過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置
【課題】吸気通路に配設された機器をＥＧＲガスから保護すると共に、ＥＧＲガスを含んだ吸気の過給によってノッキングを回避しつつより高出力を図ることができる過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置を提供する。
【解決手段】吸気通路４に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機（スーパーチャージャー２１）と、過給機（スーパーチャージャー２１）の駆動により、排気通路２７から過給機（スーパーチャージャー２１）より上流側の吸気通路４へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路（第１ＥＧＲ通路３１，第２ＥＧＲ通路３３）と、ＥＧＲ通路（第２ＥＧＲ通路３３）に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁（過給用ＥＧＲ制御バルブ３７）と、吸気通路４におけるＥＧＲ通路（第２ＥＧＲ通路３３）との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路４の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁４９と、を含んで構成した。
【解決手段】吸気通路４に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機（スーパーチャージャー２１）と、過給機（スーパーチャージャー２１）の駆動により、排気通路２７から過給機（スーパーチャージャー２１）より上流側の吸気通路４へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路（第１ＥＧＲ通路３１，第２ＥＧＲ通路３３）と、ＥＧＲ通路（第２ＥＧＲ通路３３）に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁（過給用ＥＧＲ制御バルブ３７）と、吸気通路４におけるＥＧＲ通路（第２ＥＧＲ通路３３）との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路４の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁４９と、を含んで構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路に過給機を備えると共に、排気の一部を吸気通路へ還流させること（以下、ＥＧＲとする）が可能な過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置に関し、特に、吸気通路に配設された機器をＥＧＲガスから保護する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のエンジンは、過給機と、該過給機をバイパスする吸気バイパス通路と、該吸気バイパス通路に介設されたバイパスバルブとを備え、排気を過給機上流側の吸気通路へ供給するＥＧＲ通路を備えている。
【０００３】
そして、エンジン運転状態が過給運転領域でかつＥＧＲ領域にあってＥＧＲ通路からの排気の供給が行われている状態から、エンジン運転状態が非過給運転領域側に移行したときに、バイパスバルブの開放（過給停止）に先立ってＥＧＲ通路からの排気の供給を停止（ＥＧＲコントロールバルブを閉鎖）させ、吸気通路におけるＥＧＲガスを掃気して、吸気系にＥＧＲガスが残存することを回避している。
【特許文献１】特開平５−２５６２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、吸気通路内から掃気される前のＥＧＲガスが、吸気通路におけるＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられた機器（例えば、エアフローメータのデバイスやエアクリーナのフィルタなど）の性能を低下させてしまう懸念がある。
【０００５】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、吸気通路に配設された機器をＥＧＲガスから保護すると共に、ＥＧＲガスを含んだ吸気の過給によってノッキングを回避しつつ、より高出力を図ることができる過給機付エンジンのＥＧＲ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】
【０００６】
このため本発明は、吸気通路に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機と、前記過給機の駆動により、排気通路から前記過給機より上流側の吸気通路へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁と、前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁と、を含んで構成した。
【発明の効果】
【０００７】
以上の構成によって、吸気通路に設けられた過給機と、ＥＧＲ制御弁を介装したＥＧＲ通路と、を備えた構成において、逆流防止弁が、環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する。
【０００８】
これにより、逆流防止弁より上流側の吸気通路に設けられた機器を、排気から保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるエンジンのシステム構成を示す図である。図１において、エンジン１の各シリンダ３内には、吸気通路４のエアクリーナ５で浄化されエアフローメータ７で計量された空気が、吸気流量を調節するスロットル弁９，吸気弁１１を介して吸引される。スロットル弁９は、例えば電子制御によって開閉駆動される。
【００１０】
エンジン１の各シリンダ３には、燃焼室３ａ内に直接燃料（ガソリン）を噴射する電磁式の燃料噴射弁１３がそれぞれに設けられ、燃料噴射弁１３から噴射された燃料によってシリンダ３内に混合気が形成される。
【００１１】
シリンダ３内の混合気は、点火栓１５による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁１７を介して排出され、触媒１９で浄化されて大気中に放出される。
また、エアフローメータ７下流側かつスロットル弁９上流側の吸気通路４には、吸気を圧縮して供給する過給機として、スーパーチャージャー２１が介装されている。スーパーチャージャー２１は、クランクシャフト（図示せず）によって駆動される機械式の過給機である。
【００１２】
尚、アイドル等においてスーパーチャージャー２１の機械駆動を停止させたり、スーパーチャージャー２１の機械駆動をその要求後迅速に開始させたりするべく、スーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に、図示しないクラッチ（例えば電磁クラッチ）を介装してある。このクラッチにより、前記クランクシャフトからスーパーチャージャー２１への駆動力の伝達及び遮断を切り換え可能となっている。
【００１３】
また、吸気通路４には、スーパーチャージャー２１をパイパスするパイパス通路２３が設けられ、このパイパス通路２３には、バイパスバルブ２５が介装されている。そして、バイパスバルブ２５の開度によりパイパスの流量を調整することで、過給圧を調整できるようになっている。
【００１４】
さらに、パイパス通路２３の下流側端部とスロットル弁９との間の吸気通路４には、スーパーチャージャー２１で圧縮されて温度上昇した空気を冷却して吸気の充填効率を確保するためのインタークーラ２６が設けられている。
【００１５】
尚、吸気弁１１又は排気弁１７の少なくとも一方の開閉タイミング及び／又はリフト量を可変とする可変動弁機構を備えて、スーパーチャージャー２１の過給による耐ノック性の低下を前記可変動弁機構により抑制する構成としてもよい。
【００１６】
触媒１９下流側の排気通路２７には、第１ＥＧＲ通路３１の一端が連通し、第１ＥＧＲ通路３１の他端（吸気側端部）は、第２ＥＧＲ通路３３の一端及び第３ＥＧＲ通路３５の一端に連通している。
【００１７】
第２ＥＧＲ通路３３の他端（吸気側端部）は、エアフローメータ７より下流側かつパイパス通路２３の上流側端部より上流側の吸気通路４に連通している。
第３ＥＧＲ通路３５の他端（吸気側端部）は、スロットル弁９下流側の吸気通路４（吸気ポート）に連通している。
【００１８】
第２ＥＧＲ通路３３には、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が介装され、第３ＥＧＲ通路３５には、パーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９が介装されている。
なお、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７より排気側の第２ＥＧＲ通路３３には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４０が配設されている。
【００１９】
過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が開かれると、第２ＥＧＲ通路３３は第１ＥＧＲ通路３１へ連通し、パーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９が開かれると、第３ＥＧＲ通路３５は第１ＥＧＲ通路３１へ連通するように夫々構成されている。
【００２０】
ここで、スーパーチャージャー２１を駆動させない部分負荷運転時等にＥＧＲを行うときは、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じかつパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９を開けた状態とし、第１ＥＧＲ通路３１と第３ＥＧＲ通路３５とを連通させ、スロットル弁９の開度減少によって負圧とされたスロットル弁９下流側の吸気通路４へＥＧＲガスを供給するようになっている。
【００２１】
一方、スーパーチャージャー２１を駆動させながらの運転時等にＥＧＲを行うときは、スロットル弁９の開度増加によって前記負圧の効果が弱まるため、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を開けかつパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９を閉じた状態とし、第１ＥＧＲ通路３１と第２ＥＧＲ通路３３とを連通させ、スーパーチャージャー２１上流側の吸気通路４へＥＧＲガスを供給するようになっている。
【００２２】
なお、第２ＥＧＲ通路３３の吸気側端部をスーパーチャージャー２１の上流側の吸気通路４へ連通させているため、第２ＥＧＲ通路３３の吸気側出口端が吸気通路４における過給圧が加わらない部分になるので、過給圧によりＥＧＲ供給が妨げられることなく排気が還流され、十分な排気環流率を確保することが可能となっている。
【００２３】
また、第１ＥＧＲ通路３１の排気側端部を触媒１９の下流側の排気通路２７へ連通させ、触媒１９を通過した後の排気を還流させる構成としているので、排気中の煤等が触媒１９に吸着されるため、還流された排気を新気と共に過給することになるスーパーチャージャー２１に排気中の煤等が付着するのを防止することができ、スーパーチャージャー２１保護を図れる。またエンジン１（シリンダ３）の直下流の排気温度に比べて触媒１９を通過した後は、排気温度を低下することができるため、還流された排気を新気と共に過給することになるスーパーチャージャー２１の保護を図れるという効果もある。
【００２４】
マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット（ＥＣＵ）４１は、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射弁１３による燃料噴射及び点火栓１５による点火（図示しない点火コイルへの通電）を制御すると共に、スロットル弁９の開度を制御する。
【００２５】
また、ＥＣＵ４１は、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、スーパーチャージャー２１の駆動と、前記クラッチの接続又は遮断と、を制御し、さらに、スーパーチャージャー２１の駆動時にはバイパスバルブ２５の開度を制御して過給圧を制御する。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ４１は、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７及びパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９の開度制御も行う。
前記各種センサとしては、吸入空気量を検出する上述のエアフローメータ７のほか、インタークーラ２６下流側かつスロットル弁９上流側の吸気通路４の圧力を検出する圧力センサ４３、スロットル弁９下流側かつ第３ＥＧＲ通路３５吸気側端部の上流側の吸気通路４（吸気ポート）の圧力を検出する圧力センサ４５、触媒１９下流側かつ第１ＥＧＲ通路３１の排気側端部の上流側の排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサ４７等が設けられている。
【００２７】
その他の前記各種センサとして、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ、車速ＶＳＰを検出する車速センサ、クランク角を検出するクランク角センサ、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ等も設けられている。
【００２８】
尚、前記クランク角センサから前記クランクシャフトの回転に同期して出力される検出信号に基づき、ＥＣＵ４１がエンジン回転速度を演算する構成となっている。
ところで、第１ＥＧＲ通路３１及び第２ＥＧＲ通路３３を介してＥＧＲを行っているときにアクセルペダルの踏み込みを解除する（アクセルペダルを離す）などした場合、スロットル弁９が閉じ、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残りやすくなる。そして、このＥＧＲガスが、吸気通路４のエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置まで逆流すれば、温度の高いガスに曝されたり、ＥＧＲガスの煤等が付着したりすることでエアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等の性能を低下させる懸念がある。
【００２９】
そこで、本実施形態では、エアフローメータ７より下流側かつ第２ＥＧＲ通路３３の吸気側端部より上流側に、ＥＣＵ４１によって開度を制御される逆流防止弁４９を設け、ＥＧＲガスが逆流する条件で、逆流防止弁４９の開度を減少させることで、エアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等をＥＧＲガスから保護する。
【００３０】
ここで、図２のフローチャートに基づいてＥＣＵ４１による制御を説明する。
ステップＳ１では、ＥＧＲ領域での運転中であるか判定する。
ステップＳ１でＥＧＲ領域での運転中でないと判定したときはリターンとなり、ＥＧＲ領域での運転中であると判定したときはステップＳ２へ進む。
【００３１】
ステップＳ２では、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が開かれた状態でスーパーチャージャー２１の駆動により過給が行われているか、即ち、過給を行いながら第２ＥＧＲ通路３３を介してＥＧＲが行われているか判定する（このようなＥＧＲを、以下、過給ＥＧＲとする）。
【００３２】
ステップＳ２で過給ＥＧＲが行われていないと判定したときはリターンとなり、過給ＥＧＲが行われていると判定したときはステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、過給ＥＧＲを停止する要求があるか判定する。
【００３３】
ステップＳ３で過給ＥＧＲを停止する要求がないと判定したときはリターンとなり、過給ＥＧＲを停止する要求があると判定したときはステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じ、ステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、燃料噴射弁１３の燃料噴射停止による燃料カットが、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから所定時間内に行われたか判定する。
なお、燃料カットは、例えば、下り坂での減速時など、前記アクセルペダルの踏み込みがなくかつエンジン回転速度が所定値（アイドル回転速度よりも高い値）以上である状態のときに行われるようになっている。
【００３５】
前記所定時間は、例えば、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてからスロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気を完了させるのに必要な最低限の時間として設定するのがよい。
【００３６】
即ち、前記所定時間を適切に設定することで、燃料カットが、ＥＧＲガスの掃気を完了させるのに必要な時間の経過前に行われたか否かを判定する。
そのため、前記所定時間を掃気完了に必要な時間よりも過度に長くしてしまうと、掃気完了の時間を越えてのタイミングでの燃料カットか否かを確実に検知できるが、スロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気完了後（スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残る懸念がなくなった後）、しばらく経った後の時間までに行われた燃料カットをも検知することになってしまう。
【００３７】
逆に、前記所定時間が短すぎると、スロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気が完了していない状態での燃料カットを正確に検知できなくなってしまう場合がある。
ステップＳ５で燃料カットが過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから前記所定時間内に行われなかったと判定したときは、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残る懸念がないと判断してリターンとなる。
【００３８】
一方、ステップＳ５で燃料カットが過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから前記所定時間内に行われたと判定したときは、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残りやすい状態であると判断し、ステップＳ６へ進む。
【００３９】
ステップＳ６では、逆流防止弁４９を閉じ、その後、スロットル弁９の開度を所定開度以上（例えば全開）とする。該所定開度は、例えば、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスを、スロットル弁９の下流側へと支障なく掃気できる最低限の開度として設定するのがよい。
【００４０】
これにより、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスは、スロットル弁９の下流側へと掃気され、各シリンダ３を介して排気通路２７へと排出されるため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置への逆流が防止される。
【００４１】
ここにおいて、ステップＳ５で前記所定時間が経過する前に燃料カットが検知されたときは、該所定時間が経過するのを待たずに、即座にステップＳ６へ進むようにするとよい。これにより、燃料カットの検知後、迅速に逆流防止弁４９を閉じ、ＥＧＲガスがエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４２】
なお、スロットル弁９の上流側と下流側との圧力差が大きい状態でスロットル弁９の開度を急に増加させてしまうと、トルクショックが大きくなって運転性が低下してしまうため、圧力センサ４３，４５によって検出される該圧力差が大きいときほど、スロットル弁９の開度増加速度を低下させるように制御するとよい。
【００４３】
ステップＳ６の処理後は、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記クランクシャフトに連結されたスーパーチャージャー２１を駆動してエンジンブレーキを発生させ、バイパスバルブ２５の開度制御を行ってエンジンブレーキの大きさを調整する。
【００４４】
ここにおいて、スロットル弁９が前記ステップＳ６で開度を前記所定開度以上とするように制御されてエンジンブレーキを十分に発生できなくなっているが、スーパーチャージャー２１を駆動することで、スロットル弁９によるエンジンブレーキ分を補償することができる。
【００４５】
また、このとき、スーパーチャージャー２１の駆動によって、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスが、スロットル弁９の下流側へと効率よく掃気される。
【００４６】
ここで、スーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に前記クラッチが介装されているため、スーパーチャージャー２１の駆動をその要求後迅速に開始し、ＥＧＲガスの掃気を迅速に行うことができる。
【００４７】
ステップＳ７の処理後は、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、さらにエンジンブレーキを調整する要求があるか判定する。
ステップＳ８でエンジンブレーキを調整する要求があると判定したときはステップＳ９へ進む。
【００４８】
ステップＳ９では、逆流防止弁４９の開度調整、即ち、逆流防止弁４９での吸気抵抗の調整を行って、エンジンブレーキを調整し、ステップＳ１０へ進む。
一方、ステップＳ８でエンジンブレーキを調整する要求がないと判定したときは、ステップＳ９を経ずにステップＳ１０へ進む。
【００４９】
ステップＳ１０では、アクセルペダルの踏み込み量等に基づいて、再加速の要求があるか判定する。
ステップＳ１０で再加速の要求がないと判定したときはリターンとなり、再加速の要求があると判定したときはステップＳ１１へ進む。
【００５０】
ステップＳ１１では、スーパーチャージャー２１を駆動する要求があるか判定する。
ステップＳ１１でスーパーチャージャー２１を駆動する要求があると判定したときは、急加速が要求されていると判断し、ステップＳ１２へ進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、逆流防止弁４９を開けると共に、スロットル弁９を全開とし、加速要求に応じてバイパスバルブ２５の開度を制御する。
該ステップＳ１２にかかる逆流防止弁４９，スロットル弁９及びバイパスバルブ２５の各制御については、開始する順序を設定してもよく、同時に開始してもよい。
【００５２】
例えば、該ステップＳ１２において、スロットル弁９及びバイパスバルブ２５の開度制御を開始する前に逆流防止弁４９を開けたとしても、スーパーチャージャー２１の駆動によってＥＧＲガスの掃気が促進されているため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００５３】
なお、上述のようにスーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に前記クラッチが介装されているため、スーパーチャージャー２１の駆動をその要求後迅速に開始し、新気の吸入をその要求に応じて応答性良く行うことができる。
【００５４】
一方、ステップＳ１１でスーパーチャージャー２１を駆動する要求がないと判定したときは、前記急加速よりも弱い緩加速が要求されていると判断し、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、スーパーチャージャー２１の駆動を停止し、ステップＳ１４へ進む。
【００５５】
ステップＳ１４では、加速要求に応じてスロットル弁９の開度を制御し、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、バイパスバルブ２５及び逆流防止弁４９を開ける。
【００５６】
なお、前記ステップＳ１３，Ｓ１４においてスーパーチャージャー２１の駆動停止及びスロットル弁９の開度制御を行っている間に、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間のＥＧＲガスを掃気するのに十分な時間を稼ぐことができる。したがって、その後ステップＳ１５で逆流防止弁４９を開けた際、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００５７】
また、前記ステップＳ４では、スーパーチャージャー２１は、駆動を継続しても停止してもよい。
前記ステップＳ４でスーパーチャージャー２１を駆動停止する場合は、該停止時期とは無関係に、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を設定することができる。
【００５８】
これにより、過給停止に先立ちＥＧＲを停止する従来の構成（例えば特許文献１に記載のもの）と比べて、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を長く引き延ばすこともでき、ＥＧＲを長く継続して燃費をより向上させることができる。
【００５９】
なお、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）が引き延ばされることで、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間にＥＧＲガスが残りやすくなるが、本実施形態では、逆流防止弁４９の開度を減少させることで、ＥＧＲガスがエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へ逆流することを防止できる。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行っているとき、逆流防止弁４９を閉じると共にスロットル弁９の開度を前記所定開度以上とすることで、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスは、スロットル弁９の下流側へと掃気される。
【００６１】
これにより、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置への逆流が防止されるため、エアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等をＥＧＲガスから確実に保護することができる。
【００６２】
また、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行った後の再加速時にスーパーチャージャー２１を駆動する場合は、ＥＧＲガスの掃気が促進されるため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することをより確実に防止することができる。
【００６３】
さらに、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行った後の再加速時にスーパーチャージャー２１を駆動停止する場合も、スーパーチャージャー２１の駆動停止及びスロットル弁９の開度制御を行っている間に、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間のＥＧＲガスを掃気するのに十分な時間を稼ぐことができる。したがって、その後逆流防止弁４９を開けた際、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、過給ＥＧＲの停止要求があったとき、スーパーチャージャー２１を駆動停止する時期とは無関係に、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（タイミング）を設定することができる。
【００６５】
これにより、過給停止に先立ちＥＧＲを停止する従来の構成（例えば特許文献１に記載のもの）と比べて、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を長く引き延ばすこともでき、ＥＧＲを長く継続して燃費をより向上させることができる。
【００６６】
本発明は上記説明に限られず、以下のような構成としてもよい。
まず、スーパーチャージャー２１に代えて、ターボチャージャーを設けて過給を行うこともできる。
【００６７】
また、本発明の特に簡易な実施形態として、逆流防止弁４９をＥＣＵ４１による開閉制御が不要な逆止弁で構成し、吸気通路４内における下流側から上流側へのＥＧＲガスの逆流を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態におけるエンジンのシステム構成を示す図
【図２】本発明の実施形態におけるＥＣＵによる制御を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６９】
１ エンジン
４ 吸気通路
５ エアクリーナ
７ エアフローメータ
９ スロットル弁
２１ スーパーチャージャー
２３ パイパス通路
２５ バイパスバルブ
２７ 排気通路
３１ 第１ＥＧＲ通路
３３ 第２ＥＧＲ通路
３７ 過給用ＥＧＲ制御バルブ
４１ ＥＣＵ
４３ 圧力センサ
４５ 圧力センサ
４９ 逆流防止弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路に過給機を備えると共に、排気の一部を吸気通路へ還流させること（以下、ＥＧＲとする）が可能な過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置に関し、特に、吸気通路に配設された機器をＥＧＲガスから保護する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のエンジンは、過給機と、該過給機をバイパスする吸気バイパス通路と、該吸気バイパス通路に介設されたバイパスバルブとを備え、排気を過給機上流側の吸気通路へ供給するＥＧＲ通路を備えている。
【０００３】
そして、エンジン運転状態が過給運転領域でかつＥＧＲ領域にあってＥＧＲ通路からの排気の供給が行われている状態から、エンジン運転状態が非過給運転領域側に移行したときに、バイパスバルブの開放（過給停止）に先立ってＥＧＲ通路からの排気の供給を停止（ＥＧＲコントロールバルブを閉鎖）させ、吸気通路におけるＥＧＲガスを掃気して、吸気系にＥＧＲガスが残存することを回避している。
【特許文献１】特開平５−２５６２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、吸気通路内から掃気される前のＥＧＲガスが、吸気通路におけるＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられた機器（例えば、エアフローメータのデバイスやエアクリーナのフィルタなど）の性能を低下させてしまう懸念がある。
【０００５】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、吸気通路に配設された機器をＥＧＲガスから保護すると共に、ＥＧＲガスを含んだ吸気の過給によってノッキングを回避しつつ、より高出力を図ることができる過給機付エンジンのＥＧＲ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】
【０００６】
このため本発明は、吸気通路に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機と、前記過給機の駆動により、排気通路から前記過給機より上流側の吸気通路へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁と、前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁と、を含んで構成した。
【発明の効果】
【０００７】
以上の構成によって、吸気通路に設けられた過給機と、ＥＧＲ制御弁を介装したＥＧＲ通路と、を備えた構成において、逆流防止弁が、環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する。
【０００８】
これにより、逆流防止弁より上流側の吸気通路に設けられた機器を、排気から保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるエンジンのシステム構成を示す図である。図１において、エンジン１の各シリンダ３内には、吸気通路４のエアクリーナ５で浄化されエアフローメータ７で計量された空気が、吸気流量を調節するスロットル弁９，吸気弁１１を介して吸引される。スロットル弁９は、例えば電子制御によって開閉駆動される。
【００１０】
エンジン１の各シリンダ３には、燃焼室３ａ内に直接燃料（ガソリン）を噴射する電磁式の燃料噴射弁１３がそれぞれに設けられ、燃料噴射弁１３から噴射された燃料によってシリンダ３内に混合気が形成される。
【００１１】
シリンダ３内の混合気は、点火栓１５による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁１７を介して排出され、触媒１９で浄化されて大気中に放出される。
また、エアフローメータ７下流側かつスロットル弁９上流側の吸気通路４には、吸気を圧縮して供給する過給機として、スーパーチャージャー２１が介装されている。スーパーチャージャー２１は、クランクシャフト（図示せず）によって駆動される機械式の過給機である。
【００１２】
尚、アイドル等においてスーパーチャージャー２１の機械駆動を停止させたり、スーパーチャージャー２１の機械駆動をその要求後迅速に開始させたりするべく、スーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に、図示しないクラッチ（例えば電磁クラッチ）を介装してある。このクラッチにより、前記クランクシャフトからスーパーチャージャー２１への駆動力の伝達及び遮断を切り換え可能となっている。
【００１３】
また、吸気通路４には、スーパーチャージャー２１をパイパスするパイパス通路２３が設けられ、このパイパス通路２３には、バイパスバルブ２５が介装されている。そして、バイパスバルブ２５の開度によりパイパスの流量を調整することで、過給圧を調整できるようになっている。
【００１４】
さらに、パイパス通路２３の下流側端部とスロットル弁９との間の吸気通路４には、スーパーチャージャー２１で圧縮されて温度上昇した空気を冷却して吸気の充填効率を確保するためのインタークーラ２６が設けられている。
【００１５】
尚、吸気弁１１又は排気弁１７の少なくとも一方の開閉タイミング及び／又はリフト量を可変とする可変動弁機構を備えて、スーパーチャージャー２１の過給による耐ノック性の低下を前記可変動弁機構により抑制する構成としてもよい。
【００１６】
触媒１９下流側の排気通路２７には、第１ＥＧＲ通路３１の一端が連通し、第１ＥＧＲ通路３１の他端（吸気側端部）は、第２ＥＧＲ通路３３の一端及び第３ＥＧＲ通路３５の一端に連通している。
【００１７】
第２ＥＧＲ通路３３の他端（吸気側端部）は、エアフローメータ７より下流側かつパイパス通路２３の上流側端部より上流側の吸気通路４に連通している。
第３ＥＧＲ通路３５の他端（吸気側端部）は、スロットル弁９下流側の吸気通路４（吸気ポート）に連通している。
【００１８】
第２ＥＧＲ通路３３には、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が介装され、第３ＥＧＲ通路３５には、パーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９が介装されている。
なお、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７より排気側の第２ＥＧＲ通路３３には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４０が配設されている。
【００１９】
過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が開かれると、第２ＥＧＲ通路３３は第１ＥＧＲ通路３１へ連通し、パーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９が開かれると、第３ＥＧＲ通路３５は第１ＥＧＲ通路３１へ連通するように夫々構成されている。
【００２０】
ここで、スーパーチャージャー２１を駆動させない部分負荷運転時等にＥＧＲを行うときは、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じかつパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９を開けた状態とし、第１ＥＧＲ通路３１と第３ＥＧＲ通路３５とを連通させ、スロットル弁９の開度減少によって負圧とされたスロットル弁９下流側の吸気通路４へＥＧＲガスを供給するようになっている。
【００２１】
一方、スーパーチャージャー２１を駆動させながらの運転時等にＥＧＲを行うときは、スロットル弁９の開度増加によって前記負圧の効果が弱まるため、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を開けかつパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９を閉じた状態とし、第１ＥＧＲ通路３１と第２ＥＧＲ通路３３とを連通させ、スーパーチャージャー２１上流側の吸気通路４へＥＧＲガスを供給するようになっている。
【００２２】
なお、第２ＥＧＲ通路３３の吸気側端部をスーパーチャージャー２１の上流側の吸気通路４へ連通させているため、第２ＥＧＲ通路３３の吸気側出口端が吸気通路４における過給圧が加わらない部分になるので、過給圧によりＥＧＲ供給が妨げられることなく排気が還流され、十分な排気環流率を確保することが可能となっている。
【００２３】
また、第１ＥＧＲ通路３１の排気側端部を触媒１９の下流側の排気通路２７へ連通させ、触媒１９を通過した後の排気を還流させる構成としているので、排気中の煤等が触媒１９に吸着されるため、還流された排気を新気と共に過給することになるスーパーチャージャー２１に排気中の煤等が付着するのを防止することができ、スーパーチャージャー２１保護を図れる。またエンジン１（シリンダ３）の直下流の排気温度に比べて触媒１９を通過した後は、排気温度を低下することができるため、還流された排気を新気と共に過給することになるスーパーチャージャー２１の保護を図れるという効果もある。
【００２４】
マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット（ＥＣＵ）４１は、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射弁１３による燃料噴射及び点火栓１５による点火（図示しない点火コイルへの通電）を制御すると共に、スロットル弁９の開度を制御する。
【００２５】
また、ＥＣＵ４１は、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、スーパーチャージャー２１の駆動と、前記クラッチの接続又は遮断と、を制御し、さらに、スーパーチャージャー２１の駆動時にはバイパスバルブ２５の開度を制御して過給圧を制御する。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ４１は、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７及びパーシャル用ＥＧＲ制御バルブ３９の開度制御も行う。
前記各種センサとしては、吸入空気量を検出する上述のエアフローメータ７のほか、インタークーラ２６下流側かつスロットル弁９上流側の吸気通路４の圧力を検出する圧力センサ４３、スロットル弁９下流側かつ第３ＥＧＲ通路３５吸気側端部の上流側の吸気通路４（吸気ポート）の圧力を検出する圧力センサ４５、触媒１９下流側かつ第１ＥＧＲ通路３１の排気側端部の上流側の排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサ４７等が設けられている。
【００２７】
その他の前記各種センサとして、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ、車速ＶＳＰを検出する車速センサ、クランク角を検出するクランク角センサ、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ等も設けられている。
【００２８】
尚、前記クランク角センサから前記クランクシャフトの回転に同期して出力される検出信号に基づき、ＥＣＵ４１がエンジン回転速度を演算する構成となっている。
ところで、第１ＥＧＲ通路３１及び第２ＥＧＲ通路３３を介してＥＧＲを行っているときにアクセルペダルの踏み込みを解除する（アクセルペダルを離す）などした場合、スロットル弁９が閉じ、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残りやすくなる。そして、このＥＧＲガスが、吸気通路４のエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置まで逆流すれば、温度の高いガスに曝されたり、ＥＧＲガスの煤等が付着したりすることでエアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等の性能を低下させる懸念がある。
【００２９】
そこで、本実施形態では、エアフローメータ７より下流側かつ第２ＥＧＲ通路３３の吸気側端部より上流側に、ＥＣＵ４１によって開度を制御される逆流防止弁４９を設け、ＥＧＲガスが逆流する条件で、逆流防止弁４９の開度を減少させることで、エアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等をＥＧＲガスから保護する。
【００３０】
ここで、図２のフローチャートに基づいてＥＣＵ４１による制御を説明する。
ステップＳ１では、ＥＧＲ領域での運転中であるか判定する。
ステップＳ１でＥＧＲ領域での運転中でないと判定したときはリターンとなり、ＥＧＲ領域での運転中であると判定したときはステップＳ２へ進む。
【００３１】
ステップＳ２では、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７が開かれた状態でスーパーチャージャー２１の駆動により過給が行われているか、即ち、過給を行いながら第２ＥＧＲ通路３３を介してＥＧＲが行われているか判定する（このようなＥＧＲを、以下、過給ＥＧＲとする）。
【００３２】
ステップＳ２で過給ＥＧＲが行われていないと判定したときはリターンとなり、過給ＥＧＲが行われていると判定したときはステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、過給ＥＧＲを停止する要求があるか判定する。
【００３３】
ステップＳ３で過給ＥＧＲを停止する要求がないと判定したときはリターンとなり、過給ＥＧＲを停止する要求があると判定したときはステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じ、ステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、燃料噴射弁１３の燃料噴射停止による燃料カットが、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから所定時間内に行われたか判定する。
なお、燃料カットは、例えば、下り坂での減速時など、前記アクセルペダルの踏み込みがなくかつエンジン回転速度が所定値（アイドル回転速度よりも高い値）以上である状態のときに行われるようになっている。
【００３５】
前記所定時間は、例えば、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてからスロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気を完了させるのに必要な最低限の時間として設定するのがよい。
【００３６】
即ち、前記所定時間を適切に設定することで、燃料カットが、ＥＧＲガスの掃気を完了させるのに必要な時間の経過前に行われたか否かを判定する。
そのため、前記所定時間を掃気完了に必要な時間よりも過度に長くしてしまうと、掃気完了の時間を越えてのタイミングでの燃料カットか否かを確実に検知できるが、スロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気完了後（スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残る懸念がなくなった後）、しばらく経った後の時間までに行われた燃料カットをも検知することになってしまう。
【００３７】
逆に、前記所定時間が短すぎると、スロットル弁９下流側へのＥＧＲガスの掃気が完了していない状態での燃料カットを正確に検知できなくなってしまう場合がある。
ステップＳ５で燃料カットが過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから前記所定時間内に行われなかったと判定したときは、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残る懸念がないと判断してリターンとなる。
【００３８】
一方、ステップＳ５で燃料カットが過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じてから前記所定時間内に行われたと判定したときは、スロットル弁９上流側にＥＧＲガスが残りやすい状態であると判断し、ステップＳ６へ進む。
【００３９】
ステップＳ６では、逆流防止弁４９を閉じ、その後、スロットル弁９の開度を所定開度以上（例えば全開）とする。該所定開度は、例えば、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスを、スロットル弁９の下流側へと支障なく掃気できる最低限の開度として設定するのがよい。
【００４０】
これにより、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスは、スロットル弁９の下流側へと掃気され、各シリンダ３を介して排気通路２７へと排出されるため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置への逆流が防止される。
【００４１】
ここにおいて、ステップＳ５で前記所定時間が経過する前に燃料カットが検知されたときは、該所定時間が経過するのを待たずに、即座にステップＳ６へ進むようにするとよい。これにより、燃料カットの検知後、迅速に逆流防止弁４９を閉じ、ＥＧＲガスがエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４２】
なお、スロットル弁９の上流側と下流側との圧力差が大きい状態でスロットル弁９の開度を急に増加させてしまうと、トルクショックが大きくなって運転性が低下してしまうため、圧力センサ４３，４５によって検出される該圧力差が大きいときほど、スロットル弁９の開度増加速度を低下させるように制御するとよい。
【００４３】
ステップＳ６の処理後は、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記クランクシャフトに連結されたスーパーチャージャー２１を駆動してエンジンブレーキを発生させ、バイパスバルブ２５の開度制御を行ってエンジンブレーキの大きさを調整する。
【００４４】
ここにおいて、スロットル弁９が前記ステップＳ６で開度を前記所定開度以上とするように制御されてエンジンブレーキを十分に発生できなくなっているが、スーパーチャージャー２１を駆動することで、スロットル弁９によるエンジンブレーキ分を補償することができる。
【００４５】
また、このとき、スーパーチャージャー２１の駆動によって、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスが、スロットル弁９の下流側へと効率よく掃気される。
【００４６】
ここで、スーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に前記クラッチが介装されているため、スーパーチャージャー２１の駆動をその要求後迅速に開始し、ＥＧＲガスの掃気を迅速に行うことができる。
【００４７】
ステップＳ７の処理後は、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、さらにエンジンブレーキを調整する要求があるか判定する。
ステップＳ８でエンジンブレーキを調整する要求があると判定したときはステップＳ９へ進む。
【００４８】
ステップＳ９では、逆流防止弁４９の開度調整、即ち、逆流防止弁４９での吸気抵抗の調整を行って、エンジンブレーキを調整し、ステップＳ１０へ進む。
一方、ステップＳ８でエンジンブレーキを調整する要求がないと判定したときは、ステップＳ９を経ずにステップＳ１０へ進む。
【００４９】
ステップＳ１０では、アクセルペダルの踏み込み量等に基づいて、再加速の要求があるか判定する。
ステップＳ１０で再加速の要求がないと判定したときはリターンとなり、再加速の要求があると判定したときはステップＳ１１へ進む。
【００５０】
ステップＳ１１では、スーパーチャージャー２１を駆動する要求があるか判定する。
ステップＳ１１でスーパーチャージャー２１を駆動する要求があると判定したときは、急加速が要求されていると判断し、ステップＳ１２へ進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、逆流防止弁４９を開けると共に、スロットル弁９を全開とし、加速要求に応じてバイパスバルブ２５の開度を制御する。
該ステップＳ１２にかかる逆流防止弁４９，スロットル弁９及びバイパスバルブ２５の各制御については、開始する順序を設定してもよく、同時に開始してもよい。
【００５２】
例えば、該ステップＳ１２において、スロットル弁９及びバイパスバルブ２５の開度制御を開始する前に逆流防止弁４９を開けたとしても、スーパーチャージャー２１の駆動によってＥＧＲガスの掃気が促進されているため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００５３】
なお、上述のようにスーパーチャージャー２１と前記クランクシャフトとの間の駆動力の伝達経路に前記クラッチが介装されているため、スーパーチャージャー２１の駆動をその要求後迅速に開始し、新気の吸入をその要求に応じて応答性良く行うことができる。
【００５４】
一方、ステップＳ１１でスーパーチャージャー２１を駆動する要求がないと判定したときは、前記急加速よりも弱い緩加速が要求されていると判断し、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、スーパーチャージャー２１の駆動を停止し、ステップＳ１４へ進む。
【００５５】
ステップＳ１４では、加速要求に応じてスロットル弁９の開度を制御し、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、バイパスバルブ２５及び逆流防止弁４９を開ける。
【００５６】
なお、前記ステップＳ１３，Ｓ１４においてスーパーチャージャー２１の駆動停止及びスロットル弁９の開度制御を行っている間に、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間のＥＧＲガスを掃気するのに十分な時間を稼ぐことができる。したがって、その後ステップＳ１５で逆流防止弁４９を開けた際、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００５７】
また、前記ステップＳ４では、スーパーチャージャー２１は、駆動を継続しても停止してもよい。
前記ステップＳ４でスーパーチャージャー２１を駆動停止する場合は、該停止時期とは無関係に、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を設定することができる。
【００５８】
これにより、過給停止に先立ちＥＧＲを停止する従来の構成（例えば特許文献１に記載のもの）と比べて、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を長く引き延ばすこともでき、ＥＧＲを長く継続して燃費をより向上させることができる。
【００５９】
なお、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）が引き延ばされることで、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間にＥＧＲガスが残りやすくなるが、本実施形態では、逆流防止弁４９の開度を減少させることで、ＥＧＲガスがエアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へ逆流することを防止できる。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行っているとき、逆流防止弁４９を閉じると共にスロットル弁９の開度を前記所定開度以上とすることで、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間に残されたＥＧＲガスは、スロットル弁９の下流側へと掃気される。
【００６１】
これにより、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置への逆流が防止されるため、エアフローメータ７のデバイスやエアクリーナ５のフィルタ等をＥＧＲガスから確実に保護することができる。
【００６２】
また、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行った後の再加速時にスーパーチャージャー２１を駆動する場合は、ＥＧＲガスの掃気が促進されるため、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することをより確実に防止することができる。
【００６３】
さらに、過給ＥＧＲを停止して燃料カットを行った後の再加速時にスーパーチャージャー２１を駆動停止する場合も、スーパーチャージャー２１の駆動停止及びスロットル弁９の開度制御を行っている間に、逆流防止弁４９とスロットル弁９との間のＥＧＲガスを掃気するのに十分な時間を稼ぐことができる。したがって、その後逆流防止弁４９を開けた際、エアフローメータ７やエアクリーナ５の位置へＥＧＲガスが逆流することを確実に防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、過給ＥＧＲの停止要求があったとき、スーパーチャージャー２１を駆動停止する時期とは無関係に、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（タイミング）を設定することができる。
【００６５】
これにより、過給停止に先立ちＥＧＲを停止する従来の構成（例えば特許文献１に記載のもの）と比べて、過給用ＥＧＲ制御バルブ３７を閉じる時期（開けている時期の終期）を長く引き延ばすこともでき、ＥＧＲを長く継続して燃費をより向上させることができる。
【００６６】
本発明は上記説明に限られず、以下のような構成としてもよい。
まず、スーパーチャージャー２１に代えて、ターボチャージャーを設けて過給を行うこともできる。
【００６７】
また、本発明の特に簡易な実施形態として、逆流防止弁４９をＥＣＵ４１による開閉制御が不要な逆止弁で構成し、吸気通路４内における下流側から上流側へのＥＧＲガスの逆流を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態におけるエンジンのシステム構成を示す図
【図２】本発明の実施形態におけるＥＣＵによる制御を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６９】
１ エンジン
４ 吸気通路
５ エアクリーナ
７ エアフローメータ
９ スロットル弁
２１ スーパーチャージャー
２３ パイパス通路
２５ バイパスバルブ
２７ 排気通路
３１ 第１ＥＧＲ通路
３３ 第２ＥＧＲ通路
３７ 過給用ＥＧＲ制御バルブ
４１ ＥＣＵ
４３ 圧力センサ
４５ 圧力センサ
４９ 逆流防止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機と、
前記過給機の駆動により、排気通路から前記過給機より上流側の吸気通路へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁と、
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁と、
を含んで構成したことを特徴とする過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
前記環流された排気が逆流する条件で、前記逆流防止弁を閉じる逆流防止弁制御手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
燃料カットの条件が成立したとき、エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段を含んで構成し、
前記逆流防止弁制御手段は、前記ＥＧＲ制御弁が前記ＥＧＲ通路の排気の環流を停止した後所定時間内に燃料供給停止手段がエンジンへの燃料供給を停止したときに、前記逆流防止弁を閉じることを特徴とする請求項２に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項４】
前記過給機より下流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記逆流防止弁制御手段が逆流防止弁を閉じた後、前記スロットル弁の開度を所定開度以上とするスロットル弁開放手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項３に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項５】
前記スロットル弁の上流側及び下流側の吸気通路における吸気の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記各圧力検出手段の検出値に基づいて前記スロットル弁の上流側と下流側との吸気圧力差を算出する圧力差算出手段と、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段は、前記圧力差算出手段の算出値に応じて、前記スロットル弁の開度増加の速度を変更することを特徴とする請求項４に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項６】
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機を駆動する過給機駆動手段を含んで構成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項７】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
前記過給機駆動手段が過給機を駆動しているとき、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記バイパスバルブの開度を制御するバイパス開度制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項６に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項８】
前記逆流防止弁制御手段は、前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記逆流防止弁の開度を制御することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項９】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機の駆動を伴う加速が要求されたときは、
前記過給機を駆動した状態で、前記逆流防止弁を開けると共に、前記スロットル弁を全開とし、前記要求された加速の状態に応じて前記バイパスバルブの開度を制御することを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１０】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機の駆動を伴わない加速が要求されたときは、
前記過給機を駆動停止した状態で、前記要求された加速の状態に応じて前記スロットル弁の開度を制御した後に前記逆流防止弁及びバイパスバルブを開けることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１１】
前記過給機は、エンジンのクランクシャフトによって駆動されるスーパーチャージャーであることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１２】
前記クランクシャフトとスーパーチャージャーとの間にクラッチを介装し、
該クラッチを接続又は遮断して、スーパーチャージャーの駆動又は停止を切り換える構成としたことを特徴とする請求項１１に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１３】
前記逆流防止弁は、エアクリーナ又はエアフローメータの少なくとも一方より下流側の吸気通路に設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１】
吸気通路に設けられ、運転条件に応じて駆動される過給機と、
前記過給機の駆動により、排気通路から前記過給機より上流側の吸気通路へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に介装され、運転条件に応じて還流する排気量を制御するＥＧＲ制御弁と、
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との合流位置より上流側に設けられ、前記環流された排気が吸気通路の上流側へ逆流するのを防止する逆流防止弁と、
を含んで構成したことを特徴とする過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
前記環流された排気が逆流する条件で、前記逆流防止弁を閉じる逆流防止弁制御手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
燃料カットの条件が成立したとき、エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段を含んで構成し、
前記逆流防止弁制御手段は、前記ＥＧＲ制御弁が前記ＥＧＲ通路の排気の環流を停止した後所定時間内に燃料供給停止手段がエンジンへの燃料供給を停止したときに、前記逆流防止弁を閉じることを特徴とする請求項２に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項４】
前記過給機より下流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記逆流防止弁制御手段が逆流防止弁を閉じた後、前記スロットル弁の開度を所定開度以上とするスロットル弁開放手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項３に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項５】
前記スロットル弁の上流側及び下流側の吸気通路における吸気の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記各圧力検出手段の検出値に基づいて前記スロットル弁の上流側と下流側との吸気圧力差を算出する圧力差算出手段と、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段は、前記圧力差算出手段の算出値に応じて、前記スロットル弁の開度増加の速度を変更することを特徴とする請求項４に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項６】
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機を駆動する過給機駆動手段を含んで構成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項７】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
前記過給機駆動手段が過給機を駆動しているとき、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記バイパスバルブの開度を制御するバイパス開度制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項６に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項８】
前記逆流防止弁制御手段は、前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記逆流防止弁の開度を制御することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項９】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機の駆動を伴う加速が要求されたときは、
前記過給機を駆動した状態で、前記逆流防止弁を開けると共に、前記スロットル弁を全開とし、前記要求された加速の状態に応じて前記バイパスバルブの開度を制御することを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１０】
前記吸気通路に前記過給機をバイパスして設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介装されたバイパスバルブと、
を含んで構成し、
前記スロットル弁開放手段がスロットル弁の開度を前記所定開度以上とした状態で、前記過給機の駆動を伴わない加速が要求されたときは、
前記過給機を駆動停止した状態で、前記要求された加速の状態に応じて前記スロットル弁の開度を制御した後に前記逆流防止弁及びバイパスバルブを開けることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１１】
前記過給機は、エンジンのクランクシャフトによって駆動されるスーパーチャージャーであることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１２】
前記クランクシャフトとスーパーチャージャーとの間にクラッチを介装し、
該クラッチを接続又は遮断して、スーパーチャージャーの駆動又は停止を切り換える構成としたことを特徴とする請求項１１に記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項１３】
前記逆流防止弁は、エアクリーナ又はエアフローメータの少なくとも一方より下流側の吸気通路に設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の過給機付エンジンのＥＧＲ制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２０９７８４（Ｐ２００９−２０９７８４Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３８５７（Ｐ２００８−５３８５７）
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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