特許 6060492 内燃機関、及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6060492

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】内燃機関、及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/02 20160101AFI20170106BHJP

   F02M 26/22 20160101ALI20170106BHJP

   F02B 33/34 20060101ALI20170106BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20170106BHJP

   F02B 37/04 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/02

   F02M26/22

   F02B33/34

   F02B37/00 302F

   F02B37/04 A

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-32855(P2012-32855)

(22)【出願日】2012年2月17日

(65)【公開番号】特開2013-170455(P2013-170455A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2015年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100066865

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 信一

(74)【代理人】

【識別番号】100066854

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 賢照

(74)【代理人】

【識別番号】100117938

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 謙二

(74)【代理人】

【識別番号】100138287

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 功

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100068685

【弁理士】

【氏名又は名称】斎下 和彦

(72)【発明者】

【氏名】伊東 光

【審査官】 木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２０７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６３２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００１８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３４８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９４５８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２６／００−２６／７４

Ｆ０２Ｂ ３３／００−３７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スーパーチャージャーと、ターボチャージャーとを備える内燃機関において、
ＥＧＲガスを貯蔵するＥＧＲガスタンクを有する低圧ＥＧＲシステムを前記ターボチャージャーの排ガス下流に設けると共に、高圧ＥＧＲシステムを前記ターボチャージャーの排ガス上流に設け、
前記低圧ＥＧＲシステムに第１ＥＧＲバルブと第１ＥＧＲクーラーを、前記高圧ＥＧＲシステムに第２ＥＧＲバルブと第２ＥＧＲクーラーをそれぞれ備え、
前記制御装置が、エキゾーストマニホールド内の圧力がインレットマニホールド内の圧力以下のときに、前記第１ＥＧＲバルブを開き、前記第２ＥＧＲバルブを閉じて、前記第１ＥＧＲクーラーで冷却され、且つ前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、
エキゾーストマニホールド内の圧力がインレットマニホールド内の圧力よりも大きくなるときに、前記第１ＥＧＲバルブを閉じ、前記第２ＥＧＲバルブを開いて、前記第２ＥＧＲクーラーで冷却されたＥＧＲガスを還流する手段を備えることを特徴とする内燃機関。

【請求項2】

前記低圧ＥＧＲシステムに、ＥＧＲガスを加圧するＥＧＲ加圧ポンプを備え、
前記制御装置が、前記低圧ＥＧＲシステムで貯蔵されたＥＧＲガスを還流する前に、前記ＥＧＲ加圧ポンプでＥＧＲガスを加圧して、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記ＥＧＲ加圧ポンプを、クラッチを介して駆動軸、又は車軸と接続し、
前記制御装置が、車両の制動時に前記クラッチを接続し、車両の制動エネルギーで前記ＥＧＲ加圧ポンプを駆動する手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記制御装置が、車両の発進時と過渡時に前記スーパーチャージャーで過給する制御を行う一方で、排ガスにより前記ターボチャージャーが駆動すると、前記スーパーチャージャーを停止して、前記ターボチャージャーで過給する制御を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。

【請求項5】

スーパーチャージャー、ターボチャージャー、ＥＧＲガスを貯蔵するＥＧＲガスタンクを有する低圧ＥＧＲシステム、及び該低圧ＥＧＲシステムと駆動領域が異なる高圧ＥＧＲ
システムを備える内燃機関の制御方法であって、
車両の発進時と過渡時に前記スーパーチャージャーで過給し、排ガスにより前記ターボチャージャーが駆動すると、前記スーパーチャージャーを停止して、前記ターボチャージャーで過給する過給切換工程と、
エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力以下の場合に、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力よりも大きい場合に、前記高圧ＥＧＲシステムでＥＧＲガスを還流するＥＧＲ切換工程と、を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。

【請求項6】

前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流する前に、車両の制動エネルギーにより前記低圧ＥＧＲシステムに設けた加圧ポンプを駆動して、前記ＥＧＲガスタンクに加圧したＥＧＲガスを貯蔵する低圧ＥＧＲ貯蔵工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スーパーチャージャーとターボチャージャーとを備えると共に、作動領域の異なる二つのＥＧＲシステム（排気再循環システム）を備える内燃機関、及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の燃費向上のために動力源となるエンジンのダウンサイジングやダウンスピード化が進み、ターボチャージャーに２ステージターボやＶＧＳ（可変翼）ターボを採用して、エンジンの作動域全体で高トルクを実現し、燃費及び出力の向上を図っている。

【0003】

しかし、ターボチャージャーによる過給は、エンジンの排ガスエネルギーを使用するため、発進時、及び過渡時の過給、すなわちアイドリングからの発進時の過給や、定常運転状態から過渡時への急な移行での過給などの状態では過給の応答の遅れ、すなわちターボラグが発生する。そのため十分な空気がシリンダー内に供給されずスモークの発生や、発進トルクの不足が起きる。

【0004】

そこで、エンジンクランク軸より回転運動を取出して、過給するスーパーチャージャー（機械式過給装置）を設け、その発進トルクの改善や過渡過給特性の改善を図るものもある。

【0005】

一方、排ガス性能の向上では、排ガスを吸入空気に再循環させ吸入空気と混合しシリンダーに吸入させるＥＧＲシステム（排気再循環システム）を用いて、ＮＯｘ（酸化窒素化合物）を低減している。このＥＧＲシステムは、エキゾーストマニホールド（以下、エキマニという）から分岐された後、排ガスを冷却するためのＥＧＲクーラーを通過し、ＥＧＲバルブによる流量コントロールを経て、インレットマニホールド（以下、インマニという）へ導入する。

【0006】

このシステムには二種類あり、エキマニ後に、ターボチャージャーなどの過給装置を設置した排気系では、特にエキマニ内の排ガスの圧力が通常の過給装置を持たないエンジンの排気系より高くなるため、この状態のＥＧＲシステムについてＨＰ−ＥＧＲシステム（高圧ＥＧＲシステム）とする。これに対し排気系の過給装置の下流の比較的排気圧力の低い部分の排気管から分岐し、ＥＧＲクーラーを通過しＥＧＲバルブにより流量コントロールを経て、ターボチャージャーのコンプレッサー手前に合流し吸入新気とミックスする方法をＬＰ−ＥＧＲシステム（低圧ＥＧＲシステム）とする。

【0007】

従来のＥＧＲシステムでは、ＨＰ−ＥＧＲシステムとＬＰ−ＥＧＲシステムのそれぞれにおいて問題点を有する。まず、ＨＰ−ＥＧＲシステムを作動させた場合の問題点は、ＥＧＲガスをエキマニから導入するため、エキマニからターボチャージャーを通過する排ガス量が低下する。このためＥＧＲシステムを使用しない場合の同じエンジン回転数とエンジン負荷とを比較して、ターボチャージャーの効率の低い領域でターボチャージャーを駆動することになり、ターボラグが発生する。また、ＨＰ−ＥＧＲシステムでは、エキマニとインマニの圧力差によりＥＧＲ割合が変化するため、エンジン負荷の低い領域ではＥＧＲ割合が上げられない状態もある。

【0008】

次に、ＬＰ−ＥＧＲシステムでは、過給機付エンジンにおいてターボチャージャーの下流よりＥＧＲガスを導入するため、排ガス全量がタービンを通過することになり、ターボチャージャーの使用領域についてはＬＰ−ＥＧＲシステムの利用に関係なく、ターボチャ
ージャーを高効率領域で使用できる。

【0009】

しかし、排気管からのＥＧＲガスの導入は吸気負圧に寄与するため、排気管への排気絞りの弁の設置や、コンプレッサーやインタークーラーを通過するため、これらの内部腐食が問題となる。また、吸気負圧を発生させる手段として吸気絞りを行うため、燃費が悪化することが考えられる。

【0010】

加えて、発進トルクを確保するためにスーパーチャージャーを使用する場合、エキマニ内の圧力が上昇しない領域では、ＥＧＲガスの供給が不安定な状態となる。さらに、ＬＰ−ＥＧＲシステムはＥＧＲガスを供給するルートがＨＰ−ＥＧＲシステムと比較して長くなるために、過渡時のＥＧＲガスの供給量の調整にタイムラグを生じる場合もある。

【0011】

そこで、スーパーチャージャーと外気ブースタ（ターボチャージャー）を備えるエンジンに、排気を加圧するＥＧＲブースタと、排気を一時貯留するＥＧＲタンクを設けた装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置は、スーパーチャージャーを備えることで、ほとんどの運転領域で、排気圧より吸気圧の方が高くなる高過給下においても排ガス再循環を確実に行える。

【0012】

しかしながら、車両の発進時と過渡時の排ガス流量の少ない状態では、外気ブースタとＥＧＲブースタを駆動することができず、排ガスを循環させることができない。また、排ガスを一時貯留するＥＧＲタンクを設けているが、これは単気筒エンジンなど場合には有効であるが、そもそも排ガス流量が少ない状態では排ガスを貯留することができない。

【0013】

また、スーパーチャージャーにより燃費が悪化するという問題の他に、排ガスによりターボチャージャー、ＥＧＲブースタ、及び排気還流通路の内部が腐食するという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００５−１７１９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、過給遅れを防いで内燃機関の運転域全体で過給を行うことにより、車両の発進時や過渡時のスモークの発生、及びトルク不足を抑制すると共に、排ガス流量の少ないときにもＥＧＲガスを供給することで、内燃機関の運転域全体でＥＧＲガスの還流を行うことができ、ＮＯｘの発生を抑制することができる内燃機関、及びその制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記の目的を解決するための本発明の内燃機関は、スーパーチャージャーと、ターボチャージャーとを備える内燃機関において、ＥＧＲガスを貯蔵するＥＧＲガスタンクを有する低圧ＥＧＲシステムを前記ターボチャージャーの排ガス下流に設けると共に、高圧ＥＧＲシステムを前記ターボチャージャーの排ガス上流に設け、エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力以下の場合に、前記低圧ＥＧＲシステムを作動させて、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力よりも大きい場合に、前記高圧ＥＧＲシステムを作動させて、ＥＧＲガスを還流する制御装置を備えて構成される。

【0017】

この構成によれば、スーパーチャージャーとターボチャージャーを用いて二ステージの
過給領域を構成し、内燃機関の運転領域全体で過給することができる。これにより、ターボチャージャーのみで過給する場合に発生する車両の発進時と過渡時の過給遅れを防いで、発進時のトルクの向上と極低速からの加速を行うことができ、且つ、スーパーチャージャーのみで過給する場合に発生する燃費の悪化を防ぐことができる。

【0018】

また、作動領域が異なる二つのＥＧＲシステムを設け、スーパーチャージャーの過給領域内で、低圧ＥＧＲシステムに設けたＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、ターボチャージャーの過給領域で、高圧ＥＧＲシステムからＥＧＲガスを還流することにより、運転領域全体でＥＧＲガスを還流することができる。

【0019】

これにより、車両の発進時、及び過渡時の排ガス供給が十分でないときに、排ガス流量によらずＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを供給して、内燃機関の運転領域全体でＮＯｘの発生を抑制することができる。また、排ガスの供給量が十分なときに、ＥＧＲガスをコンプレッサーやインタークーラーを通過させない、及び、ＥＧＲガスの供給ルートが比較的短い高圧ＥＧＲシステムでＥＧＲガスを供給して、それらの装置や排気管の内部腐食を防ぐと共に、燃費の悪化も防ぐことができる。

【0020】

さらに、排ガス流量が少ないときに、高圧ＥＧＲシステムとターボチャージャーを組み合わせることで発生する駆動効率の低い領域でターボチャージャーを使用することがなくなり、過給不足によるスモークの発生や発進トルクの不足を抑制することができる。

【0021】

また、上記の内燃機関において、前記低圧ＥＧＲシステムに第１ＥＧＲバルブと第１ＥＧＲクーラーを、前記高圧ＥＧＲシステムに第２ＥＧＲバルブと第２ＥＧＲクーラーをそれぞれ備え、前記制御装置が、エキゾーストマニホールド内の圧力がインレットマニホールド内の圧力以下のときに、前記第１ＥＧＲバルブを開き、前記第２ＥＧＲバルブを閉じて、前記第１ＥＧＲクーラーで冷却され、且つ前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、エキゾーストマニホールド内の圧力がインレットマニホールド内の圧力よりも大きくなるときに、前記第１ＥＧＲバルブを閉じ、前記第２ＥＧＲバルブを開いて、前記第２ＥＧＲクーラーで冷却されたＥＧＲガスを還流する手段を備えると、作動領域が異なるＥＧＲシステムを切換えて、運転領域全体でＥＧＲガスを還流することができるので、ＮＯｘを低減し、排ガスを低減することができる。

【0022】

加えて、上記の内燃機関において、前記低圧ＥＧＲシステムに、ＥＧＲガスを加圧するＥＧＲ加圧ポンプを備え、前記制御装置が、前記低圧ＥＧＲシステムで貯蔵されたＥＧＲガスを還流する前に、前記ＥＧＲ加圧ポンプでＥＧＲガスを加圧して、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵する手段を備えると、排ガス流量の少ないスーパーチャージャーの過給領域内で、低圧ＥＧＲシステムからタイムラグ無しにＥＧＲガスを供給することができる。

【0023】

さらに、上記の内燃機関において、前記ＥＧＲ加圧ポンプを、クラッチを介して駆動軸、又は車軸と接続し、前記制御装置が、車両の制動時に前記クラッチを接続し、車両の制動エネルギーで前記ＥＧＲ加圧ポンプを駆動する手段を備えると、車両の制動エネルギーでＥＧＲガスをＥＧＲガスタンクに貯蔵することができるので、車両の制動後の発進時や過渡時にその貯蔵されたＥＧＲガスを供給することができる。また、所謂エンジンブレーキとなり、ＥＧＲ加圧ポンプの駆動で悪化する燃費を向上することができる。

【0024】

その上、上記の内燃機関において、前記制御装置が、車両の発進時と過渡時に前記スーパーチャージャーで過給する制御を行う一方で、排ガスにより前記ターボチャージャーが駆動すると、前記スーパーチャージャーを停止して、前記ターボチャージャーで過給する制御を行うように構成される。

【0026】

上記の構成によれば、作動領域の異なるＥＧＲシステムを用いることで、スーパーチャージャーとターボチャージャーによる二ステージの過給領域を設けた内燃機関の運転領域の全域でＥＧＲガスを供給することができるので、ＮＯｘを低減することができる。

【0027】

また、排ガス流量が少ないときに、ＥＧＲガスタンクに貯蔵したＥＧＲガスを供給することができるので、通常のＥＧＲシステムでは発生するＥＧＲガスの供給遅れを無くすことができる。加えて、低圧ＥＧＲシステムのみでＥＧＲガスを還流するときに発生する装置の内部腐食を防ぐと共に、燃費の悪化も抑制することができる。

【0028】

上記の問題を解決するための内燃機関の制御方法は、スーパーチャージャー、ターボチャージャー、ＥＧＲガスを貯蔵するＥＧＲガスタンクを有する低圧ＥＧＲシステム、及び該低圧ＥＧＲシステムと駆動領域が異なる高圧ＥＧＲシステムを備える内燃機関の制御方法であって、車両の発進時と過渡時に前記スーパーチャージャーで過給し、排ガスにより前記ターボチャージャーが駆動すると、前記スーパーチャージャーを停止して、前記ターボチャージャーで過給する過給切換工程と、エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力以下の場合に、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流し、エキゾーストマニホールド内の圧力がインテークマニホールド内の圧力よりも大きい場合に、前記高圧ＥＧＲシステムでＥＧＲガスを還流するＥＧＲ切換工程と、を含むことを特徴とする方法である。

【0029】

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記ＥＧＲガスタンクに貯蔵されたＥＧＲガスを還流する前に、車両の制動エネルギーにより前記低圧ＥＧＲシステムに設けた加圧ポンプを駆動して、前記ＥＧＲガスタンクに加圧したＥＧＲガスを貯蔵する低圧ＥＧＲ貯蔵工程を含む。

【0030】

この方法によれば、スーパーチャージャーとターボチャージャーを容易に切換えて制御して、過給遅れを防ぎ、運転領域全体で過給することができる。また、作動領域の異なるＥＧＲシステムを排ガス流量で切換えて制御することができ、運転領域全体でＥＧＲガスを還流することができる。

【0031】

また、排ガスの供給量の少ない車両の発進時や過渡時に、還流させるＥＧＲガスを、車両の制動中に制動エネルギーによりＥＧＲガスタンクに貯蔵することができるので、燃費を悪化させること無く、必要となるＥＧＲガスを確保することができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、過給遅れを防いで内燃機関の運転域全体で過給を行うことにより、車両の発進時や過渡時のスモークの発生、及びトルク不足を抑制すると共に、排ガス流量の少ないときにもＥＧＲガスを供給することで、内燃機関の運転域全体でＥＧＲガスの還流を行うことができ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

【0033】

また、排ガス流量の少ない車両の発進時や過渡時に供給するＥＧＲガスを、車両の制動中に、制動エネルギーを用いてＥＧＲガスタンクに貯蔵することができるので、燃費を悪
化させること無く、ＥＧＲガスを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明に係る実施の形態の内燃機関を示した概略図であり、スーパーチャージャーの過給と低圧ＥＧＲシステムの還流を示す。

【図2】本発明に係る実施の形態の内燃機関を示した概略図であり、ターボチャージャーの過給と高圧ＥＧＲシステムの還流を示す。

【図3】本発明に係る実施の形態の内燃機関を示した概略図であり、低圧ＥＧＲシステムのＥＧＲガスタンクへのＥＧＲガスの充填を示す。

【図4】本発明に係る実施の形態の内燃機関の過給機運転切換えマップを示す。

【図5】本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲシステム切換えマップを示す。

【図6】本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法を示したフローチャートであり、過給機切換え工程のフローチャートを示す。

【図7】本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法を示したフローチャートであり、ＥＧＲシステム切換え工程のフローチャートを示す。

【図8】本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法を示したフローチャートであり、ＥＧＲガス貯蔵工程のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関、及びその制御方法について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態では、直列４気筒のディーゼルエンジンを例に説明するが、本発明はディーゼルエンジンに限定せずに、ガソリンエンジンにも適用することができ、その気筒数や、気筒の配列は限定しない。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際に製造するものの比率とは一致させていない。

【0036】

まず、本発明に係る実施の形態のエンジン（内燃機関）について、図１を参照しながら説明する。本発明に係る実施の形態のエンジン２を搭載する車両１は、エンジン２の他に、トランスミッション３、プロペラシャフト５、ディファレンシャル６、ドライブシャフト７、前輪８、及び後輪９を備える。この車両１は、周知の技術の車両を用いることができ、この実施の形態では、フロントエンジンリアドライブ方式を例に説明する。

【0037】

エンジン２は、クランクシャフト４を有するエンジン本体１０、エキゾーストマニホールド（以下、エキマニという）１１、ターボチャージャー（以下、Ｔ／Ｃという）１２、エアクリーナー１３、スーパーチャージャー（以下、Ｓ／Ｃという）１４、スーパーチャージャー用クラッチ（以下、Ｓ／Ｃ用クラッチという）１５、吸気切換えバルブ１６、インタークーラー１７、吸気スロットル１８、及びインレットマニホールド（インテークマニホールド；以下、インマニという）１９を備える。各装置を、排気管、又は吸気管と呼ばれる配管によって、接合する。

【0038】

Ｔ／Ｃ１２は、エンジン本体１０からの排ガスのエネルギーを利用してタービンを高速回転させ、その回転力でコンプレッサーを駆動する装置を用いる。Ｓ／Ｃ１４は、この実施の形態では、クランクシャフト４からベルト等を介して取り出した動力によって圧縮機を駆動し、空気を圧縮してエンジン本体１０に供給する装置を用いる。このＳ／Ｃ１４とクランクシャフト４との間に、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５を設け、そのＳ／Ｃ用クラッチ１５を接続、又は切断することにより、Ｓ／Ｃ１４の駆動を制御することができる。吸気切換えバルブ１６は、全開するとＴ／Ｃ１２からの過給を、全閉するとＳ／Ｃ１４からの過給をインマニ１９へ導く。

【0039】

上記の構成は、それぞれ周知の技術のものを用いることができ、例えば、Ｓ／Ｃ１４の
駆動をエンジン本体１０とは別に設けた電動機で行ってもよい。また、Ｔ／Ｃ１２に排気ガス量により過給状態を可変制御するＶＧＳ（可変翼）機構を搭載したものを用いてもよい。

【0040】

各装置を、エアクリーナー１３からインマニ１９への吸気の流れ順に、Ｔ／Ｃ１２、Ｓ／Ｃ１４、インタークーラー１７、及び吸気スロットル１８と配置する。また、インタークーラー１７までの途中にＴ／Ｃ１２とＳ／Ｃ１４の過給を分岐する配管を設けると共に、吸気切換えバルブ１６を配置する。この配置によれば、Ｔ／Ｃ１２とＳ／Ｃ１４で区別して過給でき、インマニ１９への吸気量の調整をインマニ１９の直前に設けた吸気スロットル１８で行うことができる。

【0041】

また、このエンジン２は、排気システム２０と、低圧ＥＧＲシステム（低圧排気再循環システム；以下、ＬＰ−ＥＧＲという）３０と、高圧ＥＧＲシステム（高圧排気再循環システム；以下、ＨＰ−ＥＧＲという）４０を備える。

【0042】

排気システム２０は、ＤＰＦ（ディーゼル微粒子捕集フィルタ）２１とマフラー２２を備え、車外に浄化した排ガスを放出するシステムである。この排気システム２０は、上記の構成に限定せず、例えば、ＤＰＦ２１の上流側にＮＯｘ触媒（酸化窒素化合物還元触媒）、ＤＯＣ（ディーゼル用酸化触媒）、又は、尿素ＳＣＲ触媒（尿素選択的還元触媒）などの後処理装置を追加してもよい。

【0043】

ＬＰ−ＥＧＲ３０は、Ｔ／Ｃ１２の排ガス下流側に設けられ、ＬＰ−ＥＧＲクーラー（第１ＥＧＲクーラー）３１、ＥＧＲ加圧ポンプ３２、ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３、逆流防止バルブ３４、ＥＧＲガスタンク３５、ブローバルブ３６、及びＬＰ−ＥＧＲバルブ（第１ＥＧＲバルブ）３７を備える。

【0044】

このＬＰ−ＥＧＲ３０は、Ｔ／Ｃ１２を駆動させた排ガスを、ＤＰＦ２１の排ガス下流側からＥＧＲガスとして取り込み、エンジン冷却水が循環するＬＰ−ＥＧＲクーラー３１で冷却し、ＥＧＲ加圧ポンプ３２で、ＥＧＲガスタンク３５に貯蔵し、その貯蔵したＥＧＲガスをＬＰ−ＥＧＲバルブ３７を開いてエンジン本体１０へ再循環するシステムである。

【0045】

ＥＧＲ加圧ポンプ３２は、ドライブシャフト７からベルト等を介して取り出した動力によって圧縮機を駆動し、ＬＰ−ＥＧＲクーラー３１を通過したＥＧＲガスを圧縮して、ＥＧＲガスタンク３５へ送り、ＥＧＲガスタンク３５を充填する装置である。

【0046】

この実施の形態では、ドライブシャフト７からの動力により駆動するものを用いたが、例えばプロペラシャフト５からの動力により駆動するもの、また、図示しない車軸により駆動するものでもよい。電動機により駆動するものも使用することができるが、配置スペースの問題や消費電力の増加などを考慮すると、電動機の駆動ではなく、プロペラシャフト５、ドライブシャフト７、又は車軸からの動力により駆動するものが好ましい。

【0047】

ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３は、ドライブシャフト７とＥＧＲ加圧ポンプ３２との間に設けられ、接続、又は切断することにより、ＥＧＲ加圧ポンプ３２の駆動を制御することができる。

【0048】

逆流防止バルブ３４は、ＥＧＲ加圧ポンプ３２とＥＧＲガスタンク３５の間に設けられ、ＥＧＲ加圧ポンプ３２からＥＧＲガスタンク３５に送られたＥＧＲガスが、ＥＧＲ加圧ポンプ３２の停止時に逆流するのを防止する装置である。

【0049】

ＥＧＲガスタンク３５は、ＥＧＲ加圧ポンプ３２により加圧されたＥＧＲガスを貯蔵するタンクである。このＥＧＲガスタンク３５には、ブローバルブ３６を設け、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力が規定値以上に上昇した場合に、ブローして、その過剰な圧力分を逃がすことができる。

【0050】

このＥＧＲガスタンク３５の出口から吸気スロットル１８よりも吸気下流側と合流する配管を設ける。また、例えば、ＥＧＲガスタンク３５の出口から直接インマニ１９へと至る配管を設けてもよい。その配管にＥＧＲガスのコントロールを行うＬＰ−ＥＧＲバルブ３７を設ける。

【0051】

上記のＬＰ−ＥＧＲ３０は、ＤＰＦ２１の下流から浄化された排ガスを取り込み、各装置を、ＬＰ−ＥＧＲクーラー３１、ＥＧＲ加圧ポンプ３２、ＥＧＲガスタンク３５、及びＬＰ−ＥＧＲバルブ３７の順に配置し、エンジン本体１０へＥＧＲガスタンク３５に貯蔵されたＥＧＲガスを循環させる構成であればよく、上記の構成に限定しない。

【0052】

ＨＰ−ＥＧＲ４０は、Ｔ／Ｃ１２の排ガス上流側に設けられ、ＨＰ−ＥＧＲクーラー（第２ＥＧＲクーラー）４１とＨＰ−ＥＧＲバルブ（第２ＥＧＲバルブ）４２とを備える。このＨＰ−ＥＧＲ４０は、排ガスをエキマニ１１から直接ＥＧＲガスとして取り込み、エンジン冷却水が循環するＨＰ−ＥＧＲクーラー４１で冷却して、ＨＰ−ＥＧＲバルブ４２を開いてエンジン本体１０へ再循環するシステムである。

【0053】

加えて、このエンジン２は、エンジンコントロールユニットと呼ばれる制御装置であり、電気回路によってエンジン２の制御を担当している電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラであるＥＣＵ（制御装置）５０を備える。また、アクセルペダル５１、ブレーキペダル５２、エキゾーストマニホールド圧力センサ（以下、エキマニ圧力センサという）５３、インレットマニホールド圧力センサ（以下、インマニ圧力センサという）５４、クランク角センサ５５、吸気圧力センサ５６、ＥＧＲガスタンク圧力センサ５７、及び車両センサ５８ａ〜５８ｄ（以下、統合して車両センサ５８とする）を備える。

【0054】

ＥＣＵ５０は、この実施の形態では、アクセルペダル５１とブレーキペダル５２の操作信号、及び各センサ５３〜５８の検知する信号を受信し、インジェクタの噴射量、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５の接続と切断、吸気切換えバルブ１６の開閉、吸気スロットル１８の開度の調整、ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３の接続と切断、ＬＰ−ＥＧＲバルブ３７の開閉、及びＨＰ−ＥＧＲバルブ４２の開閉を制御している。

【0055】

次に、本発明の実施の形態のエンジン２の動作について図１〜図３を参照しながら説明する。図１に車両１の発進時、及び過渡時のＳ／Ｃ１４による過給と、ＬＰ−ＥＧＲ３０によるＥＧＲガスの還流を示し、図２に車両１の通常走行時のＴ／Ｃ１２による過給と、ＨＰ−ＥＧＲ４０によるＥＧＲガスの還流を示し、図３にＥＧＲガスタンク３５の貯蔵を示す。

【0056】

図１に示すように、車両１の発進時、及び過渡時の、排ガスのエネルギーが低く、Ｔ／Ｃ１２では十分な過給ができないときに、ＥＣＵ５０がＳ／Ｃ用クラッチ１５を接続し、吸気切換えバルブ１６を閉じることにより、Ｓ／Ｃ１４によって過給を行う。

【0057】

また、ＥＣＵ５０がＬＰ−ＥＧＲバルブ３７を開き、ＨＰ−ＥＧＲバルブ４２を閉じて、ＥＧＲガスタンク３５に充填されたＥＧＲガスをエンジン本体１０に供給する。このとき、ＥＧＲガス量を、吸気スロット１８とＬＰ−ＥＧＲバルブ３７の開度によって調整する。

【0058】

これにより、エンジン２のクランクシャフト４により駆動するＳ／Ｃ１４により、車両１の発進時や過渡時の過給の応答遅れ、即ちターボラグの発生を抑制することができるので、発進時のトルクの向上と極低速からの加速性の向上を図ることができる。

【0059】

また、排ガス流量が少ない状態において、予めＥＧＲガスタンク３５に貯蔵しておいたＥＧＲガスを供給することができるので、発進時、及び過渡時のスモークの発生を抑制し、且つＮＯｘ（酸化窒素化合物）を抑制することができる。

【0060】

図２に示すように、車両１の通常走行時の、エンジン回転数、及びエンジン負荷が高くなり、それに伴い排ガスエネルギーが高い状態になると、ＥＣＵ５０がＳ／Ｃ用クラッチ１５を切断し、吸気切換えバルブ１６を開けることにより、Ｔ／Ｃ１２によって過給を行う。また、ＥＣＵ５０がＬＰ−ＥＧＲバルブ３７を閉じ、ＨＰ−ＥＧＲバルブ４２を開いて、ＨＰ−ＥＧＲシステム４０でＥＧＲガスを還流する。

【0061】

これにより、排ガス流量の多い領域では、エンジン２の駆動力により駆動するＳ／Ｃ１４ではなく排ガスエネルギーで駆動するＴ／Ｃ１２を用いることができ、Ｓ／Ｃ１４を駆動し続けることで発生する燃費の悪化を抑制することができる。また、排ガスエネルギーの高い状態では、ＬＰ−ＥＧＲ３０よりも安定してＥＧＲガスを供給することができるＨＰ−ＥＧＲ４０を用いることができる。このＨＰ−ＥＧＲ４０は、Ｔ／Ｃ１２の排ガス下流側に設けたＬＰ−ＥＧＲ３０に比べて、Ｔ／Ｃ１２の排ガス上流側で、且つＥＧＲガスの供給ルートが短いため、Ｔ／Ｃ１２のコンプレサーや排気管の内部腐食を防ぎ、加えて、燃費の悪化を防ぐことができる。

【0062】

図３に示すように、車両１が制動時になると、ＥＣＵ５０がＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３を接続し、ドライビングシャフト７の駆動力によってＥＧＲ加圧ポンプ３２を駆動する。このとき、このＥＧＲ加圧ポンプ３２を駆動する力は、車両１の制動エネルギーであり、このＥＧＲ加圧ポンプ３２は、所謂エンジンブレーキと同様の作用を行う。

【0063】

ＥＧＲ加圧ポンプ３２が駆動することにより、ＤＰＦ２１で排気中のススなどを除去した排ガスをＥＧＲガスとしてＬＰ−ＥＧＲ３０に取り込み、ＬＰ−ＥＧＲクーラー３１を通過して、ＥＧＲ加圧ポンプ３２により加圧されたＥＧＲガスを、ＥＧＲガスタンク３５に貯蔵することができる。

【0064】

これにより、車両１の制動時に、ＥＧＲガスタンク３５にＥＧＲガスを充填することができるので、制動後の発進時、及び過渡時の排ガス流量が少ないときでも、その貯蔵されたＥＧＲガスをエンジン本体１０に供給することができる。そのため、車両１の発進時、及び過渡時のスモークの発生や、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

【0065】

また、車両１の制動時に、制動エネルギーを使用してＥＧＲ加圧ポンプ３２を使用することにより、燃費を悪化させること無く、ＬＰ−ＥＧＲ３０に必要となるＥＧＲガスを確保することができる。

【0066】

加えて、ＥＧＲ加圧ポンプ３２とＥＧＲガスタンク３５との間に逆流防止バルブ３４を設けているので、ＥＧＲ加圧ポンプ３２の駆動が停止したときに、ＥＧＲガスタンク３５からＥＧＲガスが逆流することを防止することができる。さらに、ＥＧＲガスタンク３５にブローバルブ３６を設けているので、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力が規定値以上に上昇した場合に発生する、ＥＧＲガスタンク３５の破裂や破損などを防止することができる。また、ここで放出されるＥＧＲガスは、ＤＰＦ２１等の後処理装置通過後の排ガスであり、マフラー２２から大気中に放出される排気ガスと同じものである。

【0067】

ここで、Ｔ／Ｃ１２とＳ／Ｃ１４との切換えについて、図４を参照しながら説明する。図４に示すマップは、エンジン回転数とエンジン負荷とをベースとする過給機切換えマップＭ１であり、Ｓ／Ｃ１４の運転領域であるＡ１、Ｓ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２との同時運転領域であるＡ２、及びＴ／Ｃ１２の運転領域であるＡ３を示す。

【0068】

この実施の形態では、クランク角センサ５５の検知する信号から算出されるエンジン回転数Ｎｅと、インジェクタから噴射する燃料噴射量から算出されるエンジン負荷Ｑｆとからなる過給機運転切換え値（Ｎｅ、Ｑｆ）が、過給機切換えマップＭ１のどの領域にあるかを判定して、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５と吸気切換えバルブ１６とを制御している。これにより、車両１の発進時及び過渡時の過給をＳ／Ｃ１４で行い、Ｔ／Ｃ１２の駆動領域の過給を、Ｓ／Ｃ１４を停止して、Ｔ／Ｃ１２で行うことができる。

【0069】

この過給機の運転を切換える方法は、エンジン回転数とエンジン負荷に応じて、Ｓ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２を切換えることができればよく、上記の方法に限定しない。例えば、エンジン負荷Ｑｆを、吸気スロットル１８の開度や空燃比などから算出する方法を用いてもよい。

【0070】

次に、ＬＰ−ＥＧＲ３０とＨＰ−ＥＧＲ４０の切換えについて、図５を参照しながら説明する。図５に示すマップは、ＥＧＲ切換えマップＭ２を示し、ＬＰ−ＥＧＲ３０の作動領域であるＢ１とＨＰ−ＥＧＲ４０の作動領域であるＢ２を示す。

【0071】

この作動領域Ｂ１と作動領域Ｂ２との境界は、エキマニ圧力センサ５３で検知するエキマニ内圧力Ｐ＿ｅｘｈと、インマニ圧力センサ５４で検知するインマニ内圧力Ｐ＿ｉｎｌとが等しくなる状態である。つまり、ＬＰ−ＥＧＲ３０からＨＰ−ＥＧＲ４０に切換えるタイミングは、エキマニ内圧力Ｐ＿ｅｘｈがインマニ内圧力Ｐ＿ｉｎｌよりも大きくなったときとなる。これにより、排ガス流量の少ない状態では、ＬＰ−ＥＧＲ３０でＥＧＲガスを供給し、排ガス流量の多い状態では、ＨＰ−ＥＧＲ４０でＥＧＲガスを供給することができる。

【0072】

次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法について、図６〜８を参照しながら説明する。ここで、図６に内燃機関の制御方法の過給切換え工程を示し、図７にＥＧＲシステム切換え工程を示し、図８にＥＧＲガス貯蔵工程をしめす。

【0073】

図６に示すように、この実施の形態の過給切換え工程は、エンジン２の停止状態から始動し、通常走行するまでの工程を示す。エンジン２を始動すると、ＥＣＵ５０が、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５を接続し、吸気切換えバルブ１６を閉じるステップＳ１１を行う。Ｓ／Ｃ用クラッチ１５が接続すると、Ｓ／Ｃ１４がクランクシャフト４より駆動し、また、吸気切換えバルブ１６で過給のルートをＳ／Ｃ１４側に切換え、Ｓ／Ｃ１４で過給する。

【0074】

エンジン２が始動すると排ガスが発生する。この排ガスエネルギーがＴ／Ｃ１２の駆動エネルギーよりも大きくなるまで、エンジン２では、Ｓ／Ｃ１４のみが過給を行う。排ガスエネルギーがＴ／Ｃ１２の駆動エネルギーよりも大きくなると、Ｔ／Ｃ１２が駆動する。Ｔ／Ｃ１２が駆動するとエアクリーナー１３からの吸入空気量が増加する。ここで、ＥＣＵ５０が、吸気圧力センサ５６で検知したＳ／Ｃ１４の吸気上流側の吸入空気量ＭＡＦ＿ａｉｒが判定値ＭＡＦ＿ｎよりも大きいか否かを判断するステップＳ１２を行う。

【0075】

ステップＳ１２で、吸入空気量ＭＡＦ＿ａｉｒが判定値ＭＡＦ＿ｎよりも大きいと判断されると、Ｔ／Ｃ１２の駆動により、吸気が行われていることになり、次に、吸気切換えバルブ１６を開き、Ｓ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２とで同時に過給するステップＳ１３を行う。

【0076】

次に、過給機運転切換え値（Ｎｅ、Ｑｆ）が、過給機運転切換えマップＭ１のどの領域にあるかを判断するステップＳ１４を行う。このステップＳ１４で、過給機運転切換え値（Ｎｅ、Ｑｆ）がＳ／Ｃ１４の運転領域Ａ１にある場合は、吸気切換えバルブ１６を閉じるステップＳ１５を行い、ステップＳ１２へと戻る。また、ステップＳ１４でＳ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２との同時運転領域Ａ２にある場合は、ステップＳ１４へ戻る。

【0077】

ステップＳ１４で、過給機運転切換え値（Ｎｅ、Ｑｆ）がＴ／Ｃ１２の運転領域Ａ３にあると、次に、ＥＣＵ５０が、吸気切換えバルブ１６を全開するステップＳ１６を行う。ステップＳ１６により、Ｓ／Ｃ１４の過給からＴ／Ｃ１２の過給に切換える。次に、その吸気切換えバルブ１６が全開になった状態を吸気切換えバルブ１６からＥＣＵ５０に信号を送り、その信号を基にＥＣＵ５０がＳ／Ｃ用クラッチ１５を切断するステップＳ１７を行う。これにより、Ｓ／Ｃ１４を停止して、完全にＴ／Ｃ１２の過給に切換えてこの工程は完了する。

【0078】

この実施の形態では、車両１の停止状態から、発進時から過渡時を経て、通常走行状態になるまでの工程を例に説明したが、本発明はこれに限定せず、車両１のどの走行状態でも適用することができる。また、過給機運転切換えマップＭ１により、Ｓ／Ｃ１４、又はＴ／Ｃ１２の駆動領域を判定する方法を用いたが、Ｓ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２の駆動領域を判定し、運転領域全体で過給遅れのない過給を行うことができればよく、Ｓ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２の駆動領域の切換えは、上記の方法に限定しない。

【0079】

この工程によれば、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷ＱｆによりＳ／Ｃ１４とＴ／Ｃ１２との駆動領域を区別することにより、二ステージの過給を行うことができるので、過給遅れを防ぎ、運転領域全体で過給することができる。これにより、Ｔ／Ｃ１２のみを用いた過給で発生する過給の応答遅れを起因とするスモークの発生、及び発進トルクの不足を抑制することができる。また、Ｓ／Ｃ１４のみを用いた過給で発生する燃費の悪化を抑制することができる。

【0080】

図７に示すように、ＥＧＲ切換え工程は、エンジン２の停止状態から始動し、通常走行するまでの工程を示す。まず、ＥＣＵ５０が、車両センサ５８の検知する信号から、車両１の停止を検知するステップＳ２１を行う。次に、アクセルペダル５１が操作され、エンジン２が始動すると、ＥＣＵ５０が、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５が接続しているか否かを判断するステップＳ２２を行う。このステップＳ２２でＳ／Ｃ用クラッチ１５が切断している場合は、ステップＳ２６へ進む。

【0081】

ステップＳ２２でＳ／Ｃ用クラッチ１５が接続している場合は、次に、第１ＥＧＲバルブ３７を開き、第２ＥＧＲバルブ４２を閉じるステップＳ２３を行う。このステップＳ２３により、ＬＰ−ＥＧＲ３０が作動し、ＥＧＲガスタンク３５に貯蔵したＥＧＲガスを供給する。次に、ＥＣＵ５０が、第１ＥＧＲバルブ３７と吸気スロットル１８でＥＧＲガスの供給量を調整するステップＳ２４を行う。

【0082】

次に、ＥＣＵ５０が、エキマニ圧力センサ５３とインマニ圧力センサ５４とで検知される信号を比較して、エキマニ１１内の圧力Ｐ＿ｅｘｈがインマニ１９内の圧力Ｐ＿ｉｎｌよりも大きいか否かを判断するステップＳ２５を行う。このステップＳ２５でエキマニ１１内の圧力Ｐ＿ｅｘｈがインマニ１９内の圧力Ｐ＿ｉｎｌ以下の場合は、ステップＳ２４へ戻る。

【0083】

次に、ステップＳ２５で、エキマニ１１内の圧力Ｐ＿ｅｘｈがインマニ１９内の圧力Ｐ＿ｉｎｌよりも大きい場合は、ＥＣＵ５０が、第１ＥＧＲバルブ３７を閉じ、第２ＥＧＲバルブ４２を開くステップＳ２６を行う。このステップＳ２６により、ＨＰ−ＥＧＲ４０
が作動する。次に、ＥＣＵ５０が、第２ＥＧＲバルブ４２でＥＧＲガスの供給量を調整するステップＳ２７を行う。これにより、ＬＰ−ＥＧＲ３０を停止して、ＨＰ−ＥＧＲ４０のＥＧＲガスの還流に切換えてこの工程は完了する。

【0084】

また、ステップＳ２２で、Ｓ／Ｃ用クラッチ１５が切断されている場合は、アイドリング中などの状態であり、エンジン２の再始動時には排ガス流量は多いため、ステップＳ２６へ進み、ＨＰ−ＥＧＲ４０を作動する。

【0085】

この実施の形態では、エンジン２が始動してから、エンジン２が安定動作するまでのＥＧＲ切換え工程を説明したが、本発明は、車両１の停止状態で、且つＳ／Ｃ用クラッチ１５が接続状態にあるときに、アクセルペダル５１がＯＮになり、車両１が発進した状態をＥＣＵ５０が検知して、ＬＰ−ＥＧＲ３０を作動し、排ガス流量が大きい場合に、ＬＰ−ＥＧＲ３０の作動を停止して、ＨＰ−ＥＧＲ４０を作動することができればよく、エンジン２の運転領域全域に適用することができる。

【0086】

この工程によれば、Ｓ／Ｃ１４による過給領域、つまり、排ガス流量が少ない状態のときに、ＬＰ−ＥＧＲ３０で貯蔵されたＥＧＲガスを供給し、エキマニ１１内の圧力Ｐ＿ｅｘｈがインマニ１９内の圧力Ｐ＿ｉｎｌよりも大きくなった場合、つまり排ガス流量が多い状態のときに、ＨＰ−ＥＧＲ４０でＥＧＲガスを供給することができる。これにより、運転領域全体でＥＧＲガスを供給することができ、ＮＯｘを低減することができる。

【0087】

図８に示すように、ＥＧＲ貯蔵工程は、まず、ＥＣＵ５０が、車両センサ５８から車両１の速度Ｖ１の減少を検知するステップＳ３１を行う。次に、ＥＣＵ５０が、アクセルペダル５１の開度がゼロ、且つ、車両１の速度Ｖ１が判定速度Ｖｎ以下であるか否かを判断するステップＳ３２を行う。このステップＳ３２の判定速度Ｖｎは、排ガスエネルギーが小さくなる速度を示し、例えば、１０ｋｍ／ｓ〜３０ｋｍ／ｓとする。この判定速度Ｖｎより速い速度であれば、排ガスエネルギーが大きく、その直後に、ＬＰ−ＥＧＲ３０を作動することがない。

【0088】

このステップＳ３２で、アクセルペダル５１の開度がゼロ、且つ車両１の速度Ｖ１が判定速度Ｖｎ以下である場合は、ステップＳ３４へ進む。また、ステップＳ３２で、アクセルペダル５１の開度がゼロでなく、若しくは車両１の速度Ｖ１が判定速度Ｖｎより速い場合は、ブレーキペダル５２の操作信号を検知したか否かを判断するステップＳ３３を行う。

【0089】

このステップＳ３３で、ブレーキペダル５２の操作信号を検知すると、次に、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３を接続するステップＳ３４を行う。次に、ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３が接続されると、ＥＧＲ加圧ポンプ３２が駆動し、ＥＧＲ加圧ポンプ３２でＥＧＲガスを加圧して、ＥＧＲガスタンク３５へ送るステップＳ３５を行う。

【0090】

次に、ブローバルブ３６が、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋが設定圧力Ｐｎよりも大きくなるか否かを判断するステップＳ３６を行う。ステップＳ３６で、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋが設定圧力Ｐｎよりも大きくなると、ブローバルブ３６が開くステップＳ３７を行う。そして、ＥＧＲガスタンク内のＥＧＲガスをＥＧＲガスタンク３５から放出して、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋを設定圧力Ｐｎに調整してから、ブローバルブ３６が閉じるステップＳ３８を行う。ブローバルブ３６は、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋが設定圧力Ｐｎ以下になると自動的に閉じる。ステップＳ３７とＳ３８を行うと、ステップＳ４０へ進む。

【0091】

ステップＳ３６で、ＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋが設定圧力Ｐｎ以下の場合は、次に、ＥＣＵ５０が、車両１の速度Ｖ１がゼロになるか否かを判断するステップＳ３９を行う。このステップＳ３９で車両１の速度Ｖ１がゼロでない場合は、ステップＳ３５へ戻る。

【0092】

車両１の速度Ｖ１がゼロの場合は、又は、ステップＳ３７とＳ３８でＥＧＲガスタンク３５内の圧力Ｐ＿ｔａｎｋが設定圧力Ｐｎと等しくなる場合は、次に、ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ３３を切断するステップＳ４０を行って、このＥＧＲ充填工程を完了する。

【0093】

このＥＧＲ充填工程によれば、車両１の制動中に、制動エネルギーを利用してＥＧＲガスを加圧し、ＥＧＲガスタンク３５に貯蔵することができるので、排ガスエネルギーが少ない状態で車両１を発進したときに、その貯蔵されたＥＧＲガスをエンジン本体１０に供給することができる。これにより、発進時、及び過渡時のＳ／Ｃ１４の駆動時に、ＬＰ−ＥＧＲ３０を作動させて、ＥＧＲガスの供給のタイムラグを無くすことができるので、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

【0094】

また、ＥＧＲ加圧ポンプを車両１の制動エネルギーで駆動することができるので、燃費を悪化させることなく、ＥＧＲガスを貯蔵することができる。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明の内燃機関は、二ステージの過給によって、過給遅れを防いで運転域全体で過給を行うことにより、車両の発進時や過渡時のスモークの発生、及びトルク不足を抑制し、且つ車両の通常走行時の燃費を向上すると共に、作動領域の異なるＥＧＲシステムを切換えることで、運転域全体でＥＧＲガスの還流を行うことができ、ＮＯｘの発生を抑制することができるので、ディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの車両に利用することができる。

【符号の説明】

【0096】

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
４ クランクシャフト
７ ドライブシャフト（駆動軸）
１０ エンジン本体
１１ エキゾーストマニホールド（エキマニ）
１２ Ｔ／Ｃ（ターボチャージャー）
１３ エアクリーナー
１４ Ｓ／Ｃ（スーパーチャージャー）
１５ Ｓ／Ｃ用クラッチ（スーパーチャージャー用クラッチ）
１６ 吸気切換えバルブ
１７ インタークーラー
１８ 吸気スロットル
１９ インレットマニホールド（インマニ）
３０ ＬＰ−ＥＧＲ（低圧ＥＧＲシステム）
３１ ＬＰ−ＥＧＲクーラー（第１ＥＧＲクーラー）
３２ ＥＧＲ加圧ポンプ
３３ ＥＧＲ加圧ポンプ用クラッチ
３４ 逆流防止バルブ
３５ ＥＧＲガスタンク
３６ ブローバルブ
３７ ＬＰ−ＥＧＲバルブ（第１ＥＧＲバルブ）
４０ ＨＰ−ＥＧＲ（高圧ＥＧＲシステム）
４１ ＨＰ−ＥＧＲクーラー（第２ＥＧＲクーラー）
４２ ＨＰ−ＥＧＲバルブ（第２ＥＧＲバルブ）
５０ ＥＣＵ（制御装置）
５１ アクセルペダル
５２ ブレーキペダル
５３ エキマニ圧力センサ（エキゾーストマニホールド圧力センサ）
５４ インマニ圧力センサ（インレットマニホールド圧力センサ）
５５ クランク角センサ
５６ 吸気圧力センサ
５７ ＥＧＲガスタンク圧力センサ
５８ 車両センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】