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(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】
(24)【登録日】2024-09-09
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置
(51)【国際特許分類】
F02D 21/08 20060101AFI20240910BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20240910BHJP
F02B 37/16 20060101ALI20240910BHJP
F02D 23/00 20060101ALI20240910BHJP
F02D 43/00 20060101ALI20240910BHJP
F02M 26/05 20160101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
F02D21/08 311B
F02B37/00 302F
F02B37/16 B
F02D23/00 J
F02D43/00 301N
F02D43/00 301R
F02M26/05
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021027269
(22)【出願日】2021-02-24
(65)【公開番号】P2022128829
(43)【公開日】2022-09-05
【審査請求日】2023-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】谷本 英幸
【審査官】戸田 耕太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－３２９８７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２１６４２２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｄ ２１／０８
Ｆ０２Ｂ ３７／００
Ｆ０２Ｂ ３７／１６
Ｆ０２Ｄ ２３／００
Ｆ０２Ｄ ４３／００
Ｆ０２Ｍ ２６／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
過給機とＥＧＲ装置とを備え、前記過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサによって過給された吸気の一部を前記吸気通路における前記コンプレッサの上流側に還流するエアバイパス通路と、前記エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を有し、
前記ＥＧＲ装置は、前記排気通路における前記タービンよりも上流側と、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側とに連通し、前記排気通路を通過する排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記ＥＧＲバルブおよび前記エアバイパスバルブの開度を制御するバルブ制御部を有し、
前記バルブ制御部は、
前記エアバイパスバルブを閉弁し、かつ、前記ＥＧＲバルブを所定の開度に開弁した状態で、エンジン負荷とエンジン回転数との組み合わせからなるマップにおいて前記エンジン負荷が閾値Ｌ以上であることにより、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲバルブの上流側と下流側との差圧が所定値未満であると判断した場合は、
前記ＥＧＲバルブを全開状態に開弁し、前記ＥＧＲガスの量を調整するように前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項2】
前記バルブ制御部は、前記エアバイパスバルブを閉弁し、かつ、前記ＥＧＲバルブを前記所定の開度に開弁した状態で、前記差圧が所定値未満であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、
前記ＥＧＲバルブを全開状態に開弁し、前記ＥＧＲガスの量を調整するように前記エアバイパスバルブを開弁す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】
前記バルブ制御部は、前記エアバイパスバルブを閉弁し、かつ、前記ＥＧＲバルブを前記所定の開度に開弁した状態で、前記差圧が所定値以上であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、
前記エアバイパスバルブの閉弁を維持したまま、前記ＥＧＲバルブを前記所定の開度よりも大きく開弁することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両に搭載される内燃機関には、ターボ過給機とＥＧＲ装置とが搭載されたものがある。ＥＧＲ装置の構成としては、ターボ過給機の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と、タービンの下流側からコンプレッサの上流側に排気ガスを還流する低圧ＥＧＲがある。高圧ＥＧＲは、低圧ＥＧＲと比較して、ＥＧＲ通路（排気ガスの流路）が短いことから応答性に優れる一方で、高負荷域においてＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブの上流側と下流側との圧力差が小さくなり、十分な量のＥＧＲガスを還流できない場合があるという問題がある。したがって、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲは、応答性と、高負荷域でのＥＧＲガスの還流量とにおいて利点と欠点が逆転する。
【0003】
従来の内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、ターボチャージャと、低圧ＥＧＲ装置と、高圧ＥＧＲ装置と、を備え、高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置とを切り替えて、または併用して排気の再循環を行うＥＧＲ装置付き内燃機関に設けられている。そして、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関における少なくとも排気弁の閉弁時期を変更可能な可変バルブタイミング機構と、内燃機関の運転状態が第１の運転状態からこの第１の運転状態よりも低圧ＥＧＲ装置によって再循環される排気の流量である低圧ＥＧＲガス量が増加する第２の運転状態に変更される過渡期に、可変バルブタイミング機構に排気弁の閉弁時期を遅角させ内燃機関の内部ＥＧＲガス量を増加させる内部ＥＧＲガス量増加手段と、を備えている。これにより、特許文献１に記載のものは、内燃機関の運転状態が第１の運転状態から第２の運転状態に変更される過渡期において、内燃機関から排出されるＮＯｘが過度に増加することを抑制できる。また、特許文献１に記載のものは、高負荷域において低圧ＥＧＲを用いる場合に、ＥＧＲバルブの上流側と下流側との圧力差が小さくなることを回避し、十分な量のＥＧＲガスを還流し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００８－１５０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置にあっては、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲとの両方を備えているために、これらの一方のみを備える構成よりもコストが増加するという問題があった。また、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲとの切り替え時は、内燃機関の状態が急変する過渡的な状態であるため、過渡的な状態に対応するための制御が複雑化するという問題があった。また、低圧ＥＧＲを用いる場合は、ＥＧＲガスの流路が長いため応答性が悪化するという問題があった。
【0006】
本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、コストの増加、制御の複雑化、および応答性の悪化を回避でき、高負荷域であっても高いＥＧＲ率を確保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ものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、過給機とＥＧＲ装置とを備え、前記過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサによって過給された吸気の一部を前記吸気通路における前記コンプレッサの上流側に還流するエアバイパス通路と、前記エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を有し、前記ＥＧＲ装置は、前記排気通路における前記タービンよりも上流側と、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側とに連通し、前記排気通路を通過する排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、を有する内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲバルブおよび前記エアバイパスバルブの開度を制御するバルブ制御部を有し、前記バルブ制御部は、前記エアバイパスバルブを閉弁し、かつ、前記ＥＧＲバルブを所定の開度に開弁した状態で、エンジン負荷とエンジン回転数との組み合わせからなるマップにおいて前記エンジン負荷が閾値Ｌ以上であることにより、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲバルブの上流側と下流側との差圧が所定値未満であると判断した場合は、前記ＥＧＲバルブを全開状態に開弁し、前記ＥＧＲガスの量を調整するように前記エアバイパスバルブを開弁することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
このように上記の本発明によれば、コストの増加、制御の複雑化、および応答性の悪化を回避でき、高負荷域であっても高いＥＧＲ率を確保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】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、過給機とＥＧＲ装置とを備え、過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられたコンプレッサと、コンプレッサによって過給された吸気の一部を吸気通路におけるコンプレッサの上流側に還流するエアバイパス通路と、エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を有し、ＥＧＲ装置は、排気通路におけるタービンよりも上流側と、吸気通路におけるコンプレッサよりも下流側とに連通し、排気通路を通過する排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、を有する内燃機関の制御装置であって、ＥＧＲバルブおよびエアバイパスバルブの開度を制御するバルブ制御部を有し、バルブ制御部は、エアバイパスバルブを閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブを所定の開度に開弁した状態で、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブの上流側と下流側との差圧が所定値未満の場合は、ＥＧＲバルブを全開状態に開弁し、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブを開弁することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、コストの増加、制御の複雑化、および応答性の悪化を回避でき、高負荷域であっても高いＥＧＲ率を確保できる。
【実施例】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置について詳細に説明する。
【0012】
図１において、本発明の一実施例に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両１は、内燃機関２と、この内燃機関２の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを含んで構成されている。
【0013】
内燃機関２は、内燃機関本体２Ａを備えており、内燃機関本体２Ａは、ピストンが気筒内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。
【0014】
各気筒に収納されたピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。コネクティングロッドは、ピストンの往復動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。
【0015】
したがって、内燃機関２は、気筒内の図示しない燃焼室で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストンを往復動させ、コネクティングロッドを介してクランクシャフトを回転させることにより、車両１を駆動させる駆動力を発生するようになっている。
【0016】
内燃機関２は、燃焼室に空気を導入する吸気管１０を備えており、吸気管１０には吸気通路１０Ａが形成されている。吸気管１０にはスロットルバルブ１１が設けられている。スロットルバルブ１１は、電子制御スロットルバルブとして構成されており、ＥＣＵ３からの指令信号に応じてそのスロットル開度が制御されることによって内燃機関２の吸入空気量を調整する。
【0017】
内燃機関２は、燃焼室から排気ガスを車外に排出する排気管２０を備えており、排気管２０には排気通路２０Ａが形成されている。排気管２０には、排気ガスを浄化する触媒２１が設けられている。
【0018】
内燃機関２は、排気ガスを利用して吸気を加圧する過給機３０を備えている。過給機３０は、排気通路２０Ａに設けられたタービン３１と、吸気通路１０Ａに設けられたコンプレッサ３２と、を備えている。過給機３０において、排気ガスによりタービン３１が回転すると、この回転がコンプレッサ３２に伝達され、コンプレッサ３２が吸気を過給する。
【0019】
過給機３０は、過給機３０のタービン３１を迂回する排気ガスが通過する排気バイパス通路３３と、排気バイパス通路３３を通過する排気ガス量を調整するウェイストゲートバルブ３４とを備えている。ウェイストゲートバルブ３４の開度はＥＣＵ３のバルブ制御部３Ａにより制御される。
【0020】
過給機３０は、エアバイパス通路３５と、エアバイパスバルブ３６と、を有している。エアバイパス通路３５は、コンプレッサ３２によって過給された吸気の一部を吸気通路１０Ａにおけるコンプレッサ３２の上流側に還流する。
【0021】
エアバイパスバルブ３６は、エアバイパス通路３５に設けられており、エアバイパス通路３５を開閉する。エアバイパスバルブ３６の開度はＥＣＵ３のバルブ制御部３Ａにより制御される。
【0022】
スロットルバルブ１１が急に閉じられたとき、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を開く。これにより、コンプレッサ３２の下流側（出口側）の過給圧を上流側（入口側）に逃がし、気流の跳ね返りを抑制し、バックタービン音及び過給機３０へのダメージを回避することができる。
【0023】
内燃機関２はＥＧＲ装置４０を備えている。ＥＧＲ装置４０は、排気通路２０Ａにおけるタービン３１よりも上流側と、吸気通路１０Ａにおけるコンプレッサ３２よりも下流側とに連通し、排気通路２０Ａを通過する排気ガスの一部を吸気通路１０Ａに還流するＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲ通路４１を開閉するＥＧＲバルブ４２と、を有している。したがって、ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ装置（ＨＰＬ－ＥＧＲ）に該当する。
【0024】
ＥＧＲバルブ４２の開度はＥＣＵ３のバルブ制御部３Ａにより制御される。ＥＧＲ通路４１を通って排気通路２０Ａから吸気通路１０Ａに還流される排気ガスを、ＥＧＲガスともいう。ＥＧＲガスの量が適切に制御されることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を削減する効果と、内燃機関２のポンピングロスを低下させて燃費を向上させる効果と、排気温度を低下させてプレイグニッションの発生を抑制する効果とを得ることができる。
【0025】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【0026】
ＥＣＵ３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ３として機能する。
【0027】
本実施例では、ＥＣＵ３は、バルブ制御部３Ａを備えており、バルブ制御部３Ａは、ウェイストゲートバルブ３４、エアバイパスバルブ３６およびＥＧＲバルブ４２の開度を制御する。バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲガスを還流させるときは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度（以下、所定のＥＧＲバルブ開度ともいう）に開弁する。
【0028】
バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値未満の場合は、ＥＧＲバルブ４２を全開状態に開弁し、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブ３６を開弁する。
【0029】
言い換えれば、上記の差圧が所定値未満の場合は、この差圧が不足しているためにＥＧＲ通路４１を通過できるＥＧＲガスが少ないため、バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲバルブ４２を全開状態にすることにより、ＥＧＲバルブ４２によってＥＧＲガスの還流量が制限されなくなり、ＥＧＲバルブ４２を通過するＥＧＲガスの還流量が増加する。
【0030】
そして、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６の開度を調整することによりＥＧＲ通路４１の下流側（吸気通路１０Ａの側）の圧力を低下させる。これにより、上記の差圧が大きくなり、ＥＧＲガスの還流量が増加する。例えば、バルブ制御部３Ａは、所望の量のＥＧＲガスが還流するようにエアバイパスバルブ３６の開度を調整する。つまり、エアバイパスバルブ３６の開度を調整することにより、ＥＧＲガスの還流量を変更することができる。
【0031】
ここで、ＥＧＲガスの所望の量とは、上記の差圧が所定値以上である通常の場合と同じ量を必ずしも意味するものではなく、上記の差圧が所定値未満の状況において確保し得る範囲内で適量に近い量を意味している。
【0032】
バルブ制御部３Ａは、差圧が所定値未満であることに加えて、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満であることをさらに条件として、ＥＧＲバルブ４２およびエアバイパスバルブ３６を制御することが好ましい。
【0033】
詳しくは、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、上記の差圧が所定値未満であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、ＥＧＲバルブ４２を全開状態に開弁し、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブ３６を開弁する。
【0034】
ここで、ＥＧＲ率とは、吸入空気に占めるＥＧＲガス（還流された排気ガス）の割合をいう。目標ＥＧＲ率は、目標とするＥＧＲ率であり、実ＥＧＲ率は、実際のＥＧＲ率である。
【0035】
目標ＥＧＲ率は、予めエンジン負荷及びエンジン回転速度などに応じた最適な目標ＥＧＲ率のマップを予め用意しておき、このマップを参照することで設定される。
【0036】
実ＥＧＲ率は、測定または推定により求めることができる。ＥＧＲ率を推定する手法としては、例えば、特開２０２０－１２３８３号公報に記載されているように、ＥＧＲバルブの開度（開口面積）を基に演算する技術や、ＥＧＲバルブ近傍に取り付けられた差圧センサによって検出したＥＧＲバルブの前後の差圧に基づいて演算する技術を用いることができる。
【0037】
ここで、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満であっても、上記の差圧が所定値以上の場合は、ＥＧＲガスが還流されやすい状況にあり、ＥＧＲバルブ４２の開度を所定の開度よりも大きくすることにより実ＥＧＲ率の向上が期待できるため、エアバイパスバルブ３６を開弁する必要がない。
【0038】
そこで、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値以上であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、エアバイパスバルブ３６の閉弁を維持したまま、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度よりも大きく開弁する。
【0039】
以上のように構成された本実施例に係る内燃機関の制御装置による動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。以下の動作はＥＣＵ３のバルブ制御部３Ａによって実施される。
【0040】
図２において、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６（図中、ＡＢＶと記す）を閉弁する（ステップＳ１）。次いで、バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲバルブ４２を所定のＥＧＲバルブ開度に開弁する（ステップＳ２）。ここでは、バルブ制御部３Ａは、エンジン負荷およびエンジン回転数等に応じてＥＧＲバルブ４２の開度（以下、ＥＧＲバルブ開度ともいう）を定めたマップを参照し、そのマップに従って所定のＥＧＲバルブ開度を決定する。
【0041】
ＥＧＲバルブ開度のマップは、試験等によって得たデータに基づいて予め設定されており、ＥＣＵ３のＲＯＭに記憶されている。所定のＥＧＲバルブ開度は、エアバイパスバルブ３６の閉弁を維持した状態を前提とした、基準となるバルブ開度である。
【0042】
次いで、バルブ制御部３Ａは、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、バルブ制御部３Ａは、今回の動作を終了する。
【0043】
一方、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合（ステップＳ３でＮＯ）、バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲバルブ４２の前後の差圧が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ここでは、バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値以上であるか否かを判断する。
【0044】
ステップＳ４で用いる所定値は、図４に示すように、エンジン負荷とエンジン回転数との組み合わせからなるマップにおいて、エンジン負荷が閾値Ｌとなる場合に対応する値に設定されている。図４において、横軸はエンジン回転数を表しており、横軸の右方ほどエンジン回転数が大きい。また、縦軸はエンジン負荷を表しており、縦軸の上方ほどエンジン負荷が大きい。図４において、領域Ａは高負荷域であり、この領域では過給が行われる。領域Ｃは低負荷域であり、この領域では自然吸気が行われる。領域Ｂは、中高負荷域である。領域Ｂにおいては、内燃機関２の運転状態に応じて、完全な自然吸気、または過給機３０の予回転を伴う自然吸気が行われる。過給機３０の予回転を伴う自然吸気が行われているときは過給圧が発生する。閾値Ｌは領域Ｂ内に設定されている。したがって、エンジン負荷が閾値Ｌ以上となる高負荷域では、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値未満となる。
【0045】
ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値未満の場合（ステップＳ４でＮＯ）、バルブ制御部３Ａは、ＥＧＲバルブ４２を全開状態に開弁し（ステップＳ５）、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブ３６を開弁し（ステップＳ６）、今回の動作を終了する。
【0046】
一方、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値以上の場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６の閉弁を維持したまま、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度よりも大きく開弁し（ステップＳ７）、今回の動作を終了する。
【0047】
なお、バルブ制御部３Ａは、ステップＳ２の後、ステップＳ３を実施することなくステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６を実施してもよい。つまり、バルブ制御部３Ａは、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満であるか否かの判断を省略し、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値未満であることだけを条件として、ステップＳ５およびステップＳ６を実施するようにしてもよい。
【0048】
図３は、図２の動作が実施された場合の内燃機関２の状態を説明するタイミングチャートである。図３において、縦軸は、スロットルバルブ１１の開度（以下、スロットルバルブ開度ともいう）、エアバイパスバルブ３６（図中、ＡＢＶと記す）の開度（以下、エアバイパスバルブ開度ともいう）、ＥＧＲ率、Ｃｏｍｐ後圧力（吸気通路１０Ａにおけるコンプレッサ３２の下流側の圧力）を表し、横軸は時間を表している。また、エアバイパスバルブ開度、ＥＧＲ率、Ｃｏｍｐ後圧力については、本発明に係る状態を実線で表し、従来の技術に係る状態を破線で表している。
【0049】
時刻ｔ０において、エアバイパスバルブ３６は閉じられている。また、ドライバの操作に応じた開度にスロットルバルブ開度が設定されている。また、図に表れていないＥＧＲバルブ開度が所定のＥＧＲバルブ開度に開弁されている。
【0050】
その後、時刻ｔ１において、エアバイパスバルブ３６が開弁されたことにより、Ｃｏｍｐ後圧力は従来と比較して低い圧力を維持する。また、図に表れていないＥＧＲバルブ開度が全開に設定される。
【0051】
その後、時刻ｔ２において、エアバイパスバルブ３６がさらに開弁されたことにより、Ｃｏｍｐ後圧力は従来と比較して低い圧力をさらに維持する。この状態では、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の下流側（吸気側）の圧力も従来と比較して低く、ＥＧＲガスが還流しやすい状態であるため、ＥＧＲ率は従来と比較して高いＥＧＲ率を維持する。
【0052】
なお、図３の例では、時刻ｔ３においてエアバイパスバルブ３６が閉弁されている。エアバイパスバルブ３６が閉弁されると、Ｃｏｍｐ後圧力が増加し、ＥＧＲ率が低下する。
【0053】
以上のように、本実施例によれば、ＥＣＵ３は、ＥＧＲバルブ４２およびエアバイパスバルブ３６の開度を制御するバルブ制御部３Ａを有している。そして、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値未満の場合は、ＥＧＲバルブ４２を全開状態に開弁し、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブ３６を開弁する。
【0054】
このように、内燃機関２の高負荷域において、ＥＧＲガスが還流し難い状態の場合は、ＥＧＲバルブ４２を全開に開弁し、エアバイパスバルブ３６を開弁することで、吸気通路１０Ａにおけるコンプレッサ３２の下流側の圧力が下がり、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が大きくなるので、排気ガスを還流しやすくなり、高いＥＧＲ率を確保できる。そして、高いＥＧＲ率を確保することにより、燃費を向上させることができ、窒素酸化物の排出量を低減できる。
【0055】
また、過給機３０は通常のターボ過給機と同様の構成を有しており、新たな部品の追加を伴っていないため、部品点数の増加およびコストの増加を回避できる。
【0056】
また、ＥＧＲ装置４０は高圧ＥＧＲの構成を備えているため、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲ装置の両方を備える場合と比較して、コストを抑制できる。また、高圧ＥＧＲは、低圧ＥＧＲシステムのように長いＥＧＲ通路を備える必要がないので、ＥＧＲガスの量の応答性の悪化を回避できる。
【0057】
また、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲ装置との切り替えに伴う内燃機関の状態の急変が発生しないため、内燃機関の状態の急変時の過渡的な状態に対応させて制御を複雑化させることを回避できる。また、ＥＧＲバルブ４２を全開にした状態でエアバイパスバルブ３６の開度の調整によりＥＧＲガスを制御しているので、制御の複雑化を回避できる。
【0058】
また、ＥＧＲ装置４０のＥＧＲ通路４１は、吸気通路１０Ａにおけるコンプレッサ３２下流側に排気ガスを還流しているので、排気ガス中の成分がデポジットとしてコンプレッサ３２に堆積することを抑制できる。
【0059】
この結果、コストの増加、制御の複雑化、および応答性の悪化を回避でき、高負荷域であっても高いＥＧＲ率を確保できる。
【0060】
また、本実施例によれば、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、上記の差圧が所定値未満であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、ＥＧＲバルブ４２を全開状態に開弁し、ＥＧＲガスの量を調整するようにエアバイパスバルブ３６を開弁する。
【0061】
これにより、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満であることを追加の条件として、エアバイパスバルブ３６の開弁を伴う制御が行われるので、目標ＥＧＲ率との比較に基づいた適切な制御を実現でき、排気ガスの還流量の不足による異常燃焼等のない内燃機関２の運転状態を維持することができる。
【0062】
また、本実施例によれば、バルブ制御部３Ａは、エアバイパスバルブ３６を閉弁し、かつ、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度に開弁した状態で、ＥＧＲ通路４１におけるＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との差圧が所定値以上であり、かつ、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合は、エアバイパスバルブ３６の閉弁を維持したまま、ＥＧＲバルブ４２を所定の開度よりも大きく開弁する。
【0063】
これにより、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満であっても、上記の差圧が所定値以上の場合は、ＥＧＲガスが還流されやすい状況にあるため、ＥＧＲバルブ４２開度をより大きく開弁することにより、高いＥＧＲ率を確保できる。
【0064】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【0065】
２ 内燃機関
３ ＥＣＵ（制御装置）
３Ａ バルブ制御部
１０Ａ 吸気通路
２０Ａ 排気通路
３０ 過給機
３１ タービン
３２ コンプレッサ
３５ エアバイパス通路
３６ エアバイパスバルブ
４０ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲバルブ
３ ＥＣＵ（制御装置）
３Ａ バルブ制御部
１０Ａ 吸気通路
２０Ａ 排気通路
３０ 過給機
３１ タービン
３２ コンプレッサ
３５ エアバイパス通路
３６ エアバイパスバルブ
４０ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲバルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】