(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023136622
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】ＥＧＲ装置
(51)【国際特許分類】
F02M 26/50 20160101AFI20230922BHJP
F02M 26/05 20160101ALI20230922BHJP
F02D 23/00 20060101ALI20230922BHJP
F02M 26/53 20160101ALI20230922BHJP
F02M 26/74 20160101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
F02M26/50 301
F02M26/05
F02D23/00 J
F02M26/53
F02M26/74 301
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022042399
(22)【出願日】2022-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100133916
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 興
(72)【発明者】
【氏名】田中 佑騎
(72)【発明者】
【氏名】新屋 凌
(72)【発明者】
【氏名】皆本 洋
(72)【発明者】
【氏名】長江 信
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】山根 純
(72)【発明者】
【氏名】佐原 寛哉
【テーマコード（参考）】
3G062
3G092
【Ｆターム（参考）】
3G062AA05
3G092AA17
3G092AA18
3G092DG08
3G092FB03
3G092HD07Z
(57)【要約】
【課題】ＥＧＲバルブ周辺のデポジットを除去しつつＥＧＲガスを適切に吸気通路に還流できるＥＧＲ装置を提供する。
【解決手段】、所定の軸回りに回動してＥＧＲ通路を開閉するバタフライ式のＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブを回動駆動するＥＧＲバルブ駆動装置と、エンジンの運転状態に基づいてＥＧＲバルブの開度の目標値である目標ＥＧＲ開度を設定するとともに、所定のＥＧＲ実行条件の成立時にＥＧＲバルブを開弁し且つ前記ＥＧＲバルブの開度が目標ＥＧＲ開度となるようにＥＧＲバルブ駆動装置を制御する制御装置とを設け、ＥＧＲ実行条件の成立に伴いＥＧＲバルブを開弁させる際に、ＥＧＲバルブ駆動装置によって、ＥＧＲバルブを全閉位置から閉方向に駆動した後、ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるまでＥＧＲバルブを開方向に駆動するオーバーターン制御を実行する。
【選択図】図６
【解決手段】、所定の軸回りに回動してＥＧＲ通路を開閉するバタフライ式のＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブを回動駆動するＥＧＲバルブ駆動装置と、エンジンの運転状態に基づいてＥＧＲバルブの開度の目標値である目標ＥＧＲ開度を設定するとともに、所定のＥＧＲ実行条件の成立時にＥＧＲバルブを開弁し且つ前記ＥＧＲバルブの開度が目標ＥＧＲ開度となるようにＥＧＲバルブ駆動装置を制御する制御装置とを設け、ＥＧＲ実行条件の成立に伴いＥＧＲバルブを開弁させる際に、ＥＧＲバルブ駆動装置によって、ＥＧＲバルブを全閉位置から閉方向に駆動した後、ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるまでＥＧＲバルブを開方向に駆動するオーバーターン制御を実行する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、前記気筒から導出された排気が流通する排気通路とを備えるエンジンに設けられるＥＧＲ装置において、
前記排気通路と前記吸気通路とを連通して内側をＥＧＲガスが流通するＥＧＲ通路と、
所定の軸回りに回動して前記ＥＧＲ通路を開閉するバタフライ式のＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲバルブを回動駆動するＥＧＲバルブ駆動装置と、
エンジンの運転状態に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度の目標値である目標ＥＧＲ開度を設定するとともに、所定のＥＧＲ実行条件の成立時に前記ＥＧＲバルブが開弁し且つ前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるように前記ＥＧＲバルブ駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
前記ＥＧＲバルブが全閉位置から全開位置に向けて回転する方向を開方向、その反対を閉方向としたとき、前記制御装置は、前記ＥＧＲ実行条件の成立に伴い前記ＥＧＲバルブを開弁させる際に、前記ＥＧＲバルブ駆動装置によって、前記ＥＧＲバルブを全閉位置から前記閉方向に駆動した後、前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるまで前記ＥＧＲバルブを前記開方向に駆動するオーバーターン制御を実行する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記排気通路と前記吸気通路とを連通して内側をＥＧＲガスが流通するＥＧＲ通路と、
所定の軸回りに回動して前記ＥＧＲ通路を開閉するバタフライ式のＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲバルブを回動駆動するＥＧＲバルブ駆動装置と、
エンジンの運転状態に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度の目標値である目標ＥＧＲ開度を設定するとともに、所定のＥＧＲ実行条件の成立時に前記ＥＧＲバルブが開弁し且つ前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるように前記ＥＧＲバルブ駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
前記ＥＧＲバルブが全閉位置から全開位置に向けて回転する方向を開方向、その反対を閉方向としたとき、前記制御装置は、前記ＥＧＲ実行条件の成立に伴い前記ＥＧＲバルブを開弁させる際に、前記ＥＧＲバルブ駆動装置によって、前記ＥＧＲバルブを全閉位置から前記閉方向に駆動した後、前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるまで前記ＥＧＲバルブを前記開方向に駆動するオーバーターン制御を実行する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＥＧＲ装置において、
前記吸気通路に設けられて吸気を過給するコンプレッサと、前記排気通路に設けられて前記排気のエネルギーを受けて前記コンプレッサを駆動するタービンとを含むターボ過給機をさらに備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路とを連通している、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記吸気通路に設けられて吸気を過給するコンプレッサと、前記排気通路に設けられて前記排気のエネルギーを受けて前記コンプレッサを駆動するタービンとを含むターボ過給機をさらに備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路とを連通している、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項3】
請求項１に記載のＥＧＲ装置において、
前記制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて排気のエネルギーが高くなる所定の高排気エネルギー条件が成立するか否かを判定し、当該高排気エネルギー条件が成立する場合に前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて排気のエネルギーが高くなる所定の高排気エネルギー条件が成立するか否かを判定し、当該高排気エネルギー条件が成立する場合に前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項4】
請求項３に記載のＥＧＲ装置において、
前記制御装置は、エンジン回転数が所定の判定回転数よりも高いという条件、エンジン負荷が所定の判定負荷よりも高いという条件、排気の圧力である排圧が所定の判定圧力よりも高いという条件、排気の温度である排気温度が所定の判定温度よりも高いという条件、のいずれか１つが成立する場合に、前記高排気エネルギー条件が成立すると判定する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記制御装置は、エンジン回転数が所定の判定回転数よりも高いという条件、エンジン負荷が所定の判定負荷よりも高いという条件、排気の圧力である排圧が所定の判定圧力よりも高いという条件、排気の温度である排気温度が所定の判定温度よりも高いという条件、のいずれか１つが成立する場合に、前記高排気エネルギー条件が成立すると判定する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項5】
請求項１に記載のＥＧＲ装置において、
前記制御装置は、前記排気通路内の酸素濃度である排気Ｏ２濃度が所定の判定濃度よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記制御装置は、前記排気通路内の酸素濃度である排気Ｏ２濃度が所定の判定濃度よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のＥＧＲ装置において、
前記制御装置は、エンジン回転数が所定の下限回転数よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記制御装置は、エンジン回転数が所定の下限回転数よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する、ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車載用のエンジン等では、排気性能の向上等を目的としてｍ排気通路を流通する排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するべく、エンジンに、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブとを設ける場合がある。ここで、ＥＧＲガスは煤等を含んでおり、ＥＧＲバルブとＥＧＲ通路の内周面との間には当該煤等が付着、固着してＥＧＲバルブの適正な開閉が阻害されるおそれがある。
【0003】
上記問題に対して、例えば特許文献１には、バタフライ式のＥＧＲバルブを備えたエンジンにおいて、エンジンの運転モードとして、ＥＧＲバルブの開度をエンジンの運転状態に応じた開度にする通常モードと、ＥＧＲバルブを全閉位置を挟んで開弁方向と閉弁方向とに繰り返し回動させる清掃モードとを設定する構成が開示されている。このように、ＥＧＲバルブを全閉位置を挟んで開弁方向と閉弁方向とに回動させれば、ＥＧＲバルブとＥＧＲ通路の内周面との間に固着したデポジットを掻き落として除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４５２６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の構成では、清掃モードの実施時に、ＥＧＲバルブが全閉位置を複数回にわたって通過することになる。そのため、ＥＧＲ通路においてＥＧＲガスが脈動するおそれがある。ＥＧＲガスが脈動すると、適切な量のＥＧＲガスが吸気通路に還流されないおそれがある。また、特許文献１の構成では、ＥＧＲバルブの開度をエンジンの運転状態に応じた開度にする通常モードとは別に清掃モードが設定されており、清掃モードの実施時にはＥＧＲバルブの開度がエンジンの運転状態に応じた開度にされないため、エンジン本体内のＥＧＲガス量が適切な量からずれるおそれがある。
【0006】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲバルブ周辺のデポジットを除去しつつＥＧＲガスを適切に吸気通路に還流できるＥＧＲ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】
【0007】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、前記気筒から導出された排気が流通する排気通路とを備えるエンジンに設けられるＥＧＲ装置において、前記排気通路と前記吸気通路とを連通して内側をＥＧＲガスが流通するＥＧＲ通路と、所定の軸回りに回動して前記ＥＧＲ通路を開閉するバタフライ式のＥＧＲバルブと、前記ＥＧＲバルブを回動駆動するＥＧＲバルブ駆動装置と、エンジンの運転状態に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度の目標値である目標ＥＧＲ開度を設定するとともに、所定のＥＧＲ実行条件の成立時に前記ＥＧＲバルブが開弁し且つ前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるように前記ＥＧＲバルブ駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前記ＥＧＲバルブが全閉位置から全開位置に向けて回転する方向を開方向、その反対を閉方向としたとき、前記制御装置は、前記ＥＧＲ実行条件の成立に伴い前記ＥＧＲバルブを開弁させる際に、前記ＥＧＲバルブ駆動装置によって、前記ＥＧＲバルブを全閉位置から前記閉方向に駆動した後、前記ＥＧＲバルブの開度が前記目標ＥＧＲ開度となるまで前記ＥＧＲバルブを前記開方向に駆動するオーバーターン制御を実行する、ことを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、オーバーターン制御の実行によってＥＧＲバルブが全閉位置を挟んで閉方向と開方向に回動させられるので、ＥＧＲバルブとＥＧＲ通路との間に付着したデポジットを掻き落として除去することができる。しかも、この構成では、ＥＧＲ実行条件が成立した際つまり吸気通路へのＥＧＲガスの還流が求められるときに上記のオーバーターン制御が行われるので、ＥＧＲ実行条件の非成立時にオーバーターン制御を実行する場合と異なり、不要なＥＧＲガスが吸気通路に導入されるのを防止できる。また、この構成では、ＥＧＲバルブが全閉位置を通過する回数が１回に抑えられるとともに、ＥＧＲ通路内でのＥＧＲガス流れがほぼない状態で上記のオーバーターン制御が行われる。そのため、ＥＧＲ通路内のＥＧＲガスの脈動をより確実に抑制できる。従って、この構成によれば、ＥＧＲバルブ周辺のデポジットを除去しつつＥＧＲガスを適切に吸気通路に還流できる。
【0009】
前記構成において、好ましくは、前記吸気通路に設けられて吸気を過給するコンプレッサと、前記排気通路に設けられて前記排気のエネルギーを受けて前記コンプレッサを駆動するタービンとを含むターボ過給機をさらに備え、前記ＥＧＲ通路は、前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路とを連通している、のが好ましい（請求項２）。
【0010】
タービンよりも上流側の排気通路の圧力は比較的高い。そのため、ＥＧＲ通路がタービンよりも上流側の排気通路に接続された構成では、ＥＧＲバルブの開閉によってＥＧＲガスの脈動が生じやすい。これに対して、上記のように本発明ではオーバーターン制御実行時にＥＧＲガスの脈動が抑えられるので、オーバーターン制御を実行してデポジットを除去しつつより適切なタイミングでＥＧＲガスをより適切に吸気通路に還流できる。
【0011】
前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて排気のエネルギーが高くなる所定の高排気エネルギー条件が成立するか否かを判定し、当該高排気エネルギー条件が成立する場合に前記オーバーターン制御の実行を禁止する（請求項３）。
【0012】
排気のエネルギーが高いときは、ＥＧＲバルブの開閉に伴って排気およびＥＧＲガスの脈動が生じやすい。これに対して、この構成では、高排気エネルギー条件が成立する場合にオーバーターン制御の実行が禁止されるので、吸気通路への適切な量のＥＧＲガスの還流を確保できる。
【0013】
前記構成において、高排気エネルギー条件としては、エンジン回転数が所定の判定回転数よりも高いという条件、エンジン負荷が所定の判定負荷よりも高いという条件、排気の圧力である排圧が所定の判定圧力よりも高いという条件、排気の温度である排気温度が所定の判定温度よりも高いという条件が挙げられ、これら各条件のいずれか１つが成立する場合に、高排気エネルギー条件が成立すると判定することが挙げられる（請求項４）。
【0014】
前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記排気通路内の酸素濃度である排気Ｏ２濃度が所定の判定濃度よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する（請求項５）。
【0015】
排気Ｏ２濃度が過度に低いときは吸気通路およびエンジン本体に還流するＥＧＲガス量の増大に伴って煤の発生量が過大になりやすい。また、ＥＧＲガスが脈動すると吸気通路に還流するＥＧＲガス量が増大するおそれがある。これに対して、この構成では、排気Ｏ２濃度が所定の濃度よりも低い場合に、ＥＧＲガスが脈動するおそれがあるオーバーターン制御の実行が禁止されるので、ＥＧＲガスの還流量が増大して煤の発生量が過大になるのを確実に防止できる。
【0016】
前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、エンジン回転数が所定の下限回転数よりも低い場合に、前記オーバーターン制御の実行を禁止する（請求項６）。
【0017】
この構成によれば、エンジン回転数が低いことで吸気通路およびエンジン本体に還流するＥＧＲガス量の増減に伴って排気性能や燃焼騒音等が変動しやすい場合は、ＥＧＲガスが脈動してＥＧＲガスの還流量が増減する可能性のあるオーバーターン制御の実行が禁止される。そのため、エンジン回転数が低いときの排気性能や燃焼騒音等を確実に良好にできる。
【発明の効果】
【0018】
以上説明したように、本発明のＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲバルブ周辺のデポジットを除去しつつＥＧＲガスを適切に吸気通路に還流できる排気構造。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成を示したシステム図である。
【図2】ＨＰ－ＥＧＲバルブ周辺を示した概略断面図である。
【図3】エンジンの制御系統を示したブロック図である。
【図4】ＨＰ－ＥＧＲバルブの制御手順を示したフローチャートである。
【図5】オーバーターン制御実行時のＥＧＲバルブの様子を示した断面図であり、（ａ）～（ｂ）は各時間の当該様子を示した図である。
【図6】通常開弁制御時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度とを示したタイムチャートである。
【図7】オーバーターン制御実行時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度とを示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
（エンジンの全体構成）
以下、図面に基づいて、本発明に係るＥＧＲ装置の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、ＥＧＲ装置をディーゼルエンジンに適用する例を示す。まず、当該エンジンＥの全体構成を、図１に基づいて説明する。図１に示すエンジンＥは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。エンジンＥは、複数の気筒２を有し軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部であるＥＧＲガスをそれぞれ吸気通路３０に還流させるＨＰ－ＥＧＲ装置４４およびＬＰ－ＥＧＲ装置５０とを備える。また、エンジンシステムは、吸気通路３０側に配置されたコンプレッサ４７と排気通路４０に配置されたタービン４８とを含み、排気通路４０を通過する排気によって吸気を過給するターボ過給機４６を備える。
以下、図面に基づいて、本発明に係るＥＧＲ装置の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、ＥＧＲ装置をディーゼルエンジンに適用する例を示す。まず、当該エンジンＥの全体構成を、図１に基づいて説明する。図１に示すエンジンＥは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。エンジンＥは、複数の気筒２を有し軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部であるＥＧＲガスをそれぞれ吸気通路３０に還流させるＨＰ－ＥＧＲ装置４４およびＬＰ－ＥＧＲ装置５０とを備える。また、エンジンシステムは、吸気通路３０側に配置されたコンプレッサ４７と排気通路４０に配置されたタービン４８とを含み、排気通路４０を通過する排気によって吸気を過給するターボ過給機４６を備える。
【0021】
エンジン本体１は、図１の紙面に垂直な方向に並ぶ複数の気筒２（図１ではそのうちの一つのみを示す）を有する。エンジン本体１は、気筒２が形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に取り付けられるシリンダヘッド４とを有する。気筒２には、ピストン５が往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。ピストン５の上方には燃焼室６が区画されている。
【0022】
シリンダヘッド４には、各燃焼室６とそれぞれ連通する吸気ポート９および排気ポート１０が形成されているとともに、各吸気ポート９をそれぞれ開閉する吸気弁１１および各排気ポート１０をそれぞれ開閉する排気弁１２が組み付けられている。吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に設けられた動弁機構１３、１４によって開閉駆動される。シリンダヘッド４には、先端部から燃焼室６内に燃料を噴射するインジェクタ１５が、各気筒２につき１つずつ取り付けられている。インジェクタ１５は、図略の燃料供給管を通して供給された燃料を燃焼室６に噴射する。インジェクタ１５から噴射された燃料は燃焼室６で空気と混合する。燃料と空気の混合気は燃焼室６で燃焼し、ピストン５は混合気の燃焼による膨張力で押し下げられて上下方向に往復運動する。
【0023】
シリンダブロック３には、クランク軸７の回転速度つまりエンジン回転数を検出するクランク角センサＳＮ１が取り付けられている。シリンダヘッド４には、エンジン本体１の内部を流通する冷却水の温度である冷却水温を検出する水温センサＳＮ２が取り付けられている。つまり、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４には冷却水が流通するウォータジャケットＷが形成されており、水温センサＳＮ２はウォータジャケットＷを流通する冷却水の温度を検出する。
【0024】
吸気通路３０は、各吸気ポート９と連通するようにエンジン本体１の一側面に接続されている。吸気通路３０には、上流側から順に、エアクリーナ３１、ターボ過給機４６のコンプレッサ４７、スロットルバルブ３２、インタークーラ３３およびサージタンク３４が配置されている。
【0025】
エアクリーナ３１は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。スロットルバルブ３２は、吸気通路３０を開閉して吸気通路３０における吸気の流量を調整する。コンプレッサ４７は、吸気を圧縮しつつ吸気通路３０の下流側へ当該吸気を送り出す。インタークーラ３３は、コンプレッサ４７により圧縮された吸気を冷却する。サージタンク３４は、吸気ポート９に連なるインテークマニホールドの直上流に配置され、複数の気筒２に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。
【0026】
吸気通路３０には、吸気通路３０を流通してエンジン本体１に導入される吸気の流量である吸気量を検出するエアフローセンサＳＮ３が取り付けられている。エアフローセンサＳＮ３は、エアクリーナ３１とコンプレッサ４７の間に配置されており、当該部分を通過する吸気の流量を検出する。
【0027】
排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。排気通路４０には、上流側から順に、ターボ過給機４６のタービン４８、酸化触媒４１およびＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）４２が配置されている。
【0028】
タービン４８は、コンプレッサ４７と一体回転可能に連結されている。タービン４８は、排気通路４０を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転し、コンプレッサ４７を回転駆動する。酸化触媒４１は、排気ガス中に含まれる有害成分（ＣＯおよびＨＣ）を酸化して無害化する触媒装置である。ＤＰＦ４２は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタである。
【0029】
排気通路４０には、排気通路４０を流通する排気の圧力である排圧を検出する排圧センサＳＮ４、排気の温度である排気温を検出する排気温センサＳＮ５、排気の空燃比を検出する空燃比センサＳＮ６が取り付けられている。排圧センサＳＮ４は、タービン４８よりも上流側の排気通路４０と後述するＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａとの接続部分付近に配置されており、当該部分を通過する排気の圧力を検出する。排気温センサＳＮ５は、タービン４８と酸化触媒４１との間に配置されており、当該部分を通過する排気の温度を検出する。空燃比センサＳＮ６は、後述するＬＰ－ＥＧＲ通路５１と排気通路４０との接続部分とＤＰＦ４２との間に配置されており、当該部分を通過する排気の空燃比を検出する。
【0030】
ＨＰ－ＥＧＲ装置４４は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａと、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａに設けられたＨＰ－ＥＧＲバルブ４５とを備える。ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａは、排気通路４０におけるタービン４８よりも上流側の部分と、吸気通路３０におけるインタークーラ３３とサージタンク３４との間の部分であってコンプレッサ４７よりも下流側の部分とを接続している。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、ＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍによって駆動されてＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを開閉する。ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを介して吸気通路３０に還流するＥＧＲガスの量は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度に応じて変更される。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の詳細構造については後述する。
【0031】
ＬＰ－ＥＧＲ装置５０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＬＰ－ＥＧＲ通路５１と、ＬＰ－ＥＧＲ通路５１に設けられたＥＧＲクーラ５２およびＬＰ－ＥＧＲバルブ５３とを備える。ＬＰ－ＥＧＲ通路５１は、排気通路４０におけるＤＰＦ４３よりも下流側の部分と、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とコンプレッサ４７との間の部分とを接続している。ＬＰ－ＥＧＲバルブ５３は、ＬＰ－ＥＧＲモータ５３Ｍによって駆動されてＬＰ－ＥＧＲ通路５１を開閉する。ＬＰ－ＥＧＲ通路５１を介して吸気通路３０に還流するＥＧＲガスの量は、ＬＰ－ＥＧＲバルブ５３の開度に応じて変更される。ＥＧＲクーラ５２は、熱交換器であり熱交換によりＬＰ－ＥＧＲ通路５１を流通するＥＧＲガスを冷却する。
【0032】
上記のように、ＬＰ－ＥＧＲ通路５１の上流端は排気通路４０におけるＤＰＦ４３よりも下流側の部分に接続されている。ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａの上流端は排気通路４０におけるタービン４８よりも上流側の部分に接続されている。つまり、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａの方がＬＰ－ＥＧＲ通路５１よりも上流側の部分に接続されている。これより、吸気通路３０には、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを通じて高温高圧、かつ、ＤＰＦ５２により微粒子が捕集される前の排気（ＥＧＲガス）が還流され、ＬＰ－ＥＧＲ通路５１を通じて低温低圧、かつ、ＤＰＦ５２により微粒子が捕集された後のガス（ＥＧＲガス）が還流される。
【0033】
以下では、適宜、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを通じて吸気通路３０に還流する排気（ＥＧＲガス）を高圧ＥＧＲガスという。本実施形態では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５とＬＰ－ＥＧＲバルブ５３のうち、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が請求項の「ＥＧＲバルブ」に相当する。また、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４ＡとＬＰ－ＥＧＲ通路５１のうちＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａが請求項の「ＥＧＲ通路」に相当する。また、ＨＰ－ＥＧＲモータ４５ＭとＬＰ－ＥＧＲモータ５３ＭのうちＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍが請求項の「ＥＧＲバルブ駆動装置」に相当する。
【0034】
（ＨＰ－ＥＧＲバルブの構成）
図２は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５周辺を示した概略断面図である。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、所定の軸回りに回動してＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを開閉するバタフライ式のバルブである。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを開閉する略円盤状のバルブ本体１５０と、バルブ本体１５０の周面に取り付けられたシール部材１６０と、バルブ本体１５０にこれと一体に回動可能に連結された弁棒１５５とを有する。
図２は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５周辺を示した概略断面図である。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、所定の軸回りに回動してＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを開閉するバタフライ式のバルブである。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを開閉する略円盤状のバルブ本体１５０と、バルブ本体１５０の周面に取り付けられたシール部材１６０と、バルブ本体１５０にこれと一体に回動可能に連結された弁棒１５５とを有する。
【0035】
弁棒１５５は、棒状を呈して、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａにおける高圧ＥＧＲガスの流れ方向とほぼ直交して延びる姿勢でＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａに取り付けられている。ＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍは弁棒１５５をその中心軸Ｘ回りに回動させ、これによりバルブ本体１５０を弁棒１５５の中心軸Ｘ回りに回動させる。以下では、この弁棒１５５の中心軸Ｘであってバルブ本体１５０の回動中心軸を回動軸Ｘという。
【0036】
図２の矢印Ｙ１０は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が開弁しているときの高圧ＥＧＲガスの流れ方向を示したものであり、図２の上側が高圧ＥＧＲガスの流れ方向における上流側となっている。図２に示すように、本実施形態では、バルブ本体１５０は、その中央が上流側に凸となる略ハット状の断面を有する。
【0037】
ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、図２に示す全閉位置、つまり、高圧ＥＧＲガスの流れ方向と直交して延びる全閉位置から、図２の矢印Ｙ１に示す時計回りと矢印Ｙ２に示す反時計回りとの両方に回転できるようにＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａに支持されている。ただし、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置から全開位置に向けて回転する方向は、時計回りと反時計回りのうちの一の方向に限定されており、後述するオーバーターン制御の実行時を除き、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は、全閉位置に対して上記の一の方向に回動することで開弁し、開弁位置から反対方向に回動することで全閉位置に戻るように駆動される。以下では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置から全開位置に向けて回転する方向であってオーバーターン制御の実行時を除くＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開弁方向を単に開方向といい、これと反対の方向を単に閉方向という。なお、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の全閉位置とは、高圧ＥＧＲガスの流量（ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを流れる量）が最も少なくなる最小位置であり、上記のように高圧ＥＧＲガスの流れ方向に対して直交して延びる位置には限られない。また、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の全開位置とは、高圧ＥＧＲガスの流量が最も多くなる最大位置である。本実施形態では図５（ｄ）に示すようにＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が高圧ＥＧＲガスの流れ方向に沿うように延びる位置が全開位置となっている。
【0038】
（制御系統）
エンジンシステムの制御構成を、図３のブロック図に基づいて説明する。エンジンシステムは、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって統括的に制御される。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される。ＥＣＵ１００は、請求項の「制御装置」に相当する。
エンジンシステムの制御構成を、図３のブロック図に基づいて説明する。エンジンシステムは、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって統括的に制御される。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される。ＥＣＵ１００は、請求項の「制御装置」に相当する。
【0039】
ＥＣＵ１００には、上記で説明したセンサＳＮ１～ＳＮ６によって検出された情報、すなわち、エンジン回転数、冷却水温、吸気量、排圧、排気温、排気の空燃比等の各種情報が逐次入力される。ＥＣＵ１００は、上記各情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンシステムの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、インジェクタ１５、スロットルバルブ３２（スロットルバルブ３２を駆動する駆動装置）、ＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍ（ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５）およびＬＰ－ＥＧＲモータ５３Ｍ（ＬＰ－ＥＧＲバルブ５３）等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。
【0040】
（ＨＰ－ＥＧＲバルブの制御）
次に、本願発明の特徴的な構成であるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の制御について説明する。図４は、ＥＣＵ１００により実行されるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の制御手順を示したフローチャートである。
次に、本願発明の特徴的な構成であるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の制御について説明する。図４は、ＥＣＵ１００により実行されるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の制御手順を示したフローチャートである。
【0041】
まず、ＥＣＵ１００は、各種情報を読み込む（ステップＳ１）。具体的に、ＥＣＵ１００は、上記のセンサＳＮ１～ＳＮ６によって検出された、エンジン回転数、冷却水温、吸気量、排圧、排気温、排気の空燃比等の情報を読み込む。また、ＥＣＵ１００は、別途演算している排気中の酸素濃度である排気Ｏ２濃度を読み込む。具体的に、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５やＬＰ－ＥＧＲバルブ５３の開度等に基づいて燃焼室６に流入する吸気の酸素濃度である吸気Ｏ２濃度を推定し、当該吸気Ｏ２濃度、吸気量およびインジェクタ１５から噴射された燃料の量に基づいて排気Ｏ２濃度を推定するとともに、これを空燃比センサＳＮ６により検出された排気の空燃比に基づいて補正する。
【0042】
次に、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲを実行する条件、つまり、高圧ＥＧＲガスを吸気通路３０に還流させる条件であるＥＧＲ実行条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ２）。ＨＰ－ＥＧＲを実行する条件は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。本実施形態では、エンジン負荷つまりエンジンに要求されているトルクである要求エンジントルクとエンジン回転数とにより規定されるエンジンの運転領域のうちの予め設定されたＨＰ－ＥＧＲ実行領域でエンジンが運転されているという条件がＥＧＲ実行条件に設定されている。ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１により検出されたエンジン回転数と、算出した要求エンジントルクとに基づいて、エンジンの現在の運転ポイントがＨＰ－ＥＧＲ実行領域内のポイントであるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジンの現在の運転ポイントがＨＰ－ＥＧＲ実行領域内のポイントである場合に、ＥＧＲ実行条件が成立すると判定し、エンジンの現在の運転ポイントがＨＰ－ＥＧＲ実行領域外のポイントである場合にＥＧＲ実行条件が非成立であると判定する。なお、ＥＣＵ１００は、車両に設けられたアクセルペダルの開度とエンジン回転数とに基づいて要求エンジントルクを算出している。例えば、ＨＰ－ＥＧＲ実行領域は、エンジン回転数が所定の値以下で且つ要求エンジントルク（エンジン負荷）が所定の値以下の低速低負荷領域に設定される。
【0043】
ステップＳ２の判定がＮＯであってＥＧＲ実行条件が非成立の場合、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉にして処理を終了する（ステップＳ３０）。
【0044】
一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであってＥＧＲ実行条件が成立する場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率を設定する。ＥＧＲ率は、燃焼室６内のガスの総重量に対する燃焼室６内の高圧ＥＧＲガスの重量の割合である。目標ＥＧＲ率はエンジンの運転ポイント毎に予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。ＥＣＵ１００は、この記憶情報から現在のエンジンの運転ポイントに対応する値を抽出して目標ＥＧＲ率に設定する。例えば、目標ＥＧＲ率は、エンジン回転数と要求エンジントルクのマップで記憶されており、ＥＣＵ１００はこのマップから現在のエンジン回転数と要求エンジントルクに対応する値を抽出して目標ＥＧＲ率に設定する。なお、ステップＳ３はＥＧＲ実行条件成立時に実行されるステップであり、目標ＥＧＲ率は０よりも大きい値に設定される。
【0045】
次に、ＥＣＵ１００は、オーバーターン制御回数が所定の判定回数以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。オーバーターン制御回数は、後述するオーバーターン制御の実行回数である。オーバーターン制御回数は、エンジンＥの停止中は０とされ、エンジンＥの始動後において、後述するようにオーバーターン制御が実行される毎にカウントアップされる。上記の判定回数は１よりも大きい値に予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。例えば、判定回数は４に設定される。
【0046】
ステップＳ４の判定がＮＯであってオーバーターン制御回数が判定回数よりも大きい場合、つまり、エンジンＥの始動後にオーバーターン制御が判定回数実行された後は、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御を実行する（ステップＳ２０）。具体的に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３で設定した目標ＥＧＲ率が実現されるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度である目標ＥＧＲ開度を設定し、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度（全閉位置に対する開方向の回動角度）がこの目標ＥＧＲ開度になるようにＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍを駆動する。なお、目標ＥＧＲ開度は０°よりも大きい開度とされる。ステップＳ４の後は、ＥＣＵ１００は処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。
【0047】
ステップＳ４に戻り、オーバーターン制御回数が判定回数以下の場合、次に、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉状態（全閉位置にある状態）でＥＧＲ条件が成立したか否かを判定する。つまり、ＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わった直後であってＥＧＲ実行条件の成立に伴ってＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開弁を開始するタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ５）。具体的に、ＥＣＵ１００は、１演算サイクル前のＥＧＲ実行条件が非成立であったか否かを判定する。
【0048】
ステップＳ５の判定がＮＯであってＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置ではない状態でＥＧＲ条件が成立した場合（ＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わった直後ではない場合）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０に進み、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御を実行する。
【0049】
一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳであってＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ条件が成立した場合（ＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わった直後である場合）、ＥＣＵ１００は、高排ガスエネルギー条件が非成立であるか否かを判定する。高排ガスエネルギー条件は、排気のエネルギーが高い場合に成立し、排気のエネルギーが低い場合に非成立となる条件である。具体的に、以下の条件１～４のいずれかが成立するときに、高排ガスエネルギー条件が成立すると判定される。
条件１：エンジン負荷が所定の判定負荷以上である。
条件２：排圧が所定の判定圧力以上である。
条件３：排気温が所定の判定温度以上である。
条件４：エンジン回転数が所定の判定回転数以上である。
条件１：エンジン負荷が所定の判定負荷以上である。
条件２：排圧が所定の判定圧力以上である。
条件３：排気温が所定の判定温度以上である。
条件４：エンジン回転数が所定の判定回転数以上である。
【0050】
ＥＣＵ１００は、別途算出した要求エンジントルクが所定の判定トルク以上の場合に条件１が成立したと判定する。ＥＣＵ１００は、排圧センサＳＮ４により検出された排圧に基づいて上記条件２の成否を判定する。ＥＣＵ１００は、排気温センサＳＮ５により検出された排気温に基づいて上記条件３の成否を判定する。ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１により検出されたエンジン回転数に基づいて上記条件４の成否を判定する。上記の判定トルク（判定負荷）、判定圧力、判定温度および第１判定回転数は予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。
【0051】
ステップＳ５の判定がＮＯであって、上記の条件１～４のいずれかが成立することに伴って高排ガスエネルギー条件が成立する場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０に進み、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御を実行する。
【0052】
一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳであって、上記の条件１～４のいずれもが非成立であることに伴って高排ガスエネルギー条件が非成立である場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７にて、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数が所定の下限回転数以上であるか否かを判定する。下限回転数は、上記の判定回転数よりも低い値に予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。
【0053】
ステップＳ７の判定がＮＯであって、エンジン回転数が下限回転数よりも低い場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０に進み、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御を実行する。
【0054】
一方、ステップＳ７の判定がＹＥＳであって、エンジン回転数が下限回転数以上の場合、ＥＣＵ１００は、排気の酸素濃度である排気Ｏ２濃度のスモークガードに対する余分濃度が所定の判定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。つまり、ＥＣＵ１００は、排気Ｏ２濃度が、スモークガードに上記の判定量を加えた値以上であるか否かを判定する。スモークガードは、エンジン本体１から排出されるスモーク（煤）を所定値以下にするための排気Ｏ２濃度の下限値であり、予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で読み込んだ排気Ｏ２濃度からスモークガードを引いた値をスモークガードに対する余分濃度として算出し、これが判定量以上であるか否かを判定する。判定濃度は０よりも大きい値に予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている。ここで、上記のスモークガードに上記の判定量を加えた値が、請求項の「判定濃度」に相当する。
【0055】
ステップＳ８の判定がＮＯであって、スモークガードに対する余分濃度が判定濃度よりも低い場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０に進み、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御を実行する。
【0056】
一方、ステップＳ８の判定がＹＥＳであって、スモークガードに対する余分濃度が判定量以上の場合、ＥＣＵ１００は、オーバーターン制御を実行する（ステップＳ９）。
【0057】
オーバーターン制御は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周縁Ｚ（図２）のデポジットを除去してＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の適正な開閉動作を確保するための制御である。ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周縁Ｚには、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の全閉時に高圧ＥＧＲガスに含まれる煤等が付着する。この煤等が固着するとＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の適正な開弁が困難になる。そこで、本エンジンでは、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周縁Ｚ（図２）の煤等のデポジットを除去するためのオーバーターン制御を実行する。
【0058】
図５は、オーバーターン制御実行時のＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の様子を示した図である。図５では、矢印Ｙ２が閉方向であり、矢印Ｙ１が開方向である。ステップＳ９に進みオーバーターン制御が実行されるのは、ステップＳ５の判定がＹＥＳであってＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ実行条件が成立したときである。これより、オーバーターン制御の実行直前、図５（ａ）に示すように、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は全閉位置にある。オーバーターン制御の実行時、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を、図５（ａ）に示す全閉位置から図５（ｂ）に示すように閉方向Ｙ２に回動させて（閉方向Ｙ２に回動するようにＨＰ－ＥＧＲモータ４４Ｍを駆動して）開弁させる。その後、ＥＣＵ１００は、図５（ｃ）に示すように、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を、開方向Ｙ１に回動させて（開方向Ｙ１に回動するようにＨＰ－ＥＧＲモータ４４Ｍを駆動して）全閉位置に戻した後、図５（ｄ）に示すように、さらに開方向Ｙ１に回動させて、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度をステップＳ３で設定した目標ＥＧＲ率が実現される開度にする。
【0059】
このように、オーバーターン制御では、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置からまず閉方向に回動させて開弁させ、その後、ステップＳ３で設定した目標ＥＧＲ率が実現される開度まで開方向に回動させる。詳細には、ＥＣＵ１００は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の閉方向の開度が予め設定されて記憶している閉側開度になるようにＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍを駆動する。また、ステップＳ２０と同様に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３で設定した目標ＥＧＲ率が実現されるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度である目標ＥＧＲ開度を設定し、閉方向に回動させた後は、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度がこの目標ＥＧＲ開度になるようにＨＰ－ＥＧＲモータ４５Ｍを駆動する。
【0060】
オーバーターン制御の実行後は、ＥＣＵ１００は、オーバーターン制御回数をカウントアップし（オーバーターン制御回数に１を足し）、制御を終了する（ステップＳ１）に戻る。
【0061】
（ＥＧＲ開度の時間変化）
図６は、通常開弁制御実行時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度との時間変化を示した模式図である。図７は、オーバーターン制御実行時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度との時間変化を示した模式図である。図６および図７のＥＧＲ開度のグラフにおいて、実線は実際のＥＧＲ開度である実ＥＧＲ開度を示し、破線は目標ＥＧＲ開度を示している。図６には、時刻ｔ１前後でＥＧＲ実行条件が成立しており時刻ｔ１で目標ＥＧＲ率が上昇した場合の例を示している。図には、時刻ｔ１０でＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わり、時刻ｔ１０で目標ＥＧＲ率が０から上昇した場合の例を示している。
図６は、通常開弁制御実行時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度との時間変化を示した模式図である。図７は、オーバーターン制御実行時の目標ＥＧＲ率とＥＧＲ開度との時間変化を示した模式図である。図６および図７のＥＧＲ開度のグラフにおいて、実線は実際のＥＧＲ開度である実ＥＧＲ開度を示し、破線は目標ＥＧＲ開度を示している。図６には、時刻ｔ１前後でＥＧＲ実行条件が成立しており時刻ｔ１で目標ＥＧＲ率が上昇した場合の例を示している。図には、時刻ｔ１０でＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わり、時刻ｔ１０で目標ＥＧＲ率が０から上昇した場合の例を示している。
【0062】
図６に示すように、通常開弁制御の実行時は、目標ＥＧＲ率が時刻ｔ１にて上昇すると、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は閉方向に回動されることなく、目標ＥＧＲ開度に向けて開方向に回動される。これに対して、図７に示すように、オーバーターン制御の実行時は、時刻ｔ１０にて、まずＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は閉方向に回動される。そして、時刻ｔ１１にてＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度（閉方向の開度）が閉側開度に到達すると、その後、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は開方向に回動される。具体的に、時刻ｔ１２にてＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開度が０となりＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置まで戻った後も、目標ＥＧＲ開度に向けてＨＰ－ＥＧＲバルブ４５は開方向に回動される。
【0063】
（作用等）
以上のように、上記実施形態では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ実行条件が成立したときであって、ＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わることに伴って全閉位置にあるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を開弁する際に、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置から閉方向に回動させて開弁させた後、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５をその開度が目標ＥＧＲ開度となるまで開方向に回動させるオーバーターン制御を実行する。つまり、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置から一旦閉方向に回動させた後、全閉位置に戻し、さらに、目標ＥＧＲ開度に向けて開方向に回動させる。これより、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周辺のデポジットをＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周縁部あるいはＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａの内周面によって掻き落として除去できる。従って、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の適切な開閉を確保できる。
以上のように、上記実施形態では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ実行条件が成立したときであって、ＥＧＲ実行条件が非成立から成立に切り替わることに伴って全閉位置にあるＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を開弁する際に、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置から閉方向に回動させて開弁させた後、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５をその開度が目標ＥＧＲ開度となるまで開方向に回動させるオーバーターン制御を実行する。つまり、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置から一旦閉方向に回動させた後、全閉位置に戻し、さらに、目標ＥＧＲ開度に向けて開方向に回動させる。これより、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周辺のデポジットをＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の周縁部あるいはＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａの内周面によって掻き落として除去できる。従って、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の適切な開閉を確保できる。
【0064】
しかも、上記のオーバーターン制御では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置を通過する回数が１回に抑えられている。そのため、オーバーターン制御の実行によってＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａ内の高圧ＥＧＲガスが脈動するのを抑制でき、高圧ＥＧＲガスを適切に吸気通路３０および燃焼室６に導入できる。
【0065】
また、ＥＧＲ実行条件が成立している状態でオーバーターン制御が行われるので、不要な高圧ＥＧＲガスが吸気通路に導入されるのを防止できる。具体的に、仮にＥＧＲ実行条件の非成立時にオーバーターン制御を実行してＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を開弁させると、高圧ＥＧＲガスが吸気通路３０および燃焼室６に導入されてしまい、燃焼室６のガスの組成が適切な組成からずれてしまう。これに対して、ＥＧＲ実行条件の成立時であって高圧ＥＧＲガスの吸気通路および燃焼室６への導入が求められているときにオーバーターン制御を実行すれば、燃焼室６のガスの組成が適切な組成からずれるのを抑制できる。
【0066】
また、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ実行条件が成立したときにオーバーターン制御が行われるので、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａ内の高圧ＥＧＲガスの脈動をより確実に抑制できる。具体的に、ＥＧＲ実行条件成立に伴ってＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が開弁しており高圧ＥＧＲガスがＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａを流れている状態で、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５を全閉位置を通過するように回動させると、高圧ＥＧＲガスの流れが一旦停止されることになることで高圧ＥＧＲガスの脈動が大きくなる。これに対して、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にあるときはＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａ内を高圧ＥＧＲガスが流れていないので、上記のタイミングでオーバーターン制御を実行すれば、高圧ＥＧＲガスの脈動を小さく抑えることができる。
【0067】
ここで、排気のエネルギーが高いときはＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開閉に伴って排気および高圧ＥＧＲガスの脈動が生じやすい。これに対して、上記実施形態では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５が全閉位置にある状態でＥＧＲ実行条件が成立したときであっても、高排ガスエネルギー条件が成立する排気のエネルギーが高い場合には、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御が実行される。つまり、高排ガスエネルギー条件が成立する場合は、オーバーターン制御が禁止される。そのため、高圧ＥＧＲガスが脈動するのをより確実に防止できる。
【0068】
また、排気Ｏ２濃度が低いときは、燃焼室６に導入される高圧ＥＧＲガス量の増大に伴って煤の発生量が過大になりやすい。これに対して、上記実施形態では、スモークガードに対する排気Ｏ２濃度の余分濃度が判定量よりも低い場合であって、スモークガードに上記の判定量を加えた値よりも排気Ｏ２濃度が低い場合には、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御が実行される。つまり、スモークガードに対する排気Ｏ２濃度の余分濃度が判定量よりも低い場合は、オーバーターン制御が禁止される。そのため、上記場合において、高圧ＥＧＲガスが脈動して燃焼室６に導入される高圧ＥＧＲガスが増大するのを確実に回避でき、ガス煤の発生量が過大になるのを確実に防止できる。
【0069】
また、エンジン回転数が低いときは、燃焼室６に導入される高圧ＥＧＲガス量の増減に伴って排気性能や燃焼騒音等が変動しやすい。これに対して、上記実施形態では、エンジン回転数が下限回転数よりも低い場合には、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５に対して通常開弁制御が実行される、つまり、オーバーターン制御が禁止されて高圧ＥＧＲガスが脈動して燃焼室６に導入される高圧ＥＧＲガスが増減するという事態が回避される。そのため、エンジン回転数が低いときに、オーバーターン制御の影響で排気性能や燃焼騒音等が悪化するのを確実に防止できる。
【0070】
また、ＨＰ－ＥＧＲ装置４４は、ＬＰ－ＥＧＲ装置５０に比べて排気通路４０から吸気通路３０までのＥＧＲガスの移動距離が短く抑えられる。そのため、ＨＰ－ＥＧＲ装置４４を有することで、上記実施形態によれば、より適切なタイミングで適切な量のＥＧＲガスを吸気通路に還流できる。ただし、ＨＰ－ＥＧＲ通路４４Ａはタービン４８よりも上流側の排気通路４０に接続されており、タービン４８よりも上流側の排気通路４０の圧力は比較的高い。そのため、ＨＰ－ＥＧＲ装置４４では、ＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の開閉に伴ってＥＧＲガス（高圧ＥＧＲガス）の脈動が生じやすい。これに対して、上記実施形態では、上記のようにオーバーターン制御実行時の高圧ＥＧＲガスの脈動が抑えられる。従って、上記実施形態によれば、オーバーターン制御を実行してＨＰ－ＥＧＲバルブ４５のデポジットを除去しつつより適切なタイミングで高圧ＥＧＲガスをより適切に吸気通路に還流できる。
【0071】
（変形例）
上記実施形態では、オーバーターン制御の対象がＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の場合を説明したが、ＨＰ－ＥＧＲ装置４４を有しないエンジンに上記制御を適用して、オーバーターン制御の対象をＬＰ－ＥＧＲバルブ５３としてもよい。
上記実施形態では、オーバーターン制御の対象がＨＰ－ＥＧＲバルブ４５の場合を説明したが、ＨＰ－ＥＧＲ装置４４を有しないエンジンに上記制御を適用して、オーバーターン制御の対象をＬＰ－ＥＧＲバルブ５３としてもよい。
【0072】
上記実施形態では、高排ガスエネルギー条件に含まれる条件１として、エンジン負荷（要求エンジントルク）が判定負荷（判定トルク）以上であるという条件を挙げたが、これに代えて、インジェクタ１５による燃料の噴射量が所定の値以上であるという条件を用いてもよい。
【0073】
また、高排ガスエネルギー条件は上記の条件１～４に限られず、その他の条件が適用されてもよい。
【0074】
また、エンジンの具体的な構成は上記に限られない。例えば、エンジンの気筒数は上記に限られない。また、エンジンはディーゼルエンジンに限られない。
【符号の説明】
【0075】
１０ エンジン本体
３０ 吸気通路
４４ ＨＰ－ＥＧＲ装置
４４Ａ ＨＰ－ＥＧＲ通路
４５ ＨＰ－ＥＧＲバルブ（ＥＧＲバルブ）
４５Ｍ ＨＰ－ＥＧＲモータ（ＥＧＲバルブ駆動装置）
１００ ＥＣＵ（制御装置）
Ｅ エンジン
３０ 吸気通路
４４ ＨＰ－ＥＧＲ装置
４４Ａ ＨＰ－ＥＧＲ通路
４５ ＨＰ－ＥＧＲバルブ（ＥＧＲバルブ）
４５Ｍ ＨＰ－ＥＧＲモータ（ＥＧＲバルブ駆動装置）
１００ ＥＣＵ（制御装置）
Ｅ エンジン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】