するための吸気ポート、および排気ガスを燃焼室７から排出するための排気ポートが形成されている。
【００３１】
さらに、エンジン１は、各気筒５に燃料としての軽油を噴射するためのインジェクタ１５を備えている。インジェクタ１５は電磁駆動式の開閉弁により構成されており、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００により所定電圧が印加されると、インジェクタ１５は、各気筒５内に向けて燃料を噴射するようになっている。エンジン１は、インジェクタ１５により各気筒５内に燃料が噴射されるとともに、ピストンが動作して混合気が圧縮されると自然着火により燃焼するようになっている。つまり、本実施の形態におけるエンジン１は、本発明に係る内燃機関を構成する。
【００３２】
また、本実施の形態における車両は、変速機、差動装置などにより構成される図示しない動力伝達装置を備えており、クランクシャフトのトルクが、動力伝達装置を介して車輪に伝達されるようになっている。
【００３３】
また、エンジン１は、シリンダヘッド１０に接続される吸気マニホールド１１ａを有している。吸気マニホールド１１ａの下流側は、気筒５の数に合わせて複数に分岐され、各気筒５の吸気ポートにそれぞれ接続されている。さらに、吸気マニホールド１１ａの上流には、吸気管が接続されており、この吸気管内には、第１吸気通路６０および第２吸気通路６１が形成されている。第２吸気通路６１は、空気の吸入方向で、第１吸気通路６０よりも下流に位置している。ここで、吸気マニホールド１１ａ、第１吸気通路６０および第２吸気通路６１は、本発明に係る吸気通路を構成する。
【００３４】
第１吸気通路６０の上流には、エアクリーナ６２が設けられている。エアクリーナ６２は、第１吸気通路６０に吸入される前の常温の空気を浄化するようになっている。また、エンジン１は、過給機としてのターボチャージャ６３を備えている。
【００３５】
ターボチャージャ６３は、タービン６４およびコンプレッサ６５を有している。タービン６４は、排気マニホールド１２ａと、排気管４５との間に設けられている。コンプレッサ６５は、第１吸気通路６０と第２吸気通路６１との間に設けられている。このターボチャージャ６３は、第１吸気通路６０から吸入した空気を、圧縮して第２吸気通路６１へ吐出するようになっている。
【００３６】
図１および図２に示すように、ターボチャージャ６３の内部には、両端にコンプレッサホイール９０およびタービンホイール８６を有する回転軸７０が配置されている。回転軸７０は、センターハウジング５２に収納されており、フルフロートタイプの一対のベアリング５３を介してセンターハウジング５２に回転可能に保持されている。なお、ベアリングのタイプはこれに限定されない。
【００３７】
コンプレッサホイール９０は、センターハウジング５２の一端に結合されたコンプレッサハウジング６６に収納されている。コンプレッサハウジング６６は、円板形状の壁部６７、円筒形状のスリーブ６８、外壁６９を相互に固定して構成されている。また、タービンホイール８６は、センターハウジング５２の他端に結合されたタービンハウジング５４に収納されている。なお、コンプレッサハウジング６６は、鋳造により一体的に形成されていてもよい。
【００３８】
コンプレッサホイール９０とスリーブ６８との間には、通路７１が形成されている。この通路７１は、上流端が第１吸気通路６０に開口するとともに、上流から下流に進むにしたがい、空気の流通面積が狭められている。
【００３９】
スリーブ６８に形成された壁面６８ａと、壁部６７に形成された壁面６７ａとの間には、回転軸７０の半径方向で外側に向けて延ばされた通路としてのデフューザ７２が形成されている。デフューザ７２は、回転軸７０の軸線に沿った方向の平面断面内で、その開口幅が一定に構成されている。このデフューザ７２の上流端は、通路７１の下流端に接続されている。デフューザ７２の下流端は、外壁６９に形成された通路６９ａに連通しており、通路６９ａは、第２吸気通路６１の上流端に連通している。
【００４０】
ターボチャージャ６３は、排気マニホールド１２ａから排気管４５へ排出される排気ガスの運動エネルギーにより、タービン６４のタービンホイール８６が駆動されるようになっている。タービンホイール８６のトルクは、回転軸７０を介してコンプレッサホイール９０に伝達される。コンプレッサ６５は、コンプレッサホイール９０が回転すると、第１吸気通路６０から第２吸気通路６１へ供給される空気を圧縮するようになっている。つまり、ターボチャージャ６３の過給圧は、コンプレッサホイール９０の回転速度に応じた空気圧となる。
【００４１】
また、本実施の形態におけるターボチャージャ６３は、第２吸気通路６１の過給圧を可変ノズル機構により変更可能な周知の可変容量型の過給機により構成されていてもよい。以下、ターボチャージャ６３が可変容量型の過給機により構成されている場合を例に説明する。
【００４２】
可変ノズル機構は、タービンハウジング５４のセンターハウジング５２寄りに配設されている。可変ノズル機構は、タービンホイール８６への排気流入部に配置された複数のノズル８６ａと、ノズル８６ａを軸５５を介して揺動可能に保持するノズルプレート５６と、各軸５５の端部に固定されたアーム５７を介して軸５５を回転させるユニゾンリング５８と、を有している。ユニゾンリング５８が回転されると、ユニゾンリング５８と係合しているアーム５７が軸５５を中心にして揺動され、軸５５の回動によってノズル８６ａの開度が変わる。ユニゾンリング５８は、リンク５９を介してターボチャージャ６３の外部から回転されるようになっており、リンク５９の回動軸５９ａの端部に固定されたアーム５９ｂを外部のアクチュエータ８７により揺動させることで、アーム５９ｂと係合するユニゾンリング５８を回転させることができる。
【００４３】
ノズル８６ａは、排気マニホールド１２ａから排出された排気ガスをタービンホイール８６に向けて噴射するようになっている。ここで、ノズル８６ａの開度とは、排気ガスが通る通路の断面積を意味する。
【００４４】
ターボチャージャ６３は、アーム５９ｂの動作がアクチュエータ８７により制御されて、ノズル８６ａの開度が変化するようになっている。ターボチャージャ６３は、ノズル８６ａの開度が狭くなるほど、タービンハウジング５４を流れる排気ガスの流速が上昇するようになっている。
【００４５】
アクチュエータ８７は、空気圧、油圧あるいは電磁力などの動力を調整して、アーム５９ｂを動作するようになっている。アクチュエータ８７は、例えば、空気圧室の空気圧または油圧室の油圧により、可動部材であるピストンが動作するようになっている。一方、動力として電磁力を用いる場合には、アクチュエータ８７は、例えばソレノイドにより構成される。このように、ターボチャージャ６３のノズル８６ａの開度が変更されると、タービンハウジング５４を通る排気ガスの流速が変化する。この流速の変化に応じて排気ガスの運動エネルギーが変化するため、タービンホイール８６およびコンプレッサホイール９０の回転速度が変化し、コンプレッサ６５の実際の過給圧が変更されるようになっている。つまり、ノズル８６ａは可変ノズルを構成する。
【００４６】
さらに、第２吸気通路６１には、空気の吸入方向で上流から下流に沿って、インタークーラ７３およびスロットルバルブ１８が設けられている。インタークーラ７３は、エンジン１を冷却する冷却水と、吸入空気との間で熱交換を行うことにより、吸入空気を冷却し、その空気の密度を上げるようになっている。
【００４７】
スロットルバルブ１８は、吸気マニホールド１１ａに吸入される吸入空気量を調整するようになっており、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁により構成されている。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１８の図示しないスロットルモータを制御して吸入空気の流路面積を変更し、吸入空気の供給量を調節するようになっている。
【００４８】
また、エンジン１においては、燃焼室７から、シリンダとピストンの間の隙間を通り、クランクケース内に向けて、未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガス等を含んだブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジン１は、エンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を強制的に換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還流装置４８を備えている。
【００４９】
ブローバイガス還流装置４８は、図１に示すように、一端がシリンダヘッド１０に接続され、他端が第１吸気通路６０に接続されるブローバイガス還流経路７４を有しており、ブローバイガスを第１吸気通路６０に還流するようになっている。ブローバイガス還流経路７４は、第１吸気通路６０において、コンプレッサ６５よりも上流で、かつ、ＥＧＲ通路７９の接続部分よりも下流に接続されている。ここで、本実施の形態に係るブローバイガス還流装置４８およびブローバイガス還流経路７４は、本発明に係る第２の還流部および第２の還流通路をそれぞれ構成する。
【００５０】
エンジン１は、各気筒５の燃焼室７に接続された排気マニホールド１２ａを有しており、燃焼室７で発生した排気ガスは、排気ポートを経由して排気マニホールド１２ａに排出される。排気マニホールド１２ａには、排気管４５がタービン６４を介して接続されている。排気管４５は、内部に排気通路４３が形成されている。また、排気マニホールド１２ａは、排気通路の一部を構成している。
【００５１】
エンジン１は、さらに、高圧ＥＧＲ装置３０を備えている。高圧ＥＧＲ装置３０は、排気マニホールド１２ａ内の排気ガスの一部を、排気管４５を介さずに吸気マニホールド１１ａに還流させるようになっている。高圧ＥＧＲ装置３０は、各気筒５の燃焼室７へ排気ガスを還流することにより、燃焼室７の燃焼温度を低下させ、これによってエンジン１におけるＮＯｘ発生量を低減させるようになっている。
【００５２】
高圧ＥＧＲ装置３０は、吸気マニホールド１１ａと排気マニホールド１２ａとを連通するＥＧＲ通路３４を有している。このＥＧＲ通路３４には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ３２が設けられている。ＥＧＲバルブ３２は、例えば、ＥＧＲバルブ駆動手段や弁体などを有する公知のバルブにより構成されている。ＥＧＲバルブ駆動手段は、例えば、ステップモータやＤＣモータにより構成されている。
【００５３】
ＥＧＲバルブ３２は、ＥＧＲバルブ駆動手段への通電を制御することにより弁体が動作して、流路面積が変更されるようになっている。高圧ＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲバルブ３２の開度を変更することによって、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気（以下、高圧ＥＧＲガスという）の流量を調節することができる。つまり、高圧ＥＧＲ装置３０は、高圧ＥＧＲガスの還流経路（ＨＰＬ：High Pressure Loop）を構成している。ここで、本実施の形態に係る高圧ＥＧＲ装置３０およびＥＧＲ通路３４は、本発明に係るもう一つの還流部およびもう一つの還流通路をそれぞれ構成する。また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００およびＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る流量制御部を構成する。
【００５４】
また、排気管４５におけるタービン６４の下流側には、排気浄化装置としての酸化触媒コンバータ（ＣＣＯ：Catalytic Converter Oxidation）７５が設けられている。酸化触媒コンバータ７５は、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化するようになっている。
【００５５】
また、排気管４５における酸化触媒コンバータ７５よりも下流には、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）７６が設けられている。パティキュレートフィルタ７６は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集し、大気中に放出されるエミッションの量を低減するようになっている。
【００５６】
さらに、排気管４５には、パティキュレートフィルタ７６よりも下流側に排気絞り弁７７が設けられている。排気絞り弁７７は、図示しないスロットルモータにより排気ガスの流通面積が調整されるようになっている。そして、排気絞り弁７７は、排気ガスの流通面積を調整することにより、大気中に排出される排気ガスの流量を制御するようになっている。
【００５７】
さらに、本実施の形態に係るエンジン１は、排気管４５を通る排気ガスの一部を、第１吸気通路６０へ還流させる低圧ＥＧＲ装置７８を備えている。低圧ＥＧＲ装置７８は、排気管４５を流れる排気ガスの一部を第１吸気通路６０に還流させるＥＧＲ通路７９を有している。また、低圧ＥＧＲ装置７８は、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスの流量を制御するＥＧＲバルブ８０を有している。ＥＧＲ通路７９の一端は、排気管４５におけるパティキュレートフィルタ７６と排気絞り弁７７との間に接続されている。ＥＧＲ通路７９の他端は、第１吸気通路６０に接続するブローバイガス還流経路７４の接続部よりも、上流であっても下流であってもよい。つまり、本実施の形態に係る低圧ＥＧＲ装置７８およびＥＧＲ通路７９は、本発明に係る第１の還流部および第１の還流通路をそれぞれ構成する。
【００５８】
また、ＥＧＲバルブ８０は、従来から知られているものと同様に、ＥＧＲバルブ駆動手段や弁体などを有している。ＥＧＲバルブ駆動手段は、ステップモータやＤＣモータなど公知の駆動手段により構成されている。ＥＧＲバルブ８０は、ＥＣＵ１００によってＥＧＲバルブ駆動手段への通電が制御されることにより、弁体が動作し流路面積が変更されるようになっている。低圧ＥＧＲ装置７８は、第１吸気通路６０と排気管４５との圧力差により、排気管４５の排気ガスが第１吸気通路６０に還流されるようになっている。低圧ＥＧＲ装置７８は、ＥＧＲバルブ８０の開度を変更することによって、ＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流される排気（以下、低圧ＥＧＲガスという）の流量を調節することができる。
【００５９】
つまり、低圧ＥＧＲ装置７８は、低圧ＥＧＲガスの還流経路（ＬＰＬ：Low Pressure Loop ）を構成している。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８０の開度を制御することにより、ＥＧＲ通路７９を経由して第１吸気通路６０に還流される排気ガスの流量を調節することにより、コンプレッサ６５に吸入される空気やブローバイガスなどの混合気の温度を変更するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＧＲバルブ８０およびＥＣＵ１００は、本発明に係る温度制御部を構成する。また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る制御部を構成する。
【００６０】
ここで、ＥＧＲ通路７９内の排気ガス圧は、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス圧よりも低圧である。これは、燃焼室７から排出された排気ガスが、タービン６４を回転、エネルギーを回収され、さらに、酸化触媒コンバータ７５やパティキュレートフィルタ７６などを通過することにより低温低圧となった状態でＥＧＲ通路７９を通るからである。
【００６１】
さらに、ＥＧＲ通路７９におけるＥＧＲバルブ８０と排気管４５との間には、ＥＧＲクーラ８１が設けられている。ＥＧＲクーラ８１は、ＥＧＲ通路７９を介して第１吸気通路６０に還流される排気ガスを冷却するようになっている。具体的には、ＥＧＲクーラ８１は、エンジン１を冷却する冷却水と、排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、排気ガスを冷却するようになっている。
【００６２】
エンジン１の冷却水は、不図示のウォーターポンプから吐出され、エンジン１のウォータージャケットに供給される。また、冷却水の一部は、ラジエータに送られて冷却された後、ウォーターポンプに戻るようになっている。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の流量および水温を調節することにより、冷却対象となる排気ガスの温度を調節するようになっている。例えば、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の温度を低下させるか、または冷却水の流量を増加することにより、排気ガスの温度を低下するようになっている。
【００６３】
図３に示すように、エンジン１が搭載される車両は、本発明に係る制御装置の一部を構成するＥＣＵ１００を備えている。また、車両には、冷却水温センサ２１、吸気温センサ２３、圧力センサ２４、Ａ／Ｆセンサ２５、排気温センサ２６、アクセル開度センサ２９、スロットル開度センサ２７、外気温センサ３８、バルブ開度センサ８２ないし８４、過給圧センサ８５および車速センサ８８が設けられている。
【００６４】
車両には、さらにエンジン１のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数として出力するエンジン回転数センサ３７および吸入空気量に応じた検出信号を出力するエアフロメータ２２が設置されている。
【００６５】
バルブ開度センサ８２は、ＥＧＲバルブ３２の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。バルブ開度センサ８３は、ＥＧＲバルブ８０の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。バルブ開度センサ８４は、排気絞り弁７７の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。冷却水温センサ２１は、エンジン１のシリンダブロックに形成されたウォータージャケットに配置され、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。吸気温センサ２３は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ２４は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸気圧に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。過給圧センサ８５は、ターボチャージャ６３とインタークーラ７３との間における空気圧、つまり、過給圧P3に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００６６】
Ａ／Ｆセンサ２５は、排気管４５における酸化触媒コンバータ７５よりも上流に配置され、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。排気温センサ２６は、排気管４５におけるパティキュレートフィルタ７６よりも下流に配置されており、排気ガスの温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。外気温センサ３８は、外気温を表す信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００６７】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。
【００６８】
ＲＯＭ１０２には、インジェクタ１５による燃料噴射量および燃料噴射時期、スロットルバルブ１８の開度、ＥＧＲクーラ８１に供給される冷却水の温度や流量などを制御するための各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。また、ＲＯＭ１０２には、低圧ＥＧＲ装置７８、高圧ＥＧＲ装置３０による排気ガスの還流量および還流割合を算出し、算出結果に基づいて、ＥＧＲバルブ３２、８０の開度、排気絞り弁７７の開度を制御するプログラムおよびマップが記憶されている。さらに、ＲＯＭ１０２には、ターボチャージャ６３による過給圧を制御するために、アクチュエータ８７を制御するプログラムおよびマップなどが記憶されている。
【００６９】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１による演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップＲＡＭ１０４は、不揮発性のメモリにより構成されており、例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。
【００７０】
入力インターフェース１０５には、上述した各センサから検出信号が入力される。また、出力インターフェース１０６からは、スロットルバルブ１８、ＥＧＲバルブ３２、８０、インジェクタ１５、ＥＧＲクーラ８１および排気絞り弁７７を制御する信号が出力される。
【００７１】
次に、本実施の形態における車両の動作を説明する。
【００７２】
本実施の形態における車両は、エアクリーナ６２および第１吸気通路６０を介して空気を吸入すると、ターボチャージャ６３により圧縮し、第２吸気通路６１およびインタークーラ７３を介して吸気マニホールド１１ａに供給する。エンジン１においては、インジェクタ１５から燃料が噴射されて、燃焼室７で燃焼する。
【００７３】
また、エンジン１の燃焼室７から排気マニホールド１２ａへ排出された排気ガスの一部は、排気管４５内に排出され、酸化触媒コンバータ７５およびパティキュレートフィルタ７６により浄化された後、排気絞り弁７７およびメインマフラを介して大気中に放出される。
【００７４】
また、排気マニホールド１２ａに排出された排気ガスの一部は、高圧ＥＧＲ装置３０により吸気マニホールド１１ａに還流される。また、酸化触媒コンバータ７５およびパティキュレートフィルタ７６を通過した排気ガスの一部は、低圧ＥＧＲ装置７８により第１吸気通路６０に還流する。また、燃焼室７から漏れたブローバイガスは、ブローバイガス還流経路７４を介して第１吸気通路６０に還流される。したがって、コンプレッサ６５に吸入される空気とは、排気ガスおよびブローバイガスを含んだ混合気を意味する。
【００７５】
一方、ＥＣＵ１００は、各種センサから入力される信号、予め記憶されているプログラムおよびマップを用いて、以下に述べるような各種制御を実行する。
【００７６】
ＥＣＵ１００は、車速およびアクセル開度の検出信号、予め記憶されているマップを用いて、車両における駆動力の目標値を求める。また、ＥＣＵ１００は、駆動力の目標値や動力伝達装置の変速比などに基づいて目標エンジントルクを算出し、インジェクタ１５による燃料噴射量の目標値、インジェクタ１５による燃料噴射時期の目標値、エンジン１の吸気マニホールド１１ａにおける吸入空気量の目標値を求める。出力インターフェース１０６は、インジェクタ１５による燃料噴射量の目標値、インジェクタ１５による燃料噴射時期の目標値に基づいて、インジェクタ１５の開度および開放時期を制御する信号を出力する。
【００７７】
さらに、ＥＣＵ１００は、エンジン１における吸入空気量の目標値に基づいて、新気吸入空気量の目標値および排気ガスの還流量の目標値を求める。ここで、新気吸入空気量の目標値とは、エアクリーナ６２を介して吸気マニホールド１１ａに供給される吸入空気量の目標値を意味し、排気ガスの還流量の目標値とは、ＥＧＲ通路３４および７９を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量の総量の目標値を意味する。
【００７８】
また、ＥＣＵ１００は、吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガスの還流量に対し、高圧ＥＧＲ装置３０と低圧ＥＧＲ装置７８とにおいて分担される排気ガスの還流量の割合を求める。
【００７９】
具体的には、ＥＣＵ１００は、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８による排気ガスの還流量の分担状態を求めるための還流モード切り換えマップをＲＯＭ１０２に記憶している。還流モード切り換えマップは、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上である場合に、排気ガスの還流経路を選択するためのものであり、例えば、エンジン回転数およびエンジン負荷をパラメータとして、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流量の分担状態を定めている。コンプレッサ６５の圧縮効率については後述する。
【００８０】
この還流モード切り換えマップには、高圧ＥＧＲ装置３０、低圧ＥＧＲ装置７８の両方を使用して、排気ガスを還流させる第１モード、低圧ＥＧＲ装置７８を使用せず高圧ＥＧＲ装置３０を使用して排気ガスを還流させる第２モード、高圧ＥＧＲ装置３０を使用せず低圧ＥＧＲ装置７８を使用して排気ガスを還流させる第３モードが設定されている。各モードは、エンジン回転数およびエンジン負荷（スロットル開度）をパラメータとして設定されている。
【００８１】
そして、ＥＣＵ１００は、排気ガスを還流する場合には、還流モード切り換えマップを参照し、第１モード、第２モードおよび第３モードのうちいずれかの制御を実行する。なお、還流モード切り換えマップは周知であるため、図示を省略する。
【００８２】
さらに、ＥＣＵ１００は、高圧ＥＧＲ装置３０および低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流量の分担割合に基づいて、ＥＧＲバルブ３２、８０の目標開度を算出する。また、ＥＣＵ１００は、低圧ＥＧＲ装置７８における排気ガスの還流の分担状態に基づいて、排気絞り弁７７の開度を制御する。ここで、ＥＣＵ１００は、低圧ＥＧＲ装置７８における還流量の分担割合が大きいほど、排気絞り弁７７の開度を狭くする。
【００８３】
また、ＥＣＵ１００は、目標エンジン回転数および目標エンジントルクに基づいて目標過給圧を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、算出した目標過給圧に基づいてノズル８６ａの開度を変更することにより、ターボチャージャ６３の過給圧を制御する。
【００８４】
この場合、ＥＣＵ１００は、ノズル８６ａの開度を制御するにあたり、目標過給圧と実際の過給圧との偏差を検出し、その偏差をなるべく小さくするように、アクチュエータ８７に対する制御値をフィードバック制御する。アクチュエータ８７の制御値としては、アーム５９ｂを動作させる油圧、空気圧、電磁力などが用いられる。
【００８５】
本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、フィードバック制御として、比例動作（Proportional）、積分動作（Integral）および微分動作（Differential）を含むＰＩＤ制御を実行する。
【００８６】
ところで、エンジン１は、ブローバイガス還流経路７４により、ブローバイガスを第１吸気通路６０に還流するようになっている。そして、排気ガスおよびブローバイガスを含む混合気は、コンプレッサ６５により圧縮すると温度が上昇する。すると、コンプレッサ６５内では、流入するブローバイガス中のオイルが蒸発する。オイルが蒸発すると、不溶成分（スーツ）が高粘度化し、その不溶成分を含むオイルがデフューザ７２に付着して堆積する可能性がある。
【００８７】
具体的には、ブローバイガス中のオイルが壁面６７ａ、６８ａに付着した後に、高温の排気ガスによりオイル成分が蒸発すると、高粘度化したデポジットとなる。壁面６７ａ、６８ａに高粘度化したデポジットが堆積すると、デフューザ７２の流通面積が狭められて、圧縮効率が低下する可能性がある。ここで、コンプレッサ６５の圧縮効率は、コンプレッサホイール９０の回転速度と、コンプレッサホイール９０の回転によって得られる圧縮空気量との関係により表される値である。コンプレッサ６５の圧縮効率が低下すると、コンプレッサホイール９０の回転速度が変化しないにも関わらず、圧縮空気量が減少して過給圧が低下する。
【００８８】
そこで、ＥＣＵ１００は、以下の２つの手法によりコンプレッサ６５の圧縮効率を判断する。第１の判断手法は、目標過給圧P3tgtと、過給圧センサ８５の検出信号から求めた実際の過給圧P3との偏差からコンプレッサ６５の圧縮効率を判断するものである。この場合、ＥＣＵ１００は、目標過給圧P3tgtと、実際の過給圧P3との偏差が、予め定められた所定値（所定偏差）以上であると、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断する。また、所定値（所定偏差）は、コンプレッサ６５の圧縮効率が低下しているか否かを判断するための閾値として、ＲＯＭ１０２に予め記憶されている。
【００８９】
また、第２の判断手法は、実際の過給圧P3を、目標過給圧P3tgtに近づけるフィードバック制御を行うにあたり、アーム５９ｂを動作させる制御値のうち、学習制御量を表すＩ項が所定値以上大きくなったときに、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断するものである。このように、本実施の形態に係るＥＣＵ１００および過給圧センサ８５は、本発明に係る圧縮効率判断部を構成する。
【００９０】
そして、ＥＣＵ１００は、上記第１および第２の判断手法により、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値（所定効率）よりも低下していると判断した場合には、壁面６７ａ、６８ａに付着しているデポジットを掃除して除去するデポジット掃除モードを実行する。このデポジット掃除モードは、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスの還流割合を、所定値以下に減少させる第１掃除モードと、ＥＧＲ通路７９を通りコンプレッサ６５の吸入側に還流する排気ガスの温度を低下させる第２掃除モードと、を含んでいる。
【００９１】
第１掃除モードにおいては、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に還流する排気ガスの量を減少させる制御、またはＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５へ排気ガスが還流することを抑制する制御を実行するようになっている。つまり、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードにおいて、還流モード切り換えマップで設定されているモードに関わりなく、ＥＧＲバルブ８０を制御して、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガス量を減少させるか、または排気ガスの還流経路をＥＧＲ通路７９からＥＧＲ通路３４に切り換える。
【００９２】
ＥＧＲ通路７９を通る排気ガス量の減少量は、エンジン回転数およびエンジン負荷（スロットル開度）をパラメータとして予め設定されている。ここで、この減少量は、アクチュエータ８７に対する制御値に応じて補正されてもよい。あるいは、この減少量は、一定値として予め定められていてもよい。
【００９３】
また、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードの制御を行うにあたり、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に還流される排気ガスの減少分を、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量を増加して補うように、ＥＧＲバルブ３２の開度を制御するようになっている。ＥＧＲ通路３４における排気ガス量の増加量とＥＧＲバルブ３２の開度との対応は、予めマップにより定められている。また、この増加量は、アクチュエータ８７に対する制御値に応じて補正されてもよい。あるいは、この増加量は、一定値として予め定められていてもよい。
【００９４】
第１掃除モードは、コンプレッサ６５の圧縮効率が、所定値よりも低下していると判断された時点から、予め定められた一定時間、または車両が一定距離を走行する間、行われるようになっている。
【００９５】
なお、ＥＣＵ１００は、還流モード切り換えマップに基づく制御から、第１掃除モードに切り換えた後も、吸気マニホールド１１ａに還流される排気ガス量の目標値を満たすように、ＥＧＲ通路７９またはＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに還流される実際の排気ガス量を制御するようになっている。つまり、本実施の形態におけるＥＣＵ１００およびＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る流量制御部を構成する。
【００９６】
このように、ＥＣＵ１００が第１掃除モードの制御を実行すると、コンプレッサ６５に吸入される排気ガス量が減少するため、コンプレッサ６５内の混合気の温度上昇が抑制される。これにより、コンプレッサ６５内を通るオイルの蒸発が抑制されて、液体としてデフューザ７２を通過するオイルの量が多くなり、そのオイルによりデポジットが洗い流される。したがって、デフューザ７２に堆積しているデポジットを除去することができ、コンプレッサ６５の圧縮効率が高められる。
【００９７】
第１掃除モードの制御は、図４のタイムチャートに示すように実行される。このタイムチャートにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はコンプレッサ効率を表している。ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以前に低圧ＥＧＲ装置７８を使用する制御を実行している。このとき、排気ガスは、ＥＧＲ通路３４およびＥＧＲ通路７９の両方を介して吸気マニホールド１１ａに還流する。また、時刻ｔ１以前においては、デフューザ７２に堆積するデポジット量が増加しており、コンプレッサの圧縮効率（コンプレッサ効率）が低下する傾向にある。
【００９８】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサの圧縮効率が所定値よりも低下したと判断すると、ＥＧＲ通路３４を介して排気ガスを吸気マニホールド１１ａに還流させるとともにＥＧＲ通路７９を遮断する、低圧ＥＧＲ装置７８を使用しない制御を実行する。これにより、時刻ｔ１以降は、オイルによりデポジットが除去されて、コンプレッサ６５の圧縮効率が上昇している。そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したと判断すると、低圧ＥＧＲ装置７８を使用する制御を実行する。
【００９９】
次に、第２掃除モードについて説明する。ＥＣＵ１００は、第２掃除モードとして、ＥＧＲクーラ８１で排気ガスを冷却する冷却水の流量を多くすること、およびＥＧＲクーラ８１で排気ガスを冷却する冷却水の温度を低下させることのうち、少なくとも一方の制御を実行する。ＥＧＲクーラ８１への冷却水の流量の調整は、例えば、ＥＣＵ１００が、ＥＧＲクーラ８１の上流側あるいは下流側に設置されるバルブの開度を制御することにより行われる。また、冷却水の温度の低下は、例えば、ラジエータに供給される冷却水の割合を増加することにより実現される。
【０１００】
第２掃除モードの制御が行われると、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度が低下し、第１掃除モードを実行したときと同様の作用により、デフューザ７２に付着しているデポジットが洗い流され、コンプレッサ６５の圧縮効率が向上する。なお、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードおよび第２掃除モードの制御を併せて実行してもよい。
【０１０１】
また、ＥＣＵ１００は、第１掃除モードの制御および第２掃除モードの制御の少なくとも一方を行った後、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したか否かを判断する。そして、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復したと判断すると、所定時間が経過したか否かにかかわらず、実行中の第１掃除モードまたは第２掃除モードの制御を全て止める。
【０１０２】
また、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、ＰＩＤ制御の一部を補正するようになっている。以下、図５を参照してこの補正について説明する。図５のタイムチャートにおいて、横軸は時間を、縦軸はデフューザ７２に付着するデポジット量およびＩ項の値を表している。このデポジット量は、ＥＣＵ１００により判断されるコンプレッサ効率から、間接的に求めたものである。ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以前に車両を通常走行させる制御を実行している。通常走行とは、吸気マニホールド１１ａに排気ガスを還流させるために、還流モード切り換えマップに基づく制御を行っていることを意味する。また、時刻ｔ１以前は、デポジット量およびＰＩＤ制御におけるＩ項の値が増加傾向にある。
【０１０３】
そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断すると、掃除モードの実行を開始する。この掃除モードは、デフューザ７２のデポジットを除去するデポジット掃除モードを意味する。また、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１以降において学習制御を行っていない。さらに、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２においてコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上に回復したと判断すると、掃除モードから通常走行を行う制御に切り換える。
【０１０４】
そして、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上まで回復した時刻ｔ２以降に、学習制御無しから学習制御ありに変更する。また、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２で学習制御を開始する際に、ＰＩＤ制御に用いるＩ項の値として、実線で示すように、時刻ｔ１以前のＩ項の値から所定量減らした値を使用するようになっている。
【０１０５】
また、時刻ｔ２においてＩ項の値を所定値減らさない場合の比較例を破線により示している。この比較例は、制御値のＩ項の変化量と、コンプレッサの過給圧の変化量との間に差が生じると、この制御値のＩ項が、デポジットが付着する以前の正常な状態に戻るのに時間を要することを表している。
【０１０６】
なお、ターボチャージャ６３が可変容量型のターボチャージャでない場合には、ＥＣＵ１００は、上記ＰＩＤ制御およびＰＩＤ制御に対する補正を省略する。
【０１０７】
次に、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。
【０１０８】
図６は、本発明の実施の形態に係る制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。
【０１０９】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン負荷およびエンジン回転数を検出するとともに、還流モード切り換えマップで定めた通常モードに基づく制御を実行する（ステップＳ１）。ここでは、通常モードのうちの第１モードに基づき、排気ガスをＥＧＲ通路３４およびＥＧＲ通路７９を介して還流しているものとする。
【０１１０】
そして、ＥＣＵ１００は、上述した方法でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下しているか否かを判断する（ステップＳ２）。ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下していると判断すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移行し、デポジット掃除モードを実行する。これにより、デフューザ７２に付着しているデポジットがオイルにより洗い流されて、コンプレッサ６５の圧縮効率が向上する。
【０１１１】
一方、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２において、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値以上であると判断すると（ステップＳ２でＮＯ）、ターボチャージャ６３が可変容量型であるか否かに関わりなく、ＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１２】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３においてデポジット掃除モードを実行すると、ステップＳ４に移行し、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復したか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復していないと判断したときは（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ３に戻る。
【０１１３】
一方、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ効率が所定値まで回復していると判断した場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に移行し、ＰＩＤ制御のＩ項を所定値減らす制御を実行した後に、ＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１４】
なお、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャ６３が可変容量型のターボチャージャでない場合には、ステップＳ４でＹＥＳと判断すると、ステップＳ５の制御を行うことなくＳＴＡＲＴに移行する。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５にデポジットが付着してコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下した場合には、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させることができる。これにより、温度が低下した混合気に含まれるオイルは蒸発することがなく液体の状態でコンプレッサ６５内を通過する。このため、コンプレッサ６５に付着しているデポジットをオイルにより洗い流すことができ、コンプレッサ６５の圧縮効率が回復する。また、コンプレッサ６５に付着しているデポジットを除去することができるので、デポジットを除去するために別部材を設ける必要はない。したがって、本実施の形態における制御装置は、部品点数の増加を抑制して、製造コストの上昇を抑制できる。
【０１１６】
また、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を介してコンプレッサ６５に吸気される排気ガスの流量を減少させて、コンプレッサ６５により圧縮される混合気の温度を低下することができる。
【０１１７】
また、上述した特許文献２に記載の排気循環装置においては、タービン側のデポジットを焼却するために還流される排気ガスが低減される。そのため、必要な排気ガスの還流量が維持されず、排気エミッションが悪化する可能性があった。これに対し、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を介して還流される排気ガスの流量を減少しても、ＥＧＲ通路３４を介して還流される排気ガスの流量を増加できるので、燃焼室７に還流される排気ガスの流量を維持し、排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【０１１８】
また、本実施の形態における制御装置は、ＥＧＲ通路７９を通る排気ガスを、エンジン１を冷却する冷却水との熱交換により冷却するので、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５に吸入される混合気の温度を低下させて、コンプレッサ６５に付着しているデポジットを除去した後、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、フィードバック制御における学習制御量を減少させることができるので、コンプレッサ６５の目標過給圧に対する実際の過給圧の追従性を向上できる。
【０１２０】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５が空気を圧縮するときの目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態における制御装置は、コンプレッサ６５における目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするために行われるノズル８６ａの開度に対するフィードバック制御の学習制御量が所定値以上であることを条件として、コンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することができる。
【０１２２】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１００が、通常モードにおいて第１モードに基づく制御を実行する場合について説明したが、以下に図７を参照して説明するように、通常モードにおいて第３モードに基づく制御を実行してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、図７に示す時刻ｔ１以前に、第３モードに基づき低圧ＥＧＲ装置７８により排気ガスを還流させる制御（ＬＰＬ−ＥＧＲ）を行っている。この第３モードでは、ＥＧＲ通路７９を介して排気ガスをコンプレッサ６５の吸入側に還流する一方、ＥＧＲ通路３４を介して吸気マニホールド１１ａに排気ガスを還流することはない。
【０１２３】
そして、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１でコンプレッサ６５の圧縮効率が所定値よりも低下すると、低圧ＥＧＲ装置７８および高圧ＥＧＲ装置３０により排気ガスを還流させる掃除モード（ＨＰＬ−ＥＧＲ、ＬＰＬ−ＥＧＲ）に切り換える。ここで、ＥＣＵ１００は、第３モードから掃除モードに切り換えた後も、実際の排気ガスの還流量が、必要ＥＧＲ量（還流する排気ガスの目標値）を満たすように、ＥＧＲバルブ３２、８０の開度を制御する。したがって、エンジン１の排気エミッションが悪化（増加）することを回避できる。
【０１２４】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャ６３の過給圧を制御する際にＰＩＤ制御を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ１００は、ＰＩ制御など学習制御量を用いるフィードバック制御を実行すればよい。
【０１２５】
また、以上の説明においては、エンジン１がディーゼルエンジンである例について説明したが、エンジン１は、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジンなどであってもよい。例えば、ガソリンエンジンにＥＧＲ装置を設けると、エンジンの空気の吸入時におけるポンピングロスを低減させ、燃料消費率を低減することができる。
【０１２６】
また、本発明の実施形態における制御装置は、エンジン１として、燃料が燃焼室７に直接噴射される筒内噴射式エンジンを説明しているが、エンジン１は、吸入ポートに燃料が噴射されるように構成されたエンジンであってもよい。
【０１２７】
また、本発明の実施形態における制御装置は、エンジンおよび電動モータが車輪に動力伝達可能に接続されている車両、つまり、ハイブリッド車両に適用されてもよい。
【０１２８】
また、本発明の実施の形態におけるＬＰＬ−ＥＧＲシステムのレイアウトは一例である。例えば、タービン６４を通過した排気ガスに対する触媒として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）、ＮＳＲ（NOx Storage Reduction）などを使用してもよい。また、図２に示した遠心式圧縮器（ターボチャージャ６３）の構成は一例であり、この構成に限定されるものではない。
【０１２９】
以上のように、本発明に係る制御装置は、ターボチャージャおよびブローバイガス還流装置を有する車両において、別部材を設けることなく、ターボチャージャのコンプレッサに付着したデポジットを除去できるという効果を奏するものであり、内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ エンジン（内燃機関）
５ 気筒
７ 燃焼室
１１ａ 吸気マニホールド（吸気通路）
１２ａ 排気マニホールド（排気通路）
１８ スロットルバルブ
２１ 冷却水温センサ
２２ エアフロメータ
２４ 圧力センサ
２９ アクセル開度センサ
３０ 高圧ＥＧＲ装置（もう一つの還流部）
３２ ＥＧＲバルブ（流量制御部）
３４ ＥＧＲ通路（もう一つの還流通路）
３８ 外気温センサ
４３ 排気通路
４５ 排気管
４８ ブローバイガス還流装置（第２の還流部）
６０ 第１吸気通路（吸気通路）
６１ 第２吸気通路（吸気通路）
６３ ターボチャージャ（過給機）
６４ タービン
６５ コンプレッサ
７２ デフューザ
７４ ブローバイガス還流経路（第２の還流通路）
７８ 低圧ＥＧＲ装置（第１の還流部）
７９ ＥＧＲ通路（第１の還流通路）
８０ ＥＧＲバルブ（温度制御部）
８１ ＥＧＲクーラ
８５ 過給圧センサ（圧縮効率判断部）
８６ タービンホイール
８６ａ ノズル
８７ アクチュエータ
９０ コンプレッサホイール
１００ ＥＣＵ（制御装置、制御部、温度制御部、流量制御部、圧縮効率判断部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を第１の還流通路を介して吸入通路に還流させる第１の還流部と、前記内燃機関の燃焼室から漏れたブローバイガスを第２の還流通路を介して前記吸入通路に還流させる第２の還流部と、前記第１の還流部から還流した排気ガスおよび前記第２の還流部から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室に供給する過給機と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、
前記過給機による混合気の圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、
前記過給機の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を前記温度制御部に低下させる制御部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量を減少させることにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を、前記過給機より上流側の排気通路からもう一つの還流通路を介して前記過給機より下流側の前記吸入通路に還流するもう一つの還流部と、
前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を制御する流量制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度制御部により前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量が減少されたことを条件として、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を増加させるよう前記流量制御部を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記温度制御部は、前記第１の還流通路を通る排気ガスを、前記内燃機関を冷却する冷却水との熱交換により冷却することにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、
前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行うとともに、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させた後、前記過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、前記フィードバック制御における学習制御量を減少させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記圧縮効率判断部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、
前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行い、
前記圧縮効率判断部は、前記フィードバック制御における学習制御量が所定値以上であることを条件として、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を第１の還流通路を介して吸入通路に還流させる第１の還流部と、前記内燃機関の燃焼室から漏れたブローバイガスを第２の還流通路を介して前記吸入通路に還流させる第２の還流部と、前記第１の還流部から還流した排気ガスおよび前記第２の還流部から還流したブローバイガスを含む混合気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室に供給する過給機と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を制御する温度制御部と、
前記過給機による混合気の圧縮効率を判断する圧縮効率判断部と、
前記過給機の圧縮効率が予め定められた所定値以下であることを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を前記温度制御部に低下させる制御部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量を減少させることにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスの一部を、前記過給機より上流側の排気通路からもう一つの還流通路を介して前記過給機より下流側の前記吸入通路に還流するもう一つの還流部と、
前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を制御する流量制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度制御部により前記第１の還流通路を介して前記吸入通路に還流される排気ガスの流量が減少されたことを条件として、前記もう一つの還流通路を介して前記燃焼室に還流される排気ガスの流量を増加させるよう前記流量制御部を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記温度制御部は、前記第１の還流通路を通る排気ガスを、前記内燃機関を冷却する冷却水との熱交換により冷却することにより、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、
前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行うとともに、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したことを条件として、前記吸入通路から前記過給機に吸入される混合気の温度を低下させた後、前記過給機の圧縮効率が所定値まで回復したことを条件として、前記フィードバック制御における学習制御量を減少させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記圧縮効率判断部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差に基づいて、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したか否かを判断することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記過給機は、排気ガスの運動エネルギーにより回転するタービンと、前記排気ガスの運動エネルギーを開度に応じて調節可能なノズルと、を有し、
前記制御部は、前記過給機の目標過給圧と実際の過給圧との偏差を小さくするよう、学習制御量を用いて前記ノズルの開度を変化させるフィードバック制御を行い、
前記圧縮効率判断部は、前記フィードバック制御における学習制御量が所定値以上であることを条件として、前記過給機の圧縮効率が所定値よりも低下したと判断することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４１５９８（Ｐ２０１２−２４１５９８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１６３３（Ｐ２０１１−１１１６３３）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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